ビルトインモータスピンドルの最適冷却条件に関する研究: 第1報：ビルトインモータスピンドルの温度変化シミュレーション

摘要

マシニングセンタや複合加工機の場合，工具交換機能を有しており，工具の種類や工具径を変えながら加工が進められるため，主軸回転数も頻繁に変化させることになる．その結果，主軸回転数によってモータ発熱量や熱変形特性は変化する．したがって，スピンドルの発熱特性を把握して，適切な冷却構造をスピンドルに具備させたうえ，適切な冷却条件で冷却を行うことによって，高い加工精度を実現することが望まれる．とくに，最近，主流になっているビルトインモータスピンドルについては，モータの発熱がスピンドルの発熱や熱変形に直接影響する．本報では，開発した冷却構造を備えたビルトインモータスピンドルに対して，実験では測定が困難なスピンドル内部の温度変化と温度分布を熱解析シミュレーションにより検証した．さらに，水を冷却流体として供給し，スピンドルの回転数の違いによる温度変化，各冷却条件における冷却効果を実験的に明らかにし，シミュレーションとの比較を行った．