CN105817946A - 制振装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够有效地抑制被加工物的振动的制振装置。本发明的制振装置包括：接触滚筒(32、42、72、82)，以旋转轴为中心自由旋转地设置；第1支撑体(31、41、71、81)，将接触滚筒(32、42、72、82)自由旋转地支撑；第2支撑体(21、61)，以接触滚筒(32、42、72、82)的旋转轴与主轴的轴线平行的方式保持第1支撑体(31、41、71、81)；驱动机构(50)，驱动第2支撑体(21、61)，使接触滚筒(32、42、72、82)相对于被保持在主轴的被加工物(W)接触、背离；以及基台(11)，支撑第2支撑体(21、61)及驱动机构(50)。第1支撑体(31、41、71、81)经由具有弹性的橡胶体而保持在第2支撑体(21、61)。

Description

制振装置

技术领域

本发明涉及一种制振装置，配设在机床上，且抑制被保持在该机床的主轴予以加工的被加工物的振动。

背景技术

以往，已知一种防振装置，该防振装置并非以抑制振动为主要目的，但会支撑被保持在机床的主轴予以加工的长条被加工物并抑制它的振动(参照下述专利文献1及2)。

该专利文献1及2中公开的防振装置均具备以下构造：具有两组、也就是共计四个隔着主轴轴线配设在对称位置的以两个为一组的旋转滚筒，且由这四个旋转滚筒夹持被加工物。各旋转滚筒以与主轴的轴线平行的轴为中心自由旋转地适当保持在支撑体，并且能够沿相对于主轴轴线接近、背离的方向移动地受所述支撑体支撑，且至少两个旋转滚筒为了在与其他旋转滚筒之间夹持所述被加工物，而由弹簧体弹压到被加工物侧。

这样一来，根据该防振装置，通过将一端被保持在主轴的长条被加工物的另一端利用该防振装置来保持，而抑制该被加工物的另一端的振动。

而且，该防振装置具备所述旋转滚筒被弹簧体弹压到被加工物侧的构成，因此，在加工时被加工物产生了振动的情况下，旋转滚筒能够通过其自身根据所传递的振动而振动，以此来吸收、消耗该振动的能量，从而使该振动衰减。因此，认为该防振装置能够在某种程度上对被加工物的振动进行抑制(制振)。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2000-317756号公报

[专利文献2]日本专利特开2004-181587号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

然而，在使用机床的加工中，如果被加工物产生振动、尤其是颤振，那么不仅该被加工物会成为不合格品，而且当颤振的振动频率与机床的固有振动频率相同或在其附近时，会成为机床谐振的事态，从而导致极其不佳的状态。因此，在加工时产生振动的情况下，优选为确实地使该振动衰减，进行制振。

然而，在所述以往的防振装置中，旋转滚筒只能向被所述弹簧体弹压的方向的一个方向移动，所以只能吸收、消耗该方向的振动能，因此存在无法对振动充分地制振这一问题。

也就是说，加工时的振动(包括颤振)并非表现为朝向所规定的一个方向的振动，而是根据其偶然的环境、条件，而表现为各个方向的振动、或由多个方向的振动复合而成的振动。因此，只能吸收、消耗预先所规定的一个方向的振动能的以往的防振装置无法充分且适当地对被加工物所产生的振动进行抑制(制振)。

本发明是鉴于以上的实际情况而完成的，其目的在于提供一种制振装置，该制振装置保持在机床的主轴，能够充分且适当(也就是有效)地抑制所要加工的被加工物的振动。

[解决问题的手段]

用来解决所述问题的本发明涉及一种制振装置，

所述制振装置配设在机床上，抑制被保持在该机床的主轴的被加工物的振动，且包括：

接触滚筒，以旋转轴为中心自由旋转地设置；

第1支撑体，将所述接触滚筒自由旋转地支撑；

第2支撑体，以所述接触滚筒的旋转轴与所述主轴的轴线平行的方式保持所述第1支撑体；

驱动机构，驱动所述第2支撑体，使所述接触滚筒相对于被保持在所述主轴的被加工物接触、背离；以及

基台，支撑所述第2支撑体及驱动机构；且

所述第1支撑体经由具有弹性的橡胶体而保持在所述第2支撑体。

根据该制振装置，首先，在将被加工物保持在机床的主轴的状态下，利用所述驱动机构驱动所述第2支撑体，使所述接触滚筒接触被保持在所述主轴的被加工物。

然后，在该状态下对被加工物进行加工，如果该被加工物产生振动，那么该振动便会传递到接触该被加工物的接触滚筒。这时，支撑接触滚筒的第1支撑体经由具有弹性的橡胶体而保持在所述第2支撑体，接触滚筒及第1支撑体利用橡胶体的弹性变形而能够向所有方向移位，因此传递到接触滚筒的振动的能量通过根据其振动方向使橡胶体弹性变形而被吸收，从而衰减(制振)。因此，即使被加工物产生颤振，该颤振也会因通过接触滚筒的橡胶体的弹性变形而被吸收，从而衰减(制振)。

在本发明中，所述制振装置也可以还具备配设在同心上的呈圆筒状的外圈及内圈，在此情况下，外圈及内圈经由填充到该外圈与内圈之间的橡胶体而连结，进而，在所述外圈及内圈中的任一者连结所述第1支撑体，在另一者连结所述第2支撑体。

或者，在具备该外圈及内圈的形态的制振装置中，也可以是，所述第2支撑体具有插通到所述内圈的支撑轴，所述第1支撑体具有供所述外圈插通的卡合孔，在此情况下，所述第2支撑体在所述支撑轴插通到所述内圈的状态下连结于该内圈，所述第1支撑体在所述外圈插通到所述卡合孔的状态下连结于该外圈。

在包含所述外圈及内圈、以及填充到该外圈与内圈之间的橡胶体的构造中，因所述橡胶体的弹性变形而产生的所述外圈与内圈之间的相对移位能够向三维空间的所有方向进行。因此，经由该构造而相互连结的所述第1支撑体及第2支撑体利用所述橡胶体的弹性变形而能够向三维空间的所有方向进行相对移位，因此，传递到接触滚筒的振动(包括颤振)的能量通过根据其振动方向使橡胶体弹性变形而被吸收，从而衰减(制振)。

另外，在本发明中，优选为所述制振装置具备使所述基台沿着所述主轴轴线移动的移动机构。例如，因被加工物的形状等，有时在加工中该被加工物产生的振动的位置会不同，在此情况下，为了有效地制振，必须使所述接触滚筒接触被加工物产生振动的位置。如果设置所述移动机构，那么通过使基台沿着主轴轴线移动，便能够使所述接触滚筒根据被加工物的振动位置而接触适当的制振位置，从而能够更有效地对被加工物的振动进行制振。

[发明的效果]

根据本发明的制振装置，支撑接触滚筒的第1支撑体经由具有弹性的橡胶体而保持在所述第2支撑体，接触滚筒及第1支撑体利用橡胶体的弹性变形而能够向所有方向移位，因此当被加工物产生振动时，因接触该被加工物而传递到接触滚筒的振动能通过根据其振动方向使橡胶体弹性变形而被有效地吸收，从而制振。因此，即使被加工物产生颤振，该颤振也会因通过接触滚筒的橡胶体的弹性变形而被吸收，从而与以往的防振装置相比能更有效地制振。

附图说明

图1是表示具备本发明的一实施方式的制振装置的车床的立体图。

图2是表示本实施方式的制振装置的立体图。

图3是图2中的箭视A方向的侧视图。

图4是图2中的箭视B方向的侧视图。

图5是将图3中的C部放大表示的立体图。

图6是将图3中的C部分解表示的立体图。

图7是图5中的箭视D-D方向的剖视图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的具体实施方式进行说明。

如图1所示，本例的制振装置10配设在车床1。该车床1具备主轴2、固定设置在该主轴2的夹头3、以与主轴2对向的方式配设的尾架4、以及上刀架6及下刀架7等。所述尾架4具备尾架轴5，利用所述尾架轴5支撑被夹头3所抓持的长条的工件W的另一端。另外，所述刀架6、7分别能够沿与主轴轴线正交的X轴方向、及与主轴轴线平行的Z轴方向移动。

此外，能够应用本发明的制振装置10的机床并不限于这种构成的车床1，也能应用于其他构成的车床，另外，当然还能应用于磨床等除车床以外的机床。

如图1-图4所示，本例的制振装置10具备基台11、配设在该基台11的两个制振机构20、60、覆盖这些基台11及制振机构20、60的罩体14、以及使基台11沿着Z轴方向移动的移动机构15等。此外，图2-图4中，省略罩体14的图示，只图示出基台11及配设在该基台11的制振机构20、60。以下，对各部的详细情况进行说明。

[基台11及移动机构15]

所述基台11是包含水平片部12及竖立设置在该水平片部12的一个端部的垂直片部13且前视呈L字状的部件，且以所述垂直片部13与主轴轴线正交的方式配设在所述车床1上。而且，在所述垂直片部13的其中一个侧面(主轴2侧的面)配设着制振机构20，在另一个侧面配设着制振机构60。

关于所述移动机构15的具体构成虽未作图示，但所述移动机构15例如包含引导基台11在Z轴方向的移动的引导机构、由滚珠螺母及滚珠螺杆等所构成的滚珠螺杆机构、以及使滚珠螺杆旋转的伺服电机等。所述滚珠螺杆沿着Z轴方向配设，与所述滚珠螺杆卡合的滚珠螺母固定设置在所述基台11，通过利用所述伺服电机使所述滚珠螺杆旋转，而使基台11沿Z轴方向移动。

[制振机构20、60]

如图2-图4所示，制振机构20、60具有适当以垂直轴为中心呈线对称地配设的关系，虽各构成要素(部件)存在形状等不同的部分，但其基本部分具有相同构造。以下，重复的说明会变多，但针对这些制振机构20、60，分别说明其构成。此外，在图5-图7中图示出制振机构20的构成，但关于制振机构60的相同构成要素，将其符号以标括号的形式标注。

a)制振机构20

如图3及图5所示，所述制振机构20具备：两个接触滚筒32、42；支撑部件31，将接触滚筒32自由旋转地支撑；支撑部件41，将接触滚筒42自由旋转地支撑；支撑臂21，支撑这些支撑部件31、41；以及油压缸50，驱动该支撑臂21。此外，所述支撑部件31、41相当于第1支撑体，支撑臂21相当于第2支撑体。

所述支撑臂21是具有弯曲形状的臂，该弯曲部由支撑轴22支撑在所述基台11的垂直片部13，另外，作为该支撑臂21的一个端部的下端部21b和所述油压缸50的活塞杆52由连结轴连结，进而，与该活塞杆52为相反侧的油压缸50的端部51和固定设置在所述基台11的支撑部件55同样地由连结轴连结。

这样一来，如图3所示，形成这样一种联结(link)构造，也就是，支撑臂21以支撑轴22的轴心为中心沿箭头所示a方向自由回旋，另外，支撑臂21的下端部21b与活塞杆52能够相对地沿箭头所示b方向旋转，进而，油压缸50的端部51与支撑部件55能够相对地沿箭头所示c方向旋转，且通过油压缸50的活塞杆52进退，支撑臂21沿箭头所示a方向回旋。此外，对油压缸50，从油压泵单元等压力油供给源适当供给压力油。

在作为所述支撑臂21的另一个端部的上端部21a，在其一个侧面保持有支撑着接触滚筒32的支撑部件31，在另一个侧面保持有支撑着接触滚筒42的支撑部件41。此外，接触滚筒32、42是以其旋转轴与所述主轴2的轴线平行的方式支撑在所述支撑臂21。

如图6及图7所示，在支撑臂21的上端部21a，以贯通该部且从该部的两侧面突出的方式，设置着由螺丝46固定的支撑轴23，在支撑轴23的其中一个轴24，经由制振衬套27连结着支撑部件31，同样，在另一个轴25，经由制振衬套37连结着支撑部件41。

所述制振衬套27具备配设在同心上的呈圆筒状的内圈28及外圈29，这些内圈28与外圈29具有经由填充到它们之间的橡胶体30而连结的构造。另外，支撑部件31具有与所述接触滚筒32的旋转轴平行地设置且供所述制振衬套27***的卡合孔31a，并且在该卡合孔31a，沿其中心轴形成着分离式槽31b。

而且，如图6所示，使所述轴24依次穿过垫圈26、制振衬套27，接着，在所述制振衬套27外嵌所述支撑部件31，进而，使轴24穿过垫圈33及弹性垫圈34之后，将螺母35紧固于形成在轴24的端部的螺杆，由此将制振衬套27的内圈28压抵于支撑臂21的侧面，而使该内圈28连结于支撑臂21。另外，在此状态下，通过拧入螺丝等来缩窄支撑部件31的分离式槽31b的内宽，由此，利用支撑部件31将制振衬套27的外圈29夹紧，并利用该紧固力使该支撑部件31与制振衬套27的外圈29连结。

这样一来，保持着接触滚筒32的支撑部件31经由橡胶体30而连结于支撑臂21，该接触滚筒32及支撑部件31与支撑臂21通过橡胶体30弹性变形而能够向三维空间的所有方向相对移位。

另一方面，制振衬套37也同样具备配设在同心上的呈圆筒状的内圈38及外圈39，这些内圈38与外圈39具有经由填充到它们之间的橡胶体40而连结的构造。

另外，支撑部件41也同样具有与所述接触滚筒42的旋转轴平行地设置且供所述制振衬套37***的卡合孔41a，并且在该卡合孔41a，沿其中心轴形成着分离式槽41b。

而且，同样如图6所示，使所述轴25依次穿过垫圈36、制振衬套37，接着，在所述制振衬套37外嵌所述支撑部件41，进而，使轴25穿过垫圈43及弹性垫圈44之后，将螺母45紧固于形成在轴25的端部的螺杆，由此将制振衬套37的内圈38压抵于支撑臂21的侧面，而使该内圈38连结于支撑臂21。另外，在此状态下，通过拧入螺丝等来缩窄支撑部件41的分离式槽41b的内宽，由此，利用支撑部件41将制振衬套37的外圈39夹紧，并利用该紧固力使该支撑部件41与制振衬套37的外圈39连结。

这样一来，保持着接触滚筒42的支撑部件41经由橡胶体40而连结于支撑臂21，该接触滚筒42及支撑部件41与支撑臂21通过橡胶体40弹性变形而能够向三维空间的所有方向相对移位。

另外，通过使油压缸50的活塞杆52后退，而将所述接触滚筒32、42的外周面以适当的压抵力压抵于被支撑在所述夹头3及尾架4的工件W的外周面。此外，将接触滚筒32、42压抵于工件W的外周面的压抵力是通过调整活塞杆52的后退位置而进行调整。

b)制振机构60

如图4所示，所述制振机构60具备：两个接触滚筒72、82；支撑部件71，将接触滚筒72自由旋转地支撑；支撑部件81，将接触滚筒82自由旋转地支撑；支撑臂61，支撑这些支撑部件71、81；以及油压缸90，驱动支撑臂61。此外，所述支撑部件71、81相当于第1支撑体，支撑臂61相当于第2支撑体。

所述支撑臂61是具有弯曲形状的臂，该弯曲部由支撑轴62支撑在所述基台11的垂直片部13，另外，该支撑臂61的一个端部61b和所述油压缸90的活塞杆92由连结轴连结，进而，与该活塞杆92为相反侧的油压缸90的端部91和固定设置在基台11的支撑部件95同样由连结轴连结。

这样一来，如图4所示，形成这样一种联结构造，也就是，支撑臂61以支撑轴62的轴心为中心沿箭头所示d方向自由回旋，另外，支撑臂61的其中一个端部61b与活塞杆92能够相对地沿箭头所示e方向旋转，进而，油压缸90的端部91与支撑部件95能够相对地沿箭头所示f方向旋转，且通过油压缸90的活塞杆92进退，而使支撑臂61沿箭头所示d方向回旋。此外，对油压缸90，从油压泵单元等压力油供给源适当供给压力油。

在所述支撑臂61的另一个端部61a，在其一个侧面，保持有支撑着接触滚筒72的支撑部件71，在另一个侧面，保持有支撑着接触滚筒82的支撑部件81。此外，接触滚筒72、82以其旋转轴与主轴轴线平行的方式支撑在所述支撑臂61。

如图6及图7所示，在支撑臂61的上端部61a，以贯通该部并从其两侧面突出的方式，设置着由螺丝86固定的支撑轴63，在支撑轴63的其中一个轴64，经由制振衬套67连结着支撑部件71，同样，在另一个轴65，经由制振衬套77连结着支撑部件81。

制振衬套67具备配设在同心上的呈圆筒状的内圈68及外圈69，这些内圈68与外圈69具有经由填充到它们之间的橡胶体70而连结的构造。另外，支撑部件71具有与所述接触滚筒72的旋转轴平行地设置且供所述制振衬套67***的卡合孔71a，并且在该卡合孔71a，沿其中心轴形成着分离式槽71b。

而且，如图6所示，使所述轴64依次穿过垫圈66、制振衬套67，接着，在所述制振衬套67外嵌所述支撑部件71，进而，使轴64穿过垫圈73及弹性垫圈74之后，将螺母75紧固于形成在轴64的端部的螺杆，由此将制振衬套67的内圈68压抵于支撑臂61的侧面，而使该内圈68连结于支撑臂61。另外，在此状态下，通过拧入螺丝等来缩窄支撑部件71的分离式槽71b的内宽，由此，利用支撑部件71将制振衬套67的外圈69夹紧，并利用该紧固力使该支撑部件71与制振衬套67的外圈69连结。

这样一来，保持着接触滚筒72的支撑部件71经由橡胶体70而连结于支撑臂61，该接触滚筒72及支撑部件71与支撑臂61通过橡胶体70弹性变形而能够向三维空间的所有方向相对移位。

另一方面，制振衬套77也同样具备配设在同心上的呈圆筒状的内圈78及外圈79，这些内圈78与外圈79具有经由填充到它们之间的橡胶体80而连结的构造。

另外，支撑部件81也同样具有与所述接触滚筒82的旋转轴平行地设置且供所述制振衬套77***的卡合孔81a，并且在该卡合孔81a，沿其中心轴形成着分离式槽81b。

而且，同样如图6所示，使所述轴65依次穿过垫圈76、制振衬套77，接着，在所述制振衬套77外嵌所述支撑部件81，进而，使轴65穿过垫圈83及弹性垫圈84之后，将螺母85紧固于形成在轴65的端部的螺杆，由此将制振衬套77的内圈78压抵于支撑臂61的侧面，而使该内圈78连结于支撑臂61。另外，在此状态下，通过拧入螺丝等来缩窄支撑部件81的分离式槽81b的内宽，由此，利用支撑部件81将制振衬套77的外圈79夹紧，并利用该紧固力使该支撑部件81与制振衬套77的外圈79连结。

这样一来，保持着接触滚筒82的支撑部件81经由橡胶体80而连结于支撑臂61，该接触滚筒82及支撑部件81与支撑臂61通过橡胶体80弹性变形而能够向三维空间的所有方向相对移位。

另外，通过使油压缸90的活塞杆92后退，而将所述接触滚筒72、82的外周面以适当的压抵力压抵于被支撑在所述夹头3及尾架4的工件W的外周面。此外，将接触滚筒72、82压抵于工件W的外周面的压抵力是通过调整活塞杆92的后退位置而进行调整。

根据具备以上构成的本例的车床1，以如下方式对工件W进行加工。此外，所述制振机构20的油压缸50的活塞杆52以及所述制振机构60的油压缸90的活塞杆92分别位于前进端，所述接触滚筒32、42及接触滚筒72、82分别位于背离主轴2的轴线的位置。

首先，利用夹头3及尾架轴5支撑工件W后，利用所述移动机构15使所述基台11沿Z轴方向移动，而使制振机构20、60移动到不会妨碍加工的位置、且易吸收工件W所产生的振动的位置(如果有可能，移动到工件W易产生振动的位置)。

接着，使制振机构20的油压缸50的活塞杆52以及制振机构60的油压缸90的活塞杆92分别后退，使所述接触滚筒32、42及接触滚筒72、82分别沿主轴2的轴线方向回旋，而使它们以指定的压抵力接触工件W的外周面。

然后，像这样使接触滚筒32、42及接触滚筒72、82以指定的压抵力接触工件W的外周面之后，利用车床1对工件W进行加工。

而且，如果在加工中工件W产生振动，那么该振动便会传递到接触该工件W的接触滚筒32、42、72、82。这时，接触滚筒32、42、72及82分别连结于制振衬套27、37、67及77，各制振衬套27、37、67、77的内圈28、38、68、78与外圈29、39、69、79通过橡胶体30、40、70、80的弹性变形而能够向三维空间的所有方向相对移位，因此，传递到接触滚筒32、42、72、82的振动的能量通过根据其振动方向使橡胶体30、40、70、80弹性变形而确实地被吸收，从而衰减(制振)。

这样一来，根据本例的制振装置10，即使加工中的工件W产生像颤振那样复杂且较大的振动，也能够通过橡胶体30、40、70、80弹性变形而将该振动确实地吸收，从而制振。

另外，根据本例的制振装置10，能够利用所述移动机构15使基台11沿着主轴2的轴线移动，因此能够使所述接触滚筒32、42、72、82根据工件W的振动位置而接触适当的制振位置，从而能够更有效地对工件W的振动进行制振。

以上，对本发明的具体实施方式进行了说明，但本发明所能采用的具体形态丝毫不受此限定。

例如，上例中设置了四个接触滚筒32、42、72、82，但并不限于此，只要具备一个以上的接触滚筒即可。

另外，上例中设为将支撑接触滚筒32、42的支撑部件31、41与支撑臂21用制振衬套27、37来连结，将支撑接触滚筒72、82的支撑部件71、81与支撑臂61用制振衬套67、77来连结的构成，但并不限于此，支撑部件31、41与支撑臂21、支撑部件71、81与支撑臂61只要分别经由橡胶体连结即可，其连结构造并不限于所述制振衬套27、37、67、77的构造。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种制振装置，配设在机床上，抑制被保持在该机床的主轴的被加工物的振动；其特征在于，包括：

接触滚筒，以旋转轴为中心自由旋转地设置；

第1支撑体，将所述接触滚筒自由旋转地支撑；

第2支撑体，以所述接触滚筒的旋转轴与所述主轴的轴线平行的方式保持所述第1支撑体；

驱动机构，驱动所述第2支撑体，使所述接触滚筒相对于被保持在所述主轴的被加工物接触、背离；以及

基台，支撑所述第2支撑体及所述驱动机构；且

所述第1支撑体经由具有弹性的橡胶体而保持在所述第2支撑体。

2.根据权利要求1所述的制振装置，其特征在于：

还具备配设在同心上的呈圆筒状的外圈及内圈，

所述外圈及所述内圈是经由填充到所述外圈与内圈之间的所述橡胶体而连结，

进而，在所述外圈及内圈中的任一者连结所述第1支撑体，在另一者连结所述第2支撑体。

3.根据权利要求1所述的制振装置，其特征在于：

还具备配设在同心上的呈圆筒状的外圈及内圈，

所述外圈及内圈是经由填充到该外圈与内圈之间的所述橡胶体而连结，

所述第2支撑体具有插通到所述内圈的支撑轴，

所述第1支撑体具有供所述外圈插通的卡合孔，

所述第2支撑体是在所述支撑轴插通到所述内圈的状态下连结于该内圈，

所述第1支撑体是在所述外圈插通到所述卡合孔的状态下连结于该外圈。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制振装置，其特征在于：

具备使所述基台沿着所述主轴的轴线移动的移动机构。