KR20110036669A

KR20110036669A - 공작기계

Info

Publication number: KR20110036669A
Application number: KR1020100090538A
Authority: KR
Inventors: 유키요시 타카스
Original assignee: 무라다기카이가부시끼가이샤
Priority date: 2009-10-02
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2011-04-08
Also published as: KR101324666B1; JP2011073124A; CN102029403B; CN102029403A; JP5375500B2

Abstract

본 발명은, 주축의 하방에 절삭 공구대가 설치된 공작기계의 절삭가루 배출 처리성을 향상시킨다.
공작기계는, 베드의 가공기기 지지면(4) 상에 주축대(2A, 2B)와 저위 절삭 공구대(10C)가 배치된다. 저위 절삭 공구대(10C)는, 저위 절삭 공구대 이동기구(14C)에 의해 Z축방향 및 X축방향으로 이동시킬 수 있다. 저위 절삭 공구대 이동기구(14C)는, Z축방향으로 이동 가능한 Z축 이동대(16)와, Z축 이동대(16)에 대하여 X축방향으로 이동가능하며, 저위 절삭 공구대(10C)가 탑재되는 X축 이동대를 구비한다. Z축 이동대(16)는, 가공기기 지지면(4)측의 베이스부(25)와 X축 이동대를 안내하는 안내부를 본체부(27)의 표리에 각각 설치한 구조이며, 가공기기 지지면(4)에 수직인 방향에서 바라본 본체부(27)의 평면형상을, X축방향의 상부(27a)는, Z축방향의 양쪽이 하강하는 끝이 좁아지는 형상으로 하고, 또한 하부(27b)는 하측이 좁아지지 않는 끝이 좁아지지 않는 형상, 또는 반원보다 좁아지는 비율이 작은 끝이 좁아지는 형상으로 한다.

Description

공작기계{MACHINE TOOL}

본 발명은, 주축의 하방에 절삭 공구대가 설치된 공작기계에 관한 것으로, 특히 절삭가루(切粉)의 배출 처리성을 향상시키는 기술에 관한 것이다.

서로 대향하며 상대적으로 진퇴 가능하게 배치한 2개의 주축을 갖는 대향 2축 선반이 있다(예컨대 특허문헌 1). 특허문헌 1에 개시되어 있는 대향 2축 선반은, 베드의 가공기기 지지면이 기계 정면쪽에서 볼 때 앞쪽이 낮은 경사면으로 이루어진 슬랜트(slant) 구조이며, 가공기기 지지면 상의 좌우 양측부에 주축을 지지하는 2개의 주축대가 서로 대향 배치되고, 이들 주축대의 상측에 각 주축 전용의 절삭 공구대가 배치된다. 또한, 주축대의 하측에 각 주축 공용의 절삭 공구대가 배치되어 있는 것도 알려져 있다.

[특허문헌 1] 일본특허공개공보 H6(1994)-134603호

주축의 하측에 절삭 공구대가 있는 공작기계에서는, 가공에 의해 생기는 절삭가루가 절삭 공구대 및 그 이동기구 상에 쌓이기 쉽다. 베드가 슬랜트 구조일 경우, 구조상, 절삭 공구대보다 이동기구쪽이 하위(下位)에 위치하기 때문에, 특히 이동기구 상에 절삭가루가 잘 쌓인다. 또한, 주축의 상측에도 절삭 공구대가 있는 경우에는, 주축 상측의 절삭 공구대에 의한 가공으로 생기는 절삭가루도 더해져, 주축 하측의 공용 절삭 공구대의 이동기구 상에 다량의 절삭가루가 퇴적된다.

통상, 자주(自主) 낙하에 의해 절삭가루는 흘러내리지만, 퇴적된 절삭가루는 수동으로 제거하게 된다. 이때, 가공작업을 중단해야만 하여 가동률의 저하를 초래한다. 절삭가루의 제거를 위해 쿨런트(coolant)를 플러싱(flushing)하는 장치를 설치하는 것도 생각할 수 있지만, 여기에는 쿨런트 펌프나 배관 등의 설치비용이 든다. 절삭가루가 다량으로 퇴적된 상태에서 가공작업을 계속하는 것은, 가공기기 지지면에 부착된 절삭가루 및 쿨런트를 제거하는 와이퍼가 절삭가루에 의해 열화(劣化)된다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 주축의 하측에 절삭 공구대가 설치된 공작기계의 절삭가루 배출 처리성을 향상시키는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 주축의 상측과 하측의 양쪽에 절삭 공구대가 설치된 공작기계의 절삭가루 배출 처리성을 향상시키는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 주축 하측의 절삭 공구대를 가공기기 지지면과 교차하는 방향으로도 이동 가능하게 하는 데 있다.

본 발명의 공작기계는, 가공기기 지지면이 기계 정면쪽에서 볼 때 앞쪽이 낮은 경사면 또는 수직면인 베드와, 상기 가공기기 지지면 상에 배치되며, 중심선이 가공기기 지지면과 평행하며 또한 수평방향인 Z축방향을 따르는 주축을 지지하는 주축대와, 상기 가공기기 지지면에서의 상기 주축대보다 저위(低位)에 위치하고, 상기 Z축방향, 및 상기 가공기기 지지면을 따라 상기 Z축방향과 직교하는 방향인 X축방향으로 이동가능한 저위 절삭 공구대와, 상기 저위 절삭 공구대를 상기 Z축방향 및 X축방향으로 이동시키는 저위 절삭 공구대 이동기구를 구비한다.

상기 저위 절삭 공구대 이동기구는, 상기 가공기기 지지면 상에 상기 Z축방향으로 이동가능하게 설치된 Z축 이동대와, 상기 Z축 이동대를 상기 Z축방향으로 이동시키는 Z축 이송기구부와, 상기 Z축 이동대 상에 상기 X축방향으로 이동가능하게 설치되며, 상기 저위 절삭 공구대가 탑재된 X축 이동대와, 상기 X축 이동대를 상기 X축방향으로 이동시키는 X축 이송기구부를 가지고, 상기 Z축 이동대는, 상기 가공기기 지지면측의 베이스부와 상기 X축 이동대를 안내하는 안내부를 본체부의 표리에 각각 설치한 구조이며, 상기 가공기기 지지면에 수직인 방향에서 바라본 상기 본체부의 평면형상을, 상기 X축방향의 상부는, 상기 Z축방향의 양쪽이 하강하는 끝이 좁아지는 형상으로 하고, 또한 하부는, 하측이 좁아지지 않는 끝이 좁아지지 않는 형상, 또는 반원보다 좁아지는 비율이 작은 끝이 좁아지는 형상으로 하였다.

이러한 구성의 공작기계는, 저위 절삭 공구대 이동기구에 의해 저위 절삭 공구대를 Z축방향 및 X축방향으로 이동시켜, 주축에 지지된 공작물에 대하여 저위 절삭 공구대가 보유하는 공구로 가공을 행한다. 저위 절삭 공구대 이동기구는, Z축방향으로 이동 가능한 Z축 이동대　상에, X축 이동대를 X축방향으로 이동가능하게 설치하고, 상기 X축 이동대에 저위 절삭 공구대를 탑재하고 있으며, Z축 이송기구부에 의해 Z축 이동대를 Z축방향으로 이동시키고, 또한 X축 이송기구부에 의해 Z축 이동대에 대하여 X축 이동대를 X축방향으로 이동시킴으로써, 저위 절삭 공구대를 Z축방향 및 X축방향으로 이동시킨다.

가공에 의해 생기는 절삭가루는, 주축보다 하측에 위치하는 저위 절삭 공구대 및 저위 절삭 공구대 이동기구 상에 떨어진다. 특히, 베드가 슬랜트 구조일 경우, 저위 절삭 공구대보다 저위 절삭 공구대 이동기구가 하위에 위치하기 때문에, 저위 절삭 공구대 상에 떨어진 절삭가루가 가공기기 지지면 측으로 저위 절삭 공구대 이동기구 상으로 안내된다. 저위 절삭 공구대 이동기구의 Z축 이동대는, 가공기기 지지면측의 베이스부와 X축 이동대를 안내하는 안내부를 본체부의 표리에 각각 설치한 구조이며, 가공기기 지지면에 수직인 방향에서 바라본 본체부의 평면형상을, X축방향의 상부는, Z축방향의 양쪽이 하강하는 끝이 좁아지는 형상으로 하였기 때문에, 본체부 상의 절삭가루가 Z축방향의 양쪽으로 배출되기 쉽다. 이에 따라, 저위 절삭 공구대 이동기구 상에 절삭가루가 퇴적되기 어려워, 절삭가루의 제거 작업의 횟수를 줄일 수 있다. 또한, 저위 절삭 공구대 이동기구 상에 절삭가루가 퇴적되기 어렵기 때문에, 퇴적된 절삭가루에 의해 와이퍼가 열화되는 것을 막을 수 있다.

가공기기 지지면에 수직인 방향에서 바라본 본체부의 평면형상을, X축방향의 하부는, 하측이 좁아지지 않는 끝이 좁아지지 않는 형상, 또는 반원보다 좁아지는 비율이 작은 끝이 좁아지는 형상으로 하였기 때문에, 본체부의 상부를 상기 끝이 좁아지는 형상으로 하여도, Z축 이동대 전체의 강성이 그다지 저하되지 않는다.

또, 상기 Z축 이동대의 구조를 X축 이동대에 채용함으로써도, 저위 절삭 공구대 이동기구의 절삭가루 배출 처리성을 향상시킬 수가 있다. 그러나, 절삭 공구대의 인덱스 클리어런스(공구를 부착하여 회전할 수 있는 최대 직경)를 확보하면, X축 이동대 및 Z축 이동대가 커질 가능성이 높고, 칼날끝으로부터 Z축 이동체까지의 높이가 높아지기 때문에, 가공시에 커다란 모멘트 하중이 Z축 이동대에 가해짐으로써, 강성(剛性)면이 염려된다.

본 발명에 있어서, 상기 가공기기 지지면에서의 상기 저위 절삭 공구대보다 고위의 위치에 상기 저위 절삭 공구대와는 별도로 고위 절삭 공구대가 설치되고, 상기 저위 절삭 공구대는, 상기 X축 이동대에 탑재된 절삭 공구대 지지체와, 상기 절삭 공구대 지지체에 지지된 절삭 공구대 본체를 구비할 경우, 상기 절삭 공구대 지지체를, 상면이 상기 가공기기 지지면측으로 낮은 경사면으로 된 커버로 덮으면 된다.

저위 절삭 공구대와는 별도로 고위 절삭 공구대가 설치되어 있는 경우, 고위 절삭 공구대의 가공에 의해 생기는 절삭가루가 하위 절삭 공구대 상에 떨어진다. 하위 절삭 공구대 중 절삭 공구대 지지체를, 상면이 상기 가공기기 지지면측으로 낮은 경사면으로 된 커버로 덮음으로써, 하위 절삭 공구대의 절삭 공구대 지지체 상으로 낙하된 절삭가루가 저위 절삭 공구대 이동기구쪽으로 안내되어, 상기 절삭 공구대 지지체 상에 절삭가루가 퇴적되는 것을 막을 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 저위 절삭 공구대 이동기구는 절삭가루의 배출 처리성이 양호하기 때문에, 절삭 공구대 지지체 상으로 낙하된 절삭가루를 저위 절삭 공구대 이동기구쪽으로 안내해도 문제는 없다.

본 발명에 있어서, 상기 저위 절삭 공구대가, 상기 X축 이동대에 대하여 상기 가공기기 지지면과 교차하는 방향인 Y축방향으로 이동가능하게 설치되며, 상기 저위 절삭 공구대를 상기 Y축방향으로 이동시키는 Y축 이송기구부를 상기 X축 이동대에 설치해도 된다.

이러한 구성에 의해, 저위 절삭 공구대를 Y축방향으로도 이동가능하게 할 수 있다. 이에 따라, 다양한 가공이 가능해진다.

본 발명의 공작기계는, 가공기기 지지면이 기계 정면쪽에서 볼 때 앞쪽이 낮은 경사면 또는 수직면인 베드와, 상기 가공기기 지지면 상에 배치되며, 중심선이 가공기기 지지면과 평행하며 또한 수평방향인 Z축방향을 따르는 주축을 지지하는 주축대와, 상기 가공기기 지지면에서의 상기 주축대보다 저위에 위치하고, 상기 Z축방향, 및 상기 가공기기 지지면을 따라 상기 Z축방향과 직교하는 방향인 X축방향으로 이동가능한 저위 절삭 공구대와, 상기 저위 절삭 공구대를 상기 Z축방향 및 X축방향으로 이동시키는 저위 절삭 공구대 이동기구를 구비하고, 상기 저위 절삭 공구대 이동기구는, 상기 가공기기 지지면 상에 상기 Z축방향으로 이동가능하게 설치된 Z축 이동대와, 상기 Z축 이동대를 상기 Z축방향으로 이동시키는 Z축 이송기구부와, 상기 Z축 이동대 상에 상기 X축방향으로 이동가능하게 설치되며, 상기 저위 절삭 공구대가 탑재된 X축 이동대와, 상기 X축 이동대를 상기 X축방향으로 이동시키는 X축 이송기구부를 가지고, 상기 Z축 이동대는, 상기 가공기기 지지면측의 베이스부와 상기 X축 이동대를 안내하는 안내부를 본체부의 표리에 각각 설치한 구조이며, 상기 가공기기 지지면에 수직인 방향에서 바라본 상기 본체부의 평면형상을, 상기 X축방향의 상부는, 상기 Z축방향의 양쪽이 하강하는 끝이 좁아지는 형상으로 하고, 또한 하부는, 하측이 좁아지지 않는 끝이 좁아지지 않는 형상, 또는 반원보다 좁아지는 비율이 작은 끝이 좁아지는 형상으로 함으로써, 절삭가루 배출 처리성을 향상시킬 수 있다.

상기 가공기기 지지면에서의 상기 저위 절삭 공구대보다 고위의 위치에 상기 저위 절삭 공구대와는 별도로 고위 절삭 공구대가 설치되고, 상기 저위 절삭 공구대는, 상기 X축 이동대에 설치된 절삭 공구대 지지체와, 상기 절삭 공구대 지지체에 지지된 절삭 공구대 본체를 구비하며, 상기 절삭 공구대 지지체를, 상면이 상기 가공기기 지지면측으로 낮은 경사면으로 된 커버로 덮은 경우에는, 저위 절삭 공구대와는 별도로 고위 절삭 공구대가 설치되어 있는 공작기계의 절삭가루 배출 처리성을 향상시킬 수 있다.

상기 저위 절삭 공구대가, 상기 X축 이동대에 대하여 상기 가공기기 지지면과 교차하는 방향인 Y축방향으로 이동가능하게 설치되어, 상기 저위 절삭 공구대를 상기 Y축방향으로 이동시키는 Y축 이송기구부를 상기 X축 이동대에 설치한 경우에는, 저위 절삭 공구대를 Y축방향으로도 이동 가능하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 공작기계의 가공기기 지지면과 직교하는 방향에서 바라본 개략 구성도이다.
도 2는 상기 공작기계의 전체 사시도이다.
도 3은 도 2의 III 방향의 화살선도이다.
도 4는 상기 공작기계의 Z축 이동대의 사시도이다.
도 5의 (A)는 상기 Z축 이동대의 측면도, (B)는 그 VB-VB 단면도이다.
도 6은 상기 공작기계에 각종 커버를 부착한 상태를 나타낸 측면도이다.
도 7은 상기 공작기계에 각종 커버를 부착한 상태에서의 저위 절삭 공구대 및 그 주변부의 사시도이다.
도 8은 다른 Z축 이동대의 본체부의 단면형상을 나타낸 도면이다.
도 9는 또 다른 Z축 이동대의 본체부의 단면형상을 나타낸 도면이다.
도 10은 또 다른 Z축 이동대의 본체부의 단면형상을 나타낸 도면이다.
도 11은 또 다른 Z축 이동대의 본체부의 단면형상을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시형태를 도면과 함께 설명한다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 공작기계는 대향 2축 선반이며, 서로 대향하며 배치된 좌우 2개의 주축(1A, 1B)을 구비한다. 주축(1A, 1B)을 지지하는 주축대(2A, 2B)는, 베드(3)의 가공기기 지지면(4) 상에 배치되어 있다. 베드(3)는, 가공기기 지지면(4)이 기계 정면쪽에서 볼 때 앞쪽이 낮은 경사면으로 된 슬랜트 구조이다. 각 주축(1A, 1B)은, 중심선이 가공기기 지지면(4)과 평행하며 또한 수평방향인 Z축방향(좌우방향)을 따르고 있다. 주축(1A, 1B)은, 주축대(2A, 2B)에 설치한 스핀들 모터(5)에 의해 회전 구동된다.

상기 주축대(2A, 2B)는, 가공기기 지지면(4)에 설치한 Z축방향의 주축대 안내레일(6) 상에 이동 가능하게 배치되며, 주축이동기구(7A, 7B)에 의해 Z축방향으로 이동가능하다. 주축이동기구(7A, 7B)는, 베드(3) 상에 설치된 서보모터 등의 주축이동모터(8)와, 상기 주축이동모터(8)의 회전을 직선동작으로 변환하는 이송나사기구(9)로 이루어진다.

가공기기 지지면(4)에서의 주축(1A, 1B) 보다 상위의 위치에는, 각 주축(1A, 1B)에 파지(把持)된 공작물(W)에 대하여 각각 개별적으로 가공을 수행하는 2개의 상위 절삭 공구대(10A, 10B)가 설치되어 있다. 또한, 가공기기 지지면(4)에서의 주축(1A, 1B) 보다 저위의 위치에는, 각 주축(1A, 1B)에 파지된 공작물(W)에 대하여 각각 개별적으로 가공을 수행하는 하위 절삭 공구대(10C)가 설치되어 있다.

각 절삭 공구대(10A, 10B, 10C)는 모두, 절삭 공구대 지지체(11)와, 상기 절삭 공구대 지지체(11)에 지지된 절삭 공구대 본체(12)로 이루어진다. 이 예에서는, 절삭 공구대 본체(12)는 터릿(turret)이며, Z축방향에서 바라본 형상(도시생략)이 다각형의 드럼형상을 하고 있고, 각 둘레면 부분으로 이루어진 절삭 공구 스테이션에 각종 공구(23; 도 1)가 장착된다. 절삭 공구대 본체(12)는, 할출(割出)모터(13)에 의해 절삭 공구대 지지체(11)에 대하여 회전시켜 할출을 수행한다. 또한, 각 절삭 공구대(10A, 10B, 10C)는, 밀링 공구나 드릴 공구 등의 회전 공구용의 공구회전모터(24)를 구비한다.

각 절삭 공구대(10A, 10B, 10C)는, 고위 절삭 공구대 이동기구(14A, 14B) 및 저위 절삭 공구대 이동기구(14C)에 의해, 각각 Z축방향, 가공기기 지지면(4)을 따라 Z축방향과 직교하는 방향인 X축방향, 및 가공기기 지지면(4)과 직교하는 방향인 Y축방향으로 이동가능하다. 이들 절삭 공구대 이동기구(14A, 14B, 14C)는, 각부의 방향이나 치수의 차이, 및 일부 구조의 차이를 제외하면 기본적으로 동일한 구조이므로, 도 2 및 도 3과 함께, 저위 절삭 공구대 이동기구(14C)를 예로 들어 설명한다. 한편, 도 2에는 절삭 공구대 이동기구(14A, 14B)의 일부에 대해서만 부호를 부여하여 나타낸다.

저위 절삭 공구대 이동기구(14C)는, 가공기기 지지면(4) 상에 설치한 Z축방향 레일(15)을 따라 이동가능한 Z축 이동대(16)와, 상기 Z축 이동대(16)를 Z축방향으로 이동시키는 Z축 이송기구부(17)와, Z축 이동대(16)에 설치한 X축방향 레일(18)을 따라 이동가능한 X축 이동대(19)와, 상기 X축 이동대(19)를 X축방향으로 이동시키는 X축 이송기구부(20)와, X축 이동대(19)에 설치되며 저위 절삭 공구대(14C)를 Y축방향으로 이동 가능하게 안내하는 Y축방향 레일(21)과, 저위 절삭 공구대(14C)를 Y축방향으로 이동시키는 Y축 이송기구부(22)를 갖는다.

Z축 이송기구부(17)는, 베드(3) 상에 설치된 Z축 이송모터(17a; 도 2)와, 상기 Z축 이송모터(17a)의 회전을 직선동작으로 변환하는 이송나사기구(17b)로 이루어진다. X축 이송기구부(20)는, Z축 이동대(16) 상에 설치된 X축 이송모터(20a)와, 상기 X축 이송모터(20a)의 회전을 직선동작으로 변환하는 이송나사기구 등의 회전·직선변환기구(도시생략)로 이루어진다. 또한, Y축 이송기구부(22)는, X축 이동대(19) 상에 설치된 Y축 이송모터(22a)에 의해, 상기 Y축 이송모터(22a)의 회전을 직선동작으로 변환하는 랙·피니언 기구 등의 회전·직선변환기구(도시생략)로 이루어진다.

저위 절삭 공구대 이동기구(14C)의 Z축 이동대(16)는, 고위 절삭 공구대 이동기구(14A, 14B)의 Z축 이동대(16)와는 달리, 도 4 및 도 5에 나타낸 구조로 되어 있다. 즉, 저위 절삭 공구대 이동기구(14C)의 Z축 이동대(16)는, 가공기기 지지면(4)측의 베이스부(25)와, X축 이동대(19)를 안내하는 안내부(26)를, 본체부(27)의 표리에 각각 설치한 구조이다. 베이스부(25)에는, 상기 Z축방향 레일(15)에 슬라이딩 가능하게 접하는 슬라이딩 안내부(28)가 설치되어 있다. 또한, 안내부(26)에는, 상기 X축방향 레일(18)이 설치되어 있다. 상기 Z축 이동대(16)는, 예컨대 주조에 의해 전체가 일체성형되어 있다.

도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 가공기기 지지면(4)에 수직인 방향에서 바라본 본체부(27)의 평면형상은, X축방향의 상부(27a)는 Z축방향의 양쪽이 하강하는 끝이 좁아지는 형상이 되며, 또한 하부(27b)는 Z축방향으로 일정 폭을 갖는 형상으로 되어 있다. 이 예의 경우, 상부(27a)는, 외형이 반원형이 되는 끝이 좁아지는 형상이다. 하부(27b)의 Z축방향의 폭은, 베이스부(25)의 폭보다는 좁고, 안내부(26)의 폭과 거의 같은 치수로 되어 있다. 상기 본체부(27)의 평면형상은, 베이스부(25) 및 안내부(26)와의 경계부를 제외하고, Y축방향의 각부에서 동일하다. 본체부(27)의 상부(27a)와 베이스부(25) 및 안내부(26)와의 경계부, 그리고 본체부(27)의 하부(27b)의 양측부와 베이스부(25) 간의 경계부는, 단면이 원호형상과 같은 매끄러운 경계표면부(29)에 의해 연결되어 있다.

또, 본체부(27)는, 도시한 예에서는 Y축방향의 임의의 높이 위치의 단면 치수를 같게 하고 있지만, Y축방향의 상측 또는 하측이 점차 작아지는 형상이어도 된다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 대향 2축 선반인 공작기계는, 제품으로서의 완성시에, 가공기기 지지면(4)을 따라 설치되며 주축이동기구(7A, 7B)의 이송나사기구(9) 및 각 절삭 공구대 이동기구(14A, 14B, 14C)의 Z축 이송기구부(17)의 이송나사기구(17b)를 덮는 베드 커버(30)와, 주축대(2A, 2B)를 덮는 박스형상의 주축대 커버(31A, 31B)와, 각 절삭 공구대(10A, 10B, 10C)의 절삭 공구대 지지체(11)를 덮는 마찬가지로 박스형상의 절삭 공구대 커버(32A, 32B, 32C)와, 주축대(2A, 2B) 및 절삭 공구대(10A, 10B, 10C)가 설치된 공간인 가공영역의 Z축방향의 양측면을 덮는 측면 커버(33)가 설치된다.

베드 커버(30)는, 위에서부터 순서대로, 고위 절삭 공구대 이동기구(14A, 14B)의 Z축 이송기구부(17)의 이송나사기구(17b; 도 2)를 덮는 상부 커버부분(30a)과, 주축이동기구(7A, 7B)의 이송나사기구(9; 도 2)를 덮는 중간부 커버부분(30b)과, 하위 절삭 공구대 이동기구(14C)의 Z축 이송기구부(17)의 이송나사기구(17b;도 2)를 덮는 하부 커버부분(30c)으로 나뉘어져 있고, 각 커버부분(30a, 30b, 30c)은, 주축대(2A, 2B) 및 절삭 공구대(10A, 10B, 10C)의 Z축방향 이동에 따라 Z축방향으로 확대 및 축소 또는 이동하는 구조로 되어 있다. 예컨대, 중간부 커버부분(30b)은, Z축방향으로 배열되는 복수의 판형상부재(34; 도 7)로 이루어지고, 이들 판형상부재(34)가 Z축방향으로 서로 슬라이딩함으로써 확대 및 축소된다. 각 판형상부재(34)의 슬라이딩 접촉부에는, 판형상부재(34) 사이의 틈을 막으며, 중간부 커버부분(30b)의 확대 및 축소시에 판형상부재(34)의 표면에 부착된 절삭가루 및 쿨런트를 제거하는 와이퍼(35; 도 7)가 설치되어 있다. 하부 커버(30c)는, 저위 절삭 공구대 이동기구(14C)의 Z축 이동대(16)의 베이스부(25)에 고정되어, Z축 이동대(16)와 함께 Z축방향으로 이동한다. 또한, 상부 커버부분(30a)의 하단은 중간부 커버부분(30b)의 상단 앞쪽으로 덮이고, 중간부 커버부분(30b)의 하단은 하부 커버부분(30c)의 상단 앞쪽으로 덮여 있다.

하위 절삭 공구대(10C)의 절삭 공구대 커버(32C)는, 그 가공기기 지지면(4)측단부가 저위 절삭 공구대 이동기구(14C)의 Z축 이동대(16)에서의 안내부(26)의 외주에 부착된다. 따라서, 절삭 공구대 커버(32C)에 의해, 저위 절삭 공구대(14C)의 절삭 공구대 지지체(11)와 함께, 안내부(26)에 설치한 X축방향 레일(18), X축 이동대(19), X축 이송기구부(20), Y축방향 레일(21), 및 Y축 이송기구부(22)가 덮인다. 절삭 공구대 커버(32C)는, 앞 부분이 비스듬히 잘려진 대략 직육면체형상으로 되어 있고, 그 상면(32a)은, 가공기기 지지면(4)측으로 낮은 경사면으로 되어 있다.

상기 공작기계는, 각 절삭 공구대(10A, 10B, 10C)가 Z축방향 및 X축방향으로 이동함으로써, 절삭 공구대(10A, 10B, 10C)의 공구(23)의 이송방향 및 절삭방향의 이동이 부여되어, 주축(1A, 1B)에 파지된 공작물(W ; 도 1)에 대하여 절삭가공을 행한다. 상위 절삭 공구대(10A)는 주축(1A)에 파지된 공작물(W)에 대하여 가공을 행하고, 상위 절삭 공구대(10B)는 주축(1B)에 파지된 공작물(W)에 대하여 가공을 행하며, 하위 절삭 공구대(10C)는 주축(1A, 1B)에 파지된 각각의 공작물(W)에 대하여 가공을 행한다. 주축대(2A, 2B)를 Z축방향으로 이동시켜 양쪽 주축대(2A, 2B)의 간격을 변경함으로써, 도 1에 나타낸 바와 같이, 2개의 주축(1A, 1B)에 의해 1개의 공작물(W)을 지지하는 것도 가능하다. 또한, 각 절삭 공구대 이동기구(14A, 14B, 14C)는, 절삭 공구대(10A, 10B, 10C)를 Y축방향 레일(21)을 따라 Y축방향으로 이동시키는 기능을 가지기 때문에, 회전공구(도시생략)에 의해 공작물(W)의 편심위치에서 가공을 실시하는 것이 가능하다.

상위 절삭 공구대(10A, 10B)의 가공에 의해 생기는 절삭가루는, 주축(1A, 1B)보다 하측에 위치하는 저위 절삭 공구대(10C)의 절삭 공구대 커버(32C)나 저위 절삭 공구대 이동기구(14C)의 Z축 이동대(16) 상에 떨어진다. 또한, 하위 절삭 공구대(10C)의 가공에 의해 생기는 절삭가루의 일부도, 절삭 공구대 커버(32C)나 저위 절삭 공구대 이동기구(14C)의 Z축 이동대(16) 상에 떨어진다. 절삭 공구대 커버(32C) 상에 떨어진 절삭가루는, 가공기기 지지면(4)측으로 경사진 절삭 공구대 커버(32C)의 상면(32a)을 거쳐서 Z축 이동대(16) 상으로 안내된다. Z축 이동대(16)의 본체부(27)는, 가공기기 지지면(4)에 수직인 방향으로부터 볼 때, X축방향의 상부(27a)는 Z축방향의 양쪽이 하강하는 끝이 좁아지는 형상이므로, 본체부(27) 상의 절삭가루가, 도 5의 (B)에 화살표로 나타낸 흐름을 따라 Z축방향의 양쪽으로 배출되기 쉽다. 이에 따라, Z축 이동대(16) 상에 절삭가루가 잘 퇴적되지 않아 절삭가루를 제거하는 작업 횟수를 줄일 수 있다. 또한, Z축 이동대(16) 상에 절삭가루가 퇴적되기 어렵기 때문에, 퇴적된 절삭가루에 의해 와이퍼(35)가 열화되는 것을 막을 수 있다.

Z축 이동대(16)의 본체부(27)에서의 X축방향의 하부(27b)는, 가공기기 지지면(4)에 수직인 방향에서 볼 때 일정 폭을 가진 형상이기 때문에, 본체부(27)가 원형인 경우에 비해 강성의 향상이 예상된다.

또, 상기 Z축 이동대(16)의 구조를 X축 이동대(19)에 채용함으로써도, 저위 절삭 공구대 이동기구(14C)의 절삭가루 배출 처리성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 절삭 공구대(10C)의 인덱스 클리어런스(공구를 부착해서 회전할 수 있는 최대 직경)를 확보하면, X축 이동대(19) 및 Z축 이동대(16)가 커질 가능성이 높고, 칼날끝으로부터 Z축 이동대(16)까지의 높이가 높아지기 때문에, 가공시에 커다란 모멘트 하중이 Z축 이동대(16)에 가해짐으로써, 강성면이 염려된다.

도 8은 다른 Z축 이동대(16)의 본체부(27)의 단면형상을 나타낸 도면이다. 상기 본체부(27)는, 상부(27a)의 외형이, 이점쇄선으로 나타낸 반원(C)보다 베이스부(25) 상측의 모서리 방향으로 돌출한 형상으로 되어 있다. 단, 이 경우에도, Z축방향의 양쪽이 하강하는 끝이 좁아지는 형상이다. 본체부(27)를 상기 형상으로 함으로써, 도 4 및 도 5에 나타낸 Z축 이동대(16)보다, 본체부(27)의 단면적이 커져, Z축 이동대(16)의 강성을 높일 수 있다.

도 9는 또 다른 Z축 이동대(16)의 본체부(27)의 단면형상을 나타낸 도면이다. 상기 본체부(27)는, 도 8에 나타낸 것과 마찬가지로, 상부(27a)의 외형을 반원(C)보다 베이스부(25) 상측의 모서리 방향으로 돌출시키고, 또한 그 정상부를 수평으로 잘라내어, 그 절단면에 다른 부재로 이루어진 이등변삼각형의 산형상(山形)부재(40)를 접합하고 있다. 이러한 구성으로 하면, 상기와 마찬가지로, 도 4 및 도 5에 나타낸 Z축 이동대(16)보다, 산형상부재(40)를 포함하는 본체부(27)의 단면적을 크게 하여, Z축 이동대(16)의 강성을 높일 수 있는 동시에, 도 8에 나타낸 것 보다 끝이 좁아지는 형상을 강화하여, 절삭가루의 배출 처리성을 높일 수 있다. 또한, 산형상부재(40)에서의 X축방향의 상면(40a)의 표면을 기계가공 등에 의해 평활하게 마무리(finishing)하면, 절삭가루가 Z축방향의 양쪽으로 원활하게 흘러내리게 되어, 절삭가루의 배출 처리성을 한층 더 높일 수 있다. 산형상부재(40)는 본체부(27)와는 다른 부재로 이루어지며, 또한 상면(40a)은 평면이기 때문에, 표면처리(surface finish)가 용이하다.

도 5, 도 8, 및 도 9에 나타낸 Z축 이동대(16)는, 가공기기 지지면(4)에 수직인 방향에서 바라본 본체부(27) 하부(27b)의 평면형상이 Z축방향으로 일정 폭을 가진 형상이지만, 본체부(27) 하부(27b)의 평면형상을, 도 10과 같이 하측으로 갈수록 넓어지는 끝이 좁아지지 않는 형상으로 해도 된다. 이 예는, 상부(27a)의 외형이 원호형상이며, 하부(27b)가 밑이 넓어지는 사다리꼴형상이다. 상기 Z축 이동대(16)는, 본체부(27)의 하부(27b)가 일정 폭의 형상을 가진 Z축 이동대(16)보다 더욱 강성의 향상이 기대된다.

또는, 본체부(27) 하부(27b)의 평면형상을, 도 11과 같이 반원(C2)보다 좁아지는 비율이 작은 끝이 좁아지는 형상으로 해도 된다. 이 예는, 본체부(27)의 평면형상이 상측으로 갸름하게 형성된 계란형이다. 따라서, 본체부(27)의 상부(27a)는, 상측의 반원(C1)보다 상하로 가늘고 길어 외형의 경사가 강하기 때문에, 절삭가루의 배출 처리성이 우수하다. 또한, 하부(27b)는, 끝이 좁아지는 형상이기는 하지만, 하측의 반원(C2)보다 좁아지는 비율이 작다. 이에 따라, 하부의 외형이 반원일 때보다 강성이 높다.

상기 실시형태는, 베드(3)가 슬랜트 구조인 예를 나타내지만, 베드(3)의 가공기기 지지면(4)이 수직인 공작기계에 있어서도, 본 발명에 의해 동일한 작용, 효과가 얻어진다. 또한, 상위 절삭 공구대(10A, 10B)가 없고, 하위 절삭 공구대(10C)만을 갖는 공작기계에도 본 발명을 적용할 수 있다.

1A, 1B : 주축
2A, 2B : 주축대
3 : 베드
4 : 가공기기 지지면
10A, 10B: 상위 절삭 공구대
10C : 하위 절삭 공구대
11 : 절삭 공구대 지지체
12 : 절삭 공구대 본체
14A, 14B : 고위 절삭 공구대 이동기구
14C : 저위 절삭 공구대 이동기구
16 : Z축 이동대
17 : Z축 이송기구부
19 : X축 이동대
20 : X축 이송기구부
21 : Y축방향 레일
22 : Y축 이송기구부
25 : 베이스부
26 : 안내부
27 : 본체부
27a : 상부
27b : 하부
30 : 베드 커버
31 : 주축대 커버
32A, 32B, 32C : 절삭 공구대 커버

Claims

가공기기 지지면이 기계 정면쪽에서 볼 때 앞쪽이 낮은 경사면 또는 수직면인 베드와,
상기 가공기기 지지면 상에 배치되고, 중심선이 가공기기 지지면과 평행하며 또한 수평방향인 Z축방향을 따르는 주축을 지지하는 주축대와,
상기 가공기기 지지면에서의 상기 주축대보다 저위에 위치하고, 상기 Z축방향, 및 상기 가공기기 지지면을 따라 상기 Z축방향과 직교하는 방향인 X축방향으로 이동가능한 저위 절삭 공구대와,
상기 저위 절삭 공구대를 상기 Z축방향 및 X축방향으로 이동시키는 저위 절삭 공구대 이동기구를 구비한 공작기계로서,
상기 저위 절삭 공구대 이동기구는,
상기 가공기기 지지면 상에 상기 Z축방향으로 이동가능하게 설치된 Z축 이동대와,
상기 Z축 이동대를 상기 Z축방향으로 이동시키는 Z축 이송기구부와,
상기 Z축 이동대 상에 상기 X축방향으로 이동가능하게 설치되며, 상기 저위 절삭 공구대가 탑재된 X축 이동대와,
상기 X축 이동대를 상기 X축방향으로 이동시키는 X축 이송기구부를 가지고,
상기 Z축 이동대는, 상기 가공기기 지지면측의 베이스부와 상기 X축 이동대를 안내하는 안내부를 본체부의 표리에 각각 설치한 구조이며, 상기 가공기기 지지면에 수직인 방향에서 바라본 상기 본체부의 평면형상을, 상기 X축방향의 상부는, 상기 Z축방향의 양쪽이 하강하는 끝이 좁아지는 형상으로 하고, 또한 하부는, 하측이 좁아지지 않는 끝이 좁아지지 않는 형상, 또는 반원보다 좁아지는 비율이 작은 끝이 좁아지는 형상으로 한 공작기계.
제 1항에 있어서,
상기 가공기기 지지면에서의 상기 저위 절삭 공구대보다 고위의 위치에 상기 저위 절삭 공구대와는 별도로 고위 절삭 공구대가 설치되고, 상기 저위 절삭 공구대는, 상기 X축 이동대에 탑재된 절삭 공구대 지지체와, 상기 절삭 공구대 지지체에 지지된 절삭 공구대 본체를 구비하고, 상기 절삭 공구대 지지체를, 상면이 상기 가공기기 지지면측으로 낮은 경사면으로 된 커버로 덮은 공작기계.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 저위 절삭 공구대가, 상기 X축 이동대에 대하여 상기 가공기기 지지면과 교차하는 방향인 Y축방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 저위 절삭 공구대를 상기 Y축방향으로 이동시키는 Y축 이송기구부를 상기 X축 이동대에 설치한 공작기계.