CN103846751A - 静压流体引导装置以及使用了静压流体引导装置的机床 - Google Patents
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Abstract
本发明提供静压流体引导装置以及使用了静压流体引导装置的机床,该静压流体引导装置具备:具有纵引导面(16a、17a)的固定体(19);具有纵滑动面(14a1、14a2)的可动体(14);流体供给装置(33);作用有与间隙(L1)的大小对应的第一流体压力(P1)并以第一作用力(F1)对可动体施力的静压凹部(34);作用有与间隙(L2)的大小对应的第二流体压力(P2)并以第二作用力(F2)对可动体施力的液压凹部(35),第二流体压力(P2)的变化量比第一流体压力(P1)的变化量小,在第一作用力以及第二作用力在水平方向上平衡时,纵引导面(16a)与纵滑动面(14a1)之间的间隙(L1)为设定值。
Description
技术领域
本申请主张于2012年12月4日提出的日本专利申请2012-265340号的优先权,并在此引用包括其说明书、附图以及摘要的全部内容。
本发明涉及静压流体引导装置以及使用了静压流体引导装置的机床。
背景技术
静压流体引导装置是将两个部件维持为非接触来降低摩擦的装置。因此,在相对移动的两个部件的对置面的一方设置有凹状的静压凹部,从静压凹部喷出空气、油等流体,在两个部件之间形成规定的厚度的流体的流出层。由此,提高两个部件间的滑动性能,并且实现提高引导面间的刚性。例如,在日本特开平6-735号公报所记载的现有技术中,通过缩径部(orifice)(可变缩径部)对供给至上下引导面、左右引导面、以及与各引导面对置的各滑动面的静压凹部的压力进行调整来提高滑动性能,并且实现提高引导面间的刚性。
然而,在日本特开平6-735号公报所记载的现有技术中,为了确保稳定的刚性,需要高精度地进行各引导面的加工以及两个部件的组装。因此加工成本升高,制造工时增加。
发明内容
本发明提供即使加工精度以及组装精度产生差别也能够稳定地确保引导面间的高刚性的静压流体引导装置以及使用了静压流体引导装置的机床。
根据本发明的一个实施方式的静压流体引导装置,具备:固定体,其具有面向相反方向的一对纵引导面;可动体,其具有分别与所述一对纵引导面对置的一对纵滑动面;流体供给装置;静压凹部,其设置于与所述一对纵引导面中成为基准面的一方的纵引导面对置的一方的纵滑动面,借助所述流体供给装置供给流体而作用有与所述一方的纵引导面和所述一方的纵滑动面之间的间隙的大小对应的第一流体压力,并以第一作用力对所述可动体向另一方的纵引导面的方向施力;液压凹部,其设置于与所述一对纵引导面中所述另一方的纵引导面对置的另一方的纵滑动面,借助所述流体供给装置供给流体而作用有与所述另一方的纵引导面和所述另一方的纵滑动面之间的间隙的大小对应的第二流体压力,并以第二作用力对所述可动体向所述一方的纵引导面的方向施力,相对于所述另一方的纵引导面与所述另一方的纵滑动面之间的所述间隙的变化量的所述第二流体压力的变化量,比相对于所述一方的纵引导面与所述一方的纵滑动面之间的所述间隙的变化量的所述第一流体压力的变化量小,当所述第一作用力和所述第二作用力在水平方向上平衡时,作为所述基准面的所述一方的纵引导面与所述一方的纵滑动面之间的所述间隙为设定值。
附图说明
以下通过参照附图对本发明的优选实施方式进行详细地描述,本发明的上述及其它目的、特征及优点会变得更加清楚,其中,对相同的部件标注相同的标记。
图1是说明使用了本发明的静压流体引导装置的磨床的一个实施方式的俯视图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是说明可变缩径部的构造的剖视图。
图4是说明本发明的静压流体引导装置的流体压力与间隙、以及间隙与引导件的刚性之间的关系的曲线图。
图5是说明变形例1的图。
图6是说明变形例2的图。
图7是说明变形例3的图。
图8是说明变形例4的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
以下,使用附图对用于实施本发明的方式进行说明。图1表示应用了本发明的静压流体引导装置40的磨床1的一个实施方式。磨床1是砂轮座(wheel head)横向进给型磨床。图1表示磨床1的俯视图的例子,图2表示图1的A-A剖视图。另外,在记载有X轴、Y轴、Z轴的全部附图中,X轴、Y轴以及Z轴彼此正交,Y轴表示铅垂向上,Z轴和X轴表示水平方向。Z轴表示工件旋转轴方向,X轴方向表示砂轮15(相当于本发明的工具)切入工件W(相当于本发明的工作物)的方向。
如图1所示,磨床1具备床身11、对固定于床身11的工件W进行两端支承以使工件W能够旋转的主轴台(work head)12、以及尾座装置(foot stock)13。磨床1还具备:能够在床身11上沿Z轴方向以及X轴方向移动的砂轮座(wheel head)14(相当于本发明的可动体)、被砂轮座14支承为能够旋转的砂轮(grinding wheel)15、静压流体引导装置40(参照图2)、驱动主轴台12以及砂轮15并且控制砂轮15相对于工件W的位置的控制装置18。
磨床1利用砂轮15对绕工件旋转轴WZ旋转的工件W进行研磨。砂轮15形成为圆板形状。砂轮15构成为绕砂轮旋转轴TZ旋转并能够相对于工件W沿Z轴以及X轴方向相对移动。另外,工件旋转轴WZ与砂轮旋转轴TZ都与Z轴平行。
如图1以及图2所示,主轴台12具备基底12a、主轴外壳12b以及主轴12c。将基底12a载置于床身11上。主轴外壳12b构成为能够相对于基底12a沿Z轴方向往复移动。主轴12c在主轴外壳12b内被支承为能够绕工件旋转轴WZ旋转。另外,在主轴12c的一端设置有中心部件12d。在主轴12c设置有未图示的驱动马达,控制装置18能够使主轴12c以任意的角速度绕通过中心部件12d的前端的工件旋转轴WZ而旋转至任意的角度。
尾座装置13具备基底13a、尾座轴外壳13b以及尾座轴13c。将基底13a载置于床身11上。尾座轴外壳13b构成为能够相对于基底13a沿Z轴方向移动。尾座轴13c在尾座轴外壳13b内被支承为能够绕工件旋转轴WZ旋转或者无法绕工件旋转轴WZ旋转,并被设为与主轴12c同轴。而且,工件W的两端(或者两端附近)被具备中心部件12d的主轴台12、和具备中心部件13d的尾座装置13支承(也可以代替中心部件而使用卡盘)。
另外,在床身11载置有横动基底19(相当于本发明的固定体)。与由Z轴驱动马达21控制的滚珠丝杠22的旋转角度对应,而沿V型引导件23将横动基底19定位控制于Z轴方向的任意的位置。控制装置18一边对来自省略图示的编码器等位置检测单元的信号进行检测,一边将控制信号输出至Z轴驱动马达21,由此进行横动基底19的Z轴方向的定位。
在横动基底19载置有使砂轮15进退的砂轮座14(相当于本发明的可动体)。与由X轴驱动马达25控制的滚珠丝杠30的旋转角度对应,而沿一体地设置于横动基底19的上表面的引导件16、17将砂轮座14定位于X轴方向的任意的位置。控制装置18对来自位置检测单元的信号进行检测并且将控制信号输出至X轴驱动马达25,由此对砂轮座14(可动体)的X轴方向的位置进行定位。
另外,如图2所示,例如使砂轮旋转轴TZ与工件旋转轴WZ位于同一水平面上。在该状态下使砂轮15相对于工件W相对地接近,并将工件W与砂轮15接触的位置中的靠砂轮15的一侧的点作为加工点。而且,虽然在磨床1设置有将冷却液供给至加工点附近的冷却液喷嘴,但省略图示。另外,在图1以及图2的例子所示的磨床1中,虽然将修整砂轮15的修整单元安装于主轴外壳12b,但省略图示。
如图1、图2所示,砂轮座14(可动体)由滑动台26、砂轮15、砂轮轴承27、砂轮驱动马达28(伺服马达)以及X轴驱动马达25等构成。砂轮驱动马达28的旋转动力经由驱动带轮29、带31以及从动带轮32传递至砂轮15。另外,在本实施方式中示出了通过砂轮驱动马达28和滚珠丝杠30而使砂轮座14进退的构造的例子,但是例如也可以使用线性马达。对于使砂轮座14进退的驱动装置不做特别限定。
如图2所示,静压流体引导装置40具备横动基底19(固定体)、砂轮座14(可动体)、液压泵33(相当于本发明的流体供给装置)、可变缩径部24(相当于本发明的缩径部)、经由可变缩径部24与液压泵33连接的静压凹部34、以及与液压泵33直接连接的液压凹部35。液压泵33例如从容器37吸入油等流体并以压力P(排出压力)将其排出。通过控制装置18控制液压泵33以便总是能够以一定的压力排出流体。设置有省略图示的回收单元以使排出的流体在静压流体引导装置40内循环,并不久之后被回收至容器37。
如图1、图2所示,横动基底19在上表面具备使砂轮座14沿X轴方向移动的一对引导件16、17。一对引导件16、17沿Z轴方向隔开距离而设置,并分别沿X轴方向延伸相同的长度。引导件16配置于比引导17靠近砂轮15(相当于本发明的工具)的位置。如图2所示,在引导件16以及引导17形成有一对对置的面即面向相反方向的纵引导面16a以及17a。另外,在本实施方式中,纵引导面16a相当于本发明的一方的纵引导面并且相当于基准面。另外,纵引导面17a相当于本发明的另一方的纵引导面。
在引导件16的上表面形成有与纵引导面16a正交的水平引导面16b。另外,在引导17的上表面形成有与纵引导面17a正交的水平引导面17b。在本实施方式中,水平引导面16b以及水平引导面17b以相同高度形成。但并不局限于此,也可以通过不同的高度来形成。另外,将水平引导面16b以及水平引导面17b各自的位置,定义为分别处于纵引导面16a以及纵引导面17a的外侧。即,在将纵引导面16a与纵引导面17a之间的中间设为中央时,将从中央朝向纵引导面16a的方向并且逐渐从纵引导面16a分离的一侧称为纵引导面16a的外侧。另外,将从中央朝向纵引导面17a的方向并且逐渐从纵引导面17a分离的一侧称为纵引导面17a的外侧。
在砂轮座14所具备的滑动台26的下表面设置有一对纵滑动面14a1、14a2。一对纵滑动面14a1、14a2在将砂轮座14载置于横动基底19上时与横动基底19所具备的一对引导件16、17的纵引导面16a、17a对置。纵滑动面14a1相当于本发明中的一方的纵滑动面,纵滑动面14a2相当于另一方的纵滑动面。另外,在滑动台26的下表面设置有与一对引导件16、17的水平引导面16b、17b对置的一对水平滑动面14b1、14b2。此时,由于仅是将砂轮座14载置于横动基底19上,所以仅向水平引导面16b、17b上赋予砂轮座14的自重大小的载荷。
在与成为基准面的纵引导面16a对置的纵滑动面14a1设置有形成为凹状的静压凹部34。静压凹部34如前所述地经由可变缩径部24而与液压泵33连接。在本实施方式中,可变缩径部24是在图3中作为一个例子示出的隔膜式可变缩径部。另外可变缩径部并不局限于此,也可以是滑阀式可变缩径部,还可以是是其他方式的可变缩径部。
图3所示的隔膜式可变缩径部24具备上部壳41、下部壳42以及隔膜43。可变缩径部24使从流入口24a供给的流体经由成为缩径部的环状部R从流出口24b朝向静压凹部34流出。将流体从液压泵33直接供给至流入口24a。并且若静压凹部34内的流体的压力上升,则被填充于与静压凹部34内连通的流出口24b、以及流体填充室24c的流体的压力上升。然后顶起隔膜43,从而环状部R的面积增加而使流量增加。
另外,若静压凹部34内的流体的压力减少,则被填充于与静压凹部34内连通的流出口24b、以及流体填充室24c的流体的压力减少。然后推下隔膜43,从而环状部R的面积以及流量减少。若纵引导面16a、与具备静压凹部34的纵滑动面14a1之间的间隙L1由于这种作用而变动,则可变缩径部24内的环状部R的开口面积与间隙L1的大小对应地增减,从而被供给至静压凹部34的第一流体压力P1变动。此时,将承受第一流体压力P1的静压凹部34的面积设为S1,由此第一作用力F1=P1×S1。
在与纵引导面17a对置的纵滑动面14a2设置有液压凹部35。液压凹部35如前所述地与液压泵33直接连接。即,将液压泵33的排出压力P保持原样不变地赋予液压凹部35,从而成为第二流体压力P2。将承受第二流体压力P2的液压凹部35的面积设为S2,则第二作用力F2=P2(≈P)×S2。并且在本实施方式中设定为S2<S1。
另外,在本实施方式中,以液压凹部35的纵向的中心位置位于比静压凹部34的纵向的中心位置靠上方的位置的方式配置液压凹部35。此外,液压凹部35的中心以及静压凹部34的中心与使液压凹部35以及静压凹部34承受第二流体压力P2以及第一流体压力P1而产生的第二作用力F2以及第一作用力F1各自的载荷重心的高度一致。
在一对水平滑动面14b1、14b2分别设置有形成为凹状的各水平静压凹部36、36。各水平静压凹部36、36经由可变缩径部24与液压泵33连接。在液压泵33未动作的状态下,各水平滑动面14b1、14b2由于砂轮座14的自重而分别抵接于各水平引导面16b、17b上并进行按压。若使液压泵33动作,则将流体从液压泵33经由可变缩径部24供给至各水平静压凹部36、36。然后,由于所供给的流体的流体压力,而将液体分别从各水平静压凹部36、36喷出至各水平引导面16b、17b与各水平滑动面14b1、14b2之间,由此形成规定的厚度的流出层。由此,各水平引导面16b、17b与各水平滑动面14b1、14b2成为非接触状态,从而降低摩擦而获得良好的滑动状态。
对如上所述地构成的静压流体引导装置40中的砂轮座14的水平方向的平衡进行说明。在静压流体引导装置40中,经由可变缩径部24将第一流体压力P1供给至静压凹部34,将近似于液压泵33的排出压力P的第二流体压力P2供给至液压凹部35。然后,砂轮座14沿Z轴的其中一个方向移动,并不久之后在水平方向成为平衡状态,从而第一作用力F1(P1×S1)=第二作用力F2(P2×S2)。另外,由此第一流体压力P1=第二流体压力P2×(S2/S1)。
基于上述图4的曲线图具体地进行说明。图4的曲线图表示将横轴中的从0向右方设为流体压力并将纵轴设为间隙L时的第一流体压力P1以及第二流体压力P2的特性。如前所述,观察曲线图可知,被供给至静压凹部34的第一流体压力P1由于间隙L的变动而大幅度变动。另外,可知被供给至液压凹部35的第二流体压力P2基于间隙L的变动的变动量较小。这样在本发明中,相对于另一方的纵引导面17a与另一方的纵滑动面14a2之间的间隙L2的变化量的第二流体压力P2的变化量,比相对于一方的纵引导面16a与一方的纵滑动面14a1之间的间隙L1的变化量的第一流体压力P1的变化量小。
另外,图4表示将横轴中的从0向左方设为引导件刚性T时的间隙L与引导件刚性T之间的关系。在图中,引导件刚性T越向左则越大。观察表示间隙L与引导件刚性T之间的关系的公知的特性Q可知,在间隙L较小时(区域Ⅰ)、或者在间隙L较大时(区域Ⅲ),引导件刚性T较小。因此在本发明中,以引导件刚性T处于比其他区域高的区域Ⅱ的范围的方式设定间隙L1。而且使该间隙例如为间隙L1a。另外,特性Q为公知,因此省略详细的说明。
此时,根据图4的曲线图,将间隙L1a设为本发明的设定值时的第一流体压力P1为P1a。并且设定值的间隙L1a中的第一流体压力P1a作为一个例子例如形成为此时的第二流体压力P2a(≈排出压力P)的1/2。
在上述的状态下,为了使第一作用力F1(=P1×S1)、与第二作用力F2(=P2×S2)在水平方向上平衡,而使产生第一作用力F1的静压凹部34的面积S1形成为液压凹部35的面积S2的1/2即可。由此,第一作用力F1、与由近似液压泵33的排出压力P的第二流体压力P2所产生的第二作用力F2平衡,从而借助第一流体压力P1a来实现间隙L1a。此时,根据滑动台26、横动基底19、一对引导件16、17的尺寸和间隙L1a而自动决定间隙L2。
另外,实际上,首先根据各种制约条件来决定液压泵33的排出压力P。接着,为了获得预期的刚性而设定间隙L1a,并以第一作用力F1、与第二作用力F2在所设定的间隙L1a时彼此平衡的方式决定液压凹部35的面积S2、和静压凹部34相对于面积S2的面积S1。另外,在上述说明中,以设定值为1点作为间隙L1a。但并不局限于此,还可以考虑基于液压泵33的排出压力P的变动的第二作用力F2的变动而将设定值设定为具有幅度。
接下来,说明对砂轮座14向纵向(下方)施力的情况。如前所述,在本实施方式中,液压凹部35的纵向的中心位置配置为位于比静压凹部34的纵向的中心位置靠上方的位置。
因此,如图2所示,在砂轮座14产生转矩M。然后,产生的转矩M在作为基准面的纵引导面16a侧将砂轮座14所具有的滑动台26的水平滑动面14b1按压于水平引导面16b。由此能够提高形成于基准面侧的水平引导面16b与水平滑动面14b1之间的引导件的刚性。而且能够仅由于自重而牢固地保持被载置于横动基底19上的砂轮座14,从而能够在通过砂轮15加工工件W时抑制砂轮座14的基准面侧的翘起。由此提高工件W的加工精度。
接下来,基于图4对动作进行说明。在说明中,将成为基准面的纵引导面16a与纵滑动面14a1之间的间隙L1的设定值设为间隙L1a。而且,在组装磨床1时,在将砂轮座14载置于横动基底19上之后,使纵引导面16a、与纵滑动面14a1之间的间隙L1形成为比间隙L1a大的间隙L1b(参照图4的曲线图)。另外,此时,使纵引导面17a与纵滑动面14a2之间的间隙L2形成为L2b(参照图4的曲线图)。另外,间隙L1+间隙L2总是形成为恒定的值。
在这种状态下,启动成为组装完成状态的磨床1。由此静压流体引导装置40也动作,从液压泵33以排出压力P排出流体。排出的流体被供给至静压凹部34以及液压凹部35。由于可变缩径部24的作用而将与间隙L1b对应的第一流体压力P1b供给至基准面侧的静压凹部34。另外,将与排出压力P大致相等的第二流体压力P2b供给至液压凹部35(参照图4的曲线图)。此时,只要第一流体压力P1b和S1与S2的面积比(1/2)对应而具有第二流体压力P2b的1/2大小便能够平衡。
因此,砂轮座14被第二作用力F2施力而沿Z轴方向并且沿纵引导面16a(基准面)方向移动。由此,如图4的曲线图中的箭头Ar1所示,间隙L1b逐渐减小,第一流体压力P1不久便成为第一流体压力P1a。此时,如图4所示,第二流体压力P2几乎不变动,但是间隙L1b逐渐增大,从而第二流体压力P2成为第二流体压力P2a(=P1a×2)。由此,基于第一流体压力P1a的第一作用力F1、与基于第二流体压力P2a的第二作用力F2平衡,基准面侧的间隙L1成为作为设定值的间隙L1a。
这样,通过启动磨床1而将粗略地组装的横动基底19以及砂轮座14修正为预期的组装状态。由此能够将位于砂轮15侧的基准面的引导件的刚性形成为预先设定的大小。另外此时,如前所述,在砂轮座14产生转矩M,从而将水平滑动面14b1按压于水平引导面16b。由此能够提高形成于基准面侧的水平引导面16b与水平滑动面14b1之间的引导件的刚性。
此外,在上述实施方式中,在砂轮座14所具有的一对水平滑动面14b1、14b2具备各水平静压凹部36、36。但也可以取消各水平静压凹部36、36而形成为使水平滑动面14b1、14b2与水平引导面16b、17b抵接并滑动的滑动型引导件。由此也能够获得与上述实施方式中的效果同样的效果。
另外,作为变形例1,也可以如图5所示,构成为经由静压凹部46、47从下方支承引导件16、17。由此也能够获得与上述实施方式中的效果同样的效果。
另外,在上述实施方式中,在可动体配置工具,该工具为砂轮座14的砂轮15。但并不局限于该方式,也可以在可动体配置工作物(工件)。而且,只要将该工作物设置于比另一方的纵引导面17a靠基准面侧的位置即可。由此也能够获得工作物的良好的加工精度。
本实施方式的静压流体引导装置40,当第一作用力F1以及第二作用力F2在水平方向上平衡时,能够将作为基准面的一方的纵引导面16a与一方的纵滑动面14a1之间的间隙L1设定为规定的范围内。由此在组装静压流体引导装置40时,即使在基准面(纵引导面16a)与纵滑动面14a1之间的间隙L1存在差别,也能够通过使静压流体引导装置40动作,而使基准面(纵引导面16a)与纵滑动面14a1之间的间隙L1处于预期的范围内,从而能够获得良好的引导件的刚性。另外由于能够粗略地进行组装,所以还能够降低组装时的工时。
另外,在本实施方式中,静压凹部34的面积S1形成为比液压凹部35的面积S2大。因此在砂轮座14(可动体)沿Z轴方向移动且第一作用力F1与第二作用力F2平衡的状态下,第一流体压力P1的大小能够与面积比对应而形成为小于第二流体压力P2的大小的压力。因此通过适当地设定静压凹部34的面积S1与液压凹部35的面积S2之间的面积比,能够将第一流体压力P1设定为能够简易地供给的压力。由此能够容易地获得提高引导件的刚性的预期的间隙L1。
另外,在本实施方式中,作为第二流体压力P2将来自液压泵33(流体供给装置)的排出压力P的流体供给至液压凹部35。由此不必调整第二流体压力P2,因此能够实现简单的控制。另外,由于第二流体压力P2为恒定压力,所以仅通过在来自液压泵33的供给路径上设置简单的结构的可变缩径部24,便能够降低来自液压泵33的排出压力P,从而能够容易地获得与面积比(S2/S1)对应的第一流体压力P1。
另外,在本实施方式中,与作为基准面的纵引导面16a对置的静压凹部34的纵向的中心位置,在上下方向上设置于比液压凹部35的纵向的中心位置低的位置。因此若将第一流体压力P1以及第二流体压力P2分别供给至静压凹部34以及液压凹部35,则在砂轮座14上产生转矩M。产生的转矩M将基准面侧的砂轮座14的水平滑动面14b1按压于对置的水平引导面16b。由此能够提高形成于基准面侧的水平引导面16b与水平滑动面14b1之间的引导件的刚性。而且若将静压流体引导装置40应用于磨床1,则能够将仅由于自重而被载置于横动基底19(固定体)上的砂轮座14(可动体)牢固地保持于横动基底19上。由此能够抑制:砂轮座14沿X轴方向前进,在砂轮15研磨工件W时砂轮座14承受在加工点产生的来自工件W的反作用力而从横动基底19翘起的情况。
另外,在本实施方式中,由于将本发明的静压流体引导装置40应用于磨床1(相当于本发明的机床),所以能够降低设置于砂轮座14(可动体)的基准面侧的砂轮15的加工点变动的危险,从而能够提供能够高精度地加工工作物的磨床1。
另外,在上述实施方式中,由于产生转矩M,所以以液压凹部35的纵向的中心位置位于比静压凹部34的纵向的中心位置靠上方的位置的方式配置液压凹部35。但是,并不局限于该方式,也可以将液压凹部35的纵向的中心与静压凹部34的纵向的中心配置于相同的高度。由此,也能够获得修正砂轮座14的Z轴方向(水平方向)的位置的效果。
接下来,基于图6对变形例2进行说明。在变形例2中,如图6所示,以通过第一作用力F1的分力成分Ya向下方对砂轮座14施力的方式,在作为基准面的一方的纵引导面16aa形成为带有倾斜。并且在与纵引导面16aa对置的纵滑动面14aa也形成为带有与纵引导面16aa相同的倾斜。
由此,能够将仅由于自重而被载置于横动基底19上的砂轮座14(可动体)的水平滑动面14b1按压于对置的水平引导面16b上,从而能够提高基准面侧的上下方向的引导件刚性T,进而能够抑制基准面侧的砂轮座14翘起。
接下来,基于图7对变形例3进行说明。在变形例3中,以相对于变形例1通过第一作用力F1的分力成分Ya以及第二作用力F2的分力成分Yb向下方对砂轮座14施力的方式,在另一方的纵引导面17aa也形成为带有倾斜。另外,在与纵引导面17aa对置的纵滑动面14bb也形成为带有与纵引导面16aa相同的倾斜。由此,砂轮座14由于一对水平滑动面14b1、14b2相对于各水平引导面16b、17b的按压,而能够平衡性良好地提高引导件刚性T,从而能够抑制砂轮座14翘起。
接下来,基于图8对变形例4进行说明。在变形例4中,形成为相对于上述变形例3追加了引导件48的方式。将引导件48固定于横动基底19上。在图8中,在引导件48的左右设置有纵引导面48a、48b。另外,在与纵引导面48a、48b对置的面,分别形成有设置于砂轮座14(可动体)所具备的滑动台26的纵滑动面14d1、14d2。而且,在纵滑动面14d1形成有面积为S1的静压凹部34,在纵滑动面14d2形成有面积为S2的液压凹部35。静压凹部34经由可变缩径部24与液压泵33连接。另外,液压凹部35与液压泵33直接连接。
若将第一流体压力P1供给至静压凹部34,则朝向砂轮15侧产生第一作用力F1,从而对砂轮座14(可动体)施力。另外,若将与液压泵33的排出压力P几乎相等的第二流体压力P2供给至液压凹部35,则朝向与第一作用力F1对置的方向产生第二作用力F2,从而对砂轮座14(可动体)施力。除上述说明以外,具有与上述实施方式同样的结构以及作用。通过这种变形例4也能够获得与上述实施方式同样的效果。
此外,在上述实施方式中,静压凹部34、46的面积S1与液压凹部35、47的面积S2被设定为成为S1>S2的关系。但是,并不局限于该方式,也可以形成为S1=S2。在该情况下,在液压凹部35与液压泵33之间夹设稳压器,并以供给至液压凹部35、47的第二流体压力P2与第一流体压力P1相等的方式进行控制即可。由此也能够获得与上述实施方式同样的效果。
另外,在上述实施方式中,在静压凹部34与液压泵33之间设置有可变缩径部24。但并不局限于该方式,也可以将可变缩径部24变更为固定缩径部。由此也能够期待相应的效果。
另外,在上述实施方式中,将静压流体引导装置40应用于磨床。但并不局限于此,也可以将静压流体引导装置40应用于除磨床以外的机床。例如应用于车床、铣床、钻床、以及加工中心等,并经由静压流体引导装置40将以悬臂支承这些机床的工具或者工作物的各可动体支承于固定体上。此时,在可动体中的基准面侧配置工具或者工作物即可。由此,能够以短时间进行可动体的组装,并且只要使机床动作便能够获得工作精度良好的工作物。
Claims (7)
1.一种静压流体引导装置,其中,具备:
固定体,其具有面向相反方向的一对纵引导面;
可动体,其具有分别与所述一对纵引导面对置的一对纵滑动面;
流体供给装置;
静压凹部,其设置于与所述一对纵引导面中成为基准面的一方的纵引导面对置的一方的纵滑动面,借助所述流体供给装置供给流体而作用有与所述一方的纵引导面和所述一方的纵滑动面之间的间隙的大小对应的第一流体压力,并以第一作用力对所述可动体向另一方的纵引导面的方向施力;
液压凹部,其设置于与所述一对纵引导面中所述另一方的纵引导面对置的另一方的纵滑动面,借助所述流体供给装置供给流体而作用有与所述另一方的纵引导面和所述另一方的纵滑动面之间的间隙的大小对应的第二流体压力,并以第二作用力对所述可动体向所述一方的纵引导面的方向施力,
相对于所述另一方的纵引导面与所述另一方的纵滑动面之间的所述间隙的变化量的所述第二流体压力的变化量,比相对于所述一方的纵引导面与所述一方的纵滑动面之间的所述间隙的变化量的所述第一流体压力的变化量小,
当所述第一作用力和所述第二作用力在水平方向上平衡时,作为所述基准面的所述一方的纵引导面与所述一方的纵滑动面之间的所述间隙为设定值。
2.根据权利要求1所述的静压流体引导装置,其中,
承受所述第一流体压力的所述静压凹部的面积,形成为比承受所述第二流体压力的所述液压凹部的面积大,
与所述静压凹部的面积和所述液压凹部的面积之比对应地,所述第一流体压力被设定为小于所述第二流体压力。
3.根据权利要求2所述的静压流体引导装置,其中,
所述第二流体压力是所述流体供给装置的排出压力,
所述第一流体压力是经由设置于从所述流体供给装置通往所述静压凹部的供给路径的缩径部的流体压力。
4.根据权利要求1所述的静压流体引导装置,其中,
所述固定体在所述一对纵引导面的各外侧具有一对水平引导面,并且
所述可动体具有分别与所述一对水平引导面对置的一对水平滑动面,
所述静压凹部的纵向的中心位置被设定为比所述液压凹部的纵向的中心位置低。
5.根据权利要求1所述的静压流体引导装置,其中,
所述固定体在所述一对纵引导面的各外侧具有一对水平引导面,并且
所述可动体具有分别与所述一对水平引导面对置的一对水平滑动面,
所述一方的纵引导面以及与该纵引导面对置的所述纵滑动面形成为具有倾斜,以便借助所述第一作用力的分力成分而对所述可动体向下方施力。
6.根据权利要求5所述的静压流体引导装置,其中,
所述另一方的纵引导面以及与该纵引导面对置的所述纵滑动面形成为具有倾斜,以便借助所述第二作用力的分力成分而对所述可动体向下方施力。
7.一种机床,具有加工工作物的工具,其中,
将权利要求1的静压流体引导装置应用于所述机床,
所述工具或所述工作物设置在所述可动体中比所述另一方的纵引导面靠所述基准面一侧的位置。
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