KR100821634B1 - 미세정밀 가공용 공작기계 - Google Patents

미세정밀 가공용 공작기계 Download PDF

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KR100821634B1
KR100821634B1 KR1020070018178A KR20070018178A KR100821634B1 KR 100821634 B1 KR100821634 B1 KR 100821634B1 KR 1020070018178 A KR1020070018178 A KR 1020070018178A KR 20070018178 A KR20070018178 A KR 20070018178A KR 100821634 B1 KR100821634 B1 KR 100821634B1
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김건희
김효식
김윤중
윤원호
김명규
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한국기초과학지원연구원
(주) 지스트
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Abstract

본 발명은 미세정밀 가공용 공작기계에 관한 것으로, 제1상부격실(101)과 제2상부격실(102)로 구획되고, 하부에 하부격실(103)이 형성된 본체(1)와; 스핀들축(40)을 갖는 모터부재(2)가 스핀들하우징(4)에 결합되어 제1상부격실(101)에 설치된 스핀들장치(S)와; 상기 제2상부격실(102)로 돌출된 상기 스핀들축(40)의 선단에 흡착되며, 공작물(8)을 고정시키는 진공척(9)과; 상기 스핀들축(40)의 흡입통로(402)에 흡인력을 발생함으로써 상기 진공척(9) 및 공작물(8)을 흡착 고정시키도록 상기 하부격실(103)에 설치된 진공발생장치(67)와; 상기 제2상부격실(102)에 설치되며, 상기 스핀들장치(S)의 하부에 설치된 이동장치(5)에 의해 전후로 이동가능하며 상기 제2상부격실(102)에 설치된 슬라이더(52)와, 상기 슬라이더(52) 상에 설치되며 바이트(100)를 고정시키는 고정수단(3)으로 구성된 바이트고정부(B)로 구성된다.
스핀들, 축, 하우징, 회전, 모터, 흡인, 진공, 바이트, 회전, 오목

Description

미세정밀 가공용 공작기계{minuteness working machine}
도 1은 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에 대한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "스핀들장치(S)"에 대한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "고정수단(3)"에 대한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "이동장치(5)"에 대한 측단면도,
도 5는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "이동장치(5)" 및 "위치고정장치(7)"에 대한 정단면도로써, 도 5a는 위치고정 전의 상태를 나타낸 도면이고, 도 5b는 위치고정 후의 상태를 나타낸 도면,
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "바이트(100)"의 각도조절예를 나타낸 도면,
도 7은 종래 "스핀들장치"에 대한 개략적인 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
2 : 스핀들장치 3 : 고정수단
4 : 스핀들하우징 5 : 이동장치
6 : 어댑터 7 : 냉각팬
8 : 공작물 9 : 진공척
20 : 케이싱 22 : 고정자
32 : 고정구 34 : 장착홈
37 : 지지부재 38 : 지지판
40 : 스핀들축 42 : 베어링
44 : 회전자 46 : 탄성부
52 : 슬라이더 54 : 베드
56 : 샤프트 522 : 가이드홈
62 : 통로 61 : 회전부재
64 : 에어호스 65 : 끼움부재
72 : 노브 74 : 고정레버
76 : 클램핑지그 742 : 환턱
92 : 통공 94 : 소흡입공
본 발명은 미세정밀 가공용 공작기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스핀들축이 모터축 역할을 함으로써 구조가 간결해질 수 있고, 스핀들축 내에 형성된 진공흡입통로를 통해 발생되는 흡인력에 의해 진공척 및 공작물을 고정시킬 수 있으며, 바이트의 위치와 가공각도의 조정이 가능하여 정밀한 선삭 또는 연삭가공이 이루어질 수 있도록 한 미세정밀 가공용 공작기계에 관한 것이다.
일반적으로 선반과 같은 공작기계는, 서보모터의 고속회전으로 샤프트가 연동하고, 그 샤프트에 공작물을 클램프할 수 있는 척이 끼워져 있는 스핀들 장치와, 공작물의 고속회전에 의한 원심력으로 중심을 벗어나는 것을 방지하고자 상기 스핀들 장치의 구동축과 동일 중심선상에 위치하여 공작물의 중심을 지지하도록 하는 심압대와, 상기 스핀들 장치 상부의 베드상에 설치되고 수평 및 수직운동을 하는 왕복대 유니트와, 상기 왕복대의 상부에 설치되고 공작물에 접근하여 가공을 수행하도록 바이트가 장착된 스테이지로 구성된다.
그러나, 도 7에 나타낸 바와 같이, 종래에는 서보모터(2')의 모터축(20')과 상기 샤프트(4')가 커플링부재(3')에 의해 결합된 구성이므로, 고속회전시 커플링부재(3')의 결합상태에 미세한 변형이 발생되면 정밀가공의 특성상 불량률이 증가되는 원인이 되는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 척(6')을 샤프트(4')에 끼우고, 고정볼트(63')를 조임으로써 고정시켰으나, 고속회전시 조임상태가 느슨해지는 문제점이 있었다.
아울러, 종래 척(6')은 절개된 다수개의 고정구(62')를 나사식으로 조여서 공작물(7')을 협지한 후 바이트(8')에 의해 가공되도록 하였으나, 공작물이 렌즈나 프리즘과 같은 연질의 제품일 경우 과도한 조임에 의해 훼손되거나 흠집이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 바이트가 장착된 스테이지가 고정된 상태이므로, 가공위치의 설정이 보다 정밀하지 못하였고, 또한 바이트의 가공 각도 변경이 불가하여 보다 정밀한 가공이 미흡한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제1목적은 모터의 모터축 대신 스핀들축을 형성하여, 커플링부재의 사용을 배제함으로써 구조가 간결해질 수 있고, 오차의 발생 소지를 없앰으로써 정밀한 가공이 가능해질 수 있도록 한 스핀들장치가 구비된 미세정밀 가공용 공작기계를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 제2목적은, 스핀들축의 내부에 흡입통로를 형성하고, 상기 흡입통로를 통해 진공발생장치에 의한 진공흡입력을 발생시킴으로써 스핀들축의 전단에 진공척을 고정시킬 수 있어, 척의 결합이 간결하게 이루어질 수 있도록 한 스핀들장치가 구비된 미세정밀 가공용 공작기계를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 제3목적은, 진공척에 흡입공을 형성하여 진공흡인력에 의해 공작물이 고정되도록 함으로써 공작물의 외면에 손상을 주지않고도 고정이 가능하도록 한 스핀들장치가 구비된 미세정밀 가공용 공작기계를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 제4목적은, 바이트가 장착된 고정수단의 수평회전이 가능하여 바이트의 절삭깊이를 조절할 수 있고, 바이트의 수직각도조정이 가능하여 절삭각도를 조절할 수 있으며, 고정수단이 전후로 이동가능하여 공작물과의 접촉거리를 조절할 수 있어 보다 정밀한 가공이 이루어질 수 있도록 한 미세정밀 가공용 공작 기계를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적은,
제1상부격실과 제2상부격실로 구획되고, 하부에 하부격실이 형성된 본체와;
내측에 흡입통로가 형성되고 외주에 회전자가 형성된 스핀들축과, 상기 회전자에 대응되는 고정자가 구비되며 상기 스핀들축이 삽입되는 케이싱으로 구성되어 제1상부격실에 설치된 스핀들장치와; 상기 제2상부격실로 돌출된 상기 스핀들축의 선단에 흡착되며, 공작물을 고정시키는 진공척과; 상기 스핀들축의 흡입통로에 흡인력을 발생함으로써 상기 진공척 및 공작물을 흡착 고정시키도록 상기 하부격실에 설치된 진공발생장치와; 상기 제2상부격실에 설치되며, 상기 스핀들장치의 하부에 설치된 이동장치에 의해 전후로 이동가능하며 상기 제2상부격실에 설치된 슬라이더와, 상기 슬라이더 상에 설치되며 바이트를 고정시키는 고정수단으로 구성된 바이트고정부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계에 의해 달성될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에 대한 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "스핀들장치(S)"에 대한 단면도, 도 3은 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "고정수단(3)"에 대한 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "이 동장치(5)"에 대한 측단면도, 도 5는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "이동장치(5)" 및 "위치고정장치(7)"에 대한 정단면도로써, 도 5a는 위치고정 전의 상태를 나타낸 도면이고, 도 5b는 위치고정 후의 상태를 나타낸 도면, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "바이트(100)"의 각도조절예를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면,
본 발명의 미세정밀 가공용 공작기계(A)는, 제1상부격실(101)과 제2상부격실(102)로 구획되고, 하부에 하부격실(103)이 형성된 본체(1)와; 스핀들축(40)을 갖는 모터부재(2)가 스핀들하우징(4)에 결합되어 제1상부격실(101)에 설치된 스핀들장치(S)와; 상기 제2상부격실(102)로 돌출된 상기 스핀들축(40)의 선단에 흡착되며, 공작물(8)을 고정시키는 진공척(9)과; 상기 스핀들축(40)의 내부에 흡인력을 발생함으로써 상기 진공척(9) 및 공작물(8)을 흡착 고정시키도록 상기 하부격실(103)에 설치된 진공발생장치(67)와; 상기 제2상부격실(102)에 설치되며, 상기 스핀들장치(S)의 하부에 설치된 이동장치(5)에 의해 전후로 이동가능하며 상기 제2상부격실(102)에 설치된 슬라이더(52)와, 상기 슬라이더(52) 상에 설치되며 바이트(100)를 고정시키는 고정수단(3)로 구성된 바이트고정부(B)로 구성된다.
보다 상세하게 설명하면,
본체(1)는 제1상부격실(101)과 제2상부격실(102)로 상부가 구획되고, 하부에 하부격실(103)이 형성된 장방형이며, 제1상부격실(101)의 전면에 제어부가 설치되고, 제2상부격실(102)은 개폐식 커버(미도시)가 설치됨으로써 공작물(8)의 장착 및 바이트(100)의 위치조절 등의 작업을 수행할 수 있다.
첨부된 도 2는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "스핀들장치"에 대한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 스핀들장치(S)는, 내측에 흡입통로(402)가 형성되고 외주에 회전자(44)가 형성된 스핀들축(40)과, 상기 회전자(44)에 대응되는 고정자(22)가 구비되며 상기 스핀들축(40)이 삽입되는 케이싱(20)으로 구성된 모터부재(2)가 스핀들하우징(4)에 결합된 것으로, 상기 제1상부격실(101)에 설치된다.
보다 자세하게는, 상기 스핀들장치(S)는, 케이싱(20) 내에 설치된 고정자(22)와, 상기 고정자(22)의 내주면에 접하는 회전자(44)가 외주에 설치되고 내측에 흡입통로(402)가 형성된 스핀들축(40)으로 구성된 모터부재(2)와, 상기 스핀들축(40)이 관통 삽입되는 삽입공(400)이 내측에 형성되고, 상기 삽입공(400)의 전단과 후단에 설치되어 스핀들축(40)을 지지하는 복수개의 베어링(42)과, 상기 스핀들축(40)의 진동을 흡수하도록 삽입공(400)의 내주면에 설치된 탄성부(46)가 설치되어 작업대에 고정되는 스핀들하우징(4)과, 상기 스핀들축(40)의 흡입통로(402)와 통하며 상기 진공발생장치(67)와 통하도록 연결된 통로(62)가 내측에 형성되어 상기 스핀들축(40)과 동반 회전하는 회전부재(61)가 구비된 어댑터(6)로 구성된다.
상기 모터부재(2)에 구비된 고정자(22)와 회전자(44)는 통상의 모터에 사용되는 공지된 기술구성이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 스핀들축(40)은 소정 길이로 형성된 봉상으로써, 일단에는 진공발생장치의 에어호스(64)가 연결되고, 타단에는 후술될 진공척(9)이 끼워질 수 있도록 원 판형상의 플레이트(406)가 장착되며, 내측에는 흡입통로(402)가 형성되고 양단부가 개구된 구조이다.
따라서, 상기 스핀들축(40)의 외주에 회전자(44)가 설치되고, 상기 회전자(44)는 상기 고정자(22)에 대응되도록 함으로써 통상의 모터 회전원리와 동일하게 스핀들축(40)이 회전될 수 있으며, 가장 적정한 회전속도는 3000 ∼ 4000 rpm 이다.
또한, 상기 스핀들축(40)에서 어댑터(6)와 연결된 부위에 냉각팬(7)을 더 설치함으로써 모터부재(2)의 회전시 발생되는 열을 배출하여 냉각될 수 있도록 하였다.
상기 스핀들하우징(4)은 작업대에 설치되어 스핀들축(40)의 회전을 지지하기 위한 것으로, 내측에는 상기 스핀들축(40)이 관통하여 삽입되는 삽입공(400)이 형성된다.
그리고, 상기 삽입공(400)의 전단과 후단에는 스핀들축(40)을 지지하는 복수개의 베어링(42)이 설치되고, 상기 스핀들축(40)의 진동을 흡수할 수 있도록 탄성부(46)가 설치된다.
상기 탄성부(46)는, 상기 삽입공(400)의 내주연에 형성된 환턱(462)과, 상기 환턱(462)에 삽입된 상,하부 받침구(464,466)와, 상기 상,하부 받침구(464,466) 사이에 개재된 스프링(465)으로 구성된다.
상기 삽입공(400)의 전단에는 베어링(42)의 이탈을 방지하기 위해 캡(410)이 결합된다.
상기 어댑터(6)는, 전술한 스핀들축(40)과 진공발생장치(67)의 에어호스(64)를 연결하기 위한 것으로, 상기 스핀들축(40)의 흡입통로(402)와 통하는 통로(62)가 내측에 형성되며, 상기 통로(62)와 통하며 스핀들축(40)이 결합되는 결합구(60)가 일측에 형성되고, 상기 통로(62)와 통하며 에어호스(64)가 끼워지는 끼움부재(65)가 타측에 형성되며, 베어링결합에 의해 스핀들축(40)과 동반 회전될 수 있도록 다수의 베어링으로 결합되어 공회전이 가능한 회전부재(61)를 포함하여 구성된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 진공척(9)은 제2상부격실(102)로 돌출된 상기 스핀들축(40)의 선단에 흡착되며, 공작물(8)을 고정시키는 것으로, 상기 스핀들축(40)의 선단이 삽입되는 안착홈(90)이 전면에 형성되고, 전면의 중심부에는 상기 흡입통로(402)와 통하는 통공(92)이 형성되며, 후면에는 상기 통공(92)과 통하며 공작물(8)을 흡착시킬 수 있도록 다수개의 소흡입공(94)이 형성된다.
진공발생장치(67)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전술한 스핀들축(40)의 흡입통로(402)에 흡인력을 발생함으로써 상기 진공척(9) 및 공작물(8)을 흡착 고정시키도록 상기 하부격실(103)에 설치된 것으로, 상기 어댑터(6)의 끼움부재(65)에 연결된 에어호스(64)와, 상기 에어호스(64)와 연결된 진공펌프(66)로 구성되며, 상기 에어호스(64)를 통해 스핀들축(40)의 흡입통로(402)에 진공흡입력을 발생시키며, 또한 스핀들축(40)의 회전과정에서도 진공흡입이 가능하도록 하였다.
첨부된 도 3은 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "고정수단(3)"에 대한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "이동 장치(5)"에 대한 측단면도, 도 5는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "이동장치(5)" 및 "위치고정장치(7)"에 대한 정단면도로써, 도 5a는 위치고정 전의 상태를 나타낸 도면이고, 도 5b는 위치고정 후의 상태를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 바이트고정부(B)는, 전술한 본체(1)의 제2상부격실(102)에 설치되며, 상기 스핀들장치(S)의 하부에 설치된 이동장치(5)에 결합되어 전후로 이동가능하며 상기 제2상부격실(102)에 설치된 슬라이더(52)와, 상기 슬라이더(52)의 선정 위치를 고정시킬 수 있는 위치고정장치(7)와, 상기 슬라이더(52) 상에 설치되며 바이트(100)를 장착하는 고정수단(3)으로 구성된다.
여기서, 상기 이동장치(5)는, 도 4 및 도 5a와 같이, 소형치차(512)가 축설된 모터(51)와, 상기 소형치차(512)에 치합되는 대형치차(561)가 일단에 축설되며 타단 외주에 나사부(562)가 형성되며 상기 슬라이더(52)와 나사결합되는 샤프트(56)와, 상기 샤프트(56)가 관통 지지되는 베드(54)로 구성된다.
따라서, 상기 샤프트(56)의 시계방향 또는 반시계방향의 회전에 의해 상기 슬라이더(52)가 전후로 이동될 수 있게 된다.
상기 슬라이더(52)는 수직부와 수평부로 이루어져 단면이 대략 "┌"자 형상으로 형성된 것으로, 수평부의 하측에 가이드홈(522)이 형성되고, 수직부에는 후술될 위치고정장치(7)가 설치되는 통공(520)이 형성된다.
또한, 상기 베드(54)의 상부에는 상기 가이드홈(522)에 삽입되도록 끼움부(542)가 형성된다.
상기 가이드홈(522)은 내부 양측에 경사면이 형성되고, 이에 대응되도록 상기 끼움부(542)의 양측 모서리부위에 경사면이 형성된다.
상기 위치고정장치(7)는, 베드(54)의 내측에 설치된 클램핑지그(76)와, 상기 클램핑지그(76)와 나사결합되도록 선단에 나사부가 형성되며, 중간부 외주에는 상기 슬라이더(52)의 통공(520)에 삽입된 채 지지되는 환턱(742)이 형성되고, 타단에 노브(72)가 형성된 고정레버(74)로 구성된다.
따라서, 도 5a와 같이, 슬라이더(52)의 위치고정전에는 가이드홈(522)과 끼움부(542) 사이에 공간(t)가 존재하게 되나, 도 5b와 같이, 고정레버(74)를 조이면 클램핑지그(76)와 간격이 좁혀짐으로써 환턱(742)이 슬라이더(52)를 밀게 되고, 이로인해 가이드홈(522)의 내측면과 베드(54)의 끼움부(542) 외측면이 상호 밀착고정된다.
상기 고정수단(3)은, 도 3 및 도 5a에 나타낸 바와 같이, 전술한 슬라이더(52) 상에 설치되어 바이트(100)를 고정시키기 위한 것으로, 상기 슬라이더(52)의 상면에 설치되는 지지판(38)과, 상기 지지판(38)의 상면에 설치되며 바이트(100)가 장착되는 고정구(32)로 구성된다.
상기 고정구(32)는 직육면체 형상이며 중심에는 지지판(38)에 고정시키기 위해 고정볼트(미도시)가 체결되는 결합공(35)이 형성되고, 측면에는 바이트(100)를 장착하기 위한 장착홈(34)이 형성되며, 상기 장착홈(34)까지 관통할 수 있도록 고정구(32)의 상면에는 수직으로 천공된 체결공(36)이 형성된다.
또한, 상기 장착홈(34)의 하부에 오목형상의 요홈(340)이 형성된다.
상기 요홈(340)에는 하부에 볼록부를 가지며 상부가 평면으로 된 반월형의 지지부재(37)가 안착되며, 상기 지지부재(37)의 상부에 바이트(100)가 안착되어 상기 장착홈(34)에 삽입되고 난 후, 상기 고정구(32)의 체결공(36)을 통해 볼트(33)가 체결된 후 상기 바이트(100)의 상면을 가압함으로써 고정될 수 있도록 한다.
이때, 상기 볼트(33)의 조임 및 풀림조작에 의해 요홈(340)과 지지부재(37)의 위치를 변동시킬 수 있고, 이에 연동하여 바이트(100)의 설치각도가 조절될 수 있게 된다.
첨부된 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 미세정밀 가공용 공작기계에서 "바이트"의 각도조절예를 나타낸 도면이다.
도 6a와 같이, 바이트(100)의 선단부와 후단부를 지지하는 각 볼트(33)를 균일하게 조임으로써 바이트(100)의 선단이 수평상태가 된다.
한편, 도 6b와 같이, 바이트(100)의 선단부에 지지된 볼트(33)를 풀고, 후단부에 지지된 볼트(33)를 조여 후단부를 누르도록 함으로써 바이트(100)의 선단이 상향 경사지게 고정될 수 있다.
이와 반대로, 바이트(100)의 선단이 하향 경사지게 할 수도 있음은 물론이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 결합 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
스핀들축(40)의 외주에 회전자(44)를 설치하는 한편, 케이싱(20) 내에 고정자(22)를 장착한 후 상기 스핀들축(40)을 케이싱(20) 내에 삽입하여, 상기 회전자(44)와 고정자(22)가 대응되도록 하여 모터부재(2)를 결합시킨다.
이후, 스핀들하우징(4)의 삽입공(400) 내에 형성된 환턱(462)에 상,하부 받침구(464,466)와 스프링(465)으로 구성된 탄성부(46)를 형성하고, 복수개의 베어링(42)을 전단과 후단에 설치한 후 캡(410)을 결합시킨 다음 상기 스핀들축(40)을 삽입한다.
이렇게 스핀들축(40)이 삽입된 모터부재(2)를 스핀들하우징(4)의 일측에 나사결합시켜 고정한 후 스핀들축(40)의 타단에는 플레이트(406)를 장착시키고, 스핀들축(40)의 일단에는 냉각팬(7)을 장착한 다음 맨끝단에 어댑터(6)를 장착한다.
이후, 어댑터(6)의 끼움부재(65)에 에어호스(64)를 연결하여 진공발생장치와 연결시킨다.
이렇게 결합이 완료된 후 전원을 인가하면, 상기 모터부재(2)의 회전자(44)와 고정자(22)의 전류발생에 의해 스핀들축(40)이 회전하게 된다.
이후, 진공발생장치를 작동시켜 진공흡입력을 발생시키면, 에어호스(65) 및 어댑터(6)를 통해 스핀들축(40) 내의 흡입통로(402)에 진공흡입력이 발생된다.
따라서, 스핀들축(40)의 플레이트(406)에 진공척(9)을 위치시키면, 흡인력에 의해 흡착고정될 수 있고, 아울러 진공척(9)의 통공(92) 및 소흡입공(94)에도 흡인력이 발생된다.
이후, 진공척(9)의 후면에 공작물(8)을 위치시키면, 상기 소흡입공(94)에서 발생되는 흡인력에 의해 흡착 고정된 채 스핀들축(40)과 동반하여 회전될 수 있다.
이렇게, 공작물(8)이 회전하는 상태에서 바이트(100)를 접촉시킴으로써 선삭 또는 연삭 등의 가공이 이루어지게 된다.
이때, 바이트(100)의 정확한 위치 설정을 위해 전술한 바이트고정부(B)를 조작하게 되는데, 상기 이동장치(5)의 모터(51)가 시계방향으로 회전하면, 소형치차(512)와 치합된 대형치차(561)가 반시계방향으로 역회전하게 되므로, 샤프트(56)에 나사결합된 슬라이더(52)가 진공척(9) 방향으로 전진함으로써, 고정수단(3)에 장착된 바이트(100)가 전진하게 된다.
역으로, 상기 이동장치(5)의 모터(51)가 반시계방향으로 회전하면 전술한 바와 상반되게 작동함으로써 바이트(100)가 후진하게 된다.
상기와 같이 바이트고정부(B)를 조작하여 바이트(100)가 정위치에 도달하게 되면, 위치고정장치(7)를 조작하여 바이트고정부(B)를 고정시킨다.
즉, 슬라이더(52)를 이동시키는 동안에는 이동을 방해하지 않도록 하기 위해 고정레버(74)를 풀어놓은 상태로 둔다.
이후, 바이트고정부(B)가 정위치에 결정되면, 고정레버(74)를 조이고, 이에 의해 클램핑지그(76)와 간격이 좁혀짐으로써 환턱(742)이 슬라이더(52)를 밀게 되고, 결국 가이드홈(522)의 내측면과 베드(54)의 끼움부(542) 외측면이 상호 밀착고정된다.
이후, 전술한 바와 같이, 상기 고정수단(3)의 볼트(33) 조작에 의해 바이트(100) 선단의 각도를 조절한다.
즉, 볼트(33)의 조임 및 풀림조작에 의해 요홈(340)과 지지부재(37)의 위치를 변동시킬 수 있고, 이에 연동하여 바이트(100)의 설치각도가 조절될 수 있게 된다.
또한, 고정수단(3)의 고정구(32)를 지지판(38)과 결합시킨 상태에서 수평으로 회전시켜서 바이트(100)와 공작물(8)에 접촉하는 깊이와 각도를 조절하고, 고정볼트(미도시)를 조임으로써 지지판(38)에 고정되도록 한다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 스핀들축이 모터축의 역할을 함으로써 구조가 간결해질 수 있고, 오차의 발생 소지를 없앰으로써 정밀한 가공이 가능해질 수 있는 효과가 있다.
또한, 진공의 흡인력에 의해 진공척을 흡착 고정시킬 수 있고, 아울러 진공흡인력에 의해 공작물도 흡착 고정시킬 수 있으므로, 구조가 간결해질 수 있고, 공작물의 외면에 손상을 주지않고도 고정이 가능하여 품질이 우수한 제품생산이 가능하게 되는 효과가 있다.
또한, 바이트가 장착된 고정수단의 수평회전이 가능하여 바이트의 절삭깊이를 조절할 수 있고, 바이트의 수직각도조정이 가능하여 절삭각도를 조절할 수 있으며, 고정수단이 전후로 이동가능하여 공작물과의 접촉거리를 조절할 수 있어 보다 정밀한 가공이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 제1상부격실(101)과 제2상부격실(102)로 구획되고, 하부에 하부격실(103)이 형성된 본체(1); 흡입통로(402)가 형성된 스핀들축(40)을 갖는 모터부재(2)가 스핀들하우징(4)에 결합되어 제1상부격실(101)에 설치된 스핀들장치(S); 상기 제2상부격실(102)로 돌출된 상기 스핀들축(40)의 선단에 흡착되며, 공작물(8)을 고정시키는 진공척(9); 상기 스핀들축(40)의 흡입통로(402)에 흡인력을 발생함으로써 상기 진공척(9) 및 공작물(8)을 흡착 고정시키도록 상기 하부격실(103)에 설치된 진공발생장치(67); 및 상기 제2상부격실(102)에 설치되며, 상기 스핀들장치(S)의 하부에 설치된 이동장치(5)에 의해 전후로 이동가능하며 상기 제2상부격실(102)에 설치된 슬라이더(52)와, 상기 슬라이더(52) 상에 설치되며 바이트(100)를 고정시키는 고정수단(3)으로 구성된 바이트고정부(B)를 포함하고,
    상기 스핀들장치(S)는, 케이싱(20) 내에 설치된 고정자(22)와, 상기 고정자(22)의 내주면에 접하는 회전자(44)가 외주에 설치되고 내측에 흡입통로(402)가 형성된 스핀들축(40)으로 구성된 모터부재(2); 상기 스핀들축(40)이 관통 삽입되는 삽입공(400)이 내측에 형성되고, 상기 삽입공(400)의 전단과 후단에 설치되어 스핀들축(40)을 지지하는 복수개의 베어링(42)과, 상기 스핀들축(40)의 진동을 흡수하도록 삽입공(400)의 내주면에 설치된 탄성부(46)가 설치되어 작업대에 고정되는 스핀들하우징(4); 상기 스핀들축(40)의 흡입통로(402)와 통하며 상기 진공발생장치(67)와 통하도록 연결된 통로(62)가 내측에 형성되어 상기 스핀들축(40)과 동반 회전하는 회전부재(61)가 구비된 어댑터(6); 및 상기 어댑터(6)의 통로(62)와 연결되어 스핀들축(40)의 흡입통로(402)에 흡인력을 발생하는 진공발생장치; 를 포함하며,
    상기 스핀들하우징(4)은, 상기 스핀들축(40)을 지지하는 복수개의 베어링(42)이 상기 삽입공(400)의 전단과 후단에 설치되고, 상기 스핀들축(40)의 진동을 흡수하는 탄성부(46)가 상기 삽입공(400)의 내주면에 설치된 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성부(46)는, 상기 삽입공(400)의 내주연에 형성된 환턱(462)과, 상기 환턱(462)에 삽입된 상,하부 받침구(464,466)와, 상기 상,하부 받침구(464,466) 사이에 개재된 스프링(465)으로 구성된 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 어댑터(6)는, 상기 스핀들축(40)이 결합되는 결합구(60)가 일측에 형성되고, 상기 통로(62)와 통하며 상기 진공발생장치(67)가 연결되는 끼움부재(65)가 타측에 형성된 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 스핀들축(40)에는 상기 어댑터(6)와 연결된 부위에 냉각팬(7)이 설치되어, 상기 모터부재(2)의 회전시 발생되는 열을 냉각시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 진공발생장치는, 상기 어댑터(6)의 끼움부재(65)에 연결된 에어호스(64)와, 상기 에어호스(64)와 연결된 진공펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 진공척(9)은, 상기 스핀들축(40)의 선단이 삽입되는 안착홈(90)이 전면에 형성되고, 전면의 중심부에는 상기 흡입통로(402)와 통하는 통공(92)이 형성되며, 후면에는 상기 통공(92)과 통하며 공작물(8)을 흡착시킬 수 있도록 다수개의 소흡입공(94)이 형성된 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 바이트고정부(B)는,
    상기 본체(1)의 제2상부격실(102)에 설치되며, 상기 스핀들장치(S)의 하부에 설치된 이동장치(5)에 결합되어 전후로 이동가능하며 상기 제2상부격실(102)에 설치된 슬라이더(52)와;
    상기 슬라이더(52)의 선정 위치를 고정시킬 수 있는 위치고정장치(7)와;
    상기 슬라이더(52) 상에 설치되며 바이트(100)를 장착하는 고정수단(3)
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 이동장치(5)는, 소형치차(512)가 축설된 모터(51)와, 상기 소형치차(512)에 치합되는 대형치차(561)가 일단에 축설되며 타단 외주에 나사부(562)가 형성되며 상기 슬라이더(52)와 나사결합되는 샤프트(56)와, 상기 샤프트(56)가 관통 지지되는 베드(54)로 구성된 것이며, 상기 샤프트(56)의 시계방향 또는 반시계 방향의 회전에 의해 상기 슬라이더(52)가 전후로 이동되도록 한 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 슬라이더(52)는,
    수직부와 수평부로 이루어져 단면이 "┌"자 형상이며, 수평부의 하측에 가이드홈(522)이 형성되고, 수직부에는 상기 위치고정장치(7)가 삽입되는 통공(520)이 형성된 것이며,
    상기 베드(54)의 상부에는 상기 가이드홈(522)에 삽입되는 끼움부(542)가 형성된 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 위치고정장치(7)는,
    상기 베드(54)의 내측에 설치된 클램핑지그(76)와;
    상기 클램핑지그(76)와 나사결합되도록 선단에 나사부가 형성되며, 중간부 외주에는 상기 슬라이더(52)의 통공(520)에 삽입된 채 지지되는 환턱(742)이 형성되고, 타단에 노브(72)가 형성된 고정레버(74)로 구성된 것이며,
    상기 고정레버(74)의 조임조작시 상기 클램핑지그(76)와 간격이 좁혀짐으로써 상기 환턱(742)이 슬라이더(52)를 밀어 상기 가이드홈(522)의 내측면과 베드(54)의 끼움부(542) 외측면이 상호 밀착고정될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 고정수단(3)은, 상기 슬라이더(52)의 상면에 설치되는 지지판(38)과, 상기 지지판(38)의 상면에 설치되며 바이트(100)가 장착되는 고정구(32)로 구성된 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 고정구(32)는, 중심에는 상기 지지판(38)에 체결 고정되는 고정볼트가 체결되는 결합공(35)이 형성되고, 측면에는 상기 바이트(100)를 장착하기 위한 장착홈(34)이 형성되며, 상기 장착홈(34)까지 관통할 수 있도록 고정구(32)의 상면에는 수직으로 천공된 체결공(36)이 형성된 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 장착홈(34)의 하부에 오목형상의 요홈(340)이 형성된 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 요홈(340)에는 하부에 볼록부를 가지며 상부가 평면으로 된 반월형의 지지부재(37)가 안착되며, 상기 지지부재(37)의 상부에 바이트(100)가 안착되어 상기 장착홈(34)에 삽입되고 난 후, 상기 고정구(32)의 체결공(36)을 통해 볼트(33)가 체결된 후 상기 바이트(100)의 상면을 가압하여 고정될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 미세정밀 가공용 공작기계.
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