KR0118163Y1 - 선반 장착식 연삭기의 크라운 가공장치 - Google Patents

Abstract

본원 고안은 손쉽게 크라운량을 조정할 수 있으며 가공정밀도가 높으며 그 구조가 매우 간단한 콤팩트한 선반 장착식 연삭기를 제공하기 위한 것으로서 이를 위해

선반의 이송작업대상에 장착되는 베이스부재와 이 베이스부재 상부로 설치되는 연삭숫돌과 구동모우터등의 연삭기 본체와를 포함하여 구성되는 선반 장착식 연삭기에 있어서,

상기 연삭기 본체를 고정지지하며 선반의 중심축과 직각방향으로 이송가능토록 2열 이상의 직선이송용 볼베어링을 개재하여 상기 베이스부재 상에 얹혀지도록 설치되는 수평이송부재와;

상기 베이스부재의 후방으로 설치되며 가공되는 원호에 대응하는 캠면을 보유하는 캠판과;

인장스프링의 인장력에 의해 상기 캠판에 항상 당접하고 있으며 그의 일측의 힌지축을 기점으로 상기 캠판의 회전시에 좌우 회동하는 회동부재와;

상기 수평이송부재 일측에 고정설치되며 스크류축을 따라 그의 축방향으로 이송되는 이송구 선단의 회전로울이 상기 회동부재의 측면에 압접되는 크라운 조정구와;

상기 수평이송부재를 항상 후방으로 끌어당기도록 작용하는 인장스프링과;

상기 캠판을 회전시키기 위하여 감속기어장치와 스텝핑 모터와로 구성된 캠판구동부 및

상기 연삭숫돌이 가공소재의 전체 길이를 통과하는 이송시간에 대응하여 상기 캠판이 최소직경부와 최대직경부 사이의 180° 구간을 왕복 회동하도록 제어하는 제어장치 와로 구성되어 있다.

Description

선반 장착식 연삭기의 크라운 가공장치

제 1 도는 본 고안 연삭기의 외부사시도

제 2 도는 본 고안 크라운량 조정장치를 평면에서 나타낸 개략도

제 3 도는 본 고안 크라운량 조정장치를 측면에서 나타낸 개략도

제 4 도는 ab는 캠판의 캠의 곡면 설정방법의 설명도

제 5 도는 제어블록도

제 6 도는 크라운량 조정 원리를 설명하는 설명도

＊ 도면의 주요 부분의 부호의 설명 ＊

1 : 베이스부재 2 : 수평이송부재

3 : 직선이송용 볼베어링6 : 제어장치

7 : 캠판10 : 캠판구동부

13 : 힌지축14 : 회동부재

16 : 로울러17 : 인장스프링

18 : 크라운량 조정구20 : 나사축

21 : 핸들22 : 이송구

23 : 회동로울러24,24´ : 인장스프링

25,25´ : 기준점26 : 리미트스위치

본원 고안은 선반에 장착하여 사용하는 연삭기로서 특히 크라운(crown)량 조절장치에 관한 것이다.

종래 선반 가공이 끝난 원통형 제품의 마무리 가공을 위하여서는 별도 연삭기로 옮겨서 정밀 가공하게 되는데 연삭기가 매우 고가이고 설치 장소가 필요하며 중심축을 맞추는데 시간이 소요되는 단점이 있게 된다.

이와 같은 점을 해소하기 위하여 선반에 직접 장착시켜 연마가공할 수 있는 소형의 연삭기가 제안되었는 바 이는 가공소재의 이동이 없어 중심축이 정확히 설정되어 있는 상태에서 가공하게 되므로 정밀 정도가 별도 대형 연삭기에 의한 것과 비교하여 결코 뒤지지 않게 되며 큰 비용이 필요치 아니한 장점이 있는 것이다.

이와같은 방식의 연삭기는 선반의 리이드 스크류축의 이송에 따라 베드면상에서 좌우로 이송하면서 연삭하게 되며 연삭 깊이의 조정등은 모두 기존의 선반 장치의 기능을 이용하는 장점이 있게 된다.

그런데 특별한 가공 예를 들면 장척물등의 크라운 가공을 위하여는 특수한 장치와 이를 제어하기 위한 제어장치가 필요하나 소재의 길이와 진행시간과 크라운량등 변수가 많은 반면 스크류축 이송방향과 직각방향으로 후퇴하도록 제어하는 방식이어서 각기 다른 크라운량과 운전조건에 따라 이들을 충족시켜 줄수 있는 조건의 장치를 제공하기 위하여서는 그 구조가 복합하고 이를 제어하기 위한 프로그램이 너무 복잡하고 이를 실행할 스텝핑 모우터가 매우 정밀한 고가의 것을 사용하지 아니하면 아니되어 적은 비용으로 선반에 장착시켜 사용하는 연삭기라는 본래의 취지를 살릴 수 없는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 극히 간단하고 손쉽게 크라운량을 설정할 수 있으며 가공정밀도가 높으며 콤팩트한 구조의 크라운 가공 연삭기를 제공하는 데 있다.

본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위하여

선반의 이송작업대상에 장착되는 베이스부재와 이 베이스부재 상부로 설치되는 연삭숫돌과 구동모우터등의 연삭기 본체와를 포함하여 구성되는 선반 장착식 연삭기에 있어서,

상기 연삭기 본체를 고정지지하며 선반의 중심축과 직각방향으로 이송 가능토록 2열 이상의 직선이송용 볼베어링을 개재하여 상기 베이스부재 상에 얹혀지도록 설치되는 수평이송부재와;

상기 베이스부재의 후방으로 설치되며 가공되는 원호에 대응하는 캠면을 보유하는 캠판과;

인장스프링의 인장력에 의해 상기 캠판에 항상 당접하고 있으며 그의 일측의 힌지축을 기점으로 상기 캠판의 회전시에 좌우 회동하는 회동부재와;

상기 수평이송부재 일측에 고정설치되며 스크류축을 따라 그의 축방향으로 이송되는 이송구 선단의 회전로울이 상기 회동부재의 측면에 압접되는 크라운량 조정구와;

상기 수평이송부재를 항상 후방으로 끌어당기도록 작용하는 인장스프링과;

상기 캠판을 회전시키기 위하여 감속기어장치와 스템핑 모터와로 구성된 캠판구동부 및

상기 연삭숫돌이 가공소재의 전체 길이를 통과하는 이송시간에 대응하여 상기 캠판이 최소직경부와 최대직경부 사이의 180° 구간을 왕복 회동하도록 제어하는 제어장치와로 구성되어 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상술한다.

제 1 도는 본 발명 크라운 연삭 가공기의 외부 사시도이며

제 2 도는 본 발명의 크라운량 조정 기구를 평면에서 나타낸 개략도이며

제 3 도는 제 2 도의 측단면도이다.

도면중 부호 1은 선반의 이송작업대상에 장착되어 고정되는 베이스부재이며 이 베이스부재(1) 상부로는 수평이송부재(2)가 얻혀지며 이 수평이송부재(2)는 리이드스크류축 방향에 대하여 직각방향으로 이송 가능하도록 상기 베이스부재(1)와의 사이에 2열 이상의 직선이송용 볼 베어링(3)을 개재하여 얹혀져 있다.

이 수평이송부재(2)의 상부면에는 연삭숫돌(4)과 이 연삭숫돌(4)을 회전시키는 구동모터(5)등으로 구성된 연삭기 본체가 장착되며 상기 연삭기 본체 후방으로 후술되는 제어장치(6)가 위치한다. 베이스부재(1)의 후방부재상에는 캠판(7)이 설치되며 이 캠판(7)은 감속기어장치(8)와 스테핑 모터(9)와로 이루어진 캠판구동부(10)로부터의 동력을 받아 최소직경부(11)에서 최대직경부(12)사이의 180° 구간을 왕복 회동하며 이를 위해 스테핑 모터(9)는 제어장치(6)의 구동신호에 따라 정·역구동된다.

상기 캠판(7)의 선단부쪽(도시된 상태로는 좌측)에는 베이스부재(1)에 고정된 힌지축(13)을 중심점으로 일정각도 범위, 정확히는 상기 캠판(7)의 최소·최대 직경차에 대응하는 각도범위만큼 회동하는 회동부재(14)가 마련되어 있으며 이 회동부재(14)는 상기 캠판(7)의 축(15)과 동일 수평선상에 마련한 회동가능한 로울러(16)가 회동부재(14) 끝단에 그와 직각방향으로 힘을 가하는 인장스프링(17)의 인장력에 의해 항상 캠판(7)에 당접하는 구조로 설치되어 있다. 로울러(16)가 설치된 회동부재(14)의 반대편 측에는 크라운량 조정구(18)가 상기 수평이송부재(2)의 끝단에 일체로 돌설한 두개의 고정구(19)(19´)에 의하여 고정 설치된다.

크라운량 조정구(18)는 상기 두개의 고정구(19)(19´)에 의해 지지되는 나사축(20)과 그의 끝단에 고정된 핸들(21)과 상기 나사축(20)과 계합되어 핸들(21)의 회동시 나사축(20)을 따라 그의 축방향으로 전진 또는 후퇴하는 이송구(22)와 이송구(22)에 마련된 회동로울러(23)와로 구성되며 수평이송부재(2)의 양단과 베이스부재(1) 후단부가 2개의 인장스프링(24)(24´)에 의해 연결되어 있어 인장스프링(24)(24´)의 인장력에 의해 상기 회동로울러(23)가 항상 회동부재(14)의 측면에 압접하게 된다.

한편 상기 캠판(7)은 중심선을 기준하여 찌그러진 복숭아 형상으로 한쪽 캠면은 볼록한 형태의 크라운 가공에 사용하여 반대쪽 캠편은 오목한 형태의 크라운 가공에 사용하게 된다.

캠판(7)에는 오목한 형태와 볼록한 형태 가공을 위한 2개의 기준점(25)(25´)이 설정되어 있으며 이들 기준점을 감지하는 리미트스위치(26)가 마련되어 있다. 두 개의 기준점은 각기 높이가 다르게 볼트등을 캠판(7)으로부터 돌설한 형태를 취할 수 있으며 리미트스위치(26)는 2단으로 설계되어 캠판(7)의 회전시 지나는 기준점(25)(25´)을 그 높이에 대응하는 각단에서 감지하여 제어장치(6)를 통하여 스테핑모터(9)를 정지시키므로써 캠판(7)이 기준위치에 위치하게 된다.

제 4 도는 캠판의 캠면을 가공하는 방법을 도시한 것으로 반지름 r인 원에서 현의 길이 L을 취하여 반쪽 호부분을 같은 간격으로, 예를 들면 10등분하게 된다.

호의 끝부분인 모서리부로부터 각 등분점을 A₀, A₁, A₂…… A₁₀순으로 부호를 부여하고 각 등분점으로부터 호를 향하여 수선을 그은 후 각각의 수선의 길이에 대하여 B₁, B₂…… B₁₀의 부호를 부여하고 각각의 수선의 길이차를 C₁, C₂…… C₁₀으로 표시한다.

캠판(7)은 회전축중심 0를 기준하여 최소직경의 길이를 D₀, 최대 직경의 길이를 D₁₀으로 설정하여 180°를 10등분 한후 축중심 0로부터의 길이를 D₀, D₁, D₂…… D₁₀으로 표시한다.

이때 캠판(7)의 반지름은 D₁= D₀+ C₁, D₂= D₁+ C₂…… D₁₀= D₉+ C₁₀으로 주어지며 최대직경부(D₁₀)의 반지름 길이는 임의로 정한 최소직경부(D₀) 길이에 B₁₀을 더한 값이 되는 것이다.

캠판(7)의 나머지 반부분은 최대직경부(D₁₀)를 기준점으로 점차 줄어드는데 198° 위치의 직경 D₁₁은 D₁₀- C₁, 342° 위치인 D₁₉는 D₁₈- C₉이므로 결국 중심점을 지나는 모든 선의 길이가 일정한 등식이 성립하여 캠판(7)의 형상은 중심점을 기준하여 약간 찌그러진 복숭아 형상을 갖게 된다.

여기서는 이해를 돕기 위하여 10등분을 하여서 설명하였으나 그 이상의 등분을 할 경우 보다 정밀하게 캠면의 가공을 할 수 있게되며 반지름 r과 L은 임의의 상수로 주어지며 이에 따라 B₁₀의 값이 결정되고, r,L의 값은 제어장치(6)에서 별도 프로그램을 통해 크라운가공을 위한 상수값으로 사용된다.

제 5 도는 제어블록도로서 제어장치(6)는 스텝핑모터(9)와 캠판(7)의 기준점을 검출하기 위한 리미트스위치(26)를 제어하게 된다. 제어장치(6)의 스위치보드판넬에 있는 전원스위치를 온 시킨 후 곡면가공 스위치를 평행, 오목, 블록 가공 위치 중 해당 위치로 조정한다. 컨케이브 크라운 가공으로 스위치를 조정하였다면 스텝핑모우터(9)가 구동하여 리미트스위치(26)가 캠판(7)의 해당 기준점을 검출하여 세팅시킨다.

리이드스크류축이 소재의 전체 길이를 이송하는데 소요되는 시간과 크라운량을 입력하고 절삭 깊이를 조정한 후 선반과 연삭기를 구동시키면 연삭숫돌(4)이 소재의 중앙부에 위치하도록 구동되는 동안 제어장치(6)는 스테핑모우터(9)를 구동하여 캠판(7)을 180° 회동시키며 그 이후 제어장치(6)는 캠판(7)을 역구동 시키도록 제어한다. 캠판(7)이 180° 구간을 정·역 회동하면 1회 작업이 완료되는 것이며 다시 절삭깊이를 조정한 후 소재의 중앙부 또는 끝부분의 직경이 주어진 치수가 될 때까지 작업을 반복하게 되는 것이다.

이하에 본원 발명의 크라운량 조정방법을 보다 구체적으로 상술한다.

크라운량을 조절하는 방법을 제 6 도를 참조하여 설명하면 길이 ℓ은 회동부재(14)의 힌지축(15)과 로울러(16)의 중심점까지의 길이이며 B₁₀은 캠판(7)의 최대 ·최소직경차이다.

따라서 캠판(7)이 최소직경부를 기준점으로 180° 회동하면 회동레버의 로울러(16)의 중심점은 좌측으로 B₁₀만큼 이동하게 되며 이와 압접하고 있는 크라운량 조정구(18)가 그만큼 좌측으로 이동하므로 이를 고정하고 있는 수평이송부재(2)가 베이스부재(1)상의 베어링(3)의 안내를 따라 좌측으로 이송된다.

따라서 크라운량의 조정은 이송구(22)가 회동레버(14)의 힌지축(13)에 위치하고 있으면 캠판(7)의 회동여부에 관계없이 수평이송부재(2)가 이송되지 아니하므로 크라운량은 0, 즉 크라운가공이 일어나지 않게 되며 핸들(21)을 돌려서 힌지축(13)의 반대쪽으로 이송구(22)를 이송시키면 크라운 가공을 위한 이송 편차가 비례적으로 증가하게 되는 것이다. 한편 크라운량의 조절을 쉽게 할 수 있도록 크라운량 조정기구(18)의 상부는 투명투시창으로 하고 힌지축(15)을 0으로하여 눈금을 표시하게 되는데 캠판의 중심축선상에 이송구(22)가 위치할 때의 크라운량의 표시 눈금은 캠판의 최대·최소직경차가 되며 이송구(22)가 핸들(21)쪽으로 갈수록 크라운량은 비례적으로 점점 커지는 바 투시창의 눈금을 보고 핸들(21)을 돌려서 쉽게 크라운량을 조정할 수 있다.

이상과 같은 본원 고안에 의하면 캠판(7)과 회동레버(16) 및 크라운량 조정기구(18)를 사용하여 매우 손쉽게 크라운량을 조정할 수 있어 그 구조가 간단하고 정밀성이 높으며 콤팩트한 크라운 가공 연삭기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 선반의 이송작업대상에 장착되는 베이스부재와 이 베이스부재 상부로 설치되는 연삭숫돌과 구동모우터등의 연삭기 본체와를 포함하여 구성되는 선반 장착식 연삭기에 있어서,

   상기 연삭기 본체를 고정지지하며 선반의 중심축과 직각방향으로 이송가능토록 2열 이상의 직선이송용 볼베어링을 개재하여 상기 베이스부재 상에 얹혀지도록 설치되는 수평이송부재와;

   상기 베이스부재의 후방으로 설치되며 가공되는 원호에 대응하는 캠면을 보유하는 캠판과;

   인장스프링의 인장력에 의해 상기 캠판에 항상 당접하고 있으며 그의 일측의 힌지축을 기점으로 상기 캠판의 회전시에 좌우 회동하는 회동부재와;

   상기 수평이송부재 일측에 고정설치되며 스크류축을 따라 그의 축방향으로 이송되는 이송구 선단의 회전로울이 상기 회동부재의 측면에 압접되는 크라운량 조정구와;

   상기 수평이송부재를 항상 후방으로 끌어당기록 작용하는 인장스프링과;

   상기 캠판을 회전시키기 위하여 감속기어장치와 스텝핑 모터와로 구성된 캠판구동부 및

   상기 연삭숫돌이 가공소재의 전체 길이를 통과하는 이송시간에 대응하여 상기 캠판이 최소직경부와 최대직경부 사이의 180° 구간을 왕복 회동하도록 제어하는 제어장치 와로 구성됨을 특징으로 하는 선반 장착식 연삭기의 크라운 가공장치
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 크라운량 조정구의 상부는 크라운량을 눈금이 표시된 투시창이 마련됨을 특징으로 하는 선반장착식 연삭기의 크라운 가공장치