旋转工具支承装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请主张于2014年5月19日提出的日本专利申请第2014-102984号的优先权， 并在此引用包括说明书、附图和说明书摘要的全部内容。
[0002] 本发明涉及安装有旋转工具的工作机械的旋转工具支承装置。
【背景技术】
[0003] 如日本特开2012-45687号公报以及日本特开平5-154735号公报所示，以往有在 安装有旋转工具的状态下被安装于主轴装置的工具支架（旋转工具支承装置）。日本特开 2012-45687号公报以及日本特开平5-154735号公报的任一旋转工具也是在对工作物进行 加工时一边使旋转工具的圆周上的1个点与工作物抵接，一边加工工作物。因此，旋转工具 以及工具支架在悬臂状态下承受来自工作物的加工点负载。由此，担心旋转工具以及工具 支架在加工中产生颤振。对此，日本特开2012-86358号公报记载了在工具支架安装动态的 减振器来抑制上述说明的颤振的方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一是提供能够更有效地抑制在利用旋转工具加工工作物时产生 的颤振的旋转工具支承装置。
[0005] 本发明的一实施方式的旋转工具支承装置具有：主体，其保持旋转工具并旋转； 附加重物，其以该附加重物与上述主体之间沿径向隔着间隙的方式被支承于上述主体；流 体路径，其设置于上述主体内；以及粘弹性阻尼器，其通过向上述主体与上述附加重物的径 向间隙和经由上述流体路径向上述径向间隙供给的流体构成。
[0006] 这样，通过利用从设置于主体内的流体路径供给的流体在附加重物主体之间形成 粘弹性阻尼器的结构，能够抑制旋转工具支承装置与旋转工具的颤振。由此，提高旋转工具 的工作物的加工面的加工精度。另外，在直接支承旋转工具的旋转工具支承装置设置粘弹 性阻尼器。因此，更有效地抑制旋转工具的颤振。
[0007] 本发明的其它实施方式在上述实施方式的旋转工具支承装置的基础上，可以是上 述附加重物以相对于上述主体具有径向以及轴向的间隙的方式设置。因此，在附加重物沿 径向移动时，轴向的附加重物与主体之间能够不接触地移动。由此，在径向的间隙设置粘弹 性阻尼器的情况下，更有效地抑制旋转工具的颤振。
[0008] 本发明的又一其它实施方式在上述实施方式的旋转工具支承装置的基础上，可以 是上述粘弹性阻尼器是在所述主体以及所述附加重物这两个部件中的第一部件的内周面 或者第二部件的外周面的某一方设置有液压油兜的静压流体阻尼器。由此，在抑制旋转工 具支承装置以及旋转工具的颤振时，通过调整向静压流体阻尼器供给的油量等，静压流体 阻尼器容易调整为最适合抑制旋转工具支承装置以及旋转工具的振动的衰减系数，从而能 够更有效地进行颤振的抑制。
[0009] 本发明的又一其它实施方式在上述实施方式的旋转工具支承装置的基础上，可以 在上述附加重物与上述主体的轴向的间隙设置有弹性部件。因此，在附加重物沿径向移动 时，很好地防止轴向的附加重物与主体之间的接触。
[0010] 本发明的又一其它实施方式在上述实施方式的旋转工具支承装置的基础上，可以 在上述流体路径具备以使向上述粘弹性阻尼器供给的上述流体的流量为期望的流量的方 式形成的第一固定节流器。通过这样设置第一固定节流器的简单而廉价的方法，能够控制 向粘弹性阻尼器供给的流体的量。由此，使适当的流体流量在粘弹性阻尼器流动，所以有效 抑制旋转工具支承装置以及旋转工具的颤振。
[0011] 本发明的又一其它实施方式在上述实施方式的旋转工具支承装置的基础上，可以 在上述流体路径具备第二固定节流器，该第二固定节流器相比上述第一固定节流器形成在 更上游侧，在上述流体路径的上述第二固定节流器与上述第一的固定节流器之间，以使上 述流体路径内的压力成为预先设定的压力的方式形成有第二固定节流器。由此，通过预先 设定的压力，经由第一固定节流器总是向粘弹性阻尼器供给一定量的流体。因此，稳定地抑 制旋转工具支承装置以及旋转工具的颤振。
[0012] 本发明的又一其它实施方式在上述实施方式的旋转工具支承装置的基础上，可以 在上述主体内具备在上述流体路径的比上述第二固定节流器更靠上游的地点分支的润滑 流体路径，上述润滑流体路径经由上述主体内以及上述旋转工具内，从设置于上述旋转工 具的开口向加工点供给上述流体。
[0013] 由此，从共用的供给源供给的一种流体向粘弹性阻尼器被供给而抑制旋转工具支 承装置与旋转工具的颤振，并且进行工作物的加工点的润滑，所以效率很高。另外，这样的 润滑流体路径的处理在主体内完成。由此，不需要重新在主体外设置配管从而实现省空间 化。
[0014] 本发明的又一其它实施方式在上述实施方式的旋转工具支承装置的基础上，可以 在上述润滑流体路径中的上述开口的上游侧具备第三固定节流器，以向与上述润滑流体路 径连接的上述流体路径供给的上述流体的流量为期望的流量的方式形成上述第三固定节 流器。由此，简单并且可靠地向流体路径分配需要量的流体。另外，能够简单控制从开口向 加工点供给的流体的量。
[0015] 本发明的又一其它实施方式在上述实施方式的旋转工具支承装置的基础上，可以 是上述主体以及上述附加重物这两个部件中的第一部件具备用于止转的凹部，第二部件具 备与上述凹部嵌合的用于止转的凸部，上述第一部件以相对于上述第二部件不能旋转的方 式被固定。由此，可靠地防止因相对旋转产生的主体与附加重物之间的接触部的磨损。
[0016] 通过以下参照附图对本发明的实施方式示例进行的详细描述，本发明的上述及其 他特征和优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素。
【附图说明】
[0017] 图1是应用本发明的第一实施方式的工具支架（旋转工具支承装置）的主轴装置 的轴向剖视图。
[0018] 图2是图1的工具支架以及旋转工具的轴向剖视图。
[0019] 图3是图2的静压阻尼部分（AA部）的放大图。
[0020] 图4是柔量与振动频率的图表。
[0021] 图5是第二实施方式的工具支架的轴向剖视图。
[0022] 图6是第三实施方式的说明图。
【具体实施方式】
[0023] 以下，参照附图来说明应用作为本发明的第一实施方式的旋转工具支承装置的主 轴装置。在以后的说明中，将旋转工具支承装置称为工具支架进行说明。参照图1说明主 轴装置的结构。如图1所示，主轴装置具备外壳10、主轴20、马达30、滚动轴承41~45、旋 转工具50以及工具支架60。此外，在本实施方式中，旋转工具50是铣刀加工用的旋转工具 即铣刀。但是，铣刀是作为一个例子来表示，旋转工具50不限于铣刀。例如，旋转工具也可 以是加工中心用的立铣刀、插齿刀以及齿轮加工用的旋转工具。
[0024] 外壳10形成为中空的圆筒状，在中心配置有主轴20。主轴20在顶端侧（图1的 左侧）保持工具支架60。工具支架60在顶端侧（图1的左侧）保持旋转工具50。马达30 配置于外壳10的内部。马达30的定子31固定于外壳10,马达30的转子32固定于主轴 20 〇
[0025] 滚动轴承41~45将主轴20支承为能够相对于外壳10旋转。滚动轴承41~45 的内周面与主轴20的外周面卡合。滚动轴承41~44例如是球轴承，配置于比马达30更 靠旋转工具50的一侧（前侧）。球轴承可以是任意的，例如可以是在主轴20的轴线方向施 加压力的角接触球轴承。在以后的说明中，提到轴线方向时是指主轴20的轴线方向。
[0026] 另一方面，滚动轴承45例如是滚子轴承，配置于比马达30更靠与旋转工具50相 反的一侧（后侧）。即，在轴线方向以在滚动轴承41~44与滚动轴承45的中央夹着马达 30的方式进行配置。以下，在主轴装置的说明中，将旋转工具50所在的图1的左侧称为前 侦牝将图1的右侧称为后侧。
[0027] 如图2所示，在旋转工具50旋转轴的中心具备作为贯通孔的嵌合孔51。嵌合孔 51与后述的工具支架60的主体61所具有的突出部61c嵌合。另外，如图2所示，旋转工具 50在其内部具备作为后述的润滑流体路径64的一部分的润滑流体路径64b。润滑流体路 径64b具备从旋转工具50开始的作为出口的开口 53。在润滑流体路径64b内流通润滑用 的冷却液（相当于本发明的流体）。而且，冷却液在图2中朝箭头所示的方向即流体供给方 向流动。此时，在冷却液的流体供给方向，在开口 53的近前侧的润滑流体路径64b上设置 有形成了直径的开口部（孔）的第三固定节流器54。对于第三固定节流器54详细后 述。
[0028] 如图2所示，工具支架60具备主体61 (相当于本发明的第二部件）、附加重物 62 (相当于本发明的第一部件）、流体路径63、润滑流体路径64、静压阻尼器65 (相当于本 发明的静压流体阻尼器以及粘弹性阻尼器）。
[0029] 主体61是保持旋转工具50并旋转的部件。主体61具备前方倾斜面61a、后方倾 斜面61b、上述突出部61c、附加重物安装面61d以及ATC卡盘部61e。前方倾斜面61a形成 为其外径从主体61的前方端面向轴线方向中央部逐渐变大。但是，前方倾斜面61a的最大 外径形成为比圆环状的附加重物62的内周面的内径小。后方倾斜面61b形成为其外径从 主体61的后方端面向主体61的轴线方向中央部逐渐变大。后方倾斜面61b被插入并固定 于主轴20的安装孔。
[0030] 在主体61的外周面的轴线方向中央部从前向后按顺序配置有外螺纹部61f、附加 重物安装面61d以及ATC卡盘部61e。外螺纹部61f、附加重物安装面61d以及ATC卡盘部 61e以按这个顺序外径变大并具有阶梯差的方式形成。在外螺纹部61f拧入作为主体61的 一部分的螺母61g。
[0031] 具体而言，将螺母61g拧入外螺纹部61f直到与位于螺母61g与邻接的附加重物 安装面61d之间的阶梯差的侧面抵接为止。此外，在螺母61g的后侧