KR100391433B1 - Quill spindle friction reduction device of machine tools - Google Patents
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Abstract
본 발명은 퀼 스핀들의 축 이송에 따라 발생하는 마찰을 감소시켜 퀼 스핀들의 표면을 보호하고, 수명을 연장시킬 수 있는 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치에 관한 것이다. 본 발명은 모터의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류와, 퀼 스핀들의 일측에 장착되어 상기 볼 스크류와 체결되는 볼 스크류 브라켓을 구비하여 상기 퀼 스핀들의 축 방향 이송을 안내하며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공하는 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치에 있어서, 상기 퀼 스핀들의 하부 길이방향에 장착되어 상기 퀼 스핀들의 움직임을 지지하는 헤드부와; 상기 헤드부의 내측면에 끼워져 장착되어 상기 퀼 스핀들의 축 방향 이송을 안내하며, 상기 퀼 스핀들 표면과 습동되는 내면 전체에 저마찰계수 불소계 수지를 부착하여 퀼 스핀들의 축 이송에 따른 마찰을 감소시키는 가이드부와; 상기 퀼 스핀들의 하단부에 끼워져 상기 가이드부의 하부에 결합되어 상기 가이드부가 상기 퀼 스핀들의 축 방향으로 이탈되는 것을 방지하는 하우징을 포함하여 구성한다.The present invention relates to a quill spindle friction reduction device of a machine tool, which can reduce the friction generated by axial feed of the quill spindle to protect the surface of the quill spindle and extend its life. The present invention is provided with a ball screw that is rotated according to the drive of the motor, and a ball screw bracket mounted on one side of the quill spindle and fastened to the ball screw to guide the axial feed of the quill spindle, and rotates various workpieces by spindle rotation. A quill spindle friction reduction device for a machine tool to be processed, comprising: a head portion mounted in a lower longitudinal direction of the quill spindle to support movement of the quill spindle; A guide inserted into the inner side of the head to guide the axial feed of the quill spindle, and a low friction coefficient fluorine-based resin attached to the entire inner surface of the quill spindle to be slid to reduce friction due to the axial feed of the quill spindle. Wealth; The housing is fitted to the lower end of the quill spindle and coupled to the lower portion of the guide unit to prevent the guide portion from being separated in the axial direction of the quill spindle.
Description
본 발명은 공작기계의 퀼 스핀들에 관한 것으로서, 특히 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a quill spindle of a machine tool, and more particularly to a quill spindle friction reduction device of a machine tool.
통상적으로, 공작기계(Plano Borer, Machining Center, Copy Milling, Boring M/C)의 축 이송은 4축으로 구성되어 움직이며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공한다. 스핀들의 회전은 스핀들 모터에서 기어의 동력 전달을 받아 이루어지며, 각 축의 이송은 CNC 시스템의 제어신호를 공급받아 축 모터가 구동됨에 따라 이루어진다. 참고적으로 CNC는 Computer Numerical Control의 약자로서, 컴퓨터를 내장한 NC(수신 제어 장치)를 말한다.Typically, the axis feed of machine tools (Plano Borer, Machining Center, Copy Milling, Boring M / C) is composed of four axes and moves and processes various workpieces by spindle rotation. The spindle is rotated by the transmission of gears from the spindle motor, and the movement of each axis is carried out by the control of the CNC system and driven by the shaft motor. For reference, CNC is an abbreviation of Computer Numerical Control and refers to NC (Receive Control Unit) with a computer.
도 1은 종래 기술에 따른 공작기계의 퀼 스핀들(10) 장치의 구성 부품간 결합관계를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 퀼 스핀들(10) 장치의 주변 구성은 볼 스크류(20), 볼 스크류 브라켓(30), 헤드부(40), 클램프부(52, 54), 하우징(60)으로 구성된다. 참조번호 ()와 ()는 오-링과 더스트 실을 도시한 것이다.1 is a view showing a coupling relationship between the components of the quill spindle 10 of the machine tool according to the prior art. As shown in FIG. 1, the peripheral configuration of the quill spindle 10 device includes a ball screw 20, a ball screw bracket 30, a head part 40, a clamp part 52 and 54, and a housing 60. do. Reference numerals () and () denote o-rings and dust seals.
퀼 스핀들(10)의 축 방향 이송은 모터의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류(20)와 볼 스크류 브라켓(30)의 구성으로 이루어진다. 퀼 스핀들(10)의 축 이송은 4축(X, Y, Z, W)으로 구성되어 움직이며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공한다.The axial feed of the quill spindle 10 consists of a ball screw 20 and a ball screw bracket 30 which are rotated according to the driving of the motor. The axial feed of the quill spindle 10 consists of four axes (X, Y, Z, W) and moves, and processes various workpieces by spindle rotation.
클램프부(52, 54)는 헤드부(40)에 장착되는 클램프 부시(52)와 클램퍼(54)로 구성되며, 클램퍼(54)의 움직임에 따라 퀼 스핀들(10)의 축 방향 이송을 억제하는 기능을 한다.The clamp portions 52 and 54 are composed of a clamp bush 52 and a clamper 54 mounted to the head portion 40, and suppress the axial feed of the quill spindle 10 in accordance with the movement of the clamper 54. Function
이와 같은 구성으로 퀼 스핀들(10)을 장기간 사용하게 되면 퀼 스핀들(10)의 표면과 클램프부(52, 54)를 포함한 습동면이 마모되어 슬라이드 간격이 넓어지게 되며, 퀼 스핀들(10)의 직각도가 변하게 된다. 그 이유는 슬라이드 부위별 위치에 따른 마모 상태가 다르므로 위치에 따라 직각도가 변하기 때문이다.In this configuration, when the quill spindle 10 is used for a long time, the surface of the quill spindle 10 and the sliding surfaces including the clamping portions 52 and 54 are worn, thereby increasing the slide interval, and the right angle of the quill spindle 10. The degree changes. The reason for this is because the degree of wear varies depending on the position of each slide part, and the squareness changes according to the position.
특히, 클램프부가 설치되는 퀼 스핀들의 하부의 마모 상태가 심해 다른 부위보다 간격이 커지게 되며, 공구(Tool)에 가공 부하가 걸리면 퀼 스핀들 전체가 좌, 우로 밀리는 현상이 발생하여 가공 오차가 많이 발생한다. 또한, 퀼 스핀들 이송방향(상, 하) 전환시 슬라이드부 간격이 넓어 퀼 스핀들이 떨어지는(낙하) 현상이 발생하여 모터 과부하 고장이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.In particular, the wear state of the lower part of the quill spindle where the clamp is installed is so severe that the spacing becomes larger than other parts. When the machining load is applied to the tool, the entire quill spindle is pushed to the left and right, causing a lot of machining errors. do. In addition, when the quill spindle feed direction (up, down) is switched, there is a problem that the motor overload failure frequently occurs due to the phenomenon that the quill spindle falls (falling) due to the wide gap between slides.
본 발명의 목적은 퀼 스핀들의 축 이송에 따라 발생하는 마찰을 감소시켜 퀼 스핀들의 표면을 보호하고, 수명을 연장시킬 수 있는 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a quill spindle friction reduction device of a machine tool, which can reduce friction generated by axial feeding of a quill spindle to protect the surface of the quill spindle and extend its life.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류와, 퀼 스핀들의 일측에 장착되어 상기 볼 스크류와 체결되는 볼 스크류 브라켓을 구비하여 상기 퀼 스핀들의 축 방향 이송을 안내하며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공하는 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치에 있어서, 상기 퀼 스핀들의 하부 길이방향에 장착되어 상기 퀼 스핀들의 움직임을 지지하는 헤드부와; 상기 헤드부의 내측면에 끼워져 장착되어 상기 퀼 스핀들의 축 방향 이송을 안내하며, 상기 퀼 스핀들 표면과 습동되는 내면 전체에 저마찰계수 불소계 수지를 부착하여 퀼 스핀들의 축 이송에 따른 마찰을 감소시키는 가이드부와; 상기 퀼 스핀들의 하단부에 끼워져 상기 가이드부의 하부에 결합되어 상기 가이드부가 상기 퀼 스핀들의 축 방향으로 이탈되는 것을 방지하는 하우징을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a ball screw rotated according to the driving of the motor, and a ball screw bracket mounted on one side of the quill spindle and fastened to the ball screw to guide the axial feed of the quill spindle. And a quill spindle friction reduction device of a machine tool for processing various workpieces by spindle rotation, the head part being mounted in a lower longitudinal direction of the quill spindle to support movement of the quill spindle; A guide inserted into the inner side of the head to guide the axial feed of the quill spindle, and a low friction coefficient fluorine-based resin attached to the entire inner surface of the quill spindle to be slid to reduce friction due to the axial feed of the quill spindle. Wealth; It is characterized in that it comprises a housing that is fitted to the lower end of the quill spindle coupled to the lower portion of the guide portion to prevent the guide portion from being separated in the axial direction of the quill spindle.
도 1은 종래 기술에 따른 공작기계의 퀼 스핀들 장치의 구성 부품간 결합관계를 도시한 도면.1 is a view showing a coupling relationship between the components of the quill spindle device of the machine tool according to the prior art.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치의 구성 부품간 결합관계를 도시한 도면.Figure 2 is a view showing a coupling relationship between the components of the quill spindle friction reduction device of a machine tool according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details, such as the following description and the annexed drawings, are shown to provide a more general understanding of the invention, these specific details are illustrated for the purpose of explanation of the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 퀼 스핀들(120) 마찰 저감장치의 구성 부품간 결합관계를 도시한 도면이다.2 is a view showing a coupling relationship between the components of the quill spindle 120 friction reducing device of a machine tool according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 퀼 스핀들(120) 마찰 저감장치의 구성은 모터의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류(100)와, 퀼 스핀들(120)의 일측에 장착되어 상기 볼 스크류(100)와 체결되는 볼 스크류 브라켓(110)을 구비하여 상기 퀼 스핀들(120)의 축 방향 이송을 안내하며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공하는 공작기계의 퀼 스핀들(120) 마찰 저감장치에 있어서, 헤드부(130), 가이드부(140), 하우징(150)으로 구성된다. 참조번호 (152)와 (154)는 오-링과 더스트 실을 도시한 것이다.As shown in FIG. 2, the configuration of the friction reducing device of the quill spindle 120 of the machine tool according to the exemplary embodiment of the present invention is provided on one side of the ball screw 100 and the quill spindle 120 rotated according to the driving of the motor. A quill spindle 120 of a machine tool having a ball screw bracket 110 mounted and fastened to the ball screw 100 to guide the axial movement of the quill spindle 120 and processing various workpieces by rotating the spindle. In the friction reducing device, the head part 130, the guide part 140, and the housing 150 are configured. Reference numerals 152 and 154 illustrate o-ring and dust seals.
헤드부(130)는 상기 퀼 스핀들(120)의 하부 길이방향에 장착되어 상기 퀼 스핀들(120)의 움직임을 지지하는 기능을 한다.Head portion 130 is mounted in the lower longitudinal direction of the quill spindle 120 serves to support the movement of the quill spindle 120.
가이드부(140)는 상기 헤드부(130)의 내측면에 끼워져 장착되어 상기 퀼 스핀들(120)의 축 방향 이송을 안내하며, 상기 퀼 스핀들(120) 표면과 습동되는 전체면에 저마찰계수 불소계 수지(142)를 부착하여 퀼 스핀들(120)의 축 이송에 따른 마찰을 감소시키는 기능을 한다.Guide portion 140 is fitted to the inner surface of the head portion 130 to guide the axial transfer of the quill spindle 120, the low friction coefficient fluorine-based on the entire surface of the quill spindle 120 sliding Resin 142 is attached to reduce the friction caused by the axis transfer of the quill spindle 120.
상기 가이드부(140)의 내면에 부착되는 저마찰계수 불소계 수지(142)는 전착 가공한 후 상기 가이드부(140) 내면에 접착되어 스크래핑으로 마무리 가공되는 평면 슬라이드 베어링(토가이드 "B" HP)이다. 이와 같은 구성으로 퀼 스핀들(120)의표면 손상을 방지하고 안정된 정밀도와 적은 운동부하로도 고속 운전 및 높은 생산성을 구현할 수 있다.The low friction coefficient fluorine-based resin 142 attached to the inner surface of the guide part 140 is electrodeposited and then adhered to the inner surface of the guide part 140, and is a flat slide bearing (to guide "B" HP) which is finished by scraping. to be. This configuration prevents surface damage of the quill spindle 120 and can realize high speed operation and high productivity even with stable precision and low motion load.
하우징(150)은 상기 퀼 스핀들(120)의 하단부에 끼워져 상기 가이드부(140)의 하부에 결합되어 상기 가이드부(140)가 상기 퀼 스핀들(120)의 축 방향으로 이탈되는 것을 방지한다. 상기 하우징(150)의 내면에는 오-링(152)과 더스트 실(154)이 끼워져 결합되며, 상기 오-링(152)과 더스트 실(154)을 매개로 퀼 스핀들(120)의 하부에 장착된다.The housing 150 is fitted to the lower end of the quill spindle 120 and is coupled to the lower part of the guide part 140 to prevent the guide part 140 from being separated in the axial direction of the quill spindle 120. An o-ring 152 and a dust seal 154 are fitted into and coupled to an inner surface of the housing 150, and are mounted to the lower portion of the quill spindle 120 via the o-ring 152 and the dust seal 154. do.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 퀼 스핀들(120) 마찰 저감장치는 종래의 기술에서 사용되는 클램프부를 제거하고, 퀼 스핀들(120) 표면과 습동되는 가이드부(140)의 내면 전체에 저마찰계수 불소계 수지(142)를 부착하여 퀼 스핀들(120)의 축 이송에 따른 마찰을 감소시킨다.As described above, the quill spindle 120 friction reducing device of the machine tool according to the embodiment of the present invention removes the clamp part used in the related art, and the inner surface of the guide part 140 that slides with the quill spindle 120 surface. The low friction coefficient fluorine-based resin 142 is attached to the entire to reduce the friction caused by the axis transfer of the quill spindle 120.
도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 퀼 스핀들(120) 마찰 저감장치의 동작을 설명한다.Referring to Figure 2 will be described the operation of the quill spindle 120 friction reducing device of the machine tool according to an embodiment of the present invention.
먼저, 퀼 스핀들(120)의 축 방향 이송은 종래 기술에서와 같이 모터의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류(100)와 볼 스크류 브라켓(110)의 구성으로 이루어진다. 퀼 스핀들(120)의 축 이송은 4축(X, Y, Z, W)으로 구성되어 움직이며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공한다. 참고적으로, 가공물의 품질은 Z축 정도와 직결되어 있으므로 퀼 스핀들(120)의 마찰 감소에 따라 장비 정도를 향상시켜 고품위의 가공을 할 수 있다.First, the axial feed of the quill spindle 120 is made of a configuration of the ball screw 100 and the ball screw bracket 110 is rotated in accordance with the drive of the motor as in the prior art. The axis feed of the quill spindle 120 is composed of four axes (X, Y, Z, W) and moves, and processes various workpieces by spindle rotation. For reference, since the quality of the workpiece is directly connected to the Z-axis degree, it is possible to improve the degree of equipment in accordance with the reduction of friction of the quill spindle 120 to perform high quality machining.
도 2에 도시된 바와 같은 구성으로 퀼 스핀들(120)을 사용하게 되면 퀼 스핀들(120)의 표면과 가이드부(140)의 내면을 포함한 습동면에는 마찰이 감소되어 슬라이드 간격이 넓어지지 않게 된다. 따라서, 퀼 스핀들(120)의 직각도 변화는 현저하게 감소된다. 그 이유는 퀼 스핀들(120)의 표면과 슬라이딩 접촉되는 구성부품간의 마찰이 감소되기 때문이다.When the quill spindle 120 is used in the configuration as shown in FIG. 2, the sliding surface including the surface of the quill spindle 120 and the inner surface of the guide part 140 is reduced in friction so that the slide interval is not widened. Thus, the change in the squareness of the quill spindle 120 is significantly reduced. This is because friction between components in sliding contact with the surface of the quill spindle 120 is reduced.
특히, 가이드부(140)가 설치되는 퀼 스핀들(120)의 하부의 마모 상태가 개선되며, 공구(Tool)에 가공 부하가 걸리는 경우에도 퀼 스핀들(120) 전체가 좌, 우로 밀리는 현상이 발생하지 않게 된다. 따라서, 가공 오차가 감소되며, 퀼 스핀들(120) 이송방향(상, 하) 전환시 슬라이드부 간격이 넓어짐에 따라 발생하는 퀼 스핀들(120)의 낙하 현상을 개선할 수 있다.In particular, the wear state of the lower portion of the quill spindle 120 in which the guide unit 140 is installed is improved, and even when a machining load is applied to the tool, the entire quill spindle 120 is not pushed left and right. Will not. Therefore, the machining error is reduced, it is possible to improve the fall phenomenon of the quill spindle 120 that occurs as the gap between the slide portion is widened when switching the quill spindle 120 feed direction (up, down).
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치는 퀼 스핀들의 습동면 마모를 감소시켜 장비 수명을 연장시킬 수 있으며, 장비 고장으로 인한 작업 지연시간을 줄이고, 종래의 기술에서 퀼 스핀들 부위에 장착되는 클램프부를 제거하여 장비 분해 조립 및 보수가 간단한 효과가 있다. 또한, 퀼 스핀들 마모로 인한 수리비를 절감하고, 퀼 스핀들의 직각도를 향상시켜 고품위의 공작물을 가공할 수 있는 효과가 있다.As described above, the quill spindle friction reducing device of the machine tool according to the present invention can reduce the sliding surface wear of the quill spindle to extend the life of the equipment, reduce the work delay time due to the equipment failure, and the quill spindle in the related art. It is easy to disassemble and assemble and repair the equipment by removing the clamp part mounted on the site. In addition, it is possible to reduce the repair cost due to the wear of the quill spindle, and to improve the squareness of the quill spindle to process high-quality workpieces.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070629 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |