KR101005181B1

KR101005181B1 - 디스크 가공용 스트래들 툴

Info

Publication number: KR101005181B1
Application number: KR1020100093999A
Authority: KR
Inventors: 정세현
Original assignee: 정세현
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2011-01-04

Abstract

본 발명은 디스크 가공용 스트래들 툴에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 항상 그 위치가 유지되는 고정툴(1)과, 상기 고정툴(1)과 대향되는 쪽에 형성되는 이송툴(2)을 포함하여 구성되며 상기 이송툴(2)은 유압에 의해 왕복 운동되는 피스톤에 결합되어 고정툴(1)과 이송툴(2)의 거리가 가변되는 디스크 가공용 스트래들 툴이다.

Description

디스크 가공용 스트래들 툴{Straddle tool for machining disk}

본 발명은 디스크 가공용 스트래들 툴에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 항상 그 위치가 유지되는 고정툴과, 상기 고정툴과 대향되는 쪽에 형성되는 이송툴을 포함하여 구성되며 상기 이송툴은 유압에 의해 왕복 운동되는 피스톤과 결합되어 고정툴과 이송툴의 거리가 가변되는 디스크 가공용 스트래들 툴이다.

일반적으로 스트래들 툴은 한 쌍의 절삭공구를 서로 대향되게 위치시켜 공작물의 양면을 동시에 가공하는 절삭공구의 한 종류로서, 공작물의 두께를 일정하게 유지하면서 가공할 수 있고 가공속도 또한 한쪽 면씩 따로 따로 가공하는 것보다 훨씬 빠르다는 장점으로 양면가공이 필요한 자동차의 브레이크용 디스크 등의 가공에 사용되고 있다.

이러한 디스크를 가공하기 위한 종래의 스트래들 툴로서는 대한민국 공개실용신안 제96-4220호에 개시되어 있는 브레이크 디스크 가공장치가 있으며, 도 4에 도시되어 있다.

도 4에 도시된 이런 종래의 브레이크 디스크 가공장치는 일정한 거리를 두고 형성된 한 쌍의 절삭날(7, 7')이 형성되고 절삭날의 위치를 변화시켜주기 위해 조절손잡이(6, 6')가 절삭날마다 형성되어 그 위치를 변화시키게 된다.

이러한 가공장치는 절삭을 위해 가이드레일(3, 3')을 따라 연결프레임(4)이 이송되면서 가공을 행하고 이후 원위치로 돌아오는 동안 디스크의 절삭면에 절삭날이 닿게 되는 문제가 있을 수 있으므로 이를 방지하고자 가공 후 조절손잡이를 돌려 양측의 절삭날 사이의 거리를 멀게 한 뒤 가공 전 위치로 연결프레임 등의 절삭장치를 원위치시킨다. 이후 다시 조절손잡이를 이용하여 절삭날 사이의 거리를 조정한 뒤 가공을 행하여야 하므로 가공을 위해 공구의 세팅시간 소모가 많고 절삭날 사이의 잦은 거리이동으로 인해 디스크의 두께를 일정하게 가공하기 어려워 결국 가공품질이 저하되는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하고자 스트래들 툴에 형성된 절삭날 사이의 거리를 자동적으로 조절해주기 위해 발명된 것으로서 등록특허 제339104호와 같은 스트래들 툴이 있으며 도 5에 도시되어 있다.

도 5에 도시된 스트래들 툴은 가공부재(70)에 결합되어 있는 한 쌍의 절삭툴(74)을 가공하고자 하는 치수(디스크의 두께)보다 일정간격 크게(설명에는 1mm 정도로 되어 있다) 조절한 뒤 제1유압포트(38)에 유압을 인가함으로써 피스톤 및 샤프트의 위치를 도면의 상부로 이송시키고 샤프트의 끝부분에 형성된 두부(52)의 경사면(53)과 편심공(67)의 경사면(68)이 접촉된 상태에서 유압에 의해 슬라이드부재(60)를 억지로 이송시켜 절삭툴(74) 사이의 거리를 원래 설정된 거리보다 좁혀 디스크를 가공한 뒤, 가공이 완료되면 제2포트(39)로 유압을 인가하여 초기 설정된 절삭툴 사이의 거리를 확보하여 절삭툴을 디스크의 외부로 빼내게 된다.

이러한 스트래들 툴은 그 구조가 매우 복잡하고 작동 매커니즘이 난해하여 장치 자체가 매우 고가이며 제작 또한 어렵다. 또한, 유압에 의해 슬라이드 부재(60)의 위치를 억지로 이송시킨 상태에서 가공이 이루어지므로 가공부하가 과도하게 발생될 경우 슬라이드부재(60)의 위치유지가 힘들어 가공오차가 발생할 수밖에 없으며, 경사면 끼리의 접촉으로 인한 이동거리의 제어이므로 정밀한 제어가 불가능하다.

근래에 공개된 스트래들 툴로서는 공개특허 제10-2009-0066374호에 개시되어 있는 것과 같은 양면 가공용 스트래들 툴이 있으며 도 6에 도시되어 있다.

상기 스트래들 툴은 한쪽의 절삭공구(111)를 고정구조물(110)에 의해 고정한 뒤 반대편에 형성된 절삭공구(121)를 이송구조물(120)에 고정하고 상기 이송구조물과 샤프트(140)를 고정결합시키며 상기 샤프트의 일측을 레버부재(115)에 의해 이동될 수 있도록 하며 상기 레버부재는 공압단동실린더(130)에 의해 힌지핀(113)을 중심으로 회동될 수 있도록 구성하고 있다.

또한, 공압단동실린더(130)에 의해 레버부재(115)가 회동되고 이로 인해 샤프트가 도면의 아래쪽으로 이동되어 결국 절삭공구(111, 121) 사이의 거리가 멀어지게 하여 가공완료된 제품에서 절삭공구를 빼내게 된다.

이러한 스트래들 툴은 절삭공구의 이송을 위해 이송구조물의 일측에 별도의 작동부를 구성하여야 하므로 실제 절삭이 이루어지는 공간 즉, 절삭공구(111, 121)의 끝점에서 커플링(160)의 끝점까지의 거리에 비해 이송구조물의 이송을 위해 필요한 공간이 커지고 이로써 스트래들 툴 자체의 크기가 커지게 되며, 스트래들 툴이 커짐과 함께 그 구조가 매우 복잡하여 제작비용이 상승되게 되며 이러한 제작비용과는 별도로 가공부하가 상승하게 되면 정밀한 치수로 가공이 되지 않는 근본적인 문제가 있다. 즉, 가공부하가 스프링부재(150)의 탄성력보다 크게 작용할 경우 절삭공구(121)가 도면의 아래쪽으로 힘을 받아 스프링부재(150)가 압축되면서 샤프트(140)가 이동되어 절삭공구(111)와 절삭공구(121) 사이의 거리가 멀어져 소망하는 치수로 디스크 가공이 이루어지지 않게 되는 문제가 있다.

이를 방지하고자 스프링부재(150)의 탄성을 무한정 크게 하면 공압단동실린더(130)로서 스프링부재(150)의 압축을 위한 동력손실이 많고 디스크 가공을 위해 공압단동실린더(130)에 인가된 공압을 해제하게 되면 스프링부재(150)가 급격이 원상태로 복귀되면서 스토퍼와 고정구조물(110)이 충돌하거나 절삭공구(121)가 디스크에 부딪혀서 공구파손의 위험이 높다.

따라서 본 발명은 디스크 가공용 스트래들 툴을 제공하되 상기 스트래들 툴의 일측을 하부툴바디에 고정된 고정툴로 구성하고, 상기 고정툴과 대향되는 방향에 형성된 이송툴을 피스톤과 결합하며 상기 피스톤을 상부툴바디의 일측에 형성된 제1유로 및 제2유로를 통해 인가되는 유압으로 이송시켜 고정툴과 이송툴 사이의 거리가 안정적으로 변화될 수 있는 디스크 가공용 스트래들 툴을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 피스톤의 일측에 2개의 조절너트를 형성하여 상기 조절너트의 조절로서 피스톤이 이동할 수 있는 거리를 가변시켜 결국 고정툴과 이송툴의 거리를 변화시킬 수 있으므로 디스크의 두께에 관계없이 폭넓은 사용이 가능한 디스크 가공용 스트래들 툴을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 디스크 가공용 스트래들 툴은 한 쌍의 절삭공구에 의해 공작물의 전면과 후면이 동시에 가공되며, 상기 한 쌍의 절삭공구는 하부툴바디에 고정결합되는 고정툴과, 상기 고정툴과 대향되는 쪽에 형성되며 상부툴바디에 형성된 홈에 삽입되어 있는 피스톤과 고정 결합되는 이송툴로 구성하며, 상기 피스톤은 상부툴바디에 형성된 제1유로 및 제2유로에 인가되는 유압에 의해 피스톤의 축 방향으로 왕복 이송되도록 구성한다.

본 발명에 의한 디스크 가공용 스트래들 툴은 상기 스트래들 툴의 일측을 하부툴바디에 고정된 고정툴로 구성하고, 상기 고정툴과 대향되는 방향에 형성된 이송툴을 피스톤과 결합하며 상기 피스톤을 상부툴바디의 일측에 형성된 제1유로 및 제2유로를 통해 인가되는 유압으로 이송시켜 고정툴과 이송툴 사이의 거리가 안정적으로 변화될 수 있으며, 피스톤의 일측에 2개의 조절너트를 형성하여 상기 조절너트의 조절로서 피스톤이 이동할 수 있는 거리를 가변시켜 결국 고정툴과 이송툴의 거리를 변화시킬 수 있으므로 디스크의 두께에 관계없이 폭넓은 사용이 가능하다.

도 1은 본 발명의 전체구성도
도 2와 도 3은 본 발명의 단면구성도
도 4 내지 도 6은 종래 스트래들 툴의 구성도

이하 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체구성도이고, 도 2와 도 3은 본 발명의 단면구성도로서 본 발명에 의한 디스크 가공용 스트래들 툴은 한 쌍의 절삭공구에 의해 공작물의 전면과 후면이 동시에 가공되는 스트래들 툴에 있어서, 상기 한 쌍의 절삭공구는 하부툴바디(4)에 고정결합되는 고정툴(1)과, 상기 고정툴(1)과 대향되는 쪽에 형성되며 상부툴바디(3)에 형성된 홈에 삽입되어 있는 피스톤(5)과 고정 결합되는 이송툴(2)로 구성되며, 상기 피스톤(5)은 상부툴바디(3)에 형성된 제1유로(11) 및 제2유로(12)에 인가되는 유압에 의해 피스톤(5)의 축 방향으로 왕복 이송될 수 있어 고정툴(1)과 이송툴(2)의 거리가 변화될 수 있도록 구성된다.

먼저, 툴바디는 공구대(20)와 결합되고 피스톤(5)을 지지하며 고정툴(1)을 결합하는 구성으로써 도시된 실시예에서는 상부툴바디(3)와 하부툴바디(4)로 나뉘어 구성되어 있으나 경우에 따라 일체로 형성할 수도 있다.

상기 하부툴바디(4)에는 고정툴(1)이 결합되는데 여기서 고정툴(1)이란 상부툴바디(3) 및 하부툴바디(4)와 상대적으로 위치가 변화되지 않음을 의미하며 고정툴(1)은 교체 가능한 절삭팁을 포함하는 구성을 말한다.

상부툴바디(3)와 하부툴바디(4)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 고정볼트(16)로서 결합되어 있고, 상부툴바디(3) 내부에는 홈(도면부호 없음)이 형성되며 상기 홈에는 피스톤(5)이 삽입되어 있으며, 상부툴바디(3)의 일측에는 피스톤가이드(6)가 결합되어 있다. 또한, 상기 피스톤가이드(6)의 일측에는 게이지커버(10)가 결합된다.

상기 상부툴바디(3)에는 2개의 유로가 형성되며 상기 2개의 유로는 제1유로(11) 및 제2유로(12)로써 제1유로(11) 쪽으로 유압이 인가될 경우 피스톤(5)은 도면의 아래쪽으로 이동하게 되고 제2유로(12) 쪽으로 유압이 인가될 경우 피스톤(5)은 도면의 상부로 이동되게 되어 피스톤(5)은 피스톤의 축방향을 따라 왕복 운동되며 피스톤(5)에 결합된 이송툴(2) 또한 왕복 운동된다.

이때 상기 피스톤(5)의 일측에는 2개의 조절너트(7, 8)가 결합되어 있고 일측의 조절너트(8)에는 피스톤(5)과 결합된 조절너트의 풀림을 방지하기 위해 세트스크류체결홈(9)이 형성되어 있으며, 또 다른 조절너트(7)에는 조절너트의 회전에 따른 피스톤의 이동거리를 표시해주기 위해 눈금자(13)가 형성되어 있다.

상기 조절너트(7, 8)는 제1유로(11) 쪽으로 유압이 인가되어 피스톤(5)이 도면의 아래쪽으로 이동될 때 그 이동량을 제한해주는 스토퍼 역할을 수행한다.

즉, 도 2의 상태는 제1유로(11) 쪽으로 유압이 인가되어 피스톤(5)이 최하단으로 내려온 상태로서 이송툴(2)과 고정툴(1) 사이의 거리가 가장 짧아진 상태를 나타내며, 이 상태에서는 조절너트(7)의 하면과 피스톤가이드(6)의 상면이 맞닿아 있어 더 이상 피스톤(5)이 아래쪽으로 내려가지 못하게 된다.

도 2 및 도 3에 도시된 구성에서 피스톤(5)과 함께 이동되는 구성은 2개의 조절너트(7, 8)와 이송툴(2)이며 피스톤(5)에 결합되어 있는 오일씰(14)도 포함된다. 따라서, 조절너트(7, 8)를 피스톤(5)의 중심부 쪽으로 더욱 깊이 죄게 되면 조절너트(7)와 피스톤가이드(6)가 서로 맞닿아 있다고 가정할 때 피스톤(5)의 위치가 도면의 상부쪽으로 이동되어 상대적으로 고정툴(1)과 이송툴(2)의 거리가 넓어지게 되며, 반대로 조절너트(7, 8)를 피스톤(5)의 바깥쪽으로 풀게 되면 피스톤(5)의 위치가 도면의 아래쪽으로 이동되어 상대적으로 고정툴(1)과 이송툴(2)의 거리가 좁아지게 된다. 따라서, 이러한 피스톤(5)의 위치변화로써 다양한 두께를 가지는 디스크(30)의 가공을 하나의 스트래들 툴로서 행할 수 있다.

디스크 가공이 완료된 후에는 고정툴(1)과 이송툴(2) 사이의 거리를 넓게 하여 공작물을 배출하여야 하므로 도 3과 같이 제2유로(12) 쪽으로 유압을 인가하여 피스톤(5)의 위치를 상부로 이송하게 되면 절삭칩과 디스크(30)의 가공면이 서로 닿지 않게 되므로 스트래들 툴에서 가공이 완료된 디스크를 안전하게 배출할 수 있다.

물론, 고정툴(1)은 최초 가공위치를 유지하게 되므로 이송툴 뿐만 아니라 스트래들 툴 전체의 위치를 변화시켜 고정툴(1)과 디스크 가공면 또한 맞닿지 않게 하여 공작물을 배출하거나 스트래들 툴을 배출하는 것이 바람직하다.

부연하면, 이송툴(2)의 행정거리가 3mm라면 이송툴(2)을 최대한 상승시킨 뒤 스트래들 툴 전체를 도면의 아래쪽으로 1.5mm 정도 이송시키게 되면 디스크의 상부 가공면과 이송툴(2)의 거리는 1.5mm 정도로 유지될 것이고, 디스크 하부 가공면과 고정툴(1) 역시 1.5mm 정도의 거리가 유지될 수 있어 고정툴 및 이송툴의 간섭없이 디스크를 배출할 수 있다.

여기서, 제2유로(12) 쪽으로 유압이 인가되어 피스톤(5)이 상승될 때 상기 피스톤(5)의 상부 이동을 제한해주는 스토퍼 역할은 피스톤가이드(6)에 의해 행하게 된다. 즉, 피스톤가이드(6)의 단면(6a)과 피스톤(5)의 확장면(5a)이 서로 맞닿게 되어 피스톤의 움직임을 제한해주게 된다.

1. 고정툴 2. 이송툴 3. 상부툴바디
4. 하부툴바디 5. 피스톤 5a. 확장면
6. 피스톤가이드 6a. 단면
7, 8. 조절너트 9. 세트스크류체결홈 10. 게이지커버
11. 제1유로 12. 제2유로 13. 눈금자
14. 오일씰 15. 배출유로 16. 고정볼트
20. 공구대 30. 디스크

Claims

한 쌍의 절삭공구에 의해 공작물의 전면과 후면이 동시에 가공되는 스트래들 툴에 있어서,
상기 한 쌍의 절삭공구는 하부툴바디(4)에 고정결합되는 고정툴(1)과, 상기 고정툴(1)과 대향되는 쪽에 형성되며 상부툴바디(3)에 형성된 홈에 삽입되어 있는 피스톤과 고정 결합되는 이송툴(2)로 구성되며,
상기 피스톤(5)은 상부툴바디(3)에 형성된 제1유로(11) 및 제2유로(12)에 인가되는 유압에 의해 피스톤의 축 방향으로 왕복 이송될 수 있어 고정툴(1)과 이송툴(2)의 거리가 변화될 수 있는 것이 특징인 디스크 가공용 스트래들 툴
제1항에 있어서,
상기 피스톤(5)은 상부툴바디(3)에 결합된 피스톤가이드(6)와 피스톤(5)에 결합된 조절너트(7, 8)에 의해 제1유로(11) 쪽에 유압이 인가되어도 상부툴바디(3)의 바깥쪽 즉, 고정툴(1) 쪽으로의 이동이 제한되는 것이 특징인 디스크 가공용 스트래들 툴
제1항에 있어서,
상기 피스톤(5)의 일측에는 나사산이 형성되고 상기 나사산에는 2개의 조절너트(7, 8)가 결합되어 상기 조절너트(7, 8)의 조절로써 피스톤(5)의 위치를 변화시켜 고정툴(1)과 이송툴(2) 사이의 거리를 변화시킬 수 있는 것이 특징인 디스크 가공용 스트래들 툴
제3항에 있어서,
상기 조절너트(7, 8) 중 적어도 한쪽에는 조절너트를 고정해주기 위해 세트스크류체결홈(9)이 형성되어 있는 것이 특징인 디스크 가공용 스트래들 툴
제3항에 있어서,
상기 조절너트(7, 8) 중 적어도 한쪽에는 조절너트의 회전량을 표시해주기 위해 눈금자(13)가 형성되어 있는 것이 특징인 디스크 가공용 스트래들 툴
제1항에 있어서,
상기 피스톤(5)은 제2유로(12) 쪽으로 유압이 인가되어 상승될 때 피스톤가이드(6)의 단면(6a)과 피스톤(5)의 확장면(5a)이 서로 맞닿게 되어 피스톤의 움직임을 제한해주는 것이 특징인 디스크 가공용 스트래들 툴