JPS59161201A - 工作機械の主軸構造 - Google Patents
工作機械の主軸構造Info
- Publication number
- JPS59161201A JPS59161201A JP3348183A JP3348183A JPS59161201A JP S59161201 A JPS59161201 A JP S59161201A JP 3348183 A JP3348183 A JP 3348183A JP 3348183 A JP3348183 A JP 3348183A JP S59161201 A JPS59161201 A JP S59161201A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- main spindle
- heat insulating
- materials
- thermal conductivity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0003—Arrangements for preventing undesired thermal effects on tools or parts of the machine
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は工作機械主軸の熱変位を少くする主軸構造に関
する。
する。
従来技術
軸受部分から発生する熱による主軸ユニットの熱変位を
抑制するために行なわれている従来の手段はハウジング
側においては流体を循環させるように構成しているが長
時間の連続運転になると全体に温度が上昇して冷却効率
が低下し、そのうえ流体の冷却装置を必要とする。 主
軸側においてはヒートバイブを設けて熱を主軸外に放射
することが考えられているが、高価となり冷却部の取付
位置容積等の制約を受は実用上には問題があり一般的な
使用の域に至っていない。
抑制するために行なわれている従来の手段はハウジング
側においては流体を循環させるように構成しているが長
時間の連続運転になると全体に温度が上昇して冷却効率
が低下し、そのうえ流体の冷却装置を必要とする。 主
軸側においてはヒートバイブを設けて熱を主軸外に放射
することが考えられているが、高価となり冷却部の取付
位置容積等の制約を受は実用上には問題があり一般的な
使用の域に至っていない。
目的
従って本発明は発生熱を特別な手段で機外に放出させる
のと異なり主軸側に伝導することを抑制して主軸の熱変
位を少くする主軸構造を提供しよ。
のと異なり主軸側に伝導することを抑制して主軸の熱変
位を少くする主軸構造を提供しよ。
うとするものである、
解決手段
主軸の軸受面又は軸受と接する表面昏蟇i修受傘ん知如
←←1ト会酷にセラミック材等の低熱伝導率材の断熱層
を設けたものである。
←←1ト会酷にセラミック材等の低熱伝導率材の断熱層
を設けたものである。
実施例
以下本発明の実施例を図面にもとづき説明する。
工作機械の主軸1は一般に前側と、後側の2個所におい
て主軸台にへウジングを介して軸受2.乙によって回転
可能に軸承されている。 その前側の軸受部1aには主
軸1の7ランジ1b側にディスタンスカラー4を介して
、例えばアンギュラ型の軸受2が複列に配列されディス
タンスカラー5゜6を介してナツト7が主軸1のねじ部
1Cと螺合しプリロードを掛はスラストを受ける状態で
軸方向の位置決めがなされている。 また後側の軸受部
1dには軸受3を配しディスタンスカラー8を介してナ
ツト9が主軸1の端のねじ部1eと螺合し主軸1の段部
1fとの間で軸受3を挾持している。 この発明では上
記のような構造では軸受2゜6が回転により発生する熱
が主軸に伝達されるので伝導しないように鉄材の熱伝導
率kが8450のk = 0.105 cal/ Cm
asea−o、Cj 、 S 0M21のに=0.11
と大きな値に比べてはるかに低い熱伝導率kを有する材
料例えばセラミック材のAl2O!、はk = 0.0
6cal/cm*5ec−’(7、ZrO2(ジルコニ
ア)はk = 0.0006、5i31J4はに= 0
.013〜O,’037. stcはk = 0.07
〜0.148層を介在させる。 通常は加工が容易であ
るAl2O5材を用いる。 ディスタンスカラー4の軸
承側面には低い熱伝導率k = 0.0034を有する
エポキシ樹脂の接着剤若しくはエポキシ樹脂の接着剤に
特殊充填物を添加したものによって、セラミック10を
接着するか溶射によって約o、 smm厚の層を形成さ
せて単独に側面を研削加工等によつ式で介在させる。
そしてこのようにディスタンスカラー4を構成した場合
は対応部1gの主軸径を軸受2の内径と等しいか僅かに
小さい径に形成しておく。 軸受2のインナリングに対
向する部1aの軸径は断熱材を介在させる分を小径とし
前記のセラミック材で形成したブシュ11を前記エポキ
シ樹脂の接着剤で接着するか若しくは溶射によって層を
形成し、インナリングの内径に嵌合する寸法に軸1g部
とともに研削加工する。 或いは内外研したブシュ11
を組立式で介在させる。
て主軸台にへウジングを介して軸受2.乙によって回転
可能に軸承されている。 その前側の軸受部1aには主
軸1の7ランジ1b側にディスタンスカラー4を介して
、例えばアンギュラ型の軸受2が複列に配列されディス
タンスカラー5゜6を介してナツト7が主軸1のねじ部
1Cと螺合しプリロードを掛はスラストを受ける状態で
軸方向の位置決めがなされている。 また後側の軸受部
1dには軸受3を配しディスタンスカラー8を介してナ
ツト9が主軸1の端のねじ部1eと螺合し主軸1の段部
1fとの間で軸受3を挾持している。 この発明では上
記のような構造では軸受2゜6が回転により発生する熱
が主軸に伝達されるので伝導しないように鉄材の熱伝導
率kが8450のk = 0.105 cal/ Cm
asea−o、Cj 、 S 0M21のに=0.11
と大きな値に比べてはるかに低い熱伝導率kを有する材
料例えばセラミック材のAl2O!、はk = 0.0
6cal/cm*5ec−’(7、ZrO2(ジルコニ
ア)はk = 0.0006、5i31J4はに= 0
.013〜O,’037. stcはk = 0.07
〜0.148層を介在させる。 通常は加工が容易であ
るAl2O5材を用いる。 ディスタンスカラー4の軸
承側面には低い熱伝導率k = 0.0034を有する
エポキシ樹脂の接着剤若しくはエポキシ樹脂の接着剤に
特殊充填物を添加したものによって、セラミック10を
接着するか溶射によって約o、 smm厚の層を形成さ
せて単独に側面を研削加工等によつ式で介在させる。
そしてこのようにディスタンスカラー4を構成した場合
は対応部1gの主軸径を軸受2の内径と等しいか僅かに
小さい径に形成しておく。 軸受2のインナリングに対
向する部1aの軸径は断熱材を介在させる分を小径とし
前記のセラミック材で形成したブシュ11を前記エポキ
シ樹脂の接着剤で接着するか若しくは溶射によって層を
形成し、インナリングの内径に嵌合する寸法に軸1g部
とともに研削加工する。 或いは内外研したブシュ11
を組立式で介在させる。
そしてそれらのセラミックの巾は軸受2の巾と等しいか
僅かに小さく形成しておくものである。
僅かに小さく形成しておくものである。
ディスタンスカラー5の内径は主軸軸受部1aに嵌合す
る内径で軸受側側面はディスタンスカラー4の側面と同
様にセラミック12の断熱層を形成介在させる。 そし
てナツト7によって一体に締着される。 後側軸受部1
dの軸受6に対向する側面にはディスタンスカラー16
を介在させ、ディスタンスカラー8とともにその対向面
に同様の手段でセラミック14.1(Sの断熱層を形成
介在させる。 この軸受部1dにも前部軸受部1aと同
様ディスタンスカラー16位置には軸受6の内径と等し
いか僅かに小径の段部1hを設けておき、これに続き軸
受3の内径より断熱材を介在させる分小径の軸受部1d
にはインナリングが嵌合する径で且軸受巾と等しいか僅
かに小さな巾のセラミック15の断熱層を軸受部1aと
同様に形成介在させ、ナツト9によって締着するもので
ある。
る内径で軸受側側面はディスタンスカラー4の側面と同
様にセラミック12の断熱層を形成介在させる。 そし
てナツト7によって一体に締着される。 後側軸受部1
dの軸受6に対向する側面にはディスタンスカラー16
を介在させ、ディスタンスカラー8とともにその対向面
に同様の手段でセラミック14.1(Sの断熱層を形成
介在させる。 この軸受部1dにも前部軸受部1aと同
様ディスタンスカラー16位置には軸受6の内径と等し
いか僅かに小径の段部1hを設けておき、これに続き軸
受3の内径より断熱材を介在させる分小径の軸受部1d
にはインナリングが嵌合する径で且軸受巾と等しいか僅
かに小さな巾のセラミック15の断熱層を軸受部1aと
同様に形成介在させ、ナツト9によって締着するもので
ある。
このようにすることによって長時間の連続運転によって
軸受部が温度上昇しても断熱材により主軸1には殆んど
伝達されない。 更にすべり軸受22の場合においては
主軸21のすべり軸受面21&の外周にセラミック23
を同様に接着、溶射または組立によって断熱層を形成し
すべり軸受22の軸受寸法に研削加工するものである。
軸受部が温度上昇しても断熱材により主軸1には殆んど
伝達されない。 更にすべり軸受22の場合においては
主軸21のすべり軸受面21&の外周にセラミック23
を同様に接着、溶射または組立によって断熱層を形成し
すべり軸受22の軸受寸法に研削加工するものである。
このように構成した静圧形のホワイトメタル軸受を用い
て断熱材の有無による影響をみる実験において、前部軸
受部の温度上昇による軸方向の変位は第6図に示すよう
に約7に減少した。 、なお低い熱伝瀘材として耐熱性
の樹脂もrI/Aること力くできる。
て断熱材の有無による影響をみる実験において、前部軸
受部の温度上昇による軸方向の変位は第6図に示すよう
に約7に減少した。 、なお低い熱伝瀘材として耐熱性
の樹脂もrI/Aること力くできる。
効果
以上詳述したように本発明は軸′受と対向する主軸側の
面にセラミック等の低い熱伝導率の材料によって断熱し
たので軸受の熱が遮断され、主軸の熱膨張が抑制されて
主軸の熱変位を減・少することができた。 しかも冷却
装置を使用しなくても充分の効果があるのでコストを軽
減すること力(できる。 また熱変位の時間的変化がゆ
るやか番こなり熱変位による加工誤差に対する制御が容
易になる。
面にセラミック等の低い熱伝導率の材料によって断熱し
たので軸受の熱が遮断され、主軸の熱膨張が抑制されて
主軸の熱変位を減・少することができた。 しかも冷却
装置を使用しなくても充分の効果があるのでコストを軽
減すること力(できる。 また熱変位の時間的変化がゆ
るやか番こなり熱変位による加工誤差に対する制御が容
易になる。
更にすべり軸受を使用する場合においては―焼付性を改
善する特徴を有する。
善する特徴を有する。
第1図は本発明を転り軸受の場合に実施した主軸ユニッ
トの図、第2図はすべり軸受に実施した主軸ユニットの
部分図、第6図は実験結果を示す図である。 夛ζC犠駐る充 1・・・主軸、 2,6・・・軸受 4.5,8,13・・・ディスタンスカラー10、 l
i、 12.14.15.16・・・断熱材22・・・
すべり軸受 特許出願人 株式会社 大隈鐵工所 代理人 弁、埋土 加藤 由美 第 1 図 第 2図
トの図、第2図はすべり軸受に実施した主軸ユニットの
部分図、第6図は実験結果を示す図である。 夛ζC犠駐る充 1・・・主軸、 2,6・・・軸受 4.5,8,13・・・ディスタンスカラー10、 l
i、 12.14.15.16・・・断熱材22・・・
すべり軸受 特許出願人 株式会社 大隈鐵工所 代理人 弁、埋土 加藤 由美 第 1 図 第 2図
Claims (1)
- (1)軸受面となる主軸表面又は軸受と接する主軸表面
養参箒中善にセラミック材等の低熱伝導率材による断熱
層を設けたことを特徴とする工作機械の主軸構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3348183A JPS59161201A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 工作機械の主軸構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3348183A JPS59161201A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 工作機械の主軸構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59161201A true JPS59161201A (ja) | 1984-09-12 |
Family
ID=12387736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3348183A Pending JPS59161201A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 工作機械の主軸構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59161201A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60138625U (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-13 | 株式会社 江黒鉄工所 | 工作機械等の回転軸 |
WO1988007910A1 (en) * | 1987-04-07 | 1988-10-20 | Salje Ernst | Spindle system for machine-tools, in particular grinding machines |
EP1273857A1 (de) * | 2001-07-06 | 2003-01-08 | Atlas Copco Energas Gmbh | Expansionsturbine für Tieftemperaturanwendungen |
WO2005080814A1 (en) * | 2004-02-23 | 2005-09-01 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | Machine with an improved bearing lubrication |
DE102017111290A1 (de) | 2017-05-23 | 2018-11-29 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS528738U (ja) * | 1975-07-08 | 1977-01-21 | ||
JPS5593998A (en) * | 1979-01-08 | 1980-07-16 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Canned pump |
-
1983
- 1983-02-28 JP JP3348183A patent/JPS59161201A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS528738U (ja) * | 1975-07-08 | 1977-01-21 | ||
JPS5593998A (en) * | 1979-01-08 | 1980-07-16 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Canned pump |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60138625U (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-13 | 株式会社 江黒鉄工所 | 工作機械等の回転軸 |
WO1988007910A1 (en) * | 1987-04-07 | 1988-10-20 | Salje Ernst | Spindle system for machine-tools, in particular grinding machines |
EP1273857A1 (de) * | 2001-07-06 | 2003-01-08 | Atlas Copco Energas Gmbh | Expansionsturbine für Tieftemperaturanwendungen |
US6508619B1 (en) | 2001-07-06 | 2003-01-21 | Atlas Copco Energas Gmbh | Expansion turbine for low-temperature applications |
WO2005080814A1 (en) * | 2004-02-23 | 2005-09-01 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | Machine with an improved bearing lubrication |
BE1015913A3 (nl) * | 2004-02-23 | 2005-11-08 | Atlas Copco Airpower Nv | Machine met verbeterde lagersmering. |
US7594757B2 (en) | 2004-02-23 | 2009-09-29 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | Machine with an improved bearing lubrication |
DE102017111290A1 (de) | 2017-05-23 | 2018-11-29 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine |
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