机床的制作方法

本发明涉及例如车床等机床。

背景技术：

以往，作为车床等机床已知有如下结构的机床：为了能够对保持在主轴的工件进行多种加工，使主轴不仅能够在轴向(z轴方向)上移动，还能够在上下方向(y轴方向)上移动。

例如在专利文献1中记载了一种机床，采用了使主轴能够沿支承体的侧面在上下方向上移动的结构，该主轴以使轴线朝向水平方向的姿态被悬臂支承在支承体的侧面，从而能够对保持在主轴的工件的包含轴线的面以外的面也进行各种加工。

另一方面，通常在机床中设置对主轴等进行冷却的结构或装置。

例如在专利文献2中记载了具有如下的冷却结构的机床，即：在将主轴以固定状态支承在支承体的上表面的结构中，在支承体设置通风孔，该通风孔在支承体的侧面和上表面之间贯通支承体并且朝向主轴开口，通过该通风孔从主轴的下方侧向上方侧送风来冷却主轴。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭52-108588号公报；

专利文献2：日本专利第3293242号公报。

技术实现要素：

发明要解决的课题

在使主轴不仅能够在轴向上移动还能够在上下方向上移动的现有的机床中，由于在主轴的周围设置用于使主轴在上下方向上移动的移动机构，所以难以确保设置用于冷却主轴的结构或装置的空间。因此，若要设置用于冷却主轴的结构或装置，则存在导致机床大型化的问题。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种不会使机床大型化而具有能够冷却主轴的冷却结构的机床。

用于解决课题的方案

本发明的机床的特征在于，以轴线沿着支承体的支承面的姿态被支承在该支承面的主轴能够在沿着上述支承面并且与该主轴的轴线正交的上下方向移动，在上述支承体设置有通风孔，该通风孔在上述支承面与朝向该支承面的相反侧的面之间贯通上述支承体并且向上述主轴开口。

本发明的机床在上述结构中，优选在所述支承体的所述支承面侧设置有能够使所述主轴相对于所述支承面在上下方向移动的移动机构。

本发明的机床在上述结构中，优选具有强制地使风向上述通风孔流动的鼓风机。

发明效果

根据本发明，能够提供一种不会使机床大型化而具有能够冷却主轴的冷却构造的机床。

附图说明

图1是示意地表示本发明的一个实施方式的机床的立体图。

图2是表示图1所示的背面主轴单元的详细结构的立体图。

图3是图2所示的背面主轴单元的纵向剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一个实施方式的机床1构成为使用工具对旋转的工件w进行切削加工(车削加工)的车床。机床1在基座2的上表面具有正面主轴单元10、导套(guidebush)20、背面主轴单元30以及背面工具台40。

正面主轴单元10具有正面主轴箱11和旋转自如地支承在正面主轴箱11上的正面主轴12。正面主轴12以轴线与基座2的上表面平行(水平)的姿态配置。

正面主轴12形成为能够将从正面主轴箱11的后端侧插入的长条的棒状的工件w沿轴线送出的中空形状，并且构成为能够通过卡盘保持工件w。在正面主轴箱11中内置有例如内置(built-in)式的电动机等驱动源，正面主轴12能够被该驱动源驱动，从而使工件w旋转。

在基座2的上表面设置有沿与正面主轴12的轴线平行的方向延伸的一对正面z轴导轨13。正面主轴箱11滑动自如地支承在这些正面z轴导轨13上。正面主轴箱11能够通过具有例如滚珠丝杠机构等的驱动装置而被驱动，沿着正面z轴导轨13移动。通过使正面主轴箱11沿着正面z轴导轨13移动，能够使正面主轴12在沿着轴线的z轴方向上移动。

导套20被固定于基座2的衬套支承台21所支承，配置成轴线与正面主轴12的轴线一致。从正面主轴12的顶端突出的工件w的顶端侧的部分贯通导套20，被导套20支承而引导。

机床1也能够采用不设置导套20的结构。

背面主轴单元30具有背面主轴箱31和旋转自如地支承在背面主轴箱31的背面主轴32。背面主轴32以轴线与正面主轴12的轴线平行(水平)的姿态而与正面主轴12相向配置。

背面主轴32构成为在使轴线与正面主轴12一致的状态下从正面主轴12接收工件w，能够通过卡盘保持该工件w。在背面主轴箱31中内置有例如内装型的电动机等驱动源，背面主轴32能够被该驱动源驱动而使工件w旋转。

在基座2的上表面设置有与背面主轴32的轴线垂直且在水平的方向(x轴方向)延伸的一对背面x轴导轨33。在背面x轴导轨33上滑动自如地支承有x轴滑动台34。x轴滑动台34能够通过例如具有滚珠丝杠机构等的驱动装置d1(参照图2)而被驱动，从而沿着背面x轴导轨33移动。通过使x轴滑动台34沿着背面x轴导轨33移动，能够使背面主轴32在x轴方向上移动。

在x轴滑动台34的上表面设置有在与背面主轴32的轴线平行的z轴方向上延伸的一对背面z轴导轨35。在背面z轴导轨35上滑动自如地支承有z轴滑动台36。z轴滑动台36能够通过例如具有滚珠丝杠机构等的驱动装置d2(参照图2)而被驱动，从而沿着背面z轴导轨35移动。通过使z轴滑动台36沿着背面z轴导轨35移动，能够使背面主轴32在z轴方向上移动。

在z轴滑动台36的上表面固定有支承体37。支承体37构成为沿着z轴方向延伸的壁状，朝向x轴方向的一方的侧面成为支承面37a。支承面37a与背面主轴32的轴线平行。

在支承面37a设置有沿上下方向(y轴方向)延伸的一对背面y轴导轨38。在背面y轴导轨38上滑动自如地支承有上述背面主轴箱31。通过背面主轴箱31支承在设置于支承面37a的背面y轴导轨38，背面主轴32以轴线沿着支承面37a的姿态经由背面主轴箱31和背面y轴导轨38而支承在支承体37的支承面37a。

背面主轴箱31能够通过例如具有滚珠丝杠机构等的驱动装置d3(参考图2、图3)而被驱动，从而沿着背面y轴导轨38移动。通过使背面主轴箱31沿着背面y轴导轨38移动，能够使背面主轴32在沿着支承面37a并且与该背面主轴32的轴线正交的上下方向即y轴方向上移动。

如上所述，背面主轴32除了能够在x轴方向和z轴方向上移动之外，还能够在y轴方向上移动。

在背面主轴箱31固定有正面工具台31c，在正面工具台31c设置有正面加工用工具39。正面加工用工具39向正面主轴12侧突出，能够用于对保持在正面主轴12的工件w进行切削加工。正面加工用工具39能够与背面主轴32一起在x轴方向、y轴方向以及z轴方向这3个方向上移动。

经由正面工具台31c设置于背面主轴箱31的正面加工用工具39例如在x轴方向或y轴方向上排列地设置多根，或者在y轴方向上排列地设置成多层等，其根数及配置能够进行各种变更。

背面工具台40在x轴方向上与正面主轴单元10邻接地固定在基座2的上表面。在背面工具台40的朝向背面主轴单元30的一侧的面设置有多个背面加工用工具41。在图1中，为方便起见，仅对上层的一根背面加工用工具41和下层的一根背面加工用工具41标注符号。各背面加工用工具41分别向背面主轴32的一侧突出，能够用于对保持在背面主轴32的工件w进行切削加工。这些背面加工用工具41也可以构成为例如通过内置于背面工具台40的驱动源而被旋转驱动的旋转工具。

设置在背面工具台40的背面加工用工具41的个数及配置能够进行各种变更。还能够在基座2的上表面设置其他背面工具台。

机床1具有如以往公知的nc控制装置那样的控制部，该控制部能够对旋转驱动正面主轴12的驱动源、旋转驱动背面主轴32的驱动源、使正面主轴12向x轴方向移动的驱动装置、使背面主轴32分别向x轴方向、y轴方向、z轴方向移动的3个驱动装置d1～d3、以及工件w的进给装置等进行综合控制，从而进行正面主轴12的旋转、背面主轴32的旋转、正面主轴12的位置控制以及背面主轴32的位置控制等。通过由控制部综合控制上述各装置等，能够对工件w进行多种切削加工。

例如，通过使背面主轴箱31移动而将任一个正面加工用工具39与保持在正面主轴12的工件w同轴地配置，并通过使正面主轴12以规定的旋转速度进行旋转的同时在z轴方向上移动，能够对该工件w的正面侧进行切削加工。另外，通过使背面主轴箱31移动而将保持在背面主轴32的工件w与设置在背面工具台40的任一个背面加工用工具41同轴地配置，并通过使背面主轴32以规定的旋转速度进行旋转的同时在z轴方向上移动，能够对该工件w的背面侧进行切削加工。

如图2、图3所示，对支承于背面主轴箱31的背面主轴32在上下方向上进行驱动的驱动装置d3具有电动机50、滚珠丝杠机构60以及带轮机构70。

电动机50被固定于支承体37的上端的框架51支承，以将输出轴50a朝向上方的姿态，与支承体37的支承面37a相反侧的相反面37b隔开间隔地相向配置。

滚珠丝杠机构60具有：外螺纹部61，其固定在背面主轴箱31的上表面，与y轴方向平行地竖立；以及螺母部64，其通过一对轴承62旋转自如地支承在支承体37，并且经由多个滚珠63与外螺纹部61进行螺纹连接。螺母部64支承在支承体37来限制向上下方向的移动。

带轮机构70能够将输出轴50a的旋转传递到螺母部64，带轮机构70具有：输出侧带轮71，其固定在电动机50的输出轴50a，与输出轴50a一起旋转；输入侧带轮72，其固定在螺母部64，与螺母部64一起旋转；以及带73，其架设在输出侧带轮71与输入侧带轮72之间。

当电动机50启动时，输出轴50a的旋转经由带轮机构70传递至螺母部64，通过螺母部64的旋转，外螺纹部61在上下方向上移动。由此，通过驱动装置d3，背面主轴箱31即背面主轴32在上下方向上被驱动。背面主轴箱31或背面主轴32的移动方向是通过切换电动机50的旋转的正反向来改变的。

在本实施方式中，在支承体37的支承面37a侧设置的背面y轴导轨38和滚珠丝杠机构60构成了能够使背面主轴32相对于支承体37的支承面37a在上下方向上移动的移动机构。

在支承体37设置有通风孔80。通风孔80在支承面37a与相反面37b之间沿大致水平方向贯通支承体37。通风孔80在支承面37a侧的一对背面y轴导轨38之间开口，该开口朝向背面主轴32侧。

为了强制地使风流向通风孔80，在支承体37安装有鼓风机90。鼓风机90构成为鼓风扇，具有大致圆筒状的护罩91和配置在护罩91内部的风扇92。风扇92通过配置在轴心的电动机等驱动源而被驱动旋转。鼓风机90使用螺栓等固定在设置于支承体37的相反面37b的法兰盘部分93，由此配置在通风孔80的相反面37b侧的开口。护罩91的一部分插入到通风孔80的内部。

当鼓风机90启动时，在通风孔80强制性地从支承体37的相反面37b侧向支承面37a侧产生风的流动，冷却风从支承体37的相反面37b侧通过通风孔80向背面主轴箱31的内部的背面主轴32流动，从而能够冷却背面主轴32。

在背面主轴箱31设置有将背面主轴32的外周覆盖的圆筒状部分31a，在圆筒状部分31a的外周面一体地设置有多个叶片状的散热器(散热板)31b。

从通风孔80朝向背面主轴箱31的内部流动的冷却风通过吹到圆筒状部分31a或散热器31b，由此经由该圆筒状部分31a或散热器31b来冷却背面主轴箱31或背面主轴32。通过对背面主轴箱31或背面主轴32进行冷却，由此除了防止由于背面主轴32侧的热导致的故障以外，还抑制由于来自背面主轴箱31或背面主轴32的热导致的机床的热位移，防止保持在背面主轴32的工件w的加工精度的降低。

背面主轴箱31或背面主轴32在y轴方向的移动行程和通风孔80的大小设定成无论背面主轴箱31或背面主轴32位于y轴方向的移动行程的范围内的哪个位置，冷却风总是向背面主轴箱31的内部流动。

如上所述，在本实施方式的机床1中，在支承体37的支承面37a所支承的背面主轴32能够沿着支承面37a在上下方向移动的结构的支承体37中设置通风孔80，该通风孔80在支承面37a和相反面37b之间贯通支承体37并且朝向背面主轴32开口，通过流经该通风孔80的冷却风来冷却背面主轴32，因此无需设置冷却水套等冷却装置、大规模的冷却结构等，就能够冷却背面主轴32。因此，能够提供一种不使机床1大型化就能够冷却背面主轴32的小型机床1。

在本实施方式的机床1中，通过从通风孔80朝向背面主轴箱31的内部流动的冷却风，不仅能够冷却背面主轴箱31或背面主轴32，还能够冷却配置在支承体37的支承面37a侧的移动机构即背面y轴导轨38及滚珠丝杠机构60。即，通过来自通风孔80的冷却风，能够冷却背面主轴32和移动机构双方。

例如，能够以如下方式配置通风孔80等，即通过冷却风能够直接或间接地冷却背面y轴导轨38及滚珠丝杠机构60的结构，或者经由被来自通风孔80的冷却风冷却了的支承体37或背面主轴箱31来间接地冷却背面y轴导轨38及滚珠丝杠机构60。

通过利用来自通风孔80的冷却风来冷却背面y轴导轨38和滚珠丝杠机构60，抑制背面y轴轨道38或滚珠丝杠机构60的热位移，防止背面主轴箱31或背面主轴32的位置控制产生误差。因此，防止保持在背面主轴32的工件w的加工精度的降低。

本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。

在上述实施方式中，示出了在上下方向上可移动地支承背面主轴32的支承体37设置通风孔80来冷却背面主轴32的情况，但也可以采用通过支承体能够使正面主轴12在上下方向上移动，在该支承体设置通风孔来冷却正面主轴12的结构。

在上述实施方式中，机床1采用了具有正面主轴12和背面主轴32的结构，但也可以采用仅具有一个主轴的结构。在此情况下，采用通过支承体在上下方向可移动地支承该一个主轴，通过设置在该支承体的通风孔来冷却主轴。

在上述实施方式中，使用具有大致圆筒状的护罩91和配置在护罩91的内部的风扇92的鼓风扇作为鼓风机90，但只要是能够强制地使风在通风孔80中流动的构件，则可以使用其他结构的鼓风机。

在上述实施方式中，将鼓风机90配置在通风孔80的相反面37b侧的开口，但例如配置在通风孔80的内部等，只要能够强制地使风在通风孔80中流动，则其配置场所能够进行各种变更。

在上述实施方式中，在通风孔80中使风从相反面37b侧向支承面37a侧流动，但也可以在通风孔80中使风从支承面37a侧向相反面37b侧流动。在这种情况下，由于在通风孔80产生的负压，风从背面主轴32一侧流向通风孔80来冷却背面主轴32。

也可以不设置鼓风机90，而采用利用背面主轴32周围的空气通过背面主轴32的热进行加热而产生的对流，使风在通风孔80中流动的结构。

使背面主轴32在上下方向移动的移动机构或驱动装置d3的结构、其他驱动装置d1、d2的结构等也能够进行各种变更。

附图标记说明

1：机床

2：基座

10：正面主轴单元

11：正面主轴箱

12：正面主轴

13：正面z轴导轨

20：导套

21：衬套支承台

30：背面主轴单元

31：背面主轴箱

31a：圆筒状部分

31b：散热器

31c：正面工具台

32：背面主轴

33：背面x轴导轨

34：x轴滑动台

35：背面z轴导轨

36：z轴滑动台

37：支承体

37a：支承面

37b：相反面

38：背面y轴导轨(移动机构)

39：正面加工用工具

40：背面工具台

41：背面加工用工具

50：电动机

50a：输出轴

51：框架

60：滚珠丝杠机构(移动机构)

61：外螺纹

62：轴承

63：滚珠

64：螺母部

70：带轮机构

71：输出侧带轮

72：输入侧带轮

73：带

80：通风孔

90：鼓风机

91：护罩

92：风扇

93：法兰盘部分

w：工件

d1：驱动装置

d2：驱动装置

d3：驱动装置