JP2000035036A - Preload adjusting method for spindle unit - Google Patents

Preload adjusting method for spindle unit

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JP2000035036A
JP2000035036A JP10203518A JP20351898A JP2000035036A JP 2000035036 A JP2000035036 A JP 2000035036A JP 10203518 A JP10203518 A JP 10203518A JP 20351898 A JP20351898 A JP 20351898A JP 2000035036 A JP2000035036 A JP 2000035036A
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Japan
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preload
casing
groove
ball bearing
peripheral surface
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JP10203518A
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Japanese (ja)
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Katsuto Endo
克仁 遠藤
Yoshiaki Kai
義章 甲斐
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06Ball or roller bearings
    • F16C25/08Ball or roller bearings self-adjusting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a preload adjusting method for switching preload to be applied to a spindle unit to the maximum condition, in accordance with the rotation frequency of a main spindle and a thrust load. SOLUTION: A main spindle is supported by angular ball bearings 3 and 7 arranged with their back surfaces facing with each other. An inner spacer 11 is arranged between the inner races 4 and 8 of both the bearings, and an outer spacer 12, fitting with the inner peripheral surface of a casing 2, is arranged between the outer races 6 and 10 of both the bearings. The outer spacer 12 has a groove 23 formed in a circumferential direction on an outer surface thereof, and grooves 22a, 23b formed in a circumferential direction adjacent to the groove 23. On an outer side of outer races 6, 10, ring-shaped hydraulic piston 24, 25 are arranged. Pressure inside an oil chamber formed by the groove 23 and inner peripheral surface of the casing 2 and pressure inside oil chamber 18, 19 of the hydraulic piston 24, 26 are both of them regulated simultaneously, switching of preload of angular ball bearing can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械などにお
いて使用されるスピンドルユニットの予圧調整方法に係
り、特に、低速重切削から高速軽切削まで、広範囲の切
削条件に対応することが可能なスピンドルユニットの予
圧調整方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for adjusting a preload of a spindle unit used in a machine tool or the like, and more particularly to a spindle capable of coping with a wide range of cutting conditions from low-speed heavy cutting to high-speed light cutting. The present invention relates to a method for adjusting a preload of a unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】スピンドルユニットにおいてスラスト荷
重を支えるため、通常、主軸は、背面配列された複数の
アンギュラ玉軸受によって支持されている。これらのア
ンギュラ玉軸受の回転速度を高めるとともにその剛性を
高める目的で、あるいは主軸の振動及び騒音の発生を防
止する目的で、アンギュラ玉軸受に軸方向の予圧を与え
ることが一般的に行われている。
2. Description of the Related Art In order to support a thrust load in a spindle unit, a spindle is usually supported by a plurality of angular ball bearings arranged on the back. It is common practice to apply axial preload to angular contact ball bearings in order to increase the rotational speed and rigidity of these angular contact ball bearings, or to prevent vibration and noise of the spindle. I have.

【0003】予圧を与える方法としては、定位置予圧と
定圧予圧とがある。一般に、切削用には定位置予圧が使
用されている。定位置予圧の場合、高速回転時に遠心力
に起因してアンギュラ玉軸受の内部で発生するスラスト
荷重のために重予圧となってしまい、温度上昇によって
アンギュラ玉軸受に焼き付きが発生するおそれがある。
一方、定圧予圧は、剛性が低く、大きなスラスト荷重を
支える必要がある切削加工には使用しにくいので、主と
して高速軽切削の際に使用されている。
As a method of giving a preload, there are a fixed position preload and a constant pressure preload. Generally, a fixed position preload is used for cutting. In the case of fixed-position preload, a thrust load generated inside the angular ball bearing due to centrifugal force during high-speed rotation results in heavy preload, and there is a possibility that seizure may occur in the angular ball bearing due to a rise in temperature.
On the other hand, the constant pressure preload has a low rigidity and is difficult to use for cutting work that needs to support a large thrust load, and is therefore mainly used for high-speed light cutting.

【0004】そこで、工作機械の主軸の高速化あるいは
広範囲な加工条件の実現の要求に対応すべく、低速から
超高速の切削加工(あるいは研削加工)を、一つの主軸
を用いて実現するため、所定の回転数でアンギュラ玉軸
受に与える予圧を切り替える方法が採用されている。
[0004] In order to respond to the demand for increasing the speed of the spindle of a machine tool or realizing a wide range of machining conditions, cutting (or grinding) from a low speed to an ultra-high speed is performed using one spindle. A method of switching the preload applied to the angular contact ball bearing at a predetermined rotation speed is adopted.

【0005】例えば、特開昭60−139911号公報
には、背面配列された前後のアンギュラ玉軸受のアウタ
レースの間に配置される外輪間座を弾性変形し易い形状
で形成するとともに、一方のアウタレースの外側にリン
グ状の油圧ピストンを配置し、この油圧ピストンを駆動
して外輪間座を変形させることにより、予圧を切り替え
る構造が記載されている。
For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 60-139911 discloses that an outer race spacer disposed between outer races of front and rear angular ball bearings arranged in a rear surface is formed in a shape which is easily elastically deformed, and one outer race is formed. A structure is described in which a ring-shaped hydraulic piston is disposed outside of the outer ring, and the preload is switched by driving the hydraulic piston to deform the outer ring spacer.

【0006】この様な構造の場合、外輪間座が弾性変形
した場合に、隣接する前後アンギュラ玉軸受のアウタレ
ースと接する間座端面の平行度が悪くなり、アンギュラ
玉軸受のアウタレース端面との当たりが悪くなるおそれ
がある。
In such a structure, when the outer race spacer is elastically deformed, the parallelism of the spacer end surface in contact with the outer race of the adjacent front and rear angular ball bearings becomes poor, and the contact between the outer race end surface of the angular ball bearing is reduced. It may be worse.

【0007】図2に、従来のスピンドルユニットの別の
例を示す。図中、1は主軸、2はケーシング、3及び7
はアンギュラ玉軸受、4及び8はアンギュラ玉軸受のイ
ンナレース、6及び10はアンギュラ玉軸受のアウタレ
ース、11は内スペーサを表す。主軸1の先端(図の左
方側)に工具(図示せず)が固定される。以下、主軸1
の先端側を前方と呼び、主軸1の後端側を後方と呼ぶ。
FIG. 2 shows another example of a conventional spindle unit. In the figure, 1 is a main shaft, 2 is a casing, 3 and 7
Denotes an angular ball bearing, 4 and 8 denote an inner race of the angular ball bearing, 6 and 10 denote an outer race of the angular ball bearing, and 11 denotes an inner spacer. A tool (not shown) is fixed to the tip (left side in the figure) of the spindle 1. Hereinafter, spindle 1
Is referred to as front, and the rear end of the spindle 1 is referred to as rear.

【0008】主軸1はアンギュラ玉軸受3、7を介して
ケーシング2内に収容され、ケーシング2は前後の端面
においてハウジング14、16で支持されている。この
スピンドルユニットでは、ケーシング2の内部の前方側
に二個のアンギュラ玉軸受3を軸方向に並べて固定する
とともに、後方側に二個のアンギュラ玉軸受7を軸方向
に並べて配置し、後方側のアンギュラ玉軸受7の前方側
に当たるケーシング2の内部に、2台の油圧ピストン4
1、42を直列に接続して配置している。油圧ピストン
41、42の背面側に設けられた油室46、47に圧力
を作用させ、油圧ピストン41、42を軸方向に駆動し
てアンギュラ玉軸受7のアウタレース10の位置を段階
的に移動することにより、予圧を切り換える様になって
いる。
The main shaft 1 is housed in a casing 2 via angular ball bearings 3 and 7, and the casing 2 is supported by housings 14 and 16 at front and rear end faces. In this spindle unit, two angular ball bearings 3 are arranged and fixed in the axial direction on the front side inside the casing 2, and two angular ball bearings 7 are arranged in the axial direction on the rear side. Two hydraulic pistons 4 are provided inside the casing 2 which is in front of the angular ball bearing 7.
1, 42 are connected in series and arranged. Pressure is applied to oil chambers 46 and 47 provided on the back side of the hydraulic pistons 41 and 42 to drive the hydraulic pistons 41 and 42 in the axial direction to move the position of the outer race 10 of the angular ball bearing 7 stepwise. As a result, the preload is switched.

【0009】(従来技術の問題点)イ.図2に示したス
ピンドルユニットは、後方側に配置されたアンギュラ玉
軸受7のアウタレース10をケーシング2の内側から支
える機構が、予圧切替え用の複数の油圧ピストン41、
42によって構成されているので、ケーシング2の外径
が大きくなるとともに、前後のアンギュラ玉軸受3及び
7の間のスパンも長くなってしまう。
(Problems of the prior art) a. In the spindle unit shown in FIG. 2, a mechanism that supports the outer race 10 of the angular ball bearing 7 disposed on the rear side from the inside of the casing 2 includes a plurality of hydraulic pistons 41 for switching preload,
As a result, the outer diameter of the casing 2 increases, and the span between the front and rear angular ball bearings 3 and 7 also increases.

【0010】ロ.また、予圧切替え用の油圧ピストン4
1、42とケーシング2の内周との間に、油漏れ防止用
のOリングが使用されているが、このOリングのため
に、ケーシング2に対する油圧ピストン41、42の組
立ての精度が悪くなり、アンギュラ玉軸受7のアウタレ
ース10を決められた精度内で支持することが難しくな
る。
B. Also, a hydraulic piston 4 for switching the preload is provided.
Although an O-ring for preventing oil leakage is used between the first and second casings 42 and the inner periphery of the casing 2, the accuracy of assembling the hydraulic pistons 41 and 42 to the casing 2 is deteriorated because of the O-ring. Therefore, it is difficult to support the outer race 10 of the angular ball bearing 7 within a predetermined accuracy.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来のスピンドルユニットの予圧調整方法の問題に鑑み
成されたもので、本発明の目的は、鋼系材料に対する低
速重切削からアルミニウム合金などの非鉄材料に対する
高速軽切削まで、広範囲の切削条件に対応することが可
能なスピンドルユニットの予圧調整方法を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional method of adjusting the preload of a spindle unit. An object of the present invention is to provide a spindle unit preload adjusting method capable of coping with a wide range of cutting conditions from high-speed light cutting to a non-ferrous material such as an alloy.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のスピンドルユニ
ットの予圧調整方法は、前方に工具が取り付けられる主
軸と、主軸が収容されるケーシングと、ケーシングの内
部の前方側に配置され、背面を後方に向けて主軸を支持
する第一のアンギュラ玉軸受と、ケーシングの内部の後
方側に配置され、背面を前方に向けて主軸を支持する第
二のアンギュラ玉軸受と、第一及び第二のアンギュラ玉
軸受のインナレースの間に配置され、主軸の外周面に嵌
合する内スペーサと、第一及び第二のアンギュラ玉軸受
のアウタレースの間に配置され、ケーシングの内周面に
嵌合する外スペーサと、第一のアンギュラ玉軸受のアウ
タレースをその前方側から軸方向に押す第一の油圧ピス
トンと、第二のアンギュラ玉軸受のアウタレースをその
後方側から軸方向に押す第二の油圧ピストンと、を備
え、内スペーサと外スペーサとの軸方向の寸法差によっ
て第一及び第二のアンギュラ玉軸受に予圧を付与するス
ピンドルユニットの予圧調整方法であって、前記外スペ
ーサは、その外周面に周方向に形成された第一の溝と、
その内周面に周方向に形成され第一の溝に隣接してその
前方側に配置された第二の溝と、その内周面に周方向に
形成され第一の溝に隣接してその後方側に配置された第
三の溝とを備え、前記第一の溝と前記ケーシングの内周
面との間に形成された油室に圧力を作用させることによ
って、前記外スペーサを軸方向に弾性変形させて伸縮さ
せる様に構成され、前記油室内の圧力と、前記第一及び
第二油圧ピストンの駆動圧力とを、同時に調整すること
によって、アンギュラ玉軸受の予圧条件を切り替えるこ
とを特長とする。
According to the present invention, there is provided a method for adjusting a preload of a spindle unit, comprising: a main shaft on which a tool is mounted in front; a casing in which the main shaft is housed; A first angular contact ball bearing that supports the main shaft toward the first, a second angular contact ball bearing that is arranged on the rear side inside the casing and supports the main shaft with the back facing forward, and the first and second angular contact An inner spacer arranged between the inner races of the ball bearing and fitted on the outer peripheral surface of the main shaft, and an outer spacer arranged between the outer races of the first and second angular ball bearings and fitted on the inner peripheral surface of the casing. A spacer, a first hydraulic piston that presses the outer race of the first angular contact ball bearing in the axial direction from the front side, and an outer race of the second angular contact ball bearing in the axial direction from the rear side A second hydraulic piston for pushing, wherein a preload adjusting method of a spindle unit for applying a preload to the first and second angular ball bearings by an axial dimensional difference between the inner spacer and the outer spacer. The spacer has a first groove formed in the outer peripheral surface in a circumferential direction,
A second groove formed in the inner peripheral surface in the circumferential direction and adjacent to the first groove and arranged on the front side, and a second groove formed in the inner peripheral surface in the circumferential direction and adjacent to the first groove and thereafter A third groove arranged on one side, and by applying pressure to an oil chamber formed between the first groove and the inner peripheral surface of the casing, the outer spacer is axially moved. It is configured to elastically deform and expand and contract, and by simultaneously adjusting the pressure in the oil chamber and the driving pressure of the first and second hydraulic pistons, switches a preload condition of the angular ball bearing. I do.

【0013】本発明のスピンドルユニットの予圧調整方
法によれば、外スペーサの外周面に設けられた第一の溝
とケーシングの内周面との間に形成された前記油室内の
圧力と、前記第一及び第二の油圧ピストンの駆動圧力と
を、両方同時に制御することによって、外スペーサの伸
縮量を自在に調整することができる。従って、スピンド
ルユニットの回転速度に応じて、アンギュラ玉軸受に対
する定位置予圧の条件を細かく切り替えることができ
る。
According to the spindle unit preload adjusting method of the present invention, the pressure in the oil chamber formed between the first groove provided on the outer peripheral surface of the outer spacer and the inner peripheral surface of the casing; By controlling both the driving pressures of the first and second hydraulic pistons simultaneously, the amount of expansion and contraction of the outer spacer can be freely adjusted. Therefore, it is possible to finely switch the condition of the fixed position preload for the angular contact ball bearing according to the rotation speed of the spindle unit.

【0014】更に、本発明のスピンドルユニットの予圧
調整方法によれば、回転数によって前記第一及び第二油
圧ピストンの駆動圧力を変化させることによって、定位
置予圧から定圧予圧への切替えも可能であるので、高速
軽切削の際には、定圧予圧に切り替えることによって、
安定した高速切削が可能になる。
Further, according to the method for adjusting the preload of the spindle unit of the present invention, by changing the driving pressure of the first and second hydraulic pistons according to the number of revolutions, it is also possible to switch from the preload at the fixed position to the preload at the constant pressure. Therefore, at high speed light cutting, by switching to constant pressure preload,
Stable high-speed cutting becomes possible.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】(例1)図1に、本発明に基づく
予圧調整方法が適用されるスピンドルユニットの構造の
一例を示す。図中、1は主軸、2はケーシング、3及び
7はアンギュラ玉軸受、4及び8はアンギュラ玉軸受の
インナレース、6及び10はアンギュラ玉軸受のアウタ
レース、11は内スペーサ、12は外スペーサ、24は
第一の油圧ピストン、26は第二の油圧ピストンを表
す。主軸1の先端(図の左方側)に工具(図示せず)が
固定される。以下、主軸1の先端側(図の左方側)を前
方と呼び、主軸1の後端側を後方と呼ぶ。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an example of the structure of a spindle unit to which a preload adjusting method according to the present invention is applied. In the figure, 1 is a main shaft, 2 is a casing, 3 and 7 are angular ball bearings, 4 and 8 are inner races of angular ball bearings, 6 and 10 are outer races of angular ball bearings, 11 is an inner spacer, 12 is an outer spacer, 24 represents a first hydraulic piston, and 26 represents a second hydraulic piston. A tool (not shown) is fixed to the tip (left side in the figure) of the spindle 1. Hereinafter, the front end side (left side in the figure) of the spindle 1 is referred to as front, and the rear end side of the spindle 1 is referred to as rear.

【0016】ケーシング2の内部には、主軸1を支持す
る第一及び第二のアンギュラ玉軸受3及び7が互いに背
面を向けて配置されている。なお、この例では、第一及
び第二のアンギュラ玉軸受3及び7として、それぞれ二
つの軸受(3a、3b及び7a、7b)を軸方向に並べ
て配置したものを使用している。第一及び第二のアンギ
ュラ玉軸受3及び7のインナレース4及び8の間には、
内スペーサ11が配置され、この内スペーサ11は主軸
1の外周面に嵌合している。また、アウタレース6、1
0の間には、外スペーサ12が配置され、この外スペー
サ12はケーシング2の内周面に嵌合している。
Inside the casing 2, first and second angular ball bearings 3 and 7 for supporting the main shaft 1 are arranged with their backs facing each other. In this example, the first and second angular ball bearings 3 and 7 each have two bearings (3a, 3b and 7a, 7b) arranged in the axial direction. Between the inner races 4 and 8 of the first and second angular ball bearings 3 and 7,
An inner spacer 11 is arranged, and the inner spacer 11 is fitted on the outer peripheral surface of the main shaft 1. In addition, outer races 6, 1
Between 0, an outer spacer 12 is arranged, and the outer spacer 12 is fitted on the inner peripheral surface of the casing 2.

【0017】外スペーサ12の外周面の軸方向の中央に
は、溝23が周方向に形成され、外スペーサ12の内周
面には、前記の溝23を中間に挟む様に溝22a及び溝
22bが周方向に形成されている。これによって、外ス
ペーサ12は、軸方向に弾性変形により伸縮することが
可能で、同時に、外スペーサ12の両端面の倒れが発生
しにくい構造を備えている。
A groove 23 is formed circumferentially at the axial center of the outer peripheral surface of the outer spacer 12, and the groove 22a and the groove 22 are formed on the inner peripheral surface of the outer spacer 12 so as to sandwich the groove 23 therebetween. 22b is formed in the circumferential direction. Thus, the outer spacer 12 has a structure that can be expanded and contracted by elastic deformation in the axial direction, and at the same time, the end surfaces of the outer spacer 12 are less likely to fall.

【0018】前方側に配置されたアンギュラ玉軸受3の
前方には、リング状の油圧ピストン24が配置され、ケ
ーシング2の前方側の端部に隣接するハウジング14と
油圧ピストン24の背面との間に油室18が形成されて
いる。油圧ピストン24の前面は、内径側が突出した二
段状の形状を備えている。油室18内に圧力を作用させ
て油圧ピストン24を前進させると、油圧ピストン24
の前面の内径側の段部24aによってアンギュラ玉軸受
3のアウタレース6の端面31が押圧される。
A ring-shaped hydraulic piston 24 is disposed in front of the angular ball bearing 3 disposed on the front side, and is disposed between the housing 14 adjacent to the front end of the casing 2 and the rear surface of the hydraulic piston 24. An oil chamber 18 is formed. The front surface of the hydraulic piston 24 has a two-stage shape whose inner diameter side protrudes. When the hydraulic piston 24 is moved forward by applying pressure to the oil chamber 18, the hydraulic piston 24
The end face 31 of the outer race 6 of the angular contact ball bearing 3 is pressed by the step portion 24a on the inner diameter side of the front surface of the outer race 6.

【0019】同様に、後方側に配置されたアンギュラ玉
軸受7の後方には、リング状の油圧ピストン26が配置
され、ケーシング2の後方側の端部に隣接するハウジン
グ16と油圧ピストン26の背面との間に油室19が形
成されている。油圧ピストン26の前面は、内径側が突
出した二段状の形状を備えている。油室19内に圧力を
作用させて油圧ピストン26を前進させると、油圧ピス
トン26の前面の内径側の段部26aによってアンギュ
ラ玉軸受7のアウタレース10の端面32が押圧され
る。
Similarly, a ring-shaped hydraulic piston 26 is disposed behind the angular ball bearing 7 disposed on the rear side, and the housing 16 and the rear surface of the hydraulic piston 26 adjacent to the rear end of the casing 2 are arranged. And an oil chamber 19 is formed between them. The front surface of the hydraulic piston 26 has a two-stage shape whose inner diameter side protrudes. When the hydraulic piston 26 is advanced by applying pressure to the oil chamber 19, the end face 32 of the outer race 10 of the angular ball bearing 7 is pressed by the step 26 a on the inner diameter side on the front surface of the hydraulic piston 26.

【0020】次に、このスピンドルユニットの予圧調整
方法について説明する。先ず、低速で主軸1の回転を開
始する。このとき、外スペーサ12の外周面の溝23と
ケーシング12の内周面との間に形成された油室23に
圧力を掛けるとともに、油圧ピストン24、26の背面
側の油室18及び19の圧力を抜いておく。これによ
り、外スペーサ12は伸長方向に弾性変形し、油圧ピス
トン24、26はそれぞれの外スペーサ12と反対側に
移動し、油圧ピストン24、26の背面の外形側の段部
とケーシング2の端面との間に、それぞれ最大予圧切替
え量δに相当する隙間が形成される。この状態におい
て、アンギュラ玉軸受3、7に、初期予圧として重予圧
が与えられる。
Next, a method of adjusting the preload of the spindle unit will be described. First, the rotation of the main shaft 1 is started at a low speed. At this time, pressure is applied to the oil chamber 23 formed between the groove 23 on the outer peripheral surface of the outer spacer 12 and the inner peripheral surface of the casing 12, and the oil chambers 18 and 19 on the rear side of the hydraulic pistons 24 and 26 are pressed. Relieve pressure. As a result, the outer spacer 12 elastically deforms in the extension direction, the hydraulic pistons 24 and 26 move to the opposite sides of the respective outer spacers 12, and the step on the outer side of the back surface of the hydraulic pistons 24 and 26 and the end surface of the casing 2 And a gap corresponding to the maximum preload switching amount δ is formed. In this state, a heavy preload is applied to the angular ball bearings 3 and 7 as an initial preload.

【0021】次に、主軸1の回転数が増加して予圧が増
大した場合、油室23内の圧力を僅かに下げるととも
に、油室18、19内に油室23内の圧力と比べて小さ
な圧力を掛ける。これによって、外スぺーサ12の長さ
を僅かに縮め、アンギュラ玉軸受3、7に作用する予圧
の値を引き下げる。なお、外スペーサ12は、溝23、
溝22a及び溝22bが形成されているので、バネ要素
を備えているが、油室(溝)23内に圧力が掛かってい
るので、剛性が不足することはない。
Next, when the rotational speed of the main shaft 1 increases and the preload increases, the pressure in the oil chamber 23 is slightly reduced and the pressure in the oil chambers 18 and 19 is smaller than the pressure in the oil chamber 23. Apply pressure. As a result, the length of the outer spacer 12 is slightly reduced, and the value of the preload acting on the angular ball bearings 3 and 7 is reduced. The outer spacer 12 has a groove 23,
Since the groove 22a and the groove 22b are formed, the spring element is provided. However, since the pressure is applied to the oil chamber (groove) 23, the rigidity is not insufficient.

【0022】更に、主軸の回転数が増加して予圧が増大
した場合、油室23内の圧力よりも油室18、19内の
圧力が高くなる様に圧力を調整する。これによって、外
スぺーサ12の長さを更に縮め、アンギュラ玉軸受3、
7に作用する予圧の値を更に引き下げる。この様な予圧
引き下げの操作は、油圧ピストン24、26が最終的に
前進限界に到達するまで、即ち、初期の重予圧の状態か
らそれぞれδづつ前進して、油圧ピストン24及び26
の前面の外形側の段部24b、26bが、それぞれケー
シング2の前後の端面33、34に密着するまで行うこ
とができる。
Further, when the rotational speed of the spindle increases and the preload increases, the pressure is adjusted so that the pressure in the oil chambers 18 and 19 becomes higher than the pressure in the oil chamber 23. As a result, the length of the outer spacer 12 is further reduced, and the angular contact ball bearing 3,
The value of the preload acting on 7 is further reduced. Such a preload reduction operation is performed until the hydraulic pistons 24 and 26 finally reach the forward limit, that is, advance by δ from the initial heavy preload state respectively, and the hydraulic pistons 24 and 26
Steps 24b and 26b on the outer side of the front surface of the casing 2 come into close contact with the front and rear end surfaces 33 and 34 of the casing 2, respectively.

【0023】以上の様に、油室23内の圧力と油室1
8、19内の圧力とを、それぞれ同時に調整することに
よって、両者の圧力差に基づいて外スぺーサ12の伸縮
量の切替えを行い、アンギュラ玉軸受3及び7に作用す
る予圧の値を細かく調整することができる。この結果、
この結果、主軸の回転数及びスラスト荷重に応じた最適
の予圧条件で切削加工を行うことができる。
As described above, the pressure in the oil chamber 23 and the oil chamber 1
By simultaneously adjusting the pressures in the inner and outer pressures 8 and 19, the amount of expansion and contraction of the outer spacer 12 is switched based on the pressure difference between the two, and the value of the preload acting on the angular ball bearings 3 and 7 is reduced. Can be adjusted. As a result,
As a result, it is possible to perform cutting under the optimal preload condition according to the rotation speed of the main shaft and the thrust load.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明のスピンドルユニットの予圧調整
方法によれば、定位置予圧方式のスピンドルユニットで
ありながら、主軸の回転速度が小さい場合には、重予圧
すなわち高剛性が実現でき、一方、主軸の回転速度が大
きくなっった場合には予圧を細かく引き下げることがで
きる。従って、主軸の回転数及びスラスト荷重に応じた
最適の予圧条件で切削加工を行うことができる。
According to the spindle unit preload adjusting method of the present invention, a heavy preload, that is, high rigidity can be realized when the rotation speed of the spindle is low, even though the spindle unit is a fixed position preload type spindle unit. When the rotation speed of the spindle increases, the preload can be reduced finely. Therefore, cutting can be performed under the optimal preload condition according to the rotation speed of the main shaft and the thrust load.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の予圧調整方法が使用されるスピンドル
ユニットの構造の一例を示す正面半断面図。
FIG. 1 is a front half sectional view showing an example of the structure of a spindle unit in which a preload adjusting method of the present invention is used.

【図2】従来のスピンドルユニットの一例を示す正面半
断面図。
FIG. 2 is a front half sectional view showing an example of a conventional spindle unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・主軸、2・・・ケーシング、3・・・アンギュ
ラ玉軸受(前方側)、7・・・アンギュラ玉軸受(後方
側)、6、10・・・アウタレース、4、8・・・イン
ナレース、11・・・内スペーサ、12・・外スペー
サ、14、16・・・ハウジング、18、19・・・油
室、22a、22b・・・溝、23・・・溝(油室)、
24、26・・・油圧ピストン、31、32・・・アウ
タレースの端面、33、34・・・ケーシングの端面、
41、42・・・油圧ピストン、46、47・・・油
室。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main shaft, 2 ... Casing, 3 ... Angular contact ball bearing (front side), 7 ... Angular contact ball bearing (rear side), 6, 10 ... Outer race, 4, 8, ... Inner race, 11 ... inner spacer, 12 ... outer spacer, 14, 16 ... housing, 18, 19 ... oil chamber, 22a, 22b ... groove, 23 ... groove (oil chamber) ,
24, 26: Hydraulic piston, 31, 32: End face of outer race, 33, 34: End face of casing,
41, 42 ... hydraulic piston, 46, 47 ... oil chamber.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 前方に工具が取り付けられる主軸と、 主軸が収容されるケーシングと、 ケーシングの内部の前方側に配置され、背面を後方に向
けて主軸を支持する第一のアンギュラ玉軸受と、 ケーシングの内部の後方側に配置され、背面を前方に向
けて主軸を支持する第二のアンギュラ玉軸受と、 第一及び第二のアンギュラ玉軸受のインナレースの間に
配置され、主軸の外周面に嵌合する内スペーサと、 第一及び第二のアンギュラ玉軸受のアウタレースの間に
配置され、ケーシングの内周面に嵌合する外スペーサ
と、 第一のアンギュラ玉軸受のアウタレースをその前方側か
ら軸方向に押す第一の油圧ピストンと、 第二のアンギュラ玉軸受のアウタレースをその後方側か
ら軸方向に押す第二の油圧ピストンと、 を備え、内スペーサと外スペーサとの軸方向の寸法差に
よって第一及び第二のアンギュラ玉軸受に予圧を付与す
るスピンドルユニットの予圧調整方法であって、 前記外スペーサは、その外周面に周方向に形成された第
一の溝と、その内周面に周方向に形成され第一の溝に隣
接してその前方側に配置された第二の溝と、その内周面
に周方向に形成され第一の溝に隣接してその後方側に配
置された第三の溝とを備え、前記第一の溝と前記ケーシ
ングの内周面との間に形成された油室に圧力を作用させ
ることによって、前記外スペーサを軸方向に弾性変形さ
せて伸縮させる様に構成され、 前記油室内の圧力と、前記第一及び第二油圧ピストンの
駆動圧力とを、同時に調整することによって、アンギュ
ラ玉軸受の予圧条件を切り替えることを特長とするスピ
ンドルユニットの予圧調整方法。
1. A main shaft on which a tool is mounted at the front, a casing accommodating the main shaft, a first angular ball bearing disposed at a front side inside the casing and supporting the main shaft with a rear surface facing rearward, A second angular contact ball bearing disposed on the rear side inside the casing and supporting the main shaft with the rear surface facing forward; and an outer peripheral surface of the main shaft disposed between inner races of the first and second angular contact ball bearings An inner spacer fitted between the outer race of the first and second angular contact ball bearings and an outer spacer fitted to the inner peripheral surface of the casing; and an outer race of the first angular contact ball bearing on the front side thereof. A first hydraulic piston that pushes the outer race of the second angular contact ball bearing axially from the rear side thereof, and a first hydraulic piston that pushes the outer race of the second angular contact ball bearing in the axial direction. A preload adjusting method for a spindle unit that applies a preload to first and second angular ball bearings by an axial dimensional difference with the outer spacer, wherein the outer spacer has a first circumferential surface formed on an outer peripheral surface thereof. The groove, the second groove formed in the inner peripheral surface in the circumferential direction and adjacent to the first groove and disposed on the front side, and the first groove formed in the inner peripheral surface in the circumferential direction. A third groove adjacent to and disposed on the rear side of the outer spacer by applying pressure to an oil chamber formed between the first groove and an inner peripheral surface of the casing. Is configured to be elastically deformed in the axial direction to expand and contract. By simultaneously adjusting the pressure in the oil chamber and the driving pressure of the first and second hydraulic pistons, the preload condition of the angular ball bearing is switched. Spindle unit preload Adjustment method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8545106B2 (en) 2009-07-08 2013-10-01 Williams International Co., L.L.C. System and method for isolating a rolling-element bearing
CN112714833A (en) * 2018-09-13 2021-04-27 日本精工株式会社 Spindle device
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