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KR102062406B1 - 공작 기계 - Google Patents

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KR102062406B1
KR102062406B1 KR1020130161169A KR20130161169A KR102062406B1 KR 102062406 B1 KR102062406 B1 KR 102062406B1 KR 1020130161169 A KR1020130161169 A KR 1020130161169A KR 20130161169 A KR20130161169 A KR 20130161169A KR 102062406 B1 KR102062406 B1 KR 102062406B1
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KR
South Korea
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bed
bearing
bearing plate
slider
machine tool
Prior art date
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KR1020130161169A
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KR20150073459A (ko
Inventor
임원종
송근철
Original Assignee
두산공작기계 주식회사
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/01Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
    • B23Q1/015Frames, beds, pillars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/12Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
    • B23Q11/121Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine with lubricating effect for reducing friction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/02Sliding-contact bearings

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 공작 기계에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 공작 기계는 공작 기계는 베드와, 상기 베드 상에 직선 왕복 가능하게 설치된 슬라이더, 그리고 상기 베드와 마주하는 상기 슬라이더의 일면에 설치된 슬라이딩 베어링(sliding bearing)을 포함한다. 그리고 상기 슬라이딩 베어링은 베어링 플레이트와, 상기 베드와 대향하는 상기 베어링 플레이트의 일면에 형성되어 윤활유를 공급하는 오일 그루브(oil groove), 그리고 상기 베어링 플레이트의 일면에 형성된 다수의 스크레이핑 홀(scraping hole)을 포함한다.

Description

공작 기계{MACHINE TOOL}
본 발명의 실시예는 공작 기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베드 상에서 직선 왕복 운동하는 슬라이더를 포함한 공작 기계에 관한 것이다.
공작기계는 여러 절삭 가공 방법 또는 비절삭 가공 방법으로 금속 또는 비금속의 공작물을 각종 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.
공작 기계는 크게 터닝 센터(Turning Center)와 머시닝 센터(Machining Center)로 분류된다. 그리고 공작 기계는 대부분 베드 상에서 직선 왕복 운동하는 슬라이더를 포함하는데, 이러한 슬라이더에는 정밀한 움직임이 요구된다. 특히, 수치 제어(numerical control, NC)를 이용하는 공작 기계는 공작물 또는 공구의 정확한 이동이 공작물의 가공 정밀도에 큰 영향을 미치므로, 슬라이더의 정밀한 움직임이 더욱 요구된다.
공작 기계에서, 공작물을 지지하는 척 또는 공구가 장착되는 스핀들은 슬라이더에 장착된다. 그리고 슬라이더는 레일 방식, 볼스크류 방식, 또는 리니어 가이드 방식을 통해 베드 상에서 이동할 수 있다. 이중에서, 리니어 가이드 방식의 슬라이더가 높은 정밀도를 가질 수 있다.
리니어 가이드 방식의 슬라이더는 베드와 대향하는 일면에 설치된 슬라이딩 베어링(sliding bearing)을 통해 미끄러운 이동이 가능하다. 그리고 슬라이딩 베이링과 베드의 접촉면에는 마찰을 줄이기 위하여 윤활제가 도포된다.
하지만, 슬라이더가 베드 상에서 이동 하여 가공을 위해 일정시간 정지한 후 다시 이동할 때 슬라이더와 베드의 접촉면의 윤활제는 유막이 형성 되지 않아 마찰이 발생되고 있다. 이러한 동작이 장시간 반복되면 베드와 슬라이딩 베어링 사이의 간극이 마모로 인하여 증가하게 되고, 이로 인해 공작 기계 가공 정밀도에 영향을 줄 수 있으며, 소음과 진동도 심각한 수준으로 증가되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 베드 상에서 직선 왕복 운동하는 슬라이더의 마모를 효과적으로 최소화한 공작 기계를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 공작 기계는 베드와, 상기 베드 상에 직선 왕복 가능하게 설치된 슬라이더, 그리고 상기 베드와 마주하는 상기 슬라이더의 일면에 설치된 슬라이딩 베어링(sliding bearing)을 포함한다. 그리고 상기 슬라이딩 베어링은 베어링 플레이트와, 상기 베드와 대향하는 상기 베어링 플레이트의 일면에 형성되어 윤활유를 공급하는 오일 그루브(oil groove), 그리고 상기 베어링 플레이트의 일면에 형성된 다수의 스크레이핑 홀(scraping hole)을 포함한다.
상기 스크레이핑 홀의 평균 깊이는 1 마이크로미터 내지 5 마이크로미터 범위 내에 속할 수 있다.
또한, 상기 베어링 플레이트의 전체 면적 대비 상기 베어링 플레이트와 상기 베드의 접촉 면적의 비율(Bearing Ratio)이 50% 내지 60% 범위 내에 속할 수 있다.
상기 베어링 플레이트의 상기 베드와 대향하는 면은 기울기를 가지며, 상기 베어링 플레이트의 전체인 두께가 불균일할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 공작 기계는 베드 상에서 직선 왕복 운동하는 슬라이더의 마모를 효과적으로 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계의 요부를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 테이블을 지지하는 슬라이더의 배면도이다.
도 3은 도 2의 슬라이딩 베어링을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2의 일부를 확대 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V선에 따른 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)를 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 베드(600)와, 슬라이더(400), 그리고 슬라이딩 베어링(sliding bearing)(500, 도 2에 도시함)을 포함한다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 공작물 또는 공구를 각각 파지하는 테이블(200)과 스핀들(300)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 테이블(200)과 스핀들(300)은 각각 슬라이더(400) 위에 설치될 수 있다. 도 1에서는, 테이블(200)을 지지하는 슬라이더(400)와 스핀들(300)을 지지하는 슬라이더(400)를 모두 도시하고 있으나, 이하 슬라이더(400)는 테이블(200)을 지지하는 슬라이더(400)를 중심으로 설명한다. 스핀들(300)을 지지하는 슬라이더(400)도 테이블(200)을 지지하는 슬라이더(400)와 동일한 기술적 사상을 갖는다.
베드(600)는 지면 또는 건축 구조물의 바닥면에 배치되어 공작 기계(101)의 여러 부품들을 받치는 역할을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에서, 베드(600)는 슬라이더(400)가 직선 왕복 운동할 수 있도록 가이드하는 리니어 모션(linear motion, LM) 가이드부(650)를 포함할 수 있다.
슬라이더(400)는 베드(600) 상에 직선 왕복 가능하게 설치된다. 구체적으로, 슬라이더(400)는 베드(600)의 리니어 모션 가이드부(650)에 슬라이딩 가능하게 결합된다.
슬라이딩 베어링(500)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 베드(600)와 마주하는 슬라이더(400)의 일면에 설치되어 슬라이더(400)의 직선 왕복 운동을 돕는다.
구체적으로, 슬라이딩 베어링(500)은 슬라이더(400)의 일면에 설치되어 베드(600)의 리니어 모션 가이드부(650)와 면접촉한다.
슬라이딩 베어링(500)은 볼 베어링이나 롤러 베어링과 같은 다른 미끄럼 부재와 대비하여 상대적으로 높은 하중을 지지할 수 있다.
또한, 슬라이딩 베어링(500)은 베드(600)의 리니어 모션 가이드부(650)와 면접촉한 상태로 이동하므로, 장시간 사용하더라도 마모에 의하여 슬라이딩 베어링(500)과 베드(600) 사이의 접촉면에 발생되는 간극이 상대적으로 적다. 따라서, 슬라이딩 베어링(500)을 사용할 경우, 공작 기계(101)에서 발생되는 소음과 진동을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 슬라이딩 베이링(500)과 베드(600)의 리니어 모션 가이드부(650)의 접촉면에 도포된 윤활유를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 슬라이딩 베어링(500)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 베어링 플레이트(510)와, 오일 그루브(580), 그리고 다수의 스크레이핑 홀(scraping hole, 519)(도 4에 도시)을 포함한다.
베어링 플레이트(510)는 베드(600)의 리니어 모션 가이드부(650)와 직접 접촉한다.
오일 그루브(oil groove, 580)는 베어링 플레이트(510)의 베드(600)와 대향하는 일면에 형성되어 윤활유를 공급한다. 그리고 오일 그루브(580)의 일 영역에는 오일 공급홀(589)이 형성될 수 있다. 오일 공급홀(589)은 오일 그루브(580)에 수용될 윤활유를 공급할 수 있다.
오일 그루브(580)의 오일 공급홀(589)을 통해 공급된 윤활유에 의해 베이링 플레이트(510)와 베드(600) 사이에는 유막이 형성되고 이러한 유막에는 일정한 압력이 걸린다.
오일 그루브(580)는 레이저를 사용하여 형성하거나, 에칭, 집속 이온빔, 또는 이온 식각 등의 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 이때, 오일 그루브(580)는 마이크로 미터 단위로 미세 가공될 수 있다.
또한, 도 3에서 오일 그루브(580)는 "ㄹ"형상 또는 요철 패턴으로 형성되나 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 오일 그루브(580)는 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 패턴으로 형성될 수 있다.
스크레이핑 홀(519)은 베어링 플레이트(510)의 베드(600)와 대향하는 일면에 형성된다. 즉, 스크레이핑 홀(519)과 오일 그루브(580)는 동일한 면에 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 스크레이핑 홀(519)은, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 1 마이크로미터 내지 5 마이크로미터 범위 내의 평균 깊이를 가질 수 있다. 도 4는 도 3의 A 영역을 확대 도시한 평면도이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 베어링 플레이트(510)의 전체 면적 대비 베어링 플레이트(510)와 베드(600)의 접촉 면적의 비율이 50% 내지 60% 범위 내에 속하도록 스크레이핑 홀(519)이 형성될 수 있다. 이때, 베어링 플레이트(510)의 베드(600)와 대향하는 일면에서 오일 그루브(580)와 스크레이핑 홀(519)이 형성된 영역은 비접촉 면적이 되고, 나머지 영역은 접촉 면적이 될 수 있다.
이하, 베어링 플레이트(510)의 전체 면적 대비 베어링 플레이트(510)와 베드(600)의 접촉 면적의 비율은 베어링율(Bearing Ratio, 지지력비)이라 한다.
또한, 베어링 플레이트(510)의 베드(600)와 대향하는 면은 기울기를 가지며, 베어링 플레이트(510)의 전체인 두께가 불균일하게 형성될 수 있다.
이와 같이, 베어링 플레이트(510)의 두께가 불균일하도록 형성하는 이유는 공차 또는 열 또는 하중에 의한 변형으로 발생되는 오차를 교정하기 위함이다.
즉, 슬라이딩 베어링(500)에서 베드(600)와 접촉하여 슬라이딩하는 베어링 플레이트(510)의 두께를 부분적으로 달리하여, 슬라이드(400) 위에 지지된 테이블(200) 또는 스핀들(300)의 동작 정밀도를 향상시킬 수 있다.
스크레이핑 홀(519)은 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 스크레이핑(scraping) 방법으로 형성될 수 있다. 또한, 베어링 플레이트(510)의 영역별 두께 편차도 스크레이핑 방법을 통해 구현할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)의 베어링 플레이트(510)를 다양한 스크레이핑 방법을 통해 스크레이핑하여 스크레이핑 홀(519)을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 베어링 플레이트(510)의 두께를 전체적으로 불균일하게 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 베어링 플레이트(510)의 일면에는 오일 그루브(580)와 다수의 스크레이핑 홀(519)이 형성되므로, 슬라이딩 베어링(500)의 마모를 줄일 수 잇다.
구체적으로, 베드(600)와 접촉하는 베어링 플레이트(510)의 일면에 오일 그루브(580)와 다수의 스크레이핑 홀(519)이 형성되어 베드(600)와 슬라이딩 베어링(500)이 나란하게 상대 운동을 하더라도 쐐기 효과를 발생시켜서 베어링 플레이트(510)와 베드(600)의 서로 대향하는 두 면 사이에 유체 동압 효과를 발생된다.
따라서, 슬라이딩 베어링(500)과 베드(600) 사이에 유막 압력의 증대되고, 윤활유의 공급이 원활해진다. 이는 오일 그루브(580)와 스크레이핑 홀(519)이, 베드(600)의 리니어 모션 가이드부(650)를 따라 슬라이더(400)가 슬라이딩 이동할 때, 윤활유의 유막 두께가 미끄러지는 방향을 따라 감소하는 쐐기 효과를 발생시키기 때문이다.
이와 같이, 유막의 압력이 증가되면 슬라이더(400)와 베드(600) 사이에 가해지는 압력을 지탱하여 슬라이딩 베어링(500)과 리니어 모션 가이드부(650) 사이에서 발생하는 마모를 감소시킬 수 있다.
슬라이더(400)는 직선 왕복 운동을 하는데, 직선 왕복 운동은 그 물리적인 운동 특성상 이동 방향이 바뀌는 지점에서 운동 속도가 0이 되며, 직선 왕복 운동 1주기당 운동 속도가 0이 되는 횟수는 2회 발생된다. 그리고 유체 윤활 이론 상 운동 속도가 0이 되면 유막의 형성이 어렵다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 오일 그루브(580)와 스크레이핑 홀(519)에 윤활유가 수용되므로, 슬라이더(400)가 가공을 위해 정지 후 다시 이동할 때 오일 그루브(580)에 수용된 윤활유가 슬라이딩 베어링(500)과 베드(600)의 리니어 모션 가이드부(650) 사이의 윤활 상태를 효율적으로 향상 및 유지할 수 있다.
즉, 오일 그루브(580)를 통해 공급된 윤활유에 의한 유막과 압력이 다수의 스크레이핑 홀(519)을 통해 베어링 플레이트(510)에 전체적으로 보다 균일하게 형성될 수 있다.
이와 같이, 슬라이딩 베어링(500)과 베드(600)의 접촉면에 형성된 유막의 압력이 증대되므로, 슬라이더(400)는 상대적으로 높은 하중을 지지할 수 있으며, 마모의 발생을 줄일 수 있다.
또한, 오일 그루브(580)와 스크레이핑 홀(519)은 각각 슬라이딩 베어링(500)과 베드(600)의 리니어 모션 가이드부(650) 간의 마모에서 발생된 이물질을 포획하여 저장할 수 있다. 이러한 이물질은 마찰을 증가시켜 슬라이딩 베어링(500)의 수명을 단축시키거나 베드(600)의 리니어 모션 가이드부(650)를 손상시킬 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 테이블(200) 또는 스핀들(300)을 지지하여 베드(500) 상에서 직선 왕복 운동하는 슬라이더(400)의 마찰을 효과적으로 최소화할 수 있다.
구체적으로, 슬라이딩 베어링(500)의 베어링 플레이트에 형성된 오일 그루브(580)와 다수의 스크레이핑 홀(519)은 슬라이더(400)와 베드(600) 사이에서 발생하는 마모를 감소시킬 수 있다.
특히, 오일 그루브(580)와 다수의 스크레이핑 홀(519)에 수용된 윤활유는 윤활 상태를 개선하여 슬라이딩 베어링(500)과 베드(600)의 리니어 모션 가이드부(650) 간의 경계면에서 발생하는 마모를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 오일 그루브(580) 및 다수의 스크레이핑 홀(519)을 통해 슬라이딩 베어링(500)과 베드(600)의 접촉면에 형성된 유막의 분포를 균일화하고 유막의 압력을 증대시켜 상대적으로 높은 하중을 지지할 수 있다.
또한, 오일 그루브(580) 및 다수의 스크레이핑 홀(519)은 마모 입자를 포획하여 슬라이딩 베어링(500) 및 베드(600)의 손상을 억제할 수 있다.
이하, 슬라이딩 베어링(400)의 베어링 플레이트(510)에 형성된 스크레이핑 홀(519)의 사양과 베어링율(Bearing Ratio, 지지력비)에 따른 효과를 여러 시험들을 통해 살펴본다.
실험1은 스크레이핑 홀(519)의 평균 깊이와 베어링율을 각각 변화시켜가며 유막의 두께와 마찰 계수를 측정하는 방식으로 진행하였다.
사양 측정값
평균 깊이(㎛) 베어링율(%) 최소 유막 두께(㎛) 마찰 계수
비교예 1 - - 0.4786 0.0303
비교예 2 1 10 0.8244 0.0243
비교예 3 5 10 0.7128 0.0267
비교예 4 10 10 0.5592 0.0284
비교예 5 20 10 0.4920 0.0290
비교예 6 50 10 0.4628 0.0320
비교예 7 100 10 0.4558 0.0327
비교예 8 1 20 1.0305 0.0223
비교예 9 5 20 0.9852 0.0247
비교예 10 10 20 0.7915 0.0273
비교예 11 20 20 0.6360 0.0281
비교예 12 50 20 0.6016 0.0289
비교예 13 100 20 0.5980 0.0296
비교예 14 1 30 1.3044 0.0202
비교예 15 5 30 1.2341 0.0211
비교예 16 10 30 1.0773 0.0225
비교예 17 20 30 0.8780 0.0257
비교예 18 50 30 0.7372 0.0271
비교예 19 100 30 0.7013 0.0282
비교예 20 1 40 1.6133 0.0169
비교예 21 5 40 1.5284 0.0181
비교예 20 10 40 1.3981 0.0197
비교예 21 20 40 1.2363 0.0217
비교예 22 50 40 1.0951 0.0223
비교예 23 100 40 1.0503 0.0247
실험예 1 1 50 1.8413 0.0132
실험예 2 5 50 1.7891 0.0145
비교예 24 10 50 1.6458 0.0157
비교예 25 20 50 1.4385 0.0187
비교예 26 50 50 1.2814 0.0223
비교예 27 100 50 1.2409 0.0239
실험예 3 1 60 1.9142 0.0127
실험예 4 5 60 1.8269 0.0139
실험예 5 10 60 1.6822 0.0148
비교예 28 20 60 1.4897 0.0173
비교예 29 50 60 1.3308 0.0186
비교예 30 100 60 1.2791 0.0217
표 1은 실험1의 결과값을 나타낸다.
유체 윤활 이론에서 정의되는 최소 유막 두께(minimum oil film thickness, MOFT)를 설명하면, 유막 두께가 기준치 이상으로 너무 작게 되면 상대면 사이에 직접적인 접촉이 발생하여 마찰 계수가 증가하고 더 나아가 소착이 발생하여 제품의 구동이 정지하여 고장이 발생하게 된다. 반면 유막이 너무 두껍게 형성되면 유막이 가지고 있는 인력에 의해 오히려 마찰이 증가하게 되어 윤활을 위한 역할을 할 수 없다. 이에, 일반적으로 공작 기계(101)의 베드(600)의 일면과 슬라이딩 베어링(500) 사이에 형성되는 유막의 두께는 1.5 ~ 2.0㎛이 요구된다.
또한, 공작 기계(101)의 베드(600)의 일면과 슬라이딩 베어링(500) 사이의 마찰 계수가 0.0145 이하 이면 가공 정밀도 및 이송 속도를 만족시키므로 마찰 계수가 0.0145 이하가 되도록 스크레이핑(scraping)되는 것을 요구한다.
표 1은, 전술한 바와 같이, 스크레이핑 홀(519)의 평균 깊이와 베어링율을 각각 변화시켜가며 측정한 유막의 최소 두께와 평균 마찰 계수를 나타낸다.
표 1에서, 스크레이핑 홀(519)의 평균 깊이가 1 마이크로미터 내지 5 마이크로미터 범위 내에 속하고, 베어링율이 50% 내지 60% 범위 내에 속할 때, 유막의 최소 두께가 상대적으로 두껍고 마찰 계수는 상대적으로 낮음을 확인할 수 있다.
특히, 스크레이핑 홀(519)의 평균 깊이가 1 마이크로미터이고, 베어링율이 60%일 때, 유막의 최소 두께가 가장 두껍고 마찰 계수가 가장 낮음을 확인할 수 있다. 즉, 실험예 1 내지 실험예 5가 다른 비교예들과 대비하여 가공 정밀도 및 이송 속도를 만족시키는 마찰 계수를 갖는 것을 확인할 수 있다.
반면, 스크레이핑 홀(519)의 평균 깊이가 1 마이크로미터보다 낮거나 5마이크로미터를 초과하면, 그리고 베어링율이 50% 미만이거나 60%를 초과하면 최소 유막 두께가 감소되거나 마찰 계수가 증가함을 알 수 있다.
실험2는 스크레이핑 홀(519)이 형성되지 않은 비교예와, 본 발명의 일 실시예에 따라 스크레이핑 홀(519)의 평균 깊이가 1 마이크로미터이고, 베어링 플레이트(510)의 베어링율이 60%인 실험예를 대비하여 최소 유막 두께와 마찰 계수를 측정하였다.
사양 측정값
평균 깊이(㎛) 베어링율(%) 최소 유막 두께(㎛) 마찰 계수
실험예 1 60 1.9142 0.0127
비교예 스크레이핑 홀 없음 0.4786 0.0303
표 2는 실험2의 결과값을 나타낸다. 실험예와 비교예는 스크레이핑 홀(519)의 유무와 스크레이핑 홀(519)의 유무에 따른 베어링율의 차이가 있다.
표 2에 나타난 바와 같이, 실험예는 비교예와 대비하여 마찰 계수가 50% 이상 감소되었으며, 최소 유막 두께는 4배 이상 증가하는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 실험1 및 실험2를 통하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)의 슬라이딩 베어링(500)은 베드(600)와의 사이에서 마찰을 효과적으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101: 공작 기계 200: 테이블
300: 스핀들 400: 슬라이더
500: 슬라이딩 베어링 510: 베어링 플레이트
519: 스크레이핑 홀 580: 오일 그루브
600: 베드 650: 리니어 가이드 모션

Claims (4)

  1. 베드;
    상기 베드 상에 직선 왕복 가능하게 설치된 슬라이더; 및
    상기 베드와 마주하는 상기 슬라이더의 일면에 설치된 슬라이딩 베어링(sliding bearing)
    을 포함하며,
    상기 슬라이딩 베어링은,
    베어링 플레이트와;
    상기 베드와 대향하는 상기 베어링 플레이트의 일면에 형성되어 윤활유를 공급하는 오일 그루브(oil groove); 그리고
    상기 베어링 플레이트의 일면에 형성된 다수의 스크레이핑 홀(scraping hole)
    을 포함하며,
    상기 스크레이핑 홀의 평균 깊이는 1 마이크로미터 내지 5 마이크로미터 범위 내에 속하고,
    상기 베어링 플레이트의 전체 면적 대비 상기 베어링 플레이트와 상기 베드의 접촉 면적의 비율(Bearing Ratio)이 50% 내지 60% 범위 내에 속하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  2. 제1항에서,
    상기 베어링 플레이트의 상기 베드와 대향하는 면은 기울기를 가지며, 상기 베어링 플레이트의 전체인 두께가 불균일한 공작 기계.
  3. 삭제
  4. 삭제
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005034968A (ja) * 2003-07-17 2005-02-10 Toyoda Mach Works Ltd 案内装置
JP2012152892A (ja) * 2011-01-21 2012-08-16 Fritz Studer Ag 移動式キャリッジと直線ガイドを備えた装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3362618B2 (ja) * 1996-12-24 2003-01-07 松下電器産業株式会社 動圧軸受

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005034968A (ja) * 2003-07-17 2005-02-10 Toyoda Mach Works Ltd 案内装置
JP2012152892A (ja) * 2011-01-21 2012-08-16 Fritz Studer Ag 移動式キャリッジと直線ガイドを備えた装置

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