슈 그라인딩, 두께가 얇은 공작물을 위한 최고의 정밀성

벽부가 얇은 링과 슬리브, 롤링 요소의 진원도 그리고 긴 서비스 수명을 제공하기 위해, 이 링들을 경제적으로 생산할 수 있도록 한 번의 클램핑으로 외부와 내부 가공을 제공하기 위해, 표면 프로파일 형태가 극도로 정밀해야 하는 롤링 궤도의 진원도를 충족하기 위해, STUDER는 여기에 필요한 해답을 가지고 있다. 바로 슈 그라인딩 고정장치를 사용하는 원통연삭이다. STUDER는 이 방법을 통해 기존의 연삭 공정으로 해결할 수 없는 정밀도를 달성하였다.

슈 그라인딩 원리

벽부가 얇은 원형부품 롤러 베어링 링은 클램핑 시스템에 변형되지 않고, 외경 기준의 내경 동심도가 항상 유지되도록 클램핑해야 한다.

이러한 요건은 척(3죠척이나 6죠척)으로는 충족할 수 없고, 외부 윤곽과 내부 윤곽을 한 번의 클램핑으로 가공하는 것이 바람직하다. 일반적으로 마그네틱 척 클램핑은 개별 공작물을 다이얼 인디케이터를 이용하여 수동으로 중심을 정렬해야 하는데, 이는 시간이 많이 소요되고 자동 로딩/언로딩이 불가능하다. 바로 이 부분이 롤러 베어링 산업의 대량 생산을 방해하는 주요 장애물이다. 가장 좋은 방법은 벽부가 얇은 링을 클램핑하는 공작물 서포터를 로터리 드라이브(공작물 드라이브)에서 완전히 분리하는 방법이다.

  • 슈 그라인딩 고정장치, 공작물 지지용
  • 토크 도입(구동) 및 공작물 고정을 위한 전자기 척

슈그라인딩 고정장치 디자인

  1. 유니버셜 슈 그라인딩 고정장치

    공작물 테이블에 클램핑된 슈 그라인딩 고정장치, Z 방향으로 이동 가능

  2. 미세 조정이 가능한 유니버셜 슬라이딩 인서트가 있는 전후진 조절 디자인의 수평 방향 지지 슈
  3. 미세 조정이 가능한 유니버셜 슬라이딩 인서트가 있는 고정 슈 디자인의 수직 방향 지지 슈
  4. 공작물 회전동작과 공작물 고정을 위한 전자기 척
  5. 자기 극 부스터. 이들은 조립된 상태에서 정기적으로 재 연삭되어 자석 접촉면의 평탄도와 직각도를 보증한다. 반경 방향으로 조정 가능하고 T 슬롯에 고정된다.

STUDER 유니버셜 슈 그라인딩 고정장치는 다양한 크기로 제공되고 있으며, 10 ~ 460mm 직경 범위를 커버할 수 있다. 이러한 유니버셜 슈 그라인딩 고정장치와 퀵 릴리즈 플레이트를 이용하여 새로운 공작물에 신속하게 셋팅할 수 있는 대량생산 버전이 있다.

STUDER 슈 그라인딩 고정장치 예시.

전자 척 디자인

전자 척은 공작물을 회전 방향으로 구동하여 공작물 속도를 생성한다. 이때 척은 공작물을 공칭 위치에 잡고 있으며, 이는 공작물 전면을 기준으로 놓여지게 된다. 지지하는 슈가 공작물을 편심하게 위치하므로, 척(극 부스터, 극 링)과 공작물 단면 사이에서 상대적인 작은 움직임이 발생한다. 고리형 극 또는 반경방향 극 피치는 공작물 크기에 따라 선택되며, 고리형 극 피치는 소형 공작물에 사용되는 경향이 있다(최대 약 80mm).

고리형 극 전자석은 장착 구멍패턴이 다를 수 있으며, 이는 고객의 제품 범위에 맞춘다. 전자 척의 구동력과 홀딩력은 여러 단계로 프로그래밍할 수 있다. 홀딩력은 CNC 프로그램을 통해 섬세한 작업을 위해 특별히 조절할 수 있으며 더욱 강하게 클램핑 할 수도 있다. 자기력은 자석 컨트롤러에서 최대 16 단계까지 개별적으로 프로그래밍할 수 있다. 여러 개의 다른 전자석 척을 사용하는 경우, 전기 연결은 척 뒤에 플러그-인 접점으로 제공된다.

가능한 그라인딩 헤드 구성

가장 중요한 우선 순위는 롤러 베어링 링의 외경과 내경을 동시에 최종 연삭하는 것이다. 이를 통해 외경/내경의 완벽한 동심도, 동일한 생산온도의 유지, 치수적으로 보다 안정적이며, 더불어“진행 중인 작업”(운전 자본)의 양이 감소한다. 따라서, 그라인딩 헤드는 외경연삭 휠, 내경연삭 휠, 측정 프로브와 같은 완벽한 싱글 클램핑 프로세스를 위해 요구되는 연삭 공구들을 갖추어야 한다. 그리고 무한 가변 고정밀 B축에서 선회 각도 반복 정밀도 1초 미만으로 가공된다(STUDER S41의 경우).

달성 가능한 정확도

다음 표는 STUDER 원통 연삭기에서 슈 그라인딩 고정장치를 이용하여 달성할 수 있는 정보이다. 이 값은 여러 고객들의 프로젝트와 내부 시험에서 확인되었으나, 전제조건으로 시스템 측(전면 왼쪽)의 블랭크가 완전히 평평해야 한다.