KR101157323B1 - Belt type tool turret - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동선반, 머시닝센터 등의 공작기계에 사용되는 터렛공구대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공구구동을 위한 모터의 동력을 모터풀리(12)와 샤프트풀리(15) 사이에 형성된 타이밍벨트(13)를 통해 샤프트(14)로 전달하고 샤프트(14)로 전달된 동력은 공구구동을 위한 공구홀더의 공구구동샤프트로 전달하되 상기 샤프트(14)는 일측이 공구구동을 위한 키이홈(14a)이 형성되고 베어링(17)에 의해 지지되며, 타측은 샤프트풀리(15)가 결합되는 다른 구성과는 결합되어 있지 않는 자유로운 상태이어서 타이밍벨트(13)의 파손시 교체가 용이한 벨트로 동력을 전달하는 터렛공구대이다.The present invention relates to a turret tool bench for use in machine tools such as automatic lathes, machining centers, and more particularly, a timing belt formed between a motor pulley 12 and a shaft pulley 15 for powering a motor for driving a tool. The power transmitted to the shaft 14 through the 13 and the power transmitted to the shaft 14 is transmitted to the tool driving shaft of the tool holder for driving the tool, but the shaft 14 has a key groove 14a for driving the tool. ) Is formed and supported by the bearing 17, the other side is in a free state that is not coupled with the other configuration in which the shaft pulley 15 is coupled to power the belt with easy replacement when the timing belt 13 is broken. It is a turret tool bench to transmit.
터렛공구대, 디스크, 타이밍벨트, 자동선반 Turret Tool Stand, Disc, Timing Belt, Automatic Lathe
Description
본 발명은 자동선반, 머시닝센터 등의 공작기계에 사용되는 터렛공구대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공구구동을 위한 모터의 동력을 모터풀리와 샤프트풀리 사이에 형성된 타이밍벨트를 통해 샤프트로 전달하고 샤프트로 전달된 동력은 공구구동을 위한 공구구동샤프트로 전달하되 상기 샤프트는 일측이 공구구동을 위한 키이홈이 형성되고 베어링에 의해 지지되며, 타측은 샤프트풀리가 결합되는 다른 구성과는 결합되어 있지 않는 자유로운 상태이어서 타이밍벨트의 파손시 교체가 용이한 벨트로 동력을 전달하는 터렛공구대이다.The present invention relates to a turret tool bench used in a machine tool such as an automatic lathe, a machining center, and more particularly, transmits power of a motor for driving a tool to a shaft through a timing belt formed between the motor pulley and the shaft pulley. The power transmitted to the shaft is transmitted to the tool drive shaft for driving the tool, but the shaft is supported by a bearing on which one side is formed with a key groove for driving the tool, and the other side is not coupled with another configuration in which the shaft pulley is coupled. It is a turret tool that transmits power to the belt which is easy to replace when the timing belt is damaged because it is not free.
일반적인 터렛공구대는 공작물을 가공하는 쪽과 공구가 체결되는 쪽이 수직방향인 경우 즉, 공작물의 방향을 정면이라고 하고 정면과 대향되는 쪽에 디스크가 형성되며 디스크의 측면에 공구홀더가 장착되는 타입인 경우 모터의 회전동력을 회전공구 구동동력으로 사용하기 위해서는 터렛공구대 내에 베벨기어 등의 동력절환구조가 필요하므로 장시간 사용시에는 기어접촉으로 인한 발열로 샤프트의 열변형 이 발생하여 가공정밀도가 떨어지게 되고, 기어접촉으로 인한 마모로 수명이 짧아짐은 물론 소음발생의 문제가 생기게 된다.In general, the turret tool stand is the type in which the side for processing the workpiece and the side in which the tool is fastened are vertical, that is, the direction of the workpiece is called the front, and a disk is formed on the side opposite to the front, and the tool holder is mounted on the side of the disk. In order to use the rotational power of the motor as the driving tool, the power switching structure such as the bevel gear is required in the turret tool bench. Therefore, when it is used for a long time, the thermal deformation of the shaft occurs due to the heat generated by the gear contact. Wear due to contact shortens the lifespan and causes noise.
이를 해결하고자 국내특허 제655919호에는 벨트타입의 터렛공구대가 제안되어 있으며 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.In order to solve this problem, Korean Patent No. 655919 proposes a belt type turret tool and is shown in FIGS. 1 and 2.
상술한 종래의 벨트타입 터렛공구대는 베벨기어 대신 벨트를 이용하여 드라이브샤프트를 구동시킴으로써 기어접촉에 의한 발열을 방지하고 소음을 줄일 수 있는 장점이 있으나, 일정기간 사용 후 벨트의 교체시에는 네임플레이트(커버)를 디스크에서 분리한 뒤 기어박스를 다시 분해하고 상기 기어박스 내의 샤프트를 분해한 뒤 풀리에 벨트를 끼우고 샤프트를 조립하고 기어박스를 조립한 뒤 네임플레이트를 조립하며 이후 벨트의 장력을 재조정해주는 복잡한 공정을 거쳐야 하는 불편함이 따른다. The conventional belt type turret tool bench has the advantage of preventing heat generation by gear contact and reducing noise by driving the drive shaft using a belt instead of a bevel gear, but when replacing the belt after a certain period of time, the nameplate ( Cover) from the disc, disassemble the gearbox again, disassemble the shaft in the gearbox, put the belt on the pulley, assemble the shaft, assemble the gearbox, assemble the nameplate and then readjust the tension of the belt. It is inconvenient to go through a complicated process.
특히, 터렛공구대의 경우 다수의 구성품과 유로, 절삭유로 등이 복잡하게 얽혀있어 이러한 벨트교체작업이 용이하지 않고 작업공간 또한 협소하여 벨트교체에 따른 시간과 비용소모가 많을 수밖에 없다.In particular, in the case of the turret tool, a large number of components, flow paths, cutting flow paths, etc. are intricately intertwined, and thus, the belt replacement work is not easy and the work space is also narrow, resulting in a lot of time and cost for belt replacement.
따라서, 본 발명은 터렛공구대를 제공하되, 상기 터렛공구대에 형성되어 공구구동을 위한 동력전달방식을 벨트로 구성함으로써 기어접촉으로 발생하는 발열에 의한 열변형을 방지하고 소음을 방지하는 동시에 상기 벨트가 접촉되어 동력전달이 이루어지는 샤프트풀리가 샤프트의 일측에 형성된 로크너트에 의해 결합되고 상기 샤프트는 회전공구로의 동력전달을 행하는 쪽이 하나 이상의 베어링에 의해 지지 결합됨으로써 벨트의 교체시 커버나 로크너트 및 샤프트풀리 등을 분리하지 않고도 간단한 공정으로 벨트를 교체할 수 있는 벨트로 동력을 전달하는 터렛공구대를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a turret tool stand, but is formed on the turret tool stand to configure the power transmission system for driving the tool to prevent heat deformation caused by heat generated by the gear contact and to prevent noise at the same time The shaft pulley, in which the belt is in contact with the power transmission, is coupled by a lock nut formed on one side of the shaft, and the shaft is supported by one or more bearings for power transmission to the rotary tool. It is an object of the present invention to provide a turret tool that transmits power to a belt that can be replaced by a simple process without removing the nut and shaft pulley.
본 발명은 벨트로 동력을 전달하는 터렛공구대를 제공하되, 상기 터렛공구대는 공구구동을 위한 메인모터와, 공구교환을 위한 디스크 인덱싱용 서보모터가 형성되며, 메인모터의 동력은 모터축과 결합되어 있는 모터풀리로 전달되고 상기 모터풀리와 일정거리 떨어져 있는 샤프트풀리로 타이밍벨트에 의해 전달되며, 상기 샤프트풀리에 결합된 샤프트는 회전공구구동을 위한 공구구동샤프트로 동력을 전달하되, 상기 샤프트풀리는 샤프트의 일단에 형성된 로크너트와 샤프트에 의해 관통 형성되어 있는 도그 사이에 결합되어 있어 커버, 로크너트 및 샤프트풀리 등을 분리하지 않고도 벨트를 교체할 수 있도록 형성한다.The present invention provides a turret tool platform for transmitting power to the belt, the turret tool platform is a main motor for driving the tool, a servo motor for indexing the disk for tool replacement is formed, the power of the main motor is coupled to the motor shaft It is transmitted to the motor pulley which is transmitted by the timing belt to the shaft pulley which is a certain distance from the motor pulley, the shaft coupled to the shaft pulley transmits power to the tool drive shaft for rotating tool drive, the shaft pulley It is coupled between the lock nut formed at one end of the shaft and the dog penetrated by the shaft, so that the belt can be replaced without removing the cover, the lock nut and the shaft pulley.
본 발명에 의한 벨트로 동력을 전달하는 터렛공구대는 터렛공구대에 형성되어 공구구동을 위한 동력전달방식을 벨트로 구성함으로써 기어접촉으로 발생하는 발열에 의한 열변형을 방지하고 소음을 방지한다.The turret tool stand for transmitting power to the belt according to the present invention is formed in the turret tool stand to configure the power transmission method for driving the tool to prevent heat deformation caused by heat generated by the gear contact and to prevent noise.
또한, 상기 벨트가 접촉되어 동력전달이 이루어지는 샤프트풀리가 샤프트의 일측에 형성된 로크너트에 의해 결합되고 상기 샤프트는 회전공구로의 동력전달을 행하는 쪽이 하나 이상의 베어링에 의해 지지 결합됨으로써 벨트의 교체시 커버, 로크너트 및 샤프트풀리 등을 분리하지 않고도 간단한 공정으로 벨트를 교체할 수 있다.In addition, when the belt is replaced by a shaft pulley in which the belt is in contact with the power transmission is coupled by a lock nut formed on one side of the shaft and the shaft is supported by one or more bearings for power transmission to the rotary tool. The belt can be changed in a simple process without removing the cover, locknut and shaft pulley.
본 발명은 자동선반, 머시닝센터 등의 공작기계에 사용되는 터렛공구대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공구구동을 위한 모터의 동력을 모터풀리와 샤프트풀리 사이에 형성된 타이밍벨트를 통해 샤프트로 전달하고 샤프트로 전달된 동력은 공구구동을 위한 공구구동샤프트로 전달하되 상기 샤프트는 일측이 공구구동을 위한 키이홈이 형성되고 베어링에 의해 지지되며, 타측은 샤프트풀리가 결합되는 다른 구성과는 결합되어 있지 않는 자유로운 상태이어서 타이밍벨트의 파손시 교체가 용이한 벨트로 동력을 전달하는 터렛공구대이다.The present invention relates to a turret tool bench used in a machine tool such as an automatic lathe, a machining center, and more particularly, transmits power of a motor for driving a tool to a shaft through a timing belt formed between the motor pulley and the shaft pulley. The power transmitted to the shaft is transmitted to the tool drive shaft for driving the tool, but the shaft is supported by a bearing on which one side is formed with a key groove for driving the tool, and the other side is not coupled with another configuration in which the shaft pulley is coupled. It is a turret tool that transmits power to the belt which is easy to replace when the timing belt is damaged because it is not free.
이하 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 구성예시도이고, 도 4는 도 3의 A-A섹션도이며, 도 5는 도 4의 일부분확대도이고, 도 6은 본 발명의 일부구성예시도로서, 본 발명에 의한 벨트로 동력을 전달하는 터렛공구대는 공구구동을 위한 메인모터(10)와, 공구교환을 위한 디스크 인덱싱용 서보모터(20)가 형성된 터렛공구대에 있어서, 메인모터(10)의 동력은 모터축(11)과 결합되어 있는 모터풀리(12)로 전달되고 상기 모터풀리(12)와 일정거리 떨어져 있는 샤프트풀리(15)로 타이밍벨트(13)에 의해 전달되며, 상기 샤프트풀리(15)에 결합된 샤프트(14)는 회전공구구동을 위한 공구홀더의 공구구동샤프트로 전달하되, 상기 샤프트풀리(15)는 샤프트(14)의 일단에 형성된 로크너트(16)와 샤프트(14)에 의해 관통 형성되어 있는 도그(19) 사이에 결합되어 커버, 로크너트 및 샤프트풀리 등을 분리하지 않고도 타이밍벨트(13)의 교환을 용이하게 할 수 있는 것이 특징이다.Figure 3 is a schematic view of the configuration of the present invention, Figure 4 is a AA section view of Figure 3, Figure 5 is a partially enlarged view of Figure 4, Figure 6 is a partial structural view of the present invention, the belt according to the present invention The turret tool bench for transmitting power to the turret tool bench is provided with a
먼저, 메인모터(10)는 공구구동을 위한 동력을 발생시키는 모터이며, 서보모터(20)는 공구교환을 위해 디스크를 회전시키는 디스크 인덱싱용 모터이다.First, the
상기 메인모터(10)의 모터축(11)과 샤프트(14)에는 각각 모터풀리(12)와 샤프트풀리(15)가 형성되고 상기 모터풀리(12)와 샤프트풀리(15)는 타이밍벨트(13)에 의해 동력이 전달된다. 상기 샤프트풀리(15)는 샤프트(14)에 관통 결합되어 있고 상기 샤프트(14)는 일측이 베어링(17)에 의해 지지되고 타측은 샤프트풀리(15)와 결합된다. 상기 샤프트(14)의 일측 즉 공구구동을 위해 키이홈(14a)이 형성된 쪽은 베어링(17)에 의해 지지되고 상기 베어링(17)은 플랜지(18)와 도그(19)에 의해 그 위치가 고정된다. 또한 상기 샤프트(14)의 타측은 모터풀리(12)가 결합됨과 동시에 상기 모터풀리(12)는 로크너트(16)에 의해 샤프트(14)와 결합된다.A
결국, 샤프트(14)의 일측 즉 공구구동을 위해 키이홈(14a)이 형성된 쪽은 베어링(17)에 의해 지지되나, 타측은 모터풀리(12) 및 로크너트(16)를 제외한 어떠한 구성과도 결합되어 있지 않은 자유로운 상태가 된다. 여기서, 자유로운 상태란 움직일 수 있다는 상태가 아니라 어떠한 구성과도 결합되어 있지 않은 상태를 이야기한다.As a result, one side of the
본 발명의 가장 큰 특징은 종래 벨트타입의 터렛공구대에 비해 샤프트(14)의 일측이 어떠한 구성에 지지되어 있지 않고 자유로운 상태에 놓여있다는 것으로서, 터렛공구대의 장시간 사용시 타이밍벨트는 소모품일 수밖에 없어 일정시간 사용 후 교체를 해주어야 하며 이러한 벨트의 교체를 용이하게 할 수 있다는 점이다.The biggest feature of the present invention is that one side of the
즉, 타이밍벨트(13)의 교체시에는 장시간 사용으로 교체가 필요한 타이밍벨트를 꺼낸 후 커버, 로크너트 및 샤프트풀리 등을 분리하지 않고도 타이밍벨트의 일측은 모터풀리(12)에 끼우고 타이밍벨트의 타측은 샤프트풀리(15)에 끼운 뒤 상기 모터풀리(12)를 디스크(3)에서 멀어지는 쪽으로 잡아당겨 고정하여 타이밍벨 트(13)에 걸리는 장력을 조절하고 이후 메인모터(10)를 모터베이스(2)에 고정하는 간단한 공정으로 벨트 교환이 완료된다. That is, when the
부연하면, 상기 타이밍벨트(13)는 모터축(11)의 이동으로서 장력조절을 할 수 있다. 즉, 모터베이스(2)에는 장공홀(도시하지 않음)이 형성되어 메인모터(10)와 모터베이스(2)의 결합위치를 장공홀의 거리만큼 변화시킬 수 있어 결국 모터풀리(12)와 샤프트풀리(15) 사이의 거리를 변화시킬 수 있으므로 타이밍벨트(13)의 장력조절이 가능하다.In other words, the
따라서, 모터축(11)의 이동이 없는 상태에서 타이밍벨트(13)를 샤프트풀리(15)에 끼우기가 타이밍벨트(13)의 장력으로 인해 힘들면 메인모터(10)를 샤프트(14) 쪽으로 이동시켜 장력을 낮춘 뒤 타이밍벨트(13)를 끼우고 이후 메인모터(10)를 원위치로 이동시켜 타이밍벨트(13)의 장력을 조절해준다.Therefore, if it is difficult to insert the
본 발명의 또 다른 특징은 샤프트(14)의 일측에 도그(19)를 결합하고 상기 도그(19)에는 도그홈(19a)을 형성하며 상기 도그(19)의 일측에는 근접스위치(36)를 형성하여 샤프트(14)의 위치를 파악할 수 있다는 점이다. 즉, 샤프트(14)에 형성된 키이홈(14a)은 공구가 체결되는 공구홀더의 공구구동샤프트에 형성된 키이가 결합되는데 통상 키이의 형상은 직육면체의 판 형상이고 키이홈(14a)의 위치가 키이에 대하여 수평인 상태에서 디스크(3)가 회전하여 공구교환이 이루어지므로 샤프트(14)의 위치 파악은 디스크(3) 회전을 위한 선제조건이다.Another feature of the present invention is to couple the
결국, 상기 샤프트(14)의 일측에는 도그홈(19a)이 형성된 도그(19)가 결합됨 으로써 샤프트(14)의 회전 위치를 정확하게 파악하여 공구교환에 대한 안정성을 확보할 수 있다. 만약, 샤프트(14)의 회전위치가 정확히 파악되지 않은 상태에서 공구교환이 이루어진다면 샤프트(14)에 형성된 키이홈(14a)과 공구구동샤프트의 키이가 부딪히게 되어 키이의 파손이 일어나게 된다.As a result, a
상기 샤프트(14)에 형성된 베어링(17)은 샤프트(14) 자체에 형성된 걸림턱 및 플랜지(18)에 의해 지지되게 되는데, 도시된 실시예에서 베어링(17)의 내륜은 샤프트(14)의 걸림턱에 의해 지지되고 외륜은 플랜지(18)에 의해 지지되게 되어 상기 플랜지(18)의 조임량으로 베어링(17)의 예압을 조절할 수 있다. 만약, 플랜지의 위치가 고정되어 있다고 가정할 때에는 로크너트(16)의 조임량으로 베어링(17)의 예압을 조절할 수 있다.The
또한, 상기 플랜지(18)와 샤프트(14) 사이에는 외부의 이물질이 침투되는 것을 방지해주기 위해 복잡한 형상의 절곡홀(37)이 형성될 수 있으며 상기 절곡홀(37)은 두 번 이상 절곡된 협곡구조를 가지는 것이 바람직하다.In addition, a
이후 공구교환을 위한 디스크 인덱싱 동작에 대해 살펴보면, 서보모터(20)의 동력이 커플링(22)을 거쳐 샤프트(14)기어로 전달되게 되고 상기 샤프트(14)기어의 일측에는 기어가 형성되어 선회커빅커플링(33)과 맞물려 있다. 이때 선회커빅커플링(33)은 디스크(3)와 고정결합되어 있어 디스크(3)를 회전시킴으로써 디스크 회전 즉 공구교환동작이 이루어진다.Then, the disk indexing operation for tool change, the power of the
이때 회전공구 등으로 공작물의 절삭가공시에는 디스크(3)를 몸체에 고정시켜주어야 하며 이러한 역할을 홀더들(30, 31)의 일측에 형성된 선회커빅커플링(33), 고정커빅커플링(32) 및 피스톤커빅커플링(34)이 행하게 된다.At this time, when cutting the workpiece with a rotary tool or the like, the
먼저, 선회커빅커플링(33)은 기어샤프트(14)와 맞물리는 외주면 뿐만 아니라 피스톤커빅커플링(34)과 맞물리는 단면에도 기어이가 형성되어 있고, 고정커빅커플링(32)은 피스톤커빅커플링(34)과 맞물리는 단면에만 기어이가 형성되어 있으며, 피스톤커빅커플링(34)은 고정커빅커플링(32) 및 선회커빅커플링(33)과 맞물리는 단면에 기어이가 형성되어 있다.First, the turning
또한, 고정커빅커플링(32)은 몸체에 세트스크류(35)로서 고정되어 회전하지 않는 구성이므로 피스톤커빅커플링(34)이 고정커빅커플링(32) 쪽으로 전진하여 선회커빅커플링(33)과 고정커빅커플링(32)과 동시에 치합되게 되면 선회커빅커플링(33)은 결국 회전하지 못하는 고정상태가 된다.In addition, the fixed
부연하면, 선회커빅커플링(33)은 그 위치가 고정되어 있고 고정커빅커플링(32)과 선회커빅커플링(33)에 의해 기어결합되어 움직이지 못하므로 결국 선회커빅커플링(33)과 볼트로 결합되어 있는 디스크 또한 회전에 대해 고정되게 되어 절삭가공이 진행되어도 가공부하를 견딜 수 있다.In other words, since the turning
반대로 피스톤커빅커플링(34)이 고정커빅커플링(32) 및 선회커빅커플링(33)과 멀어지게 되면 기어이의 치합이 해제되게 되어 전술한 공구교환동작이 진행되게 된다.On the contrary, when the piston
피스톤커빅커플링(34)의 동작은 홀더들(30, 31)의 일측에 형성된 유로로 유압을 인가해줌에 따라 운동될 수 있으며 상기 홀더들(30, 31)은 피스톤커빅커플링(34)의 움직임을 가이드해줌과 동시에 그 행정거리를 제한해주는 스토퍼 역할을 한다.The operation of the piston
도 1은 종래 벨트타입 터렛공구대의 구성도1 is a configuration diagram of a conventional belt type turret tool
도 2는 도 1의 일부분 확대도2 is an enlarged view of a portion of FIG. 1;
도 3은 본 발명의 구성예시도3 is a structural example of the present invention
도 4는 도 3의 A-A섹션도4 is a section A-A of FIG.
도 5는 도 4의 일부분확대도5 is an enlarged view of a portion of FIG. 4;
도 6은 본 발명의 일부구성예시도Figure 6 is a partial configuration example of the present invention
도 7은 도 4의 모형도7 is a model diagram of FIG. 4.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
1. 베이스 2. 모터베이스 3. 디스크1.
4. 커버4. Cover
10. 메인모터 11. 모터축 12. 모터풀리10.
13. 타이밍벨트 14. 샤프트 14a. 키홈13. Timing
15. 샤프트풀리 16. 로크너트 17. 베어링15.
18. 플랜지 19. 도그 19a. 도그홈18.
20. 서보모터 21. 모터축 22. 커플링20.
23. 샤프트기어 24. 평기어 25. 베어링23.
30, 31. 홀더 32. 고정커빅커플링 33. 선회커빅커플링30, 31.
34. 피스톤커빅커플링 35. 세트스크류 36. 근접스위치34. Piston
37. 절곡홀37. Bending Hole
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