龙门式机床的制作方法

本发明涉及一种具备立柱的龙门式机床。

背景技术：

龙门式机床具备两端部被左右一对立柱支撑的横轨及支撑于横轨的主轴箱。

在这种龙门式机床中,为了使左右立柱耐受横轨及主轴箱的重量，并且防止左右立柱挠曲而影响主轴箱的加工精度，需要提高左右立柱的刚性。

在现有龙门式机床中,在左右立柱的空心内部,斜向设置凸条状的肋，从而提高左右立柱的刚性(例如，参考专利文献1)。

专利文献1：日本特开平10-286734号公报

在上述现有龙门式机床中，肋形成为相对于横轨的长边方向倾斜，因此针对横轨的长边方向上的荷载能够得到较高的刚性。

然而，在由横轨支撑主轴箱的情况下，在横轨容易产生朝向主轴箱侧的方向上的荷载，而在上述现有的龙门式机床中，针对该方向上的荷载的刚性并不够充分。因此，存在左右立柱相对于横轨而向的主轴箱侧挠曲从而导致加工精度下降的可能性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抑制立柱的挠曲从而提高加工精度的龙门式机床。

本发明的龙门式机床构成为具备：

第一立柱及第二立柱；

横轨，支撑于所述第一立柱及所述第二立柱；及

主轴箱，支撑于所述横轨，

所述第一立柱及所述第二立柱分别设置有随着朝向上方而向所述横轨的所述主轴箱侧倾斜的斜支柱。

根据本发明，能够提供一种抑制立柱的挠曲从而提高加工精度的龙门式机床。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的龙门式机床的立体图。

图2(a)是第一立柱或第二立柱的立体图，图2(b)是沿图2(a)的w-w线剖切的剖视图。

图3是用于说明第一立柱或第二立柱的斜支柱的延伸方向与主轴箱之间的位置关系的龙门式机床的侧视图。

图4是表示龙门式机床的加工装置不同的例子的立体图。

图中：1、1a-龙门式机床，10-第一立柱，20-第二立柱，11、21-顶板部，12、22-底板部，13、23-第一支柱，14、24-第二支柱，15、25-斜支柱，32-横轨，331-床鞍，332-主轴箱，34、34a-加工装置，34a、34aa-砂轮(工具)，131、141、151、231、241、251-凸缘，e-延长线。

具体实施方式

[龙门式机床的概要]

以下，参考附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是表示本发明的实施方式所涉及的龙门式机床1的立体图。图中，x轴方向及y轴方向为在水平方向上彼此正交的方向，z轴方向是与x轴方向及y轴方向正交的铅垂方向上的上下方向。在以下的说明中，将x轴方向上的一侧设为前，将x轴方向上的另一侧设为后，将y轴方向上的一侧设为左，将y轴方向上的另一侧设为右。

龙门式机床1是对工件的一个表面进行磨削的所谓磨床，其具备：基部31a、31b；第一立柱10；第二立柱20；横轨32；床鞍331；主轴箱332；加工装置34、配置工件的工作台36及床身35。

[床身]

床身35具备沿x轴方向延伸的未图示的一对直线导轨，该直线导轨支撑工作台36以使其能够沿x轴方向移动。并且，在床身35上搭载有使工作台36沿x轴方向移动的未图示的输送机构。输送机构将能够任意控制运转量的马达作为驱动源，并使工作台36保持工件(加工对象物)而沿x轴方向移动。

并且，在车身35的y轴方向上的两侧连结有一对基部31a、31b，使得该一对基部31a、31b车身35突出。在右侧的基部31a上载置有第一立柱10，在左侧的基部31b上载置有第二立柱20，第一立柱10及第二立柱20的下端部通过螺栓或焊接等公知方法分别固定于基部31a、31b。

[横轨]

第一立柱10及第二立柱20竖立设置且夹着床身35在y轴方向上排列。而且，在第一立柱10及第二立柱20的上端部经由托架32a(省略第二立柱20侧托架的图示)固定支撑有横轨32，使得该横轨32沿y轴方向延伸。而且，第一立柱10及第二立柱20的上端部通过螺栓或焊接等公知方法固定于横轨32。

横轨32在y轴方向上细长，并在其前侧经由未图示的直线导轨将床鞍331支撑为能够沿y轴方向移动。

并且，在横轨32上搭载有使床鞍331沿y轴方向移动并使其定位的未图示的输送机构。该输送机构也将能够任意控制运转量的马达作为驱动源，并且能够使床鞍331沿y轴方向移动并定位于任意位置。

床鞍331支撑主轴箱332，主轴箱332支撑加工装置34。另一方面，使基于横轨32的床鞍331沿y轴方向移动控制以及基于床身35的工件沿x轴方向移动控制协同进行。由此，能够将加工装置34移动并定位于工件的x-y平面上的任意位置，从而能够对工件的整个表面或任意位置进行磨削加工。

[主轴箱及床鞍]

主轴箱332经由床鞍331支撑于横轨32从而能够沿y轴方向移动，并且以能够沿z轴方向升降的方式支撑于床鞍331。并且，在主轴箱332的下端部支撑有加工装置34。

床鞍331具有使主轴箱332沿z轴方向升降的功能。

因此，床鞍331通过未图示的直线导轨将主轴箱332支撑为能够沿z轴方向移动。而且，在床鞍331上搭载有使主轴箱332沿z轴方向移动并使其定位的未图示的输送机构。该输送机构也将能够任意控制运转量的马达作为驱动源，并且能够使主轴箱332沿z轴方向移动并定位于任意位置。

[加工装置]

加工装置34保持于主轴箱332的下端部。

该加工装置34是具有围绕y轴旋转驱动的圆板状或圆筒状的砂轮34a作为工具的磨削装置。砂轮34a配置于主轴箱332的下端部的右端。通过使该砂轮34a旋转且使其外周与工件滑动接触，从而对工件进行磨削。

[第一立柱及第二立柱]

图2(a)是第一立柱10或第二立柱20的立体图，图2(b)是沿着图2(a)的w-w线剖切的剖视图。

另外，除了y轴方向上的宽度不同以外，第一立柱10与第二立柱20的结构相同，因此对这些结构相同的部分，根据图2(a)及图2(b)一并进行说明。另外，在图2(a)及图2(b)中,为了简化说明，将第一立柱10及第二立柱20的y轴方向上的宽度表示为相同，但如上所述，第二立柱20的y轴方向上的宽度实际上比第一立柱10的y轴方向上的宽度宽。

第一立柱10及第二立柱20是由钢材等金属铸造成一体的内部为空心的支柱，从y轴方向观察时其呈大致梯形。

第一立柱10及第二立柱20具备：顶板部11、21；底板部12、22；第一支柱13、23；第二支柱14、24及斜支柱15、25。

顶板部11、21及底板部12、22均为在x轴方向上细长的矩形板状，底板部12、22比顶板部11、21长。并且，为了减轻重量，在顶板部11、21及底板部12、22上形成有矩形开口。

第一支柱13、23连结顶板部11、21的前端部与底板部12、22的前端部，并且随着朝向上方而稍向后方倾斜。并且，第一支柱13、23的结构近似于槽形钢。即，在第一支柱13、23的y轴方向上的两端部，遍及其全长而形成有朝向后方竖立设置的凸缘131、231，第一支柱13、23的剖面呈“コ”字状。

第二支柱14、24连结顶板部11、21的后端部与底板部12、22的后端部，并且沿着z轴方向而形成。并且，第二支柱14、24的结构近似于槽形钢。即，在第二支柱14、24的y轴方向上的两端部，遍及其全长而形成有朝向前方竖立设置的凸缘141、241，第二支柱14、24的剖面呈“コ”字状。

并且，如前述，床鞍331及主轴箱332装配于横轨32的前侧。因此，第一立柱10及第二立柱20所承受的横轨32的支撑荷载在前侧更大。因此，第一支柱13、23采用与第二支柱14、24相比针对长边方向上的压缩荷载的刚性更高的结构。具体而言，第一支柱13、23的凸缘131、231的宽度(在与支柱的长边方向正交的方向上的宽度)比第二支柱14、24的凸缘141、241的宽度更宽。

另外，使第一支柱13、23的针对长边方向上的压缩荷载的刚性大于第二支柱14、24的针对长边方向上的压缩荷载的刚性的结构并不限定于此，还可以采用其他结构。例如，可以加厚第一支柱13、23的壁面厚度或凸缘131、231的厚度，也可以在第一支柱13、23上沿着上下方向设置肋，还可以在第一支柱13、23上安装加固件。

斜支柱15、25连结顶板部11、21的前端部与底板部12、22的后端部，并且随着朝向上方而向前方倾斜。并且，斜支柱15、25的结构近似于h形钢。即，在斜支柱15、25的y轴方向上的两端部，遍及其全长而形成有朝向前后两个方向竖立设置的凸缘151、251。

并且，如前述，在加工装置34中，砂轮34a配置于主轴箱332的下端部的右端。因此，在进行磨削时，整个主轴箱332位于砂轮34a的左侧，因此位于左侧的第二立柱20所承受的荷载大于第一立柱10所承受的荷载的情况较多。

因此，第二立柱20采用与第一立柱10相比针对上下方向上的压缩荷载的刚性更高的结构。具体而言，第二立柱20的y轴方向上的宽度比第一立柱10的y轴方向上的宽度更宽。

另外，使第二立柱20的针对上下方向上的压缩荷载的刚性大于第一立柱10的针对上下方向上的压缩荷载的刚性的结构并不限定于此，还可以采用其他结构。例如，与第一立柱10相比，可以加厚第二立柱20的各个支柱23、24或斜支柱25的壁面厚度或凸缘231、241、251的厚度，也可以在各个支柱23、24或斜支柱25上沿着上下方向设置肋，还可以在第二立柱20的各个支柱23、24或斜支柱25及凸缘231、241、251上安装加固件。

[第一立柱及第二立柱的斜支柱与主轴箱之间的关系]

图3是表示第一立柱10及第二立柱20的斜支柱15、25与主轴箱332之间的关系的龙门式机床1的右侧视图。

如前述，第一立柱10及第二立柱20的斜支柱15、25随着朝向上方而向前方倾斜。而且，从横轨32的长边方向(y轴方向)观察龙门式机床1时，主轴箱332配置成与斜支柱15、25的沿着其长边方向延伸的延长线e交叉。斜支柱15、25的延长线e通过凸缘151、251的宽度方向的中心位置。

并且，主轴箱332相对于床鞍331上下移动。在图3中，实线的主轴箱332表示上下移动的上限位置，双点划线的主轴箱332表示上下移动的下限位置。

如图3所示，即便主轴箱332在上限位置至下限位置的范围内进行升降，主轴箱332始终与斜支柱15、25的延长线e交叉。

[本发明的实施方式的技术效果]

在龙门式机床1中，第一立柱10及第二立柱20分别设置有随着朝向上方而朝向横轨32的设置有主轴箱332的一侧(前侧)倾斜的斜支柱15、25。

在主轴箱332支撑于横轨32的前侧的情况下，各个立柱10、20所承受的支撑荷载在前侧更大，但是，针对这种荷载，朝向上述方向倾斜的斜支柱15、25具有较高的刚性。

因此，即便在减少各个立柱10、20的材料使用量而实现了装置的轻量化的情况下，也能够得到较高的刚性，从而能够抑制各个立柱10、20产生挠曲。

而且，由此能够减少主轴箱332发生倾斜，能够使加工装置34的砂轮34a以适当的朝向与工件接触，因此能够实现加工精度的提高。

另外，具有上述斜支柱15、25的立柱10、20例如与形成为空心的箱状且在内部沿着上下方向设置有凸条状的肋(加固结构)的通常的立柱相比，即便将材料使用量降低至一半左右(大致减量至一半)，也能够得到与通常的立柱相同程度的刚性。

并且，龙门式机床1形成为，第一立柱10及第二立柱20的前侧的第一支柱13、23的刚性高于第二支柱14、24的刚性。

就第一立柱10及第二立柱20而言，能够提高横轨32的主轴箱332侧的刚性，并且能够减少各个立柱10、20的挠曲，从而能够实现加工精度的进一步提高。

并且，第一立柱10及第二立柱20的斜支柱15、25均形成为h形剖面，因此能够减轻斜支柱15、25的重量并且能够提高其刚性，进而能够维持龙门式机床1的刚性，从而能够实现整个装置的进一步轻量化。

并且，在龙门式机床1中，对应于在主轴箱332的y轴方向上的砂轮34a的配置，将与配置有砂轮34a的一侧相反的一侧的第二立柱20形成为其刚性高于第一立柱10的刚性。

在将砂轮34a配置于主轴箱332的y轴方向上的单侧(右侧)的情况下，几乎整个主轴箱332始终配置于砂轮34a的左侧，因此在进行加工动作时，配置于左侧的第二立柱20所承受的支撑荷载变大的情况较多。因此，通过将第二立柱20设为其刚性高于第一立柱10的刚性，能够降低加工动作中的倾斜，能够实现装置的加工精度的进一步提高。

并且，即便在第二立柱20所承受的支撑荷载变大的情况下，也可以通过提高承载力来实现耐久性的提高。

并且，在龙门式机床1中，从y轴方向观察时，主轴箱332配置成与第一立柱10及第二立柱20的斜支柱15、25的延长线e交叉。

在采用这种配置的情况下，针对配置于横轨32上的主轴箱332所引起的支撑荷载，第一立柱10及第二立柱20的斜支柱15、25更有效地实现较高的刚性。

而且，主轴箱332配置成如下结构：不管其位于上下可移动范围内的任何位置，主轴箱332始终与斜支柱15、25的延长线e交叉。在该情况下，在进行加工时，即便加工装置34进行升降，也能够始终以较高的刚性进行支撑。

因此，能够抑制加工装置34的升降动作所带来的影响，能够以高精度进行加工作业。

[其他]

在上述实施方式中，对龙门式机床1为具备具有砂轮34a的加工装置34的磨床的情况进行了例示，但是，只要是龙门式，加工装置的加工的类型并不受限制。

例如，如图4所示，也可以将第一立柱10及第二立柱20应用于主轴箱332支撑具备立铣刀或铣头等工具34aa的加工装置34a的切削机等龙门式机床1a。

并且，龙门式机床并不限于如图1所示的加工装置34的砂轮34a的旋转轴为水平方向的磨床，也可以将第一立柱10及第二立柱20应用于旋转轴朝向其他方向的龙门式机床或能够改变控制旋转轴的方向的龙门式机床。

并且，第一立柱10及第二立柱20的左右侧面均开有开口，但也可以形成为无开口的平板状。并且，也可以对其接合封闭该开口的板材，还可以设置罩体。