專利名稱：機(jī)床調(diào)節(jié)方法以及機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)床調(diào)節(jié)方法以及機(jī)床，特別是涉及研磨和加工微小直徑的端銑刀等 工具磨床的工件對(duì)中調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)于超精密加工的工具，例如直徑為0. 01 1. OOmm左右的微小直徑端銑 刀，甚至更精密的工具加工需求高漲。加工形成這種微小直徑的工具，需要在工具磨床的 工件夾頭中安裝由超硬合金和高速工具鋼等組成的條狀工件。然后，一邊使工件繞軸旋轉(zhuǎn) 一邊進(jìn)行研磨，從而形成工具所需要的形狀。在這種情況下，如果用筒夾卡盤之類的懸臂方式支持工件，對(duì)工件的支持就變得 不夠穩(wěn)定。這在研磨工件時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)雜音。也就是說，不能以很高的精度對(duì)工件進(jìn)行研 磨。為了解決這個(gè)問題，專利文獻(xiàn)特開平8-118234號(hào)公開了一種方法，將工件的前端安裝 在設(shè)有V形槽的V形塊上面，使工件的兩端都得到支持。這減少了工件的振動(dòng)雜音，使研磨 精度得以提高。另一方面，在非專利文獻(xiàn)，由日經(jīng)機(jī)械編輯，日經(jīng)BP社于1993年12月16日出版 的“機(jī)械設(shè)計(jì)詞典”第5分冊(cè)第II部分第94 95頁(yè)中公開了對(duì)現(xiàn)有精密加工用筒夾卡盤 的改進(jìn)。這就是，為了避免工件軸心在工件保持在固定狀態(tài)時(shí)偏離車床主軸軸心，通過對(duì)筒 夾的卡盤內(nèi)圓周研磨來(lái)進(jìn)行修正。為便于這一修正，筒夾卡盤由鋁合金等軟合金制造。但是，由于金屬屑落入筒夾卡盤內(nèi)，對(duì)筒夾卡盤的內(nèi)圓周造成損壞。這使工件的安 裝精度下降。為了解決這一問題，上述非專利文獻(xiàn)提出了一種筒夾卡盤，其具有一卡盤本體 以及一獨(dú)立于卡盤本體的變形吸收套筒。該變形吸收套筒包括一斜錐部以及一使卡盤偏心 的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。該變形吸收套筒吸收夾頭偏心時(shí)產(chǎn)生的偏移。在專利文獻(xiàn)特開2003-145326號(hào)中還公開了一種浮動(dòng)卡盤，它吸收工件軸心與固 定工件的主軸軸心之間的偏移。如上所述，提出了幾種提高加工精度的方法。但是，在近年的亞微米乃至數(shù)十微米 級(jí)的超精密加工中出現(xiàn)了以下問題。在上述特開平8-118234號(hào)專利文獻(xiàn)中所述那種的V形塊理論上被認(rèn)為，能夠在工 件的滑動(dòng)面粗糙度范圍內(nèi)顯示出較高的精度。但實(shí)際上，V形塊所支持的工件軸心會(huì)偏離主 軸軸心。這種偏離造成工件在每次旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生微小的工件跳動(dòng)。消除這種跳動(dòng)非常困難。另一方面，在上述非專利文獻(xiàn)中所述的方法中，只要僅限于懸臂方式支持工件，工 件的不穩(wěn)定性就難以避免。另外，由V形塊支持工件的前端依然產(chǎn)生主軸軸心與工件軸心 之間的偏離。消除這種偏離所導(dǎo)致微小跳動(dòng)很困難。表面看起來(lái)，上述問題被認(rèn)為可以通過利用浮動(dòng)卡盤來(lái)固定工件并用V形塊來(lái)支 持工件，解決了懸臂式支持所存在的問題。就是說，由吸收工件軸心相對(duì)于主軸軸心的偏離 的浮動(dòng)卡盤來(lái)支持工件，看起來(lái)可以更穩(wěn)定而準(zhǔn)確地支持工件。但是，在實(shí)際中，如專利文獻(xiàn)特開2003-145326號(hào)所描述的浮動(dòng)卡盤本身的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，因此其體型很大而質(zhì)量更大。其原因在于，浮動(dòng)卡盤被設(shè)計(jì)為可以保證工件軸心 的自由定位和比較大的動(dòng)作余量，使浮動(dòng)卡盤可以適應(yīng)任何類型的偏離以及傾斜。該浮動(dòng) 卡盤最初是為了取消對(duì)工件軸心位置的調(diào)節(jié)步驟的而制成的。因此，在現(xiàn)有具有浮動(dòng)卡盤 的加工機(jī)床中，并沒有設(shè)計(jì)預(yù)先調(diào)節(jié)工件軸心位置的思想，因此，即使想要調(diào)節(jié)工件軸心位 置，也不具備調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。因此，假如采用具有這種現(xiàn)有浮動(dòng)卡盤的機(jī)床結(jié)合使用V形塊來(lái)加 工工件，該浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)范圍變大，其結(jié)果是，工件旋轉(zhuǎn)失衡或產(chǎn)生巨大的慣性。由于這 種情況，現(xiàn)有技術(shù)的浮動(dòng)卡盤是直接導(dǎo)致工件跳動(dòng)的原因。因此，現(xiàn)有技術(shù)在消除超精密加 工中的工件微小跳動(dòng)的方面，有不能完全達(dá)到本發(fā)明目的的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)節(jié)方法，能夠在機(jī)床進(jìn)行超精密加工時(shí)在圓條狀工 件旋轉(zhuǎn)的同時(shí)消除工件軸心的跳動(dòng)，以及一種使用這種調(diào)節(jié)方法的機(jī)床。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種機(jī)床調(diào)節(jié)方法。該機(jī)床包括一被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn) 的工件主軸，以及一將圓條狀工件固定的工件保持機(jī)構(gòu)。該工件具有一工件軸心，以及一被 工件保持機(jī)構(gòu)固定時(shí)自工件保持機(jī)構(gòu)突出的突出部。該突出部具有圍繞該工件軸心的側(cè)表 面。該機(jī)床還包括一浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，將工件主軸的旋轉(zhuǎn)傳遞給工件保持機(jī)構(gòu)。該浮動(dòng)機(jī)構(gòu)以使 該工件保持機(jī)構(gòu)可以相對(duì)于工件主軸移動(dòng)的方式支持該工件保持機(jī)構(gòu)。該機(jī)床還包括一工 件軸心保持部，通過臨時(shí)限制浮動(dòng)機(jī)構(gòu)將工件軸心相對(duì)于工件主軸固定于所要的位置。該 機(jī)床還包括一支撐件，當(dāng)工件被固定保持于工件保持機(jī)構(gòu)時(shí)，可旋轉(zhuǎn)地支持工件的側(cè)表面。 該機(jī)床還包括一支撐位置調(diào)節(jié)部，其調(diào)節(jié)支持工件的支撐位置。該機(jī)床還包括一支撐鎖定 部，其壓在工件上的方式，令工件被頂壓于支撐件上，從而將其保持在由支撐件所確定工件 軸心位置的狀態(tài)。該調(diào)節(jié)方法包括一工件軸心位置調(diào)節(jié)步驟，在工件被工件保持機(jī)構(gòu)固定著而又 未被支撐件固定的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)工件主軸的同時(shí)測(cè)量該工件的側(cè)面跳動(dòng)，以使跳動(dòng)最小化的 方式來(lái)調(diào)節(jié)工件軸心保持部。該調(diào)節(jié)方法還包括一支撐位置調(diào)節(jié)步驟，對(duì)支撐位置調(diào)節(jié) 部的調(diào)節(jié)是以在支撐件支撐工件的同時(shí)令工件軸心的位置相對(duì)于工件主軸固定的方式來(lái) 進(jìn)行調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)方法還包括一支撐鎖定步驟，在支撐調(diào)節(jié)步驟之后由支撐鎖定部壓住工 件。該調(diào)節(jié)方法還包括一浮動(dòng)限制解除步驟，在支撐鎖定步驟之后取消由工件軸心保持部 對(duì)浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的限制。在這種情況下，通過該軸位置調(diào)節(jié)步驟，在限制浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能的同時(shí)，使工件軸 心與工件主軸軸心基本上相一致。而且，在支撐調(diào)節(jié)步驟中，以令工件被支持于軸心相互一 致的位置的方式來(lái)調(diào)節(jié)支撐件的位置。然后，由該支撐件支持工件的位置在支撐鎖定步驟 中被固定保持。在這種狀態(tài)，在浮動(dòng)限制解除步驟中，取消對(duì)浮動(dòng)的限制，使浮動(dòng)的功能發(fā) 揮。因此，支撐件被放置在令工件軸心和工件主軸軸心相一致的位置。然后，浮動(dòng)機(jī)構(gòu) 將微小的偏移吸收。由于浮動(dòng)機(jī)構(gòu)在之后的階段所要做的移動(dòng)量極小，導(dǎo)致工件產(chǎn)生跳動(dòng) 的慣性難以出現(xiàn)。由于浮動(dòng)機(jī)構(gòu)只需要微小的移動(dòng)，所以可以采用體型小重量輕的精度高穩(wěn)定的浮 動(dòng)機(jī)構(gòu)。因而可以更穩(wěn)定地支持工件。
另外，該機(jī)床優(yōu)選地包括一工具主軸臺(tái)，以及一可拆除地附接于該工具主軸臺(tái)的 刻度盤。該軸位置調(diào)節(jié)步驟優(yōu)選地包括使用該刻度盤測(cè)量工件側(cè)面的位置，來(lái)讀取工件主 軸旋轉(zhuǎn)一周期間刻度盤測(cè)量值的最大值和最小值，并且，調(diào)節(jié)工件相對(duì)于工件主軸的徑向 位置，使測(cè)量值成為最大值和最小值的平均值。在這種情況下，通過將刻度盤設(shè)置在工具主軸臺(tái)上，可以做細(xì)微移動(dòng)而又不受工 件主軸的移動(dòng)影響的位置，可以利用機(jī)床來(lái)測(cè)量工件的位移。通過以這種方式來(lái)測(cè)量工件 的絕對(duì)位置，測(cè)量工件偏移的方向，然后進(jìn)行調(diào)節(jié)以消除該偏移。其結(jié)果是，將工件軸心與 工件主軸軸心調(diào)節(jié)為相互一致。重復(fù)該步驟，即可以使工件軸心和工件主軸軸心的相互一 致更為精確。另外，該調(diào)節(jié)方法還優(yōu)選包括在浮動(dòng)限制解除步驟之后進(jìn)行水平調(diào)節(jié)。該工件 主軸的軸心可稱為主軸軸心。該水平調(diào)節(jié)步驟優(yōu)選地包括通過測(cè)量工件側(cè)面在水平方向 上相對(duì)于主軸軸心的位置(W)，取得其反轉(zhuǎn)前的測(cè)量值；令工件主軸以反向180度的方式旋 轉(zhuǎn)；測(cè)量反轉(zhuǎn)后的工件側(cè)面位置(W)，取得反轉(zhuǎn)后的測(cè)量值；令支撐件在水平方向上移動(dòng)， 使測(cè)量值成為反轉(zhuǎn)前的測(cè)量值與反轉(zhuǎn)后的測(cè)量值的平均值。在這種情況下，通過令工件主軸反轉(zhuǎn)180度使工件主軸圍繞垂直于主軸軸心旋 轉(zhuǎn)。這可以減少主軸軸心與旋轉(zhuǎn)軸心之間的偏移帶來(lái)的影響。此外，最好在工件的前端測(cè)量最大值和最小值。在這種情況下，在工件的前端進(jìn)行 測(cè)量時(shí)，通常最容易發(fā)生偏移，因而最需要精確性。這樣可以提高制成后的工具的精度。另外，最好使用預(yù)先準(zhǔn)備的具有目標(biāo)精度的試驗(yàn)件來(lái)取代工件。在這種情況下，通 過使用高精度的試驗(yàn)件來(lái)取代工件，即實(shí)際的加工目標(biāo)，可以用更高的精度來(lái)實(shí)行調(diào)節(jié)。另外，本發(fā)明提供了一種能夠用上述調(diào)節(jié)方法來(lái)調(diào)節(jié)的機(jī)床。該機(jī)床包括一被驅(qū) 動(dòng)旋轉(zhuǎn)的工件主軸，以及一將圓條狀工件固定的工件保持機(jī)構(gòu)。該工件具有一工件軸心， 以及一被工件保持機(jī)構(gòu)保持時(shí)自工件保持機(jī)構(gòu)突出的突出部。該突出部具有圍繞該工件軸 心的側(cè)表面。該機(jī)床還包括一浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，將工件主軸的旋轉(zhuǎn)傳遞給工件保持機(jī)構(gòu)。該浮動(dòng) 機(jī)構(gòu)以使該工件保持機(jī)構(gòu)可以相對(duì)于工件主軸移動(dòng)的方式支持該工件保持機(jī)構(gòu)。該機(jī)床還 包括一工件軸心保持部，通過臨時(shí)限制浮動(dòng)機(jī)構(gòu)將工件相對(duì)工件主軸固定保持于所要的 位置。該機(jī)床還包括一支撐件，當(dāng)工件被固定保持于工件保持機(jī)構(gòu)時(shí)，可旋轉(zhuǎn)地支持工件 的側(cè)表面。該機(jī)床還包括一支撐位置調(diào)節(jié)部，其調(diào)節(jié)支持工件的支撐位置。該機(jī)床還包括 一支撐鎖定部，其壓在工件上的方式，令工件被頂壓于支撐件上，從而將其保持在由支撐 件所確定的工件軸心位置的狀態(tài)。在這種情況下，能夠很有效地實(shí)施上述的調(diào)節(jié)方法。另外，工件軸心保持部?jī)?yōu)先地在工件主軸上設(shè)有數(shù)個(gè)螺絲，這些螺絲圍繞該工件 保持機(jī)構(gòu)的圓周設(shè)置。每個(gè)螺絲以將工件主軸向工件軸心推進(jìn)的方式與工件保持機(jī)構(gòu)相接 觸。最好的是，每個(gè)螺絲經(jīng)由旋轉(zhuǎn)而調(diào)節(jié)將工件主軸推向工件軸心的推進(jìn)的量，從而能夠 切換于令工件保持機(jī)構(gòu)相對(duì)于工件主軸的位置可以被改變的狀態(tài)以及限制其位置改變的 狀態(tài)。在這種情況下，可以圍繞工件軸心在任意徑向方向?qū)嵭姓{(diào)節(jié)。另外，由于采用了螺 絲，使機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，質(zhì)量減少，制成很小的體積。而且，調(diào)節(jié)也可以變得容易。另外，工件主軸最好是包括一主軸槽，為平行于主軸軸心的垂直線延伸的直線槽。該工件保持機(jī)構(gòu)包括一保持槽，為平行于工件軸心的垂直線延伸的直線槽。該浮動(dòng)機(jī) 構(gòu)包括一片狀體交叉導(dǎo)塊。該交叉導(dǎo)塊具有一第一交叉弓I導(dǎo)面以及其相反一側(cè)的第二交叉 引導(dǎo)面。該第一交叉引導(dǎo)面具有相對(duì)于主軸槽的第一交叉槽。該第二交叉引導(dǎo)面具有相對(duì) 于保持槽的第二交叉槽。從工件軸心的方向看，該第一交叉槽與第二交叉槽相垂直。該浮 動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括數(shù)個(gè)成直排排列設(shè)置在第一交叉槽內(nèi)的第一交叉滾珠和數(shù)個(gè)成直排排列設(shè) 置在第二交叉槽內(nèi)的第二交叉滾珠。通過第一交叉滾珠和第二交叉滾珠的轉(zhuǎn)動(dòng)，很好地允 許了工件軸心在垂直于主軸軸心的方向的移動(dòng)。在這種情況下，除了結(jié)構(gòu)緊湊，工件主軸的旋轉(zhuǎn)被可靠地傳遞給工件保持機(jī)構(gòu)。而 且，工件保持機(jī)構(gòu)可以在任意垂直于工件軸心的方向上移動(dòng)而沒有傾斜。特別是，將片狀 體制成為碟形構(gòu)件，使重量有效平衡。另外，主軸槽、保持槽、第一交叉槽和第二交叉槽最好都是截面呈V字形的V形槽。在這種情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)的交叉滾珠的定位穩(wěn)固。因而，可以均勻地傳遞旋轉(zhuǎn)力，并保 證浮動(dòng)功能的順利發(fā)揮。另外，優(yōu)選的是，該第一交叉面具有多列第一交叉槽，該第二交叉面也具有多列
第二交叉槽。在這種情況下，通過這些V形槽，可以防止工件主軸、交叉導(dǎo)塊、工件保持機(jī)構(gòu)相 互之間產(chǎn)生傾斜。這還使作用在每個(gè)槽上的旋轉(zhuǎn)力的以分散。另外，該浮動(dòng)機(jī)構(gòu)最好是還包括設(shè)置在工件主軸的第一主軸表面和第二主軸表 面。該第一主軸表面和第二主軸表面均為平的表面。該浮動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在工件保持機(jī) 構(gòu)中的第一保持表面和第二保持表面。第一保持表面和第二保持表面均垂直于工件軸心。 該浮動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括數(shù)個(gè)設(shè)置在第一保持表面和第一主軸表面之間的第一預(yù)加載滾珠、和數(shù) 個(gè)設(shè)置在第二保持表面和第二主軸表面之間的第二預(yù)加載滾珠。該浮動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在 工件主軸上的施力部。該施力部對(duì)第一預(yù)加載滾珠和第二預(yù)加載滾珠施加負(fù)載力來(lái)支持該 工件保持機(jī)構(gòu)。該工件保持機(jī)構(gòu)被允許在垂直于工件軸心的方向上相對(duì)于工件主軸移動(dòng)。在這種情況下，這些設(shè)置在相對(duì)平行的表面之間數(shù)個(gè)滾珠，它們是例如真圓度高 的不銹鋼滾珠，被預(yù)先加載。這就消除了工件的傾斜，并提高工件主軸在軸線方向尺寸精 度。另外，第一主軸表面、第二主軸表面、第一保持表面和第二保持表面最好分別是圓 環(huán)形。該第一預(yù)加載滾珠和第二預(yù)加載滾珠分別被排列成為圓環(huán)形。在這種情況下，滾珠成圓環(huán)形排列，使對(duì)工件的支持不會(huì)有任何傾斜。還有，工件 在垂直于主軸軸心的任意方向上可以移動(dòng)。而且，工件主軸軸心與工件保持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸 心之間可以相對(duì)旋轉(zhuǎn)。該施力部最好是螺絲，而且對(duì)第一預(yù)加載滾珠和第二預(yù)加載滾珠所施加的力可以 調(diào)節(jié)。在這種情況下，通過用螺絲制成施力部，形成緊湊結(jié)構(gòu)還可以以穩(wěn)定的作用力對(duì) 滾珠施行預(yù)加載。另外，通過提供調(diào)節(jié)部，在各滾珠上預(yù)加載到適當(dāng)?shù)乃?，保證尺寸精度 高、浮動(dòng)順暢。另外，該機(jī)床還優(yōu)選地包括一由圓環(huán)形彈性體組成的油封，設(shè)置在工件主軸與工 件保持機(jī)構(gòu)之間。該油封最好是在工件保持機(jī)構(gòu)上施加一向心力，使工件保持機(jī)構(gòu)的軸心接近于主軸軸心。在這種情況下，該油封所提供的向心力，能夠使工件的軸基本上與工件主軸軸心 相一致。因此，浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)范圍被縮小，使浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)速度加快。另外，浮動(dòng)機(jī)構(gòu) 調(diào)節(jié)范圍的縮小，也使浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的邊界被縮小。特別是，以圓環(huán)形排列的數(shù)個(gè)滾珠設(shè)置在很 小的平面上，使浮動(dòng)機(jī)構(gòu)成為體積小重量輕的設(shè)計(jì)。另外，支撐件最好是由設(shè)有V形槽的V形塊構(gòu)成。在這種情況下，圓條狀工件可以被很穩(wěn)固地支持在準(zhǔn)確的位置上。另外，該機(jī)床適合作為工具磨床使用。在這種情況下，通過本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)工具磨床，有效制成工具，形成精度高 的工具。另外，該工件適合作為端銑刀或鉆頭工件使用。在這種情況下，在近年的超精密加工中使用該端銑刀或鉆頭，可以制成很高的精度。另外，端銑刀或鉆頭前端的工具直徑范圍優(yōu)選為0. 001 6. 00mm。本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法可以發(fā)揮很高的加工精度。因此，本發(fā)明特別適合具有上述工 具直徑范圍的端銑或鉆頭使用，可以用在超精密加工中，提供高精度的端銑或鉆頭工具。另外，該端銑刀或鉆頭的柄直徑范圍優(yōu)選是0. 5 6mm。本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法可以發(fā)揮很高的加工精度。因此，本發(fā)明特別適合具有上述柄 直徑范圍的端銑刀或鉆頭使用，可以使用在超精密加工中，提供高精度的端銑或鉆頭工 具。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的工具磨床外觀立體圖。 圖2是圖1所示的工具磨床的主要部分的立體圖。圖3是在圖2所示的工件夾頭部件的剖面圖。
圖4是圖3所示的工件夾頭部件的放大的剖面圖。圖5是表示圖4所示的工件夾頭部件細(xì)節(jié)的剖面圖。圖6是圖5所示的工件保持機(jī)構(gòu)的分解立體圖。圖7是圖5所示的浮動(dòng)組件的分解立體圖。圖8 (a)是在圖7中所示的交叉導(dǎo)塊的主視圖。 圖8 (b)是該交叉導(dǎo)塊的側(cè)視圖。圖8 (c)是該交叉導(dǎo)塊的后視圖。 圖9是圖5所示的預(yù)加載機(jī)構(gòu)和筒夾卡盤機(jī)構(gòu)的分解立體圖。 圖10是在圖5所示的C軸調(diào)節(jié)螺絲以及箱體的立體圖。 圖11是在圖5所示的卡盤開啟和閉合部件的部分分解立體圖。 圖12是在圖5所示的工件夾頭的主要部件的分解立體圖。 圖13是在圖3所示的支撐裝置的主要部件的分解立體圖。圖14是在圖3所示的支撐裝置的放大的剖面圖。圖15是從C軸方向顯示了圖14的支撐裝置的主視圖。
圖16是顯示圖14的支撐裝置在解除對(duì)工件的支持狀態(tài)的放大視圖。圖17是以刻度盤測(cè)量圖14的支撐裝置支持的試驗(yàn)件的狀態(tài)的放大圖。圖18是使用圖2所示的工具磨床的對(duì)工件進(jìn)行對(duì)中調(diào)節(jié)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1 18描述了根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施例的工具磨床20。根據(jù)本申請(qǐng)的工具磨床20是一種全自動(dòng)計(jì)算機(jī)數(shù)控(Computer Numeric Control, CNC)微小直徑端銑磨床。該工具磨床20單次夾刀全自動(dòng)加工完成微小直徑(工 具直徑0. 01 2. Omm之間)的端面研磨的全部步驟。<整體結(jié)構(gòu)>
如圖1所示，工具磨床20容納于設(shè)備外殼12之中，其外表面形成箱體形狀，設(shè)在由數(shù) 個(gè)基座10支撐的架子11上。設(shè)備外殼12的前部表面中央設(shè)有一前窗13，其具有窗體部分 并可選擇被打開和閉合，將安置于設(shè)備外殼12內(nèi)部的磨床20隔離。該設(shè)備外殼12的前面， 前窗13的右邊，從上到下按序配備有液晶顯示器14、鍵盤15、NC控制裝置操作臺(tái)16。在設(shè) 備外殼12內(nèi)部設(shè)有NC控制裝置。手動(dòng)脈沖按鈕17通過電纜連接至NC控制裝置。操作者 手動(dòng)操作脈沖按鈕17的調(diào)節(jié)控制盤時(shí)，就可以使NC控制伺服電動(dòng)機(jī)構(gòu)少量地移動(dòng)。打開 前窗13時(shí)，工具磨床20就如圖2所示露出。在工具磨床20中，設(shè)置在架子11上垂直延伸的旋轉(zhuǎn)臺(tái)21的軸心(旋轉(zhuǎn)軸心)形 成為B軸。該工具磨床20設(shè)有一圍繞B軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)22。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)22上設(shè)有一工件夾 頭23以及一修整裝置24。旋轉(zhuǎn)臺(tái)22、工件夾頭23和修整裝置M均圍繞B軸旋轉(zhuǎn)。工件夾頭23固定保持工件W。工件W以垂直于B軸沿水平方向延伸的方式設(shè)置。 工件W是，例如一種微小直徑的端銑刀。將工件夾頭23的旋轉(zhuǎn)軸心(或軸心)設(shè)為C軸。在 所述實(shí)施例中，該C軸是指，例如以有區(qū)別的方式主軸軸心Cl，或工件主軸40的旋轉(zhuǎn)軸心 (或軸心)，以及工件軸心C2，或工件W的旋轉(zhuǎn)軸心(或軸心)的。舉例來(lái)說，圖9描述了主軸 軸心Cl，圖6描述了工件軸心C2以及工件W。在本實(shí)施例中，工件W是具有圓錐形前端的 圓條形狀。也就是說，工件W具有拉長(zhǎng)的圓柱體的外徑部以及圓錐形前端。工具主軸25設(shè)在工件夾頭23的上方。<座標(biāo)系>
圖2描述本實(shí)施例中的座標(biāo)系。工具T以水平方向且前后方向延伸安裝于工具主軸25中。工具T的軸心(旋轉(zhuǎn)軸 心)定義的方向設(shè)為Z軸。將垂直于Z軸的水平方向(左右方向)設(shè)為X軸。將垂直方向設(shè) 為Y軸。X軸沿工具主軸25左右給進(jìn)方向延伸。如圖2中，以向左方向?yàn)椤?+ ”，與B軸垂 直相交的位置設(shè)為X軸的原點(diǎn)。Y軸沿工具主軸25上下給進(jìn)方向延伸，向上方向?yàn)椤?+ ”，在工具主軸25可移動(dòng)范 圍內(nèi)，在向上方向距離C軸最遠(yuǎn)的位置為Y軸的原點(diǎn)。Z軸沿工具主軸25前后給進(jìn)方向延伸，向后方向(遠(yuǎn)離B軸的方向)為“ + ”，在工 具主軸25的可移動(dòng)范圍內(nèi)，在向后方向距離B軸最遠(yuǎn)的位置為Z軸的原點(diǎn)。B軸的旋轉(zhuǎn)方向，從其上面看，順時(shí)針方向設(shè)為“ + ”方向，在C軸的旋轉(zhuǎn)方向，從X軸的“ + ”方向至“一”方向(圖中的從左向右的方向)看，順時(shí) 針方向設(shè)為“十”方向，而初始位置為C軸旋轉(zhuǎn)的原點(diǎn)(0 )。NC控制裝置令工具主軸25在X軸、Y軸、Z軸方向平移。工件夾頭23圍繞工件W 的前端，繞B軸轉(zhuǎn)動(dòng)。工件主軸40和工件W圍繞C軸轉(zhuǎn)動(dòng)。也就是說，NC裝置的NC控制 包括五個(gè)控制軸，即X軸、Y軸、Z軸、B軸、以及C軸。<工件夾頭23 >
圖3 12描述工件夾頭23。在對(duì)本實(shí)施例的工件夾頭23的說明中，將工件夾頭23安 裝工件W的部分稱為的工件夾頭23的前端或前部，與這一部分相反的部分被稱為工件夾頭 23的后端或后部。<工件夾頭本體30 >
如圖3所示，工件夾頭23包括一工件夾頭本體30，用于容納工件夾頭23的各種機(jī)械機(jī) 構(gòu)。該工件夾頭本體30固定保持于旋轉(zhuǎn)臺(tái)22，如圖2所示。該工件夾頭本體30可旋轉(zhuǎn)地 支撐工件主軸40并形成工件夾頭23的外觀。具體地，該工件夾頭本體30包括一基架31、 一罩蓋32、以及一曲徑密封箱33。刀基架31固定保持于旋轉(zhuǎn)臺(tái)22上，并支撐整個(gè)工件夾 頭23。罩蓋32設(shè)置在基架31上部，覆蓋整個(gè)工件夾頭本體30。曲徑密封箱33能夠?qū)⑿?轉(zhuǎn)主軸41相對(duì)于罩蓋32可旋轉(zhuǎn)并且氣密地密封于內(nèi)。罩蓋32具有容納工件主軸40的空間。在該空間內(nèi)，為了能支持主軸41旋轉(zhuǎn)自如， 而設(shè)置了由數(shù)個(gè)徑向滾珠軸承組成的軸承34。另外，在罩蓋32的前端設(shè)有油封35，保存旋 轉(zhuǎn)主軸41的潤(rùn)滑油，并防止異物侵入。另外，參考圖5所示，曲徑密封箱33設(shè)于罩蓋32的前端，并覆蓋安裝在罩蓋32內(nèi) 的主軸41前端。曲徑密封箱33的曲徑結(jié)構(gòu)，保持旋轉(zhuǎn)主軸41的潤(rùn)滑油，并防止異物侵入。 特別是，該曲徑密封箱33設(shè)有進(jìn)氣口 36，從而保持曲徑密封箱33內(nèi)部正壓并提高曲徑結(jié)構(gòu) 的效果。<工件主軸40 >
如圖3和圖4所示，在工件夾頭本體30內(nèi)部設(shè)置一工件主軸40。工件主軸40是指主 軸41以及與主軸41 一體旋轉(zhuǎn)的部分。參考圖5所示，具體地，除了主軸41之外，工件主軸 40還包括安裝在主軸41前端的筒夾盒42、導(dǎo)塊43、夾頭座44、預(yù)加載調(diào)節(jié)螺絲45、保持彈 簧46和止擋部47。如圖3所示，驅(qū)動(dòng)單元37，設(shè)有一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，由通過NC控制裝置的操作臺(tái)16(見 圖1)控制，驅(qū)動(dòng)單元37的旋轉(zhuǎn)通過旋轉(zhuǎn)傳遞結(jié)構(gòu)38被傳遞到主軸41，使工件主軸40旋 轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，主軸41的旋轉(zhuǎn)速度大約是每分鐘60轉(zhuǎn)。<工件保持機(jī)構(gòu)50 >
圖4所示的工件保持機(jī)構(gòu)50由所謂的筒夾卡盤結(jié)構(gòu)組成。如圖5所示，工件保持機(jī)構(gòu) 50具體地包括筒夾51、筒夾固定部52和底座固定部53。筒夾51將工件W固定保持。也就 是說，當(dāng)工件保持機(jī)構(gòu)50令工件W處于固定保持狀態(tài)時(shí)，工件W有的突出部分自工件保持 機(jī)構(gòu)50中突伸出來(lái)。該工件W的突出部分具有圍繞工件軸心C2的側(cè)表面(圓周表面)。底 座固定部53螺設(shè)于筒夾51的后端。如圖6所示，筒夾51整體上為圓筒形狀。筒夾51前端設(shè)有讓工件W插入的插入 孔51a。筒夾51前端形成一筒夾斜錐部51c，其外徑向前端變大。從筒夾51前端沿工件軸心C2方向(長(zhǎng)度方向)直至筒夾51大致的中心形成角度等分為三個(gè)部分的裂部51b。在筒 夾51中央靠近其后端形成比其它部分外徑稍大的引導(dǎo)部51d。在筒夾51的后端設(shè)有形成 外螺紋的筒夾螺紋部51e。筒夾固定部52整體上是一個(gè)內(nèi)徑可以讓筒夾51插入該筒夾固定部52的管狀構(gòu) 件。在筒夾固定部52的內(nèi)壁位于靠近筒夾固定部52前端的位置(靠近工件W的位置)形成 斜錐形固定部斜錐部52a，其內(nèi)徑向前端變大。固定部斜錐部52a能夠緊密地與筒夾斜錐 部51c相接觸。固定部斜錐部5 使筒夾51的裂部51b收緊。也就是說，當(dāng)筒夾51插入 筒夾固定部52而筒夾51則被單獨(dú)推向后端時(shí)，筒夾斜錐部51c被收緊，裂部51b所包圍的 空間變小，使筒夾51的內(nèi)徑減小，因而可以將穿入插入孔51a中的工件W牢固地固定保持。一固定部凸緣52b大致形成于筒夾固定部52的軸向中心。朝向筒夾固定部52前 端的凸緣52b表面為圓環(huán)形的平的表面，或者是一個(gè)前預(yù)加載滾珠的接收表面52c，作為一 第一保持表面。另外，靠近固定部凸緣52b后端的表面為是前交叉滾珠接收表面52d。如圖 5所示，筒夾固定部52的后端5 被插入一交叉導(dǎo)塊64以及一導(dǎo)塊43，但是，與該導(dǎo)塊64 和導(dǎo)塊43的內(nèi)表面不接觸。底座固定部53整體上形成為圓筒形狀。在底座固定部53前端(靠近工件W端)的 內(nèi)表面設(shè)有內(nèi)螺紋而形成固定部螺紋部53a。該固定部螺紋部53a能夠螺設(shè)于筒夾螺紋部 51e。另外，在底座固定部53后端的外圓周還形成底座凸緣53b。底座凸緣5 朝向底座固 定部53的表面是一個(gè)圓環(huán)形的平的表面，這是作為第二保持表面的預(yù)加載滾珠的接收表 面53c。另外，在底座凸緣53b的后端形成三級(jí)階梯部，形成一圓環(huán)形配合部53d。底座凸 緣5 后端對(duì)應(yīng)于該圓環(huán)形配合部53d的微小外徑。底座固定部53后端的微小直徑部，通 過緊密的接觸而結(jié)合于筒夾開合部70的套筒78的內(nèi)表面。如圖4所示，一個(gè)由筒夾51、筒夾固定部52、底座固定部53組成的工件保持機(jī)構(gòu) 50是一個(gè)通過浮動(dòng)組件60以相對(duì)于工件主軸40浮動(dòng)的方式支持浮動(dòng)的部件。<筒夾夾緊機(jī)構(gòu)49 >
筒夾夾緊機(jī)構(gòu)49是通過保持彈簧46和止擋部47將工件W固定保持于筒夾51中的筒 夾固定結(jié)構(gòu)。如圖9所示，保持彈簧46由壓縮螺旋彈簧形成。保持彈簧46的前端(靠近工 件W的保持彈簧46的端部)被固定保持在與夾頭底座44的保持彈簧接收表面44b相接觸 的位置。止擋部47整體上形成圓環(huán)形。在止擋部47的前表面(朝向工件W的止擋部47端 部)形成保持彈簧接收部47a。保持彈簧接收部47a設(shè)有容納保持彈簧46后端的凹部。保 持彈簧46的后端被固定保持在與止擋部47的保持彈簧接收部47a相接觸的位置。在止擋部47的后表面形成一后預(yù)加載滾珠接收表面47b，作為一第二主軸表面。 后預(yù)加載滾珠接收表面47b是一個(gè)圓環(huán)形的平的表面，其容納后預(yù)加載滾珠66作為第二預(yù) 加載滾珠。參考圖5所示，在止擋部47的中心孔中穿設(shè)著底座固定部53。止擋部47的后 預(yù)加載滾珠接收表面47b被設(shè)置在面對(duì)圖6所示的底座固定部53的后預(yù)加載滾珠接收面 53c的位置。圖7中所示的數(shù)個(gè)成圓環(huán)形排列的后預(yù)加載滾珠66被設(shè)置在后預(yù)加載滾珠接 收面47b與后預(yù)加載滾珠接收面53c之間。這就使壓縮狀態(tài)下的保持彈簧46向后推壓著 底座固定部53。被保持在筒夾51中的工件W就這樣被保持在固定的狀態(tài)。底座固定部53的后預(yù)加載滾珠接收表面53c和止擋部47的后預(yù)加載滾珠接收表面47b，均形成為相互平行的平的表面，在其之間設(shè)置有成圓環(huán)形排列的后預(yù)加載滾珠66。 因此，底座固定部53和止擋部47始終保持相互平行的關(guān)系，能夠在垂直于主軸軸心Cl的 任意方向上相互移動(dòng)。<浮動(dòng)組件60>
圖4所示的浮動(dòng)組件60，是一種將工件保持機(jī)構(gòu)50支持于相對(duì)工件主軸40可移動(dòng)的 狀態(tài)下傳遞旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。具體地如圖5所示，該工件保持機(jī)構(gòu)50包括前油封61、前預(yù)加載 滾珠62、前交叉滾珠63、交叉導(dǎo)塊64、后交叉滾珠65、后預(yù)加載滾珠66、以及后油封67。<油封 61、67>
前油封61和后油封67為圓環(huán)形構(gòu)件，均由例如氟橡膠、硅橡膠、丙烯酸酯橡膠、丁腈橡 膠等具有耐油性的彈性體組成。前油封61被設(shè)在面向筒夾固定部52前端的側(cè)面周圍，并 設(shè)置在筒夾固定部52與筒夾罩42之間。另外，后油封67被設(shè)在底座固定部53的底座凸 緣5 周圍，并被設(shè)置在底座固定部53與止擋部47之間。前油封61和后油封67具有保 持旋轉(zhuǎn)部的潤(rùn)滑油或阻止異物進(jìn)入的功能。尤其是前油封61和后油封67的彈性力所產(chǎn)生 的向心力，起到使工件保持機(jī)構(gòu)50的軸心(工件軸心C2)與主軸軸心Cl (工件主軸40的旋 轉(zhuǎn)軸)相一致的作用。因此，通過前預(yù)加載滾珠62、前交叉滾珠63、后交叉滾珠65、后預(yù)加 載滾珠66令工件保持機(jī)構(gòu)50浮動(dòng)，即使沒有任何其它支撐部件，也可以克服重力使工件軸 心C2基本上與主軸軸心Cl相一致。其結(jié)果是，縮小了浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)范圍。< 滾珠 62、63、65、66 >
前預(yù)加載滾珠62、前交叉滾珠63、后交叉滾珠65和后預(yù)加載滾珠66都由數(shù)個(gè)用在滾 珠軸承中的不銹鋼和鋼鐵制造的高真圓度高尺寸精度的硬質(zhì)滾珠制成。這些滾珠(62、63、 65,66)在預(yù)加載時(shí)發(fā)生彈性變形，并提高工件保持機(jī)構(gòu)50的尺寸穩(wěn)定性。<交叉導(dǎo)塊64>
圖7和圖8所描述的交叉導(dǎo)塊64為圓環(huán)形構(gòu)件。該交叉導(dǎo)塊64具有面向工件W的前 交叉滾珠接收面64a，以及面向工件W相反一側(cè)的第二交叉表面的后交叉滾珠接收面64b。 前交叉滾珠接收面6 與后交叉滾珠接收面64b均基本上為平面。該交叉導(dǎo)塊64還具有 內(nèi)周面6 和作為側(cè)面的外周面64d。在前交叉滾珠接收面6 上形成兩條平行直線狀第一交叉槽或前交叉V形槽6 。 各個(gè)前交叉V形槽6 設(shè)置在垂直于浮動(dòng)軸C3即交叉導(dǎo)塊軸的平面中，以處于前交叉V形 槽6 之間的浮動(dòng)軸C3為中心對(duì)稱設(shè)置。另一方面，在圖6所示的筒夾固定部52的前交叉滾珠接收面52d上，形成兩條平 行的直線狀保持槽或保持V形槽52f。各保持V形槽52f以工件軸心C2為中心對(duì)稱地設(shè) 在垂直于工件軸心C2的平面上。各保持V形槽52f分別對(duì)應(yīng)于前交叉V形槽64e。在相 互相對(duì)的前交叉V形槽6 和保持V形槽52f之間，設(shè)有成直排排列的數(shù)個(gè)第一交叉滾珠 或前交叉滾珠63。隨著前交叉滾珠63的轉(zhuǎn)動(dòng)，則筒夾固定部52和交叉導(dǎo)塊64沿前交叉V 形槽6 和保持V形槽52f相互移動(dòng)。在這種情況下，前交叉V形槽6 和保持V形槽52f 保持相互平行的關(guān)系。也就是說，無(wú)論筒夾固定部52和交叉導(dǎo)塊64怎樣相對(duì)移動(dòng)，工件軸 心C2和浮動(dòng)軸C3依然能保持相互平行關(guān)系地相互移動(dòng)相對(duì)位置。另外，在后交叉滾珠接收面64b中，也形成兩條平行的直線狀第二交叉槽或后交 叉槽64f。各后交叉槽64f設(shè)在垂直于浮動(dòng)軸C3的平面上，以設(shè)在后交叉槽64f間的浮動(dòng)軸C3為中心對(duì)稱設(shè)置。沿浮動(dòng)軸C3看，每一條后交叉槽64f垂直于一條前交叉槽6 延 伸。也就是說，沿浮動(dòng)軸C3方向看，每條后交叉槽64f垂直于每條對(duì)應(yīng)的保持槽52f延伸。另一方面，在圖9所示的導(dǎo)塊43的后交叉滾珠接收面43a中形成兩條平行的直線 狀主軸槽或主軸V形槽43b。各主軸V形槽4 設(shè)在垂直于主軸軸心Cl的平面上，以設(shè)在 主軸V形槽4 之間的主軸軸心Cl為中心對(duì)稱設(shè)置。各主軸V形槽4 分別對(duì)應(yīng)于后交 叉V形槽64f。在相互相對(duì)的主軸V形槽4 與后交叉V形槽64f之間設(shè)置成直排排列的 數(shù)個(gè)第二交叉滾珠或后交叉滾珠65。隨著后交叉滾珠65的轉(zhuǎn)動(dòng)，交叉導(dǎo)塊64與導(dǎo)塊43沿 著主軸V形槽43b以及后交叉V形槽64f相對(duì)移動(dòng)。主軸V形槽4 和后交叉V形槽64f 保持相互平行的關(guān)系。也就是，即使交叉導(dǎo)塊64和導(dǎo)塊43相對(duì)移動(dòng)，主軸軸心Cl和浮動(dòng) 軸C3依然能夠相互平行地相互相對(duì)移動(dòng)。主軸V形槽43b、保持V形槽52f、前交叉V形槽6 和后交叉V形槽64f在垂直 于槽的延伸方向?yàn)閂字形截面的槽。因此，如果相對(duì)的V形槽相互擠壓，設(shè)在這些槽之間 的前交叉滾珠63和后交叉滾珠65就被嵌入V形槽中與槽壁相接觸，在槽中基本上為兩點(diǎn) 接觸。假如相應(yīng)的一對(duì)槽之間間隔不正確或因溫度變化而使間隔產(chǎn)生變化，前交叉滾珠63 和后交叉滾珠65就在一個(gè)槽中兩點(diǎn)接觸，而在另一個(gè)槽中以一點(diǎn)接觸。即使是在這種情況 下，前交叉滾珠63和后交叉滾珠65的位置，也都是僅通主軸V形槽43b、保持V形槽52f、 前交叉V形槽6 和后交叉V形槽64f來(lái)確定，不會(huì)使之產(chǎn)生不穩(wěn)定。因此，如果導(dǎo)塊43旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)塊43的旋轉(zhuǎn)力就會(huì)被均勻地傳遞到交叉導(dǎo)塊64。交叉 導(dǎo)塊64的旋轉(zhuǎn)被均勻地傳遞到筒夾固定部52。浮動(dòng)機(jī)構(gòu)將主軸軸心Cl、工件軸心C2和浮動(dòng)軸C3保持在相互平行的狀態(tài)。即，導(dǎo) 塊43、筒夾固定部52和工件保持機(jī)構(gòu)50都被固定保持在相互平行的狀態(tài)。這樣，浮動(dòng)機(jī)構(gòu) 讓主軸軸心Cl、工件軸心C2、浮動(dòng)軸C3可以相互偏移，同時(shí)將工件主軸40的旋轉(zhuǎn)力確實(shí)地 傳遞到在工件保持機(jī)構(gòu)50上固定保持的工件W。<預(yù)加載機(jī)構(gòu)48 >
如圖4所示的預(yù)加載機(jī)構(gòu)48構(gòu)成工件主軸40的一部分。具體地，預(yù)加載機(jī)構(gòu)48包含 導(dǎo)塊43、預(yù)加載調(diào)節(jié)螺絲45、以及夾頭底座44。預(yù)加載機(jī)構(gòu)48對(duì)構(gòu)成浮動(dòng)組件60的前預(yù) 加載滾珠62、前交叉滾珠63、后交叉滾珠65和后預(yù)加載滾珠66分別施力至使?jié)L珠產(chǎn)生輕 微彈性變形的程度來(lái)實(shí)行預(yù)加載。其結(jié)果是使浮動(dòng)機(jī)構(gòu)不能晃動(dòng)。如圖9所示，夾頭底座44用螺絲固定在主軸41前端與主軸41 一體旋轉(zhuǎn)。夾頭底 座44整體是扁平的圓柱體，其中心部分具有圓形的凹部44a。該凹部Ma容納導(dǎo)塊43。四 顆預(yù)加載調(diào)節(jié)螺絲45平行于主軸軸心Cl延伸，等角度相間隔地圍繞主軸軸心設(shè)置。各個(gè) 預(yù)加載調(diào)節(jié)螺絲45在凹部44a內(nèi)螺設(shè)于夾頭底座44中。預(yù)加載調(diào)節(jié)螺絲45的前端從夾 頭底座44向工件W突出，與導(dǎo)塊43上的預(yù)加載調(diào)節(jié)螺絲接收面43c相接觸。調(diào)節(jié)預(yù)加載 調(diào)節(jié)螺絲45從夾頭底座44突出的量，使導(dǎo)塊43的位置在沿主軸軸心Cl方向相對(duì)于夾頭 底座44的位置改變，從而調(diào)節(jié)預(yù)加載。如圖5所示的，螺絲Mc將導(dǎo)塊43固定于夾頭底座 44，由預(yù)加載調(diào)節(jié)螺絲45提供的預(yù)加載被固定。<筒夾罩 42>
如圖5所示，在夾頭底座44的前端固定著筒夾罩。如圖10所示，筒夾罩42是越向前 端外徑變得越小的整體上基本為圓筒狀的構(gòu)件。在筒夾罩42的中心開設(shè)有供筒夾固定部52插入的孔。在孔的內(nèi)圓周面形成徑向向內(nèi)突出的罩凸緣42a。罩凸緣42a的后面設(shè)有環(huán) 狀平面，且是作為第一主軸表面的前預(yù)加載滾珠接收面42c。如圖5所示，前預(yù)加載滾珠接 收面42c通過第一預(yù)加載滾珠或前預(yù)加載滾珠62與固定部凸緣52b的前預(yù)加載滾珠接收 面52c相接觸。筒夾固定部52的前預(yù)加載滾珠接收面52c和筒夾罩42的前預(yù)加載滾珠接 收面42c都被設(shè)置為相互平行的平面，在其之間設(shè)有圓環(huán)形排列的第一預(yù)加載滾珠或前預(yù) 加載滾珠62。因此，筒夾固定部52和筒夾罩42能在保持平行關(guān)系的情況下在垂直于主軸 軸心Cl的任意方向移動(dòng)。如上所述，導(dǎo)塊43和筒夾罩42通過前預(yù)加載滾珠62、前交叉滾珠63、交叉導(dǎo)塊 64、前交叉滾珠接收面6 將浮動(dòng)組件60的固定部凸緣52b固定。預(yù)加載調(diào)節(jié)螺絲45調(diào) 節(jié)壓在固定部凸緣52b上的作用力，并對(duì)固定部凸緣52b預(yù)加載使之達(dá)到尺寸精度上穩(wěn)定 的程度。因此，工件保持機(jī)構(gòu)50軸方向相對(duì)工件主軸40的位置被特別準(zhǔn)確地確定。< C軸調(diào)節(jié)螺絲42b >
C軸調(diào)節(jié)螺絲42b從筒夾罩42的側(cè)面向主軸軸心Cl螺入。隨著C軸調(diào)節(jié)螺絲42b的 擰緊，C軸調(diào)節(jié)螺絲42b的前端與筒夾固定部52相接觸。四顆C軸調(diào)節(jié)螺絲42b以每90度 等角度間隔設(shè)置。因此，調(diào)節(jié)這些C軸調(diào)節(jié)螺絲42b，即調(diào)節(jié)筒夾固定部52相對(duì)于筒夾罩42 的位置，然后令筒夾固定部52緊固。也就是說，隨著每個(gè)C軸調(diào)節(jié)螺絲42b由工件主軸40 向工件軸心C2推進(jìn)，直至與工件保持機(jī)構(gòu)50相接觸。轉(zhuǎn)動(dòng)C軸調(diào)節(jié)螺絲42b即調(diào)節(jié)其自 工件主軸40向工件軸心C2的推進(jìn)量。其結(jié)果是，每個(gè)C軸調(diào)節(jié)螺絲42b可以被切換于令 工件保持機(jī)構(gòu)50相對(duì)于工件主軸40的位置可改變的狀態(tài)以及該相對(duì)位置被限制的狀態(tài)。即使調(diào)節(jié)C軸調(diào)節(jié)螺絲42b，工件保持機(jī)構(gòu)50相對(duì)工件主軸40的傾斜度不能改 變，工件軸心C2和主軸軸心Cl基本上保持相互平行的關(guān)系。C軸調(diào)節(jié)螺絲42b發(fā)揮作為工 件軸心固定部的功能通過臨時(shí)限制(鎖定)浮動(dòng)機(jī)構(gòu)將工件軸心C2固定在所需要的相對(duì)于 工件主軸40的位置上。<浮動(dòng)機(jī)構(gòu)60>
本實(shí)施例的浮動(dòng)機(jī)構(gòu)是相對(duì)于工件主軸40可移動(dòng)地支持工件保持機(jī)構(gòu)50的結(jié)構(gòu)。浮 動(dòng)機(jī)構(gòu)包括圖5所示的浮動(dòng)組件60、預(yù)加載機(jī)構(gòu)48、以及工件保持機(jī)構(gòu)50的筒夾固定部52 與底座固定部53。預(yù)加載機(jī)構(gòu)48對(duì)浮動(dòng)組件60預(yù)加載。如圖5所示，導(dǎo)塊43通過后交叉滾珠65、交叉導(dǎo)塊64、前交叉滾珠63與筒夾固定 部52的固定部凸緣52b相接觸。固定部凸緣52b通過前預(yù)加載滾珠62與筒夾罩42相接 觸。這就是說，工件主軸40的導(dǎo)塊43與筒夾罩42將工件保持機(jī)構(gòu)50的固定部凸緣 52b夾持。其結(jié)果，工件保持機(jī)構(gòu)50可以在垂直于主軸軸心Cl的方向移動(dòng)，但不能在主軸 軸心Cl的延伸方向移動(dòng)。<筒夾開合部70 >
圖3和圖4所示的筒夾開合部70是能夠?qū)⑼矈A切換于打開和閉合狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。工件 W可以在筒夾51打開的狀態(tài)下拆下。工件W在筒夾51緊縮閉合的狀態(tài)被卡住。具體地，如 圖3所示，筒夾開合部70的筒夾固定閥71和筒夾釋放閥72控制作動(dòng)油使筒夾的脫著活塞 73移動(dòng)。這就令沿主軸軸心Cl延伸的細(xì)長(zhǎng)圓筒構(gòu)件的筒夾開合構(gòu)件74在主軸軸心Cl上 位移。
筒夾開合部70包括圖11所示的筒狀滑塊75?；瑝K75具有凸緣75a，凸緣75a的 前面是回位彈簧接收面75b。當(dāng)筒夾開合構(gòu)件74移向工件W時(shí)，將滑塊75擠向工件W。這 樣，回位彈簧接收面7 壓縮回位彈簧76，使滑塊75在圓環(huán)形滑道77的孔內(nèi)滑動(dòng)。面向工 件W的滑塊75前端壓在環(huán)狀套環(huán)78上。如圖5所示，套環(huán)78被安裝在底座固定部53后端的套環(huán)嵌合部53d。套環(huán)78將 底座固定部53的底座凸緣5 壓向工件W。這樣一來(lái)，底座凸緣5 通過后預(yù)加載滾珠66 將止擋部47向前擠壓，這就在保持彈簧46被壓縮的同時(shí)將筒夾51向前擠壓。其結(jié)果是， 筒夾斜錐部51c從保持部斜錐部5 拔離而出，使三等分裂部51b擴(kuò)開。這令插入口 51a 開啟，使工件W被釋放。相反，當(dāng)筒夾脫著活塞73向后移動(dòng)，就產(chǎn)生與上述動(dòng)作相反的動(dòng)作。其結(jié)果，筒夾 51通過保持彈簧46的彈性力把工件W固定。<突出調(diào)節(jié)部80 >
突出調(diào)節(jié)部80是調(diào)節(jié)工件W在工件軸心C2方向上的位置的結(jié)構(gòu)。具體地，該突出調(diào) 節(jié)部80包括圖3所示的突出調(diào)節(jié)桿81和突出調(diào)節(jié)螺絲82。該突出調(diào)節(jié)桿81設(shè)在靠近主 軸軸心的空間。該突出調(diào)節(jié)桿81被設(shè)置為工件主軸40旋轉(zhuǎn)時(shí)基本上不干擾工件主軸40 的位置。該突出調(diào)節(jié)螺絲82使突出調(diào)節(jié)桿81在主軸軸心Cl方向上移動(dòng)。以這種方式，每 個(gè)工件W的不同固定長(zhǎng)度和突出量可得以調(diào)節(jié)。<工件夾頭23的裝配>
圖12描述了工件夾頭23的整體結(jié)構(gòu)。<支撐裝置90>
圖13 圖15描述了支撐裝置90。支撐裝置90可旋轉(zhuǎn)地支持固定于工件保持裝置50 中的工件W。即，支撐裝置90可旋轉(zhuǎn)地支持工件W突出部的側(cè)表面。如圖13所示，支撐裝 置90包括支撐塊91和工件頂塊92。支撐塊91為可旋轉(zhuǎn)地支持工件W的支撐構(gòu)件。具體 地，支撐塊91在工件W被固定于工件保持機(jī)構(gòu)50時(shí)從下方支持(引導(dǎo))工件W的側(cè)表面。 工件頂塊92以讓工件W可以旋轉(zhuǎn)的方式將工件W頂壓在支撐塊91。其結(jié)果是，工件頂塊 92將支撐塊91保持在確定工件軸心C2的位置的狀態(tài)。支撐塊91是一個(gè)上部設(shè)有V形槽的V形塊，在工件軸心C2方向中心部分設(shè)有形 成所謂「退隙」的缺口。該缺口可防止例如V形塊的中心部在V形塊的其它部位之外單獨(dú) 碰到工件W上。也就是所，防止工件W晃動(dòng)。支撐塊91的V形狀將工件W的位置關(guān)系唯一 地確定。工件頂塊92將工件W在垂直方向上壓在支撐塊91上，使工件W不離開支撐塊91。如圖14和圖15所示，支撐塊91通過支撐塊固定螺絲9 緊固于支撐固定部93。 支撐塊微調(diào)螺絲94b可以在垂直于C軸的水平方向微調(diào)支撐塊91的位置。工件頂塊92和 支撐固定部93可相對(duì)移動(dòng)。在支撐固定部固定螺絲95被擰松的狀態(tài)下，上下調(diào)節(jié)螺絲96可以上下方向調(diào)節(jié) 支撐固定部93相對(duì)于支撐裝置本體97的位置。這就可以調(diào)節(jié)支撐塊91上下方向的位置。 支撐固定部93、支撐塊微調(diào)螺絲94b、支撐固定部固定螺絲95和上下調(diào)節(jié)螺絲96構(gòu)成支撐 位置調(diào)節(jié)部。該支撐位置調(diào)節(jié)部調(diào)節(jié)支撐塊91從而調(diào)節(jié)該支撐塊91支持工件W的位置。支撐裝置本體97具有可選擇使工件頂塊92上升或下降的油壓回路(圖略)以及工 件頂塊移動(dòng)裝置98。該工件頂塊移動(dòng)裝置98中設(shè)有活塞。因此，使工件頂塊92下降以便將工件W壓在確定位置，或者使工件頂塊92上升即可以釋放工件W。工件頂塊92和工件頂 塊移動(dòng)裝置98構(gòu)成支撐鎖定部。< 工件 W>
在本實(shí)施例中，精密加工多使用柄直徑為3mm、4mm或6mm的工件作為工件W，當(dāng)然不僅 限于此。由于精密加工越來(lái)越超精密化，本申請(qǐng)的發(fā)明可以更好地提供給小于3mm的工件， 例如Imm或0. 5mm之間的工件。另一方面，本實(shí)施例能夠很好地適用于，例如0. 5 6mm的 柄直徑范圍，但是本發(fā)明不用說也可以適用于即使小于0.5mm柄直徑范圍的范圍。另一方 面，在直徑比以上粗的工具當(dāng)中，由于如研磨等一般加工的壓力變大，所以不能充分發(fā)揮本 發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。但是本發(fā)明除了工具，也適用于對(duì)直徑較大的圓條狀材料進(jìn)行精密加工。而且，根據(jù)本實(shí)施例的工件W假設(shè)是通過研磨工件W形成工具前端直徑為0. Olmm 的情況。但是，在更細(xì)的0.005mm或0.001mm情況下也可以很好適用。也就是說，如實(shí)施例 所述的工具直徑范圍可以在0. 01 6. 00mm，或超過范圍之外。盡管工件W以端銑刀來(lái)舉例，但是不用說也可以適用于以鉆頭、絞刀等其它工具。 另外，工件W也不僅限于工具。本發(fā)明所涉及的機(jī)床，不僅限于工具磨床20，也可以是圓筒磨床或磨床以外的廣 泛使用的一般機(jī)床。<調(diào)節(jié)方法> (調(diào)節(jié)的預(yù)處理)
首先，根據(jù)發(fā)明機(jī)床調(diào)節(jié)方法的預(yù)處理，盡可能提高各部件的調(diào)節(jié)精度。至少縮小主軸 軸心Cl的傾斜，以進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與目標(biāo)振動(dòng)級(jí)別相比足夠小為預(yù)處理的目的。同樣，使筒夾51 本身的精度與目標(biāo)振動(dòng)級(jí)別相比足夠小也是預(yù)處理的目的。另外，要求主軸軸心Cl與工件 軸心C2以足夠高的精度調(diào)節(jié)至相互平行。另外，由于旋轉(zhuǎn)臺(tái)22與工件夾頭23是分開的本體，其位置關(guān)系可以被調(diào)節(jié)。因 此，B軸和C軸的位置關(guān)系可以在組裝步驟中，通過調(diào)松固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)22上的底座框31的 螺絲，使B軸和C軸被調(diào)節(jié)到精確地直角相交。另外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)22圍繞B軸反轉(zhuǎn)時(shí)，也有必要高度精確地將主軸軸心Cl調(diào)節(jié)為沿 單一的直線延伸。如果在調(diào)節(jié)前應(yīng)該被擰松的四顆C軸調(diào)節(jié)螺絲42b仍然是緊固的，就先擰松它們。(調(diào)節(jié)的概要)
圖18的流程圖表現(xiàn)了本實(shí)施例的調(diào)節(jié)方法概要。操作者按以下步驟進(jìn)行工具磨床20的調(diào)節(jié)。首先，在初始設(shè)置(步驟1)判斷工件 W是否被安裝，如未安裝(步驟Sl中的“NO”)則安裝工件W (步驟S2)。然后確認(rèn)四顆C軸 調(diào)節(jié)螺絲42b是否都被擰緊了(步驟S3)，如果4顆C軸調(diào)節(jié)螺絲42b沒有都被擰緊(步驟 S3中的“N0”)，則臨時(shí)擰緊(步驟S4)。然后，確認(rèn)工件頂塊92是否解除，支撐塊91是否離開工件W。也就是，操作者確認(rèn) 工件W是否脫離了支撐裝置90的支持。接著，將圖17所示的具有刻度盤27的測(cè)量?jī)x設(shè)置在可以測(cè)量到工件W的振動(dòng)的 位置?？潭缺P27可以通過例如磁鐵固定在研磨頭沈。這樣一來(lái)，操作者很容易使用NC控 制伺服系統(tǒng)來(lái)操作刻度盤。
然后，以工件保持機(jī)構(gòu)50固定工件W，但支撐裝置90不支持工件W，使工件主軸40 一邊旋轉(zhuǎn)一邊測(cè)量固定在工件保持機(jī)構(gòu)50中的工件W的突出部分的側(cè)表面。以令工件W 的振動(dòng)最小化的方式調(diào)節(jié)C軸調(diào)節(jié)螺絲42b (工件軸心固定部)，然后，實(shí)行軸位置調(diào)節(jié)步驟 (步驟S5)以固定工件W軸的位置。以刻度盤27測(cè)量工件W位置的測(cè)量點(diǎn)可以是在工件W 突出部分的側(cè)表面上的，不論是垂直方向或水平方向的任意位置。接著，在軸位置調(diào)節(jié)步驟中調(diào)節(jié)了 C軸調(diào)節(jié)螺絲42b在工件軸心C2的位置后，實(shí) 行支撐調(diào)節(jié)步驟(步驟S6)以使支撐塊91 (支撐件)支持著工件W的方式來(lái)調(diào)節(jié)支撐塊91 的位置。在這里，進(jìn)行支撐塊91在垂直方向(上下方向)位置的調(diào)節(jié)。在支撐調(diào)節(jié)步驟后，實(shí)行支撐鎖定部(步驟S7 )使工件頂塊92頂壓在工件W上。也 就是說，支撐鎖定步驟的目的是將工件軸心C2位置保持在由支撐塊91所確定的位置。最后，在支撐鎖定步驟之后，通過擰松C軸調(diào)節(jié)螺絲42b來(lái)實(shí)行浮動(dòng)機(jī)構(gòu)限制解除 步驟(步驟S8)，來(lái)解除對(duì)浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的限制。浮動(dòng)限制解除步驟之后，使工件主軸40旋轉(zhuǎn)，測(cè)量工件W的振動(dòng)(步驟S9)，如果工 件W的振動(dòng)超出目標(biāo)范圍以外(步驟S9中的“否”)，就從軸位置調(diào)節(jié)步驟(步驟S5)起重復(fù) 調(diào)節(jié)步驟。如果工件W的振動(dòng)在目標(biāo)范圍內(nèi)(步驟S9中的“是”)，就接著進(jìn)行支撐塊91水平 方向的位置調(diào)節(jié)(步驟S10)。水平調(diào)節(jié)之后，判斷測(cè)量值是否在目標(biāo)范圍以內(nèi)(步驟S11)， 如果測(cè)量值在目標(biāo)范圍內(nèi)(步驟Sll中的“是”)就結(jié)束作業(yè)(步驟Sll中的“是”)。如果測(cè)量值不在目標(biāo)范圍內(nèi)時(shí)，再?gòu)妮S位置調(diào)節(jié)步驟(步驟S5)開始調(diào)節(jié)。(調(diào)節(jié)的具體例子)
以下，說明調(diào)節(jié)的詳細(xì)情況。工件W的對(duì)中調(diào)節(jié)可以在工具磨床20出廠前，要改變研 磨工件W的尺寸時(shí)、或者也可以在更換筒夾51和支撐塊91的時(shí)候進(jìn)行。(工件W的對(duì)中調(diào)節(jié))
首先，由操作者通過手動(dòng)給進(jìn)操作手動(dòng)脈沖按鈕17，將B軸移動(dòng)到機(jī)械座標(biāo)+ 90. 0000 (度)位置。即，參考圖2所示，從正面看工具磨床20，工件夾頭23前端面向右方的方向。調(diào) 節(jié)時(shí)，盡管也可以用實(shí)際要加工的工件W，但在這里，將預(yù)先確認(rèn)了目標(biāo)精度的試驗(yàn)件的對(duì) 中用的量具TP代替工件W插入到筒夾51中，使其接觸到后部突出的調(diào)節(jié)桿81。按下NC控 制裝置操作盤16 (圖1)的夾頭按鈕，筒夾開合構(gòu)件74收縮令對(duì)中用量具TP被筒夾卡住。 在這一階段，支撐裝置90依舊沒有整體下降地保持在當(dāng)前的位置。接著，圖15中所示的兩顆支撐固定部固定螺絲95被擰松。然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)上下 調(diào)節(jié)螺絲96而將其擰松。這樣就使支撐塊91由于其自重而從圖17所示的狀態(tài)下降移動(dòng) 到圖16所示的狀態(tài)。(軸位置調(diào)節(jié)步驟S5)
如圖17所示，將刻度盤27以磁鐵之類的方式可拆除地固定在研磨頭(工具主軸臺(tái)) 上。該刻度盤27被設(shè)置于可以測(cè)量旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的對(duì)中用量具TP的側(cè)表面的并可讀取測(cè)量 值的最大值和最小值那樣的狀態(tài)。通過手動(dòng)給進(jìn)操作手動(dòng)脈沖按鈕17 (圖1)使研磨頭沈 輕微移動(dòng)，使刻度盤27接近對(duì)中用量具TP。令刻度盤27前端接觸到對(duì)中用量具TP從工件 保持機(jī)構(gòu)50中突出部后端最貼近的上部。一邊通過手動(dòng)脈沖按鈕17 (圖1)慢慢送入的方 式令主軸41 (C軸)旋轉(zhuǎn)，一邊讀取刻度盤27指針的振動(dòng)。以使刻度盤的指針振動(dòng)減小至目標(biāo)值(例如0. 5 μ m)以下的方式可選擇地?cái)Q松或擰緊四顆C軸調(diào)節(jié)螺絲來(lái)調(diào)節(jié)工件軸心 C2的位置，然后在預(yù)確定的位置將C軸調(diào)節(jié)螺絲擰緊并牢固地固定在該位置。也就是說，讀 取工件主軸40旋轉(zhuǎn)一次期間的刻度盤27測(cè)量值的最大值和最小值，然后，以令測(cè)量值成為 最大值和最小值的平均值的方式調(diào)節(jié)工件W在徑方向相對(duì)于工件主軸40的位置。在這種 情況下，全部4顆C軸調(diào)節(jié)螺絲42b都輕微地?cái)Q緊。特別的是，即使其中一顆C軸調(diào)節(jié)螺絲 42b松弛也會(huì)使調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確。這樣，在沒有支撐塊91支持工件W的狀態(tài)下，一邊使工件40旋轉(zhuǎn)一邊測(cè)量固定在 工件保持機(jī)構(gòu)50中的工件W (在這里是對(duì)中用量具TP)突出部的上側(cè)側(cè)表面。然后，以使 工件W振動(dòng)最小的方式，通過調(diào)節(jié)工件軸心固定部的C軸調(diào)節(jié)螺絲42b來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)中用量具 TP的軸(C2)的位置并固定，這個(gè)步驟對(duì)應(yīng)于本申請(qǐng)的軸位置調(diào)節(jié)步驟。在對(duì)中用量具TP 的外徑部前端也進(jìn)行同樣的測(cè)量。也就是，以手動(dòng)給進(jìn)方式使X軸在一個(gè)方向移動(dòng)，將刻度 盤27前端移到對(duì)中用量具TP的外徑部前端。(支撐調(diào)節(jié)步驟S6)
以手動(dòng)給進(jìn)方式使工件主軸40圍繞C軸旋轉(zhuǎn)，讀取記錄刻度盤27指針振動(dòng)的最大值。 在刻度盤的指針振動(dòng)達(dá)到最大值的位置時(shí)使C軸停止，臨時(shí)擰緊兩顆支撐保持部的固定螺 絲95。用手反時(shí)針旋轉(zhuǎn)上下調(diào)節(jié)螺絲96，直至刻度盤27指針僅有稍微振動(dòng)。反時(shí)針旋轉(zhuǎn) 上下調(diào)節(jié)螺絲96時(shí)，支撐塊91上升并向上壓對(duì)中用量具TP。最后兩顆支撐固定部固定螺 絲95被擰緊。(支撐鎖定步驟S7)
當(dāng)NC控制裝置操作盤的支撐按鈕被啟動(dòng)使工件頂塊92下降，工件頂塊92就從在圖16 所示的位置下降到在圖17所示的位置，將對(duì)中用量具TP壓在支撐塊91上。特別是，在支 撐調(diào)節(jié)步驟之后，通過工件頂塊92壓住對(duì)中用量具TP，將對(duì)中用量具TP的軸(C2)保持在 由支撐塊91確定的位置上。這一步驟對(duì)應(yīng)于本申請(qǐng)的支撐鎖定步驟。在工件頂塊92處于下降位置時(shí)讀取刻度盤27的指針振動(dòng)。確認(rèn)刻度盤27的指 針振動(dòng)是前述記錄值的二分之一。若未達(dá)到二分之一，則再次擰松支撐固定部固定螺絲95 反復(fù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。(浮動(dòng)限制解除步驟S8)
如上所述，如果在擰緊C軸調(diào)節(jié)螺絲42b并以工件頂塊92鎖住支撐塊91的狀態(tài)下，工 件W的振動(dòng)比目標(biāo)值低，就再恢復(fù)浮動(dòng)狀態(tài)。在這種情況下，由于支撐塊91支撐著工件W， 對(duì)中用量具TP的軸(C2)穩(wěn)定。因此，擰緊全部四顆C軸調(diào)節(jié)螺絲42b之后，浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的功 能即發(fā)揮。在本實(shí)施例中，由浮動(dòng)機(jī)構(gòu)給工件W的調(diào)節(jié)范圍(動(dòng)作范圍)很窄，浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng) 作很小，所以支撐塊91上所負(fù)荷的應(yīng)力幾乎為零。將C軸調(diào)節(jié)螺絲42b擰松的步驟，對(duì)應(yīng) 于在支撐鎖定步驟后解除由C軸調(diào)節(jié)螺絲42b對(duì)浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的限制的浮動(dòng)限制解除步驟。(水平位置的調(diào)節(jié)S10)
如上所述，本申請(qǐng)的對(duì)中調(diào)節(jié)完成后，接著進(jìn)行水平方向位置的調(diào)節(jié)。水平方向位置的 調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)支撐塊微調(diào)螺絲94b使支撐塊91在水平方向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果，即使完成了 本實(shí)施例的對(duì)中調(diào)節(jié)(Si S9)全部步驟，B軸和C軸沒有位于同一平面上并完全垂直相交 時(shí)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)22反轉(zhuǎn)180度時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差。由于本實(shí)施例包括了浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，所以即使在對(duì)中 完成之后，也能夠調(diào)節(jié)由于其它誤差引起的偏移。水平方向位置的調(diào)節(jié)的目標(biāo)是減少工件W (對(duì)中用量具TP)振動(dòng)，通過一邊修正工件軸心C2相對(duì)于B軸的偏移一邊縮小浮動(dòng)的量。首先，將刻度盤27前端放在對(duì)中用量具TP的外徑部分前端的最近側(cè)。通過手動(dòng) 給進(jìn)方式一邊使Y軸移動(dòng)一邊讀取并記錄刻度盤27的指針振動(dòng)的最大值。即，測(cè)量工件W 相對(duì)于主軸軸心Cl在水平方向上的側(cè)表面位置得到反轉(zhuǎn)前的測(cè)量值。通過手動(dòng)給進(jìn)方式 使Y軸在+方向移動(dòng)，使刻度盤27的前端與對(duì)中用器具TP分離。然后，通過手動(dòng)給進(jìn)方式使B軸移動(dòng)到機(jī)械座標(biāo)一 90. 0000。也就是說，以使主軸 軸心Cl反轉(zhuǎn)180度的方式使工件主軸40反轉(zhuǎn)。接著，通過手動(dòng)給進(jìn)方式使Y軸在一個(gè)方向移動(dòng)，將刻度盤27的前端放到對(duì)中用 量具TP的外徑部分前端的最近側(cè)。通過手動(dòng)給進(jìn)方式一邊使Y軸移動(dòng)一邊讀取并記錄刻 度盤27的指針振動(dòng)最大值。也就是，通過測(cè)量180度反轉(zhuǎn)后的工件W的側(cè)面位置，獲得反 轉(zhuǎn)后的測(cè)量值。然后再確認(rèn)反轉(zhuǎn)前測(cè)量值和反轉(zhuǎn)后測(cè)量值之差是否在目標(biāo)范圍以內(nèi)。如果該差不 在目標(biāo)范圍以內(nèi)時(shí)，通過下述步驟(i ) (iii)進(jìn)行調(diào)節(jié)。( i )將支撐塊固定螺絲9 擰松。(ii)操作支撐塊微調(diào)螺絲94b，調(diào)節(jié)支撐塊91水平方向的位置。例如，如果反轉(zhuǎn) 前測(cè)量值為ι μ m，反轉(zhuǎn)后測(cè)量值為一 8 μ m時(shí)，進(jìn)行如下計(jì)算
1 一(一 8) = 9 9 + 2 = 4. 5 -8 + 4. 5 =- 3. 5。然后以令刻度盤的指針指示一 3. 5μπι的方式來(lái)調(diào)節(jié)支撐塊91的位置。也就是， 在水平方向上移動(dòng)支撐塊91，令刻度盤27的測(cè)量值達(dá)到反轉(zhuǎn)前測(cè)量值和反轉(zhuǎn)后測(cè)量值的 平均值(一 3. 5 μ m)。(iii)將支撐塊固定螺絲9 擰緊
此后，再通過手動(dòng)給進(jìn)方式使Y軸在+方向移動(dòng)，將刻度盤27的前端從對(duì)中用量具TP 分開。通過手動(dòng)給進(jìn)方式使B軸移動(dòng)到機(jī)械座標(biāo)一 90. 000。將刻度盤27的前端放在對(duì)中 用量具TP的最近側(cè)。通過手動(dòng)給進(jìn)方式，一邊使C軸旋轉(zhuǎn)一邊讀取刻度盤27的指針振動(dòng)。 確認(rèn)刻度盤27指針的振動(dòng)是否在目標(biāo)范圍內(nèi)(步驟S11)。如果不在目標(biāo)范圍內(nèi)(步驟Sll 中的“否”)，則從開始步驟重復(fù)調(diào)節(jié)量具TP的對(duì)中調(diào)節(jié)。如果對(duì)中用量具TP外徑部前端在目標(biāo)范圍內(nèi)，則將刻度盤27的前端放在對(duì)中用 量具TP的底部最近側(cè)。通過手動(dòng)給進(jìn)方式，一邊使C軸旋轉(zhuǎn)一邊讀取刻度盤27的指針振 動(dòng)。確認(rèn)刻度盤指針的振動(dòng)是否在目標(biāo)范圍內(nèi)。如不在目標(biāo)范圍內(nèi)，則從開始步驟重復(fù)量 具的對(duì)中調(diào)節(jié)。(重復(fù)測(cè)量)
這樣，通過對(duì)中用量具TP的前端和后端的兩端進(jìn)行測(cè)量，以使中用量具TP的振動(dòng)變得 最小的方式來(lái)完成調(diào)節(jié)。另外，通過上下調(diào)節(jié)螺絲96不僅調(diào)節(jié)了支撐塊91的垂直方向位 置，而且通過測(cè)量將旋轉(zhuǎn)臺(tái)22旋轉(zhuǎn)180度后的測(cè)量值，由支撐塊微調(diào)螺絲94b實(shí)現(xiàn)了支撐 塊91在水平方向位置的調(diào)節(jié)。也就是說，通過對(duì)B軸兩端相對(duì)的位置，即反轉(zhuǎn)180度前的 位置和反轉(zhuǎn)后的位置，進(jìn)行測(cè)量和調(diào)節(jié)，使精度進(jìn)一步提高。重復(fù)進(jìn)行這些調(diào)節(jié)，可以達(dá)到更進(jìn)一步高的精度。
上述實(shí)施例的機(jī)床及其調(diào)節(jié)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)。(1)由機(jī)床對(duì)圓條狀工件進(jìn)行超精密加工時(shí)，可以一邊消除工件軸心C2的振動(dòng)一 邊使工件W旋轉(zhuǎn)。(2)首先，在軸位置調(diào)節(jié)步驟，擰緊C軸調(diào)節(jié)螺絲42b使浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能被限制。 在此狀態(tài)下，調(diào)節(jié)C軸調(diào)節(jié)螺絲42b，使工件軸心C2盡可能與主軸軸心Cl相一致。然后在 支撐調(diào)節(jié)步驟，以令支撐塊91與工件W上相接觸的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，使工件W位于軸心相一 致的位置。然后，在支撐鎖定步驟，以工件頂塊92頂壓住工件W，將工件W的位置保持。此 外，在浮動(dòng)限制解除步驟，將C軸調(diào)節(jié)螺絲42b擰松，解除浮動(dòng)限制，使浮動(dòng)功能的發(fā)揮。因此，支撐塊91被設(shè)置為令工件軸心C2與主軸軸心Cl相一致的狀態(tài)。浮動(dòng)機(jī)構(gòu) 可以吸收工件保持機(jī)構(gòu)50的輕微偏移。即，因?yàn)楦?dòng)機(jī)構(gòu)只需要很小的移動(dòng)，這就減少了 使工件W產(chǎn)生振動(dòng)的慣性。特別是，浮動(dòng)機(jī)構(gòu)可有彈性地支持工件W，結(jié)果是，即使筒夾51與主軸41中萬(wàn)一有 一些偏移，可以由浮動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)吸收這些偏移。使支撐塊91不會(huì)受到影響。(3)浮動(dòng)機(jī)構(gòu)以浮動(dòng)方式支持工件W，使其保持在預(yù)先做好了充分調(diào)節(jié)的狀態(tài)。由 于浮動(dòng)機(jī)構(gòu)只要做極其微小的移動(dòng)，因此浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的可移動(dòng)范圍縮小，使浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積變小。另外，由于采用體積小重量輕的浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，所以可以將浮動(dòng)機(jī)構(gòu)本身的質(zhì)量將大 為減小。結(jié)果是，浮動(dòng)機(jī)構(gòu)變輕且浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作也變得很小。因此工件W和浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的 重心也幾乎不產(chǎn)生移動(dòng)，所以不會(huì)發(fā)生工件W的旋轉(zhuǎn)失衡或產(chǎn)生很大的慣性。從這樣的情 況出發(fā)，在本實(shí)施例中，浮動(dòng)夾頭本身不構(gòu)成工件W振動(dòng)的原因。另外，本實(shí)施例的浮動(dòng)機(jī)構(gòu)消除了工件保持機(jī)構(gòu)50相對(duì)于工件主軸40的傾斜。也 就是說，因?yàn)楦?dòng)機(jī)構(gòu)允許工件保持機(jī)構(gòu)50只在垂直于主軸軸心Cl的方向動(dòng)作，所以簡(jiǎn)化 了浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。另外，由于使用不銹鋼等的硬滾珠，所以微量的傾斜可以通過滾珠的變形來(lái)吸收。 從這一點(diǎn)出發(fā)，也可以將浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。(4)設(shè)在研磨頭沈上的刻度盤27，可以細(xì)微地移動(dòng)而不受工件主軸40的移動(dòng)的 影響。因此，利用機(jī)床的NC控制系統(tǒng)，可以測(cè)量工件W的位移。以這種方式操作，測(cè)量工件 W的絕對(duì)位置，測(cè)量產(chǎn)生偏移的方向，并且進(jìn)行調(diào)節(jié)以消除這些偏移。以將工件軸心C2與主 軸軸心Cl相一致的方式來(lái)調(diào)節(jié)工件軸心C2。重復(fù)這些步驟，使工件軸心C2更為準(zhǔn)確地與 主軸軸心Cl相一致。(5)在支撐塊91的水平方向位置調(diào)節(jié)中，旋轉(zhuǎn)臺(tái)22上的工件主軸40圍繞B軸旋 轉(zhuǎn)180度進(jìn)行測(cè)量。這縮小了 B軸和C軸的偏移，提高了整體的精度，也提高所要完成的工 具的精度。(6)分別在工件W的前端和后端對(duì)工件W進(jìn)行測(cè)量，提高了整體的精度，也提高所 要完成的工具的精度。(7)通過利用精度高的試驗(yàn)件(對(duì)中用量具TP)來(lái)取代實(shí)際加工對(duì)象的工件來(lái)進(jìn)行 對(duì)中調(diào)節(jié)，可以使調(diào)節(jié)的精度更高。(8)四顆C軸調(diào)節(jié)螺絲42b以使其圍繞工件保持機(jī)構(gòu)50圓周排列的方式設(shè)置在工件主軸40上。每個(gè)C軸調(diào)節(jié)螺絲42b延伸至工件軸心C2與工件保持機(jī)構(gòu)50相接觸。因 此這可以在圍繞工件軸心C2為中心的任意徑向方向調(diào)節(jié)工件保持機(jī)構(gòu)50。另外，采用C軸 調(diào)節(jié)螺絲42b，使工件軸心保持部的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，使質(zhì)量減少且體積縮小，而且，也使調(diào)節(jié)被簡(jiǎn) 化。(9)浮動(dòng)機(jī)構(gòu)采用了交叉導(dǎo)塊64。除了緊湊結(jié)構(gòu)之外，還能讓工件主軸40的旋轉(zhuǎn) 力可靠傳遞到給工件保持機(jī)構(gòu)50。而且還使工件保持機(jī)構(gòu)50相對(duì)于工件主軸40的移動(dòng)在 垂直于工件軸心C2任意方向上沒有傾斜。特別是，片狀體交叉導(dǎo)塊64為圓盤狀構(gòu)件，所 以交叉導(dǎo)塊64的重量平衡很好。(10)交叉導(dǎo)塊64設(shè)有前交叉V形槽6 和后交叉V形槽64f，工件主軸40設(shè)有 主軸V形槽43b，工件保持機(jī)構(gòu)50設(shè)有保持V形槽52f。也就是說，這些槽(4!3b、52f、6^、 64f)均為V字形截面。將在這些槽中滾動(dòng)的滾珠(62、63、65、66)緊密定位。因而可以穩(wěn)定 地將工件主軸40的旋轉(zhuǎn)力傳遞到工件保持機(jī)構(gòu)50，同時(shí)順利發(fā)揮浮動(dòng)的功能。(11)另外，交叉導(dǎo)塊64的前交叉滾珠接收面6 設(shè)有數(shù)個(gè)前交叉V形槽64e。后 交叉滾珠接收面64b設(shè)有數(shù)個(gè)后交叉V形槽64f。因此，工件主軸40、交叉導(dǎo)塊64和工件 保持機(jī)構(gòu)50相互之間的傾斜被消除。而且加在各槽(4!3b、52f、6^、64f)上的旋轉(zhuǎn)力也被 分散。(12)數(shù)個(gè)前預(yù)加載滾珠62和后預(yù)加載滾珠66被設(shè)置相互平行的平面之間。前預(yù) 加載滾珠62和后預(yù)加載滾珠66如真圓度很高的不銹鋼滾珠等被以預(yù)加載的方式來(lái)支持。 這消除了工件保持機(jī)構(gòu)50相對(duì)于相對(duì)工件主軸40的傾斜而且提高了主軸軸心Cl方向的 尺寸精度。由于消除了工件保持機(jī)構(gòu)50相對(duì)工件主軸40的傾斜，通過對(duì)數(shù)個(gè)C軸調(diào)節(jié)螺絲 42b進(jìn)行調(diào)節(jié)只是令工件軸心C2平移。因此，僅在C軸方向的一個(gè)位置處集中設(shè)置數(shù)個(gè)C 軸調(diào)節(jié)螺絲42b，即可以調(diào)節(jié)工件軸心C2的對(duì)中。(13)各組的數(shù)個(gè)前預(yù)加載滾珠62和后預(yù)加載滾珠66按圓環(huán)形圍繞主軸軸心Cl 排列設(shè)置，對(duì)工件保持機(jī)構(gòu)50支持使其無(wú)可傾斜，而且能讓工件軸心C2在垂直于主軸軸心 Cl的任意方向上移動(dòng)，還允許主軸軸心Cl和工件軸心C2之間可相互旋轉(zhuǎn)。(14)通過由四顆預(yù)加載調(diào)節(jié)螺絲45構(gòu)成結(jié)構(gòu)緊湊的施力部，可以穩(wěn)定外力對(duì)前 預(yù)加載滾珠62、前交叉滾珠63、后交叉滾珠65和后預(yù)加載滾珠66施行預(yù)加載。預(yù)加載調(diào) 節(jié)螺絲45本身還是能夠調(diào)節(jié)預(yù)加載的調(diào)節(jié)部，除了結(jié)構(gòu)很緊湊之外，其加載在各滾珠(62、 63、65、66)上預(yù)加載非常穩(wěn)定，因而可以實(shí)現(xiàn)順利的浮動(dòng)以及很高的尺寸精度。(15)前油封61和后油封67產(chǎn)生的向心力作用于工件軸心C2使之與主軸軸心Cl 基本相一致，另外由于這縮小了調(diào)節(jié)范圍，所以對(duì)中調(diào)節(jié)可以加快。而且，由于縮小了調(diào)節(jié) 范圍，浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的邊界也可以縮小，特別是，分別容納了前預(yù)加載滾珠62與后預(yù)加載滾珠 66的前預(yù)加載滾珠接收面52c與后預(yù)加載滾珠接收面53c，其滾珠62或滾珠66以圓環(huán)形 排列，使尺寸減小。這就使浮動(dòng)機(jī)構(gòu)體積和重量得以被減少。(16)由于支撐塊91為V形塊，除了其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單之外圓條狀工件W可以被穩(wěn)定地支 持在精確地位置。另外，上述實(shí)施例還可以有如下改變。非接觸型測(cè)量?jī)x可以取代刻度盤27，例如使用光干涉、光反射、靜電容量、磁等的非接觸式測(cè)量?jī)x，只要能夠檢出工件W表面的位移即可，沒有特別的限定。測(cè)量工件主軸40反轉(zhuǎn)180度前的測(cè)量值和反轉(zhuǎn)后的測(cè)量值不限于只在調(diào)節(jié)支撐 塊91的水平方向位置時(shí)進(jìn)行，例如，也可以在調(diào)節(jié)支撐塊91的垂直方向位置時(shí)進(jìn)行。通過舉例方式描述了調(diào)節(jié)步驟，水平調(diào)節(jié)可以省略。另外，優(yōu)先的是重復(fù)測(cè)量和調(diào) 節(jié)的步驟，包括裝置的調(diào)節(jié)來(lái)提高整體的精度。工件軸心固定部的C軸調(diào)節(jié)螺絲42b不僅限于四顆，也可以是3顆或5顆以上。另 外，工件軸心保持部不限于C軸調(diào)節(jié)螺絲42b，也可以是如由壓電元件、機(jī)械性楔子、由油壓 控制等那樣能夠能夠切換于使工件軸心C2可以位移的狀態(tài)以及使工件軸心C2被固定而不 能位移的狀態(tài)。工件保持機(jī)構(gòu)不必僅限于筒夾夾盤機(jī)構(gòu)。換句話說，工件W夾緊方法，只要能保證 工件W的浮動(dòng)，可以包括利用例如液壓或溫差方式、螺紋止頂、或者以磁力或負(fù)壓等作業(yè)。支撐件的支撐塊(91)，不僅限于V形塊，只要能夠保持工件W位置無(wú)偏移就可以。 只要可以確保工件W的位置精度，除了可滑動(dòng)支持的方式之外，支撐件也可以是可轉(zhuǎn)動(dòng)地 支持工件W的構(gòu)件。支撐塊部件也不僅限于是工件頂塊92，也可以改變其形狀和結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床(20)調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述機(jī)床(20)包括 一被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的工件主軸(40)；一固定保持圓條狀工件(W)的工件保持機(jī)構(gòu)(50)，所述工件(W)具有一工件軸心(C2)， 以及當(dāng)所述工件(W)被固定于所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)中時(shí)，從所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)突伸 出來(lái)的突出部，所述突出部具有一圍繞所述工件軸心(C2)周圍的側(cè)表面；一浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、60)，用于將所述工件主軸(40)的旋轉(zhuǎn)傳遞到所述工件保持機(jī) 構(gòu)(50)，所述浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、60)支持所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)的方式，使所述工件保 持機(jī)構(gòu)(50)可以相對(duì)于所述工件主軸(40)移動(dòng)；一工件軸心固定部(42b )，通過臨時(shí)限制所述浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、60 )的方法將所述 工件軸心(C2)固定在所需要的相對(duì)于所述工件主軸(40)的位置上；一支撐件(91)，當(dāng)所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)將所述工件(W)固定保持時(shí)，可旋轉(zhuǎn)地支持 所述工件(W)的側(cè)表面；一支撐位調(diào)節(jié)部(90)，調(diào)節(jié)所述支撐件(91)支持所述工件(W)的位置；以及 一支撐鎖定部(92)，頂壓在所述工件(W)上令所述工件(W)頂壓在所述支撐件(91)上 從而將所述支撐件(91)確定的所述工件軸心(C2)位置狀態(tài)保持； 所述調(diào)節(jié)方法為包括以下特征的機(jī)床(20)調(diào)節(jié)方法在由所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)固定保持所述工件(W)而所述支撐件(91)未支持所述工 件(W)的狀態(tài)下，邊旋轉(zhuǎn)所述工件主軸(40)邊測(cè)量所述工件(W)的側(cè)表面的振動(dòng)，以使振動(dòng) 最小化的方式來(lái)調(diào)節(jié)所述工件軸心固定部(42b)的軸心位置調(diào)節(jié)步驟(S5)；通過所述工件軸心固定部(42b)將所述工件軸心(C2)相對(duì)于所述工件主軸(40)的位 置固定的同時(shí)，調(diào)節(jié)所述支撐位置調(diào)節(jié)部(42b)使所述支撐件(91)支持所述工件(W)的支 撐調(diào)節(jié)步驟(S6)；在所述支撐調(diào)節(jié)步驟之后，由支撐鎖定部(92)頂壓所述工件(W)的支撐鎖定步驟(S7)；以及在所述支撐鎖定步驟之后，解除所述工件軸心固定部(42b)對(duì)所述浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、 53,60)的限制的浮動(dòng)限制解除步驟(S8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述機(jī)床(20)具有工具主軸臺(tái)(26) 以及可拆卸地安裝在所述工具主軸臺(tái)(26)的刻度盤(27)，所述軸心位置調(diào)節(jié)步驟包括利用所述刻度盤(27)測(cè)量所述工件(W)的所述側(cè)表面位置，讀取所述工件主軸(40)旋 轉(zhuǎn)一次期間所述刻度盤(27)測(cè)量值的最大值和最小值，以及以所述測(cè)量值的最大值和最小值的平均值來(lái)調(diào)節(jié)所述工件(W)在徑向方向相對(duì)于所述 件工件主軸(40)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述調(diào)節(jié)方法還包括在所述浮動(dòng)限制解除步驟(S8)之后進(jìn)行水平調(diào)節(jié)(S10)，令所述工件主軸(40)的軸心 作為主軸軸心(Cl)；所述水平調(diào)節(jié)(SlO)包括測(cè)量所述工件(W)側(cè)表面在水平方向上相對(duì)于所述主軸軸心(Cl)的位置，得到其反轉(zhuǎn) 前的測(cè)量值；以令所述主軸軸心(Cl)反轉(zhuǎn)180度的方式使所述工件主軸(40)反轉(zhuǎn)；測(cè)量所述工件(W)的側(cè)表面在反轉(zhuǎn)后的位置，得到其反轉(zhuǎn)后的測(cè)量值；以及 以令所述測(cè)量值成為所述反轉(zhuǎn)前測(cè)量值和所述反轉(zhuǎn)后測(cè)量值的平均值的方式使所述 支撐件(91)在水平方向移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述最大值和所述最小值在所述 工件(W)的前端測(cè)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于可以使用預(yù)先具有目標(biāo)精 度的試驗(yàn)件(TP)來(lái)取代所述工件(W)。
6.一種能根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的調(diào)節(jié)方法來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)床的機(jī)床(20)，其特 征在于所述機(jī)床(20)包括一被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的工件主軸(40)；一固定保持圓條狀工件(W)的工件保持機(jī)構(gòu)(50)，所述工件(W)具有一工件軸心(C2)， 以及當(dāng)所述工件(W)被固定于所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)中時(shí)，從所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)突伸 出來(lái)的突出部，所述突出部具有一圍繞所述工件軸心(C2)周圍的側(cè)表面；一浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、60)，用于將所述工件主軸(40)的旋轉(zhuǎn)傳遞到所述工件保持機(jī) 構(gòu)(50)，所述浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、60)支持所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)的方式，使所述工件保 持機(jī)構(gòu)(50)可以相對(duì)于所述工件主軸(40)移動(dòng)；一工件軸心固定部(42b)，通過臨時(shí)限制所述浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、60)的方法將所述 工件軸心(C2)固定在所需要的相對(duì)于所述工件主軸(40)的位置上；一支撐件(91)，當(dāng)所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)將所述工件(W)固定保持時(shí)，可旋轉(zhuǎn)地支持 所述工件(W)的側(cè)表面；一支撐位調(diào)節(jié)部(90)，調(diào)節(jié)所述支撐件(91)支持所述工件(W)的位置；以及 一支撐鎖定部(92)，頂壓在所述工件(W)上令所述工件(W)頂壓在所述支撐件(91)上 從而將所述支撐件(91)確定的所述工件軸心(C2)位置狀態(tài)保持。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)床，其特征在于所述工件軸心固定部(42b)在所述工件主 軸(40)圍繞所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)的圓周位置上設(shè)有數(shù)個(gè)螺絲(42b)，其中每個(gè)所述螺絲(42b)均通過從所述工件主軸(40)向所述工件軸心(C2)推進(jìn)與所述 工件保持機(jī)構(gòu)(50)相接觸，旋轉(zhuǎn)所述螺絲(42b)，使所述工件主軸(40)向所述工件軸心 (C2)推進(jìn)的量可以被調(diào)節(jié)，從而可以切換于使所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)相對(duì)于所述工件主軸 (40)的位置可以被改變的狀態(tài)和該相對(duì)位置被限制的狀態(tài)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的機(jī)床，其特征在于所述工件主軸(40)設(shè)有一主軸槽 (4北)，它是一條與垂直于所述主軸軸心(Cl)的直線相平行延伸的直線槽；所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)設(shè)有一保持槽(52f)，它是一條與垂直于所述工件軸心(C2)的 直線相平行延伸的直線槽；所述浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、60)包括一片狀體交叉導(dǎo)塊(64)，所述交叉導(dǎo)塊(64)具有第 一交叉表面(6 )以及其相反一側(cè)的第二交叉表面(64b);所述第一交叉表面(64a)設(shè)有對(duì) 應(yīng)于所述主軸槽(43b )的第一交叉槽(64e )；所述第二交叉面(64b )設(shè)有對(duì)應(yīng)于所述保持槽 (52f)的第二交叉槽(64f)；從所述工件軸心(C2)的方向看，所述第二交叉槽(64f)垂直于 所述第一交叉槽(6 );所述浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、60)還包括數(shù)個(gè)成直線排列的第一交叉滾 珠(63 )設(shè)置于所述第一交叉槽(64e )中，數(shù)個(gè)成直線排列的第二交叉滾珠(65 )設(shè)置于所述第二交叉槽(64f)中；通過所述第一交叉滾珠(63)與所述第二交叉滾珠(65)的驅(qū)動(dòng)，使所 述工件軸心(C2)可以在垂直于所述主軸軸心(Cl)的方向上移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)床，其特征在于所述主軸槽(4 )、所述保持槽(52f)、所述 第一交叉槽(64e)和所述第二交叉槽(64f)各具有截面呈V字形的V形槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的機(jī)床，其特征在于所述第一交叉面(6 )包括多列所述 第一交叉槽(6 )，所述第二交叉面(64b)包括多列所述第二交叉(64f)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6 10任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于所述浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、 60)包括在所述工件主軸(40)上形成一第一主軸表面(42c)以及一第二主軸表面(47b)，所述 第一主軸表面(42c)和第二主軸表面(47b)均為平的表面；在所述工件保持機(jī)構(gòu)(50 )上形成一第一保持表面(52c )以及一第二保持表面(53c )， 所述第一保持表面(52c)和第二保持表面(53c)分別垂直于所述工件軸心(C2)；數(shù)個(gè)設(shè)置在所述第一保持表面(52c)和所述第一主軸表面(42c)之間的第一預(yù)加載滾 珠(62)；數(shù)個(gè)設(shè)置在所述第二保持表面(53c)和所述第二主軸表面(47b)之間的第二預(yù)加載滾 珠(66)；設(shè)置在所述工件主軸(40)上的施力部(45)，所述施力部(45)對(duì)所述第一預(yù)加載滾珠 (62)和所述第二預(yù)加載滾珠(66)作用壓緊力以支持所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)，使所述工件 保持機(jī)構(gòu)(50)只能在垂直于所述工件軸心(C2)的方向相對(duì)于所述工件主軸(40)移動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)床，其特征在于所述第一主軸表面(42c)、所述第二主軸 表面(47b)、所述第一保持表面(52c)和所述第二保持表面(53c)均為圓環(huán)形；并且所述第一預(yù)加載滾珠(62)和所述第二預(yù)加載滾珠(66)均成圓環(huán)形排列布置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的機(jī)床，其特征在于所述施力部(45)為螺絲，所述螺絲 (45)作用在所述第一預(yù)加載滾珠(62)和所述第二預(yù)加載滾珠(66)的壓緊力能夠被調(diào)節(jié)。
14.根據(jù)權(quán)利要求6 13任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于所述機(jī)床還包括在所述主軸 (40)與所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)之間設(shè)置由環(huán)狀彈性體制成的油封(61、67);所述油封(61、 67)在所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)上所作用的向心力，令所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)的軸(C2)接 近于所述主軸軸心(Cl)。
15.根據(jù)權(quán)利要求6 14任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于所述支撐件(91)由設(shè)有V形 槽的V形塊構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求6 15任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于所述機(jī)床是工具磨床(20)。
17.根據(jù)權(quán)利要求6 16任一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于所述工件是端銑刀或鉆頭工件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的機(jī)床，其特征在于所述端銑刀或所述鉆頭前端的工具直徑 范圍是 0. OOlmm 6. 00mm。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的機(jī)床，其特征在于所述端銑刀或所述鉆頭(W)的柄直 徑的范圍是0. 5mm 6mm。
20.一種機(jī)床(20)，其特征在于包括一被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的工件主軸(40)；一用于固定保持圓條狀工件(W)的工件保持機(jī)構(gòu)(50)，所述工件(W)具有一工件軸 心(C2)，以及當(dāng)所述工件(W)被固定于所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)中時(shí)，從所述工件保持機(jī)構(gòu) (50)突伸出來(lái)的突出部，所述突出部具有一圍繞所述工件軸心(C2)周圍的側(cè)表面；一浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、60)，用于將所述工件主軸(40)的旋轉(zhuǎn)傳遞到所述工件保持機(jī) 構(gòu)(50)，所述浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、60)支持所述工件保持機(jī)構(gòu)(50)的方式，使所述工件保 持機(jī)構(gòu)(50)可以相對(duì)于所述工件主軸(40)移動(dòng)；一工件軸心固定部(42b)，通過臨時(shí)限制所述浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(48、52、53、60)的方法將所述 工件軸心(C2)固定在所需要的相對(duì)于所述工件主軸(40)的任意位置上； 一可旋轉(zhuǎn)地支持所述工件(W)的所述側(cè)表面的支撐件(91)； 一調(diào)節(jié)所述支撐件(91)支持所述工件(W)的位置的支撐位調(diào)節(jié)部(90)；以及 一支撐鎖定部(92)，頂壓在所述工件(W)上令所述工件(W)頂壓在所述支撐件(91)上 從而將所述支撐件(91)確定的所述工件軸心(C2)位置狀態(tài)保持。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在機(jī)床超精密加工當(dāng)中，能夠在邊消除轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)邊旋轉(zhuǎn)圓條狀工件(W)的調(diào)節(jié)方法。在轉(zhuǎn)軸位置調(diào)節(jié)步驟(S5)中，邊轉(zhuǎn)動(dòng)工件主軸(40)邊測(cè)量被工件保持機(jī)構(gòu)(50)保持固定狀態(tài)的工件(W)突出部的側(cè)表面。以令工件(W)的振動(dòng)最小化的方式調(diào)節(jié)C軸調(diào)節(jié)螺絲(42b)，從而固定該工件軸心(C2)的位置。在支撐調(diào)節(jié)步驟(S6)中，保持工件軸心(C2)的位置固定，調(diào)節(jié)支持該工件(W)的支撐塊(91)。支撐鎖定步驟(S7)中，由工件頂塊(92)擠壓工件(W)來(lái)保持由支撐塊(91)所確定的工件軸心(C2)位置。浮動(dòng)限制解除步驟(S8)中，解除C軸調(diào)節(jié)螺絲(42b)對(duì)浮動(dòng)的限制。
文檔編號(hào)B23Q1/64GK102099151SQ200880129922
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者北村弘志, 藤井啓太 申請(qǐng)人:株式會(huì)社和井田制作所