KR20070075055A - 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기 - Google Patents

스핀들의 테이퍼 내경 연삭기 Download PDF

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KR20070075055A
KR20070075055A KR1020060003345A KR20060003345A KR20070075055A KR 20070075055 A KR20070075055 A KR 20070075055A KR 1020060003345 A KR1020060003345 A KR 1020060003345A KR 20060003345 A KR20060003345 A KR 20060003345A KR 20070075055 A KR20070075055 A KR 20070075055A
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Abstract

본 발명은 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전절삭기계에서 공구 홀더가 고정되는 스핀들을 분해하지 않고 스핀들의 테이퍼 내경을 연삭할 수 있는 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기는, 회전절삭기계의 스핀들의 테이퍼 내경을 연삭하기 위한 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기에 있어서, 회전절삭기계의 베드에 놓이는 베이스와, 상기 회전절삭기계의 스핀들 회전축과 나란한 스윙축을 중심으로 상기 베이스에 대하여 상대적으로 스윙회전이 가능하게 상기 베이스에 설치된 스윙바디와, 상기 스윙바디를 스윙회전시키기 위한 스윙회전수단과, 상기 회전절삭기계의 스핀들의 테이퍼 모선과 평행한 방향으로 상기 스윙바디에 대하여 상대적으로 직선이송이동이 가능하게 상기 스윙바디에 설치된 이송바디와, 상기 이송바디를 왕복으로 직선이송이동시키기 위한 이송수단과, 상기 이송바디의 직선이동방향과 평행한 스핀들축을 중심으로 상기 이송바디에 대하여 상대적으로 회전이 가능하게 상기 이송바디에 설치된 연삭스핀들과, 상기 연삭스핀들을 회전시키기 위한 회전수단과, 상기 연삭스핀들의 선단에 고정되는 연삭공구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
스핀들, 테이퍼

Description

스핀들의 테이퍼 내경 연삭기{MACHINE FOR GRINDING TAPER HOLE OF SPINDLE}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기를 개념적으로 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기를 도시한 측면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기를 도시한 정면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기로 수직형 회전절삭기계의 스핀들의 테이퍼 내경이 연삭되는 상태를 개념적으로 도시한 개념도
도 5는 일반적인 스핀들 및 공구 홀더를 도시한 개념도
<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>
1 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기
10 베이스
20 스윙바디
21 스윙축
22 하부스윙바디
23 요잉축
24 상부스윙바디
25 이송가이드
26 커버
27a,27b 평행맞춤봉
30 스윙회전수단
31 웜기어축
32 스윙핸들
33 웜기어
34 웜휠기어
40 이송바디
41 바디부
42 가이드지지부
50 이송수단
51 구동축
52 이송핸들
53 구동기어
54 스크류축
55 종동기어
56 스크류잭
60 연삭 스핀들
70 회전수단
80 연삭공구
90 밸런스웨이트
91a,91b 지지롤러
92 웨이트추
93 연결케이블
2 스핀들
2a 테이퍼 내경
3 베드
4 공구 홀더
4a 테이퍼 외경
5 절삭공구
6 각도보정웨지
본 발명은 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전절삭기계에서 공구 홀더가 고정되는 스핀들을 분해하지 않고 스핀들의 테이퍼 내경을 연삭할 수 있는 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기에 관한 것이다.
절삭공구를 회전시켜 가공물을 절삭가공하는 회전절삭기계에서는 회전하는 스핀들에 절삭공구를 고정시킨다. 일반적으로 절삭공구는 그 고정이 확실하게 이루어지고 그 교체가 용이하도록 공구 홀더(또는 공구 척)에 절삭공구를 고정시키고 그 공구홀더를 스핀들에 고정시키는 구조를 갖는다. 도 5는 일반적인 스핀들 및 공구 홀더를 도시한 개념도이다. 절삭공구(5)가 고정된 공구 홀더(4)와 스핀들(2)의 결합은 공구 홀더(4)에 구비된 테이퍼 외경(4a)을 스핀들(2)에 구비된 테이퍼 내경(2a)에 밀착되록 삽입시켜 이루어진다. 따라서, 상기 공구 홀더(4)의 테이퍼외(4a)과 스핀들(2)의 테이퍼 내경(2a)의 표면은 절삭가공의 정밀도에 큰 영향을 미친다.
일반적으로 스핀들의 테이퍼 내경은 절삭가공과 공구의 잦은 교체로 마모가 진행될 뿐만 아니라 부식이 발생된다. 상기와 같은 마모와 부식이 발생된 스핀들에 공구 홀더가 장착된 경우에는 절삭공구의 중심이 스핀들의 중심과 일치하지 않게 되고 그에 따라 절삭 정밀도가 떨어진다.
따라서, 현장에서는 주기적으로 스핀들의 테이퍼 내경을 주기적으로 정확하게 연마하고 있다. 그러나 스핀들의 테이퍼 내경의 연삭을 위해서는 스핀들을 절삭기계로부터 분해하여야 한다. 상기와 같이 스핀들의 테이퍼 내경의 연삭을 위해 스핀들을 분해하여 조립하는 작업은 시간이 많이 소요된다. 이는 절삭기계의 가동율을 현저히 떨어뜨리는 요소이다. 뿐만 아니라 스핀들의 분해 및 조립 작업은 매우 번거롭고 정밀도 및 숙련을 요하는 작업이다. 특히, 대형 절삭기계의 경우에는 스핀들의 분해 및 조립은 매우 힘들고 위험하다.
본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스핀들을 분해하지 않고 스핀들의 테이퍼 내경을 연삭할 수 있는 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기는, 회전절삭기계의 스핀들의 테이퍼 내경을 연삭하기 위한 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기에 있어서, 회전절삭기계의 베드에 놓이는 베이스와, 상기 회전절삭기계의 스핀들 회전축과 나란한 스윙축을 중심으로 상기 베이스에 대하여 상대적으로 스윙회전이 가능하게 상기 베이스에 설치된 스윙바디와, 상기 스윙바디를 스윙회전시키기 위한 스윙회전수단과, 상기 회전절삭기계의 스핀들의 테이퍼 모선과 평행한 방향으로 상기 스윙바디에 대하여 상대적으로 직선이송이동이 가능하게 상기 스윙바디에 설치된 이송바디와, 상기 이송바디를 왕복으로 직선이송이동시키기 위한 이송수단과, 상기 이송바디의 직선이동방향과 평행한 스핀들축을 중심으로 상기 이송바디에 대하여 상대적으로 회전이 가능하게 상기 이송바디에 설치된 연삭스핀들과, 상기 연삭스핀들을 회전시키기 위한 회전수단과, 상기 연삭스핀들의 선단에 고정되는 연삭공구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기는, 상기 회전절삭기계는 수직형 회전절삭기계이고, 상기 이송바디에는 상기 이송바디의 자중을 보상하기 위한 밸런스웨이트가 연결된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기는, 상기 스윙바디는, 상기 회전절삭기계의 스핀들 회전축과 나란한 스윙축을 중심으로 상기 베이스에 대하여 상대적으로 스윙회전이 가능하게 상기 베이스에 설치된 하부스윙바디와, 상기 이송바디가 직선이동가능하게 설치되고, 상기 스윙축과 상기 회전절삭기계의 스핀들 회전축과 동시에 직각을 이루는 요잉축을 중심으로 상기 하부스윙바디에 대하여 상대적으로 회동되도록 상기 하부스윙바디에 힌지연결된 상부스윙바디로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기는, 상기 스윙바디에는 한 쌍의 평행맞춤봉이 구비된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기를 개념적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기로 수직형 회전절삭기계의 스핀들의 테이퍼 내경이 연삭되는 상태를 개념적으로 도시한 개념도이다.
도면을 참조하면 본 발명에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기(1)는 회전절삭기계의 스핀들(2)의 테이퍼 내경(2a)을 연삭하기 위한 것으로, 베이스(10), 스윙바디(20), 스윙회전수단(30), 이송바디(40), 이송수단(50), 연삭 스핀들(60), 회전 수단(70), 연삭공구(80) 및 밸런스웨이트(90)를 포함하여 구성된다.
특히, 도면에는 상기 회전절삭기계가 수직형 회전절삭기계이고, 그에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기가 도시되어 있으며, 이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명은 수평형 회전절삭기계에도 적용되는 것은 당업자에게 명백하다.
상기 베이스(10)는 수직형 회전절삭기계의 베드(3)의 상부에 놓인다. 상기 베이스(10)의 상부에는 스윙바디(20)가 스윙회전이 가능하게 지지된다. 즉, 상기 베이스(10)에는 상기 스윙바디(20)의 스윙축(21)이 회전지지된다. 또한, 상기 베이스(10)에는 상기 스윙바디(20)를 스윙회전시키기 위한 스윙회전수단(30)이 설치된다.
상기 스윙바디(20)는 이송바디(40)를 연직의 스윙축(21)을 중심으로 회전시킴으로써 상기 연삭 스핀들(60)의 평행도를 일치시키기 위한 것이다. 상기 스윙바디(20)는 상기 스핀들(2)의 회전축과 평행한 스윙축(21)을 중심으로 상기 베이스(10)에 대하여 상대적으로 회전가능하게 지지되어 상기 베이스(10)의 상부에 설치된다. 즉, 상기 스윙축(21)의 회전중심선(S)은 상기 스핀들(2)의 회전축의 회전중심선(W)과 평행하다.
한편, 상기 스윙바디(20)는 상기 스윙축(21)에 의해 상기 베이스(10)에 회전지지된 상기 스윙바디(22)와, 상기 회전절삭기계의 스핀들(2) 회전축과 나란한 요잉축(23)을 중심으로 상기 하부스윙바디(22)에 대하여 상대적으로 요잉회전이 가능하게 상기 하부스윙바디(22)에 힌지연결된 상부스윙바디(24)로 구성된다. 즉, 상 기 스윙바디(20)는 하부스윙바디(22)와 상부스윙바디(24)로 분할되어 상부스윙바디(24)가 하부스윙바디(22)에 대하여 상대적으로 요잉회전되도록 구성되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 하부스윙바디(22)는 상기 회전절삭기계의 스핀들(2) 회전축과 나란한 스윙축(21)을 중심으로 상기 베이스(10)에 대하여 상대적으로 스윙회전이 가능하도록 상기 스윙축(22)이 상기 베이스(10)에 회전지지되어 상기 베이스(10)의 상부에 설치된다. 또한, 상기 상부스윙바디(24)는 상기 스윙축(22)과 상기 회전절삭기계의 스핀들(2) 회전축과 동시에 직각을 이루는 요잉축(23)을 중심으로 상기 하부스윙바디(22)에 대하여 상대적으로 회동되도록 상기 하부스윙바디(22)에 힌지연결된다. 상기 연삭 스핀들(60)의 회전축의 기울기 각은 상기 회전절삭기계의 스핀들(2)의 테이퍼(2a)의 테이퍼 경사각과 같아야 한다. 즉, 상기 연삭 스핀들(60)의 회전축의 회전중심선(C)은 상기 회전절삭기계의 스핀들(2)의 테이퍼(2a)의 모선의 기울기방향(T)과 평행하여야 한다. 상기와 같이 상기 상부스윙바디(22)의 요잉회전으로 상기 연삭 스핀들(60)의 회전축의 기울기를 상기 회전절삭기계의 스핀들(2)의 테이퍼(2a)의 모선의 기울기와 평행하게 보정할 수 있게 된다. 즉, 상기 회전절삭기계의 스핀들(2)의 테이퍼(2a)의 기울기를 측정장비로 측정하여 상기 연삭 스핀들(60)의 기울기를 보정값을 계산하고, 그 보정값에 상당하는 각도(θ2)만큼 상기 연삭 스핀들(60)의 기울기가 변경되도록 상기 상부스윙바디(24)와 상기 하부스윙바디(22) 사이에 각도보정웨지(6)을 삽입시켜 상기 상부스윙바디(24)를 θ2만큼 요잉축(23)을 중심으로 회전시킴으로써 상기 연삭 스핀들(60)의 기울기를 보정할 수 있게 된다. 여기서, 상기 요잉축(23)의 회전중심선(Y)은 상기 연삭 스핀들 (60)의 회전중심선(C) 및 상기 스윙축(21)의 회전중심선(S)과 직각을 이루도록 하는 것이 바람직하다.
상기 상부스윙바디(24)에는 상기 이송바디(40)가 직선이송이동이 가능하게 설치된다. 도면을 참조하면, 상부스윙바디(24)에는 상기 이송바디(40)의 직선이송이동을 가이드하도록 이송가이드(25)가 상기 이송바디(40)의 이송방향(F)와 나란하게 설치된다. 또한, 상기 상부스윙바디(24)에는 상기 이송가이드(25) 및 이송수단(50)를 덮기 위한 커버(24)가 형성된다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 스윙바디(20)는 이송바디(40)를 연직의 스윙축(21)을 중심으로 스윙회전시킴으로써 상기 연삭 스핀들(60)의 평행도를 일치시키기 위한 것이다. 상기 연삭 스핀들(60)의 평행도 일치는 회전절삭기계의 스핀들(2) 회전축의 회전중심선과 상기 연삭 스핀들(60)의 회전중심선(C)이 이루는 평면이 상기 회전절삭기계에 미리 정해진 소정의 기준 방향(Ha)과 평행하도록 일치시키는 것이다. 상기와 같은 연삭 스핀들(60)의 평행도 일치를 보다 용이하고 정확하게 이루어지도록 상기 스윙바디(20)에는 한 쌍의 평행맞춤봉(27a,27b)이 구비된다. 상기와 같은 연삭 스핀들(60)의 평행도 일치는 상기 한 쌍의 평행맞춤봉(27a,27b)을 연결하는 직선방향(Hb)을 상기 회전절삭기계에 미리 정해진 소정의 기준 방향(Ha)과 평행하게 맞춤으로써 간단하게 이루어진다. 예를 들면, 한 쌍의 평행맞춤봉(27a,27b)을 상기 회전절삭기계에 미리 정해진 소정의 기준 방향(Ha)과 평행한 면에 동시에 접촉시키면 상기 한 쌍의 평행맞춤봉(27a,27b)을 연결하는 직선방향(Hb)은 기준 방향(Ha)과 평행하게 맞추어지게 된다.
상기 스윙회전수단(30)은 상기 스윙바디(20)를 회전시키기 위한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 스윙회전수단(30)은 웜기어(33)가 일체로 구비되어 상기 베이스(10)에 회전가능하게 설치된 워엄기어축(31)과, 상기 워엄기어축(31)을 회전시키기 위한 스윙핸들(32)과, 상기 웜기어축(31)의 회전력을 상기 스윙축(22)에 전달하도록 상기 워엄기어(33)에 맞물려 상기 스윙축(22)에 결합된 웜휠기어(34)를 포함하여 구성된다.
상기 이송바디(40)는 연삭 스핀들(60)을 상기 스핀들(2)의 테이퍼 내경(2a)의 모선의 기울기방향(T)과 평행한 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 상기 이송바디(40)는 상기 스핀들(2)의 테이퍼 내경(2a)의 모선의 기울기방향(T)과 평행한 이송방향(F)으로 상기 스윙바디(20)에 대하여 상대적으로 직선이송이동이 가능하게 상기 스윙바디(20)에 지지되어 설치된다. 상기 이송바디(40)는 상기 스윙바디(20)의 상부스윙바디(24)에 설치된 직선이동가이드(25)을 따라 이동되도록 그 직선이동가이(25)에 연결된 가이드연결부(42)가 바디부(41)에 연결되게 구성된다. 상기 바디부(41)에는 상기 연삭 스핀들(60)과 그 연삭 스핀들(60)을 회전시키기 위한 회전수단(70)이 설치된다.
상기 이송수단(50)은 상기 이송바디(40)를 왕복으로 직선이송이동시키기 위한 것이다. 도면을 참조하면 상기 이송수단(50)은 상기 상부스윙바디(24)에 회전가능하게 설치된 구동축(51)과, 상기 구동축(51)을 회전시키기 위한 이송핸들(52)과, 상기 구동축(51)에 연결된 구동기어(53)와, 상기 이송가이드(25)와 나란한 회전축을 중심으로 상기 상부스윙바디(24)에 회전지지되어 상기 상부스윙바디(24)에 회전가능하게 설치된 스크류축(54)과, 상기 구동축(51)의 회전력을 상기 스크류축(54)에 전달하도록 상기 구동기어(52)에 맞물려 상기 스크류축(54)에 연결된 종동기어(55)와, 상기 스크류축(54)의 회전으로 상기 스크류축(54)을 따라 직선이동되도록 상기 스크류축(54)에 나사결합되어 상기 이송부바디(41)에 연결된 스크류잭(56)을 포함하여 구성된다.
상기 연삭 스핀들(60)은 상기 이송바디(40)의 이송방향(F)과 평행한 회전축을 중심으로 회전가능하게 상기 이송바디(40)에 회전지디되어 상기 이송바디(40)에 설치된다.
상기 회전수단(70)은 상기 연삭 스핀들(60)을 회전시키기 위한 것으로 상기 이송바디(40)의 내부에 설치된 모터(도면에 미도시) 및 기어나 벨트와 같은 동력전달수단(도면에 미도시)로 구성된다.
상기 연삭공구(80)는 상기 연삭 스핀들(40)의 선단에 고정되어 상기 스핀들(2)의 테이퍼 내경(2a)에 접촉되어 그 테이퍼 내경(2a)를 연마하기 위한 것으로 연마숫돌 등이 이에 해당된다.
상기 밸런스웨이트(90)는 상하로 경사지게 이송되는 이송바디(40)의 무게를 상쇄시키기 위한 것으로 상기 이송바디(40)에 연결된다. 도면을 참조하면, 상기 발란스웨이트(90)는 상기 스윙바디(20)에 설치된 지지롤러(91a,91b)와, 상기 이송바디(40)의 무게를 상쇄시킬 수 있는 무게를 갖는 웨이트추(92)와, 상기 지지롤러(91a,91b)에 걸쳐져 일단은 상기 이송바디(40)에 연결되고 타단은 상기 웨이트추(92)에 연결된 연결케이블(93)로 구성된다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기는 회전절삭기계의 스핀들을 분해하지 않고 스핀들의 테이퍼 내경을 연삭할 수 있는 장점을 갖는다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (4)

  1. 회전절삭기계의 스핀들의 테이퍼 내경을 연삭하기 위한 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기에 있어서,
    회전절삭기계의 베드에 놓이는 베이스와,
    상기 회전절삭기계의 스핀들 회전축과 나란한 스윙축을 중심으로 상기 베이스에 대하여 상대적으로 스윙회전이 가능하게 상기 베이스에 설치된 스윙바디와,
    상기 스윙바디를 스윙회전시키기 위한 스윙회전수단과,
    상기 회전절삭기계의 스핀들의 테이퍼 모선과 평행한 방향으로 상기 스윙바디에 대하여 상대적으로 직선이송이동이 가능하게 상기 스윙바디에 설치된 이송바디와,
    상기 이송바디를 왕복으로 직선이송이동시키기 위한 이송수단과,
    상기 이송바디의 직선이동방향과 평행한 스핀들축을 중심으로 상기 이송바디에 대하여 상대적으로 회전이 가능하게 상기 이송바디에 설치된 연삭스핀들과,
    상기 연삭스핀들을 회전시키기 위한 회전수단과,
    상기 연삭스핀들의 선단에 고정되는 연삭공구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전절삭기계는 수직형 회전절삭기계이고,
    상기 이송바디에는 상기 이송바디의 자중을 보상하기 위한 밸런스웨이트가 연결된 것을 특징으로 하는 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스윙바디는, 상기 회전절삭기계의 스핀들 회전축과 나란한 스윙축을 중심으로 상기 베이스에 대하여 상대적으로 스윙회전이 가능하게 상기 베이스에 설치된 하부스윙바디와,
    상기 이송바디가 직선이동가능하게 설치되고, 상기 스윙축과 상기 회전절삭기계의 스핀들 회전축과 동시에 직각을 이루는 요잉축을 중심으로 상기 하부스윙바디에 대하여 상대적으로 회동되도록 상기 하부스윙바디에 힌지연결된 상부스윙바디로 구성된 것을 특징으로 하는 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 스윙바디에는 한 쌍의 평행맞춤봉이 구비된 것을 특징으로 하는 스핀들의 테이퍼 내경 연삭기.
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