KR100864763B1 - Cooling device of main spindle for lathe - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선반용 주축의 냉각장치에 관한 것으로서, 선반에 장착되어 고속으로 회전하는 스핀들의 상단부에 공작기계나 공작물을 가공할 때 몸체부의 발열을 억제하기 위한 임펠러와, 상기 임펠러에서 발생되는 바람이 주축의 몸체부 내부를 경유하여 외부로 배출될 수 있도록 하는 공기유동홀을 통해 별도의 외부 전원의 공급없이 상기 주축의 몸체부 내부에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있도록 함으로써, 고온의 열로 인해 열 변형이 생기는 것을 막아 제품의 가공시 정밀도의 변화를 줄일 수 있는 선반용 주축의 냉각장치에 관한 것이다. The present invention relates to a cooling device for a spindle for a lathe, wherein an impeller for suppressing heat generation of a body part when machining a machine tool or a workpiece at an upper end of a spindle mounted on a lathe and rotating at high speed, and the wind generated from the impeller Through the air flow hole that can be discharged to the outside via the inside of the main body of the main shaft to cool the heat generated inside the main body of the main shaft without supply of external power, heat deformation due to high temperature heat The present invention relates to a cooling device for a lathe spindle for preventing the occurrence of this and reducing a change in precision during processing of the product.

선반, 주축, 냉각장치, 임펠러, 공기유동홀 Lathe, Spindle, Chiller, Impeller, Air Flow Hall

Description

선반용 주축의 냉각장치{Cooling device of main spindle for lathe}Cooling device of main spindle for lathe}

도 1은 본 발명에 따른 선반용 주축의 냉각장치를 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a cooling apparatus of a lathe main shaft according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 주축 11 : 스핀들10: spindle 11: spindle

12 : 몸체부 13 : 베어링12 body portion 13 bearing

14 : 풀리 15 : 키홈14: Pulley 15: Keyway

16 : 키이 17 : 베어링 너트16: key 17: bearing nut

18 : 플랜지부 18a : 조립용 볼트18: flange portion 18a: assembly bolt

18b : 관통홀 20 : 임펠러18b: through hole 20: impeller

21 : 공기유동홀 21a : 수직홀21: air flow hole 21a: vertical hole

21b : 수평홀21b: horizontal hole

본 발명은 선반용 주축의 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 전원의 필요없이 자체 회전력을 이용하여 선반의 주축을 냉각시킬 수 있는 선반용 주축의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling device for a lathe spindle, and more particularly, to a cooling device for a lathe spindle that can cool the main spindle of the shelf using its own rotational force without the need for an external power source.

일반적으로, CNC(Computer Nummerical Control; 컴퓨터 수치 제어)는 프로그램 전용 내장형 컴퓨터를 사용하여 기본적인 NC(Nummerical Control; NC 공작 기계로 가공할 경우 가공 치수, 형, 필요한 공구, 이송 속도 등을 선택하여 지시하는 수치 데이터를 기록한 프로그램에 의해 절삭공구를 자동 위치 결정하거나 자동 절삭시키는 제어를 수치제어라 함) 제어 기능의 일부 또는 전부를 수행하는 수치제어 시스템을 말한다.Generally, Computer Nummerical Control (CNC) uses a built-in computer dedicated to the program to select and dictate the machining dimensions, types, required tools, feedrates, etc. when machining with a basic NC (NC) machine tool. A numerical control system that performs some or all of the control functions. The control that automatically positions or cuts the cutting tool by the program that records the numerical data is called numerical control.

따라서, CNC 선반이라 하는 것은 컴퓨터 수치 제어장치와 선반을 조합시킨 것으로, 주축 기능, 이송 기능, 공구 기능 외에 테이퍼 절삭, 원호 절삭, 나사 절삭, 원점 오프셋, 공구 위치 오프셋 등을 갖추고 있다.Therefore, a CNC lathe is a combination of a computer numerical control unit and a lathe, and has a taper cut, circular cut, screw cut, origin offset, tool position offset, etc. in addition to the spindle function, the feed function, and the tool function.

한편, 절삭이라 함은 공작물로부터 공작물보다 경도가 높은 공구를 사용하여 절삭 칩을 깎아내어 희망하는 모양의 제품을 만드는 작업이다. On the other hand, cutting refers to a process of cutting a cutting chip from a workpiece using a tool that is harder than the workpiece to make a product of a desired shape.

그리고, 절삭가공은 회전공구에 공작물을 이송시키거나 회전 공작물에 공구를 이송시켜 절삭하는 가공을 말하는 것이다.In addition, the cutting process refers to a process of cutting a workpiece by transferring the workpiece to the rotary tool or by transferring the tool to the rotary workpiece.

통상적으로, 공작기계나 공작물을 가공할 때 몸체부의 발열을 억제하기 위하여 내장형(built-in) 주축에서는 냉각용 자켓(jacket)을 사용하며, 벨트 구동 주축에서는 냉각팬(fan)을 사용하는 방식으로 이루어져 있다.In general, when machining a machine tool or a workpiece, a cooling jacket is used on a built-in spindle and a cooling fan is used on a belt driven spindle to suppress heat generation of a body part. consist of.

즉, 내장형 주축에서는 스핀들이 고속으로 회전시 발생하는 열을 냉각시키기 위하여 주축의 몸체부에 오일 자켓용 슬리브(sleeve)를 장착한 후 오일 쿨러(미도 시)를 통하여 냉각된 오일을 자켓으로 순환시켜 주축을 냉각시키는 방식이다. That is, in the built-in spindle, in order to cool the heat generated when the spindle rotates at a high speed, an oil jacket sleeve is attached to the body of the spindle, and the oil cooled through the oil cooler (not shown) is circulated to the jacket. Cooling the main shaft.

또한, 상기 벨트 구동 주축에서는 주축의 냉각을 위하여 냉각팬이 주축의 몸체부에 조립되어 고온의 열을 외기로 순환시키거나 상기 몸체부에 방열용 리브를 설치하거나 좌우 대칭형 구조로 이루어진 방열용 구조를 형성하여 냉각팬 없이도 주축의 발열에 대응할 수 있는 방식이다.In addition, in the belt drive main shaft, a cooling fan is assembled to the main body of the main shaft to cool the main shaft to circulate high-temperature heat to the outside, or to install a heat dissipation rib on the body, or a heat dissipation structure consisting of a symmetrical structure. It can be formed to cope with heat generation of the main shaft without a cooling fan.

그런데, 상기와 같은 일련의 구조로 이루어진 방열 방식은 그 가격이 고가이거나 성능이 만족할 만한 것이 되지 못하는 등의 문제점이 있으며, 팬구동 방식은 외부로부터의 전원 연결이 필요한 단점이 있다.By the way, the heat dissipation method of the series structure as described above has a problem that the price is expensive or the performance is not satisfactory, and the fan driving method has a disadvantage that requires a power connection from the outside.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 선반에 장착되어 고속으로 회전하는 스핀들의 상단부에 공작기계나 공작물을 가공할 때 몸체부의 발열을 억제하기 위한 임펠러와, 상기 임펠러에서 발생되는 바람이 주축의 몸체부 내부를 경유하여 외부로 배출될 수 있도록 하는 공기유동홀을 통해 별도의 외부 전원의 공급없이 상기 주축의 몸체부 내부에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있도록 함으로써, 고온의 열로 인해 열 변형이 생기는 것을 막아 제품의 가공시 정밀도의 변화를 줄일 수 있는 선반용 주축의 냉각장치를 제공하고자 한다. Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, an impeller for suppressing heat generation of the body portion when machining a machine tool or a workpiece on the upper end of the spindle is mounted on a lathe rotates at high speed, and in the impeller Through the air flow hole to allow the generated wind to be discharged to the outside via the inside of the main body of the main shaft, it is possible to cool the heat generated inside the main body of the main shaft without supplying external power, The present invention aims to provide a cooling device for a spindle for a lathe that can prevent thermal deformation from occurring due to heat, thereby reducing a change in precision during processing of the product.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자동 선반의 주축 몸체부 내 측에 장착된 다수의 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 스핀들과, 상기 스핀들 단부에 결합되어 모터측 풀리와 벨트로서 연결되는 풀리를 포함하는 선반용 주축에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a spindle rotatably supported by a plurality of bearings mounted on the inner side of the main shaft body portion of the automatic lathe, and a pulley coupled to the spindle end and connected as a motor pulley and a belt. In the spindle for lathe comprising:

상기 주축(10)의 몸체부(12) 및 풀리(14) 사이에 장착되어 스핀들(11)과 함께 회전하면서 공작기계나 공작물을 가공시 상기 몸체부(12)의 발열을 억제하기 위한 임펠러(20)와; It is mounted between the body portion 12 and the pulley 14 of the main shaft 10, the impeller 20 for suppressing heat generation of the body portion 12 when machining a machine tool or a workpiece while rotating with the spindle 11 )Wow;

상기 임펠러(20)에서 발생되는 바람이 주축(10)의 몸체부(12) 내부를 경유하여 외부로 배출될 수 있도록 몸체부(12) 내부에 형성된 공기유동홀(21)과; 상기 임펠러(20)에서 발생된 바람이 상기 공기유동홀(21)로 유입 가능하도록 조립용 볼트(18a) 사이에 방사형으로 이루어진 관통홀(18b)이 형성된 플랜지부(18)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.An air flow hole 21 formed in the body part 12 so that wind generated from the impeller 20 can be discharged to the outside via the body part 12 of the main shaft 10; And a flange portion 18 having radially formed through-holes 18b formed between the assembling bolts 18a to allow the wind generated by the impeller 20 to flow into the air flow holes 21. It is done.

삭제delete

특히, 상기 공기유동홀(21)은 상기 임펠러(20)에서 발생된 바람이 주축(10)의 몸체부(12) 내부를 경유하여 외부로 배출될 수 있도록 하는 수직홀(21a)과, 상기 수직홀(21a)와 일체 연결되는 동시에 외부와 연결된 수평홀(21b)로 구성된 것을 특징으로 한다. In particular, the air flow hole 21 is a vertical hole (21a) so that the wind generated in the impeller 20 can be discharged to the outside via the body portion 12 of the main shaft 10, and the vertical It is characterized in that it consists of a horizontal hole 21b which is integrally connected to the hole 21a and connected to the outside.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 선반용 주축의 냉각장치를 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a cooling apparatus of a lathe spindle for the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 풀리와 스핀들의 연결구조로 이루어진 선반의 주축 구조의 일례를 나타낸 것으로서, 주축(10)의 회전부분을 이루는 스핀들(11)은 선반의 몸체부(12) 일측에 고정되는 다수의 베어링(13)으로 회전가능하게 지지되어 있으며, 상기 스핀들(11)의 상단부에는 풀리(14)가 결합되어 있다.As shown in Figure 1, showing an example of the spindle structure of the shelf consisting of a connection structure of the pulley and the spindle, the spindle 11 forming a rotating portion of the spindle 10 is fixed to one side of the body portion 12 of the shelf It is rotatably supported by a plurality of bearings 13, the pulley 14 is coupled to the upper end of the spindle (11).

상기 풀리(14)는 선반 몸체의 또 다른 일측에 구비된 구동모터(미도시)측의 풀리와 벨트(미도시)로 연결되어 그 구동모터로부터의 동력을 전달받아 스핀들(11)을 회전시키게 되어 있다. The pulley 14 is connected to a pulley and a belt (not shown) of a drive motor (not shown) provided on the other side of the shelf body to rotate the spindle 11 by receiving power from the drive motor. have.

여기서, 상기 스핀들(11)과 풀리(14)의 결합관계를 상세히 살펴보면, 스핀들(11)의 외경과 풀리(14)의 보스(boss)부 내경에 서로 대응하도록 양쪽에 대칭적으로 형성된 키홈(15)을 마련하고, 이의 키홈(15)에 키이(key)(16)를 박음하여 결합한 다음, 풀리(14)의 보스부 단부측에서 스핀들(11)에 베어링 너트(17)를 체결하여 고정하고 있다. Here, in detail the coupling relationship between the spindle 11 and the pulley 14, the key groove 15 formed symmetrically on both sides to correspond to the outer diameter of the spindle 11 and the inner diameter of the boss portion of the pulley (14). ), A key 16 is inserted into the key groove 15 thereof, and the bearing nut 17 is fastened to the spindle 11 at the end of the boss portion of the pulley 14 to be fixed. .

상기 베어링 너트(17)는 풀리(14)를 베어링(13)측으로 밀착시켜, 풀리(14)의 다른쪽에서 스핀들(11)에 연결된 플랜지부(18)를 베어링(13)의 둘레부에 밀착시키게 된다. The bearing nut 17 comes into close contact with the pulley 14 toward the bearing 13, and the flange 18, which is connected to the spindle 11 on the other side of the pulley 14, comes into close contact with the circumference of the bearing 13. .

이와 같이 구성된 주축 구조의 몸체부(12)에서 발생하는 열을 냉각시키기 위하여 냉각수단을 주축 구조의 일부에 마련한 바, 상기 베어링 너트(17) 및 플랜지부(18) 사이에 스핀들(11)과 일체로 장착되어 있는 임펠러(20)가 구비되어 있다.In order to cool the heat generated in the body portion 12 of the main shaft structure configured as described above, a cooling means is provided in a part of the main shaft structure, and is integrated with the spindle 11 between the bearing nut 17 and the flange portion 18. It is provided with an impeller 20 mounted.

상기 임펠러(20)는 바람의 유동 방향을 하향으로 유동할 수 있도록 설치되어 있으며, 다수의 베어링(13)이 장착된 몸체부(12)로 바람의 방향이 설정될 수 있도 록 되어 있다.The impeller 20 is installed to flow in the downward direction of the wind flow, the direction of the wind can be set to the body portion 12 is mounted with a plurality of bearings (13).

즉, 상기 스핀들(11)의 회전시에 스핀들(11)과 일체 결합된 임펠러(20)도 동시에 회전하게 되어 바람을 발생시키게 되는 것이다. That is, when the spindle 11 rotates, the impeller 20 integrally coupled with the spindle 11 also rotates at the same time to generate wind.

이때, 상기 몸체부(12)의 내부에는 상기 임펠러(20)에서 발생된 바람을 몸체부(12) 내부로 유입시켜 한층 더 냉각 효율을 증대시킬 수 있도록 하기 위한 공기유동홀(21)이 형성되어 있다.In this case, an air flow hole 21 is formed in the body 12 to allow the wind generated by the impeller 20 to flow into the body 12 to further increase the cooling efficiency. have.

특히, 상기 플랜지부(18)의 조립용 볼트(18a) 사이에 방사형으로 형성된 관통홀(18b)을 통해 임펠러(20)에서 발생된 바람이 상기 공기유동홀(21)로 유입된다. In particular, the wind generated in the impeller 20 is introduced into the air flow hole 21 through the through hole 18b radially formed between the assembling bolts 18a of the flange portion 18.

상기 공기유동홀(21)은 상기 임펠러(20)에서 발생된 바람이 주축(10)의 몸체부(12) 내부를 경유하여 외부로 배출될 수 있도록 하는 수직홀(21a) 및 이와 일체 연결된 수평홀(21b)로 구성되어 있으며, 상기 수평홀(21b)은 외부로 연결되어 있다. The air flow hole 21 is a vertical hole 21a and a horizontal hole integrally connected thereto so that the wind generated from the impeller 20 can be discharged to the outside via the body part 12 of the main shaft 10. 21b, the horizontal hole 21b is connected to the outside.

더욱 상세하게는 상기 수평홀(21b)은 단일개로 이루어진 수직홀(21a)과 복수개로 연결되어 있으며, 그 설치 간격은 일정한 간격으로 이루어짐이 바람직하다.In more detail, the horizontal hole 21b is connected to a plurality of vertical holes 21a formed in a single piece, and the installation holes are preferably formed at regular intervals.

특히, 상기 임펠러(20)에서 발생하는 바람이 그 주축(10)의 몸체부(12) 내부의 베어링(13)을 가깝게 통과하게 되므로 종래 기술 대비, 냉각 손실의 발생을 억제하여 보다 더 강력한 냉각 효율을 도모할 수 있다. In particular, since the wind generated from the impeller 20 passes close to the bearing 13 inside the body portion 12 of the main shaft 10, compared to the prior art, by suppressing the occurrence of cooling loss more powerful cooling efficiency Can be planned.

따라서, 본 발명에 따른 선반용 주축의 냉각장치는 별도의 냉각팬이나 오일 쿨러가 장착되어 별도의 외부 전원을 사용해야 하는 종래 기술 대비, 외부 전원의 공급 없이도 주축(10)의 몸체부(12) 내부를 냉각시킬 수 있어 고온의 열로 인해 발 생되는 열 변형으로 인한 제품 가공시의 정밀도 변화를 줄일 수 있게 된다.Therefore, the cooling device of the spindle for the shelf according to the present invention is equipped with a separate cooling fan or an oil cooler, compared to the prior art in which a separate external power source must be used, without the supply of external power, the body portion 12 of the inside of the main shaft 10 This can reduce the change in precision during product processing due to thermal deformation caused by high temperature heat.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 선반용 주축의 냉각장치에 의하면, 별도의 외부 전원의 공급 없이 주축의 몸체부 내부에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있도록 함으로써, 고온의 열로 인해 열 변형이 생기는 것을 막아 제품의 가공시 정밀도의 변화를 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the cooling apparatus of the spindle for the shelf according to the present invention, it is possible to cool the heat generated inside the body portion of the spindle without supplying a separate external power, whereby thermal deformation occurs due to high temperature heat It is effective to reduce the change of precision during processing of the product.

Claims (3)

자동 선반의 주축 몸체부 내측에 장착된 다수의 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 스핀들과, 상기 스핀들 단부에 결합되어 모터측 풀리와 벨트로서 연결되는 풀리를 포함하는 선반용 주축에 있어서,In a spindle for a lathe comprising a spindle rotatably supported by a plurality of bearings mounted inside the main spindle body of an automatic lathe, and a pulley coupled to the spindle end and connected as a motor side pulley and a belt, 상기 주축(10)의 몸체부(12) 및 풀리(14) 사이에 장착되어 스핀들(11)과 함께 회전하면서 공작기계나 공작물을 가공시 상기 몸체부(12)의 발열을 억제하기 위한 임펠러(20)와; It is mounted between the body portion 12 and the pulley 14 of the main shaft 10, the impeller 20 for suppressing heat generation of the body portion 12 when machining a machine tool or a workpiece while rotating with the spindle 11 )Wow; 상기 임펠러(20)에서 발생되는 바람이 주축(10)의 몸체부(12) 내부를 경유하여 외부로 배출될 수 있도록 몸체부(12) 내부에 형성된 공기유동홀(21)과;An air flow hole 21 formed in the body part 12 so that wind generated from the impeller 20 can be discharged to the outside via the body part 12 of the main shaft 10; 상기 임펠러(20)에서 발생된 바람이 상기 공기유동홀(21)로 유입 가능하도록 조립용 볼트(18a) 사이에 방사형으로 이루어진 관통홀(18b)이 형성된 플랜지부(18)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선반용 주축의 냉각장치.And a flange portion 18 having radially formed through-holes 18b formed between the assembling bolts 18a to allow the wind generated by the impeller 20 to flow into the air flow holes 21. Chillers for lathe spindles. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공기유동홀(21)은 상기 임펠러(20)에서 발생된 바람이 주축(10)의 몸체부(12) 내부를 경유하여 외부로 배출될 수 있도록 하는 수직홀(21a)과, 상기 수직홀(21a)와 일체 연결되는 동시에 외부와 연결된 수평홀(21b)로 구성된 것을 특징으로 하는 선반용 주축의 냉각장치.The air flow hole 21 is a vertical hole (21a) to allow the wind generated in the impeller 20 to be discharged to the outside via the body portion 12 of the main shaft 10, and the vertical hole ( Cooling apparatus for a main shaft for the lathe, characterized in that consisting of a horizontal hole (21b) connected to the outside at the same time integrally connected with 21a).
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