KR101149979B1 - 공구대의 양면가공을 위한 클램프 수단이 구비된 공구 홀더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CNC 선반의 공구대에 있어 양면가공을 위한 공구 홀더에 있어 유압으로 클램프 동작을 하면서 양면 가공 자세를 얻을 수 있도록 한 공구대의 양면가공을 위한 클램프 수단이 구비된 공구 홀더에 관한 것으로, 공구대의 터릿헤드에 설치되는 공구홀더에 있어서, 제1공구(T1)가 안착되는 고정몸체부와; 상기 고정몸체부와 대향적으로 배치되어 일정 스트로크(S) 승강 가능하게 설치되며 제2공구(T2)가 안착되는 가동몸체부와; 상기 가동몸체부를 상기 고정몸체부측으로 유압에 의해 상기 스트로크만큼 상승시켜 클램핑시키는 클램핑수단을 포함하여 달성된다.

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Description

공구대의 양면가공을 위한 클램프 수단이 구비된 공구 홀더{Tool holder having clamp means for side face cutting of tool post}

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명에 따른 공구홀더가 공구대에 장착된 상태를 나타내는 조립단면도.

도 2는 본 발명에 따른 공구홀더의 부분 단면된 정면도.

도 3은 도 2의 저면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 공구홀더

22 : 고정몸체부

26 : 실린더블록

28 : 피스톤

38 : 실린더 로드

39 : 릴리즈 부시

40 : 조정블록

42 : 툴 블록

50 : 가동몸체부

104, 110 : 압유공급통로

본 발명은 CNC 선반의 공구대에 있어 양면가공을 위한 공구 홀더에 관한 것으로, 특히 유압으로 클램프 동작을 하면서 양면 가공 자세를 얻을 수 있도록 한 공구대의 양면가공을 위한 클램프 수단이 구비된 공구 홀더에 관한 것이다.

일반적으로 CNC 선반의 공구대는 주축에 물려 있는 공작물을 가공하는데 사용되는 장치이다. 즉, 공구대는 공작물에 형성시키고자 하는 가공 형태에 따라 다양한 공구가 장착되어 동작한다. 이때 공구는 공구홀더를 통해 공구대의 터릿헤드에 장착된다.

종래, CNC 선반 공구대의 경우 하나의 공구홀더에 하나의 공구만을 장착할 수 밖에 없었다. 따라서 공작물(work piece)의 양면절삭을 하고자 하는 경우 먼저 제1번 공구로 어느 한 면의 절삭가공을 완료한 후 추가공정을 통해 다른 면을 제2번 공구를 통해 절삭가공을 하여야만 하였다.

따라서 종래 공구대의 경우 양면을 동시에 가공할 수 없고 2회의 절삭 공정을 통해 이루어지므로 가공시간이 길어져 생산선을 높이는데 한계가 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유압으로 클램프되어 양면 가공 자세를 얻을 수 있도록 한 공구대의 양면가공을 위한 클램프 수단이 구비된 공구 홀더를 제공함에 그 목적이 있다.

즉, 양면가공시 2개의 공구가 클램프된 상태에서 절삭가공을 수행하고, 가공 완료시 어느 하나의 공구가 언클램프로 개방되어 절삭가공이 완료되도록 한 공구홀더를 제공코자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

공구대의 터릿헤드에 설치되는 공구홀더에 있어서,

제1공구(T1)가 안착되는 고정몸체부와;

상기 고정몸체부와 대향적으로 배치되어 일정 스트로크(S) 승강 가능하게 설치되며 제2공구(T2)가 안착되는 가동몸체부와;

상기 가동몸체부를 상기 고정몸체부측으로 유압에 의해 상기 스트로크만큼 상승시켜 클램핑시키는 클램핑수단을 포함하여 달성된다.

또한 본 발명에 적용되는 가동몸체부는, 상기 고정몸체부측에 장착된 실린더 블록에 슬라이딩 이동가능하게 지지된 조정블록과; 상기 조정블록에 치형으로 결합되고, 동시에 체결수단에 의해 결합위치가 고정되는 툴 블록으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 적용되는 클램핑수단은, 상기 고정몸체부에 장착된 실린더 블록과; 상기 실린더 블록내에 유압에 의해 후퇴이동하고 스프링수단에 의해 원위 치로 복귀 운동가능하게 설치된 피스톤과; 상기 피스톤에 삽통 고정되고 선단부에 상기 가동몸체부의 테이퍼구멍에 밀착되는 테이퍼부를 갖는 실린더 로드가 포함된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 적용되는 실린더 로드에는 상기 조정블록의 하강 스트로크를 제한하는 릴리즈 부시가 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 적용되는 피스톤은 공구대의 샤프트 내부와 터릿헤드에는 서로 연통된 압유공급통로를 통하여 공급된 압유에 의해 클램프 동작되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 양면가공을 위한 공구홀더(20)가 공구대(100)의 터릿헤드(110)에 설치되어 있는 조립상태도이고, 도 2는 공구홀더(20)의 부분 단면된 정면도이고, 도 3은 도 2의 저면도이다.

도 2 및 도 3에서와 같이 공구홀더(20)는 제1공구(T1)가 안착되는 고정몸체부(22)와, 상기 고정몸체부(22)와 대향적으로 배치되어 일정 스트로크(S)만큼 이동가능하게 설치되는 가동몸체부(50) 및 상기 가동몸체부(50)를 일정 위치에서 고정시키는 클램프수단을 갖는다.

상기 가동몸체부(50)는 후술할 조정블록(40)과 제2공구(T2)가 안착되는 툴 블록(42)을 포함한다.

상기 고정몸체부(22)에는 체결수단(24)으로 장착된 실린더 블록(26)이 포함되어 있고, 상기 실린더 블록(26)에는 상기 가동몸체부(50)를 고정시키기 위해 유압으로 동작하여 클램핑력을 발생시키는 클램프수단이 포함되어 있다.

상기 실린더 블록(26)내에는 직선 운동가능하게 피스톤(28)이 설치되어 있고, 상기 피스톤(28)은 유압챔버(30)에 연통된 유압포트(31)로 유입되는 압유에 의해 후퇴운동하게 되어 있다. 또한 상기 피스톤(28)은 유압챔버(30)에 작용하는 유압의 제거시 복귀스프링(32)에 의해 전진 이동하게 되어 있다.

본 실시예에서 복귀스프링(32)은 피스톤(28)의 후단면에 원주방향으로 일정간격마다 배치된 복수개로 구성되어 있고, 이때 상기 복귀스프링(32)은 압축된 상태로 그의 일단이 피스톤(28)의 후단면에 지지되어 있고 그의 타단은 실린더 커버(34)의 전면에 지지되어 있다. 상기 실린더 커버(34)는 도시안된 볼트로 상기 실린더 블록(26)의 후단면에 장착되어 있다. 미설명부호 '35'는 '오일실'이다.

따라서 도 2에 도시된 피스톤(28)은 유압챔버(30)에 유압이 발생하여 복귀스프링(32)을 누르고 후퇴한 상태를 나타내고 있다.

상기 피스톤(28)에는 조정블록(40)을 고정/해제시키는 실린더 로드(38)가 삽통되어 있다. 상기 실린더 로드(38)는 그의 선단이 원뿔형의 경사면을 갖는 테이퍼부(38a)를 형성하고 그의 후단에 너트(44)가 나사결합되어 있고, 상기 너트(44)는 스프링핀(41)으로 실린더 로드(38)에 고정되어 있다.

상기 조정블록(40)은 상기 실린더 블록(26)의 전단면에 더브테일 결합으로 고정몸체부(22)측으로 슬라이드 이동가능하게 설치되어 있다. 또한 조정블록(40)은 상기 실린더로드(38)의 테이퍼부(38a)와 동일 경사면으로 면접촉하는 테이퍼구멍(40a)을 가지고 있다.

한편, 상기 조정블록(40)은 상기 실린더 로드(38)에 삽입된 릴리즈 부시(39)에 의해 하강 스트로크(S)가 제한되게 되어 있다. 이때 릴리즈 부시(39)는 조정블록(40)의 구멍(40b)내에 위치하여 실린더 로드(38)에 슬라이드 이동가능하게 삽입되어 있다.

따라서 도 2에서와 같이 실린더로드(38)가 후퇴 위치하게 될 경우 테이퍼부(38a)가 조정블록(40)의 테이퍼구멍(40a)에 동일 경사면으로 면접촉하여 클램핑력이 발생하게 되어 있고, 반대로 실린더로드(38)가 전진 위치하게 될 경우 클램핑력이 해제되어 조정블록(40)이 릴리즈 부시(39)와 접촉되는 스트로크(S)만큼 하강하게 되어 있다.

한편, 상기 조정블록(40)에는 조정볼트(44)와 너트(46)의 체결력에 의해 툴블록(42)이 장착되어 있고, 상기 툴 블록(42)에는 제2공구(T2)가 장착되어 있다.

이때 조정블록(40)과 상기 툴블록(42)은 위치 고정력을 발생시키기 위해 치형(43a,43b)으로 결합되어 있다. 본 실시예에서 치형(43a,43b)은 산형으로 구성하였으나 그 밖에 사각, 사다리꼴 등의 결합 형태로 구성될 수 있다.

따라서 툴 블록(42)은 조정블록(40)과의 결합 위치에 따라 공작물(W)의 양면을 가공하기 위한 공구(T1와 T2)간의 거리를 조정할 수 있다.

이와 같이 구성된 공구홀더(20)는 도 1과 같이 공구대(100)의 터릿헤드(102)에 형성된 유압공급통로(104)를 통해 압유를 공급받게 되어 있다. 즉, 유압공급통 로(104)는 도시안된 유연한 유압호스(33)를 매개로 실린더 블록(26)의 유압포트(31)와 연결되어 있다.

이때 유압공급통로(104)는 터릿헤드(102)를 회전 지지하는 중공형 샤프트(106)와 냉각수를 공급하는 냉각수공급관(108)과의 사이에 원통형으로 형성된 유압공급통로(110)와 연통되어 있고, 상기 유압공급통로(110)는 관로(112)를 통해 솔레노이드밸브(114)와 연결되어 있다.

상기 솔레노이드밸브(114)는 전기적 클램프 신호에 의해 절환 동작되고, 솔레노이드밸브(114)에는 유압공급통로(104)로 압유를 공급하는 유압펌프(116)가 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 설명한다.

먼저, 상기 공구홀더(20)는 터릿헤드(102)의 외주면에 장착되어 서보모터(120)에 의해 샤프트(106)을 중심으로 회전하게 되어 있다.

즉, 서보모터(120)의 회전은 타이밍벨트(121)와 기어(G1,G2,G3,G4)군을 통해 터릿헤드(102)가 회전하고, 이때 샤프트(106)는 베어링(130)을 통해 터릿헤드(102)를 회전지지한다.

이때 양면가공 지령이 떨어지기 전에는 공구홀더(20)는 언클램프 상태가 된다. 즉, 복귀스프링(32)력에 의해 피스톤(28)은 전진하고, 이에 의해 실린더로드(38)를 후퇴시키는 힘이 해소되어 조정블록(40)은 하강상태로 위치하게 된다.

이 상태에서 양면가공 지령이 떨어지면, 양면가공용 공구홀더(20)가 서보모터(120)의 구동에 의해 설정된 가공 위치에 놓이게 되고, 솔레노이드밸브(114)는 절환신호에 의해 도 1에서 우측으로 위치 절환되어 유압펌프(116)에서 토출된 압유가 유압공급통로(110,104)를 경유하여 공구홀더(20)의 유압포트(31)에 유입된다.

따라서 실린더 블록(26)의 챔버(30)내에는 유압이 형성되어 피스톤(28)은 복귀스프링(32)력을 이기고 후퇴 이동하고 이에 의해 실린더 로드(38)가 후방으로 이끌리어 실린더 로드(38)의 테이퍼부(38a)가 조정블록(40)의 테이퍼구멍(40a)에 밀착된다. 이때 조정블록(40)은 툴블록(42)과 함께 스트로크(S)만큼 상승하게 되어 클램핑이 이루어진다.

이렇게 되면 고정몸체부(22)측 공구(T1)와 가동몸체부(28)측 공구(T2)가 설정된 위치에서 클램핑력을 유지하게 되고, 이 상태에서 공구대(100)가 이동하여 공작물(W)의 상면과 하면을 동시에 가공하게 된다.

가공이 완료되면 솔레노이드밸브(114)는 오프(off)신호에 의해 원위치로 복귀하고, 유압펌프(40)에서 토출되는 압유가 오일탱크(T)로 회수된다.

따라서 공구홀더(20)의 챔버(30)에는 유압이 제거되고, 복귀스프링(32)의 탄성복귀력에 의해 피스톤(28)이 전진하고, 실린더로드(38)의 클램핑력이 해제되므로 실린더로드(38)는 전진하여 조정블록(40)은 스트로크(S)만큼 하강하여 위치하게 된다.

이와 같이 압유를 해소시킴으로서 공구홀더(20)에 구비된 공구(T1,T2)와 공구대(100)는 원위치로 이동하여 절삭 작업을 완료하게 된다.

이같이 본 발명에 따르면, 2개의 공구(T1,T2)를 클램프/언클램프 조작할 수 있는 구성으로 하고, 이를 유압으로 동작 제어함으로서 동작 제어가 정확하고, 양 면을 동시 가공함으로서 절삭 가공시간 및 전체적인 공정을 단축하게 되는 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 공구대의 양면가공을 위한 클램프 수단이 구비된 공구 홀더에 따르면, 2개의 공구를 장착하여 양면 가공을 동시에 수행할 수 있어 작업 공정 및 작업시간을 단축시킬 수 있고, 작업 효율이 향상되는 이점을 갖는다.

Claims (5)

1. 공구대의 터릿헤드(102)에 설치되는 공구홀더(20)에 있어서,

   제1공구(T1)가 안착되는 고정몸체부(22)와;

   상기 고정몸체부(22)와 대향적으로 배치되어 일정 스트로크(S) 승강 가능하게 설치되며 제2공구(T2)가 안착되는 가동몸체부(50)와;

   상기 가동몸체부(50)를 상기 고정몸체부(22)측으로 유압에 의해 상기 스트로크만큼 상승시켜 클램핑시키는 클램핑수단을 포함하되, 상기 클램핑수단은,

   상기 고정몸체부(22)의 실린더 블록(26)내에 유압에 의해 후퇴이동하고 스프링수단에 의해 원위치로 복귀 운동가능하게 설치된 피스톤(28)과;

   상기 피스톤(28)에 삽통 고정되고 선단부에 상기 가동몸체부(50)의 테이퍼구멍(40a)에 밀착되는 테이퍼부(38a)를 갖는 실린더 로드(38)가 포함되며, 상기 피스톤(28)은 공구대의 샤프트(106) 내부와 터릿헤드(102)에는 서로 연통된 압유공급통로(104,110)를 통하여 공급된 압유에 의해 클램프 동작되도록 구성된 것을 특징으로 하는 공구대의 양면가공을 위한 클램프 수단이 구비된 공구 홀더.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가동몸체부(50)는

   상기 고정몸체부(22)의 실린더 블록(26)에 슬라이딩 이동가능하게 지지된 조정블록(40)과;

   상기 조정블록(40)에 치형으로 결합되고, 동시에 체결수단에 의해 결합위치가 고정되는 툴 블록(42)으로 구성된 것을 특징으로 하는 공구대의 양면가공을 위한 클램프 수단이 구비된 공구 홀더.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 실린더 로드(38)에는 조정블록(40)의 하강 스트로크를 제한하는 릴리즈 부시(39)가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 공구대의 양면가공을 위한 클램프 수단이 구비된 공구 홀더.
5. 삭제

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