KR101492439B1 - 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들 - Google Patents

자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들 Download PDF

Info

Publication number
KR101492439B1
KR101492439B1 KR20130093873A KR20130093873A KR101492439B1 KR 101492439 B1 KR101492439 B1 KR 101492439B1 KR 20130093873 A KR20130093873 A KR 20130093873A KR 20130093873 A KR20130093873 A KR 20130093873A KR 101492439 B1 KR101492439 B1 KR 101492439B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nut
air bearing
shaft
rear end
hole
Prior art date
Application number
KR20130093873A
Other languages
English (en)
Inventor
윤성진
Original Assignee
(주)하이드롬
윤성진
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)하이드롬, 윤성진 filed Critical (주)하이드롬
Priority to KR20130093873A priority Critical patent/KR101492439B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101492439B1 publication Critical patent/KR101492439B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/12Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for securing to a spindle in general
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable 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
    • B23Q1/38Movable 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 using fluid bearings or fluid cushion supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02Driving main working members
    • B23Q5/04Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/043Accessories for spindle drives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q2230/00Special operations in a machine tool

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

본 발명은 자동공구교환장치가 구비된 머시닝 센터 등과 같은 공작기계에서 회전샤트프에 장착된 공구를 자동으로 교환하는 동안에 회전샤프트 자체나 에어베어링부에 힘이 가해져 회전축이 비틀어지거나 에어베어링부에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들에 관한 것으로, 동력에 의하여 회전 구동되며, 전단부에는 자동공구교환장치에 의하여 공급되는 공구가 장착되는 툴 홀더가 구비되어 있으며, 축 방향을 따라 관통하는 샤프트홀이 형성되어 있는 회전샤프트; 상기 회전샤프트의 샤프트홀 내에 위치하여 상기 툴 홀더에 힘을 전달하여 장착된 공구가 배출될 수 있도록 하며, 상기 회전샤프트의 후단 외측까지 돌출되어 형성되는 언로딩 샤프트를 포함하는 홀더 언로딩 모듈; 상기 회전샤프트의 축 방향을 따라 형성된 저널 에어베어링과, 상기 회전샤프트의 후단부에 형성된 쓰러스트 에어베어링을 포함하는 에어베어링부; 상기 쓰러스트 에어베어링의 후단부에 결착되며, 중심부에 통공이 형성되어 있는 리어 쓰러스트 캡; 상기 홀더 언로딩 모듈의 언로딩 샤프트에 힘을 전달하는 실린더 로드를 포함하는 실린더부; 및 상기 리어 쓰러스트 캡의 중심부 통공을 지나 상기 회전샤프트의 후단부 샤프트홀에 나사결합하며, 전단부는 상기 홀더 언로딩 모듈의 언로딩 샤프트가 삽입될 수 있는 크기의 통공이, 후단부는 상기 실린더부의 실린더 로드가 삽입될 수 있는 크기의 통공이 각각 길이 방향으로 형성되어 단차를 이루고 있으며, 후단부에 외측으로 플렌지가 형성되어 있는 너트부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들{Air Bearing Spindle For Machine Tool Having Automatic Tool Exchanger}
본 발명은 에어베어링 스핀들에 관한 것으로, 특히 자동공구교환장치가 구비된 머시닝 센터 등과 같은 공작기계에서 회전샤트프에 장착된 공구를 자동으로 교환하는 동안에 회전샤프트 자체나 에어베어링부에 힘이 가해져 회전축이 비틀어지거나 에어베어링부에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들에 관한 것이다.
일반적으로 스핀들은 샤프트와 베어링 등으로 구성되어 회전 가공 분야에 사용되는 장치로써, 머시닝 센터와 같은 일반 공작기계 분야뿐만 아니라 반도체 소자, PCB 기판, 소형전자부품의 가공을 위한 전자산업 분야, 광학렌즈 등의 연삭과 가공을 위한 광학기기산업 분야 등에 널리 이용되고 있는 장치이다.
이와 같은 스핀들은 종래에 샤프트와 직접 접촉하는 볼베어링을 이용하였는데, 직접적인 접촉에 의한 구동으로 인하여 발생하는 마찰과 마모의 문제로 내구성이 최대 6개월 정도에 지나지 않아 정기적인 베어링 요소의 교체가 요구되어 번거로울 뿐만 아니라 유지 보수 비용의 상승의 문제점이 있었다.
또한, 볼베어링을 이용하는 경우 접촉식 베어링의 한계로 초고속 회전이 불가능하여 최대 60,000 rpm 정도의 회전 성능을 구현할 수밖에 없을 뿐만 아니라 회전 정밀도 또한 크게 떨어져 초고속, 고정밀 가공 분야에는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
이와 같은 접촉식 볼베어링의 문제를 해결하기 위하여 비접촉식 방식인 에어베어링을 이용한 스핀들이 근래에 제안되어 머시닝 센터 등과 같은 초고속, 고정밀 공작기계에 많이 사용되고 있다.
한편, 머시닝 센터 등과 같은 공작기계는 다양한 종류의 공구를 탈부착할 수 있도록 구성되어 여러 작업을 하나의 공작기계로 수행할 수 있도록 구성되어 있는데, 예를 들어 작업 대상물에 일정한 크기의 구멍을 형성하기 위하여 작은 지름의 절삭 공구에서 시작하여 점차 큰 지름의 절삭 공구로 변경하면서 작업을 수행할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 다양한 종류의 공구를 수동이 아닌 자동으로 공작기계에 탈부착함으로써 작업의 연속성을 높이기 위하여 자동공구교환장치가 개발되어 이용되고 있다.
일반적으로 자동공구교환장치가 구비된 공작기계에 사용되는 스핀들은 회전샤프트의 전단부에 각종 공구가 장착되는 툴 홀더가 구비되어 있고, 회전샤프트 내부의 홀더 언로딩 모듈에서 상기 툴 홀더에 힘을 가하면 툴 홀더가 오픈되어 장착된 공구를 빼내고 새로운 공구를 장착할 수 있도록 구성되어 있다.
이때, 상기 홀더 언로딩 모듈은 상기 회전샤프트 후단부에 위치한 실린더부에서 힘이 전달되도록 구성되어 있으며, 상기 실린더부에서 상기 홀더 언로딩 모듈로 힘이 가해질 때 상기 회전샤프트에도 힘이 전달되어 회전축이 변경되는 문제가 발생하기도 하였다.
특히, 볼베어링과 같은 접촉식 베어링을 사용하는 스핀들의 경우에는 상기 실린더부에서 힘이 가해질 때 쓰러스트 베어링에 힘이 전달되어도 볼베어링 등이 충분히 힘을 감당하기 때문에 베어링 구조에 별 문제가 발생하기 않지만, 에어베어링과 같은 비접촉식 베어링을 사용하는 스핀들의 경우에는 상기 실린더부에서 힘이 가해질 때 쓰러스트 에어베어링에 힘이 전달되어 베어링 구조가 손상되는 문제가 발생할 위험이 높았다.
등록실용신안 제20-0325243호(2003.08.22. 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 자동공구교환장치가 구비된 머시닝 센터 등과 같은 공작기계에서 회전샤트프에 장착된 공구를 자동으로 교환하는 동안에 회전샤프트 자체나 에어베어링부에 힘이 가해져 회전축이 비틀어지거나 에어베어링부에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들을 제공하고자 하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들은,
동력에 의하여 회전 구동되며, 전단부에는 자동공구교환장치에 의하여 공급되는 공구가 장착되는 툴 홀더가 구비되어 있으며, 축 방향을 따라 관통하는 샤프트홀이 형성되어 있는 회전샤프트; 상기 회전샤프트의 샤프트홀 내에 위치하여 상기 툴 홀더에 힘을 전달하여 장착된 공구가 배출될 수 있도록 하며, 상기 회전샤프트의 후단 외측까지 돌출되어 형성되는 언로딩 샤프트를 포함하는 홀더 언로딩 모듈; 상기 회전샤프트의 축 방향을 따라 형성된 저널 에어베어링과, 상기 회전샤프트의 후단부에 형성된 쓰러스트 에어베어링을 포함하는 에어베어링부; 상기 쓰러스트 에어베어링의 후단부에 결착되며, 중심부에 통공이 형성되어 있는 리어 쓰러스트 캡; 상기 홀더 언로딩 모듈의 언로딩 샤프트에 힘을 전달하는 실린더 로드를 포함하는 실린더부; 및 상기 리어 쓰러스트 캡의 중심부 통공을 지나 상기 회전샤프트의 후단부 샤프트홀에 나사결합하며, 전단부는 상기 홀더 언로딩 모듈의 언로딩 샤프트가 삽입될 수 있는 크기의 통공이, 후단부는 상기 실린더부의 실린더 로드가 삽입될 수 있는 크기의 통공이 각각 길이 방향으로 형성되어 단차를 이루고 있으며, 후단부에 외측으로 플렌지가 형성되어 있는 너트부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 너트부는,
상기 리어 쓰러스트 캡의 전단에서 상기 회전샤프트의 후단부 샤프트홀에 나사결합하며, 길이 방향을 관통하는 통공이 형성되어 있는 제1너트와,
상기 리어 쓰러스트 캡의 후단에서 상기 제1너트의 후단부 내경에 나사결합하며, 전단부에는 상기 홀더 언로딩 모듈의 언로딩 샤프트가 삽입될 수 있는 크기의 통공이, 후단부에는 상기 실린더부의 실린더 로드가 삽입될 수 있는 크기의 통공이 각각 길이 방향으로 형성되어 단차를 이루고 있으며, 후단부에는 외측으로 플렌지가 형성되어 있는 제2너트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 너트부는,
상기 제1너트의 전단부에서 상기 홀더 언로딩 모듈의 언로딩 샤프트에 나사결합하는 록 너트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리어 쓰러스트 캡의 후단부와 상기 제2너트의 플렌지 사이에는 미세갭이 형성되어 상호 직접 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 미세갭의 크기는 0.005 ~ 0.015 ㎜ 인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 자동공구교환장치가 구비된 공작기계에 사용되는 에어베어링 스핀들에서 회전샤프트에 장착된 공구를 교환하기 위하여 실린더부의 실린더 로드에서 홀더 언로딩 모듈의 언로딩 샤프트로 힘을 가하여도 회전샤프트의 후단부에 너트부를 나사 결합하여 장착함으로써 상기 회전샤프트로 상기 실린더부의 실린더 로드에서 가해지는 힘이 직접적으로 전달되는 것을 방지하여 회전축이 비틀어지는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 자동공구교환장치가 구비된 공작기계에서 사용되는 에어베어링 스핀들에서 회전샤프트에 장착된 공구를 교환하기 위하여 실린더부의 실린더 로드에서 홀더 언로딩 모듈의 언로딩 샤프트로 힘을 가하여도 리어 쓰러스트 캡과 일정한 미세갭을 형성하면서 상기 회전샤프트의 후단부에 너트부를 나사결합 하여 장착함으로써 상기 리어 쓰러스트 캡을 통하여 쓰러스트 에어베어링에 상기 실린더부의 실린더 로드에서 발생한 힘이 전달되는 것을 최소화하여 에어베어링부에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 다른 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 회전샤프트와 리어 쓰러스트 캡, 너트부의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 의한 회전샤프트와 리어 쓰러스트 캡, 너트부의 결합 상태를 도시한 확대 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 의한 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 회전샤프트와 리어 쓰러스트 캡, 너트부의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들은, 전단부에 툴 홀더(120)가 구비되어 있으며 내부에 샤프트홀(110)이 형성되어 있는 회전샤프트(100)와, 상기 회전샤프트(100)의 샤프트홀(100)을 따라 위치하고 있는 홀더 언로딩 모듈(200)과, 상기 회전 샤프트(100)의 회전 구동을 위한 에어베어링부(300)와, 상기 회전샤프트(100)의 후단에 위치하여 상기 홀더 언로딩 모듈(200)에 힘을 전달하는 실린더부(500)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 홀더 언로딩 모듈(200)은 상기 회전샤프트(100)의 후단부 외측으로 돌출된 언로딩 샤프트(210)가 구비되어 있으며, 상기 실린더부(500)에는 상기 언로딩 샤프트(210)에 힘을 가하는 실린더 로드(510)가 구비되어 있다.
그리고, 상기 에어베어링부(300)는 상기 회전샤프트(100)의 축 방향을 따라 형성되어 있는 저널 에어베어링(310)과, 상기 회전샤프트(100)의 후단부에 축과 수직인 방향으로 형성되어 있는 쓰러스트 에어베어링(320)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 쓰러스트 에어베어링(320)의 후단부에는 상기 쓰러스트 에어베어링(320)을 내포하는 리어 쓰러스트 캡(400)이 결착되어 있으며, 상기 리어 쓰러스트 캡(400)의 중심부에는 통공이 형성되어 상기 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210)와 상기 실린더부(500)의 실린더 로드(510)가 접촉할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 회전샤프트(100) 전단부의 툴 홀더(120)에 장착된 공구를 교체하기 위해서는 일단 상기 툴 홀더(120)를 오픈하여야 하는데, 이를 위하여 상기 실린더부(500)의 실린더 로드(510)를 전진시켜 상기 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210)로 힘을 가하고 상기 홀더 언로딩 모듈(200)은 상기 툴 홀더(120)로 힘을 전달하게 된다.
상기 홀더 언로딩 모듈(200)로부터 힘을 전달 받아 오픈된 상기 툴 홀더(120)는 공구를 꽉 잡고 있던 힘이 제거되게 되고, 자동공구교환장치가 상기 툴 홀더(120)에 장착되어 있던 기존의 공구를 빼내고 새로운 공구를 장착하게 된다.
새로운 공구가 상기 툴 홀더(120)에 장착되면 상기 실린더부(500)의 실린더 로드(510)를 후퇴시켜 상기 홀더 언로딩 모듈(200)에 가해지는 힘을 제거하면 상기 툴 홀더(120)는 새로운 공구를 단단하게 잡고 있게 되는 것이다.
이때, 상기 실린더부(500)의 실린더 로드(510)가 전진하여 상기 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210)에 힘을 가하는 과정에서 상기 홀더 언로딩 모듈(200)을 내포하고 있는 상기 회전샤프트(100)와, 상기 에어베어링부(300)의 쓰러스트 에어베어링(320)을 내포하고 있는 리어 쓰러스트 캡(400)에도 힘이 전달되어 각각의 위치가 변경될 수가 있다.
이와 같이 상기 회전샤프트(100)의 위치가 힘에 의하여 변경되는 경우 회전 정밀도가 떨어져 가공 품질이 나빠지게 되며, 상기 에어베어링부(300)의 위치가 정위치에서 이탈되거나 변경되는 경우에는 에어베어링 구조가 손상되어 스핀들의 작동에 문제가 발생하게 된다.
이를 방지하기 위하여 상기 회전샤프트(100)의 후단부에서 상기 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210)와, 상기 실린더부(500)의 실린더 로드(510)를 연결하는 너트부(600)를 구비하도록 한다.
이때, 상기 너트부(600)는 상기 리어 쓰러스트 캡(400)의 전단에서 상기 회전샤프트(100) 후단부의 샤프트홀(110)에 나사결합하는 제1너트(610)와, 상기 리어 쓰러스트 캡(400)의 후단에서 상기 제1너트(610)의 내경에 나사결합하는 제2너트(620)와, 상기 제1너트(610)의 전단부에서 상기 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210)에 나사결합하는 록 너트(630)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1너트(610)가 상기 회전샤프트(100) 후단부의 샤프트홀(110)에 삽입되어 상호 나사 결합할 수 있도록 상기 제1너트(610) 외주면과 상기 회전샤프트(100) 후단부의 샤프트홀(110) 내주면에는 각각 나사산이 형성되어 있다.
이때, 상기 제1너트(610)가 상기 회전샤프트(100)의 샤프트홀(110) 내부로 완전히 삽입되는 것을 방지하기 위하여 외측으로 플렌지를 형성하여 더 이상의 진입을 방지하도록 하는 것이 바람직할 것이다.
상기 제2너트(620) 외주면의 전단부가 상기 제1너트(610)의 내주면에 삽입되어 상호 나사 결합할 수 있도록 상기 제1너트(610)의 내주면과 상기 제2너트(620)의 외주면 전단부에도 각각 나사산이 형성되어 있다.
이때, 상기 제2너트(620)가 상기 제1너트(610) 내부로 일정한 길이만큼만 삽입되도록 하기 위하여 상기 제2너트(620)의 외주면은 외측으로 돌출되어 1차적으로 단차를 형성하고 있으며, 상기 리어 쓰러스트 캡(400)의 후단부에서 다시 외측으로 돌출되어 2차적으로 플렌지를 형성하고 있다.
또한, 상기 제1너트(610)의 전단부는 상기 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210)의 외경보다는 크고 상기 제2너트(620)의 외경보다는 작은 통공이 형성되어 있으며, 상기 제2너트(620)의 전단부는 상기 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210)의 외경보다는 크고 상기 실린더부(500)의 실린더 로드(510)의 외경보다는 작은 통공이, 상기 제2너트(620)의 후단부에는 상기 실린더부(500)의 실린더 로드(510)의 외경보다는 큰 통공이 각각 형성되어 상기 제2너트(620)의 내주면은 단차를 이루고 있다.
즉, 상기 제2너트(620) 내주면의 단차가 형성된 위치까지만 상기 실린더부(500)의 실린더 로드(510)가 진입할 수 있는 구조를 이루고 있으며, 상기 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210)는 상기 제1너트(610)와 제2너트(620)의 내주면을 관통하여 상기 실린더부(500)의 실린더(510)와 접촉하게 되는 것이다.
이와 같이 상기 제1너트(610)와 제2너트(620)를 이용하여 상기 회전샤프트(100)와 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210), 실린더부(500)의 실린더 로드(510)를 연결하고, 상기 록 너트(630)를 이용하여 상기 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210)를 고정하여 이탈을 방지함으로써 상기 실린더부(500)의 실린더 로드(510)가 전진하여 상기 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210)에 힘을 가하더라도 상기 회전샤프트(100)의 회전축이 상하 또는 좌우로 변경되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.
아울러, 상기 리어 쓰러스트 캡(400)의 중심부 통공 부분은 상기 제1너트(610)의 후단부에 형성된 플렌지의 후면과 상기 제2너트(620)의 후단부에 형성된 플렌지의 전면 사이에 위치하게 되어, 상기 실린더부(500)의 실린더 로드(510)가 전진하여 상기 홀더 언로딩 모듈(200)의 언로딩 샤프트(210)에 힘을 가하더라도 상기 리어 쓰러스트 캡(400)이 내포하고 있는 쓰러스트 에어베어링(320)이 변형되는 것을 방지하여 에어베어링 구조를 유지할 수 있게도 된다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 리어 쓰러스트 캡(400)의 후면과 상기 제2너트(620)의 플렌지 전면이 완전히 밀착되지 않고 그 사이에 일정 크기의 미세갭(700)을 형성하여 상기 제2너트(620)에 힘이 가해졌을 때 상기 제2너트(620)의 플렌지가 상기 리어 쓰러스트 캡(400)으로 바로 힘을 전달하지 않고 어느 정도 움직일 수 있는 변위를 확보하도록 하는 것이 바람직하며, 상기 미세갭(700)은 일반적으로 0.005 ~ 0.015 ㎜ 정도의 크기를 가지도록 하여 준다.
상기 미세갭(700)을 대략 0.01 ㎜ 정도의 크기를 가지도록 하였을 때에는 상기 미세갭(700)을 형성하지 않았을 때의 상기 리어 쓰러스트 캡(400)이 위치 변화량의 약 20% 정도의 변화량 만을 가지므로 에어베어링 구조에 거의 영향을 주지 않게 된다.
이와 같은 상기 미세갭(700)은 상기 제2너트(620)의 외주면을 가공할 때에 상기 리어 쓰러스트 캡(400)의 중심부 통공의 두께를 고려한 상기 제2너트(620)의 1차적인 단차와 플렌지 사이의 간격(d)을 유지하면서 정밀 가공하도록 하여 형성할 수 있을 것이다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위하여 첨부한 도면과 함께 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 서술하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이지 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이나 치환 등에 의한 타 실시예가 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100 - 회전샤프트 110 - 샤프트홀
120 - 툴 홀더
200 - 홀더 언로딩 모듈 210 - 언로딩 샤프트
300 - 에어베어링부 310 - 저널 에어베어링
320 - 쓰러스트 에어베어링
400 - 리어 쓰러스트 캡
500 - 실린더부 510 - 실린더 로드
600 - 너트부 610 - 제1너트
620 - 제2너트 630 - 록 너트
700 - 미세갭

Claims (5)

  1. 동력에 의하여 회전 구동되며, 전단부에는 자동공구교환장치에 의하여 공급되는 공구가 장착되는 툴 홀더가 구비되어 있으며, 축 방향을 따라 관통하는 샤프트홀이 형성되어 있는 회전샤프트; 상기 회전샤프트의 샤프트홀 내에 위치하여 상기 툴 홀더에 힘을 전달하여 장착된 공구가 배출될 수 있도록 하며, 상기 회전샤프트의 후단 외측까지 돌출되어 형성되는 언로딩 샤프트를 포함하는 홀더 언로딩 모듈; 상기 회전샤프트의 축 방향을 따라 형성된 저널 에어베어링과, 상기 회전샤프트의 후단부에 형성된 쓰러스트 에어베어링을 포함하는 에어베어링부; 상기 쓰러스트 에어베어링의 후단부에 결착되며, 중심부에 통공이 형성되어 있는 리어 쓰러스트 캡; 및 상기 홀더 언로딩 모듈의 언로딩 샤프트에 힘을 전달하는 실린더 로드를 포함하는 실린더부;를 포함하는 공작기계용 에어베어링 스핀들에 있어서,
    상기 리어 쓰러스트 캡의 전단에서 상기 회전사프트의 후단부 샤프트홀의 내경에 삽입되어 나사결합하며,
    후단부에는 상기 리어 쓰러스트 캡의 중심부 통공의 내경보다 큰 외경을 가지며 상기 리어 쓰러스트 캡의 중심부 통공의 전면에 위치하는 플렌지가 형성되어 있으며,
    길이 방향을 따라서는 전단과 후단을 관통하는 통공이 형성되어 있는 제1너트; 및
    상기 리어 쓰러스트 캡의 후단에서 상기 제1너트의 후단부 내경에 삽입되어 나사결합하며,
    후단부에는 상기 리어 쓰러스트 캡의 중심부 통공의 내경보다 큰 외경을 가지며 상기 리어 쓰러스트 캡의 중심부 통공의 후면에 위치하는 플렌지가 형성되어 있고, 상기 플렌지 전방의 외주면은 상기 제1너트의 내경에 삽입되어 나사결합 할 수 있는 외경과 상기 제1너트의 내경보다 큰 외경을 가진 부분으로 나누어져 단차를 이루고 있으며,
    길이 방향을 따라서는 상기 홀더 언로딩 모듈의 언로딩 샤프트가 삽입될 수 있는 크기를 가지되 상기 실린더부의 실린더 로드의 외경보다는 작은 내경과 상기 실린더부의 실린더 로드가 삽입될 수 있는 크기의 내경을 가진 부분으로 나누어져 단차를 이루고 있으며, 전단과 후단을 관통하는 통공이 형성되어 있는 제2너트;로 이루어지는 너트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 너트부는,
    상기 제1너트의 전단부에서 상기 홀더 언로딩 모듈의 언로딩 샤프트에 나사결합하며, 상기 제1너트에 형성된 통공의 내경보다 큰 외경을 가지는 록 너트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 리어 쓰러스트 캡의 후단부와 상기 제2너트의 플렌지 사이에는 미세갭이 형성되어 상호 직접 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 미세갭의 크기는 0.005 ㎜ ~ 0.015 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들.
KR20130093873A 2013-08-07 2013-08-07 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들 KR101492439B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130093873A KR101492439B1 (ko) 2013-08-07 2013-08-07 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130093873A KR101492439B1 (ko) 2013-08-07 2013-08-07 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101492439B1 true KR101492439B1 (ko) 2015-02-23

Family

ID=52593599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130093873A KR101492439B1 (ko) 2013-08-07 2013-08-07 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101492439B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105904269A (zh) * 2016-06-18 2016-08-31 郑莹 曲面进给的展刀机构
KR101713839B1 (ko) * 2015-11-20 2017-03-09 (주)하이드롬 통합구조를 갖는 매니폴드가 장착된 에어베어링 스핀들
CN106695548A (zh) * 2017-02-28 2017-05-24 禹奕智能科技(上海)有限公司 机器人自动打磨的动力工具
CN110549149A (zh) * 2019-09-05 2019-12-10 深圳市爱贝科精密机械有限公司 一种用于主轴的浮动式打刀装置及方法
KR102097689B1 (ko) 2019-05-21 2020-04-06 주식회사 빅스턴 에어 베어링 스핀들
CN112894032A (zh) * 2021-01-26 2021-06-04 南京二机齿轮机床有限公司 一种车齿机主轴松开装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000042803A (ja) * 1998-07-24 2000-02-15 Takamatsu Machinery Co Ltd 工作機械のスピンドル構造
KR100414907B1 (ko) * 2001-03-29 2004-01-13 (주)예원테크 하이브리드형 초정밀 고속화 공기베어링 스핀들 시스템
JP2004130502A (ja) * 2002-08-09 2004-04-30 Hitachi Via Mechanics Ltd 主軸装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000042803A (ja) * 1998-07-24 2000-02-15 Takamatsu Machinery Co Ltd 工作機械のスピンドル構造
KR100414907B1 (ko) * 2001-03-29 2004-01-13 (주)예원테크 하이브리드형 초정밀 고속화 공기베어링 스핀들 시스템
JP2004130502A (ja) * 2002-08-09 2004-04-30 Hitachi Via Mechanics Ltd 主軸装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101713839B1 (ko) * 2015-11-20 2017-03-09 (주)하이드롬 통합구조를 갖는 매니폴드가 장착된 에어베어링 스핀들
CN105904269A (zh) * 2016-06-18 2016-08-31 郑莹 曲面进给的展刀机构
CN106695548A (zh) * 2017-02-28 2017-05-24 禹奕智能科技(上海)有限公司 机器人自动打磨的动力工具
CN106695548B (zh) * 2017-02-28 2019-01-25 禹奕智能科技(上海)有限公司 机器人自动打磨的动力工具
KR102097689B1 (ko) 2019-05-21 2020-04-06 주식회사 빅스턴 에어 베어링 스핀들
CN110549149A (zh) * 2019-09-05 2019-12-10 深圳市爱贝科精密机械有限公司 一种用于主轴的浮动式打刀装置及方法
CN110549149B (zh) * 2019-09-05 2024-06-04 深圳市爱贝科精密工业股份有限公司 一种用于主轴的浮动式打刀装置及方法
CN112894032A (zh) * 2021-01-26 2021-06-04 南京二机齿轮机床有限公司 一种车齿机主轴松开装置
CN112894032B (zh) * 2021-01-26 2022-06-10 南京二机齿轮机床有限公司 一种车齿机主轴松开装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101492439B1 (ko) 자동공구교환장치가 구비된 공작기계용 에어베어링 스핀들
CN203266270U (zh) 一种具有环状喷水装置的立式金属加工中心机
KR101324529B1 (ko) 선반척을 이용한 드릴용 공작물 고정베드
EP1633516B1 (en) Rotary tool holder assembly and method of its production
CN204584940U (zh) 车镗床加工大型零件内孔的珩磨装置
JP2008296317A (ja) コンビネーションホルダ
CN106270575A (zh) 一种高精密数控走心机床主轴
JP5378748B2 (ja) 中ぐり加工工具および中ぐり加工方法
CN212019404U (zh) 一种便于维护的精密机床用主轴轴套
JP2007190636A (ja) スピンドルホルダ及び工作機械
KR100973396B1 (ko) 머시닝 센터 주축의 절삭유 침입 방지장치
CN105081802B (zh) 一种加工关节轴承内球面8字油槽的夹具及生产使用方法
CN103831633A (zh) 十字销轴浮动式机铰刀夹具
CN102909586B (zh) 一种浮动可调的铰刀夹持装置
CN108115545B (zh) 一种深孔珩磨连接杆
US8231429B2 (en) Slow speed spindle for micropunch grinding
CN202162601U (zh) 一种滚动式支承超长镗刀
CN204913313U (zh) 一种加工关节轴承内球面8字油槽的夹具
KR100973409B1 (ko) 공작기계용 마스터스핀들의 구조
KR100686430B1 (ko) 머시닝 센터의 절삭유 침입 방지 구조
CN104084619A (zh) 一种用于镗锥孔的镗床工装
KR20140143871A (ko) 수치 제어 선반
CN203725783U (zh) 可切换刀具的铣削装置及其铣削主轴
CN212371198U (zh) 刀座
CN109108399B (zh) 一种丝锥板牙套件

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191107

Year of fee payment: 5

R401 Registration of restoration