KR100308798B1 - 공구연마기 - Google Patents

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Abstract

스탠드(2)애 의하여 지지되고, 수평으로 배치된 작업판(1()), 공작물(200)을 수용하고, 작업판(10)위에 부착되어 있는 공작물 홀더(2O) 및 수직으로 배치되고, 선반(36)에 의하여 수직으로 뻗어있는 축 둘레를 선회할 수 있는 연마지주(32)에 장착되어 있고, 연마공구(300)를 수용하는 연마헤드(30)등이 달려있는 공구연마기로서, 선반(36)이 작업판(10) 아래에서 스탠드(2)와 합체되게 배치되어 있고, 연마지주(32)용의 지지암(34)이 제공되어 있고, 이러한 지지암은 그 일당부에서 선반(36)과 고정결합되어 있고, 또다른 단부에서는 작업판(10)을 거처 측면으로 안내됨으로써 거기에 부착되어 있는 연마지주(32)가 작업판(10) 둘레를 선회할 수 있게 되어 있다.

Description

공구 연마기
본 발명은 스탠드에 의하여 지지되고 수평으로 배치된 작업판과, 작업판 위에 제공되어 공작물을 수용하는 공작물 홀더와, 수직으로 배치되어 있고 선반에 의하여 수직으로 뻗어있는 회전축 둘레를 선회할 수 있는 연마 지주에 장착되어 있고 연마 공구를 수용하는 연마 헤드가 달려있는 공구 연마기에 관한 것이다.
이와 같은 공구 연마기는 오래 전부터 공지되어 있고, 특히 절삭공구의 날을 다시 세우는 것과 같이, 절삭공구를 수리하는데 이용되며, 여기에서는 절단날의 크기를 가능한 한 그대로 유지하면서 단부를 날카롭게 다시 만들어야 한다. 위에서 말하는 절삭공구는 절단규모가 특정되어 있는 특별공구뿐 아니라, 윤삭기, 천공기, 송곳류 등의 형태로 된 표준공구를 말한다.
이러한 공구 연마기들은 대부분 스탠드 위에 장착되어 있고, 이 스탠드에는 연마기를 조작하는데 필요한 구성부품들도 포함되어 있다. 이와 같은 구성부품들로서는 먼저 스탠드 상에 부착되어 있고, 수평으로 배치된 작업판을 들 수 있으며, 이 작업판은 대개 고도로 정밀하게 제작되어 있고, 특히 홈의 형태로 다른 부품들을 고정시킬 수 있게 되어 있다.
작업판 위에는 가공대상 공작물을 수용하는 공작물 홀더가 부착되어 있다.
공작물 홀더에는 예를 들면, 세로 방향뿐 아니라, 가로 방향으로도 신속히 이동할 수 있는 세로 지지물과 가로 지지물이 제공되어 있다. 그 외에도, 공작물스핀들이 개별적으로 또는 세로 지지물과 결합하여 회전할 수 있기 때문에, 회전 운동과 전후진 운동을 임의로 병행할 수 있다.
공구의 가공은 연마 공구, 예를 들면, 연마 헤드에 교환할 수 있게 부착되어 있는 연마 디스크에 의하여 행하여진다. 이러한 연마 헤드는 필요에 따라 여러 축으로 이동할 수 있기 때문에, 어떠한 윤곽선이라도 따라갈 수 있다. 이를 위하여 연마 헤드는 수직으로 배치되어 있고, 높이를 조절할 수 있는 장치가 제공되어 있는 연마 지주에 장착되어 있으며, 이러한 연마 지주는 수직으로 뻗어있는 축 둘레를 선회할 수 있게 선반에 제공되어 있다. 선반도 작업판 위에, 연마 디스크가 공작물 쪽을 향하여 있도록 공작물 홀더와 인접하여 장착되어 있다. 본 발명에 의한 이와 같은 공구 연마기는 예를 들면, 크리스텐 회사 (스위스 바베른-베른 소재)의 안내서 "크리스텐 제품 공구 연마기, AU-150 만능공구 연마기" (4-7면)에 상세히 소개되어 있다.
이러한 공구 연마기는 원칙적으로는 정평을 가지고 있으나, 일련의 단점을 지니고 있다. 특히, 연마 지주를 지지하고 있는 선반을 포함하여, 연마 지주가 차지하는 자리의 수요가 커서 작업 범위가 현저히 제한되기 때문에, 대개는 넓은 작업판이 달린 스탠드를 사용할 필요가 있다. 이로 인하여 설치 면적을 더 크게 잡아야 할뿐만 아니라, 이와 같은 공구 연마기의 가격도 크게 비싸진다. 또 다른 단점은 선반이 실제로 가공 작업이 행하여지는 구역 바로 아래에 놓여 있어서, 날려서 떨어지는 연마 입자 등으로 인하여 오손될 위험이 매우 높다는 점이다. 따라서, 특수한 덮개를 제공하는 경우가 많으나, 이는 조작에 지장을 준다.
본 발명의 과제는 전술한 종류의 공구 연마기를 개량하여, 전술한 단점들이 제거된 공구 연마기를 제공하는 것이다. 이와 같은 공구 연마기는 특히 가능한한 조밀하게 구성하고, 작업영역에 지장을 주지 않는 상태로 쉽게 접근할 수 있어야 한다.
이러한 과제는 전술한 공구 연마기에 있어서, 선반이 작업판 아래에서 스탠드 내에 합체되어 있고, 연마 지주용 지지암이 제공되어 있고, 이러한 지지암의 일단부는 선반과 고정 결합되어 있고, 또 다른 단부는 작업판을 거쳐 외측으로 안내되어, 거기에 부착되어 있는 연마 지주가 작업판 둘레를 선회할 수 있게 되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 연마기에 의하여 해결된다.
본 발명은 연마 지주가 고정되어 있는 선반을 작업판 위에 정착시키지 아니하고, 그 아래에서 스탠드에 합체시킨다는 아이디어에 근거한 것이다. 따라서, 작업판 아래쪽으로 선반을 쉽게 집어넣을 수 있는 충분한 자리를 이용할 수 있게 된다. 그 외에도, 연마 헤드가 선회운동을 할 수 있게 하기 위하여, 이를 지지하는 연마 지주가 지지암에 고정되어 있고, 이러한 지지암은 한편으로는 선반에 고정되어 있고, 다른 한편으로는 연마 지주를 수용할 수 있도록 스탠드에서 옆으로 안내된다. 이에 따라 연마 지주가 작업판 외측에 놓이게 됨으로써 작업영역이 사방에서 접근할 수 있도록 최적으로 된다. 이에 의하여 스탠드는 조밀하고, 자리를 여유 있게 구성할 수 있기 때문에, 종래와 비교하여 원가면에서 상당한 이점을 얻을 수 있다. 사방에서 작업 영역으로 접근할 수 있기 때문에 공작물이나 공구를 더 빨리 교체할 수 있다. 그 외에도, 연마 입자들이 작업판 아래로 떨어지고, 선반은 이러한연마입자들로부터 보호되도록 배치되어 있기 때문에, 선반이 연마 입자 등에 의하여 더럽혀지지 아니한다.
더구나, 연마 디스크는 연마점 또는 가공점이 정확히 회전점 상에, 다시 말하면, 선반의 회전축 상에 놓이도록 그 위치를 정할 수 있다. 이에 의하여 반경뿐 아니라, 직경도 문제없이 연마할 수 있다. 연마 디스크가 정확히 공작물의 회전축과 동렬상에 위치하기 때문에, 양측으로 원호 모양의 선회 운동이 생길 수 있다.
특히, 선반은 이중의 베어링장치가 되어 있어서 이제까지 공지되지 아니한 안정성을 달성할 수 있다. 구체적으로 말하면, 이것은 선반의 중앙을 관통하고, 선반의 위와 아래쪽으로 돌출하는 베어링 볼트를 제공함으로써 가능하다. 이와같이 돌출한 볼트의 양단부에는 스탠드의 내부와 작업판에 지지되어 있는 베어링이 제공되어 있다. 이러한 지지방식은 통상적으로 한쪽만을 지지하는 종래의 지지방식에 비하여 선반의 부하력을 크게 높임으로써 정밀성을 높일 수 있다. 특히, 연마 지주도 더 안정되게 실행할 수 있고, 연마 헤드의 높이 또는 경사를 조정하기 위한 모터와 같은 추가부품도 수용할 수 있다.
베어링으로서는 롤러 베어링, 특히 원추형 베어링을 사용하고, 이러한 베어링들을 최소한의 공간에서, 축방향과 방사상 방향으로 생기는 부하를 수용할 수 있는 위치에 배치하는 것이 바람직하다.
연마 지주와 연마 헤드는 아무리 복잡한 절단윤곽선도 따라갈 수 있도록 약 180°이상, 바람직하기로는 190°정도로 선회할 수 있게 하는 것이 유리하다.
조정 작업을 용이하게 하기 위하여, 정확히 정하여진 위치에서, 선반의 회전축에 대하여 동축적으로 작업판 상에 위치할 수 있는 조정 맨드릴이 제공되어 있다. 이에 의하여 연마 디스크는 최대한으로 정밀하게 회전점 내에 위치할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명은 더욱 상세히 설명하기로 한다.
제 1 도에 도시한 바와 같이, 공구 연마기에는 냉각제 장치(8)와 공구 보관함(6)을 포함하여 모든 구성요소 또는 구성부품들을 수용하는 스탠드(2)가 있다. 이러한 스탠드(2)에는 하나의 작업판(10)이 달려있고, 이 작업판은 수평으로 배치되어 있고, 평활하게 연마된 고정밀의 표면이 제공되어 있다. 작업판(10)은 스탠드(2)의 전장에 걸쳐 뻗어있고, 세로방향으로 파여 있는 홈(12)에 대하여 대칭적으로 실행된다. 홈(12)은 세로 지지물(22)과 가로 지지물(24)로 형성된 십자형의 왕복 활대로서, 공작물 홀더(20)를 수용하는 활대를 고정시키는데 이용된다. 이에 따라, 공작물 홀더(20)는 세로방향뿐 아니라, 가로방향으로도 이동할 수 있다. 공작물 홀더(20)는 예를 들면, 절단용 칼날을 세워야 하는 윤삭기와 같은 가공대상 공작물(200)을 수용한다.
이러한 가공작업을 위하여 연마 헤드(30)가 제공되어 있고, 이러한 연마 헤드는 공지된 방법으로 높이를 조절할 수 있게 연마 지주(32)에 장착되어 있다. 연마 지주는 수직으로 뻗어있도록 지지암(34)의 일단부에 배치되어 있다. 지지암(34)의 대향하여 있는 단부에는 선반(36)이 비틀리지 아니하도록 선반과 결합되어 있고 이 선반은 스탠드(2) 내에서 작업판(10) 아래에 위에서 상술한 방법으로 회전할 수 있게 장착되어 있다. 이에 의하여 연마 지주(32)는 연마 헤드(30)와 함께 수직으로 뻗어있는 선반(36)의 회전축 둘레를 선회할 수 있다. 선반(36)은 선반(36)의 회전축이 작업판(10)의 세로방향 중심선과 수직으로 교차하도록 배치한다. 이에 의하여 연마 헤드(30)에 부착시킬 수 있는 연마 디스크(300)가 정확히 회전 중심에 놓일 수 있고, 가공대상 공작물(200)과 중앙에서 일렬로 배열될 수 있다. 이와 같이 중앙에 위치함으로써 양측면에 대하여 대칭적인 선회운동이 실시될 수 있고, 이러한 선회운동은 가공대상 공작물(200)의 전면영역 내에서 반경의 가공을 가능하게 한다.
지지암(34)의 길이는 지지암이 전술한 선회운동이 방해를 받지 아니하고 행하여질 수 있을 만큼 스탠드의 바깥쪽으로 돌출하도록 정하여진다. 스탠드(2)도 지지암(34)의 선회범위 안에서, 연마 헤드(30) 또는 연마 지주(32)가 전술한 중앙위치로부터 양측면으로 약 90°정도로, 따라서 전체적으로는 약 180°정도로 선회할 수 있도록 작업판(10)의 영역 내에 형성되어 있다. 도시한 바와 같이, 지지암(34)과 맞닿는 스탠드(2)의 접촉면(x,y)이 190°의 각도를 이루도록 형성되어 있고, 스탠드(2)의 접촉부와 맞닿는 지지암(34)의 접촉면(x',y')도 스탠드(2)의 접촉면(x,y)과 완전 밀착될 수 있도록 형성되어 있기 때문에, 선회범위가 190°에 이르게 된다. 따라서, 가공대상 공작물(200)에 최적으로 접근할 수 있다. 이와 같은 접근가능성은 공작물(200)의 아래쪽에서 작업판(10)의 표면에 이르는 작업영역이 경우에 따라서는 내장에 의하여 완전히 지장을 받지 아니하며, 원칙적으로는 아래에서도 가공작업을 할 수 있게 되어 있어서, 종래의 공지된 공구 연마기에 비하여 크게 향상된다.
이러한 형상에 있어서는 연마작업에서 생기는 입자들이나 부스러기들이 선반의 베어링 영역 내에까지 도달하지 못하기 때문에, 선반이 오손될 위험이 전혀 없다. 더구나, 연마나 가공작업에서 생기는 입자나 부스러기 등을 작업판(10)으로부터 쉽게 제거할 수 있으며, 따라서 이 영역을 위한 특별한 덮개는 필요하지 않다.
선반(36)은 핸들(38)에 의하여 조작할 수 있다. 선반은 여기에서는 상세히 도시하지 아니한 기구에 의하여, 선반(36)을 클램프 장치(42) (제 2 도)를 거쳐 공지된 방식으로 고정시킬 수 있는 원하는 각위치 내에 정확히 자리잡게 할 수 있다. 이러한 클램프 장치(42)는 선반주축 고정핸들(40)을 거쳐 조작할 수 있다.
조정운동을 포함하여 전술한 모든 운동들은 수동식으로뿐 아니라, 부분자동 또는 완전자동식으로 행하여질 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면 선반(36)의 선회운동이나, 연마 헤드(30)의 높이조정 등을 실행하는 모터(도시 안됨)가 제공될 수 있다.
스탠드(2)에는 측면으로 프로그램에 의하여 제어작용을 하는 조작 데스크(4)가 부착되어 있는 지브(5)가 제공되어 있다. CNC 기계는 간편하고, 염가로 입수할 수 있는 건축석재를 사용하여 실현할 수 있다.
제 2 도는 선반(36)의 적당한 지지물을 도시한 것이다. 이는 이중지지에 관한 것으로서, 선반이 양측에서, 즉 위쪽과 아래쪽으로 지지되어 있다. 이를 위하여 층계단 모양으로 형성된 베어링 볼트(50)가 제공되어 있고, 이러한 베어링 볼트는 지지암(34)을 포함한 선반(36)을 비틀리지 아니하게 수용하고 있다. 이와 같은 베어링 볼트(50)는 지지암(34)의 위로 돌출하여 있고, 끝에는 롤러 베어링(52)이 달려있다. 이 롤러 베어링(52)은 원추형 베어링으로 형성되는 것이 바람직하다. 이에대향하여 있는 롤러 베어링(52)은 작업판(10) 내에 삽입되어 있다.
선반(36) 아래에는 또 다른 롤러 베어링(54)이 부착되어 있고, 방사상 방향으로 대향하여 기판(56)에 지지되어 있으며, 이 기판은 스탠드(2)에 부착되어 있다. 이 롤러 베어링(54) 또한 원추형 베어링으로 형성되는 것이 바람직하다. 롤러 베어링(54)은 축방향으로 조정 링(58)에 의하여 유지되고, 이 조정 링은 아래쪽으로부터 축방향으로 기판(56)상에 지지되어 있으며, 나사(60)로 고정되어 있다.
2 개의 롤러 베어링(52,54)을 사용함으로써 선반(36)과 지지암(34)에 대한 이중 지지를 매우 간단하면서도 장소 절약적으로 구성할 수 있다. 이는 필요부품들을 스탠드(2)내에 통합시키는 것을 용이하게 하는 동시에, 부하가 강한 경우에도, 이제까지 달성하지 못한 안정성도 제공한다.
선반(36)의 주어진 각위치를 확정하기 위하여 클램프 장치(42)가 제공되어 있다. 이러한 클램프 장치(42)는 나사(62)에 의하여 기판(56)에 부착되어 있고, 베어링 볼트(50)에 대하여 방사상으로 압력을 가함으로써, 선반(36) 및 베어링 볼트(50)를 고정시킨다. 조작은 스탠드(2)의 외측에 제공되어 있는 선반주축 고정핸들(40)에 의하여 행한다. 그 외에도, 도면에는 상세히 도시되지 아니하였으나, 핸들(38)을 거쳐 선회각을 미세하게 조정할 수 있는 조정장치도 제공되어 있다.
제 2 도의 단면도는 베어링 볼트(50)가 그 회전측에 의하여 작업판(10)의 세로축을 통하여 미리 제공된 절단평면 내에 정확히 배치되어 있는 것을 보여준다. 따라서, 조정 맨드릴(70)이 베어링 볼트(50)에 대하여 동축방향으로 배열되면서 작업판(10) 내로 삽입되며, 그 위치는 고도로 정밀하게 미리 주어지고, 연마디스크(300)를 일렬로 배열하는데 도움이 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 구성은 선반을 작업판 아래에 배치하는 것과 관련하여 설명되었지만, 이러한 구성은 다른 공작기계에서도 동일한 방식으로 실시할 수 있다. 이 때에는 공작기계가 수동식, 반자동식 또는 완전자동식이냐의 여부를 불문하기 때문에, 어떠한 공작물 홀더에도 사용할 수 있다.
제 1 도는 공구 연마기의 사시도.
제 2 도는 선반의 지지물을 확대 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
2: 스탠드 4: 조작 데스크
5: 지브(jib) 6: 공구 보관함
8: 냉각제 장치 10: 작업판
12: 홈 20: 공작물 홀더
22: 세로 지지물 24: 가로 지지물
30: 연마 헤드 32: 연마 지주
34: 지지 암 36: 선반
38: 핸들 40: 선반주축 고정핸들
42: 클램프 장치 50: 베어링 볼트
52,54: 롤러 베어링 56: 기판
58: 조정 링 60: 나사
70: 조정 맨드릴 200: 가공 대상 공작물
300: 연마 디스크

Claims (10)

  1. 스탠드에 의하여 지지되고 수평으로 배치된 작업판과, 작업판 위에 제공되어 공작물을 수용하는 공작물 홀더와, 수직으로 배치되어 있고 선반에 의하여 수직으로 뻗어있는 회전축 둘레를 선회할 수 있는 연마 지주에 장착되어 있고 연마 공구를 수용하는 연마 헤드가 달려있는 공구 연마기에 있어서, 선반(36)이 작업판(10) 아래에서 스탠드(2) 내에 합체되어 있고, 연마 지주(32)용 지지암(34)이 제공되어 있고, 이러한 지지암(34)의 일단부는 선반(36)과 고정결합되어 있고, 또 다른 단부는 작업판(10)을 거쳐 외측으로 안내되어, 거기에 부착되어 있는 연마 지주(32)가 작업판(10) 둘레를 선회할 수 있게 되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 연마기.
  2. 제 1 항에 있어서, 선반(36)은 그 중앙을 관통하고, 양측으로 돌출한 베어링 볼트(50)에 부착되어 있고, 이러한 베어링 볼트는 선반(36)의 위쪽과 아래쪽에 배치되어 있는 베어링(52,54)에 의하여 지지되는 것을 특징으로 하는 공구 연마기.
  3. 제 2 항에 있어서, 베어링(52,54)이 롤러 베어링으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 연마기.
  4. 제 3 항에 있어서, 롤러 베어링(52,54)이 원추형 베어링으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 연마기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 선반(36) 및 베어링 볼트(50)를 고정시키는 클램프 장치(42)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 연마기.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 선반(36)에 180°의 선회 영역이 있는 것을 특징으로 하는 공구 연마기.
  7. 제 6 항에 있어서, 선회 영역이 190°인 것을 특징으로 하는 공구 연마기.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 선반(36)의 회전축이 작업판(10)의 세로방향 중심선과 교차하는 것을 특징으로 하는 공구 연마기.
  9. 제 8 항에 있어서, 작업판(10) 위에 부착 가능한 조정 맨드릴(70)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 연마기.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 선반(36)이 모터에 의하여 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는 공구 연마기.
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