JPH04331004A - Spindle device - Google Patents
Spindle deviceInfo
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- JPH04331004A JPH04331004A JP9752291A JP9752291A JPH04331004A JP H04331004 A JPH04331004 A JP H04331004A JP 9752291 A JP9752291 A JP 9752291A JP 9752291 A JP9752291 A JP 9752291A JP H04331004 A JPH04331004 A JP H04331004A
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- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 31
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は熱膨張による伸びが加工
に影響しないようにした主軸装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle device in which elongation due to thermal expansion does not affect machining.
【0002】0002
【従来の技術】従来のこの種の主軸装置を図2において
説明する。図2において、10は主軸台でこの主軸台1
0には主軸11が静圧軸受12,13を介して鉛直軸線
まわりに回転可能に軸承されている。そして、主軸台1
0の上端はキャップ10aによって閉塞されている。ま
た、主軸11の上端には、ロータ30が固定されロータ
30に対応する位置でケーシング31にステータ32が
固定されている。前記ケーシング31は主軸台10の上
端に固定され、ロータ30とステータ32とケーシング
31とで主軸11を回転駆動するモータを構成している
。またステータ32には、ロータ30の回転を制御する
制御電流を給電する駆動用インバータ33が接続されて
いる。2. Description of the Related Art A conventional spindle device of this type will be explained with reference to FIG. In Fig. 2, 10 is the headstock and this headstock 1
0, a main shaft 11 is rotatably supported around a vertical axis via hydrostatic bearings 12 and 13. And headstock 1
0 is closed by a cap 10a. Further, a rotor 30 is fixed to the upper end of the main shaft 11, and a stator 32 is fixed to the casing 31 at a position corresponding to the rotor 30. The casing 31 is fixed to the upper end of the headstock 10, and the rotor 30, stator 32, and casing 31 constitute a motor that rotationally drives the main shaft 11. Further, a drive inverter 33 is connected to the stator 32 and supplies a control current for controlling the rotation of the rotor 30 .
【0003】主軸台10の下端においては、静圧軸受1
3が主軸台10の前面に形成された固定面14にボルト
15により固定されている。主軸11の下端には、静圧
軸受13のスラスト軸受面13bに対抗する当接面18
aを有し径方向に突出した円筒状のスラストランナ16
が固着されており、円板状のワークWを吸引によって把
持する真空チャック21がスラストランナ16を介して
ボルト22により主軸11に固定されている。また、こ
れらスラストランナ16および真空チャック21の外周
を保持する補助部材23がボルト24により静圧軸受1
3に固着されている。At the lower end of the headstock 10, a hydrostatic bearing 1
3 is fixed to a fixing surface 14 formed on the front surface of the headstock 10 by bolts 15. At the lower end of the main shaft 11, a contact surface 18 opposing the thrust bearing surface 13b of the hydrostatic bearing 13 is provided.
A cylindrical thrust runner 16 having a diameter and protruding in the radial direction.
A vacuum chuck 21 that grips a disk-shaped workpiece W by suction is fixed to the main shaft 11 with a bolt 22 via a thrust runner 16. Further, the auxiliary member 23 that holds the outer periphery of the thrust runner 16 and the vacuum chuck 21 is attached to the hydrostatic bearing 1 by means of a bolt 24.
It is fixed to 3.
【0004】0004
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術に
おいて、加工中に主軸11と静圧軸受12,13とのラ
ジアル静圧軸受面12a,13aに発生する熱により主
軸11および静圧軸受12,13が膨張する。このとき
、ワーク装着側の静圧軸受13のスラスト静圧軸受面1
3bは、この静圧軸受13の主軸台10への固定面14
よりワークWの装着側にあるため、主軸11および静圧
軸受13の軸線方向の変位がスラストランナ16および
真空チャック21を介してワークWに影響する。また、
スラスト静圧軸受面13bに発生する熱でスラストラン
ナが膨張すると、真空チャック21を介してワークWの
位置に影響する。このためワークWの位置が軸線方向に
おいてずれ、所望の加工を行うことができないという問
題があった。[Problem to be Solved by the Invention] In such a conventional technique, heat generated on the radial hydrostatic bearing surfaces 12a, 13a of the main spindle 11 and the hydrostatic bearings 12, 13 during machining causes damage to the main spindle 11 and the hydrostatic bearings 12, 13. , 13 expand. At this time, the thrust static pressure bearing surface 1 of the static pressure bearing 13 on the work mounting side
3b is a fixing surface 14 of this hydrostatic bearing 13 to the headstock 10.
Since it is located closer to the mounting side of the workpiece W, displacement of the main shaft 11 and the hydrostatic bearing 13 in the axial direction affects the workpiece W via the thrust runner 16 and the vacuum chuck 21. Also,
When the thrust runner expands due to the heat generated on the thrust static pressure bearing surface 13b, it affects the position of the workpiece W via the vacuum chuck 21. For this reason, there was a problem in that the position of the workpiece W was shifted in the axial direction, making it impossible to perform desired machining.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点
を解決するためになされたもので、主軸台のチャック側
固定面に固定され、この固定面と主軸の軸線方向で一致
するチャック側のスラスト静圧軸受面を有する静圧軸受
と、この静圧軸受の前記静圧軸受面と対抗する当接面を
有し前記主軸に固着されたスラストランナと、前記主軸
に固着されたスラストランナの軸心に設けられ前記チャ
ックを固定支持する低熱膨張部材とを備えたものである
。[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and includes a chuck side that is fixed to a chuck side fixing surface of a headstock, and that is aligned with this fixing surface in the axial direction of the main spindle. a thrust runner having a contact surface opposing the hydrostatic bearing surface of the hydrostatic bearing and fixed to the main shaft; and a thrust runner fixed to the main shaft. and a low thermal expansion member provided at the axis of the chuck to fixedly support the chuck.
【0006】[0006]
【作用】ワークW装着側の軸受13の主軸台10への固
定面14と、この軸受13のスラストランナ16とのス
ラスト軸受面13bとを主軸の軸線方向において一致さ
せたことにより、固定面14を基準にして変位するため
、軸受13の熱膨張がチャック21と逆の方向にのみ変
位するので、軸受13の熱膨張による軸線方向の変位は
ワークWに影響しない。また、ワークWを装着するチャ
ック21を主軸との間に低熱膨張部材19を介して固定
したため、スラストランナ16が熱膨張してもチャック
21にスラストランナ16が当接せず、ワークWの軸線
方向の位置に影響を及ぼさない。[Function] By aligning the fixing surface 14 of the bearing 13 on the work W mounting side to the headstock 10 and the thrust bearing surface 13b of this bearing 13 with the thrust runner 16 in the axial direction of the main spindle, the fixing surface 14 Since the bearing 13 is displaced only in the opposite direction to the chuck 21 due to the thermal expansion of the bearing 13, the displacement in the axial direction due to the thermal expansion of the bearing 13 does not affect the workpiece W. Furthermore, since the chuck 21 on which the workpiece W is attached is fixed via the low thermal expansion member 19 between it and the main shaft, the thrust runner 16 does not come into contact with the chuck 21 even if the thrust runner 16 expands thermally, and the axis of the workpiece W Does not affect the position of the direction.
【0007】[0007]
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1において、10は主軸台でこの主軸台10には主軸
11が静圧軸受12,13を介して鉛直軸線まわりに回
転可能に軸承されている。そして、主軸台10の上端は
キャップ10aによって閉塞されている。また、主軸1
1の上端には、ロータ30が固定されロータ30に対応
する位置でケーシング31にステータ32が固定されて
いる。前記ケーシング31は主軸台10の上端に固定さ
れ、ロータ30とステータ32とケーシング31とで主
軸11を回転駆動するモータを構成している。またステ
ータ32には、ロータ30の回転を制御する制御電流を
給電する駆動用インバータ33が接続されている。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be explained based on the drawings. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a headstock, and a main shaft 11 is rotatably supported on the headstock 10 via hydrostatic bearings 12 and 13 around a vertical axis. The upper end of the headstock 10 is closed by a cap 10a. Also, spindle 1
A rotor 30 is fixed to the upper end of the housing 1, and a stator 32 is fixed to a casing 31 at a position corresponding to the rotor 30. The casing 31 is fixed to the upper end of the headstock 10, and the rotor 30, stator 32, and casing 31 constitute a motor that rotationally drives the main shaft 11. Further, a drive inverter 33 is connected to the stator 32 and supplies a control current for controlling the rotation of the rotor 30 .
【0008】主軸台10の下端においては、静圧軸受1
3が主軸台10の固定面14にボルト15により固定さ
れており、この静圧軸受13には固定面14に軸線方向
位置が一致したスラスト静圧軸受面13bが形成されて
いる。そして、16は径方向に突出した円筒状のスラス
トランナであり、スラスト静圧軸受面13bに対抗する
当接面18が形成され、主軸11の下端に固着されてい
る。このスラストランナ16の軸心には、スラストラン
ナ16より軸線方向に長い膨張係数の小さな円筒状の低
熱膨張部材19が、主軸11に当接された状態で挿入さ
れている。そして、円板状のワークWを吸引によって把
持する真空チャック21がスラストランナ16との間に
隙間を持ってボルト22により低熱膨張部材19を介し
て主軸11に固定されている。また、これらスラストラ
ンナ16および真空チャック21の外周を保持する補助
部材23がボルト24により静圧軸受13に固着されて
いる。At the lower end of the headstock 10, a hydrostatic bearing 1
3 is fixed to a fixed surface 14 of the headstock 10 by bolts 15, and this hydrostatic bearing 13 is formed with a thrust hydrostatic pressure bearing surface 13b whose axial position coincides with the fixed surface 14. A cylindrical thrust runner 16 projects in the radial direction, and is fixed to the lower end of the main shaft 11, with an abutment surface 18 opposing the thrust static pressure bearing surface 13b. A cylindrical low thermal expansion member 19 having a small coefficient of expansion and which is longer than the thrust runner 16 in the axial direction is inserted into the axis of the thrust runner 16 so as to be in contact with the main shaft 11 . A vacuum chuck 21 that grips a disc-shaped workpiece W by suction is fixed to the main shaft 11 with a bolt 22 via a low thermal expansion member 19 with a gap between it and the thrust runner 16. Further, an auxiliary member 23 that holds the outer circumferences of the thrust runner 16 and the vacuum chuck 21 is fixed to the hydrostatic bearing 13 by bolts 24.
【0009】一方、主軸11の上部はキャップ10aと
軸線方向に多少の隙間が形成され、主軸の内部には真空
チャック21にワークWを吸引保持させるための吸引通
路34が形成されている。次に上述した構成に基づいて
本実施例の主軸装置の動作を説明する。真空チャック2
1にワークWを装着して駆動用インバータ33を作動さ
せてモータにより主軸11を回転させ、バイト装着した
図略のテーブルを主軸11の軸線方向と直交する方向に
送り移動させワークWの切削加工を行う。On the other hand, a slight gap is formed in the upper part of the main shaft 11 with the cap 10a in the axial direction, and a suction passage 34 for causing the vacuum chuck 21 to suction and hold the work W is formed inside the main shaft. Next, the operation of the spindle device of this embodiment will be explained based on the above-described configuration. vacuum chuck 2
A workpiece W is mounted on the main shaft 1, the drive inverter 33 is activated, the main shaft 11 is rotated by the motor, and a table (not shown) equipped with a cutting tool is fed and moved in a direction orthogonal to the axial direction of the main shaft 11, thereby cutting the workpiece W. I do.
【0010】かかる切削加工において、主軸11の回転
によりラジアル静圧軸受面12a,13aに発生する熱
で主軸11および静圧軸受12,13が熱膨張する。し
かし、静圧軸受13の主軸台10への固定面14と、こ
の静圧軸受13のスラストランナ16とのスラスト静圧
軸受面13bを軸線方向において一致させたことにより
、静圧軸受13が熱膨張しても、この変位は固定面14
を基準にして固定されていないスラスト静圧軸受面13
bより上側のロータ30側に変位が作用するため、ワー
クWには影響しない。また、真空チャック21はボルト
22により低熱膨張部材19を介してスラストランナ1
6との間に隙間をもって主軸11に装着されているため
、スラストランナ16が熱膨張しても真空チャック21
の軸線方向の位置に影響を及ぼさない。従って、ワーク
Wは軸線方向において変位しないので所望の切削加工を
行うことができる。また、上記実施例ではスラストラン
ナ16と低熱膨張部材19を別体にして静圧軸受面13
bの加工が容易な金属を使用しているが、これに限られ
るものでなく、静圧軸受面13bでの加工を無視すれば
、スラストランナ16と低熱膨張部材19とを一体にし
て低熱膨張部材にて形成してもよい。なお、この場合ス
ラストランナ16と真空チャック21との間の隙間は形
成する必要はない。In this cutting process, the main shaft 11 and the hydrostatic bearings 12, 13 thermally expand due to the heat generated on the radial static pressure bearing surfaces 12a, 13a due to the rotation of the main shaft 11. However, by aligning the fixed surface 14 of the hydrostatic bearing 13 to the headstock 10 and the thrust hydrostatic bearing surface 13b of the thrust runner 16 of this hydrostatic bearing 13 in the axial direction, the hydrostatic bearing 13 is heated. Even if it expands, this displacement will cause the fixed surface 14
Thrust hydrostatic bearing surface 13 that is not fixed with reference to
Since the displacement acts on the rotor 30 side above b, the workpiece W is not affected. Further, the vacuum chuck 21 is connected to the thrust runner 1 through the low thermal expansion member 19 by the bolt 22.
Since the thrust runner 16 is attached to the main shaft 11 with a gap between it and the vacuum chuck 21, even if the thrust runner 16 expands thermally,
does not affect the axial position of the Therefore, since the workpiece W is not displaced in the axial direction, desired cutting can be performed. In addition, in the above embodiment, the thrust runner 16 and the low thermal expansion member 19 are separated from each other, and the hydrostatic bearing surface 13
Although a metal that is easy to process is used in b, the metal is not limited to this, and if the process on the hydrostatic bearing surface 13b is ignored, the thrust runner 16 and the low thermal expansion member 19 can be integrated to achieve low thermal expansion. It may be formed from a member. In this case, there is no need to form a gap between the thrust runner 16 and the vacuum chuck 21.
【0011】[0011]
【発明の効果】本発明の主軸装置によれば、ワーク装着
側の静圧軸受の主軸台への固定面と、この静圧軸受のス
ラストランナとのスラスト静圧軸受面とを主軸の軸線方
向において一致させたことと、ワークを装着するチャッ
クを低熱膨張部材を介してスラストランナとの間に隙間
をもって主軸に固定したことにより主軸および静圧軸受
の熱膨張による軸線方向の変位がワークに影響しない。
このため、主軸および静圧軸受またはスラストランナが
熱膨張しても所望の切削加工を行うことができる。According to the spindle device of the present invention, the fixing surface of the hydrostatic bearing on the work mounting side to the headstock and the thrust hydrostatic pressure bearing surface of the thrust runner of this hydrostatic bearing are connected in the axial direction of the spindle. , and by fixing the chuck that attaches the workpiece to the main shaft with a gap between it and the thrust runner through a low thermal expansion member, the axial displacement due to thermal expansion of the main shaft and hydrostatic bearing does not affect the workpiece. do not. Therefore, even if the main shaft, the hydrostatic bearing, or the thrust runner undergo thermal expansion, the desired cutting process can be performed.
【図1】本発明の実施例の主軸装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a spindle device according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来技術を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a prior art.
10 主軸台 11 主軸 12,13 静圧軸受 13b スラスト静圧軸受面 14 固定面 16 スラストランナ 18 当接面 19 低熱膨張部材 21 チャック 10 Headstock 11 Main shaft 12, 13 Static pressure bearing 13b Thrust static pressure bearing surface 14 Fixed surface 16 Thrust runner 18 Contact surface 19 Low thermal expansion member 21 Chuck
Claims (1)
圧支持された主軸と、この主軸を回転駆動するモータと
、前記主軸の先端に挿着されたワークを保持するチャッ
クとからなる主軸装置において、前記主軸台のチャック
側固定面に固定され、この固定面と主軸の軸線方向で一
致するチャック側のスラスト静圧軸受面を有する軸受と
、この軸受の前記静圧軸受面と対抗する当接面を有し前
記主軸に固着されたスラストランナと、前記主軸に固着
されたスラストランナの軸心に設けられ前記チャックを
固定支持する低熱膨張部材とを備えたことを特徴とする
主軸装置。Claim 1: Consisting of a headstock, a main shaft that is rotatably supported by static pressure on the headstock, a motor that rotationally drives the main shaft, and a chuck that holds a workpiece inserted at the tip of the main spindle. In a spindle device, a bearing is fixed to a chuck-side fixed surface of the headstock and has a chuck-side thrust hydrostatic pressure bearing surface that coincides with the fixed surface in the axial direction of the main spindle, and a bearing that opposes the hydrostatic pressure bearing surface of this bearing. A main shaft comprising: a thrust runner having an abutment surface and fixed to the main shaft; and a low thermal expansion member provided at the axis of the thrust runner fixed to the main shaft and fixedly supporting the chuck. Device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097522A JP3028631B2 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Spindle device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097522A JP3028631B2 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Spindle device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331004A true JPH04331004A (en) | 1992-11-18 |
| JP3028631B2 JP3028631B2 (en) | 2000-04-04 |
Family
ID=14194592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097522A Expired - Lifetime JP3028631B2 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Spindle device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3028631B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102382695B1 (en) * | 2020-09-11 | 2022-04-05 | 두산공작기계(주) | Built-in motor type main spindle of machine tool |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3097522A patent/JP3028631B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3028631B2 (en) | 2000-04-04 |
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