[发明专利]机床的主轴装置

说明书

本申请请求2009年10月6日申请的日本专利申请号2009-232290号的优先权的权利，在本申请中援引其日本专利申请的说明书、附图以及摘要的全部内容。

技术领域

本发明涉及在机床等中使用的主轴装置。

背景技术

为了提高生产率，机床的主轴装置的主轴由高刚性且高精度的滚动轴承轴支承。但是，例如在加工中心中，由于使用铣刀、立铣刀(endmill)、镗刀等多种多样的刀具对被切削材料(workpiece，工件)进行加工，因此在各个刀具中产生的切削阻力不同。此外，刀具的刚性或重量、主轴的转速、进给速度(feedrate，进给率)、切入量(feed amount，进给量)等各种各样的因素也不同。因此，在由高刚性的滚动轴承轴支承的主轴中，根据刀具的不同，存在产生所谓的高频振动(chattering，颤振)的情况。

因此，例如在日本特开2007-44852号公报中提出有通过变更加工条件来抑制加工时的高频振动的产生的主轴装置。即，预先求出主轴的转速与不会发生高频振动的刀具的极限(upper limit)切入量之间的关系，通过变更主轴的转速或刀具的切入量来抑制加工时的高频振动的产生。但是，主轴的转速与刀具的极限切入量之间的关系根据刀具的种类或被切削材料的材质等而不同，进一步，还根据刀具的磨损等的劣化程度而变化。因此，加工条件的变更大多基于操作者的技能或者经验，比较困难。

此处，在高频振动中，特别是再生型自激振动(regenerative chatter，再生型切削颤振)的产生极限是通过由机械系统的固有振动产生的动态刚性(compliance，动柔度)决定的，因此为了大幅地变更该产生极限，仅仅借助刚性的变更是很困难的，还需要衰减性。因此，在日本特开2004-150563号公报中提出有通过利用具有缓冲器部的轴承轴支承主轴的后端部侧而使该主轴具有衰减性，由此抑制由共振引起的振动的产生的主轴装置。并且，在日本特开平6-8005号公报中提出有如下的主轴装置：通过利用由静压垫和节流孔(orifice)构成的静压轴承轴支承主轴的前端部侧而使该主轴具有衰减性，利用振动传感器检测主轴的振动并利用压力调整阀控制朝静压轴承供给油的供给油压，由此来抑制加工时的高频振动的产生。

在日本特开2004-150563号公报所记载的主轴装置中，缓冲器部是针对由特定频率的共振引起的振动、即由在某种刀具产生的共振引起的振动发挥衰减性的部分，因此难以抑制由多种多样的刀具的共振引起的振动的产生。并且，在日本特开平6-8005号公报所记载的主轴装置中，由于仅根据主轴的振动进行变更朝静压轴承供给的供给油压的控制，因此无法担保加工状态和主轴状态的稳定性，在加工精度的提高方面存在极限。并且，由于仅对朝静压轴承供给的供给油压进行控制，因此只能大略地进行变更，难以抑制多种多用的刀具的高频振动的产生。

发明内容

本发明就是鉴于上述情形而完成的，本发明的目的在于提供一种能够抑制多种多样的刀具的高频振动的产生的机床的主轴装置。

根据本发明的一个实施方式的一个特征，由于根据刀具的种类等对利用衰减赋予单元赋予的衰减力进行控制而变更后侧滚动轴承的衰减性，因此，能够对固有振动不同的各种刀具赋予最佳的衰减性，能够抑制多种多样的刀具的高频振动的产生。由此，能够增大每单位时间的切削量，能够提高生产率。

根据本发明的一个实施方式的另一个特征，由于根据刀具的种类等对利用衰减赋予单元赋予的衰减力和利用预压赋予单元赋予的预压力进行控制，因此，除了能够变更后侧滚动轴承的衰减性以外还能够变更前侧滚动轴承的刚性。由此，能够进一步抑制由多种多样的刀具引起的加工中的高频振动的产生，能够增大每单位时间的切削量，能够进一步提高生产率。

根据本发明的一个实施方式的一个进一步的特征，由于作为衰减赋予单元设置静压轴承，因此能够进行高精度的控制，能够抑制由多种多样的刀具引起的加工中的高频振动的产生。

根据本发明的另一个特征，通过示例的方式，由于对静压轴承的压力比(pressure ratio)和供给油压进行控制，因此能够精密地变更衰减性，进一步，通过压力比的控制，刚性也变更，因此能够抑制由多种多样的刀具引起的加工中的高频振动的产生。

进一步，通过示例的方式，根据本发明的另一个方面，由于可以根据主轴的转速等对利用衰减赋予单元赋予的衰减力等进行控制，因此能够简化控制单元的结构。

根据本发明的一个实施方式的进一步的特征，由于预先将刀具的种类等记述于NC程序，因此能够进一步简化控制单元的结构。