JPS6033601B2 - ultra precision lathe - Google Patents
ultra precision latheInfo
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- JPS6033601B2 JPS6033601B2 JP55121109A JP12110980A JPS6033601B2 JP S6033601 B2 JPS6033601 B2 JP S6033601B2 JP 55121109 A JP55121109 A JP 55121109A JP 12110980 A JP12110980 A JP 12110980A JP S6033601 B2 JPS6033601 B2 JP S6033601B2
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- JP
- Japan
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- carriage
- main shaft
- workpiece
- supports
- anchor
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0032—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は表面あらさ0.02一Rz、うねり0.05〃
′側程度の超精密の加工を可能とする超精密旋盤に関す
るものである。Detailed Description of the Invention The present invention has a surface roughness of 0.02-Rz and a waviness of 0.05.
The present invention relates to an ultra-precision lathe that enables ultra-precision machining on the order of '' side.
超精密の加工をする工作機械においては、その機械の精
度を正確に加工品に転写するのが通常の方法である。For machine tools that perform ultra-precision machining, the usual method is to accurately transfer the precision of the machine to the workpiece.
たとえばコンピュータ用メモリディスクの表面を加工す
る場合には、その記憶容量を増大するため、とくに表面
アラサとうねりが問題になるが、この2つの課題を克服
するための工作機械はその機械の精度がディスクの表面
に転写されることを考慮すると、単に静的な精度のみを
満たすものではなく、加工中の動的な精度をも満たさな
ければならない。For example, when processing the surface of a computer memory disk to increase its storage capacity, surface roughness and waviness become a particular problem. Considering that it will be transferred to the surface of the disk, it must not only satisfy static accuracy but also dynamic accuracy during processing.
即ち機械のあらゆる運動体は優れた運動機能を有し、か
つその運動体の駆動力を与える駆動源も機械の動的な精
度に悪影響を与えないように配慮されなければならない
。またその機械は外部からの振動たとえば、地盤を介し
て他の振動源からの伝動源からの伝動に対しても影響を
受けないような構成にしなければならない。このような
要求に対して従釆の工作機械では満足できるものがなか
った。That is, all the moving bodies of a machine must have excellent motion functions, and the drive source that provides the driving force for the moving bodies must also be taken into consideration so as not to adversely affect the dynamic accuracy of the machine. The machine must also be constructed so that it is not affected by external vibrations, such as transmission from other vibration sources via the ground. None of the existing machine tools could meet these demands.
本発明は上記の目的を達成しうる超精密旋盤を提供する
もので、つぎの点に特徴を有するものである。The present invention provides an ultra-precision lathe that can achieve the above objects, and has the following features.
01運動体の運動機能の向上
加工時に最も重要な運動体は、加工物を保持して回転す
る主軸と、刃物を保持して上記王藤の鞄心と直角方向に
往復する往復台である。01 Improving the motion function of the moving body The most important moving bodies during machining are the spindle that holds and rotates the workpiece, and the carriage that holds the cutter and reciprocates in a direction perpendicular to the center of the bag.
これら主軸および往復台の運動機能を支配するものは、
主軸のラジアル方向およびスラスト方向を案内支持する
軸受と、往復台の摺動面を案内支持するガイド部である
。本発明は上記主軸の軸受および往復台のガイド部に鷺
圧軸受を使用しこれによって運動体の運動機能の向上を
図っている。{2)主軸および往復台の駆動方式
主軸および往復台の駆動源であるモータはいずれも主軸
および往復台を支持するペットとは別個に独立して配置
したペットに支持され、モータの振動が機械本体に伝達
されないようにしている。What governs the motion functions of these spindles and carriages are:
They are a bearing that guides and supports the radial direction and thrust direction of the main shaft, and a guide section that guides and supports the sliding surface of the carriage. The present invention uses a pressure bearing for the bearing of the main shaft and the guide portion of the carriage, thereby improving the motion function of the moving body. {2) Drive method for the main shaft and carriage The motors that are the drive sources for the main shaft and carriage are both supported by a pet that is placed separately from the pet that supports the main shaft and carriage, and the vibrations of the motor are This prevents it from being transmitted to the main unit.
またモータ軸の回転振動を上記主軸と連結するベルトに
伝達されないようにモータ軸と、ベルトを支持するプー
リ軸との間にフレキンカップリングを介在している。Further, a flexible coupling is interposed between the motor shaft and a pulley shaft supporting the belt so that rotational vibration of the motor shaft is not transmitted to the belt connected to the main shaft.
さらにモータ軸と往復台との間の駆動力の伝達のさし、
振動の発生をさげるため、スチールワイヤを使用しこの
スチールワイヤのフレキンビリティを応用して駆動力伝
達のさし、の外乱を排除するようにしている。糊 外部
振動の除去
主軸および往復台等にこれらを支持するペットを介して
外部振動が伝達されるのを除去するためペットを特殊な
構成にしている。Furthermore, a measure of the transmission of driving force between the motor shaft and the carriage,
In order to reduce the occurrence of vibration, steel wire is used, and the flexibility of this steel wire is applied to eliminate disturbances in the drive force transmission. Glue Elimination of External Vibrations In order to eliminate external vibrations from being transmitted to the main shaft, carriage, etc. through the pet that supports them, the pet has a special structure.
即ちペットを碇盤にて形成し、この旋盤をエアークッシ
ョン装置にて支持している。碇盤はこれ自身の内部構造
減衰が鉄等に比べて高いので、外部振動に強くまた鋳物
および鉄製の箱形状のペットでは複雑な固有振動と固有
振動モードを有するが、碇盤では振動が単純であり、殆
んどはこの碇盤を支持する脚部のバネによる振動を考慮
すればよい。さらにたとえ旋盤と脚部のバネにより碇盤
に振動が生じたとしても、この碇盤に支持されている主
軸および往復台等は碇盤と1体に振動し、加工物と刃物
との闇には相対的変位が発生しないので、加工物の加工
上に問題にならない。しかも碇盤の脚部にはエアークッ
ション装置を設けているので、外部振動を除去するよう
に配慮して,いる。以上のように本発明は各部に動的な
触度を向上するように配慮されている。That is, the pet is formed using an anchor machine, and this lathe is supported by an air cushion device. Anchor boards have higher internal structural damping than steel, etc., so they are resistant to external vibrations. Cast and iron box-shaped pets have complex natural vibrations and natural vibration modes, but anchor boards have simple vibrations. In most cases, it is sufficient to consider the vibrations caused by the springs of the legs that support the anchor board. Furthermore, even if vibration occurs in the anchor machine due to the lathe and the springs in the legs, the main shaft and carriage supported by this anchor machine will vibrate as one with the anchor machine, causing the darkness between the workpiece and the cutter. Since no relative displacement occurs, there is no problem in machining the workpiece. Furthermore, the legs of the anchor board are equipped with an air cushion device, which is designed to eliminate external vibrations. As described above, the present invention is designed to improve dynamic tactility in each part.
第1図において、1は碇盤にして、上面には主軸台2、
摺動案内装置3を固定し脚部には、圧縮空気を充填した
ゴム製の円筒形状の複数個のェアクッション4を固定し
ている。In Figure 1, 1 is an anchor board, and the top surface has a headstock 2,
The sliding guide device 3 is fixed, and a plurality of cylindrical air cushions 4 made of rubber and filled with compressed air are fixed to the legs.
上記主軸台2は第2図に示す如く加工物(図示せず)を
吸着保持する真空チャック5と、プーリ6を両端部に保
持する主軸7を回転自在に支持し、かつ主軸7のラジア
ル方向と、主軸7の大径フランジ部7′を介挿する如く
両側面即ち主軸7のスラスト方向とを夫々保持する静圧
軸受8a,8b,8cを固定している。上記摺動案内装
置3は主軸7の軸心と直角方向に摺動面を形成し、この
擢敷面にそうて沼動する往復台9を第4図に示す如く静
圧軸受10を介して支持している。この往復台9は駆動
モータ11によって主軸7の執心方向に摺動しうるよう
に刃物台12を支持し、この刃物台12には刃物13を
固定している。14は主軸駆動モータにして、第3図に
示す如く上記碇盤1とは8Uに配置したベース15上に
固定され、軸端部をフレキンカップリング16、減速機
17を介してプーリ軸18に接続している。As shown in FIG. 2, the headstock 2 rotatably supports a vacuum chuck 5 that holds a workpiece (not shown) by suction and a main shaft 7 that holds a pulley 6 at both ends, and also supports the main shaft 7 in the radial direction of the main shaft 7. and static pressure bearings 8a, 8b, and 8c that respectively hold both side surfaces, that is, the thrust direction of the main shaft 7, are fixed so that the large-diameter flange portion 7' of the main shaft 7 is inserted. The sliding guide device 3 has a sliding surface perpendicular to the axial center of the main shaft 7, and a reciprocating table 9 that moves along the sliding surface is connected via a hydrostatic bearing 10 as shown in FIG. I support it. This reciprocating carriage 9 supports a tool rest 12 so as to be slidable in the centroidal direction of the main shaft 7 by a drive motor 11, and a cutter 13 is fixed to this tool rest 12. Reference numeral 14 denotes a main shaft drive motor, which is fixed on a base 15 disposed 8U from the anchor board 1 as shown in FIG. is connected to.
このプーリ軸18は平ベルト19を介して、主軸7のプ
ーリ6に接続している。20はテンション調整用プーリ
にして、上記ベース15に固定されたブラケツト21に
アーム22を介して回転自在に支持され、上記平ベルト
19にテンションを加えて平ベルト19の振動を抑止す
るようにしている。This pulley shaft 18 is connected to the pulley 6 of the main shaft 7 via a flat belt 19. Reference numeral 20 is a tension adjustment pulley, which is rotatably supported by a bracket 21 fixed to the base 15 via an arm 22, and is configured to apply tension to the flat belt 19 and suppress vibration of the flat belt 19. There is.
23は往復台駆動モー外こして、上記碇盤1とは別に配
置したベース24上に固定され、藤端部を減速機25を
介してホイル26に接続している。23 is fixed on a base 24 arranged separately from the anchor board 1 by means of a reciprocating carriage drive motor, and its end portion is connected to a wheel 26 via a speed reducer 25.
このホイル26は一端部を往復台11の一端部に接続す
るスチールワイヤ27を廃園している。28はスチール
ワイヤにして、一端部を上記往復台9の他端部に接続し
、他総部に上下方向にバランスウェイト29を接続して
いる。This foil 26 has a steel wire 27 connected at one end to one end of the carriage 11. Reference numeral 28 is a steel wire, one end of which is connected to the other end of the carriage 9, and the other end of which is connected to a balance weight 29 in the vertical direction.
上記バランスウェイト29はそ自重によって往復台9を
バランスウェイト29側に押引し減速機25内のギャの
バックラッシュを除去するようにしている。スチールワ
イヤ27は緊張方向およびそれと直角方向に可廉性を有
するので、ホイル26から往復台11への駆動力伝達の
さし、の外乱の発生を防止するようにしている。上記の
構成であるから、真空チャック5に被加工物を真空吸着
保持したのち、主軸駆動モータ14を駆動すると、平ベ
ルト19を介して主軸7が回転し被加工物を回転させる
。The balance weight 29 uses its own weight to push and pull the carriage 9 toward the balance weight 29 to eliminate the backlash of the gear in the reducer 25. Since the steel wire 27 has flexibility in the tension direction and in the direction perpendicular thereto, it prevents disturbances in the transmission of the driving force from the foil 26 to the carriage 11. With the above configuration, when the main shaft drive motor 14 is driven after the workpiece is held by vacuum suction on the vacuum chuck 5, the main shaft 7 is rotated via the flat belt 19, thereby rotating the workpiece.
この場合、主軸7は静圧空気軸受8a,8b,8cによ
って高精度に保持され、また主軸駆動モータ14のベー
ス15が碇盤1とは別に配置され、かつテンション調整
プーリ2川こよって平ベルト19の振動を抑止している
ので、被加工物の回転精度は高精度に保持される。他方
、往復台駆動モータ23が駆動すると、減速機25を介
してホイル26が回転し、スチールワイヤ27を介して
往復台11が摺動案内装置3にそうて主軸7の軸0と直
角方向に移動し、また駆動モー夕11の駆動によって刃
物台12を介して刃物13が主軸7の藤心方向に移動し
て刃物13により被加工物を加工する。この場合、往復
台駆動モ−夕23は碇盤1とは別個のベース24上に固
定され、かつスチールワイヤ27によってホイル26か
らの振動が往復台9に伝わるのを防止しておりかつ往復
台9は摺動案内装置3に静圧空気軸受10によって高精
度に保持されているので、刃物13は被加工物を高精度
に加工することができる。In this case, the main shaft 7 is held with high precision by hydrostatic air bearings 8a, 8b, and 8c, and the base 15 of the main shaft drive motor 14 is arranged separately from the anchor board 1, and the two tension adjustment pulleys are connected to the flat belt. Since the vibration of 19 is suppressed, the rotation accuracy of the workpiece is maintained at high accuracy. On the other hand, when the carriage drive motor 23 is driven, the wheel 26 is rotated via the reducer 25, and the carriage 11 is moved along the sliding guide device 3 via the steel wire 27 in a direction perpendicular to the axis 0 of the main shaft 7. The drive motor 11 drives the cutter 13 to move in the center direction of the main shaft 7 via the tool post 12, and the cutter 13 processes the workpiece. In this case, the carriage drive motor 23 is fixed on a base 24 separate from the anchor board 1, and a steel wire 27 prevents vibrations from the foil 26 from being transmitted to the carriage 9. Since the blade 9 is held in the sliding guide device 3 with high precision by the hydrostatic air bearing 10, the cutter 13 can machine the workpiece with high precision.
第1図は本発明による超精密旋盤の全体を示す斜視図、
第2図はその主軸台を示す断面図、第3図は主軸台駆動
部を示す図、第4図は摺動案内装置の往復案内部を示す
断面図である。
1・・・旋盤、2・・・主軸台、3・・・摺動案内装置
、4…ェアクツション、5…真空チャック、7…王軸、
8a,8b,8c・・・静圧空気軸長、9…往復台、1
0・・・静圧空気軸受、11・・・駆動モータ、12…
刃物台、13…刃物、14・・・主軸駆動モータ、15
…ベース、16…フレキンカツプリング、17…プーリ
軸、19…平ベルト、20…テンション調整プーリ、2
3・・・往復台駆動モータ、24・・・ベース、25・
・・減送機、16・・・ホイル、27,28…スチール
ワイヤ、29…バランスウエイ。
第1図
第2図
第3図
第4図FIG. 1 is a perspective view showing the entire ultra-precision lathe according to the present invention;
FIG. 2 is a sectional view showing the headstock, FIG. 3 is a sectional view showing the headstock driving section, and FIG. 4 is a sectional view showing the reciprocating guide section of the sliding guide device. 1... Lathe, 2... Headstock, 3... Sliding guide device, 4... Air action, 5... Vacuum chuck, 7... King shaft,
8a, 8b, 8c... Static pressure air axis length, 9... Carriage table, 1
0... Static pressure air bearing, 11... Drive motor, 12...
Turret, 13...Cuttle, 14...Main shaft drive motor, 15
...Base, 16...Flexible cutlet spring, 17...Pulley shaft, 19...Flat belt, 20...Tension adjustment pulley, 2
3... Carriage drive motor, 24... Base, 25...
...Feed reducer, 16...Foil, 27, 28...Steel wire, 29...Balance way. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4
Claims (1)
を支持して上記主軸の軸心と直角方向に往復台の摺動案
内部に空気軸受を設け、上記主軸および往復台を夫々駆
動するモータを支持するベースを主軸および往復台を支
持するベースとは別に独立して設け、上記主軸および往
復台を支持するベースを碇盤にて形成し、この碇盤をエ
アクツシヨン装置にて支持するように構成したことを特
徴とする超精密旋盤。1. Air bearings are provided in the support part of the spindle that supports the workpiece and rotates, and in the sliding guide part of the carriage that supports the cutting tool and is perpendicular to the axis of the spindle, and drives the spindle and the carriage, respectively. A base supporting the motor is provided independently from a base supporting the main shaft and the carriage, the base supporting the main shaft and the carriage is formed of an anchor board, and this anchor board is supported by an air action device. An ultra-precision lathe characterized by being configured as follows.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55121109A JPS6033601B2 (en) | 1980-09-03 | 1980-09-03 | ultra precision lathe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55121109A JPS6033601B2 (en) | 1980-09-03 | 1980-09-03 | ultra precision lathe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5748401A JPS5748401A (en) | 1982-03-19 |
| JPS6033601B2 true JPS6033601B2 (en) | 1985-08-03 |
Family
ID=14803094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55121109A Expired JPS6033601B2 (en) | 1980-09-03 | 1980-09-03 | ultra precision lathe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033601B2 (en) |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS61127928U (en) * | 1985-01-28 | 1986-08-11 | ||
| JPS626555U (en) * | 1985-06-26 | 1987-01-16 | ||
| JPH0532681Y2 (en) * | 1985-07-22 | 1993-08-20 | ||
| JPH0192004A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-11 | Okuma Mach Works Ltd | Lead can machine |
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| CN110385584A (en) * | 2018-04-17 | 2019-10-29 | 镁亚精密股份有限公司 | Artificial stone's lathe locks unit embedded structure and its chimeric method |
| CN112893882B (en) * | 2021-01-26 | 2022-04-01 | 浙江品诺机械有限公司 | Processing device for bearing outer ring |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3813789A (en) * | 1967-06-26 | 1974-06-04 | Shelton Metrology Labor Inc | Measuring apparatus |
-
1980
- 1980-09-03 JP JP55121109A patent/JPS6033601B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5748401A (en) | 1982-03-19 |
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