[发明专利]机床

说明书

机床(1)具有：使主轴(20)相对于铣轴(30)进退的进退驱动装置(40)；设置于铣轴(30)并约束主轴(20)的夹紧装置(44)；控制进退驱动装置(40)及夹紧装置(44)的进给控制部(93)；以及检测相对于进退驱动装置(40)的来自主轴(20)的反力的反力传感器(45)，进给控制部(93)在解除了夹紧装置(44)对主轴(20)的约束的松开状态下，进行通过进退驱动装置(40)使主轴(20)向指定的进给位置移动的进退驱动装置(40)的进退控制，并且在通过夹紧装置(44)约束了主轴(20)的夹紧状态下，进行使进退驱动装置(40)向由反力传感器(45)检测的反力减少的方向动作的反力伺服控制。

技术领域

本发明涉及一种主轴进给方式的机床。

背景技术

在机床中，在被旋转自如地支承于主轴头主体的主轴的前端安装刀具，使主轴头主体相对于工件相对移动，由此能够利用刀具对工件的任意位置进行切削加工。

在机床中，例如在卧式镗床等中利用主轴进给方式的机床(参照专利文献1)。

主轴进给方式的机床具有：主轴，能够在前端安装刀具且能够绕中心轴线旋转；铣轴，将主轴收纳为向中心轴线方向进退自如；主轴头主体，将铣轴支承为绕中心轴线旋转自如；旋转传递机构，将铣轴的旋转传递至主轴；主轴驱动马达，设置于主轴头主体并对铣轴进行旋转驱动；进退驱动装置，设置于主轴头主体并使主轴进退；以及夹紧装置，设置于铣轴并约束主轴。

作为进退驱动装置，利用与主轴的刀具安装侧相反侧的端部连接且使主轴向轴线方向移动的滚珠丝杠等。作为旋转传递机构，利用能够将铣轴的旋转传递至主轴且能够允许轴线方向的相对移动的卡合机构，例如形成于铣轴的内表面及主轴的外表面并沿主轴的轴线方向延伸的键及键槽等。

夹紧装置设置于铣轴的接近刀具的前端侧，在夹紧状态下约束主轴而抑制主轴的轴心的振动。基于进退驱动装置的主轴的进退在解除了基于夹紧装置的主轴的约束的松开状态下进行。

在这样的主轴进给方式的机床中，通过主轴驱动马达对铣轴进行旋转驱动，由此经由旋转传递机构将旋转力传递至主轴，能够使安装于主轴的刀具旋转而对工件进行加工。

在加工之前，通过利用进退驱动装置使主轴前进或后退，能够变更主轴前端位置、即刀具位置相对于工件的接近性。基本上，在加工时，通过夹紧装置在铣轴的前端附近约束主轴，由此能够抑制主轴的振动。

在上述那样的主轴进给方式的机床中，作为约束主轴的夹紧装置，例如利用使用圆锥面(环状的锥面)从整周紧固主轴的机构(参照专利文献2)。

具体而言，利用夹紧装置，该夹紧装置具有夹紧环，该夹紧环由内环和外环构成，该内环的中心轴线方向的位置相对于铣轴固定且在内侧插通主轴，该外环能够经由圆锥面与内环嵌合，并且该夹紧装置具有：碟形弹簧组等施力部件，该施力部件向外环与内环嵌合的嵌合方向对外环施力；以及液压活塞等解除机构，该液压活塞等解除机构能够向解除外环与内环的嵌合的解除方向驱动外环。在专利文献2中，将一对如上所述的夹紧环式的夹紧装置反向设置。

在具有这样的夹紧装置的主轴进给方式的机床中，能够在通过解除机构解除了夹紧装置的状态下执行主轴的进给动作。另一方面，通过使夹紧装置动作，在铣轴的前端附近约束主轴，能够抑制前进状态的主轴的振动。

另一方面，在机床中，为了避免由动作时的主轴的热变形引起的精度降低，采取了各种对策。例如，已知有测定主轴部分的温度并计算热位移量来进行修正的技术(专利文献3)、或者测定主轴的热位移或进给机构的热位移来进行修正的技术(专利文献4)。

而在具有上述夹紧装置的主轴进给方式的机床中，在夹紧主轴的状态下，影响工作精度的热变形被限定于从主轴的夹紧装置到刀具的比较短的区间。因此，在夹紧状态下进行的加工时，主轴的热变形不易影响刀具的位置精度，能够最小限度或省略针对热变形的修正。

现有技术文献