KR20010061075A - A head stock of the machining center - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수평형 공작기계의 주축대에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 설명하면, 스핀들의 외측면과 고정홀더의 내측면 사이를 다수의 지지편을 통해 완전히 밀착되게 함으로서, 가공중 정밀도가 떨어지는 것을 방지함은 물론, 스핀들의 자체하중으로 인하여 스핀들이 편심되는 것을 방지하는 공작기계의 주축대에 관한 것이다.The present invention relates to a headstock of a horizontal machine tool, and more specifically, by closely contacting between the outer surface of the spindle and the inner surface of the fixed holder through a plurality of support pieces, to prevent the precision from being degraded during processing. In addition, the present invention relates to a headstock of a machine tool which prevents the spindle from being eccentric due to the spindle's own load.
일반적으로 머시닝센터(Machining Center;이하 "공작기계"라 한다.)라 함은, 자동 공구 교환장치 등을 갖추고 여러 종류의 공구를 교환하여 선반, 밀링, 드릴링, 보링머신 등에서 할 수 있는 광범위한 가공을 수행하는 공작기계를 말하는 것으로서, 크게 주축이 수직으로 장착되어 있는 수직형(Vertical) 머시닝센터와 주축이 수평으로 장착되어 있는 수평형(Horizontal) 머시닝센터로 나누어진다.In general, the Machining Center (hereinafter referred to as the "Machine Tool") is equipped with an automatic tool changer to exchange various types of tools to perform a wide range of machining on lathes, milling, drilling and boring machines. As a machine tool to be performed, it is divided into a vertical machining center in which the main shaft is mounted vertically and a horizontal machining center in which the main shaft is mounted horizontally.
따라서, 공작기계에 장착되는 주축대(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 서보모터(도시않됨)의 회전축과 연결되어 이동되는 스핀들 고정홀더(201)와 이 고정홀더(201)의 중앙에 장착되는 스핀들(202) 및 스핀들(202)의 전방에 장착되는 아버(203)로 구성된다.Thus, as shown in FIG. 4, the main shaft 200 mounted on the machine tool is connected to a rotating shaft of a servo motor (not shown) and moved to the center of the spindle fixing holder 201 and the fixing holder 201. It consists of a spindle 202 to be mounted and an arbor 203 mounted to the front of the spindle 202.
특히, 도 5는 도 4의 A-A선 단면도로서, 상기 주축대를 구성하는 고정홀더(201)에 스핀들(202)이 장착되는 상태를 나타내며, 상기 스핀들(202)은 원형단면(도 5a참조)으로 형성된 것과 사각단면(도 5b참조)으로 형성된 것으로 나누어진다.In particular, Figure 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of Figure 4, showing a state in which the spindle 202 is mounted on the fixed holder 201 constituting the main shaft, the spindle 202 is a circular cross section (see Figure 5a) What is formed is divided into those formed into square sections (see Fig. 5b).
그러나, 상기 원형단면과 사각단면으로 형성된 스핀들(202)이 장착되어 있는 주축대를 수평형 공작기계에 장착할 경우에는, 스핀들(202)의 자체중량으로 인하여 하부로 향하는 힘이 발생됨으로서, 스핀들(202) 외측면의 하부가 상기 고정홀더(201)에 형성된 내측면의 하부와 밀착되는 한편, 반대로 상기 스핀들(202) 외측면의 상부 및 측부가 고정홀더(201)의 내측면에서 떨어져 미세한 공간(S)을 형성함으로서, 스핀들(202)의 중심이 미세하게 편심된 상태로 가공을 수행함에 따라 가공 정밀도가 떨어지는 문제점을 가지고 있었다.However, in the case of mounting the spindle head on which the spindle 202 formed of the circular cross section and the square cross section is mounted on the horizontal machine tool, the downward force is generated due to the weight of the spindle 202, thereby causing the spindle ( 202, while the lower part of the outer surface is in close contact with the lower part of the inner surface formed in the fixing holder 201, on the contrary, the upper and side portions of the outer surface of the spindle 202 are separated from the inner surface of the fixing holder 201 to make a fine space ( By forming S), as the center of the spindle 202 is finely eccentric, machining has a problem in that machining accuracy is lowered.
그리고, 상기 공작기계를 장기간 동안 사용할 경우에는 상기 고정홀더(201)에 형성되어 있는 내측면이 편중되게 마모됨에 따라 내측면의 진원도가 틀려지게 됨으로서, 주축대의 수명을 단축하는 문제점도 가지고 있었다.In addition, when the machine tool is used for a long time, as the inner surface formed on the fixed holder 201 is worn out unevenly, the roundness of the inner surface is changed, thereby reducing the life of the main shaft.
한편, 상기 원형단면과 사각단면으로 형성된 스핀들(202)이 장착되는 주축대를 수직형 공작기계에 장착할 경우에는, 스핀들(202)의 외측면과 상기 고정홀더(201)의 내측면 사이에 형성된 미세한 공간(S)으로 인하여, 가공중 스핀들이 미세하게 떨리게 되는 문제점도 가지고 있었다.On the other hand, in the case of mounting the spindle head on which the spindle 202 formed of the circular cross section and the square cross section is mounted in the vertical machine tool, formed between the outer surface of the spindle 202 and the inner surface of the fixed holder 201 Due to the fine space (S), there was also a problem that the spindle is slightly shaken during processing.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 스핀들을 마름모꼴로 형성하여 스핀들로 부터 힘을 받는 부분을 면접촉을 통해 지지함으로서, 스핀들의 외측면과 고정홀더의 내측면 사이에 미세한 공간이 생기는 것을 막아 가공중 정밀도가 떨어지는 것을 방지할 수 있는 공작기계의 주축대를 제공함에 목적이 있는 것이다.The present invention has been invented to solve the above conventional problems, by forming a spindle in a rhombic shape to support a portion that receives the force from the spindle through surface contact, between the outer surface of the spindle and the inner surface of the fixed holder; It is an object of the present invention to provide a headstock of a machine tool, which can prevent the formation of minute spaces and prevent the precision from being degraded during processing.
또한, 상기와 같이 스핀들의 외측면과 고정홀더의 내측면을 지지편을 통해 서로 접촉되게 함으로서, 가공시 스핀들이 받는 절삭하중으로 인한 떨림을 방지할 수 있도록 하는 목적도 있는 것이다.In addition, the outer surface of the spindle and the inner surface of the fixed holder to contact with each other through the support piece as described above, there is also an object to prevent shaking due to the cutting load received by the spindle during machining.
또, 스핀들의 외측면과 고정홀더의 내측면 사이에는 삽,탈이 가능한 지지편을 장착함으로서, 주축대를 장기간 동안 사용할 수 있도록 하는 목적도 있는 것이다.In addition, between the outer surface of the spindle and the inner surface of the fixed holder by inserting a support piece that can be inserted, removable, there is also an object to enable the main shaft to be used for a long time.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 마름모 형상을 갖는 내측면이 형성되고 상,하부 하우징으로 구성된 고정홀더와, 상기 내측면에 삽입되며 외측면이 마름모 형상을 갖는 스핀들 및, 상기 고정홀더의 내측면과 스핀들 외측면의 사이에 장착되어 스핀들의 상부 중앙과 하부 양측을 지지하는 상,하부 지지편으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.The present invention for achieving the above object is a fixed holder formed of an inner surface having a rhombus shape and formed of upper and lower housings, a spindle inserted into the inner surface and having an outer surface of a rhombus shape, and the fixed holder. It is characterized in that the upper and lower support pieces are mounted between the inner surface of the spindle and the outer surface of the spindle to support both the upper center and the lower side of the spindle.
도 1은 본 발명의 주축대를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a headstock of the present invention.
도 2는 본 발명의 주축대를 나타낸 정면도.Figure 2 is a front view showing the headstock of the present invention.
도 3은 본 발명의 주축대를 나타낸 측면도.Figure 3 is a side view showing the headstock of the present invention.
도 4는 종래의 주축대를 나타낸 개략도.4 is a schematic view showing a conventional headstock.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도.5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 고정홀더1: fixed holder
11 : 제 1하우징11: first housing
12 : 내측면12: inner side
121 : 경사면, 122 : 수직면, 123 : 수평홈부, 122a : 탭공121: inclined surface, 122: vertical surface, 123: horizontal groove portion, 122a: tab hole
13 : 제 2하우징13: 2nd housing
14 : 내측면14: inner side
141 : 경사면, 142 : 수직면, 143 : 수평면,141: inclined plane, 142: vertical plane, 143: horizontal plane,
15 : 중간부싱15: intermediate bushing
2 : 스핀들2: spindle
21 : 외측면21: outer side
211 : 상부경사면, 212 : 상부수평면, 213 : 하부경사면,211: upper inclined plane, 212: upper horizontal plane, 213: lower inclined plane,
214 : 하부수평면214: lower horizontal plane
3 : 아버3: arbor
4 : 상부 지지편4: upper support piece
41 : 자리파기홈부41: digging groove
5 : 하부 지지편5: lower support piece
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 주축대를 나타낸 사시도이며, 도 2는 정면도이고, 도 3은 측면도로서, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.1 is a perspective view showing a main shaft of the present invention, Figure 2 is a front view, Figure 3 is a side view, when explaining the configuration as follows.
X축 서보모터(도시않됨)와 연결되어 있으며, 마름모 형상을 갖는 내측면(12,14)이 형성된 상,하부 하우징(11,13)이 일체로 조립되어 이루어진 고정홀더(1)와;A fixed holder (1) connected to an X-axis servomotor (not shown), the upper and lower housings (11, 13) having inner surfaces (12, 14) having a rhombus shape integrally assembled;
상기 내측면(12,14)에 삽입되며, 전방에는 공구가 장착되는 아버(3)가 장착되고, 외측면(21)이 마름모 형상을 갖는 스핀들(2) 및;A spindle (2) inserted into the inner surfaces (12, 14), the front of which is equipped with an arbor (3) on which a tool is mounted, and whose outer surface (21) has a rhombus shape;
상기 고정홀더(1)의 내측면(12,14)과 스핀들(2) 외측면(21)의 사이에 장착되어 스핀들(2)의 상부 중앙과 하부 양측을 고정하는 상,하부 지지편(4,5)으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.Upper and lower support pieces 4, which are mounted between the inner surface 12, 14 of the fixing holder 1 and the outer surface 21 of the spindle 2 to fix both the upper center and the lower side of the spindle 2; It is characterized by consisting of 5).
특히, 상기 고정홀더(1)는 상,하부 하우징(11,13)으로 이루어진 것으로서, 상,하부 하우징(11,13)의 중간에는 스핀들(2)을 정밀하게 밀착할 수 있도록 판 형상의 중간부싱(15)이 장착된다.In particular, the fixing holder (1) is composed of upper and lower housings (11, 13), the middle of the upper and lower housings (11, 13) in the middle of the plate-shaped middle bushing so as to closely contact the spindle (2) 15 is mounted.
상기 상부 하우징(11)의 하부에는 양측에 대칭되는 경사면(121)이 형성되어 있으며, 이 경사면(121)이 만나는 상부에는 상기 상부지지편(4)이 삽입될 수 있도록 수평홈부(123)가 형성되어 있고, 상기 경사면(121)의 끝단에는 수직면(122)이 형성된다. 그리고, 상기 수평홈부(123)의 바로 상측에는 상기 상부지지편(4)을 고정할 수 있도록 탭공(123a)이 형성된다.An inclined surface 121 is formed at both sides of the upper housing 11 to be symmetrical to both sides, and a horizontal groove 123 is formed at an upper portion where the inclined surface 121 meets so that the upper support piece 4 can be inserted therein. The vertical surface 122 is formed at the end of the inclined surface 121. And, immediately above the horizontal groove 123, the tab hole (123a) is formed to fix the upper support piece (4).
상기 하부 하우징(13)의 상부에는 양측에 대칭되는 경사면(141)이 형성되어 있으며, 이 경사면(141)이 만나는 하부에는 수평면(143)이 형성되어 있고, 상기 경사면(141)의 끝단에는 수직면(142)이 형성된다.An inclined surface 141 is formed on both sides of the lower housing 13 to be symmetrical, and a lower surface where the inclined surface 141 meets is formed with a horizontal surface 143, and a vertical surface is formed at an end of the inclined surface 141. 142 is formed.
그리고, 상기 스핀들(2)의 외측면(21)의 상,하부에는 상기 고정홀더(1)의 내측면(12)에 형성된 경사면(121,141)에 삽입될 수 있도록 상,하부 경사면(211,213)이 양쪽으로 대칭되게 형성되며, 상기 상,하부 경사면(211,213)이 만나는 부분에는 상기 상부지지편(4)과 밀착되고 상기 하부 하우징(13)에 형성된 수평면(143)과 밀착되는 상,하부 수평면이 형성된다. 또한, 상기 상,하부 경사면(211,213)의 양 끝단에는 상기 수직면(122,142)과 밀착되어 양측으로 힘을 받는 수직면(215)이 형성된다.The upper and lower inclined surfaces 211 and 213 may be inserted into upper and lower portions of the outer surface 21 of the spindle 2 so as to be inserted into the inclined surfaces 121 and 141 formed on the inner surface 12 of the fixed holder 1. Is formed symmetrically, the upper, lower inclined surfaces 211, 213 is a portion where the upper and lower horizontal surfaces in close contact with the upper support piece 4 and in close contact with the horizontal surface 143 formed in the lower housing 13 is formed. . In addition, both ends of the upper and lower inclined surfaces 211 and 213 are formed in close contact with the vertical surfaces 122 and 142 so as to receive a force on both sides.
또한, 상기 상부 지지편(4)은 상기 상부하우징(11)의 내측면(12) 상측에 위치되어 있는 수평홈부(123)에 삽입되며, 상기 판형상의 하부 지지편(5)은 상기 하부하우징(13)의 내측면(14)에 형성되어 있는 경사면(141)의 중간에 장착되어 상기 스핀들(2)의 하부경사면(213)을 지지한다. 한편, 상기 고정홀더(1)를 이루는 상부 하우징(11)에 형성된 수평홈부(123)의 전,후방에 삽입되는 상부 지지편(4)의 일단에는 상기 수평홈부(123)의 상부에 위치된 탭공(123a)에 체결되는 볼트머리가 삽입될 수 있도록 자리파기홈부(41)가 형성되는 것이다.In addition, the upper support piece 4 is inserted into the horizontal groove portion 123 located above the inner surface 12 of the upper housing 11, the plate-shaped lower support piece 5 is the lower housing ( It is mounted in the middle of the inclined surface 141 formed on the inner surface 14 of 13 to support the lower inclined surface 213 of the spindle (2). On the other hand, the tab hole located in the upper portion of the horizontal groove portion 123 at one end of the upper support piece 4 inserted into the front and rear of the horizontal groove portion 123 formed in the upper housing 11 forming the fixed holder (1) Slotted groove 41 is formed so that the bolt head is fastened to the (123a) can be inserted.
따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명은, 상기 스핀들(2)의 자체하중으로 인하여 발생되는 하부쪽으로 향하는 힘을 상기 하부지지편(5)을 통해 지지하는 한편, 가공시 상부로 발생되는 힘을 상부지지편(4)을 통해 지지함으로서, 스핀들(2)의 외측면(21)이 고정홀더(1)의 내측면(12)과 완전히 밀착될 수 있도록 하는 것이다.Therefore, the present invention configured as described above, while supporting the force toward the lower side generated due to the self-load of the spindle (2) through the lower support piece 5, while supporting the force generated to the upper side during processing By supporting through the piece 4, the outer surface 21 of the spindle 2 is to be in close contact with the inner surface 12 of the fixed holder (1).
그러므로, 상기 스핀들(2)을 수평형 공작기계는 물론, 수직형 공작기계에 사용할 경우에도, 스핀들의 자체하중이나 가공시 발생되는 가공힘으로 인하여 스핀들(2)이 편심되거나 떨리는 것을 방지할 수 있는 것이다.Therefore, even when the spindle 2 is used in a vertical machine tool as well as a horizontal machine tool, the spindle 2 can be prevented from being eccentric or trembling due to the spindle's own load or processing force generated during machining. will be.
또한 상기 스핀들(2)을 지지하는 상,하부지지편(4,5)은 용이하게 교체할 수 있는 것이다.In addition, the upper and lower support pieces (4, 5) for supporting the spindle (2) can be easily replaced.
상술한 바와 같은 본 발명은, 스핀들의 외측면과 고정홀더의 내측면이 다수의 지지편을 통해 완전히 밀착되게 함으로서, 가공중 정밀도가 떨어지는 것을 방지하여 고정밀도의 가공을 가능하게 하는 효과가 있는 것이다.The present invention as described above, by making the outer surface of the spindle and the inner surface of the fixed holder completely in contact through a plurality of support pieces, it is effective to prevent the precision from falling during processing to enable high precision machining .
또한, 상기와 같이 스핀들의 외측면과 고정홀더의 내측면을 지지편을 통해 서로 접촉되게 함으로서, 가공시 발생되는 절삭하중으로 인한 떨림을 방지하는 효과도 있는 것이다.In addition, by making the outer surface of the spindle and the inner surface of the fixed holder in contact with each other through the support piece as described above, there is also an effect of preventing the shaking due to the cutting load generated during machining.
또, 공작기계를 장기간 동안 사용할 경우에 스핀들을 지지하는 지지편만을 교체함으로서, 주축대를 구성하는 스핀들과 고정홀더를 반영구적으로 사용하는 효과도 가지는 것이다.In addition, when the machine tool is used for a long period of time, by replacing only the support piece for supporting the spindle, the spindle and the fixed holder constituting the main shaft also have the effect of using semi-permanently.
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Cited By (1)
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CN105127457A (en) * | 2015-10-08 | 2015-12-09 | 宁波德玛智能机械有限公司 | Split type lathe spindle box |
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- 1999-12-28 KR KR1019990063556A patent/KR100340984B1/en not_active IP Right Cessation
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