KR20050038009A - 길이 방향 보어홀을 포함하는 회전 대칭인 기계 부품의내외면을 연삭하는 방법 및 장치 - Google Patents

길이 방향 보어홀을 포함하는 회전 대칭인 기계 부품의내외면을 연삭하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기계 베드(1), 길이 방향으로 이동 가능한 연삭 벤치(7) 및 척(3)를 통해 클램핑 죠우(4)에 의해 기계 부품(5)을 클램프하는 공작물 스핀들 헤드(2)를 포함하는 장치에 의해 가공되는, 원뿔형 가공면을 갖는 기계 부품(5)에 관한 것이다. 기계 부품(5)의 원뿔형 가공면은 길이 축(6) 방향으로 연삭 벤치(7)를 길이 방향으로 이동하여 수직 연삭 모드에서 제 1 연삭 디스크(14)에 의해 연삭된다. 결합된 연삭 스핀들 헤드(10)에, 제 1 연삭 디스크(14)에 대한 제 1 연삭 스핀들(12) 및 제 2 연삭 디스크(16)에 대한 연삭 아버(15)에 고정된 제 2 연삭 스핀들(13)이 제공된다. 연삭 스핀들 헤드(10)는 연삭 스핀들 캐리지(9)에 고정되어 수직 샤프트(11) 주위를 선회 가능하게 하며, 상기 연삭 스핀들 캐리지(9)는 변위 모터(8)를 경유하여 X축 방향으로 이동 가능하다. B 는 연삭 스핀들 헤드(10)의 선회 방향을 나타내는 반면에, X 및 Z 는 CNC 기술에서 언급된 공통 축을 의미한다. 제 2 연삭 디스크가 길이 방향의 보어홀의 내부를 연삭하기 위해 기계 부품(5)에 작용되는 반면에, 제 1 연삭 디스크(14)는 기계 부품의 외부 영역에 구동될 수 있다.

Description

길이 방향 보어홀을 포함하는 회전 대칭인 기계 부품의 내외면을 연삭하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR GRINDING THE OUTSIDE AND INSIDE OF A ROTATIONALLY SYMMETRIC MACHINE PART COMPRISING A LONGITUDINAL BOREHOLE}
본 발명은 청구항 1 의 전문에 따라, 길이 방향 보어와 그 단부면 표면이 직선 또는 곡선 윤곽의 단면을 갖는 평탄한 절두 원추체의 형태인 가공면으로서 구체화된 회전 대칭인 기계 부품을 연삭하는 방법에 관한 것이다.
이러한 형태의 기계 부품은, 자동차에 요구되는 바와 같이, 예를 들어 무단 변속 기어를 갖는 트랜스미션에 존재한다. 2개의 기계 부품은 각자 마주하는 가공면으로써 상호 대향한다. 따라서, 가공면은, 예를 들어 체인 또는 벨트 등의 인장 부재가 가공면으로부터의 거리에 따라 상이한 반경 사이에서 왕복(in and out)운동하는 거의 웨지 형상의 단면으로써 환형상의 공간을 형성한다. 그러한 트랜스미션이 매우 정밀하게 작동을 하여야 하고 큰 토크를 전달해야 하기 때문에, 높은 기계 부품의 치수적인 안정성 및 표면 품질이 요구된다. 또한, 이는 특히 가공면을 연삭하는 경우에, 관련 연삭 과정에 적용한다.
상업적인 실시에 의해 공지된 종래 기술에 따라, 앞에서 인용된 방법은 복수의 클램핑 상태에서 단일 공정으로 행해져 왔다. 가공면은 경사 이송(angular infeed)연삭법을 이용하는 코런덤(corundum)연삭 휠에 의해 연삭된다. 기계 부품에 위치된 길이 방향 보어의 내부 실린더 연삭을 위해, 기계 부품은 다른 기계에 클램프되어야 하며, 보어 벽의 내부 실린더 연삭이 적절히 작은 연삭 휠을 사용하여 행할 수 있다.
공지된 방법은 다수의 단점을 갖는다. 우선, 제조 및 드레스(dress)가 곤란한 원뿔 형상 또는 매우 정밀하게 단차된 직경(graduated diameter)을 갖는 연삭 휠을 필요로 한다. 매우 상이한 직경의 원주 영역을 갖는 그러한 연삭 휠에서, 연삭되는 영역의 원주 속도가 또한 상이하다. 이는 연삭 위치에서 임계 절삭 속도가 달라져야 하기 때문에 전체로는 최적의 상태가 되지 못한다는 것을 의미한다. 이 결과는 가공면에 대해 매우 부정적인 영향을 갖는 변화하는 조도(粗度) 영역을 초래한다. 결국, 종래의 에멀션 및 연삭 오일에 의한 냉각을 포함하는 문제가 또한 있다. 즉, 경사 이송 연삭시, 좁은 웨지가 연삭 위치에서 발생하며, 또한 냉각제/윤활제가 최적으로 공급되지 않는다. 따라서, 결국은 연삭 위치의 불균일한 냉각이 일어난다. 이러한 모든 곤란한 점은, 상술한 공지 방법이 이후에 널리 사용되는 CBN 연삭 휠보다 더욱 빈번하게 드레싱되어야 한다는 것과 분명히 더욱 짧은 서비스 수명을 갖는 코런덤 연삭 휠을 사용하여 과거에 행해졌다는 사실로, 밝혀질 수 있다.
DD 143 700호는 예를 들어 X-레이 튜브에서 회전 전극으로 사용되는 텅스텐 판을 연삭하는 장치에 관계가 있다. 도면에 따르면, 그러한 텅스텐 판은 표면 라인의 경사가 베이스에 대해 약 30°인 절두 원추체의 외형을 갖는다. 이 공지된 장치에서, 텅스텐 판은 장치 프레임에 수직인 축에 대해 선회 가능한 가공물 홀더에 클램프된다. 가공물 홀더와 대향하여 위치된 길이 방향 지지대(support)는 수평 면으로 변위 가능하다. 길이 방향 지지물에 배열된 결합 슬라이드 레스트(compound slide rest)는 텅스텐 판에서 보어의 내부 연삭을 위해 작동하는 작은 실린더 연삭 휠을 구동하는 연삭 스핀들을 지지한다. 이러한 결합 슬라이드 레스트와 분리된 길이 방향 지지대는 원뿔형 연삭 휠을 구동하는 고정된 전해 연삭 스핀들을 또한 지지한다. 텅스텐 판의 일 단부면과 콘 포락 형상(cone envelope-shape) 영역이 원뿔형 연삭 휠로 연삭된다. 이를 위해, 원뿔형 연삭 휠 및 텅스텐 판은 가공물 홀더를 피벗하고, 길이 방향 지지대를 변위하고, 손으로 액츄에이트되는 어드밴싱 컨트롤(advancing control)을 사용하여 서로에 대해 정확한 보정 위치로 이동되어야 한다.
DD 143 700 호로부터는 콘 포락의 영역에서 경사 연삭하는 것만 채택될 수 있다. 어느 정도 손으로 작동되어야 하는 공지 장치는 작동하기 곤란하며, 특정한 기술을 요구한다.
EP 1 022 091 A2 호에는, 상이한 크기의 2 개 실린더 연삭 휠이 변위 가능한 슬라이드위에 자체 배열된 하나의 터릿대(turret)상에 위치되어 있는 가공물을 연삭하는 공구 기계가 공지되었다. 터릿대를 180°선회함으로써, 2 개의 연삭 휠이 회전 대칭인 가공물의 다른 영역에 대향하여 선택적으로 이동될 수 있다. 가공물은 가공물의 길이 방향으로 자체 변위 가능한 가공물 리시버(receiver)에 배치된다. 연삭시, 가공물은 회전된다. 또한, 이 공지된 가공물 기계에서, 가공물 리시버는 가공물 리시버의 변위 방향에 +/- 30°의 각도 정도로 경사지게 조정될 수 있다. EP 1 022 091 A2 호는, 가공물 리시버가 경사 위치에 있을 때 연삭이 어떻게 진행되는 가에 관해서는 설명하고 있지 않다. 그러나, 연삭 휠을 운반하는 터릿대의 선회가 90°의 증분으로 명확하게 지시되어 있기 때문에, 이 공지된 공구 기계로, 콘 형상의 분명한 경사각을 갖는 원뿔형 외부 형태가 연삭될 때, 하나의 연삭 휠로서 길이 방향 연삭이 의도된다는 것이 명백하다.
이와 대조적으로, 본 발명의 목적은 가공 시간을 감소시킬 수 있고 더 양호한 연삭 결과가 여전히 얻어질 수 있는 초기에 상술한 인용 타입의 방법을 제공한다.
동일 목적이 청구항 7 의 장치에 대응적으로 적용한다.
이 목적은 청구항 1 의 특징부에 기록된 방법 단계, 즉 제 1 실린더 연삭 휠의 회전 원주면의 윤곽은 가공면에 대향하여 수직으로 위치되고, 기계 부품은 제 1 연삭 휠에 대하여 그의 회전 및 길이 축 방향으로 변위되어, 제 1 연삭 휠의 축 연장부가 가공면의 방사상 경사 연장부를 덮으며, 기계 부품의 가공면은 그의 외주의 일 측면에 유지되어 연삭되는 것을 특징으로 하고, 또한 더 작은 직경의 제 2 연삭 휠이 적어도 제 1 및 제 2 연삭 휠을 운반하는 상기 연삭 주축대를 선회하여 기계 부품의 길이 방향 보어내로 들어가며, 내벽과 방사상으로 대향하여 위치되어 동일 클램핑 상태에서 길이 방향 보어의 내벽이 연삭되는 단계에 따라 달성된다.
또한, 본 발명의 방법에서, 모든 연삭 절차가 착수되는 단일 클램핑 상태에서 연삭되는 기계 부품이 유지된다. 이는, 제 1 실린더 연삭 휠이 가공면에 대향하여 수직으로 놓여진 후 더 작은 직경의 제 2 실린더 연삭 휠이 기계 부품의 길이 방향 보어로 삽입되고 내벽에 방사상으로 대향하여 놓여지게 하여, 가능하게 된다. 하나 및 그와 동일한 가공물의 상이한 가공면 상에 2 개의 상이한 연삭 휠을 사용하는 옵션은 당업자들에게 공지되었다.
본 발명의 해결로써 하나의 특징은, 제 1 연삭 휠이 가공면에 대향하는 그의 회전 원주면에서 수직으로 놓여져 경사 부분에 작동하고, 이에 의해 축 연장부 또는 제 1 연삭 휠의 폭이 가공면의 방사상 경사 연장부를 덮는다는 것이다.
또한, 가공면은 수직 연삭법을 사용하여 연삭 휠의 실린더 원주면으로 연삭되어, 위치 결정이 상호 상대적인 변위에 의해 영향을 받는다.
연삭 휠의 전체 폭에 걸친 균일한 절삭 속도를 갖는 것이 장점이다. 이는 향상된 표면 품질 및 표면 구조를 보장한다. 또한, 동일 파라미터를 드레싱할 때, 일치하는 드레싱 속도가 연삭시와 마찬가지로 분당 회전값으로 도달되기 때문에, 연삭 휠을 드레싱할 때 최적의 드레싱 파라미터가 얻어진다. 연삭 휠의 절삭 속도가 전체 가공면에서 동일하므로, 도달할 수 있는 표면 조도 또한 동일하다. 단위 시간당 절삭량의 최적값이 전체 원뿔형 면에 걸친 연삭 휠의 동일 절삭 속도를 이용하여 또한 도달될 수 있다.
이는 경사 이송 연삭에 대한 경우가 아니다. 원뿔 가공면의 외경이 주어지면, 예를 들어 190㎜의 직경 및 가공면과 인접한 40㎜의 평균 직경(길이 방향 보어의 영역에서)인 것으로 가정한다면, 공작물 속도는 연삭시 공작물의 회전때문에 4.75배 만큼 변한다. 이에 따라, 원뿔 면의 높이는 약 75㎜이다.
코런돔 연삭 휠의 직경이 750㎜라고 가정한다면, 원뿔 면의 외경에서 절삭 속도는 원뿔 면의 가장 작은 직경에서의 연삭 휠의 절삭 속도의 약 80% 이다. 이는, 절삭 속도가 원뿔 면의 가장 큰 직경에서 최고이기 때문에, 절삭량을 방해한다. 이는, 원뿔 면에 수직으로 배치된 연삭 휠 때문에 원뿔 면에 걸쳐 행해지는 절삭 속도 대 절삭량의 비율이 실질적으로 향상된다는 것을 의미한다.
또한, 실제로 이러한 동일한 조건이 수직 연삭시와 마찬가지로 가공면을 연삭할 때 일어나기 때문에, 연삭 영역을 냉각할 때 결과적으로 크게 향상된 조건이 초래하여, 균일하게 좁은 냉각 영역으로 냉각제/윤활제를 용이하게 공급하고, 또한 마찬가지로 빠르게 배출할 수 있게 된다.
대체로 그러한 장점은, 본 발명의 연삭법이 세라믹-바운드(ceramic-bound) CBN 연삭 휠로 최상 실행될 수 있다는 것이다. 대체로, 현대의 가공 기계의 사이클 수를 명확히 감소시키고 동시에 실질적으로 연삭 결과를 향상시킨다.
기본적으로, 제 1 연삭 휠이 그의 길이 방향 연장부에 수직으로 이동되는 완전 방사상 방향 및 기계 부품에 경사진 방향에서 연삭되는 기계 부품의 가공면에 대향하여 제 1 연삭 휠을 놓여지게 하는 것이 가능하다. 이 경우에, 기계 부품은 동일하게 유지하는 결합된 기계 베드의 위치에 배치된다. 그러나, 본 발명의 방법에 따라, 기계 부품이 제 1 연삭 휠에 대하여 그의 회전 및 길이 축 방향으로 변위된다는 점에서, 위치 결정이 일어나는 본 발명에 따르는 경우에 방법을 실행하는데 요구되는 장치는 더 간단하다. 이러한 이동으로부터, 단지 경사진 구성 요소가 가공면상의 연삭 위치위에 오게되고, 종래 시각에서 거의 수직 연삭이 되도록 하기 위해 길이 방향 축의 방향으로부터 약간 이탈한다. 더 낮은 힘을 갖는 구성 요소가 가공면의 방사상 방향으로 되어, 작동면이 연삭시 최적으로 가공될 수 있다. 이는 연삭 시간을 또한 줄이고, 가공 표면의 연삭 조건에서 정확성이 향상된다.
그 이후, 길이 방향 보어의 내부 연삭은 길이 방향 연삭을 이용하여 착수될 수 있다. 연삭이 직접적으로 최종 직경으로 행해지는 필(peel) 연삭 절차가 또한 고려된다. 그러나, 길이 방향 보어의 내벽은 이송 연삭을 이용하여 연삭되는 것도 가능하다.
다른 유리한 방법에 따라, 길이 방향 보어의 내벽의 상이한 개별 축 세그먼트가 연삭될 때, 후자의 방법이 특히 고려된다.
본 발명의 방법의 다른 디자인에서, 연삭 휠을 운반하는 3 개의 연삭 스핀들을 선회하여 그들의 가공 위치로 이동되는 적어도 3 개의 연삭 휠이 제공된다. 추가적인 연삭 절차가 이 방식에 부연된 방법을 이용하여 행해질 수 있으며, 또한 예를 들어 내부 실린더 연삭이 예비 연삭(pregrinding) 및 다듬질 연삭의 종래 단계에서 또한 일어날 수 있다.
마지막으로, 기계 부품의 가공면이 우선 연삭되고 길이 방향 보어의 내벽이 다음에 연삭되는 순서를 따르는 것이 강제적이지 않다. 기본적으로, 역 순서 또한 가능하다. 연삭시 가열량 및 클램핑 타입이 중요하기 때문에, 당업자는 기계 부품의 디자인에 따라 절차 순서를 정하게 될 것이다.
청구항 7 에 따르면, 본 발명은 방법과 관련하여 상술한 회전 대칭인 기계 부품을 연삭하는 장치에 관한 것이다. 길이 방향 보어와, 직선 윤곽을 갖는 절두 원추체 형태인 가공면으로 구체화된 일 단부면이 제공된 회전 대칭인 기계 부품을 연삭하는 장치에서, 특히 청구항 1 내지 6 에 따른 방법을 수행하는 장치에서, 장치는:
그의 외주에서 기계 부품의 일 측면을 클램핑하고 기계 부품을 회전 구동하는 클램핑 장치,
기계 부품의 회전 및 길이 축에 수직하게 뻗어 있는 방향으로 이동될 수 있는 연삭 스핀들 슬라이드,
기계 부품의 회전 및 길이 축 방향으로 기계 부품의 길이 방향 변위를 위한 장치,
연삭 스핀들 슬라이드의 변위 면에 수직으로 뻗어있는 피벗 축을 통하여 연삭 스핀들 슬라이드에 부착되고, 가공 위치로 선회될 수 있는 적어도 2 개의 연삭 스핀들을 운반하는 연삭 주축대,
제 1 연삭 스핀들 상에 배치되고 그에 의해 구동되며, 가공면의 수직 연삭용으로 기계 부품 상에 위치되고 가공면의 방사상 경사 연장부보다 큰 축 연장부를 갖는 제 1 실린더 연삭 휠 및
제 2 연삭 스핀들 상에 배치되고 그에 의해 구동되며, 제 1 연삭 휠보다 작은 직경을 가지고 기계 부품의 길이 방향 보어의 내부 실린더 연삭용인 제 2 실린더 연삭 휠을 포함하며,
연삭 주축대의 선회 위치에 따라, 제 1 연삭 휠의 회전 원주면이 연삭되는 기계 부품의 가공면에 놓여지거나, 제 2 연삭 휠의 축이 기계 부품의 회전 및 길이 축에 평행하게 이격되어 작동한다.
만약 이 장치가 작동될 때, 상술한 방법을 사용한다면, 우선 연삭 스핀들 슬라이드가 클램프된 기계 부품에 보정 방식으로 이동되고 연삭 주축대가 회전되어, 제 1 연삭 스핀들에 부착된 제 1 연삭 휠의 실린더 원주면에서 제 1 연삭 스핀들이 기계 부품의 가공면에 대향하여 놓여진다. 제 1 연삭 스핀들은 기계 부품의 회전 및 길이 축에 대하여 90°보다 작은 경사 위치를 가정하여야 한다. 그 후, 가공면은 공지된 장점을 갖는 수직 연삭법을 이용하여 제 1 연삭 휠에 의해 연삭될 수 있다. 결과적으로, 연삭 스핀들 슬라이드는 기계 부품의 회전 및 길이 축에 대해 수직에서 어느정도 바깥쪽으로 이동되고, 제 2 연삭 휠을 갖는 제 2 연삭 스핀들 슬라이드의 회전 축이 기계 부품의 회전 및 길이 축에 거의 일치할 때 까지 연삭 스핀들 슬라이드 상에 위치된 연삭 주축대는 그의 피벗 축에 대해 회전된다. 그 후, 제 2 연삭 휠은 기계 부품의 길이 방향 보어로 삽입되어 방사상으로 위치되어, 길이 방향 보어의 내부 실린더 연삭이 행해진다. 이 방식에서, 기계 부품에 필요한 모든연삭 절차는 한번의 단일 클램핑 상태에서 완성된다. 그러나, 모든 경우에서 필수 조건은 제 1 연삭 휠, 이의 축 연장부 또는 폭은 가공면의 경사 연장부보다 크다. 왜냐하면, 그렇지 않다면, 모든 장점을 갖는 가공면의 수직 연삭법이 일어날 수 없기 때문이다.
본 발명 장치의 구조상의 유리한 발전은, 연삭 주축대 상에 2 개 연삭 스핀들의 배열에서, 그들의 축은 상호 평행하게 뻗어있고 2 개 연삭 휠은 연삭 주축대의 동일한 면에 부착된다는 것이다. 이 방식에서, 연삭 주축대의 선회 경로와 단지 작은 변위를 갖는 2 개의 가공 절차 사이에서 연삭 휠은 변경 가능하다.
만약 추가적인 연삭 절차가 행해지거나 또는 개별 절차의 하나가 복수의 단계에서 행해진다면, 다른 실시예에 따라서 각각 연삭 휠을 갖는 3 개의 연삭 스핀들이 각각 120°각도의 간격으로 연삭 주축대에 부착될 때 유리하다. 그리고, 3 개의 연삭 스핀들 중 하나를 선택적으로 가공 위치에 가져갈 수 있다.
유리하게는, 클램핑 장치는 회전하도록 구동되고 중심으로 조정 가능한 클램핑 죠우(4)를 갖는 척(chuck)(3)이다. 그러한 척은 신뢰할 수 있다고 증명되고 알려져왔다.
다른 추가적인 실시예에 따라서, 클램핑 장치가 연삭 스핀들 슬라이드에 대하여 기계 부품의 회전 및 길이 축으로 이동될 수 있는 연삭 테이블 위에 위치될 때, 유리한 장점이 있다. 가공면을 연삭할 때, 기계 부품을 갖는 연삭 테이블이 제 1 연삭 휠에 대하여 기계 부품의 길이 방향으로 이동되는 방식으로 위치 결정 이동이 그 후 행해진다.
본 발명은 도면을 사용하여 전형적인 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1 은 제 1 가공 상태에서 본 발명의 장치의 평면도.
도 2 는 연속하는 가공 상태에서 도 1 에 대응하는 도면.
도 3 은 연삭되는 기계 부품의 단면도.
도 4 는 본 발명의 방법이 제 1 가공 상태에서 수행되는 방법을 설명한 도면.
도 5 는 본 발명의 방법이 제 2 가공 상태에서 수행되는 방법을 설명한 도면.
먼저, 도 1 은 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 본 발명의 개략적인 장치를 제공한다. 기계 부품을 연삭하는 장치의 평면이 도시되었다. 기계 베드(1)위에는 공작물 주축대(2)가 위치된다. 회전하도록 구동되고, 중심으로 제어되는 4개의 클램핑 죠우(4)가 위치된 척(3)이 제공된다. 연삭되는 기계 부품(5)이 이하 상세히 설명된다.
공작물 주축대(2)는 척(3)의 회전 축인 길이 축(6)을 갖는다. 기계 부품(5)이 척에 클램프될 때, 공작물 주축대 및 기계 부품(5)의 회전 및 길이 축이 일치한다.
도시된 전형적인 실시예에서, 공작물 주축대(2)는 연삭 테이블(7)에 부착된다. 공작물 주축대(2)와 함께, 연삭 테이블(7)은 CNC 제어의 상황에서 종래 Z축인 길이 축(6)방향으로 이동된다.
또한, 공작물 주축대(2)가 길이 축(6)에 수직 방향으로 변위 모터(8)에 의해 이동될 수 있는 연삭 스핀들 슬라이드(9)가 기계 베드(1)위에 위치된다. 연삭 스핀들 슬라이드(9)위에, 연삭 주축대(10)가 피벗 축(11)에 대해 선회 가능하게 배치된다. 선회 방향은 회전하는 화살표 B로 표시된다. 피벗 축은 연삭 스핀들 슬라이드(9)에 수직이고 수직으로 보통 회전한다.
제 1 연삭 스핀들(12) 및 제 2 연삭 스핀들(13)은 연삭 주축대에 위치된다. 2개의 연삭 스핀들의 회전 및 구동 축은 평행하다. 제 1 연삭 휠(14)은 연삭 스핀들(12)에 부착된다, 연삭 스핀들(13)은 연삭 아버(arbor)(15)에 부착된 제 2 연삭 휠(16)과 끼워 맞춤된다. 도 1 에 명백하게 도시된 바와 같이, 제 1 연삭 휠(14) 및 제 2 연삭 휠(16)은 연삭 주축대(10)의 동일 측면위에 모두 배치된다.
도 1 은 제 1 연삭 휠(14)의 외주면이 연삭되는 기계 부품(5)의 가공면에 대향하여 놓여지게 되는 연삭 절차의 제 1 가공 상태를 도시한 것이다.
반대로, 도 2 는, 제 2 연삭 휠(16)의 축이 공작물 주축대(2)의 길이 축(6)과 평행하게 이격하여 뻗어 있는, 제 2 가공 상태인 것을 제외하고는 도 1 과 동일한 도면이다.
도 1 에 따른 위치로부터 도 2 에 따른 위치로 이동하기 위해서, 연삭 스핀들 슬라이드(9)는 X-축 방향에서 어느정도 바깥쪽, 즉 길이 축(6)의 수직 방향으로 이동되어야 한다. 그런 후, 연삭 스핀들 슬라이드(9)위의 연삭 주축대(10)가 약 90 도 이상의 각으로 선회될 수 있으며, 그 결과 제 2 연삭 휠(16)을 갖는 제 2 연삭 스핀들(13)이 도 2 에서 보여지는 위치라고 가정한다. 도 2 에서, 선회 이동이 회전하는 화살표 B 로 또한 표시되었다.
도 3 은 연삭되는 기계 부품(5)의 확대 단면도이다. 기계 부품은 회전 및 길이 축(17)에 회전 대칭이다. 기계 부품은 허브부(hub part)(18)와 콘 형상의 플랜지(19)를 포함하며, 길이 방향의 보어(20)는 기계 부품의 전체 길이를 통과한다.
길이 방향의 보어는, 기계 부품의 전체 길이를 연삭하지 않도록 단차형성될 수 있다. 일반적으로, 길이 방향의 보어가 축의 세그먼트(21, 22 및 23)에서 연삭되기만 하면 충분하다. 큰 단부면에서, 콘 형상의 플랜지(19)는 직선 윤곽을 갖는 단면의 편평한 절두 원추체와 같은 형상으로 구체화된다.
도시된 기계 부품은 무단 변속기에서 사용되는 원뿔형 디스크이며, 조립 상태에서는 체인, 벨트 등이 가공면(24)에 슬라이드한다. 상호 반대의 2개 가공면(24)이, 그들 사이의 거리 ,즉 체인 또는 벨트가 슬라이드되는 반경을 변경하여, 변경될 수 있으며, 이 결과 전동비(傳動比)가 상이하게 된다. 따라서, 이는 가공면(24)의 완전하고 주의 깊은 연삭이 다듬질된 무단 변속기의 기능에 얼마나 중요한지를 분명하게 한다.
도 3 에 도시된 기계 부품은 상술한 척(3)에 클램핑되는 실린더형 클램핑 표면(25) 및 평면의 정지면(stop surface)(26)을 가진다. 클램핑 죠우(4)는 실린더형 클램핑 표면(25)을 에워싸는 반면에, 축 정지는 클램핑 죠우(4) 위의 정지면(26)에 의해 제공된다. 따라서, 기계 부품(5)은 일측면의 외부에 클램프되어, 도 3 에서 우측인 전체 단부면 및 특히 가공면(24)의 가공이 자유롭다. 또한, 작은 연삭 휠이 내부 연삭을 목적으로 길이 방향의 보어로 삽입될 수 있다.
도 4 는 기계 부품(5)의 가공면(24)이 수직 연삭을 사용하여 연삭되는 제 1 가공 상태를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 우선 기계 부품(5)은 척(3)의 클램핑 죠우(4) 사이에서 클램프된다. 그 후, 가공물 스핀들은 대개 가변 속도 전동기에 의해 회전하도록 구동된다. 이와 함께, 기계 부품(5)은 공작물 주축대(2)의 길이 축(6)과 동일한 그의 회전 및 길이 축(17)에 대해 회전한다.
제 1 연삭 휠(14)을 갖는 제 1 연삭 스핀들(12)은 이미 도 1 에서 설명된 위치에 있다. 공작물 주축대(2)를 갖는 기계 테이블(7)이 도 4 에서 Z축 방향의 우측으로 변위된다는 점에서, 회전하는 제 1 연삭 휠이 기계 부품(5)의 가공면(24)에 대향하여 위치된다. 제 1 연삭 휠(14)의 축 연장부(28)는 기계 부품(5)의 방사상 경사 연장부보다 어느 정도 크다. 따라서, 전체 가공면(24)은 상술한 바와 같은 장점을 갖는 수직 연삭법을 사용하는 제 1 연삭 휠(14)에 의해 연삭된다.
제 1 연삭 휠(14)은 오랜 공구 수명을 갖는 세라믹 바운드 CBN 휠이다.
도 5 는 도 2 에 따른 도면에 대응하는 제 2 가공 상태를 묘사하고 있다. 도 5 에 따른 설명에서, 제 2 연삭 휠(16)은 이미 길이 방향의 보어(20)에 삽입되어 있으며, 길이 방향 보어(20)의 축 세그먼트(21)를 가공한다. 재 2 연삭 휠(16)의 회전 축은 공작물 주축대(2) 및 기계 부품(5)의 공통 길이 축(6)과 평행하게 떨어져서 위치된다. 이 상태에서, 길이 방향 보어(20)의 세그먼트(21, 22 및 23)의 내부 연삭이 행해져, 이러한 실린더 연삭이 길이 방향 연삭, 거친 연삭 또는 경사 이송 연삭으로서 일어날 수 있다.
*도면의 주요 부분의 간단한 설명*
1. 기계 베드 2. 공작물 주축대
3. 척(chuck) 4. 클램핑 죠우
5. 기계 부품 6. 길이 축
7. 연삭 테이블 8. 변위 모터
9. 연삭 스핀들 슬라이드 10. 연삭 주축대
11. 피벗 축 12. 제 1 연삭 스핀들
13. 제 2 연삭 스핀들 14. 제 1 연삭 휠
15. 연삭 아버 16. 제 2 연삭 휠
17. 회전 및 길이 축 18. 허브부
19. 콘 형상 플랜지 20. 길이 방향 보어
21, 22, 23. 축 세그먼트 24. 가공면
25. 클램핑 면 26. 정지면
27. 접촉 라인 28. 축 연장부

Claims (11)

  1. 길이 방향 보어(bore)(20)와 직선 윤곽을 갖는 단면의 편평한 절두 원추체 형태인 가공면(24)으로 구체화된 일 단부면(one end-face) 표면이 제공된 회전 대칭인 기계 부품을 연삭하는 방법에 있어서,
    제 1 실린더 연삭 휠(14)의 회전 원주면은 상기 가공면(24)에 대향하여 수직으로 위치되고, 상기 기계 부품은 상기 제 1 연삭 휠(14)에 대하여 그의 회전 및 길이 축(17) 방향으로 변위되어, 상기 제 1 연삭 휠(14)의 축 연장부(28)가 상기 가공면(24)의 방사상 경사 연장부를 덮으며, 상기 기계 부품(5)의 상기 가공면(24)은 그의 외주의 일 측면에 유지되어 연삭되는 것을 특징으로 하고, 또한 더 작은 직경의 제 2 연삭 휠(16)이 적어도 상기 제 1 및 제 2 연삭 휠(14 및 16)을 운반하는 연삭 주축대(10)를 선회하여 상기 기계 부품(5)의 상기 길이 방향 보어(20)내로 들어가며, 상기 내벽과 방사상으로 대향하여 위치되어, 동일한 클램핑 상태에서 상기 길이 방향 보어(20)의 내벽이 연삭되는 것을 특징으로 하는 회전 대칭인 기계 부품의 연삭 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 길이 방향 보어(20)의 상기 내벽이 길이 방향 연삭(logitudinal grinding)을 사용하여 연삭되는 것을 특징으로 하는 회전 대칭인 기계 부품의 연삭 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 길이 방향 보어(20)의 상기 내벽이 필 연삭(peel grinding)을 사용하여 연삭되는 것을 특징으로 하는 회전 대칭인 기계 부품의 연삭 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 길이 방향 보어(20)의 상기 내벽이 이송 연삭(infeed grinding)을 사용하여 연삭되는 것을 특징으로 하는 회전 대칭인 기계 부품의 연삭 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 길이 방향 보어(20)의 상기 내벽의 개별 축 세그먼트(21, 22, 및 23)가 연삭되는 것을 특징으로 하는 회전 대칭인 기계 부품의 연삭 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 3개의 연삭 휠이 상기 연삭 휠을 운반하는 3 개 연삭 스핀들을 선회하여 그들의 작업 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 회전 대칭인 기계 부품의 연삭 방법.
  7. 길이 방향 보어(20)와 직선 윤곽을 갖는 단면의 편평한 절두 원추체 형태인 가공면(24)으로 구체화된 일 단부면 표면이 제공된 회전 대칭인 기계 부품을 연삭하는, 청구항 1 항 내지 청구항 6 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하는 장치에 있어서,
    그의 외주에서 상기 기계 부품(5)의 일 측면을 클램핑하고 상기 기계 부품을 회전 구동하는 클램핑 장치,
    상기 기계 부품(5)의 회전 및 길이 축(17)에 수직하게 뻗어 있는 방향으로 이동될 수 있는 연삭 스핀들 슬라이드(9),
    상기 기계 부품의 회전 및 길이 축(17) 방향으로 상기 기계 부품(5)의 길이 방향 변위를 위한 장치,
    상기 연삭 스핀들 슬라이드의 변위 면에 수직으로 뻗어 있는 피벗 축(11)을 통하여 상기 연삭 스핀들 슬라이드(9)에 부착되고, 가공 위치로 선회될 수 있는 적어도 2개의 연삭 스핀들(12, 13)을 지지하는 연삭 주축대(10),
    제 1 연삭 스핀들(12)상에 배치되고 그에 의해 구동되며, 상기 가공면(24)의 수직 연삭용으로 상기 기계 부품(5)상에 위치되고 상기 가공면(24)의 방사상 경사 연장부보다 큰 축 연장부(28)를 갖는 제 1 실린더 연삭 휠(14), 및
    제 2 연삭 스핀들(13)상에 배치되고 그에 의해 구동되며, 상기 제 1 연삭 휠(14)보다 작은 직경을 가지고 상기 기계 부품(5)의 길이 방향 보어(20)의 내부 실린더 연삭용인 제 2 실린더 연삭 휠(16)을 포함하며,
    상기 연삭 주축대(10)의 선회 위치에 따라, 상기 제 1 연삭 휠의 회전 원주면이 연삭되는 상기 기계 부품(5)의 상기 가공면(24)에 놓여지거나, 상기 제 2 연삭 휠(16)의 축이 상기 기계 부품(5)의 상기 회전 및 길이 축(6)에 평행하게 이격되어 작동하는 것을 특징으로 하는 회전 대칭인 기계 부품의 연삭 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 연삭 주축대(10)상에 2 개 연삭 스핀들(12,13)의 배열에서, 그들의 축은 상호 평행하게 뻗어 있고 상기 2 개 연삭 휠(14, 16)은 상기 연삭 주축대(10)의 동일한 면에 부착되는 것을 특징으로 하는 회전 대칭인 기계 부품의 연삭 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 연삭 휠을 각각 갖는 3 개 연삭 스핀들은 각각 120 도 간격으로 상기 연삭 주축대에 부착되는 것을 특징으로 하는 회전 대칭인 기계 부품의 연삭 장치.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클램핑 장치는 중심으로 조정 가능한 클램핑 죠우(jaw)(4)를 갖는 척(chuck)(3)인 것을 특징으로 하는 회전 대칭인 기계 부품의 연삭 장치.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클램핑 장치는 상기 연삭 스핀들 슬라이드(9)에 대하여 상기 기계 부품(5)의 상기 회전 및 길이 축(17)으로 이동될 수 있는 연삭 테이블(7)상에 위치되는 것을 특징으로 하는 회전 대칭인 기계 부품의 연삭 장치.
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