JPH08276341A - Spindle feeding device of machine tool - Google Patents

Spindle feeding device of machine tool

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JPH08276341A
JPH08276341A JP8261495A JP8261495A JPH08276341A JP H08276341 A JPH08276341 A JP H08276341A JP 8261495 A JP8261495 A JP 8261495A JP 8261495 A JP8261495 A JP 8261495A JP H08276341 A JPH08276341 A JP H08276341A
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JP
Japan
Prior art keywords
spindle
shaft end
end bearing
feed
thermal displacement
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
Application number
JP8261495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidehiro Yamamoto
本 秀 弘 山
Kazuomi Makiyama
山 和 臣 槙
Sadamu Baba
場 定 馬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP8261495A priority Critical patent/JPH08276341A/en
Publication of JPH08276341A publication Critical patent/JPH08276341A/en
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Abstract

PURPOSE: To improve the positioning accuracy of a spindle by cancelling the elongation of a spindle and/or a spindle head by a thermal displacement, and the elongation of a feed screw. CONSTITUTION: The first shaft end bearing 16 to support the shaft and of a feed screw 14 in the spindle advancing direction side under the retraining condition in the spindle direction; and the second shaft end bearing 18 to support the shaft end of the feed spring 14 in the spindle retreating direction side under the nonrestraining condition in the spindle direction; are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、中ぐり盤やマシニング
センタなどの工作機械の主軸送り装置に係り、特に、主
軸および/または主軸頭の熱変位と送りねじの熱変位を
相殺する機能を備えた工作機械の主軸送り装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle feed device for machine tools such as boring machines and machining centers, and in particular, it has a function of canceling thermal displacement of a spindle and / or spindle head and thermal displacement of a feed screw. Spindle device for machine tools.

【0002】[0002]

【従来の技術】工作機械では、さまざまな技術的改良が
加えられ、加工精度の向上が図られているが、この加工
精度に大きな影響を与えるものとして、機械の温度上昇
による熱変位がある。横中ぐり盤やマシニングセンタで
は、位置決め精度の変化は、機械の熱変位によるものが
ほとんどである。また、主軸の位置精度は、ワークと工
具との相対的な関係でもあるので、主軸送りの精度をい
くら上げても、熱変位があるかぎり実質的な主軸位置精
度の向上に直結しないという問題がある。
2. Description of the Related Art In machine tools, various technical improvements have been made to improve the machining accuracy, and thermal displacement due to temperature rise of the machine has a great influence on the machining accuracy. In horizontal boring machines and machining centers, the change in positioning accuracy is mostly due to the thermal displacement of the machine. In addition, since the spindle position accuracy is also the relative relationship between the work and the tool, there is a problem that no matter how much the spindle feed accuracy is increased, as long as there is thermal displacement, it will not directly improve the spindle position accuracy. is there.

【0003】熱変位に対しては、従来からいろいろな対
策がなされている。例えば、発熱量を少なくするために
主軸頭の潤滑油をクーラで冷却したり、あるいは、主軸
に熱膨張係数の小さな材料を用いるなど、種々の試みが
行われている。
Various measures have conventionally been taken against thermal displacement. For example, various attempts have been made to cool the lubricating oil of the spindle head with a cooler in order to reduce the amount of heat generation, or to use a material having a small thermal expansion coefficient for the spindle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱変位
の原因といっても、機械側から発生する熱や、加工によ
って発生する熱が機械の構造との関係で複雑に絡み合っ
ているものであり、その発生防止対策は容易でないのが
実情である。
However, even if the cause of thermal displacement is the heat generated from the machine side or the heat generated by processing, they are intricately entangled in relation to the structure of the machine. The fact is that it is not easy to take preventive measures.

【0005】また、工作機械のなかでも、横中ぐり盤や
マシニングセンタでは、主軸または主軸頭を軸方向に送
る送り機構には、一般に送りねじとしてボールねじが用
いられているが、このボールねじには、送りの繰り返し
による発熱で伸びが生じる。この伸びが主軸の熱変位と
ともに、主軸位置精度に大きな影響を与えるという問題
が指摘されている。
Further, among machine tools, in a horizontal boring machine or a machining center, a ball screw is generally used as a feed screw in a feed mechanism for feeding a spindle or a spindle head in an axial direction. Causes elongation due to heat generation due to repeated feeding. It has been pointed out that this elongation has a great influence on the spindle position accuracy together with the thermal displacement of the spindle.

【0006】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、熱変位による主軸および/また
は主軸頭の伸びと、送りねじの伸びとを相殺することに
よる主軸位置精度の向上を図った工作機械の主軸送り装
置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art and improve the spindle position accuracy by offsetting the elongation of the spindle and / or spindle head due to thermal displacement and the elongation of the feed screw. It is to provide a spindle feed device for a machine tool aiming at the above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、主軸および/または主軸頭を主軸方向
に送る送りねじ・ナット機構を備えた工作機械の主軸送
り装置において、主軸方向に拘束状態で送りねじの主軸
前進方向側の軸端を支持する第1の軸端ベアリングと、
主軸方向に非拘束状態で送りねじの主軸後退方向側の軸
端を支持する第2の軸端ベアリングとを具備したことを
特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a spindle feed device for a machine tool, which comprises a feed screw / nut mechanism for feeding a spindle and / or a spindle head in a spindle direction. A first shaft end bearing that supports the shaft end of the feed screw on the main shaft forward direction side in a state of being constrained in a direction;
A second shaft end bearing for supporting the shaft end of the feed screw on the main shaft retracting direction side in a non-constrained state in the main shaft direction is provided.

【0008】また、本発明は、前記の構成において、第
2軸端ベアリングは、主軸方向に滑動自在に取り付けら
れたアンギュラベアリングを有することを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned structure, the second shaft end bearing has an angular bearing slidably mounted in the main shaft direction.

【0009】[0009]

【作用】本発明によれば、送りねじは、主軸が前進する
方向側の第1軸端ベアリングによって主軸方向には固定
されて支持されている。これに対して、第2軸端ベアリ
ングでは、主軸方向に変位が許容されるようになってい
るので、主軸頭および/または主軸の熱変位と、送りね
じの熱変位は、正反対の方向になって相殺される。従っ
て、ワークに対しての主軸位置精度に実際に影響を与え
る熱変位の絶対値は、大幅に減少することになる。
According to the present invention, the feed screw is fixed and supported in the main shaft direction by the first shaft end bearing on the side in which the main shaft moves forward. On the other hand, in the second shaft end bearing, displacement is allowed in the main shaft direction, so the thermal displacement of the spindle head and / or the spindle and the thermal displacement of the feed screw are in opposite directions. Are offset. Therefore, the absolute value of the thermal displacement that actually affects the spindle position accuracy with respect to the work is greatly reduced.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例について添付の図面
を参照して説明する。図1は、横中ぐり盤に本発明を適
用した実施例を示す。2はベースを示し、4は主軸頭を
保持して主軸の軸方向の±Z方向に進退自在なコラムを
示す。主軸頭6には、工具が取り付けられる主軸8が突
出するようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a horizontal boring machine. Reference numeral 2 denotes a base, and 4 denotes a column that holds the spindle head and is movable back and forth in the ± Z direction of the axial direction of the spindle. A spindle 8 to which a tool is attached projects from the spindle head 6.

【0011】コラム4の下面に固定された送りナット1
2と、ボールねじ14は、主軸8のz軸方向への送り装
置を構成している。ボールねじ14の主軸8側の端部
は、第1の軸端ベアリング16によって支承され、反対
側の端部は、第2の軸端ベアリング18によって支承さ
れている。この二つの軸端ベアリング16、18のう
ち、第1軸端ベアリング16には、アンギュラベアリン
グが用いられ、ラジアル荷重とともに、スラスト荷重を
支持できるようになっている。ボールねじ14は、軸方
向には拘束されている。従って、±z方向の変位は許容
されないようになっている。
Feed nut 1 fixed to the lower surface of column 4
2 and the ball screw 14 form a feeding device for the main shaft 8 in the z-axis direction. The end of the ball screw 14 on the main shaft 8 side is supported by a first shaft end bearing 16, and the opposite end of the ball screw 14 is supported by a second shaft end bearing 18. Of the two shaft end bearings 16 and 18, an angular bearing is used for the first shaft end bearing 16 and can support a thrust load as well as a radial load. The ball screw 14 is restrained in the axial direction. Therefore, the displacement in the ± z direction is not allowed.

【0012】これに対して、第2軸端ベアリング18
は、ラジアル荷重を支持するとともに、±z方向へは非
拘束な構造のものが用いられている。このようなボール
ねじ14は、第2軸端ベアリング18の後側で軸方向の
変位を受けるフレックスカップリング20を介してサー
ボモータ22と連結されている。
On the other hand, the second shaft end bearing 18
Has a structure that supports a radial load and is unconstrained in the ± z directions. Such a ball screw 14 is connected to a servomotor 22 via a flex coupling 20 that is displaced axially behind the second shaft end bearing 18.

【0013】次に、図2に前記第2軸端ベアリング18
の構成を示す。ボールねじ14を回転自在に支持するア
ンギュラベアリング24は、その外輪がスリーブ26に
固定されている。このスリーブ26の外周部には、滑り
キー28が設けられており、この滑りキー28は、ベー
ス2に固定された軸受ホルダ30の内周面に軸方向に形
成されたキー溝32に係合するようになっている。
Next, FIG. 2 shows the second shaft end bearing 18
Shows the configuration of. The outer bearing of the angular bearing 24 that rotatably supports the ball screw 14 is fixed to the sleeve 26. A sliding key 28 is provided on the outer peripheral portion of the sleeve 26, and the sliding key 28 engages with a key groove 32 axially formed on the inner peripheral surface of a bearing holder 30 fixed to the base 2. It is supposed to do.

【0014】前記アンギュラベアリング24は、ボール
ねじ14が回転するときのラジアル荷重とともに、スラ
スト荷重を支持している。従って、このスラスト荷重を
受けたときには、アンギュラベアリング24は、スリー
ブ26とともに滑りキー28を介して軸受ホルダ30に
対して軸方向に滑動可能なように構成されている。
The angular bearing 24 supports a thrust load as well as a radial load when the ball screw 14 rotates. Therefore, when receiving this thrust load, the angular bearing 24 is configured to be slidable in the axial direction with respect to the bearing holder 30 via the slide key 28 together with the sleeve 26.

【0015】本実施例は、以上のように構成されるもの
であり、次に、その作用について説明する。まず、送り
を考えずに、機械の運転に伴って発生する主軸頭6およ
び主軸8の熱変位についてみれば、送りナット12と主
軸端との間の距離L1 の変化がワークに対する主軸位置
精度に関係する。
The present embodiment is configured as described above, and its operation will be described next. First, looking at the thermal displacement of the spindle head 6 and the spindle 8 that occurs with the operation of the machine without considering the feed, the change in the distance L1 between the feed nut 12 and the spindle end determines the spindle position accuracy for the workpiece. Involved.

【0016】これに対して、機械の運転中の送りの繰り
返しによって生じるボールねじ14側の熱変位について
みれば、第1軸端ベアリング16から送りナット12の
間の距離L2 の変化がワークに対する主軸位置精度に影
響する。
On the other hand, regarding the thermal displacement on the side of the ball screw 14 caused by the repeated feeding during the operation of the machine, the change in the distance L2 between the first shaft end bearing 16 and the feed nut 12 changes with respect to the work spindle. It affects the position accuracy.

【0017】ここで、図3は、熱変位に基づく主軸端か
ら送りナット12の間の距離L1 と、第1軸端ベアリン
グ16から送りナット12の間の距離L2 の変化量の時
間的変化を示す図である。熱変位によるL1 の変化は曲
線δ1 で、L2 の変化は曲線δ2 で表わされている。主
軸頭6および主軸8は、+z方向に伸びる。一方、ボー
ルねじ14は、第1軸端ベアリング16では、z方向に
は固定されて支持されているが、第2軸端ベアリング1
6では、アンギュラベアリング26がz方向に滑動自在
になっているので、結局、ボールねじ14は−z方向に
のみ伸びるのが許容されている。
Here, FIG. 3 shows changes with time of the distance L1 between the main shaft end and the feed nut 12 and the distance L2 between the first shaft end bearing 16 and the feed nut 12 due to thermal displacement. FIG. The change in L1 due to thermal displacement is represented by the curve δ1, and the change in L2 is represented by the curve δ2. The spindle head 6 and the spindle 8 extend in the + z direction. On the other hand, the ball screw 14 is fixed and supported by the first shaft end bearing 16 in the z direction, but is not supported by the second shaft end bearing 1.
In No. 6, since the angular bearing 26 is slidable in the z direction, the ball screw 14 is allowed to extend only in the −z direction.

【0018】従って、全体としての熱変位は、δ1 +δ
2 となるが、+z方向と−z方向とで正反対になるので
相殺される。従って、ワークに対しての主軸位置精度に
実際に影響を与える熱変位の絶対値は、大幅に減少する
ことになる。
Therefore, the thermal displacement as a whole is δ1 + δ
It becomes 2, but it is offset because it is the opposite in + z direction and -z direction. Therefore, the absolute value of the thermal displacement that actually affects the spindle position accuracy with respect to the work is greatly reduced.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、主軸方向に拘束状態で送りねじの主軸前進方
向側の軸端を支持する第1の軸端ベアリングと、主軸方
向に非拘束状態で送りねじの主軸後退方向側の軸端を支
持する第2の軸端ベアリングとで送りねじを支持するこ
とにより、主軸および/または主軸頭の熱変位と、送り
ねじの熱変位は相殺されるので、主軸の位置精度を大幅
に向上できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the first shaft end bearing for supporting the shaft end of the feed screw on the main shaft advancing direction side in the state of being constrained in the main shaft direction and the main shaft direction in the main shaft direction. By supporting the feed screw with the second shaft end bearing that supports the shaft end of the feed screw in the spindle retracting direction in the unrestrained state, the thermal displacement of the spindle and / or the spindle head and the thermal displacement of the feed screw are Since they are offset, the position accuracy of the spindle can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す側面図。FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the present invention.

【図2】送りねじの軸受のうち、第2軸端ベアリングの
断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a second shaft end bearing of the lead screw bearings.

【図3】熱変位に基づく主軸端から送りナットの間の距
離L1 と、第1軸端ベアリングから送りナットの間の距
離L2 の変化量の時間的変化を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a change over time in a change amount of a distance L1 between a spindle end and a feed nut and a distance L2 between a first shaft end bearing and a feed nut due to thermal displacement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ベース 4 コラム 6 主軸頭 8 主軸 10 送り装置 12 送りナット 14 ボールねじ 16 第1軸端ベアリング 18 第2軸端ベアリング 24 アンギュラベアリング 26 スリーブ 28 滑りキー 30 軸受ホルダ 32 キー溝 2 Base 4 Column 6 Spindle Head 8 Spindle 10 Feeder 12 Feed Nut 14 Ball Screw 16 First Shaft End Bearing 18 Second Shaft End Bearing 24 Angular Bearing 26 Sleeve 28 Sliding Key 30 Bearing Holder 32 Keyway

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】主軸および/または主軸頭を主軸方向に送
る送りねじ・ナット機構を備えた工作機械の主軸送り装
置において、 主軸方向に拘束状態で送りねじの主軸前進方向側の軸端
を支持する第1の軸端ベアリングと、主軸方向に非拘束
状態で送りねじの主軸後退方向側の軸端を支持する第2
の軸端ベアリングとを具備したことを特徴とする工作機
械の主軸送り装置。
1. A spindle feed device for a machine tool having a feed screw / nut mechanism for feeding a spindle and / or a spindle head in a spindle direction, wherein a spindle end of a feed screw on a spindle advance direction side is supported in a restrained state in the spindle direction. And a second shaft end bearing that supports the shaft end of the feed screw on the main shaft retracting direction side in a non-constrained state in the main shaft direction.
A spindle feed device for machine tools, comprising: a shaft end bearing.
【請求項2】前記第2軸端ベアリングは、主軸方向に滑
動自在に取り付けられたアンギュラベアリングを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の工作機械の主軸送り
装置。
2. The spindle feed device for a machine tool according to claim 1, wherein the second shaft end bearing includes an angular bearing slidably mounted in the spindle direction.
JP8261495A 1995-04-07 1995-04-07 Spindle feeding device of machine tool Pending JPH08276341A (en)

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JP8261495A JPH08276341A (en) 1995-04-07 1995-04-07 Spindle feeding device of machine tool

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JP (1) JPH08276341A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105081853A (en) * 2015-09-10 2015-11-25 沈机集团昆明机床股份有限公司 Linear feeding mechanism for milling-boring machine
WO2016035275A1 (en) * 2014-09-03 2016-03-10 日本精工株式会社 Feed screw device

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