[發(fā)明專利]機(jī)床的主軸裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010293519.5
• 申請(qǐng)日: 2010-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN102029407A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小椋一成;堀伸充;中嵨邦道;大川雄司;芝田貴雅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社捷太格特
• 主分類號(hào): B23B19/02
• 分類號(hào): B23B19/02
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王軼;李偉

本申請(qǐng)請(qǐng)求2009年10月6日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)?zhí)?009-232290號(hào)的優(yōu)先權(quán)的權(quán)利，在本申請(qǐng)中援引其日本專利申請(qǐng)的說明書、附圖以及摘要的全部?jī)?nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在機(jī)床等中使用的主軸裝置。

背景技術(shù)

為了提高生產(chǎn)率，機(jī)床的主軸裝置的主軸由高剛性且高精度的滾動(dòng)軸承軸支承。但是，例如在加工中心中，由于使用銑刀、立銑刀(endmill)、鏜刀等多種多樣的刀具對(duì)被切削材料(workpiece，工件)進(jìn)行加工，因此在各個(gè)刀具中產(chǎn)生的切削阻力不同。此外，刀具的剛性或重量、主軸的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度(feedrate，進(jìn)給率)、切入量(feed?amount，進(jìn)給量)等各種各樣的因素也不同。因此，在由高剛性的滾動(dòng)軸承軸支承的主軸中，根據(jù)刀具的不同，存在產(chǎn)生所謂的高頻振動(dòng)(chattering，顫振)的情況。

因此，例如在日本特開2007-44852號(hào)公報(bào)中提出有通過變更加工條件來抑制加工時(shí)的高頻振動(dòng)的產(chǎn)生的主軸裝置。即，預(yù)先求出主軸的轉(zhuǎn)速與不會(huì)發(fā)生高頻振動(dòng)的刀具的極限(upper?limit)切入量之間的關(guān)系，通過變更主軸的轉(zhuǎn)速或刀具的切入量來抑制加工時(shí)的高頻振動(dòng)的產(chǎn)生。但是，主軸的轉(zhuǎn)速與刀具的極限切入量之間的關(guān)系根據(jù)刀具的種類或被切削材料的材質(zhì)等而不同，進(jìn)一步，還根據(jù)刀具的磨損等的劣化程度而變化。因此，加工條件的變更大多基于操作者的技能或者經(jīng)驗(yàn)，比較困難。

此處，在高頻振動(dòng)中，特別是再生型自激振動(dòng)(regenerative?chatter，再生型切削顫振)的產(chǎn)生極限是通過由機(jī)械系統(tǒng)的固有振動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)剛性(compliance，動(dòng)柔度)決定的，因此為了大幅地變更該產(chǎn)生極限，僅僅借助剛性的變更是很困難的，還需要衰減性。因此，在日本特開2004-150563號(hào)公報(bào)中提出有通過利用具有緩沖器部的軸承軸支承主軸的后端部側(cè)而使該主軸具有衰減性，由此抑制由共振引起的振動(dòng)的產(chǎn)生的主軸裝置。并且，在日本特開平6-8005號(hào)公報(bào)中提出有如下的主軸裝置：通過利用由靜壓墊和節(jié)流孔(orifice)構(gòu)成的靜壓軸承軸支承主軸的前端部側(cè)而使該主軸具有衰減性，利用振動(dòng)傳感器檢測(cè)主軸的振動(dòng)并利用壓力調(diào)整閥控制朝靜壓軸承供給油的供給油壓，由此來抑制加工時(shí)的高頻振動(dòng)的產(chǎn)生。

在日本特開2004-150563號(hào)公報(bào)所記載的主軸裝置中，緩沖器部是針對(duì)由特定頻率的共振引起的振動(dòng)、即由在某種刀具產(chǎn)生的共振引起的振動(dòng)發(fā)揮衰減性的部分，因此難以抑制由多種多樣的刀具的共振引起的振動(dòng)的產(chǎn)生。并且，在日本特開平6-8005號(hào)公報(bào)所記載的主軸裝置中，由于僅根據(jù)主軸的振動(dòng)進(jìn)行變更朝靜壓軸承供給的供給油壓的控制，因此無法擔(dān)保加工狀態(tài)和主軸狀態(tài)的穩(wěn)定性，在加工精度的提高方面存在極限。并且，由于僅對(duì)朝靜壓軸承供給的供給油壓進(jìn)行控制，因此只能大略地進(jìn)行變更，難以抑制多種多用的刀具的高頻振動(dòng)的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是鑒于上述情形而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制多種多樣的刀具的高頻振動(dòng)的產(chǎn)生的機(jī)床的主軸裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)特征，由于根據(jù)刀具的種類等對(duì)利用衰減賦予單元賦予的衰減力進(jìn)行控制而變更后側(cè)滾動(dòng)軸承的衰減性，因此，能夠?qū)逃姓駝?dòng)不同的各種刀具賦予最佳的衰減性，能夠抑制多種多樣的刀具的高頻振動(dòng)的產(chǎn)生。由此，能夠增大每單位時(shí)間的切削量，能夠提高生產(chǎn)率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的另一個(gè)特征，由于根據(jù)刀具的種類等對(duì)利用衰減賦予單元賦予的衰減力和利用預(yù)壓賦予單元賦予的預(yù)壓力進(jìn)行控制，因此，除了能夠變更后側(cè)滾動(dòng)軸承的衰減性以外還能夠變更前側(cè)滾動(dòng)軸承的剛性。由此，能夠進(jìn)一步抑制由多種多樣的刀具引起的加工中的高頻振動(dòng)的產(chǎn)生，能夠增大每單位時(shí)間的切削量，能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)進(jìn)一步的特征，由于作為衰減賦予單元設(shè)置靜壓軸承，因此能夠進(jìn)行高精度的控制，能夠抑制由多種多樣的刀具引起的加工中的高頻振動(dòng)的產(chǎn)生。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，通過示例的方式，由于對(duì)靜壓軸承的壓力比(pressure?ratio)和供給油壓進(jìn)行控制，因此能夠精密地變更衰減性，進(jìn)一步，通過壓力比的控制，剛性也變更，因此能夠抑制由多種多樣的刀具引起的加工中的高頻振動(dòng)的產(chǎn)生。

進(jìn)一步，通過示例的方式，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，由于可以根據(jù)主軸的轉(zhuǎn)速等對(duì)利用衰減賦予單元賦予的衰減力等進(jìn)行控制，因此能夠簡(jiǎn)化控制單元的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的進(jìn)一步的特征，由于預(yù)先將刀具的種類等記述于NC程序，因此能夠進(jìn)一步簡(jiǎn)化控制單元的結(jié)構(gòu)。