KR20020049248A - Spindle cooling device of machine tools - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A spindle cooling device of machine tool is provided to reduce the deformation of a main shaft and the deterioration of accuracy caused by the heat expansion of the main shaft. CONSTITUTION: The spindle cooling device of machine tool comprises a spindle housing(110) coupled to the outer side of a spindle so as to support the rotation and the linear movement of the spindle; a plurality of bearing(120) coupled between the lower side of the spindle and the spindle housing so as to support the rotation of the spindle; a collar part(130) comprised of plural inner collars coupled between the lower side of the spindle and each bearing and plural outer collars coupled between the spindle housing and each bearing for supporting the rotation of the bearings; and an oil jacket(140) mounted between the outer collars and the spindle housing and formed with inlet and outlet ports so as to make a cooling oil to be flown through a passage wound circumferentially.

Description

공작기계의 스핀들 냉각장치{SPINDLE COOLING DEVICE OF MACHINE TOOLS}Spindle Cooling System for Machine Tools {SPINDLE COOLING DEVICE OF MACHINE TOOLS}

본 발명은 공작기계의 스핀들에 관한 것으로서, 특히 공작기계의 스핀들 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spindle of a machine tool, and more particularly to a spindle cooling device of a machine tool.

통상적으로, 공작기계(Plano Borer, Machining Center, Copy Milling, Boring M/C)의 축 이송은 4축으로 구성되어 움직이며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공한다. 스핀들의 회전은 스핀들 모터에서 기어의 동력 전달을 받아 이루어지며, 각 축의 이송은 CNC 시스템의 제어신호를 공급받아 축 모터가 구동됨에 따라 이루어진다. 참고적으로 CNC는 Computer Numerical Control의 약자로서, 컴퓨터를 내장한 NC(수신 제어 장치)를 말한다.Typically, the axis feed of machine tools (Plano Borer, Machining Center, Copy Milling, Boring M / C) is composed of four axes and moves and processes various workpieces by spindle rotation. The spindle is rotated by the transmission of gears from the spindle motor, and the movement of each axis is carried out by the control of the CNC system and driven by the shaft motor. For reference, CNC is an abbreviation of Computer Numerical Control and refers to NC (Receive Control Unit) with a computer.

도 1은 종래 기술에 따른 공작기계의 스핀들(10) 장치를 도시한 도면이다.1 shows a spindle 10 arrangement of a machine tool according to the prior art.

공작기계의 스핀들 최대 속도는 공작기계의 크기 및 가공 축의 이송 속도에 따라 다르게 설정된다. 비교적 큰 대형 공작기계의 스핀들 회전속도는 2000RPM으로 한정되며, CNC 시스템의 이송 속도를 1800mm/MIN 이상은 사용할 수 없다. 그 이유는, 공작기계의 특성상 가공을 위한 축의 이송 속도가 스핀들 회전속도보다 낮아야 하기 때문이다.The spindle maximum speed of the machine tool is set differently depending on the size of the machine tool and the feed rate of the machining axis. Spindle speeds for relatively large machine tools are limited to 2000 RPM and the feed rate of CNC systems cannot be used above 1800 mm / MIN. The reason is that the feed speed of the shaft for machining should be lower than the spindle rotation speed due to the nature of the machine tool.

따라서, 스핀들 베어링(12) 및 각종 회전 부품은 최대 2000RPM까지 회전할 수 있도록 구성되어 있고, 스핀들 베어링의 윤활을 위하여 스핀들 베어링에 그리스를 주입하도록 구성되어 있었다.Accordingly, the spindle bearing 12 and various rotating parts are configured to rotate up to 2000 RPM, and are configured to inject grease into the spindle bearing for lubrication of the spindle bearing.

그러나, 위와 같은 방법을 사용할 때 스핀들이 고속회전(예를 들어:2,000rpm 이상)되면 스핀들과 스핀들 베어링에서 발생하는 열에 의해 그리스가 소결되어 스핀들 베어링에 손상을 주는 문제점이 있었다. 또한, 열팽창에 의해 스핀들에 변형을 가져오게 되어 제품 가공 정밀도를 저하시키는 문제점이 있었다. 이와 같은 이유로 스핀들 최대 회전속도가 2000RPM으로 한정되고, 가공 축의 이송 속도는 1800mm/MIN 이상으로 가공할 수 없게 되어 제품 가공시간이 많이 걸리고 주요 원가상승의 요인이 되는 문제점이 있었다.However, when using the above method, when the spindle rotates at a high speed (for example, 2,000 rpm or more), grease is sintered by heat generated from the spindle and the spindle bearing, thereby causing damage to the spindle bearing. In addition, there is a problem in that the deformation caused to the spindle due to thermal expansion, thereby lowering the precision of product processing. For this reason, the maximum spindle rotation speed is limited to 2000 RPM, and the feed speed of the machining shaft cannot be processed at more than 1800 mm / MIN, which takes a long time to process the product and causes a major cost increase.

본 발명의 목적은 스핀들의 회전에 따라 발생하는 열을 냉각시켜 스핀들의 고속회전(6000RPM)을 지지함에 따라 공작기계의 가공속도를 향상시킬 수 있는 공작기계의 스핀들 냉각장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a spindle cooling apparatus for a machine tool that can improve the processing speed of the machine tool by supporting the high speed rotation (6000 RPM) of the spindle by cooling the heat generated by the rotation of the spindle.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부 동력원의 공급에 따라 구동되어 회전 동력을 발생하는 스핀들 모터와; 상기 스핀들 모터의 동력을 전달하는 동력 전달부와; 상기 동력 전달부에 연결되는 상부와, 길이방향으로 신장된 단부에 공구가 장착되는 하부를 가지며 상기 스핀들 모터의 구동에 따라 직선운동과 회전운동을 하는 스핀들을 갖는 공작기계의 스핀들 냉각장치에 있어서, 상기 스핀들의 원주방향 외측에 결합되어 상기 스핀들의 직선운동과 회전운동을 지지하는 스핀들 하우징과; 상기 스핀들의 하부와 상기 스핀들 하우징의 사이에 결합되어 상기 스핀들의 회전운동을 지지하는 다수개의 베어링과; 상기 스핀들의 하부와 상기 각각의 베어링 사이에 결합되는 다수개의 내측 칼라와 상기 스핀들 하우징과 상기 각각의 베어링 사이에 결합되는 다수개의 외측 칼라로 구성되어 상기 다수개의 베어링 회전운동을 지지하는 칼라부와; 상기 다수개의 외측 칼라와 상기 스핀들 하우징의 사이에 장착되어 냉각 오일 통로를 통해 냉각 오일이 순환되도록 입구와 출구를 가지며, 상기 냉각 오일 통로의 입구와 출구를 연결하는 냉각 오일 통로가 소정의 길이를 갖고 원주방향으로 감기도록 형성되는 오일 재킷을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a spindle motor that is driven in accordance with the supply of an external power source to generate a rotational power; A power transmission unit for transmitting power of the spindle motor; In the spindle cooling apparatus of the machine tool having an upper portion connected to the power transmission portion, and a lower portion in which the tool is mounted in the longitudinally extending end portion, the spindle having a linear movement and a rotational movement in accordance with the drive of the spindle motor, A spindle housing coupled to the circumferential outer side of the spindle to support linear and rotational movements of the spindle; A plurality of bearings coupled between a lower portion of the spindle and the spindle housing to support a rotational movement of the spindle; A collar portion comprising a plurality of inner collars coupled between the lower portion of the spindle and the respective bearings and a plurality of outer collars coupled between the spindle housing and the respective bearings to support the plurality of bearing rotational movements; It is mounted between the plurality of outer collar and the spindle housing and has an inlet and an outlet to circulate the cooling oil through the cooling oil passage, the cooling oil passage connecting the inlet and the outlet of the cooling oil passage has a predetermined length It characterized in that it comprises an oil jacket formed to be wound in the circumferential direction.

도 1은 종래 기술에 따른 공작기계의 스핀들 장치를 도시한 도면.1 shows a spindle device of a machine tool according to the prior art;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 스핀들 냉각장치의 내부 구성을 도시한 도면.Figure 2 shows the internal configuration of the spindle cooling apparatus of the machine tool according to the embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 스핀들 냉각장치의 냉각 통로를 도시한 도면.3 is a view showing a cooling passage of the spindle cooling apparatus of the machine tool according to the embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오일 재킷의 형상을 도시한 정면도.Figure 4 is a front view showing the shape of the oil jacket according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 오일 재킷의 형상을 도시한 측면도.Figure 5 is a side view showing the shape of the oil jacket according to an embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 선 A-A에 따른 단면도.6 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 7은 도 5의 선 B-B에 따른 단면도.FIG. 7 is a sectional view along line B-B in FIG. 5; FIG.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details, such as the following description and the annexed drawings, are shown to provide a more general understanding of the invention, these specific details are illustrated for the purpose of explanation of the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 스핀들 냉각장치의 내부 구성을 도시한 도면이다. 도 2는 스핀들(100)과 스핀들 냉각장치를 도시한 것이며, 스핀들 모터, 각종 기어들의 구성은 생략한다. 참조번호 (149)는 오일 재킷(140)을 통해 순환되는 냉각 오일의 누유를 방지하는 오일 실을 도시한 것이다.2 is a view showing the internal configuration of the spindle cooling apparatus of the machine tool according to an embodiment of the present invention. Figure 2 shows the spindle 100 and the spindle cooling apparatus, the configuration of the spindle motor, various gears are omitted. Reference numeral 149 illustrates an oil seal that prevents leakage of cooling oil circulated through the oil jacket 140.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 스핀들 냉각장치의 냉각 통로를 도시한 도면이다. 도 3에는 스핀들 하우징(110)에 장착되어 공기 통로의 입구(142), 오일 미스트 통로의 입구(144), 냉각 오일 통로의 입구와 출구(146, 148)가 각각의 통로를 통해 연결되는 밸브 브라켓(160)과 오일 재킷(140)의 외형이 도시된다.3 is a view showing a cooling passage of the spindle cooling apparatus of the machine tool according to the embodiment of the present invention. 3 shows a valve bracket mounted to the spindle housing 110 to connect the inlet 142 of the air passage, the inlet 144 of the oil mist passage, and the inlet and outlet 146, 148 of the cooling oil passage through each passage. An appearance of 160 and oil jacket 140 is shown.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오일 재킷(140)의 형상을 도시한 정면도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 오일 재킷(140)의 형상을 도시한 측면도이다. 도 6은 도 5의 선 A-A에 따른 단면도이며, 공기 통로의 입구(142)와 출구(143)가 도시된다. 도 7은 도 5의 선 B-B에 따른 단면도이며, 오일 미스트 통로의 입구(144)와 출구(145)가 도시된다.4 is a front view showing the shape of the oil jacket 140 according to an embodiment of the present invention. 5 is a side view showing the shape of the oil jacket 140 according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 5, showing the inlet 142 and outlet 143 of the air passage. FIG. 7 is a cross-sectional view along line B-B of FIG. 5, showing the inlet 144 and outlet 145 of the oil mist passageway.

도 2내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 스핀들 냉각장치의 구성을 설명한다.2 to 7, the configuration of the spindle cooling apparatus of the machine tool according to the embodiment of the present invention will be described.

본 발명은 외부 동력원의 공급에 따라 구동되어 회전 동력을 발생하는 스핀들 모터와; 상기 스핀들 모터의 동력을 전달하는 동력 전달부와; 상기 동력 전달부에 연결되는 상부와, 길이방향으로 신장된 단부에 공구가 장착되는 하부를 가지며 상기 스핀들 모터의 구동에 따라 직선운동과 회전운동을 하는 스핀들(100)을 갖는 공작기계의 스핀들 냉각장치에 있어서, 스핀들 하우징(110), 베어링(120), 칼라부(130), 오일 재킷(140)을 포함하여 구성한다.The present invention is a spindle motor that is driven in accordance with the supply of an external power source to generate rotational power; A power transmission unit for transmitting power of the spindle motor; Spindle cooling apparatus of a machine tool having an upper portion connected to the power transmission unit, and a lower portion to which a tool is mounted at an end extended in a longitudinal direction, and a spindle 100 for linear and rotational movements according to the drive of the spindle motor. In the configuration, including a spindle housing 110, a bearing 120, a collar 130, the oil jacket 140.

먼저, 스핀들 하우징(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 스핀들(100)의 원주방향 외측에 결합되어 상기 스핀들(100)의 직선운동과 회전운동을 지지하는 기능을 한다. 상기 스핀들 하우징(110)은 종래의 스핀들 하우징과 대비하여 하부 구성이 상이하다. 즉, 상기 스핀들 하우징(110) 하부 내측으로 오일 재킷(140)이 삽입되고, 그에 따른 냉각 오일 통로의 입구와 출구(146, 148)가 배치되도록 형성된다.First, the spindle housing 110 is coupled to the circumferential outer side of the spindle 100, as shown in Figure 2 to support the linear motion and rotational movement of the spindle 100. The spindle housing 110 has a different lower configuration compared to the conventional spindle housing. That is, the oil jacket 140 is inserted into the lower portion of the spindle housing 110, and thus the inlet and the outlet 146 and 148 of the cooling oil passage are disposed.

베어링(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 스핀들(100)의 하부와 상기 스핀들 하우징(110)의 사이에 결합되어 상기 스핀들(100)의 회전운동을 지지하는 기능을 하며, 다수개의 고속 앵귤라 콘택트 볼 베어링으로 구성한다. 앵귤라 콘택트 볼 베어링은 높은 운전 정밀도와 최고의 속도 적합성이 요구되는 경우에 주로 사용한다.Bearing 120 is coupled between the lower portion of the spindle 100 and the spindle housing 110 as shown in Figure 2 to support the rotational movement of the spindle 100, a plurality of high-speed angle It consists of a regular contact ball bearing. Angular contact ball bearings are often used where high operating accuracy and maximum speed suitability are required.

칼라부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 스핀들(100)의 하부와 상기 각각의 베어링(120) 사이에 결합되는 다수개의 내측 칼라(132)와, 상기 스핀들 하우징(110)과 상기 각각의 베어링(120) 사이에 결합되는 다수개의 외측 칼라(134)로 구성되어 상기 다수개의 베어링(120) 회전운동을 지지하는 기능을 한다.The collar portion 130 includes a plurality of inner collars 132 coupled between the lower portion of the spindle 100 and the respective bearings 120 as shown in FIG. 2, the spindle housing 110 and the respective ones. Composed of a plurality of outer collars 134 coupled between the bearing 120 of the plurality of bearings 120 to support the rotational movement.

오일 재킷(140)은 도 2내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 다수개의 외측 칼라(134)와 상기 스핀들 하우징(110)의 사이에 장착되어 냉각 오일이 순환되도록 냉각 오일 통로의 입구(146)와 출구(148)를 가지며, 상기 냉각 오일 통로의 입구(146)와 출구(148)를 연결하는 냉각 오일 통로가 소정의 길이를 갖고 원주방향으로 감기도록 형성된다. 상기 오일 재킷(140)은 도 3에 도시된 바와 같이 원통형의 형상을 가지며, 냉각 오일 통로의 형상이 상기 오일 재킷(140)의 하부에 위치되는 냉각 오일 통로 입구(146)로부터 상부로 위치되는 냉각 오일 통로 출구(148)를 따라 나선형으로 형성된다.The oil jacket 140 is mounted between the plurality of outer collars 134 and the spindle housing 110 as shown in FIGS. 2 to 5 and the inlet 146 of the cooling oil passage to allow the cooling oil to circulate. It has an outlet 148, and the cooling oil passage connecting the inlet 146 and the outlet 148 of the cooling oil passage is formed to have a predetermined length and wound in the circumferential direction. The oil jacket 140 has a cylindrical shape as shown in FIG. 3, and the cooling oil passage is cooled upward from a cooling oil passage inlet 146 located below the oil jacket 140. It is formed spirally along the oil passage outlet 148.

상기 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 스핀들 냉각장치는 상기 공작기계의 일측에 장착되어 상기 스핀들(100)의 회전운동에 따라 발생되는 열을 냉각시키도록 냉각 오일을 공급하는 냉각 오일 공급부와; 상기 냉각 오일 공급부 주변에 장착되어 상기 오일 재킷(140)을 통해 순환된 오일이 소정의 경로를 따라 리턴 되어 저장되는 오일 저장부를 더 포함하여 구성한다.Spindle cooling apparatus of the machine tool according to an embodiment of the present invention is mounted on one side of the machine tool cooling oil supply unit for supplying a cooling oil to cool the heat generated by the rotational movement of the spindle (100); The oil storage unit is mounted around the cooling oil supply unit, and the oil circulated through the oil jacket 140 is returned and stored along a predetermined path.

또한, 상기 공작기계의 스핀들 냉각장치는 상기 공작기계의 일측에 장착되어 상기 스핀들(100)의 회전운동에 따라 발생되는 열을 냉각시키도록 공기와 오일 미스트를 공급하는 오일 미스트 공급부와; 상기 오일 미스트 공급부를 통해 공급되는 공기와 오일 미스트가 공급되도록 각각의 입구와 출구를 가지며, 상기 공기와 오일미스트 통로의 각각의 입구와 출구를 연결하여 상기 다수개의 베어링(120) 주변을 경유하도록 장착되는 공기 통로와 오일 미스트 통로를 더 포함하여 구성한다.In addition, the spindle cooling apparatus of the machine tool is mounted on one side of the machine tool oil mist supply unit for supplying air and oil mist to cool the heat generated by the rotational movement of the spindle 100; It has a respective inlet and outlet so that the air and the oil mist supplied through the oil mist supply unit is supplied, and is connected to each of the inlet and outlet of the air and the oil mist passage through the periphery of the plurality of bearings 120 It further comprises an air passage and the oil mist passage to be.

또한, 상기 공작기계의 스핀들 냉각장치는 냉각 오일 공급부와 오일 미스트 공급부가 각각 연결되어 상기 공기 통로의 입구(142), 오일 미스트 통로의 입구(144)와 상기 오일 재킷(140)의 냉각 오일 통로 입구, 출구(146, 148)를 통해 공급되는 공기, 오일 미스트, 냉각 오일의 공급을 단속하는 밸브 브라켓(160)과; 상기 밸브 브라켓(160)에 형성되는 각각의 공기 입구(162), 오일 미스트 입구(164)와 냉각 오일 입/출구(166, 168)를 더 포함하여 구비하며; 상기 공기 입구(162), 오일 미스트 입구(164)와 냉각 오일 입/출구(166, 168)를 구분하도록 형성되어 도 3에 도시된 바와 같이 상기 공기 통로의 입구(142), 상기 오일 미스트 통로의 입구(144)와 상기 오일 재킷(140)의 냉각 오일 통로의 입구와 출구(146, 148)가 상기 밸브 브라켓(160)으로 각각 연결되도록 형성된다.In addition, the spindle chiller of the machine tool has a cooling oil supply part and an oil mist supply part connected to each other so that the inlet 142 of the air passage, the inlet 144 of the oil mist passage and the cooling oil passage inlet of the oil jacket 140 are connected. A valve bracket 160 for controlling the supply of air, oil mist and cooling oil supplied through the outlets 146 and 148; Each air inlet (162), oil mist inlet (164) and cooling oil inlet / outlet (166, 168) formed in the valve bracket (160); The air inlet 162, the oil mist inlet 164 and the cooling oil inlet / outlet 166, 168 are formed to distinguish the inlet 142 of the air passage, as shown in FIG. The inlet 144 and the inlet and outlet 146, 148 of the cooling oil passage of the oil jacket 140 are formed to be connected to the valve bracket 160, respectively.

상기한 바와 같이 본 발명은 공작기계의 스핀들(100) 회전속도를 높이기 위해 기존 스핀들 베어링을 고속 앵귤라 콘택트 볼 베어링으로 구성하고, 스핀들(100)의 고속 회전시에 발생하는 베어링(120) 발열을 방지하기 위하여 오일 냉각장치를 스핀들 하우징(110) 내부에 가공 부착하여 공기 통로, 오일 미스트 통로 및 냉각 오일 통로를 통해 공급되는 공기, 오일 미스트, 냉각 오일로 스핀들(100) 주변의 부품을 냉각시킨다. 이와 같은 구성으로 스핀들(100)의 회전을 2000RPM에서 6000RPM으로 상승시킬 수 있다.As described above, the present invention constitutes an existing spindle bearing as a high-speed angular contact ball bearing to increase the rotational speed of the spindle 100 of the machine tool, and generates heat generated by the bearing 120 when the spindle 100 rotates at high speed. In order to prevent the oil cooling device is attached to the inside of the spindle housing 110 to cool the parts around the spindle 100 by air, oil mist, cooling oil supplied through the air passage, the oil mist passage and the cooling oil passage. In this configuration, the rotation of the spindle 100 may be increased from 2000 RPM to 6000 RPM.

도 2내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 스핀들 냉각장치의 동작을 설명한다.2 to 7, the operation of the spindle cooling apparatus of the machine tool according to the embodiment of the present invention will be described.

먼저, 스핀들 모터가 회전되면, 스핀들(100) 주변에 장착된 베어링(120)이 회전 마찰에 의해 열을 발생시켜 스핀들(100)을 비롯한 스핀들 하우징(110) 등으로 열이 전도된다. 즉, 스핀들 모터가 고속으로 회전하면 각종 기어 등으로 동력이 전달되고 스핀들(100)이 회전한다. 스핀들(100)이 회전하면 각종 회전부에서 열이 발생한다. 열 발생으로 온도가 상승하면 각종 베어링(120) 및 부품이 열화(소손) 된다.First, when the spindle motor is rotated, the bearing 120 mounted around the spindle 100 generates heat by rotational friction so that heat is conducted to the spindle housing 110 including the spindle 100. That is, when the spindle motor rotates at high speed, power is transmitted to various gears and the like, and the spindle 100 rotates. When the spindle 100 rotates, heat is generated in various rotation parts. When the temperature rises due to heat generation, various bearings 120 and parts deteriorate (burn out).

위와 같은 상태에서 냉각 오일 공급부와 밸브 브라켓(160)을 통해 스핀들 하우징(110)에 형성된 냉각 오일 통로를 통해 윤활유가 공급된다. 공급된 윤활유는 냉각 오일 통로를 따라 스핀들 하우징(110)의 내측에 장착되는 오일 재킷(140)의 냉각 오일 통로 입구(146)로 유입된다. 오일 재킷(140)의 냉각 오일 통로 입구(146)에 유입된 냉각 오일은 상기 오일 재킷(140)에 형성되어 있는 나선홈(141)의 일측단으로 유입됨과 동시에 이 나선홈(141)을 타고 스핀들 하우징(110)의 외주를 돌면서 스핀들 하우징(110)에 전도된 열을 빼앗아 가게 된다. 이후에 오일 재킷(140)에 형성된 나선홈(141)을 타고 흐르면서 열을 빼앗은 윤활유는 오일 재킷(140)의 냉각 오일 통로 출구(148)와 오일 배출구(150)를 통해 오일 저장부로 리턴하게 된다.In the above state, the lubricating oil is supplied through the cooling oil passage formed in the spindle housing 110 through the cooling oil supply unit and the valve bracket 160. The supplied lubricant flows into the cooling oil passage inlet 146 of the oil jacket 140 which is mounted inside the spindle housing 110 along the cooling oil passage. The cooling oil flowing into the cooling oil passage inlet 146 of the oil jacket 140 flows into one end of the spiral groove 141 formed in the oil jacket 140 and at the same time the spindle rides through the spiral groove 141. The heat conducted to the spindle housing 110 is taken away while the outer circumference of the housing 110 is taken away. Thereafter, the lubricating oil deprived of heat while flowing in the spiral groove 141 formed in the oil jacket 140 is returned to the oil storage unit through the cooling oil passage outlet 148 and the oil outlet 150 of the oil jacket 140.

즉, 스핀들(100) 주변의 온도 상승을 막기 위하여 베어링(120)에는 오일 미스트(Oil Mist) 공급부로 공기와 오일 미스트를 공급하여 냉각 및 윤활을 시키고, 베어링(120) 외부에는 냉각 오일 공급부로 냉각 오일을 순환시켜 스핀들(100) 회전에 따른 주변 부품의 온도 상승을 억제한다.That is, in order to prevent a temperature rise around the spindle 100, the bearing 120 is cooled with air and an oil mist through an oil mist supply part to cool and lubricate, and the outside of the bearing 120 is cooled with a cooling oil supply part. By circulating the oil to suppress the temperature rise of the peripheral parts due to the rotation of the spindle (100).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들 냉각장치는 주축의 열팽창에 의한 변형 및 이에 따른 정밀도 저하를 감소시킬 수 있으며, 스핀들을 보다 고속으로 회전시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the spindle cooling apparatus of the machine tool according to the present invention can reduce the deformation caused by thermal expansion of the main shaft and the deterioration of precision thereof, and the spindle can be rotated at a higher speed.

Claims (5)

외부 동력원의 공급에 따라 구동되어 회전 동력을 발생하는 스핀들 모터와; 상기 스핀들 모터의 동력을 전달하는 동력 전달부와; 상기 동력 전달부에 연결되는 상부와, 길이방향으로 신장된 단부에 공구가 장착되는 하부를 가지며 상기 스핀들 모터의 구동에 따라 직선운동과 회전운동을 하는 스핀들을 갖는 공작기계의 스핀들 냉각장치에 있어서,A spindle motor driven according to the supply of an external power source to generate rotational power; A power transmission unit for transmitting power of the spindle motor; In the spindle cooling apparatus of the machine tool having an upper portion connected to the power transmission portion, and a lower portion in which the tool is mounted in the longitudinally extending end portion, the spindle having a linear movement and a rotational movement in accordance with the drive of the spindle motor, 상기 스핀들의 원주방향 외측에 결합되어 상기 스핀들의 직선운동과 회전운동을 지지하는 스핀들 하우징과;A spindle housing coupled to the circumferential outer side of the spindle to support linear and rotational movements of the spindle; 상기 스핀들의 하부와 상기 스핀들 하우징의 사이에 결합되어 상기 스핀들의 회전운동을 지지하는 다수개의 베어링과;A plurality of bearings coupled between a lower portion of the spindle and the spindle housing to support a rotational movement of the spindle; 상기 스핀들의 하부와 상기 각각의 베어링 사이에 결합되는 다수개의 내측 칼라와 상기 스핀들 하우징과 상기 각각의 베어링 사이에 결합되는 다수개의 외측 칼라로 구성되어 상기 다수개의 베어링 회전운동을 지지하는 칼라부와;A collar portion comprising a plurality of inner collars coupled between the lower portion of the spindle and the respective bearings and a plurality of outer collars coupled between the spindle housing and the respective bearings to support the plurality of bearing rotational movements; 상기 다수개의 외측 칼라와 상기 스핀들 하우징의 사이에 장착되어 냉각 오일 통로를 통해 냉각 오일이 순환되도록 입구와 출구를 가지며, 상기 냉각 오일 통로의 입구와 출구를 연결하는 냉각 오일 통로가 소정의 길이를 갖고 원주방향으로 감기도록 형성되는 오일 재킷을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들 냉각장치.It is mounted between the plurality of outer collar and the spindle housing and has an inlet and an outlet to circulate the cooling oil through the cooling oil passage, the cooling oil passage connecting the inlet and the outlet of the cooling oil passage has a predetermined length Spindle cooling apparatus for a machine tool comprising an oil jacket formed to be wound in the circumferential direction. 제1항에 있어서, 상기 공작기계의 스핀들 냉각장치는The spindle cooling apparatus of claim 1, wherein the spindle cooling apparatus of the machine tool 상기 공작기계의 일측에 장착되어 상기 스핀들의 회전운동에 따라 발생되는 열을 냉각시키도록 냉각 오일을 공급하는 냉각 오일 공급부와;A cooling oil supply unit mounted at one side of the machine tool and supplying cooling oil to cool heat generated by the rotational movement of the spindle; 상기 냉각 오일 공급부 주변에 장착되어 상기 오일 재킷을 통해 순환된 냉각 오일이 소정의 경로를 따라 리턴 되어 저장되는 오일 저장부를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들 냉각장치.And an oil storage unit mounted around the cooling oil supply unit and configured to return and store the cooling oil circulated through the oil jacket along a predetermined path. 제1항에 있어서, 상기 오일 재킷은 원통형의 형상을 가지며, 냉각 오일 통로의 형상이 상기 오일 재킷의 하부에 위치되는 냉각 오일 통로의 입구로부터 상부로 위치되는 냉각 오일 통로의 출구를 따라 나선형으로 형성됨을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들 냉각장치.The cooling system of claim 1, wherein the oil jacket has a cylindrical shape, and the shape of the cooling oil passage is spirally formed along the outlet of the cooling oil passage located upward from the inlet of the cooling oil passage located below the oil jacket. Spindle cooling apparatus for machine tools, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 공작기계의 스핀들 냉각장치는The spindle cooling apparatus of claim 1, wherein the spindle cooling apparatus of the machine tool 상기 공작기계의 일측에 장착되어 상기 스핀들의 회전운동에 따라 발생되는 열을 냉각시키도록 공기와 오일 미스트를 공급하는 오일 미스트 공급부와;An oil mist supply unit mounted on one side of the machine tool and supplying air and oil mist to cool heat generated by the rotational movement of the spindle; 상기 오일 미스트 공급부를 통해 공급되는 공기와 오일 미스트가 공급되도록 각각의 입구와 출구를 가지며, 상기 공기와 오일 미스트 통로의 각각의 입구와 출구를 연결하여 상기 다수개의 베어링 주변을 경유하도록 장착되는 공기 통로와 오일 미스트 통로를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들 냉각장치.An air passage having respective inlets and outlets for supplying air and oil mist supplied through the oil mist supply unit, and connected to each of the inlets and outlets of the air and oil mist passages through the periphery of the plurality of bearings; And an oil mist passage further comprising: a spindle cooling apparatus of the machine tool. 제2항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 2 or 4, 냉각 오일 공급부와 오일 미스트 공급부가 각각 연결되어 상기 공기 통로의 입구, 오일 미스트 통로의 입구와 상기 오일 재킷의 냉각 오일 통로 입구, 출구를 통해 공급되는 공기, 오일 미스트, 냉각 오일의 공급을 단속하는 밸브 브라켓과;A cooling oil supply unit and an oil mist supply unit are respectively connected to control the supply of air, oil mist and cooling oil supplied through the inlet of the air passage, the inlet of the oil mist passage and the inlet and outlet of the cooling oil passage of the oil jacket. Brackets; 상기 밸브 브라켓에 형성되는 각각의 공기 입구, 오일 미스트 입구와 냉각 오일 입/출구를 더 포함하여 구비하며;And each air inlet, an oil mist inlet, and a cooling oil inlet / outlet formed in the valve bracket; 상기 공기 입구, 오일 미스트 입구와 냉각 오일 입/출구를 구분하도록 형성되어 상기 공기 통로의 입구, 상기 오일 미스트 통로의 입구와 상기 오일 재킷의 냉각 오일 통로의 입구와 출구가 상기 밸브 브라켓으로 각각 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들 냉각장치.The air inlet, the oil mist inlet, and the cooling oil inlet / outlet are configured to connect the inlet of the air passage, the inlet of the oil mist passage, and the inlet and outlet of the cooling oil passage of the oil jacket to the valve bracket, respectively. Spindle cooling apparatus for machine tools, characterized in that formed.
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