KR100627125B1

KR100627125B1 - 센터리스 연삭기

Info

Publication number: KR100627125B1
Application number: KR1020027001238A
Authority: KR
Inventors: 이케다준조
Original assignee: 고요 기카이 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2006-09-22
Also published as: JP4021200B2; US20030032376A1; KR20020019590A; US6729938B2; WO2001091967A1

Abstract

본 발명의 센터리스 연삭기는, 베드(108), 연삭 숫돌대(101), 조정 숫돌대(102), 받침대(103) 등으로 구성되는 센터리스 연삭기(1)에 있어서, 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)는 각각 이송 장치(10, 10)에 의해 상호 접근/이반하는 방향으로 이동된다. 각 이송 장치(10, 10)는, 한쪽 단이 받침대(103)에 고정 설치된 이송 나사(11, 11)를 구비하고 있고, 이 이송 나사(11, 11)에 나사결합한 너트(12, 12)가 축방향으로는 이동이 규제되고, 또한 축둘레로는 회전 가능하도록 연삭 숫돌대(101), 조정 숫돌대(102)에 유지되어 있다. 그리고, 각 너트(12, 12)는 구동 모터(15, 15)에 의해 회전된다. 이 센터리스 연삭기(1)에 의하면, 이송 나사(11, 11)가 받침대(103)에 고정설치되어 있으므로, 연삭 열에 의해 베드(108)가 열변형해도, 이에 수반하는 가공 정밀도의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.

Description

센터리스 연삭기{CENTERLESS GRINDING MACHINE}

본 발명은 상호 대향 배치된 연삭 숫돌대 및 조정 숫돌대와, 이 연삭 숫돌대, 조정 숫돌대 사이에 설치된 받침대(work rest)를 구비한 센터리스 연삭기에 관한 것이다.

상술한 센터리스 연삭기의 일례를 도 9에 나타낸다. 또한, 도 9는 이러한 센터리스 연삭기의 일부를 파단하여 나타낸 정면도이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 이 센터리스 연삭기(100)는 베드(108)와, 이 베드(108) 상에 배치되는 연삭 숫돌(101a)을 구비한 연삭 숫돌대(101)와, 이 연삭 숫돌대(101)에 대해 대향 배치되는 조정 숫돌(102a)을 구비한 조정 숫돌대(102)와, 연삭 숫돌대(101)와 조정 숫돌대(102) 사이에서 워크(W)를 지지하는 블레이드(103a)를 구비한 받침대(103)와, 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)를 이동시키는 이송 장치(104, 104) 등으로 이루어지고, 이송 장치(104, 104)의 작동에 의해 상기 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)가 상호 접근/이반하는 방향으로 이동하도록 되어 있다.

상기 각 이송 장치(104, 104)는 상기 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)의 이동 방향을 따라 각각 설치된 이송 나사(105, 105)와, 이들 이송 나사(105, 105)를 각각 축중심으로 회전시키는 구동 모터(106, 106)와, 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)에 각각 고정설치되고, 이송 나사(105, 105)에 각각 나사결합한 너트(107, 107) 등으로 이루어진다.

또, 상기 각 이송 나사(105, 105)는 베드(108)의 양측에 고정설치된 브래킷(109, 109)에 의해 축방향으로는 이동이 규제되고, 또한 축둘레로는 회전 가능하도록 각각 유지되어 있으며, 각 구동 모터(106, 106)에 의해 이송 나사(105, 105)를 각각 회전시킴으로써, 상기 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)가 상호 접근/이반하는 방향으로 이동하도록 되어 있다.

이렇게 하여 각 이송 장치(104, 104)를 각각 구동하여 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)를 적절하게 이동시키고, 이들 연삭 숫돌대(101), 조정 숫돌대(102) 및 받침대(103)에 의해 워크(W)가 유지되고, 또한 소정의 절결이 부여되는 상태로 한 후, 회전하는 연삭 숫돌(101a)과 조정 숫돌(102a) 사이에 워크(W)를 투입함으로써, 연삭 숫돌(101a)에 의해 워크(W)가 연삭 가공된다.

그런데, 상기 센터리스 연삭기(100)에 의해 워크(W)가 연삭 가공될 때는 연삭 가공부에 연삭액이 공급되고, 이 연삭액에 의해 해당 연삭 가공부가 냉각되도록 되어 있다. 그래서, 연삭 가공에 의해 발생하는 연삭 열은 이 연삭액에 흡수되어, 해당 연삭액의 온도가 상승하는 경우가 있다. 덧붙여, 연삭액의 가공 개시 직후의 온도가 20℃라고 하면, 가공 개시 20 ∼ 30분 후에는 이것이 35℃ ∼ 40℃정도까지 상승한다.

통상, 이 연삭액은 상기 연삭 가공부에 공급되어 베드(108) 상에 낙하한 후, 적절하게 저장 탱크에 회수되도록 되어 있다. 따라서, 베드(108)는 그 상면에 낙 하하는 연삭액에 의해, 그 상부 영역의 온도가 상승하게 된다. 한편, 베드(108)의 하부 영역은 연삭액의 온도 상승의 영향을 비교적 받지 않는다. 그 때문에, 도 10에 나타낸 바와 같이 베드(108)는 그 상부가 하부에 비해 크게 열변형한 상태가 된다. 또한, 도 10에서는 베드(108)가 열변형한 상태를 과장하여 나타내고 있으며, 실선이 가공 개시 당초의 형상을 나타내고, 2점쇄선이 열변형 후의 형상을 나타내고 있다.

도시한 바와 같이, 베드(108)는 위로 볼록해지는 만곡형상으로 열변형한다. 그 때문에, 베드(108) 상에 설치된 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)는 상측으로 변위하고, 게다가 각 이송 나사(105)가 베드(108)의 양측부에 각각 유지된 상태가 되어 있으므로, 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)는 베드(108) 상부의 열팽창에 의해 그 축간 거리가 멀어지는 방향으로 변위하게 된다. 그 때문에, 상기 구조의 센터리스 연삭기(100)에서는, 종래 이러한 열변형에 의해 연삭 가공의 치수 정밀도가 현저하게 저하하는 문제가 발생하고 있었다.

본 발명은 이상의 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 연삭 열에 의해 베드가 열변형했다 해도, 이에 수반하는 가공 정밀도의 저하를 최소한으로 억제할 수 있는 센터리스 연삭기의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 베드와, 상기 베드 상에 대향 배치된 연삭 숫돌대 및 조정 숫돌대와, 상기 연삭 숫돌대와 조정 숫돌대 사이의 베드 상에 고정설치되고, 상기 연삭 숫돌대와 조정 숫돌대 사이에서 워크를 지지하는 받침대를 구비하여 이루어지고, 상기 연삭 숫돌대 및 조정 숫돌대중 적어도 한쪽을 피송대로 하고, 상호가 접근/이반하는 방향으로 상기 피송대를 이동 가능하게 설치함과 동시에, 상기 피송대를 상기 방향으로 이동시키는 이송 장치를 구비하여 이루어지는 센터리스 연삭기에 있어서, 상기 이송 장치를, 한쪽 단이 상기 연삭 숫돌대와 조정 숫돌대 사이의 상기 베드 상에 고정설치되고, 또한 상기 이동 방향을 따라 설치된 이송 나사와, 상기 이송 나사에 나사결합함과 동시에, 상기 이송 나사의 축방향으로는 이동이 규제되고, 또한 축둘레로는 회전 가능하도록 상기 피송대에 유지되는 너트와, 상기 너트를 축중심으로 회전시키는 구동 모터를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 센터리스 연삭기에 관한 것이다.

이 센터리스 연삭기에 의하면, 구동 모터에 의해 너트를 축둘레로 회전시키면 이송 나사의 한쪽 단이 베드 상에 고정설치되어 있으므로, 이것에 나사결합한 너트 및 이 너트를 유지하는 피송대가 이송 나사를 따라 이동한다. 이렇게 이송 나사의 한쪽 단을 연삭 숫돌대와 조정 숫돌대 사이의 베드 상에 고정설치한 구성으로 했으므로, 가령 베드가 연삭 열에 의해 열팽창했다 해도, 이송 나사에 나사결합한 너트나 이것을 유지하는 피송대는 이송 나사와의 나사결합 관계에 의해 베드의 열팽창과는 관계없이 해당 이송 나사와의 위치 관계가 유지되어, 그 결과 연삭 숫돌대와 조정 숫돌대의 위치 관계가 양호하게 유지된다.

따라서, 이송 나사가 베드의 측부에 유지된 상기 종래예의 센터리스 연삭기처럼, 베드의 열변형에 의해 연삭 숫돌대와 조정 숫돌대의 위치 관계가 크게 변위하는 경우가 없다. 그리하여 이 센터리스 연삭기에 의하면, 베드의 열변형에 의 해 워크의 가공 정밀도가 저하하는 것을 최소한으로 억제할 수 있는 효과가 발휘된다.

또, 상기 센터리스 연삭기는, 그 연삭 숫돌대 및 조정 숫돌대 양쪽이, 상호 접근/이반하는 방향으로 이동 가능하게 설치된 피송대에 구성되고, 상기 이송 장치가, 상기 피송대의 이동 방향을 따라 설치되고, 또한 중간부가 상기 연삭 숫돌대와 조정 숫돌대 사이의 상기 베드 상에 고정설치된 하나의 이송 나사와, 상기 이송 나사의 한쪽 측에 나사결합함과 동시에, 상기 이송 나사의 축방향으로는 이동이 규제되고, 또한 축둘레로는 회전 가능하도록 상기 연삭 숫돌대에 유지된 제1 너트와, 상기 이송 나사의 다른쪽 측에 나사결합함과 동시에, 상기 이송 나사의 축방향으로는 이동이 규제되고, 또한 회전 방향으로는 회전 가능하도록 상기 조정 숫돌대에 유지된 제2 너트와, 상기 제1 너트를 축중심으로 회전시키는 제1 구동 모터와, 상기 제2 너트를 축중심으로 회전시키는 제2 구동 모터로 구성된 것으로 할 수 있다.

이 센터리스 연삭기에 의하면, 제1 구동 모터, 제2 구동 모터에 의해 제1 너트, 제2 너트를 각각 축둘레로 회전시키면, 이송 나사의 중간부가 연삭 숫돌대와 조정 숫돌대 사이의 베드 상에 유지되어 있으므로, 이것에 나사결합한 제1 너트, 제2 너트, 및 이 제1 너트, 제2 너트를 유지하는 연삭 숫돌대, 조정 숫돌대가 각각 해당 이송 나사를 따라 이동한다.

그리고, 상기와 같이 하나의 이송 나사를 연삭 숫돌대와 조정 숫돌대 사이의 베드 상에 유지한 구성으로 하고 있으므로, 가령 베드가 연삭 열에 의해 열팽창했다 해도, 이송 나사에 나사결합한 제1 너트, 제2 너트나, 이것을 유지하는 연삭 숫 돌대, 조정 숫돌대는 해당 이송 나사와의 나사결합 관계에 의해 베드의 열팽창과는 관계없이 해당 이송 나사와의 위치 관계가 유지되어, 그 결과 연삭 숫돌대와 조정 숫돌대의 위치 관계가 양호하게 유지된다. 이에 의해, 베드의 열변형에 의해 워크의 가공 정밀도가 저하하는 것을 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 상기 이송 나사는 이것을 받침대나 베드 상에 그 일부로서 형성한 유지부, 또는 베드 상에 고정설치된 다른 부재에 고정설치할 수 있다.

또, 상기 하나의 이송 나사는 이것이 상기 유지부나 받침대, 또는 베드 상에 고정설치된 다른 부재에, 그 축방향 및/또는 반경방향으로 미소 이동 가능하게 유지된 구성으로 할 수 있다.

통상 상기 연삭 숫돌대 및 조정 숫돌대는 적절하게 안내 수단에 안내되어 상호 접근/이반하는 방향으로 이동 가능하도록 되어 있으나, 상기와 같이 하나의 이송 나사에 의해 상기 연삭 숫돌대 및 조정 숫돌대를 이동시키는 경우에, 이 이송 나사를 베드 상에 고정하면 상기 연삭 숫돌대 및 조정 숫돌대를 안내하는 각각의 안내 수단과, 상기 연삭 숫돌대 및 조정 숫돌대에 각각 유지되는 제1 너트 및 제2 너트를 정밀하게 중심을 맞출 필요가 있어, 중심 맞춤이 적정하게 행해지지 않으면 상기 연삭 숫돌대 및 조정 숫돌대의 원활한 이동을 실현할 수 없어, 그 결과 이송 나사나 제1 너트 및 제2 너트, 또는 안내 수단이 이상 마모하여 연삭 정밀도가 악화된다는 문제가 발생한다. 또, 안내 수단과 제1 너트 및 제2 너트를 정확하게 중심 맞춤하는 작업은 극히 곤란한 작업이며, 이 조정 작업에 장시간을 요한다.

상기 구성의 센터리스 연삭기에 의하면, 이송 나사를 그 축방향 및/또는 반 경방향으로 미소 이동 가능하도록 하고 있으므로, 상기 안내 수단과 제1 너트 및 제2 너트 사이에 아주 작은 중심 어긋남이 존재하여도, 이것이 상기 미소 이동에 의해 흡수되므로, 상기 안내 수단과 제1 너트 및 제2 너트를 정밀하게 중심 맞춤하지 않아도, 상기 연삭 숫돌대 및 조정 숫돌대를 원활하게 이동시키는 것이 가능해진다. 또, 베드가 만곡형상으로 열변형했다 해도 이 변형량이 상기 미소 이동에 의해 흡수되므로, 해당 베드의 열변형에 수반되는 상기 이송 나사의 변형이 방지된다.

또, 상기 이송 나사의 유지 형태는 그 중간부에 플랜지부가 형성되고, 이 플랜지부에 적어도 2개의 관통구멍이 상기 이송 나사의 축방향을 따라 형성되고, 또한 이 관통구멍에 상기 플랜지부의 두께보다 길이가 긴 관형상의 슬리브가 헐겁게 끼워지고, 이 슬리브가 부착 볼트에 의해 상기 유지부 또는 받침대에 고정된 형태로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 비교적 간단한 구성에 의해 상기 이송 나사가 그 축방향 및 반경방향으로 미소 이동할 수 있는 구조로 할 수 있다.

또, 상기 제1 너트, 제2 너트를 각각 중심 조정 기능을 구비한 스러스트 베어링 통해 상기 연삭 숫돌대, 조정 숫돌대에 유지되도록 구성되어 있어도 된다. 이렇게 하면, 이송 나사와 스러스트 베어링이 중심 어긋난 경우에도 상기 중심 조정 기능에 의해 이송 나사에 작용하는 부하가 경감되어, 그 결과 해당 이송 나사가 휨 등의 변형을 초래하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 구동 모터는 피송대에 고정설치되어 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 이송 나사는 상기 베드보다 낮은 선팽창계수의 재료로 형성되어 있 는 것이 바람직하다. 이송 나사가 열팽창하면 이것이 연삭 숫돌대와 조정 숫돌대의 간격에 직접 영향을 미쳐, 워크의 마무리 치수에 오차가 발생하게 된다. 따라서, 이송 나사는 선팽창계수가 최대한 작은 재료로 형성된 것이 바람직하며, 적어도 베드보다 낮은 선팽창계수의 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그런 의미에서 선팽창계수가 4.0×10^-6/℃ 이하의 재료로 형성되어 있으면 더욱 바람직하다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 센터리스 연삭기의 일부를 파단하여 나타낸 정면도,

도 2는 이 센터리스 연삭기의 베드가 열변형한 상태를 나타낸 설명도,

도 3은 본 발명의 다른 형태의 센터리스 연삭기의 일부를 파단하여 나타낸 정면도,

도 4는 본 발명의 또 다른 형태의 센터리스 연삭기의 일부를 파단하여 나타낸 정면도,

도 5는 도 4에서의 화살표시 Ⅱ-Ⅱ 방향의 단면도,

도 6은 도 5에서의 화살표시 Ⅲ-Ⅲ 방향의 단면도,

도 7은 도 4에서의 A부를 확대하여 나타낸 확대 단면도,

도 8은 본 발명의 센터리스 연삭기의 다른 형태의 이송 장치를 나타낸 정단면도,

도 9는 종래의 센터리스 연삭기의 일부를 파단하여 나타낸 정면도,

도 10은 도 9에 나타낸 센터리스 연삭기의 베드가 열변형한 상태를 나타낸 설명도이다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시형태에 대해 첨부 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 센터리스 연삭기의 일부를 파단하여 나타낸 정면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 본 예의 센터리스 연삭기(1)은 도 9에 나타낸 종래의 센터리스 연삭기(100)를 개량한 것이며, 그 이송 장치(10)의 구성이 종래의 센터리스 연삭기(100)에서의 이송 장치(104)의 구성과 다르다. 따라서, 종래의 센터리스 연삭기(100)에서의 구성과 동일 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여, 그 상세한 설명을 생략한다. 또, 상기 각 이송 장치(10, 10)는 상호 동일 구성으로 이루어진다. 따라서, 이하에서는 편의상 연삭 숫돌대(101)를 구동하는 이송 장치(10)를 대표로 하여 그 구성을 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 예의 센터리스 연삭기(1)를 구성하는 상기 이송 장치(10)는 한쪽 단이 받침대(103)에 고정설치된 상태로, 연삭 숫돌대(101)의 이동 방향을 따라 설치된 이송 나사(11)나, 이 이송 나사(11)에 나사결합한 너트(12) 등을 구비하여 이루어진다.

상기 너트(12)는 2개의 베어링(13, 13)에 의해 각각 축둘레로 회전 가능하게 연삭 숫돌대(101)에 유지되어 있으며, 스페이서(16a, 16b, 16c, 16d, 16e) 등에 의해 그 축방향으로의 이동이 규제되어 있다. 또, 너트(12)에는 커플링(14)을 통해 이것을 그 축중심으로 회전시키는 구동 모터(15)가 접속되어 있다. 또한, 이 구동 모터(15)는 연삭 숫돌대(101)에 고정설치되어 있다.

그리고, 구동 모터(15)에 의해 너트(12)를 그 축중심으로 회전시키면 너트(12)가 이송 나사(11)에 대해 그 축방향으로 상대 이동한 결과, 연삭 숫돌대(101)가 너트(12) 및 구동 모터(15)와 함께 이송 나사(11)를 따라 이동한다.

이렇게 하여, 본 예의 센터리스 연삭기(1)에 의하면, 각 이송 장치(10, 10)를 각각 구동하여 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)를 적절하게 이동시켜, 이들 연삭 숫돌대(101), 조정 숫돌대(102) 및 받침대(103)에 의해 워크(W)가 유지되고, 또한 소정의 절결이 부여되는 상태로 한 후, 회전하는 연삭 숫돌(101a)과 조정 숫돌(102a) 사이에 워크(W)를 투입함으로써, 연삭 숫돌(101a)에 의해 워크(W)가 연삭 가공된다.

그리고, 이 센터리스 연삭기(1)가 소정 시간 가동하여 승온한 연삭액에 의해 베드(108)가 열변형을 일으키면, 해당 센터리스 연삭기(1)는 도 2에서 2점쇄선으로 나타낸 상태가 된다. 즉, 상면에 낙하하는 연삭액에 의해 베드(108)는 그 상부 영역이 승온되어 크게 열팽창하고, 위가 볼록해지는 만곡형상으로 열변형한다. 그 때문에, 베드(108) 상에 설치된 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)는 받침대(103)와 함께 상측으로 변위한다.

한편, 이송 나사(11, 11)는 그 단부가 베드(108) 중앙의 받침대(103)에 고정설치되어 있으므로, 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)는 이송 나사(11, 11)와의 나사결합 관계에 의해 베드(108)의 열팽창과는 관계없이 해당 이송 나사(11, 11)와의 위치 관계가 유지된다. 그 결과, 연삭 숫돌(101a)과 조정 숫돌(102a)의 축간 거리는 베드(108)의 열팽창의 영향을 받지 않고, 거의 당초의 상태가 유지된다. 이것은 도 2와 도 10을 비교함으로써 용이하게 이해할 수 있다. 이렇게 본 예의 센터리스 연삭기(1)에 의하면 베드(108)의 열변형에 의해 워크(W)의 가공 정밀도가 저하하는 것을 최소한으로 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 센터리스 연삭기는 도 3에 나타낸 형태로 할 수 있다. 또한, 도 3에서도 상기와 동일하게 종래의 센터리스 연삭기(100)와 동일한 구성 부분에 대해서는, 동일 부호를 붙이고 있다. 또, 이 센터리스 연삭기(20)를 구성하는 각 이송 장치(30, 30)도 상호 동일 구성을 구비하고 있다. 따라서, 이하에서는 편의상 연삭 숫돌대(101)를 구동하는 이송 장치(30)를 대표로 하여 그 구성을 설명한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 이 센터리스 연삭기(20)를 구성하는 베드(108)는 연삭 숫돌대(101)와 조정 숫돌대(102) 사이의 상면에, 그 일부로서 형성된 유지부(108a)를 구비하고 있다. 이 유지부(108a)는 측면시, 즉 화살표 Ⅰ방향에서 봐서 2개의 수직변과 1개의 수평변으로 이루어지는 C자 형상을 하고 있으며, 2개의 수직변의 상면에는 새들(39)이 걸쳐져 이것에 고정되고, 이 새들(39) 위에 받침대(103)가 재치, 고정되어 있다.

또, 상기 이송 장치(30)는 한쪽단이 상기 유지부(108a)의 수평변 상에 고정된 상태로, 연삭 숫돌대(101)의 이동 방향을 따라 설치된 이송 나사(31)나, 이 이송 나사(31)에 나사결합된 너트(32) 등을 구비하여 이루어진다. 상기 유지부(108a)에 고정되는 이송 나사(31)의 단면 하면(31a)은 평면으로 가공되어 있으며, 동 단부가 와셔(38)를 개재한 상태로 상기 수평변 상에 볼트(37)에 의해 고정되어 있다.

상기 너트(32)는 2개의 베어링(33, 33)에 의해 각각 축둘레로 회전 가능하게 연삭 숫돌대(101)에 유지되어 있으며, 스페이서(35) 등에 의해 그 축방향으로의 이동이 규제되어 있다. 또, 너트(32)에는 커플링(34)을 통해 이것을 그 축중심으로 회전시키는 구동 모터(36)가 접속되어 있다. 또한, 이 구동 모터(36)는 연삭 숫돌대(101)에 고정설치되어 있다.

이렇게 하여, 구동 모터(36)에 의해 너트(32)를 그 축중심을 회전시키면, 너트(32)가 이송 나사(31)에 대해 그 축방향으로 상대 이동한 결과, 연삭 숫돌대(101)가 너트(32) 및 구동 모터(36)와 함께 이송 나사(31)를 따라 이동한다.

이 센터리스 연삭기(20)에 있어서도, 이송 나사(31, 31)의 단부가 베드(108) 중앙의 유지부(108a)에 고정설치되어 있으므로, 상술한 센터리스 연삭기(1)에서와 동일하게, 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)와 이송 나사(31, 31)의 위치 관계가 상호의 나사결합 관계에 의해 베드(108)의 열팽창과는 관계없이 유지된 결과, 연삭 숫돌(101a)과 조정 숫돌(102a)의 축간 거리는 베드(108)의 열팽창의 영향을 받지 않고, 거의 당초의 상태가 유지된다. 이에 의해, 워크(W)의 가공 정밀도가 베드(108)의 열변형에 의해 저하하는 것을 최소한으로 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 센터리스 연삭기는 이것을 도 4에 나타낸 형태로 할 수 있다. 또한, 도 4는 본 발명의 또 다른 형태의 센터리스 연삭기의 일부를 파단하여 나타 낸 정면도이며, 도 5는 도 4의 화살표시 Ⅱ-Ⅱ 방향의 단면도이며, 도 6은 도 5에서의 화살표시 Ⅲ-Ⅲ 방향의 단면도이며, 도 7은 도 4에서의 A부를 확대하여 나타낸 확대 단면도이다. 또, 도 4 내지 도 7에서도 상기와 동일하게 종래의 센터리스 연삭기(100)와 동일한 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 이 센터리스 연삭기(40)를 구성하는 상기 이송 장치(50)는 받침대(103)를 관통하고, 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)의 이동 방향을 따라 설치된 하나의 이송 나사(51)와, 그 한쪽 측에 나사결합한 상태로 이송 나사(51)의 축방향으로는 이동이 규제됨과 동시에 축둘레로는 회전 가능하도록 연삭 숫돌대(101)에 유지된 제1 너트(52)와, 이송 나사(51)의 다른쪽 측에 나사결합한 상태로, 이송 나사(51)의 축방향으로는 이동이 규제됨과 동시에, 축둘레로는 회전 가능하도록 조정 숫돌대(102)에 유지된 제2 너트(57)와, 제1 너트(52)를 축중심으로 회전시키는 제1 구동 모터(56)와, 제2 너트(57)를 축중심으로 회전시키는 제2 구동 모터(61)로 구성되어 있다.

도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 이송 나사(51)는 그 중간부에 플랜지부(51a)가 형성되어 있고, 이 플랜지부(51a)에는 2개의 관통구멍(51b)이 각각 이송 나사(51)의 축방향을 따라 형성되어 있다. 또한, 이송 나사(51)는 선팽창계수가 베드(108)의 그것보다 작은 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 4.0×10^-6/℃ 이하의 재료로 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 각 관통구멍(51b)에는 플랜지부(51a)의 두께보다 길이가 긴 관형상의 슬리브(570)가 각각 헐겁게 끼워져 있으며, 이 슬리브(570)가 그 양단에 설치된 와셔(580)를 통해 볼트(590)에 의해 받침대(103)에 고정되어 있다. 이에 의해, 이송 나사(51)가 축방향 및 반경방향으로 미소 이동 가능하도록 되어 있다. 또한, 상기 2개의 관통구멍(51b)은 각각 이송 나사(51)의 축중심을 사이에 둔 수평 위치에 배치되어 있다.

상기 제1 너트(52), 제2 너트(57)는 중심 조정 기능을 구비한 스러스트 베어링(이하, 「베어링」이라 약칭한다)(53, 58)에 의해 각각 축둘레로 회전 가능하게 지지되어 있으며, 각 베어링(53, 58)은 제1 너트(52), 제2 너트(57)에 각각 형성된 플랜지부 및 스페이서(55, 60)에 의해 각각 축방향으로의 이동이 규제되어 있다.

또, 제1 너트(52), 제2 너트(57)는 커플링(54, 59)을 통해 상기 구동 모터(56, 61)에 각각 연결되어 있으며, 이들 제1 구동 모터(56), 제2 구동 모터(61)에 의해 제1 너트(52), 제2 너트(57)를 각각 축중심으로 회전시키면, 제1 너트(52), 제2 너트(57)가 이송 나사(51)에 대해 그 축방향으로 상대 이동하고, 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)가 제1 너트(52), 제2 너트(57) 및 제1 구동 모터(56), 제2 구동 모터(61)와 함께 이송 나사(51)를 따라 각각 이동하도록 되어 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 베어링(58(53))은 상호 대향하도록 설치된 2개의 궤도 루프(58a, 58b(53a, 53b))와, 이 궤도 루프(58a, 58b(53a, 53b)) 사이에 설치된 전동체(轉動體)(58c(53c))와, 궤도 루프(58a(53a))의 어깨부에 맞닿는 중심 조절 와셔(58d(53d))로 이루어진다. 상기 궤도 루프(58a(53a))의 접촉부(어깨부) 는 볼록형상의 구면형상으로 형성되고, 이것에 맞닿는 중심 조절 와셔(58d(53d))의 접촉부는 오목형상의 구면형상으로 형성되어 있으며, 이러한 접촉부의 구면형상에 의해 궤도루프(58a(53a))의 중심 조절 와셔(58d(53d))에 대해 중심 조절되도록 되어 있다.

이 센터리스 연삭기(40)에 의하면, 이송 나사(51)의 중간부가 베드(108) 중앙의 받침대(103)에 유지되어 있으므로, 상술한 센터리스 연삭기(1)에서와 동일하게, 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)와 이송 나사(51)의 위치 관계가, 상호 나사결합 관계에 의해 베드(108)의 열팽창과는 관계없이 유지된 결과, 연삭 숫돌(101a)과 조정 숫돌(102a)의 축간 거리는 베드(58)의 열팽창의 영향을 받지 않고, 거의 대략 당초의 상태가 유지된다. 이에 의해, 베드(108)의 열변형에 의해 워크(W)의 가공 정밀도가 저하하는 것을 최소한으로 억제할 수 있다.

또, 이송 나사(51)가 그 축방향 및 반경방향으로 미소 이동 가능하도록 유지된 구성으로 되어 있으므로, 상기 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)를 안내하는 안내 수단과 제1 너트(52) 및 제2 너트(57)를 정밀하게 중심 맞춤하지 않아도, 이들 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)를 원활하게 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 안내 수단과 제1 너트(52) 및 제2 너트(57)가 아주 조금 중심이 어긋났다 해도, 이송 나사(51)가 미소 이동함으로써 이 중심 어긋남이 흡수되어, 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)의 원활한 이동이 실현되는 것이다. 또, 베드(108)가 위로 볼록해지는 만곡형상으로 열변형해도, 이 변형량이 상기 이송 나사(51)의 미세 이동에 의해 흡수되므로, 베드(108)의 열변형에 수반되는 해당 이송 나사(51)의 변형이 방지된다.

또, 상기 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)는 제1 너트(52) 및 제2 너트(57)를 통해 각각 하나의 이송 나사(51)에 나사결합된 구성이 되어 있으므로, 상기와 같이 이송 나사(51)가 그 축방향 및 반경방향으로 미소 이동 가능하도록 되어 있었다 해도, 상기 연삭 숫돌대(101)와 조정 숫돌대(102) 사이의 상대 위치는 제1 너트(52) 및 제2 너트(57)를 회전시키지 않는한 변하지 않으며, 따라서 이송 나사(51)를 그 축방향 및 반경방향으로 미소 이동 가능하도록 함으로서 연삭 가공 정밀도가 악화되지 않는다.

또, 상기 제1 너트(52) 및 제2 너트(57)는 각각 중심 조절 기능을 구비한 베어링(53, 58)에 의해 유지되어 있으므로, 이송 나사(51)와 베어링(53, 58)이 중심이 어긋난 경우라도, 상기 중심 조절 기능에 의해 이송 나사(51)에 작용하는 부하가 경감되어, 그 결과 해당 이송 나사(51)가 휨 등의 변형을 초래하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 슬리브(570)의 외경과 상기 관통구멍(51b)의 내경의 차는 수십㎛ 이하인 것이 바람직하며, 상기 슬리브(570)의 길이와 상기 플랜지부(51a)의 두께의 차는 십여㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또, 이송 나사(51)의 플랜지부(51a)에 2개의 관통구멍(51b)을 형성하고, 이 2개의 관통구멍(51b)을 이송 나사(51)의 축중심을 사이에 둔 수평 위치에 배치하고 있으나, 이것은 이송 나사(51)의 연직 방향의 미스 얼라인먼트의 흡수를 중시한 것이며, 수평 방향의 미스 얼라인먼트의 흡수를 중시한다면, 상기 관통구멍(51b)을 이송 나사(51)의 축중심을 사이에 둔 수직 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 또, 이러한 미스 얼라인먼트의 흡수를 그다지 문제삼지 않는다면, 상기 관통구멍(51b)을 플랜지(51a)의 둘레방향에 예를 들면 4등분으로 배치한 구성으로 해도 된다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했으나, 본 발명이 채용하는 구체적인 형태는 아무것도 이들에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상술한 각 센터리스 연삭기(1(20, 40))에서는 구동 모터(15(36, 56, 61))의 출력축과 너트(12(32, 52, 57))를 커플링(14(34, 54, 59))에 의해 직접 결합한 구성으로 했으나, 이에 한정되지 않으며 도 8에 나타낸 바와 같이 너트(12(32, 52, 57))를 웜 휠(17)이 일체적으로 형성된 것으로 구성함과 동시에, 이 너트(12(32, 52, 57))와 축중심이 직교하고, 또한 웜 휠(17)과 맞물려 결합하는 웜(18)을 설치하고, 이들 웜(18)에 구동 모터(15(36, 56, 61))의 출력축을 접속시킨 구성으로 해도 된다. 이렇게 하면, 구동 모터(15(36, 56, 61))를 이송 나사(11(31, 51))의 길이방향으로 배치할 수 없는 경우에 효과적이다.

또, 제1 구동 모터(15(36, 56)) 및 제2 구동 모터(15(36, 61))를 각각 연삭 숫돌대(101), 조정 숫돌대(102)에 고정설치한 구성으로 했으나, 제1 구동 모터(15(36, 56)), 제2 구동 모터(15(36, 61))를 베드(108)에 고정설치하고, 그 출력축을 예를 들면 스플라인 조인트에 의해 제1 너트(12(32, 52)), 제2 너트(12(32, 57))에 각각 접속시키고, 출력축과 제1 너트(12(32, 52)) 및 제2 너트(12(32, 57))가 축방향으로 상대 이동 가능해지도록 이들을 접속한 구성으로 해도 된다.

또, 상술한 각 센터리스 연삭기(1(20))에서는, 이송 장치(10(30))에 의해 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102)의 양쪽을 구동하도록 구성했으나, 연삭 숫돌대(51) 및 조정 숫돌대(52)의 어느 한쪽이 상기 이송 장치(10(30))에 의해 구동되도록 구성된 것이어도 된다.

이상과 같이, 본 발명의 센터리스 연삭기는 연삭 열에 의해 베드가 열변형했 다 해도, 그것에 수반되는 가공 정밀도의 저하를 최소한으로 억제할 수 있는 것으로 서 바람직하다.

Claims

베드(108)와, 상기 베드(108) 상에 대향 배치된 연삭 숫돌대(臺)(101) 및 조정 숫돌대(102)와, 상기 연삭 숫돌대(101)와 조정 숫돌대(102) 사이의 베드(108) 상에 고정설치되고, 상기 연삭 숫돌대(101)와 조정 숫돌대(102) 사이에서 워크를 지지하는 받침대(work rest)(103)를 구비하여 이루어지고, 상기 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102) 중 적어도 한쪽을 피송대(被送臺)로 하고, 상호가 접근/이반하는 방향으로 상기 피송대를 이동 가능하게 설치함과 동시에, 상기 피송대를 상기 방향으로 이동시키는 이송 장치(10; 30; 50)를 구비하여 이루어지는 센터리스 연삭기(1; 20; 40)에 있어서,

상기 이송 장치(10; 30; 50)를,

한쪽 단이 상기 연삭 숫돌대(101)와 조정 숫돌대(102) 사이의 상기 베드(108) 상에 고정설치되고, 또한 상기 이동 방향을 따라 설치된 이송 나사(11; 31; 51)와,

상기 이송 나사(11; 31; 51)에 나사결합함과 동시에, 상기 이송 나사(11; 31; 51)의 축방향으로는 이동이 규제되고, 또한 축둘레로는 회전 가능하도록 상기 피송대에 유지되는 너트(12; 32; 52, 57)와,

상기 너트(12; 32; 52, 57)를 축중심으로 회전시키는 구동 모터(15; 36; 56, 61)를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 센터리스 연삭기.
제1항에 있어서, 상기 연삭 숫돌대(101) 및 조정 숫돌대(102) 양쪽이, 상호 접근/이반하는 방향으로 이동 가능하게 설치된 피송대에 구성되고,

상기 이송 장치(10; 30; 50)가,

상기 피송대의 이동 방향을 따라 설치되고, 또한 중간부가 상기 연삭 숫돌대(101)와 조정 숫돌대(102) 사이의 상기 베드(108) 상에 고정설치된 하나의 이송 나사(11; 31; 51)와,

상기 이송 나사(11; 31; 51)의 한쪽 측에 나사결합함과 동시에, 상기 이송 나사(11; 31; 51)의 축방향으로는 이동이 규제되고, 또한 축둘레로는 회전 가능하도록 상기 연삭 숫돌대(101)에 유지된 제1 너트(12; 32; 52)와,

상기 이송 나사(51)의 다른쪽 측에 나사결합함과 동시에, 상기 이송 나사(51)의 축방향으로는 이동이 규제되고, 또한 회전 방향으로는 회전 가능하도록 상기 조정 숫돌대(102)에 유지된 제2 너트(12; 32; 57)와,

상기 제1 너트(12; 32; 52)를 축중심으로 회전시키는 제1 구동 모터(15; 36; 56)와,

상기 제2 너트(12; 32; 57)를 축중심으로 회전시키는 제2 구동 모터(15; 36; 61)를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 센터리스 연삭기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이송 나사(11; 31; 51)가 상기 받침대(103)에 고정설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 센터리스 연삭기.
제2항에 있어서, 상기 이송 나사(11; 31; 51)의 중간부가 상기 연삭 숫돌대(101)와 조정 숫돌대(102) 사이의 상기 베드(108) 상에 설치된 유지부(108a)에, 축방향 및/또는 반경방향으로 미소 이동 가능하게 유지되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 센터리스 연삭기.
제2항에 있어서, 상기 이송 나사(11; 31; 51)의 중간부가 상기 받침대(103)에 축방향 및/또는 반경방향으로 미소 이동 가능하게 유지되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 센터리스 연삭기.
제2항에 있어서, 상기 제1 너트(12; 32; 52), 제2 너트(12; 32; 57)가 각각 중심 조정 기능을 구비한 스러스트 베어링(53, 58)을 통해 상기 연삭 숫돌대(101), 조정 숫돌대(102)에 유지되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 센터리스 연삭기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 모터(15; 36; 56, 61)가 상기 피송대에 고정설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 센터리스 연삭기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이송 나사(11; 31; 51)가 상기 베드(108)보다 낮은 선팽창계수의 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 센터리스 연삭기.