KR100732624B1

KR100732624B1 - 공구홀더용 아바

Info

Publication number: KR100732624B1
Application number: KR1020060000825A
Authority: KR
Inventors: 윤인덕
Original assignee: (주)코리아테크닉스
Priority date: 2006-01-04
Filing date: 2006-01-04
Publication date: 2007-06-27

Abstract

본 발명은 공구홀더용 아바에 관한 것으로, 오일주입용 캡과 밀착하게 되는 오일주입부의 외면에 텅스텐 카바이드 등의 내마모성 재질로 코팅한 씰링부를 형성함으로써 장시간 사용하여도 오일주입부에 마모가 거의 일어나지 않아 오일주입부와 오일주입용 캡의 사이에 마모에 의한 틈새가 거의 생기지 않고 따라서 아바의 외부로 오일이 누설되는 것을 방지할 수 있다. 상기한 목적에 따른 공구홀더용 아바는 공작기계 주축에 장착되는 샹크부; 공구가 장착되는 공구체결부; 내측에 오일수용공간을 구비하고 외측으로 관통된 오일홀이 형성된 오일주입부; 및 상기 오일주입부의 상기 오일홀의 양측 부분 각각을 원주상으로 둘러싸도록 형성된 씰링부로 구성된다.

아바, 오일주입, 마모, 세라믹스, 텅스텐카바이드

Description

공구홀더용 아바{TOOL HOLDING ARBOR}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 씰링부가 형성된 공구홀더용 아바를 도시한 측면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공구홀더용 아바에서 씰링부를 형성하기 이전의 구조를 도시한 측단면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 씰링부가 형성된 공구홀더용 아바에 있어서 오일주입부의 코팅안내홈을 확대도시한 부분단면도,

도 4는 본 발명에 따른 공구홀더용 아바에 오일주입용 캡이 결합된 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명은 공구홀더용 아바에 관한 것으로서, 오일주입용 캡과 마찰하는 오일주입부의 소정의 부분에 내마모성 재질의 텅스텐 카바이드 등으로 코팅한 씰링부를 형성함으로써 장시간 사용하여도 오일주입부에 마모가 거의 일어나지 않아 아바로부터 오일이 누설되는 것을 방지할 수 있다.

공구홀더용 아바는 절삭공구를 주축에 장착하기 위한 장비로서, 일측에 절삭공구가 장착되고 타측에 공작기계의 주축이 결합된다.

절삭공구들 중에서 드릴이나, 보링커터 등은 가공물의 내측에서 절삭을 수행하기 때문에 외부에서 절삭유 등을 공급하기가 곤란하고 혹여 외부에서 절삭유를 공급하더라도 충분한 양이 원하는 위치에 도달하기 어렵다. 따라서 절삭공구 자체에 유로를 형성하고 그 유로를 통해 가공물로 절삭유를 공급하는 것이 일반적이다. 절삭공구로의 오일 주입은 절삭공구가 장착되는 아바를 통해 이루어진다.

그러나 아바는 회전하는 부품이므로, 아바에 오일주입관을 직접 연결하는 것은 오일주입관이 꼬이게 되어 채택할 수 없다. 따라서 별도의 오일주입용 캡을 통해 오일주입관을 아바에 연결한다. 구체적으로 아바는 소정의 위치에 오일홀이 형성되어 있고, 아바의 오일홀을 둘러싸서 밀폐공간을 형성하도록 내측둘레에 공간이 마련된 오일주입용 캡을 아바에 덮어씌운다. 오일주입용 캡에는 오일주입관이 연결된다.

오일주입관으로부터 오일주입용 캡으로 오일이 공급되면 아바와 오일주입용 캡 사이의 밀폐공간에 오일이 채워지게 되고, 그 오일이 아바의 오일홀을 통해 아바의 내부로 흘러들어간다. 이 때 아바가 회전하더라도 오일주입용 캡과 아바 사이의 밀폐공간은 아바의 오일홀과 항상 연결되어 있으므로, 회전에 관계없이 아바의 내부로 오일을 공급할 수 있다.

종래에는 오일주입용 캡과 아바의 사이로 오일이 누수되는 것을 방지하기 위해, 오일홀 주위의 아바의 외면을 매끄럽게 마무리 가공하여 오일주입용 캡과 아바 가 밀착하여 틈새가 발생하지 않도록 하였다.

사용초기에는 이러한 틈새가 없는 씰링상태가 유지되지만, 시간이 지나면서 오일주입용 캡과 아바가 지속적으로 슬라이딩하면서 마찰하기 때문에 아바의 마찰되는 부분이 마모하면서 양자의 사이에 틈새가 발생하고, 그 결과 아바로부터 오일이 누출되게 되었다. 이러한 오일의 누출은 공작기계를 오염시켜 작업환경을 악화시킬 뿐만 아니라 오일의 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 오일주입용 캡과 지속적으로 마찰하는 아바의 마찰부분을 텅스텐 카바이드 등의 내마모성 재질로 코팅함으로써 장시간 사용하더라도 마모가 거의 일어나지 않아 오일누수를 방지하도록 한 공구홀더용 아바를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적은 공작기계 주축에 장착되는 샹크부; 공구가 장착되는 공구체결부; 내측에 오일수용공간을 구비하고 외측으로 관통된 오일홀이 형성된 오일주입부; 및 상기 오일주입부의 상기 오일홀의 양측 부분 각각을 원주상으로 둘러싸도록 형성된 씰링부를 포함하는 공구홀더용 아바에 의해 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위해, 씰링부는 텅스텐 카바이드 또는 세라믹스 재질의 코팅인 것이 바람직하다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해, 오일주입부의 씰링부는 내측으로 함몰된 코팅안내홈의 위에 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해, 씰링부의 텅스텐 카바이드 또는 세라믹스 재질의 코팅은 분말용사방법에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 그밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공구홀더용 아바의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 씰링부(15)가 형성된 공구홀더용 아바를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공구홀더용 아바에서 씰링부(15)를 형성하기 이전의 구조를 도시한 측단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공구홀더용 아바는 공작기계의 주축에 결합되는 샹크부(1), 샹크부(1)에 연결된 플랜지부(3), 플랜지부(3)의 일측에 형성되고 외측으로 관통된 오일홀(10)이 형성되고 내부에 오일수용공간(11)이 형성된 오일주입부(12), 오일주입부(12)의 오일수용공간(11)에 연결되며 절삭공구가 내측으로 삽입되는 공구수용공간(20)을 구비한 공구체결부(21)를 포함하여 구성된다.

샹크부(1)는 아바를 주축에 결합하기 위한 것이며, 주축의 테이퍼진 결합부에 밀착결합하기 위해 외경이 테이퍼진 구조이다. 샹크부(1)는 주축의 결합부의 구조에 따라 다른 구조가 채택될 수 있다.

플랜지부(3)는 샹크부(1)의 일측에 이어지고 방사상으로 연장되어 외경이 확 장된 구조이다.

오일주입부(12)는 오일주입용 캡(30)이 장착되는 부분으로서, 내측에 오일을 수용할 수 있도록 오일수용공간(11)이 형성되고, 외면에는 내부의 오일수용공간(11)과 이어지도록 관통된 오일홀(10)이 형성된다. 오일주입부(12)의 외면 중에서 오일주입용 캡(30)과 마찰하는 오일홀(10)의 양측 부분 각각에는 원주상으로 아바를 둘러싸도록 코팅안내홈(14)이 형성된다. 코팅안내홈(14)에는 이후 설명될 씰링부(15)가 형성된다.

공구체결부(21)는 오일주입부(12)의 일측에 형성되며 절삭공구의 삽입을 위해 내부에 원통형의 공구수용공간(20)을 구비하며, 공구수용공간(20)은 오일주입부(12)의 오일수용공간(11)과 연결된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 씰링부(15)가 형성된 공구홀더용 아바에 있어서 오일주입부(12)의 코팅안내홈(14)을 확대도시한 부분단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 오일주입부(12)의 오일홀(10)의 양측 외면에는 씰링부(15)를 형성하기 위한 코팅안내홈(14)이 형성되어 있다. 코팅안내홈(14)은 오일주입부(12)의 다른 부분에 비해 내측으로 함몰된 구조이어서 코팅될 물질이 쉽게 자리잡을 수 있고, 제자리를 유지할 수 있다.

오일주입부(12)의 코팅안내홈(14)에는 텅스텐 카바이드 또는 세라믹스를 분말용사의 방법에 의해 용착하여 씰링부(15)를 형성한다.

분말용사 방법이란, 금속이나 비금속재료를 분말로 하여 고온화염으로 용융 하고 용사하는 방법이며, thermospray라고도 한다. 분말은 건의 작은 용기에 넣고 중력에 의하여 혼합가스까지 운반되는 경우가 많다. 혼합가스와 함께 분말은 노즐까지 운반되며, 여기서 아세틸렌이나 수소가스에 의해 거의 순간적으로 용융된다. 화염의 분사속도에 의하여 미립자화된 용융물이 고속과 충분한 힘으로 모재 표면에 용사되므로 압축공기 등은 거의 필요하지 않다.

텅스텐카바이드(WC)는 텅스텐에 탄소를 가하여 탄화함으로써 얻어지는 물질로서 내식성, 내열성 및 경도(내마모성)가 매우 뛰어나다.

세라믹스는 무기물질을 주원료로 사용하는 산화물(Oxide), 질화물(Nitride), 탄화물(Carbide)등의 재료로서, 일반적으로 금속재료, 유기재료에 비하여 내식성, 내열성, 내마모성 등이 매우 크며 다양한 기능(전자기적기능, 기계적기능, 광학적기능, 생체적기능 등)을 갖는다. 특히 파인세라믹스는 원자간 결합력이 강하기 때문에 열팽창계수가 작고 급열, 급랭에 견딜 수 있으며 고온에도 강하다.

따라서 텅스텐카바이드(또는 세라믹스)를 오일주입부(12)의 코팅안내홈(14)에 분말용사하여 씰링부(15)를 형성하면 텅스텐카바이드(또는 세라믹스)의 우수한 내마모성에 의해 장시간 마찰이 있어도 마모가 잘 일어나지 않아 틈새가 발생하지 않고 오일누설을 방지하게 된다. 특히 텅스텐카바이드(또는 세라믹스)는 내열성 또한 뛰어나므로 마찰에 따른 발열로 마모가 가속화되는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 공구홀더용 아바는 씰링부(15)를 형성하기 위해 오일주입부(12)에 함몰된 구조의 코팅안내홈(14)을 형성하였다. 이는 코팅안내홈(14)에 텅스 텐카바이드(또는 세라믹스)를 분말용사 방법에 의해 충분한 양만큼을 코팅하고, 나중에 페이싱 등의 표면마무리가공에 의해 코팅안내홈(14)에 위치한 씰링부(15)와 오일주입부(12)의 다른 부분과 동일한 높이를 갖도록 하여 표면을 매끄럽게 하기 위한 것이다. 이렇게 씰링부(15)와 오일주입부(12)의 다른부분의 표면을 동일한 높이로 매끄럽게 형성함으로써, 만일 오일주입용 캡(30)이 제위치를 약간 벗어나더라도 오일주입용 캡(30)과 오일주입부(12) 사이의 간격은 동일하게 유지된다. 따라서 오일주입용 캡(30)과 오일주입부(12) 사이에 여전히 틈새가 발생하지 않아서 완전한 밀폐 및 차단효과를 얻을 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 공구홀더용 아바에 오일주입용 캡(30)이 결합된 상태를 도시한 단면도이다. 도 4에는 오일주입용 캡(30)을 통해 공급된 오일의 흐름이 표시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 오일주입용 캡(30)은 내측에 소정의 공간을 구비한 고리형태의 구조이며, 상기 고리구조의 내측부분이 아바의 오일주입부(12)에 밀착하게 된다. 오일주입용 캡(30) 중에서 특히 오일주입부(12)와 밀착하는 부분은 밀착에 의한 우수한 밀폐기능을 수행하면서도 동시에 마모가 잘 일어나지 않도록 혼합테프론 재질로 형성된다.

오일주입용 캡(30)은 내부공간과 소통하는 오일주입공(32)을 구비하며, 이 오일주입공(32)에 오일주입관(33)이 연결된다.

오일주입관(33)을 통해 오일주입용 캡(30)으로 오일이 주입되면, 오일주입용 캡(30)과 아바의 오일주입부(12)가 밀착하여 형성하는 공간으로 오일이 채워지게 되고, 아바의 오일주입부(12)의 오일홀(10)을 통해 오일은 오일주입부(12) 내측의 오일수용공간(11)으로 주입되게 된다. 오일수용공간(11)으로 주입된 오일은 공구수용공간(20)에 결합된 절삭공구(100)에 형성된 오일안내관(102)을 통해 절삭공구(100)의 오일배출구까지 이동하여 오일배출구를 통해 절삭공구(100)의 외부로 배출된다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 공구홀더용 아바에 의하면, 계속적인 마찰상태에 장시간 사용하여도 아바의 오일주입부에 마모가 거의 일어나지 않아 아바로부터 오일이 누설되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims

공구에 오일을 주입하기 위해 오일주입용 캡을 장착하여 사용하기 위한 공구홀더용 아바에 있어서,

공작기계 주축에 장착되는 샹크부;

공구가 장착되는 공구체결부;

내측에 오일수용공간을 구비하고 외측으로 관통된 오일홀이 형성된 오일주입부; 및

상기 오일주입부의 상기 오일홀의 양측 부분 각각을 원주상으로 둘러싸도록 형성된 씰링부를 포함하고,

상기 오일주입부의 씰링부에는 내측으로 함몰된 코팅안내홈이 형성되고, 상기 코팅안내홈에 텅스텐 카바이드 또는 세라믹 재질의 코팅이 형성되며, 상기 텅스텐 카바이드 또는 세라믹 재질의 코팅은 분말용사방법에 의해 형성되고, 상기 분말용사방법을 통해 상기 텅스텐 카바이드 또는 세라믹 재질의 코팅이 형성된 상기 씰링부와 상기 오일주입부중에서 상기 씰링부 주변의 부분이 동일한 높이를 갖도록 표면마무리가공된 것을 특징으로 하는 공구홀더용 아바.
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