JP2000015501A - 内部冷却形回転切削装置 - Google Patents

内部冷却形回転切削装置

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JP2000015501A
JP2000015501A JP10183644A JP18364498A JP2000015501A JP 2000015501 A JP2000015501 A JP 2000015501A JP 10183644 A JP10183644 A JP 10183644A JP 18364498 A JP18364498 A JP 18364498A JP 2000015501 A JP2000015501 A JP 2000015501A
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Motofumi Kuroda
基文 黒田
Tetsuya Meiji
哲也 明事
Toshiki Oya
敏紀 大矢
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 丸コマバイトを回転軸に取り付けて使用する
回転切削装置において、切削熱による回転軸及び軸受の
温度上昇を防ぐこと。 【解決手段】 回転軸を中空回転軸3とし、その内部に
冷却水供給管9を挿入し、冷却水を中空回転軸3内側へ
供給して中空回転軸3を内部から冷却する。その際、冷
却水が外部へ漏れないように中空回転軸3下方に冷却水
受10を設け、冷却に使用した冷却水を回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は丸コマバイトを用い
た回転切削装置、特に、乾式切削に適した内部冷却形回
転切削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、丸コマバイトを用いた回転切削装
置として、特開昭54−291号公報に記載されたもの
のように、丸コマバイトを回転自在の回転軸に装着し、
切削時の切削力により従動回転させながら加工物を切削
するものが知られている。また、特開昭53−4828
9号公報には、丸コマバイトをモータ駆動回転により回
転させて切削を行う技術が記載されている。
【0003】図4に従来の回転切削装置の概略構成を示
す。同図に示す回転切削装置は、丸コマバイト2と、中
実の回転軸21と、ラジアルスラスト軸受(以下、単に
軸受と呼ぶ)4を備えている。丸コマバイト2は回転軸
21の先端に、ボルト1で押えられて取り付けられてい
る。回転軸21にはスペーサー6、ばね座がね7、平座
がね22、及び、回転軸21に固定されるナット23に
より、軸受4が装着されている。これにより、回転軸2
1は軸受4により回転自在に保持されている。また、軸
受4はベース部材5に支持される。
【0004】図4に示すような回転切削装置の切削動作
時には、切削力に応じた荷重及び曲げモーメントが軸受
4にかかる。また、切削時に丸コマバイト2で発生する
切削熱が回転軸21を伝わって、軸受4が数百度の高温
に晒される。このように高温下で荷重及び曲げモーメン
トが加わるため、潤滑不良により軸受4が焼き付くおそ
れがある。同様に、回転軸21にも高温下で荷重及び曲
げモーメントが加わるため、回転軸21が変形し自在に
回転することができなくなるおそれがある。
【0005】これらの解決策として、切削力に応じた荷
重及び曲げモーメントについては、軸受4の負荷容量及
び回転軸21の寸法等、設計パラメータを可能な範囲で
変更すれば、或る程度対処できる。しかし、切削熱によ
る熱的損傷を防ぐには、軸受4及び回転軸21が高温に
ならないように熱対策することが必要である。
【0006】湿式切削では、切削液が回転軸21の一部
及び発熱源である丸コマバイト2に直接かかり、軸受4
及び回転軸21を冷却することができるため、上記のよ
うな熱対策は考えなくてよい。
【0007】しかし、乾式切削では切削液を使用しない
ため、何らかの熱対策を講じる必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、切削
液を使用しない乾式切削でも、熱的損傷を受けることが
ないように回転軸を冷却する内部冷却形回転切削装置を
提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明に係る内部冷却形回転切削装置は、軸受に支持された
回転軸の先端部に丸コマバイトを取付けてなる回転切削
装置において、前記回転軸が軸心に沿う孔を内部に形成
された回転軸であり、この回転軸内に挿入された冷却液
供給管を具備し、回転軸内部に冷却液を供給して回転軸
を内部から冷却することを特徴とするものである。
【0010】また、上記課題を解決する本発明に係る内
部冷却形回転切削装置は、前記回転軸内から排出される
冷却液を回収する冷却液受を具備することを特徴とする
ものである。
【0011】また、上記課題を解決する本発明に係る内
部冷却形回転切削装置は、前記回転軸に装着されたたラ
ジアル軸受と、前記冷却液受のカバーを具備すること、
及び、このカバーはラジアル軸受を介して前記回転軸に
装着され、カバーと前記冷却液受が固定され、前記冷却
液受と前記冷却液供給管が固定されていることを特徴と
するものである。
【0012】また、上記課題を解決する本発明に係る内
部冷却形回転切削装置は、前記冷却液受からの液漏れを
防止する液漏れ防止部材を具備することを特徴とするも
のである。
【0013】また、上記課題を解決する本発明に係る内
部冷却形回転切削装置は、回転軸を支持する前記軸受を
保持する部材に形成された、該軸受に向けて開口する孔
を具備し、この孔から冷却気体を供給して該軸受を冷却
することを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
内部冷却形回転切削装置を、図1〜図3に基づいて説明
する。図1は第1実施形態例に係る内部冷却形回転切削
装置の構成を示し、図2は第2実施形態例に係る内部冷
却形回転切削装置の構成を示し、図3は第3実施形態例
に係る内部冷却形回転切削装置の構成を示す。
【0015】(第1実施形態例)図1に示す内部冷却形
回転切削装置は、回転軸内部を水冷することを想定し、
丸コマバイト2と、中空回転軸3と、ラジアルスラスト
軸受(以下、単に軸受と呼ぶ)4と、冷却水供給管9
と、冷却水受10を備えている。丸コマバイト2は中空
回転軸3の先端にボルト1で押えて取り付けてある。中
空回転軸3には軸受4を基端側から装着し、スペーサー
6、ばね座がね7、及び、中空回転軸3に固定されるナ
ット8により保持している。軸受4はベース部材5に支
持される。これにより、中空回転軸3は軸受4により回
転自在に保持される。中空回転軸3の内部には基端から
冷却水供給管9を挿入してある。そして、冷却水が外部
へ漏れないように、中空回転軸3の下方に冷却水受10
を設け、冷却に使用した冷却水を回収する。具体的に
は、冷却水供給管9を囲む形状に形成した冷却水受10
を、中空回転軸3の基端側にて、冷却水供給管9の外周
に装着し固定してある。冷却水受10はアングル部材1
1によりベース部材5に固定して、冷却水供給管9が中
空回転軸3の内部に接触しないように位置決めしてあ
る。冷却水供給管9の下端には冷却水供給口12を取り
付け、冷却水受10の側面には冷却水排出口13を取り
付けてある。ナット8の下部は細径にし、冷却水受10
の上端開口部に隙間を明けてはまるようにしてある。
【0016】このような装置構成により、冷却水供給口
12より冷却水供給管9へ連続的に冷却水を供給する
と、中空回転軸3の内部に冷却水が充満し、丸コマバイ
ト2から中空回転軸3に流入してきた切削熱を内部から
抜熱して、中空回転軸3及び軸受4の温度上昇を抑え、
熱的損傷を抑える。
【0017】抜熱した冷却水は、冷却水供給管9の外側
と中空回転軸3の内部との隙間を通って冷却水受10に
溜まり、冷却水排出口13を通って外部へ排出される。
なお、冷却水の代わりに任意の冷却液を使用できる。
【0018】(第2実施形態例)図2に示す内部冷却形
回転切削装置は、図1に示したものに比べ、冷却水供給
管9を中空回転軸3の内側へ容易に精度良く挿入でき、
また、冷却水受10から冷却水が漏れないようにした例
である。つまり、冷却水供給管9を中空回転軸3内部へ
挿入し、冷却水を供給して中空回転軸3に流入してきた
切削熱を抜熱するが、冷却水供給管9と中空回転軸3の
内部との隙間は例えば数mmと少ししかないため、中空回
転軸3に接触しないように冷却水供給管9を精度良く挿
入する必要がある。また、冷却水受10から冷却水がな
るべく漏れないことが望ましい。
【0019】そこで、図2に示す内部冷却形回転切削装
置では、中空回転軸3にラジアル軸受16を装着し、こ
のラジアル軸受16に、冷却水受10の上部を覆うカバ
ー(冷却水受カバー)17を取り付けてある。即ち、冷
却水受10の上部を覆うカバー(冷却水受カバー)17
を、ラジアル軸受16を介して中空回転軸3に取り付け
てある。そして、このカバー17に、冷却水供給管9を
固定した冷却水受10を固定してある。
【0020】これにより、冷却水供給管9は中空回転軸
3に回転可能に取り付けられていることになり、図1に
示した回転切削装置の効果に加えて、精度良く中空回転
軸3内に挿入できるという効果がある。
【0021】また、冷却水受10内では、カバー17側
にて中空回転軸3との間にオイルシール18を装着して
ある。更に、冷却水受10の下部にて、冷却水供給管9
との間にOリング19を装着してある。このように、オ
イルシール18及びOリング19を追加したことによ
り、冷却水の漏れを防ぐことができ、周りの環境を害す
ることがないという効果がある。
【0022】上述したように、図2に示した内部冷却形
回転切削装置は、丸コマバイト2と、中空の回転軸3
と、軸受4と、冷却水供給管9と、冷却水受10と、ラ
ジアル軸受16と、冷却水受10のカバー17と、オイ
ルシール18と、Oリング19を備えている。そして、
丸コマバイト2は中空回転軸3の先端にボルト1で押え
て取り付けてある。中空回転軸3には軸受4を基端側か
ら装着し、スペーサー6、ばね座がね7、及び、中空回
転軸3に固定されるナット14により保持している。軸
受4はベース部材5に支持される。更に、中空回転軸3
には軸受取付具15とラジアル軸受16を基端側から装
着し、軸受取付具15によりラジアル軸受16を保持し
ている。このようなラジアル軸受16の外周に、冷却水
供給管9を囲む形状に形成した冷却水受10に対するカ
バー17が取り付けられている。一方、冷却水受10に
固定された冷却水供給管9が中空回転軸3の内部に基端
から挿入され、カバー17に冷却水受10が固定され
る。その際、カバー17側にてカバー17及び冷却水受
10と中空回転軸3との間にオイルシール18が装着さ
れ、冷却水受10の下部にて、冷却水受10と冷却水供
給管9との間にOリング19が装着される。
【0023】図1に示した内部冷却形回転切削装置にお
いても、図2と同様、冷却水受10と中空回転軸3と間
にオイルシール18を装着したり、更に、冷却水受10
と冷却水供給管9と間にOリング19を装着して、冷却
水の漏れを防ぐことが可能である。
【0024】(第3実施形態例)図3に示す内部冷却形
回転切削装置は、図2に示したものに比べ、軸受(スラ
ストラジアル軸受)4の冷却効果を更に高めるようにし
た工夫した例である。
【0025】図3に示す内部冷却形回転切削装置は、エ
アーにより軸受4を冷却することを想定し、ベース部材
5にエアー供給孔20を、軸受4に向けて開口するよう
に設けてあり、例えば5kgf/cm2程度のエアーをエア供
給孔20から軸受4に吹き付けてエアー冷却を行い、水
冷却と併せて冷却効果を高めるている。これにより、図
1及び図2に示した回転切削装置の効果に加えて、高
速、重切削においても軸受4の熱的損傷を防ぐことがで
きるという効果がある。
【0026】上述したように、図3に示した内部冷却形
回転切削装置は、丸コマバイト2と、中空の回転軸3
と、軸受4と、冷却水供給管9と、冷却水受10と、ラ
ジアル軸受16と、冷却水受10のカバー17と、オイ
ルシール18と、Oリング19と、エアー供給孔20を
備えている。そして、丸コマバイト2は中空回転軸3の
先端にボルト1で押えて取り付けてある。中空回転軸3
には軸受4を基端側から装着し、スペーサー6、ばね座
がね7、及び、中空回転軸3に固定されるナット14に
より保持している。軸受4はベース部材5に支持され
る。更に、中空回転軸3には軸受取付具15とラジアル
軸受16を基端側から装着し、軸受取付具15によりラ
ジアル軸受16を保持している。このラジアル軸受16
の外周に、冷却水供給管9を囲む形状に形成した冷却水
受10に対するカバー17が取り付けられている。一
方、冷却水受10に固定された冷却水供給管9が中空回
転軸3の内部に基端から挿入され、カバー17に冷却水
受10が固定される。その際、カバー17側にてカバー
17及び冷却水受10と中空回転軸3との間にオイルシ
ール18が装着され、冷却水受10の下部にて、冷却水
受10と冷却水供給管9との間にOリング19が装着さ
れる。更に、ベース部材5に、軸受4に向いて開口する
ように、エアー供給孔25を設けてある。
【0027】図1に示した内部冷却形回転切削装置にお
いても、図3と同様に、ベース部材5にエアー供給孔2
0を、軸受4に向けて開口するように設け、例えば5kg
f/cm 2程度のエアーをエア供給孔20から軸受4に吹き
付けてエアー冷却を行い、水冷却と併せて冷却効果を高
めることが可能である。また、図3、図1いずれの場合
も、エアーの代わりに任意の冷却気体を使用することが
できる。
【0028】上記各実施形態例では中空回転軸3とし
て、有底の孔を軸心に沿って回転軸に基端側から明けた
ものを用いているが、回転軸に軸心に沿って貫通孔を明
け、この貫通孔の先端側を水漏れしないように丸コマバ
イト2を押えるボルト1等により塞ぐ構造の中空回転軸
であっても良い。
【0029】また、上記各実施形態例は、丸コマバイト
2を回転自在の中空回転軸3に装着し、切削時の切削力
により従動回転させながら加工物を切削する回転切削装
置に本発明を適用したものを示しているが、丸コマバイ
ト2をモータ駆動により回転させて切削を行う回転切削
装置にも本発明による内部冷却構造、位置出し構造、水
漏れ防止構造、エアー冷却構造を適用することができ
る。
【0030】
【発明の効果】請求項1に係る発明は、回転軸が軸心に
沿う孔を内部に形成された回転軸であり、この回転軸内
に挿入された冷却液供給管を具備するので、回転軸内部
に冷却水を供給して冷却することにより、回転軸及び軸
受の切削熱による熱的損傷を防ぐことができ、回転切削
装置を乾式切削に適用することができる。
【0031】請求項2に係る発明は、回転軸内から排出
される冷却液を回収する冷却液受を具備するので、冷却
に使用した冷却液が外部に漏れがたい。
【0032】請求項3に係る発明は、回転軸に装着され
たたラジアル軸受と、冷却液受のカバーを具備し、カバ
ーはラジアル軸受を介して回転軸に装着され、カバーと
冷却液受が固定され、冷却液受と冷却液供給管が固定さ
れているので、結果的に冷却液供給管が回転軸に取り付
けられたことになり、精度良く冷却液供給管を回転軸内
に挿入することができる。
【0033】請求項4に係る発明は、冷却液受からの液
漏れを防止する液漏れ防止部材を具備するので、冷却液
の漏れを効率良く防ぐことができ、環境を害さない。
【0034】請求項5に係る発明は、回転軸を支持する
軸受を保持する部材に、軸受に向けて開口する冷却気体
供給用の孔を具備するので、この孔から該軸受に冷却気
体を供給して冷却するにより、高速、重切削においても
該軸受の熱的損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態例に係る内部冷却形回転
切削装置の構成を示す断面図。
【図2】本発明の第2実施形態例に係る内部冷却形回転
切削装置の構成を示す断面図。
【図3】本発明の第3実施形態例に係る内部冷却形回転
切削装置の構成を示す断面図。
【図4】従来の回転切削装置の構成を示す断面図。
【符号の説明】
1 丸コマバイト押え用ボルト 2 丸コマバイト 3 中空回転軸 4 軸受(ラジアルスラスト軸受) 5 ベース部材 6 スペーサ 7 ばね座金 8 ナット 9 冷却水供給管 10 冷却水受 11 アングル部材 12 冷却水供給口 13 冷却水排出口 14 ナット 15 軸受取付具 16 ラジアル軸受 17 冷却水受用カバー 18 オイルシール 19 Oリング 20 エアー供給孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大矢 敏紀 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工業 株式会社三原製作所内 Fターム(参考) 3C046 AA11 BB09

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸受に支持された回転軸の先端部に丸コ
    マバイトを取付けてなる回転切削装置において、前記回
    転軸が軸心に沿う孔を内部に形成された回転軸であり、
    この回転軸内に挿入された冷却液供給管を具備し、回転
    軸内部に冷却液を供給して回転軸を内部から冷却するこ
    とを特徴とする内部冷却形回転切削装置。
  2. 【請求項2】 前記回転軸内から排出される冷却液を回
    収する冷却液受を具備することを特徴とする請求項1記
    載の内部冷却形回転切削装置。
  3. 【請求項3】 前記回転軸に装着されたたラジアル軸受
    と、前記冷却液受のカバーを具備すること、及び、この
    カバーはラジアル軸受を介して前記回転軸に装着され、
    カバーと前記冷却液受が固定され、前記冷却液受と前記
    冷却液供給管が固定されていることを特徴とする請求項
    2記載の内部冷却形回転切削装置。
  4. 【請求項4】 前記冷却液受からの液漏れを防止する液
    漏れ防止部材を具備することを特徴とする請求項2又は
    3に記載の内部冷却形回転切削装置。
  5. 【請求項5】 回転軸を支持する前記軸受を保持する部
    材に形成された、該軸受に向けて開口する孔を具備し、
    この孔から冷却気体を供給して該軸受を冷却することを
    特徴とする請求項1又は2又は3又は4に記載の内部冷
    却形回転切削装置。
JP10183644A 1998-06-30 1998-06-30 内部冷却形回転切削装置 Withdrawn JP2000015501A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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