KR900008005Y1 - 머시닝 센터용 스핀들 유니트 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

머시닝 센터용 스핀들 유니트

제 1 도는 본 고안의 스핀들 유니트의 횡단면도.

제 2 도는 스탭 슬리이브의 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스핀들 본체 2 : 메인스핀들

3, 4 : 제1및 제2레비린스 5, 9 : 롤러베어링

6 : 앵귤러 볼베어링 7, 8 : 제1및 제2스탭 슬리이브

10 : 하우징 11 : 나선형 홈

12 : 공급통로 13 : 배출통로

14 : 캠 15 : 에어 공급통로

본 고안은 머시닝 센터용 스핀들 유니트에 관한 것으로 특히 스탭 슬리이브를 사용하여 베어링을 정밀하게 고정하고, 레비린스(Labyrinth)에 배출통로를 연결하여 절삭유가 베어링 내로 침투하는 것을 방지하며, 하우징 외면에 나선홈을 형성하여 냉각윤활유를 공급시켜 스핀들의 회전에 의하여 발생되는 열을 냉각하게 할 수 있도록 하는 머시닝 센터용 스핀들 유니트에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계에 있어서 기계가공의 절삭조건을 향상시키기 위해서 가공 지역에 절삭유를 공급하게 되며 이때 공급되는 절삭유는 고속으로 회전하고 있는 공구 또는 공작물에 충돌하면서 비산하게 되어 종종 절삭칩과 함께 절삭유가 스핀들내로 들어오게 된다.

특히 절삭칩이 스핀들내로 침투하게 되면 고속으로 회전하고 있는 스핀들에 저장을 초래하게 되고 절삭유가 침투하게 되면 베어링의 수명을 감소시키는 원인이 되고 있다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 실용신안등록 출원 제86-12493호 및 제86-18866호로 출원한바 있으며 상기 고안에서는 절삭유가 절삭칩이 스핀들내로 들어오는 것을 완전히 제할수 없는 문제가 있었다. 즉, 스핀들이 고속회전함에 따라 절삭유는 래비린스의 틈을 통과하여 베어링내로 침투하여 베어링에 손상을 입히는 경우가 있었다.

또한 종래에는 스핀들과 하우징사이에 베어링을 체결하는데 있어 록크너트와 록크와샤를 사용하여 베어링을 고정하였기 때문에 조립체결상의 오차로 인하여 스핀들의 런아웃(run-out)이 좋지 못하고 베어링에서의 열의 발생이 심하였다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 동시에 해결하기 위해서 안출된 고안이다. 본 고안의 목적은 메인 스핀들과 하우징사이에 베어링을 고정하는데 있어 정밀도를 향상시켜 베어링에 편심하중이 걸리는 것을 방지하고, 베어링내로 절삭유가 침투되는 것을 방지하며, 하우징내에 냉각윤활유를 공급하여 베어링 부위에서 발생되는 열을 냉각 시키도록 하는 스핀들 유니트를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적은 메인 스핀들과 하우징 사이에 베어링을 설치하여 스탭 슬라이브로 고정하고 래비린스의 양쪽단부에 절삭유를 배출하도록 하는 배출통로를 연결시키며 하우징의 외주면에 냉각윤활유를 공급하도록 하는 나선형 홈을 형성하는 구성에 의해서 달성될 수 있다.

도면을 참조하여 본 고안의 스핀들 유니트를 상세히 설명하면 다음과 같다.

메인스핀들(2)은 하우징(10)을 개재하여 스핀들 본체(1)내에 설치하게 되며 상기 메인스핀들(2)의 선단에는 드로오샤프트의 전후진 이동에 따라 공구를 고정할 수 있도록 하는 스켓부(2a)가 형성되어 있다. 상기 메인스핀들(2)과 하우징(10) 사이에는 제1래비린스(3)를 설치하여 공급되는 절삭유가 침투하는 것을 방지하도록 한다.

또한 상기 메인스핀들(2)과 하우징(10)사이에 상기 제1래비린스(3)와 접촉되게 하여 롤러베어링(5)을 고정하고 연속적으로 지지부재(16)를 사이에 위치시켜 2개의 앵귤러볼베어링(6)을 설치하고, 상기 베어링들이 메인스핀들(2)상에서 아주 정밀한 직각도를 유지하기 위해서 지지부재(16)를 개재하여 상기 메인스핀들(2)의 외주면에 제1 스탭슬리이브(7)를 열간 고정시킨다.

상기 메인 스핀들(2)의 후단부에도 마찬가지로 메인스핀들(2)과 하우징(10)사이에 롤러베어링(9)을 고정하고 상기 롤러베어링(9)에 접촉되게 하여 제2래비린스(4)를 설치한다. 또한 상기 롤러베어링(9)이 메인 스핀들(2)상에서 아주 정밀한 직각도를 유지하기 위해서 상기 제2래비린스(4)와 접촉되게 하여 상기 메인스핀들(2)의 외주면에 제2스탭슬리이브를 열간 고정시킨다.

하우징(10)은 스핀들 본체(1)내세어 결합되어 있으며 베어링에서 발생되는 열을 냉각시키기 위해서 상기 하우징(10)의 외주면에 나선형 홈(11)을 형성하여 하우징(10)에 만들어진 공급통로(12)를 통하여 윤활유가 공급되도록 한다. 또한 상기 하우징(10)의 하부에는 상기 제1 및 제2래비린스(3) (4)의 내면과 연통하여 절삭유가 배출되도록 하는 배출통로(13)를 형성하되 상기 배출통로(13)는 서로 연통하도록 구성되어 있다.

상기 하우징(10)의 외주면에는 에어를 공급하는 공급통로(15)가 형성된 캠(14)을 결합시켜 비산된 절삭유 및 절삭칩이 메인 스핀들(2)에 침투되는 것을 방지하도록 한다. 메인스핀들(2)의 후단부에는 메인스핀들(2)을 구동하는 기어(도시되어 있지 않음)를 고정하고 윤활유가 공급되도록 한다.

제 2 도를 참조하여 제1 및 제2스탭슬리이브의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1스탭슬리이브(7)는 대략 중앙부에 유압공급 통로(7a)가 형성되어 있고 상기 유압공급통로(7a)와 연결되는 요홈(7b)이 상기 스탭슬리이브(7)의 내주면에 연속적으로 형성되어 있다.

제2스탭슬리이브(8)도 마찬가지로 유압공급통로(8a)가 형성되어 있고 상기 유압공급통로(8a)는 상기 제2스탭슬리이브(8)의 내주면에서 대략 중앙부에 위치하도록 한다. 또한 상기 제2스탭슬리이브(8)의 내주면에는 상기 유압공급통로(8a)와 연결되어 연속된 요홈(8b)이 형성되어 있다. 상기 유압공급통로(8a)와 대칭되는 부분에는 발란스구멍(8c)이 형성되어 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안의 스핀들 유니트의 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

메인스핀들(2)의 선단부 근처에 제1래비린스(3)을 설치하고 연속적으로 롤러베어링(5)과 앵귤러 볼 베어링(6)을 지지부재(16)를 개재하여 상기 메인 스핀들(2)에 고정시키고 계속하여 제1스탭슬리이브(7)를 고정하게 된다.

제1스탭슬리이브(7)를 메인스핀들(2)에 고정하는 방법은 먼저 제1스탭슬리이브(7)를 가열하여 지지부재(16)에 완전히 밀착될때까지 상기 메인 스핀들(2)의 외주면 상에서 강제적으로 끼워 넣는다.

상기 스탭슬리이브(7)는 상온으로 냉각될때 그 내경이 축소되면서 메인스핀들(2)에 거의 일체적으로 고정되어 상기 베어링들을 지지하기 때문에 비록 메인 스핀들(2)이 고속으로 회전된다 할지라도 상기 베어링들은 메인 스핀들(2)상에서 직각 상태로 유지되게 된다.

메인스핀들(2)의 후단에는 마찬가지로 롤러 베어링(9)와 제2래비린스(4)를 설치하고 상기 제2래비린스(4)와 밀착되게 가열된 제2스탭슬리이브(8) 설치하여 상온으로 냉각시키면 상기 제2스탭슬리이브(8)가 메인 스핀들(2)과 거의 일체적으로 고정되어 롤러 베어링(9)과 제2래비린스(4)가 메인스핀들(2) 상에서 직각이 되도록 유지시킨다. 상기 스탭슬리이브(7) (8)를 메인스핀들(2)에서 분리하고자 할때는 상기 스탭슬리이브(7) (8)의 유압공급통로(7a) (8a)를 통하여 유압을 요홈(7b) (8b)에 공급하여 상기 스탭슬리이브(7) (8)의 내경을 팽창시키게 되면 용이하게 분리해낼수 있다. 제2스탭슬리이브(8)에 발란스구멍(8c)을 형성하는 이유는 유압공급통로(8a)에 대한 균형을 이루게 하기 위한 것이다.

메인 스핀들(2)이 고속회전하게 되면 베어링이 고정된 부위의 하우징(10)에서 열이 발생하게 되는데 이 열을 냉각시키기 위해서 공급통로(12)를 통하여 윤활유가 상기 하우징(10)의 외주면에 형성된 나선형 홈(11)에 공급하게 된다.

메인스핀들(2)의 선단 근처에는 절삭가공중 비산된 절삭유 및 절삭칩이 베어링(5) (6)에 침투되는 것을 방지하기 위하여 제1래비린스(3)를 설치하게 되는데, 만약 절삭유가 상기 제1래비린스(3)내로 침투하게 되면 절삭유는 배출통로(13)로 배출되며 또한 메인스핀들(2)의 후단에 공급되는 기어 윤활유가 롤러베어링(9)에 침투되는 것을 방지하기 위해서 제2래비린스(4)를 설치하게 되며 상기 제2래비린스(4)에 침투한 윤활유는 마찬가지로 배출통로(13)로 배출되게 한다. 메인스핀들(2)의 선단에는 에어를 공급하는 캡(14)이 설치되어 있으므로 가공도중에 바산된 절삭유 및 절삭칩이 메인스핀들(2)과 하우징(10)사이에 침투되는 것을 일차적으로 방지할 수 있게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 고안은 메인스핀들에 베어링을 고정하는데 있어 스탭슬리이브를 사용하여 고정시킴으로서 베어링의 직각도를 유지할 수 있고 베어링에 걸리는 편심하중을 제거할 수 있으므로 가공정밀도를 향상시킬수 있게 된다. 또한 제1 및 제2래비린스에 침투한 절삭유를 배출통로로 배출시킴으로서 절삭유가 베어링까지 침투하는 것을 방지하여 베어링의 수명을 연장할 수 있고, 하우징에 냉각윤활유를 공급함으로서 스핀들 유니트의 열발생 온도를 감소시킬수 있는 유용한 고안이다.

Claims (4)

1. 스핀들 본체(1)와, 상기 스핀들 본체내에 고정된 하우징(10)과, 상기 하우징 내에 회전가능하게 설치된 메인스핀들(2)과, 상기 메인스핀들과 하우징 사이에 고정된 제1및 제2래비린스(3) (4)와, 상기 제1 및 제2래비린스에 접촉되어 고정된 롤러베어링(5) (9)과, 상기 하우징의 선단에 고정되어 에어를 공급하는 캡(14)으로 이루어진 스핀들 유니트에 있어서, 상기 롤러베어링(5)에 지지부재(16)를 개재하여 메인스핀들(2)에 고정된 앵귤러 볼베어링(6)과, 상기 앵귤러 볼베어링(6)과 롤러베어링(9) 사이에 지지부재를 개재하여 상기 메인 스핀들(2)에 고정된 제2스탭슬리이브(7)와, 상기 제2래비린스(4)에 접촉되어 상기 메인 스핀들(2)에 고정되어 있는 제2스탭슬리이브(8)를 구비하고 있는것을 특징으로 하는 머시닝 센터용 스핀들 유니트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징(10)에는 상기 제1 및 제2래비린스(3) (4)에 연결되는 배출통로(13)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 머시닝 센터용 스핀들 유니트.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 하우징의 외주면에는 나선형 홈(11)을 형성하여 냉각윤활유가 상기 하우징에 만들어진 공급통로(12)를 통하여 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 머시닝 센터용 스핀들 유니트.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2스탭슬리이브(7) (8)의 내주면에 연속되게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 머시닝 센터용 스핀들 유니트.