KR101395694B1 - 크로스 버핑기 - Google Patents

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KR101395694B1
KR101395694B1 KR1020120137530A KR20120137530A KR101395694B1 KR 101395694 B1 KR101395694 B1 KR 101395694B1 KR 1020120137530 A KR1020120137530 A KR 1020120137530A KR 20120137530 A KR20120137530 A KR 20120137530A KR 101395694 B1 KR101395694 B1 KR 101395694B1
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machine
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김영춘
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에스에스에이 주식회사
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Abstract

본 발명은 유압실린더 대구경 로드를 연마하는 버핑기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 경사진 3개의 버핑 헤드로 버핑함으로서, 외주면에 X 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 크로스 버핑기에 관한 것이다.
본 발명은 유압실린더 대구경 로드 외주면을 버핑하기 위한 버핑기에 있어서, 버핑 헤드(10)를 좌우로 기울기 위하여, 틸팅시 상기 버핑 헤드(10) 회전 중심축을 지지하는 버핑 헤드 고정 프레임(19)과; 일측부는 상기 전후 이동 프레임(17)에 고정되며, 타측부는 상기 버핑 헤드(10) 일측부와 체결되어, 버핑 헤드(10)를 좌우로 기울여 지도록 하는 작동 엑추에이터(16)를 구비하여 버핑 작업시 5내지 30로 경사지게 버핑하여, 피가공물 외주면에 X자형태의 버핑 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 3개의 버핑 헤드를 구비함에 따라, 다양한 재질의 버핑휠을 조합하여 종래기술에 비하여 향상된 표면조도를 제공함과 동시에, 일정한 경사각도로 크로스 버핑작업으로, 표면에 X패턴이 생성되어, X홈 사이에 윤활유가 고루 퍼져 윤활유의 잔존공간과 시간을 확보함에 따라, 마찰계수를 줄여주는 효과를 제공한다.

Description

크로스 버핑기{cross buffing machine }
본 발명은 유압실린더 대구경 로드를 연마하는 버핑기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다수개의 버핑기를 직렬 배열하고, 피가공물과 버핑 휠이 기울여진 경사각을 형성하여 버핑함으로서 피가공물 외주면에 X 패턴을 형성하면서 표면조도와 마찰계수를 향상시키는 것을 특징으로 하는 크로스 버핑기에 관한 것이다.
왕복형 엑츄에이터에 사용되는 피스톤이나 로드는 실린더 내면과 함께 기밀성을 유지하면서 왕복운동을 하는 부재이다. 상기 기밀성을 확보하기 위하여 외주면에 매끈하면서 균질한 표면조도와 아울러 작동시 마찰계수를 적어야 된다. 따라서, 유압실런더 로드 외주면은 버핑(buffing) 연마공정을 필수적으로 행하게 된다.
종래기술의 버핑기는 로드(rod)를 회전시키는 주축대, 상기 로드를 지지하면서 원활한 회전을 도와주는 롤러(roller), 상기 로드 외주면에 접점하여 고속으로 회전하는 버핑 휠(buffing wheel)을 구비하여, 상기 로드 외주면을 버핑 휠이 연마하면서 로드의 표면을 매끈하게 가공한다.
일반적으로 버핑 휠의 표면에는 가죽 또는 섬유 상의 마찰부재가 설치되어 있다. 상기 마찰부재에 부가적으로 연마재를 도포한다.
종래기술의 버핑은 로드와 버핑 휠이 직각을 이루면서 버핑하는 것이 통상적이다. 상기 버핑 방법은 도 1A에서 도시한 바와 같이 일자형 패턴을 형성한다. 상기 일자형 패턴은 버핑 공정를 빠르게 할 수 있고, 표면조도를 만족시키는 이점은 있으나, 윤활유가 일자형 패턴에만 머물러 로드의 마찰계수를 줄이는데 한계를 가진다.
또한, 한 개의 버핑 헤드를 구비한 버핑기는 버핑 휠에 장착되는 마찰부재의 재질을 변경할 경우, 교체해야만 하고, 교체하는데 많이 시간이 소요되며, 작업효율이 떨어지는 문제점이 있다.
1. KR 10-1180866, '대구경 강관의 내주면을 버핑하기 위한 버핑 장치', (등록일자: 2012.09.03) 2. KR 10-0730834, '전해 동박 제조용 드럼의 버핑장치 및 버핑방법' (등록일자: 2007.06.20) 3. KR 10-1065059, '유압실린더 연마용 버핑장치', (등록일자: 2011.09.07)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제를 해소하기 위한 것으로, 도 1내지 도 2에서 도시한 바와 같이, 종래기술의 로드와 버핑 휠이 수직으로 접촉하여, 일자패턴(도 1A)을 형성하지 않고, 본 발명에서는 로드와 버핑 휠의 진행방향에 따라 상이한 경사각도를 형성하여 버핑함으로서, 로드의 표면조도를 향상시키고, 외주면에 X자형 패턴(도 1B)을 생성하고자 한다.
상기 X자형 패턴(도 1B)은 패턴 사이에 윤활유가 고루 퍼지게 하는 효과를 가져와, 로드가 작동할 경우, 마찰계수를 줄여주는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 다수개의 버핑 헤드를 구비함에 따라, 버핑 휠 마찰부재의 재질에 따라 다양한 표면조도와 패턴을 형성할 수 있으면서, 버핑 시간을 단축시킬수 있는 크로스 버핑기를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 크로스 버핑기는 프레임과 커버를 포함한 본체(1), 버핑기를 제어하는 버핑기 작동부(2), 상기 프레임 상단에 위치하면서 3-헤드 버핑 어셈블리를 지지하며 이송장치에 의해 좌우 수평이송되는 수평이동 프레임(3), 상기 수평이동 프레임(3) 상단에 체결되며 피가공물을 연마하는 버핑 헤드(10), 상기 버핑 헤드(10)에 마련되어 피가공물 외주면과의 거리를 감지하는 거리 감지 수단, 상기 버핑 헤드(10)를 전후방향으로 이송시키는 전후 이동 프레임(17), 피가공물을 고정하고 회전시키는 주축대(20), 상기 주축대(20)와 마주보고 위치하며 피가공물을 고정하는 심압대(30), 피가공물을 지지하며 원활하게 회전시키는 롤러(25), 버핑작업시 버핑 칩이나 연마재를 진공으로 흡입하여 포집하는 포집덕트(40)를 구비한 유압실린더 대구경 로드 외주면을 버핑하기 위한 버핑기에 있어서,
상기 버핑 헤드(10)는 회전모터(13), 상기 회전모터(13)의 동력을 풀리(14), 벨트(18)와 회전축을 매개로 버핑 휠(15)를 회전시키고; 상기 버핑 헤드(10)를 좌우로 기울기 위하여, 틸팅시 상기 버핑 헤드(10) 회전 중심축을 지지하는 버핑 헤드 고정 프레임(19)과; 일측부는 상기 전후 이동 프레임(17)에 고정되며, 타측부는 상기 버핑 헤드(10) 일측부와 체결되어, 버핑 헤드(10)를 좌우로 기울여 지도록 하는 작동 엑추에이터(16)를 구비하여 버핑 작업시 경사지게 버핑하는 것을 특징으로 하는 크로스 버핑기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은, 상기 버핑 헤드(10)에 있어서, 상기 버핑 헤드(10)와 피가공물(60)에 수직 중심선에 대한 버핑 헤드(10) 중심선의 경사각도가 5 내지 20도의 경사각도를 가지며, 그로 인해 버핑된 피가공물(60)의 버핑 패턴이 X패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 크로스 버핑기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은, 상기 버핑 헤드(10)에 있어서, 3개의 버핑 헤드(10)를 인라인 정렬로 배치되며; 상기 버핑 휠(15)의 마찰부재를 각각 상이한 재질로 구비하는 것을 특징으로 하는 크로스 버핑기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은, 상기 전후 이동 프레임(17)의 거리 감지 수단으로, 상기 버핑 헤드(10)의 회전모터(13)에 인가되는 전류값으로 제어하는 것을 특징으로 하는 크로스 버핑기를 제공하고자 한다.
본 발명은 대형 유압실린더 로드를 버핑하기 위한 장치로서 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 3개의 버핑 헤드를 구비함에 따라, 다양한 재질의 버핑 휠을 조합하여 가공시 종래기술에 비하여 2배 향상된 표면조도를 제공한다.
두번째, 피가공물과 버핑 헤드의 수직 중심선에 대한 버핑 헤드의 중심선이 경사각을 형성하여, 즉 일정한 경사각으로 크로스 버핑작업을 수행할 수 있어, 버핑작업 후 버핑 패턴이 X패턴이 생성되며, 상기 X 패턴 홈 사이에 윤활유가 고루 퍼져 윤활유의 잔존공간과 시간을 확보함에 따라, 피가공물이 작동할 경우 마찰계수를 줄여주는 효과를 제공한다.
마지막으로, 각각 상이한 재질의 버핑 휠을 구비한 3개의 버핑 헤드로 인하여, 버핑휠을 교환할 필요성이 없어 버핑작업효율이 높아진다.
도 1은 종래기술의 일자패턴과 본 발명의 X패턴 비교도
도 2는 본 발명의 바람직한 버핑 개념도
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예의 크로스 버핑기 사시도.
도 4는 크로스 버핑기의 평면 배치도
도 5는 크로스 버핑기의 측면도
도 6은 버핑기 3-헤드 어셈블러의 정면도
도 7은 버핑 헤드(10)의 사시도
도 8은 버핑 헤드(10)의 측면도
도 9는 주축대(20)의 사시도
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 부분 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
도 1은 종래기술의 일자패턴과 본 발명의 X패턴 비교도이다. 도 1은 패턴의 개략도와 버핑이후 피가공물(10)의 외주면을 확대한 실측사진이다. 종래기술의 버핑기는 피가공물(60)과 버핑휠(15)이 수직으로 접촉하여 도 1A에서와 같이 일자패턴을 형성한다.
종래기술은 피가공물(60)에 버핑 휠(15)이 수직으로 접촉됨에 따라 버핑속도라 빠르고, 균질한 표면조도를 만족시켰다. 그러나, 종래기술은 피가공물 외주면의 표면조도만을 만족시키고, 유압실린더에 장착되는 로드의 마찰계수 저감과 윤활에 대해서는 한계점을 가지고 있다.
따라서 본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하고자 발명한 것으로 일자 패턴으로 인한 윤활과 마찰계수를 낮추고자 버핑 패턴을 X자 패턴을 형성하고자 하는 것이 목적이다.
도 1B에서 도시한 바와 같이 X자형태의 패턴은, 종래기술과 동등하거나 보다 균질한 표면조도를 만족시키면서, X 패턴 홈 사이에 윤활유가 고루 퍼져 윤활유의 잔존시간을 확대하여, 피가공물이 작동할 경우 마찰계수를 줄여주는 효과를 가진다.
따라서 기존의 버핑공정에 호닝효과를 부여하고, 외주면에 X자 형태의 패턴을 형성하기 위해서는 도 2에서와 같이 버핑 헤드(10)를 경사지게 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 버핑 개념도이며, 도 7은 버핑 헤드(10)의 사시도이며, 도 8은 버핑 헤드(10)의 측면도이다.
상기 버핑 헤드(10)는 회전모터(13), 상기 회전모터(13)의 동력을 회전축 풀리(14)로 전달하는 벨트(18)와, 상기 회전축과 체결된 버핑 휠(15)과, 고속회전하는 버핑 휠(15), 버핑시 칩이나 비산먼지를 진공펌프에 의해 포집하는 포집커버를 포함한다.
또한, 상기 버핑 헤드(10)는 상기 버핑 헤드(10)와 피가공물(60)에 수직 중심선에 대한 버핑 헤드(10) 중심선에 일정한 경사각도를 형성한다. 그로 인해 버핑 작업시 호닝효과를 가지게 된다.
본 발명에서는 상기 경사각도가 5 내지 20도의 경사각도를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 X패턴을 형성하기 위해서는 순방향일때 경사각도를 유지하면서 버핑한 후, 역방향을 이송될때에는 버핑 헤드를 틸트(tilt)기능을 가지게 하여, 상기 순방향과 대칭각도로 경사지게 하여 버핑하도록 한다.
상기의 버핑 헤드의 경사각도를 틸트시켜, 순방향의 경사각도와 역방향의 경사각도로 X패턴을 형성하도록 한다.
따라서 본 발명의 크로스 버핑기는, 상기 크로스 버핑기(100)를 통해 버핑된 피가공물(60)의 버핑 패턴이 X패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 X패턴은, X 패턴 홈 사이에 윤활유가 고루 퍼져 윤활유의 잔존공간과 시간을 확보함에 따라, 피가공물이 작동할 경우 마찰계수를 줄여주는 효과를 제공한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예의 크로스 버핑기(100) 사시도이며, 도 4는 크로스 버핑기(100)의 평면 배치도이며, 도 5는 크로스 버핑기(100)의 측면도이다.
본 발명의 크로스 버핑기는 프레임과 커버를 포함한 본체(1), 버핑기를 제어하는 버핑기 작동부(2), 상기 프레임 상단에 위치하면서 헤드 버핑 어셈블리를 지지하며 이송장치에 의해 좌우 수평이송되는 수평이동 프레임(3), 상기 수평이동 프레임(3) 상단에 체결되며 피가공물을 연마하는 버핑 헤드(10), 상기 버핑 헤드(10)에 마련되어 피가공물 외주면과의 거리를 감지하는 거리 감지 수단, 상기 버핑 헤드(10)를 전후방향으로 이송시키는 전후 이동 프레임(17), 피가공물을 고정하고 회전시키는 주축대(20), 상기 주축대(20)와 마주보고 위치하며 피가공물을 고정하는 심압대(30), 피가공물을 지지하며 원활하게 회전시키는 롤러(25), 버핑작업시 버핑 칩이나 연마재를 진공으로 흡입하여 포집하는 포집덕트(40)를 구비한 유압실린더 대구경 로드 외주면을 버핑하기 위한 버핑기에 있어서,
상기 버핑 헤드(10)는 회전모터(13), 상기 회전모터(13)의 동력을 풀리(14), 벨트(18)와 회전축을 매개로 버핑 휠(15)를 회전시키고; 상기 버핑 헤드(10)를 좌우로 기울기 위하여, 틸팅시 상기 버핑 헤드(10) 회전 중심축을 지지하는 버핑 헤드 고정 프레임(19)과; 일측부는 상기 전후 이동 프레임(17)에 고정되며, 타측부는 상기 버핑 헤드(10) 일측부와 체결되어, 버핑 헤드(10)를 좌우로 기울여 지도록 하는 작동 엑추에이터(16)를 구비하여 버핑 작업시 경사지게 버핑하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전후 이동 프레임(17)의 거리 감지 수단으로, 상기 버핑 헤드(10)의 회전모터(13)에 인가되는 전류값으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
디스플레이 부(11)는 상거 버핑 헤드(10)의 작동상태(전류값, 기울기, 회전수)를 나타낸다.
도 6은 버핑기 3-헤드 어셈블러의 정면도이다.
본 발명은 상기 버핑 헤드(10)에 있어서, 3개의 버핑 헤드(10)를 인라인 정렬로 배치되며; 상기 버핑 휠(15)의 마찰부재를 각각 상이한 재질로 구비하는 것을 특징으로 한다.
일실시예로서, 첫번째 버핑 헤드(10)는 기존의 버핑공정에 호닝효과를 부여하고, 외주면에 X자 형태의 패턴을 형성할 수 있는 마찰부재를 사용한다. 두번째 버핑 헤드(10)는 상기 첫번째 버핑 헤드(10)로 인해 발생되는 버를 제거할 수 있는 마찰부재 및 연마재를 사용한다. 세번째 버핑 헤드(10)는 부드러운 헝겊이나 천소재의 마찰부재를 사용하여 광택을 낸다.
상기 버핑 헤드(10)를 3개를 구비함에 따라, 다양한 재질의 버핑 휠(15)을 조합하여 버핑 작업시 종래기술에 비하여 빠른 버핑 작업속도와 2배 향상된 표면조도를 제공한다.
또한, 종래 버핑기는 버핑 휠에 장착되는 마찰부재의 재질을 변경할 경우, 버핑 휠을 분리한 후 제 결합해야 하지만, 본 발명에서와 같이 각각 다른 재질의 버핑 휠(15)을 장착함에 따라 버핑휠(15)의 교체시간이 필요없게 된다.
또한, 동일 재질의 버핑 휠(15)를 적용할 경우, 여러번 반복해야될 버핑작업시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있는 이점을 제공한다.
도 7은 버핑 헤드(10)의 사시도이며, 도 8은 버핑 헤드(10)의 측면도이다.
상기 버핑 헤드(10)를 좌우로 기울기 위하여, 틸팅시 상기 버핑 헤드(10) 회전 중심축을 지지하는 버핑 헤드 고정 프레임(19)과; 일측부는 상기 전후 이동 프레임(17)에 고정되며, 타측부는 상기 버핑 헤드(10) 일측부와 체결되어, 버핑 헤드(10)를 좌우로 기울여 지도록 하는 작동 엑추에이터(16)를 구비하여 버핑 작업시 경사지게 버핑하는 것을 특징으로 한다.
도 9는 주축대(20)의 사시도이다.
본 발명에서는 피가공물(60)의 마운팅 형상이 원형 뿐만 아니라 다양한 마운팅 형태의 로드를 만족시키기 위해 센터지지방식을 가지는 것이 바람직하다.
종래기술의 버핑기는 추축대(20)가 피가공물을 고정하는 형태가 물림의 척의 형태로 이루어져 있어, 원형소재만을 버핑할 수 있는 문제점을 가진다.
따라서, 도 9에서 도시한 바와 같이 주축대(20)의 주축센터(21)가 센터지지 방식으로 이루어질 경우, 심압대(30)와 함께 다양한 형태의 피가공물(60)을 회전시키면서 버핑작업을 할 수 있는 이점을 가진다.
1: 본체, 2: 버핑기 작동부, 3: 수평이동 프레임, 10: 버핑 헤드, 11: 디스플레이 부, 12: 포집 커버, 13: 회전모터, 14: 풀리, 15: 버핑 휠, 16: 왕복 엑추에이터, 17: 전후 이동 프레임, 18: 벨트, 19: 버핑 헤드 고정 프레임, 20: 주축대, 21: 주축센터, 25: 롤러, 30: 심압대, 40: 포집 덕트, 60: 피가공물, 100: 크로스 버핑기

Claims (4)

  1. 프레임과 커버를 포함한 본체(1), 버핑기를 제어하는 버핑기 작동부(2), 상기 프레임 상단에 위치하면서 헤드 버핑 어셈블리를 지지하며 이송장치에 의해 좌우 수평이송되는 수평이동 프레임(3), 상기 수평이동 프레임(3) 상단에 체결되며 피가공물을 연마하는 버핑 헤드(10), 상기 버핑 헤드(10)에 마련되어 피가공물 외주면과의 거리를 감지하는 거리 감지 수단, 상기 버핑 헤드(10)를 전후방향으로 이송시키는 전후 이동 프레임(17), 피가공물을 고정하고 회전시키는 주축대(20), 상기 주축대(20)와 마주보고 위치하며 피가공물을 고정하는 심압대(30), 피가공물을 지지하며 원활하게 회전시키는 롤러(25), 버핑 작업시 버핑 칩이나 연마재를 진공으로 흡입하여 포집하는 포집덕트(40)를 구비한 유압실린더 대구경 로드 외주면을 버핑하기 위한 버핑기에 있어서,
    상기 버핑 헤드(10)는 회전모터(13), 상기 회전모터(13)의 동력을 회전축 풀리(14)로 전달하는 벨트(18)와, 상기 회전축과 체결된 버핑 휠(15)을 포함하며;
    상기 버핑 헤드(10)를 좌우로 기울기 위하여, 상기 버핑 헤드(10) 회전 중심축을 지지하는 버핑 헤드 고정 프레임(19)과;
    상기 전후 이동 프레임(17)에 일측부가 고정되며, 타측부는 상기 버핑 헤드(10) 일측부와 체결되어, 버핑 헤드(10)를 좌우로 기울여 지도록 하는 작동 엑추에이터(16)를 구비하여 버핑 작업시 경사지게 버핑하는 것을 특징으로 하는 크로스 버핑기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 버핑 헤드(10)에 있어서,
    상기 버핑 헤드(10)와 피가공물(60)에 수직 중심선에 대한 버핑 헤드(10) 중심선의 경사각도가 5 내지 20도의 경사각도를 가지며, 그로 인해 버핑된 피가공물(60)의 버핑 패턴이 X패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 크로스 버핑기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 버핑 헤드(10)에 있어서,
    3개의 버핑 헤드(10)를 인라인 정렬로 배치되며;
    상기 버핑 휠(15)의 마찰부재를 각각 상이한 재질로 구비하는 것을 특징으로 하는 크로스 버핑기.
  4. 삭제
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