KR820001539B1 - 축방향과 방사상으로 동시에 공작물을 절삭하는 회전기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

축방향과 방사상으로 동시에 공작물을 절삭하는 회전기

제1도는 회전기의 주축대(主軸臺)이 부착된 스핀들(Spindle)에 공작물이 설치된 것을 도시한 측면도이다.

제2도는 본 발명에 따른 평면도이다.

제3도는 제2도와 유사하나, 제1도의 회전기를 3-3선을 따라 절개하여 화살표 방향에서 본 부품의 평면도이다.

제4도는 제1도의 회전기를 4-4선을 따라 절개하여 화살표 방향에서 본 부품도이다.

제5도는 제1도의 캠 피동차(cam followers)를 확대한 부품도이다.

제6도는 2세트(set)의 절삭장치의 작동을 도시한 도면이다.

본 발명은 복잡한 형태의 공작물 특히, 내연기관의 피스톤과 같은 복잡한 형태의 공작물을 절삭하기 위한 장치에 관한 것이다.

내연기관의 피스톤은 크기, 열, 재질과 같은 여러 요소에 따라 그 형태가 점점 복잡해졌다. 또한 상기 피스톤은 가열되면, 각 부분의 두께가 다르기 때문에 일정하지 않게 팽창된다. 최대 압력을 유지하기 위한 실린더의 적당한 위치를 얻기 위해서는 피스톤의 규격을 맞추는 것이 필요하고, 그래야만 가열되거나 작동시에 완전한 기능을 발휘하게 된다.

상기 공작물과 같은 것을 가공하는 전형적인 기계는 출원하여 1968년 3월 19일에 특허된 미합중국 특허 제3,373,640호와 1956년 2월 21일에 특허된 미합중국 특허 제2,735,420호에 의거한 것이다.

본 발명은 스핀들위에 설치된 회전 원주캠과 상기 기구를 동작시키시 위하여 특정한 방법으로 연결된 축방향의 캠 절삭장치에 관한 것이고, 그래서 축방향과 방사상으로 복잡한 형태의 공작물을 절단할 수 있다.

종래에는 정밀한 형태로 절단할 필요가 있어도 한번의 연속 절단작업이 아니라 일련의 단계식 절단작업을 수행하여야만 하였다. 더구나, 일반적으로 스핀들위에 원주캠과 스핀들의 축과 평형하여 설치되어 있는 축방향 사이에 복합 캠 연동장치가 있다.

오늘날 여러 종류의 피스톤에서 요구되는 정밀도는 상기 연동장치가 길면 길수록 유지시키기가 어렵다.

본 발명의 목적은 공작물을 축방향 및 방사상으로 동시에 절삭하기 위한 회전기계류의 장치를 제조하기 위한 것이다. 또한 원주상 및 축방향으로 추적하는 복잡한 연동징치를 없애서 기계적 정확도를 높힌 절삭 장치를 제조하기 위한 것이다. 또한 동일한 공작물에서 다른 형태를 만들기 위해 각각 위치되어 있는 일련의 조합된 회전기계류 절삭장치를 제조하기 위한 것이다. 또한 여러 세트의 절삭장치가 연결되어 있어 한측면이 절삭되면 차례로 다른측면이 조화있게 절삭되고, 그래서 정밀하면서도 질서있게 절삭된다.

그리고 본 발명의 또다른 목적은 각 세트에 축방향 및 방사상의 절삭장치로 구성된 절삭장치의 세트를 제공하는데에 있다. 또한 내연기관의 피스톤을 절삭하기 위한 장치도 설치되어 있다. 그리고 본 장치는 쉽게 이동될 수 있고 설치되는 시간을 줄일 수도 있으며, 종래의 기계에 쉽게 부착시키거나 제거시킬 수도 있고, 작동하기가 쉽고 비용이 저렴하다.

본 장치는 절삭시에 거칠게 절삭하거나 완전하게 절삭할 수도 있고, 수압시스템 혹은 비슷한 것 등의 유체압력에 의해서도 작동될 수 있으며, 절삭시에 연속적으로 여러개의 공작물을 절삭할 수도 있고, 수치 제어장치도 설치되어 있다. 결과적으로 본 장치는 종래의 시스템에서는 없던 여러개의 조합된 세트의 캠시스템 장치에 의해 극히 정밀한 절삭을 할 수 있는데 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 회전시의 주축대(H)위에 피스톤 절삭장치(P)가 설치되어 있는 것을 도시하고 있다.

상기 회전기의 스핀들(S)은 공작물을 고정시키는 공작물 호울더(holder)(10)를 지지하고 있다. 금속 칩가드(chip quard)(12)는 피스톤 절삭장치(P)에 걸려있는 바 피스톤 절삭장치(P)의 고정왕복대 지지체(14)에 볼트나 혹은 다른 것으로 고정된다. 스핀들(S)을 회전시키는 것은 스핀들(S)에 의해 고정되어 끼워진 한쌍의 원주캠(16)(18)이다.

상기 캠(16)(18)은 서로 서로 완전히 결합되어 있으며, 절삭순서 각각의 변화에 대한 스핀들의 위치를 조정하기 위해 제거될 수 있도록 되어있는데 이에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 고정왕복대 지지체(14)에 각각 원주캠(16)(18)을 추적하는 한쌍의 캠 피동차 유니트(20)(22)가 있다. 제5도에서 보는 바와같이 상기 캠 피동차 유니트(20)(22)는 각기 원주 캠(16)(18) 피동차(26)(28) 축캠 피동차(30)(32)를 구성하여 윤활블록(24)에 부착되어 있다. 상기 원주 캠 피동차 유니트(20)(22)는 상기 축캠 피동차 유니트(30)(32)의 직각을 이루고 있음을 주지하여야 한다.

제3도를 참조하면, 상기 피스톤 절삭장치(P)는 고정왕복대 지지체(14)를 위한 하우징(housing)(34)을 갖고 있다. 상기 하우징(34)은 피스톤(38)이 수압으로 작동되는 실린더(36)를 갖고 있다.

상기 피스톤(38)의 한말단은 왕복대(40)을 지지한다. 상기 왕복대(40)에는 공구대(44)가 설치된 베어링 블럭(42)이 있다. 상기 공구대(44)에는 선형캡(48)(50)가 설치된 아암(46)이 있다. 상기 고정왕복대 지지체(14)의 양단에 조절할 수 있는 스톱(stop )(52)(54)이 설치되어 있다. 상기 스톱(52)은 왕복대(40)의 후단부(56)가 후면방향으로 이동하는 것을 제한하고, 스톱(54)은 왕복대(40)의 전면방향 이동을 제한한다.

제1도와 제3도에 도시된 바와 같이 상기 선형캠(48)(50)는 조절나사(60)(62)(64)(66)에 의해 조절될 수 있다. 나사(68)는 새들(saddle)(70)을 통하여 공구대 아암(46)에 나합된다. 새들(70)에는 공구대 아암(46)의 양면에 선형캠(48)(50)를 고정시키는 나사(72)(74)가 있다.

결합너트(76)는 조절나사(60)(62)(64)(66)에 의한 상하의 위치조절이 끝난 후에 선형캠(48)(50)를 고정 시킬 수 있도록 선형캠(48)(50)의 양면에 놓여있다. 측면방향의 조절은 선형캠(48)(50)가 이동될 수 있으므로 결합너트(76)에 의한 선형캠(48)(50)의 이동에 의해 이루어진다.

제4도에 도시된 왕복대(40)의 상단에 여러개의 제한스위치(80)(82)(84)가 설치된 제한스위치 하우징(78)이 있다. 니플(nipple)(86)은 제한스위치 하우징(78)에 있는 여러 스위치를 위하여 전선을 수용하기 우하여 설치된다. 상기 하우징(78)내에 역시 조절스위치(88)가 있다. 제한스위치(80)(82)(84)는 제1도 및 제4도에서 고정왕복대 지지체(14)에 설치된 참조번호(96)과 같이 여러가지 플런저 작동을 시키는 플런저(plunqer)(90)(92)(94)에 의해 작동된다. 조절스위치(88)는 공기압력에 의해 조절되는 피스톤(98)에 의해 작동된다.

상기 피스톤(98)에는 하방운동시 고무공(102)을 눌러주는 패드(pad)(100)가 있다. 상기 공구대(44)에 설치된 공구(T)는 피스톤(98)과 패드(100)가 가벼운 압력으로 고무공(102)을 누르면 거칠게 절삭하게 된다. 커다란 공기압력으로 피스톤을 누르면 상기 공구(T)는 공작물을 더욱 견고하게 고정하여 매끄럽게 절삭할 수 있다.

상기 하우징(78)에는 베어링 블럭(42)에서 왕복 운동되는 공구(T)에 의해 칩이 상기 공구(T)의 밑으로 가지못하도록 막는 가아드 커버(quard cover)(104)가 있다. 고정왕복대 지지체(14)의 말단에 설치된 냉각 유니트(106)에는 절단공구(T)가 과열되는 것을 막기 위한 윤활유나 냉각오일을 보내기 위한 노즐(108)(110)이 있다. 조절핸들(112)(114)은 노즐(108)(110)에 들어가는 유체의 양을 조절한다. 고정왕복대 지지체(14)위에 연료조절 패널(panel)(116)이 있다.

상기 연료조절 패널(116)을 조절하여 왕복대를 전후로 이동시키거나 혹은 속도를 가감시킬 수 있다. 필요에 따라 전기제어 시스템, 수압제어 시스템, 대기압제어 시스템, 윤활 및 냉각 시스템(상세히 도시되지 않음)을 설치할 수 있다. 절삭장치(P)의 작동은 다음과 같다.

상기 원주 캠(16)(18)은 요구되는 공작물의 원주형태에 따라 스핀들(S)위에 서로 일정한 간격으로 배치된다. 또한 상기 선형캠(48)(50)는 공작물(W)의 세로축에 따라 공구대(44)위에 일정한 형태로 배치된다. 상기 축 캠 피동차 유니트(30)(32)는 상기 선형캠(48)(50)와 맞물린다.

동시에 상기 원주캠 피동차(26)(28)는 원주캠(16)(18)과 각각 맞물린다. 주지하는 바와같이 상기 절삭공구(T)가 공작물(W)에 따라 축방향으로 움직이며, 캠피동차가 각각 세트의 캠에 맞물려짐에 따라 동시에 축방향과 방사상으로 절삭하기 위해 이동된다. 캠작동 시스템을 도시한 제6도를 참조하면, 선형캠(48)(50)는 서로 다른 높이로 세트된다.

상기 선형캠(48)(50)의 저절은 조절나사(60)(62)(64)(66)의 여러가지 변형에 의해 공구대(44)에서 행해진다. 그래프로 도시된 상기 원주캠(16)(18)에서 (16)은 연속선이고, (18)은 점선으로 도시하였다. 축방향 절삭캠(48)은 연속적으로, 축방향 캠(50)은 점선으로 도시하였다.

제6도에서 A단계를 참조하면, Ⅰ에서 시작되어 Ⅳ 에서 끝나는 4개의 연속된 위치이동을 통하여 캠의 90°이동을 알 수 있다. 캠 피동차 유니트(20)의 90°이동은 원주 캠(16)과 축방향 캠(48)에 접촉되어 이루어진다.

제6도에서 B상태를 참조하면, Ⅰ에서 시작되어 Ⅳ에서 끝나는 4개의 연속된 위치이동을 통하여 캠이 90°이동하는데, 처음에 캠 피동차 유니트(20)는 원주 캠(16)과 축방향 캠(48)에 접촉되어 있다. 상기에서 90°회전시킨다면, 캠 피동차 유니트(20)는 원주 캠(18)과 절삭 캠(50)을 따라 캠 피동차 유니트(22)에 의해 압력을 받게 된다.

그리고 제6도에서 C상태를 참조하면, Ⅰ에서 시작되어 Ⅳ 에서 끝나는 4개의 연속된 위치이동을 통하여 캠이 90°이동하는데, 처음에 Ⅰ위치에서 캠 피동차 유니트(20)(22) 모두는 축방향 캠(48)(50)과 마찬가지로 원주 캠(16)(18)과 각각 접촉된다.

또한 상기에서 90°회전시키면, 추적은 단지 원주 캠(18)에 의해서만 수행된다. 공작물(W)의 여러 형태에 따라 2개이상의 절삭세트가 사용될 수 있다. 편의상 2개의 절삭세트가 예시되었지만, 스핀들(S)위에 설치된 원주 캠의 수는 선형캠(48)(50)의 수에 따라 중가될 수 있다.

상기 시스템은 하나의 캠세트에서 다른 캠세트로 옮겨갈때 아무런 방해가 없이 매우 부드럽게 이동된다.

매우 복잡한 형태의 공작물 절삭도 단계식 절단작업을 거치지 않고 동시에 수행된다. 여러가지 변형이 이루어질 수 있으나, 본 발명의 범위를 벗어날 수는 없다. 결론적으로 본 발명을 요약하면 다음과 같다.

본 발명은 전면 말단과, 상기 전면 말단위에 설치된 공작물(W) 지지장치와, 스핀들(S)위에 설치된 원주상 절삭장치와, 스핀들(S) 근처의 기계위에 설치된 고정왕복대 지지체(14)와, 일반적으로 스핀들(S)축과 평행한 방향으로 이동되는 고정왕복대 지지체(14)위에 설치된 가동공구 지지체와, 상기 스핀들(S)축에 평행하여 그리고 방사상으로 이동되는 공구지지대 위에 설치된 공작물 호울더(10)로 구성되며, 한편 상기 공작물 호울더(10)는 수직 절삭장치와, 동시에 절삭장치를 추적하기 위한 원주상 절단장치와 수직 절삭장치 사이에 설치된 추적장치로 이루어져 있으므로써, 공작물을 축방향 및 방사상으로 동시에 절삭하기 위한 회전기계류의 장치에 관한 것이다.

또한 본 발명은 첫번째 조절패턴(pattern)을 형성하기 위한 원주상 및 수직방향 절삭장치가 결합된 첫번째 세트와, 두번째 조절패턴을 형성하기 위한 원주상 및 수직방향 절삭장치가 결합된 두번째 세트와, 상기 공작물(W)을 세로축 방향으로 회전하기 위한 장치와, 상기 절삭공구(T)를 공작물과 세로축 방향으로 이동시키게 하고 맞물리게 하는 장치와, 상기 절삭공구(T)와 첫번째 및 두번째의 절삭공구(T)를 연결하기 위한 장치와, 상기 공작물(W) 회전되고 상기 절삭공구(T)가 공작물(W)과 맞물려져서 이동될때 상기 두번째 세트의 절삭장치에 대해 상기 첫번째 세트의 절삭장치를 이동시키는 장치와, 상기 공작물(W)이 상기 첫번째 및 두번째 세트의 결합된 원주상 절단장치의 이동에 따라 적어도 상기 2개의 다른 패턴으로 절삭되는, 적어도 2개의 다른 패턴을 포함하는 공작물을 축방향 및 방사상으로 동시에 절삭하기 위한 회전기계류의 장치에 관한 것이다.

Claims (1)

1. 공작물(W) 지지장치를 가진 회전스핀들(S)과, 상기 스핀들(S)위에 설치된 원주상 모방수단(16,18)와 상기 스핀들(S)축과 평행하여 이동되는 고정왕복대 지지체(14)와, 그 위에 설치된 가동왕복대(40)와, 상기 스핀들축에 대해 방사상 및 축방향으로 이동되는 가동왕복대(40)위에 설치된 가동공구대(44)와, 가동공구대(44)위에 설치된 축방향 모방수단(48,50)와, 원주상 모방수단 및 축방향 모방수단중 적어도 하나를 선택적으로 사용할 수 있도록 구성된 축방향 및 방사상으로 동시에 공작물을 절삭하는 회전기.

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