[发明专利]机床调节方法以及机床

说明书

技术领域

本发明涉及机床调节方法以及机床，特别是涉及研磨和加工微小直径的端铣刀等工具磨床的工件对中调节。

背景技术

近年来，对于超精密加工的工具，例如直径为0.01～1.00mm左右的微小直径端铣刀, 甚至更精密的工具加工需求高涨。加工形成这种微小直径的工具，需要在工具磨床的工件夹头中安装由超硬合金和高速工具钢等组成的条状工件。然后，一边使工件绕轴旋转一边进行研磨,从而形成工具所需要的形状。

在这种情况下，如果用筒夹卡盘之类的悬臂方式支持工件，对工件的支持就变得不够稳定。这在研磨工件时会产生振动杂音。也就是说，不能以很高的精度对工件进行研磨。为了解决这个问题，专利文献特开平8-118234号公开了一种方法，将工件的前端安装在设有V形槽的V形块上面，使工件的两端都得到支持。这减少了工件的振动杂音，使研磨精度得以提高。

另一方面，在非专利文献，由日经机械编辑，日经BP社于1993年12月16日出版的“机械设计词典”第5分册第Ⅱ部分第94～95页中公开了对现有精密加工用筒夹卡盘的改进。这就是，为了避免工件轴心在工件保持在固定状态时偏离车床主轴轴心，通过对筒夹的卡盘内圆周研磨来进行修正。为便于这一修正，筒夹卡盘由铝合金等软合金制造。

但是，由于金属屑落入筒夹卡盘内，对筒夹卡盘的内圆周造成损坏。这使工件的安装精度下降。为了解决这一问题，上述非专利文献提出了一种筒夹卡盘，其具有一卡盘本体以及一独立于卡盘本体的变形吸收套筒。该变形吸收套筒包括一斜锥部以及一使卡盘偏心的调节机构。该变形吸收套筒吸收夹头偏心时产生的偏移。

在专利文献特开2003-145326号中还公开了一种浮动卡盘，它吸收工件轴心与固定工件的主轴轴心之间的偏移。

如上所述，提出了几种提高加工精度的方法。但是，在近年的亚微米乃至数十微米级的超精密加工中出现了以下问题。

在上述特开平8-118234号专利文献中所述那种的V形块理论上被认为，能够在工件的滑动面粗糙度范围内显示出较高的精度。但实际上，V形块所支持的工件轴心会偏离主轴轴心。这种偏离造成工件在每次旋转中产生微小的工件跳动。消除这种跳动非常困难。

另一方面，在上述非专利文献中所述的方法中，只要仅限于悬臂方式支持工件，工件的不稳定性就难以避免。另外，由V形块支持工件的前端依然产生主轴轴心与工件轴心之间的偏离。消除这种偏离所导致微小跳动很困难。

表面看起来，上述问题被认为可以通过利用浮动卡盘来固定工件并用V形块来支持工件，解决了悬臂式支持所存在的问题。就是说，由吸收工件轴心相对于主轴轴心的偏离的浮动卡盘来支持工件，看起来可以更稳定而准确地支持工件。

但是，在实际中，如专利文献特开2003-145326号所描述的浮动卡盘本身的结构非常复杂，因此其体型很大而质量更大。其原因在于，浮动卡盘被设计为可以保证工件轴心的自由定位和比较大的动作余量，使浮动卡盘可以适应任何类型的偏离以及倾斜。该浮动卡盘最初是为了取消对工件轴心位置的调节步骤的而制成的。因此，在现有具有浮动卡盘的加工机床中，并没有设计预先调节工件轴心位置的思想，因此，即使想要调节工件轴心位置，也不具备调节结构。因此，假如采用具有这种现有浮动卡盘的机床结合使用V形块来加工工件，该浮动机构的移动范围变大，其结果是，工件旋转失衡或产生巨大的惯性。由于这种情况，现有技术的浮动卡盘是直接导致工件跳动的原因。因此，现有技术在消除超精密加工中的工件微小跳动的方面，有不能完全达到本发明目的的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调节方法，能够在机床进行超精密加工时在圆条状工件旋转的同时消除工件轴心的跳动，以及一种使用这种调节方法的机床。

为了达到上述目的，本发明提供了一种机床调节方法。该机床包括一被驱动旋转的工件主轴，以及一将圆条状工件固定的工件保持机构。该工件具有一工件轴心，以及一被工件保持机构固定时自工件保持机构突出的突出部。该突出部具有围绕该工件轴心的侧表面。该机床还包括一浮动机构，将工件主轴的旋转传递给工件保持机构。该浮动机构以使该工件保持机构可以相对于工件主轴移动的方式支持该工件保持机构。该机床还包括一工件轴心保持部，通过临时限制浮动机构将工件轴心相对于工件主轴固定于所要的位置。该机床还包括一支撑件，当工件被固定保持于工件保持机构时，可旋转地支持工件的侧表面。该机床还包括一支撑位置调节部，其调节支持工件的支撑位置。该机床还包括一支撑锁定部，其压在工件上的方式，令工件被顶压于支撑件上，从而将其保持在由支撑件所确定工件轴心位置的状态。