KR20140056331A

KR20140056331A - 실린더 유닛 및 선반을 제조하는 깎는 공구 및 방법

Info

Publication number: KR20140056331A
Application number: KR1020147006396A
Authority: KR
Inventors: 알프레드 오스테르타그
Original assignee: 에코롤 아게 베르크초이그테크닉
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2014-05-09
Also published as: KR101989640B1; WO2013020547A1; BR112014002795A2; CA2844258A1; CN103732336A; US9308586B2; CN103732336B; MX2014001658A; PL2741880T3; DE102011110044A1; DE102011110044B4; EP2741880B1; US20140216217A1; EP2741880A1; MX350115B; BR112014002795B1; CA2844258C

Abstract

실린더 유닛을 제조하는 방법은 선반(34)의 가공품 고정 장치(42)에 실린더(44)를 고정시키는 단계, 상기 가공품 고정 장치(42)를 회전시킴으로써, 깎는 공구(10)에 의해 실린더(44)의 실린더 내부 표면(62)을 깎되, 상기 깎인 실린더 내부 표면(62)을 형성하도록 깎는 단계, 상기 가공품 고정 장치(42)를 회전시킴으로써, 롤링 공구(60)에 의해 상기 깎인 실린더 내부 표면(62)를 매끄럽게 롤링하는 단계, 및 상기 실린더 유닛의 앞 표면(64)을 적어도 처리하는 단계를 포함하며, 상기 깎는 단계, 상기 매끄럽게 롤링하는 단계, 및 상기 앞 표면(64)을 적어도 처리하는 단계는 하나의 셋팅으로 수행된다.

Description

실린더 유닛 및 선반을 제조하는 깎는 공구 및 방법{PARING TOOL, METHOD FOR PRODUCING A CYLINDER UNIT AND LATHE}

본 발명은 실린더 유닛을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다: (a) 선반(lathe)의 가공품 고정 장치(workpiece clamping device)에 실린더를 고정시키는 단계, (b) 특히, 상기 가공품 고정 장치의 회전을 통하여 깎는 공구(skiving tool)에 의해 실린더의 내부 표면을 깎되, 상기 깎인 실린더 내부 표면을 형성하도록 깎는 단계, (c) 상기 가공품 고정 장치를 회전시킴으로써, 롤링 공구(rolling tool)에 의해 상기 깎인 실린더 내부 표면을 매끄럽게 롤링하는 단계, 및 (d) 상기 실린더 유닛의 앞 표면을 적어도 처리하는 단계.

제 2 양태에 따르면, 본 발명은 깎는 공구에 관한 것이고, 상기 깎는 공구는 냉각 윤활유(cooling lubricant)를 전달하는 적어도 하나의 냉각 윤활유 노즐, 상기 냉각 윤활유가 상기 냉각 윤활유 노즐에서 처리될 수 있도록 하는 적어도 하나의 냉각 윤활유 파이프, 부동 방식으로(in a floating) 장착되고, 반경 방향으로 적어도 이동될 수도 있는 적어도 2 개의 깎는 날들(skiving blades), 및 상기 깎는 날들이 뻗고, 오므릴 수 있도록 하는(extended and retracted) 조향 실린더(steering cylinder)를 특징으로 한다.

제 3 양태에 따르면, 본 발명은 선반에 관한 것으로, 상기 선반은 다음을 갖춘다: (i) 축대(spindle), (ii) 상기 축대에 의해 구동될 수 있으며, 실린더 유닛을 고정시키도록 프로그램화되어, 상기 실린더 유닛이 실린더의 길이 방향 축을 중심으로 선회될 수 있는 가공품 고정 장치, 및 (iii) 상기 실린더 유닛의 적어도 하나의 면이 처리될 수 있도록, 상기 가공품 고정 장치에 대해 주어진 위치에 절단 공구를 위치시키는 슬라이드.

특히 유압 및 공압 실린더 유닛들을 의미하는 실린더 유닛들은 차량 구성에서 특히나 널리 사용된다. 피스톤은 실린더 유닛에 압력 유체를 공급하기 위해 올라간다. 실린더 유닛의 최대 길이 변화에 따라서, 짧은 스트로크 또는 긴 스트로크 실린더들이 정의된다. 차량 구성에서, 짧은 스트로크 실린더는, 예를 들면 파워 조향 부품으로서, 자주 사용된다.

이러한 종류의 짧은 스트로크 실린더는 마지막에 실린더 유닛이 되는 처리를 우선적으로 처리함으로써, 제조되어 왔다. 소위 이러한 마지막 공정 중에, 평평한 앞 표면, 이뿐 아니라, 필요하다면, 앞 표면에 근접한 성형화된 모든 소자들(예를 들면, 나사산, 링 그루브(ring grooves), 실링 시트(sealing seats) 또는 삽입 챔퍼(insertion chamfers))는 예를 들면, 선회 처리에 의해 제조된다. 마지막 공정은 일반적으로, 선회(turning) 또는 밀링(milling) 기계장치를 사용하여 실행된다. 차후 단계에서, 마지막에 처리되는 블랭크(end-processed blank)는 딥-드릴링 기계장치(deep drilling machine)에 의해 고정되고, 이때 상기 딥-드릴링 기계장치에 의해 실린더 내부 표면이 제조되되, 피스톤이 진행함에 따라 제조된다. 구축된 제조 공정의 단점은 어려움을 통해서만 정확도를 매우 높게 할 수 있다는 점이다.

본 발명은, 실린더 유닛들, 특히 짧은 스트로크의 실린더 유닛을 제조하는 동안의 정확성 및 경제성을 개선시켜, 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명은, 깎는 단계, 매끄럽게 롤링하는 단계 및 앞 표면을 적어도 처리하는, 특히 앞 표면에 근접하기 위치된 모든 성형 소자를 적어도 처리하는 단계는 하나의 셋팅으로 실행되되, 예를 들면, 선회 또는 밀링에 의해 실행되는 일반적인 절차로 상기의 문제점을 해결한다. 제 2 양태에 따라서, 본 발명은 일반적인 깎는 공구로 상기의 문제점을 해결하고, 이때 상기 깎는 공구는 냉각 윤활유 파이프를 통해 압력을 받을 수 있는 조향 실린더를 갖춘다. 제 3 양태에 따라서, 본 발명은 일반적인 선반으로 상기의 문제점을 해결하고, 이때 상기 선반은, 실린더 유닛의 실린더 내부 표면이 깎는 공정 하에 처리되도록 설정되는 깎는 공구와, 그리고 실린더 유닛의 실린더 내부 표면이 매끄러운 롤링에 의해 가공될 수 있도록 설정되는 실린더 내부 표면의 매끄러운 롤링을 위한 매끄러운 롤링 공구를 기술적 특징으로 한다.

본 발명의 이점은, 하나의 셋팅으로 실린더 내부 표면을 최종 처리 및 제조하는데 있어, 높은 정확도를 가지도록 하는 것이다. 재-고정 중에, 정확성의 손실은 불가피하게 클 수밖에 없는데, 이는 조정 에러가 일어나기 때문이다. 하나의 셋팅의 처리 방식은 지금까지 가능하지 않았다. 이와 동일하게, 선반 상의 딥 드릴링 처리 역시 가능하지 않은데, 이는 딥 드릴링 처리가 냉각 침수(submersion cooling)를 필요로 하기 때문이다. 그러나, 선반들은 필요한 냉각 윤활유 유동을 공급할 수 없다. 이와 동시에, 딥 드릴링 기계장치를 이용하여 최종 처리를 수행할 수도 없는데, 이는 딥 드릴링 기계장치가, 실린더 유닛의 면에 관한 불가피한 정확성을 만들어 내는 절단 공구를 제공할 수 있는 슬라이드를 특징으로 하고 있지 않기 때문이다.

본 발명의 추가적인 이점은 큰 노력 없이 실린더 유닛을 제조할 수 있다는 점이다. 상기와 같이, 재-고정은 더 이상 필요하지 않고, 이에 따른 시간도 소모되지 않는다. 나아가, 2 개의 기계장치를 유지할 필요도 없는데, 이는 실린더의 가공 처리가 일반적으로 선반 상에서 완료될 수 있기 때문이다.

본 발명의 설명 문맥에 있어서, 실린더는 특히 처리 후에 실린더 유닛의 부품이 되는 구성요소를 의미한다. 상기와 같이, 깎는 단계 전에, 실린더는 깎이지 않은 미가공 실린더로 기술될 수 있고, 깎는 단계 후 및 매끄러운 롤링 단계 전에는 롤링되지 않은 미가공 실린더로 기술될 수 있다. 매끄러운 롤링 단계 후에, 실린더는 특히, 피스톤과, 실린더 유닛용 실린더 헤드로 완성된다.

반드시 요구되지는 않지만, 실린더 유닛의 앞 표면의 처리가 매끄러운 롤링 단계 및/또는 깎는 단계 이후에 일어나는 것도 가능하다. 상기 앞 표면, 이뿐 아니라 상기 앞 표면에 근접한 모든 성형 소자들이 우선적으로 선회 또는 밀링에 의해 처리되는 것(단지 깎는 단계는 이후에 일어남)이 가능하다. 적어도 이론적으로, 생각해볼 수 있는 바와 같이, 양 공정은 결합 공구를 이용하여 동시에 일어날 수 있다. 이와 마찬가지로, 실린더 표면의 깎는 단계 및 매끄러운 롤링 단계 이후에 최종 공정을 실행하는 것이 가능하다.

기술적 특징으로 여겨지는 바와 같이, 상기 깎는 단계, 매끄러운 롤링 단계 및 앞 표면을 적어도 처리하는 단계는 하나의 셋팅으로 선회함으로써 실행되고, 특히나, 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 앞 표면에 근접한 모든 성형 소자들이 처리된다. 용어 '선회(turning)'는 절단 공정을 의미한다.

실린더 내부 표면의 깎는 단계는, 내부를 깎는 공구로 최적으로 실행될 수 있고, 상기 내부 깎는 공구는 진동 서스펜션(oscillating suspension)으로 뻗음이 가능하거나 오므림이 가능한 2 개 이상의 깎는 날들을 특징으로 한다. 이러한 종류의 내부 깎는 공구는 최종 표면이 깎는 날들에 의해 손상되지 않되, 내부 깎는 공구가 제거될 시에 손상되지 않는 이점을 가진다.

실린더의 실린더 내부 표면을 깎는 단계는 냉각 윤활유를 사용하여 최적으로 달성된다. 이는 예를 들면, 물에 기반한 냉각 윤활유, 에멀전(emulsion) 또는 광물 오일에 기반한 냉각 윤활유일 수 있다.

바람직한 실시예에 따라서, 실린더 내부 표면을 깎는 단계는 다음 단계를 포함한다: (b1) 깎는 공구를 실린더의 실린더 내부에 삽입시키는 단계, (b2) 조향 실린더를 동작시킴으로써, 적어도 2 개의 (깎는 공구의) 깎는 날들을 배치시키는 단계, (b3) 깎는 날들에 의해 실린더 내부 표면을 절단하고, 생겨난 파편들을 냉각 윤활유를 이용하여 제거하는 단계. 여기서 (b4) 동일한 냉각 윤활유는 조향 실린더를 동작시키고 파편들을 제거하기 위해 사용된다.

기술적 특징으로 여겨지는 바와 같이, 동일한 냉각 윤활유는 조향 실린더를 동작시키고, 파편들을 제거하기 위해 사용되고, 특히 이해할 수 있는 바와 같이, 냉각 윤활유는 냉각 윤활유 순환부에 안내되고, 그 결과 무한한 길이를 가진 이론적인 공정 중에, 동일한 냉각 윤활유는 반복적으로 사용된다. 반드시 요구되지는 않지만, 조향 실린더의 동작이 냉각 윤활유로 실행될 수 있다는 것이 가능하고, 이때 상기 냉각 윤활유는 깎는 공구의 설계로 인해, 일부 지점에서 파편과 접촉하게 될 수 있다. 사실, 조향 실린더의 동작에서, 냉각 윤활유로부터의 압력을 받는 압력 유체를 사용하는 것도 가능하다. 상기와 같이, 생각해볼 수 있는 바와 같이, 냉각 윤활유를 압력 유체로부터 분리시키고, 조향 실린더가 동작할 수 있는 맴브레인(membrane) 또는 분할 피스톤이 포함될 수 있다. 본원에서 언급된 조향 실린더는 물론, 만들어진 실린더 유닛의 실린더를 의미하지 않는다. 용어 '조향 실린더(steering cylinder)' 대신에, 용어 '공구-조향 실린더(tool-steering cylinder)'도 사용될 수 있다.

조향 실린더를 동작시키고, 압력 유체가 조향 실린더 동작 중에 압력을 받도록 하는 냉각 윤활유가 동일한 파이프로부터 얻어질 시에 이점을 가지며, 이때 상기 냉각 윤활유는 냉각 윤활유 노즐로 이동되고, 상기 냉각 윤활유 노즐 외부로 나와 방출되되, 생겨난 파편들이 깎는 공정 중에 제거될 수 있는 방식으로 방출될 수 있다. 이러한 경우, 이론적으로 임의적인 길이를 가진 공정에서는 조향 실린더를 동작시킬 수 있고, 파편 역시 제거할 수 있는 냉각 윤활유의 추정된 부피가 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 실린더 내부 표면의 깎는 단계는 냉각 윤활유에 의해 파편을 제거하는 단계를 포함하고, 냉각 윤활유는 적어도 하나의 냉각 윤활유 노즐에 의해 방출되고, 냉각 윤활유 노즐에서 바로 빠져나가기 전의 냉각 윤활유는 적어도 4 MPa의 압력을 가진다. 이러한 압력 등급은, 선반 상에서 이용 가능한 소량의 냉각 윤활유를 이용하여, 깎는 단계로부터 발생된 파편들을 신뢰성 있게 제거할 수 있기 위해, 일반적으로 필요하다. 파편의 제거가 보장되지 않을 경우, 공구 및 기계 장치에 부담을 줄 수 있는, 파편 재저장(chip back-up)이라는 위험이 있을 수 있다.

실린더 내부 표면을 깎는 중에, 파편이 제거되는 냉각 윤활유 유속은 최적으로, 최대 분당 100 리터, 특히 최대 분당 50 리터에 이른다. 통상적으로, 실린더 내부 표면은, 냉각 침수, 즉, 낮은 압력 하에 높은 유속을 가진 냉각 방식을 필요로 하는 딥 드릴링에 의해 만들어진다. 깎는 공정을 이용하여, 냉각 윤활유의 낮은 유속이 달성될 수 있되, 작동될 압력이 높은 경우에 달성될 수 있다. 그러나, 선반은 일반적으로, 높은 냉각 윤활유 압력을 상응하여 공급시킬 수 없다. 이는 특히, 대량의 실린더 유닛을 제조하는 기존 선반에 적용된다.

실린더 내부 표면은 바람직하게, 최대 1.5 미터의 깊이를 가진다. 이러한 깊이까지, 본 발명에 따른 공정은 딥 드릴링에 대한 가장 큰 이점을 가진다.

본 발명에 따른 선반은 바람직하게, 하나 이상의 절단 공구, 예를 들면, 선회 공구 및/또는 밀링 공구를 포함한다. 상기와 같이, 실린더 유닛의 앞면, 그리고 바람직하게는 실린더 유닛의 측면도 높은 정확도를 가지고 처리될 수 있다.

바람직하게, 매끄러운 롤링 공구와는 독립적으로 깎는 공구를 사용할 수 있다. 본 발명에 따라, 깎고 그리고 매끄러운 롤링을 하는 결합식 공구 역시 사용될 수 있지만, 상기와 같은 공구는 복잡하다. 실린더 유닛의 처리가 하나의 셋팅으로 완료될 수 있기 때문에, 간단하고 보다 강인한 공구로 사용되기 위해, 깎는 공구가 매끄러운 롤링 공구와는 독립적으로 사용될 수 있으면서 이점을 가지게 된다.

바람직한 실시예에 따라서, 깎는 공구는 냉각 윤활유를 방출하는 적어도 하나의 냉각 윤활유 노즐, 및/또는 적어도 반경 방향으로 이동될 수 있고 유압으로(hydraulically) 동작되는 적어도 2 개의 깎는 날들을 기술적 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 따라서, 깎는 공구는, 선반의 냉각 윤활유 포트에 연결되는 냉각 윤활유 주입구를 특징으로 하는 냉각 윤활유 압력 상승 유닛과, 냉각 윤활유 압력을 상승시키는 펌프와, 그리고 냉각 윤활유 파이프에 연결된 냉각 윤활유 배출구를 포함한다. 다수의 실린더 유닛들은 지금까지, 냉각 윤활유 공급부가 신뢰 가능한 절단 공정을 확보하도록 충분한 강도를 가지고 특정의 치수로 만들어지지 않은 선반 상에서 만들어져 왔다. 본 발명의 문맥에서, 압력이 높고 유동이 낮은 냉각 윤활유 분사에 의해 파편들이 제거될 수 있기 때문에, 기존의 선반을 변형하여(냉각 윤활유 압력 상승 유닛을 포함), 단 하나의 고정 위치에서 실린더 유닛을 처리할 수 있다. 냉각 윤활유 압력 상승 유닛과 함께, 깎는 공구는 기존 변형 조립품(retrofit kit)을 구성하고, 그 결과 선반들은 하나의 셋팅으로 실린더 유닛들을 제조하기 위해 개량될 수 있다.

그 후, 냉각 윤활유는 적어도 하나의 펌프에 의한 압력 하에 발생된다. 바람직한 조건 하에서, 2 개의 펌프들이 서로 조합하여 사용될 수 있고, 즉, 우선적으로 냉각 윤활유 펌프가 선반에 포함되고, 그 다음으로 펌프가 냉각 윤활유 압력 상승 유닛에 포함되도록 서로 조합하여 사용될 수 있다.

다음의 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 추가적으로 설명한다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 깎는 공구의 사시도이고,
도 2는 도 1에 따른 깎는 공구의 정면도이고,
도 3은 도 2의 A-A 선을 절개한 단면도이고,
도 4는 도 2의 B-B 선을 절개한 단면도이고,
도 5는 도 3의 C-C 선을 절개한 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 선반의 개략도이고,
도 7은 본 발명에 따른 선반의 제 2 실시예의 개략도이며, 그리고
도 8은 본 발명에 따른 선반의 제 3 실시예의 개략도이다.

도 1은 본 발명에 따른 깎는 공구(10)를 도시하며, 상기 깎는 공구는 제 1 냉각 윤활유 노즐(12.1) 및 제 2 냉각 윤활유 노즐(12.2)을 특징으로 하고, 나아가 도 1에 도시되지 않은 추가적인 냉각 윤활유 노즐도 특징으로 한다. 깎는 공구(10)는 추가로, 3 개의 깎는 날들을 갖추고 있으며, 도 1에는 상기 깎는 날들 중 깎는 날(14.1)이 도시되어 있다. 깎는 날(14)(일반적인 모든 대상을 지칭할 시에는 번호 없이 참조 번호를 나타냄)은 기본 몸체(16)에서 진동 서스펜션으로 이루어지고, 반경 방향으로 이동될 수 있고, 즉 중심을 향하여 외부 방향 또는 내부 방향으로 이동될 수 있다.

냉각 윤활유 노즐들(12)은, 적어도 축 방향으로 대부분 진행하는 분사식 냉각 윤활유를 방출하도록 설계된다. 냉각 윤활유 노즐들(12)은 깎는 날의 파편 공간(chip space)으로 안내되도록 추가로 설정되며, 이때 상기 파편 공간은 선회 방향에 대해 뒤로 진행되어 있다. 이로써, 깎는 날들에 의해 만들어진 파편들은 분사식 냉각 윤활유에 의해 포획되고 깎는 공구(10)로부터 멀리 이동한다.

도 2는 깎는 공구(10)의 정면도를 도시한다. 주목하여야 하는 바와 같이, 깎는 공구(10)는 3 개의 대칭 구조를 가진다. 깎는 날들(14.1, 14.2, 14.3) 각각은 약 120°로 서로 갈라져 있다(offset). 기본 몸체(16)는 원통형으로 구성되어 있고, 깎는 날들(14)은, 기본 몸체(16) 주위의 가상 덮개(phantom hull) 내에 위치된 제 1 위치와, 그리고 이러한 가상 덮개를 넘어 돌출된 제 2 위치에 있을 수 있다.

도 3은 도 2의 A-A 선을 절개에 따른 깎는 공구(10)의 길이 방향 단면을 도시한다. 주목하여야 하는 바와 같이, 깎는 날(14.1)은 스위칭 콘(switching cone)(18)을 통하여 동작될 수 있도록 설정된다. 스위칭 콘(18)은 피스톤(20)에 의해 이동되고, 이때 상기 피스톤은 실린더 보어(cylinder bore) 내에 위치하고, 상기 실린더 보어와 함께 조향 실린더(24)를 구성한다.

도 3은 작동 위치에서 깎는 날(14.1)과 함께, 조향 실린더(24)를 도시하며, 이때 상기 깎는 날(14)의 에지(26.1)는 기본 몸체(16)의 가상 덮개의 실린더 위로 돌출한다. 이러한 상황에서, 스위칭 콘(18)은, 도 3에 도시되지 않은 스프링의 힘에 대항하여, 깎는 날(14.1)을 외부 방향으로 밀어낸다.

도 4는 도 2의 B-B 선을 절개에 따른 깎는 공구(10)의 길이 방향 단면을 도시한다. 주목해야 하는 바와 같이, 냉각 윤활유 노즐(12.1)에는 냉각 윤활유 파이프(28)를 통하여 냉각 윤활유가 공급될 수 있다. 냉각 윤활유는 냉각 윤활유 공급부(30)를 통하여 냉각 윤활유 파이프(28)에 이른다. 냉각 윤활유 파이프(28)는 실린더 보어(22)에 연결되고, 그 결과 증가된 냉각 윤활유 압력(p_KSS)이 냉각 윤활유 공급부(30)에 가해지는 경우, 축 방향력(axial force)은 증가하고, 피스톤(20)은 스위칭 콘(18)에 가해진다.

도 2는, 냉각 윤활유 압력(p_KSS)이 최소 압력(p_min) 아래로 떨어지게 되는 경우, 피스톤(20)이 실린더 보어(22)로 들어가는 스트로크(H)를 도시한다. 이러한 경우, 스프링(32)은 피스톤(20)을 뒤로 밀고, 그 결과 스위칭 콘(18)은 완화되고, 깎는 날은 스프링들(여기서는 미도시)에 의해 정지 위치로 다시 밀리게 되고, 즉, 기본 몸체 주위의 가상 실린더 덮개 내에 위치하게 된다.

냉각 윤활유 파이프(28)는 냉각 윤활유를 냉각 윤활유 노즐(12.1)에만 공급할 뿐만 아니라, 도 3 및 4에 도시되지 않은 냉각 윤활유 노즐들(12.2 및 12.3)에도 공급한다.

도 5는 도 3에 따른 C-C 선을 절개한 단면을 도시하고, 이때 깎는 날들(14)은 사용을 위해 설정되고, 기본 몸체(16) 주의의 실린더 덮개에 돌출되어 있다.

도 6은 본 발명에 따른 선반(34)의 개략도를 도시하고, 이때 상기 선반은 도시된 바와 같이, 기계 베드(machine bed)(36)와, 상기 기계 베드에 대해 자동으로 위치될 수 있는 슬라이드(slide)(38)와, 그리고 축대(40)를 포함한다. 가공품 고정 장치(42)는 축대(40)에 부착되고, 상기 축대에 의해 실린더(44)는 고정될 수 있다. 실린더(44)는 미가공 실린더 유닛(raw cylinder unit)을 의미할 수도 있다. 선반(34)은 추가로 방진구(steady rest)(46)를 포함하고 있으며, 상기 방진구에 의하여, 상기 실린더(44)는 지지되되, 상기 실린더의 길이 방향 축(L)을 중심으로 회전할 시에 지지된다.

선반(34)은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 회전식 터렛 디스크(turret disk)(50)를 포함한 터렛(48)을 포함한다. 터렛(48) 및 터렛 디스크(50)는, 냉각 윤활유(52)가 제 1 드릴 로드(drill rod)(56) 및 제 2 드릴 로드(58) 둘 다에 전달되되 공급 파이프(54)에 의해 전달될 수 있도록 구성된다. 제 1 드릴 로드(56) 및 제 2 드릴 로드(58) 둘 다는 기계장치의 길이 방향 축에 대해 동축으로 터렛 디스크(50)를 선회시킴으로써 정렬될 수 있으며, 이때 상기 기계 장치의 길이 방향 축은 도 6에서 실린더(L)의 길이 방향 축과 일치한다. 깎는 공구(10)는 제 1 드릴 로드(56)에 부착되고, 매끄러운 롤링 공구(60)는 제 2 드릴 로드(58)에 부착된다.

본 발명에 따라서, 방법은 실린더(44)를 축대(40)에 단단하게 부착시켜 가공품 고정 장치(42)에 의해 선회될 수 없도록 실행된다. 그 후에, 실린더(44)의 실린더 내부 표면(62)은 깎는 공구(10)에 의해 가공품 고정 장치(42)를 회전시킴으로써, 처리된다. 깎인 실린더 내부 표면은 차후에 매끄러운 롤링 공구(60)에 의해 매끄럽게 롤링되어 형성된다. 추가로, 터렛 디스크(50)는 선회되고, 그 후에, 깎는 공구(10)는 분리되고, 매끄러운 롤링 공구(60)는 맞물리게 된다.

다음 또는 이전의 단계에서, 실린더(44)의 앞 표면(64) 절단 단계가 선회 공구(turning tool)(78)로 완성된다. 차후 단계에서, 피스톤은 실린더(44)로 삽입되고, 실린더 헤드에 덮여, 그 결과 실린더 유닛이 만들어진다.

도 6의 하부 좌측 부분은 위에서 바라본 A-A 교차점에 대한 단면도이다. 주목해야 하는 바와 같이, 깎는 공구(10)로부터 멀리 향한 실린더(44)의 개구부는 가공품 고정 장치(42)의 개방 캐비티(open cavity)를 초래하여, 그 결과 냉각 윤활유는 배출될 수 있다. 이러한 상황은 하부 우측 부분에 도시된다. 냉각 윤활유(52)는 실린더(44) 말단에서 빠져나가게 되며, 이때 상기 실린더 말단은 깎는 공구(10)로부터 멀리 이격되어 있고, 가공품 고정 장치(42)에 인접하게 위치하고 있다.

도 7은 본 발명에 따른 선반(34) 및 본 발명에 따른 깎는 공구(10)의 대안적인 실시예를 도시하고, 상기 실시예는 냉각 윤활유의 압력을 증가시키는 유닛(66)을 기술적 특징으로 하고 있다. 이는 냉각 윤활유 주입구(68)와, 펌프(70)와, 그리고 냉각 윤활유 파이프(28)(도 4 참조)에 연결된 냉각 윤활유 배출구(72)를 포함한다. 냉각 윤활유 주입구(68)에는 선반(34)에 속한 냉각 윤활유 펌프(74)에 의해 냉각 윤활유가 공급되며, 이때 상기 냉각 윤활유 펌프는 일반적으로 높은 압력을 반드시 공급할 필요는 없다.

도 7은 추가로 선택적인 회전식 피드스루(rotating feedthrough)(76)를 도시하고, 이때 상기 회전식 피드스루는 본 발명에 따른 선반(34)의 바람직한 실시예에 포함되고, 회전할 수 있도록 터렛(48)에 부착된다. 회전식 피드스루(76)는 냉각 윤활유 압력(p_KSS)을 받을 수 있는 제 1 드릴 로드(56)가 존재하는 경우에, 단지 제 1 드릴 로드인 활성 드릴 로드에 위치되도록 구성된다(드릴 로드(58)가 존재하는 경우에, 드릴 로드(58)인 불활성 드릴 로드에는 위치되지 않음). 하부 부분은 위에서 바라본 B-B 단면에 대한 도면이다.

도 7은 절단 공구(78)(본원에서는 회전 끌(rotating chisel))를 추가로 도시하고, 이때 상기 절단 공구는, 터렛(48)이 부착된 슬라이드(38)에 의하여 위치할 수 있되, 실린더(44)의 앞 표면(64)이 평평한 평면(level plane) 상에서 선회할 수 있는 방식으로 위치될 수 있다.

본 발명에 따른 방법을 수행할 시에, 깎는 장치(10)는 실린더(44)의 실린더 내부(80) 내부로 삽입된다. 그 이후에, 냉각 윤활유 압력(p_KSS)은 증가되고, 그 결과 깎는 날들(14)(도 1 내지 4 참조)은 뻗어지게 된다. 그 후에, 실린더 내부 표면(62)은 깎는 수단에 의해 만들어진다. 파편들은 냉각 윤활유에 의해 제거되고 냉각 윤활유 컨테이너(82)에 들어가게 된다.

깎는 공정이 완성된 후에, 냉각 윤활유 압력(p_KSS)이 줄어들고, 그 결과 깎는 날들은 분리되고, 정지 위치로 들어가 된다. 그 후에, 깎는 공구(10)는 제거되고, 매끄러운 롤링 공구(60)가 실린더 내부(80)로 삽입된다. 실린더 내부 표면(62)은 매끄럽게 롤링 처리된다.

본 발명에 따라서, 그리고 도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 선반(34)은, 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 구성된, 특히 슬라이드(38)를 구동하여 깎는 공구(10)를 실린더 내부(80)에 삽입시키고, 축대(40)를 구동하여 실린더(44)를 선회시키고, 냉각 윤활유 압력(p_KSS)을 증가시켜 깎는 날들(14)이 뻗어지게 하도록(extended) 구성된 제어 유닛(84)을 포함한다. 추가로, 제어 유닛(84)은 차후에 슬라이드(38)를 이동시켜 깎는 공구(10)가 실린더 내부 표면(62)을 만들도록 하고, 그리고 차후에 냉각 윤활유 압력(p_KSS)을 낮춰 깎는 날들(14)이 오므려지도록 한다. 그 후에, 터렛(48)에는 매끄러운 롤링 공구로 교환되고, 냉각 윤활유 압력은 매끄러운 롤링 공구를 위해 적당한 냉각 윤활유 압력으로 설정된다. 슬라이드(38)는 차후에, 절단 공구(78)가 가공품의 앞 표면 상에서 원하는 기하학적인 형상을 생성하도록 위치한다.

도 8은 변형 실시예를 도시하고, 즉, 공정 중에, 실린더(44)가 축대(40)를 통해 진행하여, 그 결과 냉각 윤활유가 실린더(44)의 내부에 방출되고, 축대 뒤에서 포획하도록 하는 변형 실시예를 도시한다.

10 깎는 공구 12 냉각 윤활유 노즐
14 깎는 날 16 기본 몸체
18 스위칭 콘 20 피스톤
22 실린더 보어 24 조향 실린더
26 에지 28 냉각 윤활유 파이프
30 냉각 윤활유 공급부 32 스프링
34 선반 36 기계 베드
38 슬라이드 40 축대
42 가공품 고정 장치 44 미가공 실린더 유닛, 실린더
46 방진구 48 터렛
50 터렛 디스크 52 냉각 윤활유
54 공급 파이프 56 제 1 드릴 로드
58 제 2 드릴 로드 60 매끄러운 롤링 공구
62 실린더 내부 표면 64 앞 표면
66 냉각 윤활유의 압력 증가 유닛 68 냉각 윤활유 주입구
70 펌프 72 냉각 윤활유 배출구
74 냉각 윤활유 펌프 76 회전식 피드스루
78 절단 공구 80 실린더 내부
82 냉각 윤활유 컨테이너 84 제어 유닛
p_KSS 냉각 윤활유 압력 H 스트로크
p_min 최소 압력 L 실린더의 길이 방향 축

Claims

실린더 유닛을 제조하는 방법으로서,
(a) 선반(34)의 가공품 고정 장치(42)에 실린더(44)를 고정시키는 단계,
(b) 상기 가공품 고정 장치(42)를 회전시킴으로써, 깎는 공구(10)에 의해 실린더(44)의 실린더 내부 표면(62)을 깎되, 상기 깎인 실린더 내부 표면(62)을 형성하도록 깎는 단계,
(c) 상기 가공품 고정 장치(42)를 회전시킴으로써, 롤링 공구(60)에 의해 상기 깎인 실린더 내부 표면(62)을 매끄럽게 롤링하는 단계, 및
(d) 상기 실린더 유닛의 앞 표면(64)을 적어도 처리하는 단계를 포함한 실린더 유닛 제조 방법에 있어서,
(e) 상기 깎는 단계, 상기 매끄럽게 롤링하는 단계, 및 상기 앞 표면(64)을 적어도 처리하는 단계는 하나의 셋팅으로 수행되는 실린더 유닛 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 실린더 내부 표면(62)을 깎는 단계는:
(b1) 깎는 공구(10)를, 실린더(44)의 실린더 내부(80)에 삽입시키는 단계,
(b2) 조향 실린더(24)를 동작시킴으로써, 적어도 2 개의 깎는 날들(14)이 뻗어지게 하는 단계,
(b3) 상기 깎는 날들(14)에 의해 상기 실린더 내부 표면(62)을 절단하고, 생겨난 파편들을 냉각 윤활유(52)를 이용하여 제거하는 단계를 포함하며,
(b4) 상기 냉각 윤활유(52)는 조향 실린더(24)를 동작시키기 위해 사용되고, 이와 동시에 파편들을 제거하기 위해 사용되는 실린더 유닛 제조 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
- 상기 실린더 내부 표면(62)을 절단하는 단계는 상기 냉각 윤활유(52)에 의해 파편을 제거하는 단계를 포함하고,
- 상기 냉각 윤활유(52)는 적어도 하나의 냉각 윤활유 노즐(12)에 의해 방출되고, 적어도 4 MPa의 압력(p_KSS)을 받는 실린더 유닛 제조 방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
냉각 윤활유의 유속은 최대 분당 100 리터, 특히, 분당 50 리터인 실린더 유닛 제조 방법.
깎는 공구로서,
- 냉각 윤활유(52)를 방출하는 적어도 하나의 냉각 윤활유 노즐(12),
- 상기 냉각 윤활유(52)가 상기 냉각 윤활유 노즐(12)에서 처리될 수 있도록 하는 적어도 하나의 냉각 윤활유 파이프(28),
- 부동 방식으로(in a floating) 장착되고, 반경 방향으로 적어도 이동될 수도 있는 적어도 2 개의 깎는 날들(14), 및
- 상기 깎는 날들(14)이 뻗고, 오므릴 수 있도록 하는 조향 실린더(24)를 포함하는 깎는 공구에 있어서,
- 상기 조향 실린더(24)는 상기 냉각 윤활유 파이프(28)를 통하여 압력을 받을 수 있는 깎는 공구.
청구항 5에 있어서,
상기 깎는 공구는 냉각 윤활유 압력을 증가시키는 유닛(66)을 더 포함하며,
상기 냉각 윤활유 압력을 증가시키는 유닛은,
- 선반(34)의 냉각 윤활유 포트에 되는 냉각 윤활유 주입구(68),
- 상기 냉각 윤활유 압력(p_KSS)을 증가시키는 펌프(70), 및
- 상기 냉각 윤활유 파이프(28)에 연결된 냉각 윤활유 배출구(72)를 구비하는 깎는 공구.
선반(34)으로서,
(i) 축대(40),
(ii) 상기 축대(40)에 의해 구동될 수 있으며, 실린더 유닛(44)을 고정시켜 상기 실린더 유닛(44)이 실린더(L)의 길이 방향 축을 중심으로 선회할 수 있도록 구성되는 가공품 고정 장치(42), 및
(iii) 상기 실린더 유닛(44)의 면이 처리될 수 있도록, 상기 가공품 고정 장치(42)에 대해 미리 판별가능한 위치에 절단 공구(78)를 위치시키는 슬라이드(38)를 가지는 선반에 있어서,
(iv) 청구항 5 또는 청구항 6에 따른 깎는 공구(10), 및
(v) 상기 실린더 유닛(44)의 실린더 내부 표면(62)이 매끄러운 롤링에 의해 처리될 수 있도록 설정되며, 그리고 상기 실린더 내부 표면(62)을 매끄럽게 롤링하는 매끄러운 롤링 공구(60)를 포함하는 선반.
청구항 7에 있어서,
상기 깎는 공구(10)는 상기 매끄러운 롤링 공구(60)와 독립적으로 이동될 수 있는 선반.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 선반은 냉각 윤활유 공급 유닛을 더 포함하며,
상기 냉각 윤활유 공급 유닛은 냉각 윤활유(52)를 적어도 4 MPa의 압력(p_KSS)으로 방출하도록 설정되는 선반.
청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 깎는 공구(10) 및/또는 상기 매끄러운 롤링 공구(60)는 공구 교환 장치(tool switching device) 상에, 특히 터렛(48) 상에 배치되는 선반.