[发明专利]旋转工具的旋转振动以及动平衡的调整机构

说明书

技术领域

本发明涉及旋转工具的旋转振动以及动平衡的调整机构。

背景技术

主轴具备装配旋转工具的主轴杆。在机床中，旋转工具向主轴杆的安装一般情况下使用弹簧夹头或收缩夹头来进行。这些夹头构造的位置偏移较小，夹紧的强度也足够强。

特别是在超精密加工中使用的主轴，为了降低主轴杆的轴承的发热、振动而使用空气轴承。空气轴承对较大的载荷的承受能力较低，所以若使主轴杆在具有较大的不平衡的状态下高速旋转，则存在轴承损伤的可能性。因此，需要每次修正平衡，使主轴杆的转速提高，并反复进行调整直到最终使用的组稿转数下的动平衡修正结束，所以成为花费时间的作业。

参照图16A以及图16B对以往的动平衡的调整方法进行说明。

图16A所示的主轴5中，在主轴杆4上直接装有弹簧夹头(弹簧夹头的工具支架3)，所以没有调整工具的振动的机构。如图16A所示，动平衡的调整时，在主轴5上安装振动传感器63和旋转传感器65，使主轴5的主轴杆4旋转而由动平衡测量装置61测量。

动平衡测量装置61显示应当向哪个旋转相位追加多大的加重。如箭头67所示，在弹簧夹头(弹簧夹头的工具支架3)的端面上如图16B所示地每22.5°地设置有16处用于旋入平衡螺丝(未图示)的螺孔35，在最接近由动平衡测量装置61所指示的相位的螺孔拧入指定重量的平衡螺丝(紧固螺丝)，对平衡进行修正。因此，修正时必须停止主轴的旋转。

就在超精密加工机等所使用的旋转工具而言，优选将与旋转轴正交的方向的位置偏移抑制在1μm以下、将旋转时的动平衡的偏移抑制在10mg以下。弹簧夹头、收缩夹头选用安装时位置难以偏移的构造，与之相反地不是能够修正偏移量的构造。另外，这些夹头的构造中，难以将与旋转轴正交的方向的位置偏移抑制在1μm以下、将旋转时的动平衡的偏移抑制在10mg以下的偏移。虽然通过安装平衡用配重能够手动地对动平衡进行调整，但是每次加载配重时需要使主轴杆的旋转停止，配重的拆装难以自动化。

发明内容

因此，本发明的目的在于，鉴于上述现有技术的问题点，提供一种旋转工具的旋转振动以及动平衡的调整机构，能够使主轴旋转地直接移动旋转工具与工具支架的位置，从而对旋转工具的旋转振动与动平衡进行调整。

在本发明中，将工具安装于专用的工具支架，该工具支架使用真空夹头或磁性夹头而安装于主轴。工具支架的外周上设置有使旋转方向的相位与旋转轴方向的位置移动的多个突起，在使主轴旋转时通过该突起与静止部相接触，能够使工具支架的安装向任意方向移动。在进行调整时进仅通过减弱真空或由空气压力减弱磁性夹头，就能够容易地使工具支架移动。此外，此处所谓的使主轴旋转是指使主轴的主轴杆旋转。

本发明的旋转工具的旋转振动以及动平衡的调整机构具备：安装上述旋转工具的主轴；保持上述旋转工具的工具支架：将上述工具支架向上述主轴的旋转轴方向吸引并且向与该主轴的旋转轴方向垂直的方向可移动地吸引的夹头；设置于上述工具支架的外周面的第一突起；设置于在使上述主轴旋转时上述第一突起的轨迹形成的平面上的第二突起；以及直至上述第一突起与上述第二突起碰撞为止，任意地改变从上述主轴的旋转轴到上述第二突起为止的距离的距离改变单元。

在本发明的调整机构中，真空夹头或磁性夹头通过吸引力将工具支架安装于主轴，所以若施加外力能够使与旋转轴的相对位置移动，从而能够对工具的中心偏移、动平衡的偏移进行修正。磁性夹头利用永磁铁即使在停电时工具也不落下。第二突起位于第一突起的旋转平面上，所以若使主轴的旋转轴与第二突起的相对距离接近则第一突起与第二突起碰撞。通过在旋转中碰撞，第一突起被按压，在工具支架上施加外力，所以工具支架的位置偏移。一般情况下，相比于施加静态的力，施加敲击(间断的碰撞)能够更容易使物体移动微小距离。通过在旋转部具有突起，与旋转同步地被间断地按压，所以自动且高速地进行敲击动作。

上述第一突起也可以构成为，在上述工具支架的外周面上改变旋转方向的相位地配置多个，并配置为在上述主轴旋转的状态下，上述第一突起的轨迹形成的多个旋转平面不会相互重叠，并且，能够通过改变上述主轴与上述第二突起的相对位置得到上述第一突起的任意一个与上述第二突起碰撞的配置。

在该实施方式中，第一突起旋转轴方向的位置各不相同，所以在使主轴旋转的状态下，能够与旋转同步地仅按压(与第二突起碰撞)任意第一突起。另外，第一突起的旋转方向的相位各不相同，所以工具支架仅向被按压的第一突起的方向偏移。因此，能够通过按压哪个第一突起来选择使旋转中的工具支架移动的方向。