KR20010093805A - 중심에 형상오차를 갖는 공작물의 연마방법과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작물(5)이 주축대(1)의 작업스핀들(30)의 배치센터(4)와 심압대(3)의 슬리이브(13)의 배치센터(6)사이에 고정되고, 안정대 시이트(8)가 공작물(5)에 접하는 중심에 형상오차를 갖는 공작물의 연마방법에 관한 것이다. 심압대(3)의 슬리이브(13)의 배치센터(6)가 공작물의 취부중심에 근접하여 놓인다. 본 발명은 안정대 시이트의 연마후 배치센터와 심압대 슬리이브가 공작물의 취부중심의 접촉영역으로부터 중간위치로 후퇴하고, 공작물이 안정대와 공작물의 취부중심을 향한다. 아울러 공작물은 안정대(7)와 탄지된 압력핀(21)을 통하여 가하여지는 축방향의 힘에 의하여 심압대측에서 위치가 고정된다.

Description

중심에 형상오차를 갖는 공작물의 연마방법과 장치 {METHOD AND DEVICE FOR GRINDING WORKPIECES WITH CENTERS WHICH COMPRISE FORM VARIATIONS}

종래 정밀연마, 특히 공작물을 연마함에 있어서, 공작물은 주축대와 심압대의 배치센터사이에 놓인다. 이러한 취부방식은 특히 벽이 매우 얇은 공작물의 경우에 취부중심의 영역에서 취부하기가 어려운 점이 있었다. 통상 이러한 공작물은 기하학적으로 정밀하게 예비연마할 수 없거나 예비연마후 가하여지는 열처리에 의한 왜곡에 관련된 동심성 오차와 같은 형상의 부정확성을 갖는다. 통상적으로 얇은 벽을 갖는 공작물의 이들 왜곡관련 진원성 오차의 제거는 공작물의 외경을 연마하는 것으로 보정될 수 없다. 즉, 중심의 진원성 오차는 외부의 원통형 연마중 치수 또는 동심성 오차로서 전달된다.

본 발명은 중심에 형상오차를 갖는 공작물의 연마방법과 장치에 관한 것이다.

도 1 은 공작물의 취부상태를 부분단면으로 보인 연마기의 부분평면도.

도 2 는 작동상태에 있는 공작물의 취부상태를 부분단면으로 보인 연마기의 부분평면도.

도 3 은 심압대 배치센터가 도시하지 않은 고정된 안정대와 접촉되어 있는 상태를 보인 것으로, 심압대측 공작물의 취부상태를 보인 단면도.

도 4 는 압력핀이 심압대 배치센터와 함께 심압대 슬리이브의 후퇴중간위치에 있음을 보인 심압대측 공작물취부상태의 단면도.

따라서, 본 발명의 목적은 공작물의 중심영역의 동심성 오차와 같은 형상의 부정확성이 연마중 완성품에 전달되지 않는 방법과 장치를 제공하는데 있다. 이와 같이 함으로서, 공작물의 최종연마전에 복잡한 중심연마작업이 필요없게 된다. 더욱이, 무결함의 외주면을 갖는 고품질의 공작물을 생산할 수 있다. 공작물의 1 회 취부로 완전한 외부윤곽이 완전하게 연마될 수 있다.

이러한 목적은 방법에 관련된 청구범위의 제 1 항과 방법을 수행하기 위한 장치에 관련된 청구범위 제 2 항의 특징부분에 의하여 달성된다. 청구범위 제 3 항의 특징부분은 구조에 관하여 청구범위 제 2 항에 청구된 장치를 보다 구체화한다.

이러한 목적은 심압대 슬리이브에 착설된 심압대의 배치센터가 스프링요소가 구비된 압력핀으로 구성되는 것으로 달성될 수 있다. 이와 같이 연마될 공작물은 주축대의 작업스핀들의 대향된 배치센터에 대하여 축방향으로 가압된다. 이와 같은 경우에 있어서, 공작물은 안정대에 의하여 지지되어 위치가 고정될 수 있다. 본 발명의 실시형태에 있어서, 압력핀이 피스턴부분과 롯드부분으로 구성되고, 압력핀이 심압대 배치센터의 기초동체 내부에 착설된다. 심압대 배치센터를갖는 심입대 슬리이브는 중간위치로 후퇴될 수 있다. 따라서, 연마를 위한 공작물은 주축대측 중심영역과 안정대의 조오에 정확히 중심이 맞추어져 놓이게 된다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

연마기상에 공작물(5)을 취부하는 것이 예를 들어 도 1 에 도시되어 있다. 이 공작물(5)은 주축대(1)의 작업스핀들(30)의 배치센터(4)와심압대(3)의 센터(11)의 배치센터(6)사이에 취부된다. 작업스핀들(30)의 배치센터(4)와 슬리이브(13)의 배치센터(6)사이에 공작물을 취부하고 분리하는 것은 심압대의 이동으로 후진위치로 후퇴되는 심압대 슬리이브(13)에 의하여 이루어진다.

주축대(1)와 심압대(3)는 Z-방향으로 이동할 수 있는 연마테이블(2)(일부만을 보임)상에 착설된다. 주축대(1)는 모터구동장치(도시하지 않았음)를 통하여 구동되는 작업스핀들(30)을 갖는다. 심압대(3)에는 심압대(3)의 하우징내부에서 축방향으로 이동가능한 심압대 슬리이브(13)가 구비되어 있다. 주축대(1)의 작업스핀들(30)과 심압대(3)의 슬리이브(13)의 중심축선은 상대측에 대하여 정확히 정렬되어 있다. 마찬가지로 정렬되는 종축선을 갖는 공작물(5)은 이들 사이에 취부된다. 가동형 조오(9)를 갖는 안정대(7)가 연마테이블(2)에 배열된다. 연마휠(16)을 갖는 연마스핀들(15)은 공작물 취부상태에 대하여 수직인 X-축의 방향으로 선반의 주축대(1)와 심압대(3)에 대하여 축방향으로 평행하게 놓일 수 있도록 배치된다. 아울러, 연마스핀들(15)은 선반의 Z-축에 대하여 축방향으로 평행하게 배치된다. 연마휠(16)은 공작물에 대하여 직각인 X-축의 방향으로 고정된다.

도 2 에서, 공작물은 주축대(1)의 배치센터(4)와 심압대(3)의 배치센터(6)사이에 취부되어 있다. 심압대(3)의 배치센터(6)에 지지되어 있는 센터(11)에서의 공작물(5)이 매우 얇은 벽을 가지므로 공작물의 취부중에 가하여지는 압축력에 의하여 공작물(5)의 벽이 얇은 부분에서 중심배치변형이 일어난다. 즉, 공작물(5)의 취부센터의 심압대측 영역이 심압대(3)의 절두원추형 배치센터(6)와 조합되어 심압대(3)의 배치센터(6)로부터 가하여지는 압축력에 의하여 원형의 형상으로 가압된다.

공작물(5)의 중심영역에서, 가동형 조오(9)를 갖는 안정대(7)가 접하게 되는 안정대 시이트(8)가 연마휠(16)에 의하여 연마되며, 이 연마휠은 X-축선을 따라서 공작물에 대하여 직각으로 배치되고 Z-축선에 대하여 축방향으로 평행하게 이동될 수 있게 되어 있으며 연마스핀들(15)상에 착설되어 있다. 공작물(5)은 이와 같이 기하학적으로 정확한 공작물(5), 즉, 진원성 오차가 없는 공작물(5)을 얻기 위하여 리셋트되고 마무리가공된다.

도 3 은 심압대(3)의 슬리이브(13)의 배치센터(6)가 이루는 절두원추형의 구성에 대한 실시형태를 보인 것으로, 배치센터(6)가 마모에 의하여 탄화물(6A)이 달라붙어 있으며 슬리이브(13)의 종축선에 정렬된 안내요소 (24)에 배치되어 있다. 안내요소(24)는 직경이 단계적으로 변화하는중심종공을 가지며 이 중심종공은 배치센터의 단부측을 향하여 점점 작아진다. 안내요소(24)의 대향측 단부에서, 이 중심종공은 조절스크류(23)를 수용하기 위하여 최대직경을 갖는다. 점차로 중심종공의 직경은 작아져 소경부를 갖는다. 이 소경부에는 소경부의 직경에 맞는 직경을 가지고 일측단이 조절스크류(23)의 단부면에 접하고 타측단이 동일 직경을 갖는 압력핀(21)의 원통형 피스턴부분(26)의 단부면에 접하는 스프링요소(22)가 배열되어 있다. 원통형 피스턴부분(26)의 타측단부는 직경이 작은 축방향 롯드부분(27)을 갖는다. 이 롯드부분(27)은 안내요소(24)의 외부로 연장된 통공을 관통한다. 스프링요소(22)로 탄지된 압력핀(21)이 공작물(5)에 축방향의 힘(32)을 가한다.

도 4 에서, 심압대(3)의 슬리이브(13)는 화살표를 따라서 중간위치 (10)로 후퇴되어 심압대(3)의 배치센터(6)가 공작물(5)에 더 이상 압력접촉하지 않는다. 그러나, 압력핀의 롯드부분(27)은 스프링요소(22)의 스프링 힘에 의하여 공작물(5)을 주축대(1)의 작업스핀들의 배치센터(4)에 가압한다.

안정대(7)는 작업스핀들(30)의 배치센터(4)와 슬리이브(13)의 배치센터 (6)에 대하여 공작물(5)의 방사상 위치를 결정하여 준다. 심압대(3)의 배치센터(6)는 공작물의 취부중에 이루어진 중심배치상태가 흩으로짐이없이 중간위치로 후퇴될 수 있도록 한다. 이러한 이동은 공작물(5)이 더 이상 슬리이브(13)의 배치센터(6)에 접촉하지 않을 정도로 커서 공작물(5)이 센터(11A)에 접촉하지 않아야 한다. 따라서, 이러한 중간위치(10)로의 이동량은 십분의 일 밀리미터 이상이면 충분하다. 공작물(5)의 회전운동의 토크는 주축대(1)의 배치센터(4)에 의하여 전달되므로 공작물(5)은 힘(32)에 의하여 작업스핀들(30)의 배치센터(4)에 가압되어야 한다. 압력핀(21)은 롯드부분(21)을 통하여 이러한 마찰결합이 이루어질 수 있도록 한다. 이와 같이 함으로서, 공작물(5)은 회전구동되고 안정대(7)에 의하여 중심이 조절된 위치에 놓이므로 공작물(5)의 외주면에서 완전한 연마가 이루어질 수 있다. 이와 같이, 공작물 (5)의 심압대측 단부의 외주면이 공작물(5)에 부정확성, 즉 진원성 오차가 전달됨이 없이 연마될 수 있다.

본 발명에 따른 방법과 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에 의하여, 다른 취부시스템을 갖는 다른 선반에서의 적어도 한 작동시퀀스가 생략될 수 있고 이에 따라 가공코스트가 감소될 수 있다. 본 발명에 따른 방법과 이를 위한 장치는 공작물의 연마에만 한정되지 않고 다른 정밀가공작업이 이에 따라 수행될 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 공작물이 주축대의 작업스핀들의 배치센터와 심압대의 슬리이브의 배치센터사이에 취부되고, 안정대 시이트가 공작물에 접하며, 심압대의 슬리이브의 배치센터가 공작물의 취부중심에 접촉하는 중심에 형상오차를 갖는 공작물의 연마방법에 있어서, 안정대 시이트의 연마후 배치센터와 심압대 슬리이브가 공작물의 취부중심의 접촉영역으로부터 중간위치로 후퇴하고, 공작물이 안정대와 공작물의 취부중심을 향하고 탄지된 압력핀을 통하여 가하여지는 축방향의 힘에 의하여 심압대측에서 위치가 고정됨을 특징으로 하는 중심에 형상오차를 갖는 공작물의 연마방법.
2. 주축대(1)에 작업스핀들(30)과 작업스핀들(30)의 종축선에 정렬되고 공작물(5)을 수용할 수 있게 된 배치센터(4)가 구비되고, 종축선상에 배치센터가 놓이는 슬리이브(13)를 갖는 심압대(3)가 연마테이블상에 착설되는 중심에 형상오차를 갖는 공작물의 연마장치에 있어서, 슬리이브(13)의 종축선(31)에서 안내되고 스프링요소(22)에 의하여 작동되는 압력핀(21)이 심압대(3)의 슬리이브(13)의 배치센터(6)내에 배열됨을 특징으로 하는 중심에 형상오차를 갖는 공작물의 연마장치.
3. 제 2 항에 있어서, 압력핀(21)이 피스턴부분(26)과 소경의 롯드부분(27)으로 구성되고, 압력핀(21)이 스프링요소에 의하여, 특히 헬리컬 스프링 또는 디스크 스프링조립체에 의하여 헤드측에서 작동되며, 스프링요소(22)가 압력을 설정하는 스크류(23)에 연결됨을 특징으로 하는 장치.