KR20020006852A

KR20020006852A - 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조

Info

Publication number: KR20020006852A
Application number: KR1020000040308A
Authority: KR
Inventors: 윤진호
Original assignee: 김재복; 위아 주식회사
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2002-01-26

Abstract

스핀들 모터(16)가 회전력이 키 및 볼트(14)에 의해 스핀들 모터(16)의 모터축에 결합된 커플링(15)이 슬라이딩키(13)에 의해 샤프트 커플링(3)에 연결되어 전달되고, 샤프트 커플링(3)의 회전력은 커플링(2)으로 전달되며, 상기한 커플링(2)의 회전력은 키(22)에 의해 스핀들(1)로 동력을 전달함으로써 공구가 회전되는 구조에 있어서, 모터에서의 회전력을 커플링(15)과 샤프트 커플링(3)과 커플링(2)의 결합에 의해 스핀들(1)에 전달하는 과정에서 진동이 발생되는 부위를 베어링(5)으로 지지하고, 직선 운동부인 실린더(19)와 회전 운동부인 샤프트 커플링(3)의 사이에 서포트 브라케트(8)를 삽입해 외팔보 지지형태를 가지고 베어링(5)을 고정하는 구성으로 이루어지며, 직결타입의 주축에서 주축의 고속 회전시에 주축의 떨림을 방지하고 회전 운동부와 직선 운동부의 사이를 연결시켜 줌으로써 동작이 원활하게 이루어지도록 하는 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조를 제공한다.

Description

공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조{a quivering preventing structure for the main axis of a machine tool}

이 발명은 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 직결타입의 주축에서 주축의 고속 회전시에 주축의 떨림을 방지하고 회전 운동부와 직선 운동부의 사이를 연결시켜 줌으로써 동작이 원활하게 이루어지도록 하는 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조에 관한 것이다.

각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 한다. 상기한 공작기계중에서 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라고 부르고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속가공기계라고 한다.

회전 절삭운동하는 공작기계에서 가공물 또는 공구를 고정하고, 이것에 회전운동을 전달하는 축을 주축(spindle)이라고 하며 이것은 매우 중요한 구성요소이다. 주축에는 가공물의 중량 및 절삭저항이 작용하고, 또한 절삭운동에 필요한 구동동력과 토크를 전달하고, 절삭공구(드릴, 연삭숫돌, 밀링커터) 또는 가공물에 대한 위치조정을 할 뿐만 아니라 절삭작업중에 필요한 정밀도와 강성을 유지해야 한다. 일반적으로 주축의 성능에 따라 제작되는 기계의 성능이 결정되므로 주축에는 정밀도, 강성, 안전성이 강조된다.

도 1은 종래의 공작기계의 주축대의 단면 구조도이다. 도 1에 도시되어 있는 종래의 공작기계의 주축대의 동작을 설명하면 다음과 같다.

주축회전을 위하여 스핀들 모터(3)가 회전되면, 키(20) 및 볼트(21)에 의해 스핀들 모터(3)의 모터축에 결합된 샤프트 커플링(6)에 회전력이 전달된다. 이에따라 샤프트 커플링(6)에 회전되고, 샤프트 커플링(6)의 회전력은 슬라이딩키(10)에 의해 커플링(5)에 연결되어 전달된다. 커플링(4)은 키(22)를 통해 스핀들(1)로 동력을 전달함으로써 공구가 회전된다.

공구의 클램프 및 언클램프시에는 스프링(23)의 탄성력에 의해 공구가 클램프되고, 실린더(7)의 유압이 작동하여 실린더(7)가 상승하면 실린더(7)의 작동에 의해 시프터(9)와 결합후 공구를 밀어내게 되고, 실린더(7)와 시프터(9)의 사이에 뚫린 구멍으로 공기를 불어주게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 공작기계의 주축대 구조는, 주축의 고속 회전시에 샤프트 커플링(6)과 커플링(4, 5)으로 이어지는 동력전달체계의 구성상 샤프트 커플링(6)의 길이가 긴데 반해 회전력을 받쳐주는 베어링은 테이퍼 롤러 베어링(13) 밖에 없으며, 이또한 뒤쪽으로 치우쳐 잇어서 커플링(4, 5) 부위에서 원심력으로 인한 떨림현상이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 공작기계의 주축대 구조는, 스핀들 모터(2)와 샤프트 커플링(60의 사이에 있는 틈새로 인해 볼트(21) 체결시 테이퍼 롤링 베어링(13)에 강한 예압이 발생되어 회전이 불가능하게 되는 문제점이 있다.

이 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 직결타입의 주축에서 주축의 고속 회전시에 주축의 떨림을 방지하고 회전 운동부와 직선 운동부의 사이를 연결시켜 줌으로써 동작이 원활하게 이루어지도록 하는 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 공작기계의 주축대의 단면 구조도이다.

도 2는 이 발명의 실시예에 따른 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조의 단면 구조도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 스핀들 2 : 커플링

3 : 샤프트 커플링 4 : 시프터

5 : 볼베어링 8 : 서포트 브라케트

10 : 록크 너트 12 : 스톱퍼 너트

13 : 슬라이딩 키 14 ; 볼트

15 : 커플링 16 : 스핀들 모터

19 : 실린더 20 : 스핀들 너트

21 : 키 22 : 스프링

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조의 구성은, 스핀들 모터(16)가 회전력이 키 및 볼트(14)에 의해 스핀들 모터(16)의 모터축에 결합된 커플링(15)이 슬라이딩키(13)에 의해 샤프트 커플링(3)에 연결되어 전달되고, 샤프트 커플링(3)의 회전력은 커플링(2)으로 전달되며, 상기한 커플링(2)의 회전력은 키(22)에 의해 스핀들(1)로 동력을 전달함으로써 공구가 회전되는 구조에 있어서, 모터에서의 회전력을 커플링(15)과 샤프트 커플링(3)과 커플링(2)의 결합에 의해 스핀들(1)에 전달하는 과정에서 진동이 발생되는 부위를 베어링(5)으로 지지하고, 직선 운동부인 실린더(19)와 회전 운동부인 샤프트 커플링(3)의 사이에 서포트 브라케트(8)를 삽입해 외팔보 지지형태를 가지고 베어링(5)을 고정하는 구성으로 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조의 작용은 다음과 같다.

주축회전을 위하여 스핀들 모터(16)가 회전되면, 키 및 볼트(14)에 의해 스핀들 모터(16)의 모터축에 결합된 커플링(15)이 슬라이딩키(13)에 의해 샤프트 커플링(3)에 연결되어 전달된다. 샤프트 커플링(3)의 회전력은 커플링(2)으로 전달되며, 상기한 커플링(2)의 회전력은 키(22)에 의해 스핀들(1)로 동력을 전달함으로써 공구가 회전된다.

공구의 클램프 및 언클램프시에는 스프링(22)의 탄성력에 의해 공구가 클램프되고, 실린더(19)의 유압이 작동하여 실린더(19)가 상승하면 실린더(19)의 작동에 의해 시프터(4)와 결합후 공구를 밀어내게 되고, 실린더(19)의 계속 전진으로 일정 스트로크가 진행되면 공구를 밀어 내게 된다. 실린더(19)와 시프터(4)의 사이에는 에어 블로우 홀이 있어 언클램프시에는 상기한 에어블로우 홀을 통해 공기를 불어주게 된다.

모터에서의 회전력을 커플링(15)과 샤프트 커플링(3)과 커플링(2)의 결합에 의해 스핀들(1)에 전달하는 과정에서 축의 길이가 너무 길어지면 원심력에 의해 진동이 발생되는데, 이 진동 발생부위를 베어링(5)으로 지지해주면 진동을 방지할 수가 있다. 베어링(5)을 고정하려면 외륜쪽이 고정축이 되어야 하므로 직선 운동부인 실린더(19)와 회전 운동부인 샤프트 커플링(3)의 사이에 서포트 브라케트(8)를 삽입해 외팔보 지지형태를 가지고 베어링(5)을 고정하게 됨으로써 장축의 진동을 효과적으로 잡아주게 된다.

서포트 브라케트(8)의 2열 베어링 고정부는 외팔보의 끝단이므로 실린더(19)의 작동에 의해 베어링(5)에 충격을 줄 우려가 잇어 오링(23)이 삽입되며, 실린더(19)의 내경과 서포트 브라케트(8)의 외경의 사이에 실린더(19)의 작동에 의한 마찰을 고려해 부품(8)에 오일 홈을 형성한다.

이상의 설명에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 직결타입의 주축에서 주축의 고속 회전시에 주축의 떨림을 방지하고 회전 운동부와 직선 운동부의 사이를 연결시켜 줌으로써 동작이 원활하게 이루어지도록 하는 효과를 가진 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조를 제공할 수가 있다. 이 발명의 이와 같은 효과는 공작기계 분야에서 이 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 응용되어 이용될 수가 있다.

Claims

스핀들 모터(16)가 회전력이 키 및 볼트(14)에 의해 스핀들 모터(16)의 모터축에 결합된 커플링(15)이 슬라이딩키(13)에 의해 샤프트 커플링(3)에 연결되어 전달되고, 샤프트 커플링(3)의 회전력은 커플링(2)으로 전달되며, 상기한 커플링(2)의 회전력은 키(22)에 의해 스핀들(1)로 동력을 전달함으로써 공구가 회전되는 구조에 있어서, 모터에서의 회전력을 커플링(15)과 샤프트 커플링(3)과 커플링(2)의 결합에 의해 스핀들(1)에 전달하는 과정에서 진동이 발생되는 부위를 베어링(5)으로 지지하고, 직선 운동부인 실린더(19)와 회전 운동부인 샤프트 커플링(3)의 사이에 서포트 브라케트(8)를 삽입해 외팔보 지지형태를 가지고 베어링(5)을 고정하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조.
제 1 항에 있어서, 공구의 클램프 및 언클램프시에는 스프링(22)의 탄성력에 의해 공구가 클램프되고, 실린더(19)의 유압이 작동하여 실린더(19)가 상승하면 실린더(19)의 작동에 의해 시프터(4)와 결합후 공구를 밀어내게 되고, 실린더(19)의 계속 전진으로 일정 스트로크가 진행되면 공구를 밀어 내는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조.
제 2 항에 있어서, 상기한 실린더(19)와 시프터(4)의 사이에는 에어 블로우홀이 있어 언클램프시에는 상기한 에어블로우 홀을 통해 공기를 불어주는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축대의 고속회전시 떨림방지구조.