JP4580597B2 - Vertical lathe - Google Patents
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Description
【0001 】
【発明の属する技術分野】
この発明は、立旋盤に関し、特に、シングルコラム型の立旋盤に関するものである。
【0002 】
【従来の技術】
旋削加工を行う工作機械として立旋盤があり、立旋盤は、水平配置の回転テーブルと、前記回転テーブルの径方向に延在するクロスレール部材に軸移動(X軸移動)可能に設けられたサドルと、前記サドルに垂直方向(Z軸方向)に設けられたラムと、ラムの下端部に固定装着されてバイト工具を保持する工具ホルダとを有している。
【0003 】
上述したような立旋盤では、回転テーブル上に被削材が固定され、回転テーブルの回転の下に、サドルのZ軸移動によって切り込みを行い、サドルのX軸移動によってバイト工具のX軸位置を変更して回転テーブルの回転中心周りの旋削加工を行うことができる。
【0004 】
立旋盤には、一本のコラムにクロスレール部材が片持ち状で設けられているシングルコラム型の立旋盤がある。
【0005 】
【発明が解決しようとする課題】
シングルコラム型の立旋盤は、オープンサイドコラム型立旋盤とも云われ、3面開放で、門形のものに比して、回転テーブルに対するアクセス性に優れ、回転テーブルに対するワーク等の搬入、搬出の作業性がよいと云う利点を有している。
【0006 】
しかし、反面、クロスレール部材が片持ち梁であるため、クロスレール部材の支持剛性に欠け、クロスレール部材に沿ってサドルがX軸移動することによりクロスレール部材が撓み、加工精度の低下を招くことになる。このため、従来のシングルコラム型立旋盤では、フレネルレンズ成形金型の旋削加工等、高度の加工精度を必要とする超精密旋削加工を行うことができない。
【0007 】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、オープンサイドコラム型立旋盤自体の利点である回転テーブルに対するアクセス性を阻害することなく、クロスレール部分の支持剛性を高め、クロスレール部分がサドルのX軸移動によって撓むことを抑制し、高精度の旋削加工を行う立旋盤を提供することを目的としている。
【0008 】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による立旋盤は、基台と、前記基台上に垂直軸線周りに回転可能に設けられ、回転駆動手段によって回転駆動される回転テーブルと、コラム部と当該コラム部の上端部より水平に前記回転テーブルの径方向に延在する片持ちのクロスレール部とを有する上部構造体と、前記クロスレール部に当該クロスレール部の延在方向に移動可能に設けられ、第1の軸送り手段によって軸方向駆動されるサドルと、前記サドルに垂直方向に移動可能に設けられ、第2の軸送り手段によって軸方向駆動されるラムと、前記ラムの下端部に設けられ、工具を保持する工具ホルダと、前記基台とは別置きされ、垂直軸線周りに旋回可能設けられて前記クロスレール部の先端部を選択的に保持するクロスレールサポート装置とを有している。
【0009 】
この発明による立旋盤によれば、クロスレールサポート装置によってクロスレール部の先端部を選択的に保持することにより、オープンサイドコラム型においてクロスレール部の見かけ上の剛性が向上する。
【0010 】
この発明による立旋盤における前記クロスレールサポート装置は、基台の近傍に配置されたポスト支持体より垂直軸線周りに回動可能に設けられた垂直ポストと、前記垂直ポストの上端部に設けられた水平アームとを有し、前記水平アームの先端に外部信号によって動作する高さ調整部材を取り付けられ、前記高さ調整部材によってて前記クロスレール部の先端部を選択的に保持する。
【0011 】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
(全体構成)
立旋盤は、図1〜図3に示されているように、基台10と、基台10上に垂直軸線周りに回転可能に設けられた回転テーブル30と、コラム部61とコラム部61の上端部より水平に回転テーブル30の径方向に延在する片持ちのクロスレール部62とを有する上部構造体60と、クロスレール部62に当該クロスレール部62の延在方向(X軸方向)に移動可能に設けられたサドル90と、サドル90に垂直方向(Z軸方向)に移動可能に設けられたラム120と、ラム120の下端部に水平軸線(B軸)周りに回転可能に設けられて工具を保持する工具ホルダ151を含むスイベルヘッド150と、垂直軸線周りに旋回可能設けられてクロスレール部62の先端部を選択的に保持するクロスレールサポート装置180と、回転テーブル30上に着脱可能に装着されるリニアテーブルユニット210とを有している。上部構造体60には、工具ホルダ151に取り付けられたバイト工具の刃先位置を検出する顕微鏡63が取り付けられている。
【0012 】
(回転テーブル)
図4に示されているように、回転テーブル30は油静圧軸受11によって基台10より垂直軸線周りに回転可能に支持されている。油静圧軸受11は、基台10の上部に固定されたリング部材12を有し、リング部材12の内周面と回転テーブル30の下底部に固定されたリング部材31の外周面との間にラジアル静圧ポケット13を画定している。
【0013 】
また、油静圧軸受11は、リング部材12の上面と回転テーブル30の下底面との間に上部スラスト静圧ポケット14を画定していると共に、リング部材12の下面とリング部材31の下底部に固定されたリング部材32の上面との間に下部スラスト静圧ポケット15を画定している。
【0014 】
上部スラスト静圧ポケット14と下部スラスト静圧ポケット15は対向型油静圧軸受をなし、テーブル回転時には両静圧ポケット14、15に油圧供給を行い、テーブルクランプ時には片側の静圧ポケット14或いは15にのみ油圧供給を行い、静圧軸受部の油圧によって回転テーブル30を基台10上に回転不能に固定(クランプ)する。これにより、油静圧軸受11は、回転テーブル30を任意の回転角位置にクランプする回転テーブルクランプ手段としても機能する。
【0015 】
基台10はころがり軸受部材16によって垂直なテーブル回転駆動軸33を回転可能に支持している。テーブル回転駆動軸33の上部にはキー35によって回転駆動円盤34がトルク伝達関係で嵌合していると共に固定具36によって固定されている。回転駆動円盤34と回転テーブル30とは両者に嵌合した複数本(4本程度)の連結ピン37(図では1本のみ示す)によって連結されている。
【0016 】
テーブル回転駆動軸33の下端部にはキー38によってタイミングプーリ39がトルク伝達関係で嵌合していると共に固定具40によって固定されている。基台10の近傍にはモータ台41が熱対策のために別置きされており、モータ台41にテーブル駆動用モータ42が載置されている。テーブル駆動用モータ42の出力軸43には駆動側のタイミングプーリ44が固定されている。タイミングプーリ44と39との間には無端のタイミングベルト45が掛け渡されている。
【0017 】
この伝動構造により、テーブル駆動用モータ42によってテーブル回転駆動軸33およびこれと一体の回転駆動円盤34が回転し、その回転力が連結ピン37によって回転テーブル30がテーブル回転駆動軸33を回転中心として回転する。
【0018 】
回転テーブル30には、テーブル上面に開口した多数の真空吸着孔(図示省略)が開口しており、テーブル上面に被削材(ワーク)、付加ステージとしてのリニアテーブルユニット210を真空圧によって吸着保持する真空吸着チャックを構成されている。真空吸着チャックに対する真空圧の供給は、テーブル回転駆動軸33の中空孔46、テーブル回転駆動軸33の上端部と回転テーブル30との間に設けられた回転継手47によって行うことができる。
【0019 】
(上部構造体)
図4に示されているように、上部構造体60はコラム部61とクロスレール部62とを一体に有する一体鋳造品によって構成されており、コラム部61の下端部を基台10と一体鋳造の側部延出部17上にボルト64によって剛固に締結固定され、オープンサイドコラム型の立旋盤の形態をなしている。
【0020 】
上部構造体60がコラム部61とクロスレール部62とを一体に有する一体鋳造品であることにより、高い剛性が得られ、コラム部61の下端部が基台10と一体鋳造の側部延出部17上に固定されていることにより、高い取付(組み付け)位置精度が得られる。
【0021 】
(サドル)
図4〜図9に示されているように、クロスレール部62は、上面部に互いに平行な2本のリニアガイド部65、66を有し、この2本のリニアガイド部65、66間が中空部67になっている。サドル90は中空部67を跨いで両側を2本のリニアガイド部65、66より支持されている。リニアガイド部65、66におけるサドル90のリニアガイドは有限形V−Vころがり案内68で構成されている。この構造により、サドル・ラム重量によってクロスレール部62に偏荷重が及ぶことがなく、クロスレール部62に捩り変形が発生することがない。
【0022 】
有限形V−Vころがり案内68は、移動方向に所定長さを有するV形断面のころ保持ケージ69によって複数個の針状ころ70を等間隔に配置したものを、互いに係合するクロスレール部62とサドル90のV形断面リニアガイドレール62A、90A間に挟み込んだものである。
【0023 】
有限形V−Vころがり案内68の適用により、サドル90のX軸移動に関して、高剛性、低摩擦で、循環形ころがり案内に比して、微小うねりが少ない高い運動精度が得られる。
【0024 】
クロスレール部62上には両端を軸受ブラット71、72によって回転可能に支持されたボールねじによるX軸送りねじ棒73が設けられている。サドル90にはボールナット91が平行ばね部材92によって取り付けられている。ボールナット91はX軸送りねじ棒73に螺合している。X軸送りねじ棒73は、クロスレール部62上に搭載されたX軸サーボモータ74と駆動連結され、X軸サーボモータ74によって回転駆動される。これにより、サドル90はX軸サーボモータ74によってX軸方向に軸移動する。
【0025 】
平行ばね部材92は、軸送り方向には厚肉によって高剛性を示し、上下左右の薄肉ブリッジ部93によってぶれ動きに対して弾性変形する一種の可撓性カップリングであり、ボールねじの曲がりやX軸送りねじ棒73とボールナット91との芯違いを吸収し、ボールねじの回転により発生する揺動を低減する。
【0026 】
(ラム)
図8に示されているように、サドル90の下底部にはボルト95によって四角筒状のラムガイド部材94が吊り下げ固定されている。ラムガイド部材94は、左右のリニアガイド部(X軸V−V案内面)65、66間の中空部67内に位置しており、内部にラム120を収容している。
【0027 】
ラム120の両側にはZ軸ガイドレール121、122が各々固定されており、ラムガイド部材94の内部にはZ軸ガイドレール121、122の各々に係合する循環形ころがり案内等によるリニアガイド部材96、97が固定されている。これにより、ラム120はリニアガイド部材96、97に案内されてZ軸方向に移動する。
【0028 】
サドル90は軸受部材98によってボールねじによるZ軸送りねじ棒99の回転可能に支持している。ラム120にはボールナット123が取り付けられており、ボールナット123はZ軸送りねじ棒99に螺合している。Z軸送りねじ棒99は、サドル90上に搭載されたZ軸サーボモータ100と駆動連結され、Z軸サーボモータ100によって回転駆動される。これにより、ラム120はZ軸サーボモータ100によってZ軸方向に軸移動する。
【0029 】
サドル90には2個のバランスシリンダ装置101、102(図5参照)が取り付けられており、バランスシリンダ装置101、102の各々のピストンロッド103がラム120の上端部に連結されている。これにより、ラム120は2個のバランスシリンダ装置101、102によって吊り下げられ、2個のバランスシリンダ装置101、102の個別動作によってラム120の進直性を保証することができる。
【0030 】
(スイベルヘッドおよび工具ホルダ)
図8〜図13に示されているように、ラム120の下端部にスイベルヘッドハウジング152が固定されている。スイベルヘッドハウジング152は、空気静圧軸受153によって工具ホルダ軸154を水平軸線(B軸)周りに回転可能に支持しており、工具ホルダ軸154の一端部に工具ホルダ151が固定装着されている。これにより、工具ホルダ151はB軸回転可能である。
【0031 】
空気静圧軸受153は、工具ホルダ軸154の中間部に形成された中間フランジ部155の両側に固定配置された2個のフランジ付き軸受ブッシュ156、157を有し、この軸受ブッシュ156、157の各々にラジアル空気静圧部158、159、スラスト空気静圧部160、161が形成されている。
【0032 】
スラスト空気静圧部160と161は中間フランジ部155を挟んで相対向しており、B軸回転時(工具ホルダ回転時)には両スラスト空気静圧部160、161に空気圧供給を行い、B軸クランプ時には片側のスラスト空気静圧部160あるいは161にのみ空気圧供給を行い、静圧軸受部の空気圧によって工具ホルダ151を任意の回転角位置にクランプする工具ホルダクランプ手段としても機能する。
【0033 】
工具ホルダ軸154にはウォームホイール162が固定装着されている。スイベルヘッドハウジング152にはB軸サーボモータ163が搭載されており、B軸サーボモータ163の出力軸164にはウォーム165が取り付けられている。ウォーム165はウォームホイール162と噛合しており、B軸サーボモータ163によって工具ホルダ151が任意の回転角位置に回転駆動される。
【0034 】
工具ホルダ151には4個の工具取付部166が放射線状に設けられ、工具ホルダ151はタレットディスクをなし、4種類のバイト工具Tを同時装着され得るようになっている。工具取付部166は各々、調整ねじ167によって動かされるくさび部材168によってバイト工具TのY軸方向取付位置を微調整することができ、ロックねじ169によって任意のY軸方向取付位置にバイト工具Tをできる。また、各工具取付部166にはバイト工具Tの長さ方向位置を微調整する調整ねじ170が設けられている。
【0035 】
調整ねじ167と170とによってバイト工具Tの刃先位置を微調整することができ、この刃先位置微調整は、顕微鏡63によってバイト工具Tの刃先位置を目視確認しながら高精度に行うことができる。
【0036 】
(クロスレールサポート装置)
クロスレールサポート装置180は、図1〜3に示されているように、基台10の近傍に配置されたポスト支持体181より垂直軸線周りに回動可能に設けられた垂直ポスト182と、垂直ポスト182の上端部に設けられた水平アーム183とを有し、水平アーム183の先端に高さ調整部材184を取り付けられている。
【0037 】
水平アーム183は、図3において、符合Aで示されているように、立旋盤本体(回転テーブル30やクロスレール部62)より離れた待避位置と、符合Bで示されているように、高さ調整部材184がクロスレール部62の先端部に固定された補助ブラケット104に係合してこれを下側より支持する支持位置との間に旋回可能になっている。
【0038 】
これにより、水平アーム183が支持位置Bに回動移動されることにより、クロスレール部62の先端部が保持され、回転テーブル30に対するワークの搬入、搬出の作業性がよい等のオープンサイドコラム型の特徴を活かしたまま、実加工時にはクロスレール部62の見かけ上の剛性を向上できる。
【0039 】
高さ調整部材184は流体圧式、電動式の精密ジャッキのようものであり、外部信号によって高さ寸法を微調整できる。
【0040 】
(リニアテーブルユニット)
リニアテーブルユニット210は、平削り加工時に、回転テーブル30上に付加されるものであり、図14〜図16に示されているように、回転テーブル30上に取り外し可能に固定される固定ベース211を有している。固定ベース211には互いに平行な2本のリニアガイド部212、213が形成されており、リニアガイド部212、213上にリニアテーブル214が往復動可能に設けられている。
【0041 】
リニアガイド部212、213におけるリニアテーブル214のリニアガイドは有限形V−Vころがり案内215で構成されている。有限形V−Vころがり案内215は、前述の有限形V−Vころがり案内68と同様に、移動方向に所定長さを有するV形断面のころ保持ケージ216によって複数個の針状ころ(図示省略)を等間隔に配置したものを、互いに係合する固定ベース211とリニアテーブル214のV形断面リニアガイドレール211A、214A間に挟み込んだものである。
【0042 】
有限形V−Vころがり案内215の適用により、リニアテーブル214の移動(Y軸移動)に関して、高剛性、低摩擦で、循環形ころがり案内に比して、微小うねりが少ない高い運動精度が得られる。
【0043 】
固定ベース211上には両端を軸受ブラット217、218によって回転可能に支持されたボールねじによる送りねじ棒219が設けられている。リニアテーブル214には平行ばね部材220によってボールナット221が取り付けられている。ボールナット221は送りねじ棒219に螺合している。送りねじ棒219は、固定ベース211上に搭載されたサーボモータ222と駆動連結され、サーボモータ222によって回転駆動される。これにより、リニアテーブル214はサーボモータ222によって軸移動する。
【0044 】
平行ばね部材220は、前述した平行ばね部材92と同等のものであり、軸送り方向には厚肉によって高剛性を示し、上下左右の薄肉ブリッジ部223によってぶれ動きに対して弾性変形する一種の可撓性カップリングであり、ボールねじの曲がりや送りねじ棒219とボールナット221との芯違いを吸収し、ボールねじの回転により発生する揺動を低減する。
【0045 】
リニアテーブル214の上面には多数の真空吸着孔224が開口しており、テーブル上面に被削材(ワーク)を真空圧によって吸着保持する真空吸着チャックを構成されている。
【0046 】
(立旋盤の使用例)
つぎに、上述の構成による立旋盤の使用例として、フレネルレンズ成形金型を旋削により製作する工程について説明する。
(1)工具ホルダ151の工具取付部166に取り付けられているバイト工具Tの長さ(工具長)を顕微鏡63を使用して測定する。
【0047 】
(2)被削材の旋回中心(回転テーブル30の回転中心)と工具ホルダ151の工具取付部166に取り付けられているバイト工具Tの位置合わせを行う。
【0048 】
(3)クロスレールサポート装置180の水平アーム183を待避位置Aに位置させた状態で、フレネルレンズ成形金型の素材(被削材)を回転テーブル30上に搬入し、回転テーブル30の真空吸着チャックによって被削材を規定位置に固定する。
【0049 】
(4)クロスレールサポート装置180の水平アーム183を支持位置Bに位置に移動させ、高さ調整部材184によってクロスレール部62の先端部を保持する。
【0050 】
この場合、サドル90のX軸位置がクロスレール部62の先端側であるほど、高さ調整部材184を伸長させてクロスレールサポート装置180のクロスレール部62の支持を強くすることもできる。
【0051 】
これは、サドル90のX軸位置に応じてクロスレール付け根側と先端側との支持荷重の比率が変化することに応じて高さ調整部材184によってクロスレールサポート装置180によるクロスレール先端の支持荷重を適正値に調整できることを意味する。
【0052 】
(5)アンクランプ状態で、B軸サーボモータ163によって工具ホルダ151の回転角を調整し、バイト工具Tの角度をフレネルレンズのレンズ面(フレネル面)傾斜角に合わせ、工具ホルダ軸154(B軸)をクランプし、テーブル駆動用モータ42によって回転テーブル30を所定の回転速度で回転駆動し、X軸サーボモータ74によってサドル90のX軸位置を設定し、Z軸サーボモータ100によってラム120をZ軸送り(切り込み送り)し、フレネルレンズ成形金型を旋削を開始する。
【0053 】
(6)フレネルレンズのレンズ面(フレネル面)傾斜角はフレネルレンズ成形金型の径方向位置により変化するから、サドル90のX軸位置に応じて(5)の場合と同様に、B軸サーボモータ163によって工具ホルダ151の回転角を調整し、バイト工具Tの角度をフレネルレンズのレンズ面(フレネル面)傾斜角に合わせ変化させ、Z軸サーボモータ100によってラム120をZ軸送り(切り込み送り)し、フレネルレンズ成形金型を旋削を遂行する。このフレネルレンズ成形金型の旋削は、テーブル旋回中央から外側へ向けて行う。
【0054 】
上述のような旋削加工時には、クロスレールサポート装置180によってクロスレール部62の先端が支持されているから、クロスレール部の見かけ上の剛性が向上し、クロスレール部62に沿ってサドル90がX軸移動してもクロスレール部90が撓むことがなく、高い加工精度が得られる。
【0055 】
回転テーブル30に対する被削材の搬入、搬出時には、クロスレールサポート装置180の水平アーム183は待避位置Aに位置してることにより、オープンサイドコラム型立旋盤自体の利点である回転テーブルに対するアクセス性が阻害されることがない。
【0056 】
(リニアテーブルユニットを付加した立旋盤の使用例)
リニア形状のフレネルレンズ成形金型やフロントガラス導光板成形金型の製作等、平削り加工を行う場合は、図1、図14に示されているように、リニアテーブルユニット210の固定ベース211を回転テーブル30上に固定し、回転テーブル30を回転させてリニアテーブルユニット210のリニアテーブル214の軸移動方向、すなわち、リニアガイド部212、213がX軸方向と直交するY軸方向になるように調整する。
【0057 】
この調整が完了すれば、油静圧軸受11の片側の静圧ポケット14或いは15にのみ油圧供給を行い、静圧軸受部の油圧によって回転テーブル30を基台10上に回転不能にクランプする。
【0058 】
被削材は、リニアテーブルユニット210のリニアテーブル214上に設置し、リニアテーブル214の真空吸着チャックによって被削材をリニアテーブル214上に吸着保持する。
【0059 】
リニアテーブルユニット210を使用した加工では、サドル90のX軸移動と、リニアテーブル214のY軸移動と、ラム120のZ軸移動と、工具ホルダ軸154のB軸回転により、バイト工具の角度を変更できる態様で、平削り加工を行うことができる。
【0060 】
なお、平削り加工にも、クロスレールサポート装置180によってクロスレール部62の先端を支持することにより、クロスレール部の見かけ上の剛性が向上し、クロスレール部62に沿ってサドル90がX軸移動してもクロスレール部90が撓むことがなく、高い加工精度が得られる。
【0061 】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による立旋盤によれば、クロスレールサポート装置によってクロスレール部の先端部を待避可能に選択的に保持することにより、オープンサイドコラム型立旋盤自体の利点である回転テーブルに対するアクセス性とクロスレール部分の支持剛性を高めることとが両立し、クロスレール部分がサドルのX軸移動によって撓むことが抑制され、高精度の旋削加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による立旋盤の全体構成を示す正面図である。
【図2】この発明による立旋盤の全体構成を示す側面図である。
【図3】この発明による立旋盤の全体構成を示す平面図である。
【図4】この発明による立旋盤の基台、回転テーブル、上部構造体の組立図である。
【図5】この発明による立旋盤のクロスレール部分の平面図である。
【図6】この発明による立旋盤のサドル軸送り部の正面図である。
【図7】この発明による立旋盤のサドルのリニアガイド部分の斜視図である。
【図8】この発明による立旋盤のサドルおよびラム部分の縦断面図である。
【図9】この発明による立旋盤のラム下端部およびスイベルヘッド部分の正面図である。
【図10】この発明による立旋盤のスイベルヘッド部分の半断面図である。
【図11】この発明による立旋盤のスイベルヘッド部分の縦断面図である。
【図12】この発明による立旋盤の工具ホルダ部分の正面図である。
【図13】この発明による立旋盤の工具ホルダ部分の側面図である。
【図14】この発明による立旋盤で使用するリニアテーブルユニットの平面図である。
【図15】この発明による立旋盤で使用するリニアテーブルユニットの軸の送り部分の平面図である。
【図16】この発明による立旋盤で使用するリニアテーブルユニットの軸の送り部分の正面図である。
【符号の説明】
10 基台
30 回転テーブル
60 上部構造体
61 コラム部
62 クロスレール部
63 顕微鏡
90 サドル
120 ラム
150 スイベルヘッド
151 工具ホルダ
180 クロスレールサポート装置
181 ポスト支持体
182 垂直ポスト
183 水平アーム
184 高さ調整部材
210 リニアテーブルユニット
211 固定ベース
214 リニアテーブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vertical lathe, and more particularly to a single column type vertical lathe.
[0002]
[Prior art]
There is a vertical lathe as a machine tool for turning, and the vertical lathe is a saddle provided in a horizontally arranged rotary table and a cross rail member extending in the radial direction of the rotary table so as to be capable of axial movement (X-axis movement). And a ram provided in a direction perpendicular to the saddle (Z-axis direction), and a tool holder that is fixedly attached to the lower end portion of the ram and holds a bite tool.
[0003]
In the vertical lathe as described above, the work material is fixed on the rotary table, the cutting is performed by the Z-axis movement of the saddle under the rotation of the rotary table, and the X-axis position of the bite tool is set by the X-axis movement of the saddle. It is possible to change and perform turning around the rotation center of the rotary table.
[0004]
As a vertical lathe, there is a single column type vertical lathe in which a cross rail member is cantilevered on one column.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A single column type vertical lathe is also called an open side column type vertical lathe. It is open on three sides and has better accessibility to a rotary table than a portal type. It has the advantage of good workability.
[0006]
However, since the cross rail member is a cantilever beam, the support rigidity of the cross rail member is lacking, and the saddle moves along the X axis along the cross rail member, so that the cross rail member bends and processing accuracy is reduced. It will be. For this reason, the conventional single column type vertical lathe cannot perform ultra-precision turning that requires high machining accuracy, such as turning of a Fresnel lens mold.
[0007]
The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and without increasing the accessibility to the rotary table, which is an advantage of the open side column type vertical lathe itself, increases the support rigidity of the cross rail portion, An object of the present invention is to provide a vertical lathe that suppresses bending of the cross rail portion due to movement of the saddle on the X axis and performs high-precision turning.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, a vertical lathe according to the present invention includes a base, a rotary table provided on the base so as to be rotatable about a vertical axis, and rotationally driven by rotational drive means, a column portion, An upper structure having a cantilevered cross rail portion extending in the radial direction of the rotary table horizontally from the upper end portion of the column portion, and movable to the cross rail portion in the extending direction of the cross rail portion. A saddle that is axially driven by the first axial feed means, a ram that is movable in the vertical direction to the saddle and is axially driven by the second axial feed means, and a lower end portion of the ram A tool holder for holding a tool, and a cross rail support device that is separately provided from the base and that can be pivoted around a vertical axis to selectively hold the tip of the cross rail part The has.
[0009]
According to the vertical lathe according to the present invention, the apparent rigidity of the cross rail portion is improved in the open side column type by selectively holding the tip end portion of the cross rail portion by the cross rail support device.
[0010]
The cross rail support device in the vertical lathe according to the present invention is provided on a vertical post that is rotatable about a vertical axis from a post support disposed in the vicinity of a base, and on an upper end portion of the vertical post. A horizontal arm, and a height adjusting member that is operated by an external signal is attached to the tip of the horizontal arm, and the tip of the cross rail portion is selectively held by the height adjusting member.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
(overall structure)
As shown in FIGS. 1 to 3, the vertical lathe includes a
[0012]
(Rotating table)
As shown in FIG. 4, the
[0013]
The
[0014]
The upper thrust hydrostatic pocket 14 and the lower thrust hydrostatic pocket 15 constitute a counter-type hydrostatic bearing, which supplies hydraulic pressure to both the hydrostatic pockets 14 and 15 during table rotation, and one hydrostatic pocket 14 or 15 during table clamping. The rotary table 30 is fixed (clamped) non-rotatably on the
[0015]
The
[0016]
A timing pulley 39 is fitted to the lower end portion of the table rotation drive shaft 33 by a
[0017]
With this transmission structure, the table rotation drive shaft 33 and the rotation drive disk 34 integral therewith are rotated by the
[0018]
The rotary table 30 has a large number of vacuum suction holes (not shown) opened on the upper surface of the table, and a workpiece (workpiece) on the upper surface of the table and a
[0019]
(Superstructure)
As shown in FIG. 4, the
[0020]
Since the
[0021]
(saddle)
As shown in FIGS. 4 to 9, the
[0022]
The finite
[0023]
Application of the finite
[0024]
On the
[0025]
The
[0026]
(Lamb)
As shown in FIG. 8, a rectangular tubular
[0027]
Z-
[0028]
The
[0029]
Two
[0030]
(Swivel head and tool holder)
As shown in FIGS. 8 to 13, a
[0031]
The
[0032]
The thrust air
[0033]
A
[0034]
The
[0035]
The cutting edge position of the cutting tool T can be finely adjusted with the adjusting
[0036]
(Cross rail support device)
As shown in FIGS. 1 to 3, the cross
[0037]
In FIG. 3, the
[0038]
As a result, the
[0039]
The
[0040]
(Linear table unit)
The
[0041]
The linear guide of the linear table 214 in the
[0042]
Application of the finite
[0043]
On the fixed
[0044]
The
[0045]
A large number of vacuum suction holes 224 are opened on the upper surface of the linear table 214, and a vacuum suction chuck is formed on the table upper surface for sucking and holding a work material (workpiece) by vacuum pressure.
[0046]
(Usage example of vertical lathe)
Next, as a usage example of the vertical lathe having the above-described configuration, a process of manufacturing a Fresnel lens molding die by turning will be described.
(1) The length (tool length) of the bite tool T attached to the
[0047]
(2) The turning center of the work material (the rotation center of the rotary table 30) and the bite tool T attached to the
[0048]
(3) With the
[0049]
(4) The
[0050]
In this case, as the X-axis position of the
[0051]
This is because the cross
[0052]
(5) In the unclamped state, the rotation angle of the
[0053]
(6) Since the lens surface (Fresnel surface) tilt angle of the Fresnel lens varies depending on the radial position of the Fresnel lens molding die, the B-axis servo is used in the same manner as in (5) according to the X-axis position of the
[0054]
At the time of turning as described above, the tip end of the
[0055]
The
[0056]
(Example of using a vertical lathe with a linear table unit)
When performing a planing process such as production of a linear Fresnel lens molding die or a windshield light guide plate molding die, the fixed
[0057]
When this adjustment is completed, the hydraulic pressure is supplied only to the static pressure pocket 14 or 15 on one side of the
[0058]
The work material is placed on the linear table 214 of the
[0059]
In machining using the
[0060]
In addition, even in the planing process, by supporting the tip of the
[0061]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, according to the vertical lathe according to the present invention, the cross rail support device selectively holds the front end of the cross rail so that it can be retracted, thereby providing an advantage of the open side column type vertical lathe itself. Thus, the accessibility to the rotary table and the support rigidity of the cross rail portion are enhanced, and the bending of the cross rail portion due to the X-axis movement of the saddle is suppressed, so that highly accurate turning can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an overall configuration of a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the overall configuration of a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing the overall configuration of the vertical lathe according to the present invention.
FIG. 4 is an assembly drawing of a base, a rotary table, and an upper structure of a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a cross rail portion of a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 6 is a front view of a saddle shaft feed portion of a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a linear guide portion of a saddle of a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a saddle and a ram portion of a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 9 is a front view of a ram lower end portion and a swivel head portion of a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 10 is a half sectional view of a swivel head portion of a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a swivel head portion of a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 12 is a front view of a tool holder portion of a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 13 is a side view of the tool holder portion of the vertical lathe according to the present invention.
FIG. 14 is a plan view of a linear table unit used in the vertical lathe according to the present invention.
FIG. 15 is a plan view of a feed portion of a shaft of a linear table unit used in a vertical lathe according to the present invention.
FIG. 16 is a front view of the feed portion of the shaft of the linear table unit used in the vertical lathe according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記基台上に垂直軸線周りに回転可能に設けられ、回転駆動手段によって回転駆動される回転テーブルと、
コラム部と当該コラム部の上端部より水平に前記回転テーブルの径方向に延在する片持ちのクロスレール部とを有する上部構造体と、
前記クロスレール部に当該クロスレール部の延在方向に移動可能に設けられ、第1の軸送り手段によって軸方向駆動されるサドルと、
前記サドルに垂直方向に移動可能に設けられ、第2の軸送り手段によって軸方向駆動されるラムと、
前記ラムの下端部に設けられ、工具を保持する工具ホルダと、
前記基台とは別置きされ、垂直軸線周りに旋回可能設けられて前記クロスレール部の先端部を選択的に保持するクロスレールサポート装置と、
を有していることを特徴とする立旋盤。The base,
A rotary table provided on the base so as to be rotatable around a vertical axis, and rotated by rotation driving means;
An upper structure having a column portion and a cantilevered cross rail portion extending in a radial direction of the rotary table horizontally from an upper end portion of the column portion;
A saddle that is provided on the cross rail portion so as to be movable in the direction in which the cross rail portion extends, and is driven in the axial direction by a first axis feeding means;
A ram that is movably provided in a vertical direction on the saddle and is axially driven by a second axial feed means;
A tool holder provided at a lower end of the ram and holding a tool;
A cross rail support device that is separately provided from the base and is provided so as to be pivotable around a vertical axis, and selectively holds the tip of the cross rail portion;
A vertical lathe characterized by having.
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