KR101157325B1 - 자동선반의 회전식 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계에 사용되는 배출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중공된 공작물을 척킹하여 가공할 경우나 공작물에 중공홀을 형성할 경우 등 스핀들이나 콜렛의 내부로 절삭칩이 침투되는 것을 방지하기 위한 것이며, 공작물의 단면을 지지하되 공작물과 같이 회전되도록 한 자동선반의 회전식 배출장치이다.

자동선반, 콜렛, 절삭칩, 스핀들, 배출

Description

자동선반의 회전식 배출장치{Working materials discharge equipment of automatic lathe}

본 발명은 공작기계에 사용되는 배출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중공된 공작물을 척킹하여 가공할 경우나 공작물에 중공홀을 형성할 경우 등 스핀들이나 콜렛의 내부로 절삭칩이 침투되는 것을 방지하기 위한 것이며, 공작물의 단면을 지지하되 공작물과 같이 회전되도록 한 자동선반의 회전식 배출장치이다.

일반적으로 공작기계 중에서 공작물을 콜렛 등의 척에 척킹하고 가공할 경우 절삭으로 인한 절삭칩이 발생하게 되며 이러한 절삭칩은 공작물을 관통하는 홀을 뚫거나 중공된 상태의 공작물을 가공할 경우 스핀들 내부로 침투되는 문제가 발생한다.

또한, 이러한 절삭칩은 절삭공구 및 공작물의 냉각을 위해 절삭가공 시 분출되는 절삭유로 인해 스핀들 내부에 들러붙게 되어 척킹 해제 후 재척킹을 실시할 때 불안정한 척킹상태를 유발한다.

또한, 스핀들 내부로 침투된 절삭칩은 스핀들의 편심회전을 유발시키고 이로 인해 공작기계 전체의 내구성을 떨어뜨리는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 공작기계의 절삭가공으로 발생하는 절삭칩이 스핀들의 내부로 침투하지 못하도록 방지하는 자동선반의 회전식 배출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 배출장치를 공작물과 같이 회전될 수 있도록 형성하여 공작물과 배출장치 간의 마모를 방지하며, 배출장치의 동작으로 가공이 완료된 공작물의 배출을 원활히 할 수 있는 자동선반의 회전식 배출장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 자동선반의 회전식 배출장치는 공작물의 단면과 맞닿아 공작물을 지지하는 배출팁(10)과, 상기 배출팁에 결합되어 있는 슬라이드샤프트(11)와, 상기 슬라이드샤프트(11)와 샤프트핀(12)에 의해 결합되며 베어링에 의해 회전이 지지되는 로터리샤프트(13)와, 상기 베어링 및 로터리샤프트(13)의 외부에 형성되며 파이프에 의해 스핀들 내에서 스핀들의 축방향으로 이동되는 하우징(14)을 포함하여 구성한다.

본 발명에 의한 자동선반의 회전식 배출장치는 공작기계의 절삭가공으로 발 생하는 절삭칩이 스핀들의 내부로 침투하지 못하도록 방지하며, 상기 배출장치를 공작물과 같이 회전될 수 있도록 형성하여 공작물과 배출장치 간의 마모를 방지하며, 배출장치의 동작으로 가공이 완료된 공작물의 배출을 원활히 할 수 있다.

본 발명은 공작기계에 사용되는 배출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중공된 공작물을 척킹하여 가공할 경우나 공작물에 중공홀을 형성할 경우 등 스핀들이나 콜렛의 내부로 절삭칩이 침투되는 것을 방지하기 위한 것이며, 공작물의 단면을 지지하되 공작물과 같이 회전되도록 한 자동선반의 회전식 배출장치이다.

본 발명은 바람직하게는 메인스핀들과 서브스핀들이 형성된 자동선반 등의 공작기계에 사용될 수 있으며, 봉소재가 연속적으로 공급되는 메인스핀들이 아닌 일정한 크기로 절단된 공작물을 가공하기 위해 서브스핀들에 척킹되어 가공이 이루어질 경우 상기 서브스핀들에 적용할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 사용상태예시도로서, 도 1 및 도 2에 도시된 것은, 본 발명이 자동선반의 서브스핀들에 적용된 상태의 구성예시도이다.

먼저, 공작물(W)은 에어실린더(24)에 인가되는 에어에 의해 토글(25)이 이동되며 상기 토글(25)과 압축스프링(3)에 의해 푸쉬파이프(4)가 도면의 화살표 방향대로 왕복 이송되어 공작물이 콜렛(1)에 척킹 또는 언척킹된다.

이러한 척킹 및 언척킹은 토글(25)의 동작에 의해 푸쉬파이프(4)를 콜렛 쪽으로 밀어주게 되면 콜렛(1)이 콜렛슬리브(2)의 외부로 빠져나와 콜렛(1)의 내경이 확장되는 언척킹상태가 되고, 상기 토글(25)이 푸쉬파이프(4)를 밀어주는 힘을 해제하게 되면 압축스프링(3)의 탄성력에 의해 콜렛(1)의 위치가 원위치되어 결국 콜렛(1)의 내경이 축소되는 척킹상태가 된다.

이러한 부분은 본 출원인이 선출원 등록한 실용신안등록 제0371991호 및 제0401336호에 자세히 개진되어 있다.

공작물의 척킹 언척킹을 결정하는 에어실린더(24)와 별도로 또 다른 에어실린더(5)가 슬리브(21)의 일측에 형성되어 있으며, 상기 에어실린더(5)의 동작으로 공작물의 배출이 이루어진다.

즉, 도 1에 도시된 상태는 파이프(20)가 콜렛(1) 쪽으로 전진하여 후술할 하우징(14)을 밀어줌으로써 배출팁(10)이 콜렛(1)의 외부로 돌출되어 공작물이 콜렛(1)의 밖으로 배출된 상태이고, 도 2에 도시된 상태는 파이프(20)가 콜렛(1)과 멀어지는 쪽으로 후진하여 하우징(14)이 배출팁(10)을 콜렛(1)의 내부로 들어오게 한 상태이다.

미설명부호는 실린더로드(6), 고정브라켓(7), 압축스프링(8), 위치감지스위치(26) 및 슬리브(21), 슬리브베어링(22) 등이다.

공작물의 배출과정에 대해 더욱 상세히 살펴보면, 에어실린더(5)에 에어가 인가되어 실린더로드(6)가 콜렛(1)과 멀어지는 쪽으로 전진하게 되면 실린더로 드(6)와 결합되어 있는 고정브라켓(7)이 압축스프링(8)을 압축하면서 이동되고 이로 인해 고정브라켓(7)과 결합되어 있는 파이프(20) 역시 이동되게 된다. 이 상태가 공작물을 척킹할 수 있는 상태로서, 토글(25)이 콜렛(1)과 멀어지는 쪽으로 이동하여 푸쉬파이프(4)를 미는 힘이 해제된 상태이고 이 상태에서는 콜렛(1)이 압축스프링(3)에 의해 콜렛슬리브(2)의 안쪽으로 들어오게 되는 상태이다.

이와는 반대로 제품을 배출할 수 있는 상태는 에어실린더(24)의 동작으로 푸쉬파이프(4)를 밀어 콜렛(1)이 압축스프링(3)을 늘리면서 콜렛슬리브(2)의 외부로 일정량 빠져나가게 된 상태에서 에어실린더(5) 내에 인가되어 있던 에어의 압력을 해제하면 고정브라켓(7)에 의해 압축되어 있던 압축스프링(8)의 탄성으로 고정브라켓(7) 및 파이프(20)를 콜렛(1) 쪽으로 이동시키게 되고 상기 파이프(20)와 결합된 하우징(14) 역시 콜렛(1) 쪽으로 이동되게 됨으로써 상기 하우징(14)과 결합된 배출팁(10)이 콜렛(1)의 외부로 제품을 배출하게 된다.

도 3은 본 발명의 구성예시도이며, 도 4는 본 발명의 구성사시도로서, 본 발명에 의한 자동선반의 회전식 배출장치는 공작물을 배출하기 위한 자동선반의 배출장치에 있어서, 상기 배출장치는 공작물의 단면과 맞닿아 공작물을 지지하는 배출팁(10)과, 상기 배출팁(10)에 결합되어 있는 슬라이드샤프트(11)와, 상기 슬라이드샤프트(11)와 샤프트핀(12)에 의해 결합되며 베어링(16)에 의해 회전이 지지되는 로터리샤프트(13)와, 상기 베어링(16) 및 로터리샤프트(13)의 외부에 형성되며 파이프(20)에 의해 스핀들 내에서 스핀들의 축방향으로 이동되는 하우징(14)을 포함 하여 구성된다.

먼저, 배출팁(10)은 공작물(W)의 단면과 직접적으로 맞닿아 공작물을 지지해주는데 도시된 실시예는 공작물에 중공홀이 형성되어 있는 경우 상기 중공홀의 직경보다 외경이 크게 형성된 배출팁(10)이다.

상기 배출팁(10)의 내면에는 나사가 형성되고, 상기 나사와 결합되는 나사가 슬라이드샤프트(11)의 외면에 형성되어 있다. 상기 슬라이드샤프트(11)는 로터리샤프트(13)와 샤프트핀(12)에 의해 결합되어 있으며 상기 로터리샤프트(13)의 외부에는 하우징(14)이 형성되고 상기 하우징(14)은 에어실린더(5)에 의해 작동되는 파이프(20)에 의해 이동된다.

결국, 하우징(14)과 로터리샤프트(13), 샤프트핀(12), 슬라이드샤프트(11) 및 배출팁(10)은 스핀들의 축방향으로는 같이 움직이게 된다.

이러한 구성들의 스핀들 축방향 이동과는 별개로 하우징(14) 내에는 하나 이상의 베어링(16)이 형성되고 상기 베어링(16)은 로터리샤프트(13)를 지지하고 있어 로터리샤프트(13), 샤프트핀(12), 슬라이드샤프트(11) 및 배출팁(10)은 같이 회전된다.

즉, 배출팁(10)과 공작물이 맞닿아 있는 상태에서 공작물이 스핀들에 의해 회전하게 되면 배출팁(10) 역시 회전하게 되고 상기 배출팁(10)과 결합된 슬라이드샤프트(11), 샤프트핀(12) 및 로터리샤프트(13) 역시 회전하게 된다.

본 발명에 의한 자동선반의 회전식 배출장치의 구성 중 공작물과 같이 회전되는 부분은 로터리샤프트(13), 샤프트핀(12), 슬라이드샤프트(11) 및 배출팁(10)이며 로터리샤프트(13)는 베어링(16)에 의해 지지되고 배출팁(10)은 공작물에 의해 지지되므로 안정적인 회전이 가능하다.

또한, 상기 슬라이드샤프트(11)의 외부에 형성된 코일스프링(15) 역시 같이 회전되도록 구성함이 더욱 바람직하며, 상기 코일스프링(15)은 공작물의 가공으로 발생하는 충격이나 진동을 흡수할 수 있다.

따라서, 중공된 공작물의 경우 배출팁(10)과 맞닿아 회전되게 됨으로써 공작물의 가공으로 발생하는 절삭칩이 배출팁(10)에 의해 스핀들의 내부 즉, 슬라이드샤프트(11) 및 하우징(14) 쪽으로 침투되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 실시예에서는 슬라이드샤프트(11)와 로터리샤프트(13)를 샤프트핀(12)에 의해 결합하였으나, 경우에 따라 볼트, 나사 등의 다른 결합수단을 사용하여 결합할 수도 있다.

상기 배출팁(10)에는 도시된 바와 같이 절삭유배출통로(10a)를 부가 형성할 수 있다. 즉, 상기 절삭유배출통로(10a)로는 절삭유를 분출시킬 수 있는데, 이는 가공 중이나 가공 완료 후 절삭유를 배출하여 스핀들의 내부 즉, 콜렛(1)의 내부에 남아있는 절삭칩을 외부로 배출한다.

실제로는 가공중일 경우 절삭공구와 공작물로는 별도의 절삭유 공급장치에 의해 절삭유가 공급되므로 배출팁(10)을 통한 절삭유 배출은 가공이 완료된 후 공작물을 배출하고 나서 절삭유를 배출하여야만 콜렛의 내부에 남아있는 절삭칩을 배출하여 균일한 척킹력을 확보할 수 잇다.

상술한 실시예에서는 배출팁(10)과 공작물이 맞닿는 면이 평면으로 형성되어 있으나 도 5에 도시된 바와 같이 공작물과 맞닿는 면을 굴곡지게 형성할 수도 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 배출팁(10)의 일부에 공작물의 홀보다 큰 직경을 가지는 홈을 형성하여 절삭공구에 의해 절삭되지 않도록 형성할 수도 있다.

이러한 형상 이외에도 공작물의 형태에 따라 배출팁(10)의 형상을 다양한 형태로 구성할 수 있다.

또한, 상기 배출팁(10)은 공작물과 맞닿아 회전되다가 가공 중 공작물의 긁힘이나 스크래치 등을 방지하기 위해 공작물보다 경도가 약한 MC나일론, 황동, 플라스틱 등을 사용할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 사용상태예시도

도 3은 본 발명의 구성예시도

도 4는 본 발명의 구성사시도

도 5 및 도 6은 본 발명의 타실시 예시도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1. 콜렛 2. 콜렛슬리브 3. 압축스프링

4. 푸쉬파이프 5. 에어실린더 6. 실린더로드

7. 고정브라켓 8. 압축스프링 9. 스프링고정축

10. 배출팁 10a. 절삭유배출통로

11. 슬라이드샤프트 12. 샤프트핀

13. 로터리샤프트 14. 하우징

15. 코일스프링 16. 볼베어링

17. 로크너트 18. 칼라

20. 파이프 21. 슬리브

22. 슬리브베어링 23. 부쉬

24. 에어실린더 25. 토글

26. 위치감지스위치

W. 배출팁 S : 스핀들

G : 홈

Claims (8)

1. 공작물을 배출하기 위한 자동선반의 배출장치에 있어서,

   상기 배출장치는 공작물의 단면과 맞닿아 공작물을 지지하는 배출팁(10)과, 상기 배출팁(10)에 결합되어 있는 슬라이드샤프트(11)와, 상기 슬라이드샤프트(11)와 샤프트핀(12)에 의해 결합되며 베어링(16)에 의해 회전이 지지되는 로터리샤프트(13)와, 상기 베어링(16) 및 로터리샤프트(13)의 외부에 형성된 하우징(14)과, 상기 하우징(14)과 일측이 결합되고 타측은 에어실린더(5)에 의해 이동되는 고정브라켓(7)과 결합되어 있는 파이프(20)를 포함하여 구성되며,

   상기 하우징(14)은 에어실린더(5)의 동작으로 이동되는 고정브라켓(7) 및 파이프(20)에 의해 스핀들 내에서 스핀들의 축방향으로 이동되는 것이 특징인 자동선반의 회전식 배출장치
2. 제1항에 있어서,

   상기 공작물은 내부가 중공된 파이프 형태로서 가공시 발생한 칩이 공작물의 단면과 맞닿아 있는 배출팁(10)에 의해 스핀들 내부로 침투되는 것을 방지한 것이 특징인 자동선반의 회전식 배출장치
3. 제1항에 있어서,

   상기 슬라이드샤프트(11)의 일측에는 코일스프링(15)이 형성되어 공작물의 가공으로 발생하는 충격이나 진동을 흡수할 수 있는 것이 특징인 자동선반의 회전 식 배출장치
4. 제1항에 있어서,

   상기 배출팁(10)에는 절삭유배출통로(10a)가 형성되어 공작물의 가공 후 스핀들이나 콜렛(1) 내부에 남아있는 칩을 절삭유로서 배출하는 것이 특징인 자동선반의 회전식 배출장치
5. 제1항에 있어서,

   상기 배출팁(10)은 공작물과 맞닿는 면이 공작물의 형상에 따라 굴곡져 있는 것이 특징인 자동선반의 회전식 배출장치
6. 제1항에 있어서,

   상기 배출팁(10)은 공작물의 홀 가공시 절삭공구에 의해 절삭되는 것을 방지할 목적으로 공작물의 홀 보다 큰 홈(G)이 형성되어 있는 것이 특징인 자동선반의 회전식 배출장치
7. 제1항에 있어서,

   상기 파이프(20)는 에어실린더(5)에 의해 그 위치가 이동되되, 상기 에어실린더(5)에 공기가 유입되어 실린더로드(6)가 전진한 상태에서는 압축스프링(8)이 압축되어 있는 상태가 되고, 상기 에어실린더(5)의 공기가 빠져나가 실린더로드(6)가 후진한 상태에서는 압축스프링(8)에 의해 실린더로드(6) 및 파이프(20)가 원위치되어 결국 배출팁(10)에 의해 공작물(W)이 콜렛(1)의 외부로 배출되는 것이 특징인 자동선반의 회전식 배출장치
8. 제1항에 있어서,

   상기 배출팁(10)은 공작물보다 경도가 약한 MC나일론, 황동, 플라스틱 중 어느 하나인 것이 특징인 자동선반의 회전식 배출장치

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