KR100921610B1

KR100921610B1 - 터닝센터의 양면 가공용 공구홀더

Info

Publication number: KR100921610B1
Application number: KR1020020085881A
Authority: KR
Inventors: 이희섭
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2002-12-28
Filing date: 2002-12-28
Publication date: 2009-10-15
Also published as: KR20040059286A

Abstract

본 발명은 공작물의 상,하 양면을 동시에 가공할 수 있도록 한 터닝센터의 양면가공용 공구홀더에 관한 것으로, 터닝센터의 공구대(10)에 수직으로 입설된 주축(12)에 연동하여 회전하는 터릿헤드(14)에 장착된 공구 홀더(100)에 있어서, 하부몸체(110)에 하면 가공용 공구(T1)를 장착하고, 하부몸체(110)에 피스톤(120)의 클램핑 작동에 의해 자제를 낮추도록 거동하는 가동부(116)측에 상면가동용 공구(T2)를 장착하여 공작물의 양면을 가공하고, 클램핑력이 해제되어 피스톤(120)이 리턴스프링(140)에 의해 복귀되면 가동부(116)가 원위치로 복귀하여 가공면의 스크래칭 발생이 없다.

터닝센터, 공구대, 공구홀더, 터릿헤드, 공구

Description

터닝센터의 양면 가공용 공구홀더{Tool holder for cutting face of turning center}

도 1은 종래 공구홀더가 장착된 터닝센터 공구대 구동장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 공구홀더가 장착된 터닝센터 공구대 구동장치의 구성도.

도 3은 도 2의 공구홀더 확대 단면도로서 언클램프 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

90 : 솔레노이드밸브 100 : 공구홀더

110 : 하부몸체 112 : 목부

114 : 절개부 116 : 가동부

118 : 유압포트 120 : 피스톤

130 : 작동핀 140 : 리턴스프링

150 : 상부몸체 160 : 칩유입방지용 커버

본 발명은 터닝센터의 공구대에 장착되는 공구홀더에 관한 것으로, 특히 공작물의 상,하 양면을 동시에 가공할 수 있도록 한 터닝센터의 양면가공용 공구홀더에 관한 것이다.

터닝센터 예로, 수직선반의 경우 수직으로 입설된 공작물 주축에 공작물이 척킹되고, 이 공작물은 공구대측 공구홀더에 장착된 공구로 선삭가공이 이루어진다.

도 1은 종래 터닝센터 공구대 구동장치의 구성도로서, 공구대(10)에는 수직으로 입설된 공구 주축(12)이 유압모터(M)로 회전 가능하게 설치되어 있고, 상기 공구 주축(12)에는 터릿헤드(14)가 연결되어 있고, 터릿헤드(14)의 둘레에 해당 공구가 설치되는 공구홀더(50)가 장착되어 있고, 상기 공구주축(12)의 일측에는 공구 주축(12)의 회전량을 검출하는 엔코더(30)가 배치되어 있다.

따라서 유압모터(M)의 구동으로 공작물 주축(12)이 회전하면 공구홀더(50)에 장착된 1개의 공구(T)로 평면가공을 수행한다.

그런데 종래 공구홀더(50)의 경우 공구(T)가 1개만 장착되는 구조이므로 도 1과 같이 공작물 주축(1)의 척(2)에 척킹된 공작물(W)의 양면을 가공하고자 할 경우, 공작물 상면을 가공하고 나면 그 하면을 가공하기 위해 다시 공작물(W)을 뒤집어 2번의 번거로운 척킹작업이 이루어져야 한다.

또한 공작물 상,하면에 모두 2회의 선삭가공이 필요하므로 가공시간 및 가공 공정이 늘어나 생산성을 저하시키는 문제를 갖는다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로, 공작물의 양면을 동시에 가공할 수 있도록 함과 동시에 공구를 원위치시킬 때 공작물에 스크래치 발생이 없이 공구 복귀가 가능토록 한 터닝센터의 양면가공용 공구홀더를 제공함에 그 목적이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 공구홀더가 장착된 터닝센터 공구대 구동장치의 구성도이고, 도 3은 도 2의 공구홀더 확대 단면도로서 언클램프 상태도이다.

도 2,3과 같이 본 발명의 공구홀더(100)가 터닝센터의 공구대(10)측 터릿헤드(14)에 장착된 것으로, 터릿헤드(14)는 공구대(10)에 수직으로 입설된 주축(12)에 연동하여 회전구동한다.

이때 주축(12)의 회전 각도를 엔코더(30)가 검출하여 주축(12)을 구동시키는 유압모터(M)의 회전을 제어한다.

도면 부호 '110'은 상기 터릿헤드(14)에 장착된 공구홀더(100)의 하부몸체이다.

상기 하부몸체(110)는 일측에 탄성복원력을 갖도록 호형으로 연결된 목부(112)와, 이 목부(112)의 호형으로부터 타측으로 일정 간극(S)으로 절개된 절개부(114)를 갖고, 상기 절개부(114)를 기준으로 상측에 가동부(116)를 갖고, 일단에 공작물 하면 가공용 선삭공구(T1)가 장착되어 있다.

상기 목부(112)는 호형으로부터 연장된 절개부(114)의 틈새 간극(S)을 강제적으로 좁히면 탄성반발력을 가지고 저항하다가 그 좁힘력이 제거되면 탄성복원력을 발생시키는 작용을 한다.

여기서 절개부(114)의 틈새 간격(S)이 좁혀지면 가동부(116)가 하측으로 목부(112)를 중심으로 자세가 낮아지고, 절개부(114)의 간격이 원래대로 넓어지면 가동부(116)가 원위치로 높아진다.

이와 같이 가동부(116)의 자세를 높게 또는 낮게 조절하는 것은 공작물(W)의 양면을 가공후 양면 공구(T1,T2)를 원위치로 복귀시킬 시 공작물(W)의 양면에 스크래치가 발생되지 않게 하기 위함이다.

도면부호 '120'은 피스톤이다.

상기 피스톤(120)은 상기 절개부(114)의 하측으로 나란하게 상기 하부몸체(110)에 설치되어, 하부몸체(110)에 구비된 피스톤 작동용 유압포트(118)에 공급된 압유로 전진 작동하는 요소이다.

상기 피스톤(120)의 일단에는 피스톤(120)이 전진 이동할 경우 후술할 작동핀(130)을 하방으로 이동시키기 위한 경사진 가압면(121)을 가지고 있고, 상기 피스톤(120)은 하부몸체(110)에 형성된 피스톤 작동용 유압포트(118)에 공급되는 압유로 전진 작동하게 되어 있다.

상기 피스톤(120)은 그의 일측으로 플러그(119)에 막혀 있고 그의 타측으로 리턴스프링(140)으로 지지되어 있다.

상기 리턴스프링(140)은 상기 피스톤(120)의 단부에 일단이 지지되고 타단이 하부몸체(110)에 지지되어 피스톤(120)을 항시 후퇴 위치(도면상 좌측)로 밀어붙이 는 기능을 수행한다.

도면부호 '130'은 작동핀이다.

상기 작동핀(130)은 상기 피스톤(120)과 수직으로 배치되고, 일단이 피스톤(120)과 일정한 기울기의 경사면(131)으로 면접촉되어 있고 타단이 상기 절개부(114)를 관통하여 상기 하부몸체(110)측 가동부(116)의 걸림턱(116a)에 걸림되어 있다.

따라서 상기 작동핀(130)은 피스톤(120)이 전진 이동할 경우 피스톤(120)의 경사진 가압면(121)과 작동핀(130)의 경사면(131) 접촉에 의해 상기 작동핀(130)이 하강하여, 결국은 작동핀(130)의 상부와 걸림턱(116a)으로 연결된 하부몸체(110)측의 가동부(116)를 하방으로 잡아당겨 가동부(116)의 자세를 낮추도록 하는 기능을 한다.

도면부호 '150'은 상부몸체이다.

상기 상부몸체(150)는 상기 가동부(116)의 자세 낮춤에 연동하도록 하부 몸체(110)의 가동부(116)에 도면부호는 없으나 도시된 볼트로 장착되고, 일단에 공작물 상면 가공용 선삭공구(T2)가 장착되어 있다.

한편, 본 발명은 공구 홀더(100)의 피스톤(120)을 작동시켜 대향하는 양면 공구(T1,T2)의 거리를 좁히기 위해서, 상기 피스톤 작동용 유압포트(118)가 상기 주축(12)을 관통시킨 작동유 공급유로(12a)와 유압호스(13)로 연결되고, 상기 작동유 공급유로(12a)와 유압펌프(P)의 사이에는 유로를 개폐시키는 솔레노이드밸브(90)가 연결되어 있다.

도 3에 도시된 도면부호 '160'은 칩유입방지용 커버이다.

상기 칩유입방지용 커버(160)는 상기 하부몸체(110)의 절개부(114)로 공작물 가공중 발생된 칩이 유입되는 것을 방지하도록 그 절개부(114)의 입구측에 배치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.

먼저, 공작물의 양면을 가공하고자 할 경우는 공구홀더(100)의 유압포트(118)에 유압이 가해지고, 이 유압력은 도 3에서 피스톤(120)을 도면상 오른쪽으로 동작시키고, 피스톤(120)의 경사 가압면(121)이 작동핀(130)의 경사면(131)에 접촉 가압하여 작동핀(130)을 수직하게 아래 방향으로 이동시키고, 따라서 작동핀(130)은 걸림턱(116a)에 결합된 가동부(116)를 하방으로 오므려서 가동부(116)의 움직임이 없도록 피스톤(120)에 클램프력을 가한다. 즉, 2개의 대향하는 공구(T1,T2)의 폭을 좁힌 상태에서 공작물 가공을 한다.

피스톤(120)에 유압이 가해지지 않은 상태에서는 리턴스프링(140)의 탄성복원력에 의해 피스톤(120)은 도 3에서와 같이 좌측으로 이동 완료된 후퇴 위치에 머무르고, 작동핀(130)은 상승 위치에 있게 된다.

이 상태에서 솔레노이드 밸브(90)에 작동신호가 인가되면 유압펌프(P)에서 토출된 압유가 솔레노이드밸브(90)를 통과하고 주축(12)의 작동유 공급유로(12a)를 경유하여 공구홀더(100)의 피스톤 작동용 유압포트(118)로 공급된다.

따라서 피스톤(120)은 유압을 받아 우측인 전진방향으로 이동을 하고, 이에 경사면으로 접하고 있던 작동핀(130)이 하강하고, 작동핀(130)에 연결된 가동부(116)의 자세가 낮아진다. 즉, 피스톤(120)이 전진 이동하면 작동핀(130)을 잡아당겨 절개부(114)의 틈새 간격(S)이 좁아진다. 이때 목부(112)에서는 탄성반발력을 가지게 된다.

가동부(116)의 자세가 낮아지면 이에 일체로 장착된 상부몸체(150)의 자세도 낮아지고 결국 상면 가공용 공구(T2)의 자세도 하면 가공용 공구(T1)쪽으로 낮아진다.

이같이 피스톤(120)이 유압을 받아 가동부(116)를 강제로 가동시키는 클램핑력이 발휘되면 공구(T1,T2)의 자세가 고정되므로 공작물(W)의 양면 가공이 동시에 이루어진다. 이때 공구대(10)가 이송되면서 공작물 양면 가공이 수행된다.

공작물의 양면 가공이 완료되면 공구(T1,T2)의 원위치 동작이 이루어진다.

이를 위해 먼저, 피스톤(120)의 클램핑력이 제거된다.

클램핑력의 제거는 솔레노이드밸브(90)의 방향을 절환시켜 압유를 차단하면 피스톤(120)에 가해진 유압이 제거되고, 압축된 리턴스프링(140)이 복원되면서 피스톤(120)을 원위치인 좌측으로 밀어붙인다.

피스톤(120)이 원위치로 후퇴 이동하면 작동핀(130)의 하강 누름력이 제거되고, 목부(112)의 탄성복원력에 의해 작동핀(130)과 가동부(116)가 동시에 원위치로 상승하고 동시에 상부몸체(150)도 상승 자세로 위치하게 되어 양면 공구(T1,T2)의 간격도 넓어진다.

이 상태에서 공구대(10)가 원위치 되므로써 공작물의 가공된 양면으로부터 실제적으로 수 밀리미터의 간격을 두고 양면 공구(T1,T2)가 벗어나게 되어 공작물의 가공 표면에는 스크래치의 발생은 없게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공구홀더에 공작물의 상면과 하면을 동시에 가공하고 스크래치 없는 공구의 복귀가 가능하므로서 종래와 같이 반대면 가공을 위한 추가공정이 삭제되고, 가공시간이 단축되는 이점을 가져와 생산성이 증가된다.

Claims

터닝센터의 공구대(10)에 수직으로 입설된 주축(12)에 연동하여 회전하는 터릿헤드(14)에 장착된 공구 홀더(100)에 있어서,

일측에 탄성복원력을 갖도록 호형으로 연결된 목부(112)와, 상기 목부(112)의 호형으로부터 타측으로 일정 틈새 간극(S)으로 절개된 절개부(114)를 갖고, 이 절개부(114)를 기준으로 상측에 가동부(116)를 갖고, 일단에 공작물 하면 가공용 선삭공구(T1)가 장착되는 하부 몸체(110)와;

상기 절개부(114)의 하측에 나란하게 상기 하부몸체(110)에 설치되어, 하부몸체(110)에 구비된 피스톤 작동용 유압포트(118)에 공급된 압유로 전진 작동하는 경사 가압면(121)을 가지는 피스톤(120)과;

상기 피스톤(120)과 수직으로 배치되고, 일단이 피스톤(120)의 경사 가압면(121)과 일정한 기울기의 경사면(131)으로 면접촉되어 있고 타단이 상기 절개부(114)를 관통하여 상기 하부몸체(110)측 가동부(116)의 걸림턱(161a)에 걸림되어 있는 작동핀(130)과;

상기 피스톤(120)의 단부에 일단이 지지되고 타단이 하부몸체(110)에 지지되어 피스톤(120)을 항시 후퇴 위치로 밀어붙이는 리턴스프링(140)과;

상기 하부 몸체(110)의 가동부(116)에 고정되고, 일단에 공작물 상면 가공용 선삭공구(T2)가 장착되어 가동부(116)의 움직임을 따라 거동하는 상부 몸체(150)를 포함한 것을 특징으로 하는 터닝 센터의 양면가공용 공구홀더.
제 1항에 있어서,

상기 피스톤 작동용 유압포트(118)는 상기 주축(12)을 관통시킨 작동유 공급유로(12a)와 연결되고, 상기 작동유 공급유로(12a)와 유압펌프(P)의 사이에는 유로를 개폐시키는 솔레노이드밸브(90)가 연결되고, 상기 솔레노이드밸브(90)가 유로 개방 위치에 있을 때 상기 피스톤(120)에 클램핑력이 가해지도록 한 것을 특징으로 하는 터닝센터의 양면가공용 공구홀더.
제 1항에 있어서,

상기 하부몸체(110)의 절개부(114)로 공작물 가공중 발생된 칩이 유입되는 것을 방지하도록 그 절개부(114)의 입구측에 칩유입방지용 커버(160)가 배치된 것을 특징으로 하는 터닝센터의 양면가공용 공구홀더.