KR101029055B1 - 내경 초정밀 가공전용 헤드 스핀들 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내경 초정밀 가공전용 헤드 스핀들에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 범용 공작기계에 적용하여 실린더 또는 부싱의 내경에 등배분된 R-형상의 그루브(Groove)를 수직 방향으로 정밀 연삭할 수 있도록 하는 내경 초정밀 가공전용 헤드 스핀들에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 상측과 측면에 연결 플레이트를 설치하며 후방으로 설치한 모터의 모터 풀리를 연결한 본체의 한 부분에서 세로방향으로 돌출되며 하측 끝 부분에 다이몬드 휠을 몸체에 설치하고, 상기 모터 풀리에 연결된 벨트가 몸체의 하측에 설치한 다이아몬든 휠 일측의 휠 풀리에 연결되는 헤드 스핀들에 있어서,

상기 모터 풀리의 한쪽 상측에서 몸체의 상측에 설치한 제1 캠플로워와 상기 모터 풀리의 한쪽 하측에 설치한 제2 캠플로워를 설치하고, 다이아몬드 휠과 제1 캠플로워와 모터 풀리 및 제2 캠플로워를 연결하는 벨트로 이루어지되; 상기 제1 캠플로워는 벨트가 위치하는 부분에 'V'형 홈이 형성되고, 상기 벨트가 요홈으로 형성된 제2 캠플로워를 통과하여 몸체의 호상홈으로 연결되어 지는 것을 특징으로 하는 것이다.

초정밀, 전용 헤드 스핀들

Description

내경 초정밀 가공전용 헤드 스핀들{Processing exclusive head spindle for inner diameter higt-precision}

본 발명은 내경 초정밀 가공전용 헤드 스핀들에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 범용 공작기계에 적용하여 실린더 또는 부싱의 내경에 등배분된 R-형상의 그루브(Groove)를 수직 방향으로 정밀 연삭할 수 있도록 하는 내경 초정밀 가공전용 헤드 스핀들에 관한 것이다.

공작기계산업은 기계공업발전의 기반이 되며 국가산업발전을 지원하는 핵심적인 기초산업이며, 고도의 전문적인 기술이 요구되는 기술집약적인 산업이다. 특히 연삭기를 포함한 공작기계산업은 자동차 산업, 전기전자 산업 등 주요한 수요산업에 의해 크게 영향을 받는 산업이다.

연삭공정은 자동차부품제조, 전기전자 부품제조, 금형제조, 철강업 등 다양한 산업분야에서 제품가공의 마지막 단계에 적용되어 단위제품의 품질을 좌우하는 중요한 공정으로, 연삭가공 시스템의 고도화 및 고속화하는 첨단산업분야의 고품질 화를 위해 필수적인 공정이다.

최근 기계가공품의 고정밀화 추에세 따라 연삭가공기술도 빠르게 발전하고 있으며 연삭가공의 수요도 늘어나고 있는 추세이다. 연삭공정은 제품의 원활한 기능을 수행하고, 성능을 발취하며, 품질의 우수성을 나타내고, 제품의 신뢰성 및 심미성 등 제품의 부가가치를 향상시키는데 필수적인 공정이다.

연삭기의 특성 중 고정밀 가공을 실현하기 위해서는 가공물의 형상정도와 표면조도를 지배하는 추축회전계의 고정밀 특성이 요구되고 있다, 한편, 연삭가공기의 제조 기술에서는 연삭가공기계의 구조해석, 고속·고정도 스핀들 설계 및 조립기술, 고정밀 이송시스템 제조기술, 드레싱 및 숫돌 밸런싱(Balancing) 기술, 제어 및 측정 기술이 요구된다.

특히, 고속·고정도 스핀들 설계 및 조립기술은 여낙가공기 제조기술에서 핵심기술로서 표면조도 및 형상정밀도를 향상시키고, 열처리 후 가공이 가능하며 변형을 최소화하며 기존의 수작업을 줄이고 장비의존율을 높이는 장점이 있다. 또한, 최근에는 높은 생산성과 고정밀 고품위의 연삭력을 동시에 갖춘 연삭기가 요구되고 있다.

국내의 연삭기 제조업체들은 대부분 영세하고 기술력 또한 부족한 실정이라 연구개발에 있어 매우 취약한 실정이다. 현재, 고속 정밀 연삭가공기 시장은 유럽과 일본에서 주도하고 있으며 고속화 요구의 증가에 따라 선직국을 중심으로 한 제조사들 역시 회전속도를 증가시키기 위해 노력하고 있다.

고능률화와 유연성에 대앙하기 위해 활발하게 연구가 진행되고 있으며, 현재 상용화된 숫돌의 원주 속도는 약 80 m/s 이며, 숫돌의 원주 속도가 150 m/s 인 고속가공기는 개발단계에 있다. 국내에서 생산되는 평면연삭기 및 원통연삭기는 숫돌 원주 속도가 50 m/s 이하이고 반복위치 정밀도가 3㎛정도로서 정밀연삭 및 고속 연삭가공이 어려운 실정으로, 고속 정밀 가공을 위해 전량 외국에서 고가로 수입하여 사용하고 있는 실정이다. 특히, 국내 산업을 주도하고 있는 전자 및 통신산업용 정밀 부품제작을 위한 연삭가공기의 경우 특히 더한 편이다.

그리고 실린더나 부싱의 내주에 수직으로 R-형상 홈을 가공하기 위한 헤드 스핀들 혹은 전용연삭장비는 개발되어 있지 않다.

따라서 본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 실린더 또는 부싱의 내경이나 내측에 수직의 R-형상의 홈을 초정밀, 고정도로 가공할 수 있는 전용 헤드 스핀들을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 기존 공작기계인 머시인 센터 또는 CNC머시인에 설치하여 사용할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 발명은 상측과 측면에 연결 플레이트를 설치하며 후방으로 설치한 모터의 모터 풀리를 연결한 본체의 한 부분에서 세로방향으로 돌출되며 하측 끝 부분에 다이몬드 휠을 몸체에 설치하고, 상기 모터 풀리에 연결된 벨트가 몸체의 하측에 설치한 다이아몬든 휠 일측의 휠 풀리에 연결되는 헤드 스핀들에 있어서,
상기 모터 풀리의 한쪽 상측에서 몸체의 상측에 설치한 제1 캠플로워와 상기 모터 풀리의 한쪽 하측에 설치한 제2 캠플로워를 설치하고, 다이아몬드 휠과 제1 캠플로워와 모터 풀리 및 제2 캠플로워를 연결하는 벨트로 이루어지되; 상기 제1 캠플로워는 벨트가 위치하는 부분에 'V'형 홈이 형성되고, 상기 벨트가 요홈으로 형성된 제2 캠플로워를 통과하여 몸체의 호상홈으로 연결되어 지는 것을 특징으로 하는 것이다.

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본 발명은 실린더 또는 부싱의 내경이나 내측에서 원형의 다이아몬드 휠을 고속으로 회전시켜 수직의 R-형상의 홈을 초정밀, 고정도로 가공할 수 있는 전용 헤드 스핀들을 제공하는 것이다.

본 발명은 기존 공작기계인 머시인 센터 또는 CNC머시인에 다양한 방향으로 직접 설치하여 사용할 수 있는 헤드 스핀들을 제공하는 것이다.

본 발명은 모터의 동력을 제공하며 몸체를 길게 돌출시켜 선단에 설치한 다이아몬드 휠에 벨트를 연결하여 모터의 동력으로 고속 회전하면서 수직방향으로 다이아몬드 휠을 이동시켜 실린더 또는 부싱의 내경을 고속 가공할 수 있도록 하는 것이다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 설치상태도를 나타낸 배면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 설치상태를 나타낸 정면도 이며, 도 4는 본 발명의 설치상태를 나타낸 측면도이다.

몸체(3)는 길게 세로방향으로 형성되어 하측 끝부분에 다이아몬드 휠(7)을 설치하고, 몸체(3)에 고정되며 다이아몬드 휠(7)을 전방에서 고정하는 베어링 커버(1)를 볼트(17)로 몸체(3)에 고정한다.

상기 몸체3)는 후방의 일부분이 본체(10)에 고정되며, 상기 본체(10)는 상측에 하나의 제1 캠플로워(4)가 설치되고, 하측에는 제2 캠플로워(5)가 설치되어 내 부에 설치한 모터 풀리(9)와 함께 동시에 회전하도록 연결한다.

상기 제2 캠플로워(5)를 통과한 벨트(2)가 벨트 안내홈(32)에서 이동 가능하도록 제2 캠플로워(5)의 한쪽에는 호상 홈(33)이 형성되어 있는 것이다.

상기 모터 풀리(9)와 제1 캠플로워(4)와 제2 캠플로워(4)에는 벨트(2)가 연결되고, 동시에 다이아몬드 휠(7)에 연결되어 회전하는 것이다.

상기 본체(10)의 상측이나 측면의 한 방향으로 연결 플레이트(13, 13a)가 소켓 볼트(16)를 통하여 설치되어 기존 공작기계인 머시인 센터 또는 CNC머시인에 다양한 방향으로 연결하여 사용하는 것이다.

상기 모터 풀리(9)는 본체(10)의 배면으로 모터(11)를 설치하여 동력을 제공하고, 전방에는 접시 소켓(20)을 통하여 본체(10)와 몸체(3)에 설치되도록 하는 것이다.

도 5는 본 발명의 본체와 몸체에 대한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 본체와 몸체에 대한 정면도이고, 도 7은 본 발명의 본체와 몸체에 대한 정면도를 나타낸 것이다.

본 발명의 몸체(3)는 양쪽으로 벨트 안내홈(32)이 형성되어 벨트(2)가 설치된 후 안내되는 공간으로 사용하며, 본체(10)는 하측으로 몸체(3)가 일체형으로 연결되어 있는 것이다.

도 8은 본 발명의 다이아몬드 휠에 대한 정면도를 나타낸 것으로, 원형으로 형성된 다이아몬드 휠(7)은 외경으로 다이아몬드를 일체형으로 부착하는 것이며, 한쪽으로 휠 풀리(30)가 돌출되어 벨트(2)에 의해 회전가능하게 설치하고, 다이아몬드 휠(7)은 양쪽으로 핀(31)이 돌출되어 한 방향은 몸체(3)에 한 방향은 베어링 커버(1)에 의해 설치한다.

도 9는 본 발명의 제1, 2 캠플로워에 대한 정면도를 나타낸 것으로, 제1 캠플로워(4)는 벨트(2)가 회전 가능하게 'V'형 홈이 형성되고, 제2 캠프로워(5)는 벨트(2)가 연결되는 부분에 요홈이 형성되는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 기존 공작기계인 머시인 센터 또는 CNC머시인에 본체(10)의 상측이나 측면에 설치된 것 중 어느 한 방향의 연결 플레이트(13, 13a)를 사용하여 작업할 수 있는 위치에 설치하는 것이어서 기존의 장비를 이용하여 간편하게 설치하여 전용 스핀들로 사용할 수 있는 것이다.

작업할 실린더 또는 가이드 부시(8)를 고정하여 모터(11)를 구동시키면 모터(11)의 동력으로 모터 풀리(9)가 회전하고, 비교적 큰 모터 풀리(9)의 동력을 벨트(2)가 제1 캠플로워(4)와 제2 캠플로워(5)를 통과하여 다이아몬드 휠(7)의 휠 풀리(30)에 연결되어 고속으로 회전하게 된다.

상기 벨트(2)는 본체(10)의 벨트 안내홈(32)을 통하여 다이아몬드 휠(7)의 풀리(30)에 연결되는 것이며, 모터 풀리(9)의 회전력이 고속으로 전달되는 것이며, 다이아몬드 휠(7)의 고속회전을 이용하여 실리더 또는 가이드 부시(8)의 내경에 세 로방향으로 R-형상의 그루브를 정밀 가공할 수 있는 것이다.

상기 다이아몬드 휠(7)은 고속으로 회전하게 되고 기존 공작기계인 머시인 센터 또는 CNC머시인을 구동하여 본체(10)와 몸체(3)를 세로방향으로 이송시키면서 가공방향을 설정하여 정밀가공이 가능한 것이다.

상기 다이아몬드 휠(7)이 손상되거나 마모되는 경우에는 볼트(17)를 풀어 베어링 커버(1)를 해체한 후 다이아몬드 휠(7)을 제거하고 새로운 것을 설치한 후 베어링 커버(1)를 볼트(17)로 고정하는 것으로 간편하고 신속하게 교체하여 사용할 수 있는 것이다.

상기 벨트(2)가 손상되거나 마모되어 동력전달이 정상적으로 이루어지지 않는 경우에는 접시 소켓(20)을 풀어 덮개(6)를 해제한 후 벨트(2)를 손쉽게 분리할 수 있으며, 새로운 벨트(2)를 휠 풀리(30)에 설치한 후 몸체(3)의 벨트 안내홈(32)을 통과하여 제1 캠플로워(4)와 모터 풀리(9) 및 제2 캠플로워(5)에 연결하는 것으로 교환할 수 있고, 덮개(6)를 접시 소켓(20)으로 고정시킨 것에 의해 간편하고 신속하게 교환할 수 있는 것이다.

본 발명은 기존 공작기계인 머시인 센터 또는 CNC머시인에 간편하게 설치하여 실린더 또는 부싱의 내경에 수직방향으로 R-형상 그루브를 정밀가공할 수 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도

도 2 는 본 발명의 설치상태도를 나타낸 배면 사시도

도 3 은 본 발명의 설치상태를 나타낸 덮개를 제거한 상태의 정면도

도 4 는 본 발명의 설치상태를 나타낸 측면도

도 5 는 본 발명의 본체와 몸체에 대한 사시도

도 6 은 본 발명의 본체와 몸체에 대한 정면도

도 7 은 본 발명의 본체와 몸체에 대한 저면 일부 확대도

도 8 은 본 발명의 다이아몬드 휠에 대한 정면도

도 9 는 본 발명의 제1, 2 캠플로워에 대한 정면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 베어링 커버 2 : 벨트

3 : 몸체 4 : 제1 캠플로워

5 : 제2 캠플로워 6 : 덮개

7 : 다이아몬드 휠 8 : 가이드 부시

9 : 모터 풀리 10 : 본체

11 : 모터 13, 13a : 연결 플레이트

14 : 너트 16 : 소켓 볼트

17 : 볼트 20 : 접시 소켓

30 : 휠 풀리 31 : 핀

32 : 벨트 안내홈 33 : 호상 홈

Claims (5)

1. 상측과 측면에 연결 플레이트(13, 13a)를 설치하며 후방으로 설치한 모터(11)의 모터 풀리(9)를 연결한 본체(10)의 한 부분에서 세로방향으로 돌출되며 하측 끝 부분에 다이몬드 휠(7)을 몸체(3)에 설치하고, 상기 모터 풀리(9)에 연결된 벨트(2)가 몸체(3)의 하측에 설치한 다이아몬든 휠(7) 일측의 휠 풀리(30)에 연결되는 헤드 스핀들에 있어서,

   상기 모터 풀리(9)의 한쪽 상측에서 몸체(3)의 상측에 설치한 제1 캠플로워(4)와 상기 모터 풀리(9)의 한쪽 하측에 설치한 제2 캠플로워(5)를 설치하고, 다이아몬드 휠(7)과 제1 캠플로워(4)와 모터 풀리(9) 및 제2 캠플로워(5)를 연결하는 벨트(2)로 이루어지되; 상기 제1 캠플로워(4)는 벨트(2)가 위치하는 부분에 'V'형 홈이 형성되고, 상기 벨트(2)가 요홈으로 형성된 제2 캠플로워(5)를 통과하여 몸체(3)의 호상홈(33)으로 연결되어 지는 것을 특징으로 하는 내경 초정밀 가공전용 헤드 스핀들.
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