專利名稱：用罩覆蓋主體的機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用罩覆蓋主體，并用集霧器吸引該罩內(nèi)部的空氣的類型的機床。
背景技術(shù)：
為提高生產(chǎn)率，機床已實現(xiàn)主軸的高轉(zhuǎn)速、高輸出功率化。隨著該主軸的 高轉(zhuǎn)速、高輸出功率，通常進行對工具和工件的加工區(qū)域噴射切削液以冷卻工具。在加工中的機床內(nèi)，切削液被高速旋轉(zhuǎn)的工具甩出而呈霧狀飛';賤。為了防 止該飛濺的霧沫飛濺到機床外，而用罩覆蓋該機床。而且，將集霧器連接到罩 上，用集霧器將已捕獲在罩內(nèi)的霧狀的切削液與機床內(nèi)的空氣一起吸引并回 收。此外，所謂機床主體是指除了罩以外的機床的構(gòu)成部分。下面，參照圖4的俯視圖及圖5的側(cè)視圖，說明用罩覆蓋機床主體，并從該罩的封閉空間用集霧器吸引空氣和切削液的霧沫而回收加工液的機床的一 個現(xiàn)有例子。在機床的底座10上設(shè)有用于覆蓋機床并從外部隔斷并封閉該機床內(nèi)部 (加工區(qū)域)的罩1。機床的主軸箱3、主軸4、工具5及工作臺6等用罩1 覆蓋。該主軸箱3用Z軸電動機Mz沿鉛垂方向(Z軸方向)驅(qū)動。在主軸箱 3的前端安裝有旋轉(zhuǎn)自如的主軸4，該主軸4用安裝于主軸箱3上的主軸電動 機Ms驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。工作臺6用X軸電動機(未圖示)沿著與Z軸正交的X軸 方向驅(qū)動。該工作臺6還用Y軸電動機My沿著與X軸方向及Z軸方向正交 的Y軸方向驅(qū)動。此外，在圖4及圖5中，標號la表示罩1的頂板部，標號 lb表示罩1的在機床的前面一側(cè)所設(shè)置的門，標號9表示該門lb的把手。在工作臺6上安裝工件(未圖示)，在主軸4的前端安裝工具5,通過切 削液供給管11將切削液噴射到工具5和工件的加工區(qū)域的同時，驅(qū)動主軸電 動機Ms使主軸4及工具5旋轉(zhuǎn)，并且，驅(qū)動控制作為進給軸電動機的X軸電 動機、Y軸電動機My及Z軸電動才幾Mz,并利用工具5對工件進行加工。所供給的切削液由配置在機床下部的水槽12排出到機外進行回收。由于主軸4及工具5以高速旋轉(zhuǎn)，因而所供給的切削液被甩出而成為霧狀并飛賊到罩1的內(nèi)部空間內(nèi)。該飛濺的切削液通過與罩1連通并配置在機床上部的吸入管7，與空氣一起被吸引到集霧器2中進行回收。外部氣體雖從覆蓋 機床主體的罩1的間隙流入到罩內(nèi)部空間中，但主要是，由于在機床下部的水 槽12的切削液出口部分的罩內(nèi)部空間和外部的連通空間大，因而，如圖5中 的箭頭A所示，流入罩內(nèi)部空間內(nèi)的外部氣體的主要流入通道為水槽12的切 削液出口部分。由于集霧器2吸入罩內(nèi)部空間的空氣，空氣便主要從配置在機床下部的水 槽12的切削液出口部分如箭頭A那樣流入，并如箭頭C所示通過罩1的內(nèi)部 空間，然后如箭頭D所示通過吸入管7而吸引到集霧器2中。這樣，變成霧 狀的切削液與空氣一起吸引到集霧器2中進行回收。如上所述，在現(xiàn)有的機床中，為了防止切削液成為霧狀而飛'踐到配置了機 床的空間中污染環(huán)境，通過用罩覆蓋機床主體而防止了切削液的霧沫飛濺到外 部。另外，用與罩連通的集霧器從罩的內(nèi)部空間與空氣一起吸引霧狀的切削液， 并回收切削液。另 一方面，若用罩覆蓋機床主體，則因電動機的發(fā)熱而使罩內(nèi)的溫度上升。 由于溫度變化對加工精度造成不利的影響，因而需要防止罩內(nèi)的溫度上升。因 此，日本特開2002-200539號公報公開了一種將X軸電動機、Y軸電動機及 Z軸電動機等進給軸的電動機配置在該罩的外部，以防止罩內(nèi)的溫度上升的機 床。在機床中，熱的產(chǎn)生源主要是工具和工件的加工部分、X軸電動機、Y軸 電動機及Z軸電動機等進給軸的電動機、以及驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)的主軸電動機。在上述的日本特開2002 - 200539號公報中，通過將作為進給軸電動機的 X軸電動機、Y軸電動機及Z軸電動機配置在用罩覆蓋的空間之外，從而防止 了罩內(nèi)部空間的溫度上升。但是，由于主軸電動機為驅(qū)動安裝工具的主軸而安 裝在主軸箱上，因而配置在罩內(nèi)部空間中。并且，由于主軸電動機使主軸及工 具以高速旋轉(zhuǎn)，因此，其發(fā)熱量比X軸電動機、Y軸電動機及Z軸電動機等 進給軸的電動機更大。再有，在主軸電動機的后部設(shè)有用于冷卻該主軸電動機的內(nèi)置風(fēng)扇，做成從主軸電動機的前端一側(cè)通過在主軸電動才幾的外周所設(shè)的空 氣孔吸入空氣，并向主軸電動機的后部一側(cè)排出廢氣的構(gòu)造。因此，若將這種構(gòu)造的主軸電動機配置在罩內(nèi)部空間中，則由于該主軸電 動機的內(nèi)置風(fēng)扇吸入因主軸電動機的旋轉(zhuǎn)《I起的發(fā)熱而變暖的罩內(nèi)部的空氣 并送入到在主軸電動機的外周所設(shè)的空氣孔中，因而，利用內(nèi)置風(fēng)扇來冷卻主 軸電動機的效果降低。再有，由于主軸電動機的內(nèi)置風(fēng)扇吸入含有才幾床內(nèi)的霧沫的空氣，因而， 含有由加工產(chǎn)生的淤渣等的霧沫便附著在內(nèi)置風(fēng)扇上，成為使內(nèi)置風(fēng)扇卡死等 可靠性降低的原因。 發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的就在于解決上述問題，減小覆蓋機床的罩的內(nèi)部空間 的溫度上升而保護主軸電動機。本發(fā)明的機床具有沿鉛垂軸方向移動的主軸箱，安裝在該主軸箱上并可繞 鉛垂軸旋轉(zhuǎn)的主軸、以及安裝在主軸箱上并驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)的主軸電動機；另外，主軸電動機具有用于冷卻主軸電動機的冷卻風(fēng)扇；再有，機床主體被罩覆蓋， 在該罩上連接有與罩內(nèi)部的空氣一起吸引在加工工件時產(chǎn)生的霧沫及粉塵的 集霧器。在該機床中，在上述罩的位于上述主軸電動機上方的部分形成開口， 使下垂部從該開口的邊緣下垂，從而與上述主軸電動機的外殼留有規(guī)定間隔地 包圍除了該外殼后方的靠機床主體的部分之外的該外殼的周圍。通過這樣，使 得流入到上述罩的內(nèi)部空間的外部氣體全都是通過主軸電動^L的外殼和罩的 下垂部之間的間隙流入的空氣。流道的流道阻力比從上述間隙以外的任何位置流入到上述罩的內(nèi)部的空氣流 道的流道阻力小的方式，決定上述間隙的大小。上述集霧器也可以具有比主軸箱的向水平面的投影面積與該主軸箱的向 鉛垂軸方向的最大移動速度相乘的值更大的風(fēng)量。本發(fā)明的機床由于具備上述結(jié)構(gòu)，因而主軸電動機的上部是敞開的，因此， 主軸電動機的冷卻風(fēng)扇可以有效地將用于冷卻電動機的空氣排出，機床內(nèi)的溫 度可以與沒有罩的頂板部的情況相同。另外，由于外部氣體在流經(jīng)主軸電動機的周圍之后流入到罩的內(nèi)部空間，因而，主軸電動機的內(nèi)置風(fēng)扇吸入的空氣總 是新鮮的外部氣體，可以防止冷卻能力的降低，可以有效地抑制主軸電動機的 溫度。這樣，由于主軸電動機的周圍總是由外部氣體充滿，因而，安裝在主軸電 動機上的冷卻風(fēng)扇不會吸入含有霧沫的空氣，也不會將罩內(nèi)部空間的霧狀切削 液向^l床外排出，可以抑制因霧狀切削液的影響導(dǎo)致的可靠性的降低。


本發(fā)明的上述及其它目的和特征通過參照附圖的以下實施例的說明將更加清楚。在這些圖中圖1是本發(fā)明的機床的一個實施方式的俯視圖。圖2是圖1的機床的側(cè)視圖，但將覆蓋機床主體的罩的一個側(cè)面部分去掉 而可看到內(nèi)部。圖3是圖1的機床的主視圖，但將覆蓋機床主體的罩的前方部分去掉而可 看到內(nèi)部。圖4是現(xiàn)有的機床的一例的俯視圖。圖5是圖4的機床的側(cè)視圖，但將覆蓋機床主體的罩的一個側(cè)面部分去掉 而可看到內(nèi)部。
具體實施方式
參照圖1~圖3說明本發(fā)明的機床的一個實施方式。該實施方式的機床與 參照圖4及圖5的上述現(xiàn)有的機床同樣，具有覆蓋機床主體的罩1和從該罩1 的內(nèi)部空間吸引與空氣一起的切削液的霧沫并回收切削液的集霧器2。本實施方式的才幾床，其主體構(gòu)造雖與上述現(xiàn)有技術(shù)的機床的主體構(gòu)造相 同，但罩1的構(gòu)造卻與上述現(xiàn)有技術(shù)的罩的構(gòu)造不同。即，在上述現(xiàn)有技術(shù)中， 罩1的頂板部la覆蓋了機床主體的整個上部，但在本實施方式中，如后所述， 在罩1的頂板部la的與主軸電動機Ms的上部相對應(yīng)的位置設(shè)有開口部15(參 照圖3),且下垂部lc從該開口部15的開口邊緣下垂。該下垂部lc與該主軸 電動機Ms的外殼留有規(guī)定的間隔設(shè)置在主軸電動機Ms的外殼的前方和左右 兩側(cè)，j旦未設(shè)置在主軸電動機Ms的后方一側(cè)(即，機床主體的后部一側(cè))。 另外，圖3雖表示將下垂部lc設(shè)置在主軸電動機Ms的外殼的左右兩側(cè)上的情況，但表示的是將設(shè)于主軸電動機Ms的外殼的前方的下垂部1C已去除的狀 態(tài)。^使用這種結(jié)構(gòu)的罩1,該罩1內(nèi)的空間通過主軸電動沖幾Ms的外殼和下垂 部lc之間的間隙空間13而與外部(機床的后方及上方)連通。將工具5安裝在主軸4上，將工件安裝在工作臺6上，驅(qū)動主軸電動機 Ms使主軸4及工具5旋轉(zhuǎn)。通過切削液供給管11將切削液噴射到工具5和工 件的加工區(qū)域。而且，驅(qū)動作為進給軸的X軸電動機Mx及Y軸電動機My 而使工作臺6在X軸及Y軸方向移動的同時，驅(qū)動Z軸電動機Mz而使主軸 4等在Z軸方向移動。這樣，利用工具5加工工件。供給到加工區(qū)域的切削液 通過機床下部的水槽12回收到機床的外部。另外，供給到加工區(qū)域的切削液由于工具5及主軸4的高速旋轉(zhuǎn)而被甩出， 其一部分成為霧狀而飛賊到罩1的內(nèi)部空間中。該飛濺的霧狀切削液通過吸入 管7與空氣一起被集霧器2吸引并回收。在集霧器2開動而吸引罩1的內(nèi)部空間內(nèi)的空氣時，如圖2所示，外部氣 體從配置在機床下部的水槽12的切削液出口部分如箭頭A所示流入到罩1的 內(nèi)部空間中。而且，如箭頭B所示，外部氣體通過主軸電動機Ms的外殼和罩 1的下垂部lc之間的間隙空間13流入到罩1的內(nèi)部空間中。然后，已流入罩 內(nèi)部空間的空氣如箭頭C所示通過罩1的內(nèi)部空間，再如箭頭D所示通過吸 入管7被吸引到集霧器2中，與空氣混雜了的霧狀切削液便被集霧器2回收。外部氣體向罩l的內(nèi)部空間的流入如上所述，主要是從水槽12的切削液 出口部分和從主軸電動機Ms的外殼與罩1的下垂部lc之間的間隙空間13進 行。因此，，在機床及罩的設(shè)計中，通過調(diào)整主軸電動機Ms的外殼與罩1的下 垂部lc之間的間隙(開口面積)和水槽12的切削液出口部分的開口面積之比， 使由主軸電動機Ms的外殼與罩1的下垂部1 c之間的間隙空間13構(gòu)成的流道 的流道阻力(空氣流入阻力)比水槽12的切削液出口部分的流道上的流道阻 力(空氣流入阻力)更小。其結(jié)果，外部氣體全都通過流入阻力小的主軸電動 機Ms的外殼與罩1的下垂部lc之間的間隙空間13而向罩1的內(nèi)部空間流入。如圖3所示，主軸電動機Ms在其上部內(nèi)置冷卻風(fēng)扇8。并且，在該主軸 電動機Ms的外周上形成有從其上端連通到下端的空氣孔14。通過使該冷卻風(fēng)扇8旋轉(zhuǎn)，將空氣從外部引入到空氣孔14內(nèi)，再通過排出到外部而冷卻主軸電動才幾Ms。在冷卻風(fēng)扇8的風(fēng)量比集霧器的吸引風(fēng)量大的場合，有時在從空氣孔14 引入的空氣中混雜了罩內(nèi)部空間的霧狀的切削液。(即，罩內(nèi)部空間的空氣流 出)因此，為了防止這種現(xiàn)象，使集霧器的吸引風(fēng)量比冷卻風(fēng)扇8的風(fēng)量大。 這樣一來，主軸電動機Ms的外殼與罩1的下垂部lc之間的間隙空間13總是 充滿了新鮮的外部氣體，流入到主軸電動機Ms的空氣孔14中的空氣也為新 鮮的外部氣體，并可防止罩內(nèi)部空間的空氣流出。如上所述，由于外部氣體主要是通過主軸電動機Ms的外殼與罩1的下垂 部lc之間的間隙空間13流入到罩1的內(nèi)部空間中，因而，通過內(nèi)置風(fēng)扇8的 旋轉(zhuǎn)而流入到主軸電動機Ms的空氣孔14中的空氣是該間隙空間13中的新鮮 的外部氣體，并沒有混雜罩內(nèi)部空間的霧狀的切削液，并且，溫度比罩l的內(nèi) 部空間的空氣低，因而提高了主軸電動機Ms的冷卻效果。并且，由于用冷卻 風(fēng)扇8冷卻了主軸電動機Ms的空氣(即，從空氣孔14出來的空氣)被排出 到罩1之外，因而可防止罩1內(nèi)部空間的空氣溫度的上升。安裝有主軸電動機Ms的主軸箱3利用Z軸電動機Mz沿Z軸方向(鉛垂 方向)移動。因此，為了做到盡管主軸箱3沿Z軸方向移動，但流入到主軸 電動機Ms的空氣孔14中的空氣仍然總是罩1之外的空氣，希望將該下垂部 lc的下垂長度做得較長，從而使得即使主軸箱3下降到最下方時，下垂部lc 的下端與主軸電動機Ms的空氣孔14的上端(空氣流入口 )相比還位于下方。 但是，通過主軸電動機Ms的外殼和下垂部lc之間的間隙空間13的外部氣體 具有沿著主軸電動機Ms的外殼側(cè)邊的方向的速度，因而，即使存在下垂部lc 的下端到達比上述的主軸電動機Ms的空氣孔14的空氣流入口的位置稍有距 離的上方的情況，外部氣體以外的空氣也不會進入到該空氣孔14中。當主軸箱3利用Z軸電動機Mz沿Z軸方向(鉛垂方向)移動時(即下降 時)，由于主軸箱3進入到罩1的內(nèi)部空間內(nèi)，因而罩內(nèi)部空間的容積相應(yīng)減 小。其結(jié)果，罩1內(nèi)部空間內(nèi)的空氣有時通過主軸電動機Ms的外殼與罩1的 下垂部lc之間的間隙空間13向外部流出(即，引起空氣的倒流)。因此，為 了防止這種現(xiàn)象，將集霧器的吸引風(fēng)量加大到比將主軸箱3投影到水平平面上的投影面積與主軸箱3的最大移動速度相乘的值(主軸箱以最大移動速度移動時，每單位時間排擠掉罩內(nèi)部空間的空氣的量)更大。這樣一來，可以防止空氣在主軸電動機Ms的外殼與罩1的下垂部lc之間的間隙空間13中倒流。
權(quán)利要求
1.一種機床，具有沿鉛垂軸方向移動的主軸箱、安裝在該主軸箱上并可繞鉛垂軸旋轉(zhuǎn)的主軸、以及安裝在主軸箱上并驅(qū)動該主軸旋轉(zhuǎn)的主軸電動機，而且，主軸電動機具有用于冷卻主軸電動機的冷卻風(fēng)扇，再有，機床主體被罩覆蓋，在該罩上連接有與罩內(nèi)部的空氣一起吸引在加工工件時產(chǎn)生的霧沫及粉塵的集霧器，其特征在于通過在上述罩的位于上述主軸電動機上方的部分形成開口，使下垂部從該開口的邊緣下垂，從而與上述主軸電動機的外殼留有規(guī)定間隔地包圍除了該外殼后方的靠機床主體的部分之外的該外殼的周圍，從而使得流入到上述罩的內(nèi)部空間中的外部氣體全都是通過主軸電動機的外殼與罩的下垂部之間的間隙流入的空氣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于的流道阻力比從上述間隙以外的任何位置流入到上述罩的內(nèi)部的空氣流道的 流道阻力小的方式，決定上述間隙的大小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于上述集霧器具有比主軸箱的向水平面的投影面積與該主軸箱的向鉛垂軸 方向的最大移動速度相乘的值更大的風(fēng)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及用罩覆蓋機床主體的機床。在主軸電動機上方的罩的頂板部設(shè)置開口部。在該罩上設(shè)有與主軸電動機的后方以外的側(cè)面具有規(guī)定間隙并從該開口部下垂的下垂部。罩內(nèi)部空間的混有霧狀切削液的空氣通過吸入管被集霧器吸引。外部空氣通過該間隙流入到罩內(nèi)部空間中。通過該間隙的外部空氣利用內(nèi)置于主軸電動機中的冷卻風(fēng)扇通過空氣孔并冷卻主軸電動機，然后作為廢氣排出到外部空間中。其結(jié)果，罩內(nèi)部空間的溫度不會因主軸電動機的發(fā)熱而上升。
文檔編號B23Q11/14GK101279429SQ20081009021
公開日2008年10月8日 申請日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月3日
發(fā)明者室田真弘, 手塚博樹 申請人:發(fā)那科株式會社