JP4473165B2

JP4473165B2 - 工作機械

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Publication number: JP4473165B2
Application number: JP2005085602A
Authority: JP
Inventors: 寛橋本; 裕之土屋; 耕徳間
Original assignee: DMG Mori Co Ltd; Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: US20060218764A1; US7204004B2; DE102006013783B4; JP2006263862A; DE102006013783A1

Description

本発明は、ベッド上に配設された第１，第２主軸台と、第１，第２主軸台の間に配設された刃物台とを備えた工作機械に関する。

この種の工作機械として、例えば、機械正面から見て、ベッドの左側端部に第１主軸台を固定するとともに、右側に第２主軸台をＺ軸方向に移動可能に配置し、第１，第２主軸台の間に上側，下側刃物台をＺ軸，Ｘ軸方向に移動可能に配置した構造のものがある（例えば、特許文献１の図４参照）。この工作機械では、第１主軸台により所定の加工が施されたワークをワーク受渡し装置により第２主軸台に移し替て装着し、該第２主軸台により残りの加工を行なうように構成されている。
特開２００１−８７９０１号公報

ところで、上記従来の工作機械ではワーク受け渡し装置が必要であり、それだけ機械のコストが上昇するという問題がある。

このようなワーク受け渡し装置を不要にするには、第２主軸台を第１主軸台のワーク受け渡し位置まで移動させることによりワークを直接受け渡すようにすることが必要である。この場合には、刃物台を第２主軸台と干渉しない位置、例えば機械正面から見て手前側に配置することとなる。しかしながら、刃物台を上記干渉しない位置に配置するとなると、それだけ機械本体の前後方向寸法が大きくなるという問題が生じる。

本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、機械本体の前後方向寸法を大きくすることなく、第１，第２主軸台によるワークの受け渡しを直接行なうことができ工作機械を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、ベッドと、該ベッド上に配設された第１主軸台と、該第１主軸台と同軸をなしかつ軸線（Ｚ軸）方向に移動可能に配設された第２主軸台と、上記第１，第２主軸台の間に上記軸線方向に移動可能に配設された刃物台とを備えた工作機械において、
上記第１主軸台は、一対の脚部と該各脚部の上端間に配設され第１主軸を支持する主軸ケース部とを有し、該主軸ケース部の軸線を含みかつＸ軸と平行な平面を対称平面とする熱対称形をなすように構成されており、
上記第２主軸台は第１主軸台とのワーク受け渡し位置まで移動可能に構成され、
上記刃物台は、複数本の工具が装着されたタレットと、該タレットを上下（Ｘ軸）方向に移動可能に支持し、上記ベッドの水平をなす搭載面に配設された支持部材とを有し、上記第２主軸台がワーク受け渡し位置に位置しているとき、上記タレットが第１，第２主軸台の間でかつ上記軸線の下方に位置し、該軸線の垂直下方に切削点が位置し、垂直上方へ切り込まれるように構成されていることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１において、上記第１主軸台は、トンネル形状をなしており、上記刃物台の支持部材は、上記第１主軸台のトンネル内に進退可能となっていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２において、上記第２主軸台はベッド上に配設された一対の主軸ガイドレールにより上記軸線方向に移動可能に支持されており、上記刃物台の支持部材は、上記主軸ガイドレール上に搭載されており、該刃物台の駆動用ボールねじは上記一方の主軸ガイドレールに隣接するよう配置され、上記第２主軸台の駆動用ボールねじは他方の主軸ガイドレールに隣接するよう配置されていることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項３において、上記ベッドの上記両主軸ガイドレールの間にはトラフが上方に開口する溝状に形成されていることを特徴としている。

ここで本発明において熱対称形とは、機械の発熱等によって温度上昇した場合に、熱膨張量が対称平面の両側において同等となることを意味しており、具体的には上記軸線に直交する平面で断面したとき、実質的に左右対称形をなしていることを意味する。

請求項５の発明は、請求項３において、上記第１，第２主軸台の軸線を通る垂直線は上記主軸ガイドレールの間の略中心を通ることを特徴としている。

請求項１の発明に係る工作機械によれば、第２主軸台が第１主軸台とのワーク受け渡し位置に位置しているときに刃物台のタレットが、第１，第２主軸台の軸線の下方に位置し、該軸線の垂直下方に刃物台の切削点が位置するように構成したので、第２主軸台を刃物台に干渉することなく受け渡し位置に移動させることができ、第１，第２主軸台によりワークを直接受け渡すことができ、従来のワーク受け渡し装置を不要にでき、コストを低減できる。

またタレットが第１，第２主軸台の間でかつ軸線の下方に位置しているので、刃物台を機械正面から見て手前側に位置させる場合に比べて機械本体の前後方向寸法を縮小でき、小型化が可能となる。さらにまた、第１主軸台を熱対称形をなすよう構成したので、主軸の回転による発熱等により第１主軸台が昇温する場合に、対称平面の両側における熱膨張量が略均等となり、従って第１主軸台は垂直上方に移動するように膨張することとなり、熱膨張による加工精度への悪影響を抑制できる。

請求項２の発明では、第１主軸台を一対の脚部と該両脚部の上端間に配設された主軸ケース部とを有するトンネル状とし、刃物台のタレットを支持する支持部材を上記トンネル内に進退可能としたので、支持部材を第１主軸台内に収容することによりタレットを第１主軸台の主軸の真下に位置させることができ、第２主軸台を刃物台に干渉することなく受け渡し位置に移動させてワークの直接受け渡しを行なうことができる。

請求項３の発明では、第２主軸台を支持する主軸ガイドレールに刃物台を搭載したので、１つの主軸ガイドレールを第２主軸台と刃物台とに兼用でき、部品点数及びコストを低減できる。

また刃物台の駆動用ボールねじを上記一方の主軸ガイドレールに隣接配置し、上記第２主軸台の駆動用ボールねじを他方の主軸ガイドレールに隣接配置したので、ガイドレール近傍のデッドスペースを利用して刃物台及び第２主軸台をそれぞれ独立して往復駆動するボールねじを配置できる。

請求項４の発明では、ベッドの両主軸ガイドレールの間にトラフを形成したので、ガイドレール下方に生じたデッドスペースを有効利用して切り屑を回収できる。

請求項５の発明では、切削点を通る垂直線を第２主軸台を支持する主軸ガイドレール間の略中心に位置させたので、切削反力は刃物台を介して左，右の主軸ガイドひいてはベッドに均等に伝達されることとなり、この点からも加工精度への悪影響を抑制できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図１８は、本発明の一実施形態による複合旋盤を説明するための図であり、図１，図２は複合旋盤の斜視図，右側面図、図３，図４は第１主軸台及び刃物台が搭載されたベッドの斜視図、図５は第３主軸を支持する支持機構の正面図、図６は第１主軸台，刃物台の右側面図、図７（ａ）〜（ｃ）は第１，第２主軸台及び刃物台の動作を示す正面図、図８〜図１１（ａ），（ｂ）は第１主軸台の図、図１２は第１主軸台の冷却水ジャケットの斜視図、図１３〜図１６は刃物台の図、図１７，図１８は第３主軸のＸ軸，Ｙ軸方向ストロークを示す図である。なお、本実施形態でいう前後，左右とは、機械正面から見たときの前後，左右を意味する。

図において、１は複合旋盤を示している。この複合旋盤１は、図１に示す機械正面から見て、ベッド２と、該ベッド２上の左端部に配設された第１主軸台３と、該第１主軸台３の右側にこれと同軸をなしかつＺ軸（左右）方向に移動可能に配設された第２主軸台４と、上記第１，第２主軸台３，４の間にＸ軸（上下）及びＺ軸方向に移動可能に配設された刃物台５と、上記ベッド２上にＸ軸，Ｙ軸（前後）及びＺ軸方向に移動可能に配設された第３主軸６とを備えている。上記ベッド２の左端部奥側には、上記第３主軸６に装着された前工程工具と、次工程工具とを自動的に交換する工具交換装置７が配設されている。

上記ベッド２は、図３に示すように、前側ベッド部２ａと後側ベッド部２ｂとを一体形鋳造した構造となっている。この前側ベッド部２ａには第１，第２搭載面２ａ′，２ａ″が、また後側ベッド部２ｂには第３搭載面２ｂ′がＺ軸方向及びＹ軸方向に水平をなすよう形成されている。

上記前側ベッド部２ａの第２搭載面２ａ″を基準にすると、第１搭載面２ａ′はこの第２搭載面２ａ″より高所に位置し、また上記後側ベッド部２ｂの第３搭載面２ｂ′は上記第１搭載面２ａ′より低所でかつ上記第２搭載面２ａ″より高所に位置するように段付き状に形成されている。

そして上記第１搭載面２ａ′に上記第１主軸台３が搭載されている。また、第２搭載面２ａ″に上記第２主軸台４及び上記刃物台５がＺ軸方向に移動可能に搭載されている。さらにまた上記第３搭載面２ｂ′に上記第３主軸６を移動可能に支持する支持機構１０が搭載されている。

上記支持機構１０は、後側ベッド部２ｂの第３搭載面２ｂ′に垂直上方に延びるよう固定された矩形枠状のコラム１１と、該コラム１１の前面にＺ軸方向に移動可能に支持された矩形枠状のサドル１２と、該サドル１２の前面にＸ軸方向に移動可能に支持されたクロススライド１３と、該クロススライド１３にＹ軸方向に移動可能に支持され、上記第３主軸６を支持するラム１４とを備えている。

上記コラム１１は、左，右支柱部１１ｃ，１１ｄの上，下端同士を上，下梁部１１ａ，１１ｂで結合するよう一体鋳造してなるものである。このコラム１１は上記後側ベッド部２ｂの第３搭載面２ｂ′上に強固に固定されている。

上記サドル１２は、上記コラム１１と同様に、左，右支柱部１２ａ，１２ｂの上，下端同士を上，下梁部１２ｃ，１２ｄで結合するよう一体鋳造してなるものである。このサドル１２は、上記コラム１１の上，下梁部１１ａ，１１ｂの前面にＺ軸と平行に配置された上下一対のＺ軸ガイドレール１５，１５によりＺ軸方向に移動可能に支持されている。そしてこのサドル１２の上，下梁部１２ｃ，１２ｄに形成されたナット部１２ｅ，１２ｅにＺ軸ボールねじ１６，１６が螺挿されている。このサドル１２はＺ軸ボールねじ１６，１６をサーボモータ１６ａ，１６ａで回転駆動することによりＺ軸方向に往復駆動される。なお、上記Ｚ軸ボールねじ１６，１６は上記コラム１１の上，下梁部１１ａ，１１ｂの前面にＺ軸と平行に配置されている。

上記クロススライド１３は、矩形厚板状に形成されており、サドル１２の左，右支柱部材１２ａ，１２ｂの前面にＸ軸と平行に配置された左右一対のＸ軸ガイドレール１７，１７によりＸ軸方向に移動可能に支持されている。そしてこのクロススライドの左，右辺部に形成されたナット部にＸ軸ボールねじ１８，１８が螺挿されている。このクロススライドはＸ軸ボールねじ１８，１８をサーボモータ１８ａ，１８ａで回転駆動することによりＸ軸方向に往復駆動される。なお、上記Ｘ軸ボールねじ１８，１８は上記サドル１２の左，右支柱部１２ａ，１２ｂの前面にＸ軸と平行に配置されている。

上記ラム１４は、クロススライド１３に形成されたラム案内穴１３ａ内に挿入され、該ラム案内穴１３ａの内周面に所定角度間隔をあけて配置された案内プレート（不図示）によりＹ軸方向に移動可能に支持されている。そしてこのラム１４のナット部には上記クロススライド１３の幅方向中央下部に配置された１つのＹ軸ボールねじ２１が螺挿されている。このラム１４はサーボモータによりＹ軸ボールねじ２１を回転駆動することによりＹ軸方向に往復駆動される。

上記第３主軸６は上記ラム１４内に回転可能に挿入されている。そしてこの第３主軸６の先端には、工具主軸６ａが軸線をＹ軸と直交するように向けて配置されている。この工具主軸６ａの先端には工具が取付けられ、駆動モータ６ｂで回転駆動される。また上記第３主軸６は、内蔵する回転割り出し機構（不図示）によりＹ軸回り（Ｂ軸）に回転割り出し位置決め可能となっている。

上記前側ベッド部２ａは、上面に上記第１搭載面２ａ′が形成された第１搭載部２ｄと、該第１搭載面２ａ′より低所に位置するよう上記第２搭載面２ａ″が形成された第２搭載部２ｅとを有している。

上記第１搭載部２ｄには凹部２ｆが上記第２搭載面２ａ″に連なるように形成されており、該凹部２ｆの底面は上記第２搭載面２ａ″と面一となっている。これにより上方から見ると第１搭載面２ａ′はコ字形状をなしている。

また上記前側ベッド部２ａの第２搭載面２ａ″の前後方向中央部にはセンタトラフ２ｃが上方に開口する溝状をなすように凹設されている。このセンタトラフ２ｃは前側ベッド部２ａの右側壁において外方に開口している。そしてこのセンタトラフ２ｃ内には切り屑を上記開口を通って外部に搬送するチップコンベア（不図示）が配置されている。

上記前側ベッド部２ａの第２搭載面２ａ″には、第２主軸台４をＺ軸方向に移動可能に支持する前後一対の第２主軸ガイドレール２４，２４がＺ軸と平行に配置されている。該両第２主軸ガイドレール２４は上記第１搭載部２ｄの凹部２ｆ内まで延びている。該両第２主軸ガイドレール２４のうち手前側のガイドレール２４の内側には、これに隣接するように、上記第２主軸台４をＺ軸方向に往復駆動する１つの第２主軸ボールねじ２５が配置されており、また向かい側のガイドレール２４の内側には、これに隣接するように、刃物台５をＺ軸方向に往復駆動する１つの刃物台ボールねじ３２が配置されている。

上記第２主軸台４は、第２主軸ガイドレール２４，２４上にＺ軸方向に摺動自在に搭載された可動ベース４ａと、該可動ベース４ａ上に固定された円筒部を有する主軸台本体４ｂとを有している。この主軸台本体４ｂには、第１主軸台３に対向する第２主軸２６が回転自在に挿着されている。該第２主軸２６は、ワークを把持するチャック２６ａを備えており、内蔵する駆動モータにより回転駆動される。

上記第１主軸台３は、Ｚ軸方向に見たとき、左，右に位置する幅広平板状の左，右の脚部３ａ，３ａと、該各脚部３ａの上端部同士を連結するよう配設された円筒状の主軸ケース部３ｂと、該主軸ケース部３ｂ及び左，右脚部３ａ，３ａ同士を第２主軸台と反対側にて連結するよう配設された連結部３ｃとを一体鋳造した構造となっている。これにより上記第１主軸台３内には各脚部３ａ，主軸ケース部３ｂ，連結部３ｃで囲まれたトンネル部３ｄが形成されている。

上記連結部３ｃは、上方から見たとき、上記左，右の脚部３ａに続いて第２主軸台と反対側に延びるＶ字状をなし、かつ側方から見たとき、主軸ケース部３ｂに続いて斜め下方に延びる三角形状をなしている。上記左，右の脚部３ａ，３ａ及び連結部３ｃの下端には外側に張り出すフランジ部３ｅが全周に渡るように一体形成されており、該フランジ部３ｅが上記第１搭載面２ａ′にボルト締め固定されている。

上記第１主軸台３は、熱対称形をなすように形成されている。ここで熱対称形とは、熱膨張量が対称平面を挟んだ左側部分，右側部分において略均一となり、全体としてはこの対称平面に沿って膨張することを意味する。具体的にはＸ軸及びＹ軸を含む平面で断面してＺ軸方向に見たとき（図１１（ａ）参照）、主軸ケース部３ｂの軸線ａを通る垂直線ｂを含む平面が対称平面となり、左，右の脚部３ａ，３ａ，連結部３ｃ及び主軸ケース部３ｂが上記対称平面を挟んで略左右対称形をなすように形成されている。これにより上記第１主軸台３は上記垂直線ｂ方向のみに熱膨張することとなる。

一方、本実施形態では、上記第１主軸台３は、Ｘ軸及びＺ軸を含む平面で断面してＹ軸方向に見ると、非対称形となっている（図１１（ｂ）参照）。そのため、厳密に見れば上述の熱対称形を実現しにくい。そこで本実施形態では、上記第１主軸台３に、図１２に示すように、冷却油ジャケット４０を形成し、該冷却油ジャケット４０による冷却で上記熱対称形をより確実に実現する構造を採用している。

即ち、本実施形態の冷却構造は、主軸ケース部３ｂに比べて脚部３ａ，３ａ及び連結部３ｃを多量の冷却油でより確実に冷却することにより、上述の軸線ａが熱膨張により垂直線ｂに沿って上方のみに移動するように構成されている。具体的には、上記冷却油ジャケット４０は、主軸ケース部３ｂの外周部に形成されたコイル状の主軸冷却油通路４０ａと、左，右の脚部３ａ，３ａの上部に沿って形成された上脚部冷却油通路４０ｂ，４０ｂと、左，右の脚部３ａ，３ａの下部に沿って形成された上，下一対の下脚部冷却油通路４０ｃ，４０ｃと、連結部３ｃの下部に沿って形成された連結部冷却油通路４０ｄとを有しているが、上記主軸冷却油通路４０ａに比べて残りの冷却油通路４０ｂ〜４０ｄが太径に形成されている。これにより、上述の熱対称形の実現を阻害するおそれのある脚部をより確実に冷却し、もって全体としてみた時、第１主軸台３を上記垂直線ｂに沿って上方のみに膨張させることができる。

冷却油は、図１２における背面側の上方の冷却油通路４０ｂの途中に設けられた供給口から供給され、４０ｂを図中で右方向に通り、外部の配管を経由して、すぐ下の冷却油通路４０ｂを図中で左方向に通り、下に下がり、図中背面側の４０ｃ、４０ｄ、図中手前側の４０ｃを通り、上に上がり、図中手前側の下方の４０ｂを右方向に通り、外部の配管を経由して、すぐ上の４０ｂを左方向に通り、４０ａの中を螺旋状に通り、４０ａに形成された出口から排出される。

上記主軸ケース部３ｂには、第１主軸２８が回転自在に、かつ第２主軸２６と同軸をなすように挿着されている。この第１主軸２８は、ワークを把持するチャック２８ａを備えており、内蔵する駆動モータにより回転駆動される。

また第１主軸台３には、図８に示すように、プリセッタ３８が取付けられている。このプリセッタ３８は、加工前に工具の刃先位置を測定するためのものであり、後述するように、タレット３１の工具と第３主軸６の工具の両方を計測するようになっている。

上記刃物台５は、タレット３１と該タレット３１をＸ軸方向に移動可能に支持する支持部材３０とを有している。このタレット３１は、外周部に所定角度間隔をあけて多数本の工具Ｔが装着されたタレットヘッド３１ａと、該タレットヘッド３１ａを回転割り出し可能に支持する回転割り出し機構３１ｂとを備えている。この回転割り出し機構３１ｂは、所要の工具Ｔを所定の加工位置に回転割り出し、該加工位置にクランプするたものものである。この回転割り出し機構３１ｂの割り出しモータ３１ｃは、Ｚ軸方向右側から見たとき、上記タレット３１の背面に配置されている。

上記支持部材３０は、Ｚ軸方向に見たとき左，右に位置する左，右の脚部３０ａ，３０ａと、該両脚部３０ａ，３０ａの上端部同士を一体的に結合する上梁部３０ｂと、下端部同士を一体的に結合する下梁部３０ｃとを有する矩形枠状の鋳造成形品である。従って上記支持部材３０の枠内部分は矩形空間となっている。

上記各脚部３０ａは、幅広平板状の縦壁部３０ｄ，３０ｄと、該各縦壁部３０ｄの外壁下部に形成されＺ軸方向に延びる支持部３０ｅ，３０ｅとを有している。Ｙ軸方向に見たとき上記各支持部３０ｅの左端３０ｆ′は縦壁部３０ｄの左端面と一致しているのに対し、右端３０ｆ″は縦壁部３０ｄの右端面を越えてタレットヘッド３１ａの中心部付近まで延びている。

上記支持部材３０は、これの各支持部３０ｅ，３０ｅの長手方向両端部下面に配設されたリニアガイド３０ｇが上記前，後の第２主軸ガイドレール２４，２４により支持され、Ｚ軸方向に移動可能となっている。また上記右側の支持部３０ｅの下部にはナット部材３０ｈが配設され、該ナット部材３０ｈに上記後側の第２主軸ガイドレール２４の内側に配置された刃物台ボールねじ３２が螺挿されている。上記支持部材３０は上記刃物台ボールねじ３２をサーボモータ３２ａで回転させるとＺ軸方向に往復移動する。

Ｚ軸方向右側から見て、上記支持部材３０の左，右の脚部３０ａ，３０ａの前面（手前側の面）にはそれぞれＸ軸方向に延びるタレットガイドレール３３，３３が配置されている。このタレットガイドレール３３，３３によりリニアガイド３３ａ，３３ａがＸ軸方向に摺動可能に支持されており、該リニアガイド３３ａはタレット３１の背面に固定されている。これにより上記タレット３１は支持部材３０によってＸ軸方向に移動可能に支持されている。

また上記支持部材３０内には上記上，下梁部３０ｂ，３０ｃ間に渡るように１つのタレットボールねじ３４がＸ軸と平行に配置されている。このタレットボールねじ３４にはナット部材３４ａが螺挿されており、該ナット部材３４ａは上記タレット３１の背面に一体的に設けられている。

また上記支持部材３０の下梁部３０ｃには脚部３０ａから後方に延びる延長部３０ｆが形成されており、該延長部３０ｆにはサーボモータ３５が配置されている。このサーボモータ３５はタイミングベルト３６を介して上記タレットボールねじ３４に連結されている。上記サーボモータ３５でボールねじ３４を回転駆動することにより上記タレット３１がＸ軸方向に往復移動する。

ここでＺ軸方向に見ると、図１６に示すように、上記タレットボールねじ３４及び回転モータ３５は支持部材３０の中心線より右側に偏位させて配置されている。これにより支持部材３０の矩形空間の左側部分は配管，配線等を配索可能のスペースとなっている。なお、上記回転割り出し機構３１ｂの割り出しモータ（図示せず）は、上記支持部材３０の矩形空間内の略中央部に位置しており、タレット３１のＸ軸方向移動に伴って移動する。

そして上記支持部材３０の形状，寸法は上記は、第１主軸台３のトンネル部３ｄ内に進退可能に設定されている。このトンネル部内に支持部材３０が収容された状態で見ると、タレット３１は第１主軸２８の真下に位置している。より詳細には、タレット３１に装着された工具Ｔのうち加工位置に位置決めされた工具による切削点が上述の軸線ａを通る垂直線ｂ上に常に位置している。

上記第２主軸台４は、第１主軸台３の第１主軸２８に装着されたワークを直接受け取ることができる受渡し位置まで移動可能となっている。具体的には、第２主軸台４は、第１，第２主軸２８，２６のチャックの前面が対向当接する位置までＺ軸方向に移動可能となっている（図７（ｃ）参照）。

そして刃物台５は、第１，第２主軸２８，２６が当接しているとき、第１，第２主軸台３，４の軸線ａの垂直下方に切削点ｃが位置するよう第１主軸台３の真下に位置することが可能となっている。これによりタレット３１の工具のワーク切り込み方向は垂直線ｂと一致する。具体的には、Ｚ軸方向右側から見ると、図６に示すように、第１，第２主軸台３，４の軸線ａを通る垂直線ｂ上に上記切削点ｃ及びタレット３１の回転中心ｄの両方が位置している。さらに上記垂直線ｂは各第２主軸ガイドレール２４，２４の間隔の中心を通っている。

また、上記第３主軸６の工具把持部は、上述の上下一対のＺ軸ガイドレール１５，１５及び左右一対のＸ軸ガイドレール１７，１７で囲まれた領域内に常時位置している。そして第３主軸６の切削点の移動領域は、Ｚ軸方向に見て、上記刃物台５の切削点ｃと重なる領域を有し、さらに該切削点ｃより下方に拡がっている。

ここで、上方から見たとき、上記刃物台５のタレット３１をＸ軸方向に移動可能に支持するためのＸ軸及びＹ軸に平行なＸＹ支持面Ａ（図１５参照）と、上記第３主軸６をＸ軸方向に移動可能に支持するためのＸ軸及びＺ軸に平行なＸＺ支持面Ｂ（図２参照）とは直交している。なお、より詳細には、上記ＸＹ支持面Ａは、上記支持部材３０の左，右のタレットガイドレール３３，３３の両摺動面を含む平面を意味している。また上記ＸＺ支持面Ｂは、上記サドル１２の左，右のＸ軸ガイドレール１７，１７の両摺動面を含む平面を意味している。

さらにまた、図２に示すように、上記刃物台５におけるタレット３１のＸ軸方向の移動線（上記垂直線ｂ）と上記第３主軸６のＸＺ支持面ＢとはＹ軸方向に所定距離ｔだけ離して配置されている。また図１５に示すように、上記第３主軸６が第１主軸台３に把持された最短ワークを加工している状態において、該第３主軸６のＸ軸方向の移動線ｆと上記タレット３１のＸＹ支持面Ａとは所定距離ｔ′だけ離して配置されている。

本実施形態の複合旋盤では、第１主軸台３，又は第２主軸台４によってワークを回転させつつ刃物台によって切り込むことにより旋削加工が行なわれ、第３主軸６によって研削や穴あけ等の加工が行なわれる。

本実施形態の複合旋盤によれば、第２主軸台４のチャックが第１主軸台３のチャックに当接するワーク受け渡し位置に位置しているときに、第１，第２主軸台３，４の軸線ａの垂直下方に刃物台５の切削点ｃが位置するよう該刃物台５を上記第１主軸台３の真下に配置したので、刃物台５に干渉することなく第１，第２主軸台３，４によりワークの受け渡しを直接行なうことができ、従来のワーク受け渡し装置を不要にでき、コストを低減できる。

また上記刃物台５を第１主軸台３の真下に配置したので、該刃物台５を機械正面から見て手前側に位置させる場合に比べて機械本体の前後方向寸法を縮小でき、機械本体を小型化できる。

本実施形態では、第１主軸台３を一対の脚部３ａ，３ａと該両脚部３ａの上端同士を連結するよう配設された主軸ケース部３ｂとでトンネル部３ｄを形成し、上記刃物台５のタレット３１を支持する支持部材２０を上記トンネル部３ｄ内に進退可能としたので、支持部材３０を第１主軸台３内に収容することによりタレット３１を第１主軸台３の第１主軸２８の真下に配置することができ、機械本体を前後方向，幅方向寸法を縮小して小型化できる。

本実施形態では、第２主軸台４を支持する第２主軸ガイドレール２４，２４により刃物台５を移動可能に支持したので、１組の第２主軸ガイドレール２４を第２主軸台４と刃物台５とに兼用でき、部品点数及びコストを低減できる。

また上記刃物台５を駆動する刃物台ボールねじ３２を後側の第２主軸ガイドレール２４の内側に配置し、上記第２主軸台４を駆動する第２主軸ボールねじ２５を手前側の第２主軸ガイドレール２４の内側に配置したので、ガイドレール近傍のデッドスペースを利用して刃物台５及び第２主軸台４をそれぞれ独立して往復駆動するボールねじを無理なく配置できる。

本実施形態では、ベッド２の両第２主軸ガイドレール２４，２４の間にセンタトラフ２ｃを形成したので、ベッド２に生じたデッドスペースを有効利用して切り屑を回収できる。

本実施形態では、上記第１主軸台３を熱対称形をなすよう構成したので、第１主軸２８からの発熱により第１主軸台３が昇温する際に対称平面の左側，右側において熱膨張量が略均等となり、第１主軸台３は垂直上方に熱膨張することとなり、熱膨張による加工精度への悪影響を抑制できる。

本実施形態では、上記刃物台５の切削点ｃを通る垂直線ｂを両第２主軸ガイドレール２４，２４の間の中心に位置させたので、切削反力は刃物台５を介して左，右の第２主軸ガイドレール２４，２４、ひいてはベッドに均等に伝達され、この点からも加工精度への悪影響を抑制できる。また第１，第２主軸台３，４及び刃物台５の相互の重心バランス，重量バランスを良好にできる。

なお、上記実施形態では、第１，第２主軸２８，２６とともに、第３主軸６を備えた複合旋盤を例に説明したが、本発明は、第１，第２主軸（芯押し台も含む）のみを備えた旋盤にも適用できる。

本発明の一実施形態による複合旋盤の斜視図である。上記複合旋盤の側面図である。上記複合旋盤のベッドの斜視図である。上記ベッドの斜視図である。上記複合旋盤の第３主軸の支持機構の正面図である。上記ベッドに配設された第１主軸台，刃物台の側面図である。上記第１，第２主軸台及び刃物台の動作を示す図である。上記第１主軸台の斜視図である。上記第１主軸台の斜視図である。上記第１主軸台の斜視図である。上記第１主軸台の図である。上記第１主軸台の冷却水ジャケットの斜視図である。上記刃物台の斜視図である。上記刃物台の側面図である。上記刃物台の正面図である。上記刃物台の支持部材の斜視図である。上記第３主軸のＸ軸ストロークを示す斜視図である。上記第３主軸のＹ軸ストロークを示す側面図である。

符号の説明

１複合旋盤（工作機械）
２ベッド
２ｃセンタトラフ
３第１主軸台
３ａ脚部
３ｂ主軸ケース部
３ｃトンネル部
４第２主軸台
５刃物台
２４第２主軸ガイドレール
２５第２主軸ボールねじ
３０支持部材
３１タレット
３２刃物台ボールねじ
ａ主軸軸線
ｂ垂直線
ｃ切削点

Claims

ベッドと、該ベッド上に配設された第１主軸台と、該第１主軸台と同軸をなしかつ軸線（Ｚ軸）方向に移動可能に配設された第２主軸台と、上記第１，第２主軸台の間に上記軸線方向に移動可能に配設された刃物台とを備えた工作機械において、
上記第１主軸台は、一対の脚部と該各脚部の上端間に配設され第１主軸を支持する主軸ケース部とを有し、該主軸ケース部の軸線を含みかつＸ軸と平行な平面を対称平面とする熱対称形をなすように構成されており、
上記第２主軸台は第１主軸台とのワーク受け渡し位置まで移動可能に構成され、
上記刃物台は、複数本の工具が装着されたタレットと、該タレットを上下（Ｘ軸）方向に移動可能に支持し、上記ベッドの水平をなす搭載面に配設された支持部材とを有し、上記第２主軸台がワーク受け渡し位置に位置しているとき、上記タレットが第１，第２主軸台の間でかつ上記軸線の下方に位置し、該軸線の垂直下方に切削点が位置し、垂直上方へ切り込まれるように構成されている
ことを特徴とする工作機械。
請求項１において、上記第１主軸台は、トンネル形状をなしており、上記刃物台の支持部材は、上記第１主軸台のトンネル内に進退可能となっていることを特徴とする工作機械。
請求項２において、上記第２主軸台はベッド上に配設された一対の主軸ガイドレールにより上記軸線方向に移動可能に支持されており、上記刃物台の支持部材は、上記主軸ガイドレール上に搭載されており、該刃物台の駆動用ボールねじは上記一方の主軸ガイドレールに隣接するよう配置され、上記第２主軸台の駆動用ボールねじは他方の主軸ガイドレールに隣接するよう配置されていることを特徴とする工作機械。
請求項３において、上記ベッドの上記両主軸ガイドレールの間にはトラフが上方に開口する溝状に形成されていることを特徴とする工作機械。
請求項３において、上記第１，第２主軸台の軸線を通る垂直線は上記主軸ガイドレールの間の略中心を通ることを特徴とする工作機械。