KR102583422B1

KR102583422B1 - 하나의 클램핑으로 워크피스들의 외부 및 내부 윤곽을 연삭하는 방법 및 연삭 머신

Info

Publication number: KR102583422B1
Application number: KR1020187001296A
Authority: KR
Inventors: 에르빈 융커
Original assignee: 에르빈 융커 마쉬넨파브리크 게엠베하
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2023-10-04
Also published as: ES2933822T3; US10464182B2; BR112017023397B1; EP3310530A1; WO2016202729A1; JP6751417B2; EP3310530B1; BR112017023397A2; DE102015211115B4; US20180169819A1; JP2018518379A; KR20180019663A; CN107635720A; DE102015211115A1

Abstract

본 발명은 단일 클램핑으로 머시닝될 머신 부품(2)의 양단부(3, 5)가 클램핑되며, 연삭을 위해 배치되는 내부 리세스(8)를 갖는 상기 머신 부품(2)을 연삭하기 위한 방법 및 그 방법을 구현하는 연삭 머신에 관한 것이다. 내부 리세스(6)는 내부 연삭 휠(8)로 연삭되며, 머신 부품(2)은 그것의 클램핑 상태로 유지되면서 워크피스 헤드스톡(9)과 테일스톡(10) 사이에서 회전 구동되며, 머신 부품(2)의 외부 윤곽(17)은 연삭 휠(16)에 의해서 추가적으로 연삭된다. 머신 부품(2)은 중공 센터(20)가 있는 중공 테일스톡 슬리브(15)에 의해 테일 스톡(10) 상에서, 내부 리세스(6)의 단부 영역 상에서 센터링 방식으로 유지되며, 내부 연삭 휠(8)은 내부 리세스(6)의 연삭 중에 중공 테일스톡 슬리브(15)와 중공 센터(20)를 통과한다. 본 발명의 연삭 머신에서는, 내부 연삭 휠(8)을 지지하는 별도의 연삭 스핀들 헤드가 테일스톡(10)의 영역에 포함되는 것이 바람직하며, 또한 중공 테일스톡 슬리브(15) 및 중공 센터(20)를 통과하는 것에 의해 내부 리세스(6)의 둘레면에 대해 전진될 수 있다.

Description

하나의 클램핑으로 워크피스들의 외부 및 내부 윤곽을 연삭하는 방법 및 연삭 머신

본 발명은 하나의 클램핑에서, 외부 및 내부 윤곽들이 연삭될 워크피스의 연삭을 위한 방법, 및 그 방법을 수행하는데 사용되는, 범용 원형 연삭 머신 및/또는 비원형 연삭 머신으로서 설계된 연삭 머신에 관한 것이다.

DE 10 2007 009 843 B4에는 워크피스의 외부 윤곽 및 내부 윤곽 모두에 대한 연삭이 이미 개시되어 있다. 이 경우, 외부 연삭 완료 후에 내부 연삭을 수행하기 위해서는 복수의 클램핑 구성이 필요하다(가능하게는 별도의 머신들에서도 가능함). 또한, 내부 윤곽은 스테디 레스트 시트가 적절히 연삭된 후, 스테디 레스트에 의해 제공되는 서포트에 의해서만 연삭될 수 있다. 이러한 공지의 연삭 방법 및 이 연삭 방법을 구현하기 위한 공지의 연삭 머신은 비교적 복잡하며, 그것에 의해 달성될 수 있는 정확도에는 한계가 있다. 그 이유는, 모든 연삭 작업들이 워크피스 상에서 연삭될 수 있도록 워크피스가 상이한 구성들에서 클램핑되어야 하기 때문이다.

따라서, 본 발명은 연삭 작업 동안에 센터링 클램핑을 유지하면서, 워크피스들의 외부 윤곽 및 내부 윤곽을 높은 정밀도로 연삭할 수 있는 연삭 방법 및 연삭 머신을 제공하여 이 문제점을 해결한다.

이 문제점은 청구항 제 1 항에 따른 특징들을 갖는 방법 및 제 14 항에 따른 특징들을 갖는 연삭 머신에 의해 해결된다. 유리한 실시예들은 각각의 종속항들에서 정의된다.

본 발명에 따른 방법은, 종 축을 중심으로 회전하도록 이루어진 머신 부품을 연삭함에 있어서, 하나의 동일한 클램핑으로 수행된다. 이 경우의 머신 부품은 바람직하게는 기어 샤프트 및/또는 톱니 휠이다. 머신 부품은 그 머신 부품의 종 축에 대해, 축 방향 양단부 모두가 클램핑되고, 그 단부들 중 적어도 하나에 내부 리세스를 갖는다. 내부 리세스는 바람직하게는 내부 마운팅 포인트(internal mounted point)라고도 지칭되는 내부 연삭 휠에 의해 연삭된다. 클램핑될 때, 머신 부품은 워크피스 헤드스톡과 테일스톡 사이에서 유지되어 회전되며, 머신 부품의 외부 윤곽은 적어도 하나의 연삭 휠에 의해서 연삭된다. 따라서, 머신 부품은 그 머신 부품의 단부 쪽으로 외측을 향하는 내부 리세스의 단부 영역 상에, 즉 워크피스 헤드스톡에 의해 한쪽 단부 상에, 및 테일스톡의 중공 테일스톡 슬리브에 의해서 반대편 단부 상에, 유지되어 센터링된다. 중공 테일스톡 슬리브는 내부 리세스를 연삭하는 동안 내부 연삭 휠의 통과를 가능하게 한다. 중공 테일스톡 슬리브가 바람직하게는 라이브 중공 센터를 통해 머신 부품의 내부 리세스와 결합하고, 머신 부품이 마찬가지로 워크피스 헤드스톡의 반대편 단부 상에 중심이 맞춰져 유지되기 때문에, 머신 부품은 단일의 클램핑, 및 선택적으로는 그것의 단부면들 상에서 외부 및 내부 모두에서 연삭될 수 있다. 단일의 클램핑으로 연삭이 수행되기 때문에, 상이한 연삭 휠들에 의해 구현되는 다양한 연삭 작업들에 대한 기준 변경(reference change)이 일어나지 않게 된다. 결과적으로, 머신 부품의 연삭 정밀도를 높일 수 있다. 가장 중요한 것은, 모든 외부 윤곽들 및 내부 윤곽들이 하나의 동일한 센터링, 즉 머신 부품의 종 축을 기준으로서 사용한다는 것이다. 이것은 또한 동심도 오차를 최소화한다.

그 중공 센터를 통해 각각의 내부 연삭 휠이 통과할 수 있는, 테일스톡 상에 중공 센터가 있거나 또는 워크피스 헤드스톡 상에 중공 센터가 있는 중공 테일스톡 슬리브가 존재하기 때문에, 또는 머신 부품이 각 단부들에 내부 리세스를 갖는 경우에는, 중공 센터가 있는 중공 테일스톡 슬리브 및 중공 센터가 있는 워크피스 헤드스톡 중공 슬리브가 존재하기 때문에, 바람직하게는 외부 연삭 및 내부 연삭을 적어도 부분적으로 동시에 수행할 수 있다. 또한, 이것은 머신 부품을 생산하는 동안의 사이클 시간을 단축하기 때문에, 비용 절감 효과가 있다.

머신 부품에 대한 기준 축은 연삭 작업 동안에 유지되는 것(즉, 종 방향 회전축이 변경되지 않는 것)이 바람직하며, 그 이유는 상기 축은 머신 부품의 양단에서 수행되는 센터링과 일치하기 때문이다. 가장 중요한 것은, 일반적인 길이와 일반적인 강성을 가진 부품의 경우에는, 스테디 레스트가 필요하지 않다. 이와는 대조적으로, 설명 도입부에 언급된 DE 10 2007 009 843 B4에 따른 종래 기술에 따른 연삭 머신의 경우에는, 외부 연삭 동안 스테디 레스트 시트를 제공할 필요가 있으며, 그 시트가 완료된 이후에, 머신 부품이 클램핑 시에 이전에 고정되었던 센터링으로부터 가능한 한 적게 움직여지도록 스테디 레스트가 해당 위치에 배치될 수 있다. 스테디 레스트 서포트가 완료된 이후에만, 머신 부품의 단부면들 또는 단부면에 존재하는 리세스의 내부 연삭을 수행할 수 있다. 본 발명에 따르면, '스테디 레스트 서포트가 없는'이라는 문구는 내부 리세스를 사용 가능하게 만들기 위해 더 이상 스테디 레스트가 필요 없으며, 이에 따라 그것을 연삭할 수 있다는 것을 의미하며, 종래 기술에 따르면, 테일스톡의 클램핑은 이 단부까지 해제해야 했다. 그러나, 특히 긴 컴포넌트들의 경우에는, 동반된 연삭력을 갖는 외부 윤곽의 머시닝 동안에, 종 축에 대한 머신 부품의 변형이 방지되거나 최소화되는 방식으로 컴포넌트의 길이에 스테디 레스트가 제공(구체적으로는 배치)될 수 있음을 이해해야 한다. 그러나, 내부 리세스를 연삭할 목적을 위해서는, 기존의 중공 센터들 및/또는 중공 슬리브들로 인해, 특별한 스테디 레스트 서포트가 필요하지 않다.

효과적인 머신 부품의 센터링이 워크피스 헤드스톡 상에서 실현될 수 있도록 하기 위해, 워크피스 헤드스톡에는 중심맞춤 클램핑 척(centrically clamping chuck) 또는 균등화 조우(equalizing jaws)가 있는 척 및 머신 부품의 단부면과 결합하는 센터링 팁이 장착된다. 그러나, 머신 부품에도 워크피스 헤드스톡의 단부에 내부 리세스가 있을 경우에는, 워크피스 헤드스톡은 중공 중심을 가진 워크피스 테일스톡 중공 슬리브를 가지므로, 이 측면으로부터도, 내부 연삭 휠은 워크피스 헤드스톡을 통해 내부 리세스를 연삭할 수 있으며, 그러면 워크피스 헤드스톡은 연삭 동안에 클램핑을 해제할 필요 없이 또는 내부 연삭을 위해 중공 설계된다.

바람직한 실시예에 따르면, 스핀들을 구비한 내부 연삭 휠 및 외부 연삭을 위해 사용되는 연삭 휠은 스핀들과 마찬가지로, 선회 및/또는 이동(특히 연속적으로)에 의하여 동일한 공유 헤드스톡 상에 배치되어 머신 부품과 결합되거나, 또는 결합에서 해제된다. 각각의 연삭 휠들의 각각의 스핀들은 내부 리세스의 연삭 및 외부 윤곽의 연삭을 위해, 머신 부품의 종 축에 평행한 방향으로, 캐리지 상의 선회 장치에 의해 이동될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 외부 연삭용 연삭 휠이 연삭 스핀들 헤드 상에 배치되며, 연삭 스핀들 헤드는 워크피스를 향해 선회 및/또는 이동되어 외부 연삭을 위해 연삭 휠을 결합되게 한다. 또한, 내부 연삭 휠은 별도의 연삭 스핀들 헤드 상에, 바람직하게는 테일스톡의 영역에 배치되며, 또한 내부 연삭 휠은, 내부 마운팅 포인트라고도 지칭되는 내부 연삭 휠이 중공 센터를 가진 중공 테일스톡 슬리브를 머신 부품의 종 방향으로 통과함으로써 내부 리세스를 연삭하는 방식으로, 워크피스의 종 축에 대해 이동될 수 있다. 이것은 머신 부품의 외부 윤곽 및 내부 리세스의 내부 표면의 연삭이 적어도 부분적으로는 동시에 수행될 수 있음을 보장한다.

다른 실시예에 따르면, 머신 부품의 외부 윤곽이 연삭될 경우, 외부 연삭을위한 연삭 휠의 회전축과, 워크피스 헤드스톡, 머신 부품 및 테일스톡의 공유 회전축은, 연삭 휠과 머신 부품의 외부 윤곽 사이의 접촉이 점형(punctiform)으로만 되도록, 서로에 대해 공간적으로 경사각으로 배치된다. 종 방향 이송은 바람직하게는 워크피스 헤드스톡의 방향으로 수행된다. 연삭 휠과 머신 부품의 외부 윤곽 사이의 점형 접촉을 보장하는, 이러한 서로에 대한 공간적으로 경사진 축의 배치는 퀵포인트 연삭(quickpoint grinding)이라고도 지칭된다.

그러나, 바람직하게는, 머신 부품의 외부 윤곽이 연삭될 경우, 연삭 휠의 회전축과 워크피스 헤드스톡, 머신 부품 및 테일스톡의 공유 회전축은 평행하게 배치되거나 또는 서로에 대해 그 평면에서 각도를 이루는 것이 가능하며, 이에 따라 연삭 휠과 머신 부품의 외부 윤곽 사이의 접촉이 선형이 되는 것을 보장한다. 이것은, 머신 부품의 외부 윤곽이 둘레면 상에서 연삭될 때, 예를 들어 직선형 또는 각형 플런지 연삭과 같은 연삭 휠의 종 방향 이송이 필요하지 않을 경우에, 유리하다. 머신 부품의 윤곽을 프로파일링하는 경우, 직선형 또는 각형 플런지 연삭은 프로파일된 연삭 휠을 사용하여 수행할 수 있으며, 이 연삭 휠은 다른 모든 연삭 휠들과 마찬가지로 가동 중지 동안에도 드레싱될 수 있음은 물론이다.

바람직하게는, 외부 연삭에 사용되는 연삭 휠이 머신 부품의 둘레 영역들(바람직하게는 본질적으로 회전 대칭) 및 단부면들 모두를 연삭하는 것이 또한 가능하다.

중공 테일스톡 슬리브는 바람직하게는 라이브이지만, 이것이 또한 구동될 수도 있다. 바람직하게는, 중공 테일스톡 슬리브의 구동은 전자 샤프트와 같은 대향 측면 상의 워크피스 헤드스톡의 구동과 매칭된다.

바람직하게는, 머신 부품의 머시닝은 CNC 제어를 사용하여 구현된다. 이것은, 머신 부품 또는 연삭 공구의 모든 동작이 CNC 제어로 수행됨을 의미한다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 범용 원형 연삭 머신 및/또는 비원형 연삭 머신 유형의 연삭 머신이 전술한 방법을 수행하도록 제공된다. 종래의 방식에서, 연삭 머신은 워크피스 헤드스톡과 테일스톡이 배치되고, 연삭 테이블의 종 방향으로 이동할 수 있는 연삭 테이블을 갖는다. 연삭될 머신 부품은, 워크피스 헤드스톡, 머신 부품, 및 테일스톡의 공유 종 축이 연삭 테이블의 종 방향으로 연장되는 방식으로, 워크피스 헤드스톡과 테일스톡 사이에 클램핑될 수 있다.

그러나, 연삭 테이블이 머신 베드에 대해 고정되고, 연삭 스핀들 헤드 및/또는 연삭 스핀들 헤드가 워크피스 헤드스톡, 머신 부품, 및 테일스톡의 공통 종 축에 평행하게 및 그에 따라 이동하는 것이 또한 가능하다.

워크피스 헤드스톡은 중심맞춤 클램핑 척 또는 균등화, 해제 가능 조우들을 가진 척과 워크피스 헤드스톡 상에 머신 부품을 고정 및 회전시키는 센터링 팁을 포함한다. 두 가지 유형의 척 모두 워크피스 헤드스톡 상에 머신 부품을 클램핑함에 있어서의 센터링을 보장한다. 테일스톡은, 내부 리세스의 베벨(bevel)에 결합되는 마운팅 포인트의 방식으로, 바람직하게는 라이브 중공 센터가 있는 중공 테일스톡 슬리브를 갖는다. 이 중공 센터는, 특히 이러한 센터링 결합이 테일스톡 상에(즉, 워크피스 헤드스톡의 반대편 단부 상에) 클램핑될 수 있는 머신 부품의 적어도 일 단부 상의 회전 대칭 내부 리세스에 적합하도록 센터링 결합이 보장되는 방식으로, 머신 부품의 내부 리세스와 결합한다.

중공 테일스톡 슬리브 및 중공 센터는, 내부 연삭 휠이 중공 슬리브의 내부 보어 및 중공 센터를 통과하여 내부 리세스, 즉 내부 리세스의 내부 표면을 연삭할 수 있도록 충분히 크게 이루어진 내부 보어를 갖는다. 내부 연삭 스핀들이 있는 내부 연삭 휠은, 이 지점에서 내부 연삭 휠이 중공 테일스톡 슬리브의 내부 보어를 통과하여 내부 리세스를 연삭하는 방식으로 선회 및 이동 가능한 연삭 스핀들 헤드 상에 배치될 수 있다. 이러한 구성의 단점은 외부 연삭 및 내부 연삭이 차례대로 수행되어야 한다는 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 연삭 머신에서의 연삭 작업의 추가 최적화(특히 시간 및 비용에 대한)를 위해, 별도의 연삭 스핀들 헤드가 테일스톡의 영역에 배치되는 것이 바람직하며, 바람직하게는 내부 연삭 휠을 내부 연삭 스핀들로 지지한다. 중공 테일스톡 슬리브를 통과하는 내부 연삭 휠의 전진은, 내부 리세스의 내부 둘레면이 연삭될 수 있고, 특히 적어도 부분적으로는 머신 부품의 외부 윤곽 연삭과 동시에 연삭될 수 있도록, 실질적으로 머신 부품의 종 축의 방향으로 이루어진다. 본 발명에 따른 연삭 머신은 바람직하게는 내부 연삭 휠을 지지하는 연삭 스핀들을 구비한 선회 가능한 연삭 스핀들 헤드, 및 추가적인 연삭 스핀들 헤드로서의 별도의 연삭 스핀들을 모두 구비한다.

본 발명에 따른 연삭 머신에 있어서, 워크피스 헤드스톡 및 테일스톡은 머신 부품이 워크피스 헤드스톡 상의 센터링 팁 또는 그것에 포함된 중심맞춤 클램핑 척과, 테일스톡 상의 중공 센터 사이에서, 클램핑의 기준 축에 어떠한 변화도 없이, 축 방향 압력하에 유지 및 회전되는 방식으로 서로에 대해 상대적으로 이동될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연삭 머신은 적어도 부분적으로 동시에 수행되는 외부 연삭 및 내부 연삭을 가능하게 한다. 본 발명에 따른 연삭 머신의 하나의 동일한 클램핑으로 연삭 작업이 수행되기 때문에, 연삭 중에 기준 축이 변경되지 않으며, 따라서 본 발명에 따른 연삭 머신에 따르면 연삭되는 머신 부품의 더욱 높은 정밀도를 달성할 수 있다.

바람직하게는, 연삭 테이블의 종 방향에 대하여 수직으로 제어된 방식으로 움직일 수 있는 캐리지가 포함되며, 수직 선회 축을 중심으로 선회 가능한 연삭 스핀들 헤드가 그 위에 배치된다. 이 연삭 스핀들 헤드 상에서, 회전 구동되는 연삭 휠이 머신 부품과 머시닝 결합됨으로써 그것의 외부 윤곽을 연삭하며, 여기서 이 연삭 휠은 외부 윤곽을 연삭하기 위해, 수평 방향으로 연장되는 회전축을 가지고 연삭 스핀들 헤드 상에 장착되어 있다.

바람직하게는, 연삭 휠은 둘레와 그 단부면에 연삭 층을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 연삭 머신에 의할 경우에는, 클램핑을 해제할 필요없이, 머신 부품 상의 원통형 외부 윤곽 및 단부면 또는 원뿔면을 연삭하는 것이 가능하며, 선택적으로는 플런지 연삭 도중에도 가능하다.

바람직하게는, 내부 연삭 휠 및 외부 윤곽을 위한 연삭 휠에는 모두 CBN 코팅이 구비되어 있다. CBN 코팅은 높은 연삭 정밀도, 높은 연삭률, 그리고 연삭 휠의 긴 수명을 보장한다.

머신 부품이 이 머신 부품을 클램핑하는 워크피스 헤드스톡의 단부 상에 내부 리세스를 가질 경우, 바람직하게는 척은 중공이며, 이에 따라 이 내부 리세스를 연삭하기 위해 사용되는 추가의 내부 연삭 휠이 머신 부품의 워크피스 헤드스톡 단부 상에 있는 척의 중공 보어를 통과할 수 있게 된다. 이 추가의 내부 연삭 휠은 바람직하게는 다른 별도의 내부 연삭 스핀들 헤드 상에 배치되며, 이에 따라 이 추가의 내부 연삭 휠이 외부 윤곽에 사용되는 연삭 스핀들 헤드와 독립적으로 이동 및 전진될 수 있다. 머신 부품의 양단부 모두에 내부 리세스가 있어도, 본 발명에 따른 연삭 머신을 사용할 경우에는 외부 윤곽 및 내부 윤곽 모두를 동시에 연삭할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 연삭 머신의 평면도.
도 2는 도 1의 기본 구조에 해당하며, 추가의 내부 연삭 스핀들 헤드를 구비하는 연삭 머신을 나타낸 도면.
도 3은 머신 부품의 외부 연삭을 위해 선회된 외부 연삭 스핀들을 포함하는 본 발명에 따른 연삭 머신, 연삭 휠의 부분도.
도 4는 선회된 내부 연삭 휠을 포함하는 연삭 스핀들이 있는 연삭 머신의 부분도.
도 5는 척에 의한 워크피스 헤드스톡의 머신 부품 클램핑과, 내부 연삭 휠이 결합되지 않은 중공 테일스톡 슬리브에 의한 클램핑의 상세도.
도 6은 내부 연삭 휠이 머신 부품의 내부 리세스와 결합된, 도 5에 따른 상세도.
도 7은 2개의 연삭 스핀들 헤드를 갖는 본 발명에 따른 연삭 머신의 기본 평면도.
도 8은 머신 부품의 양단부에 존재하는 내부 리세스를 위한 2개의 내부 연삭 스핀들을 갖는 본 발명에 따른 연삭 머신의 상세도.
도 9는 본 발명의 방법에 따라 연삭될 톱니 휠 형태의 머신 부품의 기본 구성을 나타낸 도면.

도 1의 평면도에 도시된 연삭 머신은 일반적으로 범용 원형 연삭 머신 및/또는 비원형 연삭 머신의 구성에 따른 기본 구성을 갖는다. 종래의 방식으로 배치된 연삭 테이블(28)은 소위 Z 축의 방향으로 머신 베드(27) 상에서의 종 방향 이동을 안내한다. 구동 모터(도시되지 않음) 및 척(11)을 갖는 워크피스 헤드스톡(9)이 연삭 테이블(28) 상에 장착된다. 척(11)은 워크피스, 즉 머신 부품(2)을 클램핑하는데 사용된다. 머신 부품은 척(11)의 센터링 팁(centering tip)(13) 및 해제 가능한 클램핑 조우(clamping jaw)들(12)에 의해 워크피스 헤드스톡(9) 상에 클램핑된다.

테일스톡(10)은 워크피스 헤드스톡(9)과 일 축 방향 거리에서 워크피스 헤드스톡(9)과 동축으로 배치되어 있다. 테일스톡(10)은 중공 테일스톡 슬리브(15)로 설계된 테일스톡 센터를 수용하기 위해 별도로 구성된 스핀들 슬리브를 갖는다. 테일스톡(10)은 연삭 테이블(28) 상에 마찬가지로 배치됨으로써, 머신 부품(2)이, 동일한 회전 축(즉, 머신 부품(2)의 종 축(1))으로, 워크피스 헤드스톡(9)과 테일스톡(10) 사이에서 종래의 방식으로 클램핑되도록 한다. 가공 모니터링을 위해, 측정 장치들(23.1, 23.2 및 23.3)이 연삭 머신에 포함된다. 이들은 외경 및/또는 내경을 측정하는데 사용된다. 측정 장치들로부터 얻어지는 측정 신호들은 연삭 머신의 모니터링 및 제어에 사용되며, 이 측정 신호들은 일반적인 방식으로 연삭 머신의 컨트롤러에 직접 공급된다. 마찬가지로 종래와 같이, 연삭 머신에 사용되는 연삭 휠을 드레싱(dressing)하기 위한 드레싱 장치(29)가 포함된다. 또한, 사용중에 머신 부품의 둘레(circumference)를 부분적으로 둘러싸고, 머신 부품이 비교적 길 경우에만 공급되어, 외부 윤곽의 연삭 중에 연마재 연삭휠들에 의해 가해지는 연삭력들을 보상하는 스테디 레스트(steady rest)(22)가 도시되어있다. 종래 기술의 경우와 같이, 내부 연삭의 목적을 위해 머신 부품의 단부 영역에 스테디 레스트가 필요하게 되지 않는다. 이것은 선택 사항일 뿐이며, 연삭력들에 의해 잠재적으로 야기되는 상대적으로 긴 머신 부품의 처짐(deflection)을 방지하는 역할을 한다. 충분한 굽힘 강성을 갖는 보다 짧은 컴포넌트들의 경우에는, 스테디 레스트를 생략할 수도 있다.

연삭 머신은 내부 연삭용 연삭 휠(8)이 있는 연삭 스핀들(25), 제 1 외부 연삭 휠(16.1)이 있는 연삭 스핀들(26.1), 및 제 2 외부 연삭 휠(16.2)이 있는 연삭 스핀들(26.2)을 구비하는 연삭 스핀들 헤드(18)를 포함한다. 이것은 3개의 연삭 스핀들(25, 26.1 및 26.2)이 모두 동일한, 공유되는 연삭 스핀들 헤드(18) 상에 배치된다는 것을 의미한다. 연삭 스핀들 헤드(18)는 선회 축(24)을 중심으로 선회 운동하는 방식으로 캐리지(19.1) 상에 배치된다. 캐리지(19.1)는 공통 회전 축(즉, 종 축(1))에 수직으로 슬라이딩할 수 있다. 따라서, 캐리지(19.1)는 종래의 X 축으로 슬라이딩할 수 있다. 연삭 스핀들 헤드(18)의 선회 움직임은 곡선 이중 화살표 B로 표시되어 있다. 캐리지(19.1)의 슬라이딩 움직임은 직선 양방향 화살표 X로 표시되어 있다. Z는 머신 부품(2)의 종 축(1)의 방향으로의 슬라이딩 움직임을 나타내며, C는 공통 회전 축(즉, 종 축)을 중심으로 하는 기계 부품의 회전을 나타낸다. 연삭 스핀들 헤드(18)의 선회는 머시닝 가공에 필요한 각각의 연삭 휠들, 즉 내부 연삭 휠(8), 제 1 외부 연삭 휠(16.1) 및/또는 제 2 외부 연삭 휠(16.2)을, 머신 부품(2)과 결합시켜서, 각각의 연삭 작업들을 수행하게 한다.

도 1에 따라 설명한 실시예에서는, 머신 부품(2)의 외부 윤곽 및 내부 윤곽이 순차적으로 연삭되며, 하나의 연삭 스핀들 헤드(18) 상에 그들의 연삭 스핀들을 갖는 모든 연삭 휠들의 구성은 각각의 연삭 작업들이 순차적으로만 수행될 수 있다는 것을 의미한다. 임의의 경우에 있어서, 머신 부품은 본 발명에 따른 연삭 머신에서(특히 외부 윤곽의 연삭 및 내부 윤곽의 연삭 모두에 대해) 하나의 동일한 센터링을 갖는 하나의 동일한 클램핑으로 유지된다. 제 1 외부 연삭 휠(16.1)은 머신 부품(2)의 외부 윤곽을 연삭하는데 사용된다. 제 2 외부 연삭 휠(16.2)은 머신 부품(2)의 회전 대칭인 둘레면(peripheral face)들 및 단부면(end face)들을 연삭할 수 있다. 이것은 머신 부품(2)의 단부면들이(존재하는 경우) 동일한 클램핑으로 연삭될 수 있음을 보장한다. 연삭 스핀들(25)은, 내부 연삭 휠(8)이 중공 테일스톡 슬리브(15)를 통과하는 구성에서, 머신 부품(2)의 회전 대칭인 내부 리세스(6)를 연삭하는 역할을 하며 작은 직경을 갖는 내부 연삭 휠(8)을 보유한다. 내부 연삭 휠(8)의 작은 직경 때문에, 이것은 마운팅 포인트(mounting point)라고도 한다. 본 발명에 따른 방법은 내부 연삭 휠(8)을 가진 내부 연삭 스핀들(25) 및 외부 연삭 휠(16.2)을 가진 연삭 스핀들(26.2)만으로 수행될 수가 있다. 또한, 외부 연삭 휠(16.1)을 가진, 연삭 스핀들 헤드(18) 상에 배치된 연삭 스핀들(26.1)은, 예를 들면 추가적인 둘레면들 및 단부면들, 또는 컷-인(cut-in)들을 연삭하기 위해서, 머신 부품에 대한 추가 머시닝 가공에 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 이점은, 내부 리세스(6)가 중공 테일스톡 슬리브(15)를 통과하는 내부 연삭 휠(8)에 의해 연삭될 시에, 발생한다. 이것은 냉각 윤활제가 중공 테일스톡 슬리브(15)를 통해, 내부 리세스(6)의 연삭 중에 내부 연삭 휠(8)과 결합하게 되는 그 내부 리세스(6)의 내부 표면으로 직접 공급되는 것이다. 이에 따라 냉각 윤활제가 최적의 방식으로 연삭 영역에 직접 공급될 수 있게 된다.

도 2는 도 1에 따른 연삭 머신과 실질적으로 대응하는 기본 예시의, 본 발명에 따른 연삭 머신의 평면도이다. 따라서, 동일한 참조 번호는 동일한 컴포넌트 또는 요소를 지칭한다. 그러나, 도 1과는 대조적으로, 도 2에 따른 연삭 머신은 테일스톡(10)의 영역 내에 추가적인 내부 연삭 스핀들 헤드(30)를 구비한다. 이 내부 연삭 스핀들 헤드(30)는 마찬가지로 머신 베드(27) 상에 배치되며, 추가의 연삭 휠(32)을 보유하는 추가의 제 2 캐리지(19.2)의 방식으로 추가의 내부 연삭 스핀들(31)을 보유한다. 추가의 내부 연삭 스핀들(31)은 Z2 방향으로(즉, 머신 부품(2)의 종 축(1)의 방향으로) 캐리지(19.2) 상에서 슬라이딩할 수 있으며, 이에 따라 그것의 머시닝을 위해서 중공 테일스톡 슬리브(15)를 통해 내부 리세스(6) 내로 삽입될 수 있다. 또한, 캐리지(19.2)는 X2 방향으로 이동될 수 있으며, 이에 따라 내부 리세스의 머시닝 작업에 따라 그 이송(feed)이 조정될 수 있다.

도 3은 도 1의 본 발명에 따른 연삭 머신의 기본 구성의 상세도를 나타낸 것이다. 머신 부품(2)은 클램핑 조우(12) 및 센터링 팁(13)에 의해 센터들 사이에서, 종 축(1)에 대한, 척(11)의 워크피스 헤드스톡(9)에 상에, 그리고 중공 테일스톡 슬리브(15) 및 라이브 중공 센터(20)에 의해 테일스톡(10) 상에 클램핑된다. 이러한 센터들 사이의 클램핑은 머시닝 가공 전반에 걸쳐 유지된다. 머신 부품(2)은, 그 좌측 절반부에, 워크피스 헤드스톡(9) 및 중공 테일스톡 슬리브(15)를 향하는 단부면들을 포함하는 둘레 칼라(circumferential collar)를 갖는다. 또한, 머신 부품(2)은 워크피스 헤드스톡(9)의 클램핑 영역에 숄더를 가지며, 이것이 또한 일 단부면을 형성한다. 그것의 선회 움직임이 곡선 이중 화살표 B로 도시된, 연삭 스핀들 헤드(18) 상에서, 외부 연삭 휠(16)을 구비한 연삭 스핀들(26)은 외부 연삭을 위해 워크피스의 방향으로 선회된다. 머신 부품(2)의 전체 원통형 외부 윤곽(17)은 외부 연삭 휠(16)에 의해서 연삭된다. 외부 연삭 휠(16)은 머신 부품(2)의 단부면들을 자신의 프론트 에지(front edge)로 연삭할 수 있는 방식으로 설계된다. 외부 연삭 휠(16)은 머신 부품(2)의 외측 윤곽(17)을 향해 X 축 상에서 전진하며, 이에 따라 이러한 외부 연삭 휠(16)에 의해 외측 연삭이 수행될 수 있다. 외부 연삭 휠(16)과 함께 Z 방향으로 슬라이딩하는 연삭 스핀들(26)의 능력은 둘레 칼라의 단부면들뿐만 아니라, 워크피스 헤드스톡(9)의 영역에 있는 숄더의 단부면들의 연삭을 가능하게 한다. 이에 따라, 머신 부품(2)의 전체 외부 윤곽을 연삭할 수 있게 된다.

테일스톡(10)에는 통상적으로 설계된 슬리브가 구비되어 있지 않다. 오히려, 테일스톡(10)은 매우 짧은 마운트를 갖는 구멍이 뚫린 중공 슬리브를 구비하고 있다. 중공 센터(hollow center)가 중공 테일스톡 슬리브(15)의 보어(bore)에 포함됨으로써, 테일스톡 센터를 형성한다. 이것은, 머신 부품(2)이 종 축(1)에 대해 테일스톡(10)를 향하는 단부에서 클램핑되고, 종 축(1)에 대해 중심이 맞춰지는 방식으로, 머신 부품(2)의 단부면 영역과 결합한다. 중공 테일스톡 슬리브(15)의 중공 보어는, 내부 연삭에 사용되는 연삭 휠(미도시)이 중공 보어를 통과하여 머신 부품(2)의 내부 리세스(6)의 영역 내로 이동함으로써, 내부 리세스의 머시닝을 수행할 수 있게 한다.

도 4는 내부 리세스(6)가 머신 부품(2) 상에서 연삭되는, 도 1의 도면에 따른 연삭 머신의 상세도 및 평면도를 나타낸다. 머신 부품(2)은 척(11) 및 클램핑 조우(12), 그리고 센터링 팁(13)을 이용하여, 그 좌측 단부에 의해 워크피스 헤드스톡(9)에서 중심을 맞춰(centrically) 다시 유지된다. 마찬가지로, 머신 부품(2)은 동일한 방식으로(구체적으로는, 머신 부품(2)의 종 축(1)이 그것의 회전 축을 형성하는 방식으로) 라이브 중공 센터(20)를 통해, 그것의 중공 테일스톡 슬리브(15)를 이용하여 테일스톡(10)에 있는 그 반대편의 단부(5) 상에서, 중심을 맞춰 클램핑된다. 머신 부품의 외부 윤곽(17)은 도 3과 관련하여 설명한 방식으로 연삭되어 있다. 내부 리세스(6)의 내부 연삭을 위해, 연삭 스핀들 스톡(18) 상에 장착되어 그 선회 축(24)을 중심으로 선회할 수 있는 내부 연삭 스핀들(25)을 갖는 내부 연삭 휠(8)이, 중공 테일스톡 슬리브(15)의 중공 보어를 통해 머신 부품(2)의 리세스(6) 쪽으로 선회되어서, 머시닝 결합(machining engagement)되어 있다. 선회 축(24)을 중심으로 선회하는 내부 연삭 스핀들(25)의 능력에 추가하여, 연삭 스핀들 헤드(18)가 X 축을 따라 내부 리세스에서 머시닝 결합하게 될 수 있다. 또한, 중공 테일스톡 슬리브(15)를 통과하도록, 내측 연삭 휠(8)은, 중공 테일스톡 슬리브(15)의 중공 보어를 통해 머신 부품(2)의 내부 리세스(6) 쪽으로 안내될 수 있는 방식으로 Z 방향으로 이동될 수 있다.

테일스톡(10)은 매우 짧게 장착되어 있으며(즉, 축 방향으로 짧은 구조를 가짐), 설명된 바와 같이 중공의 내부 보어를 갖는다. 내부 연삭 동안, 기계 부품(2)은 센터들 사이에서 클램핑된 상태로 유지된다.

도 5는 센터링 팁(13)에 의해, 머신 부품(2)의 종 방향 단부면(14) 상의, 조우(12)에서 척(11)에 중심을 맞춰 클램핑된 머신 부품(2)을 확대 상세도로 나타낸 것이다. 머신 부품(2)의 반대편 단부(5)에서는, 중공 테일스톡 슬리브(15)의 라이브 중공 센터(20)가 머신 부품(2)의 전체 센터링 클램핑을 위해 사용된다.

도 3 및 도 4에 따른 실시예들과는 달리, 도시되지 않은 연삭 스핀들 헤드(18) 상의 외부 연삭 휠(16)에 의해 외부 윤곽(17)이 연삭되는 실시예가 여기에 나타나 있지만, 내부 연삭 스핀들(25) 상에 장착된 내부 연삭 휠(8)은 중공 테일스톡 슬리브(15)의 중공 보어를 통해 내부 리세스(6)로 안내되어 그것의 내부 둘레면(peripheral surface)을 연삭할 수 있다. 도 5에 도시된 위치에서는, 내부 연삭 휠(8)이 중공 테일스톡 슬리브(15)의 중공 보어를 통과하기 전의 위치에 존재한다. 장착 지점의 형태로 이루어진 내부 연삭 휠(8)을 갖는 내부 연삭 스핀들(25)은 Z 방향(즉, 종 축(1)의 방향)으로 및 X 방향(즉, 내부 리세스(6)의 둘레면(7)과 머시닝 결합하는 쪽으로의 방향)으로 별개의 내부 연삭 스핀들 헤드(도시되지 않음) 상에서 전진될 수 있다.

중공 테일스톡 슬리브(15)의 마운트는 고정밀 스핀들 베어링으로 구성되며, 여기서 라이브 중공 센터(20)는 그 센터에서의 마찰에 의해 발생된 클램핑력으로 인해 머신 부품(2)과 함께 회전한다. 라이브 중공 센터(20)는 머신 부품(2)의 반대편 단부(5)에서 내부 표면과, 씨일 또는 포지티브 연결(positive connection)에 의해 결합한다. 원칙적으로, 고정식 센터(즉, 비회전식 센터)에 의한 센터링 클램핑을 사용하여 머신 부품(2)의 머시닝을 수행하는 것도 또한 가능하다. 여기서는 나타내지 않았지만, 중공 테일스톡 슬리브(15)는 동압형 베어링 또는 정압형 베어링으로 설계될 수 있다.

냉각 윤활제는 척(11)의 센터링 팁(13)을 통해서 워크피스 헤드스톡(9)의 측면 상에 공급된다. 이것은 냉각 윤활제가 내부 연삭 휠(8)에 의해서, 그것의 연삭을 위해, 워크피스 헤드스톡의 측면에서 내부 리세스(6)로 신뢰성 있게 이동될 수 있게 한다. 그러나, 물론 이것은 머신 부품(2)에 관통 보어가 있을 경우에만 가능하다. 내부 연삭 동안, 충분한 냉각 윤활제가 이러한 방식으로 실제 머시닝 결합 지점으로 전달될 수 있도록, 내부 연삭 휠(8)은 냉각 윤활제를 머시닝 결합부에 직접 공급하는 역할을 하는 원뿔형 부착부를 그 정면에 갖는다. 신뢰성 있는 윤활은, 연삭되는 둘레면(7)에 내부 연삭 휠(8)이 "네슬링(nestling)"하기 때문에 내부 연삭에 있어서 특히 중요하며, 따라서 내부 리세스(6)의 둘레면(7) 상의 연삭 휠의 결합 영역은, 외부 연삭이나 원통형, 또는 비원통형 표면을 위한 경우보다 더 커지게 된다.

도 6은 도 5에 따른 일 도면을 나타내고 있지만, 내부 연삭 휠(8)은 중공 테일스톡 슬리브(15)의 중공 보어를 통해 머신 부품(2)의 내부 리세스(6) 내로 전달되어 그것의 둘레면(7)과 결합되어 있다. 대응하는 참조 번호로 표시된 다른 컴포넌트들 또는 요소들은 도 5의 컴포넌트들 또는 요소들에 상응하므로, 여기서는 다시 상세하게 설명하지 않는다.

도 7은 2개의 별개의 연삭 스핀들 헤드(18.1, 18.2)가 머신 베드(27) 상에 나타나 있는, 본 발명에 따른 연삭 머신의 다른 실시예를 도시한 것이다. 2개의 연삭 스핀들 헤드(18.1, 18.2) 각각은 외부 연삭 휠(16.1, 16.2) 및 대응하는 내부 연삭 스핀들(25.1)을 가진 내부 연삭 휠(8.1), 및/또는 대응하는 내부 연삭 스핀들(15.2)을 가진 내부 연삭 휠(8.2)을 보유한다. 연삭 스핀들 헤드(18.1)는 이중 화살표로 표시된 선회 축(B1)을 중심으로 선회할 수 있다. 유사한 방식으로, 연삭 스핀들 헤드(18.2)는 마찬가지로 이중 화살표로 표시되는 선회 축(B2)을 중심으로 선회할 수 있다. 기존의 방식으로, 연삭 스핀들 헤드(18.1 및 18.2)는 X1 축 방향 또는 X2 축 방향으로, 그리고 머신 부품(2)의 종 축(1)을 향하여 Z1 방향 또는 Z2 방향으로 전진될 수 있다. 결과적으로, 머신 부품(2)의 외부 윤곽을 연삭하기 위해, 대응하는 외부 연삭 휠(16.1 및/또는 16.2)이 결합될 수 있는 한편, 중심 보어를 갖는 머신 부품(2)은, 각각의 단부들에 내부 리세스를 갖는 머신 부품(2)이 내부 연삭 휠들(8.1 및 8.2)에 의해 양쪽 단부들에서 내부적으로 연삭될 수 있도록, 중공 슬리브들에 의해 좌측 단부 및 반대편 단부(5) 상에 중심을 맞춰 클램핑된다. 또한, 이러한 구성은 전술한 방식으로 연삭 테이블(28) 상에 배치된 워크피스 헤드스톡(9.1)의 일 단부에서 유지되고(그러나, 이것은 중공 척으로 설계됨), 또한 중공 테일스톡 슬리브(15)의 반대편 단부(5)에서 유지됨으로써, 좌측 내부 리세스 및 우측 내부 리세스가 적어도 부분적으로 동시에 연삭될 수 있도록, 각각의 중공 센터들(20.1 및 20.2)(도 8 참조)에 의해서 유지되는 머신 부품(2)을 가능하게 한다. 그러나, 이 구성에 의해, 다른 연삭 스핀들 헤드 상에 배치된 내부 연삭 휠을 사용하면서, 적어도 부분적으로는 제 1 외부 연삭 휠(16.1) 또는 제 2 외부 연삭 휠(16.2)에 의한 외부 윤곽의 연삭과 동시에 각각의 내부 리세스를 연삭하는 것도 또한 가능하다. 또한, 외부 연삭 휠들(16.1 및 16.2) 모두를 사용하여, 구체적으로는, 두 개의 연삭 휠 중 하나를 사용하여 외부 윤곽을 연삭하고, 두 개의 연삭 휠 중 다른 것이 단부면들을 연삭하는 것에 의해서, 적어도 부분적으로는 동시에 연삭을 수행할 수도 있다. 따라서, 이러한 구성은 장비 비용이 더 높기는 하지만, 본 발명에 따른 연삭 머신의 유연성을 더욱 증가시킨다. 이러한 구성은, 머신 부품들의 복잡한 윤곽이 연삭되더라도 사이클 시간을 단축할 수 있다. 워크피스 헤드스톡(9.1)은 머신 부품(2)의 종 축(1)에 대하여 축 방향으로 평행한 하우징과 함께 배치된 구동 모터(33)에 의해 구동된다. 테일스톡(10)은 Z 방향으로 슬라이딩될 수 있지만, 구동되지 않는다.

도 8은 도 7의 기본 구성을 확대하여 도시한 것이다. 그러나, 대응하는 내부 연삭 스핀들(25.2)을 가진 내부 연삭 휠(8.2), 및 대응하는 내부 연삭 스핀들(25.1)을 가진 내부 연삭 휠(8.1)만이, 워크피스 헤드스톡(9.1) 및/또는 테일스톡(10)의 각각의 중공 보어들을 통해 삽입될 준비를 한다. 워크피스 헤드스톡(9.1)의 마운트 및 구동부가, 중심을 맞춰 클램핑된 머신 부품(2)의 좌측 단부에 도시되어있다. 센터링 팁(20.1) 또는 척을 구동하기 위해, 이러한 짧은 구성을 가진 중공 워크피스 헤드스톡(9.1)의 마운트에 부가하여, 벨트(특히 톱니 벨트)를 통해 구현되는 구동 모터(33)가 포함된다. 머신 부품(2)의 외부 및 내부 윤곽들의 가능한, 적어도 부분적 동시 머시닝은 다른 도면들과 관련하여 위에서 설명한 순서 및 방식으로 수행된다

마지막으로, 도 9는 머신 부품(2)을 연삭하기 위한 단순화하여 예시된 실시예를 도시한 것이며, 도 1 내지 도 8과 달리, 샤프트 컴포넌트가 아니라 톱니 휠 컴포넌트이다. 간략화를 위해, 대응 연삭 스핀들 헤드는 도시되어 있지 않다. 이 톱니 휠 컴포넌트의 센터링 클램핑은 척(11)이 그것의 외측 톱니 상의 클램핑 조우(12)로 톱니 휠을 클램핑함으로써 수행된다. 정밀한 정렬을 달성하기 위해, 엔드 페이스 스톱이 척(11)에 포함되며, 톱니 휠은 동일한 것에 대해 클램핑된다. 이로 인해 전체 동작을 위해 고정된 기준 축(즉, 톱니 휠(2)의 종 축(1))의 명확한 배향이 달성된다. 톱니 휠의 허브 영역의 프로파일된 외부 섹션들은, 대응하는 연삭 스핀들(26.1) 상에서의 구동 회전을 위해 장착된 프로파일된 외부 연삭 휠(16.1)에 의해서 연삭된다. 또한, 대응하는 내부 연삭 스핀들(21) 상에서 회전 가능하게 구동되는 내부 연삭 휠(8)이 포함되어 있으며, 이것이 별도의 연삭 스핀들 헤드 상에서 Z3 축을 통해 허브 보링 내로 삽입됨으로써, 허브 보어가 적어도 부분적으로는 X3 축을 따른 전진을 통해 외부 윤곽과 동시에 연삭될 수 있다. 추가적인 연삭 스핀들 헤드(도시되지 않음)가 척(11)의 측면에 포함됨으로써, 관련 스핀들(26.2)을 가진 연삭 휠(16.2)을 지지한다. 외부 연삭 휠(16.2)은 프로파일된 연삭 휠이며, 칼라 및/또는 톱니 휠(2)의 허브 상의 단부면들을 연삭하는데 사용된다. 마찬가지로, 본 발명에 따르면, 이 톱니 휠의 내부 윤곽 및 외부 윤곽 모두는 적어도 부분적으로 동시에 연삭될 수 있다.

1: 종축 2: 머신 부품
3: 축방향 단부 4: 베어링 핀
5: 반대편 단부 6: 내부 리세스
6.1: 다른 내부 리세스 7: 둘레면
8: 내부 연삭 휠 8.1: 제 1 내부 연삭 휠
8.2: 제 2 내부 연삭 휠 9: 워크피스 헤드스톡
9.1: 중공 슬리브가 있는 워크피스 헤드스톡 10: 테일스톡
11: 척 12: 조우
13: 센터링 팁 14: 단부면
15: 중공 테일스톡 슬리브 16: 외부 연삭 휠
16.1: 제 1 외부 연삭 휠 16.2: 제 2 외부 연삭 휠
17: 외부 윤곽 18: 연삭 스핀들 헤드
18.1: 제 1 연삭 스핀들 헤드 18.2: 제 2 연삭 스핀들 헤드
19.1: 제 1 캐리지 19.2: 제 2 캐리지
20: 라이브 중공 센터 20.1: 워크피스 헤드스톡 중공 센터
20.2: 테일스톡 중공 센터 22: 스테디 레스트
23.1: 제 1 측정 장치 23.2: 제 2 측정 장치
23.3: 제 3 측정 장치 24: 선회축
25: 연삭 스핀들 내부 연삭 휠 25.1: 제 1 내부 연삭 스핀들
25.2: 제 2 내부 연삭 스핀들 26: 외부 연삭 휠의 연삭 스핀들
26.1: 제 1 외부 연삭 휠의 연삭 스핀들
26.2: 제 2 외부 연삭 휠의 연삭 스핀들
27: 머신 베드 28: 연삭 테이블
29: 드레싱 장치 30: 추가 내부 연삭 스핀들 헤드
31: 다른 내부 연삭 스핀들 32: 다른 내부 연삭 휠
33: 구동부/구동 모터

Claims

종 축(1)을 중심으로 회전하도록 이루어지고, 그 축 방향 양단부(3, 5) 모두에 클램핑되며, 내부 연삭 휠(8)에 의해 연삭되는 양단부 중의 적어도 일 단부 상에 내부 리세스(internal recess)(6)를 갖는 머신 부품(machine part)(2)을 단일 클램핑으로 연삭하는 방법으로서, 상기 머신 부품(2)은 단일 클램핑으로 워크피스 헤드스톡(workpiece headstock)(9)과 테일스톡(tailstock)(10) 사이에서 회전 구동되도록 유지되고, 그 외부 윤곽(external contour)(17)은 적어도 하나의 연삭 휠(16)에 의해 연삭되며,
a) 상기 머신 부품(2)은 상기 내부 리세스(6)의 단부 영역 상의 라이브(live) 또는 회전식으로(rotationally) 구동되는 중공(hollow) 테일스톡 슬리브(15)에 의해 상기 테일스톡(10) 상에 중심을 맞춰 유지되고,
b) 상기 내부 연삭 휠(8)은 상기 내부 리세스(6)의 연삭 동안 상기 중공 테일스톡 슬리브(15)를 통과하고,
c) 상기 내부 리세스(6)의 연삭 및 상기 머신 부품(2)의 외부 윤곽(17)의 연삭은 적어도 부분적으로 동시에 수행되며, 또한
d) 상기 워크피스 헤드스톡(9) 상의 클램핑은 중심맞춤 클램핑 척(centrically clamping chuck) 또는 균등화 조오(equalizing jaw)들(12)을 가진 척(11), 그리고 상기 머신 부품(2)의 단부면(end face)과 결합되는 센터(13, 20.1)에 의해서 수행되는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 연삭은 상기 클램핑의 기준 축을 전혀 변화시키지 않으며, 스테디 레스트(steady rest)의 서포트 없이도 수행되는, 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 센터(20.1)는 중공이며, 다른 내부 연삭 휠(8.1)이 상기 센터(20.1)를 통과하여 다른 내부 리세스(6.1)를 연삭하는, 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 내부 연삭 휠(8)과 상기 연삭 휠(16)은, 단일의 공유 연삭 스핀들 헤드가 선회 및/또는 이동한 결과로서 상기 머신 부품(2)과 결합 및 결합 해제하며, 상기 내부 연삭 휠(8)과 상기 연삭 휠(16)은 캐리지(carriage)(19.1) 상의 선회 장치에 의해 이동되어 상기 머신 부품(2)의 종 축(1)에 평행한 방향으로 상기 내부 리세스(6, 6.1)를 연삭하며 또한 상기 외부 윤곽(17)을 연삭하는, 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 연삭 휠(16)은 연삭 스핀들 헤드(18, 18.1) 상에 배치되고, 그것의 선회는 상기 머신 부품(2)과의 연삭 결합을 생성하는, 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 내부 연삭 휠(8)은 상기 테일스톡(10)의 근방의 별도의 연삭 스핀들 헤드(18.2) 상에 배치되며, 상기 머신 부품(2)의 종 축(1)의 방향으로 이동되어 상기 중공 테일스톡 슬리브(15)를 통과하는, 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 머신 부품(2)의 외부 윤곽(17)이 연삭될 경우, 상기 연삭 휠(16)의 회전축, 및 상기 워크피스 헤드스톡과, 상기 머신 부품과, 상기 테일스톡을 통해 연장되는 종 축은, 상기 머신 부품의 외부 윤곽(17)과 상기 연삭 휠(16) 사이의 접촉이 실질적으로 점형(punctiform)만으로 되도록 공간 내에서 서로에 대해 경사진 각도로 배향되고, 그 종 방향 이송은 상기 워크피스 헤드스톡(9, 9.1)에 접근하는 방향으로 수행되는, 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 머신 부품(2)의 외부 윤곽(17)이 연삭될 경우, 상기 연삭 휠(16)의 회전축, 및 상기 워크피스 헤드스톡과, 상기 머신 부품과, 상기 테일스톡을 통해 연장되는 종 축은, 상기 머신 부품의 외부 윤곽(17)과 상기 연삭 휠(16) 사이의 접촉이, 앵귤러 플런지 연삭(angular plunge grinding)에서와 같이, 실질적으로 선형 형상으로 되도록 평면 내에서 서로에 대한 일 각도로 배향되는, 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 연삭 휠(16, 16.1, 16.2)은 상기 머신 부품(2)의 둘레 영역들 및 단부면들 모두를 연삭할 수 있는, 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 중공 테일스톡 슬리브(15)는 라이브인, 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 머신 부품(2)의 연삭은 CNC로 제어되는, 방법.
제 1 항에 따른 방법을 수행하기 위해, 범용 원형 연삭 머신 및/또는 비원형 연삭 머신으로서 설계된 연삭 머신으로서,
a) 연삭될 머신 부품(2)이 그 사이에서 클램핑될 수 있는 워크피스 헤드스톡(9, 9.1) 및 테일스톡(10)이 연삭 테이블(28) 상에 배치되며, 상기 워크피스 헤드스톡(9, 9.1)과, 상기 머신 부품(2)과, 상기 테일스톡(10)을 통해 연장되는 종 축이 상기 연삭 테이블(28)의 종 방향으로 연장되고,
b) 상기 워크피스 헤드스톡(9, 9.1)은 중심맞춤 클램핑 척(11) 또는 균등화, 해제 가능한 조오들(12)을 가진 척(11), 및 상기 워크피스 헤드스톡(9, 9.1) 상에서 상기 머신 부품(2)을 유지 및 회전시키는 센터링 팁(centering tip)(13, 20.1)을 갖고,
c) 상기 테일스톡(10)은 적어도 회전 대칭인 내부 리세스(6)에서, 상기 워크피스 헤드스톡(9, 9.1)의 반대편의 상기 머신 부품(2)의 단부(5)와 센터링되어 결합하도록 구성되는, 중공 센터(20, 20.2)가 있는 라이브 또는 회전식으로 구동되는 중공 테일스톡 슬리브(15)를 갖고,
d) 상기 중공 센터(20, 20.2)가 있는 상기 중공 테일스톡 슬리브(15)는, 연삭 스핀들 헤드(18, 18.1, 25) 상에서 지지되는 내부 연삭 휠(8, 8.1)이 상기 내부 리세스(6)를 연삭하기 위해서 통과하게 되는 내부 보어(internal bore)를 가지며, 또한
e) 상기 워크피스 헤드스톡(9, 9.1) 및 상기 테일스톡(10)은, 상기 클램핑의 기준 축을 전혀 변경함 없이, 상기 머신 부품(2)이 상기 워크피스 헤드스톡(9, 9.1) 상의 상기 센터링 팁(13, 20.1)과 상기 테일스톡(10) 상의 상기 중공 센터(20, 20.2) 사이에서 축 방향 압력에 따라 유지 및 회전 구동되는 방식으로 서로에 대하여 이동할 수 있는 특징 구성들을 포함하는, 연삭 머신.
제 12 항에 있어서,
상기 내부 연삭 휠(8, 8.1)을 지지하는 연삭 스핀들 헤드(18, 18.1)는 수직 선회축(24)을 중심으로 선회 가능하고, 상기 연삭 테이블(28)의 종 방향에 수직으로 제어된 방식으로 이동 가능한 캐리지(19.1) 상에 배치되며, 또한 상기 머신 부품(2)의 외부 윤곽(17)의 연삭을 위한 수평 회전축을 갖는 회전 구동 연삭 휠(16.1)을 수용하는, 연삭 머신.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 내부 연삭 휠(8, 8.1)을 지지하는 상기 연삭 스핀들 헤드(18, 18.1, 18.2)는 상기 테일스톡(10)의 근방 및/또는 중공 센터(20.1)를 포함하는 척(11)의 근방에 있는 별도의 연삭 스핀들 헤드(30)이며, 상기 내부 연삭 휠(8, 8.1)은 상기 내부 리세스(6) 내로 및 그 둘레면(7)에 대해 전진될 수 있는, 연삭 머신.
제 14 항에 있어서,
상기 연삭 휠(16, 16.1, 16.2)의 둘레면 및 단부면 각각은 연삭 층(grinding layer)을 갖는, 연삭 머신.
제 15 항에 있어서,
상기 내부 연삭 휠(8, 8.1, 8.2) 및 상기 연삭 휠(16, 16.1, 16.2) 각각은 CBN 코팅을 갖는, 연삭 머신.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 척(11)은 중공이며, 다른 내부 연삭 휠(8.1)을 통과하여 그 워크피스 헤드스톡 단부(3) 상에서 상기 머신 부품(2)의 다른 내부 리세스(6.1)를 연삭하는 것을 가능하게 하는, 연삭 머신.
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