KR101390593B1

KR101390593B1 - 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치

Info

Publication number: KR101390593B1
Application number: KR1020120124651A
Authority: KR
Inventors: 박영일; 이기남
Original assignee: 제일베어링공업(주)
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-04-30

Abstract

본 발명은 베이스 상면에 구비되어 베어링을 고정 및 회전시키는 코렛부; 및 상기 코렛부의 일측에 구비되어 상기 코렛부에 고정된 베어링의 표면을 가압하고 슈퍼석을 요동시켜 회전하는 베어링의 궤도표면을 초정밀 가공하는 슈퍼석 요동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치를 제공한다.
본 발명의 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치에 따르면, 베어링을 견고하게 밀착고정시켜 베어링의 슬립현상을 방지하고, 베어링의 떨림 및 진동을 최소화하여 베어링의 궤도면을 초정밀 가공하며, 가공에 의한 궤도 표면의 변질층 및 방향성 무늬가 생기지 않도록 하여 베어링의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 베어링의 장,배척이 용이하고, 가공면접이 넓거나 무게가 무거운 대형 베어링도 정밀하게 가공할 수 있는 효과가 있다.

Description

베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치{Super Finishing Apparatus for Bearing Tracks}

본 발명은 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 가공에 의한 베어링 궤도 표면의 변질층이 극히 적고, 방향성 무늬가 생기지 않으며, 짧은 시간 내에 초정밀 가공이 이루어지는 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치에 관한 것이다.

일반적으로 슈퍼 피니싱 장치는 일반 연삭기와 마찬가지로 다듬질 된 공작물의 표면을 단시간에 매우 평활한 면으로 다듬질하는 기계이다.

베어링의 궤도면은 베어링의 소음, 진동 및 수명에 직접적인 주요 인자로서 전동체의 정숙한 회전과 소음과 진동을 줄이기 위해서 Ra 0.1㎛이하 표면 거칠기 값을 갖도록 하면서 각각의 베어링 특징에 맞게 일반 치수 공차와 기하 공차의 허용 범위 내에 있어야 한다.

이러한 베어링의 일반적인 슈퍼 피니싱 가공은 클램핑 방식을 적용한다. 클램핑 방식은 베어링 궤도면 슈퍼 피니싱의 일반화된 가공 방법이며, 자동으로 장/배척이 가능하고 자동화 공정 라인에서 적용하는데 가장 적합한 방식이다.

그러나, 클램핑 방식은 베어링의 가공 면적이 넓거나, 무게가 무겁거나, 크기가 큰 경우 사용에 부적합하다. 또한, 반복적인 왕복운동과 마찰로 고정장치의 지그가 마모되면 정밀성이 떨어지는 문제점이 발생하게 되고, 베어링이 고정되는 주축 아대면에서 미끄러짐 현상이 발생하여 스프링 형상의 이상 무늬가 발생하게 되며, 이로 인하여 제품의 품질을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있다.

한국공개특허: 10-2011-0120097 (공개일 2011. 11. 03)

한국공개특허: 10-2005-0031372 (공개일 2005. 04. 06)

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서,

본 발명의 목적은 베어링을 견고하게 밀착고정시켜 베어링의 슬립현상을 억제하고 베어링의 떨림 및 진동을 최소화하여 베어링의 초정밀 가공이 이루어지도록 하고, 베어링의 장,배척이 용이하도록 하며, 대형 베어링도 가공할 수 있도록 하는 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치는 베이스 상면에 구비되어 베어링을 고정 및 회전시키는 코렛부; 및 상기 코렛부의 일측에 구비되어 상기 코렛부에 고정된 베어링의 표면을 가압하고 슈퍼석(SUPER GRINDSTONE)을 요동시켜 회전하는 베어링의 궤도표면을 초정밀 가공하는 슈퍼석 요동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 코렛부는 베이스 상면에 구비되는 지지대에 회전가능하게 장착되는 중공의 샤프트와, 상기 중공의 샤프트 선단에 구비되고 외측으로 베어링의 내륜이 끼움되며 내면을 가압하면 외경이 확장되어 베어링의 내륜을 정밀하게 고정시키는 베어링 장착부와, 상기 샤프트의 내부를 통해 상기 베어링 장착부의 내면을 가압하여 베어링 장착부의 외경을 확장시키는 가압장치와, 상기 지지샤프트 및 가압장치를 회전시키는 구동부로 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가압장치는 베어링 장착부의 내면을 가압하는 가압부재와, 상기 가압부재를 전,후진운동시키는 실린더부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 베어링 장착부는 길이방향으로 일정깊이 형성된 슬롯이 원주면을 따라 복수개 형성되고 내면이 일측에서부터 타측을 향해 내경이 커지는 테이퍼면으로 형성되는 고정링과, 일단부가 상기 고정링의 일측을 고정시키고 타단부가 고정링의 내부로 삽입되어 가압부재의 선단부가 고정링의 내면을 가압할 수 있도록 지지하는 원통형 고정지그와, 상기 고정링의 타측을 지지함과 동시에 샤프트에 연결되어 베어링을 지지하는 지지편으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가압부재는 선단이 상기 고정링과 고정지그의 사이로 삽입되어 고정링의 테이퍼면을 가압하는 쐐기형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 슈퍼석 요동부는 코렛부의 일측에 수직으로 세워지는 가이드부와, 상기 가이드부에 슬라이딩 가능하게 결합되는 요동캠부와, 상기 요동캠부를 이동시키는 실린더부와, 상기 요동캠부에 장착되어 회전하는 베어링의 궤도표면을 초정밀 가공하는 슈퍼석과, 상기 요동캠부를 구동시키는 구동부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치에 따르면, 베어링을 견고하게 밀착고정시켜 베어링의 슬립현상을 방지하고, 베어링의 떨림 및 진동을 최소화하여 베어링의 궤도면을 초정밀 가공하며, 가공에 의한 궤도 표면의 변질층 및 방향성 무늬가 생기지 않도록 하여 베어링의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 베어링의 장,배척이 용이하고, 가공면접이 넓거나 무게가 무거운 대형 베어링도 정밀하게 가공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치를 정면도로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치를 측면도로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치에서 베어링을 고정시키는 코렛부의 요부를 확대 도시한 도면.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성 부분을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치를 정면도로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치를 측면도로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치에서 베어링을 고정시키는 코렛부의 요부를 확대 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 코렛부(100)와, 슈퍼석 요동부(200)를 포함한다.

코렛부(100)는 베이스(110) 상면에 구비되는 지지대(120)에 회전가능하게 결합되는 중공의 샤프트(130)와, 중공의 샤프트(130) 선단에 구비되고 외측으로 베어링의 내륜(300)이 끼움되며 내면을 가압하면 외경이 확장되어 베어링의 내륜(300)을 정밀하고 견고하게 밀착 고정시키는 베어링 장착부(140)와, 샤프트(130)의 내부를 통해 베어링 장착부(140)의 내면을 가압하여 베어링 장착부(140)의 외경을 확장시키는 가압장치(150)와, 샤프트(130) 및 가압장치(150)를 회전시키는 구동부(160)로 구성된다.

베어링 장착부(140)는 길이방향으로 일정깊이 형성된 슬롯(141)이 원주면을 따라 복수개 형성되고 내경이 길이방향의 일측에서부터 타측을 향해 커지는 테이퍼면(142)으로 형성되는 고정링(143)과, 일단부가 상기 고정링(143)의 일측을 고정시키고 타단부가 고정링(143)의 내부로 삽입되어 가압부재(151)의 선단부가 고정링(143)의 내면을 가압할 수 있도록 지지하는 원통형 고정지그(144)와, 상기 고정링(143)의 타측을 지지함과 동시에 샤프트(130)에 연결되어 베어링의 내륜(300)을 지지하는 지지편(145)으로 구성된다.

가압장치(150)는 베어링 장착부(140)의 내면을 가압하는 가압부재(151)와, 가압부재(151)를 전,후진운동시키는 실린더부(152)로 구성된다. 여기서, 가압부재(151)의 선단은 고정링(143)과 고정지그(144)의 사이로 삽입되어 고정링(143)의 테이퍼면(142)을 가압하는 쐐기형상으로 이루어진다.

따라서, 베어링 장착부(140)의 고정링(143) 외측으로 베어링의 내륜(300)이 끼움되면 가압장치(150)의 실린더부(152)가 가압부재(151)를 전진시켜 가압부재(151)의 선단부가 고정링(143)의 테이퍼면(142)을 가압하도록 하고, 고정링(143)은 가압부재(151)의 쐐기작용에 의해 가압되어 베어링의 내륜(300)을 정밀하고 견고하게 밀착고정시킨다.

구동부(160)는 베이스(110)의 하부에 구비되어 샤프트(130) 및 가압장치(150)에 회전력을 제공한다. 구동부(160)는 모터(161)의 구동축과 샤프트(130)를 벨트풀리(162)로 연결하여 모터(161)의 회전력을 샤프트(130)에 전달하고, 샤프트(130)의 회전은 베어링 장착부(140)를 회전시켜 베어링의 내륜(300)을 회전시킨다. 이때, 베어링 장착부(140)에 쐐기된 가압장치(150)도 베어링 장착부(140)의 회전 및 모터의 회전력을 전달받아 회전되게 된다.

한편, 슈퍼석 요동부(200)는 코렛부(100)의 일측에 수직으로 가이드부(210)가 세워지고, 가이드부(210)에 슬라이딩 가능하게 요동캠부(220)가 결합되며, 요동캠부(220)에는 가이드부(210)의 상부에 위치되는 실린더부(230)가 결합된다. 또한, 요동캠부(220)에는 회전하는 베어링의 내륜(300) 궤도면을 초정밀 가공하는 슈퍼석(240)이 결합되고, 요동캠부(220)를 요동시키고 슈퍼석(240)을 진동시키는 구동부(250)가 연결되며, 슈퍼석(240)이 비교적 작은 압력으로 베어링의 내륜(300) 궤도면을 가압하도록 하는 감압장치(260)가 구비된다.

슈퍼석 요동부(200)는 실린더부(230)의 피스톤운동으로 요동캠부(220)의 높이를 조절하여 슈퍼석(240)이 베어링의 내륜(300) 궤도면에 접촉되도록 하고, 감압장치(260)에 의해 슈퍼석(240)이 베어링의 내륜(300) 궤도면을 작은 압력으로 가압하도록 한다. 그리고 구동부(250)를 구동시켜 요동캠부(220)를 구동시키면 요동캠부(220)의 요동에 의해 슈퍼석(240)이 진동을 하게 된다.

즉, 회전하는 베어링의 내륜(300) 궤도면에 접촉된 슈퍼석(240)은 진동을 통해 베어링의 내륜(300) 궤도면을 초정밀 가공하게 된다.

이때, 슈퍼석 요동부(200)는 가공되는 베어링의 종류에 따라 곡률 반경, 접촉각, 복렬 궤도면, 하중 작용점의 일치, 표면 거칠기, 슈퍼석의 요동각도 등의 사항을 고려하여 설계된다. 예를 들어 대칭의 복렬 구면 롤러 베어링의 경우, 하중의 작용점이 내륜의 중심점에 일치하도록 하고, 궤도의 표면 거칠기 값이 Ra 0.1 ㎛ 이하로 가공되도록 한다.

그리고, 베어링의 내륜(300) 궤도면의 가공이 완료되면 슈퍼석 요동부(200)의 실린더부(230)가 요동캠부(220)를 상승시켜 슈퍼석(240)이 베어링의 내륜(300) 궤도면으로부터 이격되도록 하고, 가압장치(150)의 실린더부(152)가 고정링(143)의 내부에 쐐기 되어있는 가압부재(151)를 후진시켜 고정링(143)의 가압력을 해제시킨다. 이때, 베어링의 내륜(300)을 견고하게 밀착 고정시키고 있던 고정링(143)의 외경이 소정 축소되게 되며 이로 인하여 베어링의 내륜(300)을 배척할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 베어링 장착부(140)의 고정링(143) 외측으로 베어링의 내륜(300)이 끼움되면 가압부재(151)가 전진하여 고정링(143)의 테이퍼면(142)을 가압하면서 쐐기되고, 고정링(143)은 내부에 쐐기되는 가압부재(151)에 의해 테이퍼면(142)이 가압되면서 외경이 확장되게 되며, 확장되는 고정링(143)의 외경이 베어링의 내륜(300)을 정밀하고 견고하게 밀착 고정시키게 된다. 이러한 견고한 밀착고정은 베어링 내륜(300)의 슬립현상을 방지하게 되고 베어링 내륜(300)의 떨림 및 진동을 최소화시키게 되며 베어링 내륜(300)의 회전이 흔들림 없이 이루어지게 한다. 그리고, 견고하게 밀착 고정된 상태에서 회전이 이루어지는 베어링의 내륜(300) 궤도면에 슈퍼석(240)이 접촉되어 진동을 통해 베어링의 내륜(300) 궤도면을 초정밀 가공하게 됨으로써 치수정밀도를 높일 수 있게 되고, 궤도면의 표면 거칠기 값이 Ra 0.1㎛ 이하가 되도록 가공할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

100: 코렛부 110: 베이스
120: 지지대 130: 샤프트
140: 베어링 장착부 141: 슬롯
142: 테이퍼면 143: 고정링
144: 고정지그 145: 지지편
150: 가압장치 151: 가압부재
152: 실린더부 160: 구동부
161: 모터 162: 벨트풀리
200: 슈퍼석 요동부 210: 가이드부
220: 요동캠부 230: 실린더부
240: 슈퍼석 250: 구동부
260: 감압장치

Claims

베이스 상면에 구비되어 베어링을 고정 및 회전시키는 코렛부; 및
상기 코렛부의 일측에 구비되어 베어링의 표면을 가압하고 슈퍼석(SUPER GRINDSTONE)을 요동시켜 회전하는 베어링의 궤도면을 초정밀 가공하는 슈퍼석 요동부;를 포함하고,
상기 코렛부는 베이스 상면에 구비되는 지지대에 회전가능하게 장착되는 중공의 샤프트와, 상기 중공의 샤프트 선단에 구비되고 외측으로 베어링의 내륜이 끼움되며 내면을 가압하면 외경이 확장되어 베어링의 내륜을 견고하게 밀착 고정시키는 베어링 장착부와, 상기 중공의 샤프트 내부를 통해 상기 베어링 장착부의 내면을 가압하여 베어링 장착부의 외경을 확장시키는 가압장치와, 상기 중공의 샤프트 및 가압장치를 회전시키는 구동부를 포함하는 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 가압장치는 베어링 장착부의 내면을 가압하는 가압부재와, 상기 가압부재를 전,후진운동시키는 실린더부로 구성되는 것을 특징으로 하는 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 베어링 장착부는 길이방향으로 일정깊이 형성된 슬롯이 원주면을 따라 복수개 형성되고 내면이 일측에서부터 타측을 향해 내경이 커지는 테이퍼면으로 형성되는 고정링과, 일단부가 상기 고정링의 일측을 고정시키고 타단부가 고정링의 내부로 삽입되어 가압부재의 선단부가 고정링의 내면을 가압할 수 있도록 지지하는 원통형 고정지그와, 상기 고정링의 타측을 지지함과 동시에 샤프트에 연결되어 베어링을 지지하는 지지편으로 구성되는 것을 특징으로 하는 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 가압부재는 선단이 상기 고정링과 고정지그의 사이로 삽입되어 고정링의 테이퍼면을 가압하는 쐐기형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 슈퍼석 요동부는 코렛부의 일측에 수직으로 세워지는 가이드부와, 상기 가이드부에 슬라이딩 가능하게 결합되는 요동캠부와, 상기 요동캠부를 이동시키는 실린더부와, 상기 요동캠부에 장착되어 회전하는 베어링의 궤도표면을 초정밀 가공하는 슈퍼석과, 상기 요동캠부를 구동시키는 구동부로 구성되는 것을 특징으로 하는 베어링 구면 궤도 슈퍼 피니싱 장치.