[发明专利]主轴装置，包括该主轴装置的加工中心，以及装配该主轴装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主轴装置、包括该主轴装置的加工中心、以及用于装配该主轴装置的方法。更具体地说，本发明涉及一种被安装在龙门加工中心的主轴头上的主轴装置、包括该主轴装置的加工中心、以及用于装配该主轴装置的方法。 

背景技术

常规上，作为以三维方式相对于彼此移动大型工件和刀具从而实现诸如切削操作和钻削操作的加工操作的加工中心，例如，使用不仅仅以往复方式直线地运动工件安装在其上的工作台，而且还在X轴，Y轴和Z轴方向控制包括刀具的主轴的龙门加工中心(portal machiningcenter)。 

在龙门加工中心中，滑座安装在由两个立柱支撑的横导轨上，主轴头安装在相对于滑座能够在Z轴运动的滑枕的端部上，而且，电动机内置式主轴通过支架可摆动地安装在主轴头的两个支撑臂上(见，例如，专利文献1)。 

而且，在包括在普通机床中的主轴装置中，用于将诸如冷却剂的流体供给到刀具的旋转接头设置在主轴内，并且流体通过管道从设置在主轴装置外部的流体供给设备供给到该旋转接头上(见，例如，专利文献2) 

专利文献1：国际专利公开NO.WO96/41695(图4) 

专利文献2：日本专利待审查公开JP-A-2001-287102(图4) 

发明内容

本发明要解决的问题 

这里，在专利文献1中所公开的用于加工中心的主轴中，使用诸如切削液、润滑剂、冷却剂、压缩气体以及液压操作油的流体，从而需要分别用来供给或排放这些流体的流道。传统上，这些流道分别构造成由管道分别连接到主轴上。因此，在主轴的维护中，当从支架拆卸主轴或者将主轴装配到支架的时候，必须要拆卸并且然后装配很多管道，这导致维护主轴的时间较长。在维护期间，由于必须停止机器并且增加停机时间，所以导致生产率降低。 

而且，在专利文献1的加工中心中，刀具安装在其上的主轴被直接紧固并且通过螺栓固定到支架上，以便与支架一同摆动。例如，当为了进行该主轴的各组成部件的维护而替换主轴时，如果在主轴的组成部件的尺寸方面发生误差，那么在替换主轴之前与之后之间的刀具的摆动半径产生差异，从而增加刀具的加工精度可能降低的概率。而且，为了严格地控制刀具的摆动半径，还必须严格地控制其上安装有刀具的主轴的各组成部件的尺寸公差，这导致增加产品的制造成本。 

而且，在根据专利文献1的机床中，没有发现诸如用于驱动主轴的电动机的电源线和信号线的布线的公开。机床的主轴在正常暴露于冷却剂的环境下使用，并且因此为了能够将这些布线从主轴布置到主轴头侧，必须要考虑这些布线的防水性能。 

而且，当将专利文献2的主轴装置应用到上述加工中心的时候，必须在支架内提供用于安置管子的空间，这些管子用于将流体供给到旋转接头；然而，这导致增加主轴装置的尺寸。同样，在这种情况下，在主轴的维护中，当从支架拆卸主轴或者当将主轴装配到支架的时候，必须要拆卸或者装配管子，导致增加用于维护的时间。在维护期间，由于必须停止机器，增加了停机时间因而导致该主轴的生产率降低。 

提出本发明旨在解决上述问题。具体说，本发明的第一个目的是提供一种主轴装置和加工中心，其能够在很短的时间内替换该主轴，能够减少用于维护的停机时间并且能够提供高生产率。本发明的第二个目的是提供一种无需严格控制和调节主轴的各组成部件的尺寸公差，能够以低成本制造并且能够提供高加工精度的主轴装置；包括这种主轴装置的加工中心；以及用于装配这种主轴装置的方法。本发明的第三个目的是提供一种主轴装置和加工中心，其能够设置具有紧凑结构的旋转接头，能够提供用于维护的短的停机时间并且能够提供高生产率。本发明的第四个目的是提供一种能够确保布线的防水性能的主轴装置和加工中心。 

解决问题的方法 

本发明的上述目的能够通过下面的结构实现。 

(1)一种主轴装置，包括： 

支架，其可摆动地安装在支撑臂上，并且包括与该支架的摆动轴线大致垂直的管状部分；以及 

主轴，包括 

旋转部分，其能够在其前端部分上安装刀具； 

壳体，其安装在该支架的管状部分上，以便适于插入到该支架的管状部分中并且从该支架的管状部分拆卸，该壳体具有与支架的表面相对的安装表面；以及 

轴承，其设置在该旋转部分与壳体之间，并且相对于壳体可旋转地支撑该旋转部分， 

其中，用于被供给到主轴的流体的流道开口设置在壳体的安装表面上。 

(2)一种主轴装置，包括：