JPH0692042B2 - 主軸装置 - Google Patents
主軸装置Info
- Publication number
- JPH0692042B2 JPH0692042B2 JP60109874A JP10987485A JPH0692042B2 JP H0692042 B2 JPH0692042 B2 JP H0692042B2 JP 60109874 A JP60109874 A JP 60109874A JP 10987485 A JP10987485 A JP 10987485A JP H0692042 B2 JPH0692042 B2 JP H0692042B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spindle
- main body
- bearing
- mounting plate
- main spindle
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
- B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0018—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents
- C03C10/0027—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3, Li2O as main constituents
-
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/309352—Cutter spindle or spindle support
- Y10T409/309408—Cutter spindle or spindle support with cutter holder
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- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超精密平面研削盤等に適した主軸装置に関す
る。
る。
ラジアル軸受部及びスラスト軸受部を備えた軸受装置を
介して主軸頭に軸方向移動不能に主軸を軸支する主軸装
置においては、従来は、鉄系の材料を焼入・研削してな
る主軸を使用している。
介して主軸頭に軸方向移動不能に主軸を軸支する主軸装
置においては、従来は、鉄系の材料を焼入・研削してな
る主軸を使用している。
この種の主軸装置においては、主軸が回転すると軸受面
付近が発熱して主軸の温度が上昇し、主軸が膨張してそ
の端部が長手方向に変位する。従って、主軸の端部に砥
石を装着し、主軸軸線と直交する研削面により研削加工
を行う超精密平面研削盤などにおいては、前記主軸の膨
張にともなう長手方向変位により工作物に対する砥石の
微妙な切込みを正確に付与できなく、工作物の加工面の
精度が低下するという問題がある。本発明は主軸の材料
として線膨張係数が−0.2〜−0.3×10-6/℃の低熱膨張
係数ガラスを使用し、砥石等の加工具を取り付けるため
に主軸の先端に設ける取付板として不変鋼を使用するこ
とによりこの問題を解決しようとするものである。
付近が発熱して主軸の温度が上昇し、主軸が膨張してそ
の端部が長手方向に変位する。従って、主軸の端部に砥
石を装着し、主軸軸線と直交する研削面により研削加工
を行う超精密平面研削盤などにおいては、前記主軸の膨
張にともなう長手方向変位により工作物に対する砥石の
微妙な切込みを正確に付与できなく、工作物の加工面の
精度が低下するという問題がある。本発明は主軸の材料
として線膨張係数が−0.2〜−0.3×10-6/℃の低熱膨張
係数ガラスを使用し、砥石等の加工具を取り付けるため
に主軸の先端に設ける取付板として不変鋼を使用するこ
とによりこの問題を解決しようとするものである。
このために本発明による主軸装置においては、添付図面
に示す如く、主軸頭12と、ラジアル軸受部21a,22a及び
スラスト軸受部22b,23aを有する軸受装置20を介して前
記主軸頭12に軸方向移動不能に軸支された主軸30を備え
てなる主軸装置において、前記主軸30の少くとも前記軸
受装置20の両端20a,20bより内側に位置する本体部31を
線膨張係数が−0.2〜−0.3×10-6/℃の低熱膨張係数ガ
ラスにより形成し、この本体部31の先端に加工具を取付
けるための不変鋼からなる取付板34を固定したことを特
徴とするものである。
に示す如く、主軸頭12と、ラジアル軸受部21a,22a及び
スラスト軸受部22b,23aを有する軸受装置20を介して前
記主軸頭12に軸方向移動不能に軸支された主軸30を備え
てなる主軸装置において、前記主軸30の少くとも前記軸
受装置20の両端20a,20bより内側に位置する本体部31を
線膨張係数が−0.2〜−0.3×10-6/℃の低熱膨張係数ガ
ラスにより形成し、この本体部31の先端に加工具を取付
けるための不変鋼からなる取付板34を固定したことを特
徴とするものである。
主軸30が回転すれば、その本体部31とラジアル軸受部21
a,22a及びスラスト軸受部22b,23aの間には潤滑油の流体
摩擦などにより発熱が生じ、本体部31の温度は上昇す
る。しかしながら、−0.2〜−0.3×10-6/℃の低熱膨張
係数ガラスよりなる本体部31は線膨張係数が極めて小さ
い負の値であり、一方この本体部31の先端に固定される
不変鋼よりなる取付板34は線膨張係数が相当に小さい正
の値であるので、本体部31及び取付板34の熱膨張は何れ
も極めて僅少であり、しかも本体部31と取付板34の線膨
張係数は正負逆の関係を有するので、この両者による熱
変位は相殺される向きである。従って、本体部31自体の
もともと僅少な熱変位も取付板34の熱変位により吸収さ
れ、支持部である主軸頭12に対する、加工具が取り付け
られる取付板34先端部の長手方向変位は、本体部31自体
の熱変位以下の極めて小さい値となる。
a,22a及びスラスト軸受部22b,23aの間には潤滑油の流体
摩擦などにより発熱が生じ、本体部31の温度は上昇す
る。しかしながら、−0.2〜−0.3×10-6/℃の低熱膨張
係数ガラスよりなる本体部31は線膨張係数が極めて小さ
い負の値であり、一方この本体部31の先端に固定される
不変鋼よりなる取付板34は線膨張係数が相当に小さい正
の値であるので、本体部31及び取付板34の熱膨張は何れ
も極めて僅少であり、しかも本体部31と取付板34の線膨
張係数は正負逆の関係を有するので、この両者による熱
変位は相殺される向きである。従って、本体部31自体の
もともと僅少な熱変位も取付板34の熱変位により吸収さ
れ、支持部である主軸頭12に対する、加工具が取り付け
られる取付板34先端部の長手方向変位は、本体部31自体
の熱変位以下の極めて小さい値となる。
上述の如く、本発明によれば、主軸の本体部とこれを軸
承する軸受部の間の発熱等により本体部の温度が上昇し
ても、支持部材である主軸頭に対する、加工具取付部で
ある取付板先端部の長手方向変位は、本体部自体の熱変
位以下の極めて小さい値となるので、このような温度上
昇により工作物の加工面の精度が低下することはない。
承する軸受部の間の発熱等により本体部の温度が上昇し
ても、支持部材である主軸頭に対する、加工具取付部で
ある取付板先端部の長手方向変位は、本体部自体の熱変
位以下の極めて小さい値となるので、このような温度上
昇により工作物の加工面の精度が低下することはない。
以下、超精密平面研削盤における実施例を、添付図面に
より説明する。
より説明する。
第２図に示す如く、ベッド10上にはコラム11が立設さ
れ、同コラム11には主軸頭12が鉛直方向に摺動可能に案
内支持され、第１図に示す如く、送りナット13及び送り
ねじ14を介してモータ15により送り移動が与えられてい
る。主軸頭12には鉛直方向軸線回りに回転自在に主軸30
が軸支され（第１図参照）、主軸30の下端には砥石Ｇが
装着されている。主軸頭12の下方のベッド10上には、工
作物Ｗを支持する回転テーブル17が、鉛直方向軸線回り
に回転自在に軸支されている。
れ、同コラム11には主軸頭12が鉛直方向に摺動可能に案
内支持され、第１図に示す如く、送りナット13及び送り
ねじ14を介してモータ15により送り移動が与えられてい
る。主軸頭12には鉛直方向軸線回りに回転自在に主軸30
が軸支され（第１図参照）、主軸30の下端には砥石Ｇが
装着されている。主軸頭12の下方のベッド10上には、工
作物Ｗを支持する回転テーブル17が、鉛直方向軸線回り
に回転自在に軸支されている。
第１図に示す如く、主軸30は本体部31とその上部に設け
られた突出部32よりなり、本体部31はラジアル軸受部21
a,22a及びスラスト軸受部22b,23aを備えた軸受装置20を
介して主軸頭12に鉛直な軸線方向移動不能に軸支されて
いる。軸受装置20は、主軸頭12の上下に設けた開口に嵌
合固定された軸受メタル21,22及び下側の軸受メタル22
の内端に固定された軸受メタル23よりなり、軸受メタル
21,22の内周には前記ラジアル軸受部21a,22aが形成さ
れ、また軸受メタル22,23の内周側は隙間を隔てて軸線
方向に対向しており、この部分に前記スラスト軸受部22
b,23aが形成されている。各軸受部21a,22a,22b,23aは何
れも静圧軸受であり、潤滑油ポンプ（図示せず）からの
加圧潤滑油が軸受メタル21,22外周に設けられた環状溝2
5、油路及び絞り26を介して各軸受部21a,22a,22b,23aに
供給されている。
られた突出部32よりなり、本体部31はラジアル軸受部21
a,22a及びスラスト軸受部22b,23aを備えた軸受装置20を
介して主軸頭12に鉛直な軸線方向移動不能に軸支されて
いる。軸受装置20は、主軸頭12の上下に設けた開口に嵌
合固定された軸受メタル21,22及び下側の軸受メタル22
の内端に固定された軸受メタル23よりなり、軸受メタル
21,22の内周には前記ラジアル軸受部21a,22aが形成さ
れ、また軸受メタル22,23の内周側は隙間を隔てて軸線
方向に対向しており、この部分に前記スラスト軸受部22
b,23aが形成されている。各軸受部21a,22a,22b,23aは何
れも静圧軸受であり、潤滑油ポンプ（図示せず）からの
加圧潤滑油が軸受メタル21,22外周に設けられた環状溝2
5、油路及び絞り26を介して各軸受部21a,22a,22b,23aに
供給されている。
主軸30の本体部31は中間部にフランジ31aを有し、全体
がネオセラム（商品名）により一体に形成されている。
ネオセラムは低熱膨張係数の結晶化ガラスであって、そ
の線膨張係数は−0.2〜−0.3×10-6/℃であり、鉄系の
材料の線膨張係数（12×10-6/℃程度）に比して極めて
小さいものである。本体部31は上下両側部の外周面が微
小隙間をおいてラジアル軸受部21a,22aにより軸承され
る共にフランジ部31aは微小隙間をおいてスラスト軸受
部22b,23aの間に挾持され、これにより本体部31は主軸
頭12に軸方向移動不能に軸支され、その上下端はそれぞ
れ軸受装置20の上下端20a,20bよりわずかに突出してい
る。本体部31の上下端には同軸に嵌合孔31bを形成する
と共に同嵌合孔31bを囲んで設けた複数の孔内には雌ね
じを有する複数の駒33が接着等により固定されている。
がネオセラム（商品名）により一体に形成されている。
ネオセラムは低熱膨張係数の結晶化ガラスであって、そ
の線膨張係数は−0.2〜−0.3×10-6/℃であり、鉄系の
材料の線膨張係数（12×10-6/℃程度）に比して極めて
小さいものである。本体部31は上下両側部の外周面が微
小隙間をおいてラジアル軸受部21a,22aにより軸承され
る共にフランジ部31aは微小隙間をおいてスラスト軸受
部22b,23aの間に挾持され、これにより本体部31は主軸
頭12に軸方向移動不能に軸支され、その上下端はそれぞ
れ軸受装置20の上下端20a,20bよりわずかに突出してい
る。本体部31の上下端には同軸に嵌合孔31bを形成する
と共に同嵌合孔31bを囲んで設けた複数の孔内には雌ね
じを有する複数の駒33が接着等により固定されている。
第１図に示す如く、主軸30の本体部31の上端には、嵌合
孔31bを介して鉄系の材料よりなる突出部32が同軸に設
けられ、駒33の雌ねじに螺合する複数のボルトにより本
体部31に固定されている。主軸頭12の上側には主軸駆動
モータ16が設けられ、そのステータ16bはケーシング16a
と共に主軸頭12に固定され、ロータ16cは主軸30の突出
部32のテーパ部にリングナットにより固定されている。
本体部31の下端には、不変鋼（アンバー、線膨張係数は
0.5〜２×10-6/℃）よりなる砥石取付板34が、前記突出
部32と同様の手段により本体部31と同軸に固定され、同
砥石取付板34には平面研削用の砥石Ｇがボルト止めされ
ている。砥石Ｇの本体は不変鋼よりなり、研削面G1とな
るその下面及びその内外周付近にはダイヤモンド砥粒が
接着剤と共にコーティングされて固着されている。
孔31bを介して鉄系の材料よりなる突出部32が同軸に設
けられ、駒33の雌ねじに螺合する複数のボルトにより本
体部31に固定されている。主軸頭12の上側には主軸駆動
モータ16が設けられ、そのステータ16bはケーシング16a
と共に主軸頭12に固定され、ロータ16cは主軸30の突出
部32のテーパ部にリングナットにより固定されている。
本体部31の下端には、不変鋼（アンバー、線膨張係数は
0.5〜２×10-6/℃）よりなる砥石取付板34が、前記突出
部32と同様の手段により本体部31と同軸に固定され、同
砥石取付板34には平面研削用の砥石Ｇがボルト止めされ
ている。砥石Ｇの本体は不変鋼よりなり、研削面G1とな
るその下面及びその内外周付近にはダイヤモンド砥粒が
接着剤と共にコーティングされて固着されている。
本実施例の超精密平面研削盤においては、主軸30の本体
部31の下端に装着された平面研削用の砥石Ｇが主軸30と
共に主軸駆動モータ16により回転駆動され、送りモータ
15により鉛直方向に切込み送りが与えられて、その研削
面G1により回転テーブル17上に支持された工作物Ｗの上
面を研削加工するものである。静圧軸受である各軸受部
21a,22a,22b,23aの単位時間当り発熱量は主軸30の回転
速度のほぼ自乗に比例して増大し、これに応じて本体部
31の温度も上昇する。しかしながら、本実施例において
本体部31の材料として使用したネオセラムは線膨張係数
が−0.2〜−0.3×10-6/℃であって極めて小さい負の値
であり、一方この本体部31の先端に固定される不変鋼よ
りなる取付板34は線膨張係数が0.5〜２×10-6/℃であっ
て相当に小さい正の値であるので、本体部31及び取付板
34の熱膨張は何れも極めて僅少であり、しかも本体部31
と取付板34の線膨張係数は正負逆の関係を有するので、
この両者により熱変位は相殺される向きである。従っ
て、本体部31自体のもともと僅少な熱変位も取付板34の
熱変位により吸収され、支持部である主軸頭12に対す
る、加工具が取り付けられる取付板34先端部の長手方向
変位は、本体部31自体の熱変位以下の極めて小さい値と
なるので、主軸30の回転速度の増大などにより温度が上
昇しても取付板34先端部の長手方向熱変位による砥石研
削面G1の変位を防止し得、工作物Ｗに対する切込み制御
を正確に行えるようになり、工作物Ｗの加工面の精度を
向上することができる。
部31の下端に装着された平面研削用の砥石Ｇが主軸30と
共に主軸駆動モータ16により回転駆動され、送りモータ
15により鉛直方向に切込み送りが与えられて、その研削
面G1により回転テーブル17上に支持された工作物Ｗの上
面を研削加工するものである。静圧軸受である各軸受部
21a,22a,22b,23aの単位時間当り発熱量は主軸30の回転
速度のほぼ自乗に比例して増大し、これに応じて本体部
31の温度も上昇する。しかしながら、本実施例において
本体部31の材料として使用したネオセラムは線膨張係数
が−0.2〜−0.3×10-6/℃であって極めて小さい負の値
であり、一方この本体部31の先端に固定される不変鋼よ
りなる取付板34は線膨張係数が0.5〜２×10-6/℃であっ
て相当に小さい正の値であるので、本体部31及び取付板
34の熱膨張は何れも極めて僅少であり、しかも本体部31
と取付板34の線膨張係数は正負逆の関係を有するので、
この両者により熱変位は相殺される向きである。従っ
て、本体部31自体のもともと僅少な熱変位も取付板34の
熱変位により吸収され、支持部である主軸頭12に対す
る、加工具が取り付けられる取付板34先端部の長手方向
変位は、本体部31自体の熱変位以下の極めて小さい値と
なるので、主軸30の回転速度の増大などにより温度が上
昇しても取付板34先端部の長手方向熱変位による砥石研
削面G1の変位を防止し得、工作物Ｗに対する切込み制御
を正確に行えるようになり、工作物Ｗの加工面の精度を
向上することができる。
図面は本発明による主軸装置の超精密平面研削盤におけ
る一実施例を示し、第１図は主要部の断面図、第２図は
全体側面部である。 符号の説明 12……主軸頭、20……軸受装置、20a,20b……両端、21
a,22a……ラジアル軸受部、22b,23a……スラスト軸受
部、30……主軸、31……本体部、34……取付板。
る一実施例を示し、第１図は主要部の断面図、第２図は
全体側面部である。 符号の説明 12……主軸頭、20……軸受装置、20a,20b……両端、21
a,22a……ラジアル軸受部、22b,23a……スラスト軸受
部、30……主軸、31……本体部、34……取付板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭60−7902（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】主軸頭と、ラジアル軸受部及びスラスト軸
受部を有する軸受装置を介して前記主軸頭に軸方向移動
不能に軸支された主軸を備えてなる主軸装置において、 前記主軸の少なくとも前記軸受装置の両端より内側に位
置する本体部を線膨張係数が−0.2〜−0.3×10-6/℃の
低熱膨張係数ガラスにより形成し、この本体部の先端に
加工具を取付けるための不変鋼からなる取付板を固定し
たことを特徴とする主軸装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60109874A JPH0692042B2 (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 主軸装置 |
| FR868607215A FR2582244B1 (fr) | 1985-05-22 | 1986-05-21 | Unite de broche pour une rectifieuse a surfacer |
| US06/865,857 US4700510A (en) | 1985-05-22 | 1986-05-22 | Spindle stock unit for surface grinding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60109874A JPH0692042B2 (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 主軸装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61270043A JPS61270043A (ja) | 1986-11-29 |
| JPH0692042B2 true JPH0692042B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=14521373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60109874A Expired - Lifetime JPH0692042B2 (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 主軸装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4700510A (ja) |
| JP (1) | JPH0692042B2 (ja) |
| FR (1) | FR2582244B1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224001A (ja) * | 1988-07-08 | 1990-01-26 | Hitachi Seiko Ltd | ビルトイン形の主軸 |
| EP0868968B1 (en) * | 1997-03-31 | 2003-02-19 | Nippei Toyama Corporation | Grinder and grinding method |
| JP2003176825A (ja) * | 2001-12-12 | 2003-06-27 | Minebea Co Ltd | 流体動圧軸受およびスピンドルモータ |
| GB0213166D0 (en) * | 2002-06-10 | 2002-07-17 | Leuven K U Res & Dev | Monolithic cutting tool |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH203502A (fr) * | 1938-03-31 | 1939-03-15 | Genevoise Instr Physique | Broche pour machine-outil. |
| US3454311A (en) * | 1966-02-01 | 1969-07-08 | Toyoda Machine Works Ltd | Fluid bearing with a damping effect |
| CA1096431A (en) * | 1978-07-03 | 1981-02-24 | Kunio Shibata | Fluid bearing |
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