专利名称：旋转体支撑结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转体支撑结构。
背景技术：
普通并且经常采用的在工件(待处理的物体)中钻孔的方法如下所述。 将诸如钻头等工具附连在诸如卡盘等工具保持构件上，然后转动工具以形 成孔洞。近来的使各种产品紧凑化的趋势要求为这些产品提供紧凑的零部 件。制作紧凑的零部件常常要求在零部件上钻出小直径的深孔。另外，钻 孔作业必须是非常精确的。
钻出具有大的孔深与孔径比的孔洞具体被叫作深孔钻孔。常规的深孔
钻孔技术包括枪钻系统和BTA (内排屑钻孔)系统。用于深孔钻孔的工具 要形成为具有与需要在工件中钻出的孔洞形状相对应的小直径和长尺寸。 然而，因此具有较长尺寸的工具尖端有时会在径向方向上产生颤动，这种 颤动使得不可能钻出精确的深孔。
为了解决这个问题，迄今为止已提供了一些能够改善对旋转体(诸如 工具)内形成的振动的阻尼作用的旋转体支撑结构。这种常规旋转体支撑 结构的实例在专利文献1中公开。
专利文献l: JP-A-H5-27253
发明内容
本发明要解决的问题
在常规结构中，安装到旋转体上的套管由坚硬易碎的材料(诸如陶瓷 和硬质合金)形成。与套管相对的轴承侧滑动构件通过诸如过盈配合的方 法与设置在滑动构件外侧的金属壳形成一体。另外，将金属壳体压入装配到橡胶缓冲构件中。在缓冲构件和轴承壳之间形成腔室，且用粘弹性材料 (具体为硅凝胶)填充该腔室。在这种常规结构中，构件之间采用不同的 粘结方式，且构件使用各种各样的材料。除此之外，这种结构具有大量的 零部件。因此，这种结构被复杂化。
用于解决上述问题的本发明提供一种旋转体支撑结构，其能够通过简 单的构造实现对旋转体的阻尼作用。
解决问题的技术手段
用于解决上述问题的根据第一发明的旋转体支撑结构的特征在于包 括壳体；和滑动轴承，其由所述壳体支撑并且以可旋转地支撑旋转体， 且其特征在于在所述壳体与所述滑动轴承之间填充有油。
用于解决上述问题的根据第二发明的旋转体支撑结构为第一发明的 旋转体支撑结构，其特征在于包括
从所述壳体的内圆周表面朝向所述滑动轴承的外圆周表面突出的突 出部分；以及
将油供应到所述突出部分的端面与所述滑动轴承的外圆周表面之间 的供油通道。
用于解决上述问题的根据第三发明的旋转体支撑结构为第二发明的 旋转体支撑结构，其特征在于
至少在所述突出部分的端面和所述滑动轴承的外圆周表面之一中形 成有凹部，并且所述供油通道与所述凹部连通。
用于解决上述问题的根据第四发明的旋转体支撑结构的特征在于包
括
可旋转地支撑旋转体的滑动轴承；以及
动态变形装置，其设在所述滑动轴承的外圆周表面，并且在旋转体产 生振动时沿着与旋转体轴向方向正交的方向发生动态变形。
用于解决上述问题的根据第五发明的旋转体支撑结构的特征在于包
括
可旋转地支撑旋转体的滑动轴承；
使所述滑动轴承沿滑动轴承的径向方向收缩的收縮装置；以及
4在旋转体产生振动时控制所述收縮装置的控制装置。 本发明的效果
在根据本发明的旋转体支撑结构中，具有减弱旋转体振动的振动吸收 功能的物体被设置在滑动轴承周围。因此，能够通过简单的构造实现对旋 转体的阻尼作用。
图1是配有根据本发明的旋转体支撑结构的深孔钻孔设备的示意图； 图2是压头的示意图3是示出根据本发明第一实施例的旋转体支撑结构的示意图； 图4是示出根据本发明第二实施例的旋转体支撑结构的示意图； 图5是示出根据本发明第三实施例的旋转体支撑结构的示意图； 图6是示出根据本发明第四实施例的旋转体支撑结构的示意具体实施方式
附图标记的说明
1: 5轴BTA机；11:钻杆；12:工具；13:支撑构件；14:压头；15: 伺服电机；16:滚珠螺杆机构；2h壳体；22:支撑构件；23:延伸部分； 24:轴衬部分；25:突出部分；26:供油单元；27:凹部；31:支撑部分； 32: O形环；33和42:轴衬；41:压电元件；43:控制单元；51:间隙 传感器；52:控制单元；53:功率放大器；54:电磁铁；W:工件；Wa: 深孔。
本发明的最佳实施方式
下面将参考附图详细描述根据本发明的旋转体支撑结构。注意在以 下实施例中，具有类似结构和功能的构件将给予相同的附图标记，并且仅 在这些构件第一次出现时对它们进行描述。附图中的箭头表示油的流动。实施例1
图1是配有根据本发明的旋转体支撑结构的深孔钻孔设备的示意图。
图2是压头的示意图。图3是示出根据本发明的第一实施例的旋转体支撑 结构的示意图。
图1示出了5轴BTA (内排屑钻孔)机l，其为用于在工件(待处理 的物体)W中钻出深孔的深孔钻孔设备。5轴BTA机1包括5个钻杆(旋 转体)11，每个钻杆均具有中空结构。各钻杆11在其末梢上均配有工具 12。
5轴BTA钻孔机1配有支撑构件13。压头14穿过支撑构件13并由 其支撑。如图2所示，在各压头14的内部，在前端侧和底端侧上均设有 本发明的旋转体支撑结构。注意该旋转体支撑结构将在下面进行描述。 如此穿过压头14的钻杆11由支撑结构以可旋转的方式支撑且可沿轴向方 向运动。
此外，5轴BTA机1包括驱动钻杆11旋转的伺服电机15和沿轴向方 向移动钻杆11的滚球螺杆机构16。未示出的NC设备与伺服电机15和滚 球螺杆机构16相连。
接着将参考图3描述设在各个压头14内的本发明的各个旋转体支撑 结构。注意在压头14的前端侧和底端侧上均使用了该旋转体支撑结构， 然而该结构至少可以单独设置在前端侧上。
如图3所示，压头14配有壳体21，其形成压头14的外壳。钻杆11 与壳体21同轴地被设置在壳体21内部。环形支撑部分22形成为从壳体 21的内圆周表面向内突出。管状延伸部分23沿着钻杆11的轴向方向(壳 体21的轴向方向)延伸，并且其一端与支撑部分22的侧壁的前端相连。 延伸部分23的另一端形成为旋转支撑钻杆11的轴衬部分(滑动轴承)24。
另外，环形突出部分25形成为从壳体21的内圆周表面向内突出。如 此形成的突出部分25与轴衬部分24相对。在突出部分25中，沿圆周方 向在预定位置上形成供油通道26，所述供油通道26沿突出部分25的径向 方向延伸。油通过供油通道26从突出部分25的底端侧(壳体侧)供应到 突出部分25的前端侧(中心侧)。在突出部分25的前端部分上形成朝底 端侧凹陷的凹部27。供油通道26与凹部27连通。因此，通过凹部27在轴衬部分24的外圆周表面与突出部分25的端面之间形成间隙空间S。
注意壳体21、支撑部分22、延伸部分23、轴衬部分24和突出部分 25为静态构件，并且彼此形成一体。这些构件由例如相同的金属材料(诸 如黄铜)制成。壳体21填充有油，所述油来自未示出的供油设备。如在 图3中用箭头所指示的那样，从钻杆ll的底端侧开始、通过供油通道26 提供油。另外，在此实施例中，凹部27形成于突出部分25的端面中，但 是凹部还可以形成在与突出部分25的端面面对的轴衬部分24的外圆周表 面中。只要至少在这两个面之一中形成有凹部就足够了。
通过将5轴BTA机1放置在合适位置上来启动工件W上的深孔钻孔 工作，其中在所述合适位置上，压头14的末梢可被压到它们在工件W上 的预定位置上。然后，驱动伺服电机15和滚球螺杆机构16。工具12通过 它们各自的钻杆11获得预定旋转和预定进给速度。从而在工件W内形成 深孔Wa，其中各个深孔Wa均具有所需要的孔深和孔径。在深孔Wa被钻 出的同时，切削油从未示出的切削油供应设备被供应到工具12的末梢。 切削油和已被工具12擦除的碎屑通过钻杆11的中空部分，并且被排出工 具12的内部。
在压头14的内部，油由供油设备提供且流入钻杆11与轴衬部分24 之间的空间。因此减小了钻杆11与轴衬部分24之间的摩擦，从而使得钻 杆11能够顺利旋转。经供油通道26提供的油流入凹部27，从而在间隙空 间S内形成油膜。
随着深孔Wa的钻孔作业逐渐推进和进给量逐渐变大，钻杆11从压头 14上伸出的量也变大。相应地，钻杆11的回旋振动变得更大。同时，在 压头14的内部，轴衬部分24随着钻杆11的振动一同振动。因此形成垂 直于轴衬部分24的外圆周表面以及突出部分25的与轴衬部分24相对的 端面的相对振动。其结果是作用在形成于间隙空间S内的油膜上的压力 升高，并且变得高于作用在周围区域上的压力。间隙部分S内的油膜的挤 压动作使得阻尼钻杆11的振动成为可能。
实施例2
图4是示出根据本发明的第二实施例的旋转体支撑结构的示意图。
7如图4所示，环形支撑部分31形成为从壳体21的内圆周表面向内突 出。由金属(诸如黄铜)制成的轴衬33借助设在轴衬33与支撑部分31 之间的多个(在图4中具体为2个)橡胶O形环(动态变形装置)由支撑 部分31支撑。轴衬33用作旋转支撑钻杆11的滑动轴承。
因此，即使在钻杆11在深孔钻孔期间产生振动的时候，能够通过O 形环32的动态(弹性)变形阻尼振动。
顺便要提的是，用于此实施例的0形环32是由橡胶制成的，但是也 可以替换性地使用由特氟纶(Teflon)(注册商标)制成的O形环。与橡胶 0形环32相比，特氟纶O形环产生更好的耐久性。不管是用橡胶还是用 特氟纶制造O形环，在O形环之间填油均会引起油的挤压动作。除了 O 形环的动态变形之外，此挤压动作进一步减弱振动。此外，可以用振动吸 收橡胶、特氟纶薄膜、丝网或类似物替换O形环32。借助它的动态变形 可减弱钻杆11的振动。
实施例3
图5是示出根据本发明的第三实施例的旋转体支撑结构的示意图。 如图5所示，在壳体21的内圆周表面上设置一对上、下压电元件41。 压电元件41支撑特氟纶轴衬42。控制设备(控制设备)43与压电元件41 相连。轴衬42用作滑动轴承，并且旋转支撑钻杆11。另夕卜，在轴衬42中， 沿轴衬42的径向方向在轴衬42的整个厚度(长度)上形成狭缝(收縮装 置)42a。
狭缝42a的空隙通过根据钻杆11的进给量控制施加到压电元件41上 的电压进行调节。更具体地，随着钻杆11的进给量增加，狭缝42a的间 隙空间逐渐变窄，从而使得轴衬42沿其径向方向收縮。通过这种控制， 钻杆11与轴衬42之间的空隙变小。因此，在深孔钻孔过程中，即使在钻 杆11从压头14上伸出的量变大和作用于轴衬42上的轴承负载发生变化 的时候，钻杆11也能够被定位在轴衬42的中央。因此，钻杆ll与轴衬 42之间的空隙总能被保持在最佳状态下。因此，钻杆11的振动可被减弱。
实施例4图6是示出根据本发明的第四实施例的旋转体支撑结构的示意图。
如图6所示，在壳体21中，间隙传感器51被设置成面对钻杆11。间 隙传感器51与控制设备52相连，并且控制设备与功率放大器53相连。 另外，围绕钻杆11设有四个电磁铁54,其分别位于钻杆11的上侧、下侧、 右手侧和左手侧。这些电磁铁54与功率放大器53相连。
各电磁铁54与钻杆11之间的间隙量由间隙传感器51检测。流过各 电磁铁54的电流根据如此检测到的间隙量进行控制。因此，可通过各个 电磁铁54的磁吸引力从上侧、下侧、右手侧和右手侧吸引钻杆n。通过
这种方式，钻杆11被定位在电磁铁54的中央。因此，钻杆11的振动可 被减弱。 ' 在上述实例中，对流过电磁铁的电流的控制是基于间隙量的，但是对 流过电磁铁的电流的控制还可以是基于从所检测到的振动转换出的速度。
工业应用领域
本发明适用于具有改善的振动吸收功能的轴承。
权利要求
1. 一种旋转体支撑结构，其特征在于包括壳体；以及滑动轴承，其由壳体支撑并且可旋转地支撑旋转体，并且特征在于在所述壳体与所述滑动轴承之间填充有油。
2. 如权利要求l所述的旋转体支撑结构，其特征在于包括 从所述壳体的内圆周表面朝向滑动轴承的外圆周表面突出的突出部分；以及将油供应到所述突出部分的端面与所述滑动轴承的外圆周表面之间 的供油通道。
3. 如权利要求2所述的旋转体支撑结构，其特征在于 至少在所述突出部分的端面和所述滑动轴承的外圆周表面之一上形成有凹部；以及所述供油通道与所述凹部连通。
4. 一种旋转体支撑结构，其特征在于包括 滑动轴承，其可旋转地支撑旋转体；以及动态变形装置，其被设置在所述滑动轴承的外圆周表面上并且在旋转 体产生振动时沿着与旋转体的轴向方向正交的方向发生动态变形。
5. —种旋转体支撑结构，其特征在于包括 滑动轴承，其可旋转地支撑旋转体；收縮装置，其使所述滑动轴承沿所述滑动轴承的径向方向收縮；以及 控制装置，其在旋转体产生振动时控制所述收縮装置。
全文摘要
本发明提供一种旋转体支撑结构，其能够通过简单的构造实现对旋转体的阻尼作用。为此，旋转体支撑结构被配置成包括壳体(21)和由壳体(21)支撑并且旋转支撑钻杆(11)的轴衬部分(24)；并且在壳体(21)与轴衬部分(24)之间填有油。
文档编号F16C27/00GK101454584SQ200780019329
公开日2009年6月10日 申请日期2007年6月26日 优先权日2006年6月29日
发明者加口仁, 安田千秋, 山下胜也, 田村和浩, 神户昭雄, 霞流祥刚 申请人:三菱重工业株式会社