[發(fā)明專利]精密機床

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310280707.8
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103522075A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山西紀(jì)男;內(nèi)村浩
• 申請（專利權(quán)）人: 東芝機械株式會社
• 主分類號: B23Q1/01
• 分類號: B23Q1/01;B23Q11/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平;楊楷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種精密機床，特別是涉及對成形出透鏡等光學(xué)零件的模具進行超精密加工的精密機床。

背景技術(shù)

近年來，開發(fā)出了立式、臥式、門式的精密機床或者車床等精密機床，高精度地對成形出需要高度的加工精度的零件、例如光學(xué)關(guān)聯(lián)機器的反射鏡或透鏡等的精密模具進行加工。

例如，若以門式機床為例進行說明，則門式機床為具有門式立柱的機床，該門式立柱是在立設(shè)在底座的兩側(cè)的左右的立柱上水平地架設(shè)有橫導(dǎo)軌。在左右的立柱之間設(shè)有工作臺，在橫導(dǎo)軌上能夠移動地設(shè)有保持主軸頭的鞍架。

以往的門式機床一般是進行大型、長條工件的加工的大型機床，但近年來開發(fā)了能夠進行高精度的加工的小型的門式精密機床。通過這種門式精密機床加工出用于精密機械關(guān)聯(lián)的精密零件及光學(xué)關(guān)聯(lián)機器的零件制造的精密模具。

例如，在用于反射鏡或透鏡等光學(xué)零件的成形的模具的加工中，要將模具表面加工成高精度的鏡面，則要求亞微米或者納米級的超精密水平的精度。由于在加工出這種具有高精度的鏡面的模具的情況下精加工時間必然延長，所以需要從加工開始到加工結(jié)束的期間環(huán)境溫度的變化不影響加工精度。在立式或臥式的精密機床或車床中也產(chǎn)生同樣的必要性。

一般來說，在機床中，由于在底座或立柱上因馬達(dá)或引導(dǎo)面的發(fā)熱或室溫變動而產(chǎn)生熱變形，所以作為熱變形的對策要進行在立柱或底座上設(shè)置冷卻水流動的配管。例如，作為對立柱進行冷卻的現(xiàn)有技術(shù)，例如能夠列舉出日本國特開平5-309536號公報、日本國特開平6-126564號公報中所記載的立柱冷卻構(gòu)造。

在門式精密機床或立式精密機床的情況下，工具的切入方向（Z軸）成為與立柱相同的豎直方向，若立柱受到溫度變動的影響而熱變形，則加工精度立即降低，不能能夠進行鏡面這樣的超精密加工。

以往，精密機床雖然與其它的加工機同樣具備相對于驅(qū)動軸的馬達(dá)或引導(dǎo)面等發(fā)熱部供給冷卻水的冷卻裝置，進行使冷卻水的一部分在立柱內(nèi)循環(huán)，但由于僅能夠冷卻立柱的一部分，所以在超精密加工的情況下其效果不佳。

為了解決這一問題，或?qū)⒕軝C床設(shè)置在恒溫室中，或控制包圍精密機床的護罩內(nèi)部的溫度。但是，在這種恒溫室中，并非將源自機床本身產(chǎn)生的熱或環(huán)境溫度變化的立柱的熱位移充分抑制在能夠進行超精密加工的程度。而且存在這些設(shè)備非常昂貴的問題。

立柱原本是未預(yù)定作為水箱利用的構(gòu)造物，僅將冷卻水加入該立柱的內(nèi)部難以使立柱熱穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種精密機床，無需增加設(shè)備即能夠有效地使最容易受到環(huán)境溫度的變化的立柱及底座熱穩(wěn)定，即使在惡劣的環(huán)境下也能夠?qū)崿F(xiàn)超精密加工。

而且，本發(fā)明的其它目的在于提供一種精密機床，進一步提高立柱兼作被冷卻水充滿的水箱的情況下的冷卻效果，與環(huán)境溫度變化的變動無關(guān)地使立柱熱穩(wěn)定，有效地抑制熱位移而實現(xiàn)超精密加工。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的精密機床具備：底座，立設(shè)在上述底座上的立柱，以及能夠上下方向移動地設(shè)在上述立柱上的主軸頭，上述立柱具有分隔有存水空間的內(nèi)部構(gòu)造，該存水空間形成溫度管理后的冷卻水的存水槽。

而且，本發(fā)明的精密機床具備：底座，立設(shè)在上述底座上的立柱，以及能夠上下方向移動地設(shè)在上述立柱上的主軸頭，上述立柱具有分隔有存水空間的內(nèi)部構(gòu)造，該存水空間形成溫度管理后的冷卻水的存水槽，在上述立柱的下部具有冷卻水向上述存水空間導(dǎo)入的取水口，在上述立柱的上部具有將冷卻水向外部導(dǎo)出的排水口，在比上述排水口高的位置設(shè)有使上述立柱內(nèi)的空氣排出的排氣孔。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明所適用的門式精密機床的立體圖；

圖2是表示門式精密機床的門式立柱的主視圖；

圖3是圖2所示的門式立柱的縱向剖視圖；

圖4是門式精密機床的冷卻水系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；

圖5是本發(fā)明的第2實施方式的精密機床的主軸頭的剖視圖；

圖6是本發(fā)明的第2實施方式的精密機床的底座的剖視圖；

圖7是表示本發(fā)明的第3實施方式的臥式精密機床的冷卻水系統(tǒng)的附圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的精密機床的實施方式進行說明。

第1實施方式

圖1表示本發(fā)明所適用的門式精密機床。在圖1中，附圖標(biāo)記10表示底座。在該底座10上設(shè)置有能夠沿著引導(dǎo)面11前后方向移動的工作臺12。附圖標(biāo)記14表示門式立柱的整體。該門式立柱14由底座10上配置在工作臺12的左右并豎直立起的立柱15，和水平地架設(shè)在該立柱15、15之間的橫導(dǎo)軌16構(gòu)成。