工作機械高速主軸用内部通液回転継手の開発

高速机床主轴内部通液旋转接头的研制

• 批准号: 05650123
• 负责人: 青山 藤詞郎
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650123/
• 关键词: 継手; クーラント; 内部通液; 高速主軸; シール; 工作機械

ファインセラミックスに代表される難削材を高能率に切削,研削加工するための周辺技術の一つに,切削液や研削液を加工機の主軸内を通して工具内側から高圧噴射する方法がある。この場合,高速回転する加工機主軸内に外部より高圧に加圧された切削液や研削液を供給するための回転継手が必要となる。これまでに主軸通液用に使用されている回転継手では,そのほとんどが通液の漏れ防止部分にメカニカルシール等の接触式シールを採用しているが,高速主軸に対しては,磨耗の進行が急速で適用できないのが現状である。本研究では,従来の接触式シールを利用した回転継手では適用不可能な高速回転条件においても十分に使用可能な,新しい機構を有する非接触シールタイプの工作機械主軸通液用高速回転継手を試作し,その理論的ならびに実験的解析を行った。まず非接触回転継手の主要部分である,空気静圧軸受を応用した非接触シール部分の流れの状態を有限要素法により解析し,非接触シール部分の形状・寸法や軸回転速度と通液流体の漏れの関係を明かにした。つぎに,以上の解析結果にもとづいて,非接触シール形回転継手を設計し試作し,これを高速主軸に取付け,性能評価を実施した。その結果,試作開発したスピンドルスルー型回転継手では,従来困難であった主軸回転数3万rpmまでの高速回転において使用可能であることが確認された。また非接触シール部に静圧空気軸受の機構を応用した結果,クーラント漏洩量を供給流量の約5%以下に抑制することができ,シール部分の摩耗も抑制できた。以上の結果から,本研究で開発した主軸通液用高速回転継手は,実用の工作機械に対して十分に適用可能なものと考えられる。

ファインセラミックスに represents the high-energy-efficiency cutting and grinding processing of difficult-to-cut materials.一つに, cutting fluid, grinding fluid, machining machine, the inside of the spindle, the inside of the tool, the high pressure injection method, the method. In this case, it is necessary to supply high-pressure cutting fluid and grinding fluid to the inside and outside of the spindle of the high-speed machining machine. Use the これまでに spindle to pass the liquid, use the されている転継手では, and the そのほとんどが to pass the liquid のleakage to prevent partial にメカニカルシールThe high-speed spindle is equipped with a high-speed spindle and a high-speed spindle, which is suitable for the current situation of wear and tear. This research is based on the fact that the contact-type return valve can be used with high-speed return conditions that are impossible to use and can be used very quickly, and it is new. The mechanism of the non-contact hydraulic machine is a trial production of a high-speed return hand for hydraulic transmission of the main shaft of the working machine, and the analysis of the theoretical analysis of the machine is carried out. The main part of the non-contact return switch is the same, and the air static pressure shaft is used for the non-contact part of the current flow condition. The basic method is the analysis of the non-contact parts, the shape and size of the non-contact part, the axis return speed and the leakage of the fluid flow are clearly related.つぎに, the above analysis results are にもとづいて, the non-contact シール shaped return winding hand を design し trial production こ れ を high-speed spindle に take and pay け, the performance evaluation 価 を実 implement し た. As a result, we tried to make a new type of hand-operated model, and encountered difficulties. The shaft speed is 30,000rpm, and the high-speed speed can be used without confirmation. This is a non-contact system with a static pressure air shaft receiving mechanism, and the result is a leakage amount of the system. The supply flow rate is about 5% or less, and the wear and tear of the pump part is suppressed. Based on the above results, this study has found that the high-speed return valve for spindle fluid transmission is very applicable to the working machinery and is very feasible.

项目成果

横田英俊: "工作機械主軸通液用スピンドルスルー型高速回転継手の開発" 日本機械学会論文集(C編). 59. 2869-2875 (1993)

Hidetoshi Yokota：“开发用于机床主轴流体流动的主轴贯通型高速旋转接头”，日本机械工程师学会汇刊（ed.C）59.2869-2875（1993）。