KR20180077497A - Spindle of machine tool having coolant tube and machine tool having the spindle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공작기계의 주축 장치 및 그 주축 장치를 갖는 공작기계에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 주축 장치의 하우징 외부에 냉각유체 흐름관을 설치하여 하우징 외부로 발산되는 열을 빠르게 제거함으로써 주축과 하우징의 열변형을 최소화하여 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 냉각유체 흐름관이 구비된 공작기계의 주축 장치 및 그 주축 장치를 갖는 공작기계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a machine tool having a spindle device for a machine tool and a spindle device of the machine tool, more specifically, a cooling fluid flow tube is provided outside the housing of the spindle device, The present invention relates to a machine tool having a spindle device of a machine tool and a spindle device equipped with a cooling fluid flow pipe capable of minimizing thermal deformation of the workpiece and improving machining accuracy.
공작 기계란 공구를 이용하여 공작 대상물을 가공하는 기계를 총칭하는 것으로 공작 대상물을 소정의 위치에 위치시킬 수 있는 베드와 베드 상에 구비되어 공작 대상물을 지지하는 심압대, 공구를 장착하여 공작 대상물을 가공하는 주축 장치 등을 포함하여 이루어진다.A machine tool is a machine generally referred to as a machine for machining a workpiece using a tool. The machine tool includes a bed capable of positioning the workpiece at a predetermined position, a tailstock provided on the bed for supporting the workpiece, And a main spindle device for processing.
도 1은 종래의 공작 기계의 주축 장치를 보여주는 것이고, 도 2는 종래의 공작 기계의 주축 장치의 단면을 보여주는 것이다. FIG. 1 shows a spindle device of a conventional machine tool, and FIG. 2 shows a cross section of a spindle device of a conventional machine tool.
종래의 주축장치(10)는 모터에 의해 회전하고 단 부에 공구를 장착할 수 있는 주축(11), 상기 주축(11)의 외부를 감싸고 외면에 냉각 유로(14)가 형성되는 열전도체(12,cooling jacket), 상기 주축(11)과 상기 열전도체(12)의 외부를 감싸는 하우징(13)을 포함하여 구성된다.The
또한, 종래의 주축장치(10)는 상기 열전도체(12)에 냉각유체(15)를 순환시키기 위해 외부에 별치형으로 구비되는 오일 쿨링 유닛(20,일반적으로 '오일콘'이라고 함)을 이용하는데, 이 오일콘은 일정한 온도의 냉각유체(15)를 공급할 수 있고, 공작 기계의 온도에 따라 가스 바이패스(Gas Bypass) 방식을 이용하여 온도제어를 수행한다.The
한편, 상기 열전도체(12)은 최초에 원통 형상으로 제작된 후, 표면에 나선형의 그루브(groove)를 절삭하여 냉각 유로(14)를 형성하게 되는데, 이 경우, 그루브의 절삭 공정이 추가되어 시간 및 비용이 증가하는 문제가 발생한다.The
또한, 상기 열전도체(12)에만 냉각 유로(14)가 형성되어 있으므로 냉각유체(15)가 접촉하는 면적이 제한적이고, 상기 하우징(13)의 외부로 발산하는 열을 제거할 수 있는 어떠한 장치도 없으므로 열 배출이 용이하지 않은 단점이 있다.In addition, since the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 주축 장치 내부를 순환하는 냉각유체가 접촉하는 접촉 면적을 늘려 효과적으로 주축의 열을 제거할 수 있는 공작기계의 주축 장치 및 그 주축 장치를 갖는 공작기계를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a spindle device of a machine tool capable of effectively removing heat of a spindle by increasing a contact area where a cooling fluid circulating inside the spindle device contacts, And to provide a machine tool having the apparatus.
또한, 본 발명의 다른 목적은 주축 장치의 하우징 외부에 냉각유체 흐름관을 설치하여 하우징 외부로 발산하는 열을 빠르게 제거하여 하우징의 열을 매우 효과적으로 제거할 수 있는 공작기계의 주축 장치 및 그 주축 장치를 갖는 공작기계를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a spindle device for a machine tool capable of rapidly removing the heat radiated to the outside of the housing by installing a cooling fluid flow pipe outside the housing of the spindle device, And to provide a machine tool.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터에 의해 회전하고 단 부에 공구를 장착할 수 있는 주축; 상기 주축의 외면을 둘러싸며 상기 주축에 직간접으로 접촉하여 상기 주축의 열을 전달받는 열전도체; 상기 열전도체 외면을 접촉하여 둘러싸는 하우징; 및 상기 하우징의 외부에 부착되어 냉각유체가 흐르는 냉각유체 흐름관;을 포함하고, 상기 냉각유체 흐름관의 냉각유체는 상기 하우징의 외부로 발산하는 열과 열교환을 수행하여 상기 하우징을 냉각하는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 주축 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a spindle motor comprising: a main shaft rotatable by a motor and capable of mounting a tool to an end thereof; A thermal conductor surrounding the outer surface of the main shaft and contacting the main shaft directly or indirectly to transmit heat of the main shaft; A housing contacting and surrounding the outer surface of the heat conductor; And a cooling fluid flow pipe attached to the outside of the housing to flow a cooling fluid, wherein the cooling fluid of the cooling fluid flow pipe performs heat exchange with heat radiated to the outside of the housing to cool the housing The spindle device of the machine tool.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 냉각유체 흐름관은 상기 하우징의 상면에 부착된다.In a preferred embodiment, the cooling fluid flow tube is attached to the upper surface of the housing.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 냉각유체 흐름관은 상기 하우징의 상면의 평면 상에서 지그재그로 이동하며 부착된다.In a preferred embodiment, the cooling fluid flow tube is moved and attached in a zigzag manner on the plane of the upper surface of the housing.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 냉각유체 흐름관은 상기 아우징의 상면에서 이격된 복수 개의 평면 상에서 지그재그로 이동하며 부착된다.In a preferred embodiment, the cooling fluid flow tube is moved and attached in a zigzag manner on a plurality of planes spaced from the upper surface of the housing.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 하우징의 내면에는 일체로 연결된 그루브가 구비되고 상기 그루브의 상부는 상기 열전도체에 덮어 냉각유체가 흐를 수 있는 냉각 유로를 형성한다.In a preferred embodiment, the inner surface of the housing is provided with a groove integrally connected thereto, and an upper portion of the groove is covered with the heat conductor to form a cooling channel through which the cooling fluid can flow.
또한, 본 발명은 소정의 위치에 가공대상물을 위치시키는 베드; 및 상기 가공대상물을 가공하는 상기 주축 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작 기계를 더 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cutting tool comprising: a bed for positioning an object to be processed at a predetermined position; And a spindle device for machining the object to be machined.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.
먼저, 본 발명의 공작 기계의 주축 장치 및 그 주축 장치를 갖는 공작 기계에 의하면 주축 장치의 하우징 상단에 냉각유체 흐름관을 설치하여 하우징에서 발산하는 열을 효과적으로 배출함으로써 주축 및 하우징의 열 변형을 최소화하여 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.First, according to the machine tool having the spindle device of the present invention and the spindle device of the present invention, a cooling fluid flow pipe is installed at the upper end of the housing of the spindle device to efficiently dissipate heat radiated from the housing, thereby minimizing thermal deformation of the spindle and the housing Thereby improving the machining accuracy.
또한, 본 발명의 공작 기계의 주축 장치 및 그 주축 장치를 갖는 공작 기계에 의하면, 하우징 내면에 냉각 유로를 추가로 설치하여 냉각 유체가 접촉하는 면적을 최대화함으로써 주축에서 발생하는 열을 효과적으로 배출할 수 있는 장점이 있다.Further, according to the machine tool having the spindle device of the present invention and the spindle device of the present invention, a cooling flow path is additionally provided on the inner surface of the housing to maximize the contact area of the cooling fluid, There is an advantage.
도 1은 종래의 공작 기계의 주축 장치를 보여주는 도면,
도 2는 종래의 공작 기계의 주축 장치의 단면을 보여주는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계의 주축 장치를 보여주는 도면,
도 4는 도 3의 A-A' 단면을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a spindle apparatus of a conventional machine tool,
2 is a cross-sectional view of a conventional spindle device of a machine tool,
3 is a view showing a spindle device of a machine tool according to an embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the terms used in the present invention have been selected as general terms that are widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, the meaning described or used in the detailed description part of the invention The meaning must be grasped.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계의 주축 장치를 보여주는 도면이고, 4는 도 3의 A-A' 단면을 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a view showing a spindle device of a machine tool according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계의 주축 장치(100, 이하, '주축 장치'라 함)는 주축(110), 열전도체(120), 하우징(130) 및 냉각유체 흐름관(140)을 포함하여 이루어진다.3 and 4, a
또한, 상기 주축 장치(100)는 공작 기계의 베드(bed) 상에 설치되고, 상기 베드 상에 위치하는 가공 대상물을 가공한다.In addition, the
또한, 상기 주축 장치(100)는 상기 베드와 함께 하나의 완성된 공작 기계로 제공될 수 있다.In addition, the
상기 주축(110)은 단 부에 공구를 장착할 수 있고, 모터에 의해 회전하며, 가공 대상물을 가공한다.The
상기 열전도체(120)는 상기 주축(100)의 외면을 둘러싸며 구비되고 상기 주축(110)에 직접 또는 간접적으로 접촉하여 상기 주축(110)에서 발생되는 열을 전달받는다.The
또한, 상기 열전도체(120)는 관형의 금속체로 외면에 냉각 유로를 형성하기위한 그루브가 가공된다.In addition, the
상기 하우징(130)은 상기 주축(110)과 상기 열전도체(120)의 외부를 감싸며, 상기 주축(110)과는 베어링을 이용하여 연결되고, 상기 열전도체(120)와는 서로 접촉하여 상기 열전도체(120)의 열이 전달된다.The
또한, 상기 하우징(130)의 내면에는 일체로 연결된 그루브(G)가 형성되며, 상기 그루브(G)는 상기 하우징(130)의 내면에 나선형으로 형성될 수 있다.A groove G is integrally formed on the inner surface of the
또한, 상기 그루브(G)의 개방된 상부는 상기 열전도체(120)의 외면에 접촉하며 냉각유로를 형성한다.The open top of the groove G contacts the outer surface of the
그러나, 상기 그루브(G)의 상부는 상기 열전도체(120)에 형성된 그루브의 상부와 서로 접촉하여 상기 열전도체(130)에 형성된 그루브와 함께 냉각유로를 형성할 수 있다.However, the upper portion of the groove G may contact the upper portion of the groove formed in the
한편, 상기 하우징(130)은 주물(casting)로 제작되는데, 주물 제작시 상기 그루브(G)가 형성되도록 제작한다.Meanwhile, the
즉, 상기 그루브(G)는 별도의 절삭 공정에 의해 형성되는 것이 아니라 상기 하우징(120)의 주물 제작시에 형성되므로 냉각 유로를 형성함에 있어 시간과 비용을 절감할 수 있다.That is, the groove G is formed not during a separate cutting process but at the time of manufacturing the casting of the
상기 냉각유체 흐름관(140)은 상기 하우징(130)의 상면(131)에 부착되며, 상기 하우징(130)의 상면(131)에서 발산하는 열을 제거한다.The cooling
또한, 상기 냉각유체 흐름관(140)에는 냉각유체가 흐르며, 이 냉각유체는 상기 하우징(130)의 상면(131)에서 발산하는 열과 열교환을 수행하여 상기 하우징(130)을 냉각한다.The cooling fluid flows through the cooling
즉, 상기 냉각유체 흐름관(140)은 상기 하우징(130)의 열을 효과적으로 제거하므로 상기 하우징(130)의 열변형을 최소화할 수 있으나 도 1에 도시한 종래의 주축 장치(10)는 하우징(13)의 열을 제거하기 위한 장치가 별도로 구비되지 않으므로 본 발명과 차이가 있다.That is, the cooling
또한, 상기 냉각유체 흐름관(140)은 상기 하우징(130)의 상면에 지그재그로 이동하며 부착된다.In addition, the cooling
예를 들면, 상기 냉각유체 흐름관(140)은 평면상에서 미앤더 라인(Meanderline)의 형상으로 제작될 수 있다.For example, the cooling
또한, 상기 냉각유체 흐름관(140)은 상기 하우징(130) 상부에서 서로 상하로 이격된 복수 개의 냉각유체 흐름관들(141,142)로 구성될 수 있다.In addition, the cooling
이 경우, 상기 하우징(130)에서 발산하는 열을 더욱 빠르게 제거할 수 있다.In this case, heat emitted from the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 주축 장치(100)에 의하면, 주축(110)의 열뿐만 아니라 하우징(130)에서 발생하는 열까지 효과적으로 제거할 수 있으므로 주축 장치(100)의 열변형을 최소화하여 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.Therefore, according to the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.
100:주축 장치 110:주축
120:열전도체 130:하우징
140:냉각유체 흐름관100: spindle device 110: spindle
120: thermoconductor 130: housing
140: cooling fluid flow tube
Claims (6)
상기 주축의 외면을 둘러싸며 상기 주축에 직간접으로 접촉하여 상기 주축의 열을 전달받는 열전도체;
상기 열전도체 외면을 접촉하여 둘러싸는 하우징; 및
상기 하우징의 외부에 부착되어 냉각유체가 흐르는 냉각유체 흐름관;을 포함하고, 상기 냉각유체 흐름관의 냉각유체는 상기 하우징의 외부로 발산하는 열과 열교환을 수행하여 상기 하우징을 냉각하는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 주축 장치.
A main shaft rotatable by a motor and capable of mounting a tool at an end thereof;
A thermal conductor surrounding the outer surface of the main shaft and contacting the main shaft directly or indirectly to transmit heat of the main shaft;
A housing contacting and surrounding the outer surface of the heat conductor; And
And a cooling fluid flow pipe attached to the outside of the housing to flow a cooling fluid, wherein the cooling fluid of the cooling fluid flow pipe performs heat exchange with heat radiated to the outside of the housing to cool the housing Spindle apparatus of a machine tool.
상기 냉각유체 흐름관은 상기 하우징의 상면에 부착되는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 추축 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the cooling fluid flow tube is attached to the upper surface of the housing.
상기 냉각유체 흐름관은 상기 하우징의 상면의 평면 상에서 지그재그로 이동하며 부착되는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 주축 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the cooling fluid flow tube is attached and moved in a zigzag manner on the plane of the upper surface of the housing.
상기 냉각유체 흐름관은 상기 아우징의 상면에서 이격된 복수 개의 평면 상에서 지그재그로 이동하며 부착되는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 주축 장치
The method of claim 3,
Wherein the cooling fluid flow tube is attached and moved in a zigzag manner on a plurality of planes spaced from an upper surface of the housing,
상기 하우징의 내면에는 일체로 연결된 그루브가 구비되고 상기 그루브의 상부는 상기 열전도체에 덮어 냉각유체가 흐를 수 있는 냉각 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 주축 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein a groove is integrally connected to an inner surface of the housing and an upper portion of the groove is covered with the heat conductor to form a cooling channel through which a cooling fluid can flow.
상기 가공대상물을 가공하는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 주축 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
A bed for positioning an object to be processed at a predetermined position; And
And a spindle device according to any one of claims 1 to 5 for machining the object to be machined.
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- 2016-12-29 KR KR1020160181905A patent/KR20180077497A/en unknown
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