KR20180135067A - 진동 감쇠 지지체를 구비한 연삭 휠 - Google Patents

진동 감쇠 지지체를 구비한 연삭 휠 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연삭 휠(1)에 관한 것으로, 연삭 휠은 결합 영역(4)을 통하여 뻗어있는 회전축(5)을 중심으로 연삭 휠(1)을 회전시키기 위한 회전 구동부에 연삭 휠(1)을 부착하기 위한 중심 결합 영역(4)을 가지고 원주면(6)을 갖는 지지체(2, 3)를 포함한다. 연삭 휠은 또한 지지체(2, 3)의 원주면(6)에 적용되는, 특히 소결되는 연삭층(7)을 포함한다. 지지체(2, 3)는 제 1 부분(2) 및 제 1 부분에 연결된 제 2 부분(3)을 포함한다. 제 1 부분(2)은 원주면(6)을 가지고, 제 2 부분(3)은 결합 영역(4)을 가지고 실질적으로 진동 감쇠 재료로 구성된다.

Description

진동 감쇠 지지체를 구비한 연삭 휠
본 발명은 연삭 휠에 관한 것으로, 상기 연삭 휠은 결합 영역을 통과하는(running through the coupling region) 회전축을 중심으로 연삭 휠을 회전시키기 위한 회전 구동부에 연삭 휠을 부착하기 위한 중심 결합 영역 및 원주면을 갖는 지지체를 구비하고, 지지체의 원주면에 적용되는(applied), 특히 소결되는(sintered) 연삭층을 구비한다.
도 1은 종래 기술에 따른 연삭 휠(101)을 보여준다. 연삭 휠(101)은 결합 영역(104)을 통하여 뻗어있는 회전축(105)을 중심으로 연삭 휠(101)을 회전시키기 위한 회전 구동부에 연삭 휠(101)을 부착하기 위한 중심 결합 영역(104)을 갖는 강으로 만들어진 지지체(102)를 포함한다. 지지체(102)는 또한 연삭층(107)이 적용되는 원주면(106)을 갖는다. 연삭 작동시, 이러한 연삭 휠(101)은 귀가 먹을 정도의 소음을 유발할 수 있어서, 귀 보호 장비를 사용할 필요가 있다. 그 이유는, 연삭 작동 중, 연삭 휠 및 기계가공될 가공물의 모든 영역들을 통하여 방출되는 진동이 발생하기 때문이다. 하나 이상의 공진 주파수가 여기되면, 심지어 진동 증가가 발생할 수 있다. 연삭 결과의 정확성과 따라서 품질은 또한 진동에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적으로 하는 기술적 과제는, 상기 단점들을 회피하는 청구항 1의 전제부에 따른 연삭 휠을 명시하는 것으로 구성된다.
상기 문제점은 독립항 1의 특징들에 의해 해결된다.
본 발명에 따르면, 따라서, 지지체는 제 1 부분 및 제 1 부분에 연결된 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 1 부분은 원주면을 가지고, 상기 제 2 부분은 결합 영역을 가지고 실질적으로 진동 감쇠 재료(vibration-damping material)로 구성되도록 제공된다.
실질적으로 진동 감쇠 재료로 구성된 제 2 부분을 제공하기 때문에, 연삭 작동 중 발생하는 진동은 지지체에서 효율적으로 흡수될 수 있다. 따라서, 공진 주파수의 범위에서 공진 거동이 억제된다. 심지어 연삭 휠이 고속 회전하는 경우에도, 부가적인 귀 보호 장비는 필요하지 않다. 회전 구동부로부터 연삭 휠의 진동 분리(decoupling)가 또한 일어나고, 그 결과 진동은 연삭 휠로부터 회전 구동부로 그리고 그 반대로 전달되지 않는다. 따라서, 지지체의 제 2 부분을 통한 진동 분리 또는 감쇠는 두 방향으로 일어나고: 첫째로 연삭층에 의해 발생된 진동과 둘째로 회전 구동부 또는 연삭 기계에 의해 유발된 진동은 감쇠되고 서로 분리된다. 종래 기술에서는 이런 진동의 부분 중첩 및 부가적 증가가 일어난다. 게다가, 지지체의 제 2 부분을 통하여 구동부의 스핀들에 의해 유발된 진동 감쇠는, 예컨대 베어링이 더 적은 응력을 부여받기 때문에 스핀들의 베어링들에 대해 더 유리한 영향을 미친다.
더욱이, 제 1 부분의 제공을 통해, 이것을 열 전도성이고 따라서 연삭층의 영역에서 형성되는 열을 효율적으로 제거하는 재료로 만들 수 있다. 완전히 진동 감쇠 재료로 구성된, 단 한 부분으로 된 지지체가 사용된다면, 열 축적이 발생하여서, 진동 및 디스크 왜곡을 촉진한다. 따라서, 본 발명은 지지체에 진동 감쇠 재료를 제공할 뿐만 아니라, 적어도 두 부분으로 된 지지체를 만드는 것으로 구성되고, 한 부분은 실질적으로 진동 감쇠 재료로 구성되고 다른 부분은, 연삭 작동에 유리한 다른 물리적 특성을 갖는, 상기 재료와 다른 재료로 만들어질 수 있다.
제 1 부분에 배열된 연삭층이 마모된다면, 제 1 부분은 다시 제거되고 새로운 제 1 부분으로 교체될 수 있고, 제 2 부분은 재사용될 수 있다. 이것은 또한 종래 기술과 비교해 지지체의 두 부분으로 된 구조의 또 다른 장점이다.
제 2 부분의 진동 감쇠 재료는, 예를 들어, 바람직하게 층상 흑연 (lamellar graphite; 예컨대 GJL 250), 구상 흑연(spheroidal graphite), 버미큘라 흑연(vermicular graphite)을 갖는 주철, 또는 주강, 및/또는 알루미늄 청동 및/또는 섬유 보강된, 바람직하게 탄소 섬유 보강된, 플라스틱일 수 있다.
지지체의 제 1 부분은 실질적으로 진동 전도 및/또는 열 전도 재료(a vibration-conducting and/or heat-conducting material), 바람직하게 강 또는 알루미늄으로 구성될 수 있다.
또한, 연삭층은 제 2 부분에 대하여 비접촉식으로 형성될 수 있고, 그 결과 연삭 공정 중 발생하는 진동은 제 1 부분을 통하여 제 2 부분으로 간접 전달될 수 있고 제 2 부분에 의해 감쇠될 수 있다.
특히 유리한 재료의 선택은 실질적으로 섬유 보강된, 바람직하게 탄소 섬유 보강된, 플라스틱으로 구성된 제 1 부분 및 실질적으로 주철로 구성된 제 2 부분으로 구성한다. 이 경우에 양 부분들은 진동 감쇠 재료로 제조된다. 따라서, 본 발명은 반드시 제 1 부분이 진동 전도 재료로 구성되도록 제공할 필요는 없다.
지지체의 제 1 부분과 제 2 부분을 연결하기 위해서, 바람직하게 축방향, 나사 연결부가 제공될 수 있다. 제 1 및/또는 제 2 부분에, 나사산이 있는 부시들이 삽입되고, 바람직하게 접착 본딩되는 리세스들을 제공하는 것이 특히 유리하다. 이런 식으로, 제 2 부분은 재사용을 위해 특히 간단한 방식으로 공급될 수 있다. 대안적으로, 그러나, 제 1 및/또는 제 2 부분에 직접 나사산을 절삭할 수도 있다.
제 2 부분이 제 1 부분의 대략 2배인 체적을 가지고, 그리고/또는 제 2 부분이 제 1 부분과 비교해 더 큰 중량을 갖는 것이 특히 유리한 것으로 판명되었다. 따라서, 그것은 연삭 작동시 발생하는 진동을 특히 효율적인 방식으로 감쇠시키는 매우 견고한 제 2 부분이다.
본 발명에 따른 연삭 휠의 추가 유리한 실시예들이 독립항 9 내지 15에서 규정된다.
본 발명의 추가 세부사항 및 장점은 도면을 참조한 도면의 설명에 의해 보다 상세히 후술된다.
도 1은 처음에 이미 설명된, 종래 기술에 따른 연삭 휠을 단면도로 도시한다
도 2는 본 발명에 따른 연삭 휠의 바람직한 실시 예를 단면도로 도시한다.
도 3은 도 2에서 연삭 휠의 지지체의 제 1 부분을 도시한다.
도 4는 도 2에서 연삭 휠의 지지체의 제 2 부분을 도시한다.
도 2 내지 도 4에 나타낸 연삭 휠(1)은, 제 1 부분(2) 및 제 1 부분에 연결된 제 2 부분(3)으로 구성된 지지체를 포함한다. 제 1 부분(2)은 실질적으로 강으로 구성되고 따라서 진동 및 열 전도한다. 제 1 부분(2)은, 대략 5 ㎜의 폭(12)을 갖는 연삭층(7)이 소결된 원주면(6)을 갖는다. 연삭 작동시 발생하는 진동 및 열은 제 1 부분(1)을 통하여 소산될 수 있다.
제 1 부분(2)은 2개의 접촉면들(10, 11)을 통하여 제 2 부분(3)에 연결되고, 회전축(5)은 접촉면(10)에 실질적으로 수직으로 배향되고 접촉면(11)에 실질적으로 평행하게 배향된다. 접촉면(10)은 접촉면(11)보다 수 배 더 크다. 진동은 이 접촉면들(10, 11)을 통하여 제 2 부분(3)으로 전달된다. 제 2 부분은 실질적으로 진동 감쇠 재료, 예를 들어 층상 흑연을 갖는 주철 또는 알루미늄 청동 또는 섬유 보강된, 바람직하게 탄소 섬유 보강된, 플라스틱으로 구성된다. 제 2 부분(3)의 진동 감쇠 특성으로 인해 제 1 부분(2)에 의해 전달된 진동은 감쇠된다.
전체적으로 보았을 때, 연삭 휠(1)은 회전축(5)에 수직인 가상 중심 평면(imaginary central plane)에 대하여 비대칭으로 형성된다.
제 2 부분(3)은 결합 영역(4)을 통하여 뻗어있는 회전축(5)을 중심으로 연삭 휠(1)을 회전시키기 위한 회전 구동부에 연삭 휠(1)을 부착하기 위한 결합 영역(4)을 갖는다. 결합 영역(4)은 중심 보어(central bore)로서 형성된다. 따라서, 결합 영역(4)은 제 2 부분(3)의 진동 감쇠 재료에 직접 형성되고, 그 결과 제 2 부분(3)은 허브(hub)로서 기능한다.
연삭 휠(1)을 조립하는 동안, 대략 원통형의 돌출부(16)를 갖는 제 2 부분(3)은, 부분들(2, 3)이 같은 높이를 이룰 때까지, 제 1 부분(2)에 제공되는 대응하는 리세스(14)로 삽입된다. 두 부분들(2, 3)은 그러면 서로 단단히 연결된다. 도시된 실시 예에서는, 축방향 나사 연결부, 즉 회전축(5)에 평행한 나사 연결부가 있다. 이것의 실현을 위해, 제 2 부분(3)에, 나사산이 있는 부시들(8)이 접착 본딩되는 리세스들(9)이 배열된다. 이 리세스들은 제 1 부분(2)에 제공되는 리세스들(15)과 같은 높이로 배열된다. 리세스들(15)에 나사 헤드를 위한 공간이 있다. 두 부분들(2, 3)이 함께 접한된 후, 이 부분들은 나사들(13)에 의해 서로 단단히 연결될 수 있다.
제 1 부분(2)에 배열된 연삭층(7)이 마모되면, 제 1 부분(2)은 다시 제거되고 새로운 제 1 부분(2)으로 교체될 수 있고, 제 2 부분(3)이 재사용될 수 있다. 이것은 또한 종래 기술과 비교해 지지체(2, 3)의 두 부분으로 된 구조의 추가 장점이다.
두 부분들(2, 3)에 리세스들(9, 15)의 배열은, 나사 연결부가 실현될 수 있는 방법의 단지 가능한 예를 나타낸다. 반대의 배열도 또한 가능하다. 더욱이, 이미 언급한 바와 같이, 나사산은 또한 두 부분들(2, 3) 중 하나에 직접 절삭될 수 있다. 끝으로, 나사 연결부 대신에, 예를 들어 두 부분들(2, 3)의 본딩과 같은 다른 종류의 연결부가 - 대안적으로 또는 상보적으로 - 또한 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 결합 영역(4)을 통과하는 회전축(5)을 중심으로 연삭 휠(1)을 회전시키기 위한 회전 구동부에 연삭 휠(1)을 부착하기 위한 중심 결합 영역(4) 및 원주면(6)을 갖는 지지체(2, 3)를 구비하고, 상기 지지체(2, 3)의 원주면(6)에 적용되는, 특히 소결되는 연삭층(7)을 구비하는 연삭 휠(1)에 있어서,
    상기 지지체(2, 3)는 제 1 부분(2) 및 제 1 부분에 연결된 제 2 부분(3)을 포함하고, 상기 제 1 부분(2)은 원주면(6)을 가지고, 상기 제 2 부분(3)은 결합 영역(4)을 가지고 실질적으로 진동 감쇠 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는, 연삭 휠.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 부분(3)의 진동 감쇠 재료는 바람직하게는 층상 흑연, 구상 흑연, 버미큘라 흑연을 갖는 주철, 또는 주강 및/또는 알루미늄 청동 및/또는 섬유 보강된, 바람직하게는 탄소 섬유 보강된, 플라스틱인, 연삭 휠.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 부분(2)은 실질적으로 진동 전도 및/또는 열 전도 재료, 바람직하게 강 또는 알루미늄으로 구성되는, 연삭 휠.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 부분(2)은 실질적으로 섬유 보강된, 바람직하게 탄소 섬유 보강된, 플라스틱으로 구성되고 상기 제 2 부분(3)은 실질적으로 주철로 구성되는, 연삭 휠.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 부분(2)은 고 강성으로 형성되고 상기 제 2 부분(3)은 상기 제 1 부분(2)에 비하여 낮은 강성을 갖는, 연삭 휠.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연삭층(7)은 상기 제 2 부분(3)에 대하여 비접촉식으로 형성되고, 그 결과 연삭 공정 중 발생하는 진동은 제 1 부분(2)을 통하여 제 2 부분(3)으로 간접 전달될 수 있고 제 2 부분(3)에 의해 감쇠될 수 있는, 연삭 휠.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 부분(2)과 상기 제 2 부분(3)은, 바람직하게는 축방향인, 나사 연결부(8, 13)를 통하여 서로 연결되고, 바람직하게는, 상기 제 1 및/또는 제 2 부분(2, 3)에, 리세스들(9)이 제공되고, 나사산이 있는 부시들(8)이 상기 리세스들로 삽입되는, 연삭 휠.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 부분(3)은 상기 제 1 부분(2)의 대략 2배인 체적을 가지고, 및/또는 상기 제 2 부분(3)은 상기 제 1 부분(2)에 비하여 더 큰 중량을 갖는, 연삭 휠.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 바람직하게 실질적으로 평면의, 접촉면(10)이 제공되고, 상기 접촉면을 통하여 상기 두 부분들(2, 3)이 서로 접촉하고, 상기 회전축(5)은 상기 접촉면(10)에 실질적으로 수직으로 배향되고, 및/또는
    - 접촉면(11)이 제공되고, 상기 접촉면을 통하여 상기 두 부분들(2, 3)은 서로 접촉하고, 상기 회전축(5)은 상기 접촉면(11)에 실질적으로 평행하게 배향되는, 연삭 휠.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 부분(2)은 환형으로 형성되는, 연삭 휠.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연삭 휠(1)은 상기 회전축(5)에 수직인 가상 중심 평면에 대해 비대칭으로 형성되는, 연삭 휠.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연삭층(7)은 대략 5 ㎜의 절삭 접촉 폭(12)을 갖는, 연삭 휠.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합 영역(4)은 상기 제 2 부분(3)의 진동 감쇠 재료에 형성되고, 그 결과 상기 제 2 부분(3)은 허브로서 기능하는, 연삭 휠.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합 영역(4)은 중심 보어로서 형성되는, 연삭 휠.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 연삭층(7)은 초연삭재를 포함하고, 및/또는
    - 상기 연삭층(7)은 금속, 플라스틱 또는 세라믹으로 만들어진 본드, 또는 전착 본드(electroplated bond), 또는 이들의 조합을 포함하는, 연삭 휠.
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