CN117897248A - 机床用的工件支承装置、机床及机床的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供机床用的工件支承装置、机床及机床的使用方法。机床用的工件支承装置具备:旋转轴,支承工件,能够绕第一轴旋转;第一支承装置,具有能够支承导套转接器的贯通孔部,能够在贯通孔部容纳旋转轴的前端部;第二支承装置,支承旋转轴,能够使旋转轴相对于第一支承装置在与第一轴平行的方向上相对移动;以及附件,接触配置于旋转轴的前端部的外表面或贯通孔部的内表面。配置于旋转轴的附件的至少一部分能够向远离第一轴的方向位移,或者,配置于第一支承装置的贯通孔部的附件的至少一部分能够向接近第一轴的方向位移。
Description
技术领域
本发明涉及机床用的工件支承装置、机床以及机床的使用方法。
背景技术
已知有使用导套(guide bush)在抑制长条的工件的挠曲的状态下进行该工件的加工的机床。
作为关联的技术,在专利文献1中公开了一种主轴移动型车床。专利文献1所记载的主轴移动型车床具备保持工件的主轴、主轴台、位于主轴的前方且具备能够滑动地引导工件的导套的导套座(guide bush holder)、以及安装导套座的支承台。导套座相对于支承台能够拆下。另外,在专利文献1所记载的主轴移动型车床中,代替导套座,在与导套对应的位置能够安装具备能够插入主轴的前端部的保护孔的盖部件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开公报特开平9-225703号
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种在旋转轴配置于能够支承导套转接器(guide bushadapter)的贯通孔部的状态下能够抑制旋转轴的挠曲的机床用的工件支承装置、机床以及机床的使用方法。
用于解决技术问题的技术方案
几个实施方式的机床用的工件支承装置具备:旋转轴,支承工件,能够绕第一轴旋转;第一支承装置,具有能够支承保持导套的导套转接器的贯通孔部,能够在所述贯通孔部容纳所述旋转轴的前端部;第二支承装置,支承所述旋转轴,使所述旋转轴相对于所述第一支承装置在与所述第一轴平行的方向上相对移动;以及附件,接触配置于所述旋转轴的所述前端部的外表面或所述贯通孔部的内表面。所述附件的至少一部分能够向远离所述第一轴的方向位移,以使配置于所述旋转轴的所述前端部的所述附件的最外部与所述第一轴之间的第一距离大于所述旋转轴的所述前端部的最外表面与所述第一轴之间的第二距离,或者,所述附件的至少一部分能够向接近所述第一轴的方向位移,以使配置于所述贯通孔部的所述附件的最内部与所述第一轴之间的第三距离小于所述贯通孔部的最内表面与所述第一轴之间的第四距离。
几个实施方式的机床具备:工件支承装置;刀具保持装置,保持刀具;以及第二驱动装置,使所述刀具保持装置移动。所述工件支承装置具备:旋转轴,支承工件,能够绕第一轴旋转;第一支承装置,具有能够支承保持导套的导套转接器的贯通孔部,能够在所述贯通孔部容纳所述旋转轴的前端部;第二支承装置,支承所述旋转轴,使所述旋转轴相对于所述第一支承装置在与所述第一轴平行的方向上相对移动;以及附件,接触配置于所述旋转轴的所述前端部的外表面或所述贯通孔部的内表面。所述附件的至少一部分能够向远离所述第一轴的方向位移,以使配置于所述旋转轴的所述前端部的所述附件的最外部与所述第一轴之间的第一距离大于所述旋转轴的所述前端部的最外表面与所述第一轴之间的第二距离,或者,所述附件的至少一部分能够向接近所述第一轴的方向位移,以使配置于所述贯通孔部的所述附件的最内部与所述第一轴之间的第三距离小于所述贯通孔部的最内表面与所述第一轴之间的第四距离的方式。
在几个的实施方式的机床的使用方法中,所述机床具备:工件支承装置;刀具保持装置,保持刀具;以及第二驱动装置,使所述刀具保持装置移动。所述工件支承装置具备:旋转轴,能够绕第一轴旋转;第一支承装置,具有能够支承保持导套的导套转接器的贯通孔部,能够在所述贯通孔部容纳所述旋转轴的前端部;第二支承装置,支承所述旋转轴,使所述旋转轴相对于所述第一支承装置在与所述第一轴平行的方向上相对移动;以及附件,接触配置于所述旋转轴的所述前端部的外表面或所述贯通孔部的内表面。另外,机床的使用方法包括:第一旋转工序,使由所述旋转轴的所述前端部保持且由所述导套支承的第一工件绕所述第一轴旋转;第一加工工序,在所述第一旋转工序的执行中,通过所述刀具对所述第一工件进行加工;拆下工序,将所述导套转接器从所述贯通孔部拆下;配置工序,通过使所述旋转轴在与所述第一轴平行的方向上移动,将所述旋转轴的所述前端部配置到所述贯通孔部的内侧;第二旋转工序,使所述旋转轴的所述前端部与由所述前端部保持的第二工件一起绕所述第一轴旋转;以及第二加工工序,在所述第二旋转工序的执行中,通过所述刀具对所述第二工件进行加工。在配置于所述旋转轴的所述前端部的所述附件的最外部与所述第一轴之间的第一距离大于所述旋转轴的所述前端部的最外表面与所述第一轴之间的第二距离的状态、或者配置于所述贯通孔部的所述附件的最内部与所述第一轴之间的第三距离小于所述贯通孔部的最内表面与所述第一轴之间的第四距离的状态下,执行所述第二加工工序。
发明效果
根据本发明,能够提供在旋转轴配置于能够支承导套转接器的贯通孔部的状态下能够抑制旋转轴的挠曲的机床用的工件支承装置、机床、以及机床的使用方法。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式的机床的概要截面图。
图2是示意性地表示第一实施方式的机床的概要截面图。
图3是示意性地表示第一实施方式的机床的概要截面图。
图4是示意性地表示第一实施方式的机床的一部分的概要截面图。
图5是示意性地表示第一实施方式的机床的一部分的概要截面图。
图6是在图5中用单点划线的四方形包围的区域A的放大图。
图7是在图5中用单点划线的四方形包围的区域A的放大图。
图8是表示附件的一例的图。
图9是图8的B-B箭头截面图。
图10是表示附件的另一例的图。
图11是图10的C-C箭头截面图。
图12是示意性地表示螺母的一例的图。
图13是示意性地表示第一实施方式的机床的一部分的概要截面图。
图14是示意性地表示第一实施方式的机床的概要截面图。
图15是示意性地表示第一实施方式的变形例的机床的概要截面图。
图16是在图15中用单点划线的四方形包围的区域D的放大图。
图17是示意性地表示第一实施方式的变形例的机床的概要截面图。
图18是在图17中用单点划线的四方形包围的区域E的放大图。
图19是示意性地表示第二实施方式的机床的概要截面图。
图20是示意性地表示第二实施方式的机床的一部分的概要截面图。
图21是示意性地表示第二实施方式的机床的概要截面图。
图22是示意性地表示第二实施方式的机床的一部分的概要截面图。
图23是在图22中用单点划线的四方形包围的区域H的放大图。
图24是在图20中用单点划线的四方形包围的区域F的放大图。
图25是示意性地表示第三实施方式的机床的概要截面图。
图26是示意性地表示第三实施方式的机床的概要截面图。
图27是在图26中用单点划线的四方形包围的区域N的放大图。
图28是在图26中用单点划线的四方形包围的区域N的放大图。
图29是示意性地表示第三实施方式的机床的概要截面图。
图30是示意性地表示第三实施方式的第一变形例的机床的一部分的概要截面图。
图31是用于说明将附件安装到旋转轴的前端部的步骤的一例的图。
图32是表示实施方式的机床的使用方法的一例的流程图。
图33是表示实施方式的机床的使用方法的一例的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式的机床用的工件支承装置1、机床100以及机床的使用方法进行说明。另外,在以下的实施方式的说明中,对具有同一功能的部位、部件标注同一附图标记,省略对于标注有同一附图标记的部位、部件的重复说明。
(方向的定义)
在本说明书中,将从旋转轴2的后端部21朝向旋转轴2的前端部22的方向定义为“第一方向DR1”,将从旋转轴2的前端部22朝向旋转轴2的后端部21的方向定义为“第二方向DR2”。
(第一实施方式)
参照图1至图18对第一实施方式的机床用的工件支承装置1A以及机床100A进行说明。图1至图3是示意性地表示第一实施方式的机床100A的概要截面图。图4以及图5是示意性地表示第一实施方式的机床100A的一部分的概要截面图。图6是在图5中用单点划线的四方形包围的区域A的放大图。图7是在图5中用单点划线的四方形包围的区域A的放大图。另外,图7表示图6中的附件51向远离第一轴AX的方向位移后的状态。图8是表示附件51的一例的图。图9是图8的B-B箭头截面图。图10是表示附件51的另一例的图。图11是图10的C-C箭头截面图。图12是示意性地表示螺母28的一例的图。图13是示意性地表示第一实施方式的机床100A的一部分的概要截面图。图14是示意性地表示第一实施方式的机床100A的概要截面图。图15是示意性地表示第一实施方式的变形例的机床100A的概要截面图。图16是在图15中用单点划线的四方形包围的区域D的放大图。图17是示意性地表示第一实施方式的变形例的机床100A的概要截面图。图18是在图17中用单点划线的四方形包围的区域E的放大图。
第一实施方式的机床用的工件支承装置1A具备旋转轴2、第一支承装置3、第二支承装置6以及附件51。
旋转轴2支承工件(换言之,加工对象物),能够绕第一轴AX旋转。旋转轴2具有后端部21以及前端部22。在图1所记载的例子中,在旋转轴2的前端部22配置有夹头(collet)25。在该情况下,旋转轴2通过夹头25支承工件。
第一支承装置3具有能够支承导套单元9的贯通孔部3h,更具体而言,具有能够支承保持导套91的导套转接器(guide bush adapter)92的贯通孔部3h。能够将导套转接器92安装于贯通孔部3h。图1中表示了将导套转接器92安装到第一支承装置3的贯通孔部3h前的状态,图2中表示了将导套转接器92安装到第一支承装置3的贯通孔部3h后的状态。
在图1所记载的例子中,导套单元9由多个部件构成。更具体而言,导套单元9包括导套91以及保持导套91的导套转接器92。导套91具有插入工件的中空孔91h。导套91通过嵌合、或通过卡合、或通过固定销等任意的固定部件,由导套转接器92保持。另外,导套转接器92通过嵌合、或通过卡合、或通过固定销等任意的固定部件,安装于第一支承装置3。
在图2所记载的例子中,工件W的第一部分Wa(更具体而言,工件W的前端部)以相对于导套91能够在第一方向DR1上相对移动的方式由导套91支承。另外,工件W的第二部分Wb(更具体而言,工件W的长边方向中央部分或工件W的基端部)由旋转轴2保持。
第二支承装置6支承旋转轴2。另外,第二支承装置6使旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上相对于第一支承装置3相对移动。如果旋转轴2相对于第一支承装置3在与第一轴AX平行的方向上相对移动,则被旋转轴2保持的工件W在与第一轴AX平行的方向上移动(参照图3中的箭头AR1)。这样,第二支承装置6通过使旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动,能够变更通过刀具T加工的工件W的加工位置。
在图3所记载的例子中,由于工件W被旋转轴2以及导套91支承,所以在工件W的加工时,能够抑制工件W的挠曲。换言之,在图3所记载的例子中,能够适当地执行被旋转轴2以及导套91双方支承的长条工件(以下将“长条工件”称为“第一工件W1”)的加工。另一方面,对于图3所例示的旋转轴2的配置,短条工件(以下将“短条工件”称为“第二工件W2”)的加工是困难的。
于是,第一实施方式的机床用的工件支承装置1A构成为第一支承装置3的贯通孔部3h能够容纳旋转轴2的前端部22。更具体而言,如图4中例示的那样,将导套单元9从贯通孔部3h拆下,之后,如图5中例示的那样,通过使旋转轴2向第一方向DR1移动,将旋转轴2的前端部22插入贯通孔部3h。
第二支承装置6通过使旋转轴2移动,能够使旋转轴2的前端部22的位置在比第一支承装置3的贯通孔部3h靠第二方向DR2侧的第一位置(参照图4)与贯通孔部3h的内侧或比贯通孔部3h靠第一方向DR1侧的第二位置(参照图5)之间移动。另外,在图4中,第一位置是位于比第一支承装置3的贯通孔部3h的第二方向DR2侧的端部3e靠第二方向DR2的任意的位置,在图5中,第二位置是位于比贯通孔部3h的第二方向DR2侧的端部3e靠第一方向DR1的任意的位置。
当旋转轴2的前端部22的位置位于第二位置(参照图5)时,能够通过刀具T对由旋转轴2的前端部22保持的第二工件W2进行加工。但是,如图6中例示的那样,当旋转轴2的前端部22的位置位于贯通孔部3h的内侧时,在前端部22的最外表面222t与贯通孔部3h的内表面32n之间存在间隙G1。由于该间隙G1的存在,如果从刀具T对第二工件W2作用较大的切削负荷,则旋转轴2的挠曲变大。例如,在旋转轴2的前端部22的最外表面222t与贯通孔部3h的内表面32n接触之之前,旋转轴2有可能挠曲。因此,如果从刀具T对第二工件W2作用较大的切削负荷,则第二工件W2的加工精度降低。
因此,机床用的工件支承装置1A具有接触配置于旋转轴2的前端部22的外表面22t的附件51。在图6所记载的例子中,附件51安装于旋转轴2的前端部22。另外,在本说明书中,也可以将接触配置于旋转轴2的前端部22的外表面22t的附件51称为“第一附件”。
如图6以及图7中例示的那样,附件51的至少一部分能够向远离第一轴AX的方向位移。通过使附件51的至少一部分能够向远离第一轴AX的方向位移,能够减小附件51的外表面51t与贯通孔部3h的内表面32n之间的间隙G2(参照图7)。这样,附件51能够减小旋转轴2的前端部22向与第一轴AX垂直的方向的可位移量。
更具体而言,附件51的至少一部分能够向远离第一轴AX的方向位移,以使与前端部22的外表面22t接触配置的附件51的最外部511t(在图7所记载的例子中,附件51的最外部511t是附件51的外表面51t)与第一轴AX之间的第一距离L1大于旋转轴2的前端部22的最外表面222t与第一轴AX之间的第二距离L2。另外,附件51的最外部511t是指附件51的部分中距第一轴AX的距离最远的部分。另外,旋转轴2的前端部22的最外表面222t是指旋转轴2的前端部22的外表面中距第一轴AX的距离最远的表面。
在图7所记载的例子中,通过使上述第一距离L1大于上述第二距离L2,附件51能够防止旋转轴2的前端部22的最外表面222t与贯通孔部3h的内表面32n直接接触。换言之,当旋转轴2挠曲时,在旋转轴2的前端部22的最外表面222t与贯通孔部3h的内表面32n接触之前,附件51的最外部511t与贯通孔部3h的内表面32n接触。这样,能够减小前端部22向与第一轴AX垂直的方向的可位移量。
对于第一实施方式的机床用的工件支承装置1A,第一支承装置3的贯通孔部3h能够支承导套单元9。因此,通过旋转轴2的前端部22以及导套91能够稳定地支承长条工件(换言之,第一工件W1)。另外,对于第一实施方式的机床用的工件支承装置1A,第一支承装置3的贯通孔部3h能够容纳旋转轴2的前端部22。因此,通过插入贯通孔部3h的旋转轴2的前端部22能够支承短条工件(换言之,第二工件W2)。另外,第一实施方式的机床用的工件支承装置1A具备接触配置于旋转轴2的前端部22的外表面22t的附件51,该附件51能够防止旋转轴2的前端部22的最外表面222t与贯通孔部3h的内表面32n直接接触。这样,当从刀具T对第二工件W2作用切削负荷时,能够抑制旋转轴2的挠曲。因此,在第一实施方式中,即使在对第二工件W2作用较大的切削负荷的情况下,也能够抑制旋转轴2的挠曲,能够稳定地维持第二工件W2的加工精度。
如图1中例示的那样,第一实施方式的机床100A除了机床用的工件支承装置1A之外,还具备保持刀具T的刀具保持装置110以及使刀具保持装置110移动的第二驱动装置120。第二驱动装置120能够使刀具保持装置110向接近第一轴AX的方向(或者远离第一轴AX的方向)移动。
(任意附加的构成)
接着,参照图1至图18对在第一实施方式的机床用的工件支承装置1A以及机床100A中能够采用的任意附加的构成进行说明。
(附件51)
在图7所记载的例子中,附件51配置在旋转轴2的外表面22t与贯通孔部3h的内表面32n之间。附件51具有与旋转轴2的外表面22t接触的内表面51n以及与贯通孔部3h的内表面32n对置的外表面51t。
从使旋转轴2相对于贯通孔部3h在与第一轴AX平行的方向上顺畅地移动的观点出发,优选的是在附件51的外表面51t与贯通孔部3h的内表面32n之间形成有少许的间隙G2。但是,在附件51的外表面51t与贯通孔部3h的内表面32n之间的接触不成为与第一轴AX平行的方向上的旋转轴2的移动的妨碍的情况下,外表面51t与内表面32n之间的间隙G2也可以为零。另外,通过在附件51的外表面51t以及贯通孔部3h的内表面32n中的一方配置滚珠(ball)、滚子(roller)等滚动体或O形环等弹性体,也能够成为对外表面51t以及内表面32n施加了预载荷的状态。
在图6以及图7所记载的例子中,能够将配置于旋转轴2的前端部22的附件51的状态从附件51的最外部511t与第一轴AX之间的第一距离L1为旋转轴2的前端部22的最外表面222t与第一轴AX之间的第二距离L2以下的第一状态(参照图6)变更为附件51的最外部511t与第一轴AX之间的第一距离L1大于旋转轴2的前端部22的最外表面222t与第一轴AX之间的第二距离L2的第二状态(参照图7)。但是,在第一实施方式中,能够实现上述第一状态(参照图6)不是必须的。
在图6所记载的例子中,附件51和旋转轴2中的至少一方具有倾斜面AS,该倾斜面AS将附件51相对于旋转轴2向与第一轴AX平行的方向的相对移动转换为附件51的至少一部分(例如附件51的外表面51t)向远离第一轴AX的方向的位移。在该情况下,通过使附件51相对于旋转轴2向与第一轴AX平行的方向(更具体而言,第二方向DR2)相对移动,能够减小附件51的外表面51t与贯通孔部3h的内表面32n之间的间隙G2。由于该间隙G2的减小,能够减小旋转轴2的前端部22向与第一轴AX垂直的方向的可位移量。
在图6所记载的例子中,在包括第一轴AX的截面中,附件51具有楔形形状。更具体而言,附件51的第二方向DR2侧的端部具有随着趋向第二方向DR2而厚度变小的楔形形状。在图6所记载的例子中,附件51的内表面51n具有第一倾斜面AS1,旋转轴2的外表面22t具有与第一倾斜面AS1接触的第二倾斜面AS2。第一倾斜面AS1是随着趋向第二方向DR2而距第一轴AX的距离增加的倾斜面。另外,第二倾斜面AS2是随着趋向第二方向DR2而距第一轴AX的距离增加的倾斜面。在该情况下,通过使附件51相对于旋转轴2向第二方向DR2相对移动,附件51的至少一部分(例如附件51的外表面51t)向远离第一轴AX的方向位移。另外,通过在附件51的内表面51n和旋转轴2的外表面22t中的一方配置滚子、滚珠等滚动体或O形环等弹性体,也能够成为对内表面51n以及外表面22t施加预载荷的状态。
在图6所记载的例子中,附件51的至少一部分能够向远离第一轴AX的方向扩大直径。更具体而言,配置于旋转轴2的前端部22的附件51的至少一部分能够向远离第一轴AX的方向扩大直径,以使附件51的最外部511t与第一轴AX之间的第一距离L1大于旋转轴2的前端部22的最外表面222t与第一轴AX之间的第二距离L2。在图7中表示了附件51的至少一部分向远离第一轴AX的方向扩大了直径的状态。在图7所记载的例子中,当附件51的状态为扩大了直径的状态时,附件51具有从默认形状弹性变形后的第一形状。
在附件51的至少一部分(换言之,附件51的一部分或整体)能够向远离第一轴AX的方向扩大直径的情况下,能够容易地调整附件51的外表面51t与贯通孔部3h的内表面32n之间的间隙G2的大小。另外,附件51的至少一部分的扩大直径可以在将附件51插入贯通孔部3h后执行,也可以在将附件51插入贯通孔部3h前执行。
在图7所记载的例子中,附件51的至少一部分能够向接近第一轴AX的方向缩小直径。例如,附件51的至少一部分能够向接近第一轴AX的方向缩小直径,以使附件51的最外部511t与第一轴AX之间的第一距离L1成为旋转轴2的前端部22的最外表面222t与第一轴AX之间的第二距离L2以下。在图6中表示了附件51的至少一部分向接近第一轴AX的方向缩小了直径的状态。在图6所记载的例子中,在附件51的状态为缩小了直径的状态时,附件51具有实质上不受应力的默认形状,或者具有与上述第一形状相比从默认形状的弹性变形量小的第二形状。
附件51例如包括环部件。另外,在本说明书中,环部件包括具有缝隙的环部件(例如C形形状的环部件)、圆形形状的环部件、由多个环分割体构成的环部件。在图8以及图9所记载的例子中,附件51是在沿着第一轴AX的方向上观察时具有C形形状的环部件51A。该环部件51A具有缝隙51r。在该情况下,能够容易地使环部件51A的整体向远离第一轴AX的方向扩大直径。
代替地,如图10以及图11中例示的那样,附件51也可以是在沿着第一轴AX的方向上观察时具有圆形形状的环部件51B。在图11所记载的例子中,圆形形状的环部件51B具有圆形形状的环主体515、以及从环主体515向沿着第一轴AX的方向延伸的多个脚部516。在图11所记载的例子中,在相邻的两个脚部516之间形成有间隙G3。在该情况下,能够容易地使环部件51B的一部分(更具体而言,多个脚部516)向远离第一轴AX的方向扩大直径。
另外,在图8至图11所记载的例子中,附件51由一个环部件构成。代替地,附件51也可以由多个环分割体构成。在该情况下,也可以在旋转轴2的外表面22t形成有保持各环分割体的槽等,以使各环分割体不从旋转轴2的外表面22t脱落。
(按压部件55)
在图6所记载的例子中,机床用的工件支承装置1A具备向第二方向DR2按压附件51的按压部件55。按压部件55通过向第二方向DR2按压附件51,能够使附件51相对于旋转轴2向与第一轴AX平行的方向(更具体而言,第二方向DR2)相对移动。另外,附件51通过被按压部件55向第二方向DR2按压而向第二方向DR2移动,由此附件51的外表面51t向朝向贯通孔部3h的内表面32n的方向位移(参照图7)。这样,能够减小附件51的外表面51t与贯通孔部3h的内表面32n之间的间隙G2。该附件51的材质与贯通孔部3h的内表面32n的材质相比可以为软质的。通过使附件51的材质为相对的软质,能够抑制附件51相对于贯通孔部3h相对移动时的贯通孔部3h的内表面32n的磨损。代替地或者附加地,作为附件51的材质,可以使用能够含油的多孔质材料。通过使用能够含油的多孔质材料,能够提高滑动性、降低保养频率。
在图6所记载的例子中,仅通过使按压部件55向第二方向DR2移动,附件51的外表面51t向朝向贯通孔部3h的内表面32n的方向位移,其结果,附件51的外表面51t与贯通孔部3h的内表面32n之间的间隙G2减小。
在图7所记载的例子中,按压部件55具有将作用于按压部件55的旋转力转换为按压附件51的按压力的第一螺纹部551。换言之,按压部件55包括能够将作用于按压部件55的旋转力转换为按压附件51的按压力的带螺纹部件55a。
在图7所记载的例子中,带螺纹部件55a与构成旋转轴2的一部分的部件(例如与旋转轴主体20螺合的螺母28)的第二螺纹部28m螺合。另外,在图7所记载的例子中,带螺纹部件55a是具有能够与螺丝扳手、螺丝刀等工具K卡合的凹部552的螺栓。代替地,如图23中例示的那样,带螺纹部件55a也可以是与旋转轴主体20螺合的螺母28(更具体而言,帽形螺母)。
在图7所记载的例子中,按压部件55由多个部件构成,按压部件55包括筒状的轴环55b。在图7所记载的例子中,筒状的轴环55b配置在带螺纹部件55a与附件51之间。在该情况下,带螺纹部件55a经由轴环55b将附件51向第二方向DR2按压。该轴环55b也可以省略。换言之,带螺纹部件55a也可以直接向第二方向DR2按压附件51。
(螺母28)
在图7所记载的例子中,机床用的工件支承装置1A具有防止附件51从旋转轴2脱落的螺母28(更具体而言,帽形螺母)。在将附件51配置到旋转轴2的外表面上之后,将螺母28安装到旋转轴主体20的前端部。这样,螺母28防止附件51超过螺母28向第一方向DR1移动。螺母28具有与旋转轴主体20的外螺纹部20p螺合的内螺纹部28p。
在图7所记载的例子中,螺母28具有插入带螺纹部件55a的螺纹孔28h。通过使带螺纹部件55a相对于螺纹孔28h相对旋转,带螺纹部件55a向第二方向DR2移动。通过带螺纹部件55a向第二方向DR2移动,带螺纹部件55a经由轴环55b向第二方向DR2按压附件51。附件51被向第二方向DR2按压而向第二方向DR2移动,由此附件51的外表面51t向远离第一轴AX的方向位移。
在图12所记载的例子中,螺母28具有六个螺纹孔28h,在该六个螺纹孔中能够分别配置六个带螺纹部件55a。另外,螺母28所具有的螺纹孔28h的数量并不限定于六个,是任意的。在图12所记载的例子中,多个螺纹孔28h绕螺母28的中心轴以等角度间隔配置。
(旋转轴2)
在图13所记载的例子中,旋转轴2具备旋转轴主体20以及保持工件W的夹头25。旋转轴2也可以具备夹头操作轴26、操作轴驱动装置27和/或螺母28(更具体而言,帽形螺母)。
在图13所记载的例子中,旋转轴主体20是筒状的部件。旋转轴主体20可以由一个部件构成,也可以通过多个部件的组件构成。在图13所记载的例子中,在旋转轴主体20的内侧配置有夹头25以及夹头操作轴26,在旋转轴主体20的外侧配置有附件51。
在图13所记载的例子中,夹头25具有保持工件W的内表面25n以及被夹头操作轴26按压的倾斜面(以下称为“第三倾斜面AS3”)。
螺母28具有与旋转轴主体20的外螺纹部20p螺合的内螺纹部28p。在图13所记载的例子中,螺母28防止夹头25从旋转轴主体20脱落。另外,螺母28防止附件51和/或轴环55b从旋转轴主体20脱落。换言之,通过将螺母28安装到旋转轴主体20,能够防止夹头25从旋转轴主体20的脱落以及附件51从旋转轴主体20的脱落的双方。
夹头操作轴26具有能够按压夹头25的第三倾斜面AS3的倾斜面(以下称为“第四倾斜面AS4”)。在图13所记载的例子中,如果夹头操作轴26相对于夹头25向第一方向DR1相对移动,则夹头操作轴26的第四倾斜面AS4按压夹头25的第三倾斜面AS3。其结果,夹头25的内表面25n向朝向第一轴AX的方向位移,工件W被夹头25的内表面25n保持。另外,在夹头25保持有工件W的状态下,如果第二支承装置6使旋转轴2向第一方向DR1移动,则工件W与旋转轴2一起向第一方向DR1移动。这样,第二支承装置6通过使旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动,能够变更被刀具T加工的工件W的加工位置。实施了规定的加工的工件W的前端部分也可以通过切断从工件W的剩余部分分开。
在图13所记载的例子中,如果夹头操作轴26相对于夹头25向第二方向DR2相对移动,则夹头25的内表面25n向远离第一轴AX的方向位移,夹头25对工件W的保持被解除。在夹头25对工件W的保持被解除的状态下,通过未图示的棒料进给器等工件进给装置,使工件W相对于夹头25向第一方向DR1移动。其结果,工件W从夹头25的前端25e突出的突出量变大(换言之,工件W被从夹头25的前端25e送出)。
操作轴驱动装置27使夹头操作轴26向第一方向DR1移动。操作轴驱动装置27可以包括液压缸、气缸等流体压力缸,也可以包括马达。附加地,操作轴驱动装置27也可以能够使夹头操作轴26向第二方向DR2移动。或者,在旋转轴2具备对夹头操作轴26向第二方向DR2施力的施力部件29(例如弹簧)的情况下,也可以利用施力部件29产生的作用力,使夹头操作轴26向第二方向DR2移动。
(旋转轴2的前端部22向贯通孔部3h的内侧的移动)
在图4以及图5所记载的例子中,当在旋转轴2的前端部22安装有附件51的状态下,旋转轴2的前端部22能够从贯通孔部3h的外侧(参照图4)向贯通孔部3h的内侧(参照图5)移动。
更具体而言,第二支承装置6通过使旋转轴2向第一方向DR1移动,使安装有附件51的前端部22的位置从位于比第一支承装置3的贯通孔部3h的第二方向DR2侧的端部3e靠第二方向DR2的第一位置变更为位于比贯通孔部3h的第二方向DR2侧的端部3e靠第一方向DR1的第二位置。
当在附件51安装于旋转轴2的前端部22的状态下能够使旋转轴2的前端部22向贯通孔部3h的内侧移动的情况下,在前端部22移动到贯通孔部3h的内侧之后,不需要将附件51安装到旋转轴2的前端部22。因此,能够减少从长条工件的加工切换成短条工件的加工时的作业量,能够迅速地从长条工件的加工切换成短条工件的加工。
另外,在图3所记载的例子中,在附件51安装于旋转轴2的前端部22的状态下,能够通过旋转轴2的前端部22以及导套91的双方支承第一工件W1(换言之,长条工件)。在该情况下,在长条工件的加工时,不需要将附件51从旋转轴2拆下。因此,能够降低丢失附件51的可能性。另外,由于无需将附件51从旋转轴2拆下,所以能够减少从短条工件的加工切换成长条工件的加工时的作业量,能够迅速地从短条工件的加工切换成长条工件的加工。
在图4以及图5所记载的例子中,在旋转轴2的前端部22的位置为第一位置(参照图4)以及第二位置(参照图5)的任意位置时,在旋转轴2的前端部22都安装有附件51。代替地,也可以在长条工件的加工时,将附件51从旋转轴2的前端部22拆下,在短条工件的加工时将附件51安装到旋转轴2的前端部22。
在图6以及图7所记载的例子中,在旋转轴2的前端部22插入贯通孔部3h之后,使附件51的外表面51t向远离第一轴AX的方向位移。在该情况下,在将旋转轴2的前端部22插入贯通孔部3h时,能够防止或抑制附件51被贯通孔部3h的第二方向DR2侧的端部3e(参照图4)卡住。另外,如图4中例示的那样,贯通孔部3h的第二方向DR2侧的端部也可以具有随着趋向第二方向DR2而距第一轴AX的距离扩大的锥形内表面321n。在该情况下,在将前端部22插入贯通孔部3h时,能够更有效地防止或抑制附件51被贯通孔部3h的第二方向DR2侧的端部3e卡住。
(旋转轴2的前端部22相对于贯通孔部3h的滑动移动)
在图7所记载的例子中,在附件51安装于旋转轴2的前端部22的状态下(更具体而言,在附件51的最外部511t与第一轴AX之间的第一距离L1大于旋转轴2的前端部22的最外表面222t与第一轴AX之间的第二距离L2的状态下),允许旋转轴2的前端部22相对于第一支承装置3的贯通孔部3h滑动移动。
在该情况下,在通过附件51减小了旋转轴2的前端部22向与第一轴AX垂直的方向的可位移量的状态下,第二支承装置6能够使旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上相对于第一支承装置3相对移动(参照图14中的箭头AR2)。因此,能够执行在抑制了第二工件W2的挠曲的状态下通过刀具T对第二工件W2进行加工、以及使第二工件W2在与第一轴AX平行的方向上移动而变更第二工件W2的加工位置。
(第二支承装置6)
在图14所记载的例子中,机床用的工件支承装置1A具备:第二支承装置6,支承旋转轴2;主轴马达7,使旋转轴2绕第一轴AX旋转;以及第一轴承组41。
第二支承装置6具备轴支承部件60。轴支承部件60经由第一轴承组41将旋转轴2支承为能够绕第一轴AX旋转。轴支承部件60由多个部件构成。
另外,第二支承装置6具备第一驱动装置66。第一驱动装置66使轴支承部件60在与第一轴AX平行的方向上移动。第一驱动装置66通过使轴支承部件60在与第一轴AX平行的方向上移动,被轴支承部件60支承的旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动。
在图14所记载的例子中,第一驱动装置66能够使旋转轴2、轴支承部件60以及主轴马达7相对于第一支承装置3在与第一轴AX平行的方向上相对移动。
在图14所记载的例子中,第一驱动装置66包括第一马达661(例如伺服马达)以及被第一马达661驱动的丝杠轴663。轴支承部件60通过滚珠或滚子等滚动体与丝杠轴663螺合(更具体而言,构成轴支承部件60的一部分的块60b经由滚动体与丝杠轴663螺合)。在该情况下,如果第一马达661使丝杠轴663旋转,则与丝杠轴663螺合的轴支承部件60在与第一轴AX平行的方向上移动。如果轴支承部件60在与第一轴AX平行的方向上移动,则被轴支承部件60支承的旋转轴2也在与第一轴AX平行的方向上移动。
第一驱动装置66并不限定于由第一马达661以及丝杠轴663构成的驱动装置。作为第一驱动装置66,只要能够使旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动,则可以采用任意的驱动装置。第一驱动装置66也可以具备第一马达661以及齿条和小齿轮。代替地,第一驱动装置66也可以包括线性马达。
主轴马达7使旋转轴2相对于轴支承部件60绕第一轴AX旋转。在图14所记载的例子中,主轴马达7具有配置于轴支承部件60的定子71以及配置于旋转轴2的转子72。主轴马达7是利用电磁作用使旋转轴2旋转的装置。代替地,主轴马达7也可以是使用传动带等使旋转轴2旋转的装置。
第一轴承组41配置在轴支承部件60与旋转轴2之间。在图14所记载的例子中,第一轴承组41包括:第一轴承41a,配置在轴支承部件60与旋转轴2的后端部21之间;以及第二轴承41b,配置在轴支承部件60与旋转轴2的中央部分23之间。在图14所记载的例子中,旋转轴2的前端部22比轴支承部件60向第一方向DR1侧突出。因此,在前端部22的外表面未配置轴承。
(第一支承装置3)
在图14所记载的例子中,第一支承装置3具备旋转体31、旋转体支承部件33以及第二轴承组35。
旋转体31能够绕第二轴AX2旋转。作为旋转体31的旋转轴的第二轴AX2与作为旋转轴2的旋转轴的第一轴AX实质上同轴。在旋转体31形成有上述贯通孔部3h,能够将导套转接器92安装于该贯通孔部3h。
旋转体支承部件33经由第二轴承组35将旋转体31支承为能够绕第二轴AX2旋转。旋转体支承部件33由多个部件构成。第二轴承组35配置在旋转体支承部件33与旋转体31之间。
(旋转驱动装置38)
在图14所记载的例子中,机床用的工件支承装置1A具备旋转驱动装置38,该旋转驱动装置38使旋转体31相对于旋转体支承部件33绕第二轴AX2旋转。在图14所记载的例子中,旋转驱动装置38具备:第二马达381(例如伺服马达);以及传动带383,将第二马达381的输出轴的旋转传递给旋转体31。
旋转驱动装置38并不限定于由第二马达381以及传动带383构成的驱动装置。作为旋转驱动装置38,只要能够使旋转体31绕第二轴AX2旋转,则能够采用任意的驱动装置。旋转驱动装置38可以是具有定子以及转子的电磁驱动装置。另外,旋转驱动装置38可以是使用主轴马达7的动力驱动旋转体31的装置。换言之,旋转驱动装置38可以具备主轴马达7以及将主轴马达7和旋转体31能够传递动力地连接的传递机构(例如传动带、齿轮等)。
在图14所记载的例子中,优选的是,通过旋转驱动装置38旋转的旋转体31的角速度与通过主轴马达7旋转的旋转轴2的角速度实质上相等。换言之,优选的是,旋转体31与旋转轴2以角速度实质上相等的方式被同步驱动。在旋转体31的角速度与旋转轴2的角速度相等的情况下,能够防止或抑制附件51的外表面的磨损以及贯通孔部3h的内表面的磨损。
(空气供给装置8)
在图15所记载的例子中,机床用的工件支承装置1A具备向第一支承装置3供给空气的空气供给装置8。另外,在图16所记载的例子中,在第一支承装置3的贯通孔部3h的内表面32n(更具体而言,内周面)形成有喷射从空气供给装置8供给的空气的喷射口325。喷射口325可以由槽(例如形成在贯通孔部3h的内表面32n的环状槽)构成,也可以由一个或多个喷射孔构成。在图16所记载的例子中,喷射口325向朝向第一轴AX的方向(更具体而言,朝向旋转轴2的前端部22的外表面的方向)喷射空气。喷射口325可以以空气具有朝向第一轴AX的方向的运动量分量以及第一方向DR1的运动量分量的方式喷射空气。
在图16所记载的例子中,从喷射口325喷射的空气通过贯通孔部3h的内表面32n与旋转轴2的前端部22的外表面之间的间隙G4向第一方向DR1排出。通过由从该间隙G4向第一方向DR1排出的空气形成的第一空气幕J1,能够防止或抑制切屑、冷却剂等异物进入贯通孔部3h的内表面32n与旋转轴2的前端部22的外表面之间的间隙G4。另外,通过抑制异物的进入,能够抑制旋转轴2的意外的振动,能够抑制加工精度的降低。另外,能够防止或抑制因异物的进入而导致的旋转轴2受伤或损伤。
在图16所记载的例子中,第一支承装置3具备旋转体31、旋转体支承部件33以及空气流道324。
旋转体31具有能够支承导套转接器92的上述贯通孔部3h。旋转体支承部件33将旋转体31支承为能够绕第二轴AX2旋转。另外,空气流道324流体性地连接空气供给装置8(参照图15)以及喷射口325。
在图16所记载的例子中,空气流道324以横穿旋转体31与旋转体支承部件33之间的间隙G5的方式配置。在该情况下,流过空气流道324的空气的一部分通过旋转体31与旋转体支承部件33之间的间隙G5向第一方向DR1排出。通过由从该间隙G5向第一方向DR1排出的空气形成的第二空气幕J2,能够防止或抑制切屑、冷却剂等异物进入旋转体31与旋转体支承部件33之间的间隙G5。另外,通过抑制异物向该间隙G5的进入,能够防止或抑制第二轴承组35受伤或损伤。
在图16所记载的例子中,在旋转轴2的前端部22配置在贯通孔部3h的内侧的状态下,由从贯通孔部3h的内表面32n与旋转轴2的前端部22的外表面之间的间隙G4排出的空气形成第一空气幕J1,由从旋转体31与旋转体支承部件33之间的间隙G5排出的空气形成第二空气幕J2。另外,第二空气幕J2以包围第一空气幕J1的方式形成。在图16所记载的例子中,用于形成第一空气幕J1的空气通过的空气流道324的一部分324a与用于形成第二空气幕J2的空气通过的空气流道324的一部分324a共同化。在该情况下,能够使空气流道324的构成简单。但是,用于形成第一空气幕J1的空气通过的空气流道与用于形成第二空气幕J2的空气通过的空气流道也可以完全分离。另外,也可以省略第二空气幕J2的形成本身。
在图17所记载的例子中,在贯通孔部3h安装有导套转接器92。另外,在图18所记载的例子中,当在贯通孔部3h安装有导套转接器92的状态下,喷射口325被导套转接器92封闭。在图17所记载的例子中,旋转轴2的前端部22配置在比导套91靠第二方向DR2,切屑、冷却剂等异物附着于旋转轴2的前端部22的可能性低。因此,在图17所记载的例子中,无需第一空气幕J1的形成。
在图18所记载的例子中,空气流道324以横穿旋转体31与旋转体支承部件33之间的间隙G5的方式配置。在该情况下,流过空气流道324的空气的至少一部分通过旋转体31与旋转体支承部件33之间的间隙G5向第一方向DR1排出。另外,由从旋转体31与旋转体支承部件33之间的间隙G5排出的空气形成第二空气幕J2。
(第二实施方式)
参照图19至图24对第二实施方式的机床用的工件支承装置1B以及机床100B进行说明。图19是示意性地表示第二实施方式的机床100B的概要截面图。图20是示意性地表示第二实施方式的机床100B的一部分的概要截面图。图21是示意性地表示第二实施方式的机床100B的概要截面图。图22是示意性地表示第二实施方式的机床100B的一部分的概要截面图。图23是在图22中用单点划线的四方形包围的区域H的放大图。图24是在图20中用单点划线的四方形包围的区域F的放大图。
第二实施方式的机床用的工件支承装置1B以及机床100B在使旋转轴2绕第一轴AX旋转的主轴马达7设置于第一支承装置3这点与第一实施方式的机床用的工件支承装置1A以及机床100A不同。
在第二实施方式中,以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。另一方面,在第二实施方式中,省略对于在第一实施方式中说明过的事项的重复说明。因此,在第二实施方式中,即使未明示地进行说明,但是当然也能够将在第一实施方式中说明过的事项应用于第二实施方式。
如图19中例示的那样,第二实施方式的机床用的工件支承装置1B具备旋转轴2、第一支承装置3、第二支承装置6以及附件51。
旋转轴2支承工件W,能够绕第一轴AX旋转。旋转轴2具有后端部21以及前端部22。在图20所记载的例子中,在旋转轴2的前端部22配置有夹头(collet)25。在该情况下,旋转轴2经由夹头25支承工件W。
第一支承装置3具有能够支承导套单元9的贯通孔部3h,更具体而言,具有能够支承保持导套91的导套转接器92的贯通孔部3h。能够将导套转接器92安装在贯通孔部3h。在图20中表示了在第一支承装置3的贯通孔部3h安装有导套转接器92的状态,在图21中表示了从第一支承装置3的贯通孔部3h拆下了导套转接器92的状态。
在图21所记载的例子中,导套单元9由多个部件构成。更具体而言,导套单元9包括导套91以及保持导套91的导套转接器92。导套91具有插入工件W的中空孔91h。导套91被导套转接器92保持。另外,导套转接器92安装于第一支承装置3。
在图19所记载的例子中,工件W的第一部分Wa(更具体而言,工件W的前端部)以能够相对于导套91向第一方向DR1相对移动的方式被导套91支承。另外,工件W的第二部分Wb(更具体而言,工件W的长边方向中央部分或者工件W的基端部)被旋转轴2保持。
如图19中例示的那样,第二支承装置6支承旋转轴2(更具体而言,旋转轴2的一部分)。另外,第二支承装置6使旋转轴2相对于第一支承装置3在与第一轴AX平行的方向上相对移动。如果旋转轴2相对于第一支承装置3在与第一轴AX平行的方向上相对移动,则被旋转轴2保持的工件W在与第一轴AX平行的方向上移动(参照箭头AR1)。这样,第二支承装置6通过使旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动,能够变更被刀具T加工的工件W的加工位置。
在图21所记载的例子中,构成为第一支承装置3的贯通孔部3h能够容纳旋转轴2的前端部22。另外,能够在贯通孔部3h的内侧的第一区域RG1配置有导套91的第一状态(参照图20)与在该第一区域RG1配置有旋转轴2的前端部22的第二状态(参照图22)之间切换贯通孔部3h的内部的状态。将导套转接器92从贯通孔部3h拆下,之后使旋转轴2向第一方向DR1移动,由此能够执行将贯通孔部3h的内部的状态从第一状态切换成第二状态。
在图21所记载的例子中,第二支承装置6通过使旋转轴2向第一方向DR1移动,能够将旋转轴2的前端部22的位置从比第一区域RG1靠第二方向DR2侧的位置变更为被导套单元9占有的第一区域RG1内的位置。
如图22中例示的那样,在旋转轴2的前端部22的位置位于第一区域RG1时,能够通过刀具T对被旋转轴2的前端部22保持的短条工件(换言之,第二工件W2)进行加工。
第二实施方式的机床用的工件支承装置1B具备接触配置于旋转轴2的前端部22的外表面22t的附件51。在图23所记载的例子中,附件51安装在旋转轴2的前端部22。
附件51的外表面51t的至少一部分能够向远离第一轴AX的方向位移。通过附件51的外表面51t的至少一部分能够向远离第一轴AX的方向位移,能够减小附件51的外表面51t与贯通孔部3h的内表面32n之间的间隙G2。这样,附件51能够减小旋转轴2的前端部22向与第一轴AX垂直的方向的可位移量。
更具体而言,附件51的至少一部分能够向远离第一轴AX的方向位移,以使附件51的最外部511t(在图23所记载的例子中,附件51的最外部511t是附件51的外表面51t)与第一轴AX之间的第一距离L1大于旋转轴2的前端部22的最外表面222t与第一轴AX之间的第二距离L2。
在图23所记载的例子中,通过使上述第一距离L1大于上述第二距离L2,附件51能够防止旋转轴2的前端部22的最外表面222t与贯通孔部3h的内表面32n直接接触。换言之,在旋转轴2挠曲时,在旋转轴2的前端部22的最外表面222t与贯通孔部3h的内表面32n接触之前,附件51的最外部511t与贯通孔部3h的内表面32n接触。这样,能够减小前端部22向与第一轴AX垂直的方向的可位移量。
第二实施方式的机床用的工件支承装置1B能够取得与第一实施方式的机床用的工件支承装置1A同样的效果。
在图20所记载的例子中,在贯通孔部3h的内侧的第一区域RG1配置有导套91,在贯通孔部3h的内侧的第二区域RG2配置有旋转轴2的前端部22。第二区域RG2是比第一区域RG1靠第二方向DR2侧的区域。在图20所记载的例子中,通过配置在第一支承装置3的贯通孔部3h的内侧的第一区域RG1的导套91以及配置在该贯通孔部3h的内侧的第二区域RG2的旋转轴2的前端部22,能够支承第一工件W1。通过将旋转轴2的前端部22以及导套91的双方配置于一个贯通孔部3h,第一工件W1难以发生挠曲。但是,在第二实施方式中,也不排除旋转轴2的前端部22配置在贯通孔部3h的外侧的方式(更具体而言,配置在比贯通孔部3h靠第二方向DR2侧的方式)。
如图19中例示的那样,第二实施方式的机床100B除了机床用的工件支承装置1B之外,还具备保持刀具T的刀具保持装置110以及使刀具保持装置110移动的第二驱动装置120。第二驱动装置120能够使刀具保持装置110向接近第一轴AX的方向(或者远离第一轴AX的方向)移动。
(任意附加的构成)
接着,参照图19至图24对在第二实施方式的机床用的工件支承装置1B以及机床100B中能够采用的任意附加的构成进行说明。
(第二支承装置6)
在图19所记载的例子中,第二支承装置6具备轴支承部件60以及第一驱动装置66。另外,机床用的工件支承装置1B具备第一轴承组41。
轴支承部件60经由第一轴承组41将旋转轴2支承为能够绕第一轴AX旋转。轴支承部件60由多个部件构成。
第一驱动装置66使轴支承部件60在与第一轴AX平行的方向上移动。第一驱动装置66通过使轴支承部件60在与第一轴AX平行的方向上移动,被轴支承部件60支承的旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动。
在图19所记载的例子中,第一驱动装置66能够使旋转轴2以及轴支承部件60相对于第一支承装置3以及主轴马达7在与第一轴AX平行的方向上相对移动。
在图19所记载的例子中,第一驱动装置66包括第一马达661(例如伺服马达)以及由第一马达661驱动的丝杠轴663。另外,轴支承部件60通过滚珠或滚子等滚动体与丝杠轴663螺合。另外,第一驱动装置66并不限定于由第一马达661以及丝杠轴663构成的驱动装置。作为第一驱动装置66,只要能够使旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动,则能够采用任意的驱动装置。
第一轴承组41配置在轴支承部件60与旋转轴2之间。在图19所记载的例子中,第一轴承组41包括配置在轴支承部件60与旋转轴2的后端部21之间的第一轴承41a。在图19所记载的例子中,旋转轴2的中央部分23以及前端部22比轴支承部件60向第一方向DR1侧突出。
(第一支承装置3)
在图19所记载的例子中,第一支承装置3具备旋转体31、旋转体支承部件33以及第二轴承组35。另外,在图19所记载的例子中,第一支承装置3具备主轴马达7以及卡合部件36。
旋转体31能够绕与第一轴AX实质上同轴的第二轴AX2旋转。换言之,旋转体31的旋转轴与旋转轴2的旋转轴实质上同轴。在旋转体31形成有上述贯通孔部3h,能够将导套转接器92安装到该贯通孔部3h。
旋转体支承部件33经由第二轴承组35将旋转体31支承为能够绕第二轴AX2旋转。旋转体支承部件33由多个部件构成。第二轴承组35配置在旋转体支承部件33与旋转体31之间。
主轴马达7使旋转轴2相对于轴支承部件60绕第一轴AX相对旋转。在图19所记载的例子中,主轴马达7具有配置在旋转体支承部件33的定子71以及配置在旋转体31的转子72。在该情况下,利用主轴马达7的电磁作用对旋转体31进行旋转驱动。代替地,主轴马达7也可以经由传动带等动力传递部件对旋转体31进行旋转驱动。
在图24所记载的例子中,卡合部件36配置于旋转体31,卡合部件36将旋转体31的旋转传递给旋转轴2。在图24所记载的例子中,卡合部件36与旋转轴2的卡合部24之间的卡合是允许旋转轴2相对于旋转体31在与第一轴AX平行的方向上相对移动且禁止旋转轴2相对于旋转体31绕第一轴AX相对旋转的卡合。如图24中例示的那样,也可以为,卡合部24和卡合部件36中的一方具有在与第一轴AX平行的方向上延伸的至少一个槽M1或在与第一轴AX平行的方向上延伸的至少一个长孔,卡合部24和卡合部件36中的另一方具有与该至少一个槽M1或该至少一个长孔卡合的至少一个凸部M2。
(旋转驱动装置38)
在图19所记载的例子中,机床用的工件支承装置1B具备旋转驱动装置38,该旋转驱动装置38使旋转体31相对于旋转体支承部件33绕与第一轴AX实质上同轴的第二轴AX2旋转。在图19所记载的例子中,使旋转体31相对于旋转体支承部件33绕第二轴AX2旋转的旋转驱动装置38由上述主轴马达7构成。换言之,上述主轴马达7作为使旋转体31绕第二轴AX2旋转的旋转驱动装置38发挥功能。
通过使主轴马达7与旋转驱动装置38共同化,能够使对旋转轴2以及旋转体31进行旋转驱动的机构紧凑。另外,在对旋转轴2进行旋转驱动的主轴马达7与对旋转体31进行旋转驱动的旋转驱动装置38共同化的情况下,能够容易地实现旋转轴2与旋转体31之间的旋转同步。
(附件51)
在图23所记载的例子中,附件51配置在旋转轴2的外表面22t与贯通孔部3h的内表面32n之间。附件51具有与旋转轴2的外表面22t接触的内表面51n、以及与贯通孔部3h的内表面32n对置的外表面51t。
在图23所记载的例子中,附件51和旋转轴2中的至少一方具有倾斜面AS,该倾斜面AS将附件51相对于旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上的相对移动转换为附件51的至少一部分(例如附件51的外表面51t)向远离第一轴AX的方向的位移。更具体而言,附件51的内表面51n具有随着趋向第二方向DR2而距第一轴AX的距离增加的第一倾斜面AS1,旋转轴2的外表面22t具有随着趋向第二方向DR2而距第一轴AX的距离增加的第二倾斜面AS2。在该情况下,通过附件51相对于旋转轴2向第二方向DR2相对移动,附件51的外表面51t向远离第一轴AX的方向位移。
在图23所记载的例子中,附件51的至少一部分能够向远离第一轴AX的方向扩大直径。更具体而言,配置在旋转轴2的前端部22的附件51的至少一部分能够向远离第一轴AX的方向扩大直径,以使附件51的最外部511t与第一轴AX之间的第一距离L1大于旋转轴2的前端部22的最外表面222t与第一轴AX之间的第二距离L2。
附件51例如包括环部件。附件51可以是C形形状的环部件(如果需要,参照图8以及图9),也可以是圆形形状的环部件(如果需要,参照图10以及图11),还可以是由多个环分割体构成的环部件。
(按压部件55)
在图23所记载的例子中,机床用的工件支承装置1B具备向第二方向DR2按压附件51的按压部件55。按压部件55通过向第二方向DR2按压附件51,能够使附件51相对于旋转轴2向与第一轴AX平行的方向(更具体而言,第二方向DR2)相对移动。另外,附件51被按压部件55向第二方向DR2按压而向第二方向DR2移动,由此附件51的外表面51t向朝向贯通孔部3h的内表面32n的方向位移。这样,能够减小附件51的外表面51t与贯通孔部3h的内表面32n之间的间隙G2。
在图23所记载的例子中,按压部件55具有将对按压部件55作用的旋转力转换为按压附件51的按压力的第一螺纹部(更具体而言,内螺纹部28p)。换言之,按压部件55包括能够将对按压部件55作用的旋转力转换为按压附件51的按压力的带螺纹部件55a。
在图23所记载的例子中,第一螺纹部(更具体而言,内螺纹部28p)与旋转轴主体20的第二螺纹部(更具体而言,外螺纹部20p)螺合。在图23所记载的例子中,带螺纹部件55a是与旋转轴主体20的前端部螺合的螺母28(更具体而言,帽形螺母)。代替地,带螺纹部件55a也可以是图7中例示那样的螺栓。
在图23所记载的例子中,通过按压部件55的内螺纹部28p相对于旋转轴主体20的外螺纹部20p相对旋转,按压部件55向第二方向DR2按压附件51(更具体而言,环部件)。其结果,附件51向第二方向DR2移动,附件51的外表面51t向朝向贯通孔部3h的内表面32n的方向位移。
(旋转轴2)
在图23所记载的例子中,旋转轴2具备旋转轴主体20、以及保持工件W的夹头25。旋转轴2也可以具备夹头操作轴26、操作轴驱动装置27(参照图19)、螺母28(更具体而言,帽形螺母)。
对于旋转轴主体20、夹头25、夹头操作轴26、操作轴驱动装置27以及螺母28,在第一实施方式中已经说明。因此,省略对于这些构成的重复说明。
(第三实施方式)
参照图25至图30对第三实施方式的机床用的工件支承装置1C以及机床100C进行说明。图25以及图26是示意性地表示第三实施方式的机床100C的概要截面图。图27是在图26中用单点划线的四方形包围的区域N的放大图。图28是在图26中用单点划线的四方形包围的区域N的放大图。另外,图28表示图27中的附件51向接近第一轴AX的方向位移后的状态。图29是示意性地表示第三实施方式的机床100C的概要截面图。图30是示意性地表示第三实施方式的第一变形例的机床100C的一部分的概要截面图。
第三实施方式在附件51接触配置于第一支承装置3的贯通孔部3h的内表面32n这点与第一实施方式以及第二实施方式不同。
在第三实施方式中,以与第一实施方式以及第二实施方式的不同点为中心进行说明。另一方面,在第三实施方式中,省略对于在第一实施方式或第二实施方式中说明过的事项的重复说明。因此,在第三实施方式中,即使未明示地进行说明,在第一实施方式或在第二实施方式中说明过的事项当然也可以应用于第三实施方式。
如图25中例示的那样,第三实施方式的机床用的工件支承装置1C具备旋转轴2、第一支承装置3、第二支承装置6以及附件51。
旋转轴2支承工件W,能够绕第一轴AX旋转。旋转轴2具有后端部21以及前端部22。在图25所记载的例子中,工件W的第一部分Wa以能够相对于导套91向第一方向DR1相对移动的方式被导套91支承。另外,工件W的第二部分Wb被旋转轴2保持。因此,在图25所记载的例子中,能够通过旋转轴2的前端部22以及导套91稳定地支承长条工件(换言之,第一工件W1)。
第一支承装置3具有能够支承保持导套91的导套转接器92的贯通孔部3h。在图25中表示了在第一支承装置3的贯通孔部3h安装有导套转接器92的状态,在图26中表示从第一支承装置3的贯通孔部3h拆下了导套转接器92的状态。
如图26中例示的那样,在从贯通孔部3h拆下了导套转接器92的状态下,能够将旋转轴2的前端部22容纳到贯通孔部3h。因此,在图26所记载的例子中,通过插入到贯通孔部3h的旋转轴2的前端部22,能够支承短条工件(换言之,第二工件W2)。
在图25以及图26所记载的例子中,在附件51安装在第一支承装置3的贯通孔部3h的状态下,旋转轴2的前端部22能够从贯通孔部3h的外侧(参照图25)移动到贯通孔部3h的内侧(参照图2)。在该情况下,在前端部22移动到贯通孔部3h的内侧之后,无需将附件51安装到贯通孔部3h。因此,能够减少从长条工件的加工切换成短条工件的加工时的作业量,能够迅速地从长条工件的加工切换成短条工件的加工。
第二支承装置6支承旋转轴2。另外,第二支承装置6能够使旋转轴2相对于第一支承装置3在与第一轴AX平行的方向上相对移动。
在图26所记载的例子中,第二支承装置6具备:轴支承部件60,将旋转轴2支承为能够绕第一轴AX旋转;以及第一驱动装置66,使轴支承部件60在与第一轴AX平行的方向上移动。另外,第一驱动装置66使旋转轴2、轴支承部件60以及使旋转轴2旋转的主轴马达7相对于第一支承装置3在与第一轴AX平行的方向上相对移动。代替地,如图30中例示的那样,第一驱动装置66也可以使旋转轴2以及轴支承部件60相对于第一支承装置3以及使旋转轴2旋转的主轴马达7在与第一轴AX平行的方向上相对移动。
在图25所记载的例子中,附件51接触配置于第一支承装置3的贯通孔部3h的内表面32n。更具体而言,附件51安装于贯通孔部3h的内表面32n。附件51可以由一个部件构成,也可以由多个部件(例如第一部件51-1以及第二部件51-2)构成。另外,在本说明书中,也可以将接触配置于第一支承装置3的贯通孔部3h的内表面32n的附件51称为“第二附件”。
附件51的内表面51n的至少一部分能够向接近第一轴AX的方向位移。通过使附件51的内表面51n的至少一部分能够向接近第一轴AX的方向位移,能够减小附件51的内表面51n与旋转轴2的前端部22的外表面22t之间的间隙G6(参照图28)。这样,附件51能够减小旋转轴2的前端部22向与第一轴AX垂直的方向的可位移量。
更具体而言,附件51的至少一部分能够向接近第一轴AX的方向位移,以使接触配置于贯通孔部3h的内表面32n的附件51的最内部511n(在图28所记载的例子中,附件51的最内部511n是附件51的内表面51n)与第一轴AX之间的第三距离L3小于贯通孔部3h的最内表面322n与第一轴AX之间的第四距离L4。另外,附件51的最内部511n是指附件51的部分中的距第一轴AX的距离最近的部分。另外,贯通孔部3h的最内表面322n是指贯通孔部3h的内表面32n中的距第一轴AX的距离最近的表面。
在图28所记载的例子中,通过使上述第三距离L3小于上述第四距离L4,附件51能够防止旋转轴2的前端部22的外表面22t与贯通孔部3h的最内表面322n直接接触。换言之,在旋转轴2挠曲时,在旋转轴2的前端部22的外表面22t与贯通孔部3h的最内表面322n接触之前,附件51的最内部511n与旋转轴2的前端部22的外表面22t接触。这样,能够减小前端部22向与第一轴AX垂直的方向的可位移量。
第三实施方式的机床用的工件支承装置1C能够取得与第一实施方式的机床用的工件支承装置1A或第二实施方式的机床用的工件支承装置1B同样的效果。
如图25中例示的那样,第三实施方式的机床100C除了机床用的工件支承装置1C之外,还具备保持刀具T的刀具保持装置110以及使刀具保持装置110移动的第二驱动装置120。第二驱动装置120能够使刀具保持装置110向接近第一轴AX的方向(或者远离第一轴AX的方向)移动。
(任意附加的构成)
接着,参照图25至图30对在第三实施方式的机床用的工件支承装置1C以及机床100C中能够采用的任意附加的构成进行说明。在第三实施方式中,对于附件51、按压部件55以外的构成,与第一实施方式或第二实施方式的附件51、按压部件55以外的构成相同。因此,在此,以附件51、按压部件55为中心进行说明,省略对于其他构成的重复说明。
(附件51)
在图27所记载的例子中,附件51配置在旋转轴2的前端部22的外表面22t与贯通孔部3h的内表面32n之间。附件51具有与贯通孔部3h的内表面32n接触的外表面51t、以及与旋转轴2的前端部22的外表面22t对置的内表面51n。在图27所记载的例子中,附件51配置在形成于贯通孔部3h的内表面32n的凹部32d(更具体而言,环状的凹部)。
如图28中例示的那样,从使旋转轴2相对于贯通孔部3h在与第一轴AX平行的方向上顺畅地移动的观点出发,优选的是,在附件51的内表面51n与前端部22的外表面22t之间形成有少许的间隙G6。但是,在附件51的内表面51n与前端部22的外表面22t之间的接触不成为旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动的妨碍的情况下,内表面51n与外表面22t之间的间隙G6也可以为零。另外,通过在附件51的内表面51n和前端部22的外表面22t中的一方配置滚珠、滚子等滚动体、或O形环等弹性体,能够成为对内表面51n以及外表面22t施加了预载荷的状态。
在图27以及图28所记载的例子中,能够将配置于贯通孔部3h的附件51的状态从附件51的最内部511n与第一轴AX之间的第三距离L3为贯通孔部3h的最内表面322n与第一轴AX之间的第四距离L4以上的第三状态(参照图27)变更为附件51的最内部511n与第一轴AX之间的第三距离L3小于贯通孔部3h的最内表面322n与第一轴AX之间的第四距离L4的第四状态(参照图28)。但是,在第三实施方式中,能够实现上述第三状态(参照图27)不是必须的。
在图27所记载的例子中,附件51和贯通孔部3h中的至少一方具有倾斜面AS,该倾斜面AS将附件51(例如附件51的第二部件51-2)相对于贯通孔部3h向与第一轴AX平行的方向的相对移动转换为附件51的至少一部分(例如附件51的第一部件51-1)向接近第一轴AX的方向的位移。在该情况下,通过使附件51相对于贯通孔部3h向与第一轴AX平行的方向(更具体而言,第二方向DR2)相对移动,能够减小附件51的内表面51n与旋转轴2的前端部22的外表面22t之间的间隙G6。通过减小该间隙G6,能够减少旋转轴2的前端部22向与第一轴AX垂直的方向的可位移量。
在图27所记载的例子中,附件51具有第一部件51-1以及第二部件51-2。在包括第一轴AX的截面中,第一部件51-1具有楔形形状。更具体而言,第一部件51-1具有随着趋向第一方向DR1而厚度变小的楔形形状。在包括第一轴AX的截面中,第二部件51-2具有楔形形状。更具体而言,第二部件51-2具有随着趋向第二方向DR2而厚度变小的楔形形状。在图27所记载的例子中,第一部件51-1的外表面具有第五倾斜面AS5,第二部件51-2的内表面具有与第五倾斜面AS5接触的第六倾斜面AS6。第五倾斜面AS5是随着趋向第二方向DR2而距第一轴AX的距离增加的倾斜面。另外,第六倾斜面AS6是随着趋向第二方向DR2而距第一轴AX的距离增加的倾斜面。在该情况下,通过使附件51的第二部件51-2相对于贯通孔部3h以及附件51的第一部件51-1向第二方向DR2相对移动,附件51的第一部件51-1向接近第一轴AX的方向位移。另外,通过在第一部件51-1的外表面和第二部件51-2的内表面中的一方配置滚子、滚珠等滚动体、或O形环等弹性体,能够成为对第一部件51-1的外表面以及第二部件51-2的内表面施加了预载荷的状态。
在图27所记载的例子中,附件51的至少一部分能够向接近第一轴AX的方向缩小直径。更具体而言,配置于贯通孔部3h的附件51的第一部件51-1能够向接近第一轴AX的方向缩小直径,以使附件51的最内部511n与第一轴AX之间的第三距离L3小于贯通孔部3h的最内表面322n与第一轴AX之间的第四距离L4。在图28中表示了附件51的第一部件51-1向接近第一轴AX的方向缩小了直径的状态。在图28所记载的例子中,在附件51的第一部件51-1的状态为缩小了直径的状态时,该第一部件51-1具有从默认形状弹性变形的形状。
在附件51的至少一部分(换言之,附件51的一部分或整体)能够向接近第一轴AX的方向缩小直径的情况下,能够容易地调整附件51的内表面51n与旋转轴2的前端部22的外表面22t之间的间隙G6的大小。另外,附件51的至少一部分的缩小直径可以在旋转轴2的前端部22插入贯通孔部3h后执行,也可以在旋转轴2的前端部22插入贯通孔部3h前执行。
附件51的第一部件51-1可以是环部件(例如具有缝隙的C形形状的环部件)。在第一部件51-1是C形形状的环部件的情况下,能够容易地使第一部件51-1向接近第一轴AX的方向缩小直径。附件51的第二部件51-2也可以是环部件(例如不具有缝隙的圆形形状的环部分)。
(按压部件55)
在图27所记载的例子中,机床用的工件支承装置1C具备向第二方向DR2按压附件51(更具体而言,第二部件51-2)的按压部件55。按压部件55通过向第二方向DR2按压附件51,能够使附件51(更具体而言,第二部件51-2)相对于贯通孔部3h向与第一轴AX平行的方向(更具体而言,第二方向DR2)相对移动。另外,附件51(更具体而言,第二部件51-2)通过被按压部件55向第二方向DR2按压而向第二方向DR2移动,由此附件51的内表面51n向朝向旋转轴2的前端部22的外表面22t的方向位移(参照图28)。这样,能够减小附件51的内表面51n与前端部22的外表面22t之间的间隙G6。
在图28所记载的例子中,仅通过使按压部件55向第二方向DR2移动,附件51的内表面51n向朝向旋转轴2的前端部22的外表面22t的方向位移,其结果,能够减小附件51的内表面51n与旋转轴2的前端部22的外表面22t之间的间隙G6。
在图27所记载的例子中,按压部件55具有将对按压部件55作用的旋转力转换为按压附件51的按压力的第一螺纹部551。换言之,按压部件55包括能够将对按压部件55作用的旋转力转换为按压附件51的按压力的带螺纹部件55a。
在图27所记载的例子中,带螺纹部件55a的第一螺纹部551与旋转体31的内螺纹部31m螺合。另外,在图27所记载的例子中,带螺纹部件55a是具有能够与螺丝扳手、螺丝刀等工具卡合的凹部552的螺栓。
(机床的使用方法)
参照图1至图33对实施方式的机床的使用方法进行说明。图31是用于说明将附件51安装到旋转轴2的前端部22的步骤的一例的图。图32以及图33是表示实施方式的机床的使用方法的一例的流程图。
在实施方式的机床的使用方法中使用的机床100可以是第一实施方式的机床100A,也可以是第二实施方式的机床100B,也可以是第三实施方式的机床100C,也可以是其他机床。
在实施方式的机床的使用方法中使用的机床100具备:工件支承装置1;刀具保持装置110,保持刀具T;以及第二驱动装置120,使刀具保持装置110移动。对于工件支承装置1、刀具保持装置110、第二驱动装置120,由于在第一实施方式、第二实施方式或第三实施方式中已经说明,所以省略对于这些构成的重复说明。
在第一步骤ST1中,将附件51安装到旋转轴2的前端部22或第一支承装置3的贯通孔部3h。第一步骤ST1是附件的安装工序。参照图31对附件51向旋转轴2的前端部22的安装方法的一例进行说明。在子步骤ST1-1中,将附件51配置到旋转轴2的前端部22的外表面22t上。在子步骤ST1-2中,以使轴环55b与附件51的第一方向DR1侧的端部接触的方式将轴环55b配置到旋转轴2的前端部22。另外,如图23中例示的那样,在省略轴环55b的情况下,省略子步骤ST1-2。在子步骤ST1-3中,将螺母28(更具体而言,帽形螺母)安装到旋转轴主体20的前端部。通过子步骤ST1-3的执行,完成附件51向旋转轴2的前端部22的安装。
在图31所记载的例子中,带螺纹部件55a预先插入到螺母28的螺纹孔28h。在该情况下,通过将螺母28安装到旋转轴2的前端部22,带螺纹部件55a与轴环55b或附件51对置配置。代替地,如图23中例示的那样,按压附件51的带螺纹部件55a可以是螺母28本身。在该情况下,通过将螺母28安装到旋转轴主体20的前端部,作为带螺纹部件55a的螺母28与轴环55b或附件51对置配置。
在第二步骤ST2中,将长条工件(换言之,第一工件W1)安装到旋转轴2。更具体而言,在第二步骤ST2中,通过构成旋转轴2的一部分的夹头25保持第一工件W1。第二步骤ST2是第一工件安装工序。
在第三步骤ST3中,使第一工件W1绕第一轴AX旋转。第三步骤ST3是第一旋转工序。在第一旋转工序中,使由旋转轴2的前端部22保持且由安装于贯通孔部3h的导套单元9(更具体而言,导套单元9的导套91)支承的第一工件W1绕第一轴AX旋转(参照图3、图19或图25中的箭头AR3)。
第一旋转工序包括主轴马达7使旋转轴2相对于轴支承部件60绕第一轴AX相对旋转。另外,优选的是,第一旋转工序包括旋转驱动装置38使保持导套转接器92的旋转体31相对于旋转体支承部件33绕第二轴AX2相对旋转。第二轴AX2与第一轴AX实质上同轴。在第一旋转工序中,优选的是使旋转轴2与保持导套转接器92的旋转体31同步地旋转。
在第四步骤ST4中,通过刀具T对第一工件W1进行加工。第四步骤ST4是第一加工工序。在第三步骤ST3(第一旋转工序)的执行中进行第一加工工序(参照图3、图19或图25)。
在第一工件W1被旋转轴2的前端部22以及导套91的双方支承的状态下执行第一加工工序。因此,能够抑制第一工件W1的挠曲,能够以高精度对第一工件W1进行加工。在机床100具备空气供给装置8的情况下,优选的是,在由从旋转体31与旋转体支承部件33之间的间隙G5排出的空气形成了第二空气幕J2的状态下执行第一加工工序(参照图18)。
在第五步骤ST5中,使第一工件W1在与第一轴AX平行的方向上移动。第五步骤ST5是第一移动工序。在第一移动工序中,保持第一工件W1的旋转轴2相对于导套91在与第一轴AX平行的方向上相对移动(参照图3、图19或图25中的箭头AR1)。通过该相对移动,变更刀具T对第一工件W1的加工位置。在第三步骤ST3(第一旋转工序)的执行中进行第一移动工序。
第一移动工序包括第二支承装置6使旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动。
在第六步骤ST6中,将导套单元9(更具体而言,导套转接器92)从第一支承装置3拆下。第六步骤ST6是导套转接器的拆下工序。在拆下工序中,将导套转接器92从第一支承装置3的贯通孔部3h拆下(参照图4、图21或图26)。
在第七步骤ST7中,使接触配置于旋转轴2的前端部22的外表面22t的附件51的外表面51t向远离第一轴AX的方向位移。第七步骤ST7是位移工序。可以利用设置于附件51和旋转轴2中的至少一方的倾斜面AS执行位移工序。该倾斜面AS将附件51向与第一轴AX平行的方向的移动转换为附件51的外表面51t向远离第一轴AX的方向的位移(参照图7或图23)。可以通过附件51被按压部件55向第二方向DR2按压来进行附件51向与第一轴AX平行的方向的移动。在位移工序中,附件51的至少一部分可以向远离第一轴AX的方向扩大直径。
代替地,在第七步骤ST7中,可以使接触配置于贯通孔部3h的内表面32n的附件51的内表面51n向接近第一轴AX的方向位移。可以利用设置于附件51和贯通孔部3h中的至少一方的倾斜面AS,执行第七步骤ST7(位移工序)。该倾斜面AS将附件51向与第一轴AX平行的方向的移动转换为附件51的内表面51n向接近第一轴AX的方向的位移(参照图28)。可以通过附件51被按压部件55向第二方向DR2按压来进行附件51向与第一轴AX平行的方向的移动。在位移工序中,附件51的至少一部分可以向接近第一轴AX的方向缩小直径。
在导套转接器的拆下工序(第六步骤ST6)之后,执行位移工序(第七步骤ST7)。代替地,也可以在紧接着附件的安装工序(第一步骤ST1)之后执行位移工序(第七步骤ST7)。
在第八步骤ST8中,将旋转轴2(例如安装有附件51的旋转轴2)的前端部22配置到第一支承装置3的贯通孔部3h的内侧。第八步骤ST8是配置工序。配置工序包括通过使旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动而将旋转轴2的前端部22配置到贯通孔部3h的内侧(更具体而言,被导套单元9占有的贯通孔部3h的内侧的第一区域RG1)。另外,配置工序包括第二支承装置6使旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动。
配置工序也可以包括将旋转轴2的前端部22的位置从位于比第一支承装置3的贯通孔部3h的第二方向DR2侧的端部3e靠第二方向DR2的第一位置(参照图4)变更为位于比贯通孔部3h的第二方向DR2侧的端部3e靠第一方向DR1的第二位置(参照图5)。代替地,配置工序也可以包括将旋转轴2的前端部22的位置从第一支承装置3的贯通孔部3h的内侧的第二区域RG2(参照图20)变更为该贯通孔部3h的内侧的第一区域RG1(参照图22)。
在第九步骤ST9中,使第二工件W2绕第一轴AX旋转。第九步骤ST9是第二旋转工序。在第二旋转工序中,旋转轴2的前端部22与由前端部22保持的第二工件W2一起绕第一轴AX旋转(参照图14、图22或图29中的箭头AR4)。另外,第二工件W2可以是第一工件W1的前端部分通过切断从第一工件W1的剩余部分分离而得到的工件(换言之,第一工件W1的一部分),也可以是与第一工件W1完全不同的工件。
第二旋转工序包括主轴马达7使旋转轴2相对于轴支承部件60绕第一轴AX相对旋转。另外,优选的是,第二旋转工序包括旋转驱动装置38使拆下了导套转接器92的状态的旋转体31相对于旋转体支承部件33绕第二轴AX2相对旋转。第二轴AX2与第一轴AX实质上同轴。另外,在第二旋转工序中,优选的是,使旋转轴2与拆下了导套转接器92的状态的旋转体31同步地旋转。
在第十步骤ST10中,通过刀具T对第二工件W2进行加工。第十步骤ST10是第二加工工序。在第九步骤ST9(第二旋转工序)的执行中进行第二加工工序(参照图14、图22或图29)。
如图7、图23中例示的那样,在附件51的最外部511t与第一轴AX之间的第一距离L1大于旋转轴2的前端部22的最外表面222t与第一轴AX之间的第二距离L2的状态下执行第二加工工序。代替地,如图28中例示的那样,在附件51的最内部511n与第一轴AX之间的第三距离L3小于贯通孔部3h的最内表面322n与第一轴AX之间的第四距离L4的状态下执行第二加工工序。在通过附件51减小了旋转轴2的前端部22向与第一轴AX垂直的方向的可位移量的状态下执行第二加工工序。这样,能够抑制旋转轴2的挠曲,能够以高精度对第二工件W2进行加工。
在机床100具备空气供给装置8的情况下,在由从贯通孔部3h的内表面32n与旋转轴2的前端部22的外表面之间的间隙G4排出的空气形成了第一空气幕J1的状态下执行第二加工工序(参照图16或图28)。另外,优选的是,在由从旋转体31与旋转体支承部件33之间的间隙G5排出的空气形成了第二空气幕J2的状态下执行第二加工工序。
在第十一步骤ST11中,使第二工件W2在与第一轴AX平行的方向上移动。第十一步骤ST11是第二移动工序。在第二移动工序中,使保持第二工件W2的旋转轴2相对于第一支承装置3的贯通孔部3h在与第一轴AX平行的方向上相对移动(参照图14、图22或图29中的箭头AR2)。通过该相对移动,能够变更刀具T对第二工件W2的加工位置。在第九步骤ST9(第二旋转工序)的执行中进行第二移动工序。
第二移动工序包括第二支承装置6使旋转轴2在与第一轴AX平行的方向上移动。
如以上所述,在实施方式的机床的使用方法中,在第一工件W1被旋转轴2的前端部22以及导套91的双方支承的状态下,执行第一工件W1的加工。因此,能够抑制第一工件W1的挠曲,能够以高精度对第一工件W1进行加工。另外,在实施方式的机床的使用方法中,在减小了旋转轴2的前端部22向与第一轴AX垂直的方向的可位移量的状态下,执行第二工件W2的加工。因此,能够抑制旋转轴2的挠曲,能够以高精度对第二工件W2进行加工。
本发明并不限定于上述各实施方式或各变形例,在本发明的技术思想的范围内,各实施方式或各变形例显然可以适当变形或变更。另外,在各实施方式或各变形例中使用的各种技术只要不发生技术矛盾,也可以应用于其他实施方式或其他变形例。此外,可以适当省略各实施方式或各变形例的任意附加的构成。
附图标记说明:
1、1A、1B、1C:工件支承装置;2:旋转轴;3:第一支承装置;3e:贯通孔部的端部;3h:贯通孔部;6:第二支承装置;7:主轴马达;8:空气供给装置;9:导套单元;20:旋转轴主体;20p:外螺纹部;21:后端部;22:前端部;22t:外表面;23:中央部分;24:卡合部;25:夹头;25e:前端;25n:内表面;26:夹头操作轴;27:操作轴驱动装置;28:螺母;28h:螺纹孔;28m:第二螺纹部;28p:内螺纹部;29:施力部件;31:旋转体;31m:内螺纹部;32d:凹部;32n:内表面;33:旋转体支承部件;35:第二轴承组;36:卡合部件;38:旋转驱动装置;41:第一轴承组;41a:第一轴承;41b:第二轴承;51:附件;51-1:第一部件;51-2:第二部件;51A、51B:环部件;51n:内表面;51r:缝隙;51t:外表面;55:按压部件;55a:带螺纹部件;55b:轴环;60:轴支承部件;60b:块;66:第一驱动装置;71:定子;72:转子;91:导套;91h:中空孔;92:导套转接器;100、100A、100B、100C:机床;110:刀具保持装置;120:第二驱动装置;222t:最外表面;321n:锥形内表面;322n:最内表面;324:空气流道;324a:空气流道的一部分;325:喷射口;381:第二马达;383:传动带;511n:最内部;511t:最外部;515:环主体;516:脚部;551:第一螺纹部;552:凹部;661:第一马达;663:丝杠轴;AS:倾斜面;AS1:第一倾斜面;AS2:第二倾斜面;AS3:第三倾斜面;AS4:第四倾斜面;AS5:第五倾斜面;AS6:第六倾斜面;G1、G2、G3、G4、G5、G6:间隙;J1:第一空气幕;J2:第二空气幕;K:工具;M1:槽;M2:凸部;T:刀具;W:工件;W1:第一工件;W2:第二工件;Wa:工件的第一部分;Wb:工件的第二部分。
Claims (15)
1.一种机床用的工件支承装置,其中,
所述机床用的工件支承装置具备:
旋转轴,支承工件,能够绕第一轴旋转;
第一支承装置,具有能够支承保持导套的导套转接器的贯通孔部,能够在所述贯通孔部容纳所述旋转轴的前端部;
第二支承装置,支承所述旋转轴,使所述旋转轴相对于所述第一支承装置在与所述第一轴平行的方向上相对移动;以及
附件,接触配置于所述旋转轴的所述前端部的外表面或所述贯通孔部的内表面,
所述附件的至少一部分能够向远离所述第一轴的方向位移,以使配置于所述旋转轴的所述前端部的所述附件的最外部与所述第一轴之间的第一距离大于所述旋转轴的所述前端部的最外表面与所述第一轴之间的第二距离,或者,
所述附件的至少一部分能够向接近所述第一轴的方向位移,以使配置于所述贯通孔部的所述附件的最内部与所述第一轴之间的第三距离小于所述贯通孔部的最内表面与所述第一轴之间的第四距离。
2.根据权利要求1所述的机床用的工件支承装置,其中,
能够将配置于所述旋转轴的所述附件的状态从所述第一距离为所述第二距离以下的第一状态变更为所述第一距离大于所述第二距离的第二状态,或者,
能够将配置于所述贯通孔部的所述附件的状态从所述第三距离为所述第四距离以上的第三状态变更为所述第三距离小于所述第四距离的第四状态。
3.根据权利要求1或2所述的机床用的工件支承装置,其中,
配置于所述旋转轴的所述附件的至少一部分能够向远离所述第一轴的方向扩大直径,以使所述第一距离大于所述第二距离,或者,
配置于所述贯通孔部的所述附件的至少一部分能够向接近所述第一轴的方向缩小直径,以使所述第三距离小于所述第四距离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机床用的工件支承装置,其中,
所述附件和所述旋转轴中的至少一方具有将所述附件相对于所述旋转轴向与所述第一轴平行的方向的相对移动转换为所述附件的至少一部分向远离所述第一轴的方向的位移的倾斜面,或者,
所述附件和所述贯通孔部中的至少一方具有将所述附件相对于所述贯通孔部向与所述第一轴平行的方向的相对移动转换为所述附件的至少一部分向接近所述第一轴的方向的位移的倾斜面。
5.根据权利要求4所述的机床用的工件支承装置,其中,
所述机床用的工件支承装置还具备按压部件,所述按压部件通过向从所述旋转轴的所述前端部朝向所述旋转轴的后端部的方向按压所述附件,使所述附件相对于所述旋转轴或所述贯通孔部在与所述第一轴平行的方向上相对移动。
6.根据权利要求5所述的机床用的工件支承装置,其中,
所述按压部件包括将对所述按压部件作用的旋转力转换为按压所述附件的按压力的带螺纹部件。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的机床用的工件支承装置,其中,
所述附件包括环部件。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的机床用的工件支承装置,其中,
所述旋转轴具备:
旋转轴主体;
夹头,保持所述工件;以及
螺母,防止所述夹头从所述旋转轴主体脱落,并防止所述附件从所述旋转轴主体脱落。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的机床用的工件支承装置,其中,
在所述附件安装于所述旋转轴的所述前端部或所述第一支承装置的所述贯通孔部的状态下,所述旋转轴的所述前端部能够从所述贯通孔部的外侧移动到所述贯通孔部的内侧。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的机床用的工件支承装置,其中,
所述机床用的工件支承装置还具备使所述旋转轴绕所述第一轴旋转的主轴马达,
所述第二支承装置具备:
轴支承部件,将所述旋转轴支承为能够绕所述第一轴旋转;以及
第一驱动装置,使所述轴支承部件在与所述第一轴平行的方向上移动,
所述第一驱动装置能够使所述旋转轴、所述轴支承部件以及所述主轴马达相对于所述第一支承装置在与所述第一轴平行的方向上相对移动。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的机床用的工件支承装置,其中,
所述第二支承装置具备:
轴支承部件,将所述旋转轴支承为能够绕所述第一轴旋转;以及
第一驱动装置,使所述轴支承部件在与所述第一轴平行的方向上移动,
所述第一支承装置具备使所述旋转轴相对于所述轴支承部件绕所述第一轴旋转的主轴马达,
所述第一驱动装置使所述旋转轴以及所述轴支承部件相对于所述第一支承装置以及所述主轴马达在与所述第一轴平行的方向上相对移动。
12.根据权利要求11所述的机床用的工件支承装置,其中,
通过配置于所述第一支承装置的所述贯通孔部的内侧的第一区域的所述导套以及配置于所述贯通孔部的内侧的第二区域的所述旋转轴的所述前端部,能够支承所述工件。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的工件支承装置,其中,
在所述第一支承装置的所述贯通孔部的内周面形成有喷射从空气供给装置供给的空气的喷射口。
14.一种机床,其中,
所述机床具备:
工件支承装置;
刀具保持装置,保持刀具;以及
第二驱动装置,使所述刀具保持装置移动,
所述工件支承装置具备:
旋转轴,支承工件,能够绕第一轴旋转;
第一支承装置,具有能够支承保持导套的导套转接器的贯通孔部,能够在所述贯通孔部容纳所述旋转轴的前端部;
第二支承装置,支承所述旋转轴,使所述旋转轴相对于所述第一支承装置在与所述第一轴平行的方向上相对移动;以及
附件,接触配置于所述旋转轴的所述前端部的外表面或所述贯通孔部的内表面,
所述附件的至少一部分能够向远离所述第一轴的方向位移,以使配置于所述旋转轴的所述前端部的所述附件的最外部与所述第一轴之间的第一距离大于所述旋转轴的所述前端部的最外表面与所述第一轴之间的第二距离,或者,
所述附件的至少一部分能够向接近所述第一轴的方向位移,以使配置于所述贯通孔部的所述附件的最内部与所述第一轴之间的第三距离小于所述贯通孔部的最内表面与所述第一轴之间的第四距离。
15.一种机床的使用方法,其中,
所述机床具备:
工件支承装置;
刀具保持装置,保持刀具;以及
第二驱动装置,使所述刀具保持装置移动,
所述工件支承装置具备:
旋转轴,能够绕第一轴旋转;
第一支承装置,具有能够支承保持导套的导套转接器的贯通孔部,能够在所述贯通孔部容纳所述旋转轴的前端部;
第二支承装置,支承所述旋转轴,使所述旋转轴相对于所述第一支承装置在与所述第一轴平行的方向上相对移动;以及
附件,接触配置于所述旋转轴的所述前端部的外表面或所述贯通孔部的内表面,
所述使用方法包括:
第一旋转工序,使由所述旋转轴的所述前端部保持且由所述导套支承的第一工件绕所述第一轴旋转;
第一加工工序,在所述第一旋转工序的执行中,通过所述刀具对所述第一工件进行加工;
拆下工序,将所述导套转接器从所述贯通孔部拆下;
配置工序,通过使所述旋转轴在与所述第一轴平行的方向上移动,将所述旋转轴的所述前端部配置到所述贯通孔部的内侧;
第二旋转工序,使所述旋转轴的所述前端部与由所述前端部保持的第二工件一起绕所述第一轴旋转;以及
第二加工工序,在所述第二旋转工序的执行中,通过所述刀具对所述第二工件进行加工,
在配置于所述旋转轴的所述前端部的所述附件的最外部与所述第一轴之间的第一距离大于所述旋转轴的所述前端部的最外表面与所述第一轴之间的第二距离的状态、或者配置于所述贯通孔部的所述附件的最内部与所述第一轴之间的第三距离小于所述贯通孔部的最内表面与所述第一轴之间的第四距离的状态下,执行所述第二加工工序。
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