KR101060687B1 - 이중피치나사 방식을 이용한 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈은, 나사산을 갖는 조절홈이 생크부에 길이방향으로 형성된 절삭공구(10)와; 절삭공구가 안착되는 홀딩베이스(21)와, 상기 조절홈의 나사산 보다 피치가 큰 나사산을 갖는 관통홀(22a)이 형성된 구조로서, 홀딩베이스에 세팅되는 기준플레이트(22)와, 관통홀의 나사산과 치합되는 대피치 나사산부 및 조절홈의 나사산과 치합되는 소피치 나사산부가 구분 형성된 구조로서, 상기 기준플레이트의 관통홀을 관통하여 기준플레이트와 나사결합됨과 동시에 절삭공구의 조절홈에 삽입되어 절삭공구와 나사결합되는 조절스크류(23)로 구성된 홀더유닛(20)을 포함하여 이루어진다.

홀더유닛은 절삭공구가 홀더유닛의 홀딩베이스에 안착된 상태에서 기준플레이트와의 간격이 조절되는 방향으로 직선왕복 이동되도록 가이드하는 가이드수단을 포함하여 이루어진다.

이와 같은 본 발명에 의하면 이중피치나사 방식으로 이루어지는 특성상 절삭공구의 위치를 정밀하게 조절하여 세팅할 수 있을 뿐만아니라, 절삭공구의 세팅작업이 매우 용이하기 때문에 공작기계를 이용한 작업의 효율성이 향상된다는 이점이 있다.

Description

이중피치나사 방식을 이용한 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈{Cutting tool module}

본 발명은 절삭가공을 하는 공작기계에 사용되는 것으로서, 절삭공구와 이를 지지하는 홀더가 결합되어 이루어지는 절삭공구모듈에 관한 것이다.

일반적으로 선반과 같은 공작기계는 가공하고자 하는 공작물의 가공부위 또는 공작물의 표면 조도에 따라 절삭바이트와 같은 절삭공구를 선택적으로 교체하여 사용할 수 있도록 구성되어 있으며, 이와 같은 절삭공구의 선택적인 사용을 위하여 절삭공구를 분리 가능하게 고정하는 공구홀더를 이용하고 있다.

여기서, 상기 공구홀더는 절삭공구의 종류에 맞도록 그 구조와 형태가 각기 다르기 때문에 절삭공구와 공구홀더는 서로 관련되는 것끼리 조합됨으로써 이른바 절삭공구모듈을 구성하게 된다.

한편, 절삭공구는 공작물의 가공형태 등의 조건에 맞도록 절삭팁의 위치가 정밀하게 세팅되어야 하는 반면, 종래기술의 공구홀더는 단순히 절삭공구를 고정하 는 형태로서 세팅 위치를 정밀하게 조절하기 어려우며, 세팅과정에서 오차가 발생하는 경우에는 공구홀더를 풀어서 절삭공구를 다시 세팅해야 한다는 불편함이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 이중피치나사 방식을 이용하여 절삭공구의 세팅위치를 정밀하게 미세조절할 수 있도록 하는 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈의 제공을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈은, 나사산을 갖는 조절홈이 생크부에 길이방향으로 형성된 절삭공구와; 상기 절삭공구가 안착되는 홀딩베이스와, 상기 조절홈의 나사산 보다 피치가 큰 나사산을 갖는 관통홀이 형성된 구조로서, 상기 홀딩베이스에 세팅되는 기준플레이트와, 상기 관통홀의 나사산과 치합되는 대피치 나사산부 및 상기 조절홈의 나사산과 치합되는 소피치 나사산부가 구분 형성된 구조로서, 상기 기준플레이트의 관통홀을 관통하여 기준플레이트와 나사결합됨과 동시에 절삭공구의 조절홈에 삽입되어 절삭공구와 나사결합되는 조절스크류로 구성된 홀더유닛을 포함하여 이루어진다.

상기 홀더유닛은 상기 절삭공구가 홀더유닛의 홀딩베이스에 안착된 상태에서 상기 기준플레이트와의 간격이 조절되는 방향으로 직선왕복 이동되도록 가이드하는 가이드수단을 포함하여 이루어진다.

상기 가이드수단은 홀딩베이스의 상면에서 서로 평행하게 돌출형성되어 절삭공구의 생크부 양측면을 밀착지지하는 한쌍의 가이드블럭을 포함하여 이루어진다.

상기 가이드수단의 일측 가이드블럭에는 수평방향으로 다수개의 스크류홀이 형성되고, 상기 일측 가이드블럭의 스크류홀에 삽입되는 다수개의 압박스크류를 포함하여 이루어진다.

상기 기준플레이트는 상기 양 가이드블럭의 후방 선단에 분리 가능하게 결합되고, 상기 기준플레이트와 홀딩베이스에 안착된 절삭공구 사이에는 탄성적으로 팽창되는 압박스프링이 개재된다.

본 발명에 따른 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈은 상기 조절스크류의 일단에 결합되어 조절스크류의 회전조작을 손쉽게 할 수 있도록 함과 동시에 조절스크류의 회전량에 따른 절삭공구의 직선 이동량을 확인할 수 있도록 눈금표시가 갖추어진 조작다이얼을 포함하여 이루어진다.

또한 본 발명에 따르면 상기 기준플레이트의 관통홀은 절삭공구의 조절홈 보다 직경이 크게 이루어지고, 상기 조절스크류 역시 대피치 나사산부의 직경이 소피치 나사산부 보다 크게 이루어진다.

이상과 같은 본 발명에 따른 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈에 의하면 이 중피치나사 방식으로 이루어지는 특성상 절삭공구의 위치를 정밀하게 조절하여 세팅할 수 있을 뿐만아니라, 절삭공구의 세팅작업이 매우 용이하기 때문에 공작기계를 이용한 작업의 효율성이 향상된다는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도 1부터 도 4까지 참조로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈은 도 1, 도 2, 도 3에 나타난 것과 같이 생크부(12)와, 생크부(12)의 선단에 부착된 절삭팁(14)으로 이루어진 절삭공구(10)와, 상기 절삭공구(10)가 장착되는 홀더유닛(20)으로 이루어진다.

여기서, 상기 절삭공구(10)의 생크부(12)에는 나사산(101)을 갖는 조절홈(10a)이 길이방향으로 형성되어 있다.

상기 홀더유닛(20)은 상기 절삭공구(10)가 안착되는 홀딩베이스(21)와, 상기 홀딩베이스(21)에 장착되는 기준플레이트(22)와, 상기 기준플레이트(22)를 통과하여 절삭공구(10)와 연결되는 조절스크류(23)와, 상기 절삭공구(10)가 기준플레이트(22)와의 간격이 조절되는 방향으로 직선왕복 이동되도록 가이드하는 가이드수단으로 구성된다.

상기 기준플레이트(22)에는 상기 홀딩베이스(21)에 안착된 절삭공구(10)의 조절홈(10a)과 정렬되는 관통홀(22a)이 형성되어 있는데, 상기 관통홀(22a)에는 상기 조절홈(10a)의 나사산 보다 피치가 큰 나사산이 형성됨으로써 이른바 이중피치 나사 방식의 구성을 이루게 된다.

그리고, 조절스크류(23)는 상기 관통홀(22a)의 나사산(221)과 치합되는 대피치 나사산부(231) 및 상기 조절홈(10a)의 나사산(101)과 치합되는 소피치 나사산부(232)가 외면에 구분 형성된 중공(中空)구조로서, 상기 기준플레이트(22)의 관통홀(22a)을 관통하여 기준플레이트(22)와 나사결합됨과 동시에 절삭공구(10)의 조절홈(10a)에 삽입되어 절삭공구(10)와 나사결합된다.

상기 기준플레이트(22)의 관통홀(22a)은 절삭공구(10)의 조절홈(10a) 보다 직경이 크게 이루어지고, 상기 조절스크류(23) 역시 대피치 나사산부(231)의 직경이 소피치 나사산부(232) 보다 크게 이루어진다.

상기 가이드수단은 홀딩베이스(21)의 상면에서 서로 평행하게 돌출형성된 한쌍의 가이드블럭(24)(24')을 포함하여 이루어지는데, 상기 양 가이드블럭(24)(24')의 상면에는 공통적으로 커버패널(25)이 결합된다.

그리고, 일측 가이드블럭(24)에는 수평방향으로 다수개의 스크류홀(24a)이 형성되고, 스크류홀(24a)에는 절삭공구(10)의 생크부(12)를 측면에서 타측 가이드블럭(24')측으로 압박하는 압박스크류(241)가 삽입된다.

상기 기준플레이트(22)는 다수개의 결합나사(201)에 의해 상기 양 가이드블럭(24)(24')의 후방 선단에 분리 가능하게 결합되고, 상기 기준플레이트(22)와 홀딩베이스(21)에 안착된 절삭공구(10)의 생크부(12) 사이에는 탄성적으로 팽창되는 압박스프링(26)이 개재된다.

상기 조절스크류(23)의 일단에는 회전조작을 손쉽게 할 수 있도록 하는 조작 다이얼(27)이 결합되는데, 상기 조작다이얼(27)은 조절스크류(23)에 길이방향으로 삽입되는 연결핀(271)과 체결되며, 상기 연결핀(271)은 조절스크류(23)와 연결키(272)에 의해 키결합된다.

상기 조절스크류(23)의 내면에는 길이방향으로 키슬롯(23a)이 형성되어 있으며, 상기 연결키(272)는 연결핀(271)이 조절스크류(23)에 삽입된 상태에서 키슬롯(23a)에 걸리게 된다.

따라서, 연결키(272)가 키슬롯(23a)에 걸리는 구조상, 상기 조절스크류(23)는 조작다이얼(27)과 같이 회전되는 반면, 조작다이얼(27)과는 별도로 길이방향으로 이동 가능하게 된다.

또한, 상기 조작다이얼(27)에는 조절스크류(23)의 회전량에 따른 절삭공구(10)의 직선 이동량을 확인할 수 있도록 눈금표시가 갖추어진다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 조절스크류(23)의 회전작동시 기준플레이트(22)를 기준으로 하는 조절스크류(23)의 직선이동방향과, 조절스크류(23)와 연계되는 상기 절삭공구(10)의 직선이동방향이 반대가 되며, 조절스크류(23)의 회전수 당 이동거리에 비해 절삭공구(10)의 이동거리가 작게 이루어지기 때문에 절삭공구(10)의 미세하고 정밀한 위치조절이 가능해지는데, 이에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 절삭공구(10)는 상기 가이드수단의 양 가이드블럭(24)(24') 사이에 놓여지도록 홀딩베이스(21)에 안착되며, 조절스크류(23)의 소피치 나사산 부(232)가 조절홈(10a)에 삽입 결합됨으로써 홀더유닛(20)과 결합된다.

절삭공구(10)가 홀더유닛(20)과 결합된 다음에는 조절스크류(23)를 회전조작하여 절삭공구(10)를 길이방향으로 움직임으로써 정밀하게 위치를 조절하게 된다.

예를 들어 상기 조절홈 나사산(101) 및 조절스크류 소피치 나사산부(232)의 피치가 0.75mm 이고, 관통홀 나사산(221) 및 조절스크류 대피치 나사산부(231)의 피치가 1.0mm 이며, 각 홈의 나사산과 조절스크류의 각 나사산부가 오른나사(조절스크류가 오른방향으로 회전하는 경우 기준플레이트의 전방향으로 이동됨)로 이루어진 경우라면, 도 4에 나타난 것과 같이 조절스크류(23)가 오른쪽으로 1회전됨에 따라 조절스크류(23)는 기준플레이트(22)를 기준으로하여 전방향으로 1mm 이동하게 되고, 조절스크류(23)의 움직임에 따라 상대적으로 절삭공구(10)는 후방향으로 0.75mm 이동하게 된다.

이는, 상기 조절스크류(23)의 움직임이 그 위치가 고정된 기준플레이트(22)를 기준으로 상대적으로 이루어지고, 절삭공구(10)의 움직임은 조절스크류(23)를 기준으로 상대적으로 이루어지기 때문이다.

이에 따라, 결과적으로 조절스크류(23)가 오른쪽으로 1회전되면, 절삭공구(10)는 기준플레이트(22)를 기준으로 하여 관통홀 나사산(221)의 피치와 조절홈 나사산(101)의 피치의 차이값인 0.25mm 만큼 전방향으로 이동하게 되므로, 절삭공구(10)의 이동량을 매우 정밀하게 조절할수 있는 것이다.

그리고, 이러한 조절스크류(23)의 회전조작은 조작다이얼(27)을 통해 이루어지기 때문에 그 정밀도가 더욱 높아진다.

즉, 상기와 같은 조건하에서 조작다이얼(27)에 원주를 25등분하는 눈금이 표기된 경우 조작다이얼(27)을 1눈금 만큼 회전조작하면 조절스크류(23)가 1/25 회전하게 되고, 이때 절삭공구(10)의 이동량은 조절스크류(23)의 1회전시 이동량(0.25mm)의 1/25인 0.01mm 가 되므로, 절삭공구(10)의 위치를 0.01mm 단위로 정밀하게 조절할 수 있는 것이다.

절삭공구(10)의 위치를 조절한 후에는 일측 가이드블럭(24)에 장착된 각 압박스크류(241)를 잠김방향으로 조작함으로써 절삭공구(10)의 생크부(12)가 상기 압박스크류(241)에 의해 타측 가이드블럭(24')에 압박고정되어 세팅위치를 안정적으로 유지하도록 한다.

그리고, 상기와 같이 절삭공구(10)의 세팅이 완료된 후에도 세팅위치의 수정이 필요한 경우에는, 압박스크류(241)를 약간 풀어서 절삭공구(10)의 압박상태가 해제되도록 한 다음에 다시 조작다이얼(27)을 돌려서 간단히 절삭공구(10)의 위치를 재조정할 수 있다.

절삭공구 세팅과정에서는 상기 기준플레이트(22)와 절삭공구(10) 사이에 개재된 상기 압박스프링(26)에 의해 절삭공구(10) 측으로 탄성적인 압박력이 지속적으로 가해지기 때문에 백래쉬 등에 의한 절삭공구(10)의 미세한 흔들림이 방지된다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 기준플레이트(22)의 관통홀(22a)은 절삭공구(10)의 조절홈(10a) 보다 직경이 크게 이루어지고, 상기 조절스크류(23) 역시 대피치 나사산부(231)의 직경이 소피치 나사산부(232)의 직경 보다 크게 이루어지기 때문에, 조절스크류(23)를 기준플레이트(22)에 결합하는 과정에서 장착방향의 오류가 발생하지 않는다.

한편, 본 발명의 요지는 상술한 바와 같이 기준플레이트(22)의 관통홀(22a)과 절삭공구(10)의 조절홈(10a) 및 이에 결합되는 조절스크류(23)로 이루어지는 이른바 이중피치나사 방식의 구성이며, 요지를 벗어나지 않는 범위에서 본 발명은 다양한 형태로 변형 실시될 수 있음을 밝혀두는 바이다.

도 1은 본 발명에 따른 절삭공구모듈의 구조를 나타낸 분해사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 절삭공구모듈의 구조를 나타낸 부분 절개사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 절삭공구모듈의 외형을 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 절삭공구모듈의 작동례를 나타낸 예시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 절삭공구 12: 생크부

101: 나사산 10a: 조절홈

20: 홀더유닛 21: 홀딩베이스

22: 기준플레이트 22a: 관통홀

221: 나사산 23: 조절스크류

231: 대피치 나사산부 232: 소피치 나사산부

24: 가이드블럭 26: 압박스프링

27: 조작다이얼 271: 연결핀

Claims (7)

1. 나사산을 갖는 조절홈이 생크부에 길이방향으로 형성된 절삭공구;

   상기 절삭공구가 안착되는 홀딩베이스와,

   상기 조절홈의 나사산 보다 피치가 큰 나사산을 갖는 관통홀이 형성된 구조로서, 상기 홀딩베이스에 세팅되는 기준플레이트와,

   상기 관통홀의 나사산과 치합되는 대피치 나사산부 및 상기 조절홈의 나사산과 치합되는 소피치 나사산부가 구분 형성된 구조로서, 상기 기준플레이트의 관통홀을 관통하여 기준플레이트와 나사결합됨과 동시에 절삭공구의 조절홈에 삽입되어 절삭공구와 나사결합되는 조절스크류

   로 구성된 홀더유닛;

   을 포함하여 이루어짐으로써,

   상기 조절스크류의 회전작동에 의해 상기 절삭공구가 조절스크류의 직선이동방향과 반대방향으로 직선이동됨과 더불어

   상기 조절스크류의 1회전당 조절스크류의 이동거리에 비해 절삭공구의 이동거리가 짧게 이루어지는 것

   을 특징으로 하는 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 홀더유닛은

   상기 절삭공구가 홀더유닛의 홀딩베이스에 안착된 상태에서 상기 기준플레이트와의 간격이 조절되는 방향으로 직선왕복 이동되도록 가이드하는 가이드수단

   을 포함하여 이루어지는 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가이드수단은

   홀딩베이스의 상면에서 서로 평행하게 돌출형성되어 절삭공구의 생크부 양측면을 밀착지지하는 한쌍의 가이드블럭

   을 포함하여 이루어지는 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈.
4. 제3항에 있어서,

   상기 가이드수단의 일측 가이드블럭에는 수평방향으로 다수개의 스크류홀이 형성되고,

   상기 일측 가이드블럭의 스크류홀에 삽입되는 다수개의 압박스크류

   를 포함하여 이루어짐으로써

   상기 압박스크류에 의해 홀딩베이스에 안착된 절삭공구의 생크부가 타측 가이드블럭측으로 압박 고정되도록 하는 것

   을 특징으로 하는 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈.
5. 제3항에 있어서,

   상기 기준플레이트는 상기 양 가이드블럭의 후방 선단에 분리 가능하게 결합되고,

   상기 기준플레이트와 홀딩베이스에 안착된 절삭공구 사이에는 탄성적으로 팽창되는 압박스프링이 개재됨으로써

   상기 압박스프링이 절삭공구의 생크부를 길이방향으로 탄성압박하여 절삭공구가 세팅된 상태에서 길이방향으로 미세유동되지 않도록 하는 것

   을 특징으로 하는 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈.
6. 제1항에 있어서,

   상기 조절스크류의 일단에 결합되어 조절스크류의 회전조작을 손쉽게 할 수 있도록 함과 동시에 조절스크류의 회전량에 따른 절삭공구의 직선 이동량을 확인할 수 있도록 눈금표시가 갖추어진 조작다이얼

   을 포함하는 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈.
7. 제1항에 있어서,

   상기 기준플레이트의 관통홀은 절삭공구의 조절홈 보다 직경이 크게 이루어지고,

   상기 조절스크류 역시 대피치 나사산부의 직경이 소피치 나사산부 보다 크게 이루어지는 것

   을 특징으로 하는 공작기계의 미세조절 절삭공구모듈.

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