CN104136159B - 机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机床，其在刀具支撑台上安装有多个刀具的状态下增大能够调整中心高度的工件的直径，并且在使多个刀具的冲程长度变得相同的状态下减少无切削时的不必要的时间。机床(100)具备：移动单元(110)，其具有相互交叉的第一进给轴(A)及第二进给轴(B)；以及多个刀具(120)，其由移动单元(110)驱动，并且各自的刀尖以阶梯形错开，通过使多个刀具(120)一体地倾斜，从而多个刀具(120)的刀尖在第二进给轴(B)上对齐。

Description

机床

技术领域

本发明涉及将多个刀具以梳齿形状配置的机床。

背景技术

以往，有一种NC自动车床，其在与沿着主轴中心线的Z轴正交的平面内，在正交的两个轴方向上设置进给丝杠，并在XY坐标系中使刀架移动而对工件进行加工，其中，XY坐标系为相对于由两个进给丝杠的轴方向构成的AB坐标系倾斜的正交坐标系(例如，参照专利文献1)。在这种情况下刀具沿着XY坐标系的Y轴方向被配置多个，通过沿着X轴方向移动能够向工件进刀并进行加工。

另外，在专利文献2中，作为在搭载有梳齿刀架的NC车床等的机床中在加工数据方面调整相对于被加工材料的各刀具的刀尖位置的方法，公开了如下方法，在利用NC车床对棒料进行车削加工的情况下，将用于加工的车刀安装在梳齿刀架之后，使梳齿刀架移动，并使需要调整刀尖位置的车刀的刀尖首先与固定在实际的加工作业位置上的棒料的侧面所需部位(即从作为加工时的刀尖抵接部位的棒料顶点向周方距离大约90°的部位)抵接，并根据该抵接位置的Y坐标值与预先测定的棒料的半径尺寸，确定由该车刀进行加工的棒料的中心、即旋转轴线的Y坐标值(相对值)。然后，使该车刀的刀尖移动到棒料的旋转轴线的Y坐标上并使其与棒料的顶点抵接，并通过实施车削加工能够高精度地进行加工。

但是，如图10A所示，对于具有比棒料W1更大的外径尺寸的棒料，其中，所述棒料W1具有与相邻的车刀接触的外径尺寸Ra，由于相邻车刀之间的干涉而难以实施所述刀尖位置调整，因此在专利文献2中记载的机床中，如图10B所示，将各刀具220的刀尖沿着刀具220的配置方向按顺序，在与该配置方向正交的刀具220的进刀方向上以阶梯形错开。因此，能够对棒料W2进行所述刀尖位置调整，其中，所述棒料W2具有如超过相邻刀具彼此的间隔的外径尺寸Rb。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-308803号公报(权利要求书、图1至图3)

专利文献2：日本特开2001-300802号公报(权利要求书、图1至图6)

发明内容

本发明所要解决的问题

然而，根据上述的机床，如图11所示，各刀具220的刀尖在进刀方向上，按顺序以阶梯形错开，因此在对各刀具220进行切换并调整所述刀尖位置时、或向工件W3进刀时，存在如下问题，根据刀尖的错开量，对于各刀具220产生多余的冲程长度d1、d2、d3、d4。

例如在使各刀具220的刀尖移动到棒料的旋转轴线的Y坐标(Y0)上的情况下，相对于刀具T0，需要使刀具T1向进刀方向多移动d1、使刀具T2向进刀方向多移动d2、使刀具T3向进刀方向多移动d3、使刀具T4向进刀方向多移动d4。即，如果使各刀具移动冲程长度d1、d2、d3、d4来进行加工，在选择刀具T0、T1、T2、T3、T4时，再将各刀具返回冲程长度d1、d2、d3、d4来选择刀具，则存在以下问题，即在刀具的选择上花费时间，无切削时产生不必要的时间从而延长加工时间。

另外，在将各刀具220的刀尖在进刀方向上按顺序以阶梯形错开的情况下，需要设定进给丝杠，以使刀架除了能够移动刀具T0的进刀方向的冲程以外还能多移动d4，其中，d4为错开量的最大值。然而，该冲程对于错开量小于d4的其他刀具则成为不必要的过长的冲程，存在由于进给丝杠的超长化而产生机床的大型化、延长加工时间等的问题。

因此，本发明所要解决的技术问题、即本发明的目的是提供如下机床，该机床在安装多个刀具的状态下能够进行所述刀尖位置调整，并且在增大棒料的直径的状态下减少无切削时的不必要的时间。

为解决问题的方法

本发明的权利要求1涉及的发明中，机床具备：移动单元，其具有相互交叉的第一及第二进给轴；以及多个刀具，其通过所述移动单元一体地进行移动，所述多个刀具的各个刀尖在进刀方向上以阶梯形错开配置，所述多个刀具被配置成使多个刀具的刀尖在沿着所述刀具的选择轴方向的直线上对齐，由此解决了上述的问题。

本发明的权利要求2涉及的发明中，所述刀具的选择轴方向为所述第一或第二进给轴方向，各刀具一体地倾斜配置，以使各刀具的刀尖在所述第一或第二进给轴方向上对齐，由此解决了上述的问题。

本发明的权利要求3涉及的发明中，所述第一及第二进给轴被设定在相互正交的水平方向以及垂直方向上，由此解决了上述的问题。

本发明的权利要求4涉及的发明中，所述多个刀具被配置在所述垂直方向上，由此解决了上述的问题。

本发明的权利要求5涉及的发明中，所述多个刀具的上方侧的刀具的刀尖比下方侧的刀具的刀尖突出，其突出的长度为使加工时的切屑不至于落到所述下方侧的刀具上的程度，由此解决了上述的问题。

本发明的权利要求6涉及的发明中，相对于所述第一及第二进给轴之中作为所述选择轴而被选择的一个进给轴，将另一个进给轴设置为沿着刀具的倾斜方向倾斜，由此解决了上述的问题。

发明效果

根据本发明的权利要求1涉及的机床，各刀具的刀尖在沿着刀具的选择轴方向的直线上对齐，从而能够将刀具直接移动到刀具待机位置，因此能够减少无切削时的不必要的时间。通过向选择轴方向移动刀具，与刀尖的错开量无关，就能够进行刀具的切换，并利用各刀具来进行工件的加工。各刀具的刀尖在进刀方向上以阶梯形错开配置，因此能够对与以往同样地具有超过相邻刀具彼此的间隔的外径尺寸的棒料进行刀尖位置调整。

本发明的权利要求2涉及的发明除了具有上述的权利要求1涉及的发明效果以外，通过使刀具向第一及第二进给轴方向移动，能够容易地进行刀具的切换，不需要将与刀尖的错开量相对应的多余的冲程设置在进刀方向上，就能够利用各刀具进行工件的加工，能够使第一或第二进给轴变得小型化。

本发明的权利要求3涉及的发明除了具有上述的权利要求2涉及的发明效果以外，不需要在水平方向及垂直方向上加长冲程长度，因此能够在水平方向及垂直方向使机床的尺寸变得小型化。

本发明的权利要求4涉及的发明除了具有上述的发明效果以外，不需要在水平方向上加长冲程长度，因此能够在水平方向上使机床变得小型化。

本发明的权利要求5涉及的发明除了具有上述的发明效果以外，加工时的切屑不会落在下方侧的刀具上，因此能够防止刀具上附着切屑。

本发明的权利要求6涉及的发明除了具有上述的发明效果以外，只驱动作为选择轴而被选择的一个进给轴就能选择刀具，因此能够减轻施加在机床上的负载。

附图说明

图1是本发明的实施例涉及的机床的立体图。

图2是本发明的实施例涉及的机床的从内部观察正面主轴侧的内部主视图。

图3是本发明的实施例涉及的机床的主要部分概略主视图。

图4是表示相对于第二进给轴的多个刀具的倾斜状态的概念图。

图5是表示中心高度调整方法的一个工序的概念图。

图6是表示将刀具向工件进刀的状态的概念图。

图7是表示对刀具进行切换的状态的概念图。

图8是表示相对于第二进给轴的多个刀具的其他倾斜状态的概念图。

图9是本发明的其他实施例涉及的机床的主要部分概略主视图。

图10A是表示以往的多个刀具以及工件的相对的位置关系(之1)的图。

图10B是表示以往的多个刀具以及工件的相对的位置关系(之2)的图。

图11是表示以往的多个刀具以及工件的相对的位置关系(之3)的图。

具体实施方式

下面，对本发明的一个实施例涉及的机床100进行说明。如图1及图2所示，本发明的实施例涉及的机床100例如是NC自动车床等的机床，其具备被刀架112支撑的车刀等的多个刀具120、正面主轴130、背面主轴140、背面刀架150、以及转台160。并且，机床100能够在正面主轴130与背面主轴140之间交接工件并进行加工。

刀架112通过相互正交的第一进给轴A与第二进给轴B的各进给机构110A、110B移动自如地被支撑。刀架112的移动单元110由两个进给机构110A、110B构成。第一进给轴A及第二进给轴B与图1所示的正面主轴130的轴线方向Z1正交。

图1至图3所示，第一进给轴A的进给机构110A由以下方式构成，第一滑动台110A-1移动自如地被支撑在沿着第一进给轴A的滑动轨道110A-2上，第一滑动台110A-1与沿着第一进给轴A的第一进给丝杠111A螺纹配合。第一进给丝杠111A由第一电机113A旋转驱动。通过第一电机113A的驱动，第一滑动台110A-1沿着第一进给轴A进行移动。第二进给轴B的进给机构110B由以下方式构成，第二滑动台110B-1移动自如地被支撑在沿着第二进给轴B的滑动轨道110B-2上，第二滑动台110B-1与沿着第二进给轴B的第二进给丝杠111B螺纹配合。第二进给丝杠111B由第二电机113B旋转驱动。通过第二电机113B的驱动，第二滑动台110B-1沿着第二进给轴B进行移动。刀架112被安装在第二滑动台110B-1，并通过第一进给丝杠111A的旋转驱动而沿着第一进给轴A进行移动，通过第二进给丝杠111B的旋转驱动而沿着第二进给轴B进行移动。

各刀具120一体地安装在刀架112上。移动单元110通过第一进给丝杠111A以及第二进给丝杠111B的合成动作能够使刀架112向任意的方向移动。本机床100通过移动单元110使刀具120向任意的方向移动，并对刀具120进行切换，并且能够对图1及图2所示的正面主轴130所把持的圆棒状的工件W进行加工。

各刀具120沿着相对于第一进给轴A以及第二进给轴B倾斜的Y1轴方向，各自平行地被配置。各刀具120如将Y1轴方向记载成水平方向的图4的假想线所示，各自的刀尖位置在与Y1轴方向正交的X1轴方向上，按顺序以阶梯形错开配置。各刀具120的刀尖成比例地错开，并位于直线L上。并且如图4的实线所示，各刀具120一体地倾斜设置，以使直线L沿着第一进给轴B。

因而由所述X1轴方向以及Y1轴方向构成的X1Y1坐标系相对于由第一进给轴A以及第二进给轴B构成的AB坐标系旋转预定角度而设定。由此加工时的刀尖抵接部位成为材料W的X1轴方向的顶点，X1轴方向成为各刀具120的进刀方向。

由于加工时的刀尖抵接部位成为X1轴方向的工件W的顶点，因此如图5所示，所述刀尖位置调整如下进行，使刀具120的刀尖与工件W的Y1轴方向的顶点抵接，和以往同样地根据该抵接位置的Y1坐标值与预先测定的工件W的半径尺寸，确定由该刀具120加工的工件W的中心、即工件W的旋转轴线的Y1坐标值(相对值)。各刀具120的刀尖位于沿着第二进给轴B的方向上，并在第二进给轴B上对齐，但是在X1轴方向上以阶梯形错开配置，所以能够对超过相邻刀具120彼此的间隔的外径尺寸的工件W进行所述刀尖位置调整。

并且如图6所示，使预定的刀具120的刀尖移动到工件W的旋转轴线的Y1坐标(Y0)上，并通过使所述刀具120向X1轴方向进行进刀移动，能够对工件W进行加工。由于各刀具120的刀尖在第二进给轴B上对齐，因此与刀尖向X1轴方向的错开无关，如图7所示，通过使刀架112沿着第二进给轴B移动，能够选择各刀具120并进行切换。

例如，如图7所示，在将已经用于加工的刀具120退避到从工件W的表面沿着作为刀具120的进刀方向的X1轴方向分离极小距离d的退避位置、即刀具待机位置，选择用于下一个加工的刀具120的情况下，只是使已经用于加工的刀具120退避，并使刀架112沿着第二进给轴B移动，各刀具120在沿着经过刀具待机位置的第二进给轴B的直线上对齐，因此即使选择多个刀具120中的任何一个刀具都与刀尖的错开无关，将用于下一个加工的刀具120定位在所述退避位置，不需要考虑刀尖的错开量，通过使刀具120仅仅移动作为最小移动量的共通距离d，就能够开始进行加工。另外各刀具120在加工时所需的冲程相同，因此无需根据刀尖向X1轴方向的错开而加长冲程。

因而，多个刀具120的刀尖在选择刀具120的选择轴上对齐、例如在沿着第二进给轴B的直线上对齐，从而能够使刀具120直接移动到刀具待机位置，因此减少了无切削时的不必要的时间。此外，将第二进给轴B作为选择轴，通过将各刀具一体地倾斜配置，以使各刀具120的刀尖在第二进给轴B方向上对齐，从而第一进给丝杠111A与第二进给丝杠111B的冲程不依存于各刀具120的刀尖位置的错开量，能够根据相对于AB坐标系的X1Y1坐标系的旋转(倾斜)角度而设定，并且不需要将第一进给丝杠111A与第二进给丝杠111B的冲程加长与刀尖位置的错开量相对应的长度，能够小型化地设定第一进给丝杠111A及第二进给丝杠111B。尤其多个刀具120配置在垂直方向上从而不需要在水平方向上加长冲程长度，因此能够在水平方向上使机床100变得小型化。并且，在本实施例中，无需在水平方向及垂直方向上加长第一进给丝杠111A及第二进给丝杠111B的冲程长度，因此能够在水平方向及垂直方向上使机床100的尺寸变得小型化。

上述实施方式针对将第二进给轴B作为选择轴、将各刀具120的刀尖沿着第二进给轴B对齐的例子进行了说明，但是也能够将第一进给轴A作为选择轴、沿着第一进给轴A对齐。在这种情况下，使刀架112沿着第一进给轴A移动而进行各刀具的切换。

此外，本发明的“在沿着刀具的选择轴方向的直线上对齐多个刀具的刀尖”是还包含如下范围的概念，如图8所示，多个刀具120中的上方侧的刀具120的刀尖比下方侧的刀具120的刀尖突出，其突出的长度为使加工时的切屑不至于落到下方侧的刀具120上的程度。

即，如果上方侧的刀具120的刀尖比下方侧的刀具120的刀尖突出，其突出的长度为使加工时的切屑不至于落到下方侧的刀具120上的程度，则如图8所示，经过多个刀具120的刀尖的直线L，只要沿着第二进给轴B即可，不一定是与第二进给轴B一致的直线。根据这样的刀具120的配置方式，进行工件加工时在上方侧的刀具120中产生的切屑不会落在下方侧的刀具120上，因此能够防止刀具120上附着切屑。此外也能够将直线L作为选择轴。

在上述实施方式中对于第一进给轴A与第二进给轴B正交、并通过第一进给丝杠111A与第二进给丝杠111B的合成动作使刀具120(刀架112)向X1轴方向移动的例子进行了说明，但是如图9所示，也能够沿着X1轴方向设置第二进给丝杠111B，并沿着X1轴方向设置第二进给轴B。

在这种情况下，仅通过第一进给丝杠111A的驱动就能够使刀架112沿着第一进给轴A移动，并且仅通过第二进给丝杠111B的驱动就能够使刀架112沿着X1轴方向移动，能够简单地以低负载来进行刀架112的移动。

附图标记说明

100：机床、110：移动驱动单元、110A：A方向的进给机构、110A-1：第一滑动台、110A-2：滑动轨道、110B：B方向的进给机构、110B-1：第二滑动台、110B-2：滑动轨道、111A：第一进给丝杠、111B：第二进给丝杠、112：刀架、120和220：刀具、130：正面主轴、140：背面主轴、150：背面刀架、160：转台、d1和d2和d3和d4：多余的冲程长度、A：第一进给轴、B：第二进给轴、X：刀具的进刀方向、Y：刀具的配置方向、W、W1、W2、W3：工件。

Claims (6)

1.一种机床，其特征在于，具备：

移动单元，其具有相互交叉的第一及第二进给轴；以及

多个刀具，其通过所述移动单元一体地进行移动，

各刀具沿着规定的选择轴方向一体地移动，从而选择性地切换进行加工的刀具，

所述多个刀具的各个刀尖在进刀方向上以阶梯形错开配置，

所述多个刀具被配置成使各刀具的刀尖在沿着所述选择轴方向的直线上对齐。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述选择轴方向为所述第一或第二进给轴方向，各刀具一体地倾斜配置，以使各刀具的刀尖在所述第一或第二进给轴方向上对齐。

3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，

所述第一及第二进给轴被设定在相互正交的水平方向以及垂直方向上。

4.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，

所述多个刀具被配置在所述垂直方向上。

5.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述多个刀具的上方侧的刀具的刀尖比下方侧的刀具的刀尖突出，其突出的长度为使加工时的切屑不至于落到所述下方侧的刀具上的程度。

6.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，

相对于所述第一及第二进给轴之中作为所述选择轴而被选择的一个进给轴，将另一个进给轴设置为沿着刀具的倾斜方向倾斜。