KR20140066832A - A machine tool - Google Patents

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KR20140066832A
KR20140066832A KR1020120133008A KR20120133008A KR20140066832A KR 20140066832 A KR20140066832 A KR 20140066832A KR 1020120133008 A KR1020120133008 A KR 1020120133008A KR 20120133008 A KR20120133008 A KR 20120133008A KR 20140066832 A KR20140066832 A KR 20140066832A
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이정훈
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두산인프라코어 주식회사
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Abstract

An embodiment of the present invention relates to a machine tool, which includes a main spindle connected to a main spindle unit, to which a sub spindle unit is connected to be detachable, to be able to rotate; a sub spindle body for forming the appearance of the sub spindle unit; the sub spindle which is located in the sub spindle body and has a first shoulder bump and a second shoulder bump; a first bearing and a second bearing which support the sub spindle to be able to rotate and are mounted on the first shoulder bump and the second shoulder bump, respectively to be supported in the direction towards the rotation axis of the sub spindle; a flange which is connected to one end of the sub spindle, spins together with the sub spindle, and prevents the second bearing from departing towards the rotation axis of the sub spindle; and a stopper with one end in contact with one end of the main spindle and the other end in contact with one end of the flange.

Description

공작기계{A machine tool}A machine tool

본 발명은 공작기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메인 스핀들 유닛에 서브 스핀들 유닛이 탈착 가능한 공작기계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a machine tool, and more particularly to a machine tool in which a sub spindle unit can be detached from a main spindle unit.

일반적으로 공작기계는 스핀들에 공구를 장착하고 스핀들을 회전시켜 공구에 의해 공작물을 절삭 가공한다. 따라서, 고속의 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링이 공작기계에 구비된다. 베어링은 스핀들의 외경에 위치하고 스핀들이 공작물을 가공하기 위한 고속의 회전을 지지한다.In general, a machine tool is equipped with a tool on a spindle, and the workpiece is cut by a tool by rotating the spindle. Therefore, a bearing is provided in the machine tool for rotatably supporting the high-speed spindle. The bearing is located at the outer diameter of the spindle and the spindle supports high speed rotation for machining the workpiece.

특히 대형공작기계는 메인 스핀들 유닛에 탈착 가능한 서브 스핀들 유닛을 장착하여 다양한 크기의 공작물을 절삭 가공할 수 있다. 이러한 서브 스핀들 유닛은 메인 스핀들 유닛에 탈착 가능하게 장착되어 전용 가공 이외의 다른 형태의 가공을 할 수 있다.In particular, a large machine tool can be machined of various sizes of workpieces by mounting a sub-spindle unit detachable to the main spindle unit. Such a sub-spindle unit can be detachably mounted on the main spindle unit to perform other types of machining other than the dedicated machining.

서브 스핀들 내부에는 공구의 장착을 위한 클램프 장치가 위치한다. 클램프 장치는 가공에 필요한 공구를 교체하여 장착할 수 있다. 따라서, 다양한 공구 교체로 공작물을 효과적으로 가공할 수 있다.A clamping device for mounting the tool is located inside the sub-spindle. The clamping device can be installed by replacing the tool necessary for machining. Thus, the workpiece can be effectively machined by various tool changes.

공구 교체는 실린더에 제공되는 압력에 의해 탄성부재를 가압하여 변형되고 공구 교체 장치가 서브 스핀들의 전단부로 전진하여 공구를 클램핑을 해제하고, 새로운 공구를 장착하기 위해 실린더에 압력을 해제하면 변형된 탄성부재가 복원하는 복원력에 의해 공구 교체 장치가 서브 스핀들의 전단부로부터 후진하며 공구를 클램핑하여 서브 스핀들에 장착된다The tool change is performed by pressing the resilient member by the pressure provided to the cylinder and deforming, the tool change apparatus advances to the front end of the sub spindle to unclamp the tool, releasing the pressure to the cylinder to mount the new tool, By the restoring force restored by the member, the tool replacing device is retracted from the front end of the sub spindle, clamping the tool and mounted on the sub spindle

그러나, 공구를 클램핑하여 서브 스핀들에 장착시 탄성부재의 복원력에 의해 공구 교체 장치가 서브 스핀들의 전단부로부터 후진하며 장착되어 서브 스핀들에 충격이 가해진다. 따라서, 서브 스핀들의 외주면에 위치하여 스핀들과 스핀들 유닛 사이에서 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 베어링은 이러한 충격으로 인해 손상 및 파손 된다.However, when the tool is clamped and mounted on the sub spindle, the tool changing device is retracted from the front end of the sub spindle by the restoring force of the resilient member, and the sub spindle is impacted. Therefore, bearings that are located on the outer circumferential surface of the sub spindle and rotatably support the spindle between the spindle and the spindle unit are damaged and broken by such impact.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0071868호Korean Patent Publication No. 10-2011-0071868

본 발명은 베어링의 손상 및 파손을 줄일 수 있는 공작기계를 제공한다.The present invention provides a machine tool capable of reducing damage and breakage of a bearing.

본 발명의 실시예에 따르면, 공작기계는 메인 스핀들 유닛에 서브 스핀들 유닛이 탈착 가능하게 결합되고 상기 메인 스핀들 유닛에 회전 가능하게 결합된 메인 스핀들, 상기 서브 스핀들 유닛의 외관을 형성하는 서브 스핀들 바디, 상기 서브 스핀들 바디 내부에 위치하며 제1 걸림턱 및 제2 걸림턱이 형성된 서브 스핀들(210), 상기 서브 스핀들을 회전 가능하게 지지하고, 상기 제1 걸림턱 및 상기 제2 걸림턱에 각각 장착되어 상기 서브 스핀들의 회전축 방향으로 지지되는 제1 베어링 및 제2 베어링, 상기 서브 스핀들의 일단과 결합되어 상기 서브 스핀들이 회전시 함께 회전되고, 상기 제2 베어링이 상기 서브 스핀들의 회전축 방향으로 이탈하는 것을 방지하는 플랜지 및 일면이 상기 메인 스핀들의 일단과 접촉하고 타면이 상기 플랜지의 일단과 접촉하는 스토퍼를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a machine tool includes a main spindle detachably connected to a main spindle unit and rotatably coupled to the main spindle unit, a sub spindle body forming an outer appearance of the sub spindle unit, A sub spindle 210 rotatably supporting the sub spindle and having first and second stopping protrusions 210, 220 installed inside the sub spindle body, respectively, and mounted on the first and second stopping jaws 220, A first bearing and a second bearing supported in the rotation axis direction of the sub spindle, a first bearing coupled to one end of the sub spindle to rotate together when the sub spindle rotates, and a second bearing displaced in a rotation axis direction of the sub spindle And one surface of the flange is in contact with one end of the main spindle and the other surface is in contact with one end of the flange And a stopper.

상기 서브 스핀들 유닛은 상기 제2 베어링에 유입되는 이물질을 차단하는 밀봉부재를 더 포함하고, 상기 밀봉부재는 일면이 상기 서브 스핀들과 접촉하고 상기 일면과 이웃한 면이 상기 플랜지와 접촉하고 제1 그루브(groove)가 형성된 제1 밀봉부재 및 일면이 상기 제2 베어링을 감싸는 하우징에 지지되고 상기 제1 그루브에 삽입되는 삽입부가 형성된 제2 밀봉부재를 포함 할 수 있다.Wherein the sub spindle unit further comprises a sealing member for blocking foreign matter flowing into the second bearing, wherein the sealing member is in contact with the sub spindle on one side, the side adjacent to the one side is in contact with the flange, and a second sealing member having a first sealing member having a groove formed therein and a second member having one side supported by a housing surrounding the second bearing and having an insertion portion inserted into the first groove.

상기 삽입부(521)는 일측에 제2 그루브(522)가 형성될 수 있다.The insertion portion 521 may have a second groove 522 formed on one side thereof.

본 발명의 실시예들에 따르면, 공구 장착시 베어링에 가해지는 충격을 줄이고 밀봉부재에 의해 베어링으로 유입될 수 있는 냉각액의 침입을 제한할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to reduce the impact applied to the bearing at the time of mounting the tool and limit the penetration of the cooling liquid which can be introduced into the bearing by the sealing member.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 일부 단면을 나타내는 단면도 이다.
도 2는 도 1의 A영역의 상세도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 스핀들 유닛과 서브 스핀들 유닛의 분해 단면도를 나타낸다.1 is a cross-sectional view showing a partial cross-section of a machine tool according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed view of region A in Fig.
3 is an exploded cross-sectional view of a main spindle unit and a sub-spindle unit according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.The drawings are schematic and illustrate that they are not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures, and any dimensions are merely illustrative and not restrictive. And to the same structural elements or parts appearing in more than one drawing, the same reference numerals are used to denote similar features.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically illustrate ideal embodiments of the present invention. As a result, various variations of the illustration are expected. Thus, the embodiment is not limited to any particular form of the depicted area, but includes modifications of the form, for example, by manufacture.

이하, 도 1 내지 도 3를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계를 설명한다.Hereinafter, a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 메인 스핀들 유닛(100)은 메인 스핀들(110)을 포함하고, 서브 스핀들 유닛(200)은 외관을 형성하는 서브 스핀들 바디(201), 서브 스핀들(210), 제1 베어링(281), 제1 걸림턱(211), 제2 베어링(282), 제2 걸림턱(212)을 포함하고, 메인 스핀들 유닛(100)과 서브 스핀들 유닛(200) 사이에 스토퍼(400)가 위치한다. 서브 스핀들 유닛(200)은 서브 스핀들 유닛(200)의 서브 스핀들 유닛 바디(201) 내부에 위치하는 서브 스핀들(210)이 제1 베어링(281) 및 제2 베어링(282)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 제1 걸림턱(211) 및 제2 걸림턱(212)은 제1 베어링(281) 및 제2 베어링(282)은 서브 스핀들(210)의 회전축 방향으로 지지된다.1, a main spindle unit 100 of a machine tool according to an embodiment of the present invention includes a main spindle 110, and a sub-spindle unit 200 includes a sub-spindle body The main spindle unit 100 includes a main spindle unit 201 and a sub spindle 210. The main spindle unit 100 includes a first bearing 281, a first stopping unit 211, a second bearing 282, and a second stopping unit 212, A stopper 400 is positioned between the spindle units 200. The sub spindle unit 200 is rotatably supported by the first bearing 281 and the second bearing 282 so that the sub spindle 210 located inside the sub spindle unit body 201 of the sub spindle unit 200 do. The first and second bearings 281 and 282 are supported in the direction of the rotation axis of the sub spindle 210 by the first and second stopping jaws 211 and 212.

도2에 도시한 바와 같이, 제2 베어링(282)에 이물질 유입을 막는 밀봉부재(500)는 제1 그루브(511)가 형성된 제1 밀봉부재(510)와 제1 그루브(511)에 삽입되는 삽입부(521)가 형성된 제2 밀봉부재(520)를 포함한다.2, the sealing member 500 for blocking foreign matter from entering the second bearing 282 includes a first sealing member 510 having a first groove 511 and a second sealing member 510 having a first groove 511 inserted into the first groove 511 And a second sealing member 520 having an insertion portion 521 formed therein.

그리고 제2 밀봉부재(520)의 외주면에는 제2 그루브(522)가 형성된 삽입부(521)를 더 포함할 수 있다.Further, the second sealing member 520 may further include an insertion portion 521 formed with a second groove 522 on the outer circumferential surface thereof.

서브 스핀들 유닛(200)은 내부에 베어링(281,282)에 의해 회전 가능하게 지지되는 서브 스핀들(210)이 위치한다. 서브 스핀들(210)과 볼트로 결합된 플랜지(260)는 서브 스핀들(210)이 회전시 함께 회전한다. 플랜지(260)는 서브 스핀들(210)의 일단에 볼트로 결합되며 서브 스핀들(210)의 타단에는 공구(300)가 장착된다.The sub-spindle unit 200 has a sub-spindle 210 rotatably supported by bearings 281 and 282 therein. The flange 260, which is bolted to the sub spindle 210, rotates together when the sub spindle 210 rotates. The flange 260 is bolted to one end of the sub spindle 210 and the tool 300 is mounted on the other end of the sub spindle 210.

베어링(281,282)은 서브 스핀들(210)의 외주면에 결합된다. 베어링(281,282)은 서브 스핀들(210)의 전단에 형성된 제1 베어링(281)과 서브 스핀들(210)의 후단에 형성된 제2 베어링(282)으로 구성된다. 서브 스핀들(210)의 내부에는 공구(300) 교환 장치가 위치한다. The bearings 281 and 282 are coupled to the outer peripheral surface of the sub spindle 210. The bearings 281 and 282 are composed of a first bearing 281 formed at the front end of the sub spindle 210 and a second bearing 282 formed at the rear end of the sub spindle 210. Inside the sub-spindle 210, a tool changer is located.

서브 스핀들(210)의 전단에 제1 걸림턱(211)이 형성되어 제1 베어링(281)이 장착되고, 서브 스핀들(210)의 후단에 제2 걸림턱(212)이 형성되어 제2 베어링(282)이 장착된다.A first stopping pin 211 is formed at the front end of the sub spindle 210 to mount a first bearing 281 and a second stopping pin 212 at the rear end of the sub spindle 210, 282 are mounted.

공구(300) 교환 장치는 풀 스터드(220), 어댑터(230), 드로우바(240) 및 콜릿(250)을 포함할 수 있다. The tool 300 exchange apparatus may include a full stud 220, an adapter 230, a drawbar 240 and a collet 250.

즉, 서브 스핀들(210)의 전단에서 공구(300)가 장착되고, 서브 스핀들(210)의 후단에서 메인 스핀들 유닛(100)이 장착된다.That is, the tool 300 is mounted on the front end of the sub spindle 210 and the main spindle unit 100 is mounted on the rear end of the sub spindle 210.

공구(300) 교환 장치는 서브 스핀들(210)과 접촉되는 드로우바(240), 드로우바(240)의 일단에 형성된 콜릿(250), 풀 스터드(220), 상기 콜릿(250)의 타단과 풀 스터드(220)를 연결하는 어댑터(230)로 형성될 수 있다.The tool changer 300 includes a draw bar 240 which is in contact with the sub spindle 210, a collet 250 formed at one end of the draw bar 240, a full stud 220, And an adapter 230 connecting the stud 220.

제2 베어링(282)의 내주면은 서브 스핀들(210)과 접촉하여 서브 스핀들(210)을 회전 가능하게 지지한다. 제2 베어링(282)의 일측면은 서브 스핀들(210)에 형성된 제2 걸림턱(212)에 의해 지지된다. 제2 베어링(282)의 외주면은 하우징(290)의 일면과 접촉한다. 하우징(290)의 타면은 서브 스핀들 유닛(200)의 바디(201)에 접촉하고 하우징(290)의 타면과 이웃한 면은 서브 스핀들 유닛(200)의 바디(201)의 내면에 형성된 걸림턱(203)에 지지된다. 하우징(290)은 서브 스핀들 유닛(200)의 바디(201)와 제2 베어링(282) 사이에 위치한다.The inner circumferential surface of the second bearing 282 contacts the sub spindle 210 to rotatably support the sub spindle 210. One side of the second bearing 282 is supported by a second locking protrusion 212 formed on the sub-spindle 210. The outer circumferential surface of the second bearing 282 contacts one surface of the housing 290. The other surface of the housing 290 contacts the body 201 of the sub spindle unit 200 and the surface adjacent to the other surface of the housing 290 is engaged with the engaging jaw 203. The housing 290 is located between the body 201 of the sub-spindle unit 200 and the second bearing 282.

제2 베어링(282)에 이물질 유입을 막는 밀봉부재(500)는 제1 그루브(511)가 형성된 제1 밀봉부재(510)와 제1 그루브(511)에 삽입되는 삽입부(521)가 형성된 제2 밀봉부재(520)를 포함한다. 제1 밀봉부재(510)의 제1 그루브(511)에 제2 밀봉부재(520)의 삽입부(521)가 삽입되어 제2 베어링(282)에 유입되는 이물질의 유입경로를 증가시켜 이물질의 유입을 방지 할 수 있다.The sealing member 500 for blocking foreign matter from flowing into the second bearing 282 is formed with the first sealing member 510 having the first groove 511 and the second sealing member 510 having the insertion portion 521 inserted into the first groove 511 2 sealing member 520 as shown in Fig. The insertion portion 521 of the second sealing member 520 is inserted into the first groove 511 of the first sealing member 510 to increase the inflow path of the foreign matter introduced into the second bearing 282, Can be prevented.

제1 밀봉부재(510)는 고리형으로 형성된다. 제1 밀봉부재(510)는 일면이 서브 스핀들(210)과 접촉한다. 즉, 제1 밀봉부재(510)의 내주면은 서브 스핀들(210)과 접촉한다. 제1 밀봉부재(510)의 내주면과 이웃한 일측면은 서브 스핀들(210)의 회전시 함께 회전하는 플랜지(260)와 접촉하고 제1 밀봉부재(510)의 내주면과 이웃한 타측면은 제2 베어링(282)의 일부와 접촉한다. The first sealing member 510 is formed in an annular shape. One surface of the first sealing member 510 is in contact with the sub spindle 210. That is, the inner circumferential surface of the first sealing member 510 is in contact with the sub spindle 210. One side adjacent to the inner circumferential surface of the first sealing member 510 is in contact with the flange 260 that rotates together when the sub spindle 210 rotates and the other side adjacent to the inner circumferential surface of the first sealing member 510 is in contact with the second And is in contact with a part of the bearing 282.

서브 스핀들(210)의 회전축 방향으로 개구된 제1 그루브(511)가 제1 밀봉부재(510)에 형성되며 제1 그루브(511)를 중심으로 제1 리브(513) 및 제2 리브(512)가 형성된다. 제1 리브(513)는 제1 밀봉부재(510)의 내주면을 포함하고, 제2 리브(512)는 제1 밀봉부재(510)의 외주면을 포함한다.A first groove 511 opened in the rotation axis direction of the sub spindle 210 is formed in the first sealing member 510 and the first rib 513 and the second rib 512 are formed around the first groove 511, . The first rib 513 includes the inner circumferential surface of the first sealing member 510 and the second rib 512 includes the outer circumferential surface of the first sealing member 510.

즉, 제1 밀봉부재(510)는 제1 리브(513)의 내주면이 서브 스핀들(210)과 접촉하고, 제1 리브(513)의 내주면과 이웃한 일측면이 플랜지(260)와 접촉한다. 제1 리브(513)의 내주면과 이웃한 타측면은 제2 베어링(282)의 일부와 접촉한다. 제2 리브(512)는 제1 리브(513)의 길이보다 짧게 형성될 수 있다. That is, in the first sealing member 510, the inner circumferential surface of the first rib 513 contacts the sub spindle 210, and one side adjacent to the inner circumferential surface of the first rib 513 contacts the flange 260. The other side adjacent to the inner peripheral surface of the first rib 513 is in contact with a part of the second bearing 282. The second rib 512 may be shorter than the first rib 513.

제2 밀봉부재(520)는 고리형으로 형성된다. 제2 밀봉부재(520)는 일측은 제2 베어링(282)의 하우징(290)에 지지되는 지지부(523), 타측은 삽입부(521)가 형성되어 제1 밀봉부재(510)의 제1 그루브(511)에 삽입된다. 제2 밀봉부재(520)는 하우징(290)에 지지된 일측과 삽입부(521)가 형성된 타측이 절곡되어 L자 형의 단면으로 형성될 수 있다. The second sealing member 520 is formed in an annular shape. The second sealing member 520 has a support portion 523 supported on the housing 290 of the second bearing 282 at one side and an insertion portion 521 at the other side to support the first groove 521 of the first sealing member 510 (511). The second sealing member 520 may have an L-shaped cross section bent on one side supported by the housing 290 and the other side on which the insertion portion 521 is formed.

제1 밀봉부재(510)와 제2 밀봉부재(520)는 서로 접촉하지 않고 대향하는 면에 간극이 형성된다. 이러한 간극에 의해 제1 밀봉부재(510)가 서브 스핀들(210)과 접촉하여 서브 스핀들(210)이 회전할 때 함께 회전하는 경우 제2 밀봉부재(520)는 회전하지 않는다. 간극은 제1 밀봉부재(510)의 회전에 제2 밀봉부재(520)가 영향을 미치지 않아야 하며, 제2 베어링(282)으로 유입되는 이물질의 유입을 제한 할 수 있어야 한다. The first sealing member 510 and the second sealing member 520 are not in contact with each other but a gap is formed in the opposite surface. The second sealing member 520 does not rotate when the first sealing member 510 contacts the sub spindle 210 by this gap and rotates together when the sub spindle 210 rotates. The gap should prevent the second sealing member 520 from affecting the rotation of the first sealing member 510 and limit the inflow of foreign matter introduced into the second bearing 282. [

이러한 제1 밀봉부재(510)와 제2 밀봉부재(520) 사이의 간극은 래버린스(labyrinth) 경로를 형성한다. 따라서 제2 베어링(282)으로 유입되는 이물질의 유입을 제한할 수 있다. 제1 밀봉부재(510) 및 제2 밀봉부재(520)가 래버린스 실(labyrinth seal)로 형성될 수 있다.The gap between the first sealing member 510 and the second sealing member 520 forms a labyrinth path. Therefore, the inflow of foreign matter introduced into the second bearing 282 can be restricted. The first sealing member 510 and the second sealing member 520 may be formed of labyrinth seals.

제2 밀봉부재의 삽입부(521)의 외주면에 제2 그루브(522)가 형성될 수 있다. 제2 그루브(522)는 제1 밀봉부재(510)의 제2 리브(512)의 일면과 대향된다. 제2 그루브(522)는 제2 베어링(282)으로 이물질이 유입시 일정량을 저장할 수 있다. 저장할 수 있는 양은 제2 그루브(522)의 폭과 깊이에 의해 변경 가능하다. 따라서, 제2 그루브(522)는 제2 베어링(282)에 이물질 유입을 제한 할 수 있다.The second groove 522 may be formed on the outer circumferential surface of the insertion portion 521 of the second sealing member. The second groove 522 faces one surface of the second rib 512 of the first sealing member 510. The second groove 522 may store a predetermined amount of foreign matter when the foreign matter enters the second bearing 282. The amount that can be stored can be changed by the width and depth of the second groove 522. Therefore, the second groove 522 can limit foreign matter inflow to the second bearing 282. [

즉, 제2 베어링(282)으로 유입 가능한 이물질은 하우징(290)에 의해 지지되는 제2 밀봉부재(520)의 일측을 따라 제1 밀봉부재(510)의 제2 리브(512) 대향하는 제2 밀봉부재(520)의 삽입부(521)로 이동한다. 이물질이 삽입부(521)로 이동후 삽입부(521)에 형성된 제2 그루브(522)에 저장될 수 있다. That is, the foreign matter that can flow into the second bearing 282 is guided along one side of the second sealing member 520 supported by the housing 290 to the second rib 512 of the first sealing member 510, And moves to the inserting portion 521 of the sealing member 520. Foreign matter may be stored in the second groove 522 formed in the inserting portion 521 after moving to the inserting portion 521. [

플랜지(260)는 일측면이 제1 밀봉부재(510)와 접촉하고 있다. 플랜지(260)는 제2 베어링(282) 및 제1 밀봉부재(510)를 회전시 서브 스핀들(210)의 회전축 방향으로 이탈을 방지하기 위해 형성된다. The flange (260) is in contact with the first sealing member (510) on one side. The flange 260 is formed to prevent the second bearing 282 and the first sealing member 510 from moving in the rotational axis direction of the sub spindle 210 when rotating.

서브 스핀들(210)에 형성된 걸림턱(212)에 제2 베어링(282)의 일측면이 지지되고 제2 베어링(282)의 타측면은 제1 밀봉부재(510)의 제1 리브(513)와 접촉하고 제1 밀봉부재(510)는 플랜지(260)와 접촉된다.One side of the second bearing 282 is supported by the engagement protrusion 212 formed on the sub spindle 210 and the other side of the second bearing 282 is supported by the first rib 513 of the first sealing member 510 And the first sealing member 510 is in contact with the flange 260.

즉, 플랜지(260)는 서브 스핀들(210)의 축방향으로 제2 베어링(282) 및 제1 밀봉부재(510)의 이동을 제한한다.That is, the flange 260 restricts the movement of the second bearing 282 and the first sealing member 510 in the axial direction of the sub spindle 210.

제1 베어링(281)은 서브 스핀들(210)에 공구(300)가 장착되는 서브 스핀들(210)의 하부에 위치한다. 제1 베어링(281)의 내주면은 서브 스핀들(210)과 접촉하고 제1 베어링(281)의 일측면은 서브 스핀들(210)에 형성된 걸림턱(211)에 지지된다. 제1 베어링(281)의 타측면의 일부는 서브 스핀들 유닛(200)의 바디(201) 내면에 형성된 걸림턱(202)에 지지된다. 제1 베어링(281)의 외주면은 서브 스핀들 유닛(200)의 바디(201) 내면에 접촉된다. The first bearing 281 is located below the sub-spindle 210 where the tool 300 is mounted on the sub-spindle 210. The inner circumferential surface of the first bearing 281 is in contact with the sub spindle 210 and one side of the first bearing 281 is supported by the engaging jaw 211 formed on the sub spindle 210. A part of the other side of the first bearing 281 is supported by a retaining jaw 202 formed on the inner surface of the body 201 of the sub spindle unit 200. The outer peripheral surface of the first bearing 281 is in contact with the inner surface of the body 201 of the sub spindle unit 200.

도1에 도시된 바와 같이, 제1 베어링(281)은 서브 스핀들(210)에 형성된 걸림턱(211)과 서브 스핀들 바디(201)에 형성된 걸림턱(202)에 의해 축방향으로 이동이 제한되며, 제2 베어링(282)은 서브 스핀들(210)에 형성된 걸림턱(212)과 제1 밀봉부재(510) 및 플랜지(260)에 의해 축방향으로 이동이 제한된다.1, the first bearing 281 is limited in its axial movement by a retaining jaw 211 formed on the sub-spindle 210 and a retaining jaw 202 formed on the sub-spindle body 201 The second bearing 282 is limited in the axial movement by the engagement protrusions 212 formed on the sub spindle 210 and the first seal member 510 and the flange 260.

제1 베어링(281) 및 제2 베어링(282)은 내륜과 외륜을 갖고 내륜과 외륜사이에 볼 또는 롤러등의 구름부재가 형성되어 있다. 즉 제1 베어링(281) 및 제2 베어링(282)의 내륜이 회전하면 구름부재에 의해 회전이 지지되며 외륜은 회전하지 않는다.The first bearing 281 and the second bearing 282 have inner and outer rings, and a rolling member such as a ball or a roller is formed between the inner and outer rings. That is, when the inner ring of the first bearing 281 and the second bearing 282 rotate, the rotation is supported by the rolling member, and the outer ring does not rotate.

서브 스핀들 유닛(200)은 메인 스핀들 유닛(100)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 특히, 대형 공작기계에 있어 메인 스핀들 유닛(100)에서 발생되는 회전력을 서브 스핀들 유닛(200)에 전달하여 공작물을 가공할 수 있다. 서브 스핀들 유닛(200)은 메인 스핀들 유닛(100)에 탈착 가능하게 결합되어 공작기계가 가공할 수 있어 전용 가공외의 다양한 가공을 할 수 있고, 작업공간의 제약 또는 가공 가능한 공작물의 형상의 제약을 줄일 수 있다.The sub spindle unit 200 may be detachably coupled to the main spindle unit 100. Particularly, in a large machine tool, the rotational force generated in the main spindle unit 100 can be transferred to the sub spindle unit 200 to process the work. The sub spindle unit 200 is detachably coupled to the main spindle unit 100 so that the machine tool can be machined so that it can perform various machining operations other than the dedicated machining operation and restricts the constraint of the work space or the shape of the workable workpiece .

공작물의 절삭 작업시 공구(300)와 공작물 사이의 마찰을 줄이기 위한 냉각액(절삭유)은 메인 스핀들 유닛(100)으로부터 냉각라인(270)을 통해 서브 스핀들 유닛(200)에 공급된다. 또한, 메인 스핀들 유닛(100)으로부터 서브 스핀들 유닛(200)을 분리시 냉각라인(270) 역시 분리 가능하다.A cooling liquid (cutting oil) for reducing the friction between the tool 300 and the workpiece during the cutting operation of the workpiece is supplied from the main spindle unit 100 to the sub spindle unit 200 through the cooling line 270. The cooling line 270 is also detachable when the sub spindle unit 200 is detached from the main spindle unit 100.

서브 스핀들 유닛(200)을 메인 스핀들 유닛(100)으로부터 분리시 냉각라인(270) 분리에 따라 서브 스핀들 유닛(200)에 메인 스핀들 유닛(100)의 냉각라인(270)에서 누설된 냉각액이 서브 스핀들 유닛(200) 내부에 고여 제2 베어링(282)에 침입 될 수 있다. The cooling liquid leaked from the cooling line 270 of the main spindle unit 100 to the sub-spindle unit 200 according to separation of the cooling line 270 when the sub-spindle unit 200 is separated from the main spindle unit 100, Can be intruded into the second bearing (282) inside the unit (200).

하지만, 본 발명은 제1 밀봉부재(510)의 제1 그루브(511)에 제2 밀봉부재(520)에 형성된 삽입부(521)가 삽입되어 누설된 냉각액의 침입 경로를 증가시켜 래버린스(labyrinth) 경로를 형성한다. 따라서, 제2 베어링(282)의 내부에 베어링의 내륜과 외륜 사이의 윤활유와 유입되는 냉각액과의 혼합을 제한하여 제2 베어링(282)의 수명을 향상 시킬 수 있다. However, according to the present invention, the insertion portion 521 formed in the second sealing member 520 is inserted into the first groove 511 of the first sealing member 510 to increase the infiltration path of the leaked cooling liquid, thereby forming a labyrinth ) Path. Therefore, the life of the second bearing 282 can be improved by restricting the mixing of the lubricant between the inner ring and the outer ring of the bearing and the incoming cooling liquid in the second bearing 282.

또한, 도1에 도시한 바와 같이 메인 스핀들 유닛(100)의 냉각라인(270)에 의해 누설된 냉각액이 서브 스핀들 유닛(200)에 고이는 것을 방지하기 위해 서브 스핀들 유닛(200)의 바디(201)에 누설된 냉각액을 배출하기 위한 배출공(271)을 형성할 수 있다.1, the body 201 of the sub-spindle unit 200 is fixed to the sub-spindle unit 200 to prevent the cooling fluid leaked by the cooling line 270 of the main spindle unit 100 from being caught by the sub-spindle unit 200, A discharge hole 271 for discharging the leaked cooling liquid can be formed.

도 3에 도시된 바와 같이, 메인 스핀들 유닛(100)에 서브 스핀들 유닛(200)이 장착될 때 메인 스핀들 유닛(100)과 서브 스핀들 유닛(200) 사이에는 스토퍼(400)가 위치한다. 스토퍼(400)의 일측면은 메인 스핀들 유닛(100)의 내부에 회전가능 하게 지지되는 메인 스핀들 유닛(110)의 일단과 접촉한다. 스토퍼(400)의 타측면은 서브 스핀들(210)의 회전시 함께 회전하는 플랜지(260)와 접촉한다.3, a stopper 400 is positioned between the main spindle unit 100 and the sub spindle unit 200 when the sub spindle unit 200 is mounted on the main spindle unit 100. As shown in FIG. One side of the stopper 400 contacts one end of the main spindle unit 110 rotatably supported in the main spindle unit 100. The other side surface of the stopper 400 contacts the flange 260 which rotates together when the sub spindle 210 rotates.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 동작 및 공작기계의 공구(300) 교환 과정을 설명한다.Hereinafter, the operation of the machine tool and the procedure of exchanging the tool 300 of the machine tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

메인 스핀들 유닛(100)에 위치한 구동부에 의해 메인 스핀들 유닛(100)에 결합된 서브 스핀들 유닛(200)이 연동되어 구동될 수 있다. 즉, 메인 스핀들(110)의 회전에 의해 서브 스핀들(210)이 회전되어 공구(300)를 고속으로 회전시켜 공작물을 가공할 수 있다.The sub spindle unit 200 coupled to the main spindle unit 100 can be interlocked and driven by a driving unit located in the main spindle unit 100. [ That is, the sub spindle 210 is rotated by the rotation of the main spindle 110, and the tool 300 can be rotated at a high speed to machine the work.

공작기계의 공구(300) 교환은, 메인 스핀들 유닛(100)의 내부에 위치한 도시되지 않은 피스톤에 의해 탄성부재를 가압하여 변형시키고 메인 스핀들(110) 내부에 위치하는 메인 콜릿(120)이 회전축 방향을 따라 전진하게 된다. 즉, 메인 콜릿(120)이 서브 스핀들 유닛(200)을 향해 전진한다. 메인 콜릿(120)의 전진에 의해 메인 콜릿(120)에 의해 클램핑 된 풀 스터드(220)의 결합이 해제되고 풀 스터드(220) 및 어댑터(230)가 전진되며 어댑터(230)와 결합된 드로우바(240)도 서브 스핀들(210) 내부에서 전진한다. 드로우바(240)의 일단에 결합된 콜릿(250)이 전진하며 콜릿(250)에 의해 클램핑 된 공구(300)의 결합이 해제된다. 탄성부재는 복수의 판 스프링으로 형성될 수 있다.The replacement of the tool 300 of the machine tool is performed by pressing and deforming the elastic member by a piston (not shown) located inside the main spindle unit 100 and moving the main collet 120, which is located inside the main spindle 110, . That is, the main collet 120 advances toward the sub spindle unit 200. The engagement of the full stud 220 clamped by the main collet 120 is released by advancing the main collet 120 and the pull stud 220 and the adapter 230 are advanced, (240) also advance inside the sub-spindle (210). The collet 250 coupled to one end of the drawbar 240 advances and the tool 300 clamped by the collet 250 is disengaged. The elastic member may be formed of a plurality of leaf springs.

새로운 공구(300)를 장착시에는 클램핑이 해제된 콜릿(250)을 새로운 공구(300)의 일단에 위치시키고 도시되지 않은 메인 스핀들 유닛(100)에 위치하는 도시되지 않은 피스톤의 압력을 해제시키면 변형된 탄성부재의 복원력에 의해 메인 콜릿(120)이 후진하며 풀 스터드(220)와 결합된다. 따라서, 어댑터(230), 드로우바(240), 콜릿(250) 및 공구(300)가 후진되어 서브 스핀들(210)에 복귀된다.When the new tool 300 is mounted, the unclamped collet 250 is positioned at one end of the new tool 300 and the pressure of the unillustrated piston located in the main spindle unit 100 The main collet 120 is retracted and engaged with the full stud 220 by the restoring force of the elastic member. Thus, the adapter 230, the draw bar 240, the collet 250, and the tool 300 are retracted and returned to the sub spindle 210.

공구(300)를 교체하고 공구(300)가 탄성부재의 복원력에 의해 복귀될 때 서브 스핀들(210)에 충격이 가해진다. 제1 베어링(281) 및 제2 베어링(282)의 측면이 지지되는 서브 스핀들(210)에 형성된 제1 걸림턱(211) 및 제2 걸림턱(212)에 가해지는 축방향의 충격을 플랜지(260)와 접촉하고 있는 스토퍼(400)에 의해 메인 스핀들 유닛(100)의 메인 스핀들(110)로 분산 시킬 수 있다. The tool 300 is replaced and the sub spindle 210 is impacted when the tool 300 is returned by the restoring force of the elastic member. The axial impact applied to the first and second stopping protrusions 211 and 212 formed on the sub spindle 210 on which the side surfaces of the first bearing 281 and the second bearing 282 are supported, 260 to the main spindle 110 of the main spindle unit 100 by means of the stopper 400.

즉, 일측면이 서브 스핀들 바디(201)의 내면에 형성된 걸림턱(202)에 지지되고 타측면이 서브 스핀들(210)에 형성된 제2 걸림턱(211)에 지지되는 제1 베어링(281) 및 일측면이 서브 스핀들(210)에 형성된 제2 걸림턱(212)에 지지되고 타측면이 제1 밀봉부재(510)에 의해 지지되는 제2 베어링(282)은 서브 스핀들(210)의 축방향으로 이동이 제한된다. That is, the first bearing 281 has one side supported by the engagement protrusion 202 formed on the inner surface of the sub-spindle body 201 and the other side supported by the second engagement protrusion 211 formed on the sub-spindle 210, A second bearing 282, one side of which is supported by a second locking step 212 formed on the sub spindle 210 and the other side of which is supported by the first sealing member 510, Movement is restricted.

따라서, 공구(300) 교체 후 서브 스핀들(210)에 공구(300)가 장착될 때 발생되는 축방향으로 작용하는 힘에 의한 충격을 스토퍼(400)가 분산시켜 축방향으로 이동이 제한되어 제1 베어링(281) 및 제2 베어링(282)에 가해지는 충격을 분산시킬 수 있다. 따라서 제1 베어링(281) 및 제2 베어링(282)의 파손 및 손상을 방지 할 수 있다. 또한, 제1 베어링(281) 및 제2 베어링(282)의 수명향상에 따라 반복적인 공구(300) 교체 및 장착에도 공작기계의 가공 정밀도에 영향을 주지 않는다. 따라서, 공작기계의 수명도 향상 시킬 수 있다. Therefore, when the tool 300 is mounted on the sub spindle 210 after the tool 300 is replaced, the stopper 400 disperses the impact due to the axial force generated in the axial direction, The impact applied to the bearing 281 and the second bearing 282 can be dispersed. Therefore, breakage and damage of the first bearing 281 and the second bearing 282 can be prevented. Also, as the service life of the first bearing 281 and the second bearing 282 is improved, the machining precision of the machine tool is not affected even when the tool 300 is repeatedly replaced or mounted. Therefore, the life of the machine tool can also be improved.

그리고 스토퍼(400)가 플랜지(260)와 메인 스핀들(110)과 접촉하고 있어 충격에 의한 서브 스핀들 유닛(200)의 축 방향으로의 위치 변형이 발생하지 않는다. 즉 공구(300) 장착시 발생되는 축방향의 힘에 의해 서브 스핀들 유닛(200)이 공구(300)가 장착되는 방향으로 이동될 수 있으나 스토퍼(400)가 이를 방지 할 수 있다.Since the stopper 400 is in contact with the flange 260 and the main spindle 110, the axial displacement of the sub spindle unit 200 due to the impact does not occur. That is, the sub spindle unit 200 can be moved in the direction in which the tool 300 is mounted by the axial direction force generated when the tool 300 is mounted, but the stopper 400 can prevent this.

또한 스토퍼(400)는 공구(300)의 회전으로 공작물을 가공시 메인 스핀들(110)의 회전을 서브 스핀들(210)에 효과적으로 전달할 수 있고, 공작물을 가공시 발생될 수 있는 진동이 제1 베어링(281) 및 제2 베어링(282)에 전달 되는 것을 분산 시킬 수 있다.The stopper 400 can effectively transmit the rotation of the main spindle 110 to the sub-spindle 210 when the workpiece is machined by the rotation of the tool 300, 281 and the second bearing 282 can be dispersed.

스토퍼(400)는 고리형으로 형성될 수 있다.The stopper 400 may be formed in an annular shape.

스토퍼(400)는 금속재질로 형성된다. 금속재질은 충격에 강하고 고속회전을 견딜 수 있어야 한다. 스토퍼(400)는 축 방향의 충격을 분산시켜야 하지만 스토퍼(400)가 변형돼서는 안된다.The stopper 400 is formed of a metal material. The metal material should be strong against impact and able to withstand high-speed rotation. The stopper 400 should disperse the axial impact, but the stopper 400 should not be deformed.

또한, 제1 베어링(281)에 가해지는 충격으로 제1 베어링(281)에 유입될 수 있는 이물질을 제1 밀봉부재(510) 및 제2 밀봉부재(520)가 제한 할 수 있다.The first sealing member 510 and the second sealing member 520 may restrict foreign matter that can be introduced into the first bearing 281 due to an impact applied to the first bearing 281.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

100: 메인 스핀들 유닛 110: 메인 스핀들
120: 메인 콜릿 200: 서브 스핀들 유닛
201: 서브 스핀들 유닛 바디 210: 서브 스핀들
211: 제1 걸림턱 212: 제2 걸림턱
220: 풀 스터드 230: 어댑터
240: 드로우바 250: 콜릿
260: 플랜지 270: 냉각라인
271: 배출공 281: 제1 베어링
282: 제2 베어링 290: 하우징
300: 공구 400: 스토퍼
500: 밀봉부재 510: 제1 밀봉부재
511: 제1 그루브 512: 제2 리브
513: 제1 리브 520: 제2 밀봉부재
521: 삽입부 522: 제2 그루브
523: 지지부100: Main spindle unit 110: Main spindle
120: Main collet 200: Sub spindle unit
201: a sub spindle unit body 210: a sub spindle
211: first stopping jaw 212: second stopping jaw
220: full stud 230: adapter
240: Drawbar 250: Collet
260: flange 270: cooling line
271: Exhaust hole 281: First bearing
282: second bearing 290: housing
300: tool 400: stopper
500: sealing member 510: first sealing member
511: first groove 512: second rib
513: first rib 520: second sealing member
521: inserting portion 522: second groove
523:

Claims (3)

메인 스핀들 유닛에 서브 스핀들 유닛이 탈착 가능하게 결합되는 공작기계에 있어서,
상기 메인 스핀들 유닛에 회전 가능하게 결합된 메인 스핀들;
상기 서브 스핀들 유닛의 외관을 형성하는 서브 스핀들 바디;
상기 서브 스핀들 바디 내부에 위치하며 제1 걸림턱 및 제2 걸림턱이 형성된 서브 스핀들;
상기 서브 스핀들을 회전 가능하게 지지하고, 상기 제1 걸림턱 및 상기 제2 걸림턱에 각각 장착되어 상기 서브 스핀들의 회전축 방향으로 지지되는 제1 베어링 및 제2 베어링;
상기 서브 스핀들의 일단과 결합되어 상기 서브 스핀들이 회전시 함께 회전되고, 상기 제2 베어링이 상기 서브 스핀들의 회전축 방향으로 이탈하는 것을 방지하는 플랜지; 및
일면이 상기 메인 스핀들의 일단과 접촉하고 타면이 상기 플랜지의 일단과 접촉하는 스토퍼;
를 포함하는 공작기계.
1. A machine tool in which a sub spindle unit is detachably coupled to a main spindle unit,
A main spindle rotatably coupled to the main spindle unit;
A sub-spindle body forming an appearance of the sub-spindle unit;
A sub spindle located inside the sub spindle body and having a first stopping jaw and a second stopping jaw;
A first bearing and a second bearing rotatably supporting the sub spindle and respectively mounted to the first and second engaging jaws and supported in a rotation axis direction of the sub spindle;
A flange coupled to one end of the sub spindle to rotate the sub spindle together when the spindle rotates and to prevent the second bearing from deviating in the rotational axis direction of the sub spindle; And
A stopper having one surface contacting one end of the main spindle and the other surface contacting one end of the flange;
.
제1항에서,
상기 서브 스핀들 유닛은
상기 제2 베어링에 유입되는 이물질을 차단하는 밀봉부재를 더 포함하고,
상기 밀봉부재는 일면이 상기 서브 스핀들과 접촉하고 상기 일면과 이웃한 면이 상기 플랜지와 접촉하고 제1 그루브(groove)가 형성된 제1 밀봉부재; 및
일면이 상기 제2 베어링을 감싸는 하우징에 지지되고 상기 제1 그루브에 삽입되는 삽입부가 형성된 제2 밀봉부재;
를 포함하는 공작기계.
The method of claim 1,
The sub spindle unit
Further comprising: a sealing member for blocking foreign matter flowing into the second bearing,
Wherein the sealing member includes a first sealing member having one surface in contact with the sub spindle and a surface adjacent to the one surface contacting the flange and having a first groove formed therein; And
A second sealing member having one side supported by a housing surrounding the second bearing and having an insertion portion inserted into the first groove;
.
제2항에서,
상기 삽입부는 일측에 제2 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 공작기계.3. The method of claim 2,
And a second groove is formed on one side of the insertion portion.
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