KR102657712B1 - 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치 및 이를 포함하는 공작기계 - Google Patents

공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치 및 이를 포함하는 공작기계 Download PDF

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Abstract

공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치는, 공작기계 스핀들의 선단 하부에 환형의 서포트 플레이트를 장착하고, 상기 서포트 플레이트에 상기 스핀들의 외주연과 인접하여 상기 스핀들의 길이 방향으로 복수 개의 서포트 바를 설치하며, 상기 서포트 바에 동조질량부재로 된 복수의 원호형 디스크를 적층하여 만들어진 한 쌍 웨이트디스크를 상기 스핀들의 외주연에 서로 마주 보며 밀착되도록 고정하고, 상기 스핀들의 외주연과 상기 웨이트디스크 사이에는 탄성부재로 된 댐핑시트를 삽입한다. 본 발명의 떨림 감쇠장치는 떨림이 발생하는 스핀들의 최근접 위치에 설치함으로써 떨림 감쇠효과를 극대화 할 수 있다. 또한, 본 발명의 떨림 감쇠장치는 공진주파수 대역별로 모듈식으로 복수개로 구성함으로써, 공작기계 스핀들의 다양한 공진주파수의 떨림 현상에 대해서도 효과적으로 떨림 현상을 감쇠시킬 수 있다.

Description

공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치 및 이를 포함하는 공작기계{Apparatus for reducing vibration of a machine tool spindle and a machine tool including the same}
본 발명은 공작기계의 스핀들의 떨림 감쇠장치 및 이를 포함하는 공작기계에 관한 것으로, 상세하게는 공작기계의 스핀들의 선단에 떨림을 감쇠장치를 구비한 공작기계에 관한 것이다.
회전하는 공작기계는 회전체의 질량과 회전속도 등에 의해 떨림이 발생한다. 일반적으로 떨림이 발생하는 회전축에 추가적으로 질량부재를 부착하여 떨림을 감쇠시키는 시스템이 소개되고 있다. 알려진 바에 의하면, 떨림이 전달되는 힘의 크기와 반대 방향으로 동일한 힘을 가해 줌으로써 떨림을 상쇄시킬 수 있다. 이 같은 이론에 의하면 떨림이 발생하는 장비는, 장비의 공진주파수와 동일한 주파수 특성을 가지는 동조질량감쇠기(TMD: Tuned Mass Damper)를 떨림이 발생하는 방향의 반대방향에 설치함으로써 장비의 떨림을 억제할 수 있다.
종래기술로 대한민국 공개특허 10-2018-0040270호(특허문헌 1)가 있다. 이 특허문헌 1은, 공구 스핀들의 선단에서 발생하는 절삭가공에 의한 떨림을 감쇠시키기 위해, 스핀들의 후단에 강성 부재에 탄성 지지되는 동조질량부재를 설치하여 떨림을 감쇠시키는 장치를 개시하고 있다. 또한, 이 특허문헌 1의 떨림 감쇠장치는 동조질량부재에 부가 질량부재를 추가할 수 있도록 제시하고 있다.
그러나 특허문헌 1의 떨림 감쇠장치는 떨림 특성이 동일한 한 종류의 공진주파수에 대해 떨림 감쇠 효과가 있을 뿐, 떨림 특성을 달리하는 여러 유형의 공진진주판수에 대해서는 그 효과가 충분히 발현되지 않는다.
한편, 특허문헌 1에서는 동조질량부재에 질량부재를 추가하는 방안을 제시하고 있다. 이와 같이 이미 설치된 동조질량부재에 질량부재를 추가하는 경우는, 추가된 질량부재의 특성에 대응하는 새로운 공진주파수에 대해서는 떨림 감쇠효과를 얻을 수 있으나, 그 외의 공진주파수에 대해서는 떨림 감쇠 효과를 얻을 수는 없다.
이와 같이 특허문헌 1의 떨림 감쇠장치는 한 종류의 공진주파수에 대해서만 떨림 감쇠효과가 있을 뿐, 공진주파수를 달리하는 여러 종류의 떨림이 동시에 또는 산발적으로 발생하는 경우에는 효과적으로 떨림 감쇠 기능을 발휘하지 못한다.
또한, 특허문헌 1의 떨림 감쇠장치는 떨림이 발생하는 공작기계의 스핀들 선단으로부터 이격된 위치인 스핀들 후단에 설치함으로써 떨림 감쇠 효과가 더욱 저하된다.
대한민국 공개특허 10-2018-0040270호(2018년4월20일 공개)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는, 떨림 특성을 달리하는 다양한 공진주파수에 대해 떨림 감쇠 효과를 나타내는 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치를 제공하고, 더 나아가 이를 포함하는 공작기계를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 과제는 떨림이 발생하는 위치로부터 가장 가까운 곳에 떨림 감쇠장치를 설치하여 떨림 감쇠 효과를 더욱 증대시키는 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치와 이를 포함하는 공작기계를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공작기계의 떨림 감쇠장치는,
선단에 공구를 장착하고 상기 공구를 회전시키는 공작기계 스핀들에 있어서,
상기 스핀들의 선단 하부에 장착되는 환형의 서포트 플레이트와,
상기 서포트 플레이트에 수직방향으로 고정하되, 상기 스핀들의 외주연과 인접하여 상기 스핀들의 길이 방향으로 설치되는 복수 개의 서포트 바와,
동조질량부재로 된 복수의 원호형 디스크를 적층하여 이루어지며, 서로 마주보며 상기 스핀들의 외주연에 밀착되도록 상기 서포트 바의 선단에 고정되는 적어도 한 쌍 이상의 웨이트디스크와,
상기 스핀들의 외주연에 밀착되며, 상기 웨이트디스크에 의해 가압되는 탄성부재로 된 댐핑시트를 포함하여 이루어 진다.
또한, 상기 서포트 플레이트는 상기 스핀들의 선단에서 임의의 위치로 회동 후 고정할 수 있도록 고정핀과 체결구멍을 구비한다.
또한, 상기 서포트 바는 탄성을 가지는 금속재질의 봉재 형상으로, 양 측 선단에 나사부가 형성되고, 상기 양측 선단의 나사부 사이에는 상기 웨이트디스크를 지지하는 걸림턱을 형성하고, 상기 일측 선단의 나사부는 상기 서포트 플레이트에 체결되는 나사부이며, 타측 선단의 나사부는 상기 걸림턱과 함께 상기 웨이트디스크를 고정하는 고정너트가 체결되는 나사부이다.
또한, 상기 웨이트디스크에는 상기 서포트 바와 결합되는 서로 평행한 방향으로 개구부를 가지는 슬롯이 형성된다.
또한, 상기 웨이트디스크가 두 쌍 이상인 경우, 각 쌍은 서로 다른 공진주파수 특성을 가지는 동조질량부재로 이루어진다.
한편, 상기 웨이트디스크가 두 쌍 이상인 경우, 각 쌍은 상하 방향으로 설치되며, 하부에 설치되는 웨이트디스크에는 상부에 설치된 웨이트디스크를 고정하는 서포트 바가 통과하는 위치에 상기 서포트 바에 간섭되지 않도록 상기 서포트 바의 직경 보다 넓이가 큰 슬롯이 형성된다.
또한, 상기 댐핑시트는 상기 웨이트디스크와 상기 스핀들 외주연 사이에서 댐핑 역할을 할 수 있는 고무재질로 이루어진다.
또한, 상기 서포트 바는 상기 웨이트디스크가 상기 댐핑시트를 가압하도록 탄성 재질의 금송 봉재로 이루어진다.
또한, 상기 웨이트디스크는 상기 스핀들의 가공방향의 직각방향으로 상기 스핀들 외주연에 서로 마주보는 형태로 설치된다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공작기계는, 상기 실시예의 공작기계의 떨림 감쇠장치가 적용되는 공작기계를 제공한다.
본 발명의 떨림 감쇠장치는 떨림이 발생하는 스핀들의 가장 가까운 위치에 설치함으로써 떨림 감쇠효과를 극대화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 떨림 감쇠장치는, 공진주파수 대역별을 달리하는 복수개의 모듈식으로 구성함으로써, 공작기계 스핀들의 다양한 공진주파수의 떨림 현상에 대해서도 효과적으로 떨림 현상을 감쇠시킬 수 있다.
도 1은 실시예들에 따른 예시적인 공작기계 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예로서, 떨림 방지장치가 스핀들의 선단에 조립된 상세도이다.
도 3은 본 발명의 실시예로서, 떨림 방지장치의 조립도이다.
도 4는 본 발명의 실시예로서, 떨림 방지장치의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예로서, 서포트 바의 상세도이다.
도 6은 본 발명의 실시예로서, 웨이트디스크와 서포트 플레이트가 분해된 상태의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예로서, 떨림 방지장치가 설치된 스핀들의 가공방향을 나타내는 상태도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부 도면 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 떨림 방지 장치(20)는, 선단에 공구(미도시)를 장착하고 상기 공구를 회전시키는 공작기계 스핀들(10) 선단에 설치된다.
상기 떨림 방지 장치(20)의 주요 구성은 서포트 플레이트(30), 서포트 바(40), 웨이트디스크(50), 댐핑시트(60)로 이루어진다. 이하에서 본 발명의 떨림 방지 장치(20)의 각 구성부품에 대해 자세히 설명한다.
상기 서포트 플레이트(30)는 환형의 플레이트로 이루어지며, 스핀들(10)의 선단 하부에 장착된다. 또한, 상기 서포트 플레이트(30)에는 상기 서포트 플레이트(30)를 스핀들(10)의 선단 하부의 임의의 위치에 고정할 수 있도록 원주 방향으로 여러 개의 체결구멍(32)과 고정핀(31)이 형성된다.
상기 서포트 바(40)는 상기 스핀들(10)의 길이 방향으로 상기 스핀들(10)의 외주연과 인접하도록 상기 서포트 플레이트(30)에 직각방향으로 체결된다. 또한, 상기 서포트 바(40)는 상기 서포트 플레이트(30)에 원주 방향으로 복수개로 설치된다.
또한, 상기 서포트 바(40)는 하단부에 상기 서포트 플레이트(30)에 체결되는 나사부(41)가 형성되고, 상단부에는 고정너트(43)가 체결되는 나사부(41)가 형성된다.
또한, 상기 서포트 바(40)의 상단 나사부(41) 하부에는 상기 웨이트디스크(50)를 지지하는 걸림턱(42)이 형성된다.
상기 웨이트디스크(50)는 공진주파수가 동일한 동조질량부재로 된 원호형 디스크를 여러 개 적층하여 한 쌍으로 이루어진다. 이와 같이 한 쌍으로 된 웨이트디스크(50)는 서로마주보는 형태로 상기 스핀들(10)의 외주연에 밀착되게 설치한다. 또한, 상기 웨이트디스크(50)에는 서로 평행한 방향으로 개구부를 가지는 슬롯(51)이 형성되고, 상기 웨이트디스크(50)는 상기 슬롯(51)을 통해 상기 서포트 바(40)의 걸림턱(42) 위에 끼워지며, 서포트 바(40) 상단 나사부(41)에 결합된 고정너트(43)에 의해 고정된다.
한편, 상기 서로 마주보는 한 쌍의 웨이트디스크(50)는 동일한 공진주파수 특성을 가지지만, 도 3에서 개시한 바와 같이, 두 쌍 이상으로 이루어지는 웨이트디스크(50)는, 각 쌍의 웨이트디스크(50)는 서로 다른 공진주파수 특성을 가진다.
상기 웨이트디스크(50)가 두 쌍 이상인 경우, 각 쌍은 상하 방향으로 설치되며, 하부에 설치되는 웨이트디스크(50)에는 상부에 설치된 웨이트디스크(50)를 고정하는 서포트 바(40)가 통과하는 위치에 상기 서포트 바(40)가 간섭되지 않도록 상기 서포트 바(40)의 직경보다 넓이가 넓은 슬롯(51)이 형성된다.
상기 댐핑시트(60)는 고무재질로 이루어지며, 상기 스핀들(10)의 외주연에 밀착되게 장착된다. 또한, 상기 웨이트디스크(50)는 상기 서포트 바(40)에 의해 일정한 압력으로 상기 댐핑시트(60)를 가압하도록 설치된다. 따라서 상기 웨이트디스크(50)와 스핀들(10)은 상기 댐핑시트(60)를 통해서도 댐핑 역할을 수행하게 된다.
한편, 상기 서포트 바(40)는 상기 웨이트디스크(50)를 댐핑시트(60)를 일정한 압력으로 가압하도록 탄성재질의 금속 봉재(bar)로 이루어진다.
한편, 도 7에서와 같이, 상기 웨이트디스크(50)는 상기 스핀들(10)의 가공방향의 직각방향으로 상기 스핀들(10) 외주연에 서로 마주보는 형태로 설치한다.
바람직하게는 떨림의 공지주파수 특성에 따라 두 쌍 이상의 웨이트디스크(50)를 서로 간섭되지 않도록 상하 방향으로 설치한다.
한편, 상기와 같이 구성된 떨림 방지 장치(20)는, 공구를 회전시키는 스핀들(10)을 구비한 모든 공작기계에서, 스핀들(10)의 선단 주위에 상기 실시예와 같은 떨림 방지 장치(20)를 설치할 수 있는 공간과 구조를 가지는 경우 적용할 수 있다.
이하에서는, 상기와 같은 구성을 가지는 떨림 방지 장치(20)의 조립 과정에 대해 설명한다.
우선, 고무재질의 댐핑시트(60)를 스핀들(10) 외주연에 밀착되도록 삽입한다.
이어서, 서포트 플레이트(30)를 스핀들(10) 선단 하부에 고정한다. 서포트 플레이트(30)의 고정은, 서포트 플레이트(30)에 형성된 고정핀(31)들을 스핀들(10) 선단 하부에 형성된 삽입구멍(미도시)에 삽입한 후, 체결구멍(32)에 체결볼트(33)를 체결하여 스핀들(10) 선단 하부에 고정한다.
다음으로, 서포트 바(40)의 하단 나사부(41)를 이용하여 서포트 바(40)를 서포트 플레이트(30)에 체결한다. 서포트 바(40)는 체결할 웨이트디스크(50)의 갯수에 따라, 웨이트디스크(50) 한 개당 두 개 또는 그 이상 갯수로 서포트 바(40)를 서포트 플레이트(30)의 원주 반향으로 등간격으로 설치된 체결홈에 체결한다.
다음으로, 서포트 바(40)의 걸림턱(42) 위에 웨이트디스크(50)가 지지되도록 웨이트디스크(50)의 슬롯(51)을 서포트 바(40)에 끼워넣고 서포트 바(40) 상단 나사부(41)에 고정너트(43)를 체결하여 웨이트디스크(50)를 서포트 바(40)에 고정한다.
이 때 서포트 바(40)는 탄성을 가지는 금속 봉재로, 서포트 바(40)에 고정된 웨이트디스크(50)가 스핀들(10)의 외주연에 삽입된 댐핑시트(60)를 가입하도록 조립된다.
또한, 웨이트디스크(50)에 형성되는 슬롯(51)은 서로 평행한 방향으로 개구부가 형성되어 웨이트디스크(50)가 서포트 바(40)에 끼워지거나 분리될 때 서포트 바(40) 상단 나사부(41)의 고정너트(43) 만 풀면 웨이트디스크(50)를 수평 방향으로 용이하게 착탈할 수 있다.
한편, 다른 실시예로서, 웨이트디스크(50)에 형성되는 슬롯(51) 대신에 관통 구멍으로 대체할 수 있다. 이 때 관통 구멍의 크기는 서포트 바(40)가 간섭 없이 통과할 수 있는 크기의 직경으로 한다. 이와 같이 슬롯(51)을 관통 구멍으로 대체할 경우에는, 웨이트디스크(50)를 서포트 바(40)의 상부로부터 조립하면 된다.
한편, 웨이트디스크(50)가 상하 복수 층으로 이루어진 경우에는 하부에 조립될 웨이트디스크(50)를 서포트 바(40)와 함께 먼저 서포트 플레이트(30)에 조립한 후에, 상부 웨이트디스크(50)을 서포트 바(40)와 함께 서포트 플레이트(30)에 조립하면 된다.
이 때 상부 웨이트디스크(50)를 지지하기 위해 서포트 바(40)가 관통하는 하부 웨이트디스크(50)의 자리에는 조립 작업의 편의를 위해 관통 구멍보다는 원래 대로 슬롯(51)을 형성하는 것이 조립작업을 수월하게 할 수 있다.
이와 같이 조립된 본 발명의 떨림 방지장치는 공작기계가 가공작업을 진행함에 따라 스핀들(10)의 가공 진행방향의 직각방향으로 떨림이 발생한다.
이와 같이 스핀들(10)에서 발생한 특정 영역의 공진주파수를 가지는 떨림은 서포트 플레이트(30)와 서포트 바(40)를 통해 웨이트디스크(50)에 전달된다.
웨이트디스크(50)는 동조질량부재로 만들어져 질량특성에 따라 공진주파수에 대해 떨림을 감쇠시킨다.
한편, 공작기계의 구조적 특성이나, 가공물이나 공구의 특성에 따라 대역이 다른 공진주파수의 떨림이 발생하는데, 이 때는 공진주파수 특성이 다른 또 다른 한 쌍의 웨이트디스크(50)를 상하 방향으로 설치함으로써 떨림을 감쇠시킬 수 있다.
한편, 상기와 같이 웨이트디스크(50)를 상하 방향으로 두 쌍 이상 설치할 경우에는, 하부에 설치되는 웨이트디스크(50)에는 상부에 설치된 웨이트디스크(50)를 고정하는 서포트 바(40)가 긴섭 없이 통과할 수 있도록 추가적으로 슬롯(51)을 형성한다.
이와 같이 두 쌍 이상의 웨이트디스크(50)가 상하로 설치되더라도, 상부에 설치된 웨이트디스크(50)를 고정하는 서포트 바(40)가 하부에 설치된 웨이트디스크(50)에 접촉되지 않고 독립적으로 상부의 웨이트디스크(50)을 지지함으로써, 상하 웨이트디스크(50) 간에 간섭을 일으키지 않고 각각의 공진주파수 특성에 맞는 떨림 감쇠효과를 발휘하게 된다.
한편, 웨이트디스크(50)가 댐핑시트(60)에 가입상태를 유지함으로써 스핀들(10)과 웨이트디스크(50) 사이에는 댐핑시트(60)를 통해 일부 떨림 감쇠효과가 발생하기도 한다.
한편, 본 발명의 떨림 방지 장치(20)는, 스핀들(10)에서 발생하는 떨림의 방향에 따라 서포트 플레이트(30)를 고정하고 있는 체결볼트(33)를 풀고, 서포트 플레이트(30)의 방향을 변경한 후 서포트 플레이트(30)에 형성된 고정핀(31)을 스핀들(10) 선단 하부에 형성된 삽입구멍(미도시)에 삽입한 후, 체결볼트(33)를 다시 체결함으로써 떨림 방향의 변화에 대해 효과적으로 대응할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 떨림 방지 장치(20)는 떨림이 발생하는 스핀들(10)의 가장 가까운 위치에 설치함으로써 떨림 감쇠효과를 극대화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 떨림 감쇠장치는 공진주파수 대역별로 모듈식으로 복수개로 구성함으로써, 공작기계 스핀들(10)의 다양한 공진주파수의 떨림 현상에 대해서도 효과적으로 떨림 현상을 감쇠시킬 수 있다.
10: 스핀들
20: 떨림 방지 장치
30: 서포트 플레이트
31: 고정핀
32: 체결구멍
33: 체결볼트
40: 서포트 바
41: 나사부
42: 걸림턱
43: 고정너트
50: 웨이트디스크
51: 슬롯
60: 댐핑시트

Claims (10)

  1. 선단에 공구를 장착하고 상기 공구를 회전시키는 공작기계 스핀들에 있어서,
    상기 스핀들의 선단 하부에 환형의 플레이트로 이루어져 장착되는 서포트 플레이트;
    상기 서포트 플레이트에 수직방향으로 고정하고, 탄성을 가지는 금속재질의 봉재 형상으로 양 측 선단에 나사부가 형성되며, 상기 양측 선단의 나사부 사이에는 웨이트디스크를 지지하는 걸림턱을 형성하되, 상기 양측 선단의 나사부 중 일측 선단의 나사부는 상기 서포트 플레이트에 체결되는 나사부이며, 타측 선단의 나사부는 상기 웨이트디스크를 고정하는 고정너트가 체결되는 나사부로, 상기 스핀들의 외주연과 인접하여 상기 스핀들의 길이 방향으로 설치되는 복수 개의 서포트 바;
    상기 스핀들의 외주연에 밀착되며 탄성부재로 된 댐핑시트;
    동조질량부재로 된 복수의 원호형 디스크를 적층하여 이루어지고, 상기 댐핑시트의 외주연에 서로 마주보며 밀착되도록 상기 서포트 바의 선단에 고정되는 적어도 한 쌍 이상의 웨이트디스크;
    를 포함하는 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 서포트 플레이트는 상기 스핀들의 선단에서 임의의 위치로 회동 후 고정할 수 있도록 고정핀과 체결구멍을 구비한 것을 특징으로 하는 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이트디스크에는 상기 서포트 바와 결합되는 서로 평행한 방향으로 개구부를 가지는 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이트디스크가 두 쌍 이상인 경우, 각 쌍은 서로 다른 공진주파수 특성을 가지는 동조질량부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 웨이트디스크가 두 쌍 이상인 경우, 각 쌍은 상하 방향으로 설치되며, 하부에 설치되는 웨이트디스크에는 상부에 설치된 웨이트디스크를 고정하는 서포트 바가 통과하는 위치에 상기 서포트 바가 간섭되지 않도록 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 댐핑시트는 상기 웨이트디스크와 상기 스핀들 외주연 사이에서 댐핑 역할을 할 수 있는 고무재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 서포트 바는 상기 웨이트디스크가 상기 댐핑시트를 가압하도록 탄성 재질의 금속 봉재로 이루어진 것을 특징으로 하는 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이트디스크는 상기 스핀들의 가공방향의 직각방향으로 상기 스핀들 외주연에 서로 마주보는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치.
  10. 제1항 내지 제 2 항 또는 제 4 항 내지 제9항 중 선택된 어느 한 항의 상기 공작기계 스핀들의 떨림 감쇠장치를 포함하는 공작기계.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220032502A (ko) 2020-09-07 2022-03-15 주식회사 엘지에너지솔루션 전기화학소자용 분리막 및 이의 제조방법
KR20220150713A (ko) 2021-05-04 2022-11-11 주식회사 디엔솔루션즈 공작기계의 원통형 부재 진동 감쇠장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007021657A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Denso Corp 工作機械

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3522864A (en) * 1968-05-08 1970-08-04 Cincinnati Milling Machine Co Tuned vibration damper assembly for machine tools
US3995513A (en) * 1975-03-03 1976-12-07 Caterpillar Tractor Co. Drive line vibration absorber
JPH05318268A (ja) * 1992-05-20 1993-12-03 Murata Mach Ltd 旋盤におけるタレットの制振装置
US6719503B1 (en) * 2001-09-07 2004-04-13 Unova Ip Corp Tuned damped absorber support
JP2005106192A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Tokai Rubber Ind Ltd 筒型エンジンマウント
EP1718509A4 (en) * 2004-02-03 2009-09-16 Metaldyne Co Llc DAMPER AND METHOD FOR VOTING A DAMPER USING A FABRIC CONTACT REDUCING ELASTIC LINKAGE
DE102004058286A1 (de) * 2004-09-14 2006-03-16 Komet Group Holding Gmbh Werkzeugkopf für den Einsatz in Werkzeugmaschinen mit Unwuchttilgung
JP4901271B2 (ja) * 2006-04-04 2012-03-21 株式会社森精機製作所 工作機械のびびり振動抑制装置
JP4885116B2 (ja) * 2007-11-27 2012-02-29 三菱重工業株式会社 歯車加工機械の振動抑制機構
CN101195178B (zh) * 2007-12-19 2010-04-14 哈尔滨工业大学 龙门式超精密飞切铣床
JP5265987B2 (ja) * 2008-08-11 2013-08-14 オークマ株式会社 工作機械の制振装置
CN102348532A (zh) * 2009-03-27 2012-02-08 村田机械株式会社 双轴机床
DE102010031117B4 (de) * 2009-07-15 2022-01-20 Fives Machining Systems, Inc. Gedämpfter Drehgeber
JP6471633B2 (ja) * 2015-07-14 2019-02-20 アイシン精機株式会社 ダンパ装置
KR101836635B1 (ko) * 2015-07-15 2018-03-09 현대자동차주식회사 차량용 진동 저감 장치
CN205147493U (zh) * 2015-11-05 2016-04-13 上海誉和钻石工具有限公司 一种带动平衡和后角微调装置的倒角刀盘
DE102016203116A1 (de) * 2016-02-26 2017-08-31 Deckel Maho Pfronten Gmbh Bearbeitungseinheit für eine Werkzeugmaschine und Werkzeugmaschine mit einer derartigen Bearbeitungseinheit
KR102584750B1 (ko) 2016-10-12 2023-10-06 주식회사 디엔솔루션즈 공구 스핀들 및 이를 포함하는 공작 기계
CN207229656U (zh) * 2017-09-07 2018-04-13 东方电气集团东方电机有限公司 一种减振支架及采用该减振支架的电动机
CN108422260A (zh) * 2018-05-16 2018-08-21 上汽通用五菱汽车股份有限公司 一种电主轴配重块及电主轴

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007021657A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Denso Corp 工作機械

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