KR100391433B1

KR100391433B1 - 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치

Info

Publication number: KR100391433B1
Application number: KR10-2000-0078381A
Authority: KR
Inventors: 이종태
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2003-07-12
Also published as: KR20020049250A

Abstract

본 발명은 퀼 스핀들의 축 이송에 따라 발생하는 마찰을 감소시켜 퀼 스핀들의 표면을 보호하고, 수명을 연장시킬 수 있는 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치에 관한 것이다. 본 발명은 모터의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류와, 퀼 스핀들의 일측에 장착되어 상기 볼 스크류와 체결되는 볼 스크류 브라켓을 구비하여 상기 퀼 스핀들의 축 방향 이송을 안내하며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공하는 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치에 있어서, 상기 퀼 스핀들의 하부 길이방향에 장착되어 상기 퀼 스핀들의 움직임을 지지하는 헤드부와; 상기 헤드부의 내측면에 끼워져 장착되어 상기 퀼 스핀들의 축 방향 이송을 안내하며, 상기 퀼 스핀들 표면과 습동되는 내면 전체에 저마찰계수 불소계 수지를 부착하여 퀼 스핀들의 축 이송에 따른 마찰을 감소시키는 가이드부와; 상기 퀼 스핀들의 하단부에 끼워져 상기 가이드부의 하부에 결합되어 상기 가이드부가 상기 퀼 스핀들의 축 방향으로 이탈되는 것을 방지하는 하우징을 포함하여 구성한다.

Description

공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치{QUILL SPINDLE FRICTION REDUCTION DEVICE OF MACHINE TOOLS}

본 발명은 공작기계의 퀼 스핀들에 관한 것으로서, 특히 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치에 관한 것이다.

통상적으로, 공작기계(Plano Borer, Machining Center, Copy Milling, Boring M/C)의 축 이송은 4축으로 구성되어 움직이며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공한다. 스핀들의 회전은 스핀들 모터에서 기어의 동력 전달을 받아 이루어지며, 각 축의 이송은 CNC 시스템의 제어신호를 공급받아 축 모터가 구동됨에 따라 이루어진다. 참고적으로 CNC는 Computer Numerical Control의 약자로서, 컴퓨터를 내장한 NC(수신 제어 장치)를 말한다.

도 1은 종래 기술에 따른 공작기계의 퀼 스핀들(10) 장치의 구성 부품간 결합관계를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 퀼 스핀들(10) 장치의 주변 구성은 볼 스크류(20), 볼 스크류 브라켓(30), 헤드부(40), 클램프부(52, 54), 하우징(60)으로 구성된다. 참조번호 ()와 ()는 오-링과 더스트 실을 도시한 것이다.

퀼 스핀들(10)의 축 방향 이송은 모터의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류(20)와 볼 스크류 브라켓(30)의 구성으로 이루어진다. 퀼 스핀들(10)의 축 이송은 4축(X, Y, Z, W)으로 구성되어 움직이며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공한다.

클램프부(52, 54)는 헤드부(40)에 장착되는 클램프 부시(52)와 클램퍼(54)로 구성되며, 클램퍼(54)의 움직임에 따라 퀼 스핀들(10)의 축 방향 이송을 억제하는 기능을 한다.

이와 같은 구성으로 퀼 스핀들(10)을 장기간 사용하게 되면 퀼 스핀들(10)의 표면과 클램프부(52, 54)를 포함한 습동면이 마모되어 슬라이드 간격이 넓어지게 되며, 퀼 스핀들(10)의 직각도가 변하게 된다. 그 이유는 슬라이드 부위별 위치에 따른 마모 상태가 다르므로 위치에 따라 직각도가 변하기 때문이다.

특히, 클램프부가 설치되는 퀼 스핀들의 하부의 마모 상태가 심해 다른 부위보다 간격이 커지게 되며, 공구(Tool)에 가공 부하가 걸리면 퀼 스핀들 전체가 좌, 우로 밀리는 현상이 발생하여 가공 오차가 많이 발생한다. 또한, 퀼 스핀들 이송방향(상, 하) 전환시 슬라이드부 간격이 넓어 퀼 스핀들이 떨어지는(낙하) 현상이 발생하여 모터 과부하 고장이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 퀼 스핀들의 축 이송에 따라 발생하는 마찰을 감소시켜 퀼 스핀들의 표면을 보호하고, 수명을 연장시킬 수 있는 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류와, 퀼 스핀들의 일측에 장착되어 상기 볼 스크류와 체결되는 볼 스크류 브라켓을 구비하여 상기 퀼 스핀들의 축 방향 이송을 안내하며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공하는 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치에 있어서, 상기 퀼 스핀들의 하부 길이방향에 장착되어 상기 퀼 스핀들의 움직임을 지지하는 헤드부와; 상기 헤드부의 내측면에 끼워져 장착되어 상기 퀼 스핀들의 축 방향 이송을 안내하며, 상기 퀼 스핀들 표면과 습동되는 내면 전체에 저마찰계수 불소계 수지를 부착하여 퀼 스핀들의 축 이송에 따른 마찰을 감소시키는 가이드부와; 상기 퀼 스핀들의 하단부에 끼워져 상기 가이드부의 하부에 결합되어 상기 가이드부가 상기 퀼 스핀들의 축 방향으로 이탈되는 것을 방지하는 하우징을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 공작기계의 퀼 스핀들 장치의 구성 부품간 결합관계를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치의 구성 부품간 결합관계를 도시한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 퀼 스핀들(120) 마찰 저감장치의 구성 부품간 결합관계를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 퀼 스핀들(120) 마찰 저감장치의 구성은 모터의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류(100)와, 퀼 스핀들(120)의 일측에 장착되어 상기 볼 스크류(100)와 체결되는 볼 스크류 브라켓(110)을 구비하여 상기 퀼 스핀들(120)의 축 방향 이송을 안내하며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공하는 공작기계의 퀼 스핀들(120) 마찰 저감장치에 있어서, 헤드부(130), 가이드부(140), 하우징(150)으로 구성된다. 참조번호 (152)와 (154)는 오-링과 더스트 실을 도시한 것이다.

헤드부(130)는 상기 퀼 스핀들(120)의 하부 길이방향에 장착되어 상기 퀼 스핀들(120)의 움직임을 지지하는 기능을 한다.

가이드부(140)는 상기 헤드부(130)의 내측면에 끼워져 장착되어 상기 퀼 스핀들(120)의 축 방향 이송을 안내하며, 상기 퀼 스핀들(120) 표면과 습동되는 전체면에 저마찰계수 불소계 수지(142)를 부착하여 퀼 스핀들(120)의 축 이송에 따른 마찰을 감소시키는 기능을 한다.

상기 가이드부(140)의 내면에 부착되는 저마찰계수 불소계 수지(142)는 전착 가공한 후 상기 가이드부(140) 내면에 접착되어 스크래핑으로 마무리 가공되는 평면 슬라이드 베어링(토가이드 "B" HP)이다. 이와 같은 구성으로 퀼 스핀들(120)의표면 손상을 방지하고 안정된 정밀도와 적은 운동부하로도 고속 운전 및 높은 생산성을 구현할 수 있다.

하우징(150)은 상기 퀼 스핀들(120)의 하단부에 끼워져 상기 가이드부(140)의 하부에 결합되어 상기 가이드부(140)가 상기 퀼 스핀들(120)의 축 방향으로 이탈되는 것을 방지한다. 상기 하우징(150)의 내면에는 오-링(152)과 더스트 실(154)이 끼워져 결합되며, 상기 오-링(152)과 더스트 실(154)을 매개로 퀼 스핀들(120)의 하부에 장착된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 퀼 스핀들(120) 마찰 저감장치는 종래의 기술에서 사용되는 클램프부를 제거하고, 퀼 스핀들(120) 표면과 습동되는 가이드부(140)의 내면 전체에 저마찰계수 불소계 수지(142)를 부착하여 퀼 스핀들(120)의 축 이송에 따른 마찰을 감소시킨다.

도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 퀼 스핀들(120) 마찰 저감장치의 동작을 설명한다.

먼저, 퀼 스핀들(120)의 축 방향 이송은 종래 기술에서와 같이 모터의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류(100)와 볼 스크류 브라켓(110)의 구성으로 이루어진다. 퀼 스핀들(120)의 축 이송은 4축(X, Y, Z, W)으로 구성되어 움직이며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공한다. 참고적으로, 가공물의 품질은 Z축 정도와 직결되어 있으므로 퀼 스핀들(120)의 마찰 감소에 따라 장비 정도를 향상시켜 고품위의 가공을 할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같은 구성으로 퀼 스핀들(120)을 사용하게 되면 퀼 스핀들(120)의 표면과 가이드부(140)의 내면을 포함한 습동면에는 마찰이 감소되어 슬라이드 간격이 넓어지지 않게 된다. 따라서, 퀼 스핀들(120)의 직각도 변화는 현저하게 감소된다. 그 이유는 퀼 스핀들(120)의 표면과 슬라이딩 접촉되는 구성부품간의 마찰이 감소되기 때문이다.

특히, 가이드부(140)가 설치되는 퀼 스핀들(120)의 하부의 마모 상태가 개선되며, 공구(Tool)에 가공 부하가 걸리는 경우에도 퀼 스핀들(120) 전체가 좌, 우로 밀리는 현상이 발생하지 않게 된다. 따라서, 가공 오차가 감소되며, 퀼 스핀들(120) 이송방향(상, 하) 전환시 슬라이드부 간격이 넓어짐에 따라 발생하는 퀼 스핀들(120)의 낙하 현상을 개선할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치는 퀼 스핀들의 습동면 마모를 감소시켜 장비 수명을 연장시킬 수 있으며, 장비 고장으로 인한 작업 지연시간을 줄이고, 종래의 기술에서 퀼 스핀들 부위에 장착되는 클램프부를 제거하여 장비 분해 조립 및 보수가 간단한 효과가 있다. 또한, 퀼 스핀들 마모로 인한 수리비를 절감하고, 퀼 스핀들의 직각도를 향상시켜 고품위의 공작물을 가공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

삭제
모터의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류와, 퀼 스핀들의 일측에 장착되어 상기 볼 스크류와 체결되는 볼 스크류 브라켓을 구비하여 상기 퀼 스핀들의 축 방향 이송을 안내하며, 스핀들 회전으로 각종 공작물을 가공하는 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치에 있어서,

상기 퀼 스핀들의 하부 길이방향에 장착되어 상기 퀼 스핀들의 움직임을 지지하는 헤드부와;

상기 헤드부의 내측면에 끼워져 장착되어 상기 퀼 스핀들의 축 방향 이송을 안내하며, 상기 퀼 스핀들 표면과 습동되는 내면 전체에는 전착 가공한 후 상기 가이드부 내면에 접착되어 스크래핑으로 마무리 가공되는 평면 슬라이드 베어링을 부착하여 퀼 스핀들의 축 이송에 따른 마찰을 감소시키는 가이드부와;

상기 퀼 스핀들의 하단부에 끼워져 상기 가이드부의 하부에 결합되어 상기 가이드부가 상기 퀼 스핀들의 축 방향으로 이탈되는 것을 방지하는 하우징을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 퀼 스핀들 마찰 저감장치.