KR100551575B1 - 다축공작기계 및 다축공작기계에 있어서의 각 스핀들의윤활제 미스트 유량의 최적화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 다축공작기계는, 복수의 스핀들(2)을 가짐과 아울러, 지지프레임(3b)에 고정된 외측 통부재(19)를 스핀들(2)의 중심구멍(2c)에 내측으로 끼우고, 이 외측 통부재(19)의 안쪽에는 스핀들(2)내에서 윤활제 미스트를 발생시키기 위한 미스트 발생장치(22) 및 이 미스트 발생장치(22)가 선부에 고정된 내측 통부재(20)를 외측 통부재(19)의 고정상태를 유지한 상태로 후방으로의 빼냄이 가능하게 되도록 장착하고, 이 장착상태하에서 미스트 발생장치(22)가 스핀들(2)의 바깥쪽으로부터 외측 통부재(19) 및 내측 통부재(20)를 통해 압축공기 및 액상 윤활제를 따로따로 공급받아 윤활제 미스트를 발생시키고, 한편, 빼내어진 상태하에서는, 외측 통부재(19)를 통해 스핀들(2)의 바깥쪽으로부터 그 안쪽으로 윤활제 미스트가 공급되어, 스핀들(2)선단에 고정된 절삭공구(23)의 선단으로부터 미스트가 유출되는 상태로 되는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 간단한 작업에 의해, 각 스핀들을 내부 미스트 발생방식으로부터 외부 미스트 공급방식으로 변경할 수 있어, 분출되는 윤활제 미스트의 유량의 최적화작업을 신속하고 저비용으로 행할 수 있다.

Description

다축공작기계 및 다축공작기계에 있어서의 각 스핀들의 윤활제 미스트 유량의 최적화방법{MULTISPINDLE MACHINE TOOL AND METHOD OF OPTIMIZING LUBRICANT MIST FLOW FOR EACH SPINDLE OF MULTISPINDLE MACHINE TOOL}

본 발명은 다축공작기계 및 다축공작기계에 있어서의 각 스핀들의 윤활제 미스트 유량의 최적화방법에 관한 것이다.

선단에 절삭공구가 고정된 복수의 스핀들을 가지며, 각 스핀들내로부터 이것에 고정된 절삭공구를 향해서 윤활제 미스트가 공급되고, 이 미스트가 절삭공구 선단으로부터 분출되도록 이루어진 다축공작기계는 존재하고 있다.

이러한 종류의 공작기계에서는 각 스핀들마다 최적의 유량으로 윤활제 미스트를 분출시키는 것이 합리적인 가공을 행하는 데에 있어서 중요하다.

그런데, 윤활제 미스트를 스핀들측으로부터 절삭공구로 공급해서 절삭공구 선단으로부터 분출시키기 위한 방식으로서는, 출원인이 창안해서 이미 공지되어 있는 다음의 2방식이 존재하고 있다.

즉, 1개는 바깥쪽으로부터 윤활제 미스트를 스핀들내에 공급해서, 이 미스트를 그 스핀들의 선단에 고정된 절삭공구의 선단으로부터 유출시키도록 하는 외부 미스트 공급방식이며, 다른 1개는 바깥쪽으로부터 스핀들내에 액상 윤활제와 압축 공기를 따로따로 공급해서, 스핀들내의 미스트 발생장치가 윤활제 미스트를 발생시켜서 이 미스트를 그 스핀들의 선단에 고정된 절삭공구의 선단으로부터 유출시키도록 하는 내부 미스트 발생방식이다.

여기에서 각 방식의 특징을 설명하면, 내부 미스트 발생방식은 절삭공구로부터의 윤활제의 분출량을 임의로 설정할 수 있으므로, 모든 가공을 행할 수 있지만, 구조가 복잡해져서 비용이 높아지는 것이며, 한편, 외부 미스트 공급방식은 구조가 비교적 간단하게 되어 비용이 저렴하게 되지만, 윤활제 미스트가 긴 관로를 지나 절삭공구 선단에 공급되는 것이므로, 반송가능한 윤활제 미스트의 양이 비교적 소량으로 한정되므로 얕은 구멍가공 등의 간단한 가공에서만 행할 수 있는 것이다.

따라서, 상기 공작기계에 있어서 합리적인 가공을 하기 위해서는, 다량의 윤활제 미스트를 필요로 하지 않는 가공을 하는 스핀들에 대해서는 외부 미스트 공급방식을 채용하고, 한편, 다량의 윤활제 미스트를 필요로 하는 가공을 하는 스핀들에 대해서는 내부 미스트 발생방식을 채용하는 것이 바람직하다.

그러나, 실제의 공작물가공에 있어서, 각 스핀들에 대한 윤활제 미스트의 최적유량을 알 수 없는 가공은 많이 존재하고 있는 것이며, 처음부터 각 스핀들을 상기 2방식 중 어느 하나로 특정하는 것은 거의 불가능한 것이 실정이다.

이 때문에, 종래의 다축공작기계는 대부분의 경우에 있어서, 모든 가공에 대응할 수 있는 것으로 할 수 있도록 각 스핀들에 대해서 내부 미스트 발생방식을 채용한 것으로 이루어져 있다.

종래의 다축공작기계에 의해 실제의 특정 공작물가공을 실시할 때, 각 스핀 들의 윤활제 미스트의 유량을 최적으로 해서 합리적인 가공을 행하기 위해서, 특정의 스핀들을 내부 미스트 발생방식으로부터 외부 미스트 공급방식으로 변경하거나 또는 이 변경 후에 그 반대로 변경하는 일이 있지만, 종래의 다축공작기계에 있어서의 이 변경작업은 각 스핀들의 구조상의 이유에서 다대한 수고, 시간 및 비용을 필요로 하는 것으로 되어 있다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여, 실제로 행해지는 여러가지 공작물가공을 다축공작기계에 의해 실시하는 경우에 있어서, 각 스핀들마다 이것에 고정된 절삭공구로부터 최적의 유량으로 윤활제 미스트를 분출시키는 작업을 간편하고 저렴하게 행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 다축공작기계는, 스핀들헤드는 본체부 프레임과, 이것의 후측에 형성된 지지프레임을 구비한 것으로 하고, 본체부 프레임에 복수의 스핀들을 전후방향으로 회전가능하게 병설시킴과 아울러, 지지프레임에는 각 스핀들에 대응하는 스핀들의 중심부에 삽입되는 통로수단을 지지하기 위한 지지부재를 부착하고, 상기 지지부재에 대해서 스핀들헤드의 중심구멍에 내측으로 끼워지는 외측 통부재를 고정시키고, 또한 이 외측 통부재의 안쪽에는 스핀들내에서 윤활제 미스트를 발생시키기 위한 미스트 발생장치 및 이 미스트 발생장치가 선부에 고정된 내측 통부재를 외측 통부재의 고정상태를 유지한 상태로 후방으로의 빼냄이 가능하게 되도록 장착하고, 이 장착상태하에서 미스트 발생장치가 스핀들의 바깥쪽으로부터 외측 통부재 및 내측 통부재를 통해 압축공기 및 액상 윤활제를 따로따로 공급받아 윤활제 미스트를 발생시키고, 이 미스트가 스핀들선단에 고정된 절삭공구의 선단으로부터 유출되는 상태로 되며, 한편, 상기 미스트 발생장치 및 내측 통부재가 외측 통부재로부터 후방으로 빼내어진 상태하에서, 외측 통부재를 통해 스핀들의 바깥쪽으로부터 그 안쪽으로 윤활제 미스트가 공급되고, 이 미스트가 스핀들선단에 고정된 절삭공구의 선단으로부터 유출되는 상태로 되는 구성으로 이루어져 있다.

본 발명에 의하면, 각 스핀들에 대해서, 미스트 발생장치 및 이 미스트 발생장치가 선부에 고정된 내측 통부재를, 외측 통부재의 고정상태를 유지한 상태로 후방으로의 빼냄이 가능하게 되도록 장착한 것이, 각 스핀들에 있어서의 내부 미스트 발생방식과 외부 미스트 공급방식 사이에서의 방식전환조작을 간단하게 하고, 이것이 각 스핀들로부터 분출되는 윤활제 미스트의 유량을 최적으로 하는 작업을 간단하게 행하는 데에 기여하는 것으로 된다.

또, 본 발명은 다음과 같이 구체화되는 것으로, 즉, 외측 통부재의 후단부를 지지부재를 통해 지지프레임에 지지시키고, 이 지지부재에 내측 통부재의 후단에 결합된 부착부재를 나사고정시키고 있으며, 이 부착부재를 지지부재로부터 분리한 상태하에서 부착부재에 후방으로의 인발력을 부여함으로써, 미스트 발생장치 및 내측 통부재가 외측 통부재나 스핀들과의 상대변위가 규제되는 일없이 후방으로 빼내어지는 구성으로 이루어져 있다.

이것에 의하면, 부착부재를 지지부재로부터 분리해서 부착부재에 그 후방으로의 인발력을 부여한다라는 작업에 의해, 그 부착부재가 대응하는 스핀들은 간편하게 외부 미스트 공급방식에 대응한 것으로 되며, 반대로 미스트 발생장치 및 내측 통부재를 외측 통부재내에 삽입하고, 부착부재를 지지부재에 부착한다라는 작업에 의해, 그 부착부재가 대응하는 스핀들은 내부 미스트 발생방식에 대응하는 것으로 된다.

또 본 발명의 다축공작기계는, 선단에 절삭공구가 고정된 복수의 스핀들 중, 일부 스핀들은 바깥쪽으로부터 윤활제 미스트를 공급받고, 이 미스트가 이 스핀들의 선단에 고정된 절삭공구의 선단으로부터 유출되는 외부 미스트 공급방식이며, 그외의 것은 스핀들내에 액상 윤활제와 압축공기를 따로따로 공급받아 이 스핀들내에 설치된 미스트 발생장치에서 윤활제 미스트를 발생시키고, 이 미스트가 이 스핀들의 선단에 고정된 절삭공구의 선단으로부터 유출되는 내부 미스트 발생방식의 2방식을 채용하고, 이 중 임의의 방식을 선택할 수 있는 구성으로 이루어져 있으며, 본 발명에 의하면, 각 스핀들에 대해서 상기 2방식의 선택변경이 간편하게 행해지는 것으로 된다.

삭제

또, 본 발명의 다축공작기계는 상기에 있어서의 외부 미스트 공급방식과, 바깥쪽으로부터 이 스핀들내에 액상 윤활제와 압축공기를 따로따로 공급받아 스핀들내의 미스트 발생장치가 윤활제 미스트를 발생시키고, 이 미스트가 이 스핀들의 선단에 고정된 절삭공구의 선단으로부터 유출되는 내부 미스트 발생방식의 2방식 중 임의의 방식을 적은 부품의 탈착에 의해 선택할 수 있는 구성이며, 이들 공급장치를 복수의 스핀들에 대해서 선택된 방식으로 배관에 의해 접속되는 구성으로 이루어진다.
본 발명에 의하면, 각 스핀들이 간편하고 신속하게 상기 2방식 중 어느 하나에 대응하는 것으로 이루어지고, 또 각 스핀들과 외부의 상기 공급장치 사이의 배관이 적당하게 형성됨으로써, 각 스핀들은 그 선택한 방식에 대응한 외부 미스트 공급장치 또는 외부 기액분리 공급장치로부터 윤활제 미스트를 공급받는 것이며, 이것이 각 스핀들로부터 분출되는 윤활제 미스트의 유량을 최적으로 하는 작업을 간단하게 행하는 데에 기여하는 것으로 된다.

삭제

다음에, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다축공작기계에 있어서의 각 스핀들의 윤활제 미스트 유량의 최적화방법에 대해서는 다음과 같다.

즉, 본 발명의 다축공작기계에 있어서의 각 스핀들로부터 유출되는 윤활제 미스트의 유량을 최적화할 때에, 먼저 모든 스핀들을 내부 미스트 발생방식이 선택된 상태로 하고, 이 상태하에서 공작물가공을 행해서 각 스핀들에 그 대응하는 외부 기액분리 공급장치로부터 최적량의 윤활제 미스트를 공급하고, 이 때 공급된 액상 윤활제의 양을 각 스핀들마다 측정하고, 이 측정값에 기초하여 각 스핀들을 어느 방식으로 할지를 결정하고, 또한 외부 미스트 공급방식으로 이루어지는 각 스핀들에 대해서는 단일의 외부 미스트 공급장치로부터 윤활제 미스트를 관로를 통해 공급함과 아울러 각 스핀들에 최적량의 윤활제 미스트가 공급되도록 관로도중에 유 량제한수단을 개재시키도록 실시한다.

본 발명에 의하면, 각 스핀들마다의 윤활제 미스트의 최적유량이 외부 기액분리 공급장치에 의해 신속하고 정확하게 파악되고, 이렇게 파악된 결과로부터 각 스핀들은 그 대응하는 방식이 결정되어, 간편하고 신속하게 그 방식에 대응한 것으로 이루어진다. 또 외부 미스트 공급방식에 대응한 스핀들은 유량제한수단에 의해 윤활제 미스트의 유량을 더욱 엄밀하게 최적상태로 한다. 이것에 의해 합리적인 공작물가공이 간단하고, 신속하고, 저비용으로 얻어지는 것으로 된다.

도1은 본 발명에 따른 다축공작기계의 전체도이다.

도2는 상기 공작기계의 스핀들헤드의 일부를 나타내는 측면에서 본 단면도이다.

도3은 상기 공작기계의 각 스핀들의 후측 구조의 변형예를 나타내는 도이다.

도4는 상기 공작기계의 각 스핀들의 후측 구조의 다른 변형예를 나타내는 도이다.

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해 첨부한 도면에 따라 이것을 설명한다.

도1에 있어서, 도면부호 1은 복수의 스핀들(2)을 구비한 스핀들헤드의 일부이고, 공작물에 대해서 상대변위되도록 이루어져 있다. 그리고, 4는 외부 미스트 공급장치이고, 5는 외부 기액분리 공급장치이다.

스핀들헤드(3)는 본체부 프레임(3a)과 이것의 후측에 이것과 동체로 형성된 지지프레임(3b)으로 이루어지는 헤드프레임을 구비하고 있고, 본체부 프레임(3a)에 상기 복수의 스핀들(2)이 전후방향으로 되어 회전가능하게 병설됨과 아울러, 지지프레임(3b)에는 각 스핀들(2)에 대응해서 그 대응하는 스핀들(2)의 중심부에 삽입된 통로수단(51)을 지지하기 위한 지지부재(6)를 고정하고 있다.

상기 스핀들(2)의 주변구조에 대해서 설명하면, 다음과 같다.

즉, 본체부 프레임(3a)에는 각 스핀들(2)에 대응해서 투공(7)이 형성되어 있고, 이 투공(7)내에 그 대응하는 스핀들(2)이 볼베어링(8a,8b)을 통해 일정위치에서의 회전이 가능하게 내측으로 끼워져 있다.

이 때, 9는 본체부 프레임(3a)의 전후면에 볼트고정된 링부재이고, 10은 스핀들(2)의 후단부에 외측으로 끼워져 키고정된 입력기어이고, 11은 스핀들(2)의 후단부에 나사부착된 스핀들(2)로부터의 입력기어(10)의 빠짐을 규제하기 위한 너트체이고, 12a 및 12b는 볼베어링(8a,8b)의 전후위치를 규제하기 위한 통형 스페이서이다.

스핀들(2)은 선단중심부에 직상(直狀) 원통 암면(雌面)을 갖는 끼워맞춤구멍(2a)을 가짐과 아울러 이 끼워맞춤구멍(2a)에 연속해서 지름이 다른 2개의 직상 중심구멍(2b,2c)이 형성된 것으로 이루어져 있다. 13은 홀더본체부(13a)를 주체로 한 공구홀더이며, 홀더본체부(13a)의 일부를 이루는 스핀들내 끼움부(13b)가 상기 끼움구멍(2a)에 내측으로 끼워져 있다.

그리고, 14는 본체부 프레임(3a)에 회전가능하게 지지되어 입력기어(10)에 맞물린 전동기어이고, 도시가 생략된 모터로부터 회전이 전달되는 것이다.

상기 지지프레임(3b)의 스핀들(2)의 바로 뒷부분에는 투공(15)이 형성되어 있고, 이 투공(15)에는 상기 지지부재(6)의 원통상 끼워맞춤부(6a)가 내측으로 끼워짐과 아울러 지지부재(6)의 본체부(6b)가 지지프레임(3b)에 볼트(16)를 통해 고정되어 있다. 그리고, 지지부재(6)의 후단부에는 압축공기 공급라인(17)을 접속하기 위한 접속금속부재(17a)와, 액상 윤활제공급라인(18)이 접속되는 접속금속부재(18a)가 장착된 부착부재(18b)가 나사부착되어 있다.

상기 스핀들(2)의 중심구멍(2c)에는 스핀들(2)과 접촉하지 않은 상태로 된 직상의 통로수단(51)의 외측 통부재(19)가 중심구멍(2c)과 동심상으로 비회전상태로 내측으로 끼워져 있다. 이 외측 통부재(19)의 안쪽에는 내측 통부재(20)가 동심으로 배치되어 있으며, 내측 통부재(20)의 내측구멍이 액통로(a)로 되며, 내측 통부재(20)와 외측 통부재(19) 사이가 압축공기통로(b)로 되어 있다.

상기 외측 통부재(19)의 앞부와 중심구멍(2b) 사이에는 외측 통부재(19)를 회전가능하게 지지하기 위한 볼베어링(21)이 설치되어 있다. 그리고 내측 통부재(20)의 후단부는 상기 부착부재(18b)의 중심구멍내에 액밀상으로 내측으로 끼워져 있고, 또 내측 통부재(20)의 전단부는 외측 통부재(19)의 선단부 안쪽에 비회전상태로 삽입된 미스트 발생장치(22)의 후단부에 결합되어 있다.

상기 미스트 발생장치(22)는 액통로(a)를 통해 공급된 액상 윤활제를, 압축공기통로(b)를 통해 공급된 압축공기의 에너지에 의해 안개상으로 하는 것으로, 이미 공지된 것이다.

상기 공구홀더(13)는 홀더본체부(13a)의 앞부에 위치된 절삭공구(23)의 둘레면부를 체결해서 고정상태로 하기 위한 콜릿척(24)을 가짐과 아울러, 중심부에 나사부(c1)가 형성된 중심구멍(c)을 가지며, 이 중심구멍(c)내에 절삭공구 전후위치 걸림수단(25)이 형성된 것으로 이루어져 있다.

이 절삭공구 전후위치 걸림수단(25)은 중심구멍(c)에 내측으로 끼워져 절삭공구(23)의 후단면이 접촉되는 절삭공구 걸림부재(25a)와, 상기 중심구멍(c)내의 나사부(c1)에 나사삽입되어 절삭공구 걸림부재(25a)의 전후위치를 변경조정할 수 있는 수나사부재(25b)를 가지고 있으며, 상기 절삭공구 걸림부재(25a) 및 상기 수나사부재(25b)의 중심 부분에는 전후방향 투공(d1,d2)이 형성되어 있다. 그리고, 이 투공(d1,d2)의 안쪽에 외측 통부재(19)의 전단부를 이루는 미스트 출구부(19a)의 선단부를 대략 기밀상으로 삽입하고 있다.

콜릿척(24)은 절삭공구(23)의 둘레면부를 포위한 콜릿(24a)과, 이 콜릿(24a)을 후방으로 변위시키기 위한 조작너트부(24b)로 이루어져 있다.

또한 절삭공구(23)는 중심부에 미스트통로(e)가 직상으로 형성되어 있다.

다음에 도2A에 나타내는 구조의 스핀들(2)로 공작물을 가공할 때의 상황에 대해서 설명한다.

각 스핀들(2)은 도시가 생략된 모터의 회전을 전동기어(14)나 입력기어(10)를 통해 전달받고, 볼베어링(8a,8b)에 지지된 상태로 본체부 프레임(3a)의 특정위치에서 회전한다. 그리고, 스핀들(2)의 회전이 홀더본체(13a), 콜릿척(24)을 통해 절삭공구(23)에 전달되는 것이며, 이 때, 절삭공구 전후위치 걸림수단(25)도 홀더 본체(13a)와 동체상으로 회전된다.

한편, 외측 통부재(19)는 전단부가 볼베어링(21)에 의해 지지되고 후단부가 지지프레임(3b)과 동체상으로 지지되어 있으므로, 스핀들(2)의 회전중에도 비회전상태로 유지되는 것이며, 따라서 외측 통부재(19)와 동체상으로 설치된 미스트 발생장치(22)도 비회전상태로 유지된다.

그리고, 압축공기 공급라인(17) 및 액상 윤활제 공급라인(18)으로부터 압축공기 및 액상 윤활제가 통로수단(51)에 공급되는 것이며, 이것에 의해, 압축공기는 외측 통부재(19)와 내측 통부재(20) 사이인 압축공기통로(b)를 지나 미스트 발생장치(22)에 공급되고, 또 액상 윤활제는 내측 통부재(20)내인 액통로(a)를 지나 미스트 발생장치(22)에 공급된다.

압축공기 및 액상 윤활제가 공급된 미스트 발생장치(22)는 압축공기와 액상 윤활제의 상호작용에 의해 안개화된 윤활제 미스트를 그 전단으로부터 앞쪽을 향해 분출한다. 이렇게 분출된 윤활제 미스트는 미스트 출구부(19a), 절삭공구 걸림부재(25a)의 전후방향 투공(d1), 절삭공구(23)의 미스트통로(e)를 지나 절삭공구(23) 선단의 출구개구(m)로부터 분출된다.

이러한 상태하에서, 스핀들헤드(3)가 공작물에 근접하도록 이동되는 것이고, 이것에 의해 각 스핀들(2)의 절삭공구(23) 선단이 공작물에 압압된다. 이 때, 절삭공구(23) 선단으로부터 분출된 윤활제 미스트는 절삭공구(23)와 공작물의 마찰부분을 윤활함과 아울러 냉각하도록 작용한다.

상술한 바에서 알 수 있듯이, 도2A에서 나타낸 스핀들(2)의 구조가 내부 미 스트 발생방식에 대응하는 것이며, 스핀들(2)내에서 윤활제 미스트가 발생해서, 이 윤활제 미스트가 절삭공구(23) 선단으로부터 분출되는 것으로 된다.

다음에 도2A에 나타낸 구조의 스핀들(2)을 외부 미스트 공급방식에 대응시켜서 사용하는 경우의 예를 설명하면, 다음과 같다.

즉, 작업자는 지지부재(6)와 부착부재(18b)의 나사결합을 해제조작해서 부착부재(18b)를 지지부재(6)로부터 분리한 후, 이 부착부재(18b)에 후방으로의 인발력을 부여한다. 이것에 의해, 내측 통부재(20) 및 이것의 선단에 고정된 미스트 발생장치(22)는 스핀들(2)내의 다른 부재에 규제되는 일없이 외측 통부재(19)의 안쪽으로부터 빠진다.

그리고, 도2B에 나타내듯이, 부착부재(18b)가 나사부착되어 있던 나사구멍(n1)에 윤활제 미스트 공급라인(26)의 접속금속부재(27)가 나사부착된 다른 부착부재(28)를 나사부착하는 것이다.

또 공기 공급라인(17)의 접속금속부재(17a)와 지지부재(6)의 나사결합도 해제조작해서 접속금속부재(17a)를 지지부재(6)로부터 분리하는 것이며, 그 후, 도2B에 나타내듯이 그 접속금속부재(17a)가 나사부착되어 있던 나사구멍(n2)에 블랭크캡(29)을 나사부착한다.

이후에는 도2A에 나타낸 스핀들(2)의 경우와 마찬가지로 각 스핀들(2)을 회전시키고, 이 회전상태하에서, 스핀들(2)의 바깥쪽으로부터 윤활제 미스트 공급라인(26)을 통해 도2B에 나타낸 구조에 있어서의 외측 통부재(19)의 안쪽에 윤활제 미스트를 공급한다.

스핀들(2)내에 공급된 윤활제 미스트는 미스트 출구부(19a), 절삭공구 걸림부재(25a)의 중심구멍(d1), 및 절삭공구(23)의 미스트통로(e)를 지나 절삭공구(23) 선단의 미스트출구(m)로부터 분출되는 것으로 된다.

이러한 상태하에서, 앞에서와 마찬가지로, 스핀들헤드(3)가 공작물에 근접하도록 이동되며, 이것에 의해 각 스핀들(2)의 절삭공구(23) 선단이 공작물에 압압된다. 이 때, 절삭공구(23) 선단으로부터 분출된 윤활제 미스트는 절삭공구(23)와 공작물의 마찰부분을 상술한 내부 미스트 발생방식의 경우에 비해 매우 가볍게(예를 들면, 윤활유량으로 비교해서 대략 수십분의 일정도로) 윤활하여 냉각하도록 작용한다.

상술한 바에서 알 수 있듯이, 도2B에서 나타낸 스핀들(2)의 구조가 외부 미스트 공급방식에 대응하는 것이며, 스핀들(2)의 바깥쪽으로부터 이것의 안쪽으로 윤활제 미스트가 공급되고, 이 윤활제 미스트가 절삭공구(23)선단으로부터 분출되는 것으로 된다.

다음에 상기 외부 미스트 공급장치(4)에 대해서 설명하면, 다음과 같다.

즉, 도1에 나타내듯이, 윤활제 미스트 공급탱크(30), 압축공기 공급 개폐전환밸브(31), 외부 미스트발생부(32) 및 액면계(33)를 구비하고 있다.

외부 미스트발생부(32)는 공장시설로서의 압축공기 공급원(34)으로부터 압축공기 공급라인(35,35a,35b) 및 개방측으로 전환된 압축공기 공급 개폐전환밸브(31)를 지나 압축공기가 공급되고, 이 압축공기의 에너지로 윤활제 미스트 공급탱크(30)내의 액상 윤활제(w)를 흡인라인(36a)을 통해 흡인하고, 이 흡인한 액 상 윤활제를 압축공기의 에너지로 안개화시켜서 윤활제 미스트를 발생시키고, 이 윤활제 미스트를 토출라인(36b)을 통해 윤활제 미스트 공급탱크(30)내의 상부 밀폐공간내로 보내는 것으로 이루어져 있다.

또 윤활제 미스트 공급탱크(30)로부터는 안쪽의 윤활제 미스트를 외부로 공급하기 위한 윤활제 미스트 공급라인(37a)이 연장되어 있다. 상기 액면계(33)는 윤활제 미스트 공급탱크(30)내의 액상 윤활제(w)의 액면높이를 검출하기 위한 것이다.

또, 52는 압축공기 공급 개폐전환밸브(31)로부터 대기로 유출되는 압축공기에 의한 소음을 경감시키기 위한 소음기(消音器)이다.

이 외부 미스트 공급장치(4)는 1대의 공작기계에 대해서 1식만으로 형성되는 것이고, 압축공기 공급 개폐전환밸브(31)를 개방측으로 전환작동시킴으로써, 윤활제 미스트 공급라인(37a)을 통해 윤활제 미스트의 외부로의 공급을 개시하고, 한편, 압축공기 공급 개폐전환밸브(31)를 폐쇄측으로 전환작동시킴으로써, 윤활제 미스트 공급라인(37a)을 통한 윤활제 미스트의 외부로의 공급을 정지시키도록 작동하는 것이다.

다음에 상기 외부 기액분리 공급장치(5)에 대해서 설명하면, 다음과 같다.

즉, 윤활제탱크(38), 윤활제 공급펌프(39), 펌프구동용 방향전환밸브(40), 압축공기 공급 개폐전환밸브(41) 및 액면계(42)를 구비한 것으로 이루어져 있다.

윤활제탱크(38)는 액상 윤활제를 수용하기 위한 것이다.

윤활제 공급펌프(39)는 윤활제용 실린더실(39a)과 구동용 실린더실(39b)을 대향시켜 형성함과 아울러, 이들 실린더실(39a,39b)에 대응한 피스톤(39c,39d)을 설치하고, 이들 피스톤(39c,39d)을 동체상으로 결합함과 아울러 이들 피스톤(39c,39d)을 상기 실린더실(39a,39b)에 대해서 특정방향으로 압압하기 위한 압축스프링(39e)을 설치한 것으로 이루어져 있다. 또 윤활제용 실린더실(39a)의 윤활제의 흡인구 및 토출구에는 역지밸브가 설치된다.

35c는 상기 압축공기 공급원(34)으로부터 압축공기가 공급되는 압축공기 공급라인이며, 압축공기 공급 개폐전환밸브(41)와 펌프구동용 방향전환밸브(40)에 접속되어 있다. 이 때, 압축공기 공급 개폐전환밸브(41)는 개방측으로 전환작동함으로써 압축공기 공급라인(35d)을 통해 외부로의 압축공기의 공급을 개시하고, 반대로 폐쇄측으로 전환작동함으로써 상기 외부로의 압축공기의 공급을 정지하는 것으로 이루어져 있다. 펌프구동용 방향전환밸브(40)는 도시가 생략된 제어장치에 의해 적당한 타이밍에서 반복해서 전환작동되며, 일측으로 전환작동되었을 때, 압축공기 공급라인(35e)을 통해 윤활제 공급펌프(39)의 구동실린더실(39b)내로 압축공기를 공급하고, 반대로 타측으로 전환작동되었을 때, 상기 구동실린더실(39b)내의 압축공기를 압축공기 공급라인(35e)을 통해 대기로 유출시키는 것으로 이루어져 있다.

윤활제탱크(38)와, 윤활제 공급펌프(39)의 윤활제용 실린더실(39a)의 흡인구는 윤활제 흡인라인(43a)으로 접속시키고, 또 상기 실린더실(39a)의 토출구로부터 외부를 향해 액상 윤활제를 공급하기 위한 액상 윤활제 공급라인(43b)을 설치하고 있다.

또, 53은 압축공기 공급 개폐전환밸브(41) 및 펌프구동용 방향전환밸브(40) 로부터 대기로 유출되는 압축공기에 의한 소음을 경감시키기 위한 소음기이다.

이 외부 기액분리 공급장치(5)는 적어도 최초의 사용시까지는 스핀들(2)의 수만큼 형성되는 것이며, 압축공기 공급 개폐전환밸브(41)를 개방측으로 전환작동시킴으로써, 압축공기 공급라인(35d)을 통해 압축공기의 외부로의 공급이 개시되도록 작동하고, 한편, 압축공기 공급 개폐전환밸브(41)를 폐쇄측으로 전환작동시킴으로써, 압축공기 공급라인(35d)으로부터의 압축공기의 공급이 정지되도록 작동하고, 또 펌프구동용 방향전환밸브(40)가 반복해서 전환작동됨으로써 윤활제 공급펌프(39)가 액상 윤활제 공급라인(43b)을 통해 외부를 향해 임의량의 액상 윤활제를 공급하도록 작동하는 것이다.

상기와 같이 형성된 외부 미스트 공급장치(4) 및 외부 기액분리 공급장치(5)와, 스핀들(2) 사이의 부분은 이들을 접속하기 위한 배관구역이며, 여기에 형성되는 배관은 각 스핀들(2)이 내부 미스트 발생방식의 외부 기액분리 공급장치에 대응하고 있는지, 또는 외부 미스트 공급방식의 외부 미스트 공급장치에 대응하고 있는지에 기초해서 적절히 변경되는 것이다.

다음에 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 다축공작기계를 실제의 공작물가공에 사용하는 경우의 일례에 대해서 설명한다.

공작물의 가공현장에 최초로 설치할 때는 각 스핀들(2)은 각각 다른 외부 기액분리 공급장치(5)와 접속된 상태로 해 둔다. 이 때, 각 스핀들(2)에 대해서, 도1A 및 도2A에 나타낸 스핀들(2)의 경우와 같이, 외부 기액분리 공급장치(5)의 압축공기 공급라인(35d)의 말단을 접속금속부재(17a)에 접속시키고, 액상 윤활제 공급라인(43b)의 말단을 접속금속부재(18a)에 접속시킨다.

이 상태하에서, 각 스핀들(2)로 실제로 공작물을 가공하고, 각 스핀들(2)의 절삭공구(23) 선단으로부터 분출되는 윤활제 미스트의 최적유량을 측정한다. 이 측정은 다음과 같이 행하는 것으로, 즉, 공작물의 가공중에 윤활제 공급펌프(39)의 피스톤(39c,39d)의 반복전환이동의 타이밍을 도시하지 않은 제어장치의 조정손잡이의 조작에 의해 적당하게 변화시킴으로써, 각 스핀들(2)마다 그 절삭공구(23) 선단으로부터 분출되는 윤활제 미스트의 유량이 최적으로 되도록 조정하고, 이 조정이 종료되었을 때의 조정손잡이의 조작위치를 판독하도록 한다.

조정손잡이의 조작위치의 판독값으로부터 각 스핀들(2)에 대한 윤활제 미스트의 최적유량이 파악되는 것이며, 다음에 이 최적유량값으로부터 각 스핀들(2)을 외부 미스트 공급방식에 대응시킬지 내부 미스트 발생방식에 대응시킬지를 결정하는 것이다.

이 결정은 각 스핀들(2)에 대해서 그 최적유량값이 일정정도보다 작을 때에는 외부미스트 공급방식을 선택하고, 반대로 상기 일정정도 이상일 때에는 내부 미스트 발생방식을 선택하도록 행한다.

그리고, 내부 미스트 발생방식이 선택된 스핀들(2)에 대해서는 외부 기액분리 공급장치(5)의 접속을 그대로 유지시키는 것이며, 한편, 외부 미스트 공급방식이 선택된 스핀들(2)에 대해서는, 부착부재(18b)를 지지부재(6)로부터 분리해서 미스트 발생장치(22) 및 이것과 일체상으로 된 내측 통부재(20)를 후방으로 빼내고, 도2B에 나타내듯이 별도의 접속금속부재(28)와 블랭크캡(29)을 부착한다.

이 후, 접속금속부재(27)에는 도1에 나타내듯이 외부 미스트 공급장치(4)의 미스트 공급라인(37a)의 말단을 접속시키는 것이며, 이 때, 외부 미스트 공급방식이 선택된 스핀들(2)이 복수일 때에는 도1에 나타내듯이 외부 미스트 공급장치(4)의 미스트 공급라인(37a)을 분기시켜서 이 분기라인(s)을 각각의 스핀들(2)에 대응한 접속금속부재(27)에 접속한다.

또 외부 미스트 공급방식이 선택된 스핀들(2)의 각각의 윤활제 미스트의 최적유량이 다를 때에는 단지 외부 미스트 공급장치(4)의 미스트 공급라인(37a)의 분기라인(s)을 각 스핀들(2)의 접속금속부재(27)에 접속하는 것만으로는 각 스핀들(2)에 최적의 유량의 윤활제 미스트를 공급할 수 없으므로, 도1에 나타내듯이 각 스핀들(2)의 최적유량값에 기초하여, 각 스핀들(2)에 접속된 각 분기라인(s)의 도중에 필요에 따라 유량제한수단(44)으로서의 오리피스를 삽입하는 것이다.

이 오리피스(44)의 통로단면적은 이론계산에 의해 결정하거나 또는 미리 행한 실험데이터 등에 의해 결정해도 좋으며, 바람직하게는 1개의 스핀들(2)의 윤활제 미스트의 최적유량과, 오리피스(44)의 사이즈의 대응표를 작성해 두도록 한다. 또, 오리피스(44) 대신에 유량조정밸브 등을 설치해도 상관없다.

이 후, 외부 미스트 공급장치(4) 및 각 스핀들(2)의 외부 기액분리 공급장치(5)를 작동시키는 것이며, 이것에 의해 각 스핀들(2)의 절삭공구(23) 선단으로부터 윤활제 미스트가 최적유량으로 분출되는 것으로 된다. 또, 외부 미스트 공급장치(4)의 미스트 공급탱크(30)내의 미스트압력은 압축공기 공급원(34)으로부터 공급되는 압축공기의 압력을 변화시키거나 해서 임의로 변경할 수 있도록 이루어진다.

도3은 상기 실시예에 있어서의 지지부재(6)주변의 변형예를 나타내고 있으며, 즉, 스핀들(2)이 내부 미스트 발생방식에 대응되어 있는 상태에서는, A에 나타내듯이 지지부재(6)에 비교적 큰 부착부재(18b)를 나사부착하고 있으며, 이 부착부재(18b)에는 액상 윤활재 공급라인(18)이 접속되는 접속금속부재(18a)가 나사부착된 작은 부착부재(18c)가 나사부착됨과 아울러 압축공기 공급라인(17)이 접속되는 접속금속부재(17a)가 나사부착되어 있다. 그리고, 작은 부착부재(18c)에 내측 통부재(20)가 삽입고정되어 있다. 한편, 스핀들이 외부 미스트 공급방식에 대응되어 있는 상태에서는 도3B에 나타내듯이 나사구멍(n1)에 상기 접속금속부재(27)가 장착된다.

도4는 상기 실시예에 있어서의 지지부재(6)주변의 다른 변형예를 나타내고 있으며, 스핀들(2)이 내부 미스트 발생방식에 대응되어 있는 상태에서는 A에 나타내듯이 지지부재(6)에 비교적 큰 부착부재(18b)를 볼트(45)를 통해 나사부착하고 있으며, 그 외의 점은 도3A에 나타내는 것과 실질적으로 다르지 않는 것이다. 한편, 스핀들이 외부 미스트 공급방식에 대응되어 있는 상태에서는 B에 나타내듯이 지지부재(6)에 비교적 큰 부착부재(28)를 볼트(45)를 통해 나사부착하며, 이 부착부재(28)에 접속금속부재(27)가 나사부착된다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 얻어진다.

즉, 본 발명에 의하면, 각 스핀들에 대해서, 미스트 발생장치 및 이 미스트 발생장치가 선부에 고정된 내측 통부재가 외측 통부재의 고정상태를 유지한 상태로 후방으로 빠지도록 장착되어 있으므로, 실제의 여러가지 공작물가공에 있어서 각 스핀들로부터 분출되는 윤활제 미스트의 유량을 최적으로 하는 작업을 간단하고 신속하고, 저비용으로 행할 수 있는 것으로 된다.

또, 부착부재의 나사고정을 해제해서 부착부재에 그 후방으로의 인발력을 부여한다라는 간단한 작업에 의해 그 부착부재가 대응하는 스핀들을 내부 미스트 발생방식으로부터 외부 미스트 공급방식으로 변경할 수 있다.

또, 각 스핀들에 대해서 내부 미스트 발생방식과 외부 미스트 공급방식 사이에서의 방식의 선택변경을 간편하게 행할 수 있는 것으로 된다.

또한, 각 스핀들을 간단하고 신속하게 내부 미스트 발생방식과 외부 미스트 공급방식의 2방식 중 임의의 어느 하나에 대응시킬 수 있고, 또 각 스핀들과 외부의 공급장치 사이의 배관이 적당하게 형성됨으로써, 각 스핀들은 실제의 여러가지 가공에 있어서 그 선택한 방식에 대응한 외부 미스트 공급장치 또는 외부 기액분리 공급장치로부터 윤활제 미스트를 공급받는 것으로 되며, 이러한 점에서, 실제의 여러가지 공작물가공에 있어서 각 스핀들로부터 분출되는 윤활제 미스트의 유량을 최적으로 하는 작업을 간단하고 신속하고 또한 저비용으로 행할 수 있는 것이다.

또, 실제의 여러가지의 공작물가공에 있어서, 각 스핀들마다의 윤활제 미스트의 최적유량을 외부 기액분리 공급장치에 의해 신속하고 또한 정확하게 파악할 수 있고, 이렇게 파악된 결과로부터 각 스핀들이 대응해야할 상기 2방식 중 어느 하나의 방식을 신속하게 결정할 수 있음과 아울러 각 스핀들을 그 결정된 방식으로 간편하고 신속하게 대응시킬 수 있다. 또 외부 미스트 공급방식에 대응한 스핀들의 윤활제 미스트의 유량을 유량제한수단에 의해 더욱 엄밀하게 최적상태로 할 수 있 다. 이러한 점에서, 실제의 여러가지 공작물가공에 있어서 각 스핀들로부터 분출되는 윤활제 미스트의 유량을 최적으로 하는 작업을 간단하고 신속하고 또한 저비용으로 행할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 스핀들헤드(3)는 본체부 프레임(3a)과, 이것의 후측에 형성된 지지프레임(3b)을 구비한 것으로 하고, 본체부 프레임(3a)에 복수의 스핀들(2)을 전후방향으로 회전가능하게 병설시킴과 아울러, 지지프레임(3b)에는 각 스핀들(2)에 대응하는 스핀들(2)의 중심부에 삽입되는 통로수단(51)을 지지하기 위한 지지부재(6)를 부착하고, 상기 지지부재(6)에 대해서 스핀들(2)의 중심구멍에 내측으로 끼워지는 외측 통부재(19)를 고정시키고, 또한 이 외측 통부재(19)의 안쪽에는 스핀들(2)내에서 윤활제 미스트를 발생시키기 위한 미스트 발생장치(22) 및 이 미스트 발생장치(22)가 선부에 고정된 내측 통부재(20)를, 외측 통부재(19)의 고정상태를 유지한 상태로 후방으로의 빼냄이 가능하게 되도록 장착하고, 이 장착상태하에서는 미스트 발생장치(22)가 스핀들(2)의 바깥쪽으로부터 외측 통부재(19) 및 내측 통부재(20)를 통해 압축공기 및 액상 윤활제를 따로따로 공급받아 윤활제 미스트를 발생시키고, 이 미스트가 스핀들(2)선단에 고정된 절삭공구(23)의 선단으로부터 유출되는 상태로 되며, 한편, 상기 미스트 발생장치(22) 및 내측 통부재(20)가 외측 통부재(19)로부터 후방으로 빼내어진 상태하에서는, 외측 통부재(19)를 통해 스핀들(2)의 바깥쪽으로부터 그 안쪽으로 윤활제 미스트가 공급되고, 이 미스트가 스핀들(2)선단에 고정된 절삭공구(23)의 선단으로부터 유출되는 상태로 되는 것을 특징으로 하는 다축공작기계.
2. 제1항에 있어서, 외측 통부재(19)의 후단부를 지지부재(6)를 통해 지지프레임(3b)에 지지시키고, 이 지지부재(6)에 내측 통부재(20)의 후단이 결합된 부착부재(18b)를 나사고정시키고 있으며, 이 부착부재(18b)를 지지부재(6)로부터 분리한 상태하에서 부착부재(18b)에 후방으로의 인발력을 부여함으로써, 미스트 발생장치(22) 및 내측 통부재(20)가 외측 통부재(19)나 스핀들(2)과의 상대변위를 규제받는 일없이 후방으로 빼내어지는 것을 특징으로 하는 다축공작기계.
3. 스핀들헤드(3)는 본체부 프레임(3a)과, 이것의 후측에 형성된 지지프레임(3b)을 구비한 것으로 하고, 본체부 프레임(3a)에 복수의 스핀들(2)을 전후방향으로 회전가능하게 병설시킴과 아울러, 지지프레임(3b)에는 각 스핀들(2)에 대응하는 스핀들(2)의 중심부에 삽입되는 통로수단(51)을 지지하기 위한 지지부재(6)를 부착하고, 상기 지지부재(6)에 대해서 스핀들(2)의 중심구멍에 내측으로 끼워지는 외측 통부재(19)를 고정시키는 것으로 하고, 또한 이들 외측 통부재(19)의 몇개는 그 안쪽에 윤활제 미스트를 발생시키기 위한 미스트 발생장치(22) 및 이 미스트 발생장치(22)가 선부에 고정된 내측 통부재(20)를, 외측 통부재(19)의 고정상태를 유지한 상태로 후방으로의 빼냄이 가능하게 되도록 장착시키는 것으로 하고, 이 장착상태하에서는 미스트 발생장치(22)가 스핀들(2)의 바깥쪽으로부터 외측 통부재(19) 및 내측 통부재(20)를 통해 압축공기 및 액상 윤활제를 따로따로 공급받아 윤활제 미스트를 발생시키고, 이 미스트가 스핀들(2)선단에 고정된 절삭공구(23)의 선단으로부터 유출되는 상태로 되며, 이것에 대해서 다른 것에서는, 외측 통부재(19)내로 바깥쪽으로부터의 윤활제 미스트가 공급되고, 이 미스트가 스핀들(2)선단에 고정된 절삭공구(23)의 선단으로부터 유출되는 상태로 되는 구성을 구비한 것을 특징으로 하는 다축공작기계.
4. 제3항에 기재된 외측 통부재(19)의 안쪽에 미스트 발생장치(22)를 구비하지 않는 것에는 윤활제 미스트를 바깥쪽으로부터 공급하기 위한 외부 미스트 공급장치(4)를 설치하고, 한편, 미스트 발생장치(22)가 선부에 고정된 내측 통부재(20)를 구비한 것에는 액상 윤활제와 압축공기를 따로따로 공급하기 위한 외부 기액분리 공급장치(5)를 설치하고, 이들 각각의 공급장치와, 복수의 스핀들(2)을 배관을 통해 선택적으로 접속시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 다축공작기계.
5. 제3항 또는 제4항에 기재된 다축공작기계에 있어서의 각 스핀들(2)로부터 유출되는 윤활제 미스트의 유량을 최적화할 때에, 먼저 모든 스핀들(2)을 내부 미스트 발생방식이 선택된 상태로 하고, 이 상태하에서 각 스핀들(2)에 그 대응하는 외부 기액분리 공급장치(5)로 최적량의 윤활제 미스트를 공급하고, 이 때 공급된 액상 윤활제의 양을 각 스핀들(2)마다 측정하고, 이 측정값에 기초하여 각 스핀들(2)을 어느 방식으로 할지를 결정하고, 또한 외부 미스트 공급방식으로 이루어지는 각 스핀들(2)에 대해서는 단일의 외부 미스트 공급장치(4)로부터 윤활제 미스트를 관로를 통해 공급함과 아울러 각 스핀들(2)에 최적량의 윤활제 미스트가 공급되도록 관로도중에 유량제한수단(44)을 개재시키도록 실시하는 것을 특징으로 하는 다축공작기계에 있어서의 각 스핀들의 윤활제 미스트 유량의 최적화방법.

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