KR101116220B1 - 가공물 결합용 지그의 클램핑장치 - Google Patents

가공물 결합용 지그의 클램핑장치 Download PDF

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KR101116220B1
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윤여철
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    • B23Q2703/00—Work clamping
    • B23Q2703/02—Work clamping means

Abstract

본 발명은 가공물 결합용 지그의 클램핑장치에 관한 것으로써, 특히 가공품질이 향상되고 조립 및 분리를 편리하게 그 구조가 개량된 가공물 결합용 지그의 클램핑장치에 관한 것이다.
본 발명에 채용되는 클램핑척(200)은 몸체(201)의 상면에 형성되며 각 홈(114a)이 결합되는 복수의 위치결정돌기(202)와, 몸체(201)에 출몰가능하게 결합되며 나사공(115)에 나사결합되는 승강볼트(210)와, 승강볼트(210)를 회전 및 승강시켜서 나사공(115)에 나사결합 또는 분리시키는 승강수단을 구비한다.

Description

가공물 결합용 지그의 클램핑장치{A clamping device for jig}
본 발명은 가공물 결합용 지그의 클램핑장치에 관한 것으로써, 특히 가공품질이 향상되고 조립 및 분리를 편리하게 그 구조가 개량된 가공물 결합용 지그의 클램핑장치에 관한 것이다.
일반적으로 방전가공은 초경합금, 담금질한 고속도강, 내열강등과 같이 가공물의 경도가 매우 높은 재료를 정밀하게 가공하는 방법이다.
도 1을 참조하면, 방전가공은 가공전극(11)과 가공물(12)을 등유와 같은 절연액(13)중에서 소정의 간격으로 이격하여 전압을 걸어주면 가공전극(11) 및 가공물(12)의 돌기부분에서 방전이 일어나고, 이 방전으로 액체 및 가공물(12)의 표면이 용융하고 증발하면서 가공전극(11)에 대응하는 소정형상(14)이 만들어지게 하는 가공방법이다.
따라서 가공전극(11)을 가공하고자 하는 목표 가공물의 형상으로 하여 가공물(12)을 방전가공하면 원하는 가공물의 형상을 제작할 수 있게 된다.
한편, 방전가공은 가공물을 먼저 일정한 형태로 황삭가공하고, 가공물의 가공형상에 대응되게 전극을 가공한다. 이때 전극은 CNC공작기계에 의해 가공되는데, 이와 같이 가공된 전극은 방전가공기에 설치되어 전해액 속에서 가공물에 전기적으로 발생되는 방전에 의해 전극의 형상대로 가공물을 정밀가공하는 것이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 이는 CNC공작기계에 설치하여 전극(10)을 가공하기 위한 클램핑장치를 나타낸 것으로써, 전극(10)을 고정시키는 지그(20) 및 클램핑척(30)을 도시한다.
지그몸체(20a)의 일측면에는 전극(10)을 결합시키기 위한 결합홈(21)이 형성되어 있으며, 결합홈(21)의 측부에는 렌치볼트(22)가 결합되어서 결합홈(21)에 결합되는 전극(10)을 고정시킬 수 있도록 되어 있다.
지그몸체(20a)의 타측면에는 지그다리(20b)가 형성이 되는데, 지그다리(20b)와 지그몸체(20a)사이에는 제1결합판(24)과 제2결합판(26)이 결합된다. 제2결합판(26)은 지그몸체(20a)와 제1결합판(24) 사이에 이격을 주기 위한 것이며, 제1결합판(24)은 지그(20)를 방전가공기계에 결합시키기 위한 클램핑척(30)에 결합된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 지그몸체(20a)의 가운데에 형성된 중공(27)에는 축(8)의 일단이 결합되며 타단은 결합돌기(31)가 형성된 클램핑척(30)의 결합공(32)에 결합된다.
클램핑척(30)에 연결된 레버(35)를 잡아당기게 되면 축(8)이 고정되면서 밀착되는 볼(BALL;미도시)에 의해 클램핑척(30)과 지그(20)의 간격이 좁혀지게 되고, 이때 지그다리(20b)에 의하여 클램핑척(30)과 지그(20)의 간격이 유지되는 상태에서 클램핑척(30)과 지그(20)가 팽팽하게 결합하게 된다.
이때 제1결합판(24)에 형성된 홈(24a)에는 결합돌기(31)가 안내되어 결합된다.
그런데, 상기와 같은 클램핑장치는 축(8)의 일단을 지그(20)에 결합시킨 후 다시 축(8)의 타단을 클램핑척(30)에 결합시켜야 하므로 조립작업이 번거롭다.
또한, 지그(20)와 클램핑척(30)을 연결하기 위하여는 별도의 축(8)이 요구되므로 부품관리가 번거롭다.
또한, 레버(35)와 축(8)의 연결부분에서 미세한 틈새가 발생되어 가공시 외부진동에 의한 미세떨림이 발생되므로 정밀가공이 요구되는 가공에서 불량이 발생된다.
또한, 가공후 세척시 레버(35)의 분리가 원할하지 않아 불편하다.
한국실용신안등록 제20-0165311 한국실용신안등록 제20-0445279 한국특허등록 제10-0879512
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 지그를 클램핑척에 조립할때 지그 또는 클램픽척의 손상없이 신속하게 조립할수 있도록 개량된 가공물 결합용 지그의 클램핑장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 지그를 클램핑척에 종래보다 강한 클램핑력으로 클램핑하여 외부진동등에 의한 전극의 떨림을 최소화하고 가공품질을 향상시킬 수 있도록 한 가공물 결합용 지그의 클램핑장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 분해가 간편하여 가공후 세척을 편리하게 한 가공물 결합용 지그의 클램핑장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명은 가공물이 결합되는 지그를 클램핑척에 착탈가능하게 결합시키는 가공물 결합용 지그의 클램핑장치에 있어서,
상기 지그는 상면에 형성되며 상기 가공물이 결합되는 결합홈과, 하면 중앙부분에 형성되며 암나사가 형성된 나사공과, 하면 가장자리에 결합되는 복수의 지그다리와, 하면에 결합되며 복수의 홈이 형성된 결합판을 구비하며,
상기 클램핑척은 몸체의 상면에 형성되며 상기 각 홈이 결합되는 복수의 위치결정돌기와, 상기 몸체에 출몰가능하게 결합되며 상기 나사공에 나사결합되는 승강볼트와, 상기 승강볼트를 회전 및 승강시켜서 상기 나사공에 나사결합 또는 분리시키는 승강수단을 구비하며,
상기 승강수단은; 상기 승강볼트는 상부에 수나사가 형성된 볼트부와 하부에 다각면이 형성된 다각봉부가 형성되고, 상기 몸체 중앙에 상하로 관통하며 상기 승강볼트가 출몰가능하게 결합되는 제1관통공과, 상기 몸체의 측면부에 상기 제1관통공과 연통되는 제2관통공이 형성되며,
삭제
상기 제1관통공에 회전가능하게 결합되며 상기 다각봉부가 슬라이딩 가능하게 결합되는 다각공이 형성되고 그 상단 외주면에 제1베벨기어가 형성된 회전블럭과,
상기 제2관통공에 회전가능하게 결합되며 일단부에 상기 제1베벨기어와 나사결합되는 제2베벨기어가 형성되고 타단부에 회전구동력이 제공되는 구동축이 형성된 구동블럭을 구비하여서, 상기 구동블럭의 회전시 상기 승강볼트가 상하로 이동되면서 회전되도록 되며,
삭제
상기 다각공의 내부에 상기 승강볼트의 하단부를 탄력적으로 지지하는 스프링부재를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명 장치는 상기 몸체의 상면에 상기 각 지그다리가 안착지지되는 안착돌기가 더 마련되고, 상기 지그다리와 안착돌기중 적어도 하나는 탄성의 고무재로 형성된 것을 특징으로 한다.
첫째, 승강볼트의 회전에 의해서 지그가 클램핑척에 나사결합되므로 지그와 클램핑척의 조립 및 분리가 간편하다.
특히, 본 발명은 승강볼트(210)에 다각봉부(212)를 형성하고 승강볼트(210)를 탄성지지하는 스프링부재(240)를 구비하여서 승강볼트(210)가 상하로 승강가능하게 한다.
이와 같이 승강볼트(210)가 승강되는 구조는, 지그(110)를 클램핑척(200)에 결합시킬때 먼저 지그(110)가 클램핑척(200)의 상부로 돌출된 승강볼트(210)를 누르면서 하강시키고 이후 클램핑척(200)의 위치결정돌기(202)에 지그(110)의 홈(114a)이 결합되어 위치결정되게 되면 승강볼트(210)의 상단부분이 지그(110)의 나사공(115)과 일치하게 된다.
이와 같은 상태에서 구동축(232)에 전동기 등을 연결하여 승강볼트(210)를 회전시키게게 되면, 스프링부재(240)에 의한 승강볼트(210)의 상승작동과 전동기에 의한 회전작동이 동시에 이루어지면서, 승강볼트(210)의 볼트부(211)가 지그(110)의 나사공(115)에 신속하게 나사결합되게 되는 것이다.
상기와 같은 클램핑장치는 클램핑척(200)의 위치결정돌기(202)에 지그(110)의 홈(114a)이 결합된 상태에서 승강볼트(210)의 나사결합이 이루어지기 때문에, 위치결정돌기(202) 또는 홈(114a)의 손상을 방지할 수 있게 한다.
둘째, 승강볼트(210)에 지그(110)가 나사결합되고 복수의 위치결정돌기(202) 및 지그다리(113)에 의해서 정확한 위치에 견고하게 밀착고정되므로 외부진동에도 불구하고 지그(110)와 클램핑척(200) 사이의 떨림이 방지되어 가공의 품질을 종래보다 향상시킨다.
세째, 고무재의 지그다리(113) 또는 안착돌기(205)의 탄성복원력에 의해서 지그(110)가 상방향으로 탄성바이어스 됨으로써 승강볼트(210)의 나사부 백래쉬(back lash)에 의한 미세유동을 방지하여 가공품질을 향상시킨다.
삭제
도 1은 일반적인 방전가공을 설명하는 개략도,
도 2 내지 도 4는 종래 지그와 클램핑척 사이의 클램핑장치를 설명하는 개략도,
도 5는 본 발명 실시예로서 지그와 클램핑척의 결합상태를 나타낸 사시도,
도 6은 도 5의 분리사시도,
도 7은 클램핑척의 측면도,
도 8은 클램핑척의 단면도,
도 9는 클램핑척의 구동부를 나타낸 요부 발췌사시도,
도 10은 복수의 클램핑척을 베이스에 결합하여서 복수의 가공물을 가공하기 위한 사용 상태도,
도 11a 및 도 11b는 지그와 클램핑척의 결합작동을 설명하는 개략도이다.
방전가공기술에 대한 일반적인 사항은 상기 종래기술에서 상세하게 설명되어 있으므로 그 설명은 생략한다.
본 발명 실시예의 클램핑장치는 가공물 예컨대, 방전가공용 전극이 결합되는 지그를 클램핑척에 간편하게 착탈할 수 있도록 개선된 구조를 가진다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 지그(110)는 상기 종래기술에서 설명바와 같은 동일한 구조를 가진다.
즉, 지그(110)의 상면에는 가공물로서 방전가공용 전극(미도시)이 결합되는 결합홈(111)이 형성되어 있고, 하면 중앙부분에는 암나사가 형성된 나사공(115)이 형성되어 있으며, 하면 가장자리에는 복수의 지그다리(113)가 결합되어 있다.
또한, 지그(110)의 하면에는 복수의 홈(114a)이 형성된 결합판(114)이 결합되어 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 클램핑척(200)은 몸체(201)의 상면에 형성되며 상기 각 홈(114a)이 결합되는 복수의 위치결정돌기(202)와, 상기 몸체(201)에 출몰가능하게 결합되며 상기 나사공(115)에 나사결합되는 승강볼트(210)와, 상기 승강볼트(210)를 회전 및 승강시켜서 상기 나사공(115)에 나사결합 또는 분리시키는 승강수단을 구비한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 승강수단은 다음과 같은 구성을 가진다.
상기 승강볼트(210)는 상부에 수나사가 형성된 볼트부(211)와 하부에 다각면이 형성된 다각봉부(212)가 형성되어 있다.
상기 클램핑척의 몸체(201) 중앙에는 상하로 관통되어 상기 승강볼트(210)가 출몰가능하게 결합되는 제1관통공(203)이 형성되어 있고, 상기 몸체(201)의 측면부에는 상기 제1관통공(203)과 연통되는 제2관통공(204)이 형성되어 있다.
상기 제1관통공(203)의 하측에는 회전블럭(220)이 회전가능하게 결합되어 있고, 상기 제2관통공(204)에는 구동블럭(230)이 결합되어 있다.
상기 회전블럭(220)은 중심부분에 상기 다각봉부(212)가 상하로 슬라이딩 가능하게 결합되는 다각공(222)이 형성되고 상단 외주면에는 제1베벨기어(221)가 형성되어 있다.
상기 구동블럭(220)은 일단부에 상기 제1베벨기어(221)와 나사결합되는 제2베벨기어(231)가 형성되어 있고 타단부에는 회전구동력이 제공되는 구동축(232)이 형성되어 있다.
상기 구동축(232)은 몸체(201)의 외측으로 돌출되어 있으며 전동기(미도시)에 연결되어서 회전동력이 제공된다.
상기와 같은 승강수단은 상기 구동블럭(230)의 회전동력으로 상기 회전블럭(220)이 회전되고, 이에따라 상기 승강볼트(210)가 상하로 이동되면서 회전되어 상기 지그(110)와 나사결합 또는 분리될 수 있게 한다.
한편, 상기 다각공(222)의 내부에는 상기 승강볼트(210)의 하단부를 탄력적으로 지지하는 스프링부재(240)가 결합되어 있다. 이 경우 상기 승강볼트(210)가 하강 회전되어 지그(110)와 분리된 후에는 상기 스프링부재(240)의 복원력에 의해서 승강볼트(210)가 몸체(201) 상부로 돌출되어 있게 한다. 이에 따라서 다시 지그(110)를 승강볼트(210)에 나사결합시키는 작업을 편리하게 한다.
예컨대, 도 8에서 스프링부재(240)가 채용되어 있지 않다면, 지그(110)와 승강볼트(210)가 분리된 후에는 자중에 의해서 제1관통공(203)내부로 승강볼트(210)가 낙하되게 되므로 추후 조립시 지그(110)의 나사공(115)에 승강볼트(210)의 볼트부(211)를 일치시켜 조립하는 작업이 번거롭게 된다.
미설명부호 250은 구동블럭(230)의 이탈을 방지시키는 조립판이고, 260은 스프링부재(240) 및 회전블럭(220)의 이탈을 방지시키는 마감판(260)이며, 205는 상기 지그다리(113)가 안착되는 안착돌기이다.
상기에 있어서, 상기 지그다리(113)와 안착돌기(205)중 적어도 하나는 탄성의 고무재로 형성된다.
승강볼트(210)에 지그(110)가 나사결합이 완료된 후에는 홈(114a)에 위치결정돌기(202)가 결합되고 지그다리(113)가 안착돌기(205)에 안착되게 되는데, 이때 고무재의 지그다리(113) 또는 안착돌기(205)의 탄성복원력에 의해서 지그(110)가 상방향으로 탄성바이어스 됨으로써 승강볼트(210)의 나사부 백래쉬(back lash)에 의한 미세유동을 방지하여 가공품질을 향상시킨다.
상기와 같은 구성의 클램핑장치는 다음과 같이 조립작업이 이루어진다.
먼저, 도 5 및 도 6에서와 같이, 가공물러서 전극(미도시)을 지그(110)의 결합홈(111)에 결합시키고 렌치볼트(112)를 조여 고정시킨다.
이어서 클램핑척(200)의 상부에 지그(110)를 탑재시키는데, 위치결정돌기(202)와 홈(114a)을 일치시키고 이어서 나사공(115)과 승강볼트(210)를 일치시킨다.
즉, 도 8 및 도 11a에서와 같이 스프링부재(240)의 탄성에 의해 상부로 돌출된 승강볼트(210)를 지그(110)로 누르게 되면 스프링부재(240)를 압축시키면서 승강볼트(210)가 하강되게 되고, 위치결정돌기(202)에 지그(110)의 홈(114a)이 초기 결합되면서 승강볼트(210)의 볼트부(211) 상단이 지그(110)의 나사공(115) 입구와 접하게 된다.
이어서 구동축(232)에 전동기를 연결하여 구동블럭(230)을 회전시키면, 회전블럭(220)이 연동되어 회전되고, 도 11b에서와 같이 승강볼트(210)가 회전 및 상승되면서 나사공(115)에 나사결합되어 지그(110)를 클램핑척(200)에 밀착하여 고정시키게 된다.
이때 4개의 위치결정돌기(202)에 지그(110)측의 각 홈(114a)이 맞춰지게 되므로 하나의 승강볼트(210)에 의한 결합에 의해서도 정확한 위치에 견고하게 밀착고정되게 된다.
따라서 승강볼트(210)에 지그(110)가 나사결합되고 복수의 위치결정돌기(202) 및 지그다리(113)에 의해서 정확한 위치에 견고하게 밀착고정되므로 외부진동에도 불구하고 지그(110)와 클램핑척(200) 사이의 떨림이 방지되어 가공품질을 종래보다 향상시킨다.
특히, 상기와 같은 클램핑장치는 도 11a에서와 같이 클램핑척(200)의 위치결정돌기(202)에 지그(110)의 홈(114a)이 결합된 상태에서 도 11b 에서와 같이 승강볼트(210)의 나사결합이 이루어지기 때문에, 위치결정돌기(202) 또는 홈(114a)의 손상을 방지할 수 있게 한다.
즉, 볼트부(211)와 나사공(115)이 전동기에 의한 고속회전으로 나사결합이 먼저 이루어지게 되면, 볼트 체결력에 의해서 지그(110)와 클램핑척(200)의 몸체(201)가 가까워지면서 추후 위치결정돌기(202)와 홈(114a)이 결합되게 되는데, 이때 위치결정돌기(202)와 홈(114a)의 위치가 정확하게 맞지 않게 되는 경우 위치결정돌기(202)와 홈(114a)이 손상되는 문제점이 발생하게 된다.
한편, 도 10은 복수의 클램핑척(200)을 베이스(300)에 결합하여서 복수의 가공물을 가공하기 위한 상태도를 나타낸다.
110....지그 111...결합홈
113...지그다리 115...나사공
200...클램핑척 210...승강볼트
220...회전블럭 230...구동블럭
240...스프링부재

Claims (4)

  1. 가공물이 결합되는 지그를 클램핑척에 착탈가능하게 결합시키는 가공물 결합용 지그의 클램핑장치에 있어서,
    상기 지그(110)는 상면에 형성되며 상기 가공물이 결합되는 결합홈(111)과, 하면 중앙부분에 형성되며 암나사가 형성된 나사공(115)과, 하면 가장자리에 결합되는 복수의 지그다리(113)와, 하면에 결합되며 복수의 홈(114a)이 형성된 결합판(114)을 구비하며,
    상기 클램핑척(200)은 몸체(201)의 상면에 형성되며 상기 각 홈(114a)이 결합되는 복수의 위치결정돌기(202)와, 상기 몸체(201)에 출몰가능하게 결합되며 상기 나사공(115)에 나사결합되는 승강볼트(210)와, 상기 승강볼트(210)를 회전 및 승강시켜서 상기 나사공(115)에 나사결합 또는 분리시키는 승강수단을 구비하며,
    상기 승강수단은; 상기 승강볼트(210)는 상부에 수나사가 형성된 볼트부(211)와 하부에 다각면이 형성된 다각봉부(212)가 형성되고,
    상기 몸체(201) 중앙에 상하로 관통하며 상기 승강볼트(210)가 출몰가능하게 결합되는 제1관통공(203)과, 상기 몸체(201)의 측면부에 상기 제1관통공(203)과 연통되는 제2관통공(204)이 형성되며,
    상기 제1관통공(203)에 회전가능하게 결합되며 상기 다각봉부(212)가 슬라이딩 가능하게 결합되는 다각공(222)이 형성되고 그 상단 외주면에 제1베벨기어(221)가 형성된 회전블럭(220)과,
    상기 제2관통공(204)에 회전가능하게 결합되며 일단부에 상기 제1베벨기어(221)와 나사결합되는 제2베벨기어(231)가 형성되고 타단부에 회전구동력이 제공되는 구동축(232)이 형성된 구동블럭(230)을 구비하여서,
    상기 구동블럭(230)의 회전시 상기 승강볼트(210)가 상하로 이동되면서 회전되도록 되며,
    상기 다각공(222)의 내부에 상기 승강볼트(210)의 하단부를 탄력적으로 지지하는 스프링부재(240)가 구비된 것을 특징으로 하는 가공물 결합용 지그의 클램핑장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 몸체(201)의 상면에 상기 각 지그다리(113)가 안착지지되는 안착돌기(205)가 더 마련되고, 상기 지그다리와 안착돌기중 적어도 하나는 탄성의 고무재로 형성된 것을 특징으로 하는 가공물 결합용 지그의 클램핑장치.
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