JP2016097478A - Main spindle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工具を取り付ける主軸を備える主軸装置に関する。 The present invention relates to a spindle device including a spindle to which a tool is attached.
工作機械は、主軸に取付けた工具を回転駆動することで工作物を加工する。主軸は、主軸ハウジングに回転自在に支持してある。工具は、主軸ハウジングの外部に突出する主軸の下端部に取り付けてある。工作機械は、加工中の工作物に冷却液を供給する冷却液供給装置を備えている。冷却液は、回転する工具と工作物との間に発生する摩擦熱を除去し、工具及び工作物が過熱することを防止する。工具の寿命及び工作物の加工精度は、冷却液を供給することで向上する。 A machine tool processes a workpiece by rotationally driving a tool attached to a spindle. The main shaft is rotatably supported by the main shaft housing. The tool is attached to the lower end portion of the main shaft that protrudes outside the main shaft housing. The machine tool includes a coolant supply device that supplies coolant to a workpiece being processed. The coolant removes frictional heat generated between the rotating tool and the workpiece, and prevents the tool and workpiece from overheating. Tool life and workpiece machining accuracy are improved by supplying coolant.
特許文献1に記載の工作機械の主軸装置は、主軸と主軸ハウジングとの間にラビリンス部を設け、且つ主軸と主軸ハウジングとの間の隙間から空気を噴出することで冷却液の浸入を防止している。 The spindle device of the machine tool described in Patent Document 1 is provided with a labyrinth portion between the spindle and the spindle housing, and prevents air from entering the coolant by ejecting air from a gap between the spindle and the spindle housing. ing.
主軸装置は、主軸下端の周縁部に固定した端面カバーと、主軸ハウジングの下端に固定した主軸カバーを備える。端面カバー及び主軸カバーはラビリンス部を形成する。 The spindle device includes an end surface cover fixed to the peripheral edge portion of the lower end of the spindle and a spindle cover fixed to the lower end of the spindle housing. The end face cover and the spindle cover form a labyrinth portion.
主軸の平衡が保たれていない場合、回転中に主軸は振動し、工作物の加工精度が低下する。主軸の振動を抑制する為に、主軸の平衡を保つ必要がある。故に、主軸に孔を設けて、該孔に平衡を保つ錘、例えば螺子を挿入する。しかし、孔を設けた場合、主軸が回転した時に風切り音が発生し易くなる。 If the spindle is not balanced, the spindle will vibrate during rotation, reducing the machining accuracy of the workpiece. In order to suppress the vibration of the main shaft, it is necessary to keep the main shaft balanced. Therefore, a hole is provided in the main shaft, and a weight, such as a screw, that keeps the balance in the hole is inserted. However, when the hole is provided, wind noise is easily generated when the main shaft rotates.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主軸の平衡を保ち且つ風切り音の発生を抑制する主軸装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a spindle device that maintains the balance of the spindle and suppresses the generation of wind noise.
本発明に係る主軸装置は、軸回りに回転する主軸と、該主軸の下端部の外周部分に固定してある環状の端面カバーと、前記主軸に設けてあり、前記主軸の平衡を保つ錘を取り付ける平衡孔とを備える主軸装置において、前記端面カバーの前記平衡孔に対応する位置に設けてある貫通孔と、該貫通孔を塞ぐ蓋とを備えることを特徴とする。 A spindle apparatus according to the present invention includes a spindle that rotates about an axis, an annular end surface cover that is fixed to an outer peripheral portion of a lower end portion of the spindle, and a weight that is provided on the spindle and maintains the balance of the spindle. A spindle device including an equilibrium hole to be attached is provided with a through hole provided at a position corresponding to the equilibrium hole of the end surface cover, and a lid for closing the through hole.
本発明においては、平衡孔に錘を取り付けて、主軸の平衡を保ち、且つ端面カバーの貫通孔に蓋を設けて、風切り音の発生を防止する。 In the present invention, a weight is attached to the balance hole to maintain the balance of the main shaft, and a lid is provided to the through hole of the end surface cover to prevent wind noise.
本発明に係る主軸装置は、前記錘は前記蓋よりも小径をなし、前記貫通孔は前記平衡孔よりも大径をなすことを特徴とする。 The spindle device according to the present invention is characterized in that the weight has a smaller diameter than the lid, and the through hole has a larger diameter than the balance hole.
本発明においては、錘は蓋よりも小径であり且つ貫通孔は平衡孔よりも大径なので、端面カバーを主軸に取り付けた状態で錘を平衡孔に取り付けて主軸の平衡を保ち、蓋を貫通孔に取り付けることができる。貫通孔の直径が平衡孔の直径以下の場合、端面カバーを取り外した状態で錘を平衡孔に取り付け、その後、端面カバーを主軸に取り付けなければならない。 In the present invention, the weight is smaller in diameter than the lid and the through-hole is larger in diameter than the equilibrium hole, so that the spindle is kept in equilibrium by attaching the weight to the equilibrium hole with the end face cover attached to the main shaft and penetrating the lid. Can be attached to the hole. When the diameter of the through hole is equal to or smaller than the diameter of the balanced hole, the weight is attached to the balanced hole with the end face cover removed, and then the end face cover must be attached to the main shaft.
本発明に係る主軸装置は、前記蓋は頭部を有する螺子であり、前記貫通孔は前記頭部を収容する座繰り部を有することを特徴とする。 The spindle device according to the present invention is characterized in that the lid is a screw having a head, and the through-hole has a countersink portion for accommodating the head.
本発明においては、貫通孔に座繰り部を形成することによって、蓋の頭部が端面カバーから突出することを防止することができる。 In the present invention, it is possible to prevent the head portion of the lid from protruding from the end surface cover by forming the counterbore portion in the through hole.
本発明に係る主軸装置にあっては、平衡孔に錘を取り付けて、主軸の平衡を保ち、且つ端面カバーの貫通孔に蓋を設けて、風切り音の発生を抑制することができる。 In the spindle device according to the present invention, a weight can be attached to the balancing hole to keep the spindle balanced, and a lid can be provided in the through hole of the end surface cover to suppress the generation of wind noise.
以下本発明を実施の形態に係る主軸装置を示す図面に基づいて説明する。図1は工作機械の主軸装置の取付け状態を示す側面図、図2は主軸及び主軸ハウジングの先端部の断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described based on the drawings showing a spindle device according to an embodiment. FIG. 1 is a side view showing a mounting state of a spindle device of a machine tool, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the spindle and the tip portion of the spindle housing.
図1に示すように、本発明の主軸装置1は、主軸ヘッド2の先端部(図1の左側端部)に取り付けた主軸ハウジング3を備えている。主軸ヘッド2は、その基端部(図1の右側端部)に、2つのガイド部2a、2aと1つのナット部2bとを備えている。2つガイド部2a、2aは、工作機械に設けた上下方向のコラム(図示省略)に主軸ヘッド2を支持する。ナット部2bは、コラムに設けた上下方向のねじ軸(図示省略)に螺合する。
As shown in FIG. 1, the spindle device 1 of the present invention includes a
ねじ軸は、Z軸モータ(図示省略)の駆動で回転する。ナット部2bを備える主軸ヘッド2は、ねじ軸が回転することで、該ねじ軸の方向(上下方向)に移動する。ガイド部2a、2aは、主軸ヘッド2の上下方向の移動を案内する。
The screw shaft is rotated by driving a Z-axis motor (not shown). The
図2に示すように、主軸ハウジング3は、その中心部に回転自在に主軸11を支持する円筒形である。主軸11は、上下方向に延びる軸である。主軸11は、主軸モータ(図示省略)の駆動で回転する。
As shown in FIG. 2, the
主軸ハウジング3の下端は、環状の主軸カバー8で覆ってある。主軸カバー8は、主軸ハウジング3の下端面に複数本のボルト(図示省略)で固定してある。主軸カバー8の下面の一部(内周部分及び外周部分を除く部分)は、環状のノズル形成部材12で覆ってある。ノズル形成部材12は、主軸カバー8の下面に複数本のボルト(図示省略)で固定してある。
The lower end of the
主軸11は、主軸カバー8の中心穴を通して主軸ハウジング3の下方に突出する。主軸11は下端面の中心に、工具取付穴11aを備えている。工具取付穴11aは、上方に向けて直径が小さくなるテーパ穴である。工具(図示省略)は、円錐形の工具ホルダ(図示省略)に保持している。主軸装置1は、該工具ホルダを工具取付穴11aに差し込むことで主軸11の下端に工具を取り付けることができる。
The
ノズル形成部材12は下面の内周部分に、複数のノズル穴12bを有している。複数のノズル穴12bは、冷却液室12cに連通している。冷却液は、冷却液室12c及びノズル穴12bを通って下方に噴出する。ノズル穴12bは、主軸11の中心に向けて冷却液を斜めに噴出する。噴出する冷却液は、工具が加工する工作物に当たる。
The
図2に示すように、主軸11の下端面の外周部分には、固定螺子51(図3参照)で固定した環状の端面カバー13が設けてある。端面カバー13は、主軸11の外周よりも外側に張り出している。端面カバー13の張り出し部分は、主軸カバー8の内周部分に隙間を介して対向する。端面カバー13の外周は、ノズル形成部材12の中心穴の内周に隙間を介して対向する。
As shown in FIG. 2, an annular
主軸装置1は、端面カバー13と主軸カバー8との対向部分、及び端面カバー13とノズル形成部材12との対向部分にラビリンス部21を備える。
The spindle device 1 includes a
主軸カバー8の内周面と主軸11の外周面との間に空気室19が設けてある。主軸カバー8には、径方向に貫通する空気供給孔20が設けてある。空気室19は空気供給孔20及びラビリンス部21を連通する。
An
空気供給孔20は、主軸カバー8の外周の開口を介して圧縮空気の供給回路(図示省略)に接続する。圧縮空気は、空気供給孔20及び空気室19を通ってラビリンス部21に入り、端面カバー13と主軸カバー8との間の隙間から吹き出す。
The
図3は主軸11及び端面カバー13を示す底面図、図4は図3に示すIV−IV線を切断線とした組み合わせ断面図である。
3 is a bottom view showing the
主軸11の外周部下端面には、固定螺子51を取り付ける四つの取付孔11bが設けてある。四つの取付孔11bは、主軸11の軸心周りにおいて、90度等間隔を開けて設けてある。取付孔11bは内部に螺子が形成してある。
Four attachment holes 11 b for attaching the fixing
また主軸11の外周部下端面には、平衡用螺子53を取り付ける六つの平衡孔11cが設けてある。六つの平衡孔11cは、主軸11の軸心周りにおいて、60度等間隔を開けて設けてある。六つの平衡孔11cの内、四つの平衡孔11cは夫々四つの取付孔11bの隣に位置する。六つの平衡孔11cは内部に螺子が形成してある。
In addition, on the lower end surface of the outer peripheral portion of the
端面カバー13には、取付孔11bに対応した位置に、固定螺子51を挿入する貫通した四つの挿入孔13aが設けてある。取付孔11b及び挿入孔13aは軸方向に連なる。挿入孔13aの下端部には座繰り部13bが形成してある。挿入孔13aの直径は取付孔11bよりも大きい。
The
端面カバー13には、平衡孔11cに対応した位置に、蓋用螺子52を挿入する六つの貫通孔13cが設けてある。平衡孔11c及び貫通孔13cは軸方向に連なる。貫通孔13cの下端部には座繰り部13dが形成してある。貫通孔13cの直径は平衡孔11cよりも大きい。貫通孔13cは内部に螺子を形成してある。
The
固定螺子51は、頭部51aと、該頭部51aから軸方向に突出した軸部51bを有する。頭部51aの直径は軸部51bよりも大きい。また頭部51aの直径は座繰り部13bの直径と同じ且つ、挿入孔13aの座繰り部13bを除いた部分の直径よりも大きい。軸部51bの直径は、挿入孔13aの座繰り部13bを除いた部分の直径よりも小さい。固定螺子51はタッピング螺子である。
The fixing
固定螺子51を挿入孔13aに挿入してあり、軸部51bは取付孔11bに結合している。頭部51aは座繰り部13b内に位置する。頭部51a及び端面カバー13の下面は面一である。固定螺子51は端面カバー13及び主軸11を連結する。
The fixing
平衡用螺子53(錘)は頭部無しのタッピング螺子であり、主軸11の平衡を取る為に、平衡孔11cに必要に応じて取り付けてある。平衡用螺子53の軸方向寸法は平衡孔11cの軸方向寸法よりも短い。平衡用螺子53の直径は貫通孔13cよりも小さいので、端面カバー13を主軸11に取り付けた状態で、平衡用螺子53を貫通孔13cに挿入し、平衡孔11cに取り付けることができる。なお六つの平衡孔11cの内、主軸11の平衡を取る為に必要な平衡孔11cにのみ平衡用螺子53を取り付けるので、平衡用螺子53を平衡孔11cに取り付けない場合もある。
The balancing screw 53 (weight) is a tapping screw without a head, and is attached to the
蓋用螺子52(蓋)はタッピング螺子であり、螺子部52aと該螺子部52aの端部に設けたフランジ部52b(頭部)を有する。フランジ部52bの直径は螺子部52aの直径よりも大きく、座繰り部13dの直径と同じである。フランジ部52bの軸方向寸法は座繰り部13dの軸方向寸法と同じである。螺子部52aの軸方向寸法は、貫通孔13cの座繰り部13dを除いた部分の軸方向寸法と同じである。
The lid screw 52 (lid) is a tapping screw, and has a
螺子部52aは、貫通孔13cの座繰り部13dを除いた部分に取り付けてある。蓋用螺子52を貫通孔13cに取り付けた場合、フランジ部52bは座繰り部13d内に位置する。フランジ部52b及び端面カバー13の下面は面一であり、フランジ部52bは端面カバー13から突出していない。蓋用螺子52は平衡孔11c及び貫通孔13cを塞ぐ。全ての貫通孔13cに蓋用螺子52が設けてあり、各蓋用螺子52の重量は同じである。
The
実施の形態に係る主軸装置1は平衡孔11cに平衡用螺子53(錘)を取り付けて、主軸11の平衡を保ち、且つ端面カバー13の貫通孔13cに蓋用螺子52を設けて、風切り音を抑制する。例えば、主軸11が27000rpmで回転している場合に、マイク位置を工作機械の前面から1m離れた位置に設置して、騒音を計測した場合、風切り音の対策をしたことで、従前に比べて、等価騒音で約3.5dB低下し、ラウドネスで約5.4sone低下した。
In the spindle device 1 according to the embodiment, a balancing screw 53 (weight) is attached to the
平衡用螺子53は蓋用螺子52よりも小径であり且つ貫通孔13cは平衡孔11cよりも大径なので、端面カバー13を主軸11に取り付けた状態で平衡用螺子53を平衡孔11cに取り付けて主軸11の平衡を保ち、蓋用螺子52を貫通孔13cに取り付けることができる。貫通孔13cの直径が平衡孔11cの直径以下の場合、端面カバー13を取り外した状態で平衡用螺子53を平衡孔11cに取り付け、その後、端面カバー13を主軸11に取り付けなければならない。
The balancing
貫通孔13cに座繰り部13dを形成することによって、蓋用螺子52のフランジ部52b(頭部)が端面カバー13から突出することを防止し、風切り音の発生原因を削減することができる。フランジ部52bは端面カバー13と面一であるので、風切り音の発生を効果的に防止することができる。
By forming the counterbore 13d in the through hole 13c, it is possible to prevent the
また六つの平衡孔11cが、主軸11の軸心周りにおいて、60度等間隔を開けて設けてあるので、平衡孔11cに対応する蓋用螺子52も、主軸11の軸心周りにおいて、60度等間隔を開けて設けてある。また各蓋用螺子52の重量は同じである。故に、平衡用螺子53を平衡孔11cに取り付けて主軸11の平衡を取った後に、各蓋用螺子52を各貫通孔13cに取り付けても、主軸11は平衡を維持する。
In addition, since the six
なお平衡孔11cの数は六つに限定されない。平衡孔11cは、主軸11の軸心周りにおいて、所定角度等間隔を開けて複数設ければよい。例えば、平衡孔11cの数は四つ又は八つ等でもよい。
The number of
1 主軸装置
3 主軸ハウジング
8 主軸カバー
11 主軸
11c 平衡孔
13 端面カバー
13c 貫通孔
13d 座繰り部
52 蓋用螺子(蓋)
52a 螺子部
52b フランジ部(頭部)
53 平衡用螺子(錘)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
53 Equilibrium screw (weight)
Claims (3)
前記端面カバーの前記平衡孔に対応する位置に設けてある貫通孔と、
該貫通孔を塞ぐ蓋と
を備えることを特徴とする主軸装置。 A spindle device comprising: a spindle that rotates about an axis; an annular end surface cover that is fixed to an outer peripheral portion of a lower end portion of the spindle; and a balance hole that is provided on the spindle and attaches a weight that maintains the balance of the spindle In
A through hole provided at a position corresponding to the balancing hole of the end surface cover;
A spindle device comprising: a lid that closes the through hole.
前記貫通孔は前記平衡孔よりも大径をなすこと
を特徴とする請求項1に記載の主軸装置。 The weight has a smaller diameter than the lid,
The spindle device according to claim 1, wherein the through hole has a larger diameter than the balance hole.
前記貫通孔は前記頭部を収容する座繰り部を有すること
を特徴とする請求項2に記載の主軸装置。 The lid is a screw having a head;
The spindle device according to claim 2, wherein the through hole has a countersink portion that accommodates the head.
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