CN203711965U - 切削机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种切削机床。其不需要特别增大凸轮的刚性就能够在使用凸轮的情况下提高加工精度。本实用新型的切削机床具备：加工工件的加工工具；支承加工工具的主轴；支承主轴的支承体；以使其可自由摆动的方式对支承体进行支承的基部；在支承体中，使主轴在该主轴的轴方向上往复运动且绕该主轴周围旋转的主轴驱动机构；安装于基部，使支承体从基准位置进行摆动的支承体摆动机构，支承体摆动机构包括：能够在与处于基准位置的主轴平行的基准方向上往复运动的滑块；以使其能够往复运动的方式支承滑块的引导部件；一端部可摆动地与滑块连结，另一端部可摆动地与支承体连结的连结部件；使滑块往复运动的凸轮机构。

Description

切削机床

技术领域

本实用新型涉及齿轮加工、插床加工等所使用的切削机床。

背景技术

作为这种切削机床例如专利文献1所示的方式，具有一边使插齿刀在工件（被加工件）的宽度方向上移动一边对齿面进行展成加工的加工装置。在该装置中，一边使刀具下降，一边对齿面进行了切削之后，使刀具摆动倾斜，从工件离开。然后，在使刀具和工件分离的状态下使刀具上升后，再次摆动返回初始状态。通过一边调整工件的切入量一边反复进行这样的加工，对齿轮进行加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－218100号公报

实用新型内容

实用新型要解决的技术问题

但是，在上述切削机床中，利用凸轮进行刀具的摆动，因此摆动的较大的力作用于凸轮。因此，在设计上，需要增大凸轮的刚性。另外，由于较大的力作用于凸轮，因此，能够预想到凸轮的磨损等的损伤变大，由此有可能使摆动的精度降低。本实用新型是为了解决上述问题而完成的，目的在于提供一种不需要特别增大凸轮的刚性、能够使用凸轮并提高加工精度的切削机床。

用于解决技术问题的技术方案

本实用新型的切削机床能够包括：对工件（被加工件）进行加工的加工工具；支承上述加工工具的主轴；支承上述主轴的支承体；以使上述支承体能够自由摆动的方式支承上述支承体的基部；在上述支承体中，使上述主轴在该主轴的轴方向上往复运动的主轴驱动机构；和安装于上述基部，使上述支承体从基准位置进行摆动的支承体摆动机构，上述支承体摆动机构包括：能够在与处于上述基准位置的上述主轴平行的基准方向上往复运动的滑块；以使上述滑块能够往复运动的方式支承上述滑块的引导部件；连结部件，其一端部能够摆动地与上述滑块连结，另一端部能够摆动地与上述支承体连结；和使上述滑块往复运动的凸轮机构。

根据该结构，支承加工工具的主轴向轴方向在一个方向上移动时，在进行了工件的加工后，利用支承体摆动机构，使支承体从基准位置开始摆动，使加工工具从工件离开。然后，在支承体摆动的状态下，主轴向另一方向移动之后，利用支承体摆动机构使支承体向基准位置返回时，再次成为进行工件的加工的状态。另外，与该动作并行，加工工具因主轴的旋转而进行旋转，改变工件的加工位置。这样，在本实用新型的切削机床中，重复进行利用加工工具进行的工件的加工、加工工具从工件的离开、加工工具的向初始位置的回归，一边使加工工具旋转，一边对工件进行加工。

在此，本实用新型的切削机床的支承体摆动机构，如下述方式动作。首先，通过凸轮机构驱动，配置成与主轴平行的滑块从初始位置进行移动。由此，与滑块连结的连结部件被拉动而进行摆动，与连结部件连结的支承体在滑块侧摆动。因此，在支承体进行摆动时作用的力，作用于滑块和引导部件，因此，能够防止力直接作用于凸轮机构。因此，在设计上，凸轮不需要较大的刚性。

另外，根据该支承体摆动机构，利用凸轮机构使滑块往复运动，利用伴随滑块的向基准方向的移动而产生的连结部件的摆动而拉动支承体进行摆动。因此，与滑块的移动距离相比，支承体的移动距离小，例如，即使凸轮发生了磨损，也能够减小对支承体的移动距离的影响。其结果为，能够进行难以受到凸轮的状态的影响的稳定的加工，因此能够在使用凸轮的情况下提高加工精度。

在上述切削机床中，上述凸轮机构能够夹着上述滑块配置在上述基准方向的一侧，还具备配置在上述基准方向的另一侧，向上述一侧对上述滑块施力的弹性部件。通过设置这种弹性部件，滑块被向凸轮机构侧施力，因此滑块的位置能够追随凸轮机构的动作，能够可靠地传递凸轮机构的动作。

在上述切削机床中，还能具备能够由上述主轴驱动机构驱动的至少一个配重部件（平衡器，balance weight），上述配重部件被上述主轴驱动机构驱动，使得当上述主轴移动至上述一侧时，该配重部件的重心移动至上述另一侧，当上述主轴移动至上述另一侧时，该配重部件的重心移动至上述一侧。

通过这样设置配重部件，能够通过配重部件的动作抵消主轴的上下移动引起的振动。其结果为，能够防止主轴的上下移动引起的振动。

此处，一对所述配重部件能够以夹着所述主轴的方式配置。由此，能够改善夹着主轴的装置的平衡。

在上述切削机床中，能够利用所述主轴驱动机构驱动所述凸轮机构。通过利用主轴驱动机构驱动凸轮机构，不需要另外承接驱动凸轮机构的驱动装置，因此能够防止装置大型化。

实用新型的效果

根据本实用新型的切削机床，能够不需要特别增大凸轮的刚性，能够在使用凸轮的情况下提高加工精度。

附图说明

图1是本实用新型的一实施方式的切削机床的正视图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1的A－A线截面图。

图4是图2的B－B线截面图。

图5是图3的C－C线截面图。

图6是图3的D－D线截面图。

图7是表示齿轮箱内的齿轮的连结状态的展开图。

图8是图3的E－E线截面图。

图9是图4的F－F线截面图。

图10是表示图1的切削机床的动作的图。

附图标记说明

31    基部

32    支承体

34    主轴

342   插齿刀（加工工具）

462、482   配重部件

7     支承体摆动机构

71    凸轮

74    滑块

75    引导部

76    连结部件

78    弹簧（弹性部件）

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的一实施方式的切削机床的一实施方式进行说明。该切削机床是对作为工件的齿轮的齿面进行展成切齿的装置，有时被称为齿轮成型。在以下的说明中，基于图1和图2所示的X、Y、Z轴进行方向的说明，另外，将图1的上侧称为“上”、将下侧称为“下”进行说明。

图1是本实施方式的切削机床的正视图，图2是图1的侧视图、图3是图1的A－A线截面图，图4是图2的B－B线截面图。如图1、图2所示，本实施方式的切削机床具备正面观看时呈L字型的壳体1。更详细而言该壳体1具备在水平方向延伸的基台11和从该基台11的一端部向上方延伸的立起部12。在基台11和立起部12的下端部安装有支承工件的工件支承部2，在立起部12的上部安装有工件加工部3，该工件加工部3具备对工件进行加工的刀具。首先说明工件支承部2。

工件支承部2具备在基台11上移动的桌支承台21和可自由旋转地配置在该桌支承台21上、支承工件的桌22，其中，在基台11安装有在X方向延伸的引导轨道23，在该引导轨道23上可移动地配置有桌支承台21。在立起部12的下端部安装有第1电动机81，在第1电动机81安装有在X方向上延伸的滚珠丝杠25。而且，与该滚珠丝杠25螺合的螺母26被固定在桌支承台21。由此，当第1电动机81驱动时，滚珠丝杠25旋转，桌支承台21在X方向上往复运动。

如图2所示，在Z方向上延伸的旋转轴27以能够自由旋转的方式被支承于桌支承台21，该旋转轴27的上端部配置有俯视观看时呈圆形的桌22。在旋转轴27的外周面固定有蜗轮28，该蜗轮28与螺旋齿轮29螺合。螺旋齿轮29配置成在Y方向上延伸，其端部与第2电动机（图示省略）连结。由此，当第2电动机驱动时，螺旋齿轮29旋转，伴随与此，桌22围绕Z轴旋转。

接着，参照图5对工件加工部3进行说明。图5是图3的C－C线截面图。如图1～图5所示，工件加工部3具备固定于壳体1的立起部12的俯视观看时呈U字型的基部31，在该基部31的内部可摆动地安装有在Z方向上延伸的支承体32。在支承体32的外周面的相对的位置分别固定有在Y方向上延伸的支承轴33，彼此在相反方向上延伸。各支承轴33可自由旋转地支承于基部31的内部。由此，支承体32能够围绕Y轴摆动。

在图5中，在支承体32的内部形成有圆筒状的内部空间，在该空间内可自由旋转地支承有在上下方向上延伸的圆筒状的筒部件321。该筒部件321能够围绕Ｚ轴旋转，在其外周面固定有蜗轮322。然后，如图5所示，该蜗轮322与螺旋齿轮323螺合。螺旋齿轮323以在Y方向上延伸的方式支承于支承体32，其端部与第3电动机83连结。由此，当第3电动机83驱动时，螺旋齿轮323旋转，伴随于此，筒部件321在支承体32内围绕Ｚ轴旋转。而且，在该筒部件321的内部能够上下移动地配置有主轴34。主轴34构成为通过后述的驱动部上下移动，上端部安装有从驱动部延伸的球状的用于承接接头部51的承接部341。另一方面，在主轴34的下端部可装卸地固定有齿轮形状的插齿刀（加工工具）342。此外，上述蜗轮322、螺旋齿轮323和第3电动机构成本实用新型的主轴驱动机构的一部分。

另外，如图3所示，在主轴34的外周面形成有在上下方向延伸的花键343，该花键343嵌入在形成于筒部件321的内壁面的花键槽344。由此，主轴34与筒部件321一起围绕Ｚ轴旋转并在筒部件321的内部能够上下移动。另外，在主轴34的下端部的外周面形成有圆周方向上延伸的多个槽345，该槽345被供给润滑油。因此，主轴34通过设置有润滑油的滑动轴承在支承体32的内部旋转。

在此，支承体32不被后述的支承体摆动机构7摆动时，以主轴34朝向铅直方向的方式支承。将此时的主轴34的位置称为基准位置、将主轴34的朝向（在此，铅直方向）称为基准方向。

接着，对使主轴34上下移动的驱动部进行说明。驱动部包括成为驱动源的齿轮箱4和连结该齿轮箱4和主轴34的连结部5。连结部5如下构成。首先，在主轴34的上端部的承接部341嵌入球状的接头部51，该接头部51与向上方延伸的支承部件52连结。而且，支承部件52的上端可自由旋转地安装有在Y轴方向上延伸的连结轴53。该连结轴53与配置在基部31的上表面的齿轮箱4连结。即，由接头部51、支承部件52和连结轴53构成连结部5。此外，该驱动部构成本实用新型的主轴驱动机构的一部分。

接着，参照图6和图7说明齿轮箱4。图6是图3的D－D线截面图，图7是表示齿轮箱4内的齿轮的连结状态的展开图。如图4和图6所示，齿轮箱4具有配置在基部31的上表面、在内部收纳电动机和齿轮的收纳部40。收纳部40的上部配置有第4电动机84。如图7所示，该电动机84的输出轴841向收纳部40的内部延伸，固定有第1齿轮41。该第1齿轮41与第2齿轮42啮合，第2齿轮42与第3齿轮43啮合。第3齿轮43固定有驱动轴431，驱动轴431的两端部从收纳部40向外部突出。从收纳部40突出的驱动轴431的一端部与上述连结轴53连结，驱动轴431的另一端部安装有后述的配重部件6。而且，在驱动轴431，在收纳部40内固定有第4齿轮44，第4齿轮44与第5齿轮45啮合。第5齿轮45与两个齿轮啮合、X方向的一端部侧（图6的右侧）与第6齿轮46啮合、X方向的另一端部侧与第7齿轮47啮合。而且，第7齿轮47与第8齿轮48啮合。如图6所示，驱动轴431，在X方向上、配置在第6齿轮46和第8齿轮48的中央。

第6齿轮46的旋转轴461和第8齿轮48的旋转轴481分别从收纳部40向外部突出。而且，它们以夹着主轴34的方式在Y方向延伸，如后所述，各自安装有配重部件462、482。

如图3所示，从收纳部40突出的驱动轴431的一端部和连结轴53以偏置的状态连结。即，驱动轴431的轴心与连结轴53的轴心偏离，形成曲轴。因此，当驱动轴431旋转时，连结轴53以在驱动轴431的轴心的周围进行公转的方式进行旋转，因此与连结轴53连结的支承部件52进行上下移动。支承部件52经由球状的接头部51与主轴34连结，因此支承部件52能够相对于主轴34在任一方向上摆动。其结果是支承部件52的上下移动被流畅地传递至主轴34，主轴34上下移动。此外驱动轴431的轴心和连结轴53的轴心的偏置的长度能够改变。

另一方面，在驱动轴431的另一端部，在收纳部40的外部配置有配重部件6。该配重部件6形成为圆板状，在其外周的一部分配置有重物61。该重物61与上述曲轴对应地设置。即，该重物61设置在连结轴53相对于驱动轴431偏置一侧的相反侧，吸收由连结轴53的旋转导致的振动。另外，对于重物，能够改变配重部件6上的径方向的位置。即，能够根据驱动轴431的轴心和连结轴53的轴心的偏置的长度，改变其位置。

另外，齿轮箱4的第6齿轮46和第8齿轮48的旋转轴461、481分别从收纳部40向外部突出，在基部31的上方夹着支承部件52地延伸。而且，在各旋转轴461、481安装有截面扇形沿着旋转轴461、481延伸的配重部件462、482。各旋转轴461、481固定在截面扇形的基端部附近，因此配重部件462、482的重心位于从旋转轴偏离的位置。各配重部件462、482通过第4电动机84的驱动与旋转轴461、481一起旋转，以主轴34移动至下方时，重心位于上方的方式，配置为扇形的部分朝向上方。另一方面，以主轴34移动至上方时，重心位于下方的方式，配置为扇形的部分朝向下方。由此，能够吸收装置因主轴34的上下移动而受到的振动。

接着，参照图8和图9对用于使支承体32摆动的支承体摆动机构7进行说明。图8是图3的E－E线截面图，图9是图4的F－F线截面图。从上述齿轮箱4延伸的旋转轴461、481中的、配置在图4的左侧的旋转轴481的前端部安装有凸轮71。而且，在该凸轮71的下方设置有向下方延伸的可动棒72。在该可动棒72的上端可自由旋转地安装有凸轮随动件73，其与上述凸轮71的下侧相接。另一方面，在可动棒72的下端安装有截面呈梯（台）形状的滑块74，该滑块74可上下移动地由安装于基部31的引导部75支承。更详细来讲，能够与作为上述主轴34的基准位置的朝向的基准方向平行地移动。另外，如图8所示，在引导部75形成有燕尾槽（蚁槽）751，截面呈梯（台）形状的滑块74嵌入在该燕尾槽751。由此，滑块74被引导部75限制Y方向的移动，仅仅在Z方向上移动。

另外，滑块74安装有在Y方向上延伸的连结部件76。更详细而言，连结部件76的一端部在上下方向自由摆动地安装于滑块74，连结部件76的另一端部经由支架（托架，bracket）77能够自由摆动地安装于支承体32的侧面。另外，在滑块74的下端部安装有弹簧78，滑块74和可动棒72被该弹簧78向上方施力。即，由弹簧78将凸轮随动件73向凸轮71按压。此外，该弹簧78由设置在基部31的支架79支承。

此外，驱动轴431的旋转导致的主轴34的上下移动和旋转轴481的旋转导致的滑块74的上下移动同步，主轴34移动至最下点时，滑块74移动至上方，支承体32进行摆动。而且，当主轴34移动至最上点时，滑块74移动至下方，支承体32返回至初始位置。这种同步的调整，通过调整齿轮箱4的齿轮41～48、凸轮71来进行。

接着，对如上所述构成的切削机床的动作进行说明。首先，在主轴34上安装插齿刀342，并在桌22上配置工件W。接着，驱动第2和第3电动机82、83，使主轴34和桌22旋转。由此，使刀具342的旋转和工件W的旋转同步。接着，驱动第1电动机81，对工件W的X方向的位置进行调整。由此，调整工件W的切入位置。接着，当驱动第4电动机84时，进行工件W的加工。参照图10对此进行说明。其中，在图10中夸大记载各部件的动作。

当驱动轴431从图10（a）的初始位置旋转时，主轴34下降。在该过程中，如图10（b）所示，安装于主轴34的插齿刀342对工件W进行切削。而且，插齿刀342移动至工件W的下方时，利用凸轮71的旋转和弹簧78，升起可动棒72，滑块74从图10（b）的初始位置移动至上方。由此，如图10（c）所示，连结部件76被向上方拉动，支承体32向滑块74侧摆动。这样，插齿刀342从工件W在X方向上离开时，如图10（d）所示，主轴34上升。而且，主轴34返回至初始位置时，利用凸轮71的旋转，压下可动棒72，滑块74移动至下方。由此，连结部件76按压支承体32，支承体32向图10（a）所示的初始位置摆动。

在以上的这样的动作期间，主轴34和工件W同步旋转，由此工件W的全周被加工。与其并行地，利用第1电动机81使桌22移动，逐渐增大切入量。这样，当规定的加工完成时，停止所有的电动机的驱动，从桌22取下工件W。

这样，根据本实施方式，在支承体摆动机构7中具有以下特征。即，通过凸轮71进行驱动，与主轴34平行配置的滑块74从初始位置进行移动。由此，与滑块74连结的连结部件76被拉动，进行摆动，与连结部件76连结支承体32向滑块74侧摆动。因此，当支承体32摆动时作用的力，作用于滑块74和引导部75，因此，能够防止力直接作用于凸轮71、凸轮随动件73。因此，在设计上，凸轮不需要较大的刚性。

另外，在该支承体摆动机构7中，利用凸轮71使滑块74往复运动，伴随滑块74的向基准方向的移动而产生的连结部件76的摆动使支承体32被拉动而进行摆动。因此，如图10（c）所示，与滑块74的移动距离S相比支承体32的移动距离k较小，因此，例如，即使凸轮71、凸轮随动件73磨损，对支承体32的移动距离的影响也变小。其结果为，能够进行难以受到凸轮71、凸轮随动件73的状态的影响的稳定的加工，因此能够在使用凸轮机构的情况下提高加工精度。

以上，对本实用新型的一实施方式进行了说明，但是本实用新型不限于该实施方式，只要不脱离该主旨，能够进行各种变更。例如，上述配重部件462、482的方式没有特别限定，只要能够承受至少一个与主轴34的上下移动对应的配重部件即可。

在上述实施方式中，为了使滑块74追随凸轮71的动作而使用弹簧78，但是不限定于此，能够使用各种方式。

在上述实施方式中，通过进行主轴34的上下移动的驱动部进行支承体摆动机构7的驱动，但是不限定于此，也能够利用另外的驱动部进行驱动。另外，上述实施方式所示的驱动的方式是一个例子，用于进行主轴34的上下移动、主轴34的旋转、滑块74的上下移动、桌22的旋转和桌22的平行移动的驱动机构不限于这些，能够具有各种方式。

在上述实施方式中，主轴朝向上下方向，但是不限定于此，本实用新型也能够适用于主轴朝向水平方向的横置的装置。

Claims (13)

1.一种切削机床，其特征在于，包括： 

对工件进行加工的加工工具； 

支承所述加工工具的主轴； 

支承所述主轴的支承体； 

以使所述支承体能够自由摆动的方式支承所述支承体的基部； 

在所述支承体中，使所述主轴在该主轴的轴方向上往复运动的主轴驱动机构；和 

安装于所述基部，使所述支承体从基准位置进行摆动的支承体摆动机构， 

所述支承体摆动机构包括： 

能够在与处于所述基准位置的所述主轴平行的基准方向上往复运动的滑块； 

以使所述滑块能够往复运动的方式支承所述滑块的引导部件； 

连结部件，其一端部能够摆动地与所述滑块连结，另一端部能够摆动地与所述支承体连结；和 

使所述滑块往复运动的凸轮机构。 

2.如权利要求1所述的切削机床，其特征在于： 

所述凸轮机构夹着所述滑块配置在所述基准方向的一侧， 

还具备配置在所述基准方向的另一侧，向所述一侧对所述滑块施力的弹性部件。 

3.如权利要求2所述的切削机床，其特征在于： 

还具备能够由所述主轴驱动机构驱动的至少一个配重部件， 

所述配重部件被所述主轴驱动机构驱动，使得当所述主轴移动至所述一侧时，该配重部件的重心移动至所述另一侧，当所述主轴移动至所述另一侧时，该配重部件的重心移动至所述一侧。 

4.如权利要求3所述的切削机床，其特征在于： 

一对所述配重部件以夹着所述主轴的方式配置。 

5.如权利要求1所述的切削机床，其特征在于： 

所述凸轮机构由所述主轴驱动机构驱动。 

6.如权利要求2所述的切削机床，其特征在于： 

所述凸轮机构由所述主轴驱动机构驱动。 

7.如权利要求3所述的切削机床，其特征在于： 

所述凸轮机构由所述主轴驱动机构驱动。 

8.如权利要求4所述的切削机床，其特征在于： 

所述凸轮机构由所述主轴驱动机构驱动。 

9.如权利要求1所述的切削机床，其特征在于： 

所述主轴驱动机构构成为能够绕所述主轴旋转，所述加工工具为插齿刀。 

10.如权利要求2所述的切削机床，其特征在于： 

所述主轴驱动机构构成为能够绕所述主轴旋转，所述加工工具为插齿刀。 

11.如权利要求3所述的切削机床，其特征在于： 

所述主轴驱动机构构成为能够绕所述主轴旋转，所述加工工具为插齿刀。 

12.如权利要求4所述的切削机床，其特征在于： 

所述主轴驱动机构构成为能够绕所述主轴旋转，所述加工工具为插齿刀。 

13.如权利要求5所述的切削机床，其特征在于： 

所述主轴驱动机构构成为能够绕所述主轴旋转，所述加工工具为 插齿刀。