專利名稱：機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種包括對(duì)刀具進(jìn)行保持并旋轉(zhuǎn)的主軸的機(jī)床。
背景技術(shù)：
日本特許公開第2006-82175號(hào)公報(bào)披露機(jī)床，該機(jī)床包括對(duì)刀具進(jìn)行保持并旋轉(zhuǎn)的主軸。箱形的主軸頭在其內(nèi)部支承主軸。主軸在主軸馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下繞上下方向的中心軸線旋轉(zhuǎn)。主軸馬達(dá)固定于主軸頭的上部，并通過聯(lián)軸器與主軸的上端部連接。主軸頭在Z軸馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行上升、下降。刀具與主軸頭一起進(jìn)行上升、下降，并與主軸一起旋轉(zhuǎn)，從而加工工件。通過位于上下方向離開位置的軸承，主軸支承于主軸頭內(nèi)。軸承是角接觸球軸承，通過對(duì)其加壓，防止主軸在上下方向晃動(dòng)。軸承采用潤滑脂潤滑。在加工時(shí)，主軸在較大負(fù)荷的狀態(tài)下高速旋轉(zhuǎn)。潤滑脂的溫度因主軸的高速旋轉(zhuǎn)而上升。溫度上升后的潤
滑脂會(huì)劣化，則無法對(duì)軸承充分潤滑。因此，軸承會(huì)熱膨脹。主軸因軸承的內(nèi)圈與外圈的熱膨脹率的差異而晃動(dòng)，其加工精度下降。軸承的溫度傳遞到聯(lián)軸器。聯(lián)軸器在主軸頭內(nèi)旋轉(zhuǎn)，會(huì)攪拌空氣。由于主軸頭內(nèi)的溫度上升，因此潤滑脂的溫度進(jìn)一步上升而愈加劣化。其結(jié)果是，主軸會(huì)晃動(dòng)，機(jī)床存在加工精度下降的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于抑制主軸、支承主軸的軸承的溫度上升，以防止軸承潤滑用潤滑脂的劣化、主軸的晃動(dòng)。技術(shù)方案I的機(jī)床包括主軸頭，該主軸頭呈空心狀，具有前壁、左右側(cè)壁、上壁、下壁，并在前壁的下壁側(cè)具有支承筒；主軸，該主軸通過軸承能旋轉(zhuǎn)地支承于所述支承筒；以及聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器在所述主軸頭的所述上壁側(cè)的內(nèi)部使所述主軸與驅(qū)動(dòng)源連接；所述機(jī)床在所述主軸頭內(nèi)的所述聯(lián)軸器與所述后壁之間且與所述聯(lián)軸器相對(duì)的位置處設(shè)有從所述上壁下垂且與所述左壁和所述右壁連接的限制壁。由于限制壁在與聯(lián)軸器相對(duì)的位置處從上壁下垂且與左壁和右壁連接，因此限制壁能防止使聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的主軸頭內(nèi)的空氣流動(dòng)流向后壁側(cè)。從驅(qū)動(dòng)源傳遞到聯(lián)軸器、主軸的熱不會(huì)擴(kuò)散到到主軸頭內(nèi)，從而能抑制支承主軸的軸承的溫度上升。因此，軸承的潤滑用潤滑脂不容易劣化，軸承和主軸的耐久性提高，主軸在加工中不會(huì)晃動(dòng)，從而加工精度不下降。技術(shù)方案2的機(jī)床的所述限制壁與所述主軸頭形成為一體。由于限制壁與主軸頭形成為一體，因此能防止零件數(shù)量的增加。技術(shù)方案3的機(jī)床還包括刀具裝卸機(jī)構(gòu)以及用于操作該刀具裝卸機(jī)構(gòu)的壓下桿，所述壓下桿以設(shè)置于所述主軸頭內(nèi)的支承軸為中心擺動(dòng)，所述支承軸位于所述主軸頭的前后方向中央附近，所述限制壁位于比所述支承軸靠前方的位置。由于限制壁位于比主軸頭中央附近的支承軸靠前方的位置，因此限制壁能防止聯(lián)軸器產(chǎn)生的空氣流動(dòng)越過主軸頭的一半之處。因此，能防止主軸頭整體的溫度上升，軸承的潤滑脂不容易劣化。技術(shù)方案4的機(jī)床的所述限制壁在其下端的左右方向中央部具有缺口部，所述壓下桿的一部分位于所述缺口部。限制壁不會(huì)妨礙壓下桿的擺動(dòng)。再加上限制壁和壓下桿能防止聯(lián)軸器產(chǎn)生的空氣流動(dòng)流向后方。技術(shù)方案5機(jī)床在所述主軸頭內(nèi)包括供氣筒，該供氣筒從朝向所述主軸和所述聯(lián)軸器的噴氣口噴出空氣。供氣筒在主軸頭內(nèi)向主軸和聯(lián)軸器噴出空氣。所噴出的空氣冷卻主軸和聯(lián)軸器，并通過限制壁限制該空氣，使該空氣從排氣口排出。由于能可靠地排出聯(lián)軸器周圍的高溫空氣，機(jī)床能可靠地抑制主軸和軸承的溫度上升。在技術(shù)方案6的機(jī)床中，所述噴氣口設(shè)置成多個(gè)，并設(shè)置在沿著所述供氣筒的長度方向相隔開的位置。供氣筒從多個(gè)噴氣口噴出空氣。所噴出的空氣以廣范圍冷卻主軸和聯(lián)軸器周圍，從而能可靠地抑制主軸和軸承的溫度上升。技術(shù)方案7的機(jī)床在所述限制壁的所述聯(lián)軸器所在的一側(cè)包括向所述主軸頭內(nèi)開口的排氣口。排氣口將由限制壁所限制的高溫空氣排出到主軸頭外。由于聯(lián)軸器周圍的熱不會(huì)擴(kuò)散到主軸頭內(nèi)，因此機(jī)床能可靠地抑制主軸和軸承的溫度上升。

圖I是機(jī)床主軸頭的縱剖視圖。圖2是沿圖I的II-II線剖切的剖視圖。圖3是主軸頭的主視圖。圖4是分解主軸頭一部分的立體圖。圖5是機(jī)床的主要部分的放大剖視圖。。圖6是限制壁的立體圖。圖7是限制壁的主視圖。圖8是供氣筒的立體圖。圖9是供氣筒的主視圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。在以下說明中所使用的方向(前后、左右、上下)在圖I 圖5中用箭頭表示。如圖I所示，機(jī)床包括主軸頭I和主軸3。主軸頭I是空心的箱體，沿著基座(未圖示)上的立柱(未圖示)上升、下降。機(jī)床包括工作臺(tái)(未圖示)。工作臺(tái)在基座上沿前后方向、左右方向移動(dòng)。如圖I、圖2所示，主軸頭I具有上壁la、下壁lb、右壁lc、左壁Id、后壁le、前壁If。后壁Ie在其背部具有與上下移動(dòng)器(未圖示)相結(jié)合的結(jié)合部lg。右壁Ic和左壁Id從后壁Ie的兩端向前方延伸，并分別與前壁If連接。前壁If大致呈筒狀，在其下部具有支承筒11。支承筒11是沿上下方向延伸的圓筒體。上壁Ia覆蓋由右壁lc、左壁Id、后壁le、前壁If包圍的空間的上端。下壁Ib與上壁Ia相對(duì)，并覆蓋由右壁lc、左壁Id、后壁le、前壁If包圍的空間的下端。配置于支承筒11內(nèi)的上方和下方的軸承2分別以能使主軸3旋轉(zhuǎn)的方式支承主軸3。軸承2是角接觸球軸承。上方和下方的軸承2通過筒狀間隔構(gòu)件16來保持相間隔，將螺紋環(huán)31施緊在設(shè)于主軸3上的螺紋部，并對(duì)其加壓，軸承2在不使主軸3晃動(dòng)的狀態(tài)下支承主軸3。主軸3在主軸馬達(dá)4的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。主軸馬達(dá)4安裝于主軸頭I的前上部。主軸馬達(dá)4具有突出于主軸頭I內(nèi)并向下方延伸的輸出軸41。主軸3從支承筒11的上部開口向主軸頭I內(nèi)突出，并向上方延伸。主軸3的上端部通過聯(lián)軸器5與輸出軸41的下端部連接。主軸馬達(dá)4的旋轉(zhuǎn)通過聯(lián)軸器5傳遞到主軸3。主軸3是空心軸，在其空心部內(nèi)保持拉桿8。拉桿8能在主軸3內(nèi)沿上下方向滑動(dòng)。主軸3在從支承筒11的下部開口突出的下端部具有刀具保持孔3a。刀具保持孔3a是下方的直徑較大的錐狀的圓孔，并能對(duì)安裝有刀具10的刀柄IOa進(jìn)行安裝。拉桿8在突出于刀具保持孔3a內(nèi)的下端部包括刀具夾持件81。平時(shí)拉桿8受到設(shè)于主軸3內(nèi)的螺旋彈簧9的彈力而位于上升位置。在拉桿8上升時(shí)，刀具夾持件81閉合，并抓住刀柄IOa的上端部而向上拉刀柄10a。刀柄IOa與刀具保持孔3a緊密接觸，主軸3保持刀具10。刀具10與主軸3 —起旋轉(zhuǎn)，且與主軸頭I 一起上升、下降，并對(duì)在前后方向、左右方向移動(dòng)的工作臺(tái)上的工件進(jìn)行加工。拉桿8受到壓下桿6的動(dòng)作而下降。在拉桿8下降時(shí)，刀具夾持件81打開，放開刀柄IOa的上端部。通過向下方拉刀具10，刀具10與刀柄IOa 起尚開王軸3。沿左右方向延伸的支承軸6a將壓下桿6支承于主軸頭I內(nèi)。壓下桿6的后端部向上方彎曲，向主軸頭I的外部突出。支承軸6a位于主軸頭I的前后方向中央附近。如圖 4所示，壓下桿6的前端部分為兩支，位于主軸3的兩側(cè)。主軸3內(nèi)的拉桿8包括沿左右方向貫穿其上部的銷33。銷33穿過設(shè)于主軸3的長孔32，突出于壓下桿6前端部的下方位置。對(duì)壓下桿6的后端部施加向前方的操作力，從而壓下桿6以支承軸6a為中心擺動(dòng)。壓下桿6的前端部下降而碰到銷33，以使銷33被壓向下方。拉桿8與銷33—起下降。拉桿8、刀具夾持件81、螺旋彈簧9、銷33構(gòu)成刀具裝卸機(jī)構(gòu)。主軸頭I包括供氣筒7、排氣口 18、限制壁19。如圖8、圖9所示，供氣筒7是圓筒，在其一側(cè)端部具有凸緣72。供氣筒7的另一側(cè)端部堵塞。供氣筒7具有貫穿其周壁的三個(gè)噴氣口 71。三個(gè)噴氣口 71間隔相等地排列設(shè)置在周壁上的同一條直線上。凸緣72具有供固定用螺釘穿過的三個(gè)貫穿孔73。如圖3所示，供氣筒7通過凸緣72來固定于主軸頭I的側(cè)壁外表面，配置于主軸頭I內(nèi)的支承筒11的后下部。供氣筒7的開口端通過聯(lián)管節(jié)74與空氣源(壓縮機(jī)等)連接。如圖I所示，供氣筒7的三個(gè)噴氣口 71朝前上方?？諝庠磳⒖諝夤┙o到供氣筒7內(nèi)。供氣筒7從三個(gè)噴氣口 71噴出空氣。如在圖I、圖5中用箭頭所示，從噴氣口 71噴出的空氣向主軸3的上部流動(dòng)。三個(gè)噴氣口 71的總開口面積大致等于供氣筒7的剖面面積。供氣筒7內(nèi)的空氣順利地從三個(gè)噴氣口 71噴出。如圖I、圖2所示，排氣口 18以在聯(lián)軸器5的后側(cè)貫穿主軸頭I的右壁Ic的方式設(shè)置。如圖3、圖4所示，排氣口 18在外側(cè)與排氣管20連接。限制壁19在排氣口 18的后側(cè)(在聯(lián)軸器5與后壁Ie之間)從上壁Ia向下方垂直延伸。限制壁19的兩側(cè)端分別與左壁Id和右壁Ic連接，并與聯(lián)軸器5相對(duì)。限制壁19限制主軸3上部的空氣和聯(lián)軸器5周圍的空氣流向排氣口 18的后側(cè)。主軸3上部的空氣和聯(lián)軸器5周圍的空氣碰到限制壁19，能良好地聚集在排氣口18。如圖6、圖7所示，限制壁19在其下部中央具有缺口部19a。如圖I、圖5所示，缺口部19a供壓下桿6穿過而設(shè)置。壓下桿6能在不與限制壁19干擾的狀態(tài)下擺動(dòng)。如上所述，主軸3在主軸馬達(dá)4的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，并與主軸頭I 一起上升、下降而加工工件。在加工時(shí)，供氣筒7噴出空氣。所噴出的空氣碰到主軸3和聯(lián)軸器5，以使其冷卻，從而能抑制主軸3和聯(lián)軸器5的溫度上升。冷卻主軸3和聯(lián)軸器5之后的空氣碰到主軸頭I的前壁上部，轉(zhuǎn)換其方向，返回到主軸頭I內(nèi)。限制壁19限制流向主軸頭I內(nèi)的空氣流動(dòng)，并將其導(dǎo)向到排氣口 18。排氣口 18能迅速、高效地排出溫度上升后的空氣。因此，主軸頭I內(nèi)的溫度不容易上升。主軸3和聯(lián)軸器5能在溫度不上升的情況下長時(shí)間連續(xù)旋轉(zhuǎn)。軸承2的溫度不會(huì)上升，從而能防止?jié)櫥牧踊?，且不?huì)降低對(duì)軸承2所加的壓力。因此，主軸3能不晃動(dòng)地旋轉(zhuǎn)，機(jī)床能良好地保持加工精度。對(duì)局部改變了以上所說明的實(shí)施方式而得到的變更方式進(jìn)行說明。I)支承主軸3的軸承2并不局限于實(shí)施方式的角接觸球軸承，也可以是深溝球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承等其它軸承。2)限制壁19和主軸頭I可以設(shè)置成一體或獨(dú)立分開地設(shè)置。3)可以省去排氣口 18。如省去的話，大部分的空氣積留于聯(lián)軸器5和限制壁19 之間，但是由于一部分的空氣從主軸馬達(dá)4的安裝部泄漏到外部，因此主軸頭整體的溫度上升緩慢。
權(quán)利要求1.ー種機(jī)床,它包括 主軸頭(I)，該主軸頭呈空心狀，具有前壁(If)、左壁(Id)、右壁(1C)、上壁(la)、下壁(Ib)，并在前壁的下壁側(cè)具有支承筒(11)； 主軸(3)，該主軸通過軸承(2)能旋轉(zhuǎn)地支承于所述支承筒；以及 聯(lián)軸器(5)，該聯(lián)軸器在所述主軸頭的所述上壁側(cè)的內(nèi)部使所述主軸與驅(qū)動(dòng)源(4)連接；其特征在干， 該機(jī)床在所述主軸頭內(nèi)的所述聯(lián)軸器與所述后壁之間且與所述聯(lián)軸器相対的位置處設(shè)有從所述上壁下垂且與所述左壁和所述右壁連接的限制壁(19)。
2.如權(quán)利要求I所述的機(jī)床，其特征在干， 所述限制壁與所述主軸頭形成為一體。
3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)床，其特征在干， 該機(jī)床還包括刀具裝卸機(jī)構(gòu)(8、81、9、33)以及用于操作所述刀具裝卸機(jī)構(gòu)的壓下桿(6)，所述壓下桿以設(shè)置于所述主軸頭內(nèi)的支承軸^a)為中心擺動(dòng)，所述支承軸位于所述主軸頭的前后方向中央附近，所述限制壁位于比所述支承軸靠前方的位置。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)床，其特征在干， 所述限制壁在其下端的左右方向中央部具有缺ロ部(19a)，所述壓下桿的一部分位于所述缺ロ部。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)床，其特征在干， 在所述主軸頭內(nèi)包括供氣筒(7)，該供氣筒從朝向所述主軸和所述聯(lián)軸器的噴氣ロ(71)噴出空氣。
6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)床，其特征在干， 所述噴氣ロ設(shè)置成多個(gè)，并設(shè)置在沿著所述供氣筒的長度方向相隔開的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的機(jī)床，其特征在干， 該機(jī)床在所述限制壁的所述聯(lián)軸器所在的ー側(cè)包括向所述主軸頭內(nèi)開ロ的排氣ロ(18)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)床，它包括被主軸頭內(nèi)的軸承以能旋轉(zhuǎn)的方式支承的主軸，以及使主軸與驅(qū)動(dòng)源連接的聯(lián)軸器。在主軸頭內(nèi)的聯(lián)軸器與主軸頭的后壁之間設(shè)有從主軸頭的上壁下垂且與主軸頭的左壁和右壁連接的限制壁。限制壁防止聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)使熱擴(kuò)散到到主軸頭內(nèi)。由于機(jī)床設(shè)置了限制壁，因此能抑制主軸、支承主軸的軸承的溫度上升，以防止軸承潤滑用潤滑脂的劣化、主軸的晃動(dòng)。
文檔編號(hào)B23Q3/12GK202639348SQ201220115269
公開日2013年1月2日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者伊藤惠史, 本田亮, 寺阪直人 申請人:兄弟工業(yè)株式會(huì)社