CN1729079B - 机床工件的加工方法及用于该方法的装配架和支承装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机床的工件加工方法、以及实施该方法用的加工用装配架和工件加工用支承装置，在基础台(1)的一侧安装设置可沿Z轴方向移动的主轴(6)，在基础台(1)的另一侧设置旋转支承轴(10)，在该旋转支承轴的顶部固定横向台(12)，在该横向台(12)的顶面上设置工件持握旋转运送机构部(13)，其用于向特定横向轴线S周围旋转运送杆状体工件(w)，旋转支承轴(10)与特定横向轴线S在水平方向上按照必要距离(L0)间隔开，在杆状体工件装卸于工件持握旋转运送机构部上时，与通过主轴的前后移动而加工杆状体工件时，改变上述旋转支承轴(10)旋转位置。
Description
技术领域
本发明涉及机床的杆状体工件加工方法，实施该方法用的加工用装配架和杆状体工件加工用支承装置。
背景技术
具有在基础台的水平前后方向的一个部位，至少设置有可沿前后方向移动的主轴的机床(比如，参照JP特开2001-9652号文献)。
在该机床中，已实施了下述的方式，该方式指：在与上述主轴有关的位置，设置工件持握旋转运送机构部，该工件持握旋转运送机构部用于绕工件支承轴线而运送旋转工件，通过将由该工件持握旋转运送机构部持握的工件运送旋转到绕上述工件支承轴线的特定角度位置，进行上述加工(比如，参照JP第3083776号专利)。
在实施这样的加工的场合，在于将杆状体工件装卸于工件持握旋转运送机构部上时，与通过主轴的动作对由工件持握旋转运送机构部持握的杆状体工件进行加工时之间，从一种场合，转到另一种场合时，无法将工件持握旋转运送机构部移动到基础台上。
在象上述那样，未使工件持握旋转运送机构部沿主轴方向移动到基础台上，对杆状体工件进行加工的场合，在将杆状体工件装卸于工件持握旋转运送机构部上时，作业者无法充分地接近工件持握旋转运送机构部，或对于杆状体工件的装卸作业来说，工件持握旋转运送机构部与主轴过近，无法确保充分的作业空间，为此，杆状体工件与固定于主轴上的刀具接触，导致工件和刀具的损伤，另外，在对由工件持握旋转运送机构部持握的杆状体工件进行加工时，由于从固定于加工开始位置的主轴上的刀具到工件的距离较大，故必须通过相对杆状体工件，以较大的行程使主轴发生位移，从而从加工效率方面来说是不利的。本发明的目的在于应对上述的问题。
发明内容
本申请的第一项发明涉及一种机床的杆状体工件加工方法，其中，在机床中，在基础台的水平前后方向的一侧部位，至少设置有可沿前后方向移动的主轴，其特征在于该方法按照下述方式实施，该方式为：在上述基础台的与上述一侧部位相对的另一侧部位，设置纵向旋转支承轴，并且在该纵向旋转支承轴的顶部，固定有横向台，该横向台的俯视图为方形，侧视图为直角三角形，对于横向台的长度方向的两端倾斜面，在该倾斜面上，设置运送旋转杆状体工件的工件持握旋转运送机构部的立起支承台，并且上述工件持握旋转运送机构部的工件支承轴线和纵向旋转支承轴在水平方向上，在横向台的倾斜面低侧以必要距离间隔开，在杆状体工件装卸于上述工件持握旋转运送机构部上时，与通过主轴的前后移动而加工该工件时，使上述纵向旋转支承轴旋转，使横向台位置变化。
按照本发明，在将杆状体工件装卸于上述工件持握旋转运送机构部上时，上述横向台相对上述纵向旋转支承轴，偏靠上述另一侧，与上述主轴离开，由此，作业者容易从上述另一侧，接近上述工件持握旋转运送机构部，并且上述纵向旋转支承轴与上述主轴之间的间距增加，杆状体装卸用的空间扩大。
另一方面，在对通过上述工件持握旋转运送机构部持握的杆状体工件进行加工时，上述横向台相对上述纵向旋转支承轴，偏靠上述一侧，接近上述主轴，由此，从加工开始位置的主轴，到该工件的距离变小，杆状体工件以较小的行程加工。
另外，按照本申请的第二项发明，上述纵向旋转支承轴的轴线与该工件持握旋转运送机构部的轴线按照横向台与主轴相对，后者朝向主轴侧离开的方式定位。
此外，按照本申请的第三项发明，上述横向台的倾斜面相对水平面，以15度以上的角度倾斜。
还有，本申请的第四项发明涉及一种杆状体工件加工用支承装置，其中，在机床中，在基础台的水平前后方向的一侧部位，至少设置有可沿前后方向移动的主轴，其特征在于在上述基础台中的与上述一侧部位相对的另一侧部位，设置纵向旋转支承轴，并且在该纵向旋转支承轴的顶部，固定有横向台，该横向台的俯视图为方形，侧视图为直角三角形，对于横向台的长度方向的两端倾斜面，在该倾斜面上，设置运送旋转杆状体工件的工件持握旋转运送机构部的立起支承台，并且上述工件持握旋转运送机构部的工件支承轴线和纵向旋转支承轴在水平方向上，在横向台的倾斜面低侧以必要距离间隔开，同时，与横向台的倾斜面相平行的方向上，工件持握旋转运送机构部的工件支承轴线位于纵向旋转支承轴的更低侧，在工件持握旋转运送机构部装卸于上述工件持握旋转运送机构部上时，与通过主轴的前后移动而加工该工件时，使上述纵向旋转支承轴旋转，使横向台位置变化。
上述第四项发明可按照上述横向台的顶面以15度以上的角度倾斜的方式实施。
如果象这样形成，即使在因加工而产生的切削屑掉落到上述横向台的顶面上的情况下，其仍在切削液的流动作用下，因自重，与切削液一起流落。
再有，本发明可为下述形式，其中，上述横向台具有由水平的底面部、从该底面部的一端立起的立起面部、连接立起面部的顶端到底面部的另一端的倾斜面部围绕形成的空间，在该空间的内部，设置工件持握旋转运送机构部用的缆线，管等的必要部件。
按照该方式，与第三项发明相同，上述横向台的刚性因截面系数的增加而提高，另外，上述横向台保护缆线，管等的必要部件。
附图说明
图1为表示本发明的机床的一个使用状态，其为通过剖面而表示一部分的侧视图；
图2为表示上述一个使用状态的平面图；
图3为表示在图5中，取下工件后的x1-x1部的图；
图4为表示上述机床的工件加工状态的侧视图；
图5为表示上述机床的工件加工状态的平面图；
图6为表示用于与上述机床的工件持握旋转运送机构部，横向台进行比较的它们的变形实例的侧视图。
具体实施方式
为了更具体地对本发明进行描述，根据附图，对其进行描述。
在图1～图3中，标号1表示基础台(底座)，在该底座1上，设置有固定形柱体2、工件加工用装配架组件3、数值控制机构4和液压空压器5。
固定式柱体2固定于底座上的一侧部位上，以可旋转的方式支承前后向(Z轴方向)的主轴6的筒状的主轴外壳7按照可沿正交三轴的X轴，Y轴和Z轴方向运送运动的方式设置。另外，在主轴6的前端，固定有刀具8。
工件加工用装配架组件3安装于底座1上的另一侧，其由设置于底座1的内部的伺服马达9、旋转支承轴10、水平旋转台11、横向台12与工件持握旋转运送机构部13构成，该旋转支承轴10以可旋转的方式支承于底座1上的特定位置，通过伺服马达9而运送旋转，沿Y轴方向的纵向，该水平旋转台11固定于该旋转支承轴10的顶部，该横向台12从平面看呈矩形状，以水平状态而固定于该水平旋转台11的顶面上，该工件持握旋转运送机构部13设置于该横向台12的顶面上。
此时，横向台12象图3所示的那样，其俯视图为方形，侧面图呈直角三角形状，该横向台的在长度方向上的两端侧的倾斜面，在该倾斜面的整个面上，设置运送旋转杆状体工件的工件持握旋转运送机构部的立起支持台，在该图中，水平状的底面部12a，从该底面部12a的一端立起的立起立面部12b，与位于该底面部12a和立起立面部12b之间的斜面部12c，由底面部12a、立起立面部12b和斜面部12c围绕的部位构成可密封的空间a。
工件持握旋转运送机构部13由工件运送驱动部13a和工具座13b构成，该工件运送驱动部13a固定于横向台12的一端侧，该工具座13b固定于横向台12的另一端侧。工件运送驱动部13a包括立起支承台15，该立起支承台15固定于横向台12的斜面部12c的顶面上，在侧面部位，安装NC(数值控制)台14；夹持部16，该夹持部16以同心方式固定于NC台14上，围绕立起支承台15上的工件支承轴线S而旋转驱动；驱动侧中心17，该驱动侧中心部17支承于立起支承台15上，位于工件支承轴线S上，并且支承夹持部16所持握的工件w的一端面的旋转中心。
此时，工件支承轴线S从旋转支承轴10，沿Z轴方向按照必要距离L0间隔开，该必要距离L0指可容易实现杆状体工件w相对工件持握旋转运送机构部13的装卸，并且有效地进行由工件持握旋转运送机构部13持握的杆状体的工件w的加工的距离，根据后面的描述而明白。另外，工件驱动部13a与工具座13b之间的工件支承轴线S部分从横向台12的顶面，以距离L1(参照图3)而间隔开，该距离L1指预定的最大的杆状体工件w在横向台12的顶面上，绕工件支承轴线S而旋转所必需的特定的值。
夹持部16包括多个爪16a，该多个爪16a可沿夹持主体部的半径方向移动，其将杆状体工件w持握在工件支承轴线S上，两个轴向定位部件16b固定于夹持主体部上，该两个轴向定位部件16b具有用于确定杆状体工件w的X轴方向位置。
工具座13b包括立起支承台18，该立起支承台18固定于横向台12的斜面部12c的顶面上；安装于其上的X轴方向驱动器18a；按压中心19，该按压中心19以可滑动位移的方式支承于该立起支承台18上，通过X轴方向驱动器18a，按压移动，支承杆状体工件w的另一端面的旋转中心。
另外，在横向台12的空间a的内部，象图3所示的那样，设置作为对于工件驱动部13a和上述工具座13b等的动作所必需的部件的缆线20，管21，管体等，这些部件20，21按照不在底座1上的工件加工空间中露出的方式，从来自横向台12的底面，经水平旋转台11的内部，送向底座1的内部，与必要部位连接。
下面还参照图4～图6，对通过象上述那样构成的机床，加工作为杆状体工件w的曲轴的场合的使用实例进行描述。
在将应加工的曲轴w装载到工件持握旋转运送机构部13上时，象图1和图2所示的那样，对横向台12进行定位。由此，工件支承轴线S处于相对旋转支承轴10，偏靠Z轴方向的前侧的状态。在该状态下，作业者c从底座1的前侧f1，靠近工件持握旋转运送机构部13，通过手动作业，或机器人，将曲轴w定位于驱动侧中心17和按压中心19之间，接着，通过X轴方向驱动器18a的动作，将按压中心19移向驱动侧中心17侧，使按压中心19和驱动侧中心17与形成于杆状体工件w的各端面的中心孔的相应孔嵌合，通过这些中心17，19，夹持曲轴w，同时，将曲轴w按压于轴向定位部件16b的半径面b上。由此，驱动侧中心17和按压中心19将曲轴w支承于工件支承轴线S上的特定位置。然后，使夹持部16的爪16a发生位移，通过该爪16a，持握曲轴w的一端部的轴部外周面，由此，曲轴w的装载结束。
在这样的装载作业中，工件持握旋转运送机构部13与旋转支承轴10和工件支承轴线S一致的场合相比较，处于移动到接近作业者c的手边的位置的状态，于是，作业者c将曲轴w固定于工件持握旋转运送机构部13上的作业的确，并且以较小的疲劳度进行，另外，工件持握旋转运送机构部13与旋转支承轴10和工件支承轴线S一致的场合相比较，处于与固定于主轴6上的刀具8离开的状态，由此，较宽敞地确保相对曲轴w的装载用的刀具8的空间，这样，难于产生曲轴w因不小心而与刀具8等接触的情况。
接着，按照刀具8位于不妨碍工件持握旋转运送机构部13的高度的方式使主轴6上升后退移动，在该状态下，使伺服马达9动作，使横向台12绕旋转支承轴10在136～225度的范围内运送旋转，使工件支承轴线S象图4和图5所示的那样与X轴方向一致。由此，工件支承轴线S处于相对旋转支承轴10，偏靠Z轴方向的后侧f2的状态。接着，使数值控制机构部4动作，确定曲轴w围绕工件支承轴线S的相位，然后，通过数值控制机构部4的动作，使主轴6旋转动作，并且对曲轴w绕特定横向轴线S的位置和主轴6的位置进行控制，对曲轴w进行加工。
在这样的曲轴w的加工中，由于加工开始位置的刀具8与曲轴w之间的距离L3小于旋转支承轴10和工件支承轴线S一致的场合，故曲轴w的加工所需要的主轴6的Z轴方向的行程缩小，有效地进行曲轴w的加工。
下面参照图3和图6，对上述曲轴w的切削中的工件持握旋转运送机构部13，横向台12的变形进行描述。
当切削曲轴w时，将刀具8压靠于曲轴w上，但是，如果此时的图3所示的刀具8的按压力由F1表示，则该按压力F1指象图3和图4所示的那样，对工具驱动部13a，工具座13b的立起支承台15，18的底端面，施加弯矩M1而形成的值。另外，此时的弯矩M1由下述的(1)式表示。
即，
M1＝F1×L1×cosθ …(1)式
但是，象图6所示的那样，即使在横向台12的顶面为水平面，该水平面与工件支承轴线S的距离为L1的情况下，上述按压力F1作用于立起支承台15，18的底端面上的弯矩M2象下述的(2)式表示。
即，
M2＝F1×L1 …(2)式
象根据上面所述而知道的那样，如果象本发明那样，横向台12的顶面倾斜，则作用于立起支承台15，18的底端面上的弯矩小于横向台12为图6所示的那样的水平面的场合，由此，加工中的工具持握旋转运送机构部13的变形变小。
另外，由于横向台12的截面形状具有空间，故与横向台12为相同材料，相同质量，不产生空间的场合相比较，相对截面中心的极限截面系数较大，其刚性增加，上述弯矩M1的扭转变形变小。
最后，说一下曲轴w切削中的切削屑，在曲轴w的切削中，切削屑掉落到横向台12的顶面上，但是，由于象这样掉落的切削屑的顶面倾斜15度以上，故在供向刀具8的切削液的流动的协助下，前述的切削屑掉落到底座1的顶面上。
象本发明的实施例那样，在横向台12的顶面按照35度左右而倾斜时，即使在不产生切削液的流动的辅助的情况下，掉落到其顶面上的切削屑仍可仅仅在自重的作用下，掉落到底座1的顶面上。
产业上的利用可能性
按照象上述那样构成的本发明，获得下述这样的效果。
即，由于在将杆状体工件装卸于工件持握旋转运送机构部上时，该工件持握旋转运送机构部相对旋转支承轴，偏靠作业者所在一侧，故作业者容易接近工件持握旋转运送机构部，可确实，并且以较小的疲劳度进行杆状体工件的装载，另外，工件持握旋转运送机构部与主轴之间的间距增加，杆状体工件的装卸用的空间扩大，可容易进行杆状体工件的装载，并且可难于产生装载中的杆状体工件与主轴上固定的刀具的因不小心造成的接触。
另一方面，当加工由工件持握旋转运送机构部持握的工件时，由于横向台相对旋转支承轴，偏靠主轴侧，故加工开始位置的主轴到工件的距离变小，工件可以Z轴方向的较小的行程加工工件，可提高加工效率。
另外，可通过自重，使掉落到横向台的顶面上的切削屑与切削液一起流下，另外，可通过简单的结构，减少作用于工件持握旋转运送机构部，横向台上的工件加工中的弯矩。
此外，即使在未设置将切削屑送向横向台的顶面用的专用的倾斜导向板等的情况下，仍可在切削液的流动的协助下，或不由其协助的情况下，使掉落于横向台的顶面上的切削屑掉落于横向台的外方。
还有，可以较少的材料，提高横向台的刚性，另外，可在横向台中，保护缆线，管的必要部件。
Claims (6)
1.一种机床的杆状体工件加工方法，其中，在机床中，在基础台的水平前后方向的一侧部位，至少设置有可沿前后方向移动的主轴，其特征在于：该方法按照下述方式实施，该方式为，在上述基础台的与上述一侧部位相对的另一侧部位，设置纵向旋转支承轴，并且在该纵向旋转支承轴的顶部固定有横向台，该横向台的俯视图为方形，侧视图为直角三角形，对于横向台的长度方向的两端倾斜面，在该倾斜面上，设置运送旋转杆状体工件的工件持握旋转运送机构部的立起支承台，并且上述工件持握旋转运送机构部的工件支承轴线和纵向旋转支承轴在水平方向上，在横向台的倾斜面低侧以必要距离间隔开，在杆状体工件装卸于上述工件持握旋转运送机构部上时，与通过主轴的前后移动而加工该工件时，使上述纵向旋转支承轴旋转，使横向台位置变化。
2.根据权利要求1所述的机床的杆状体工件加工方法，其特征在于：上述纵向旋转支承轴的轴线与该工件持握旋转运送机构部的轴线按照横向台与主轴相对，后者朝向主轴侧离开的方式定位。
3.一种用于实施权利要求1或2所述的机床的杆状体工件加工方法的加工用装配架，其特征在于：上述横向台的倾斜面相对水平面，以15度以上的角度倾斜。
4.一种杆状体工件加工用支承装置，其中，在机床中，在基础台的水平前后方向的一侧部位，至少设置有可沿前后方向移动的主轴，其特征在于：在上述基础台中的与上述一侧部位相对的另一侧部位，设置纵向旋转支承轴，并且在该纵向旋转支承轴的顶部，固定有横向台，该横向台的俯视图为方形，侧视图为直角三角形，对于横向台的长度方向的两端倾斜面，在该倾斜面上，设置运送旋转杆状体工件的工件持握旋转运送机构部的立起支承台，并且上述工件持握旋转运送机构部的工件支承轴线和纵向旋转支承轴在水平方向上，在横向台的倾斜面低侧以必要距离间隔开，同时，与横向台的倾斜面相平行的方向上，工件持握旋转运送机构部的工件支承轴线位于纵向旋转支承轴的更低侧，在工件持握旋转运送机构部装卸于上述工件持握旋转运送机构部上时，与通过主轴的前后移动而加工该工件时，使上述纵向旋转支承轴旋转，使横向台位置变化。
5.根据权利要求4所述的杆状体工件加工用支承装置，其特征在于：上述横向台的倾斜面相对水平面，以15度以上的角度倾斜。
6.根据权利要求4或5所述的杆状体工件加工用支承装置，其特征在于：上述横向台具有由水平的底面部、从该底面部的一端立起的立起面部、连接立起面部的顶端到底面部的另一端的倾斜面部围绕形成的空间，在该空间的内部，设置工件持握旋转运送机构部用的缆线，管的必要部件。
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