KR100579236B1 - 보링 머신용 가공 툴 - Google Patents

Abstract

보링 홀더 내에 푸싱바아와 푸싱핀 등으로 구성되는 기구적 구성을 배제하고, 팁 홀더의 반경방향 폭을 줄여 편심 질량의 분포를 막아 진동 발생의 원인을 최소화하며, 밸런싱수단과 유압가변수단을 추가하여 안정적인 팁 홀더의 움직임을 완성할 수 있도록;

상기 보링 홀더의 선단 일측에 상기 세미 피니싱용 팁이 팁 홀더에 고정 장착되고, 상기 보링 홀더의 선단 타측에는 상기 세미 피니싱용 팁에 대응하도록 피니싱용 팁이 보링 홀더 내부에 구성되는 유압가변수단에 의해 공작 정도에 따라 가변하는 팁 홀더를 통하여 장착되는 것을 특징으로 하며,

상기 보링 홀더의 선단 내부에는 그 회전중심에서 상기 세미 피니싱용 팁을 향하여 스프링에 의해 지지되는 밸런스 웨이트가 회전진동을 억제하도록 작동하는 밸런싱수단을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 보링 머신용 가공 툴를 제공한다.

보링 머신, 가공 툴, 보링 홀더, 세미 피니싱 보링

Description

보링 머신용 가공 툴{A WORKING TOOL OF BORING MACHINE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보링 머신용 가공 툴의 단면 구성도이다.

도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보링 머신용 가공 툴의 세미 피니싱 공정을 위한 작동 및 사용 상태도이다.

도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 보링 머신용 가공 툴의 피니싱 공정을 위한 작동 및 사용 상태도이다.

도 6은 일반적인 보링 머신의 구성도이다.

본 발명은 보링 머신용 가공 툴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보링 홀더 내부에 밸런싱 수단과 유압 구동원을 추가하여 안정적인 팁 홀더의 움직임을 완성할 수 있도록 하는 보링 머신용 가공 툴에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 실린더 블록의 가공 공정에는 실린더 보어를 가공하는 공정을 포함하는데, 상기 실린더 보어의 가공은 보통 3단계로 분리하여 행해지는데, 제1단계는 러프 보링(rough boring), 제2단계는 세미 피니싱 보링(semi finishing boring), 제3단계는 피니싱 보링(finishing boring) 공정으로 이루어진다.

이러한 실린더 보어의 보링 공정 중에서, 세미 피니싱 보링 공정과 피니싱 보링 공정은 같은 장비에서 가공하고 있다.

즉, 전진 가공 행정에서 세미 피니싱 보링을 행하고, 후진 가공 행정에서 피니싱 보링 가공을 하게 된다.

이와 같은 세미 피니싱 보링 공정과 피니싱 보링 공정을 위해서는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 두 개의 보링용 팁이 하나의 홀더에 장착이 되는데, 이는 보통 180도 간격으로 두 개의 팁 중 세미 피니싱용 팁(101)은 팁 홀더(105)를 통하여 보링 홀더(107)에 완전히 고정이 되고, 피니싱용 팁(103)은 보링 홀더(107) 내부에 푸싱바아(109)를 이용하여 푸싱핀(111)을 밀어 팁 홀더(113)에 장착된 피니싱용 팁(103)을 밀어 팁의 높이를 조정할 수 있도록 한 기구적 장치를 통하여 작동 가능하도록 구성된다.

그러나 상기한 바와 같은 기구적 장치의 질량 무게가 한쪽으로 치우쳐져 있기 때문에 이를 이용한 실린더 블록의 실린더 보어(B)의 보링 가공시, 편심 질량에 의한 진동이 발생하여 원하는 가공 정도 및 원통도를 얻지 못하는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 보링 홀더 내에 푸싱바아와 푸싱핀 등으로 구성되는 기구적 구성을 배제하고, 팁 홀더의 반경방향 폭을 줄여 편심 질량의 분포를 막아 진동 발생의 원인을 최소화하며, 밸런싱수단과 유압가변수단을 추가하여 안정적인 팁 홀더의 움직임을 완성할 수 있도록 하는 보링 머신용 가공 툴을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보링 머신용 가공 툴은 세미 피니싱용 팁과 피니싱용 팁을 각각의 팁 홀더를 통하여 보링 홀더에 장착하여 보링 머신의 스핀들 상에 장착되는 보링 머신용 가공 툴에서,

상기 보링 홀더의 선단 일측에 상기 세미 피니싱용 팁이 팁 홀더를 통하여 고정 장착되고, 상기 보링 홀더의 선단 타측에는 상기 세미 피니싱용 팁에 대응하도록 피니싱용 팁이 보링 홀더 내부에 구성되는 유압가변수단에 의해 공작 정도에 따라 가변하는 팁 홀더를 통하여 장착되는 것을 특징으로 하며,

상기 보링 홀더의 선단 내부에는 그 회전중심에서 상기 세미 피니싱용 팁을 향하여 스프링에 의해 지지되는 밸런스 웨이트가 회전진동을 억제하도록 작동하는 밸런싱수단을 더 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보링 머신용 가공 툴의 단면 구성도로써, 본 발명에 따른 보링 머신용 가공 툴은 세미 피니싱용 팁(1)과 피니싱용 팁(3)을 각각의 팁 홀더(5,7)를 통하여 보링 홀더(9)에 장착하여 보링 머신의 스핀들(11) 상에 장착되어 엔진의 실린더 보어(B)의 보링 공정 중에서, 전진 가공 행정에서 세미 피니싱 보링을 행하고, 후진 가공 행정에서 피니싱 보링 가공을 행하게 된다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 보링 머신용 가공 툴의 구성은 상기 보링 홀더의 선단 일측에 상기 세미 피니싱용 팁(1)이 팁 홀더(5)를 통하여 고정 장착되고, 상기 보링 홀더(9)의 선단 타측에는 상기 세미 피니싱용 팁(1)에 대응하도록 피니싱용 팁(3)이 보링 홀더(9) 내부에 구성되는 유압가변수단에 의해 공작 정도에 따라 가변하는 팁 홀더(7)를 통하여 장착되어 이루어진다.

그리고 상기 보링 홀더(9)의 선단 내부에는 그 회전중심에서 상기 세미 피니싱용 팁(1)을 향하여 스프링에 의해 지지되는 밸런스 웨이트(13)가 회전진동을 억제하도록 작동하는 밸런싱수단을 구성하여 이루어진다.

먼저, 상기 유압가변수단의 구성은 상기 보링 홀더(9) 내부의 회전 중심선(S)을 기준으로 상기 피니싱용 팁(3)을 향하여 공간부로 형성되는 유압 작동실(15)이 구성된다.

상기 유압 작동실(15) 내에는 상기 피니싱용 핀(3)을 장착한 팁 홀더(7)가 외단면에 장착되는 피스톤(17)이 설치된다.

그리고 상기 보링 홀(9)더의 회전 중심선(S)을 따라서는 유압유로(19)가 형성되어 그 일단이 상기 유압 작동실(15)에 연결되어 보링 머신으로부터 유압을 공급받아 상기 유압 작동실(15)로 공급 안내하게 된다.

또한, 상기 보링 홀더(9)의 선단 내측에는 상기 피스톤(17)의 작동을 제한 및 리턴시키는 리턴수단으로 상기 피스톤(17)의 외단면 가장자리에 대응하여 상기 보링 홀더(9)의 선단 내측에 스톱퍼 핀(21)이 장착되고, 상기 스톱퍼 핀(21)에는 상기 피스톤(17)과 보링 홀더(9)의 선단 내측면 사이에서 피스톤(17)에 탄성력을 제공하도록 리턴 스프링(23)이 끼워져 장착된다.

그리고 상기 밸런싱 수단은 상기 보링 홀더(9)의 선단 내부의 그 회전중심에서 상기 세미 피니싱용 팁(1)을 향하여 스프링 홈(25)이 형성되고, 상기 스프링 홈(25)에는 중량체인 밸런스 웨이트(13)가 삽입된다.

또한, 상기 스프링 홈(25) 내에서 상기 밸런스 웨이트(13)를 탄성력으로 지지하는 밸런스 스프링(27)이 스프링 홈(25)에 삽입된 상태로 상기 스프링 홈(25)을 덮개 블록(29)으로 덮어 보링 홀더(9)에 일체로 고정하여 이루어진다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 보링 머신용 가공 툴의 작동을 도 2 내지 도 5를 통하여 설명한다.

먼저, 실린더 보어(B)의 보링 공정 중에서, 세미 피니싱 보링 공정을 위해서는, 도 2에서와 같이, 상기 유압 작동실(15) 내에 유압을 공급하지 않은 상태로, 상기 세미 피니싱용 팁(1)이 피니싱용 팁(3)에 비하여 보링 홀더(9)의 회전 중심선(S)으로부터의 거리(L1>L2)가 크게 한 상태로 전진 가공 행정에서, 도 3에서 도시한 바와 같이, 실린더 블록의 보어(B) 내부로 회전과 동시에 진입시키면서, 세미 피니싱 보링 가공(F1)을 이루게 된다.

이 때, 상기 밸런스 웨이트(13)는 상기 보링 홀더(9)가 갖는 편심 질량에 의한 보링 홀더(9)의 진동을 억제하도록 원심력에 의해 상기 밸런스 스프링(27)을 압축시키면서 자리를 잡게 된다.

한편, 상기와 같이, 전진 가공 행정에서 세미 피니싱 보링을 행하고 난 후, 후진 가공 행정에서는 피니싱 보링 가공을 행하게 되는데, 이 때는 도 4에서 도시 한 바와 같이, 보링 머신으로부터 상기 유압 작동실(15) 내에 유압유로(19)를 통하여 유압을 공급하여 피스톤(17)의 전진 작동에 따라 상기 세미 피니싱용 팁(1)보다 피니싱용 팁(3)이 상기 보링 홀더(9)의 회전 중심선(S)으로부터의 거리(L1<L2)가 더 크게 한 상태로, 후진 가공 행정에서, 도 5에서 도시한 바와 같이, 실린더 블록의 보어(B) 내부에서 회전시켜 피니싱 보링 가공(F2)을 이루게 된다.

이 때도, 상기 밸런스 웨이트(13)는 상기 피니싱용 팁(3)의 이동에 따라 상기 보링 홀더(9)가 갖는 편심 질량의 변화에 대응하여 보링 홀더(9)의 진동을 억제하도록 원심력에 의해 상기 밸런스 스프링(27)을 더 압축시키면서 자리를 잡게 된다.

여기서, 상기 밸런스 웨이트(13)가 원심력에 의해 밸런스 스프링(27)을 압축시키면서 이동하는 원리는 보링 홀더(9)의 회전속도에 비례하며, 이를 근거로 최초 셋팅시 밸런스 스프링(27)의 탄성계수의 설정과 병행하여 상기 세미 피니싱 보링 공정과 피니싱 보링 공정에서의 보링 홀더(9)의 가공을 위한 회전속도를 달리한다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 보링 머신용 가공 툴에 의하면, 종래 보링 홀더 내에 푸싱바아와 푸싱핀 등으로 구성되는 기구적 구성을 배제하고, 팁 홀더의 반경방향 폭을 줄여 편심 질량의 분포를 막아 진동 발생의 원인을 최소화하며, 밸런싱수단과 유압가변수단을 추가하여 안정적인 팁 홀더의 움직임을 완성할 수 있도록 하는 등, 원하는 가공 정도 및 원통도를 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 보링 홀더의 선단 일측에 세미 피니싱용 팁을 팁 홀더를 통하여 고정 장착하고, 상기 보링 홀더의 선단 타측에는 세미 피니싱용 팁에 대응하도록 피니싱용 팁을 보링 홀더 내부에 구성되는 유압가변수단에 의해 공작 정도에 따라 가변하는 팁 홀더를 통하여 장착하여 보링 머신의 스핀들 상에 장착되는 보링 머신용 가공 툴에 있어서,

   상기 유압가변수단은 상기 보링 홀더의 내부의 회전 중심을 기준으로 상기 피니싱용 팁을 향하여 공간부로 형성되는 유압 작동실과, 상기 유압 작동실 내에 설치되며, 상기 피니싱용 핀을 장착한 팁 홀더가 외단면에 장착되는 피스톤과, 상기 보링 홀더의 회전 중심선을 따라 형성되어 일단이 상기 유압 작동실에 연결되며, 보링 머신으로부터 유압을 공급받아 상기 유압 작동실로 공급하는 유압유로와, 상기 보링 홀더의 선단 내측에 구성되어 상기 피스톤의 작동을 제한 및 리턴시키는 리턴수단을 포함하되,

   상기 리턴수단은 상기 피스톤의 외단면 가장자리에 대응하여 상기 보링 홀더의 선단 내측에 장착되는 스톱퍼 핀과; 상기 스톱퍼 핀에 끼워져 상기 피스톤과 보링 홀더의 선단 내측면 사이에서 피스톤에 탄성력을 제공하는 리턴 스프링;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보링 머신용 가공 툴.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 보링 홀더의 선단 내부에는

   그 회전중심에서 상기 세미 피니싱용 팁을 향하여 스프링에 의해 지지되는 밸런스 웨이트가 회전진동을 억제하도록 작동하는 밸런싱수단을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 보링 머신용 가공 툴.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 2에 있어서, 상기 밸런싱 수단은

   상기 보링 홀더의 선단 내부의 그 회전중심에서 상기 세미 피니싱용 팁을 향하여 형성되는 스프링 홈과;

   상기 스프링 홈에 삽입되는 밸런스 웨이트와;

   상기 스프링 홈 내에서 상기 밸런스 웨이트를 탄성력으로 지지하는 밸런스 스프링과;

   상기 스프링 홈을 덮어 보링 홀더에 일체로 고정되는 덮개 블록;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보링 머신용 가공 툴.

Images