JPH04322930A - 工作機械の摺動案内台 - Google Patents

工作機械の摺動案内台

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JPH04322930A
JPH04322930A JP3086486A JP8648691A JPH04322930A JP H04322930 A JPH04322930 A JP H04322930A JP 3086486 A JP3086486 A JP 3086486A JP 8648691 A JP8648691 A JP 8648691A JP H04322930 A JPH04322930 A JP H04322930A
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JP
Japan
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guide surface
sliding body
moving speed
lubricating oil
guide
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JP3086486A
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JP2563686B2 (ja
Inventor
Keiji Kitsuka
慶次 木塚
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OKAMOTO KOSAKU KIKAI SEISAKUSHO KK
Okamoto Machine Tool Works Ltd
Original Assignee
OKAMOTO KOSAKU KIKAI SEISAKUSHO KK
Okamoto Machine Tool Works Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の摺動案内台
に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の代表的なものとして、平面研削
盤や旋盤におけるベットがある。これらのベットは摺動
体を摺動自在に案内するために、図7に示すように、案
内面1の表面に油溝2とこの油溝2の底部に開口された
複数の油供給孔3を形成し、これらの油供給孔3から供
給された潤滑油を油溝2に溜めることにより、案内面1
と摺動体との摺動面の潤滑を行っている。案内面1は、
キサゲ加工、グラインダ加工、ミーリング加工等により
仕上げられるのが一般である。その理由は、これらの加
工方法によって仕上げられた案内面1の表面粗さが、潤
滑油を溜めるのに適しているからである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで、案内面1をラ
ッピング加工により仕上げた場合を考える。304c.
S.tの粘度の潤滑油を用いた場合において、案内面1
の摩擦係数と摺動体の移動速度との関係は図8のグラフ
によって示される。すなわち、摩擦係数は摺動体の移動
速度が速くなるに従い急激に増加し、40mm/sの速
度では0.5と大きな値を示す。その理由は、移動速度
の増加により案内面1と摺動体との間の油膜の厚さが薄
くなり潤滑作用が損なわれ、むしろ潤滑油の物性により
一種の凝着状態になるものと考えられる。
【0004】同じ条件において、キサゲ加工により案内
面1を仕上げた場合において、案内面1の摩擦係数と摺
動体の移動速度との関係は図9のグラフによって示され
る。すなわち、静止摩擦係数は0.22であり、摺動体
の移動速度が速くなるに従い摩擦係数は一旦低下して2
0mm/sの移動速度で0.1の最低値を示し、その後
、移動速度の増加とともに摩擦係数が大きくなるが、3
〜20mm/sの移動速度の範囲では潤滑混合状態にあ
り、摺動体の送り剛性が低い場合にスティックスリップ
(付着滑り)の発生が高くなるものと考えられる。
【0005】次に、粘度が304c.S.tの潤滑油を
用い、約2秒のサイクルタイムで摺動体を往復動させ、
その移動方向が反転する時におけるラッピング仕上げの
案内面1に対する摺動体の浮き量と案内面1の摩擦係数
と摺動体の移動速度との関係は図10のグラフに示され
る。すなわち、摺動体の移動速度が40mm/sに達す
るまでは摩擦係数が小さくなる傾向にあり、それ以上に
移動速度が速くなると摩擦係数は増加する。また、ラッ
ピング加工面は平面度が1μm以下であるために、摺動
体の移動方向が反転する場合における案内面1に対する
摺動体の浮き量は、移動速度が100mm/sの場合で
も2μmと小さいことが分かる。
【0006】同じ条件において、キサゲ加工により仕上
げた案内面1に対する摺動体の浮き量と摩擦係数と摺動
体の移動速度との関係は図11のグラフによって示され
る。摩擦係数は、摺動体の移動速度が18mm/sの時
に0.08と最小となり、その後、摺動体の移動速度の
増加に伴い直線的に増加する傾向を示す。これに対して
、案内面1に対する摺動体の浮き量は摺動体の移動速度
が速くなるに従い急激に大きくなり、100mm/sの
移動速度に達した場合には8μmと大きな値を示す。
【0007】
【表1】
【0008】ここで、表1に示すように、案内面の仕上
面の種類を、それぞれラッピング、キサゲ(10bea
ring)、キサゲ(20bearing)、グライン
ダ(カップ砥石研削)、ミーリング等の加工方法別に分
け、これらの種類別に図12及び図13のような試料4
を形成し、それぞれの試料4の仕上面5における潤滑油
の浸透率を測定する。すなわち、仕上面5には潤滑油を
溜めるための油溝2と油供給孔3とを形成し、仕上面5
にオプチカルフラットを接触させ、油供給孔3から潤滑
油を注入し潤滑油が仕上面5に浸透する状態をカメラで
撮影し、仕上面5の面積に対する潤滑油の浸透面積の比
率を測定する。この測定に際しては粘度が304c.S
.tの潤滑油を用い、潤滑油を注入した後の時間経過と
潤滑油の浸透率との関係を図14に示す。この結果によ
れば、ラッピングによる仕上面が最も潤滑油の浸透率が
悪い。その理由は、仕上面5の平面度が数μm或いはそ
れ以下と小さく、表面の粗さも他の加工方法による仕上
面5と異なって小さいため、油溝2内の空気が大気に抜
け難くなることによるものと考えられる。これに対して
、他の加工方法による仕上面5の潤滑油の浸透率は高い
ことが分かる。
【0009】以上のように、ラッピングによる仕上面5
は潤滑性が悪いため案内面1として用いることができな
い。また、他のキサゲ、グラインダ、ミーリング等の加
工方法により案内面1を仕上げた場合は、潤滑性が良好
であるが、図11に示すように、案内面1からの摺動体
の浮き量を小さくするためには、摺動体の移動速度を制
限しなければならず、高速運転には適さない問題がある
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、表面粗さ及び
平面度がラッピング加工によるものと同等以上の精度に
定められて摺動体を摺動自在に保持する案内面を設け、
この案内面の表面に潤滑油を溜める油溝を形成し、前記
案内面の表面に前記油溝を横切って両端が前記案内面の
両側に突き抜ける複数の細溝を形成した。
【0011】
【作用】案内面の表面粗さ及び平面度が高精度に維持さ
れるため、摺動体を高速で移動させても案内面に対する
摺動体の浮き量を小さくすることができ、これにより、
摺動体を始動させた直後に案内面と摺動体との間の潤滑
油の膜厚を定常状態に維持することができ、さらに、細
溝の形成により案内面への潤滑油の浸透率を向上させる
ことができ、したがって、摺動体の移動速度の変化に拘
らず摺動体の案内特性を向上させるとともに潤滑性を向
上させることができる。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例を図1ないし図6に基づい
て説明する。第7図において説明した部分と同一部分は
同一符号を用い説明も省略する。図1に示すように、ラ
ッピング加工により形成された案内面1には、油溝2と
この油溝2の底部に開口された複数の油供給孔3とが形
成されている。また、案内面1の表面には油溝2を横切
って両端がこの案内面1の両側に突き抜ける複数の細溝
6が平行に形成されている。これらの細溝6は案内面1
にレーザー光を照射することにより、案内面1の長手方
向に沿う直線に対してα(60度)なる傾斜角度をもっ
て形成され、隣接する細溝6の幅及び配列間隔は毛細管
現象が生ずるような値に定められ、また、細溝6の深さ
は60μmに定められている。図3は案内面1の一部を
拡大して示す説明図で、図中、7はラッピング仕上面で
ある。このような案内面1には刃物台等の摺動体(図示
せず)が摺動自在に保持されている。
【0013】このような構成において、摺動体は案内面
1に案内されて往復駆動される。この時、案内面1はラ
ッピング加工により仕上げられているため、その表面粗
さ及び平面度が高精度であり、しかも、細溝6をレーザ
ー加工によって形成する時の表面硬化によって案内面1
の耐摩耗性を向上させることができる。したがって、摺
動体を高速で移動させても案内面1に対する摺動体の浮
き量を小さくすることができ、これにより、摺動体を始
動させた直後に案内面1と摺動体との間の潤滑油の膜厚
を定常状態に維持することができる。さらに、細溝6の
形成により案内面1への潤滑油の浸透率を向上させるこ
とができる。したがって、摺動体の移動速度の変化に拘
らず摺動体の案内特性を向上させるとともに潤滑性を向
上させることができる。
【0014】因に、304c.S.tの粘度の潤滑油を
油溝2に注油した場合において、案内面1に対する摺動
体の浮き量と、案内面1の摩擦係数と、摺動体の移動速
度との関係を図4に示す。図4で理解されるように、摺
動体の移動速度が変化しても案内面1に対する摺動体の
浮き量は少ない。移動速度が100mm/sに達しても
、摺動体の浮き量は1.7μmと小さく、案内面1の摩
擦係数も0.38と小さい。
【0015】図5は、案内面1に供給される潤滑油の粘
度を変えた場合において、案内面1の摩擦係数と摺動体
の移動速度との関係を示すグラフであり、潤滑油の粘度
を82c.S.t又は17c.S.tと小さくすること
により、キサゲ加工によって形成された案内面の摩擦係
数と略同等の摩擦係数とすることが可能である。
【0016】図6は、本発明における細溝6を有する案
内面1の仕上面と、従来のラッピング仕上面と、従来の
キサゲ仕上面との潤滑油の浸透率の比較を示すグラフで
、縦軸は潤滑油の浸透率、横軸は潤滑油の粘度である。 各測定値は潤滑油を注油した後30秒経過後の値である
。この測定は従来と同様の方法で行われる。この図6か
らも分かるように、本発明の案内面1の潤滑油の浸透率
が最も高いことが分かる。
【0017】なお、細溝6は摺動体の摺動方向に対して
傾斜されているため、細溝6を摺動体の摺動方向に対し
て直交させた場合に比較して、摺動抵抗を小さくするこ
とができる。
【0018】
【発明の効果】本発明は、表面粗さ及び平面度がラッピ
ング加工によるものと同等以上の精度に定められて摺動
体を摺動自在に保持する案内面を設け、この案内面の表
面に潤滑油を溜める油溝を形成し、前記案内面の表面に
前記油溝を横切って両端が前記案内面の両側に突き抜け
る複数の細溝を形成したので、案内面の表面粗さ及び平
面度が高精度に維持されるため、摺動体を高速で移動さ
せても案内面に対する摺動体の浮き量を小さくすること
ができ、これにより、摺動体を始動させた直後に案内面
と摺動体との間の潤滑油の膜厚を定常状態に維持するこ
とができ、さらに、細溝の形成により案内面への潤滑油
の浸透率を向上させることができ、したがって、摺動体
の移動速度の変化に拘らず摺動体の案内特性を向上させ
るとともに潤滑性を向上させることができる等の効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るもので案内面を示す平
面図である。
【図2】その案内面に形成した細溝の断面形状を示す縦
断側面図である。
【図3】その案内面の表面の一部を拡大して示す説明図
である。
【図4】その案内面の摩擦係数と案内面に対する摺動体
の浮き量と摺動体の移動速度との関係を示すグラフであ
る。
【図5】その潤滑油の粘度と案内面の摩擦係数と摺動体
の移動速度との関係を示すグラフである。
【図6】従来例と本発明との潤滑油の浸透率の比較を示
すグラフである。
【図7】従来の案内面を示す平面図である。
【図8】そのラッピング加工により形成された案内面の
摩擦係数と摺動体の移動速度との関係を示すグラフであ
る。
【図9】そのキサゲ加工により形成された案内面の摩擦
係数と摺動体の移動速度との関係を示すグラフである。
【図10】そのラッピング加工により形成された案内面
の摩擦係数と案内面に対する摺動体の浮き量と摺動体の
移動速度との関係を示すグラフである。
【図11】そのキサゲ加工により形成された案内面の摩
擦係数と案内面に対する摺動体の浮き量と摺動体の移動
速度との関係を示すグラフである。
【図12】その潤滑油の浸透率を測定する試料の平面図
である。
【図13】その試料の縦断側面図である。
【図14】潤滑油注油後の時間経過と潤滑油の浸透率と
の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1      案内面 2      油溝 6      細溝

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  表面粗さ及び平面度がラッピング加工
    によるものと同等以上の精度に定められて摺動体を摺動
    自在に保持する案内面を設け、この案内面の表面に潤滑
    油を溜める油溝を形成し、前記案内面の表面に前記油溝
    を横切って両端が前記案内面の両側に突き抜ける複数の
    細溝を形成したことを特徴とする工作機械の摺動案内台
JP3086486A 1991-04-18 1991-04-18 工作機械の摺動案内台 Expired - Fee Related JP2563686B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003091070A (ja) * 2001-09-17 2003-03-28 Ricoh Opt Ind Co Ltd 三次元構造体とその製造方法
JP2005297167A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Tottori Univ すべり案内及び同すべり案内を備えた工作機械

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57141228U (ja) * 1981-02-27 1982-09-04

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JP2005297167A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Tottori Univ すべり案内及び同すべり案内を備えた工作機械

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