Design and estimation of a spindle system which was composed of grinding spindle and regulating spindle for the centerless grinding of ferrule was performed and prototypes of each spindle were manufactured. Loop stiffness of the spindle system was 130 N/${\mu}m$. Although the value was lower than the target value of 150 N/${\mu}m$, as there included 20% of the safety factor, it was enough to machine the ferrule. Rotational accuracies of each spindle were about 0.2${\mu}m$ at the primary speed of 2,300 rpm(grinding spindle) and 300 rpm(regulating spindle). Temperature rises at the same speed were about $4.4\;\~\;4.7^{\circ}C$ in the case of grinding spindle and $1.8^{\circ}C$in the case of regulating spindle, which were well agreed with the designed value. From these results, it was estimated that the prototype of spindle system had a enough performances for the centerless grinding machine to machine the ferrule.
In order to improve the international competitiveness of ferrule industry, the core technology of the second stage for ferrule grinding system is under developing. A high speed (10,000RPM) and high precision spindle system(Radial Runout 0.2 micrometer) bearing more cutting torque and force is designed considering the limitation of cost and size, the effect of heat, and various work-piece materials. A CAE software for machine elements and general machine system is used for preliminary evaluation and selection of design parameters. A dedicated program for the analysis of spindle system is used for final evaluation and selection of design parameter. The process how to evaluate and select using such tools are presented.
Recently, a high speed spindle is an essential part of machine tools to satisfy latest demand of high precision product and machining of hard materials. But, there are many disadvantages such as heat generation of built-in-motor, bearing friction, noise, vibration and displacement because of the high speed. Many researches on spindle systems have been conducted for solving these problems. In this study, technical trend of machine tools spindle systems are analyzed with patent PSM, mapping and grouping. The analysis is carried out for the applied patent during January 2000 and December 2009 in Korea, Japan, EU and U.S.A. And development of the direction, strategy and promising technologies of the spindle system are suggested.
The spindle system with a built-in motor can be used to simplify the structure of machine tools, to improve the machining flexibility of machine tools, and to perform the high speed machining. To improve the competition power of price to quality, spindle design is very important. Because it possesses over 10 percent of machine tool's price. The latest machine tools have rotational frequency and excellent about might and precision cutting. So it requires static and dynamic strength in the load aspect. In conclusion, the deformation of the spindle end have to extremely small displacement in static and dynamic load. In this study, On the assumption that the bearings that are supporting 24,000rpm high-speed spindle are selected in the most optimum condition, the natural frequency and deformation of the spindle end is obtained by FEM mode analysis. The Taguchi Method was used to draw optimized condition of bearing position and it's stiffness.
The spindle unit is core parts in high precision machine tools. Diverse static and dynamic charateristics of spindle unit are needed for special purpose of machine tools. Specially, high damping ability may be very useful to high precision and high speed spindle unit. But commercial bearing system has very low damping value and high stiffness. In this paper, the combined bearing system with ball-hydrostatic bearing is suggested for high damping spindle unit. The suggested bearing system has 30% damping ability more than general ball bearing's. The average rotational accuracy of spindle with combined bearing in working speed is 24% better than with ball bearing. The unbalance rotating experiment in spindle show that rotating error with combined bearing is only half value of with ball bearing.
This paper presents analysis of dynamic characteristics of a high-speed milling spindle with a built-in motor. The spindle system with a built-in motor can be used to simplify the structure of machine tools. to improve tire machining flexibility of machine. tools, and to perform the high speed machining. In this system the shaft is usually assumed as a rigid rotor. In the spindle system design, it is very important to improve modal characteristics, and modal analysis is performed in the first place. Therefore in this paper, on the assumption that supporting bearings of spindle was selected most suitable condition, analyzed dynamic characteristics of a high-speed spindle according to its position. Optimal design was applicated to select most suitable position of bearings. Considered tile mass and stiffness effects of the built-in motor's rotor are analyzed by numerical method. The result shows the natural frequency of 1st bending mode of spindle.
Machining accuracy of machine tools spindles using the hydrostatic bearing, largely depends on the static stiffness and the thermal deformation of the spindle unit. In this paper, the modelling and static, thermal analysis of the hydrostatic spindles were performed for the relationship between the design variables like the bearing span, overhang, bearing stiffness and static stiffness at spindle. The goal of optimization is the mazimum, static stiffness at spindle nose with lower temperature rise in hydrostatic bearing. Temperature rise of hydrostatic bearing is minimized with the variables of spindle diameter and oil supply pressure. Finally, validity of the proposed algorithm is verified by improving the static, thermal performance of the existing hydrostatic spindles.
This paper presents analysis of dynamic characteristics of a high-speed milling spindle with a drawbar and a built-in motor. The spindle system with a built-in motor can be used to simplify the structure of machine tools, to improve the machining flexibility of machine tools, and to perform the high speed machining. In this system the shaft is usually assumed as a rigid rotor. In this paper, the modal characteristics of drawbar in high-speed milling spindle system due to supporting stiffness between drawbar and shaft and considering the mass and stiffness effects of the built-in motor's rotor are analyzed by numerical method. The result shows enough stiff supports must be provided between shaft and drawbar to prevent occurring drawbar vibration lower than the natural frequency of 1st bending mode of spindle. And considering the mass and stiffness of built-in motor's rotor is important thing to derive more accurate results.
The needs of ultraprecision machine tools, which manufacture and machine the high precision parts used in computers, semiconductors and othe rprecise machines, have been increased recentrly. So it is important to design the driving parts of the ultraprecision machine tools which affect significantly on the performance of them. In this paper, the dynamic analyses on the belt-drive system were studied. The correlational equations between the acoustic natural frequency and the tension of belt were derived by experiments. The dynamic delections while the dynamic loads on the motor system changed were analyzed by the finite element analysis. The nonlinear characteristics of the bearings on the dynamic performance was studied and the belt connecting the motor to the spindle of a machine tool was modeled by the truss element and the beam element.
The spindle system with a built-in motor can be used to simplify the structure of machine tools, to improve the machining flexibility of machine tools, and to perform the high speed machining. For more quantitative analysis of a built-in motor's dynamic characteristics, that of tile mass and stillness effects are considered. And the drawbar in the spindle can be in various condition according to supporting stiffness between drawbar and shaft. Therefore, in this paper following items are performed and analyzed : 1. Modal characteristics of the spindle. 2. Analysis of rotor's mass and stiffness effects. 3. Modal characteristics of the spindle including drawbar, rotor and tool. The results show enough stiff supports must be provided between shaft and drawbar to prevent occurring drawbar vibration lower than the natural frequency of 1st bending mode of the spindle, and considering the mass and stiffness of built-in motor's rotor is important thing to derive more accurate results.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.