KR100655311B1 - 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계에서 이송축인 볼스크류의 하중을 지지하는 베어링에 관한 것으로, 특히 긴 이송영역을 갖는 X축 볼스크류의 하중을 지지하며 거동이 예측된 열팽창량 만큼을 보상하여 장시간 가공시에도 장비의 축이송 위치정밀도 및 반복 정밀도의 변화를 최소화하는 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치를 설명하면, 이송축의 일측에는 관통홀이 형성된 스러스트 앵귤러 볼베어링을 장착하고, 상기 스러스트 앵귤러 볼베어링은 볼트로 상기 관통홀을 관통해서 상기 지지부재에 체결하여 고정하며, 상기 스러스트 앵귤러 볼베어링의 내륜은 로크너트로 고정하고, 상기 이송축의 타측에는 이송축과 베어링 하우징 사이에 니들베어링을 장착하여 상기 이송축을 지지함으로써 이송축의 열팽창을 일측으로만 발생토록 구성한 것이 특징이다.

이송, 베어링, 볼스크류, 공작기계, 스냅링

Description

주축 이동형 선반의 이송축 지지장치{A supporting apparatus for a transporting shaft in a Main shaft Transporting Type lathe}

도 1은 종래의 공작기계의 이송축 지지장치,

도 1a는 도 1의 A'부분 상세도,

도 1b는 도 1의 B'부분 상세도,

도 2는 본 발명의 따른 공작기계의 이송축 지지장치를 나타낸 도면,

도 2a는 도 2의 A부분 상세도,

도 2b는 도 2의 B부분 상세도.

< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1, 1a: 스러스트 앵귤러 볼베어링 2: 베어링 하우징

3, 3a: 베어링 캡 4, 4a: 스페이서

5, 5a: 로크너트 6: 지지부재

100: 이송축

10: 스러스트 앵귤러 볼베어링 40, 40a: 볼트

50: 관통홀 60: 니들베어링

70: 스냅링 80: 홈

본 발명은 공작기계에서 이송축인 볼스크류의 하중을 지지하는 베어링에 관한 것으로, 특히 긴 이송영역을 갖는 X축 볼스크류의 하중을 지지하며 거동이 예측된 열팽창량 만큼을 보상하여 장시간 가공시에도 장비의 축이송 위치정밀도 및 반복 정밀도의 변화의 최소화가 가능하고 강성을 증대시킨 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계에서의 볼스크류(이송축)를 지지하는 방법에는 일측단을 베어링으로 지지하고 타측단은 자유롭게 두는 방식과 일측단을 베어링으로 지지하고 타측단은 축방향으로 미끄러질 수 있도록 지지된 베어링으로 지지하는 방식 그리고 양단을 베어링으로 지지하고, 베어링이 축방향으로 움직이지 않도록 고정하는 방식이 있다.

위와 같은 방식에서 양단을 베어링으로 지지하는 양단 지지방식은 열영향을 가장 적게 받는 것으로, 열팽창에 의한 누적오차를 가장 적게 할 수 있어 공작기계의 가공물 정밀이송을 위한 이송축 지지방식으로 널리 사용되고 있다.

따라서, 이송축의 좌우측 양단을 고정한 지지베어링의 구조를 나타낸 도 1을 참조하여 종래의 기술을 살펴보면, 도 1의 공작기계의 이송축 지지창치는 스러스트 앵귤러 볼베어링(이하 '볼베어링'이라함)으로 볼스크류에 예압을 부가하여 가공 초기에 장비의 워밍업 없이도 위치정밀도의 변화를 최소화하고 축방향 강성을 증대시킨 것이다.

도 1a는 도 1의 A'의 상세도로서 볼스크류와 베어링 하우징 사이에 볼스크류 지지베어링인 복열(2열) 스러스트 앵귤러 볼베어링(1)을 조립하고 볼베어링(1) 외륜은 베어링 하우징(2)에 베어링 캡(3)을 부착하여 고정하며 볼베어링 내륜은 스페이서(4)를 사이에 두고 로크너트(5)를 체결하여 고정한 것이다.

그리하여, 볼스크류의 예압은 이 로크너트(5)의 체결력에 의해 부가된다.

한편, 도 1b는 도 1의 B'의 상세도로서 도 1a의 볼베어링(1)과 동일한 방식이며, 다만 볼스크류 고정측에 볼스크류의 예압 부가없이 3열의 스러스트 앵귤러 볼베어링(1a)으로 볼스크류를 고정한 것이 특징이다.

그러나, 상기와 같이 구성된 볼베어링 구조는 일정량의 볼스크류의 열팽창을 감안하여 예압이 부여되고, 볼스크류의 X축 움직임에 따라 공작물이 로딩/언로딩하는 것이다.

따라서, 축방향으로 긴 이송거리를 갖으며 필수적으로 긴 볼스크류가 적용되어야 하므로 과다한 예압량이 부여되는 것이며, 이러한 과다한 예압량으로 인해 정밀도 및 강성에 대해 불리하게 작용하였던 것이다.

그리고, 주축 이동형 역수직 수치제어선반은 자동화 장비임으로 장비 가동시간이 하루 평균 20시간 이상이며 장기간 가동시에는 볼스크류의 과다한 열팽창량으로 볼스크류에 부가한 예압량이 초과되므로 볼스크류가 이상변형되고 이로인해 가공정밀도는 떨어지며 볼스크류의 수명은 감소하는 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명은 상기 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발 명의 목적은 이송축에 과도한 예압을 부가하여 발생되는 이송축의 수명감소 및 부가한 예압조건 이상으로 장비가 사용되어질때 초래되는 이송축의 이상변형을 방지하기 위하여 베어링 구조를 변경하여 정밀가공이 가능하고 강성을 증대시킨 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치는 이송축의 일측에는 관통홀이 형성된 스러스트 앵귤러 볼베어링을 장착하고, 상기 스러스트 앵귤러 볼베어링은 볼트로 상기 관통홀을 관통해서 상기 지지부재에 체결하여 고정하며, 상기 스러스트 앵귤러 볼베어링의 내륜은 로크너트로 고정하고, 상기 이송축의 타측에는 이송축과 베어링 하우징 사이에 니들베어링을 장착하여 상기 이송축을 지지함으로써 이송축의 열팽창을 일측으로만 발생토록 구비한 것이 특징이다.

한편, 상기 스러스트 앵귤러 볼베어링은 축방향으로 4열로 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 니들베어링의 내외륜은 이송축과 베어링하우징 사이에 형성된 홈에 스냅링을 결합하여 고정한 것이 특징이다.

한편, 이 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 목적, 기타의 목적, 특징 및 이점은 예시할 목적으로 도시한 첨부 도면과 관련해서 본 발명에 의한 실시예를 가지고 이하의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 설명에 사용되는 각 도면에 있어서, 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 첨부된 도면에 있어서, 도 1은 종래의 공작기계의 이송축 지지장치를 나타낸 도면이고, 도 1a는 종래의 공작기계의 이송축 지지장치인 도 1의 A'부분을 상세히 도시한 상세도면이며, 도 1b는 도 1의 B'부분을 상세히 도시한 상세도이다.

도 2는 본 발명의 따른 공작기계의 이송축 지지장치를 나타낸 도면이며, 도 2a는 도 2의 A부분의 구조를 확대 도시한 상세도이며, 도 2b는 도 2의 B부분의 구조를 확대 도시한 상세도이다.

이상과 같이 예시할 목적으로 도시한 도면 1 내지 2b를 참조하여 본 발명에 따른 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치를 설명하면, 공작기계의 주축 이동형 선반의 이송축을 지지하는 지지부재를 구비한 장치에 있어서, 상기 이송축(100)의 좌측은 이송축(100)의 축방향으로 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)을 4열로 나열하고 상기 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)의 외주면 근방에는 수개의 관통홀(50)이 형성되어 있다.

그리고 상기 관통홀(50)은 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)을 지지부재(6)에 고정할 목적으로 볼트(40)가 체결된다.

또한, 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)의 내륜은 정밀 로크너트(5)로 체결하여 고정한다.

한편, 상기 이송축(100)의 우측에는 베어링하우징(2)이 구비되고 상기 베어링하우징(2)과 이송축(100) 사이는 니들베어링(60)의 장착되어 있으며, 상기 니들베어링(60)의 내외륜은 이송축(100)과 베어링하우징(2a)에 형성된 홈(80)에 스냅링(70)을 내삽하여 고정하였다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치를 도 2 내지 2b를 참조하여 이에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이송축(100)의 좌측은 이송축(100)을 지지할 목적으로 이송축(100)의 일측에 스러스트 앵귤러 볼에어링(10)을 4열로 구비하고 상기 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)의 외주면 근방에는 수개의 체결용 관통홀(50)이 형성되어 있으며 상기 관통홀(50)에 볼트(40)로 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)을 지지부재(6)에 고정시킴으로써 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)을 고정하기 위해 종래 기술에 사용하였던 베어링캡을 구비하지 않아도 되도록 단순하게 구성한 것이 특징이다.

이는, 종래 기술 보다 설비투자와 수리 등에 있어서 월등한 비용절감의 효과 와 수리가 용이하다는 장점이 있다.

또한, 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)의 내륜은 정밀 로크너트(5)로 체결하여 고정한다.

따라서, 이러한 베어링 지지 구조에서는 이송축(100)에 예압을 부가하지 않아도 되는 장점이 있다.

한편, 이송축(100)의 우측에는 베어링하우징(2)이 구비되고 상기 베어링하우징(2)과 이송축(100) 사이에는 니들베어링(60)이 장착되어 있다.

본 발명은 상기 니들베어링(60)으로 이송축(100)을 지지하는 방식으로 하여 공작기계(도시안됨)의 가동시 발생되는 이송축(100)의 열팽창을 우측방향으로만 발생하도록 구성되어 있어 열팽창의 거동파악이 용이하다는 장점이 있다.

따라서, 이송축(100)의 열팽창을 이송축(100)의 우측으로만 유도하여 공작기계 장치에서 거동이 예측된 열팽창만큼을 즉시 보상할 수 있고 장시간 가공시에도 공작물의 축이송 위치정밀도 및 반복 정밀도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 것이다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이고, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 따른 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치의 사용으로, 좌측 이송축 지지베어링의 구조가 단순화되어 기계설비 절감에 효과가 있고 이송축의 열팽창을 우측으로만 유도하므로 공작기계에서 거동이 예측된 열팽창량 만큼을 즉시 보상할 수 있다.

따라서, 장시간 가공시에도 장비의 축이송 위치정밀도 및 반복 정밀도의 변화를 최소화는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 주축 이동형 선반의 이송축을 지지하는 지지부재를 구비한 장치에 있어서,

   상기 이송축(100)의 일측에는 관통홀(50)이 형성된 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)을 장착하고, 상기 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)은 볼트(40)로 상기 관통홀(50)을 관통해서 상기 지지부재(6)에 체결하여 고정하며, 상기 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)의 내륜은 로크너트(5)로 고정하고, 상기 이송축(100)의 타측에는 이송축(100)과 베어링 하우징(2) 사이에 니들베어링(60)을 장착하여 상기 이송축(100)을 지지함으로써 이송축(100)의 열팽창을 일측으로만 발생토록 구성한 것을 특징으로 하는 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스러스트 앵귤러 볼베어링(10)은 축방향으로 4열로 구비한 것을 특징으로 하는 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 니들베어링(60)의 내외륜은 이송축(100)과 베어링하우징(2) 사이에 형성된 홈(80)에 스냅링(70)을 결합하여 고정한 것을 특징으로 하는 주축 이동형 선반의 이송축 지지장치.

Images