JP2005153084A

JP2005153084A - ２主軸対向旋盤

Info

Publication number: JP2005153084A
Application number: JP2003395933A
Authority: JP
Inventors: Takuya Ishida; 拓也石田
Original assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】対向する２本の主軸と、その軸線を挟む手前側及び奥側に配置された刃物台とを備えた２主軸対向旋盤における移動主軸台のガイド構造に関し、移動主軸台と刃物台とを同一のＺ軸ガイドに案内させて構造を単純化すると共に、当該構造を採用したときの、移動主軸台の熱変形による加工誤差が増大し、その補正が困難になり、また移動主軸台の剛性も低下するという問題を解決する。
【解決手段】水平方向の主軸軸線上で対向する２本の主軸と、この主軸の手前側と奥側とに配置された刃物台１０、１６とを備えた２主軸対向旋盤において、Ｚ軸方向に移動する移動主軸の主軸台４を上記刃物台の一方１６のＺ軸ガイド１４に案内させて搭載すると共に、当該一方のＺ軸ガイドのＸ軸方向の基準ガイド面２８を主軸軸線のＹ軸方向下方に設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、移動主軸台のガイド構造に特徴がある２主軸対向旋盤に関するもので、水平方向の軸線上で対向する２本の主軸と、その軸線を挟む手前側及び奥側に配置された刃物台と、ベッド面が傾斜したいわゆるスラント型のベッドとを備えた旋盤における上記構造に関するものである。

旋盤の主要要素は、ベッドと主軸と刃物台であり、主軸は主軸台に軸支され、刃物台は、工具を切込み方向に案内するＸ軸ガイドと主軸方向に案内するＺ軸ガイドとを介して、ベッド上面に搭載されている。２主軸を水平方向の主軸軸線上で対向させた２主軸対向旋盤の機器配置には種々の形態があり、２個の刃物台を主軸の奥側に配置したもの、奥側と手前側とに配置したもの、３個又は４個の刃物台を主軸の奥側と手前側に配置したものなどが用いられている。

２主軸に対応する２つの刃物台１０、１６を図２に示すように左側主軸の奥側と右側主軸の手前側とに配置した構造は、両主軸の中間位置に対して点対称の機器配置となるため、左主軸側と右主軸側とで加工プログラムや工具の共通化が図れるという利点がある。主軸の少なくとも一方は、他方の主軸との間でワークの受渡しを行うために、Ｚ軸方向に移動自在に設けなければならない。一般的には、左側主軸を固定主軸、右側主軸を移動主軸とし、固定主軸と協動する刃物台を主軸の奥側に配置し、移動主軸と協動する刃物台を手前側に配置する構造が、各主軸における加工負荷の大小に対する剛性や機械へのオペレータの接近性の点で優れている。

移動主軸を備え、かつその主軸軸線の奥側と手前側とに刃物台を配置した旋盤では、図４に示すように、ベッド５上に主軸台４０用のＺ軸ガイド４１と上下の刃物台４２、４３用のＺ軸ガイド４４、４５との３個のガイドを設ける必要がある。

しかし移動主軸台４０は、反対側の主軸を越えて移動することはなく、上下の刃物台４２、４３も、反対側の主軸を越えて移動することはない。そこで図５に示すように、移動主軸台４０を奥側刃物台用のガイド４４に案内させて搭載することにより、図４の構造で必要とした移動主軸用のＺ軸ガイド４１を省略することが考えられる。
特開平３−２５１３０１号公報特開２００２−２２４９０２号公報

ところが、図５に示すように、移動主軸台４０を従来構造と同様な構造の奥側刃物台用のＺ軸ガイド４４に案内させる構造とすると、移動主軸台４０の熱変形による誤差が増大すると共に、その補正が困難になり、また移動主軸台４０の剛性も低下するという問題があった。

本願の発明は、水平方向の主軸軸線Ａ上で対向する２本の主軸１、２と、この主軸の手前側と奥側とに配置された刃物台１０、１６とを備えた２主軸対向旋盤において、Ｚ軸方向に移動する移動主軸２の主軸台４を上記刃物台の一方１６のＺ軸ガイド１４に案内させて搭載すると共に、当該一方のＺ軸ガイドのＸ軸方向の基準ガイド面２８を主軸軸線ＡのＹ軸方向下方に設けることにより、上記問題を解決したものである。

また本願の請求項２の発明は、上記請求項１の発明をスラント型の２主軸対向旋盤に適用する際のより好ましい構造を提供するもので、手前側が下方に傾斜したベッド面６を備えたスラント型の２主軸対向旋盤において、ベッド５の頂部に略水平方向の頂面７を備え、この面内にガイドレール１４ａ、１４ｂを配置した奥側刃物台１６用のＺ軸ガイド１４とを備え、奥側刃物台１６が、ベッド面６と平行な上面と前記略水平方向の下面とを備えた側面三角形状の奥側スライド台１５を介して前記Ｚ軸ガイド１４に搭載されているというものである。

移動主軸台４を案内するＺ軸ガイド１４によって案内される刃物台１６の工具装着装置（例えば工具タレット）は、当該刃物台の移動主軸側端部に設けるのが好ましい。これにより、当該刃物台に装着した工具で、同一のＺ軸ガイド１４で案内される移動主軸２に把持されたワークの加工を行うことが可能になる。

上記のこの発明の構造では、移動主軸台４の熱変形による移動主軸２の変位は、ベッド面６に垂直なＹ軸方向のみとなる。旋削加工のときは、ワークのＹ軸方向の変位は加工精度に殆ど影響がなく、かつ変位方向が一方向となるので補正も容易になる。

また、移動主軸台４のガイドと奥側刃物台１６のガイドとが兼用されるため、Ｚ軸ガイドを１個少なくすることができ、構造の簡単化と機械コストの低減が図れる。更に上記構造を採用することにより、奥側刃物台１６及び移動主軸台４のより剛性の高いガイドが可能になる。

即ち、図５に示すように、移動主軸台４０を単に従来構造の奥側刃物台用のガイド４４に案内させて搭載する構造では、当該ガイド４４からの移動主軸台４０のＸ軸方向の張り出し量Ｂが大きくなって、この張り出し部分の熱変形により、移動主軸が大きく変位し、ワークの加工誤差を大きくしていた。これに対してこの発明の方法では、移動主軸台４が熱変形しても、移動主軸２の変位はＹ軸方向に制限されるので、加工精度に最も大きな影響を与えるＸ軸方向の変位を抑えることができ、精度の高い加工を行うことができる。

以下、この発明の一実施形態を示す図面を参照して更に説明する。図１はスラント型のベッドを備えた２主軸対向旋盤の右側面図、図２はベッドを斜め上方から見た機器配置を示す模式的な平面図、図３は左側面図である。以下、記述を簡潔にするために、オペレータから見て主軸軸線の奥側を奥、手前側を前と表記し、Ｚ軸、Ｘ軸及びＹ軸を単にＺ、Ｘ及びＹと表記する。なお、Ｚ軸は主軸軸線の方向、Ｘ軸は主軸軸線と直交する工具の切込み送り方向、Ｙ軸はＺ軸及びＸ軸と直交する方向である。

図２において、１は固定主軸、３は固定主軸１を軸支している固定主軸台で、ベッド５に固定されている。２は移動主軸、４は移動主軸２を軸支している移動主軸台である。両主軸１、２は、主軸軸線Ａ上で対向しており、移動主軸台４は、この主軸軸線方向に移動可能である。

主軸軸線Ａを挟んで奥刃物台１６と前刃物台１０とが配置されている。各刃物台は、工具タレット１２、１８、タレット割出装置１３、１９及び回転工具を駆動する工具駆動モータ２５、２６を備えている。工具駆動モータ２５、２６は、工具タレット１２、１８に装着されたドリルやフライスなどを回転駆動してワークの孔開け加工や溝加工を行うものである。奥刃物台１６は、主に固定主軸１と協働してワークを加工する刃物台であり、その工具タレット１８は、当該刃物台の移動主軸側の端部に配置されている。一方、前刃物台１０は、主として移動主軸２と協働してワークを加工する刃物台で、その工具タレット１２は、当該刃物台の固定主軸側の端部に配置されている。

ベッド５には、前Ｚガイド８と奥Ｚガイド１４とが一体に設けられており、前Ｚガイド８の上面が４５度傾斜したベッド面６を形成しており、奥Ｚガイド１４の上面が水平方向の頂面７を形成している。各Ｚガイド８、１４は、それぞれ２本のガイドレール１４ａ、１４ｂ及び８ａ、８ｂを備えており、主軸軸線Ａに近い側のガイドレール１４ａ、８ａの外側面がそれぞれの刃物台の基準ガイド面２７、２８となっている。

前Ｚガイドのガイドレール８ａ、８ｂの間には、前刃物台１０用のＺ送りねじ２９が配置されており、これを駆動するＺ送りモータ３１は、当該送りねじの右端に配置されている。一方、奥Ｚガイドのガイドレール１４ａ、１４ｂの間には、右から左へ延びる移動主軸台用のＺ送りねじ３０ａと、左から右へ延びる奥刃物台１６用のＺ送りねじ３０ｂとが適当な長さで配置されており、それぞれの基端に移動主軸用のＺ送りモータ３２ａと奥刃物台用のＺ送りモータ３２ｂとが配置されている。

前刃物台１０は、前Ｚガイド８で案内されるＺ送り台９に明示されていないＸ送り装置を介して装着されている。前Ｚガイド８は、前工具タレット１２に装着した工具で固定主軸１に把持されたワークの加工も行うことができるように、固定主軸台３の近くにまで延びている。一方、奥Ｚガイド１４は、ベッド５の全長に亘って設けられており、その右側に移動主軸台４がＺ送りねじ３０ａに螺合して装着されている。移動主軸台４は、手前側が上方４５度に屈曲した逆への字状の側面形状を備えており、その上方へ屈曲した部分に移動主軸２が軸支され、水平部分の上面に搭載した主軸モータ３３にＶベルト３４で駆動連結されている。奥Ｚガイド１４のＸ方向基準ガイド面２８は、移動主軸２のＹ軸方向、即ちベッド面６に垂直な方向のちょうど下方に位置している。

奥刃物台１６は、奥Ｚガイド１４の左側に奥Ｚ送り台２３及び合成送り台１５を介して装着されている。奥Ｚ送り台２３は、奥Ｚガイド１４に案内されてＺ送りねじ３０ｂに螺合している。合成送り台１５は、水平方向の下面とベッド面６と同方向に傾斜した上面とを備えた側面視が略三角形状の台で、下面がＺ送り台２３に機械の前後方向に移動自在に装着され、上面に奥刃物台１６がＸ方向に移動自在に装着されている。合成送り台１５の下面は、奥Ｚ送り台２３に設けた前後方向の送りねじに螺合しており、奥刃物台１６は、合成送り台１５の上面に設けたＸ送りねじに螺合している。図３にはこれらの送りねじは示されていないが、それぞれのねじを回動する水平送りモータ３５とＸ送りモータ３６とが示されている。

固定主軸台３は、奥刃物台１６やそのＺ送り台２３に干渉しない形状にしてベッド５に固定されており、モータマウント３７を介してベッド面６に固定した左主軸モータ３８でＶベルト３９を介して回転駆動されている。

上述した構造の２主軸対向旋盤では、左右の主軸１、２と前奥の刃物台１０、１６のあらゆる組合せによるワークの加工が可能である。例えば主軸の一方に把持されたワークを前奥の刃物台１０、１６に装着した工具で同時加工することが可能であり、左主軸１に把持されたワークを前刃物台１０の工具で加工するのと並行して右主軸２に把持されたワークを奥刃物台１６に装着した工具で加工することができる。また、合成送り台１５の前後移動と奥刃物台１６のＸ移動との合成により、奥刃物台１６のＹ移動が可能であり、必要ならばＸＹ平面内での任意の方向への移動が可能である。そして、工具タレット１２、１８にはドリルやフライスなどの回転工具を装着できるので、ワーク周面の平面加工や、アングルホルダを介して装着した回転工具で斜めの孔開けないし平面加工など、多様な種類の加工が可能である。

そして、Ｚ移動する移動主軸台４を奥刃物台１６と共通の奥Ｚガイド１４で案内しているので、ベッドの構造が単純化されて機械コストを低減できると共に、ガイドのレール１４ａ、１４ｂの間隔を広く取ることができ、工具の支持剛性を向上させることができる。更に移動主軸台４を案内している奥Ｚガイド１４のＸ方向基準ガイド面２８を移動主軸２のＹ方向の下方位置に配置したので、移動主軸台４の熱変形による工具のＸ変位が抑えられ、高い加工精度を保証できる。

固定主軸１と移動主軸２との間でワークの受け渡しを伴う加工においては、固定主軸側で粗加工を行い、移動主軸側で仕上加工を行うのが一般的である。従って移動主軸台４の熱変形による加工誤差を低減したこの発明により、ワークの高い仕上精度を保証することが可能になる。

この発明の２主軸対向旋盤の一例を示す右側面図ベッド面を斜め上方から見た２主軸対向旋盤の機器配置を示す図図１、２の旋盤の左側面図従来の２主軸対向旋盤における移動主軸台のガイド構造の第１例を示す説明図同第２例を示す説明図

符号の説明

１固定主軸
２移動主軸
５ベッド
６ベッド面
28 基準ガイド面
Ａ主軸軸線

Claims

水平方向の主軸軸線(A)上で対向する２本の主軸(1,2)と、この主軸の手前側と奥側とに配置された刃物台(10,16)とを備えた２主軸対向旋盤において、Ｚ軸方向に移動する移動主軸(2)の主軸台(4)を上記刃物台の一方(16)のＺ軸ガイド(14)に案内させて搭載すると共に、当該一方のＺ軸ガイドのＸ軸方向の基準ガイド面(28)を主軸軸線(A)のＹ軸方向下方に設けた、２主軸対向旋盤。
手前側が下方に傾斜したベッド面(6)を備えたスラント型のベッド(5)と、このベッド頂部の略水平方向の面内にガイドレール(14a,14b)を配置した奥側刃物台(16)用のＺ軸ガイド(14)とを備え、奥側刃物台(16)が、ベッド面(6)と平行な上面と前記略水平方向の下面とを備えた側面三角形状の奥側スライド台(15)を介して前記Ｚ軸ガイド(14)に搭載されている、請求項１記載の２主軸対向旋盤。