JPH0276601A - Structure of headstock of machine tool - Google Patents

Structure of headstock of machine tool

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Publication number
JPH0276601A
JPH0276601A JP22938288A JP22938288A JPH0276601A JP H0276601 A JPH0276601 A JP H0276601A JP 22938288 A JP22938288 A JP 22938288A JP 22938288 A JP22938288 A JP 22938288A JP H0276601 A JPH0276601 A JP H0276601A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
head
headstock
tool
machine tool
main shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP22938288A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Saeki
英樹 佐伯
Minoru Kitayama
稔 北山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamazaki Mazak Corp
Original Assignee
Yamazaki Mazak Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve processing precision of a work by limiting a main heating source to only a head where a tool main shaft is set up, decreasing an amount of thermal deformation of a headstock having the head, and making the direction of its deformation simple. CONSTITUTION:A head drive means such as a head turning device 10 is installed on a body 9 and a head 17 is rotatably set up through the head drive means. A tool main shaft 23 is rotatably set up on the head 17 and also a main shaft drive motor 26, etc., are installed to drive the tool main shaft 23 in rotation. Thus it is possible to limit a heating source of the drive motor, etc., to the head 17, to decrease an amount of thermal deformation of the whole headstock 7, and to make the direction of its deformation simple. As the result, it becomes easy to make correction according to thermal deformation resulting in possibility to precisely process a work 30.

Description

【発明の詳細な説明】 (a)、産業上の利用分野 本発明は、主なる発熱源を、工具主軸が設けられたヘッ
ドのみに限定して、該ヘッドを有する主軸台全体の熱変
形Iを少なく、かつその変形方向を単純なものとして、
ワークの加工精度を向上させることが出来る、工作機械
の主軸台構造に関する。
Detailed Description of the Invention (a) Industrial Application Field The present invention limits the main heat source to only the head provided with the tool spindle, and prevents thermal deformation of the entire headstock including the head. Assuming that the deformation direction is small and the deformation direction is simple,
This invention relates to a headstock structure for a machine tool that can improve the machining accuracy of a workpiece.

(b)、従来の技術 第5図は従来の工作機械が、ワーク加工時に熱変位する
様子を示す正面図。
(b), Prior Art FIG. 5 is a front view showing how a conventional machine tool undergoes thermal displacement during processing of a workpiece.

第6図は第5図の左側面図である。FIG. 6 is a left side view of FIG. 5.

従来、工作機械の主軸台、例えば第5図に示すように、
ヘッド41を矢印E、F方向に180°旋回して工具主
軸42の軸心CT 4を水平及び垂直とし得る主軸台4
3において、該主軸42を回転駆動するためのモータ4
6は、ヘッド41側には設置されず、該ヘッド41を旋
回駆動する主軸台43の本体45側に設けられていた。
Conventionally, the headstock of a machine tool, for example, as shown in Fig. 5,
A headstock 4 that can rotate the head 41 by 180° in the directions of arrows E and F to make the axis CT 4 of the tool spindle 42 horizontal and vertical.
3, a motor 4 for rotationally driving the main shaft 42;
6 was not installed on the head 41 side, but on the main body 45 side of the headstock 43 that drives the head 41 in rotation.

そして、モータ46から工具主軸42への動力の伝達は
、ベベルギア47等の歯車を装看した多数の伝達軸49
及び該軸49を支持するベアリング50等からなる動力
伝達機構51を介して行なっていた。
The power is transmitted from the motor 46 to the tool main shaft 42 through a number of transmission shafts 49 equipped with gears such as a bevel gear 47.
This is done via a power transmission mechanism 51 consisting of a bearing 50 and the like that supports the shaft 49.

(C)0発明が解決しようとする問題点しかし、これで
は、主軸台43の本体45に、モータ46.多数の歯車
及びベアリング50等の発熱源を多く有することになり
、ワークを加工する際、これ等発熱源が発熱する。する
と、加工時に主軸台43の本体45及びヘッド41が熱
変形すると共に、主軸台43の周辺部分、例えば、第6
図に示すコラム52が、主軸台43の本体45に螺合し
たボールネジ53等を介して、該コラム52の中心CT
2より図中右寄りの部分を押圧されて熱変形する。その
結果、ワーク加工時に、工作機械40の主軸台43等は
、第5図及び第6図想像線に示すように複雑に熱変位し
、該変位に応じた補正をすることが困難であった。
(C) 0 Problems to be Solved by the Invention However, in this case, the motor 46. It has many heat generating sources such as a large number of gears and bearings 50, and these heat generating sources generate heat when processing a workpiece. Then, during machining, the main body 45 and head 41 of the headstock 43 are thermally deformed, and the peripheral parts of the headstock 43, for example, the sixth
The column 52 shown in the figure is connected to the center CT of the column 52 via a ball screw 53 etc. screwed into the main body 45 of the headstock 43.
2, the part on the right side in the figure is pressed and thermally deformed. As a result, during workpiece machining, the headstock 43 of the machine tool 40 undergoes complex thermal displacement as shown in the imaginary lines in FIGS. 5 and 6, and it is difficult to make corrections according to the displacement. .

本発明は、筆記事情に鑑み、発熱源を工具主軸を有する
ヘッドのみに限定して、主軸台の熱変形量を少なく、か
つその変形方向を単純なものとすることが出来る、工作
機械の主軸台構造を提供することを目的とする。
In view of the circumstances described above, the present invention has been devised to reduce the amount of thermal deformation of the headstock and to simplify the direction of the deformation by limiting the heat generation source to the head having the tool spindle. The purpose is to provide a platform structure.

(d)0問題点を層決するための手段 本発明は、本体(9)を有し、前記本体(9)に、ヘッ
ド駆動手段(10)を設け、また、前記本体(9)に、
ヘッド(17)を、前記ヘッド駆動手段(10)を介し
て旋回自在に設け、前記ヘッド(17)に、工具主軸(
23)を回転自在に設けると共に、該工具主軸(23)
を回転駆動する駆動モータ(26)を設けて構成される
(d) Means for determining zero problems The present invention has a main body (9), the main body (9) is provided with a head driving means (10), and the main body (9) is provided with:
A head (17) is rotatably provided via the head driving means (10), and a tool spindle (
23) is rotatably provided, and the tool main shaft (23)
A drive motor (26) is provided to rotationally drive the.

なお、前記ヘッド駆動手段(10)とヘッド(17)と
の間に、断熱部材(21,22)を設けてもよい。
Note that a heat insulating member (21, 22) may be provided between the head driving means (10) and the head (17).

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない。以下のr (e)
、作用」の欄についても同様である。
Note that the numbers in parentheses are for convenience and indicate corresponding elements in the drawings, and therefore, this description is not limited to the descriptions on the drawings. r (e) below
The same applies to the column ``, action''.

(e)0作用 上記した構成により、本発明は、ヘッド駆動手段(10
)を駆動することにより、ヘッド(17)が本体(9)
に対して旋回し、ヘッド(17)の駆動モータ(26)
を駆動することにより、工具主軸(23)が回転するよ
うに作用する。
(e) 0 effect With the above-described configuration, the present invention provides a head driving means (10
), the head (17) moves to the main body (9).
The drive motor (26) of the head (17)
By driving the tool spindle (23), the tool spindle (23) is rotated.

(f)、実施例 以下、図面に基づき、本発明の詳細な説明する。(f), Example Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図は本発明による工作機械の主軸台構造の一実施例
が適用される、工作機械の一例を示す正面図、 第2図は第1図の左側面図。
FIG. 1 is a front view showing an example of a machine tool to which an embodiment of the machine tool headstock structure according to the present invention is applied, and FIG. 2 is a left side view of FIG. 1.

第3図は第1図に示す主軸台の要部を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing the main parts of the headstock shown in FIG. 1.

第4図は本発明による工作機械の主軸台構造の別の実施
例が適用される、工作機械の主軸台の要部を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing the main parts of a machine tool headstock to which another embodiment of the machine tool headstock structure according to the present invention is applied.

マシニングセンタ等の工作機械1は、第1図に示すよう
に、ベツド2を有しており、ベツド2上にはコラム3が
1図中左右方向である矢印A、B方向(即ち、Y軸方向
)及び図中紙面と直角方向、即ち@2図矢印J、に方向
(X軸方向)に移動駆動自在に設けられている。第2図
に示すコラム3の中央部には、主軸台移動空間5が、該
コラム3を図中紙面と直角方向(即ち、第1図矢印A、
B方向)に貫通する形で形成されており、主軸台移動空
間5には、上下送りネジ6が、第2図に示すように、そ
の軸心CTIを主軸台移動空間5の中心(従ってコラム
3の中心)CT2に一致させる形で設けられている。
A machine tool 1 such as a machining center has a bed 2, as shown in FIG. ) and in the direction perpendicular to the plane of the paper in the figure, that is, in the direction @arrow J in figure 2 (X-axis direction). At the center of the column 3 shown in FIG.
As shown in FIG. (center of 3) is provided in a form that coincides with CT2.

また、コラム3の主軸台移動空間5には、第1図に示す
ように、主軸台7が、その本体9を上下送りネジ6と螺
合させる形で1図中上下方向である矢印C,D方向(即
ち、Z軸方向)に移動駆動自在に設けられており1本体
9の図中右方の端部には、支持部が形成されている。支
持部には、後述するヘッド17を旋回駆動するためのヘ
ッド旋回装置10が設けられている。ヘッド旋回装置1
0は、第3図に示すように、係合体11及び昧動機構1
5等を有しており、係合体11は、係合軸12.歯車1
3及び連結シリンダ16B等から構成されている。
Further, in the headstock movement space 5 of the column 3, as shown in FIG. 1, the headstock 7 has its main body 9 threadedly engaged with the vertical feed screw 6, and the headstock 7 is provided with arrows C in the vertical direction in FIG. It is provided so as to be freely movable and driven in the D direction (namely, the Z-axis direction), and a support portion is formed at the right end of the main body 9 in the figure. The support section is provided with a head turning device 10 for turning and driving a head 17, which will be described later. Head rotation device 1
0, as shown in FIG. 3, the engaging body 11 and the moving mechanism 1
5, etc., and the engaging body 11 has an engaging shaft 12 . gear 1
3 and a connecting cylinder 16B.

即ち、第3図に示す本体9の図中右方の端部には、支持
部11Aが形成されており、支持部11Aには、係合穴
lidが筒状に貫通穿設されている。係合穴lidには
、係合軸12が、その軸心(以下、旋回中心CT3と称
する。)を矢印A、B方向(Y軸方向)に対して所定角
度θだけ傾け。
That is, a support portion 11A is formed at the right end of the main body 9 shown in FIG. 3, and a cylindrical engagement hole lid is formed through the support portion 11A. In the engagement hole lid, an engagement shaft 12 has its axis (hereinafter referred to as a turning center CT3) inclined by a predetermined angle θ with respect to the directions of arrows A and B (Y-axis direction).

かつ旋回中心CT3を中心として矢印E、F方向に旋回
自在な形で設けられており、係合軸12には、貫通穴1
2hが、旋回中心CT3に沿って矢印P、Q方向に貫通
穿設されている。また、係合軸12の図中下端部には、
鍔状の接続部12Aが、旋回中心CT3に対して直交す
る形で形成されており、接続部12Aの図中下端部には
、接続面12fが形成されている。更に、第3図に示す
係合軸12の図中上端部には歯車13が装着されており
、歯車13には、駆動機構15を構成するラック15a
が噛合している。なお、ラック15aには、駆動機構1
5を構成する駆動シリンダ(図示せず)が、該ラック1
5aを図中紙面と直角方向に移動し得る形で接続されて
いる。
The engaging shaft 12 is provided with a through hole 1, which is rotatable in the directions of arrows E and F about the pivot center CT3.
2h is penetrated in the directions of arrows P and Q along the turning center CT3. In addition, at the lower end of the engagement shaft 12 in the figure,
A flange-shaped connecting portion 12A is formed perpendicular to the turning center CT3, and a connecting surface 12f is formed at the lower end of the connecting portion 12A in the drawing. Further, a gear 13 is attached to the upper end of the engagement shaft 12 shown in FIG.
are meshing. Note that the rack 15a includes a drive mechanism 1.
A drive cylinder (not shown) constituting the rack 1
5a is connected in such a way that it can move in a direction perpendicular to the plane of the drawing.

また、歯車13と接続部12Aの間には、連結シリンダ
16Bが設けられており、連結シリンダ16Bは、シリ
ンダ16c及びピストン16d等を有している。即ち、
係合穴lidには、シリンダ16cが、該係合穴lid
の内周に沿って環状に穿設形成されており、シリンダ1
6cには、係合軸12の外周に固着されたピストン16
dが矢印P、Q方向に移動自在な形で設けられている。
Further, a connecting cylinder 16B is provided between the gear 13 and the connecting portion 12A, and the connecting cylinder 16B includes a cylinder 16c, a piston 16d, and the like. That is,
The cylinder 16c is inserted into the engagement hole lid.
It is perforated in an annular shape along the inner circumference of the cylinder 1.
6c, a piston 16 fixed to the outer periphery of the engagement shaft 12;
d is provided so as to be movable in the directions of arrows P and Q.

なお、第3図に示す支持部11Aの図中下方の端面11
aには、係合溝11bが円環状に穿設形成されており、
係合溝11bにはカプラ16fが嵌着されている。
Note that the lower end surface 11 of the support portion 11A shown in FIG.
An annular engagement groove 11b is formed in a,
A coupler 16f is fitted into the engagement groove 11b.

ところで、主軸台7の支持部11Aには、第3図に示す
ように、ヘッド17が、前述したヘッド旋回装置10の
係合体11等を介して、旋回中心CT3の回りを矢印E
、F方向に旋回自在な形で装着されており、ヘッド17
はケーシング19を有している。ケーシング19は熱彫
張率の低い材料から作られており、ケーシング19の図
中左方の端部には、装着部20が形成されている。装着
部20の図中上方の端面20aには、接続穴20bが旋
回中心CT3に沿う形で穿設されており、接続穴20b
の底部には、第1接続面20dが円環状に形成されてい
る。なお、端面20aには、円環状に形成された第2接
続面20eが、旋回中心CT3と直角になる形で形成さ
れている。
By the way, as shown in FIG. 3, the head 17 is attached to the support portion 11A of the headstock 7 through the engagement body 11 of the head rotation device 10 described above, and rotates around the rotation center CT3 in the direction of the arrow E.
, is mounted so as to be able to rotate freely in the F direction, and the head 17
has a casing 19. The casing 19 is made of a material with a low thermal expansion ratio, and a mounting portion 20 is formed at the left end of the casing 19 in the figure. A connection hole 20b is bored in the upper end surface 20a of the attachment part 20 in the figure along the rotation center CT3.
A first connecting surface 20d is formed in an annular shape at the bottom. Note that a second connecting surface 20e formed in an annular shape is formed on the end surface 20a so as to be perpendicular to the turning center CT3.

また、第3図に示す装着部20の第2接続面20eには
、カプラ16eが、第2断熱部材22を介して固着され
ており、カプラ16eは、主軸台7側のカプラ16fと
接続分離自在な形で係合している。一方、接続穴20b
には、係合軸12の接続部12Aが、ボルト等の締結手
段を介して第1断熱部材21を挾さむ形で接続されてい
る。
Further, a coupler 16e is fixed to the second connection surface 20e of the mounting portion 20 shown in FIG. They engage freely. On the other hand, the connection hole 20b
A connecting portion 12A of the engagement shaft 12 is connected to the first heat insulating member 21 via fastening means such as bolts.

また、ヘッド17のケーシング19には、第3図に示す
ように、モータ収容空間19Aが形成されており、モー
タ収容空間19Aには、工具主軸23及び該主軸23に
直結された土軸卵動モータ26等が設けられている。即
ち、モータ収容空間19Aには、工具主軸23が、複数
個のベアリング25を介して、中心CT4を中心とし、
て矢印G、11方向に回転自在な形で設けられており、
工具主軸23には、主軸駆動モータ26を構成するロー
タ26aが、該主軸23の周囲を取り囲む形で装着され
ている。更に、ケーシング19の内壁19bには、主軸
駆動モータ26を構成するステータ26bが、ロータ2
6aを被覆する形で設けられており、また工具主軸23
には、工具保持面23aがテーパー状に形成されている
。更に、工具主軸23には1貫通穴23bが、工具保持
面23aに接続する形で、矢印C,D方向に貫通穿設さ
れており、貫通穴23bには、工具を保持するための公
知のドローパー(図示せず)等が設けられている。
Further, as shown in FIG. 3, the casing 19 of the head 17 has a motor housing space 19A formed therein, and the motor housing space 19A includes a tool main shaft 23 and an earth shaft egg movement directly connected to the main shaft 23. A motor 26 and the like are provided. That is, in the motor housing space 19A, the tool spindle 23 is centered around the center CT4 via a plurality of bearings 25.
It is provided in such a way that it can be freely rotated in the direction of arrow G and 11.
A rotor 26a constituting a main shaft drive motor 26 is attached to the tool main shaft 23 so as to surround the main shaft 23. Further, on the inner wall 19b of the casing 19, a stator 26b constituting the main shaft drive motor 26 is attached to the rotor 2.
6a, and the tool spindle 23
A tool holding surface 23a is formed in a tapered shape. Furthermore, a through hole 23b is formed through the tool spindle 23 in the directions of arrows C and D in a manner that connects to the tool holding surface 23a. A drawer (not shown) and the like are provided.

また、第1図に示すベツド2上には、テーブル27が1
図中紙面と直角方向(即ち、第2図矢印J、に方向)に
移動駆動自在、かつ中心CT5を中心として矢印り、M
方向に旋回自在な形で設けられており、テーブル27の
上部にはワーク搭載面27aが形成されている。
Furthermore, a table 27 is placed on the bed 2 shown in FIG.
It can be freely moved and driven in the direction perpendicular to the plane of the paper in the figure (i.e., in the direction of arrow J in Figure 2), and in the direction of arrow M with center CT5 as the center.
The table 27 is provided in such a manner that it can freely turn in any direction, and a workpiece mounting surface 27a is formed on the upper part of the table 27.

工作機械1は1以上のような構成を有するので、該工作
機械1を用いて、ワークを加工するには、加工すべきワ
ーク30を、第1図に示すように、テーブル27のワー
ク搭載面27a上に取付ける。次に、工具主軸23に、
加工に使用する工具31(例えばエンドミル等の回転工
具)を、第3図に示す工具保持面23aに密着させる形
で装着する。その状態で、第1図に示すテーブル27を
、ワーク30と共に図中紙面と直角方向く即ち。
Since the machine tool 1 has one or more configurations, in order to process a workpiece using the machine tool 1, the workpiece 30 to be processed is placed on the workpiece mounting surface of the table 27 as shown in FIG. Install it on 27a. Next, on the tool spindle 23,
A tool 31 (for example, a rotary tool such as an end mill) used for machining is attached so as to be brought into close contact with the tool holding surface 23a shown in FIG. In this state, the table 27 shown in FIG. 1 is placed along with the workpiece 30 in a direction perpendicular to the plane of the paper in the figure.

第2図矢印J、に方向(X軸方向))に移動駆動させ、
更に第1図矢印り、M方向に割り出し回転させる。また
、コラム3を、軸台7と共に矢印A、B方向(Y軸方向
)及び矢印C,D方向(Z軸方向)に適宜移動駆動して
、工具31を所定の加工開始位置に位置決めする。
Drive it to move in the direction of arrow J in Figure 2 (X-axis direction),
Further, index and rotate in the direction of arrow M in FIG. Further, the column 3 is appropriately moved and driven together with the axle base 7 in the directions of arrows A and B (Y-axis direction) and in the directions of arrows C and D (Z-axis direction) to position the tool 31 at a predetermined machining start position.

次に、主軸駆動モータ26を駆動して工具主軸23を、
工具31と共に第3図矢印G又はH方向に回転させる。
Next, drive the spindle drive motor 26 to move the tool spindle 23.
It is rotated together with the tool 31 in the direction of arrow G or H in FIG.

その状態で、テーブル27をX軸方向に移動駆動すると
共に、コラム3及び主軸台7を、Y軸及びZ軸方向に適
宜移動駆動して。
In this state, the table 27 is moved in the X-axis direction, and the column 3 and the headstock 7 are moved in the Y-axis and Z-axis directions as appropriate.

テーブル27上のワーク3oの上面30aを工具31に
よって切削加工する。なお、この際、ヘッド17は、カ
プラ16e、16f等を介して主軸台7の支持部11A
に対して確実に固定されているので、不用意に矢印E、
F方向に旋回してしまうようなことはなく、ワーク30
は円滑に加工され゛る。
The upper surface 30a of the workpiece 3o on the table 27 is cut using the tool 31. At this time, the head 17 connects to the support portion 11A of the headstock 7 via couplers 16e, 16f, etc.
Since it is securely fixed against the arrow E,
There is no turning in the F direction, and the workpiece 30
is processed smoothly.

次に、第1図に示すワーク30の側面30bを加工する
には、ヘッド17を第3図矢印E、 F方向に90°だ
け旋回させて、工具主軸23(従って工具31)を水平
にする必要がある。それには、まず連結シリンダ16B
のシリンダ16cに圧油を供給して、ピストン16dを
該シリンダ16c内を矢印P方向に移動させる。すると
、係合軸12が、ピストン16dによって押される形で
矢印P方向に移動する。すると、ヘッド17側のカプラ
16eと主軸台7側のカプラ16fとの係合状態が解除
され、ヘッド17は矢印E、F方向に自由に旋回し得る
フリーの状態となる。
Next, in order to process the side surface 30b of the workpiece 30 shown in FIG. 1, the head 17 is turned by 90 degrees in the directions of arrows E and F in FIG. There is a need. To do this, first the connecting cylinder 16B
Pressure oil is supplied to the cylinder 16c, and the piston 16d is moved in the direction of arrow P within the cylinder 16c. Then, the engagement shaft 12 moves in the direction of arrow P while being pushed by the piston 16d. Then, the engagement state between the coupler 16e on the head 17 side and the coupler 16f on the headstock 7 side is released, and the head 17 enters a free state in which it can freely rotate in the directions of arrows E and F.

こうして、ヘッド17がフリーの状態となったところで
、第3図に示す駆動機構15のラック15aを、図中紙
面と直角方向に移動駆動することにより、係合軸12を
、歯車13等を介して、旋回中心CT3の回りを矢印E
、F方向に180°だけ旋回させる。すると、ヘッド1
7は、係合軸12及び装着部20等を介して、工具主軸
23と共に、第3図に示す位置(工具主軸23の中心C
T4が垂直となる位置)より矢印E、F方向に180°
だけ旋回して、工具主軸23(従って工具31)が水平
となる。
In this manner, when the head 17 is in a free state, the rack 15a of the drive mechanism 15 shown in FIG. and move around the turning center CT3 with arrow E.
, rotate by 180° in the F direction. Then head 1
7 is connected to the position shown in FIG.
180° in the direction of arrows E and F from the position where T4 is vertical)
The tool spindle 23 (therefore, the tool 31) becomes horizontal.

こうして、工具31が水平となったところで、連結シリ
ンダ16Bのピストン16dを矢印Q方向に移動させる
。すると、ヘッド17が、係合軸12及び歯車13を介
してピストンL6dによって押される形で、矢印Q方向
に移動して、ヘッド17側のカプラ16eが、主軸台7
側のカプラ16fと係合する。その結果、ヘッド17は
、カプラ16e、16f等を介して主軸台7の本体9側
に固定される。
In this way, when the tool 31 becomes horizontal, the piston 16d of the connecting cylinder 16B is moved in the direction of the arrow Q. Then, the head 17 is pushed by the piston L6d via the engagement shaft 12 and the gear 13, and moves in the direction of the arrow Q, and the coupler 16e on the head 17 side is moved against the headstock 7.
It engages with the side coupler 16f. As a result, the head 17 is fixed to the main body 9 side of the headstock 7 via the couplers 16e, 16f, etc.

こうして、ヘッド17が固定されたところで、主軸昧動
モータ26を駆動して工具主軸23を。
When the head 17 is fixed in this way, the main shaft moving motor 26 is driven to move the tool main shaft 23.

工具31と共に矢印G又はH方向に回転させる。It is rotated together with the tool 31 in the direction of arrow G or H.

これと同時に、コラム3をY軸及びZ軸方向に移動駆動
する等して、第1図に示すテーブル27J:。
At the same time, the column 3 is moved and driven in the Y-axis and Z-axis directions to create the table 27J shown in FIG.

のワーク30の側面30bを、工具31によって所定形
状に切削加工する。
The side surface 30b of the workpiece 30 is cut into a predetermined shape using the tool 31.

なお、上述したように、ヘッド17に内蔵された主軸駆
動モータ26を駆動して工具主軸23を工具31と共に
回転して、ワーク30を次々と加工して行くと、ヘッド
17の可動部分、即ち該主軸23を回転駆動する主軸駆
動モータ26やベアリンク25等は発熱してくる。しか
し、ヘッド17のケーシング19は、熱膨張率の低い材
質から作られているので、その内壁19b等からモータ
26から発生した熱32が伝わって温度が上昇しても、
過度に熱膨張することはなく、本体9に対して矢印B方
向(Y軸の負方向)に微小長さ(以下、熱変位量と称す
る。)ΔY1だけ変位するだけである。
As described above, when the spindle drive motor 26 built into the head 17 is driven to rotate the tool spindle 23 together with the tool 31 and process the workpieces 30 one after another, the movable part of the head 17, i.e. The main shaft drive motor 26, the bear link 25, etc. that rotationally drive the main shaft 23 generate heat. However, since the casing 19 of the head 17 is made of a material with a low coefficient of thermal expansion, even if the heat 32 generated from the motor 26 is transmitted through the inner wall 19b etc. of the casing 19 of the head 17 and the temperature rises,
It does not undergo excessive thermal expansion, and is only displaced by a minute length (hereinafter referred to as thermal displacement amount) ΔY1 in the direction of arrow B (negative direction of the Y-axis) with respect to the main body 9.

一方、ヘッド17の装着部20と係合軸12との間及び
装着部20と主軸台7の支持部11Aとの間には、それ
ぞれ第3図に示すように、第1及び第2断熱部材21.
22が介在しているので、熱32がヘッド17側から主
軸台7の本体9側には伝わりにくい。また、仮に、熱3
2の一部が、第1図に示す主軸台7の本体9、更に上下
送りネジ6に伝わり、上下送りネジ6が矢印C,D方向
に膨張した場合、該ネジ6は、コラム3の中心CT2に
沿って該コラム3を外方に押圧する。すると、コラム3
は、矢印C,D方向に対して曲がることなく、矢印C方
向(Z軸の正方向)に微小長さΔZ1だけ変位すると共
に、コラム3の前面3bが背面3cに対して微小角度Δ
θ1だけ変位して、主軸台7のヘッド17をZ軸の正方
向に変位させるが、その変位量は、前述した変位量ΔY
1に比べて小さく無視することが出来る。しかも、コラ
ム3には、主軸駆動モータ26のような多量の熱を発生
し得る発熱源もなく、ヘッド17側がらの熱32以外の
熱によって膨張することはない。
On the other hand, between the mounting part 20 of the head 17 and the engagement shaft 12 and between the mounting part 20 and the support part 11A of the headstock 7, first and second heat insulating members are provided, respectively, as shown in FIG. 21.
22, it is difficult for the heat 32 to be transmitted from the head 17 side to the main body 9 side of the headstock 7. Also, if heat 3
2 is transmitted to the main body 9 of the headstock 7 shown in FIG. Press the column 3 outward along CT2. Then column 3
is displaced by a small length ΔZ1 in the direction of arrow C (positive direction of the Z axis) without bending in the directions of arrows C and D, and the front surface 3b of the column 3 is at a small angle Δ with respect to the rear surface 3c.
The head 17 of the headstock 7 is displaced by θ1 in the positive direction of the Z axis, but the amount of displacement is equal to the amount of displacement ΔY described above.
It is smaller than 1 and can be ignored. Moreover, the column 3 does not have a heat source that can generate a large amount of heat, such as the main shaft drive motor 26, and does not expand due to heat other than the heat 32 from the head 17 side.

その結果、ワーク加工中、ヘッド17(従って、工具主
軸23に装着された工具31)のワーク30に対する総
変位量Δ゛■゛は、ヘッド17の熱膨張によるY軸方向
の変位量(即ち、微小長さΔYl)と等しく、単一方向
にしか変位しないので、補正し易く、しかもその変位量
は微小なのでワーク30を精度よく加工することが出来
る。
As a result, during workpiece machining, the total displacement amount Δ゛■゛ of the head 17 (therefore, the tool 31 attached to the tool spindle 23) with respect to the workpiece 30 is the displacement amount in the Y-axis direction due to thermal expansion of the head 17 (i.e., Since it is equal to the minute length ΔYl) and is displaced only in a single direction, it is easy to correct, and since the amount of displacement is minute, the workpiece 30 can be processed with high precision.

なお、上述した実施例においては、ヘソ1−17を、ヘ
ッド旋回装置10の係合軸12を介して、ラック15a
を有する駆動機構15によって矢印E、F方向に旋回さ
せた場合について述べた。しかし、ヘッド17を旋回さ
せるための手段は、これに限らず、該ヘッド17を精度
よく矢印1ζ、ド方向に割り出し旋回させることが出来
れば、どのような手段によってもよいことは勿論である
。例えば、ヘッド17を、第4図に示す駆動機構15A
を用いて割り出し回転させてもよい。以下、該駆動機構
15Aを有する工作機械1について説明する。なお、第
3図において説明した部分と同一の部分は同一の符号を
付して、その部分の説明を省略する。
In the above embodiment, the navel 1-17 is attached to the rack 15a via the engagement shaft 12 of the head rotation device 10.
A case has been described in which the drive mechanism 15 having the following is used to turn in the directions of arrows E and F. However, the means for turning the head 17 is not limited to this, and it goes without saying that any means can be used as long as the head 17 can be accurately indexed and turned in the directions of the arrows 1ζ and . For example, the head 17 is driven by a drive mechanism 15A shown in FIG.
It is also possible to index and rotate using . The machine tool 1 having the drive mechanism 15A will be described below. Note that the same parts as those explained in FIG. 3 are given the same reference numerals, and the explanation of those parts will be omitted.

即ち、第4図に示す工作機械1の主軸台7の支持部IL
Aには、係合軸12が、ベアリング36a、36b等を
介して、旋回中心CT3を中心として矢印E、F方向に
旋回自在な形で支持されており、係合軸12には、ウオ
ームホイール33及びウオーム35等から成る駆動機構
15Aが接続している。即ち、係合軸12の図中上端部
には。
That is, the support part IL of the headstock 7 of the machine tool 1 shown in FIG.
At A, the engagement shaft 12 is supported via bearings 36a, 36b, etc. so as to be able to pivot in the directions of arrows E and F about the pivot center CT3, and the engagement shaft 12 is supported by a worm wheel. A drive mechanism 15A consisting of a worm 33, a worm 35, etc. is connected thereto. That is, at the upper end of the engagement shaft 12 in the figure.

ウオームホイール33が装着されており、ウオームホイ
ール33には、回転扉動自在に設けられたウオーム35
が噛合している。
A worm wheel 33 is attached to the worm wheel 33, and a worm 35 provided with a rotary door so as to be movable is attached to the worm wheel 33.
are meshing.

次に、上述した工作機械1を用いてワークを加工する場
合について説明する。なお、ヘッド17の矢印E、F方
向の旋回動作以外は、前述した工作機械1を用いてワー
クを加工する場合と同一であるので、ヘッド17の旋回
動作のみについて説明する。即ち、第4図に示すヘッド
17を矢印E、F方向に旋回させるには、ウオーム35
を回転駆動させる。すると、係合軸12は、ウオームホ
イール33を介して、ウオーム35によって駆動される
形で矢印E、I−’方向に所定角度だけ旋回する。
Next, a case will be described in which a workpiece is machined using the machine tool 1 described above. Note that, except for the turning operation of the head 17 in the directions of arrows E and F, it is the same as when processing a workpiece using the machine tool 1 described above, so only the turning operation of the head 17 will be described. That is, in order to turn the head 17 shown in FIG. 4 in the directions of arrows E and F, the worm 35 is
drive the rotation. Then, the engagement shaft 12 is driven by the worm 35 via the worm wheel 33 and rotates by a predetermined angle in the directions of arrows E and I-'.

(g)1発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、本体9を有し
、前記本体9に、八ツ1く旋回装置10等のヘッド駆動
手段を設け、また、前記本体9に、ヘッド17を、前記
ヘッド駆動手段を介して旋回自在に設け、前記ヘッド1
7に、工具主軸23を回転自在に設けると共に、該工具
主軸23を回転駆動する主軸駆動モータ26等の駆動モ
ータを設けて構成したので、駆動モータ等の発熱源をヘ
ッド17に限定することが出来2主軸台7全体の熱変形
量を少なく、かつその変形方向を・単純なものとするこ
とが可能となる。その結果、該熱変形に応じた補正が容
易となり、ワーク30を精度よく加工することが出来る
(g) Effects of the 1st Invention As explained above, the present invention has a main body 9, the main body 9 is provided with a head driving means such as a turning device 10, and the main body 9, a head 17 is provided rotatably via the head driving means, and the head 17 is rotatably provided via the head driving means.
7, the tool spindle 23 is rotatably provided and a drive motor such as a spindle drive motor 26 for rotationally driving the tool spindle 23 is provided, so that the heat generation source such as the drive motor can be limited to the head 17. It is possible to reduce the amount of thermal deformation of the entire headstock 7 and to simplify the direction of deformation. As a result, correction according to the thermal deformation becomes easy, and the workpiece 30 can be processed with high precision.

なお、ヘッド脈動手段とヘッド17との間に。Note that between the head pulsating means and the head 17.

第1.第2断熱部材21.22等の断熱部材を設けるこ
とにより、発熱源から生じた熱32がヘッド17から主
軸台7の本体9側に伝播するのを。
1st. Providing heat insulating members such as the second heat insulating members 21 and 22 prevents the heat 32 generated from the heat source from propagating from the head 17 to the main body 9 side of the headstock 7.

更に効果的に防止して、主軸台7の熱変形量を少なく、
かつ変形方向を単純なものとすることが出来る。
Furthermore, the amount of thermal deformation of the headstock 7 is reduced by effectively preventing it.
Moreover, the direction of deformation can be made simple.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による工作機械の主軸台構造の一実施例
が適用される、工作機械の一例を示す正面図、 第2図は第1図の左側面図、 第3図は第1図に示す主軸台の要部を示す断面図、 第4図は本発明による工作機械の主軸台構造の別の実施
例が適用される、工作機械の主軸台の要部を示す図、 第5図は従来の工作機械が、ワーク加工時に熱変位する
様子を示す正面図。 第6図は第5図の左側面図である。 1・・・・・・工作機械 7・・・・・・主軸台 9・・・・・・本体 10・・・・・・ヘッド駆動手段(ヘッド旋回装置)1
7・・・・・・ヘッド 21・・・・・・断熱部材(第1断熱部材)22・・・
・・・断熱部材(第2断熱部材)23・・・・・・工具
主軸 26・・・・・・駆動モータ(主軸駆動モータ)出願人
  ヤマザキマザツク株式会社 代理人   弁理士   相1)伸二 (ほか2名) Q◆−伽O 4−4−O 沫      (J −0 鴫−−N り中呻O
FIG. 1 is a front view showing an example of a machine tool to which an embodiment of the machine tool headstock structure according to the present invention is applied, FIG. 2 is a left side view of FIG. 1, and FIG. 3 is a view similar to that of FIG. FIG. 4 is a sectional view showing the main parts of the headstock of a machine tool to which another embodiment of the headstock structure of a machine tool according to the present invention is applied; FIG. is a front view showing how a conventional machine tool undergoes thermal displacement when machining a workpiece. FIG. 6 is a left side view of FIG. 5. 1... Machine tool 7... Headstock 9... Main body 10... Head driving means (head rotating device) 1
7... Head 21... Heat insulation member (first heat insulation member) 22...
...Insulating member (second heat insulating member) 23...Tool spindle 26...Drive motor (spindle drive motor) Applicant Yamazaki Mazak Co., Ltd. Agent Patent attorney Phase 1) Shinji ( and 2 others) Q◆-佽O 4-4-O 沫 (J -0 紫--N Rinaka groan O

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、本体を有し、 前記本体に、ヘッド駆動手段を設け、 また、前記本体に、ヘッドを、前記ヘッド駆動手段を介
して旋回自在に設け、 前記ヘッドに、工具主軸を回転自在に設けると共に、該
工具主軸を回転駆動する駆動モータを設けて構成した、
工作機械の主軸台構造。
(1) having a main body, a head driving means provided on the main body, a head rotatably provided on the main body via the head driving means, and a tool spindle rotatably provided on the head; and a drive motor for rotationally driving the tool spindle.
Machine tool headstock structure.
(2)、前記ヘッド駆動手段とヘッドとの間に、断熱部
材を設けて構成した、特許請求の範囲第1項記載の工作
機械の主軸台構造。
(2) A headstock structure for a machine tool according to claim 1, wherein a heat insulating member is provided between the head driving means and the head.
JP22938288A 1988-09-13 1988-09-13 Structure of headstock of machine tool Pending JPH0276601A (en)

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