JP4474869B2

JP4474869B2 - 旋盤

Info

Publication number: JP4474869B2
Application number: JP2003300690A
Authority: JP
Inventors: 浩川合; 千尋伊藤
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2023-08-26
Also published as: JP2005066768A

Description

この発明は、シャフトワークの両端を主軸ユニットとテイルストックユニット等の支持ユニットとで支持する旋盤に関する。

テイルストックを有する旋盤は、一般に主軸ユニットとテイルストックユニットを軸心が水平になるように設置した横型とされている。横型旋盤は、横幅が広がって設置面積が大きくなる。また、主軸ユニットとテイルストックユニットを前後に配置したものでは、主軸と心押軸間に支持されるワークと旋盤前方の作業者との距離が長くなり、作業者によるワーク交換等のワークの取扱性が悪い。これらのため、縦型とした旋盤も使用されている。
また、縦型旋盤において、切粉の排出性の向上等のために、若干傾斜させたものも提案されている（例えば特許文献１）。この提案例のものは、主軸ユニットが下方に位置し、テイルストックユニットが上方に位置する。

特公昭５７−５２１６１号公報

しかし、特許文献１等の傾斜型の縦型旋盤は、切粉の排出について、ベッド上面が傾斜したものとすることで、切粉がベッド上面を機械後方へ滑り落ちるようにしている。そのため、切削油にまみれた切粉や細かな切粉は、ベッド上面に付着状態に残ることがあり、排出性が悪い。したがって、頻繁な清掃が必要になる。

この発明の目的は、横幅が狭く設置面積の小さいものとでき、ワークの取扱性が良く、かつ切粉の排出性に優れ、ベッド上に切粉が残り難い旋盤を提供することを目的とする。
この発明の他の目的は、切粉の回収が容易に行えるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、切粉の機外への排出が容易に行えるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、切粉落下空間を形成しながら、ベッドの形状が簡素で、かつチップコンベアの設置が行い易いものとすることである。

この発明の旋盤は、シャフトワークの一端を把持して支持する主軸ユニットと、この主軸ユニットの主軸前方に配置されて主軸の軸心が通る軸線上に支持軸心が位置し前記主軸に支持されたシャフトワークの他端を支持する支持ユニットと、ワークに切削加工を行う刃物台ユニットと、前記各ユニットを搭載したベッドとを備え、前記ベッドに、前記主軸ユニットを載せる主軸ユニット載置部と、前記支持ユニットを載せる支持ユニット載置部とを、前記軸線が水平面に対して傾斜するように、互いに高さを異ならせて設け、前記主軸ユニットと支持ユニットの間からベッド底部へと通じる切粉落下空間を設けたものである。前記主軸ユニットは前記ベッド上に固定されて主軸を回転自在に設置した主軸台を有する。
この構成によると、主軸ユニットと支持ユニットとが前後に並ぶため、旋盤の横幅が短くなる。また、前記ベッドに、前記主軸ユニットを載せる主軸ユニット載置部と、前記支持ユニットを載せる支持ユニット載置部とを、互いに高さを異ならせて設けることで、前記軸線を水平面に対して傾斜させたため、旋盤の奥行きも浅くなり、設置面積を小さくできる。しかも、前記傾斜のため、主軸と支持ユニット間に把持されるワークにつき、その前方の機外の作業者が着脱作業等を行うときに、水平配置の場合よりもワーク位置が作業者に近くなり、ワークの取扱性が良い。ベッドに主軸ユニット載置部と支持ユニット載置部とを設け、ユニット化された主軸ユニットおよび支持ユニットを設置するため、旋盤の組立性にも優れる。また、主軸ユニットと支持ユニットの間からベッド底部へと通じる切粉落下空間を設けたため、切粉がベッド上を滑ることなく、上記切粉落下空間を通って直接に落下する。そのため、切粉の排出性が良く、切削油にまみれた切粉や細かな切粉であっても、ベッドに付着して残ることが少なくなる。これにより清掃の手間がかからなくなる。

前記切粉落下空間の下端部には切粉回収部を設ける。このように切粉回収部を設けた場合は、切粉落下空間を落下する切粉を切粉回収部で受けることができて、切粉の回収性に優れる。

この場合に、一端が前記切粉回収部となり他端が排出部とされて機外に位置するチップコンベアを、上記ベッドの下部に設置しても良い。
このようにチップコンベアを設置することにより、切粉落下空間を落下した切粉をチップコンベアが受け、そのまま機外へ排出する。そのため、切粉の機外への排出を容易に行うことができる。

また、この発明の旋盤は、前記左右一対の脚部が、前記切粉回収部を挟み、これら一対の脚部の間に、前記切粉回収部から機外に通じるチップコンベア設置空間を設けたものであっても良い。
このように左右一対の脚部、およびその脚部間のチップコンベア設置空間を有するベッド形状とした場合、切粉落下空間を形成しながら、ベッドの形状が簡素で、かつチップコンベアの設置が行い易いものとなる。
前記ベッドは、左右に離れた一対の脚部を有し、これら一対の脚部の後部を横架部で一体に連結した形状とされ、この横架部の幅方向の中央の上面に前記主軸ユニット載置部を有し、前記支持ユニット載置部は前記ベッドの前記一対の脚部の一部で構成されて、これら一対の支持ユニット載置部に跨がって設けられた基台に、前記支持ユニットを設置し、前記ベッドの前記左右の脚部の上面に一対の刃物台ユニットを設置している。

この発明の旋盤は、主軸ユニットと、支持ユニットと、刃物台ユニットと、前記各ユニットを搭載したベッドとを備え、前記ベッドに、前記主軸ユニットを載せる主軸ユニット載置部と、前記支持ユニットを載せる支持ユニット載置部とを、前記軸線が水平面に対して傾斜するように、互いに高さを異ならせて設け、前記主軸ユニットは前記ベッド上に固定されて主軸を回転自在に設置した主軸台を有し、前記主軸ユニットと支持ユニットの間からベッド底部へと通じる切粉落下空間を設け、前記ベッドは、左右に離れた一対の脚部を有し、これら一対の脚部の後部を横架部で一体に連結した形状とされ、この横架部の幅方向の中央の上面に前記主軸ユニット載置部を有し、前記支持ユニット載置部は前記ベッドの前記一対の脚部の一部で構成されて、これら一対の支持ユニット載置部に跨がって設けられた基台に、前記支持ユニットが設置され、前記ベッドの前記左右の脚部の上面に一対の刃物台ユニットが設置されたため、横幅が狭く設置面積の小さいものとでき、ワークの取扱性が良く、かつ切粉の排出性に優れ、ベッド上に切粉が残り難いものとできる。
前記切粉落下空間の下端部に切粉回収部を設けたため、切粉の回収性に優れたものとなる。また、一端が前記切粉回収部となり他端が排出部とされて機外に位置するチップコンベアを、上記ベッドの下部に設置した場合は、切粉の機外への排出が容易に行える。
前記左右一対の脚部が、前記切粉回収部を挟み、これら一対の脚部の間に、前記切粉回収部から機外に通じるチップコンベア設置空間を設けた場合は、ベッドの形状が、切粉落下空間を形成しながら簡素で、かつチップコンベアの設置が行い易いものとなる。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図６と共に説明する。この旋盤１は、シャフトワークＷの一端を把持して支持する主軸ユニット２と、この主軸ユニット２の主軸前方に配置されてシャフトワークＷの他端を支持する支持ユニット３と、ワークＷに切削加工を行う刃物台ユニット４と、この刃物台ユニット４によるワークＷの加工空間Ｓを覆う機体カバー５とを備える。支持ユニット３は、主軸１４の軸心が通る軸線Ｏ上に支持軸心が位置する。機体カバー５は、ワーク交換作業用の扉６を前側に有する。扉６は、例えば左右にスライドして開閉自在なように機体カバー５に設置されている。

主軸ユニット２は、ベッド７上に固定した主軸台１３に主軸１４を回転自在に設置してなる主軸ユニット本体１０と、主軸台１３の後方に設置され主軸１４を回転駆動するモータ１１と、同じく主軸台１３の後方に設置され主軸チャック１４ａを開閉駆動するチャックシリンダ１２とを有する。

ベッド７は、図４に斜視図で示すように、左右に離れた一対の脚部１５，１６を有し、これら一対の脚部１５，１６の後部を横架部１７で一体に連結した形状とされている。横架部１７はその下面が脚部１５，１６よりも高い位置にあり、横架部１７の下方における両側の脚部１５，１６間の空間が、チップコンベア配置空間３３となっている。ベッド７の全体は、例えば鋳造等で一体に構成される。横架部１７の上部に、主軸ユニット２を載せる主軸ユニット載置面１７ａが形成されている。この主軸ユニット載置面１７ａは前側が下方に傾斜する傾斜面とされ、上記主軸台１３が設置される。主軸ユニット載置面１７ａは、横架部１７の幅方向の中央の上面に突出させた主軸ユニット載置部１７ｂの上面からなる。図５はベッド７を図４の矢印Ｐ３の方向から見た斜視図を、図６はベッド７を図４の矢印Ｐ４の方向から見た斜視図をそれぞれ示す。

図１において、支持ユニット３は、主軸１４に支持されたシャフトワークＷの他端を支持可能なものであれば良く、テイルストックユニットであっても、また第２の主軸ユニット等であっても良いが、この実施形態では、支持ユニット３はテイルストックユニットとされている。このテイルストックユニットからなる支持ユニット３は、ベッド７上に固定される基台１８に、案内１９を介して進退位置調整が自在なようにテイルストック２０を設置したものである。テイルストック２０は、主軸１４に対向して進退自在な心押軸２１を有し、テイルストック２０の本体に対して突出量調整可能とされている。ベッド７の左右の脚部１５，１６の上面の下部に、支持ユニット３を載せる支持ユニット載置面１５ａ，１６ａが形成されている。これら載置面１５ａ，１６ａは、主軸ユニット載置面１７ａと平行な傾斜面とされ、両載置面１５ａ，１６ａに跨がって支持ユニット３の基台１８が設置されている。これにより、主軸ユニット２の主軸１４の軸心および支持ユニット３の心押軸２１の軸心が通る軸線Ｏが、水平面に対して支持ユニット３側が下側となるように傾斜させてある。ここでは、軸心Ｏの傾斜角度θ（図１）を、３０〜６０°の範囲内としている。より好ましくは、４５〜６０°の範囲である。支持ユニット３は、上記軸線Ｏの方向における長さが主軸ユニット２よりも短いものである。なお、上記支持ユニット載置面１５ａ，１６ａは、ベッド７の両側の脚部１５，１６の一部となる支持ユニット載置部１５ａａ，１６ａａの上面からなる。支持ユニット載置部１５ａａ，１６ａａは、上記主軸ユニット載置部１７ｂよりも高さが低い位置に設けられている。

刃物台ユニット４は、図２，図３に示すように、上記軸線Ｏを挟んでベッド７上の左右両側に分けて２つ設置されている。なお、図２は図１の矢印Ｐ１の方向から見た図を、図３は図１の矢印Ｐ２の方向から見た図をそれぞれ示す。図２，図３では機体カバー５を省略している。ベッド７の左右の脚部１５，１６の上面の上部に、各刃物台ユニット４を載せる刃物台ユニット載置面１５ｂ，１６ｂが形成されている。これら載置面１５ｂ，１６ｂは上記主軸ユニット載置面１７ａと平行な傾斜面とされ、両載置面１５ｂ，１６ｂに各刃物台ユニット４が設置される。

刃物台ユニット４は刃物台２２と送り台２３とを有する。刃物台２２は、複数の工具ステーションを有するものであり、例えば外周に各工具ステーションを有するタレットからなる。刃物台２２の各工具ステーションには、切削加工を行うバイト等の各工具（図示せず）が、工具ホルダを介して設置されている。送り台２３は、上記刃物台ユニット載置面１５ｂ，１６ｂ上に案内２４を介して上記軸線Ｏと平行な方向に移動可能に設置された送り台ベース２３ａと、この送り台ベース２３ａ上に直線移動可能に設置された上側送り台２３ｂとからなる。すなわち、送り台２３は、互いに直交する方向に相対移動可能な送り台ベース２３ａおよび上側送り台２３ｂにより構成される。上側送り台２３ｂの送り台ベース２３ａに対する直線移動方向は、上記軸線Ｏに垂直であって、上記軸線Ｏとこの軸線Ｏに直交する水平線を含む直交平面に対して傾斜させた方向であり、主軸ユニット２側に向かって下る方向とされている。なお、上記とは逆に、主軸ユニット２側に向かって上る方向としても良い。各刃物台ユニット載置面１５ｂ，１６ｂは、主軸１４側に向かって下る傾斜面とされている。具体的には、上記案内２４が刃物台ユニット載置面１５ｂ，１６ｂに一体に形成され、この案内２４が主軸１４側に向かって下る傾斜面とされている。なお、案内２４は、上記軸線Ｏに沿う方向に刃物台ユニット４を進退自在に案内するものであり、ベッド４に一体に設けられた滑り案内とされている。刃物台２２は、上側送り台２３ｂに、上記軸線Ｏと平行な姿勢で割出回転可能に設置されている。送り台ベース２３ａの進退は、サーボモータ２５および送りねじ２６で進退駆動され、上側送り台２３ｂは、サーボモータ２７および送りねじ２８で進退駆動される。刃物台２２の割出回転は割出駆動モータ２９により行われる。

ベッド７の下部にはベッド７を前後に貫通するチップコンベア３０が、上記チップコンベア配置空間３３内に設置されている。このチップコンベア３０の上面の一端は切粉回収部８とされ、他端は機外に延びて排出部３１とされている。ベッド７上の主軸ユニット２と支持ユニット３の間、つまりベッド７上の平面視で主軸ユニット載置面１７ａ、支持ユニット載置面１５ａ，１６ａ、刃物台ユニット載置面１５ｂ，１６ｂにより囲まれる領域に、ベッド７の底部へと通じる切粉排出空間９が設けられている。この切粉排出空間９は左右の脚部１５，１６と後部の横架部１７で囲まれて形成される。切粉排出空間９の下端部に、上記切粉回収部８が配置されている。ベッド７の横架部７の後部には、旋盤１の全体の動作を制御する制御盤３２（図１）が載置されている。

この構成の旋盤１によると、主軸ユニット２と支持ユニット３とが前後に並ぶため、旋盤１の横幅が狭くなる。また、主軸１４および支持ユニット３の軸心が並ぶ軸線Ｏを水平面に対して傾斜させたため、旋盤１の奥行きも浅くなり、これらにより、旋盤１の設置面積を小さくすることができる。また、刃物台ユニット４の刃物台２２を、上側送り台２３ｂと共に、上記軸線Ｏに垂直な平面内で主軸ユニット２側に向かって下る方向に直線移動可能としているので、刃物台ユニット進退方向の傾斜によって、旋盤１の横幅寸法をさらに狭くできる。
刃物台ユニット４は、上記軸線Ｏを挟んで両側に２つ設けられているので、複数の切削加工を同時に行うことができる。このように両側に刃物台ユニット４を設置した構成でありながら、それら刃物台ユニット４の進退方向を傾斜させたため、旋盤１の横幅寸法を狭くできる。

また、支持ユニット３の傾斜のため、主軸１４と支持ユニット３間に支持されるワークＷにつき、その前方の機外の作業者Ｍが着脱作業等を行うときに、水平配置の場合よりもワーク支持位置が作業者Ｍに近くなり、ワークＭの取扱性が良い。さらに、奥行きの長くなる主軸ユニット２を傾斜の上側とし、支持ユニット３を下側に配置しているため、作業者ＭとワークＷの支持位置とがより近くなり、取扱性が一層向上する。
上記ベッド７上には、主軸ユニット２を載せる主軸ユニット載置面１７ａと、支持ユニット３を載せる支持ユニット載置面１５ａ，１６ａと、刃物台ユニット４を載せる刃物台ユニット載置面１５ｂ，１６ｂとを、上記軸線Ｏと平行に設けているので、各ユニット２〜４を安定良く、また組立性良くベッド７上に設置することができる。
また、平面視で主軸ユニット載置面１７ａ、支持ユニット載置面１５ａ，１６ａ、および刃物台ユニット載置面１５ｂ，１６ｂにより囲まれる領域に、ベッド７の底部へと通じる切粉排出空間９を形成し、切粉をその下の切粉回収部８に直接に落下させるようにしているため、切粉の排出性が良く、ベッド７に切粉が残り難い。ベッド７の下部にはチップコンベア３０を設け、その上面の一端を切粉回収部８とし、他端の排出部３１を機外に延ばしているので、切粉を効率よく機外に排出できる。
また、支持ユニット３の上方に主軸ユニット２が位置するので、主軸１４のチャック面に切粉が残り難く、ワークＷの着座不良が軽減される。

また、この実施形態では、上記軸線Ｏを、水平面に対して３０〜６０°の範囲で傾斜させているので、ベッド７上に、主軸ユニット２、支持ユニット３、刃物台ユニット４をバランスよく設置できると共に、旋盤１の正面からワーク交換作業を行うときに、主軸チャック１４ａのチャック面を見ることができ、ワーク交換作業をより容易に行うことができる。

図７は、この発明における他の実施形態を示す。この実施形態は、図１ないし図６に示す第１の実施形態において、支持ユニット３をテイルストックユニットとする代わりに、支持ユニット３Ａとして第２の主軸ユニットを設けたものである。この支持ユニット３Ａは、基台１８Ａ上に案内１９Ａを介して第２の主軸台２０Ａを前記軸線Ｏに沿う方向に進退自在に設置し、主軸台２０Ａに第２の主軸２１Ａを回転自在に設置したものである。基台１８Ａは、ベッド７の上記支持ユニット載置面１５ａ，１６ａに跨がって設置される。第２の主軸２１Ａの主軸中心となる支持軸心は、上記軸線Ｏ上に位置する。第２の主軸２１Ａは、主軸１４に一端を把持されたワークＷの他端を把持するチャックを有しており、モータ（図示せず）により回転駆動される。この支持ユニット３Ａも、主軸ユニット２よりも上記軸線Ｏに沿う方向の長さが短いものとされている。その他の構成は第１の実施形態と同じである。この実施形態の場合も、第１の実施形態で説明した各作用，効果が得られる。

この発明の第１の実施形態にかかる旋盤の一部破断側面図である。同旋盤を図１の矢印Ｐ１の方向から見た図である。同旋盤を図１の矢印Ｐ２の方向から見た図である。同旋盤におけるベッドの斜視図である。同ベッドを図４の矢印Ｐ３の方向から見た斜視図である。同ベッドを図４の矢印Ｐ４の方向から見た斜視図である。この発明の他の実施形態にかかる旋盤の一部破断側面図である。

符号の説明

１…旋盤
２…主軸ユニット
３，３Ａ…支持ユニット
４…刃物台ユニット
５…機体カバー
６…扉
７…ベッド
８…切粉回収部
９…切粉排出空間
１４…主軸
１５，１６…脚部
１５ａ，１６ａ…支持ユニット載置面
１５ｂ，１６ｂ…刃物台ユニット載置面
１７…横架部
１７ａ…主軸ユニット載置面
２１…心押軸
２２…刃物台
２３…送り台
２３ａ…送り台ベース
２３ｂ…上側送り台
３０…チップコンベア
３３…チップコンベア配置空間
Ｏ…軸線
Ｓ…加工空間
Ｗ…シャフトワーク
θ…傾斜角度

Claims

シャフトワークの一端を把持して支持する主軸ユニットと、この主軸ユニットの主軸前方に配置されて主軸の軸心が通る軸線上に支持軸心が位置し前記主軸に支持されたシャフトワークの他端を支持する支持ユニットと、ワークに切削加工を行う刃物台ユニットと、前記各ユニットを搭載したベッドとを備え、前記ベッドに、前記主軸ユニットを載せる主軸ユニット載置部と、前記支持ユニットを載せる支持ユニット載置部とを、前記軸線が水平面に対して傾斜するように、互いに高さを異ならせて設け、前記主軸ユニットは前記ベッド上に固定されて主軸を回転自在に設置した主軸台を有し、前記主軸ユニットと支持ユニットの間からベッド底部へと通じる切粉落下空間を設け、この切粉落下空間の下端部に切粉回収部を設け、前記ベッドは、左右に離れた一対の脚部を有し、これら一対の脚部の後部を横架部で一体に連結した形状とされ、この横架部の幅方向の中央の上面に前記主軸ユニット載置部を有し、前記支持ユニット載置部は前記ベッドの前記一対の脚部の一部で構成されて、これら一対の支持ユニット載置部に跨がって設けられた基台に、前記支持ユニットが設置され、前記ベッドの前記左右の脚部の上面に一対の刃物台ユニットが設置された旋盤。
一端が前記切粉回収部となり他端が排出部とされて機外に位置するチップコンベアを、前記ベッドの下部に設置した請求項１記載の旋盤。
前記左右一対の脚部は、前記切粉回収部を挟み、これら一対の脚部の間に、前記切粉回収部から機外に通じるチップコンベア設置空間を設けた請求項２記載の旋盤。