牧野銑床推出新型立式加工中心，主軸采用滾動(dòng)軸承提高剛性

　　牧野銑床制作所將推出一款適用于模具的微細(xì)加工及精密加工的立式加工中心（MC）“iQ500”（圖1）。該產(chǎn)品通過在主軸采用滾動(dòng)軸承提高了剛性，在抑制熱位移的同時(shí)，提高了旋轉(zhuǎn)跳動(dòng)精度?？删芗庸ぶ饾u向大型化發(fā)展的車用光學(xué)部件的模具等。

圖1：牧野銑床制作所的微細(xì)及精密加工用加工中心“iQ500”

以滾動(dòng)軸承實(shí)現(xiàn)與靜壓軸承相當(dāng)?shù)谋砻娲植诙?/font>

　　滾動(dòng)軸承是與轉(zhuǎn)動(dòng)體接觸的結(jié)構(gòu)，容易達(dá)到切削所需的剛性。而另一方面，隨著主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，軸承因摩擦生熱，主軸有可能發(fā)生熱膨脹。而且軸承會(huì)產(chǎn)生跳動(dòng)，不適合對(duì)表面粗糙度要求較高的加工，一般會(huì)用靜壓軸承來替代。

　　為此，牧野開發(fā)了一種冷卻系統(tǒng)，對(duì)于從主軸內(nèi)部輸入冷卻油的“軸芯冷卻”方式使用的冷卻油，將溫控精度從過去的±0.5℃提高到了±0.1℃。通過采用該系統(tǒng)，在新機(jī)型中，熱位移產(chǎn)生的紋波量降低到了0.1μm。再加上嚴(yán)格設(shè)定部件公差，減少組裝過程中每個(gè)旋轉(zhuǎn)部件的失衡等手段，實(shí)現(xiàn)了順暢的轉(zhuǎn)動(dòng)。從而使旋轉(zhuǎn)跳動(dòng)精度降低到過去的1/2，達(dá)到了與靜壓軸承相當(dāng)?shù)乃健?/font>

采用直線導(dǎo)軌提高精度

　　新機(jī)型在工作臺(tái)側(cè)配置一個(gè)軸（Y軸），在主軸側(cè)配置兩個(gè)軸（X、Z軸），采用加工點(diǎn)緊挨著進(jìn)給軸導(dǎo)軌面的結(jié)構(gòu)（圖2）。因?yàn)閯傂愿撸詫?duì)高速移動(dòng)和翻轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的跳動(dòng)，以及各個(gè)可動(dòng)部的負(fù)載變化（扭轉(zhuǎn)）的影響很小。因?yàn)橐苿?dòng)體的翻轉(zhuǎn)姿態(tài)誤差容易控制，所以容易得到?jīng)]有“筋線”和“條紋”的平滑加工面。

圖2：“iQ500”軸的配置

圖3：X、Y軸產(chǎn)生的起伏

　　此外，新產(chǎn)品還采用了摩擦系數(shù)低、剛性高的滾動(dòng)導(dǎo)軌，最大可加工重達(dá)300kg的工件。在滾動(dòng)導(dǎo)軌上，受到滾動(dòng)體（滾子）轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的跳動(dòng)的影響，進(jìn)給軸會(huì)出現(xiàn)起伏。為了遏制這一現(xiàn)象，新機(jī)型采用了專門用來高精度管理滾子圓度、圓柱度、直徑的直線導(dǎo)軌（圖3）。并且提高了床身和工作臺(tái)上直線導(dǎo)軌設(shè)備的直線度，在安裝直線導(dǎo)軌設(shè)備后，仍可維持單體精度。

　　此外，NC程序可以指定的最小單位從過去的100nm縮小到了10nm。對(duì)于加工移動(dòng)量變化小、平緩的曲面（斜面）等特別有效?？潭确答伒姆直媛蕪倪^去的5nm提高到了1.25nm。全沖程時(shí)的定位精度與重復(fù)定位精度為±1.0μm（保證值）。

可加工車用光學(xué)部件和LED的模具

　　設(shè)想加工的工件方面，一個(gè)例子就是用來制作車用導(dǎo)光板的模具。導(dǎo)光板是設(shè)置在前燈透鏡部分、有著連續(xù)V形槽的部件。為了在行駛時(shí)容易識(shí)別出行人和對(duì)面車輛，導(dǎo)光板與前燈合二為一的例子越來越多，部件也逐漸向大型化、復(fù)雜化發(fā)展（圖4）。與此同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)均勻發(fā)光，導(dǎo)光板要具備規(guī)整的微細(xì)形狀和表面粗糙度。因?yàn)榍罢諢襞c導(dǎo)光板所需的精度和性能不同，所以模具采用了嵌套結(jié)構(gòu)（圖5、6）。

圖4：車用前燈和導(dǎo)光板合二為一的示例

圖5：導(dǎo)光板模具的示例

圖6：嵌套結(jié)構(gòu)的模具

　　為此，新機(jī)型擴(kuò)大了工作臺(tái)的作業(yè)面，以往機(jī)型“iQ300”為600×400mm，新機(jī)型為800×500mm，支持的工件高度從190mm增加到300mm，X/Y/Z軸的沖程從400/350/200mm擴(kuò)大到了600/500/300mm?？梢约庸ご笮凸ぜＲ?yàn)槟軌虻玫綗o需拋光的加工表面粗糙度，所以還支持圖案的微細(xì)化。由于可以加工微細(xì)形狀，將模具（模芯）的轉(zhuǎn)角R做到最小，因此還能夠減少成型品亮度不均的現(xiàn)象。

　　除此之外，新機(jī)型還可用來加工LED模具、工業(yè)用精密橡膠模具等（圖7）。這些模具面的品質(zhì)會(huì)嚴(yán)重影響成型品的性能。新機(jī)型能夠得到象限突起（軸的運(yùn)動(dòng)方向翻轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的突起狀誤差）較小的精加工面，因此可以用來加工這些模具。