專利名稱：機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使安裝在被支承在主軸支承側(cè)構(gòu)造體上的主軸上的工具和被支承在 與主軸支承側(cè)構(gòu)造體相向地配置的工件支承側(cè)構(gòu)造體上的工件相對(duì)移動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工 的機(jī)床。
背景技術(shù)：
近年，航空機(jī)的機(jī)體的構(gòu)成零件等為了減少接合部分而逐漸大型化。在加工這樣 的大型的構(gòu)成零件時(shí)，像日本國專利第3939095號(hào)的說明書記載的那樣，有利用下述機(jī)床 的情況，所述機(jī)床具備豎立設(shè)置在地板面上、可移動(dòng)地支承主軸的主軸支承側(cè)構(gòu)造體和以 與主軸支承側(cè)構(gòu)造體相向的方式豎立設(shè)置在地板面上、支承工件的工具支承側(cè)構(gòu)造體，使 安裝在被支承在主軸支承側(cè)構(gòu)造體上的主軸上的工具和被支承在工件支承側(cè)構(gòu)造體上的 工件相對(duì)移動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工。這樣的主軸支承側(cè)構(gòu)造體及工件支承側(cè)構(gòu)造體為大型，成為僅地板面?zhèn)鹊亩瞬勘?固定在地板面上，相反側(cè)的端部即上端部為自由端的單臂支承構(gòu)造。因此，由于通過加工時(shí) 的工具和工件的接觸而在主軸支承側(cè)構(gòu)造體和工件支承側(cè)構(gòu)造體之間相互作用的力即切 削負(fù)荷，在主軸支承側(cè)構(gòu)造體及工件支承側(cè)構(gòu)造體可能產(chǎn)生撓曲。特別是力的作用點(diǎn)越是 在上側(cè)，主軸支承側(cè)構(gòu)造體及工件支承側(cè)構(gòu)造體的撓曲量即變形量越大。另外，在由于設(shè)置 機(jī)床的室內(nèi)的溫度變化而在主軸支承側(cè)構(gòu)造體及工件支承側(cè)構(gòu)造體中產(chǎn)生了局部的熱變 形的情況下，也產(chǎn)生撓曲，特別是作為自由端的上端部的變形量變大。進(jìn)而，由于被支承在 主軸支承側(cè)構(gòu)造體上的主軸、被支承在工件支承側(cè)構(gòu)造體上的工件的重量、移動(dòng)，各構(gòu)造體 也產(chǎn)生變形。若由于這樣的主軸支承側(cè)構(gòu)造體及工件支承側(cè)構(gòu)造體的變形，主軸支承側(cè)構(gòu)造體 的上端部和工件支承側(cè)構(gòu)造體的上端部的相對(duì)距離變化，則分別被支承的主軸及工具和工 件的相對(duì)位置關(guān)系產(chǎn)生誤差，存在成為使加工精度降低的原因的問題。特別是，若主軸支 承側(cè)構(gòu)造體的撓曲的方向和工件支承側(cè)構(gòu)造體的撓曲的方向相反，則主軸支承側(cè)構(gòu)造體的 上端部和工件支承側(cè)構(gòu)造體的上端部的相對(duì)距離的變化量變大，對(duì)加工精度帶來的影響增 大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于抑制在機(jī)床中相向配置的主軸支承側(cè)構(gòu)造體和工件支承 側(cè)構(gòu)造體的變形對(duì)加工精度帶來的影響。根據(jù)本發(fā)明，提供一種機(jī)床，所述機(jī)床使工具和工件相對(duì)移動(dòng)，對(duì)工件進(jìn)行加工， 其特征在于，具備豎立設(shè)置在地板面上，對(duì)安裝了工具的主軸進(jìn)行支承的主軸支承側(cè)構(gòu)造 體；與上述主軸支承側(cè)構(gòu)造體相向地豎立設(shè)置在地板面上，對(duì)工件進(jìn)行支承的工件支承側(cè) 構(gòu)造體；連結(jié)上述主軸支承側(cè)構(gòu)造體的上部和上述工件支承側(cè)構(gòu)造體的上部的連結(jié)部件。在上述機(jī)床中，最好是 上述連結(jié)部件的內(nèi)部設(shè)置流體通路，以將上述連結(jié)部件維持為一定的長度的方式控制在上述流體通路中流通的流體的溫度。例如，也可以以將上述連結(jié)部件的溫度維持在預(yù)定的范圍的方式控制在上述流體 通路中流通的流體的溫度，還可以以抵消由作用于上述連結(jié)部件的外力產(chǎn)生的上述連結(jié)部 件的伸縮變形的方式控制在上述流體通路中流通的流體的溫度。根據(jù)本發(fā)明，由于由連結(jié)部件連結(jié)主軸支承側(cè)構(gòu)造體的上端部和工件支承側(cè)構(gòu)造 體的上端部，所以，即使在各構(gòu)造體變形而撓曲的情況下，也能夠限制上端部間的相對(duì)位置 關(guān)系，抑制相對(duì)位置的變化，進(jìn)行高精度的加工。


下面，參照附圖，基于本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的上述及其它的 目的、特征、優(yōu)點(diǎn)。圖1是基于本發(fā)明的機(jī)床的側(cè)視圖。圖2是從箭頭的方向看圖1的沿線II-II截面的向視剖視圖。
具體實(shí)施例方式為了實(shí)施發(fā)明的優(yōu)選方式下面，參照附圖，說明本發(fā)明的機(jī)床的優(yōu)選實(shí)施方式。在下面的說明中，只要沒有 特別的說明，前側(cè)就是指具有加工功能的面?zhèn)?，背?cè)就是指與具有加工功能的面的相反側(cè)。 另外，如圖1所示，將機(jī)床的長度方向即左右方向定義為X軸方向，將垂直方向即上下方向 定義為Y軸方向，將與X軸及Y軸方向垂直的方向即前后方向定義為Z軸方向。參照?qǐng)D1及圖2，機(jī)床11具備豎立設(shè)置在地板面上并在X軸、Y軸及Z軸方向可移 動(dòng)地支承主軸15的主軸支承側(cè)構(gòu)造體13 ；在主軸支承側(cè)構(gòu)造體13之前與其相向地豎立設(shè) 置在地板面上、支承工件W的工件支承側(cè)構(gòu)造體17 ；設(shè)置在主軸支承側(cè)構(gòu)造體13和工件支 承側(cè)構(gòu)造體17之間的作為切屑排出組件的切屑輸送機(jī)19。主軸支承側(cè)構(gòu)造體13具備固定地設(shè)置在地板面上的后底座21 ；從工件支承側(cè)構(gòu) 造體17側(cè)看豎立設(shè)置在后底座21的右端部的右立柱23 ；從工件支承側(cè)構(gòu)造體17側(cè)看豎 立設(shè)置在后底座21的左端部的左立柱25 ；以將右立柱23的上端部和左立柱25的上端部 連接的方式在水平方向延伸的橫梁27 ；在X軸方向(左右方向)可移動(dòng)地被支承在后底座 21和橫梁27之間的X軸滑塊29 ；在Y軸方向(上下方向)可移動(dòng)地被支承在X軸滑塊29 上的Y軸滑塊31 ；在Z軸方向可移動(dòng)地被支承在Y軸滑塊31上的主軸頭33 ；可旋轉(zhuǎn)地被支 承在主軸頭33上、安裝工具T的主軸15。另外，右立柱23、左立柱25及橫梁27既可以作為分開的構(gòu)成零件形成，也可以將 右立柱23、左立柱25及橫梁27 —體地形成，例如作為在中央設(shè)置了開口部的大致C字形狀 的一個(gè)構(gòu)成零件形成。X軸滑塊29被形成為從工件支承側(cè)構(gòu)造體17側(cè)看在其中央設(shè)置了在Y軸方向延 伸的細(xì)長的貫通開口部29a的框形狀，能夠沿形成在后底座21及橫梁27上的X軸導(dǎo)向部 件(未圖示)由馬達(dá)和滾珠絲杠的組合、線性馬達(dá)等在后底座21和橫梁27之間在X軸方 向驅(qū)動(dòng)。Y軸滑塊31能夠沿設(shè)置在框形狀的X軸滑塊29的開口部29a的左右兩側(cè)的在Y軸方向延伸的Y軸導(dǎo)向部件(未圖示)由馬達(dá)和滾珠絲杠的組合、線性馬達(dá)等在Y軸方向 驅(qū)動(dòng)。在Y軸滑塊31上，支承著沿在Z軸方向延伸的Z軸導(dǎo)向部件(未圖示)由馬達(dá)和 滾珠絲杠的組合、線性馬達(dá)等在Z軸方向驅(qū)動(dòng)的主軸頭33，主軸15繞在Z軸方向延伸的旋 轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地被支承在此主軸頭33上。另一方面，工件支承側(cè)構(gòu)造體17具備在地板面上夾著切屑輸送機(jī)19設(shè)置在后底 座21之前的前底座35和設(shè)置在前底座35上的工作臺(tái)37。在工作臺(tái)37上能夠固定安裝了 工件W的托盤P。工作臺(tái)37也可以具備使托盤P繞在Z軸方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的機(jī) 構(gòu)。本發(fā)明的機(jī)床11，通過這樣的結(jié)構(gòu)，使被支承在工件支承側(cè)構(gòu)造體17上的工件W 和被支承在主軸支承側(cè)構(gòu)造體13上的工具T在X軸、Y軸及Z軸這三軸方向相對(duì)移動(dòng)，將 工件W加工成希望的形狀。另外，主軸支承側(cè)構(gòu)造體13和工件支承側(cè)構(gòu)造體17，只要能夠 使工件W和工具T在X軸、Y軸及Z軸這三軸方向相對(duì)移動(dòng)即可，并不被限定于上述結(jié)構(gòu)。 例如，也可以替代在主軸支承側(cè)構(gòu)造體13上設(shè)置X軸滑塊，工件支承側(cè)構(gòu)造體17具備使工 件W在X軸方向移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。切屑輸送機(jī)19是用于將在用工具T在加工區(qū)域中加工工件W時(shí)產(chǎn)生的切屑向加 工區(qū)域的外側(cè)排出的輸送機(jī)，在前底座35及后底座21的切屑輸送機(jī)19側(cè)的端部，安裝了 將從加工區(qū)域落下的切屑向切屑輸送機(jī)19上引導(dǎo)的傾斜板39。另外，也可以不是將后底 座21及前底座35固定在地板面上的結(jié)構(gòu)，而是以設(shè)置將兩者連結(jié)的部件并使兩者間的距 離不變化的方式構(gòu)成。另外，也可以一體地形成后底座21及前底座35，在中間配設(shè)切屑輸 送機(jī)19。因?yàn)樯鲜瞿菢拥闹鬏S支承側(cè)構(gòu)造體13及工件支承側(cè)構(gòu)造體17成為由地板面或接 近地板面的部分單臂支承的結(jié)構(gòu)，上端部成為自由端部，所以，存在因切削負(fù)荷、熱變形等 產(chǎn)生翹曲(撓曲)的情況，在此情況下，特別是其上端部位移得大。另外，因?yàn)橹鬏S支承側(cè) 構(gòu)造體13及工件支承側(cè)構(gòu)造體17分別獨(dú)立地變形，所以，若這樣的變形(翹曲)的方向相 反，則主軸支承側(cè)構(gòu)造體13的上端部和工件支承側(cè)構(gòu)造體17的上端部的相對(duì)距離變化得 大，分別被支承的工件W、工具T的相對(duì)位置關(guān)系也受到影響，因此，成為加工誤差的原因。因此，在本發(fā)明的機(jī)床11中，由連結(jié)部件41連結(jié)主軸支承側(cè)構(gòu)造體13的上端部 和工件支承側(cè)構(gòu)造體17的上端部。在本實(shí)施方式中，連結(jié)部件41形成為拱形狀，但是也可 以采用橋接多根直線狀的桿部件等其它的構(gòu)造。通過設(shè)置這樣的連結(jié)部件41，相互限制了主軸支承側(cè)構(gòu)造體13和工件支承側(cè)構(gòu) 造體17，提高了主軸支承側(cè)構(gòu)造體13及工件支承側(cè)構(gòu)造體17的剛性，抑制了翹曲的產(chǎn)生。 此結(jié)果，能夠由更輕量的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)能夠抑制到同等程度的翹曲的機(jī)床11的剛性。另外，即 使是在產(chǎn)生了翹曲的情況下，由于主軸支承側(cè)構(gòu)造體13和工件支承側(cè)構(gòu)造體17相互連結(jié)， 所以，向同方向變形，主軸支承側(cè)構(gòu)造體13的上端部和工件支承側(cè)構(gòu)造體17的上端部的相 對(duì)距離也大致保持為一定，基本不變化。因此，產(chǎn)生的翹曲對(duì)被支承在主軸支承側(cè)構(gòu)造體13 上的工具T和被支承在工件支承側(cè)構(gòu)造體17上的工件W的相對(duì)位置關(guān)系帶來的影響也變 小，有助于加工精度的提高。如圖1及圖2所示，最好是，將用于使液體流通的流體通路43形成在連結(jié)部件41內(nèi)，從冷卻液供給裝置45向此流體通路43供給冷卻液并使之在連結(jié)部件41內(nèi)循環(huán)。這樣， 通過使冷卻液在連結(jié)部件41內(nèi)循環(huán)，能夠抑制由環(huán)境溫度的變化等產(chǎn)生的連結(jié)部件41的 熱變形。特別是由于若以將在連結(jié)部件41的流體通路43內(nèi)循環(huán)的冷卻液的溫度維持在預(yù) 定的溫度范圍內(nèi)的方式進(jìn)行控制，則連結(jié)部件41的尺寸與環(huán)境溫度的變化無關(guān)地被保持 為大致一定，所以，主軸支承側(cè)構(gòu)造體13的上端部和工件支承側(cè)構(gòu)造體17的上端部的相對(duì) 距離也被保持為大致一定，有助于加工精度的進(jìn)一步的提高。另外，在主軸支承側(cè)構(gòu)造體13及工件支承側(cè)構(gòu)造體17的翹曲的方向相反的情況 下，拉伸載荷、壓縮載荷作用于連結(jié)部件41，存在連結(jié)部件41因此而伸縮的情況。這樣的連 結(jié)部件41的變形也是使主軸支承側(cè)構(gòu)造體13的上端部和工件支承側(cè)構(gòu)造體17的上端部 的相對(duì)距離變化的主要原因。因此，也可以通過以由連結(jié)部件41的熱變形抵消這樣的連結(jié) 部件41的伸縮的方式控制在連結(jié)部件41的流體通路43內(nèi)循環(huán)的冷卻液的溫度，來進(jìn)一步 提高加工精度。這樣，根據(jù)基于上述實(shí)施方式的機(jī)床，由環(huán)境溫度的變化、切削負(fù)荷產(chǎn)生的主軸支 承側(cè)構(gòu)造體13和工件支承側(cè)構(gòu)造體17的變形被抑制，能夠謀求加工精度的提高。另外，主 軸支承側(cè)構(gòu)造體13的上端部和工件支承側(cè)構(gòu)造體17的上端部的相對(duì)距離基本不變化，例 如即使產(chǎn)生了變形，也能夠減小對(duì)加工精度帶來的影響。另外，由各構(gòu)造體自身的自重、工 件的重量產(chǎn)生的變形、由X軸滑塊29等移動(dòng)體的移動(dòng)的反作用力產(chǎn)生的構(gòu)造體的變形也能 夠被抑制。上面，基于圖示的實(shí)施方式，說明了本發(fā)明的機(jī)床11，但是，本發(fā)明并不限定于圖 示的實(shí)施方式。例如，主軸支承側(cè)構(gòu)造體13及工件支承側(cè)構(gòu)造體17只要是被單臂支承的 構(gòu)造，就能夠通過設(shè)置將其上端部之間連結(jié)的連結(jié)部件41得到基于本發(fā)明的上述的效果， 也可以采取圖示的實(shí)施方式的主軸支承側(cè)構(gòu)造體13及工件支承側(cè)構(gòu)造體17的構(gòu)造以外的 構(gòu)造。
權(quán)利要求
一種機(jī)床，所述機(jī)床使工具和工件相對(duì)移動(dòng)，對(duì)工件進(jìn)行加工，其特征在于，具備豎立設(shè)置在地板面上，對(duì)安裝了工具的主軸進(jìn)行支承的主軸支承側(cè)構(gòu)造體；與上述主軸支承側(cè)構(gòu)造體相向地豎立設(shè)置在地板面上，對(duì)工件進(jìn)行支承的工件支承側(cè)構(gòu)造體；連結(jié)上述主軸支承側(cè)構(gòu)造體的上部和上述工件支承側(cè)構(gòu)造體的上部的連結(jié)部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其特征在于，在上述連結(jié)部件的內(nèi)部設(shè)置流體通路，以 將上述連結(jié)部件維持為一定的長度的方式控制在上述流體通路中流通的流體的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)床，其特征在于，以將上述連結(jié)部件的溫度維持在預(yù)定的 范圍的方式控制在上述流體通路中流通的流體的溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)床，其特征在于，以抵消由作用于上述連結(jié)部件的外力產(chǎn) 生的上述連結(jié)部件的伸縮變形的方式控制在上述流體通路中流通的流體的溫度。
全文摘要
一種機(jī)床，所述機(jī)床(11)具備豎立設(shè)置在地板面上，對(duì)安裝了工具(T)的主軸(15)進(jìn)行支承的主軸支承側(cè)構(gòu)造體(13)；和與主軸支承側(cè)構(gòu)造體(13)相向地豎立設(shè)置在地板面上，對(duì)工件(W)進(jìn)行支承的工件支承側(cè)構(gòu)造體(17)，使工具(T)和工件相對(duì)移動(dòng)，對(duì)工件進(jìn)行加工。進(jìn)而，由連結(jié)部件(41)連結(jié)主軸支承側(cè)構(gòu)造體(13)的上端部和工件支承構(gòu)造體(17)的上端部。
文檔編號(hào)B23Q1/72GK101970172SQ20088012796
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者宮崎正明, 山口佳隆 申請(qǐng)人:株式會(huì)社牧野銑床制作所