KR102064900B1 - 냉각제 공급 시스템, 냉각제 공급 시스템을 구비한 스카이빙 머신 및 냉각제 공급 시스템을 구비하여 실행되는 스카이빙 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 축선을 중심으로 회전하는 스카이빙 휠에 의해 톱니 프로파일을 기계가공하는 과정에서 발생되는 열을 빼앗아 가는 목적을 가진 냉각제를 공급하도록 기능하는 냉각제 공급 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 상기 회전 축선에 대해 수직으로 연장되는 평면 상에의 투영도에서 보았을 때 상기 스카이빙 휠의 톱니 프로파일(4)보다 상기 회전 축선에 더 가깝게 배치되고, 축선방향의 차원 성분을 가지는 공급 경로부를 제공한다.

Description

냉각제 공급 시스템, 냉각제 공급 시스템을 구비한 스카이빙 머신 및 냉각제 공급 시스템을 구비하여 실행되는 스카이빙 방법{COOLANT DELIVERY SYSTEM, SKIVING MACHINE EQUIPPED WITH THE SYSTEM, AND SKIVING METHOD PERFORMED WITH THE SYSTEM}

본 발명은 회전 축선을 중심으로 회전하는 스카이빙 휠에 의해 톱니 프로파일을 기계가공하는 과정에서 발생되는 열을 빼앗아 가는 목적을 가진 냉각제를 공급하도록 기능하는 냉각제 공급 시스템에 관한 것이다.

이런 종류의 냉각제 공급 시스템은 분명히 종래기술의 일부이다. 파워 스카이빙(power skiving)이라고도 지칭되는, 톱니 프로파일의 스카이빙 중에는, 스카이빙 휠의 고속 회전으로 인해, 작은 칩을 포함하여 매우 많은 칩들이 칩 절삭 가공 공정에서 생성된다. 이에 의해 발생되는 열은 예컨대 냉각 오일 형태의 유체와 같은 냉각제에 의해 빼앗아진다. 이 목적에 적합한 냉각제는 스카이빙 가공 그 자체에도 능숙한 실무자에게 친숙할 것이다. 이 가공의 요약을 예컨대 EP 2 537 615 A1에서 찾아 볼 수 있다.

예컨대 내부 톱니 프로파일의 기계가공을 위한 현 상태의 파워 스카이빙 머신에 있어서는, 절삭 영역으로의 냉각제의 공급은 그 경로가 공구 주위로 지정된다. 이런 종류의 머신에 적합한 냉각제 공급 시스템은 일반적으로 냉각제 도관이 스카이빙 휠의 높이까지 배열되어, 외부로부터 공급되는 냉각 오일이 하나 이상의 자유 제트 노즐에 의해 대략 스카이빙 휠의 외경의 높이에서 절삭 영역에 지향될 수 있도록 구성된다.

하지만, 특히 내부 톱니 프로파일의 기계가공에 있어서, 이러한 현 상태의 냉각제 공급 시스템들은 그들의 설정 및 조정이 반복해서 일어난다는 문제점을 야기한다는 것과, 때때로 냉각제 도관이 손상을 입어 고비용의 수리를 요한다는 것이 밝혀졌다.

따라서, 개선된 신뢰성을 제공하거나, 적어도 냉각제 공급 시스템과 스카이빙 머신의 전체 조합의 작동을 단순화시키는 냉각제 공급 시스템을 제안하는 것이 본 발명의 목적이다.

이 과제는 회전 축선에 대해 수직으로 연장되는 평면 상에의 투영도에서 보았을 때 스카이빙 휠의 톱니 프로파일보다 상기 회전 축선에 더 가깝게 배치되고, 축선방향의 차원 성분을 가지는 제1 공급 경로부를 가지는 것에 의해 근본적으로 차별화되는, 본 명세서의 도입부에 상술한 종류의 냉각제 공급 시스템의 더 발전된 단계를 통한 본 발명에 의해 해결된다.

본 발명은 특히 내부 톱니 프로파일의 기계가공에 있어서, 종전에 사용되었던 냉각제 공급을 위한 구성은 한편으로 냉각제 흐름이 적정하게 공작물을 지향하게 되는 것을 가능하게 해주기 위해 특정 공작물에 대한 냉각제 도관들의 맞춤을 필요로 하고, 이것이 냉각제 도관이 공작물과 충돌하게 되는 위험성을 증가시킨다는 사실의 인식에 의해 크게 동기를 부여받았다. 다른 한편으로, 스카이빙 머신의 상대적으로 콤팩트한 공간 구성으로 인해, 공구 또는 공구 홀더의 교체가 냉각제 도관의 근접성에 의해 더 어려워진다는 점도 인식되었다. 특히 공구 교체 후의 냉각제 공급의 새로운 설정의 경우에는, 오퍼레이터에게 요구되는 세심한 주의가 때때로 결여될 수 있고, 부적절한 설정이 덜 만족스러운 가공 공정을 초래하거나 심지어 냉각 오일 도관과 공작물 또는 클램핑 장치 간의 충돌까지 초래하여 도관이 손상될 수 있다.

본 발명에 의하면, 냉각제의 공급이 공구(스카이빙 휠)로부터 나오는 방향으로 이루어진다. 회전 축선에 대해 수직으로 연장되는 평면 상에의 투영도에서 보았을 때 스카이빙 휠의 톱니 프로파일보다 상기 회전 축선에 더 가깝게 배치되는 공급 경로부의 구성으로 인해, 냉각제의 공급은, 기하학적으로 보았을 때, 종래기술과 같이 외부로부터가 아닌, 스카이빙 휠과 그것의 홀더의 조립 유닛의 내부로부터 일어난다. 따라서, 본 발명의 위상에서 방해(간섭) 문제를 발생시키는 것으로서 인식된 냉각제 도관의 외부 배치가 더 이상 필요치 않다. 따라서, 필요한 경우, 자동 공구 교체도 더 용이하게 실행될 수 있다. 전술한 오퍼레이터의 세심한 주의가 더 이상 요구되지 않고, 공작기계의 고장 시간도 초래할 수 있는 냉각 오일 도관에 대한 손상의 위험성이 신뢰할 수 있게 방지된다.

본 발명의 장점들은 내부 톱니 프로파일 스카이빙에 있어 특히 분명하지만, 본 발명은 이에 국한되지 않고, 외부 톱니 공작물에도 마찬가지로 적용가능하다. 또한, 본 발명은 외부 오일 공급 경로의 사용을 배제하지 않는다. 예를 들어, 이미 절삭된 톱니 갭들로부터 칩을 세척하기 위해 외부 세정 오일 제트를 부가하는 것이 가능하다(단독으로 존재하는 톱니 프로파일은 유체 제트가 도달하기에 더 용이한 목표를 제공하므로, 세정 제트는 냉각 제트보다 더 멀리 떨어져 배치될 수 있다).

원리상으로, 예컨대 중심 축선을 따라 이 경우에 중공 스핀들로서 형성되는 공구 스핀들을 통과하고 또한 스카이빙 휠의 보어 홀을 통과하면서 유사한 중공 공구 홀더를 통과하여 연장되는 도관의 형태로 제1 공급 경로부가 공간 내에 고정되고, 냉각 액체의 유동이 그에 따라서 적절한 도관 기하구조에 의해 절삭 영역에 지향되는 것을 충분히 생각해 볼 수 있다. 하지만, 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에 있어서는, 제1 공급 경로부는 스카이빙 휠과 함께 회전하도록 설계된다. 이는 특히 스카이빙 공정의 높은 rpm 속도의 관점에서, 공구 스핀들 및 클램핑 장치의 간단한 설계 구성에 더 적합하다. 또한, 회전에 참여하는 제1 공급 경로부에 의해, 냉각제는 유용할 수 있는 원심력을 받는다.

제1 공급 경로부는 유리하게 스카이빙 휠을 통과한다. 이 시점에서 제1 공급 경로부가 단일 관으로 구성될 수 있다는 것을 인지하는 것이 중요하지만, 이 설계 구성에 한정되지 않는다. 제1 공급 경로부는 복수의 유체역학적으로 평행한 관으로 분할될 수도 있다. 따라서, 스카이빙 휠은 제1 공급 경로부가 통과하기 위한 하나의 중심 개구부 또는 하나 이상의 편심 배치된 개구부를 구비하도록 설계될 수 있다.

하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 제1 공급 경로부는 스카이빙 휠을 지지하는 스카이빙 휠 홀더를 적어도 부분적으로 통과한다. 따라서, 스카이빙 휠 홀더의 영역 내에서도, 제1 공급 경로부는, 회전 축선에 대해 수직으로 연장되는 평면 상에의 투영도에서 보았을 때, 적어도 부분적으로 스카이빙 휠의 톱니 프로파일보다 회전 축선에 더 가깝게 위치한다. 이것은 오퍼레이터의 수고의 수준을 더 감소시키고, 공구 교체가 특히 간단한 방법으로 자동화될 수 있다.

냉각제가 공구를 통과한 후, 냉각제는 원리상으로 하나 이상의 자유 제트 노즐에 의해 절삭 영역을 지향하게 될 수 있다. 공급 경로부가 회전에 참여하는 경우, 적절한 노즐 구성은 최적으로 냉각 유체를 모든 방향으로 분사해야 즉 360도 범위를 커버해야 한다.

하지만, 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에 있어서, 냉각제 공급 흐름의 방향은 제1 공급 경로부의 하류에서도 제어된다. 이 기능을 수행하기 위해, 본 발명은 냉각제의 공급 흐름에 제2 공급 경로부를 제공하고, 상기 제2 공급 경로부는 회전 축선에 대해 반경방향 내부로부터 외부로 향하는 차원 성분을 가진다. 바람직하게는, 제2 공급 경로부도 마찬가지로 스카이빙 휠과 함께 회전해야 한다.

이미 상술한 바와 같이, 냉각제 공급 흐름이 회전에 참여하는 실시형태들에 있어서는, 냉각제 상에 작용하는 원심력이 존재할 것이고, 이는 냉각제를 반경방향 내부로부터 외부로 추진하는 것을 돕는다. 그 결과, 스카이빙 휠의 평면 내의 냉각 오일의 출구(즉, 제1 공급 경로부로부터의)에 오일 압력을 발생시키기 위한 어떠한 수단도 필요치 않다. 특히 바람직한 실시형태에 있어서의 냉각제 공급 장치는 냉각 오일이 스카이빙 휠의 절삭면을 따라 절삭 에지로 유동하도록 구성된다.

제2 공급 경로부의 적어도 일부가 회전 축선을 중심으로 한 회전에 대해 대칭적으로 구성되면 유리하다. 이는 스카이빙 휠의 절삭면 전체에 걸친 냉각제의 근본적으로 균일한 분산을 보장하여, 신뢰성 있는 열 제거 효과가 유지될 수 있다. 특히 바람직한 하나의 실시형태에 있어서, 제2 공급 경로부의 적어도 일부가 스카이빙 휠의 절삭 에지부 위에 배치되는 배리어 실드(barrier shield)에 의해 한정된다. 이 배리어는 예컨대 특히 회전 대칭 구성으로 바람직하게는 약간의 원추형 프로파일을 구비하는 커버의 형태로 구현될 수 있다. 이는 배리어의 내부 표면을 따라 흐르는 냉각제의 유속이 회전 축선 방향의 즉 스카이빙 휠의 절삭면을 향한 벡터 성분을 가지게 되는 결과를 갖는다.

배리어 실드는 유리하게 스카이빙 휠의 톱니의 영역에 도달할 수 있다. 톱니가 단차-날가공(step-sharpening)되어 있는 경우에는, 배리어 실드의 외부 에지는 톱니의 하부 에지에 안착될 수 있다. 이는 원심 가속도의 도움을 받는 냉각제가 주로 반경방향으로 스카이빙 휠의 절삭면을 따라 흘러 절삭 영역에서 끝나도록 해주는 실질적 삼각형 개구부들을 남긴다. 따라서, 냉각제가 사용되는 위치로 표적식으로 유도된다.

설계 구성에 따라, 배리어 실드의 외부 경계부가 톱니의 하부 에지로부터 특히 조정가능한 양만큼 이격될 수도 있다. 하지만, 배리어 실드의 경계부가 스카이빙 휠에 지지되어 놓여지는 설계적 선택에 의하면, 배리어 실드의 부착을 통한 접촉력을 발생시킬 수 있고, 이에 의해 스카이빙 휠의 에지가 커버 내로 약간 가압된다. 이것도 예컨대 공구 스핀들이 가속되거나 감속될 때 연결이 헐거워지게 되는 경향에 대항하는 것을 돕는다.

직선형 톱니의 스카이빙 휠 즉 단차-날가공되지 않은 스카이빙 휠에 있어서는, 적합한 설계 접근법은 제2 공급 경로부, 배리어 실드 및 스카이빙 휠 자체의 축선방향 경계들 사이의 필요 출구 개구부들을 만들어내도록 찾아내어져야 한다. 예컨대, 배리어 실드의 원주부가 스카이빙 휠의 톱니와 동수이거나 톱니의 수가 나누어질 수 있는 정수와 같은 수의 통로 홀들을 가질 수 있을 것이다. 마찬가지로, 원주부를 따르는 연속 갭이 배리어 실드와 배리어 실드에 대면하는 스카이빙 휠의 표면 사이에 적당한 거리를 설정함으로써 구현될 수도 있을 것이다. 후자의 개념은 예컨대 슬리브(sleeve)와 같은 적당 치수의 스페이서 요소에 의해 구현될 수 있을 것이며, 적당한 치수의 스페이서 요소가 슬리브인 경우에는, 배리어 실드는 슬리브와 배리어 실드를 정위치에 유지시키도록 기능하는 나사의 헤드 사이에 클램핑되어 위치결정될 수 있을 것이다.

하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 배리어 실드의 체결 요소는 스카이빙 휠의 높이 변화에 대한 맞춤을 가능하게 해주기 위해 조정가능하도록 설계된다. 스카이빙 휠의 높이는 예컨대 날가공에서 변화된다. 조정은 스카이빙 휠이 이미 얼마나 더 많이 재차 날가공되었는 지에 상관없이 절삭면으로의 냉각제의 반경방향 통로용 개구부의 단면적이 변경되지 않도록 하는 목적을 갖는다. 이는 예컨대 배리어 실드의 안착 및 부착을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 부착 나사는 스카이빙 휠의 현재의 높이에 따라 더 회전될 수 있다. 상술한 바와 같이 스페이서(슬리브)를 사용하는 개념과 관련하여서는, 재차 날가공으로 인한 스카이빙 휠들의 상이한 높이들에 대해 상기한 길이의 슬리브들을 사용하는 것도 가능하다.

하나의 유리한 실시형태에 있어서는, 배리어 실드의 체결 수단이 제1 공급 경로부의 적어도 일부를 한정한다. 따라서, 체결 수단은 이중 기능이 주어진다. 특히, 체결 수단은 그것의 나사부가 스카이빙 휠 홀더의 내부 나사부와 상대결합하게 되는 중공 볼트로 구성될 수 있다. 냉각제는 중공 볼트 내로 유동하고, 바람직하게 등방위각 간격으로 배열되어 있는 복수의 반경방향으로 배향된 출구 홀들을 통해 떠난다. 이 경우, 주로 축선방향인 주 유동 방향으로부터 주로 반경방향인 주 유동 방향으로의 천이도 체결 수단 내부에서 발생할 수 있다. 특히 내부 냉각제 도관의 편심적 구성에 의하면, 배리어 실드의 체결 수단은 예컨대 중실 볼트(solid bolt)와 같은 더 간단한 형태로 이루어질 수도 있다.

냉각제 공급 시스템의 제1 공급 경로부의 냉각제 저장조 또는 냉각제 회로에의 연결을 위한 바람직한 해법은 회전 도관 커플링(rotary conduit coupling)을 사용하는 것이다. 회전 도관 커넥터는 당업자에게 친숙한 것이므로, 여기서는 더 이상 설명하지 않는다. 이와 같은 회전 커플링은 원리상으로 이미 스카이빙 휠 홀더의 원주부에서 구현될 수도 있을 것이다. 하지만, 간단한 구성을 위해, 냉각제를 위한 유동 경로는 스카이빙 휠이 회전하는 것을 가능하게 해주는(또한 바람직하게는 스카이빙 휠과 함께 회전하는) 공구 스핀들을 통과하고, 또한 특히 스카이빙 휠과 스카이빙 휠을 지지하는 스카이빙 휠 홀더를 고정시키도록 기능하는 클램핑 장치를 통과하는 경우가 바람직하다. 회전 도관 커플링은, 이 경우, 공구 스핀들의 반대편 단부에서, 특히 중심 위치에서, 클램핑 장치에 대해 배치될 수도 있다. 하지만, 예컨대, 편심적으로 배치된 도관의 경우에서와 같이, 스핀들을 통과하지만 클램핑 장치의 외부에 위치하는 냉각제용 유동 경로를 설계하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라, 스카이빙 휠 홀더를 갖는 스카이빙 휠과 일체로 편입된 냉각제 공급 도관(제1 및 제2 공급 경로부)가 함께 공구 교체 중에 전체로서 교체될 수 있는 하나의 유닛을 형성한다. 따라서, 본 발명은 스카이빙 공정을 위한 공구 장치로서, 톱니 프로파일의 스카이빙을 위해 설계된 스카이빙 휠, 스카이빙 휠을 지지하고 스카이빙 머신의 클램핑 장치에 클램핑되도록 설계된 스카이빙 휠 홀더 및 냉각제 공급 시스템이 (냉각제 유동 경로의 반대 방향으로 보았을 때) 다시 스카이빙 휠 홀더까지 멀리 도달하는 한에 있어서 상술한 실시형태들 중의 하나에 따르는 냉각제 공급 시스템을 포함하는 바의 스카이빙 공정을 위한 공구 장치도 커버한다.

이러한 기능적 유닛은 다음으로 예컨대 스핀들 내의 하나 이상의 밀봉 링 구비 도관 개구부 내로 삽입되는 하나 이상의 짧은 커넥터 파이프를 통해 적용가능한 냉각제 도관을 구비하고 있는 스카이빙 머신에 밀봉식 플러그-인 커넥터에 의해 커플링될 수 있다.

본 발명의 보호 범위는 또한 상술한 실시형태들 중의 하나에 따른 냉각제 공급 시스템을 구비하는 스카이빙 머신을 포함한다.

방법의 관점에서, 본 발명의 과제는 공작물 상에 톱니 프로파일, 특히 공작물 상에 내부 톱니 프로파일을 기계가공 및/또는 창성하기 위한 스카이빙 방법으로서, 회전하는 스카이빙 휠이 공작물로부터 칩의 형태로 재료를 제거하고, 냉각제가 가공 중에 발생되는 열을 제거하기 위해 공급되는 바의 스카이빙 방법에 있어서, 상기 방법이 냉각제의 공급이 특히 스카이빙 휠과 함께 회전하는 공급 경로부를 통해 일어나고, 냉각제의 공급이 스카이빙 휠에서, 특히 스카이빙 휠의 평면 내의 반경방향 바깥쪽 방향으로 일어나는 사실에 의해 근본적으로 차별화되는 스카이빙 방법에 의해 해결된다.

본 발명에 따른 방법의 장점은 본 발명에 따른 냉각제 공급 시스템과 관련하여 상술한 장점에 따른다. 그 목적은 특히 냉각제가 스카이빙 휠의 절삭면을 따라 스카이빙 휠의 절삭 에지로 유동하게 만드는 것, 즉 시종 절삭 영역으로 안내되는 냉각제의 유동 경로를 성취하는 것이다.

본 발명의 또 다른 차별적 특징들, 세부 구성들 및 장점들은 아래에 간단히 설명되는 첨부도면을 참조하는 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 일체형 냉각제 공급 장치를 구비한 스카이빙 휠 홀더와 스카이빙 휠의 조립 유닛을 도시한 도면이다.
도 2는 공구 스핀들에 클램핑된 도 1의 유닛을 도시한 도면이다.

도 1은 스카이빙 휠 홀더(5) 및 그 자체로는 통상적인 방식으로 스카이빙 휠 홀더(5) 상에 장착되고, 스카이빙 가공을 통해 공작물 상에 톱니 프로파일을 기계가공 및/또는 창성하도록 설계된 스카이빙 휠(2)의 축선방향 단면을 도시하고 있다. 도 1의 스카이빙 휠(2)의 톱니 프로파일은 도면부호 4에 의해 식별된다. 스카이빙 휠 홀더(5)의 스카이빙 휠 반대측이 공구 스핀들 상에 클램핑되도록 적절히 구성되어 있다. 이 실시예의 휠 홀더의 연결 구조부는 평면 접촉면 및 공구 스핀들 자체 내의 상보적인 형상의 원추형 시트 내로 삽입되도록 설계된 원추형 돌출부로 이루어져 있다. 원추형 돌출부는 한편으로 클램핑 장치의 클램핑 브레이스(clamping brace)를 위한 내부 결합면을 구비한 리세스(recess)를 가지고 있다(도 2 참조). 하지만, 다른 종류의 공구 장착부를 사용하는 것도 가능하다. 도시의 배열이 당업자에게 친숙하고 당업자에 의해 폭넓게 사용된다.

스카이빙 휠(2)은 스카이빙 휠 홀더(5)의 허브가 배치될 수 있는 중심 축선방향 보어 홀을 가지고 있고, 장착 과정에서의 센터링(centering)을 위해 볼 부싱(3)이 사이에 설치된다. 이 실시예에 있어서, 스카이빙 휠(2)은 스카이빙 휠 홀더(5)에 클램핑되는 것이 아니라, 나사에 의해 스카이빙 휠 홀더(5)에 부착된다. 나사들은 도 1의 단면도에서 볼 수 없다(나사들은 도 1의 단면에 위치하지 않기 때문에, 단지 나사들의 헤드만 볼 수 있다).

도시된 스카이빙 휠 홀더(5)와 스카이빙 휠(2)의 조립 유닛 내에 냉각제 공급 시스템이 일체로 편입된다. 이 구성의 일부로서, 스카이빙 휠 홀더(5)는 스카이빙 휠의 회전 축선(C2)과 동축인 연속 통로로서 연장되고 스카이빙 휠 쪽 단부에 내부 나사를 포함하는 중심 보어 홀(6)을 가지고 있다. 보어 홀(6)은 내부 나사 내로 나사체결되는 중공 볼트(16)의 축선방향 통로와 함께 스카이빙 휠(2)의 절삭면(10)과 절삭 에지가 배열되게 되는 스카이빙 휠(2)의 원위측으로 연장되는 냉각제용 중심 도관을 형성한다.

스카이빙 휠 홀더(5) 및 스카이빙 휠(2)을 통한 냉각제의 전송도 예컨대 편심적으로 형성되는 도관, 회전 축선(C2)에 평행하지 않은 도관, 분기관들로 분기되는 도관 또는 그와 유사한 구성과 같은 다른 도관 레이아웃으로 구현될 수도 있다는 것은 명백하다고 생각된다.

화살표들로 지시된 유동 방향을 따른 스카이빙 휠 홀더(5)를 통한 흐름 후에, 예컨대 냉각 오일과 같은 냉각제는 4개의 반경방향 홀(17)(그 중 2개만이 실제로 보여지는 한편 나머지는 도 1에서 상징적으로 지시됨)에 의해 회전 축선(C2)에 대해 반경방향으로 중공 볼트(16)를 떠나, 스카이빙 휠(2)의 절삭면(10)을 지지하는 측부 위에 배치된 공간 내에 도달한다. 하지만, 출구 지점에서 유체는 여전히 원심력이 유체가 방해 없이 반경방향 바깥쪽 방향으로 유동하게 만드는 운동의 상태에 있지 않다. 그 대신, 본 발명의 개념의 일부인 커버(18)가 중공 볼트(16)에 의해 정위치에 유지되어 있고, 커버(18)의 외주부가 톱니 프로파일(4)의 에지 상에 위치하고 있다. 도시의 실시예에 있어서는, 각각의 톱니에서 커버(18)의 외주부와 절삭면 사이에 삼각형 개구부가 형성되고, 이 삼각형 개구부를 통해 냉각 오일이 반경방향으로 빠져나가고, 반경방향 바깥쪽 방향 화살표로 지시된 바와 같이, 스카이빙 휠(2)의 절삭면(10)을 따라 절삭 에지로의 흐름을 끝마치도록, 톱니가 단차-날가공(step-sharpening)되어 있다.

이 경우에 있어 중공 볼트(16)의 4개의 반경방향 홀에서 나오는 냉각 오일이 한편으로는 전체 외주부에 걸쳐 균일하게 분산되고, 아울러 절삭면(10)에 직접적으로 전달되도록, 커버(18)는 기본적으로 원추 또는 구체의 표면 세그먼트의 형상을 가진다. 또한, 재차 날가공된 공구를 제자리에 설치할 때, 커버는 부착 나사들의 헤드를 방해(간섭)하지 않는다. 또한, 스카이빙 가공에 있어서의 스카이빙 휠 홀더(5)와 스카이빙 휠(2)의 높은 rpm 속도가 커버(18)와 스카이빙 휠의 대향면 사이의 공간에 2개의 소용돌이 화살표에 의해 도시된 바와 같은 난류 패턴을 일으킬 수 있고, 이에 의해 냉각 오일이 중공 공간 내에서 더 균일하게 분산된다. 어떤 경우에도, 오일이 충분한 유속(단위 시간당 오일량)으로 공급되고 원심력에 의해 이동되기 때문에, 충분한 유속을 갖는 냉각 오일의 일정한 흐름이 절삭면(10)을 따라 생성된다. 더욱이, 원심력을 이용함으로써, 냉각제의 소정의 유속을 제공하는 데 필요한 압력을 초과하여 냉각제 도관 시스템을 추가적으로 가압할 필요성을 제거한다.

도시의 실시형태에 있어서는, 단차-날가공된 톱니(4)로 인해 존재하는 통로 홀들이 충분한 유체 공급 흐름을 가능하게 해주기 때문에, 커버(18)의 외경부와 톱니 에지들 사이에 특정 거리를 설정하기 위한 어떠한 상술한 종류의 스페이서 부싱(spacer bushing)도 필요하지 않다. 하지만, 다른 수단에 의해, 특히 중공 볼트(16) 둘레의 스페이서 부싱에 의해 구멍이 생성되거나 수정될 수도 있다. 이 중공 볼트(16) 둘레의 스페이서 부싱은 반경방향 홀(17)을 막힘 없이 남겨 두어야 하는 것은 물론이다. 이런 식으로, 제2 공급 경로부의 반경방향 출구 개구부의 구멍 단면이 조정가능하다. 톱니가 단차-날가공되지 않는 경우에는, 커버의 외주부에 홀들이 배열될 수도 있을 것이며, 또는 그것의 경계부를 따라 절결부 또는 슬릿을 가질 수도 있을 것이다.

이미 도 1로부터 명백한 바와 같이, 일체로 편입된 냉각제 공급 시스템을 구비한 스카이빙 휠 홀더(5)와 스카이빙 휠(2)의 조립 유닛에 의하면, 냉각제 공급 시스템이 이미 공구의 일부분으로서 구현되어 있기 때문에, 외부로부터 냉각제를 공급하는 임의의 수단이 완전히 생략될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스카이빙 머신은, 첨부도면에 도시되진 않았지만, 바람직하게는 외부 냉각제 공급 시스템을 구비하지 않고, 외부 냉각제 공급 시스템을 위해 요구되는 설계 공간이 절약될 수 있다. 하지만, 주로 세정 기능을 제공하는 상술한 부가적인 외부 도관들은 여전히 존재할 수 있다. 이러한 도관들도 공구의 교체를 방해하지 않아 공구 교체 후에 재정렬될 필요가 없게 되는 충분한 거리를 둔 위치에 배치될 수 있다.

도 2는 어떻게 스카이빙 휠 홀더(5)가 공구 스핀들(20) 상에 장착되는 지를 보여준다. 공구 스핀들(20)은 예컨대 머신 베드의 일정 부분과 같은 회전 고정부(30) 내의 회전 베어링 내에 유지되고, 통상의 방식으로 예컨대 모터(도시 안됨)에 의해 직접적으로 구동될 수 있다. 스카이빙 휠 홀더는 공구 스핀들(20)의 중심 보어 홀 내에 배치되는 클램핑 수단에 의해 고정된다. 클램핑 수단 중에 클램프 척(22)의 말단부만을 도 2에서 볼 수 있다. 하지만, 본 발명은 특정의 클램핑 장치에 한정되지 않는다. 단지 중요한 점은 냉각제 공급 시스템이 스카이빙 휠 홀더(5) 내의 냉각 유체 도관에 대해 적용가능한 커넥터를 가지는 것이 필요하다는 것이다. 도시의 실시예에 있어서는, 스카이빙 휠 홀더는 장착 과정에서 스카이빙 휠 홀더가 공구 스핀들(20)의 중심 보어 홀(28) 내로 자동적으로 진입하게 해주는 튜브형 커넥터(7) 형태의 진입 오리피스를 구비하고 있다. 밀봉 링이 이 영역에서의 냉각제의 누출을 방지한다. 이 실시예의 스핀들의 반대편 축선방향 단부에는, 회전 도관 커플링(도시 안됨)을 통해 작동하는, 냉각 회로의 냉각제 도관의 비회전부에 대한 인터페이스가 존재한다. 하지만, 이 인터페이스는 또 다른 위치에 배치될 수도 있을 것이다.

본 발명은 여기에 예시된 특정 실시형태에 제한됨이 없이 구현될 수 있다. 그보다, 이하의 청구범위 및 전술한 실시형태에 제공되는 특징들은 단독으로 또는 임의의 조합으로 다양한 실시형태들로 본 발명을 구현하는 데 있어 필수적일 수 있다.

Claims (16)

1. 회전 축선(C2)을 중심으로 회전하는 스카이빙 휠(2)에 의한 톱니 프로파일의 스카이빙 중에 발생되는 열을 빼앗아 가도록 기능하는 냉각제의 공급을 위한 냉각제 공급 시스템에 있어서,
   상기 회전 축선에 대해 수직으로 연장되는 평면 상에의 투영도에서 보았을 때 상기 스카이빙 휠의 톱니 프로파일(4)보다 상기 회전 축선에 더 가깝게 배치되고, 상기 스카이빙 휠과 함께 회전하는 공급 경로부(6)로서 축선방향의 차원 성분을 가지는 공급 경로부를 특징으로 하는 냉각제 공급 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공급 경로부는 상기 스카이빙 휠의 하나 이상의 개구부를 통과하는 것을 특징으로 하는 냉각제 공급 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공급 경로부는 상기 스카이빙 휠을 지지하는 스카이빙 휠 홀더(5)를 적어도 부분적으로 통과하는 것을 특징으로 하는 냉각제 공급 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 회전 축선에 대해 반경방향 바깥쪽 방향의 차원 성분을 가지는 추가적인 공급 경로부(8)를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각제 공급 시스템.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 냉각제는 상기 스카이빙 휠의 절삭면(10)을 따라 상기 스카이빙 휠의 절삭 에지로 흐르는 것을 특징으로 하는 냉각제 공급 시스템.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 추가적인 공급 경로부(8)의 적어도 일부가 상기 스카이빙 휠의 절삭 에지부 위에 배치되는 배리어 실드(18)에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 냉각제 공급 시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 배리어 실드는 시종 반경방향 바깥쪽으로 상기 스카이빙 휠의 톱니(4)의 영역 내로 연장되고, 상기 스카이빙 휠의 톱니는 단차-날가공되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각제 공급 시스템.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 배리어 실드의 체결 요소(16)가 상기 스카이빙 휠의 높이 변화에 대한 맞춤을 가능하게 해주도록 조정가능한 것을 특징으로 하는 냉각제 공급 시스템.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 배리어 실드의 체결 요소가 상기 공급 경로부(6)의 적어도 일부를 한정하고, 중공 볼트(16)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각제 공급 시스템.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공급 경로부는 또한 상기 스카이빙 휠이 회전하는 것을 가능하게 해주고 이 목적으로 회전 도관 커플링을 구비하고 있는 공구 스핀들(20)을 통과하는 것을 특징으로 하는 냉각제 공급 시스템.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공급 경로부는 또한 상기 스카이빙 휠과 상기 스카이빙 휠을 지지하는 스카이빙 휠 홀더를 고정시키는 클램핑 장치를 통과하는 것을 특징으로 하는 냉각제 공급 시스템.
12. 스카이빙 공정을 위한 장치로서, 톱니 프로파일의 스카이빙을 위해 설계된 스카이빙 휠(2), 상기 스카이빙 휠을 지지하고 스카이빙 머신의 공구 스핀들에 클램핑되도록 설계된 스카이빙 휠 홀더(5) 및 제 1 항에 따르는 냉각제 공급 시스템(6, 8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스카이빙 공정을 위한 장치.
13. 제 1 항에 따르는 냉각제 공급 시스템(6, 8)을 구비하고, 제 12 항에 따르는 스카이빙 공정을 위한 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스카이빙 머신.
14. 공작물 상에 톱니 프로파일을 기계가공하거나 창성하거나 기계가공 및 창성하기 위한 스카이빙 방법으로서, 회전하는 스카이빙 휠이 상기 공작물로부터 칩의 형태로 재료를 제거하고, 냉각제가 가공 중에 발생되는 열을 제거하기 위해 공급되는 바의 스카이빙 방법에 있어서,
    상기 냉각제의 공급은 상기 스카이빙 휠과 함께 회전하는 공급 경로부를 통해 스카이빙 휠에서 일어나는 것을 특징으로 하는 스카이빙 방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 냉각제는 상기 스카이빙 휠의 절삭면을 따라 상기 스카이빙 휠의 절삭 에지로 유동하게 되는 것을 특징으로 하는 스카이빙 방법.
16. 삭제

Images