专利名称：机床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将刀具安装在主轴上，使主轴移动，从而加工工件的机床。
背景技术：
机床具有主轴、主轴头、立柱、移动部和基座。将刀具安装在主轴上。主轴头以能够使主轴旋转的方式支承该主轴。立柱以能够使主轴头移动的方式支承该主轴头。移动部以能够使立柱沿一方向移动的方式支承该立柱。基座以能够使移动部沿与上述一方向正交的方向移动的方式支承该移动部。Z移动机构设置在立柱上，其用于使主轴沿上下方向移动。Y移动机构设置在移动部上，其用于使立柱沿前后方向移动。X移动机构设置在基座上，其用于使移动部沿左右方向移动。日本公开特许公报1996-276346号公开了一种机床。机床具有用于保持工件的工件保持部，工件保持部设置在基座的立柱前方。机床利用X移动机构 Z移动机构使主轴头沿规定方向移动，从而加工工件。机床用防护罩包围机床，在该机床用防护罩的前表面具有门。各移动机构使用滚珠丝杠机构。例如，主轴头与螺母部相连结，主轴头通过滚珠丝杠的旋转来移动。为了提高零件的生产效率，机床尽可能地使主轴头、立柱以高速移动来加工工件。滚珠丝杠以高速旋转，加工时对滚珠丝杠和螺母部的负荷较大。为了防止滚珠丝杠和螺母部破损，要定期地对它们进行更换。圆筒形的螺母保持部设置在立柱的下部。将螺母保持部的前后方向作为轴向。螺母保持部保持Y移动机构的螺母部。固定台设直在移动部，固定台固定Y移动机构。轴承单元设置在固定台的前侧，轴承单元支承Y移动机构的滚珠丝杠的一端部。马达设置在固定部的后侧，与滚珠丝杠的另一端部相连结。轴承单元、马达将滚珠丝杠的两端部固定在固定台上。螺母部固定在螺母保持部上并装配在滚珠丝杠上。在更换Y移动机构的滚珠丝杠和螺母部时，操作者打开机床用防护罩的门，解除对滚珠丝杠的两端部的固定，解除对螺母部的固定。操作者使滚珠丝杠向前侧移动，沿着轴向将螺母部从螺母保持部拔出，从打开的门中取出滚珠丝杠和螺母部。从前侧取出滚珠丝杠和螺母部时，操作者必须避免滚珠丝杠和螺母部与工件保持部相接触，因此，难以顺利地取出滚珠丝杠和螺母部。工件的切屑会堆积在工件保持部上，在取出作业中会附着在操作者上。由于控制盘设置在机床用防护罩的后表面上，因此，操作者无法使滚珠丝杠沿着轴向向后方移动。
实用新型内容本实用新型的目的在于使操作者顺利地取出滚珠丝杠和螺母部。技术方案I的机床具有:主轴头，其通过安装刀具来加工工件；立柱，其支承主轴头；支承部，其支承立柱；螺母部，其与支承部的下侧相连结，能够沿一个轴向移动；以及滚珠丝杠，其与螺母部螺纹结合。筒形的螺母保持部设置在支承部的下部，其用于保持螺母部。螺母保持部具有沿着滚珠丝杠的轴向延伸的缝隙。操作者从螺母保持部的缝隙拔出滚珠丝杠，使其向轴向以外的方向移动。操作者使滚珠丝杠和螺母部向侧方移动或者滚动地将滚珠丝杠和螺母部取出。因此，无需使滚珠丝杠沿轴向移动滚珠丝杠长度那么长，因此，操作者能够容易地更换滚珠丝杠。技术方案2的机床在滚珠丝杠的下侧设置有用于固定滚珠丝杠的固定台。凹部设在固定台的与滚珠丝杠相对的部分上。缝隙设在与凹部相对的位置上。滚珠丝杠位于固定台的凹部内，且缝隙与凹部相对，因此，操作者能够自螺母保持部卸下滚珠丝杠。技术方案3的机床在滚珠丝杠的一端侧设置用于保持工件的工件保持部。凹部的底面的至少一部分朝向滚珠丝杠的另一端部侧下降倾斜。凹部的底面在工件保持部的相反侧下降倾斜。操作者仅通过使滚珠丝杠沿着凹部的底面的倾斜而倾斜，就能够从缝隙拔出滚珠丝杠。技术方案4的机床的凹部沿着滚珠丝杠的轴向延伸。凹部的沿着轴向的侧面的至少一部分是随着从该凹部的底面向上方去而远离螺母保持部的倾斜面。凹部的沿着轴向的侧面倾斜，因此，操作者能够容易地使从缝隙拔出后的滚珠丝杠自凹部的底面沿着侧面移动。
图1是实施方式I的机床的示意性立体图。图2是机床的示意性主视图。图3是机床的示意性右视图。图4是省略了换刀装置及覆盖导轨的防护罩等的机床的示意性立体图。图5是示意性地表示机床用防护罩的立体图。图6是Y方向移动装置和固定台的示意性立体图。图7是省略了 Y方向移动台的Y方向移动装置和固定台的示意性立体图。图8是机床的示意性局部纵剖视图。图9是Y方向移动装置和固定台的示意性局部放大纵剖视图。图10是螺母保持部和凹部的示意性后视图。图11是示意性地表示自马达支承板卸下Y方向驱动马达后的状态的立体图。图12是示意性地表示自安装台卸下轴承部、自螺母保持部卸下螺母部后的状态的立体图。图13是示意性地表示自安装台卸下轴承部、自螺母保持部卸下螺母部后的状态的局部纵剖视图。图14是示意性地表示自安装台卸下轴承部、自螺母保持部卸下螺母部后的状态的立体图。图15是示意性地表示使滚珠丝杠沿着凹部的侧面滚动的状态的立体图。图16是示意性地表示使滚珠丝杠和螺母部向后上方移动的状态的局部纵剖视图。图17是示意性地表示使滚珠丝杠和螺母部向后上方移动的状态的立体图。图18是表示变更方式的、省略了 Y方向移动台的Y方向移动装置和固定台的示意性立体图。图19是变更方式的机床的示意性局部纵剖视图。
具体实施方式
以下，基于表示实施方式的机床的附图说明本实用新型。在以下说明中，使用在图中用箭头表示的上下、左右和前后。操作者在前方操作机床，装卸工件。如图1 图6所示，机床100具有底座20、固定台21、Y方向移动装置22、X方向移动装置26、立柱28、Z方向移动装置30、主轴头32和换刀装置10等。底座20固定在地面上。固定台21为在俯视状态下在前后方向上较长的矩形形状的箱形，固定台21设置在底座20上。固定台21支承Y方向移动装置22。X方向移动装置26设置在Y方向移动装置22上。立柱28设置在X方向移动装置26上。X方向移动装置26以能够使立柱28沿X方向(左右方向)移动的方式支承该立柱28，Y方向移动装置22以能够使立柱28沿Y方向(前后方向)移动的方式支承该立柱28。立柱28借助于Z方向移动装置30以能够使主轴头32沿Z方向(上下方向)移动的方式支承该主轴头32。主轴头32以能够使主轴(省略图示)旋转的方式支承该主轴。在主轴上安装有刀具。换刀装置10用于交换主轴的刀具。Y方向移动装置2 2具有一对彼此平行的导轨22a、22a、多个滑块22b、22b、…、22b和Y方向移动台22c等。导轨2 2a、22a在左右方向上空开适当的间隔地在固定台21的上表面上沿前后方向延伸。滑块22b、22b、…、22b以能够沿前后方向移动的方式与各导轨22a、22a相嵌合。Y方向移动台22c固定在滑块22b、22b、…、22b上。Y方向移动台22c通过Y方向驱动马达22d的驱动沿前后方向移动。Y方向移动装置22的详细结构将在后述进行说明。X方向移动装置26具有一对彼此平行的导轨26a、26a、多个滑块26b、26b，…、26b、立柱台26c以及X方向驱动马达(省略图示)。导轨26a、26a在前后方向上空开适当的间隔地在Y方向移动台22c的上表面上沿左右方向延伸。滑块26b、26b，…、26b以能够沿左右方向移动的方式与各导轨26a、26a相嵌合。立柱台26c固定在滑块26b、26b,…、26b上。立柱28固定在立柱台26c上。立柱28利用Y方向移动装置22和X方向移动装置26沿Y方向和X方向移动。立柱台26c和立柱28—体地形成。Z方向移动装置30具有一对彼此平行的导轨30a、30a、多个滑块30b、30b、…、30b、主轴头台30c以及Z方向驱动马达(省略图示)。导轨30a、30a在左右方向上空开适当的间隔地在立柱28的前表面上沿上下方向延伸。多个滑块30b、30b、…、30b以能够沿上下方向移动的方式与各导轨30a、30a相嵌合。主轴头台30c固定在滑块30b、30b、…、30b的前表面上。主轴头台30c通过Z方向驱动马达的驱动沿上下方向移动。主轴头32固定在主轴头台30c上。主轴头32通过X方向驱动马达、Y方向驱动马达22d、Z方向驱动马达的驱动沿左右、前后、上下移动。主轴马达35设置在主轴头32的上端。主轴头32以能够使主轴旋转的方式支承该主轴。主轴与主轴马达35相连接。主轴通过主轴马达35的驱动绕轴心旋转。主轴在其下端安装有刀柄(省略图示)地绕轴心旋转。刀柄用于安装刀具。刀具用于加工固定在工件保持部120上的工件。机床用防护罩I设置在底座20的上侧。机床用防护罩I沿上下方向延伸。机床用防护罩I具有矩形的前壁50、左壁60、右壁70和后壁80。前壁50、左壁60、右壁70、后壁80包围机床100。机床用防护罩I具有矩形的顶部90。顶部90与左右方向和前后方向平行。右壁70在其中央部具有两个盖71、71。盖71能够拆卸下来。开口(省略图示)位于右壁70的中央部。盖71覆盖开口。操作者根据需要卸下盖71、71，从开口把手伸进去或者从开口进入到机床用防护罩I内来对机床100进行维护管理。左壁60具有与右壁70相同的开口和两个盖。控制盘81设置在后壁80上。控制盘81具有用于控制机床100的动作的控制基板和用于向上述各马达供给电力的放大器等。为了防止顶部90的中央部分与主轴头32、立柱28等相接触，顶部90的中央部分向上方突出。纵长矩形的开口 51设在前壁50的中央部，操作盘54设置在开口 51的右侧邻近处。操作者经由操作盘54向机床100输入指令。纵长矩形的右门52和左门53能够在开口 51处移动且在左右并列地设置。右门52位于比左门53靠后方的位置。把手52a设置在右门52的前表面上。在操作者把持把手52a向左侧拉动时，右门52和左门53依次向左侧移动而打开。说明Y方向移动装置22和固定台21的结构。如图6 图9所示，凹部21a设在固定台21上表面的左右方向中央部且设在固定台21上表面的后部。如图8、图9所示，凹部21a的底面21b向后方且向下方倾斜。如图10所示，凹部21a的侧面21c是随着自底面21b向上方去而远离螺母保持部220的倾斜面。如图6、图7所示，两个安装台121在左右并列地设置在固定台21的前角部。安装台121呈L形，其固定轴承部22p。安装台121与固定台21—体。两个马达支承板210自固定台21的后表面向后方突出。马达支承板210与左右方向垂直，其与固定台21—体。如图10所示，马达支承板210分别与凹部21a的左右相邻。如图12所示，螺纹孔210a设在马达支承板210的上缘部。收容箱211固定在马达支承板210上。收容箱211收容联轴器22k。收容箱211具有方筒部211a和凸缘部211b。方筒部211a的轴向为前后方向。凸缘部211b分别自方筒部211a的左右两侧面下部水平延伸。贯通孔211e、211f设在方筒部211a的前后。能够打开/关闭的盖211c设置在方筒部211a的上部。供螺栓插入的插入孔211d设在凸缘部211b上。凸缘部211b位于马达支承板210上。插入孔211d和马达支承板210的螺纹孔210a位于同一个轴线上。操作者通过将螺栓插入到插入孔211d中使其与螺纹孔210a螺纹结合而将收容箱211固定在马达支承板210上。Y方向驱动马达22d具有方筒形的壳体。壳体在前后方向上较长,其收容马达。板状的凸缘片22f自壳体前部的四角延伸，其与前后方向垂直。供螺栓插入的插入孔122f设在凸缘片22f上。Y方向驱动马达22d的旋转轴自壳体向前方突出。联轴器22k与旋转轴相连接。旋转轴穿过后侧的贯通孔211f插入到方筒部211a内。联轴器22k位于方筒部211a内。操作者通过将螺栓插入到凸缘片22f的插入孔122f中使其与方筒部211a的后端面的螺纹孔(省略图示)螺纹结合而将Y方向驱动马达22d固定在方筒部211a上。[0054]轴承22η装配在方筒部211a的前侧的贯通孔211e中。圆环状的止挡件22m设置在方筒部211a的前表面上。止挡件22m会限制螺母部22h的移动。止挡件22m和贯通孔211e位于同一个轴线上。供螺栓插入的插入孔122m设在止挡件22m上。止挡件22m是柔软的构件，例如为聚氨酯构件，在螺母部22h与止挡件22m相接触时，止挡件22m会吸收冲击。操作者通过将螺栓插入到止挡件22m的插入孔122m中使其与方筒部211a的前端面的螺纹孔(省略图示)螺纹结合而将止挡件22m固定在方筒部211a上。滚珠丝杠22g的后端部从止挡件22m和轴承22η的前侧装配在止挡件22m和轴承22η中。操作者打开方筒部211a的上表面的盖211c，使联轴器22k旋转，将滚珠丝杠22g和Y方向驱动马达22d的旋转轴连结起来。轴承部22p设置在滚珠丝杠22g的前端部。轴承部22p具有收容圆筒22q和两个凸缘部22r、22r。收容圆筒22q收容轴承。凸缘部22r分别自收容圆筒22q的外周面向外突出。如图9所示，两个轴承22s、22s装配在收容圆筒22q内。固定环22t装配在收容圆筒22q的后端部。固定环22t固定轴承22s的外圈。固定环22t固定在收容圆筒22q上。圆环状的止挡件22u设置在固定环22t的后端面上。止挡件22u会限制螺母部22h的移动。供螺栓插入的两个插入孔122u、122u分别设在止挡件22u的左右。操作者通过将螺栓插入到插入孔122u中使其与固定环22t的后端面的螺纹孔(省略图示)螺纹结合而将止挡件22u固定在固定环22t上。收容圆筒22q、轴承22s、固定环22t和止挡件22u为一体，它们构成轴承部22p。滚珠丝杠22g的前端部从止挡件22u、固定环22t和轴承22s的后侧装配在止挡件22u、固定环22t和轴承22s中。供螺栓插入的两个插入孔122r设在各凸缘部22r上。操作者通过将螺栓插入到凸缘部22r的插入孔122r中使其与安装台121的上表面的螺纹孔121a螺纹结合而将凸缘部22r固定在安装台121上。如图9所示，螺母部22h经由滚动体(图示略)与滚珠丝杠22g螺纹结合。螺母部22h具有圆筒部22i和凸缘部22j。凸缘部22j自圆筒部22i的后端部外周向径向外侧突出。供螺栓插入的四个插入孔122j (参照图11)设在凸缘部22j的周向上。螺母保持部220设置在Y方向移动台22c的下表面后端部，螺母保持部220保持螺母部22h。如图10所示，螺母保持部220为圆筒形。沿着螺母部22h的轴向的缝隙221设在螺母保持部220的下端面上。因此，缝隙221与凹部21a相对。缝隙221的左右宽度小于圆筒部22i的直径，大于滚珠丝杠22g的直径。四个螺纹孔222设在螺母保持部220的后表面上。螺纹孔222与凸缘部22j的插入孔122j相对应。圆筒部22i从螺母保持部220的后方插入到螺母保持部220中。凸缘部22 j位于比螺母保持部220靠后侧的位置。操作者通过将螺栓插入到凸缘部22j的插入孔122j中使其与螺母保持部220的螺纹孔222螺纹结合而将凸缘部22j固定在螺母保持部220上。圆筒部22i的一部分位于螺母保持部220内。螺母保持部220保持螺母部22h。滚珠丝杠22g通过Y方向驱动马达22d的驱动而旋转，螺母部22h沿滚珠丝杠22g的轴向(前后方向)移动。螺母保持部220通过螺母部22h的移动而沿前后方向移动。因此，Y方向移动台22c沿前后方向移动。说明滚珠丝杠22g和螺母部22h的取出方法。为了防止滚珠丝杠22g和螺母部22h破损，要定期地对它们进行更换。操作者卸下右壁70的盖71，从开口把手伸进去来进行作业或者从开口进入到机床用防护罩I内来进行作业。操作者打开收容箱211的上表面的盖211c，松开联轴器22k，解除Y方向驱动马达22d的旋转轴和滚珠丝杠22g之间的连结。操作者自凸缘片22f卸下螺栓，自止挡件22m卸下螺栓。操作者自凸缘部211b卸下螺栓，将Y方向移动马达21自马达支承板210卸下。如图11所示，螺母保持部220即使在卸下Y方向移动马达21后也保持螺母部22h。Y方向移动台22c固定滚珠丝杠22g。操作者自轴承部22p的凸缘部22r卸下螺栓，自螺母部22h的凸缘部22 j卸下螺栓。之后，操作者使螺母部22h和滚珠丝杠22g向后方移动，从螺母保持部220中拔出螺母部22h。操作者将滚珠丝杠22g放置在固定台21上。固定台21的上表面(除凹部21a以夕卜)和Y方向移动台22c的下表面(除螺母保持部220以外)之间的尺寸大于轴承部22p的上下尺寸和左右尺寸。如图13所示，滚珠丝杠22g的中央部分位于固定台21的凹部21a内。如上所述，凹部21a的底面21b向后方且向下方倾斜。当滚珠丝杠22g位于底面21b时,滚珠丝杠22g沿着该底面21b倾斜，被从缝隙221中拔出。如图15的箭头所示，操作者使滚珠丝杠22g沿着凹部21a的侧面21c向右移动。如上所述，凹部21a的侧面21c是随着自底面21b向上方去而远离螺母保持部220的倾斜面。因此，与侧面21c与底面21b垂直时相比，操作者能够使滚珠丝杠22g滚动而使其沿着凹部21a的侧面21c移动。滚珠丝杠22g在螺母保持部220的右下端部和位于右侧的马达支承板210的上端部之间穿过。如图10所示，供给部220a设置在螺母保持部220的左下端部，供给部220a向螺母部22h供给润滑油。因此，滚珠丝杠22g难以在螺母保持部220的左下端部和位于左侧的马达支承板210的上端部之间穿过。当供给部220a位于螺母保持部220的其他部位时，滚珠丝杠22g也可以在螺母保持部220的左下端部和位于左侧的马达支承板210的上端部之间穿过。如图16、图17所示，操作者向前方推压Y方向移动台22c，使其移动到比轴承部22p靠前侧的位置。由于滚珠丝杠22g已向右滚动地移动，因此轴承部22p位于比螺母保持部220靠右侧的位置。当Y方向移动台22c向前方移动时，螺母保持部220并未与轴承部22p相接触。操作者向上方提起滚珠丝杠22g，从右壁70的开口将滚珠丝杠22g取出到外面。如图16所示，滚珠丝杠22g并没有直线地向后方移动，因此，滚珠丝杠22g并未与后壁相接触。在从螺母保持部220取出滚珠丝杠22时，无需使滚珠丝杠22g的端部移动到螺母保持部220，而将滚珠丝杠22g的中央部从缝隙221拔出。因此，能够在安装有轴承部22p的状态下更换滚珠丝杠22g。在没有缝隙221时，需要自滚珠丝杠22g卸下轴承部22p，但是在本实用新型中无需这样做。对于凹部21a的底面21b而言，也可以是只有其一部分倾斜。例如，既可以是只有上端部分倾斜，也可以是只有下端部分倾斜，还可以是只有中间部分倾斜。或者，既可以是只有上端部分为直线而其他的部分倾斜，也可以是只有下端部分为直线而其他的部分倾斜。X方向移动装置26也可以设置在Y方向移动装置22的下侧。此时，将X方向移动装置26做成与Y方向移动装置22相同的结构，将与上述凹部21a相同的形状的凹部沿着X轴方向设在固定台上，会产生与上述效果相同的效果。[0070]实施方式也可以如下所述地改变局部的结构。如图18所示，凹部21a设在固定台21的整个上表面上。如图19所示，凹部21a的底面21b和螺母保持部220的下端之间的尺寸大于轴承部22p的上下尺寸。操作者自螺母保持部220卸下螺母部22h，将轴承部22p放置在凹部21a内。当Y方向移动台22c向前侧移动时，螺母保持部220并未与轴承部22p相接触。在Y方向移动台22c移动到比轴承部22p靠前侧的位置之后,操作者从凹部21a拔出滚珠丝杠22g和螺母部22h而从右壁70的开口将它们取出。
权利要求1.一种机床，其具有:主轴头(32)，其通过安装刀具来加工工件；立柱(28)，其支承该主轴头；支承部(22c)，其支承该立柱；螺母部(22h)，其与该支承部的下侧相连结，能够沿一个轴向移动；以及滚珠丝杠(22g)，其与该螺母部螺纹结合，该机床的特征在于， 在上述支承部的下部设置有用于保持上述螺母部的筒形的螺母保持部(220)， 上述螺母保持部具有沿着上述滚珠丝杠的轴向延伸的缝隙(221)。
2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于， 在上述滚珠丝杠的下侧设置有用于固定上述滚珠丝杠的固定台(21)， 在该固定台的与上述滚珠丝杠相对的部分上设有凹部(21a)， 上述缝隙设在与上述凹部相对的位置上。
3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于， 在上述滚珠丝杠的一端侧设置有用于保持工件的工件保持部(120)， 上述凹部的底面(21b)的至少一部分朝向上述滚珠丝杠的另一端部侧下降倾斜。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的机床，其特征在于， 上述凹部沿着上述滚珠丝杠的轴向延伸， 上述凹部的沿着上述轴向的侧面(21c)的至少一部分是随着从该凹部的底面(21b)向上方去而远离螺母保持部的倾斜面。
专利摘要本实用新型提供一种机床。该机床将刀具安装在主轴上，使主轴移动，从而加工工件，在该机床中，操作者能够顺利地取出滚珠丝杠和螺母部。操作者从螺母保持部的下端部的缝隙拔出滚珠丝杠。滚珠丝杠向下移动。滚珠丝杠和螺母部并不向前方移动而是向侧方或者后方移动。从螺母保持部取出的滚珠丝杠位于固定台的凹部内，而能够使滚珠丝杠和螺母部容易地移动。
文档编号B23Q11/08GK202964232SQ201220571780
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年3月12日
发明者石桥伸晃 申请人:兄弟工业株式会社