KR0167413B1 - 다축 자동선반용 주축대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다축 자동선반의 주축대에 관한 것으로, 특히 재료를 척킹하여 고속으로 회전시키는 다수의 스핀들이 구비된 다축 자동선반의 주축대에 있어서, 테이퍼 홀이 천공된 스핀들하우징, 및 상기 다수의 스핀들을 회전가능하게 지지하며, 상기 스핀들하우징에 삽입된 원추형 스핀들캐리어를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 다축 자동선반의 테이퍼형 주축대에 관한 것이다.

Description

다축 자동선반용 주축대

제1도는 일반적인 다축 자동선반을 개략적으로 나타낸 구성도.

제2도는 종래 기술에 따른 다축 자동선반용 주축대의 요부인 원통형 스핀들캐리어를 나타낸 사시도.

제3도는 본 발명의 요부인 테이퍼형 스핀들캐리어를 나타낸 사시도.

제4도는 제3도의 테이퍼형 스핀들캐리어가 주축대에 결합된 상태를 나타낸 다축 자동선반의 일실시예 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 주축대 2 : 스핀들

3 : 심압대 4 : 주축

5,10 : 스핀들캐리어 6,11 : 스핀들하우징

7 : 유압실린더 8,12 : 베어링

10A : 테이퍼형 외주면

본 발명은 주축(central shaft)의 방사선상으로 다수의 스핀들(spindle)을 장착한 다축 자동선반용 주축대에 관한 것으로, 특히 각 스핀들을 지지하는 스핀들캐리어(spindle carrier)를 테이퍼지게 형성하여 그의 회동각도를 정확하게 유지하여 스핀들에 척킹된 소재를 고정밀도로 가공할 수 있는 다축 자동선반용 주축대에 관한 것이다.

일반적으로, 다축 자동선반이란, 제1도에 도시된 바와 같이, 주축대(1)에 구비된 스핀들캐리어(5)의 방사상에 다수의 스핀들(2)이 내장되며, 상기 스핀들(2)과 매칭되도록 공구대(도시되지 않음) 및 심압대(3)가 설치되어, 상기 스핀들(2)을 고속으로 자전시키고, 주축(4)에 대해 60°씩 공전시키면서 상기 스핀들(2)의 코레트(2A)에 척킹된 소재에 설정된 다수의 공정을 순차적으로 수행하므로써, 기계부품 또는 전기부품 등을 가공하는 선반을 말한다.

그러면, 첨부된 제1도 및 제2도를 참조하여 종래의 다축 자동선반용 주축대에 대해 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 종래의 다축 자동선반용 주축대는, 스핀들하우징(6)과, 상기 스핀들하우징(6)에 회동가능하도록 내장되는 원통형상의 스핀들캐리어(5)가 구비된다. 여기서, 상기 스핀들캐리어(5)는 주축대(1)의 후단부에 장착된 인덱싱장치(도시되지 않음)에 의해 60°씩 회동되며, 인덱싱된 후, 상기 스핀들캐리어(5)는 고정장치(도시되지 않음)에 의해 인덱싱된 위치를 정확하게 유지하게 된다.

그리고, 상기 스핀들캐리어(5)의 중앙부에는 주축(4)의 일부가 회전가능하도록 삽입되고, 상기 스핀들캐리어(5)의 방사상으로는 60°의 간격으로 6개의 스핀들(2)이 회전가능하도록 삽입된다. 여기서, 상기 스핀들(2)은 주축(4)으로부터 회전력을 전달받아 자전하며, 상기 회전은 그와 스핀들캐리어(5) 사이에 장착된 다수의 베어링(8)에 의해 원활하게 이루어진다. 또한, 상기 스핀들(2)은 스핀들캐리어(5)의 인덱싱에 의해 60°씩 공전하게 된다.

미설명부호 7은 인덱싱 후, 주축(4)을 축방향으로 가압하여, 상기 스핀들캐리어(5)를 스핀들하우징(6)의 단부측으로 밀착시키는 유압실린더를 나타낸다.

상기와 같이 구성된 종래의 다축 자동선반은, 주축(4)을 구동시켜 소재를 척킹하고 있는 스핀들(2)을 회전시킴에 따라, 상기 스핀들(2)에 척킹된 소재가 고속으로 회전하게 되고, 공구대에 설치된 여러 가지 공구에 의해 홈형성작업, 테이퍼작업, 절단작업, 나사전조작업 등을 수행한다. 또한, 상기 소재에는 심압대(3)에 설치된 공구에 의해 밀링 및 암나사깎기 등의 작업으로 가공될 수도 있다.

그리고, 상기 소재에 한가지 공정이 수행되고 나면, 인덱싱장치가 구동하여 스핀들캐리어(5)를 60°회동시키고, 이에 따라 상기 소재는 다음 작업을 위한 위치로 이동되어 계속적으로 다음 공정에 의해 가공된다.

상기와 같은 일련의 과정을 수행하는 다축 자동선반의 주축대에서, 제2도에 도시된 바와 같이, 스핀들캐리어(5)가 원통형상으로 형성되어 스핀들하우징(6)에 약간의 유격을 두고 끼워지는 구조로 되어 있다. 그리고, 상기 스핀들(2)의 자전에 따라 베어링(8) 부분에서 발생되는 마찰열은 스핀들캐리어(5)를 통하여 스핀들하우징(6)에 전달되어 외부로 방출된다.

이 과정에서, 스핀들캐리어가 열팽창되며, 이때 열팽창의 정도가 스핀들하우징과의 유격을 넘게되면, 스핀들캐리어가 스핀들하우징에 끼워맞춰져 인덱싱작업이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

이에 따라, 종래에는 스핀들캐리어의 열팽창계수를 산정하여 미리 상기 스핀들캐리어와 스핀들하우징 사이에 적정한 유격을 가지도록 제작하였으나, 이때에는 스핀들캐리어가 스핀들하우징 내에서 요동치게되어, 스핀들에 척킹된 소재의 가공 정밀도를 유지하기 곤란한 문제점이 있었다.

한편, 상기 문제점을 해결하기 위하여 스핀들캐리어의 회동각과 각 공정의 스핀들 위치와 공구대 및 심압대의 위치를 컴퓨터를 이용한 전자제어방식에 의해 제어하는 장비가 개발되었으나, 장비가 상당히 고가여서 일반화되기 어려운 문제점이 있으며, 여전히 스핀들하우징과 스핀들캐리어 사이의 유격을 고려하여 장비를 설계해야 하는데 다른 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 스핀들하우징과 스핀들캐리어가 이격되어 있지 않으면서도, 열팽창된 스핀들캐리어가 스핀들하우징 내에서 정확한 각도로 회동될 수 있도록 구현하여, 소재가 정위치된 상태에서 신뢰성있게 가공되도록 하고, 소재의 가공작업에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있는 다축 자동선반용 주축대를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 주축으로부터 회전력을 전달받으며, 소재를 척킹하여 고속으로 회전시키는 6개의 스핀들이 구비된 다축 자동선반의 주축대에 있어서, 내측에 테이퍼진 홀이 천공된 스핀들하우징; 및 상기 스핀들을 회전가능하게 지지하며, 상기 스핀들하우징의 홀에 회동가능하도록 삽입되되 상기 스핀들하우징의 내주면에 밀착되도록 테이퍼 형상의 외주면을 가진 스핀들캐리어를 포함하는 다축 자동선반용 주축대를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명한다.

본 발명의 다축 자동선반용 주축대는, 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이, 중앙에 테이퍼진 홀이 천공된 스핀들하우징(11)과, 상기 스핀들하우징(11)에 내장되어 홀의 면에 밀착되도록 테이퍼진 외주면(10A)을 가진 스핀들캐리어(10)를 구비한다. 여기서, 상기 테이퍼 형상인 스핀들캐리어(10)의 중심축과 상기 주축(4)의 중심축은 일치된다. 이때, 상기 스핀들캐리어(10)의 경사는 5.5°∼6°인 것이 바람직하다.

이와 같은 스핀들캐리어(10)는 주축대의 일단부에 장착된 인덱싱장치(도시되지 않음)에 의해 스핀들하우징(11) 내에서 60°씩 회동된다. 이때, 상기 스핀들캐리어(10)의 인덱싱된 위치는 스핀들캐리어(10)의 일단부에 장착된 고정장치(도시되지 않음)에 의해 유지된다.

그리고, 상기 스핀들캐리어(10)의 중앙에는 주축(4)의 일측부가 삽입되며, 상기 주축(4)은 장비의 가동시 고속으로 회전된다.

또한, 상기 스핀들캐리어(10)에는 주축(4)과 치합된 다수(도시예에서는 6개)의 스핀들(2)이 주축(4)의 방사선 상에 60°간격으로 장착되며, 각 스핀들(2)의 일단부에는 소재를 척킹 및 척킹해제하도록 형성된 코레트(2A)가 구비되고, 상기 스핀들(2)의 타단부에는 코레트(2A)를 전진 및 후진시켜 소재를 피딩하는 척킹장치(도시되지 않음)가 장착된다.

한편, 상기 스핀들캐리어(10)와 스핀들(2) 사이에는 다수의 베어링(12)이 장착되며, 상기 베어링(12)은 주축(4)의 회전력을 전달받은 스핀들(2)이 스핀들캐리어(10)내에서 고속으로 회전할 수 있도록 한다. 여기서, 상기 스핀들(2)의 고속회전시, 베어링(12)에서는 마찰열이 발생되며, 이 열에 의해 스핀들캐리어(10)가 팽창된다. 이때, 상기 스핀들캐리어(10)는 테이퍼 형상으로 이루어져 있으므로, 상기 스핀들캐리어(10)는 팽창하면서 스핀들하우징(11)의 내주면을 따라 미끄러져 외측으로 이동된다.

따라서, 각 스핀들(2) 및 그에 척킹된 소재는 주축(4)의 회전력을 전달받아 스핀들캐리어(10) 내에서 고속으로 자전되면서, 스핀들캐리어(10)가 인덱싱장치에 의해 60°씩 회동됨에 따라, 스핀들하우징(11)에서 주축(4)을 중심으로 60°씩 공전된다.

미설명부호 7은, 스핀들캐리어(10)의 인덱싱 후, 주축(4)을 스핀들하우징(11)에 대하여 가압하므로써, 상기 스핀들캐리어(10)를 스핀들하우징(11)의 일단부측으로 밀착시키는 유압실린더를 나타낸다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 다축 자동선반용 주축대의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 장비가 구동하여 주축(4)이 회전함에 따라 스핀들캐리어(10)에 장착된 스핀들(2)이 회전되면, 상기 스핀들(2)에 척킹된 소재는, 그의 위치에서, 심압대 및 공구대에 장착된 바이트 등과 같은 공구에 의해 홈가공 또는 테이퍼가공 또는 절단가공등과 같은 공정이 수행된다. 여기서, 상기 베어링(12)에서는 스핀들(2)의 고속회전에 의해 마찰열을 발생시키며, 상기 열에 의해 스핀들캐리어(10)가 열팽창된다. 이때, 상기 열팽창된 스핀들캐리어(10)는 스핀들하우징(11)의 내주면을 따라 제4도에서 우측방향으로 소정거리만큼 밀려나오게 되므로, 열팽창된 스핀들캐리어(10)는 스핀들하우징(11)에 끼워맞춤되지 않고 계속적으로 회동될 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 다축 자동선반용 주축대는, 스핀들캐리어가 열팽창될 경우, 테이퍼진 형상에 의해 팽창된 스핀들캐리어가 스핀들하우징으로부터 소정거리만큼 축방향으로 이동하게 되므로, 상기 스핀들캐리어가 스핀들하우징에 끼워맞춤되는 것을 방지하게 되며, 이에 따라 상기 스핀들캐리어와 스핀들하우징의 설계시 열팽창을 대비한 간격을 고려할 필요가 없으므로 제작이 용이함과 동시에 제작비가 저렴하게 되는 효과가 있다.

또한, 스핀들캐리어를 60°회동시킨 후, 축방향으로 압력을 가하여 스핀들캐리어를 스핀들하우징에 밀착시키므로써, 상기 스핀들캐리어와 스핀들하우징 사이가 이격되지 않게 되므로, 가공시, 스핀들에 척킹된 소재가 절삭위치에 정위치되어 작업의 정밀도를 향상되는데 다른 효과가 있다.

Claims (2)

1. 주축으로부터 회전력을 전달받으며, 소재를 척킹하여 고속으로 회전시키는 6개의 스핀들이 구비된 다축 자동선반의 주축대에 있어서, 내측에 테이퍼진 홀이 천공된 스핀들하우징; 및 상기 스핀들을 회전가능하게 지지하며, 상기 스핀들하우징의 홀에 회동가능하도록 삽입되되 상기 스핀들하우징의 내주면에 밀착되도록 테이퍼 형상의 외주면을 가진 스핀들캐리어를 포함하는 다축 자동선반용 주축대.
2. 제1항에 있어서, 상기 스핀들캐리어의 중심축이 상기 주축의 중심축과 일치되는 다축 자동선반용 주축대.