JP2005007494A - 工作機械のベッドの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、工作機械のベッドの構造を提供する。
【解決手段】本発明の工作機械のベッドの構造は、底板３の上に、例えば、砥石台側支柱１０、主軸台側支柱１１、心押台側支柱１２の３箇所の支柱を立設し、この支柱の上に天板を載置固定して構成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の構造に関し、より詳細にはベッドの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、工作機械のベッド１００の構造は、図３に示すように、重量を考慮して箱状で補強リブ１０１等を適宜に配置して鋳物等で作成している。
例えば、工作機械のうち、よく知られた研削盤を例として取り上げると、この研削盤は前後動する砥石台（図示略）と、ワークを挟持し左右動する主軸台（図示略）と心押台（図示略）で構成されている。
そして、この研削盤のベッド１００の上に天井板を載置固定し、この天井板の上に、砥石台と主軸台と心押台を取付けるため、これらの部品の重量を考慮して、略Ｔ字状の箱状で、補強リブ１０１を適宜の間隔で設けていると共に、ベッドの支持箇所にはジャッキ（図示略）が取り付けてあり、このジャッキで高低調整やベッドの静的な変位（歪み）の調節をしたり、研削盤の稼動時の動的な変位を見込んだ調節をしている。そして、そのジャッキの数は、例えば、１３箇所に及んでいる。
尚、前記説明の研削盤のベッドの構造は、従来よく知られた構造であるので、あえて、先行技術文献を記載しない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の研削盤のベッド１００は、１３箇所のジャッキで、変形やレベル調整可能に構成してあるが、この高低調整は熟練を要すると共に、その数の多さに長時間を要する。又、径年変化のため、ベッド１００の変形調整が定期的に必要となる。
又、ベッド１００は、重量がある砥石台と心押台と主軸台及びテーブルを考慮して、Ｔ字状の箱状に構成してあると共に、荷重に耐えるように補強リブ構造のため、その構造は複雑で、鋳物の製作における型が複雑であるし、その複雑な構造のために各部の歪みも複雑となり、製作コスト面と加工精度の面で問題がある。
【０００４】
そこで、先ず、従来のベッドの変位量等を、砥石台の重心Ａ、主軸台の重心Ｂ、心押台の重心Ｃ及びテーブルの重心を考慮し測定した。
（１）ワークと砥石間の相対変位量
（イ）砥石台の重心位置（Ａ）、主軸台の重心位置（Ｂ）、心押台の重心位置（Ｃ）とし、
（ロ）相対変位（水平面に対する変位）を、〔（Ｂ点の変位＋Ｃ点の変位）／２−（Ａ点の変位）〕と定義すると、
（ハ）砥石台を前進と後退変動させて、前記相対変位〔（Ｂ点の変位＋Ｃ点の変位）／２−（Ａ点の変位）〕を計算することができる。
（２）ベッドの上下方向の変形量
又、図３に示すように、砥石台を前後に移動すると共に、主軸台と心押台を左右動させて計算することができる。
【０００５】
そこで、本発明は、前記の変形量等を減少させると共に、製造が簡便なベッドの構造を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の工作機械のベッドの構造は、底板の上に、例えば、図１に示すように、砥石台側支柱１０、主軸台側支柱１１、心押台側支柱１２の３箇所の支柱を立設し、この支柱の上に天板を載置固定して構成することによって、空間を有するベッド構造となり、製造が簡便であるとともに重量増加の抑制を図ることができる。
請求項２の工作機械のベッドの構造は、円形を含む多角形の筒状体の支柱で構成し、前記支柱の筒状体の内部に長手方向に板状の補強体が一体形成することによって、強固な支柱となる。
【０００７】
請求項３の工作機械のベッドの構造は、底板の上、又は前記支柱の側面に天板を支える補強板を立設してベッドを構成することによって、変形量を減少させる構造にすることができる。
請求項４の工作機械のベッドの構造は、補強板の下隅部を肉盛することによって、補強板を更に補強することができる。
請求項５の工作機械のベッドの構造は、支柱と支柱及び底板を板状の補強体で連結することによって、簡便な方法で強度を増すことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、工作機械、例えば、研削盤のベッド１の平面矢視図であり、底板３の上には、後記で詳述する３本の支柱１０、１１、１２が立設してあり、これらは鋳物等で製造してある。
尚、このベッド１に立設の支柱１０、１１、１２の上には、天板（図示略）が載置固定され、この天板の上には、前後動する砥石台、ワークを挟持し左右動するテーブルの上に主軸台（図示略）と心押台（図示略）が載置固定される。尚、主軸台（図示略）と心押台（図示略）が左右動する構成であってもよい。そして、全体を覆うカバーが設けられている。
研削盤は、前記砥石台と主軸台と心押台が主たる重量物であり、本発明は、前記従来例で記載したように、砥石台の重心、主軸台の重心、心押台の重心及びテーブルの重心に対し、変位量を最小にする構造を提供するものである。
【０００９】
そこで、研削盤のベッドの形状を種々の条件で検討した結果、図１に示すように、底板３上に、３点で支持し、それらの間に空間を形成する構造が好ましいことを見いだした。
このベッド１は、図１に示すように、略Ｔ字状の底板３の上に、砥石台のほぼ後退端での重心に位置する砥石台側支柱１０と、図示略の主軸台と心押台の下方位置に主軸台側支柱１１と心押台側支柱１２を立設して構成する。そして、これらの支柱１０、１１、１２の断面形状は円形を含む多角形でよいが、最も簡便で座屈応力を考慮して６角形の筒状体を選定すると共に、この６角形の筒状体を更に補強するために、内部に、長手方向に板状の補強体５が一体で形成してある。
尚、この補強体５の数は、少なくとも１本でよいが、前記筒体の厚み、大きさ（外周円径）等を考慮して、各隅部を連結する３本で構成する構造である。従って、支柱１０、１１、１２の断面形状は、３角形状の空間が６個で構成してある。
【００１０】
次に、前記３箇所の支柱（砥石台側支柱１０、主軸台側支柱１１、心押台側支柱１２）の中心位置について説明する。
（イ）先ず、砥石台側支柱１０と主軸台側支柱１１と心押台側支柱１２の中心を結んで平面三角形を作成し、この三角形の中に、移動する砥石台と主軸台と心押台を考慮しての、研削盤全体の重心が入るように配置にする。
（ロ）又、主軸台と心押台方向に対するベッドの長さを、梁の長さ（Ｌ）として、この梁に等分布荷重がかかると仮定し、梁のたわみが最小となる支持位置に主軸台側支柱と心押台側支柱の中心をおく。この位置は、ベッドの長さ（Ｌ）に対し、ベッドの端部から主軸台側支柱１１（又は心押台側支柱１２）の中心位置迄の距離Ａは、０．２５＊Ｌである。即ち、主軸台側支柱１１と心押台側支柱１２はベッドの端部から、０．２５＊Ｌの位置に設置する。
（ハ）又、主軸台側支柱と心押台側支柱の中心位置は、ベッドの上を主軸台と心押台が載置されたテーブルが、往復動するのを支持し、且つ、テーブルが傾斜しない位置に設置する。
【００１１】
又、前記各支柱１０、１１、１２の相対する両側面には、補強として、短い方を底板側に、長い方を天板側とする逆台形状の補強板１５が、底板３の上に一体で形成してある。又、この補強板１５は、支柱１０、１１、１２の側面に天板（図示略）を支える。
即ち、砥石台（図示略）が前後動する方向の砥石台側支柱１０の両側面に、逆台形状の補強板１５ａが、主軸台（図示略）の左右動する方向の両側面に逆台形状の補強板１５ｂが、心押台（図示略）が左右動する方向の両側面に補強板１５ｃが、底板３及び各支柱１０、１１、１２と一体で形成してあり、天板を支える。
前記逆台形状の補強板１５により、重量物が移動しても、その重量を各支柱１０、１１、１２で支持することができる。即ち、移動する砥石台の重量を支柱１０が支持し、主軸台及び心押台を載置したテーブルの重量を支柱１１、１２が分配して支持する。
【００１２】
前記のように、底板３をＴ字状（三角状）に形成し、この底板３に砥石台側支柱１０と主軸台側支柱１１と心押台側支柱１２を立設して３点支持構造とし、且つ、側面には逆台形状の補強板１５を立設することによって、底板３や逆台形状の側板等の歪みが少なくなると共に、天板（図示略）とで、箱状のベッドを形成すると、変位量等が少なく構成することができると共に、ベッド内には空間が形成されるので重量の増加を抑制することができる。
尚、前記砥石台側支柱１０は、更なる補強が必要であり、６角形の隅部から前記補強板１５ａと平行方向に補強板１６が延設して、補強を実施してある。
前記逆台形状の補強板の長い方の長さと短い方の長さ及び高さ及び厚みは、天板の上に載置する機器等の荷重及び支柱等の変形量によって選定する。
【００１３】
前記ベッドの上下方向の変形量を減少させる対策として、他の実施の形態として図２に示すように、略台形状の正面開口部の補強及び中央部の空間に対する補強が有効である。
この正面開口部の補強として、図２に示すように、台形部の下隅部２０を尖塔の切欠を埋めるように肉盛する。尚、この台形部の下隅部２０の肉盛は、図２に示す正面の開口部に限定されず、他に立設の補強板１５にも適用可能である。
【００１４】
又、ベッド１の空間部の補強として、前記砥石台側支柱１０に付設の補強板１６と反対側の隅部と主軸台側支柱１１の最右隅部とを連結形成の補強板１８と心押台側支柱１２の最左隅部とを連結形成の板状の補強板１８が、底板３と共に一体に形成してある。
この様に、支柱と支柱及び底板３を補強板１８で連結することによって、より強度な構造にすることができるし、板状の補強板１８で構成するため、ベッド内（底板３の上）には空間を形成することができる。
【００１５】
以上のような構造でベッドを構成すると、砥石台側支柱１０と主軸台側支柱１１と心押台側支柱１２の３点支持で構成できるので、製作が簡便であると共に、ベッド上には空間が形成されて重量の増加の抑制を図ることができるし、且つ、変形量の最小化を図ることができる。
【００１６】
尚、本発明は前記例示の研削盤に適用し、荷重点を考慮して三角形の３点支持でベッドを構成したが、他の工作機械にも適用でき、若し、多くの荷重点を備えている工作機械には、前記３点支持の三角形を基本として、新たな荷重支持点を前記三角形の頂点とで三角形を形成するように構成することによって、本願発明と同じ効果を得ることができる。又、前記逆台形状の補強板１５は、必ずしも左右対称形である必要はないと共に、補強板１５の厚み、及び取り付ける位置も荷重等を考慮して適宜選定する。又、前記に記載したベッドの構造に適用の補強板等の構成は、適宜組み合せて、ベッドを構成してもよい。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の工作機械のベッドの構造は、３箇所の支持構造であるので、空間を有するベッド構造となり、製造が簡便であると共に重量増加の抑制を図ることができる。
請求項２の工作機械のベッドの構造は、筒状体の内部に長手方向に板状の補強体が一体形成することによって、強固な支柱となる。
請求項３の工作機械のベッドの構造は、底板の上に又は支柱の側面に天板を支える補強板を立設するベッドを構成することによって、変形量を減少させる構造にすることができる。
請求項４の作機械のベッドの構造は、補強板の下隅部を肉盛することによって、補強板を更に補強することができる。
請求項５の工作機械のベッドの構造は、支柱と支柱及び底板を板状の補強体で連結することによって、簡便な方法で強度を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】工作機械のベッドの斜視図である。
【図２】工作機械の他のベッドの斜視図である。
【図３】従来の工作機械のベッドの斜視図である。
【符号の説明】
３ 底板
５ 補強体
１０ 支柱（砥石台側支柱）
１１ 支柱（主軸台側支柱）
１２ 支柱（心押台側支柱）
１５ （１５ａ、１５ｂ、１５ｃ） 補強板
１８ 補強板
２０ 下隅部

Claims (5)

1. 底板の上に３箇所の支柱を立設すると共に、この支柱の上に天板を載置固定してなることを特徴とする工作機械のベッドの構造。
2. 前記支柱は円形を含む多角形の筒状体であり、この筒状体の内部に長手方向に板状の補強体が一体形成してあることを特徴とする請求項１の工作機械のベッドの構造。
3. 前記底板の上に又は前記支柱の側面に天板を支える補強板を立設することを特徴とする請求項１又は請求項２の工作機械のベッドの構造。
4. 前記補強板の下隅部を肉盛することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項の工作機械のベッドの構造。
5. 前記支柱と支柱及び前記底板を板状の補強体で連結することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項の工作機械のベッドの構造。

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