KR0162716B1 - 엔드밀 커터의 틸팅장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엔드밀 가공 중 절삭력에 의해 발생하는 공구처짐(휨)에 의한 가공오차에 관한 것으로 공구처짐에 의해 가공오차가 크게 되는것을 방지할 수 있도록 하는 공구 틸팅(기울임) 장치로서 기존의 엔드밀 가공에서 크게 발생하는 가공오차를 가공효율의 손실 없이 효과적으로 줄일 수 있는 방안에 관한 것이다.

Description

엔드밀 커터의 틸팅장치

제1도는 본 발명의 일부단면한 실시상태 정면구성도.

제2도는 본 발명의 요부측면구성도.

제3도는 제2도의 요부확대도.

제4도는 커터에 의한 가공상태를 비교한 것으로, (a)는 틸팅을 실시하지 않은 상태의 커터절삭진행상태도. (b)는 본 발명에 의해 틸팅을 실시한 상태의 커터 절삭진행 상태도.

제5도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 요부정면구성도.

제6도는 제5도의 이동너트관의 결합상태 측면오부단면도.

제7도는 본 별명 제5도 실시예의 요부확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

40 : 고정링 50 : 구면베어링내륜

50' : 구면베어링외륜 51 : 볼록면

52 : 오목면 53 : 연결부재

60,60' : 작동돌기환테 71 : 장공

72 : 저면길이흠 73 : 측면요흠

74 : 지지롤 75 : 안내롤

76 : 횡봉 80 : 캡

81 : 캠홈 90 : 이동너트관

91 : 레버축 92: 환형의 연결간

본 발명은 엔드밀 커터의 휨 보정장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 엔드밀 절삭가공중 가공물의 이송과 절입량에 따라 발생되는 커터의 휨현상을 방지하기 위한 것으로 툴홀더의 틸팅제어를 통하여 커터의 절삭면을 가공물의 가공면에 수직으로 일치시켜 주는 동작을 절삭간에 반복적으로 수행, 유지함으로써 가공물의 가공오차를 최소화하여 양호한 가공물을 얻고자 하는데 목적이 있다.

엔드밀(ENDMILL)은 주로 공작물의 외주면과 구멍, 홈가공 등에 사용되는 대표적인 절삭공구로 가공물이 고정된 베드의 이송에 따라 회전하는 커터의 측면이 가공물의 가공면에 접면되어 절삭작업이 이루어진다.

엔드밀 커터는 외관상 봉상의 가늘고 긴 형태를 취하고 있어 쉽게 마모되거나 휘어지는 등의 취약한 구조로서 절삭작업시 적절하고 정밀한 가공조건 (절입량, 절삭속도, 베드의 이송속도 등)이 요구된다.

엔드밀 커터의 절삭작업은 커터의 측면을 주로 이용하여 가공물을 절삭하기 때문에 절삭작업중 커터에는 가공조건에 따른 부하가 발생하게 되고 절삭작업간에 커터에 영향을 주게 되어 커터의 선단이 소량 휘어지는 현상을 유발하게 된다.

일반적으로 커터의 휨은 커터의 크기, 모양, 재질 및 가공소재의 재질과 가공량에 따라 이르며 특히 절입량에 따라 많은 영향이 미치게 된다.

상기한 커터의 휨 현상은 가공물의 정밀도를 저하시키는 주요인이 되고 있으며 이를 최소화 하기 위한 방안으로 가공물의 절입량을 작게 설정한 상태에서 절삭작업을 하게 된다.

이러한 절삭작업은 가공물의 가공시간이 길어지고 커터의 수명을 단축시키는 요인이 되고 있으며, 이에 따르는 작업효율의 저하와 아울러 절삭가공중 커터의 휨으로 인한 가공오차를 재반복 수정하게 되는 문제점이 지적된다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 엔드밀의 절삭가공중 발생하는 커터의 휨을 극소화하기 위하여 커터의 위치를 수직으로 세워 유지시켜 주기 위한 틸팅장치를 제공함으로써 커터의 휨에 대하여 툴홀더가 이를 탄력적으로 대응하도록하여 가공물의 가공오차를 줄여 양호한 가공물을 얻을 수 있도록 하고자 한다.

이하, 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

엔드밀의 주축대(10) 및 이와 결합된 하우징(20) 그리고 하우징(20)의 내측에 툴생크(30)와 연동된 플렉시블커플링(1010) 및 툴홀더(102), 그리고 이에 고정된 커트(103)등으로 이루어진 통상의 엔드밀 커터는 그대로 채택한다.

본 발명은 하우징(20)일측에 모터(M)를 장착하고 모터축에는 일면에 환형의 캠홈(81)을 갖는 캠(80)을 축설한다. 캠(80)일측에는 상부에 안내룰(75) 및 장공(71)을 갖는 틸팅레버(70)를 구성하되 상기 안내롤(75)이 캠홈(81)에 삽입, 설치된 상태로 캠(80)과 틸팅레버(70)를 연동시킨다.

그리고 상기 장공(71)에는 일단의 지지롤(74)이 삽입, 설치되는데 이 지지롤(74)은 하우징(20)저부내측에 환착된 고정링(40)에 고정된 구조이다.

틸팅레버(70)의 저부에는 저면길이홈(72)과 측면요흠(73)을 형성하는 한편, 틸팅레버(70)의 일측에는 오목면(52)을 갖는 별도의 구면베어링외륜(50')을 고정, 설치하고 그 일측에는 상기 오목면(52)에 볼록면(51)으로 접면구성된 구면베어링내륜(50)을 설치한다.

상기, 구면베어링내륜(50)은 다시 통상의 커터(103)와 연동된 연결부재(53)와 연결되며, 또 이 연결부재(53)의 저부에는 상기 틸팅레버(70)의 측면요흠(73)에 환돌기로 끼워진 작동돌기환테(60)를 결합하는 한편, 틸팅레버(70)의 저면길이홈(72)에는 틸팅레버의 이탈방지용 횡봉(76)을 횡설한다.

한편, 제2도에서의 도면부호중(100)은 상기한 일련의 본 발명 틸팅구조와 같은 틸딩구조를 본 발명장치와 90°이동한 직교되는 위치에 동일하게 구성한 것으로 즉, 지금까지 설명한 구조의 장치를 제1도에서 볼 때 커터(103)를 좌,우로 조작한다면 상기한 틸팅장치(100)는 커터(103)을 앞뒤로 조작한다고 할 수 있다.

그리고 부호(200)은 가공물을 나타낸다.

한편, 제5도내지 제7도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 커터(103)와 연동된 구면베어링 내, 외륜(50)(50')등 기본적 구성은 그대로 취하되 모터(M)는 정역모터를 사용하고 또 그 축은 나선상으로 구성하여 이에 틸팅레버(70')가 결합된 이동너트관(90)을 나사결합하는 한편, 틸팅레버(70')의 저부에는 레버축(91)을 돌설하여 그 측면으로는 작동돌기환테(60')를 그 돌출부로 접면, 연동구성하고 또 이 작동돌기환테(60')는 다시 상기 구면베어링내륜(50)이 결합된 연결부재(53)와 환형의 연결간(92)으로 연동, 구성한 것이다.

본 발명은 툴홀더(102)의 틸팅에 따라 가공물(200)의 가공면에 커터(103)의 절삭면을 긴밀히 접촉시킨 상태에서 절삭작업을 수행하고, 또 이를 수정, 유지하는 동작이 잘삭가공중 지속적으로 이루어진다.

또한 틸팅에 의한 툴홀더(102)의 각 운동이 전, 후와 좌, 우에 걸쳐 원활한 동작을 이룰 수 있는 작동구조로 가공물의 가공면에 커터(103)의 절삭날을 탄력적으로 접면제어된다.

한편, 본 발명의 틸팅장치는 저부의 커터(103)를 고정한 툴홀더(102)와 연동된 일련의 구조를 취하고 있으며 하우징(20)의 중심부를 기준으로 평면상 서로 직교 방향으로 이루어져 일단의 틸팅장치(200)를 포함하여 2개 1조로 편성되며, 따라서 툴홀더(102)의 전, 후 및 좌, 우에 걸쳐 다양한 틸팅각도를 구사할 수 있게 된다.

상기 1조의 틸팅장치중 일단의 틸팅장치를 기본으로 설명하기로 한다.

하우징(20)의 일측에는 모터(M)가 장착되어 있고, 이 모터(M)의 축에는 일면에 환형의 캠홈(82)을 형성한 캠(80)을 축설고정하고 있다.

모터(M)의 작동으로 캠(80)이 회전되고 이때 캠홈(82)의 삽설된 안내롤(75)은 캠홈(80)의 안내면을 타고 자체회동되므로 캠(80)의 회동에 의해 캠축을 중심으로 공전되지는 않는다. 다만 안내롤(75)과 연결된 틸팅레버(70)는 상기 안내롤(75)이 캠(80)의 직경 편차에 의해 캠(80)의 회동시 상, 하직선운동하므로 틸팅레버(70)도 상, 하로 작동한다.

이때의 틸팅레버(70)는 그 상부의 장공(71)에, 일단의 고정링(40)에 고정된 지지롤(74)이 끼워져 있다. 그러나 틸팅레버(70)가 상, 하운동할 때 상기 장공(71)은 상, 하로 여유있게 천공되어 있어 지지롤(74)에 제어받지는 않고 다만 이와 같은 지지롤(74)에 의해 틸팅레버(70)의 전, 후 이탈을 방지한다.

그리고 틸팅레버(70)의 저부에는 저면길이홈(73)이 요설되고 또 이에 횡봉(76)이 횡설되어 있어 틸팅레버(70)의 좌, 우 이탈을 방지함에 따라 결국 틸팅레버(70)는 그 상, 하 작동시 전후, 좌우 모두 그 이탈이 방지된다.

이와 같은 상태에서 틸팅레버(70)가 상측으로 이동할 경우 그 저부의 특면요흠(73)에 환돌기로 삽입된 작동돌기환테(60)가 상측으로 당겨지고, 따라서 이와 함께 연동된 연결부재(53) 및 구면베어링내륜(50)이 상측으로 이동되려하나 이때 구면베어링내륜(50)이 그 외주의 고정된 구면베어링외륜(50')과 볼록면(51) 및 오목면(52)으로 접면되어 있어 연결부재(53) 및 구면베어링내륜(50)은 상측이동이 제어되는것과 함께 그 상측이동력으로 오목면(52)을 타고 회동됨에 따라 이와 연동된 툴홀더(102)를 기울여 주게 된다.

즉, 툴홀더(102)의 기울임에 의해 이에 고정된 커터(103)도 기울여지는데 이때 커터(103)는 절삭가공중 가공물의 가공면에 가공면에 커터(103)의 절삭날 선단의 절입량과 그밖에 가공조건 등에 따라 발생하는 커터(103)의 휨에 요구되는 데이터를 센서(도시 않함)가 감지하여 그 데이터를 무토(M)의 구동을 포함한 틸팅레버(70)의 작동범위를 지시함으로써 커트(103)의 요구되는 경사치를 부여한다.

이러한 기울임상태는 커터(103)의 절삭날 선단이 가공물의 가공면에 수직의 위치에 이르도록 기울인 상태를 지속적으로 유지, 수행하는 과정을 절삭가공중 반복적으로 수행함으로써 도4에 비교도시한 바와 같이 절삭가공중 커터(103)의 선단이 미치지 못하는 사각지대(L)를 극소화함으로써 이에 따르는 가공오차를 현저히 줄여 양호한 직각의 가공면을 얻을 수 있게 된다.

한편, 제5도내지 제7에서와 같은 본 발명의 다른 실시예에서는 징역모터(M)의 나선축에 나사결합된 이동너트관(90)이 정역모터(M)의 정역구동에 의해 좌, 우 이동하고 이때 이동너트관(90)과 연결된 틸팅레버(70')가 함께 좌, 우 이동하면서 그 저부의 레버축(91) 및 이와 연결된 작동돌기환테(60')가 환형의 연결간(92)을 통하여 그 상부의 구면베어링내륜(50)저부를 밀어 이와 연동된 커터(103)의 기울임을 부여하게 된다.

즉, 이와 같은 본 발명의 틸팅구조는 모터(M)축의 회전운동을 전달받아 틸팅레버(70)(70')가 직선운동 또는 좌, 우 이동으로 변환되면서 이와 연동된 구면베어링내륜(50)을 상측이동하거나 밀게되면 구면베어링내륜(50)의 볼록한 만곡면, 즉 볼록면(51)이 구면베어링외륜(50')의 오목한 만곡면, 즉 오목면(52)을 타고 움직이게 됨으로써 구면베어링내륜(50)과 연동된 툴홀더(102)의 휨을 보정하여 양호한 틸팅작업을 이룰 수 있게 된다.

본 발명은 에드밀 절삭가공중 가공물의 이송과 절입량에 따라 발생하게 되는 커터(103)의 휨에 대하여 커터(103)의 절삭면을 가공물의 가공면에 수직으로 일치시켜 주는 동작을 절삭간에 반복적으로 유지, 수행함으로써 가공물의 가공오차를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 그 구조가 비교적 간단하여 드릴머신 등의 공작기계에 적용할 수 있는 범용성과 아울러 종래의 엔드밀 절삭작업중 커터의 휨으로 인한 가공조건(절입량, 이송속도, 절삭속도 등)을 재설정하여 작업하게 되는 불합리한 문제점을 개선하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 주축대(10) 및 하우징(20) 그리고 툴생크(30), 플랙시블커플링(101), 툴홀더(102), 커터(103)등으로 이루어진 통상의 엔드밀 커터에 있어서, 상기 하우징(20)일측에 모터(M)을 장착하고 그 모터(M)측에 캠홈(81)을 갖는 캠(80)을 축설하며, 캠(80)의 일측에는 틸팅레버(70)를 구비하되 상부의 안내롤(75)을 캠홈(81)에 삽설하여 틸팅레버(70)와 캠(80)을 연동시키는 한편, 틸팅레버(70)의 일측에는 별도의 구면베어링외륜(50')을 고정설치하고 커터(103)와 연동된 연결부재(53)에는 구면베어링내륜(50)을 정착하여 구면베어링내, 외륜(50)(50')을 상호 볼록면(51)과 오목면(52)으로 접면, 구성하고 틸팅레버(70)의 저부측면에 측면요흠(73)을 요설하여 상기 연결부재(53)에 장착된 작동돌기환테(60)의 환돌기를 끼워서됨을 특징으로하는 엔드밀 커터의 휨 보정장치.
2. 모터(M)는 정역구동모터로 하고 모터축은 나선을 형성하여 이에 틸팅레버(70')가 결합된 이동나사캡(90)을 나사결합하며, 틸팅레버(70')의 저부에는 레버축(91)을 돌설하여 일단의 작동돌기환테(60')와 연결하는 한편 커터(101)와 연동된 연결부재(53)에는 환형의 연결간(92)을 장착하여 상기 작동돌기환테(60')와 연동시켜서됨을 특징으로 하는 엔드밀 커터의 휨 보정장치.