KR100691771B1

KR100691771B1 - 공작기계의 메인샤프트 냉각장치

Info

Publication number: KR100691771B1
Application number: KR1020050061435A
Authority: KR
Inventors: 원유동
Original assignee: 원유동
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2007-03-12
Also published as: KR20070006270A

Abstract

본 발명은 공구가 고정되는 테이퍼가 형성된 메인 샤프트와 상기 메인 샤프트가 내부에서 회전하도록 다수개의 베어링을 구비한 컬럼을 포함하는 드릴링 공작기계에 있어서, 상기 컬럼은 상기 메인 샤프트의 하부를 양측에서 지지하는 베어링으로 그리스를 주입하도록 통로를 제공하는 제1 그리스 주입부; 및 상기 제1 그리스 주입부의 일측으로 제공되고, 상기 컬럼의 상측에서 상기 메인 샤프트를 지지하는 베어링으로 그리스를 주입하도록 통로를 제공하는 제2 그리스 주입부를 포함으로써, 메인 샤프트의 고속회전으로 인한 컬럼 및 메인 샤프트의 열화를 방지하는 특징을 가진다.

컬럼, 메인 샤프트, 그리스, 주입부, 홀

Description

공작기계의 메인샤프트 냉각장치{COOLING DEVICE OF MAIN SHAFT IN MACHINE TOOL}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 메인샤프트 냉각장치를 나타낸 정면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 메인샤프트 냉각장치를 나타낸 확대도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 메인샤프트 냉각장치에 대한 작동도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 메인 샤프트 101: 테이퍼

102, 103, 104: 베어링 110: 컬럼

122: 제1 그리스 주입부 125: 제2 그리스 주입부

130: 제3 그리스 주입부 132: 수평통로

135: 수직통로 140: 고정부

142: 홀 145: 삽입부

150: 저장부 160: 그리스 공급통

본 발명은 공구가 수직으로 고정되어 절삭물을 가공하는 드릴링 공작기계의 냉각구조에 관한 것으로, 공작기계의 메인 샤프트를 지지하는 컬럼에 다수개의 그리스 주입부를 제공하고, 상기 그리스 주입부를 통해 그리스를 베어링과 메인 샤프트로 제공함으로써, 메인 샤프트의 고속회전으로 인한 컬럼의 베어링 및 메인 샤프트의 열화변형을 방지하는 공작기계의 메인샤프트 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로, 드릴링 공작기계는 회전하는 주축에 드릴 등 절삭공구를 장치하고, 이것을 회전시킴과 동시에 상하운동을 시켜 공작물에 구멍을 뚫는다. 이러한 드릴링 공작기계로는 핸드 드릴링머신, 직립 드릴링머신, 레이디얼 드릴링머신, 탁상 드릴링머신, 다축(多軸)드릴링머신 등 종류가 많다.

또한, 드릴링 공작기계의 작업은 드릴로 구멍을 뚫는 드릴링, 드릴로 뚫은 구멍을 리머로 정밀하게 다듬질하는 리밍, 구멍을 넓히는 보링, 암나사를 기계 탭으로 절삭하는 나사내기, 구멍에 볼트나 작은 나사를 넣을 경우 머리를 묻히게 하거나 바르게 자리 면을 마련하기 위해 더 절삭해 내려가는 스폿 페이싱(spot facing), 카운터 싱킹(counter sinking), 카운터 보링(counter boring) 등 많은 종류가 있다.

최근에는 드릴링 머신의 가공수치를 입력하여 소정수치까지 자동으로 가공하고, 복수의 가공작업을 복합적으로 수행하는 NC공작기계가 사용되고 있다.

이러한, NC공작기계는 복수의 가공작업을 하기 위해서 공구교환이 이루어지는데, 두 가지 방식으로 공구의 교환이 이루어진다. 즉, 수 개의 공구를 공구대에 설치하고 공구대를 회전하거나, 직선적으로 이동하거나 하여 가공위치에 다른 공구를 이동하는 방식과 주축공구를 제거하거나 부착하여 교환하는 방식이 바로 그것이다.

이때, 선반과 드릴링머신 등에 이용되는 터렛헤드나 선반의 빗살형(gang type) 공구대는 전자의 예이며, 후자는 머시닝센터 등 다종류의 공구를 필요로 하는 것에 이용된다.

그리고, 드릴링 공작기계는 모터에 의해 회전하는 메인 샤프트와, 상기 메인 샤프트를 베어링으로 지지하는 컬럼을 포함하고, 상기 메인 샤프트의 하부로는 테이퍼가 형성되어 절삭물을 절삭하는 공구가 고정된다.

여기서, 드릴링 공작기계의 메인 샤프트는 절삭물의 정밀한 절삭가공을 위해서 그 회전속도가 수천RPM에서 수만 RPM에 이르는데, 메인 샤프트의 고속회전으로 컬럼의 베어링이 열화되어 수명이 단축되거나, 메인 샤프트의 고속회전으로 메인 샤프트의 외면부가 열화되어 변형되면서 수명이 단축되거나, 컬럼을 열화시켜 변형시키는 문제가 있었다.

이에, 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공작기계의 메인 샤프트를 지지하는 컬럼에 다수개의 그리스 주입부를 제공하고, 상기 그리스 주입부를 통해 그리스를 베어링과 메인 샤프트로 제공함으로써, 메인 샤프트의 고속회전으로 인한 컬럼과 그 베어링 및 메인 샤프트의 열화변형을 방지함이 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공작기계의 메인샤프트 냉각장치의 구성은 공구가 고정되는 테이퍼가 형성된 메인 샤프트와 상기 메인 샤프트가 내부에서 회전하도록 다수개의 베어링을 구비한 컬럼을 포함하는 드릴링 공작기계에 있어서, 상기 컬럼은 상기 메인 샤프트의 하부를 양측에서 지지하는 베어링으로 그리스를 주입하도록 통로를 제공하는 제1 그리스 주입부; 및 상기 제1 그리스 주입부의 일측으로 제공되고, 상기 컬럼의 상측에서 상기 메인 샤프트를 지지하는 베어링으로 그리스를 주입하도록 통로를 제공하는 제2 그리스 주입부를 포함한다.

그리고, 상기 컬럼은 상기 제1 그리스 주입부의 일측에서 상기 메인 샤프트의 하부를 지지하는 양측의 베어링 중 일측으로 그리스를 주입하도록 통로를 제공하는 제3 그리스 주입부를 포함한다.

여기서, 상기 제1 그리스 주입부는 상기 컬럼의 하부에서 외주면을 따라 45도 간격으로 제공된다.

또한, 상기 컬럼의 제1 그리스 주입부의 통로는 상기 컬럼과 상기 메인 샤프트 사이로도 그리스가 주입되도록 십자형으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 메인 샤프트의 상부는 상기 공작기계의 상부에 제공된 회전축에 축 결합되는 고정부를 포함하고, 상기 고정부는 그리스가 주입되는 홀을 포함한다.

한편, 상기 각각의 그리스 주입부는 그리스 주입부로 들어맞아 고정되는 관로형태의 삽입부 및 상기 삽입부로 연결되고 내부로 소정량의 그리스가 저장되는 저장부를 구비한 그리스 공급통을 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 메인샤프트 냉각장치를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 메인샤프트 냉각장치를 나타낸 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 메인샤프트 냉각장치에 대한 작동도이다.

도시된 바와 같이, 일실시예에 의한 공작기계의 메인샤프트 냉각장치는 지지대(10)와, 지지대(10)의 상부에서 배치되고 절삭물이 고정되는 안치대(20)와, 상기 안치대(20)의 상부에 제공되고 공구가 고정되는 테이퍼(101)가 형성된 메인 샤프트(100)와, 상기 메인 샤프트(100)가 내부에서 회전하도록 다수개의 베어링(102, 103, 104)을 구비한 컬럼(110)과, 상기 메인 샤프트(100)의 공구교환을 위한 터릿(111)과, 상기 메인 샤프트(100)의 상하 이동을 위한 가이드부(112) 등을 포함하는 드릴링 공작기계에 있어서, 상기 컬럼(110)은 상기 메인 샤프트(110)의 하부를 양측에서 지지하는 베어링(102, 103)으로 그리스를 주입하도록 통로(115)를 제공하는 제1 그리스 주입부(122); 및 상기 제1 그리스 주입부(122)의 일측으로 제공되고, 상기 컬럼(110)의 상측에서 상기 메인 샤프트(100)를 지지하는 베어링(104)으로 그리스를 주입하도록 통로(123)를 제공하는 제2 그리스 주입부(125)를 포함한다.

여기서, 상기 제1 그리스 주입부(122)는 컬럼(110)의 하부에서 메인 샤프트(100)를 지지하는 베어링(102, 103)으로 그리스를 제공하는 통로(115)를 제공하는 부분으로서, 상기 통로(115)는 컬럼(110)의 외면부에 형성된 홀에서 양측의 베어링(102, 103)으로 연결된다.

이때, 상기 제1 그리스 주입부(122)로 그리스가 주입되고, 메인 샤프트(100)의 회전에 의해 베어링(102, 103)이 구름운동하면, 그리스는 베어링(102, 103)의 내부로 유동하여 베어링(102, 103)의 접촉부로 제공되면서, 메인 샤프트(100)의 고속회전으로 인한 베어링(102, 103)의 마찰열은 감소하여 베어링(102, 103)의 변형은 방지된다. 또한, 제1 그리스 주입부(122)로 공급되는 그리스는 메인 샤프트(100)의 고속회전으로 시간이 지나면서 소진되기 때문에 연속적으로 공급되어야 하는데, 공급되는 그리스는 베어링(102, 103)과 메인 샤프트(100)의 표면에서 발생하는 열을 냉각시킨다.

그리고, 상기 컬럼(110)은 상기 제1 그리스 주입부(122)의 일측에서 상기 메인 샤프트(100)의 하부를 지지하는 양측의 베어링(102, 103) 중 일측으로 그리스를 주입하도록 통로(116)를 제공하는 제3 그리스 주입부(130)를 포함한다.

또한, 제2 그리스 주입부(125)는 컬럼(110)의 상측에 제공되어 메인 샤프트(100)를 지지하는 베어링(104)에 대해 그리스를 공급하는 것으로서, 메인 샤프트(100)의 회전에 의해 베어링(104)이 구름운동하면, 그리스는 베어링(104)의 내부로 유동하여 베어링(104)의 접촉부로 제공되고, 메인 샤프트(100)의 고속회전으로 인한 베어링(104)의 마찰열은 감소한다.

상기 제2 그리스 주입부(125)는 컬럼(110)의 외면부에서 소정깊이까지 드릴링 가공되어 통로(123)를 형성하고, 베어링(103)이 위치한 부분에서 다시 수직으로 통로(123)를 가공하는 방식으로 제공될 수 있다.

여기서, 상기 제1 그리스 주입부(122)는 상기 컬럼(110)의 하부에서 외주면을 따라 45도 간격으로 제공됨으로써, 상기 컬럼(110)의 하부에 배치된 베어링(102, 103)에 신속하면서도 고르게 그리스를 제공한다.

또한, 상기 컬럼(110)의 제1 그리스 주입부(122)의 통로(102)는 상기 컬럼(110)과 상기 메인 샤프트(100) 사이로도 그리스가 주입되도록 십자형으로 형성된다.

즉, 상기 제1 그리스 주입부(122)는 컬럼(110)의 외면부에서 하부 양측에 배치된 베어링(102, 103)으로 연결된 수직통로(132)와, 상기 수직통로(132)와 교차하게 형성되어 메인 샤프트(100)의 외면부로 연결되는 수평통로(135)를 포함한다.

여기서, 상기 수직통로(132)와 수평통로(135)는 수직과 수평방향의 드릴링 가공으로 형성될 수 있으며, 양측에 제공된 베어링(102, 103)과 메인 샤프트(100)로 그리스를 제공하여, 메인 샤프트(100)에 대해서도 그리스의 윤활 및 냉각작용이 용이하게 미치도록 한다.

그리고, 상기 메인 샤프트(100)의 상부는 상기 공작기계의 상부에 제공된 고정축(136)에 축 결합되는 고정부(140)를 포함하고, 상기 고정부(140)는 그리스가 주입되는 홀(142)을 포함한다.

상기 메인 샤프트(100)의 고정부(140)는 드릴링 머신의 상부에 제공된 고정 축(136)에 축 결합되는데, 상기 메인 샤프트(100)의 고정부(140)에 제공된 홀(142)은 메인 샤프트(100)의 외부에서 그리스가 주입되는 통로를 제공함으로써, 메인 샤프트(100)와 고정축의 마찰열을 줄이면서 메인 샤프트(100)의 고정부(140)를 냉각시킨다.

한편, 상기 각각의 그리스 주입부는 그리스 주입부로 들어맞아 고정되는 관로형태의 삽입부(145) 및 상기 삽입부(145)로 연결되고 내부로 소정량의 그리스가 저장되는 저장부(150)를 구비한 그리스 공급통(160)을 포함한다.

이때, 그리스 공급통(160)은 소정량의 그리스가 내부에 제공된 것으로서, 메인 샤프트(100)의 고속회전으로 소진되는 그리스를 상기 각각의 그리스 주입부를 통해 보충해주므로, 작업자가 그리스의 소진으로 인한 번거로운 그리스 재주입 작업을 없애고, 드릴링 공작기계의 안정적인 장시간 작동을 확보한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 공작기계의 메인 샤프트를 지지하는 컬럼에 다수개의 그리스 주입부를 제공하고, 상기 그리스 주입부를 통해 그리스를 베어링과 메인 샤프트로 제공함으로써, 메인 샤프트의 고속회전으로 인한 컬럼의 베어링 및 메인 샤프트의 열화변형을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

공구가 고정되는 테이퍼가 형성된 메인 샤프트와, 상기 메인 샤프트가 내부에서 회전하도록 다수개의 베어링을 구비한 컬럼과, 상기 컬럼은 상기 메인 샤프트의 하부를 양측에서 지지하는 베어링으로 그리스를 주입하도록 통로를 제공하는 제1 그리스 주입부와, 상기 제1 그리스 주입부의 일측에 위치하여 상기 컬럼의 상측에서 상기 메인 샤프트를 지지하는 베어링으로 그리스를 주입하도록 통로를 제공하는 제2 그리스 주입부를 포함하는 공작기계의 메인샤프트 냉각장치에 있어서,

상기 컬럼의 제1 그리스 주입부의 통로는 상기 컬럼의 외부면에서 하부 양측에 배치된 베어링으로 연결된 수직통로와, 상기 수직통로와 교차하게 형성되어 상기 메인 샤프트의 외면부로 연결되는 수평통로로 구성되며,

상기 제1 그리스 주입부와 제2 그리스 주입부에 삽입되어 고정되는 관로형태의 삽입부 및 상기 삽입부로 연결되고 내부로 소정량의 그리스가 저장되는 저장부를 구비한 그리스 공급통을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 공작기계의 메인샤프트 냉각장치.
제 1 항에 있어서,

상기 컬럼은 상기 제1 그리스 주입부의 일측에서 상기 메인 샤프트의 하부를 지지하는 양측의 베어링 중 일측으로 그리스를 주입하도록 통로를 제공하는 제3 그리스 주입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 메인샤프트 냉각장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 그리스 주입부는 상기 컬럼의 하부에서 외주면을 따라 45도 간격으로 제공되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 메인샤프트 냉각장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 메인 샤프트의 상부는 상기 공작기계의 상부에 제공된 회전축에 축 결합되는 고정부를 포함하고, 상기 고정부는 그리스가 주입되는 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 메인샤프트 냉각장치.
삭제