KR0156891B1 - 자동선반의 양면가공용 스핀들 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 NC선반 또는 CNC선반이나 머시닝센터등의 회전절삭작업을 하는 장치에 사용되어 소재의 중앙을 지지하므로서 소재의 양측을 동시 또는 순차로 절삭가공 할 수 있도록 하는 자동선반의 양면가공용 스핀들 장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 센터(1)내에 베어링(21)을 사이에 두고 구름접촉하도록 설치되는 스핀들(2)과 상기 스핀들(2)에 회전력을 가할 수 있도록 스핀들(2)의 일측단에 결합되는 풀리(22)와, 그 내부에 공작물(7)이 끼워진 상태로 상기 스핀들(2) 내부에 삽입되어지되 그 외주면에는 테이퍼 형상의 경사부 (41)가 형성되어서 작업도중 공작물(7)을 지지할 수 있도록 결합된 척(4)으로 구성되는 자동선반에 있어서, 상기 스핀들(2)의 양측단에 2개의 척(4)(4')이 그 경사부 (41)가 내측으로 향하도록 삽입되어져 있으며, 일측에는 상기 척(4)(4')의 경사면 (41)과 슬라이딩 결합하는 경사면(33)이 형성되어져 있으며 중간에는 피스톤(32)이 결합되어지는 슬라이딩부(31)가 구비되어져 있으며, 상기 스핀들(2)의 몸체 내부에는 상기 슬라이딩부(31)의 피스톤(32)이 왕복운동하기 위힌 실린더(34)(34')가 각각 형성되어져 있고 그 상부에는 공압펌프 또는 유압펌프로 부터의 유로(51)(52)가 각각 분기되어서 상기 실린더(34)의 좌측단 및 실린더(35)의 우측단과, 상기 실린더(34) 및 실린더(35)의 내측단에 연결되어져 있는 것을 특징으로 하는 자동선반의 양면 가공용 스핀들 장치에 관한 것이다.

Description

자동선반의 양면가공용 스핀들 장치

제1도는 본 발명의 구성상태도.

제2도는 종래 발명의 구성상태도.

제3도는 본 발명의 사용상태도로서 (a)는 작업을 하기 위해 척 내부에 공작물을 삽입하고 있는 상태를 도시한 사용상태도, (b)는 공작물이 척 내부에서 확고히 지지된 상태를 도시한 사용상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 센터 2 : 스핀들

21 : 베어링 22 : 풀리

31 : 슬라이딩부 32 : 피스톤

33 : 경사면 34, 34' : 실린더

4, 4' : 척 41 : 스플릿

5 : 슬리브 53 : 어뎁터

6 : 실링 7 : 공작물

본 발명은 NC선반 또는 CNC선반이나 머시닝센터등의 회전절삭작업을 하는 장치에 사용되어 소재의 중앙을 지지하므로서 소재의 양측을 동시 또는 순차로 절삭가공 할 수 있도록 하는 자동선반의 양면가공용 스핀들 장치에 관한 것이다.

회전절삭작업은 선반 등의 주절삭 작업으로 이를 위해서는 일반적으로 센터와 센터사이에 공작물을 지지시키고 회전을 하여 작업을 행하는데, 수동식 선반에서는 공작물의 축중심을 잡아 양측면부를 각각 천공한 다음, 이 공작물을 양 센터사이에 고정하되 공작물을 양 측면부의 천공부에 상기 센터들을 삽입하여 지지한 다음 선삭을 하고 있으며, 자동식 선반에서는 일측의 스핀들에서 공작물을 삽입하여 지지한 다음 회전시키면서 작업을 행하고 있는데, 이렇게 스핀들에 공작물을 삽입하여 지지하기 위한 장치로는 3죠형의 자동척이나 콜릿척등이 주로 사용되고 있다. 현재는 자동선반에서 콜릿척의 사용이 주류를 이루고 있으며, 이러한 콜릿척으로는 제2도에 도시된 형태의 것이 사용되고 있다.

즉, 제2도는 종래 발명의 구성상태도로서, 이는 센터(1)내에 베어링(21)을 사이에 두고 구름접촉하도록 설치되는 스핀들(2)과 상기 스핀들(2)에 회전력을 가할 수 있도록 스핀들(2)의 일측단에 결합되는 풀리(22)로 이루어 지는 자동선반에 있어서, 그 내부에 공작물(7)이 끼워진 상태로 상기 스핀들(2)내부에 삽입되어지되 그 외주면에는 테이퍼 형상의 스플릿(41)이 결합되어져 작업도중에 공작물(7)을 지지할 수 있도록 구성된 척(4)이 구비되어져 있다.

또한, 스핀들(2)의 내부에 장착된 실린더에 의해 신축운동하는 로드(31')는 그 선단부가 상기 척(4)에 결합되어져 있으므로, 로드(31')의 신축동작중에 상기 공작물(7)이 척(4)에 의해 고정되거나 고정해제되도록 구성되어져 있다.

따라서, 종래의 발명에서는 로더(선반의 외부 구성장치이므로 도시 생략함)가 공작물(7)을 척(4) 내부에 집어넣고 실린더 작동에 의해 로드(31')를 후퇴시키면 척(4)의 외주면에 결합된 테이퍼 형상의 스플릿(41)이 내측방사방향으로 수축되어지므로 상기 척(4)에 의해 공작물(7)이 단단히 지지되는 것이다.

이와같은 상태에서 공작물(7)에 대한 절삭작업이 이루어지며, 절삭작업이 완료되면 실린더 작동에의해 로드(31')를 전진시켜 척(4)의 오주면에 결합된 테이퍼 형상의 스플릿(41)이 외측방사방향으로 확장되도록 함에 따라, 공작물(7)이 척(4)으로 부터 분리될 수 있도록 한다. 이때 외부의 로더가 공작물(7)을 받아서 다음공정으로 이송하든지 공작물(7)을 돌려 끼운다음 그 타단부에 대한 가공작업을 계속할 수 있다.

그런데, 선반이란 환봉과 같은 둥근 공작물(7)을 회전절삭하기 위한 것이므로 대개의 공작물(7) 양측 모두를 절삭할 필요가 있는데, 이 경우 종래 발명에서는 구조상 공작물 양측에 대한 가공이 동시에 수행될 수 없으므로 공작물(7)의 이송 - 로딩 - 세팅 - 절삭 - 언세팅 - 언로딩의 일련의 공정들이 반드시 2회 반복되어져야 하는데 이러한 반복된 공정은 작업을 매우 번거롭게 하고 가공작업에 오랜시간이 소요되도록 하는 문제점이 있으며, 공작물(7)이 스핀들(2)의 일측에만 삽입되어지는 구조이므로 작업공간을 많이 차지하는 문제점이 있었을 뿐만 아니라 자동선반은 주로 정밀한 작업이 요하는 대량생산시에 주로 사용되는데 2회의 세팅으로 기준위치가 달라지게되면 가공오차가 발생되기 쉬우므로 정밀한 가공을 할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하여 오차가 적은 정밀가공이 가능하도록함과 동시에 작업시간을 단축하기 위해 안출된 것으로, 자동선반의 스핀들 내부에서로 대향하는 2세트 콜릿척을 설치하고 상기 콜릿척의 외측에는 상기 콜릿척의 직경을 오므릴수 있도록 하기 위한 실리니더를 설치하고 있으며, 상기 실린더에는 압축공기 또는 유압이 적절히 공급되도록 하여 공작물에 대한 고정상태가 임의로 제어될 수 있도록 하고 있는데, 이를 도면에 따라 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 구성상태도로서, 여기서 보면 센터(1)에 베어링(21)을 사이에 두고 구름접촉하도록 설치되는 스핀들(2)과 상기 스핀들(2)에 회전력을 가할 수 있도록 스핀들(2)의 일측단에 결합되는 풀리(22)와, 그 내부에 공작물(7)이 끼워진 상태로 상기 스핀들(2) 내부에 삽입되어지되 그 외주면에는 테이퍼 형상의 경사부 (41)가 형성되어서 작업도중 공작물(7)을 지지할 수 있도록 결합된 척(4)으로 구서어되는 자동선반에 있어서, 상기 스핀들(2)의 양측단에 2개의 척(4)(4')이 그 경사부 (41)가 내측으로 향하도록 삽입되어져 있으며, 일측에는 상기 척(4)(4')의 경사면 (41)과 슬라이딩 결합하는 경사면(33)이 형성되어져 있으며 중간에는 피스톤(32)이 결합되어지는 슬라이딩부(31)가 구비되어져 있으며, 상기 스핀들(2)의 몸첸 내부에는 상기 슬라이딩부(31)의 피스톤(32)이 왕복운동하기 위한 실린더(34)(34')가 각가　 형성되어져 있고 그 상부에는 공압펌프 또는 유압펌프로 부터의 유로(51)(52)가 각각 분기되어서 상기 실린더(34)의 좌측단 및 실린더(35)의 우측단과, 상기 실린더(34) 및 실린더(35)의 내측단에 연결되어져 있다.

한편, 베어링(21)이 위치하는 상기 스핀들(2) 몸체의 중간부에 슬리브(5)가 끼워져 결합될 수 있는데 유로(51)(52)를 통해 유체가 원활하게 흐를 수 있도록 그 경계부에 어뎁터(53)가 구비되도록 할 수도 있다.

또한, 상기 유로(51)(52)를 경유하여 흐르는 유체가 스핀들(2)외부로 누설되는 것을 방지하기 위하여 베어링(21)이 위치한 스핀들(2)의 양측부에 실링(6)이 결합되어져 있다.

본 발명에 있어서, 슬리브(5)의 소재가 한정될 필요는 없으나 구리 또는 구리합금으로 된 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 외부에서 로더에 의해 공작물(7)이 공급되는 구조 등은 종래의 자동선반과 동일하나, 공작물(7)의 세팅은 유로(51)(52)를 통해 실린더(34)(34')내부로 공급된 유체에 의해서 슬라이딩부(31)가 왕복운동함에 의해 수행되어진다. 제3도에 의해 본 발명의 작동방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저 유압펌프 또는 공압펌프로 부터 공급된 유체가 유로(51)를 통해 공급되면 두갈래로 분기되어 실린더(34)의 우측단과 실린더(34')의 좌측단에 각각 공급되어지므로, 피스톤(32)이 각각 내측으로 움직이게 된다.

따라서 슬라이딩부(31)의 경사면(33)은 척(4)(4')의 경사면(41)으로부터 이격되고 척(4)(4')은 벌어지게 되며 공작물(7)이 삽입될 수 있는 상태가 된다. (제3도 a참조)

이와같은 상태에서 공작물(7)이 로더에 의해 척(4)내부로 옮겨져서 정위치에 오게 되면 유압펌프 또는 고압펌프로 부터 공급된 유체가 유로(52)를 통해 실린더(34)(34')의 내측단에 각각 공급되어지므로 피스톤(32)이 각각 외측으로 움직이게 된다.

따라서 슬라이딩부(31)의 경사면(33)은 척(4)(4')의경사면 (41)에 강하게 밀착되고 척(4)(4')은 수축되어지므로 공작물(7)은 절삭할 수 있는 상태가 된다. (제3도 b참조)

이와같은 상태에서는 척(4)(4')으로 부터 공작물(7)의 양단이 모두 노출되어진 상태이므로, 작업자는 공작물(7)의 양측을 동시에 가공하거나 순착적으로 가공할 수 있게 된다.

이와같이 절삭작업을 한 다음 작업이 완료된 공작물(7)은 척(4)(4')으로부터 언로당하고자 할 경우에는 제3도 a에서와 같은 방법에 의해 작업하면 된다. 또한 상기한 슬리브(5)는 스핀들(2)과 면접촉하면서 압축공기의 도입로 역할도 하게되므로 내마모성이 우수한 금속이나 경질합성수지 등을 사용할 수 있겠으나 내구력이나 경제성 등을 감안한다면 구리 또는 구리합금으로 된 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 본 발명은 2공정의 작업을 동시에 수행할 수 있도록 하며, 비교적 작업중간에 대한 제한을 적게 받으므로 긴 공작물도 용이하게 작업할 수 있다. 또한 작업도중 충분한 파지력이 확보되고 작업을 완료할 때까지 공작물을 다시 세팅할 필요가 없으므로 정밀한 가공이 가능할 뿐만 아니라 제조경비도 대폭 절감할 수 있도록 하는 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 센터(1)내에 베어링(21)을 사이에 두고 구름접촉하도록 설치되는 스핀들(2)과 상기 스핀들(2)에 회전력을 가할 수 있도록 스핀들(2)의 일측단에 결합되은 풀리(22)와, 그 내부에 공작물(7)이 끼워진 상태로 상기 스핀들(2) 내부에 삽입되어지되 그 외주면에는 테이퍼 형상의 경사부 (41)가 형성되어서 작업도중 공작물(7)을 지지할 수 있도록 결합된 척(4)으로 구성되는 자동선반에 있어서, 상기 스핀들(2)의 양측단에 2개의 척(4)(4')이 그 경사부 (41)가 내측으로 향하도록 삽입되어져 있으며, 일측에는 상기 척(4)(4')의 경사면 (41)과 슬라이딩 결합하는 경사면(33)이 형성되어져 있으며 중간에는 피스톤(32)이 결합되어지는 슬라이딩부(31)가 구비되어져 있으며, 상기 스핀들(2)의 몸체 내부에슨 상기 슬라이딩부(31)의 피스톤(32)이 왕복운동하기 위한 실린더(34)(34')가 각각 형성되어져 있고 그 상부에는 공압펌프 또는 유압펌프로 부터의 유로(51)(52)가 각각 분기되어서 상기 실린더(34)의 좌측단 및 실린더(35)의 우측단과, 상기 실린더(34) 및 실린더(35)의 내측단에 연결되어져 있는 것을 특징으로 하는 자동선반의 양면 가공용 스핀들 장치.