JPS59161202A - 工作機械回転軸の軸受対向面の構造 - Google Patents
工作機械回転軸の軸受対向面の構造Info
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- JPS59161202A JPS59161202A JP3348283A JP3348283A JPS59161202A JP S59161202 A JPS59161202 A JP S59161202A JP 3348283 A JP3348283 A JP 3348283A JP 3348283 A JP3348283 A JP 3348283A JP S59161202 A JPS59161202 A JP S59161202A
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Classifications
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- 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
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- B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Sliding-Contact Bearings (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は工作機械において熱による変形が起きると精度
を低下させる部分に熱が伝導されることを少くした工作
機械の軸受対向面及び摺動案内面の構造に関する。
を低下させる部分に熱が伝導されることを少くした工作
機械の軸受対向面及び摺動案内面の構造に関する。
従来技術
工作機械の主軸等軸の軸受部は長時間の連続運転による
軸受温度の上昇につれて熱の伝導が多くなり、運転初期
に対してその軸心が変化し加工精度に悪い影響を及ぼし
ている。 また摺動案内面においては運動部材の高速化
にともなう高い摩擦熱の影響によって案内面が変化を起
し高精度化に要求される安定した案内面の精度が保たれ
ず重要な問題の一つになっている。 このため流体循環
による冷却が行なわれているが主軸の変位に対して満足
すべき効果が得られていない。 またヒートパイプによ
る冷却方法が考えられているがスペース、取付加工、コ
ストの面で実用上の多くの問題を有している。
軸受温度の上昇につれて熱の伝導が多くなり、運転初期
に対してその軸心が変化し加工精度に悪い影響を及ぼし
ている。 また摺動案内面においては運動部材の高速化
にともなう高い摩擦熱の影響によって案内面が変化を起
し高精度化に要求される安定した案内面の精度が保たれ
ず重要な問題の一つになっている。 このため流体循環
による冷却が行なわれているが主軸の変位に対して満足
すべき効果が得られていない。 またヒートパイプによ
る冷却方法が考えられているがスペース、取付加工、コ
ストの面で実用上の多くの問題を有している。
目的
従って本発明は熱変形が起って問題となる部分への熱の
伝導を遮断して、高い機械精度が得られるための軸受対
向面若しくは摺動案内面を提供しようとするものである
。
伝導を遮断して、高い機械精度が得られるための軸受対
向面若しくは摺動案内面を提供しようとするものである
。
解決手段
本発明は熱の伝導を遮断したい部分に熱伝導率の低い材
料で断熱層を形成しこの断熱層の加工性の良くない性質
を補なうためにその上に精密加工の可能な層を形成した
多層構造となしたことてある。
料で断熱層を形成しこの断熱層の加工性の良くない性質
を補なうためにその上に精密加工の可能な層を形成した
多層構造となしたことてある。
実施例
以下本発明の実施例を図面にもとづき説明する。
工作機械の主軸１の前部軸受部において、ころがり軸受
２のインナレースの内径と等しいか僅かに小さい径の７
ランジ３の首部１ａにはディスタンスカラーが嵌装され
、このスラスト軸受側の面に熱伝導率ｋが鉄材５４５０
のｋ ＝ ０．１０５ ｃａｌ／ ｃｍ−ｓｅｃ・００
．５０Ｍ２１のに＝０．１１の値に比べて熱伝導率にの
低い材料例えばセラミック材のＡｌ２Ｏ３のに−０，０
６ｃａｌ／ｃｍ−８ｅｃ・０Ｃ９ｚｒＯ２（ジルコニア
）のに＝ ０．０００６ ＋ Ｓｉ３Ｎ４ のｋ ＝
０．０１３ｚＯ，０３７、ｓｓａのに＝＝ ｏ、 ０７
〜０．１４８の内特に価の小さいジルコニアのドーナツ
型平板を熱伝導率にの低いエポキシ樹脂に＝ ０．００
３４の接着剤若しくはこれに特殊充填物を添加した接着
剤によって接着するか、溶射によって約０．５ｍｒｒ＋
程度の第１層を形成する。 このジルコニアは硬度が高
く加工が困難で層形成後そのまま使用できず衝撃によっ
て欠は易いために、第１層の上に精密加工の可能な材料
例えばステンレス５ＵＳ３０４．この材料はｋ ＝ ０
．０３９でｋの価が小さく而もじん性があり好適である
。 また加工性と耐摩耗性が要求されるときはセラミッ
クＡｌ２Ｏ３等をエポキシ樹脂等の接着剤で接着するか
若しくは溶射によって約０．５′ｎ１１１１程度の第２
層６を形成する。
２のインナレースの内径と等しいか僅かに小さい径の７
ランジ３の首部１ａにはディスタンスカラーが嵌装され
、このスラスト軸受側の面に熱伝導率ｋが鉄材５４５０
のｋ ＝ ０．１０５ ｃａｌ／ ｃｍ−ｓｅｃ・００
．５０Ｍ２１のに＝０．１１の値に比べて熱伝導率にの
低い材料例えばセラミック材のＡｌ２Ｏ３のに−０，０
６ｃａｌ／ｃｍ−８ｅｃ・０Ｃ９ｚｒＯ２（ジルコニア
）のに＝ ０．０００６ ＋ Ｓｉ３Ｎ４ のｋ ＝
０．０１３ｚＯ，０３７、ｓｓａのに＝＝ ｏ、 ０７
〜０．１４８の内特に価の小さいジルコニアのドーナツ
型平板を熱伝導率にの低いエポキシ樹脂に＝ ０．００
３４の接着剤若しくはこれに特殊充填物を添加した接着
剤によって接着するか、溶射によって約０．５ｍｒｒ＋
程度の第１層を形成する。 このジルコニアは硬度が高
く加工が困難で層形成後そのまま使用できず衝撃によっ
て欠は易いために、第１層の上に精密加工の可能な材料
例えばステンレス５ＵＳ３０４．この材料はｋ ＝ ０
．０３９でｋの価が小さく而もじん性があり好適である
。 また加工性と耐摩耗性が要求されるときはセラミッ
クＡｌ２Ｏ３等をエポキシ樹脂等の接着剤で接着するか
若しくは溶射によって約０．５′ｎ１１１１程度の第２
層６を形成する。
そしてディスタンスカラー４と第２層乙の面を研削加工
またはラップ加工で千行且軸直角面に仕上げられている
。 軸受２の嵌合する部１ｂの径は前記第１層、第２層
を形成する厚み分小径につくられており、この部に同様
の手法によって断熱材を主とするセラミック材の第１層
７と加工性を主とする金属またはセラミック材等の第２
層８を形成して、主軸１の１ａ部とともに第２層８の外
径を精密研削加工して軸受との嵌合に適する寸法に仕上
げられている。 軸受２の後側のディスタンスカラー９
は主、軸の１ｂ部の径に嵌合する内径を有しスラスト軸
受側の面にディスタンスカラー４と同様の手法で断熱性
を主とするセラミック材の第１層１０とこの上に加工性
を主とする金属また′はセラミック等の第２層１１を形
成し両側の面が平行で軸に直角となるよう研削加工若し
くはラップ加工されている。 そして両面が平行に仕上
げられたカラー１２を介して主軸１の中央ねじ部１Ｃに
螺合するナツト１３によって締着され、軸受２のプリロ
ードと軸方向の位置が決められている。
またはラップ加工で千行且軸直角面に仕上げられている
。 軸受２の嵌合する部１ｂの径は前記第１層、第２層
を形成する厚み分小径につくられており、この部に同様
の手法によって断熱材を主とするセラミック材の第１層
７と加工性を主とする金属またはセラミック材等の第２
層８を形成して、主軸１の１ａ部とともに第２層８の外
径を精密研削加工して軸受との嵌合に適する寸法に仕上
げられている。 軸受２の後側のディスタンスカラー９
は主、軸の１ｂ部の径に嵌合する内径を有しスラスト軸
受側の面にディスタンスカラー４と同様の手法で断熱性
を主とするセラミック材の第１層１０とこの上に加工性
を主とする金属また′はセラミック等の第２層１１を形
成し両側の面が平行で軸に直角となるよう研削加工若し
くはラップ加工されている。 そして両面が平行に仕上
げられたカラー１２を介して主軸１の中央ねじ部１Ｃに
螺合するナツト１３によって締着され、軸受２のプリロ
ードと軸方向の位置が決められている。
更に主軸１の小径側の後部軸受部は軸受１４の径に等し
いか僅かに小さな径の１ｄ部に嵌装されるディスクレス
カラー１５は軸受１４側の面にディスタンスカラー３と
同様の手法で断熱を主とするセラミック材の第１層１６
とこの上に加工性を主とする金属またはセラミックの第
２層１７を形成し、ディスタンスカラー１５の外側と第
２層１７の面とが平行で且軸直角となるように研削加工
若しくはラップ加工で仕上げられている。 軸、受１４
が位置する主軸１の１ｅ部は第１層、第２層の厚み分小
径で軸受１４の巾と等しいか僅かにせまい巾に同様の手
法で断熱性を主とするセラミック材の第１層１８とその
上に加工性を主とする金属若しくはセラミックの第２層
１９を形成し、研削加工によって軸受１４の嵌合寸法に
仕上げられている。 軸受１４の外側のディスタンスカ
ラー２０は主軸１ｅに嵌合する穴を有し軸受１４側の面
に同様の手法で断熱性を主とするセラミック材の第１層
２１とその上に加工性を主とする金属若しくはセラミッ
クの第２層２２とを形成して、両面が平行で且軸直角な
面に研削加工若しくはラップ加工によって仕上げられて
いる。 そして主軸１の軸端のねじ部１ｆに螺合するナ
ツト２３によって締着されている。
いか僅かに小さな径の１ｄ部に嵌装されるディスクレス
カラー１５は軸受１４側の面にディスタンスカラー３と
同様の手法で断熱を主とするセラミック材の第１層１６
とこの上に加工性を主とする金属またはセラミックの第
２層１７を形成し、ディスタンスカラー１５の外側と第
２層１７の面とが平行で且軸直角となるように研削加工
若しくはラップ加工で仕上げられている。 軸、受１４
が位置する主軸１の１ｅ部は第１層、第２層の厚み分小
径で軸受１４の巾と等しいか僅かにせまい巾に同様の手
法で断熱性を主とするセラミック材の第１層１８とその
上に加工性を主とする金属若しくはセラミックの第２層
１９を形成し、研削加工によって軸受１４の嵌合寸法に
仕上げられている。 軸受１４の外側のディスタンスカ
ラー２０は主軸１ｅに嵌合する穴を有し軸受１４側の面
に同様の手法で断熱性を主とするセラミック材の第１層
２１とその上に加工性を主とする金属若しくはセラミッ
クの第２層２２とを形成して、両面が平行で且軸直角な
面に研削加工若しくはラップ加工によって仕上げられて
いる。 そして主軸１の軸端のねじ部１ｆに螺合するナ
ツト２３によって締着されている。
このように構成された主軸は長時間の連続運転で軸受部
の湿度上昇にもかかわらず熱伝導率の低い断熱材によっ
て熱の伝導が抑制、されるため、主軸の温度変化が少く
また温度変化がゆるネかになる。
の湿度上昇にもかかわらず熱伝導率の低い断熱材によっ
て熱の伝導が抑制、されるため、主軸の温度変化が少く
また温度変化がゆるネかになる。
次にすべり軸受を用いる主軸においては、主軸６１の７
ランジ３２につづく軸受部３１ａの軸受面には同様の手
法で断熱性を主とするセラミック材のジルコニア（ｚｒ
ｏ２）の第１層６３とその上に耐焼付性、耐摩耗性のあ
るセラミック材Ａｌ２Ｏ３で直接滑り面となる第２層３
４を形成して、研削加工によってすべり軸受３５が静圧
軸受とし作用する寸法に仕上げられている。 この構成
によって長時間連続運転でも主軸３′１の温度上昇はゆ
るやかである。
ランジ３２につづく軸受部３１ａの軸受面には同様の手
法で断熱性を主とするセラミック材のジルコニア（ｚｒ
ｏ２）の第１層６３とその上に耐焼付性、耐摩耗性のあ
るセラミック材Ａｌ２Ｏ３で直接滑り面となる第２層３
４を形成して、研削加工によってすべり軸受３５が静圧
軸受とし作用する寸法に仕上げられている。 この構成
によって長時間連続運転でも主軸３′１の温度上昇はゆ
るやかである。
次にベッド等の摺動案内面においては、ベッド４１の上
面の例えば２本の平行なＴ字形断面を有び両側の摩擦面
４２ ｂ ｙ ４２ ｃ ’ ４５ ｂ ＊ ４３ Ｃ
を同様の手法によって断熱性を主とするセラミック材の
ジルコニア（ＺｒＯ２）の少くとも約０．５−厚の第１
層４４．４５と、その上に加工性と耐摩耗性、耐焼付性
のあるセラミックＡｌ２Ｏ３の少くとも約ｏ、５１？１
ｍ厚の第２層４６．４７を形成してベラ・−ド研削盤に
より摺動面４２Ｌ、４２１）ｔ ４２Ｑ ：４３ａ ＋
４３ ｂ ｔ ４３ Ｃの第２層４６．４７が平行に
仕上げられている。
面の例えば２本の平行なＴ字形断面を有び両側の摩擦面
４２ ｂ ｙ ４２ ｃ ’ ４５ ｂ ＊ ４３ Ｃ
を同様の手法によって断熱性を主とするセラミック材の
ジルコニア（ＺｒＯ２）の少くとも約０．５−厚の第１
層４４．４５と、その上に加工性と耐摩耗性、耐焼付性
のあるセラミックＡｌ２Ｏ３の少くとも約ｏ、５１？１
ｍ厚の第２層４６．４７を形成してベラ・−ド研削盤に
より摺動面４２Ｌ、４２１）ｔ ４２Ｑ ：４３ａ ＋
４３ ｂ ｔ ４３ Ｃの第２層４６．４７が平行に
仕上げられている。
なお実施例はベッドを示したがこれに限られることなく
他の部の摺動案内面に応用できることは勿論である。
他の部の摺動案内面に応用できることは勿論である。
効果
以上詳述したように本発明は金属よりはるかに低い熱伝
導率を有するセラミック材の第１層の上に精密加工の容
易又は可能な金属またはセラミックの第２層を形成した
ので、熱伝導を抑制する構造を複雑にすることなく、ま
たそのためのスペースを必要としないで、主軸あるいは
ベッド等への熱伝導が１１］制されて熱変位が少く長時
間運転でも機械の精度をｄａ持することができ、ｔた変
位そのものもゆるやかになるため熱補償の制御が容易と
なるうえ、ヒートパイプなどを用いるものに比べてコス
トを安くすることができる。 また接触面の第２層に加
工しやすい材料を使用したので高精度の仕上が得られ高
い精度の機械のＬ４ 迄に支１沁２をきたさないもので
ある。 更に第２層には接触する相手側の性質に適応し
た加工性ある材料のうちから選択することによって耐摩
耗性、耐焼付性が層 向上し、機械寿命を長くでき、また金ノ・罵となしたΔ ときは第１層の欠は易いセラミックを保腹し取扱い上の
配慮を特徴とする特徴を有するものである
導率を有するセラミック材の第１層の上に精密加工の容
易又は可能な金属またはセラミックの第２層を形成した
ので、熱伝導を抑制する構造を複雑にすることなく、ま
たそのためのスペースを必要としないで、主軸あるいは
ベッド等への熱伝導が１１］制されて熱変位が少く長時
間運転でも機械の精度をｄａ持することができ、ｔた変
位そのものもゆるやかになるため熱補償の制御が容易と
なるうえ、ヒートパイプなどを用いるものに比べてコス
トを安くすることができる。 また接触面の第２層に加
工しやすい材料を使用したので高精度の仕上が得られ高
い精度の機械のＬ４ 迄に支１沁２をきたさないもので
ある。 更に第２層には接触する相手側の性質に適応し
た加工性ある材料のうちから選択することによって耐摩
耗性、耐焼付性が層 向上し、機械寿命を長くでき、また金ノ・罵となしたΔ ときは第１層の欠は易いセラミックを保腹し取扱い上の
配慮を特徴とする特徴を有するものである
第１図は本発明をころがり軸受に実施した主軸ユニット
の図、第２図はすべり軸受に実施した主軸ユニットの部
分図、第６図はベッドの摺動面Ｇこ実施した図である。 １．３１・・・主軸、 ２，１４・・・軸受４．９，
１５．２０・・・ディスタンスカラー５ 、７ 、１０
．１６．１８．２１．３３．４４．４５・・・第１層、
６ 、８ 、１１ 、１７．１９．２２．３４．４
６゜４７・・・第２層、３５・・・すべり軸受４１・・
・ベッド、４２．４３・・・摺動案内面第３図
の図、第２図はすべり軸受に実施した主軸ユニットの部
分図、第６図はベッドの摺動面Ｇこ実施した図である。 １．３１・・・主軸、 ２，１４・・・軸受４．９，
１５．２０・・・ディスタンスカラー５ 、７ 、１０
．１６．１８．２１．３３．４４．４５・・・第１層、
６ 、８ 、１１ 、１７．１９．２２．３４．４
６゜４７・・・第２層、３５・・・すべり軸受４１・・
・ベッド、４２．４３・・・摺動案内面第３図
Claims (1)
- （１）軸受の発熱によって熱が伝導される主軸等の軸受
対向面或いは摩擦熱によって熱が伝導されるベッド等の
摺動案内面にセラミックのような熱伝導率の低い材料で
断熱層を形成し、その上に精密加工可能な材料による層
を形成したことを特徴とする工作機械の軸受対向面及び
摺動案内面の構ム
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3348283A JPS59161202A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 工作機械回転軸の軸受対向面の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3348283A JPS59161202A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 工作機械回転軸の軸受対向面の構造 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1809788A Division JPS63212426A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 工作機械の摺動案内面の構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59161202A true JPS59161202A (ja) | 1984-09-12 |
| JPH0229444B2 JPH0229444B2 (ja) | 1990-06-29 |
Family
ID=12387765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3348283A Granted JPS59161202A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 工作機械回転軸の軸受対向面の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59161202A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6168848U (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-12 | ||
| JPS61121802A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-09 | Koyo Seiko Co Ltd | 工作機械主軸用転がり軸受装置 |
| JPS61270042A (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-29 | Toyoda Mach Works Ltd | 工作機械の主軸装置 |
| JPS61270043A (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-29 | Toyoda Mach Works Ltd | 主軸装置 |
| WO1988007910A1 (fr) * | 1987-04-07 | 1988-10-20 | Salje Ernst | Systeme de broches pour machines-outils, en particulier meuleuses |
| JPH023340U (ja) * | 1988-06-09 | 1990-01-10 | ||
| JPH023339U (ja) * | 1988-06-09 | 1990-01-10 | ||
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| WO2013011815A1 (ja) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | 日本精工株式会社 | 主軸装置 |
| JP2013022674A (ja) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Nsk Ltd | 主軸装置 |
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|---|---|
| JPH0229444B2 (ja) | 1990-06-29 |
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