CN104411452B - 机床 - Google Patents

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Abstract

一种机床，是在安装在主轴上的刀具和安装在工作台上的工件之间相对移动并加工上述工件的机床(10)，其中，具备：在上面上设置了工作台(15)的底座(12)；从底座(12)后面向后方突出的底座左右的侧壁(14)；由底座左右的侧壁(14)的两点和至少另一点相对于地板面分别支承上述底座的支承构件(11b、11a)；沿左右一对上下导向件(28)移动的上下移动体(21)，该上下移动体(21)在上下方向设置在底座(12)的后面上，直到地板面附近为止；和具有一对进给丝杠(35)及进给马达(30)，并作为上述相对的移动之一使上下移动体(21)移动的上下驱动组件，该一对进给丝杠(35)与上下导向件(28)平行地设置在底座左右的侧壁(14)的附近的内侧，该进给马达(35)被安装在设置在底座左右的侧壁(14)上的马达托架(31)上，分别对一对进给丝杠(35)的下端部进行旋转驱动。

Description

机床
技术领域
本发明涉及一种在安装在主轴上的刀具和安装在工作台上的工件之间相对移动并加工工件的机床。
背景技术
一般地在机床中，存在用于使主轴和工作台在X、Y、Z轴方向相对地移动的各种结构。与其结构相应地，适当地配置X、Y、Z轴的各移动体、导向件、进给驱动装置、切屑排出装置等。
在专利文献1的机床中，在基台的后面上设置了在X、Y、Z轴方向移动的各移动体。而且，使上下移动体沿导轨在上下方向移动的进给机构被配置在基台的上方。此进给机构，具备相互平行地配置的作为一对上下进给丝杠的滚珠丝杠和个别地旋转驱动这些滚珠丝杠的一对进给马达。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007－75926号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1的机床中，因为从基台的正面延伸到后面的排出孔被形成在基台上，所以进给丝杠被配置在基台的上方。因为在基台的上方必须确保上下移动体的移动空间，所以进给马达必须被安装在滚珠丝杠的上端。因此，成为重量比较大的进给马达被配置在比刀具高的位置的结果，机床的重心与将上下移动体的导轨与排出孔相比配置在上方一致地被设定在了高的位置。其结果，机床的稳定性受损，另外，机械的总高度变高，存在大型化的问题。
本发明将解决这样的以往技术的问题作为技术课题，其目的在于提供一种在与以往相比将重心设定在低的位置而实现高的稳定性的同时，能可靠地排出切屑的紧凑的机床。
为了解决课题的手段
为了达到上述的目的，根据本发明，提供一种机床，是在安装在主轴上的刀具和安装在工作台上的工件之间相对移动并加工上述工件的机床，其中，具备：
成为基台，在上面上设置了上述工作台的底座；
至少由三点相对于地板面支承上述底座的支承构件；
沿左右一对上下导向件移动的上下移动体，该上下移动体在上下方向设置在上述底座的后面或者侧面上，直到地板面附近为止；和
具有至少1根进给丝杠及进给马达，并作为上述相对的移动之一使上述上下移动体移动的上下驱动组件，该至少1根进给丝杠与上述上下导向件平行地设置在上述底座的后方的上述支承构件的上方，该进给马达与上述进给丝杠的下端部连结，对上述进给丝杠进行旋转驱动。
发明的效果
根据本发明，由于将上下驱动组件的进给丝杠设置在将底座支承在地板面上的支承组件的上方，而且在进给丝杠的下端部连结了进给马达，所以能由支承组件直接承受作用在进给丝杠的轴承零件、进给马达的托架上的朝下的力。因而，机械刚性提高。如果进给丝杠和支承组件离开，则需要高刚性的重的底座，但根据本发明的此结构，即使将底座轻量化也能确保机械刚性。另外，通过将重量比较大的进给马达安装在机械的下方部位，机械的重心、总高度下降，能得到高的稳定性。通过机械的刚性和稳定性的提高，能使进给轴高速而且高精度地移动。进而，有助于机械的紧凑化。
附图说明
图1是概要地表示本发明的一实施方式的机床的构造的侧视图。
图2是在图1的向视线2－2的方向看到的机床的后视图。
图3是概要地表示与包围图1的机床的挡板一起表示的机床的外观的立体图。
具体实施方式
为了实施发明的方式
下面，一边参照附图一边说明本发明的一实施方式。图1是概要地表示本发明的一实施方式的机床的构造的侧视图，图2是在图1的向视线2－2的方向看到的机床的后视图，图3是概要地表示与挡板一起表示的机床的外观的立体图。另外，在本说明书中，将安装在后述的主轴的前端的刀具的前端方向作为机床的前侧。
在本实施方式中，机床10是作为一例具有XYZ的正交3轴向的直线移动轴和一个作为旋转进给轴的B轴的4轴卧式的多工序自动数字控制机床。将机床10的左右方向(与图1的纸面垂直方向)定义为X轴，将上下方向定义为Y轴，将前后方向(在图1中为左右方向)定义为Z轴。B轴是将与Y轴平行的铅直轴线作为中心的旋转进给轴。作为机床10，也可以代替4轴卧式多工序自动数字控制机床，例如使用5轴机、立式多工序自动数字控制机床、铣床、放电加工机等。
机床10，具备作为被支承在工厂等的地板面上的基台的底座12。底座12具备空心角柱状的底座主体13和从底座主体13的后面在Z轴方向向后方突出的左右一对侧壁14。底座12由作为支承构件的可调节高度的多个、在本实施方式中为3个校平垫铁支承。更详细地讲，底座12，由配置在底座主体13的前侧中央部的一个前校平垫铁11a和配置在一对侧壁14的各个的后端部的后校平垫铁11b支承。
在底座主体13的上面上配置工作台15。工作台15，由装入底座主体13内的B轴伺服马达15a，绕与Y轴平行地延伸的旋转轴线地在B轴方向进行旋转进给。在工作台15上固定双面角铁16。双面角铁16，具有用于安装工件W的相互背靠背配置的安装面16a、16b。
机床10，具备在底座主体13的后面中沿Y轴在上下方向进行直线往返移动的上下移动体21。在上下移动体21的上面上，安装了沿X轴在左右方向进行直线往返移动的左右移动体23。在左右移动体23上安装了沿Z轴在前后方向进行直线往返移动的前后移动体24。在前后移动体24上，以与Z轴平行的旋转轴线O为中心安装了可旋转地支承主轴26的主轴头25。刀具27以与被固定在双面角铁16的一方的安装面上的工件W相向的方式可装卸地安装在主轴26的前端。
在底座主体13的后面上，安装了在Y轴方向(铅直方向)延伸的作为左右一对上下导向件的Y轴导轨28，在Y轴导轨28的外侧，安装了在Y轴方向延伸设置的作为一对上下进给丝杠的Y轴滚珠丝杠35。另外，在底座主体13的后面上设置了托架31。在本实施方式中，托架31，以从侧壁14的内侧面突出的方式与侧壁14一体地形成。在托架31上安装了作为上下进给马达的Y轴伺服马达30，另外由轴承可转动地支承了Y轴滚珠丝杠35。在托架31上，在Y轴方向形成了从托架31的上面向下面贯通的贯通孔32，Y轴伺服马达30，以其输出轴30a通过贯通穴32向上方突出的方式被安装在托架31的下面上。输出轴30a，经联轴器34与Y轴滚珠丝杠35的下端连结。Y轴滚珠丝杠35，与后校平垫铁11b尽可能靠近地配置。
上下移动体21，具备在Y轴方向相互离开并呈两叉状地向下方延伸的左右一对腿部22。在上下移动体21上安装了Y轴导向块29，上下移动体21，经Y轴导向块29沿Y轴导轨28可滑动地支承在Y轴导轨28上。如从图2可理解的那样，Y轴导向块29，在将上下移动体21安装在底座主体13的后面上时，被配置成Y轴导轨28与一对腿部22重叠。更详细地讲，在上下移动体21上，相对于一对Y轴导轨28的各个配设了上下一对Y轴导向块29，在各对的Y轴导向块29中，至少一方的导向块被配置在一对腿部22的各个上。
在上下移动体21上还安装了与Y轴滚珠丝杠35卡合的螺母36。如果Y轴伺服马达30进行旋转，则上下移动体21与该Y轴伺服马达30的旋转方向及旋转量相应地在上下方向被驱动。另外，Y轴伺服马达30及Y轴滚珠丝杠35构成本发明的上下驱动组件。Y轴滚珠丝杠35只要至少有左右任一根即可。另外，上下移动体21的左右方向的尺寸，只要有收纳导向块29的最小限度的宽度即可，最好仅使螺母36的部分向左右突出而实现轻量化。
在上下移动体21的上面上，安装了在X轴方向延伸的作为一对左右导向件的X轴导轨37和在该一对X轴导轨37之间在X轴方向延伸的作为左右进给丝杠的X轴滚珠丝杠41。在左右移动体23上安装了X轴导向块38，左右移动体23经X轴导向块38沿X轴导轨37在左右方向可滑动地支承在X轴导轨37上。另外，在上下移动体21上安装了作为左右进给马达的X轴伺服马达39。X轴伺服马达39的输出轴(未图示)经联轴器(未图示)与X轴滚珠丝杠41连结。在左右移动体23上还安装了与X轴滚珠丝杠41卡合的螺母42，如果X轴伺服马达39进行旋转，则左右移动体23与该X轴伺服马达39的旋转方向及旋转量相应地在左右方向被驱动。另外，X轴伺服马达39及X轴滚珠丝杠41构成本发明的左右驱动组件。
在左右移动体23的上面上，安装了在Z轴方向延伸的作为左右一对前后导向件的Z轴导轨43和在该一对Z轴导轨43之间在Z轴方向延伸的作为前后进给丝杠的Z轴滚珠丝杠46。在前后移动体24上安装了Z轴导向块44，前后移动体24经Z轴导向块44沿Z轴导轨43在前后方向可滑动地支承在Z轴导轨43上。另外，在左右移动体23上安装了作为前后进给马达的Z轴伺服马达45。Z轴伺服马达45的输出轴(未图示)经联轴器(未图示)与Z轴滚珠丝杠46连结。在前后移动体24上还安装了与Z轴滚珠丝杠46卡合的螺母47，如果Z轴伺服马达45进行旋转，则前后移动体24与该Z轴伺服马达45的旋转方向及旋转量相应地在前后方向被驱动。另外，Z轴伺服马达45及Z轴滚珠丝杠46构成本发明的前后驱动组件。
在主轴头25内装入了内装型的主轴电动机(未图示)。主轴26及刀具27由主轴电动机以旋转轴线O为中心被进行旋转驱动。刀具27由左右移动体23、上下移动体21及前后移动体24的XYZ方向的直线移动相对于工件W进行相对移动。此相对移动，由装入机床10的NC装置(未图示)控制。在刀具27和工件W的相对移动中旋转的刀具27在规定的加工点与工件W接触。这样，工件W被加工成所希望的形状。
如图1所示，在底座主体13内形成向上方开口的空洞51。在空洞51的内壁上，形成了配置在工作台15的下方的滑道52，在底座主体13的后面上，形成了作为切屑排出口的开口部13a。滑道52，由从底座主体13之前向后方朝向开口部13a变低的倾斜面及在左右的内壁中朝向下方的倾斜面构成。在工件W的加工时产生的切屑及向工件W的加工区域喷射的加工液，从工作台15的周围向空洞51内落下，进而，沿滑道52向开口部13a移动。
用于将切屑及加工液向机外，即向底座主体13的空洞51的外部排出的切屑管道53被安装在底座主体13的后面上。切屑管道53，从底座主体13的后面通过上下移动体21的腿部22之间向后方延伸。切屑管道53，在一方的端部，例如由多个螺栓，以包围开口部13a的方式安装在底座主体13的后面上。切屑管道53的另一端53b，连结着切屑容器56。切屑容器56，是向上方开口的薄的托盘状的构件，底壁成为网眼(未图示)。在切屑容器56的下侧配置加工液箱54。切屑管道53，随着从滑道52朝向加工液箱54，以靠进地板面的方式向下方倾斜。这样，从开口部13a向机外排出的切屑及加工液，由切屑管道53向切屑容器56引导。在切屑容器56中，加工液在通过切屑容器56的底壁的网眼而被过滤之后向加工液箱54落下，仅切屑堆积在切屑容器56的底壁上。堆积在切屑容器56内的切屑，由操作者定期地收集。
加工液箱54，贮存由切屑管道53从滑道52引导的加工液。在加工液箱54内安装了泵55。泵55，朝向工件W的加工区域供给贮存在加工液箱54内的加工液。也可以在加工液箱54内还设置过滤器(未图示)，在向加工区域供给之前，再过滤微细的切屑。这样，加工液被再利用。
机床10，具备形成收容上述的全部的结构要素的内部空间的例如箱形的挡板61。挡板61，具备覆盖机床10的正面下方部分、两侧部、顶部及后面的正面面板62、左右侧面面板63a、63b及顶面面板64。机床10的正面的上方部分，特别是配置双面角铁16的空间，由滑动门65、66覆盖。在滑动门65、66上形成了矩形的监视窗65a、66a，在该监视窗65a、66a上嵌入透明的玻璃板。
在右侧面面板63b上装入了操作盘68，该操作盘68与上述的NC装置连接。在操作盘68上，配置了显示上述的结构要素的动作状态的显示面板、各种输入按钮。机床10的操作者能经操作盘68向NC装置输入加工程序、各种加工参数。加工程序，也可以经工厂内LAN等通信网络输入。
如上所述，在本实施方式的机床10中，在上下方向延伸设置的左右一对Y轴导轨28在底座主体13的后面中被配置在该底座主体13的两侧部的附近，具有呈两叉状地向下方延伸的一对腿部22的上下移动体21沿左右一对Y轴导轨28在上下方向可移动地安装在底座主体13上。作为向上下方向驱动上下移动体21的上下驱动组件，左右一对Y轴滚珠丝杠35与上下方向平行地设置在左右一对Y轴导轨28的附近，与Y轴滚珠丝杠35卡合的螺母36被设置在上下移动体21上。左右一对Y轴导轨28，在将上下移动体21安装在底座主体13的后面上时，被配置成与该上下移动体21的呈两叉状地向下方延伸的左右一对腿部22重叠。通过这样的上下移动体21的两叉状的腿部22及Y轴导轨28及Y轴滚珠丝杠35的配置，能将用于向机外排出切屑及加工液的切屑管道53配置在底座主体13的后面的左右方向的中央部，并从底座主体13的后面通过上下移动体21的两叉状的腿部22之间向后方延伸设置。由此，使作为排出口的开口部13a及切屑管道53的截面积变大，切屑及加工液的排出变得有效地而且可靠。
另外，在本实施方式的机床10中，左右一对Y轴滚珠丝杠35，在底座主体13的后面中与左右一对Y轴导轨28平行地设置在该底座主体13的两侧部的附近，在Y轴滚珠丝杠35的各个的下端连结Y轴伺服马达30。Y轴伺服马达30被安装在托架31上，该托架31，以从侧壁14的内侧面突出的方式与侧壁14一体地形成。在侧壁14中，在托架31的附近，即在Y轴伺服马达30的附近，配设了对机床10的后方部分进行支承的后校平垫铁11b。这样，通过将向上下方向驱动的移动体的Y轴滚珠丝杠35配置在底座12的侧壁14上后，将作为在机床10中重量最大的移动体的上下移动体21配置在后校平垫铁11b的附近，机床10整体的刚性变高，能使上下移动体21高速而且高精度地上下移动。
进而，Y轴伺服马达30及Y轴滚珠丝杠35被配置在底座主体13的后面上，Y轴伺服马达30与Y轴滚珠丝杠35的下端连结。在本实施方式中，Y轴导轨28、Y轴伺服马达30及Y轴滚珠丝杠35与主轴头25相比被配置在下方。特别是，Y轴导轨28被配置成下端延伸到地板面附近，Y轴伺服马达30与地板面邻接地配置。其结果，能将机床10的重心设定在比以往更低的位置。而且，能将上下移动体21以避开切屑管道53的方式做成两叉形状，在腿部22设置导向块29，也有助于在上下方向以长的跨度对上下移动体21进行上下导向支承，实现具有比以往更高的稳定性的机床10。这样，能使机床10中的加工的精度提高。而且，因为在机床10的上端可以不配置Y轴伺服马达30，所以能减小机床10的总高度。
另外，也可以构成为如下的方式，即,不是在底座主体13的后面上，而是在不具有从底座主体13的后面向后方突出的底座左右的侧壁14的底座12的侧面后方，在上下方向延伸设置一对Y轴导轨28，使上下移动体21在底座主体13的侧面侧向上下方向移动。
符号的说明：
10：机床
11a：前校平垫铁
11b：后校平垫铁
12：底座
13a：开口部
14：侧壁
15：工作台
21：上下移动体
22：腿部
23：左右移动体
24：前后移动体
25：主轴头
26：主轴
27：刀具
28：Y轴导轨
29：Y轴导向块
30：Y轴伺服马达
30a：输出轴
31：托架
35：Y轴滚珠丝杠
36：螺母
37：X轴导轨
43：Z轴导轨
52：滑道
53：切屑管道
54：加工液箱
56：切屑容器。

Claims (4)

1.一种机床，是在安装在主轴上的刀具和安装在工作台上的工件之间相对移动并加工上述工件的机床，其特征在于，具备：
成为基台，在上面上设置了上述工作台的底座；
至少由三点相对于地板面支承上述底座的支承构件；
沿左右一对上下导向件移动的上下移动体，该上下移动体在上下方向设置在上述底座的后面或者侧面上，直到地板面附近为止；和
具有至少1根进给丝杠及进给马达，并作为上述相对的移动之一使上述上下移动体移动的上下驱动组件，该至少1根进给丝杠与上述上下导向件平行地设置在上述底座的后方的上述支承构件的上方，该进给马达与上述进给丝杠的下端部连结，对上述进给丝杠进行旋转驱动。
2.如权利要求1记载的机床，其特征在于，
上述支承构件的两个被设置在上述底座的后方左右，上述进给丝杠被分别设置在上述左右的支承构件的上方。
3.一种机床，是在安装在主轴上的刀具和安装在工作台上的工件之间相对移动并加工上述工件的机床，其特征在于，具备：
成为基台，在上面上设置了上述工作台的底座；
从上述底座的后面向后方突出的底座左右的侧壁；
由上述底座左右的侧壁的两点和至少上述底座的前侧中央的一点相对于地板面分别支承上述底座的支承构件；
沿左右一对上下导向件移动的上下移动体，该上下移动体在上下方向设置在上述底座的后面上，直到地板面附近为止；和
具有左右一对进给丝杠及进给马达，并作为上述相对的移动之一使上述上下移动体移动的上下驱动组件，该左右一对进给丝杠与上述上下导向件平行地设置在上述底座左右的侧壁附近的内侧，该进给马达安装在设置在上述底座左右的侧壁上的马达托架上，分别对上述一对进给丝杠的下端部进行旋转驱动。
4.如权利要求1～3中的任一项记载的机床，其特征在于，
上述上下移动体，具有呈两叉状地向下方延伸的一对腿部，
上述左右一对上下导向件，被配置成在将上述上下移动体安装在上述底座的后面侧时，与该上下移动体的呈两叉状地向下方延伸的一对上述腿部重叠。
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