KR100192558B1 - 수직선반용 턴밀 터릿 - Google Patents

Abstract

본 발명은 턴밀 터릿을 구비한 수직선반에 있어서, 보조 구동모터(13)로부터 전동벨트(19)를 통해 동력을 전달받도록 공구대 하우징(5) 내부의 베이스(43)에 장착되어 있는 입력축(23), 상기 입력축(23)의 회전력을 전달받도록 상기 베이스(43)의 하단면에 끼워져 있는 외치 스퍼어 기어(27), 상기 외치 스퍼어 기어(27)로부터 회전 동력을 전달받도록 상기 입력축(23) 대향측의 상기 베이스(43) 상에 장착되어 있는 출력축(31), 상기 출력축(31)과 클러치(33)를 통해 연동하도록 상기 터릿(7) 내부의 회전드럼(45)과 상기 회전공구 블록(11) 사이에 장착되어 있는 전동축(35) 및, 상기 전동축(35)으로부터 회전 동력을 전달받도록 상기 회전공구 블록(11)의 하단에 장착되어 있는 공구 제2 주축(47)을 포함하고 있는 수직선반용 턴밀 터릿에 관한 것이다.

Description

수직선반용 턴밀 터릿

본 발명은 수직선반용 턴밀 터릿(turn mill turret)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직선반에 있어서 절삭공구를 장착하는 공구대가 수평방향으로 공전하면서 필요한 공구를 공작물 쪽으로 정위치시킬 수 있는 터릿 타입을 취하면서도 일반적인 수직선반에서와 같이 주축대가 회전하여 절삭력이 발생되는 것이 아니고, 터릿에 장착되는 공구가 자전을 함으로써 절삭력이 발생하도록 되어 있는 회전공구를 구비한 턴밀 터릿에 관한 것이다.

일반적으로 선반은 수평선반, 정면선반, 수직선반으로 구분할 수 있으며, 그 구분의 기준은 주축과 공구대가 장착 방향이라고 하겠다. 이러한 여러 가지 선반들은 가공소재의 재질이나 크기, 구조 및 자동화 방법에 따라 그 적용여부가 결정되다고 하겠다.

이들 선반중 수평선반은 주축의 방향이 작업자와 수직선상에 오도록 좌우로 배열되며, 정면선반은 주축의 방향이 작업자의 방향으로 오도록 전후로 배열되어 있는 반면에, 수직선반(101)은 도 1에 도시된 바와 같이, 척(105)으로 공작물(103)을 물고 주축대(107)가 아래쪽에 위치하며 이 주축대(107)와 수직방향으로 편심된 위치에 공구(109)를 파지하고 있는 공구대(111)가 설치되도록 전체적으로 배열되어 있다.

이러한 수직선반(101)은 특히 중량(重量)의 공작물(103)을 가공하거나 이형의 소재를 가공하고자할 때 효과적으로 사용될 수 있는데, 일반 수평선반에서와 마찬가지로 복수의 공구를 동일 작업에 사용할 수 있도록 터릿 타입의 공구대를 적용할 수도 있으며 따라서, 이러한 터릿 타입 수직선반은 터릿식 수평선반에서와 같이, 공구를 장착하는 공구대가 회전하면서 가공이 요구되는 공구를 공전시켜 정위치시키는 구조로 되어 있다.

그런데, 수직선반은 그 발전이 가속화됨에 따라 터릿에 장착된 공구가 공전 뿐만 아니라 자전하도록 하여 주축대를 통해 공작물을 회전시키지 않고 공구 자체를 회전시킴으로써 절삭력을 얻도록 한 회전공구식 터릿 수직선반 즉, 턴밀 터릿을 구비한 수직선반으로 개량되었다.

이 턴밀 수직선반은 도 2에 201로 개략적으로 도시된 바와 같이, 공구대(203)의 정면에 회전 터릿(205)이 장착되어 있고, 이 터릿(205)은 원통형 드럼(207)으로 몸체가 이루어져 있으며, 이 드럼(207)의 원주면 상에는 자전운동을 하는 회전공구(209)를 원하는 수만큼 장착하기 위한 회전공구 척(211)이 구비되어 있다. 또한, 공구대(203)의 상면에 보조 구동모터(213)가 장착되어 상하 양끝의 풀리(215)에 감겨져 있는 벨트(217)를 통해 터릿 샤프트(219) 내부의 전동축(221)이 회전하게 되며, 전동축(221)을 통해 전달된 회전력은 전동축(221) 끝단에 장착된 한쌍의 베벨기어(223)를 통해 제2 주축(225)으로 전달된 다음 드릴과 같은 회전공구(209)로 전달되어 주축대에 고정되어 있는 공작물을 절삭하게 된다.

그런데, 이와 같은 턴밀 수직선반(201)의 터릿(205)에 있어서는 드럼(207)의 내부에 베벨기어(223)와 같은 전동장치를 설치하여야 하므로 상대적으로 드럼(207)의 두께가 두꺼워지거나 또는 중량이 증대되어 터릿 샤프트(219)의 회전에 의해 터릿(205)이 회전할 때 발생하는 관성력이 증대되므로, 터릿(205)의 인덱스 시간이 길어지는 문제점이 있었다.

또한, 이 턴밀 수직선반(201)의 터릿(205)은 제작시, 턴밀(201)의 공구대(203) 몸체 부분이 일반 터릿선반의 공구대 몸체 부분과 형상 및 구조상 상당한 차이를 가지고 있어 턴밀 수직선반(201) 전용으로만 사용될 수 있는 공구대(203) 몸체를 제작하게 되므로 턴밀 수직선반(201)의 공구대(203)를 일반 터릿선반의 공구대와 공용화하는 것이 어려운 단점도 가지고 있었다.

이와 같이 본 발명은 종래의 턴밀 터릿을 구비한 수직선반이 가지고 있던 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출되게 되었으며, 따라서 보조 구동모터로부터 회전공구의 제2 주축까지 회전 절삭력을 전달하는 동력전달 기구의 구조 및 형상, 치수 등을 간소화시켜 이로 인한 동력전달 상의 문제점이나 터릿의 회전운동에 미치는 악영향을 최소화함으로써 보다 신속하고 정확하게 절삭작업을 할 수 있도록 함과 동시에, 터릿과 공구대가 결합되는 부위의 형상 및 치수 등을 일반 터릿선반의 터릿 및 공구대 형상과 일치하도록 함으로써 턴밀 수직선반 제작시 각 구성부품들의 공용화를 도모할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다고 할 것이다.

그러므로, 본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해, 외체를 형성하는 하우징, 이 하우징의 하단에 회전 가능하게 장착되어 있는 턴밀 터릿, 이 턴밀 터릿의 한쪽 측면에 부착되어 공구 홀더에 의해 회전공구를 파지하도록 되어 있는 회전공구 블록, 회전 공구의 회전력을 발생시키도록 하우징의 한쪽 측면에 장착되어 있는 보조 구동모터로 구성된 공구대를 포함하고 있는 수직선반에 있어서, 보조 구동모터로부터 전동벨트를 통해 동력을 전달받도록 하우징 내부의 베이스에 장착되어 있는 입력축, 이 입력축의 회전력을 전달받도록 베이스의 하단면에 끼워져 있는 외치 스퍼어 기어, 이 외치 스퍼어 기어로부터 회전 동력을 전달받도록 입력축 대향측의 베이스 상에 장착되어 있는 출력축, 이 출력축과 클러치를 통해 연동하도록 터릿 내부의 회전드럼과 회전공구 블록 사이에 장착되어 있는 전동축 및, 이 전동축으로부터 회전 동력을 전달받도록 회전공구 블록의 하단에 장착되어 있는 제2 주축을 포함하고 있는 수직선반용 턴밀 터릿을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 수직선반을 도시하는 개략도.

도 2는 종래의 턴밀 터릿을 구비한 수직선반의 공구대를 도시하는 개략 측면도.

도 3은 종래의 터릿 수직선반의 공구대를 도시하는 종단면도.

도 4는 본 발명에 따른 턴밀 터릿의 공구대를 도시하는 종단면도.

도 5은 도 4에 도시된 공구대의 터릿 부분 상세 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 턴밀 터릿 수직선반 3 : 공구대

5 : 공구대 하우징 7 : 턴밀 터릿

8 : 공구홀더 9 : 회전공구

11 : 회전공구 블록 13 : 보조 구동모터

19 : 전동벨트 23 : 입력축

25 : 입력측 기어 27 : 외치 기어

29 : 출력측 기어 31 : 출력축

33 : 클러치 35 : 전동축

37 : 전동기어 39 : 홀더기어

41 : 박판 베어링 43 : 베이스

47 : 제2 주축

이하, 첨부 도면을 참조로 본 발명에 따른 수직선반용 턴밀 터릿의 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 수직선반(1)은 도 4에 그 공구대(3) 부분만이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 하우징(5)의 측면에 보조 구동모터(13)가 장착되며, 하부에 턴밀 터릿(7)이 설치되어 있다. 이 턴밀 터릿(7)에는 작업자의 희망에 따라 회전공구(9)용 공구블록(11)이 장착될 수도 있고 고정공구(10)용 공구블록(12)이 장착될 수도 있으며, 일반적인 터릿과 마찬가지로 절삭공구(9,10)를 정위치에 인덱싱하도록 터릿 샤프트(14)를 중심으로 회전하도록 되어 있다.

이와 같이 공구대(3)는 도 3에 도시된 종래의 공구대(303)와 기본적인 구성은 동일하며 다만, 회전공구(9)에 회전 구동력을 전달하기 위한 구성이 추가되어 있는 점만이 다르다고 하겠다.

따라서, 본 발명에 따른 턴밀 터릿 공구대(3)의 구성을 회전공구(9)로의 전동계통을 중심으로 도 5에서 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이 공구대(3)는 하우징(5) 측면에 부착되어 있는 보조 구동모터(13)로부터 모터(13)의 1차 풀리(17)에 감겨 있는 전동벨트(19)에 의해 일차적으로 회전 구동력을 전달받는 입력축(23)이 베이스(43)의 측면에 부착되어 있다. 이 입력축(23)에는 상단에 전동벨트(19)를 걸어 감기 위한 2차 풀리(21)가 부착되어 있고, 하단에는 전동용 스퍼어 기어(25)가 장착되어 있다.

또한, 베이스(43)에는 하단면에 입력축(23)의 기어(25)와 맞물림되는 환형의 외치 스퍼어 기어(27)가 삽입 장착되어 있는데, 이 외치 기어(27)는 베이스(43) 하단에 끼워 장착되어 있는 환형의 박판 베어링(41)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

입력축(23)의 반대쪽에는 출력축(31)이 베이스(43)에 장착된 상태로 설치되어 있는데, 이 입력축(23)의 중간 하단에는 외치 기어(27)와 맞물림되는 전동용 스퍼어 기어(29)가 장착되어 있고, 하단에는 출력축(31) 아래쪽에 설치되어 있는 전동축(35)과의 동력전달을 단속하기 위한 클러치(33)가 부착되어 있으며, 이 클러치(33)는 출력축(31) 상단에 장착되어 있는 에어 실린더(49)에 의해 작동되도록 되어 있다.

터릿(7)의 회전 드럼(45)과 회전공구 블록(11) 사이에 장착되어 있는 전동축(35)은 상단부분이 클러치(33)를 통해 출력축(31)과 단속되면서 출력축(31)의 히전동력을 전달 받도록 되어 있으며, 하단에 전동용 스퍼어 기어(37)가 부착되어 있다. 이 기어(37)와 맞물림되는 홀더 기어(39)가 상단에 부착되어 있는 제2 주축(47)가 회전공구 블록(11) 하단에 장착되어 있으며, 이 제2 주축(47) 하단에 회전공구(9)를 파지하기 위한 공구 홀더(8)가 구비되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 턴밀 터릿을 구비한 수직선반(1)에 따르면, 공구대(3)의 턴밀 터릿(7)이 일반 터릿과 동일한 운동 양상을 띤다. 따라서, 터릿(7)을 인덱싱하고자 할 때 먼저, 클러치(33)를 해제시켜 출력축(31)과 전동축(35)의 결합을 끊고, 터릿 샤프트(14)가 회전하면 하우징(5)의 하단과 터릿(7)의 상면에 각각 부착되어 상호 정합되어 있는 큐빅 커플링(51)을 통해 회전 드럼(45)이 회전하면서 터릿(7)을 소정의 위치로 회전시키게 된다.

이렇게 해서 터릿(7)의 인덱싱이 완료되면 다시 클러치(33)가 결합되어 출력축(31)과 전동축(35)을 연동 상태가 되도록 한다. 그리고 나서, 보조 구동모터(13)가 회전 구동하게 되면, 이 모터(13)에서 발생된 회전 구동력이 모터(13)의 회전축(15)에 부착되어 있는 1차 풀리(17)와 이 풀리(17)에 감겨져 있는 전동 벨트(19)를 통해 입력축(23)의 2차 풀리(21)로 전달되어 입력축(23)을 회전시킨다. 입력축(23)의 회전에 의해 입력축(23) 하단에 부착되어 있는 입력측 스퍼어 기어(25)가 회전을 하면서 함께 정합되어 있는 외치 기어(27)를 회전시키게 된다.

이와 같이 회전하게 된 외치 기어(27)는 박판 베어링(41)에 의해 지지된 상태에서 터릿 샤프트(14)를 중심으로 하여 회전하게 된다. 이 외치 기어(27)의 회전력은 입력측 기어(25) 반대쪽에서 맞물림되어 있는 출력측 기어(29)에 회전 구동력을 전달하게 되며, 이에 따라 출력축(31)이 회전하여 클러치(33)를 통해 전동축(35)을 회전시키게 된다.

전동축(35)이 회전하면서 전동 기어(37)가 회전하여 이 기어(37)에 맞물림되어 있는 홀더 기어(39)가 회전하고 따라서 제2 주축(47)이 회전하여 홀더(8)에 물려있는 회전공구(9)를 최종적으로 회전시키게 된다.

그런데 이때, 입력측 전동기어(25)와 출력측 전동기어(29)가 베이스(43)의 하단면에서 돌출하지 않도록 프레임(4)과 동일 평면 상에 하부면이 위치하도록 설치되어 있을 뿐만 아니라 외치 기어(27)와 박판 베어링(41)도 베이스(43)으로부터 돌출하지 않도록, 큐빅 커플링(51)과 인접한 베이스(43)의 하단면에 형성된 장착홈(53)에 삽입 장착되어 있다.

따라서, 도 3에 도시된 일반적인 터릿 수직선반(301)의 공구대(303)로부터 본 발명의 공구대(3)를 제작하고자 할 때 일반 터릿(307)과 턴밀 터릿(7)을 교체하고, 외치 기어(27)와 박판 베어링(41)을 장착할 수 있도록 공구대(303)의 베이스(43) 하단 부분만을 일부 추가 가공하면 충분하므로 공구대(303)와 공구대(3)를 제작하는데 있어 호환성을 갖게 된다.

이와 같이 본 발명의 수직선반용 턴밀 터릿에 의하면, 턴밀 터릿의 회전공구를 회전시키기 위해 보조 구동모터로부터 회전공구까지 회전 구동력을 전달하는 전동 계통으로서 터릿 샤프트를 중심으로 긴 회전반경을 갖고 회전하는 외치기어와 이를 지지하는 박판 베어링을 이용함으로써 동력전달 기구의 수와 형상을 간소화시켜 공구대의 치수를 소형화하고 제작에 소요되는 비용 및 시간을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 동력 전달기구로서 주로 기어를 이용함으로써 전달 동력의 손실이 최소화되어 보다 정확하게 구동력을 전달할 수 있게 되어 수직선반의 절삭성능을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 터릿과 공구대가 결합되는 부위의 형상 및 치수 등을 일반 터릿선반의 터릿 및 공구대 형상과 일치시켜 턴밀 수직선반을 제작하고자 할 때 기존의 공구대를 일부 추가 가공하여 그대로 사용할 수 있도록 함으로써 일반 터릿과 턴밀 터릿의 각각의 구성부품들을 공용화할 수 있게 되어 수직선반의 전체 생산 라인을 효율적으로 운용할 수 있게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구의 범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 외체를 형성하는 하우징(5), 상기 하우징(5)의 하단에 회전 가능하게 장착되어 있는 턴밀 터릿(7), 상기 턴밀 터릿(7)의 한쪽 측면에 부착되어 공구 홀더(8)에 의해 회전공구(9)를 파지하도록 되어 있는 회전공구 블록(11), 상기 회전 공구(9)의 회전력을 발생시키도록 상기 하우징(5)의 한쪽 측면에 장착되어 있는 보조 구동모터(13)로 구성된 공구대(3)를 포함하고 있는 수직선반(1)에 있어서, 상기 보조 구동모터(13)로부터 전동벨트(19)를 통해 동력을 전달받도록 상기 하우징(5) 내부의 베이스(43)에 장착되어 있는 입력축(23), 상기 입력축(23)의 회전력을 전달받도록 상기 베이스(43)의 하단면에 끼워져 있는 외치 스퍼어 기어(27), 상기 외치 스퍼어 기어(27)로부터 회전 동력을 전달받도록 상기 입력축(23) 대향측의 상기 베이스(43) 상에 장착되어 있는 출력축(31), 상기 출력축(31)과 클러치(33)를 통해 연동하도록 상기 터릿(7) 내부의 회전드럼(45)과 상기 회전공구 블록(11) 사이에 장착되어 있는 전동축(35) 및, 상기 전동축(35)으로부터 회전 동력을 전달받도록 상기 회전공구 블록(11)의 하단에 장착되어 있는 제2 주축(47)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수직선반용 턴밀 터릿.
2. 제1 항에 있어서, 상기 입력축(23)은 상기 보조 구동모터(13) 회전축(15)의 1차 풀리(17)에 걸어져 있는 상기 전동 벨트(19)가 걸어 맞춤되도록 상단에 2차 풀리(21)가 부착되어 있고, 하단에 상기 외치 스퍼어 기어(27)와 맞물림되는 스퍼어 기어(25)가 부착되어 상기 베이스(43)의 측벽에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 수직선반용 턴밀 터릿.
3. 제1 항에 있어서, 상기 출력축(31)은 중간 하단에 상기 외치 스퍼어 기어(27)와 맞물림되는 스퍼어 기어(29)가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 수직선반용 턴밀터릿.
4. 제1 항에 있어서, 상기 환형 외치 기어(27)는 상기 공구대(3) 내부의 베이스(43) 하단에 끼워 장착되어 있는 환형의 박판 베어링(41)에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 수직선반용 턴밀터릿.
5. 제1 항에 있어서, 상기 각각의 스퍼어 기어(25,29) 및 상기 외치 스퍼어 기어(27)와 상기 박판 베어링(41)은 하단면이 상기 베이스(43)의 하단면으로부터 돌출되지 않도록 동일 평면상에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 수직선반용 턴밀터릿.