JPS61270042A - 工作機械の主軸装置 - Google Patents
工作機械の主軸装置Info
- Publication number
- JPS61270042A JPS61270042A JP10987385A JP10987385A JPS61270042A JP S61270042 A JPS61270042 A JP S61270042A JP 10987385 A JP10987385 A JP 10987385A JP 10987385 A JP10987385 A JP 10987385A JP S61270042 A JPS61270042 A JP S61270042A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spindle
- bearing
- thermal expansion
- body section
- bed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0003—Arrangements for preventing undesired thermal effects on tools or parts of the machine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超精密平面研削盤等に適した工作機械の主軸
装置に関する。
装置に関する。
ベッド上に支持された主軸頭と、ラジアル軸受部及びス
ラスト軸受部を有する軸受装置を介して前記主軸頭に軸
方向移動不能に軸支された主軸を備えてなる工作機械の
主軸装置においては、従来は、鉄系の材料を焼入・研削
してなる主軸と、通常の鋳鉄よりなる主軸頭と、砲金よ
りなる軸受装置が使用されている。
ラスト軸受部を有する軸受装置を介して前記主軸頭に軸
方向移動不能に軸支された主軸を備えてなる工作機械の
主軸装置においては、従来は、鉄系の材料を焼入・研削
してなる主軸と、通常の鋳鉄よりなる主軸頭と、砲金よ
りなる軸受装置が使用されている。
この種の主軸装置においては、主軸が回転すると軸受面
付近が発熱して主軸の温度が上昇し、主軸、軸受装置及
び主軸頭が膨張して主軸の端部がベッドに対し長手方向
に変位する。従って、主軸の端部に砥石を装着し、主軸
軸線と直交する研削面により研削加工を行う超精密平面
研削盤などにおいては、前記各部の膨張にともなう長平
方向変位により工作物に対する砥石の微妙な切込みを正
確に付与できなく、工作物の加工面の精度が低下すると
いう問題がある。本発明は主軸として低熱膨張係数ガラ
スを、主軸頭及び軸受装置として低熱膨張係数鋳鉄を使
用してこの問題を解決しようとするのである。
付近が発熱して主軸の温度が上昇し、主軸、軸受装置及
び主軸頭が膨張して主軸の端部がベッドに対し長手方向
に変位する。従って、主軸の端部に砥石を装着し、主軸
軸線と直交する研削面により研削加工を行う超精密平面
研削盤などにおいては、前記各部の膨張にともなう長平
方向変位により工作物に対する砥石の微妙な切込みを正
確に付与できなく、工作物の加工面の精度が低下すると
いう問題がある。本発明は主軸として低熱膨張係数ガラ
スを、主軸頭及び軸受装置として低熱膨張係数鋳鉄を使
用してこの問題を解決しようとするのである。
このために本発明による工作機械の主軸装置においては
、添付図面に示す如く、ベッド１ｏ上に支持された主軸
頭１２と、ラジアル軸受部２１ａ。
、添付図面に示す如く、ベッド１ｏ上に支持された主軸
頭１２と、ラジアル軸受部２１ａ。
２２ａ及びスラスト軸受部２２ｂ、２３ａを有する軸受
装置２０と、この軸受装置２０を介して前記主軸ｌ１Ｊ
１１２に軸方向移動不能に軸支された主軸３０を備えて
なる工作機械の主軸装置において、前記主軸３０の少く
とも前記軸受装置２０の両端２０ａ、２０ｂより内側に
位置する本体部３１が低熱膨張係数ガラスにより形成さ
れ、主軸頭１２及び軸受装置２０が低熱膨張係数鋳鉄に
より形成されていることを特徴とするものである。
装置２０と、この軸受装置２０を介して前記主軸ｌ１Ｊ
１１２に軸方向移動不能に軸支された主軸３０を備えて
なる工作機械の主軸装置において、前記主軸３０の少く
とも前記軸受装置２０の両端２０ａ、２０ｂより内側に
位置する本体部３１が低熱膨張係数ガラスにより形成さ
れ、主軸頭１２及び軸受装置２０が低熱膨張係数鋳鉄に
より形成されていることを特徴とするものである。
主軸３０が回転すれば、その本体部３１とラジアル軸受
部２１ａ、２２ａ及びスラスト軸受部２２ｂ、２３ａの
間には潤滑油の流体摩擦などによる発熱が生じ、本体部
３１．軸受装置２０及び主軸頭１２の温度は上昇する。
部２１ａ、２２ａ及びスラスト軸受部２２ｂ、２３ａの
間には潤滑油の流体摩擦などによる発熱が生じ、本体部
３１．軸受装置２０及び主軸頭１２の温度は上昇する。
しかしながら、本体部３１を構成する低熱膨張係数ガラ
スは、従来主軸として使用されていた鉄系の材料に比し
て熱膨張係数が極めて小さいので、本体部３１ひいては
主軸３０の膨張は極めて少なく、従って主軸３０を支持
する軸受装置２０に対する主軸３０の端部の長手方向変
位は極めて少ない。また主軸ｔｉＪ１１２及び軸受装置
２０を構成する低熱膨張係数鋳鉄も、従来此等の部材に
使用されていた通常の鋳鉄や砲金に比して熱膨張係数が
小さいので軸受装置２０のスラスト軸受部２２ｂ、２３
ａのベッド１０に対する長手方向変位も少ない。この結
果、ベッド１０に対する主軸３０の端部の長手方向も極
めて少なくなる。
スは、従来主軸として使用されていた鉄系の材料に比し
て熱膨張係数が極めて小さいので、本体部３１ひいては
主軸３０の膨張は極めて少なく、従って主軸３０を支持
する軸受装置２０に対する主軸３０の端部の長手方向変
位は極めて少ない。また主軸ｔｉＪ１１２及び軸受装置
２０を構成する低熱膨張係数鋳鉄も、従来此等の部材に
使用されていた通常の鋳鉄や砲金に比して熱膨張係数が
小さいので軸受装置２０のスラスト軸受部２２ｂ、２３
ａのベッド１０に対する長手方向変位も少ない。この結
果、ベッド１０に対する主軸３０の端部の長手方向も極
めて少なくなる。
上述の如（、本発明によれば、主軸の本体部とこれを軸
承する軸受部の間の発熱等により本体部。
承する軸受部の間の発熱等により本体部。
軸受装置及び主軸頭の温度が上昇しても、支持部材であ
るベッドに対する主軸端部の長手方向変位は極めて少な
いので、このような温度上昇により工作物の加工面の精
度が低下することはない。 ）しかも温
度上昇による軸受クリアランスの変化も小さくなるので
、軸受剛性の変化および焼付き等を防止できる。
るベッドに対する主軸端部の長手方向変位は極めて少な
いので、このような温度上昇により工作物の加工面の精
度が低下することはない。 ）しかも温
度上昇による軸受クリアランスの変化も小さくなるので
、軸受剛性の変化および焼付き等を防止できる。
以下に、超精密平面研削盤における実施例を、添付図面
により説明する。
により説明する。
第２図に示す如く、ベッド１０上にはコラム１１が立設
され、同コラム１１には主軸ａｌ１２が鉛直方向に摺動
可能に案内支持され、第１図に示す如く、送りナツト１
３及び送りねじ１４を介してモータ１５により送り移動
が与えられている。主軸８１２には鉛直方向軸線回りに
回転自在に主軸３０が軸支され（第１図参照）、主軸３
０の下端には砥石Ｇが装着されている。主軸頭１２の下
方のベッド１０上には、工作物Ｗを支持する回転テーブ
ル１７が、鉛直方向軸線回りに回転自在に軸支されてい
る。
され、同コラム１１には主軸ａｌ１２が鉛直方向に摺動
可能に案内支持され、第１図に示す如く、送りナツト１
３及び送りねじ１４を介してモータ１５により送り移動
が与えられている。主軸８１２には鉛直方向軸線回りに
回転自在に主軸３０が軸支され（第１図参照）、主軸３
０の下端には砥石Ｇが装着されている。主軸頭１２の下
方のベッド１０上には、工作物Ｗを支持する回転テーブ
ル１７が、鉛直方向軸線回りに回転自在に軸支されてい
る。
第１図に示す如く、主軸３０は本体部３１とその上部に
設けられた突出部３２よりなり、本体部３１はラジアル
軸受部２１ａ、２２ａ及びスラスト軸受部２２ｂ、２３
ａを備えた軸受装置２０を介して主軸ｉ！Ｊ１１２に鉛
直な軸線方向移動不能に軸支されている。軸受装置２０
は、主軸頭１２の上下に設けた開口に嵌合固定された軸
受メタル２１゜２２及び下側の軸受メタル２２の内端に
固定された軸受メタル２３よりなり、軸受メタル２１，
２２の内周には前記ラジアル軸受部２１ａ、２２ａが形
成され、また軸受メタル２２．２３の内周側は隙間を隔
てて軸線方向に対向しており、この部分に前記スラスト
軸受部２２ｂ、２３ａが形成されている。各軸受部２１
ａ、２２ａ、２２ｂ、２３ａは何れも静圧軸受であり、
潤滑油ポンプ（図示せず）からの加圧潤滑油が軸受メタ
ル２１，２２外周に設けられた環状溝２５、油路及び絞
り２６を介して各軸受部２１ａ、２２ａ、２２ｂ、２３
ａに供給されている。
設けられた突出部３２よりなり、本体部３１はラジアル
軸受部２１ａ、２２ａ及びスラスト軸受部２２ｂ、２３
ａを備えた軸受装置２０を介して主軸ｉ！Ｊ１１２に鉛
直な軸線方向移動不能に軸支されている。軸受装置２０
は、主軸頭１２の上下に設けた開口に嵌合固定された軸
受メタル２１゜２２及び下側の軸受メタル２２の内端に
固定された軸受メタル２３よりなり、軸受メタル２１，
２２の内周には前記ラジアル軸受部２１ａ、２２ａが形
成され、また軸受メタル２２．２３の内周側は隙間を隔
てて軸線方向に対向しており、この部分に前記スラスト
軸受部２２ｂ、２３ａが形成されている。各軸受部２１
ａ、２２ａ、２２ｂ、２３ａは何れも静圧軸受であり、
潤滑油ポンプ（図示せず）からの加圧潤滑油が軸受メタ
ル２１，２２外周に設けられた環状溝２５、油路及び絞
り２６を介して各軸受部２１ａ、２２ａ、２２ｂ、２３
ａに供給されている。
軸受装置２０を構成する各軸受メタル２１．２２．２３
及び主軸頭１２は、それぞれＬＥ鋳鉄（商品名）により
一体に形成されている。ＬＥ鋳鉄ｂ の線膨張係数（それぞれ１０ｘｌＯ／’ｃ及び１８．３
ｘ易 １０／’Ｃ程度）に比して相当小さいものである。
及び主軸頭１２は、それぞれＬＥ鋳鉄（商品名）により
一体に形成されている。ＬＥ鋳鉄ｂ の線膨張係数（それぞれ１０ｘｌＯ／’ｃ及び１８．３
ｘ易 １０／’Ｃ程度）に比して相当小さいものである。
主軸３０の本体部３１は中間部にフランジ３１ａを有し
、全体がネオセラム（商品名）により一体に形成されて
いる。ネオセラムは低熱膨張係数ｂ 膨張係数（１２Ｘ１０ ／”Ｃ程度）に比して極めて
小さいものである。本体部３１は上下両側部の外周面が
微小隙間をおいてラジアル軸受部２１ａ、２２ａにより
軸承されると共にフランジ部３１ａは微小隙間をおいて
スラスト軸受部２２ｂ、２３ａの間に挟持され、これに
より本体部３１は主軸頭１２に軸方向移動不能に軸支さ
れ、その上下端はそれぞれ軸受装置２０の上下端２０ａ
、２０ｂよりわずかに突出している。本体部３１の上下
端には同軸に嵌合孔３１ｂを形成すると共に同嵌合孔３
１ｂを囲んで設けた複数の孔内には雌ねじを有する複数
の駒３３が接着等により固定されている。
、全体がネオセラム（商品名）により一体に形成されて
いる。ネオセラムは低熱膨張係数ｂ 膨張係数（１２Ｘ１０ ／”Ｃ程度）に比して極めて
小さいものである。本体部３１は上下両側部の外周面が
微小隙間をおいてラジアル軸受部２１ａ、２２ａにより
軸承されると共にフランジ部３１ａは微小隙間をおいて
スラスト軸受部２２ｂ、２３ａの間に挟持され、これに
より本体部３１は主軸頭１２に軸方向移動不能に軸支さ
れ、その上下端はそれぞれ軸受装置２０の上下端２０ａ
、２０ｂよりわずかに突出している。本体部３１の上下
端には同軸に嵌合孔３１ｂを形成すると共に同嵌合孔３
１ｂを囲んで設けた複数の孔内には雌ねじを有する複数
の駒３３が接着等により固定されている。
第１図に示す如く、主軸３０の本体部３１の上端には、
嵌合孔３１ｂを介して鉄系の材料よりなる突出部３２が
同軸に設けられ、駒３３の雌ねじに螺合する複数のボル
トにより本体部３１に固定されている。主軸頭１２の上
側には主軸駆動モータ１６が設けられ、そのステータ１
６ｂはケーシング１６ａと共に主軸頭１２に固定され、
ロータ１６ｃは主軸３０の突出部３２のテーパ部にリン
グナツトにより固定されている。本体部３１の下端には
、不変鋼（アンバー）よりなる砥石取付板３４が、前記
突出部３２と同様の手段により本体部３１と同軸に固定
され、同砥石取付板３４には平面研削用の砥石Ｇがボル
ト止めされている。砥石Ｇの本体は不変鋼よりなり、研
削面Ｇ１となるその下面及びその内外周付近にはダイヤ
モンド砥粒が接着剤と共にコーティングされて固着され
ている。
嵌合孔３１ｂを介して鉄系の材料よりなる突出部３２が
同軸に設けられ、駒３３の雌ねじに螺合する複数のボル
トにより本体部３１に固定されている。主軸頭１２の上
側には主軸駆動モータ１６が設けられ、そのステータ１
６ｂはケーシング１６ａと共に主軸頭１２に固定され、
ロータ１６ｃは主軸３０の突出部３２のテーパ部にリン
グナツトにより固定されている。本体部３１の下端には
、不変鋼（アンバー）よりなる砥石取付板３４が、前記
突出部３２と同様の手段により本体部３１と同軸に固定
され、同砥石取付板３４には平面研削用の砥石Ｇがボル
ト止めされている。砥石Ｇの本体は不変鋼よりなり、研
削面Ｇ１となるその下面及びその内外周付近にはダイヤ
モンド砥粒が接着剤と共にコーティングされて固着され
ている。
本実施例の超精密平面研削盤においては、主軸３０の本
体部３１の下端に装着された平面研削用の砥石Ｇが主軸
３０と共に主軸駆動モータ１６に １より回転
駆動され、送りモータ１５により鉛直方向に切込み送り
が与えられて、その研削面Ｇ１により回転テーブル１７
上に支持された工作物Ｗの上面を研削加工するものであ
る。静圧軸受である各軸受部２１ａ、２２ａ、２２ｂ、
２３ａの単位時間当り発熱量は主軸３０の回転速度のほ
ぼ自乗に比例して増大し、これに応じて本体部３１、軸
受メタル２１，２２．２３及び主軸頭１２の温度は上昇
するが、コラム１１の温度はそれ程上昇しない。本実施
例において本体部３１の材料として使用したネオセラム
は熱膨張係数が従来使用されている鉄系の材料に比して
穫めて小であるので、本体部３１の軸方向位置を定める
スラスト軸受部２２ｂ、２３ａに対する本体部３１下端
の熱変位は極めて少なくなる。また、コラム１１を介し
てベッド１０に支持される主軸頭１２及び軸受メタル２
１，２２．２３の材料として使用したＬＥ鋳鉄は通常の
鋳鉄や砲金に比して熱膨張係数が小さいので、ベッド１
０に対するスラスト軸受部２２ｂ、２３ａの熱変位も少
ない。此等の結果、主軸３０の回転により温度が上昇し
ても、砥石Ｇが装着される本体部３１下端のベッド１０
に対する熱変位は極めて少なくなり、工作物Ｗの加工面
の精度が低下することはない。
体部３１の下端に装着された平面研削用の砥石Ｇが主軸
３０と共に主軸駆動モータ１６に １より回転
駆動され、送りモータ１５により鉛直方向に切込み送り
が与えられて、その研削面Ｇ１により回転テーブル１７
上に支持された工作物Ｗの上面を研削加工するものであ
る。静圧軸受である各軸受部２１ａ、２２ａ、２２ｂ、
２３ａの単位時間当り発熱量は主軸３０の回転速度のほ
ぼ自乗に比例して増大し、これに応じて本体部３１、軸
受メタル２１，２２．２３及び主軸頭１２の温度は上昇
するが、コラム１１の温度はそれ程上昇しない。本実施
例において本体部３１の材料として使用したネオセラム
は熱膨張係数が従来使用されている鉄系の材料に比して
穫めて小であるので、本体部３１の軸方向位置を定める
スラスト軸受部２２ｂ、２３ａに対する本体部３１下端
の熱変位は極めて少なくなる。また、コラム１１を介し
てベッド１０に支持される主軸頭１２及び軸受メタル２
１，２２．２３の材料として使用したＬＥ鋳鉄は通常の
鋳鉄や砲金に比して熱膨張係数が小さいので、ベッド１
０に対するスラスト軸受部２２ｂ、２３ａの熱変位も少
ない。此等の結果、主軸３０の回転により温度が上昇し
ても、砥石Ｇが装着される本体部３１下端のベッド１０
に対する熱変位は極めて少なくなり、工作物Ｗの加工面
の精度が低下することはない。
また、上述の如く本体部３１及び軸受メタル２１．２２
．２３は何れも熱膨張係数が小さいので、温度変化によ
るスラスト軸受部ｇ２ｂ、２３ａとフランジ３１ａとの
隙間の変化も少なくなる。従って温度の変化によるスラ
スト軸受部２２ｂ、２３ａの支持剛性の変化が減少し、
また焼付きのおそれなしに前記隙間を減少させて支持剛
性を高めることができ、此等によっても工作物Ｗの加工
面の精度を高めることができる。
．２３は何れも熱膨張係数が小さいので、温度変化によ
るスラスト軸受部ｇ２ｂ、２３ａとフランジ３１ａとの
隙間の変化も少なくなる。従って温度の変化によるスラ
スト軸受部２２ｂ、２３ａの支持剛性の変化が減少し、
また焼付きのおそれなしに前記隙間を減少させて支持剛
性を高めることができ、此等によっても工作物Ｗの加工
面の精度を高めることができる。
図面は本発明による工作機械の主軸装置の超精密平面研
削盤における一実施例を示し、第１図は主要部の断面図
、第２図は全体側面部である。 符号の説明 １０・・・ベッド、１２・・・主軸頭、２０・・・軸受
装置、２０ａ、２０ｂ・・−両端、２１ａ、２．２ａ−
−・ラジアル軸受部、２２ｂ、２３ａ・・・スラスト軸
受部、３０・・・主軸、３１・・・本体部。
削盤における一実施例を示し、第１図は主要部の断面図
、第２図は全体側面部である。 符号の説明 １０・・・ベッド、１２・・・主軸頭、２０・・・軸受
装置、２０ａ、２０ｂ・・−両端、２１ａ、２．２ａ−
−・ラジアル軸受部、２２ｂ、２３ａ・・・スラスト軸
受部、３０・・・主軸、３１・・・本体部。
Claims (1)
- コラムに支持された主軸頭と、ラジアル軸受部及びスラ
スト軸受部を有する軸受装置と、同軸受装置を介して前
記主軸頭に軸方向移動不能に軸支された主軸を備えてな
る工作機械の主軸装置において、前記主軸の少なくとも
前記軸受装置の両端より内側に位置する本体部は低熱膨
張係数ガラスにより形成され、前記主軸頭及び軸受装置
は低熱膨張係数鋳鉄により形成されていることを特徴と
する工作機械の主軸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10987385A JPS61270042A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 工作機械の主軸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10987385A JPS61270042A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 工作機械の主軸装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61270042A true JPS61270042A (ja) | 1986-11-29 |
Family
ID=14521351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10987385A Pending JPS61270042A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 工作機械の主軸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61270042A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140332U (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-14 | ||
| JPH0329237U (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-22 | ||
| JP2009303379A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Nsk Ltd | スピンドル装置及びスピンドル装置の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59161202A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-12 | Okuma Mach Works Ltd | 工作機械回転軸の軸受対向面の構造 |
-
1985
- 1985-05-22 JP JP10987385A patent/JPS61270042A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59161202A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-12 | Okuma Mach Works Ltd | 工作機械回転軸の軸受対向面の構造 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140332U (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-14 | ||
| JPH0329237U (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-22 | ||
| JP2009303379A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Nsk Ltd | スピンドル装置及びスピンドル装置の製造方法 |
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