旋轉(zhuǎn)工具支承裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本申請主張于2014年5月19日提出的日本專利申請第2014-102984號的優(yōu)先權(quán)， 并在此引用包括說明書、附圖和說明書摘要的全部內(nèi)容。
[0002] 本發(fā)明涉及安裝有旋轉(zhuǎn)工具的工作機械的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 如日本特開2012-45687號公報以及日本特開平5-154735號公報所示，以往有在 安裝有旋轉(zhuǎn)工具的狀態(tài)下被安裝于主軸裝置的工具支架（旋轉(zhuǎn)工具支承裝置）。日本特開 2012-45687號公報以及日本特開平5-154735號公報的任一旋轉(zhuǎn)工具也是在對工作物進行 加工時一邊使旋轉(zhuǎn)工具的圓周上的1個點與工作物抵接，一邊加工工作物。因此，旋轉(zhuǎn)工具 以及工具支架在懸臂狀態(tài)下承受來自工作物的加工點負載。由此，擔心旋轉(zhuǎn)工具以及工具 支架在加工中產(chǎn)生顫振。對此，日本特開2012-86358號公報記載了在工具支架安裝動態(tài)的 減振器來抑制上述說明的顫振的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的之一是提供能夠更有效地抑制在利用旋轉(zhuǎn)工具加工工作物時產(chǎn)生 的顫振的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置。
[0005] 本發(fā)明的一實施方式的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置具有：主體，其保持旋轉(zhuǎn)工具并旋轉(zhuǎn)； 附加重物，其以該附加重物與上述主體之間沿徑向隔著間隙的方式被支承于上述主體；流 體路徑，其設置于上述主體內(nèi)；以及粘彈性阻尼器，其通過向上述主體與上述附加重物的徑 向間隙和經(jīng)由上述流體路徑向上述徑向間隙供給的流體構(gòu)成。
[0006] 這樣，通過利用從設置于主體內(nèi)的流體路徑供給的流體在附加重物主體之間形成 粘彈性阻尼器的結(jié)構(gòu)，能夠抑制旋轉(zhuǎn)工具支承裝置與旋轉(zhuǎn)工具的顫振。由此，提高旋轉(zhuǎn)工具 的工作物的加工面的加工精度。另外，在直接支承旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置設置粘彈 性阻尼器。因此，更有效地抑制旋轉(zhuǎn)工具的顫振。
[0007] 本發(fā)明的其它實施方式在上述實施方式的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置的基礎上，可以是上 述附加重物以相對于上述主體具有徑向以及軸向的間隙的方式設置。因此，在附加重物沿 徑向移動時，軸向的附加重物與主體之間能夠不接觸地移動。由此，在徑向的間隙設置粘彈 性阻尼器的情況下，更有效地抑制旋轉(zhuǎn)工具的顫振。
[0008] 本發(fā)明的又一其它實施方式在上述實施方式的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置的基礎上，可以 是上述粘彈性阻尼器是在所述主體以及所述附加重物這兩個部件中的第一部件的內(nèi)周面 或者第二部件的外周面的某一方設置有液壓油兜的靜壓流體阻尼器。由此，在抑制旋轉(zhuǎn)工 具支承裝置以及旋轉(zhuǎn)工具的顫振時，通過調(diào)整向靜壓流體阻尼器供給的油量等，靜壓流體 阻尼器容易調(diào)整為最適合抑制旋轉(zhuǎn)工具支承裝置以及旋轉(zhuǎn)工具的振動的衰減系數(shù)，從而能 夠更有效地進行顫振的抑制。
[0009] 本發(fā)明的又一其它實施方式在上述實施方式的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置的基礎上，可以 在上述附加重物與上述主體的軸向的間隙設置有彈性部件。因此，在附加重物沿徑向移動 時，很好地防止軸向的附加重物與主體之間的接觸。
[0010] 本發(fā)明的又一其它實施方式在上述實施方式的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置的基礎上，可以 在上述流體路徑具備以使向上述粘彈性阻尼器供給的上述流體的流量為期望的流量的方 式形成的第一固定節(jié)流器。通過這樣設置第一固定節(jié)流器的簡單而廉價的方法，能夠控制 向粘彈性阻尼器供給的流體的量。由此，使適當?shù)牧黧w流量在粘彈性阻尼器流動，所以有效 抑制旋轉(zhuǎn)工具支承裝置以及旋轉(zhuǎn)工具的顫振。
[0011] 本發(fā)明的又一其它實施方式在上述實施方式的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置的基礎上，可以 在上述流體路徑具備第二固定節(jié)流器，該第二固定節(jié)流器相比上述第一固定節(jié)流器形成在 更上游側(cè)，在上述流體路徑的上述第二固定節(jié)流器與上述第一的固定節(jié)流器之間，以使上 述流體路徑內(nèi)的壓力成為預先設定的壓力的方式形成有第二固定節(jié)流器。由此，通過預先 設定的壓力，經(jīng)由第一固定節(jié)流器總是向粘彈性阻尼器供給一定量的流體。因此，穩(wěn)定地抑 制旋轉(zhuǎn)工具支承裝置以及旋轉(zhuǎn)工具的顫振。
[0012] 本發(fā)明的又一其它實施方式在上述實施方式的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置的基礎上，可以 在上述主體內(nèi)具備在上述流體路徑的比上述第二固定節(jié)流器更靠上游的地點分支的潤滑 流體路徑，上述潤滑流體路徑經(jīng)由上述主體內(nèi)以及上述旋轉(zhuǎn)工具內(nèi)，從設置于上述旋轉(zhuǎn)工 具的開口向加工點供給上述流體。
[0013] 由此，從共用的供給源供給的一種流體向粘彈性阻尼器被供給而抑制旋轉(zhuǎn)工具支 承裝置與旋轉(zhuǎn)工具的顫振，并且進行工作物的加工點的潤滑，所以效率很高。另外，這樣的 潤滑流體路徑的處理在主體內(nèi)完成。由此，不需要重新在主體外設置配管從而實現(xiàn)省空間 化。
[0014] 本發(fā)明的又一其它實施方式在上述實施方式的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置的基礎上，可以 在上述潤滑流體路徑中的上述開口的上游側(cè)具備第三固定節(jié)流器，以向與上述潤滑流體路 徑連接的上述流體路徑供給的上述流體的流量為期望的流量的方式形成上述第三固定節(jié) 流器。由此，簡單并且可靠地向流體路徑分配需要量的流體。另外，能夠簡單控制從開口向 加工點供給的流體的量。
[0015] 本發(fā)明的又一其它實施方式在上述實施方式的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置的基礎上，可以 是上述主體以及上述附加重物這兩個部件中的第一部件具備用于止轉(zhuǎn)的凹部，第二部件具 備與上述凹部嵌合的用于止轉(zhuǎn)的凸部，上述第一部件以相對于上述第二部件不能旋轉(zhuǎn)的方 式被固定。由此，可靠地防止因相對旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的主體與附加重物之間的接觸部的磨損。
[0016] 通過以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式示例進行的詳細描述，本發(fā)明的上述及其 他特征和優(yōu)點會變得更加清楚，其中，相同的附圖標記表示相同的要素。
【附圖說明】
[0017] 圖1是應用本發(fā)明的第一實施方式的工具支架（旋轉(zhuǎn)工具支承裝置）的主軸裝置 的軸向剖視圖。
[0018] 圖2是圖1的工具支架以及旋轉(zhuǎn)工具的軸向剖視圖。
[0019] 圖3是圖2的靜壓阻尼部分（AA部）的放大圖。
[0020] 圖4是柔量與振動頻率的圖表。
[0021] 圖5是第二實施方式的工具支架的軸向剖視圖。
[0022] 圖6是第三實施方式的說明圖。
【具體實施方式】
[0023] 以下，參照附圖來說明應用作為本發(fā)明的第一實施方式的旋轉(zhuǎn)工具支承裝置的主 軸裝置。在以后的說明中，將旋轉(zhuǎn)工具支承裝置稱為工具支架進行說明。參照圖1說明主 軸裝置的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，主軸裝置具備外殼10、主軸20、馬達30、滾動軸承41~45、旋 轉(zhuǎn)工具50以及工具支架60。此外，在本實施方式中，旋轉(zhuǎn)工具50是銑刀加工用的旋轉(zhuǎn)工具 即銑刀。但是，銑刀是作為一個例子來表示，旋轉(zhuǎn)工具50不限于銑刀。例如，旋轉(zhuǎn)工具也可 以是加工中心用的立銑刀、插齒刀以及齒輪加工用的旋轉(zhuǎn)工具。
[0024] 外殼10形成為中空的圓筒狀，在中心配置有主軸20。主軸20在頂端側(cè)（圖1的 左側(cè)）保持工具支架60。工具支架60在頂端側(cè)（圖1的左側(cè)）保持旋轉(zhuǎn)工具50。馬達30 配置于外殼10的內(nèi)部。馬達30的定子31固定于外殼10,馬達30的轉(zhuǎn)子32固定于主軸 20 〇
[0025] 滾動軸承41~45將主軸20支承為能夠相對于外殼10旋轉(zhuǎn)。滾動軸承41~45 的內(nèi)周面與主軸20的外周面卡合。滾動軸承41~44例如是球軸承，配置于比馬達30更 靠旋轉(zhuǎn)工具50的一側(cè)（前側(cè)）。球軸承可以是任意的，例如可以是在主軸20的軸線方向施 加壓力的角接觸球軸承。在以后的說明中，提到軸線方向時是指主軸20的軸線方向。
[0026] 另一方面，滾動軸承45例如是滾子軸承，配置于比馬達30更靠與旋轉(zhuǎn)工具50相 反的一側(cè)（后側(cè)）。即，在軸線方向以在滾動軸承41~44與滾動軸承45的中央夾著馬達 30的方式進行配置。以下，在主軸裝置的說明中，將旋轉(zhuǎn)工具50所在的圖1的左側(cè)稱為前 偵牝?qū)D1的右側(cè)稱為后側(cè)。
[0027] 如圖2所示，在旋轉(zhuǎn)工具50旋轉(zhuǎn)軸的中心具備作為貫通孔的嵌合孔51。嵌合孔 51與后述的工具支架60的主體61所具有的突出部61c嵌合。另外，如圖2所示，旋轉(zhuǎn)工具 50在其內(nèi)部具備作為后述的潤滑流體路徑64的一部分的潤滑流體路徑64b。潤滑流體路 徑64b具備從旋轉(zhuǎn)工具50開始的作為出口的開口 53。在潤滑流體路徑64b內(nèi)流通潤滑用 的冷卻液（相當于本發(fā)明的流體）。而且，冷卻液在圖2中朝箭頭所示的方向即流體供給方 向流動。此時，在冷卻液的流體供給方向，在開口 53的近前側(cè)的潤滑流體路徑64b上設置 有形成了直徑的開口部（孔）的第三固定節(jié)流器54。對于第三固定節(jié)流器54詳細后 述。
[0028] 如圖2所示，工具支架60具備主體61 (相當于本發(fā)明的第二部件）、附加重物 62 (相當于本發(fā)明的第一部件）、流體路徑63、潤滑流體路徑64、靜壓阻尼器65 (相當于本 發(fā)明的靜壓流體阻尼器以及粘彈性阻尼器）。
[0029] 主體61是保持旋轉(zhuǎn)工具50并旋轉(zhuǎn)的部件。主體61具備前方傾斜面61a、后方傾 斜面61b、上述突出部61c、附加重物安裝面61d以及ATC卡盤部61e。前方傾斜面61a形成 為其外徑從主體61的前方端面向軸線方向中央部逐漸變大。但是，前方傾斜面61a的最大 外徑形成為比圓環(huán)狀的附加重物62的內(nèi)周面的內(nèi)徑小。后方傾斜面61b形成為其外徑從 主體61的后方端面向主體61的軸線方向中央部逐漸變大。后方傾斜面61b被插入并固定 于主軸20的安裝孔。
[0030] 在主體61的外周面的軸線方向中央部從前向后按順序配置有外螺紋部61f、附加 重物安裝面61d以及ATC卡盤部61e。外螺紋部61f、附加重物安裝面61d以及ATC卡盤部 61e以按這個順序外徑變大并具有階梯差的方式形成。在外螺紋部61f擰入作為主體61的 一部分的螺母61g。
[0031] 具體而言，將螺母61g擰入外螺紋部61f直到與位于螺母61g與鄰接的附加重物 安裝面61d之間的階梯差的側(cè)面抵接為止。此外，在螺母61g的后側(cè)