KR101869401B1

KR101869401B1 - 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치

Info

Publication number: KR101869401B1
Application number: KR1020180001351A
Authority: KR
Inventors: 홍성신
Original assignee: 홍성신
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2018-01-04
Publication date: 2018-07-20

Abstract

본 발명은 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 공작물의 척킹(chucking)을 수행함에 있어 척킹 위치의 정밀도 높임으로써 척킹 위치의 오차로 인하여 발생되는 초정밀 가공의 불량을 방지할 수 있으며, 교환장치를 주축의 전방에 회전 가능하게 장착함으로써 교환장치의 장착공간을 최소화 할 수 있는 공작물 자동 교환장치에 관한 것이다.

Description

초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치{A apparatus of changing work of the precision lathe}

일반적으로 초정밀 선반이라 함은 정밀 산업부품, 전자부품, 의료용 부품 등을 가공할 수 있는 선반을 칭하는 것이다. 종래의 초정밀 선반은 도 1에 제시한 바와 같이, X축 방향으로 장착되어 있으며 일단부에는 X축 서보모터(101)가 장착되어 있는 X축 베드(100), 이 X축 베드(100)의 일측에 Z축 방향으로 장착되며 단부에는 Z축 서보모터(201)가 장착되어 있는 Z축 베드(200), 상기 X축 베드(100)의 상측에 장착되어 X축 방향으로 슬라이딩되며 상기 Z축 베드 쪽으로 공구가 장착되어 있는 공구대(300), 상기 Z축 베드(200)의 상측에 장착되어 Z방향으로 슬라이딩되며 외측단에는 주축모터(401)가 장착되고 전방에는 공작물(W)이 척킹되는 주축척(C)이 장착되어 있는 주축(400)으로 통상 구성된다.

따라서, 상기와 같이 구성된 초정밀 선반을 작동시킬 경우에는, 먼저 상기 주축(400)의 주축척(C)에 공작물(W)을 고정한 후 주축모터(401)를 작동시켜 공작물(W)을 회전시킨다. 그리고 나서, 이와 같이 공작물(W)이 회전되는 상태에서 서보드라이버를 통해 상기 X, Z축 서보모터(101,201)가 작동되어 공구대(300)는 X축을 따라 이송되게 하고 주축(400)은 Z축을 따라 이송되게 함으로써, 상기 공구대(300)에 장착되어 X축을 따라 이동되는 바이트가 상기 척에 고정되어 Z축으로 이송되는 공작물(W)을 가공하는 것이다. 그리고 상기와 같이 구성된 초정밀 선반을 사용함에 있어서, 주축(400)에 장착된 주축척(C)에 공작물(W)을 교체할 경우에는 통상적으로 다수의 관절과 링크로 구성된 로봇팔이 널리 사용되고 있다.

그러나, 상술한 바와 같이 로봇팔을 이용하여 공작물을 교체함에 있어서, 로봇팔은 다수의 링크와 이들을 연결하는 관절부로 구성됨에 따라 로봇팔의 작동 시 각 관절의 작동오차 및 각 관절부의 조립오차가 누적되게 됨으로써, 초정밀도를 요하는 공작물의 세팅(척킹) 위치를 정밀하게 할 수 없어 초정밀 가공작업의 불량률이 높은 문제점을 가지고 있었다.

또한 상기 로봇팔을 사용할 경우에는, 공작물을 교환함에 있어서 각 관절을 굴절하기 위한 각종 서보모터 또는 엑츄에이터를 사용해야 함으로써, 각 구동부의 오차로 인하여 공작물을 교체하기 위한 척킹 위치의 오차가 발생되는 문제점도 가지고 있었다. 게다가, 상기 로봇팔은 다수의 링크로 구성되어 있음에 따라 각 링크의 이동행정과 회전반경에 따른 넓은 공간을 필요로 함으로써, 로봇팔의 장착공간이 넓게 되는 문제점도 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 2에 제시한 바와 같이, 회전원판(3)의 회전작동을 이용하여 초정밀 선반의 주축척에 장착되는 공작물을 교체함으로써, 공작물의 척킹을 수행함에 있어 척킹의 세팅위치의 정밀도 높일 수 있는 초정밀 선반의 공작물 자동교환 장치가 제시되기도 하였다.

그러나, 이러한 자동교환 장치 역시 장시간 사용 시, 주로 주축모터(401)의 초고속 회전에 따른 회전축의 미세한 열 변형의 누적과 미세진동에 따른 배열 틀어짐의 누적으로 인하여, 회전원판이 회전축과 수직배열의 붕괴가 시간이 경과할수록 증가하여 자동교환 과정에서 공정이 중단되는 사태가 자주 발생하는 문제가 발생한다.

따라서 이를 완화시키기 위하여, 도 3과 같이 공구대(300)와 연결되어 회전원판과의 거리를 감지하는 센서(600)를 추가로 구성하고, 회전하는 회전원판(3)과 센서(600)와의 거리의 변화폭이 일정 수준을 넘어서는 경우 이를 작업자 등에 알리는 알림장치(미도시)를 추가로 구비할 수도 있다.

그러나, 이와 같이 센서나 알림장치와 같은 전자기기를 구비한 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치를 장시간 운전함에 따라서, 센서와 알림장치 등이 절삭 또는 연삭 가공부위에 공급되는 미세한 윤활유 미스트(mist)에 장시간 노출됨에 따라서 오작동을 일으켜 어느 정도의 운전시간이 경과한 후 불량률이 급증하는 기술적 문제점이 있다.

이와 같이 절삭 또는 연삭 가공공정에서 기존에 사용되는 절삭유는 유제를 미세한 미스트 형태로 분사되기 때문에, 특히 아민계 화합물 등을 함유하는 수용성 절삭유에서는 작업자의 호흡기 계통에 장애를 일으킬 우려가 있을 뿐만 아니라, 이러한 유제 미스트는 절삭기 또는 연삭기 주변에 장착된 센서나 알림장치를 포함한 많은 전자기기의 오작동을 유발시킬 수도 있어 이에 대한 문제 해결의 필요성이 높다.

한국 등록특허 제10-1086610호 한국 등록특허 제10-0929055호 한국 등록특허 제10-1660437호 한국 등록특허 제10-0329346호 일본 공개특허 제2001-192685호 일본 공개특허 제2001-192686호 일본 공개특허 제(평)10-091713호

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 회전원판을 구비한 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치에 있어서, 공구대(300)와 연결되어 회전원판(3)과의 거리를 감지하는 센서(600)를 추가로 구성함으로써 장시간 사용 시 주축모터의 초고속 회전에 따른 회전축의 미세한 열 변형의 누적과 미세진동에 따른 배열 틀어짐의 누적으로 인한 회전원판이 회전축과 수직배열의 변화를 정밀하게 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 추가로 장착한 센서와 알림장치와 같은 전자장치에 전자기적 영향을 극소화할 수 있는 유제공급 방식을 채택함으로써, 절삭 또는 연삭 가공부위에 공급되는 미세한 윤활유 미스트에 장시간 노출됨에 따라서 센서와 알림장치 등이 오작동을 일으켜 어느 정도의 운전시간이 경과한 후 불량률이 급증하는 기술적 문제점을 해결할 수 있는 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치를 제공하고자 한다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 일 측면은 (1) 윤활유 기유, (2) 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 및 (3) 오가노폴리실록산을 포함하는 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물로서, 상기 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트와 상기 오가노폴리실록산은 상기 윤활유 기유 100중량부를 기준으로 각각 2~4중량부와 1~3중량부로 포함된 것을 특징으로 하는 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 다른 측면은 (a) 프레임(1) 또는 공작대(300)와 연결되어 회전하는 회전원판(3)과의 거리를 측정하는 센서(600), (b) 상기 회전원판(3)이 회전 과정에서 상기 센서(600)와 상기 회전원판(3) 사이의 거리 변화가 미리 정해놓은 값을 초과하면 작업자에게 알리는 알림장치, (c) 상기 공작물(W)의 가공부위에 공급되는, 본 발명에 따른 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물, 및 (d) 상기 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물을 상기 공작물(W)의 가공부위에 공급하는 윤활유제 공급수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치에 관한 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 공작물의 척킹을 수행함에 있어 척킹 위치의 정밀도 높임으로써, 척킹 위치의 오차로 인하여 발생되는 초정밀 가공의 불량을 방지할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한, 공작물 자동교환 장치를 주축의 전방에 회전 가능하게 장착하여 장착공간을 최소화함으로써, 공간 활용도를 높일 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래의 초정밀 선반을 나타낸 개략도이다.
도 2는 공작물 교환장치가 장착된 초정밀 선반을 나타낸 측면도이다.
도 3은 공작물 교환장치 및 센서가 장착된 초정밀 선반을 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 3의 A에서 본 도면이다(센서 미도시).
도 5는 도 4의 B-B선 단면도이다(센서 미도시).
도 6은 본 발명의 방법을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 방법에 따른 동작단계를 나타낸 개략도이다. 특히, 도 7a 내지 도 7d는 각각 주축 후진단계, 공작물 인출단계, 공작물 교체단계, 회전원판 복귀단계, 공작물 가공단계를 나타낸다.

이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 도면 등을 참조하여 구체적으로 살펴보도록 한다. 다만 이하의 구체적 설명에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다.

본 발명의 일 측면은 (1) 윤활유 기유, (2) 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 및 (3) 오가노폴리실록산을 포함하는 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물로서, 상기 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트와 상기 오가노폴리실록산은 상기 윤활유 기유 100중량부를 기준으로 각각 2~4중량부와 1~3중량부로 포함된 것을 특징으로 하는 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 다른 측면은 X축 방향으로 장착되어 있으며 일단부에는 X축 서보모터가 장착되어 있는 X축 베드(100), 상기 X축 베드(100)의 일측에 Z축 방향으로 장착되며 단부에는 Z축 서보모터(201)가 장착되어 있는 Z축 베드(200), 상기 X축 베드(100)의 상측에 장착되어 X축 방향으로 슬라이딩 되며 상기 Z축 베드 쪽으로 공구가 장착되어 있는 공구대(300), 상기 Z축 베드(200)의 상측에 장착되어 Z방향으로 슬라이딩되며 외측단에는 주축서보모터(302)가 장착되고 전방에는 공작물(W)이 물려지는 주축척(C)이 장착되어 있는 주축(400)으로 구성된 초정밀 선반이 공작물 자동 교환장치에 관한 것이다.

이때, 상기 Z축 베드(200)의 양측 및 상측에 주축(400)의 이동시 간섭되지 않게 세워지는 프레임(1)과, 이 프레임(1)의 상판에 수평으로 장착되며 회전축(21)의 센터가 상기 주축(400)의 센터의 수직선상에 위치되어 있으며 상기 회전축(21)을 회전시키는 구동모터(22)를 포함하는 구동부(2)와, 상기 회전축(21)의 전방에 중심이 장착되어 있고, 상기 주축의 동일한 위치에는 주축(400)의 외경보다 상대적으로 큰 내경을 가진 주축 관통홀(31)이 형성되어 있으며, 주축과 마주보는 내측에는 상기 회전축(21)과 주축(400) 센터간의 거리(L)를 반지름(R)으로 하는 원호와 수평선이 만나는 양 지점을 중심으로 하여 공작물(W)을 교체하는 공급,배출척(4,5)이 각각 장착되어 있는 회전원판(3)과, 상기 회전원판(3)의 양측에는 상기 공급,배출척(4,5)과 상응되는 위치에 공작물(W)을 공급 및 배출하는 공작물 공급수단(41)과 공작물 배출수단(42)이 장착되어 있다.

또한, 위 초정밀 선반이 공작물 자동 교환장치는 (a) 상기 프레임(1) 또는 상기 공작대(300)와 연결되어 회전하는 상기 회전원판(3)과의 거리를 측정하는 센서(600), (b) 상기 회전원판(3)이 회전 과정에서 상기 센서(600)와 상기 회전원판(3) 사이의 거리 변화가 미리 정해놓은 값을 초과하면 작업자에게 알리는 알림장치, (c) 상기 공작물(W)의 가공부위에 공급되는, 본 발명에 따른 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물, 및 (d) 상기 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물을 상기 공작물(W)의 가공부위에 공급하는 윤활유제 공급수단을 추가로 포함한다.

우선, 도 2에 제시한 바와 같이, 회전원판(3)의 회전작동을 이용하여 초정밀 선반의 주축척에 장착되는 공작물을 교체함으로써 공작물의 척킹을 수행함에 있어 척킹의 세팅위치의 정밀도 높일 수 있는 초정밀 선반의 공작물 자동교환 장치에 있어서, 장시간 사용 시 주로 주축모터(401)의 초고속 회전에 따른 회전축의 미세한 열 변형의 누적과 미세진동에 따른 배열 틀어짐의 누적으로 인하여, 회전원판이 회전축과 수직배열의 붕괴가 시간이 경과할수록 증가하여 자동교환 과정에서 공정이 중단되는 사태가 자주 발생하는 문제가 발생한다.

이를 완화시키기 위하여, 도 3과 같이 공구대(300)와 연결되어(도면에는 별도 도시하지 않았지만 프레임(1)과 연결될 수도 있음) 회전원판과의 거리를 감지하는 센서(600)를 추가로 구성하고, 회전하는 회전원판(3)과 센서(600)와의 거리의 변화폭이 일정 수준을 넘어서는 경우 이를 작업자 등에 알리는 알림장치(미도시)를 추가로 구비함으로써, 장시간 사용 시 주축모터의 초고속 회전에 따른 회전축의 미세한 열 변형의 누적과 미세진동에 따른 배열 틀어짐의 누적으로 인한 회전원판이 회전축과 수직배열의 변화를 정밀하게 감지할 수 있다.

또한, 이 경우 센서나 알림장치와 같은 전자기기를 구비한 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치를 장시간 운전함에 따라서, 센서와 알림장치 등이 절삭 또는 연삭 가공부위에 공급되는 미세한 윤활유 미스트에 장시간 노출됨에 따라서 오작동을 일으켜 어느 정도의 운전시간이 경과한 후 불량률이 급증하는 기술적 문제점이 있을 수 있으나, 본 발명에서는 추가로 장착한 센서와 알림장치와 같은 전자장치에 전자기적 영향을 극소화할 수 있는 유제공급 방식을 채택함으로써, 절삭 또는 연삭 가공부위에 공급되는 미세한 윤활유 미스트에 장시간 노출됨에 따라서 센서와 알림장치 등이 오작동을 일으켜 어느 정도의 운전시간이 경과한 후 불량률이 급증하는 기술적 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물에 대해 살펴보기 전에, 본 발명에서 사용될 수 있는 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치에 대해서 먼저 아래에서 설명한다. 다만, 하기 설명된 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치는 하나의 예시에 불과할 뿐, 그 외의 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치 역시 본 발명에 사용될 수 있음은 자명하다.

우선, 본 발명은 기본적으로 회전원판의 회전작동을 이용하여 초정밀 선반의 주축척에 장착되는 공작물을 교체함으로써, 공작물의 척킹을 수행함에 있어 척킹의 세팅위치의 정밀도 높일 수 있는 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치 및 방법을 제공하고자 하며, 또한 공작물 자동 교환장치를 주축의 전방에 회전 가능하게 장착함으로써, 교환장치의 장착공간을 최소화할 수 있도록 한다.

이를 위하여, 본 발명은 X축 방향으로 장착되어 있으며 일단부에는 X축 서보모터가 장착되어 있는 X축 베드와, 이 X축 베드의 일측에 Z축 방향으로 장착되며 단부에는 Z축 서보모터가 장착되어 있는 Z축 베드와, 상기 X축 베드의 상측에 장착되어 X축 방향으로 슬라이딩되며 상기 Z축 베드 쪽으로 공구가 장착되어 있는 공구대와, 상기 Z축 베드의 상측에 장착되어 Z방향으로 슬라이딩되며 외측단에는 주축서보모터가 장착되고 전방에는 공작물이 물려지는 주축척이 장착되어 있는 주축으로 구성된 초정밀 선반에 있어서, 상기 Z축 베드의 양측 및 상측에 주축의 이동시 간섭되지 않게 세워지는 프레임과, 이 프레임의 상판에 수평으로 장착되며 회전축의 센터가 상기 주축 센터의 수직선상에 위치되어 있으며 상기 회전축을 회전시키는 구동모터를 포함하는 구동부와, 상기 회전축의 전방에 중심이 장착되어 있고, 상기 주축의 동일한 위치에는 주축의 외경보다 상대적으로 큰 내경을 가진 주축 관통홀이 형성되어 있으며, 주축과 마주보는 내측에는 상기 회전축과 주축 센터간의 거리를 반지름으로 하는 원호와 수평선이 만나는 양 지점을 중심으로 하여 공작물을 교체하는 공급,배출척이 각각 장착되어 있는 회전원판과, 상기 회전원판의 양측에는 상기 공급,배출척과 상응되는 위치에 공작물을 공급 및 배출하는 공작물 공급수단과 공작물 배출수단이 장착됨을 특징으로 하는 공작물 자동 교환장치를 특징으로 한다.

또한 가공을 마친 공작물이 추축척에 끼워진 주축이 회전원판의 내측으로 후진되는 주축 후진단계와; 상기 주축이 후진된 상태에서 회전원판을 정 방향으로 90도 회전시켜 배출척이 주축의 전방에 위치되게 한 후, 주축을 다시 전,후진시켜 상기 배출척에 가공된 공작물을 인출하는 공작물 인출단계와; 상기 회전원판을 다시 180도 역방향으로 회전시켜 새로운 공작물이 장착된 공급척을 주축의 전방에 위치되게 한 후, 주축을 다시 전,후진시켜 상기 공급척에 장착되어 있는 새로운 공작물을 주축적에서 수취하는 공작물 교체단계와; 상기 회전원판을 다시 90도 정방향으로 회전시켜 주축 관통홀을 주축의 전방에 위치되게 하는 회전원판 복귀단계와; 상기 공작물 교체단계에서 후진되어 있던 주축을 전진시켜 새로운 공작물이 장착된 주축척이 주죽 관통홀을 통과한 후, 공작물이 회전원판의 외부로 돌출되게 하여 가공을 수행하는 공작물 가공단계가 반복적으로 진행됨을 특징으로 하는 공작물 자동 교환방법을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 공작물 교환장치가 장착된 초정밀 선반을 나타낸 측면도이고, 도 4는 도 3의 A에서 본 도면이며(센서 미도시), 도 5는 도 4의 B-B선 단면도로서(센서 미도시), 먼저 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

X축 방향으로 장착되어 있으며 일단부에는 X축 서보모터(도시않됨)가 장착되어 있는 X축 베드(100)와, 이 X축 베드(100)의 일측에 Z축 방향으로 장착되며 단부에는 Z축 서보모터(201)가 장착되어 있는 Z축 베드(200)와, 상기 X축 베드(100)의 상측에 장착되어 X축 방향으로 슬라이딩 되며 상기 Z축 베드 쪽으로 공구가 장착되어 있는 공구대(300)와, 상기 Z축 베드(200)의 상측에 장착되어 Z방향으로 슬라이딩되며 외측단에는 주축서보모터(401)가 장착되고 전방에는 공작물(W)이 물려지는 주축척(C)이 장착되어 있는 주축(400)으로 구성된 초정밀 선반에 있어서,

상기 Z축 베드(200)의 양측 및 상측에 주축(400)이 이동할 경우 간섭되지 않게 세워지는 프레임(1)과, 이 프레임(1)의 상판에 수평으로 장착되며 회전축(21)의 센터가 상기 주축(400)의 센터의 수직선상에 위치되어 있으며 상기 회전축(21)을 회전시키는 구동모터(22)를 포함하는 구동부(2)와, 상기 회전축(21)의 전방에 중심이 장착되어 있고, 상기 주축의 동일한 위치에는 주축(400)의 외경보다 상대적으로 큰 내경을 가진 주축 관통홀(31)이 형성되어 있으며, 주축과 마주보는 내측에는 상기 회전축(21)과 주축(400) 센터간의 거리(L)를 반지름(R)으로 하는 원호와 수평선이 만나는 양 지점을 중심으로 하여 공작물(W)을 교체하는 공급,배출척(4,5)이 각각 장착되어 있는 회전원판(3)과, 상기 회전원판(3)의 양측에는 상기 공급,배출척(4,5)과 상응되는 위치에 공작물(W)을 공급 및 배출하는 공작물 공급수단(41)과 공작물 배출수단(42)이 장착됨을 특징으로 하는 것이다.

특히, 상기 공작물 공급수단(41)은, 새로운 공작물(W)이 적재된 공급팰릿(411)과, 이 공급팰릿(411)에서 상기 공급척(4)으로 공작물(W)을 이동시키는 투입아암(412)로 구성되어 있으며, 상기 공작물 배출수단(42)은, 가공된 공작물(W)이 적재되는 배출팰릿(421)과, 상기 배출척(5)에서 배출팰릿(421)으로 공작물(W)을 이동시키는 배출아암(422)으로 구성되는 것이다. 그리고 상기 구동부(2)를 구성하는 구동모터(22)는 정역모터를 사용함으로써, 회전원판(3)의 90도 및 180도의 정역회전을 원활하게 할 수 있는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 교환장치를 이용하는 공작물(W) 교환방법을 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 특히 도 6 및 7a에 도시된 바와 같이, 가공을 마친 공작물(W)이 장착된 주축(400)이 회전원판(3)의 내측으로 후진되는 주축 후진단계(10)가 최초로 진행된다. 다음, 상기 주축 후진단계(10)를 진행된 후에는 도 6 및 7b에 도시된 바와 같이, 상기 주축(400)이 후진된 상태에서 회전원판(3)을 정 방향으로 90도 회전시켜 배출척(5)이 주축(400)의 전방에 위치 되게 한 후, 주축(400)을 다시 전,후진시켜 상기 배출척(5)에 가공된 공작물(W)을 인출하는 공작물 인출단계(20)가 진행된다.

다음, 상기 공작물 인출단계(2)가 진행된 후에는 도 6 및 7c에 도시된 바와 같이, 상기 회전원판(3)을 다시 180도 역방향으로 회전시켜 새로운 공작물(W)이 장착된 공급척(4)을 주축(400)의 전방에 위치되게 한 후, 주축(400)을 다시 전,후진시켜 상기 공급척(4)에 장착되어 있는 새로운 공작물(W)을 주축적(C)에서 수취하는 공작물 교체단계(30)가 진행된다. 다음, 상기 공작물 교체단계(30)가 진행된 후에는 도 6 및 7d에 도시된 바와 같이, 상기 회전원판(3)을 다시 90도 정방향으로 회전시켜 주축 관통홀(31)을 주축(400)의 전방에 위치되게 하는 회전원판 복귀단계(40)가 진행된다. 최종적으로, 상기 회전원판 복귀단계(40)가 진행된 후에는 도 6 및 7e에 도시된 바와 같이, 상기 공작물(W) 교체단계에서 후진되어 있던 주축(400)을 전진시켜 새로운 공작물(W)이 장착된 주축적(C)이 주죽 관통홀(31)을 통과한 후, 공작물(W)이 회전원판(3)의 외부로 돌출되게 하여 가공을 수행하는 공작물 가공단계(50)가 진행되는 것이다.

그러므로, 상기와 같은 주축 후진단계(10)와 공작물 인출단계(20)와 공작물 교체단계(30)와 회전원판 복귀단계(40) 및 공작물 가공단계(50)는 순서적으로 반복 진행됨으로써, 공작물을 연속적으로 교체할 수 있는 것이다. 또한 상기와 같이 회전원판(3)을 회전을 통해 공작물(W)을 주축척(C)에 척킹함으로써, 척킹의 정밀도 높일 수 있는 것이다. 한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회전원판 복귀단계 후 배출척(5)에 물려진 가공된 공작물(W)을 배출아암을 통해 배출팰릿으로 배출하고, 공급팰릿에서 공급아암을 통해 공작물(W)을 인출한 후 공급척(5)에 물리는 공작물 배출,공급단계(60)가 추가될 수도 있는 것이다.

이하에서는, 본 발명에 따른 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물에 대해 자세히 살펴본다.

우선, 본 발명에 따른 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물은 위에서 살펴본 바와 같이 (1) 윤활유 기유, (2) 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 및 (3) 오가노폴리실록산을 포함한다.

즉, 본 발명에 따른 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물은 통상 사용되는 윤활유 기유에 추가해서 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 및 오가노폴리실록산을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하고, 더 나아가서 윤활유 기유 100중량부를 기준으로 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 2~4중량부 및 오가노폴리실록산 1~3중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 윤활유 기유에 더하여 위와 같은 함량으로 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 및 오가노폴리실록산을 추가로 포함하는 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물을 사용함으로써, 즉 본 발명의 일 구현예에 따른 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치에 있어, 가공품 가공부위에 위와 같은 본 발명에 따른 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물을 공급함으로써, 상당히 장시간(예를 들어 1만 시간 또는 5만 시간) 운전 후에도 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치에 추가로 장착한 센서와 알림장치과 같은 전자장치에 오작동 유발과 같은 전자기적 영향을 전혀 미치지 않아 낮은 불량률로 매우 안정적인 가공공정을 수행할 수 있다는 점을 확인하였다.

본 발명에 따른 윤활유제 조성물은 그 자체로 가공품의 가공부위에 단독으로 분사될 수도 있으나, 압축 유체와 함께 피가공물의 가공 부위를 향해 미스트상으로 공급되는 것이 더욱 바람직하다. 만일 압축 유체와 함께 미스트상으로 공급되는 경우, 해당 윤활유제 조성물의 10~100질량배의 물을 피가공물의 가공부위에 추가로 공급하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 유제 공급식 절삭 또는 연삭 가공 방법에 있어서, 피가공물의 재질은 특별히 제한되지 않는다. 또한, 종래 방식에서는 피가공물이 비철금속인 경우에 충분한 가공성을 수득하는 것이 곤란했지만, 본 발명에 따라 압축 유체와 함께 본 발명에 따른 윤활유제 조성물을 위 질량비로 공급하는 경우 피가공물이 비철금속인 경우라도 충분한 가공성을 수득할 수 있다는 점을 확인하였다.

본 발명의 윤활유제 조성물을 압축 유체와 함께 공급하는 절삭 또는 연삭 가공 방법은 환경 및 인체에 악영향을 미치지 않고, 피가공물의 냉각성을 유지하면서, 용착 생성이 적은 양호한 가공성을 수득하는 것이 가능하다고 하는 효과를 가질 뿐만 아니라, 가속 수명 시험(ALT, accelerated life test) 결과 거의 가공기계의 수명의 1.5~2배의 시간의 운전 후에도 자동선반의 보정장치에 추가로 장착한 센서와 알림장치과 같은 전자장치에 오작동 유발과 같은 전자기적 영향을 전혀 미치지 않아 낮은 불량률로 여전히 매우 안정적인 가공공정을 수행할 수 있다는 점을 확인하였다.

한편, 본 발명의 유제 조성물에 함유되는 윤활유 기유로서는, 광유, 합성유, 합성 에스테르 또는 식물유가 사용 가능하다.

여기서 광유로서, 구체적으로 원유를 상압 증류 및 감압 증류하여 수득된 윤활유 유분에 대해 각종 정제 수단을 적절히 조합하여 적용하여 수득되는 파라핀계 또는 나프텐계의 광유를 들 수 있다.

또한 합성유로서, 예를 들면 폴리-α-올레핀(폴리부텐, 1-옥텐올리고머, 1-데센올리고머 등), 알킬벤젠, 알킬나프탈렌, 에스테르, 폴리옥시알킬렌글리콜, 폴리페닐에테르 등을 사용할 수 있다.

합성 에스테르로서, 예를 들면 방향족 에스테르, 이염기산 에스테르, 폴리올 에스테르, 컴플렉스 에스테르, 탄산 에스테르 및 이들의 혼합물 등이 예시된다.

방향족 에스테르로서, 1~6가의 방향족 카르복실산과 탄소수 1~18의 지방족 알코올의 에스테르 등이 사용된다. 1~6가의 방향족 카르복실산으로서, 구체적으로는 예를 들면, 벤조산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 트리멜리트산, 피로멜리트산 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 또한, 탄소수 1~18의 지방족 알코올로서는, 직쇄상의 것이라도 분지상의 것이라도 좋다.

이염기산 에스테르로서, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산 등의 탄소수 5~10의 이염기산과, 직쇄 또는 분지 알킬기를 갖는 탄소수 1~15의 1가 알코올의 에스테르 및 이들의 혼합물이 바람직하게 사용된다. 구체적으로는 예를 들면, 디트리데실글루탈레이트, 디2-에틸헥실아디페이트, 디이소데실아디페이트, 디트리데실아디페이트, 디2-에틸헥실세바케이트, 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.

폴리올 에스테르로서, 탄소수 2~12의 알킬렌기를 갖는 디올 또는 수산기를 3~20개 갖는 폴리올과, 탄소수 1~24의 지방산의 에스테르가 바람직하게 사용된다.

폴리올로서, 구체적으로는 예를 들면, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄, 디-(트리메틸올프로판), 트리-(트리메틸올프로판), 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨), 트리-(펜타에리트리톨), 글리세린, 폴리글리세린(글리세린의 2~20량체), 1,3,5-펜탄트리올, 소르비톨, 소르비탄, 소르비톨글리세린 축합물, 아도니톨, 아라비톨, 크실리톨, 만니톨 등의 다가 알코올, 크실로스, 아라비노스, 리보스, 람노스, 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스, 소르보스, 셀로비오스, 말토스, 이소말토스, 트레할로스, 수크로스, 라피노스, 겐티아노스, 멜레지토스 등의 당류, 및 이들의 부분 에테르화물, 및 메틸글루코시드(배당체) 등을 들 수 있다.

이들 중에서도 폴리올로서, 더욱 가수분해 안정성이 우수하다는 점에서, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄, 디-(트리메틸올프로판), 트리-(트리메틸올프로판), 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨) 등의 힌다드 알코올이 바람직하다.

지방산으로서, 통상 탄소수 1~24의 것이 사용된다. 탄소수 1~24의 지방산 중에서도, 윤활성의 점에서 탄소수 3 이상의 것이 바람직하며, 탄소수 4 이상의 것이 보다 바람직하며, 탄소수 5 이상의 것이 더욱 바람직하다.

또한, 직쇄상 지방산, 분지상 지방산 중 어느 것이라도 좋고, 윤활성의 점에서는 직쇄상 지방산이 바람직하며, 가수분해 안정성의 점에서는 분지상 지방산이 바람직하다. 또한 포화 지방산, 불포화 지방산 중 어느 것이라도 좋다.

바람직한 폴리올 에스테르의 구체예로서, 네오펜틸글리콜과 발레르산, 카프론산, 에난트산, 카프릴산, 페랄곤산, 카프르산, 올레산, 이소펜탄산, 2-메틸헥산산, 2-에틸펜탄산, 2-에틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 지방산의 디에스테르, 트리메틸올에탄과 발레르산, 카프론산, 에난트산, 카프릴산, 페랄곤산, 카프르산, 올레산, 이소펜탄산, 2-메틸헥산산, 2-에틸펜탄산, 2-에틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 지방산의 트리에스테르, 트리메틸올프로판과 발레르산, 카프론산, 에난트산, 카프릴산, 페랄곤산, 카프르산, 올레산, 이소펜탄산, 2-메틸헥산산, 2-에틸펜탄산, 2-에틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 지방산의 트리에스테르, 트리메틸올부탄과 발레르산, 카프론산, 에난트산, 카프릴산, 페랄곤산, 카프르산, 올레산, 이소펜탄산, 2-메틸헥산산, 2-에틸펜탄산, 2-에틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 지방산의 트리에스테르, 펜타에리트리톨과 발레르산, 이소펜탄산, 카프론산, 에난트산, 카프릴산, 페랄곤산, 카프르산, 2-메틸헥산산, 2-에틸펜탄산, 2-에틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산, 올레산 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 지방산의 테트라에스테르를 들 수 있다.

또한, 2종 이상의 지방산과의 에스테르란, 1종의 지방산과 폴리올의 에스테르를 2종 이상 혼합한 것이라도 좋고, 2종 이상의 혼합 지방산과 폴리올의 에스테르라도 좋다.

또한, 폴리올 에스테르로서, 폴리올의 모든 수산기가 에스테르화되지 않고 남은 부분 에스테르라도 좋고, 모든 수산기가 에스테르화된 완전 에스테르라도 좋고, 또한 부분 에스테르와 완전 에스테르의 혼합물이라도 좋지만, 완전 에스테르인 것이 바람직하다.

또한, 컴플렉스 에스테르란, 지방산 및 이염기산과, 1가 알코올 및 폴리올의 에스테르를 말하며, 지방산, 이염기산, 1가 알코올, 폴리올로서, 이염기산 에스테르 및 폴리올 에스테르에 관한 설명에 있어서 예시한 것과 같은 것을 사용할 수 있다.

또한, 탄산 에스테르란, 분자 내에 탄산 에스테르 구조를 갖는 화합물이다. 또한, 탄산 에스테르 구조는 1분자 내에 1개라도 좋고 복수 개 갖고 있어도 좋다.

탄산 에스테르를 구성하는 알코올로서, 상기의 지방족 알코올, 폴리올 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리글리콜이나 폴리올에 폴리글리콜을 부가시킨 것도 사용할 수 있다. 또한, 탄산과 지방산 및/또는 이염기산을 사용한 것을 사용해도 좋다.

또한, 당연하지만 본 발명에서 말하는 에스테르로서, 단일 구조의 에스테르 1종으로 이루어지는 것이라도 좋고, 구조가 상이한 2종 이상의 에스테르의 혼합물이라도 좋다.

이러한 합성 에스테르 중에서도, 생분해성과 안정성이 우수하다는 점에서, 폴리올 에스테르가 특히 바람직하다.

식물유로서, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 예를 들면, 팜유, 팜핵유, 채종유, 대두유, 하이올레익 채종유, 및 하이올레익 해바라기유 등의 식물유를 들 수 있다.

본 발명의 유제 조성물은, 합성 에스테르 및/또는 식물유를 기유로 하는 경우, 끈적임성의 점에서, 요오드가가 0~50, 브롬가가 0~50g Br₂/100g의 범위에 있는 합성 에스테르, 식물유를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 에스테르의 요오드가는, JIS K 0070 「화학제품의 산가, 검화가, 에스테르가, 요오드가, 수산기가 및 불검화가물의 측정 방법」의 지시약 적정법에 의해 측정한 값을 의미한다. 또한 에스테르의 브롬가는, JIS K 2605 「화학 제품-브롬가 시험 방법-전기 적정법」에 의해 측정한 값을 의미한다.

끈적임성이 낮은 유제 조성물에 더욱 양호한 윤활 성능을 부여하기 위해서는, 에스테르의 수산기가가 0.01~300mg KOH/g인 것이 바람직하다. 당해 수산기가는, 보다 바람직하게는 200mg KOH/g 이하, 특히 바람직하게는 150mg KOH/g 이하이며, 또한, 보다 바람직하게는 0.1mg KOH/g 이상, 더욱 바람직하게는 0.5mg KOH/g 이상, 한층 바람직하게는 1mg KOH/g 이상, 특히 바람직하게는 3mg KOH/g 이상이며, 가장 바람직하게는 5mg KOH/g 이상이다. 여기서, 에스테르의 수산기가는, JIS K 0070 「화학제품의 산가, 검화가, 에스테르가, 요오드가, 수산기가 및 불검화가물의 측정 방법」의 지시약 적정법에 의해 측정한 값을 의미한다.

또한, 끈적임성이 낮은 유제 조성물에 더욱 양호한 윤활 성능을 부여하기 위해서는, 에스테르의 검화가가 100~500mg KOH/g인 것이 바람직하다. 당해 검화가는, 보다 바람직하게는 400mg KOH/g 이하이며, 또한, 보다 바람직하게는 200mg KOH/g 이상이다. 여기서, 에스테르의 검화가는, JIS K 2503 「항공 윤활유시험 방법」의 지시약 적정법에 의해 측정한 값을 의미한다.

본 발명의 유제 조성물에 함유되는 윤활유 기유의 동점도는 특별히 제한되지 않지만, 가공 개소(箇所)로의 공급이 용이하다는 점에서, 40℃에서의 동점도는 200mm²/s 이하인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 100mm²/s 이하, 더욱 바람직하게는 75mm²/s, 가장 바람직하게는 50mm²/s 이하이다. 또한, 윤활유 기유의 40℃에서의 동점도는, 가공성의 점에서, 1mm²/s 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 3mm²/s 이상, 가장 바람직하게는 5mm²/s 이상이다.

또한, 본 발명의 유제 조성물에 함유되는 윤활유 기유의 유동점 및 점도 지수에는 특별히 제한은 없지만 유동점은 -20℃ 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 -45℃ 이하이다. 점도 지수는 100 이상 200 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 유제 조성물에 함유되는 윤활유 기유의 함유량은 적절히 선택할 수 있다. 윤활유 기유로서 합성 에스테르 및/또는 식물유를 사용하는 경우, 그 함유량은, 조성물 전량을 기준으로 하여, 가공성, 생분해성의 관점에서, 5질량% 이상, 바람직하게는 10질량% 이상, 보다 바람직하게는 15질량% 이상, 더욱 바람직하게는 20질량% 이상이다. 또한, 유제의 안정성의 관점에서 95질량% 이하, 바람직하게는 70질량% 이하이다.

또한, 본 발명의 유제 조성물은, 절삭유 또는 연삭유로서 종래 공지의 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 이러한 첨가제로서, 예를 들면, 알킬페놀에틸렌 옥사이드 부가물, 고급 알코올에틸렌 옥사이드 부가물, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리프로필렌글리콜에틸렌 옥사이드 부가물, 소르비톨 및 소르비탄의 지방산에스테르, 디에틸렌글리콜모노알킬에테르 등의 계면활성제; 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-tert-부틸페놀), 4,4'-비스(2,6-디-tert-부틸페놀), 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-o-크레졸) 등의 산화 방지제; 지방산, 알코올, 지방산에스테르 등의 유성제(油性劑); 카르복실산, 카르복실산염, 칼슘설포네이트 등의 설폰산염, 인산, 인산염 등의 부식 방지제; 메틸실리콘, 플루오로실리콘, 폴리아크릴레이트 등의 소포제; 황화 유지, 황화 에스테르, 폴리설파이드 등의 유황계, 인산에스테르 등의 인계의 극압 첨가제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제 중에서도, 지방산, 알코올, 지방산에스테르 등의 유성제를 사용하면, 본 발명의 유제 조성물의 가공성을 더욱 향상시킬 수 있기 때문에, 바람직하다. 특히 티타늄, 스테인리스, 인코넬 등의 난절삭재를 가공할 때는 유황계, 인계 극압제를 병용하는 것이 바람직하다.

상기의 첨가제를 사용하는 경우의 함유량은 특별히 제한은 없지만, 상기의 첨가제의 합계 함유량이, 조성물 전량 기준으로 0.1~10질량%인 것이 바람직하다.

본 발명의 윤활유제 조성물의 동점도에 관해서는 특별히 제한은 없지만, 가공 부위로의 공급이 용이하다는 점에서, 40℃에서의 동점도가 80mm²/s 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 70mm²/s 이하, 더욱 바람직하게는 60mm²/s 이하, 가장 바람직하게는 55mm²/s 이하이다. 한편, 본 발명의 윤활유제 조성물의 40℃에서의 동점도는, 가공성의 점에서, 5mm²/s 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10mm²/s 이상, 가장 바람직하게는 15mm²/s 이상이다.

본 발명의 윤활유제 조성물은 극미량 윤활유제 공급식 절삭 또는 연삭 가공 방법(MQL)에 있어서의 윤활유제로서 적합하게 사용할 수 있다. 즉, 본 발명의 극미량 윤활유제 공급식 절삭 또는 연삭 가공 방법은, 윤활유제 조성물을, 압축 유체와 함께 피가공물의 가공 부위를 향해 미스트상으로 공급하는 공정을 구비한다.

MQL에 있어서는, 1시간당 수 mL로부터 수십 mL(바람직하게는 1~90mL/h)의 윤활유제를, 압축 유체와 함께 피가공물의 가공 부위(절삭 또는 연삭 가공 부위)를 향해 미스트상으로 공급한다. 압축 유체로서, 압축 공기 외에, 질소, 아르곤, 헬륨, 이산화탄소 등의 압축 유체를 단독으로, 또는 이들 유체를 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 윤활유제 조성물을 MQL에 적용할 때는, 당해 윤활유제 조성물의 0.01~100질량배의 물을 피가공물의 가공 부위에 공급하는 것이 바람직하다. 물의 사용량은, 보다 바람직하게는 윤활유제 조성물의 0.01~100질량배, 더욱 바람직하게는 2~100질량배, 한층 바람직하게는 3~50질량배, 특히 바람직하게는 4~40질량배, 가장 바람직하게는 5~30질량배이다.

물의 공급 방식은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, (i) 윤활유제 조성물과 물의 혼합물을 압축 유체로 미스트화하여 공급하는 방법, (ii) 윤활유제 조성물과 물을 각각 미스트화하여 각각 공급하는 방법, (iii) 윤활유제 조성물과 물을 각각 미스트화한 것을 혼합한 후에 공급하는 방법 등을 들 수 있다.

본 발명의 윤활유제 조성물 및 극미량 윤활유제 공급식 절삭 또는 연삭 가공 방법에 의해 가공되는 피가공물의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 비철금속, 특히 알루미늄 및 알루미늄 합금, 및 난절삭재, 특히 티타늄, 스테인리스, 인코넬이 적합하다.

이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

또한 이하에서 제시되는 실험 결과는 상기 실시예 및 비교예의 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 조금도 한정되는 것은 아니다.

실시예 1~15 및 비교예 1~9

이하에 나타내는 윤활유 기유 및 첨가제를 사용하여 표 1~3에 기재하는 조성을 갖는 윤활유제 조성물을 조제하였다.

(A) 기유

A1: 트리메틸올프로판과 옥틸알코올, 데실알코올의 풀 에스테르

A2: 네오펜틸글리콜과 옥틸알코올의 풀 에스테르

A3: 펜타에리트리톨과 데실알코올의 풀 에스테르

A4: 하이올레익 채종유

A5: 폴리-α올레핀(40℃에서의 동점도를 20mm²/s로 조정한 것)

(B) 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 및 오가노폴리실록산

B1: 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 2~3중량부

B2: 오가노폴리실록산 1~3중량부

(C) 알코올

C1: 올레일알코올

C2: 라우릴알코올

C3: 헥사코산올

(D) 기타 첨가제

D1: 올레산

D2: 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸

D3: 황화 에스테르

이어서, 실시예 1~15 및 비교예 1~9의 윤활유제 조성물을 사용하여 이하에 나타낸 시험을 실시하였다.

시험예 1: 40℃에서의 동점도의 측정

JIS K 2283에 준거하여, 윤활유제 조성물의 40℃에서의 동점도를 측정하였다. 수득된 결과를 표 1~3에 기재한다.

시험예 2: 가공성 시험; 탭핑 시험

아디프산 디이소데실을 비교 표준유로 하여, 가공 성능을 평가하였다. 구체적으로는, 시료유(각 윤활유제 조성물)와, 아디프산 디이소데실을 교대로 사용하여 이하에 나타내는 조건으로 탭핑 시험을 행하였다.

유제의 가공 부위로의 공급 시에는, 직접 가공 부위에 8.5mL/min의 조건으로 분사하였다.

피삭재 1: JIS H 5202 규정의 알루미늄 합금(AC8A)

피삭재 2: JIS G 4305 규정의 스테인리스 강판(SUS304)

공구 직경: 8mm

탭 피치: 1.25mm

탭 경사각: 1.5도

탭 챔퍼각: 10도

탭 아래 구멍 직경: 7.4mm

회전수: 360rpm

표준유: DIDA(아디프산 디이소데실)

표 1~3 중, 「유제 공급 방법」란의 A~D는, 윤활유제 조성물의 가공 부위로의 공급을 이하의 A~D의 방법으로 실시한 것을 의미한다.

A: 윤활유제를 그대로 미스트화하여 공급

B: 수도물로 20배로 희석한 것을 공급

C: 미스트화한 윤활유제를 동일하게 미스트화한 수도물과 1(유제):10(물)의 비율로 혼합하여 가공 부위에 공급.

D: 수도물로 120배로 희석한 것을 공급

상기 시험에 있어서의 탭핑 에너지를 측정하고, 하기 수학식을 사용하여 탭핑 에너지 효율(TEE, %)을 산출하였다.

탭핑 에너지 효율(%) = (비교 표준유를 사용한 경우의 탭핑 에너지)/(금속 가공유 조성물을 사용한 경우의 탭핑 에너지)

수득된 결과를 표 1~3에 기재한다. 탭핑 에너지 효율의 값이 높을수록, 윤활성이 높은 것을 의미한다.

시험예 3: 유제의 안정성 시험

유제 조성물의 안정성은, 윤활유제를 수도물로 10배로 희석하고, 실온에서 정치하여 윤활유제의 분리 거동을 조사하였다. 24시간 후에 윤활유제의 분리가 없는 것을 A, 약간이라도 분리유가 부상한 것에 관해서는 B로 평가하였다. 수득된 결과를 표 1~3에 기재한다.

실시예 16

윤활유 기유로서 하이올레익 채종유 100g, 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 3g, 오가노폴리실록산 2g을 혼합하하고 나서, 이를 500g의 물과 고속교반하여 서스펜션 또는 에멀젼 형태의 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제를 제조하였다.

센서를 전원과 연결하여 작동되는 상태에서 위 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제를 위 분무조건인 8.5mL/min의 10배인 85mL/min의 조건으로 압축 미스트 형태로 분무하여 센서의 전원과 작동상태를 분무 시작 후 1000시간 동안 지속적으로 모니터링하였으며, 그 결과 별다른 오작동 없이 안정적으로 작동됨을 확인하였다.

비교예 10

트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트를 사용하지 않는 점을 제외하고는 위 실시예 16과 동일하게 윤활유제를 제조한 후, 동일한 조건에서 센서의 전원과 작동상태를 관찰한 결과, 분무 후 365시간 무렵에 센서가 전원은 켜져 있으나 더 이상 작동은 하지 못하는 오작동을 보임을 확인하였다.

비교예 11

오가노폴리실록산을 사용하지 않는 점을 제외하고는 위 실시예 16과 동일하게 윤활유제를 제조한 후, 동일한 조건에서 센서의 전원과 작동상태를 관찰한 결과, 분무 후 234시간 무렵에 센서의 전원이 꺼져버리는 문제가 발생함을 확인하였다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

400 주축
C 주축척
1 프레임
2 구동부
21 회전축
22 구동모터
3 회전원판
31 주축 관통홀
4 공급척
41 공급수단
411 공급팰릿
412 공급아암
5 배출척
51 배출수단
521 배출팰릿
522 배출아암
600 센서

Claims

삭제
X축 방향으로 장착되어 있으며 일단부에는 X축 서보모터가 장착되어 있는 X축 베드(100), 상기 X축 베드(100)의 일측에 Z축 방향으로 장착되며 단부에는 Z축 서보모터(201)가 장착되어 있는 Z축 베드(200), 상기 X축 베드(100)의 상측에 장착되어 X축 방향으로 슬라이딩 되며 상기 Z축 베드 쪽으로 공구가 장착되어 있는 공구대(300), 상기 Z축 베드(200)의 상측에 장착되어 Z방향으로 슬라이딩되며 외측단에는 주축서보모터(302)가 장착되고 전방에는 공작물(W)이 물려지는 주축척(C)이 장착되어 있는 주축(400)으로 구성된 초정밀 선반에 있어서,
상기 Z축 베드(200)의 양측 및 상측에 주축(400)의 이동시 간섭되지 않게 세워지는 프레임(1)과, 이 프레임(1)의 상판에 수평으로 장착되며 회전축(21)의 센터가 상기 주축(400)의 센터의 수직선상에 위치되어 있으며 상기 회전축(21)을 회전시키는 구동모터(22)를 포함하는 구동부(2)와, 상기 회전축(21)의 전방에 중심이 장착되어 있고, 상기 주축의 동일한 위치에는 주축(400)의 외경보다 상대적으로 큰 내경을 가진 주축 관통홀(31)이 형성되어 있으며, 주축과 마주보는 내측에는 상기 회전축(21)과 주축(400) 센터간의 거리(L)를 반지름(R)으로 하는 원호와 수평선이 만나는 양 지점을 중심으로 하여 공작물(W)을 교체하는 공급,배출척(4,5)이 각각 장착되어 있는 회전원판(3)과, 상기 회전원판(3)의 양측에는 상기 공급,배출척(4,5)과 상응되는 위치에 공작물(W)을 공급 및 배출하는 공작물 공급수단(41)과 공작물 배출수단(42)이 장착되어 있고,
(a) 상기 프레임(1) 또는 상기 공구대(300)와 연결되어 회전하는 상기 회전원판(3)과의 거리를 측정하는 센서(600), (b) 상기 회전원판(3)이 회전 과정에서 상기 센서(600)와 상기 회전원판(3) 사이의 거리 변화가 미리 정해놓은 값을 초과하면 작업자에게 알리는 알림장치, (c) 상기 공작물(W)의 가공부위에 공급되는, 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물, 및 (d) 상기 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물을 상기 공작물(W)의 가공부위에 공급하는 윤활유제 공급수단을 추가로 포함하며,
상기 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치용 윤활유제 조성물은 (1) 윤활유 기유, (2) 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 및 (3) 오가노폴리실록산을 포함하고,
상기 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트와 상기 오가노폴리실록산은 상기 윤활유 기유 100중량부를 기준으로 각각 2~4중량부와 1~3중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 초정밀 선반의 공작물 자동 교환장치.