KR101260746B1 - 테이퍼 척조우를 이용한 센터플러그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 테이퍼 척조우를 이용한 센터플러그 장치는 중공물의 중공부에 삽입하여 중공부의 지름 크기에 따라 센터플러그 역할을 해주는 장치에 관한 것으로서, 테이퍼 척조우의 가이드 역할을 해주는 3개의 구멍을 형성한 테이퍼 척조우 하우징은 중공부에 삽입하고, 상기 3개의 구멍에는 테이퍼 척조우를 형성하며, 심압대의 센터를 이용하여 테이퍼 플랜지는 테이퍼 척조우를 밀어주어 중공부의 지름 크기에 맞게 테이퍼 척조우가 벌어지도록 구성함으로써, 다양한 중공부의 지름크기에 대응할 수 있고, 중공부의 지름크기에 따른 센터플러그를 일일이 만들지 않아도 됨으로써 재료비 및 인건비가 적게 소요될 뿐만 아니라, 매번 센터플러그의 센터 홀을 형성해야하는 작업공수를 줄여주는 테이퍼 척조우를 이용한 센터플러그 장치에 관한 것이다.

Description

테이퍼 척조우를 이용한 센터플러그 장치 {center plug with the chuckjaw of taper}
본 발명은 중공물의 선삭작업을 하기위한 준비단계로 중공부에 삽입하여 센터플러그와 동일한 역할을 하는 장치로서, 더욱 상세하게는 심압대의 센터를 이용하여 테이퍼 플랜지로 3개의 테이퍼 척조우를 동시에 밀어주도록 형성함으로써, 작업공정을 줄여주고, 생산비가 적게 들며, 중공물의 지름 크기에 따라 센터플러그 역할을 하도록 구성된 테이퍼 척조우를 이용한 센터플러그 장치이다.
선삭 가공장치의 일종인 보통선반은 주축대와 심압대 사이에 가공물을 고정시키고, 공작물에 회전운동을 주며, 바이트로 이송 운동과 절삭 운동을 주어 가공한다. 선반은 크게 주축대, 심압대, 왕복대, 척, 회전 공구대, 베드, 이송장치, 유압장치 등으로 구성되어 있으며, 특히 심압대는 가늘고 긴 공작물이나 척에 고정된 상태가 불안한 축 종류의 공작물을 가공할 때 휨 현상이나 떨림 및 이탈되는 것을 방지하기 위하여 공작물 원주 중심을 지지하는 장치이다.
종래의 기술이 적용된 센터플러그(250)는 중공물(200)을 선삭작업 하기 위하여 중공부(205)에 삽입하여 사용하는 일종의 지그로서, 보다 상세하게는 삽입된 센터플러그(250)의 우측에 센터홀(90)을 형성하고 상기 형성된 센터 홀(90)에 심압대 센터(222)를 밀어 넣어 주축과 공작물(200)의 센터를 동일하게 맞춰주는 지그이다.
센터플러그(222)를 주기적으로 사용하는 대표적인 중공물(200)은 저널이 있다.
저널은 선박용 엔진에 들어가는 샤프트의 한 종류로서 크게 메인저널, 스러스트저널, 플랜지저널로 나뉘며 부피와 중량에 따라 50MC,60MC,70MC,80MC, 90MC,96MC,98MC로 나뉘며 정밀한 공차를 요구하는 고가의 부품이다.
상기 원통 형상의 중공물(200)인 저널을 가공하는 순서는 다음과 같다.
저널을 선반에 고정하고 단면을 가공한 후, 가공한 부위를 안쪽으로 다시 주축대에 고정하여 외경부를 황삭 가공하고, 중공부를 황삭가공한 뒤 정삭가공으로 다듬질 한 후, 외경부를 정삭가공 한다.
이때, 외경부의 정삭가공을 하기 위해서는 센터플러그(250)를 중공부(205)에 삽입한 후 센터플러그(250)의 우측에 형성된 센터 홀(90)에 맞춰 심압대의 센터(222)로 고정시켜 줌으로써 저널의 외경부를 정삭할시, 저널의 회전중심을 일정하게 유지하며 안전하게 작업할 수 있다.
저널의 중공부(205)에 센터플러그(250)를 삽입하는 방법은 두 가지 방법이 있는데 첫째는 저널의 중공부(205)를 가열하여 구멍을 키워 센터플러그(250)를 삽입하는 열박음, 둘째는 액체질소나 드라이아이스를 이용하여 센터플러그(250)를 수축시켜 저널의 중공부(205)에 삽입하는 냉간박음이 있으며, 저널의 경우 비중이 크며 정밀한 공차를 요하는 제품이기 때문에 후자의 방법인 냉간박음으로 센터플러그(250)를 삽입한다.
이러한 종래의 기술이 적용된 센터플러그(250)는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 센터플러그(250)는 공차를 맞춰 가공해야 함으로써 고도의 기술을 필요로 하여 많은 인건비가 소요된다.
둘째, 센터플러그(250)를 중공부(205)에 삽입하고 분리할 시, 냉각시킴으로써 수축 응력이 가해져 한번밖에 쓸수없는 일회성을 가진다.
셋째, 센터플러그(250)의 오 제작시, 공작물(200) 전체가 피해를 입음으로써 막대한 손실을 가져올 수 있다.
넷째, 센터플러그(250)를 중공부(205)에 삽입하고 분리하는데에 많은 작업공정을 거쳐야 함으로써, 많은시간이 소요되는 문제점이 있다.
또한 센터플러그(50)는 저널의 중공부(205)의 지름 크기에 따라 일일이 만들어 사용해야하는 문제점 및 매번 센터 홀(90)을 가공해야하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 같은 지름크기의 중공부 일지라도 응력을 받은 센터플러그(250)는 재사용할 수 없음으로써 많은 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.
종래의 기술을 이용하여 중공부에 센터플러그를 삽입하는 작업에서는 중공부의 크기에 따라 일일이 센터플러그를 제작하여 끼워 사용함에 있어서, 일회용으로 사용되어 소비성이 크고, 많은 시간이 소비되며, 센터플러그를 삽입하기까지 많은 공정순서를 거쳐야 하는 번거로운 문제점이 있었다.
한편, 본 발명의 테이퍼 척조우를 이용한 센터플러그 장치는 중공부의 크기에 따라 센터플러그의 역할을 함으로써, 재료비가 적게 소요되며, 조립이 용이할 뿐만 아니라, 지속적으로 재사용할 수 있는데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 테이퍼 척조우 하우징에 3개의 구멍을 형성하고, 상기 구멍에는 테이퍼 척조우가 삽입되도록 형성하며,상기 테이퍼 척조우를 피드백시켜주는 스프링을 형성하고, 테이퍼 척조우와 동일한 테이퍼 값을 가진 테이퍼 플랜지를 형성하여 테이퍼 척조우와 슬라이드 되도록 구성하며, 상기 테이퍼 플랜지와 테이퍼 척조우 하우징을 위치 고정시켜주는 4개의 볼트를 형성함으로써, 동심도와 직각도의 공차를 맞출 수 있는 것이 특징이다.
본 발명에 의한 테이퍼 척조우를 이용한 센터플러그 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 심압대 센터를 이용하여 테이퍼 플랜지를 밀어주면 테이퍼 척조우는 중공부의 지름 크기에 맞춰 고정됨으로써, 조립이 용이할 뿐만 아니라, 공차를 맞추어야 하는 작업을 필요로 하지 않음으로 작업공정이 간단해지는 이점이 있다.
둘째, 기계적 장치를 이용하여 센터플러그 역할을 함으로써, 반영구적으로 사용이 가능하여 재료비가 적게 소요될 뿐만 아니라, 인건비 및 시간을 절약할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 4개의 볼트를 이용하여 테이퍼 척조우 하우징과 테이퍼 플랜지를 위치고정시켜 줌으로써, 정확한 센터를 맞출 수 있어 균일한 품질을 가진 제품을 생산할 수 있는 이점이 있다.
넷째, 장기적인 사용으로 인하여 부품에 마모가 발생할 시, 특정 부품만 교체하여 사용할 수 있는 이점이 있다.
따라서, 테이퍼의 원리를 이용하여 중공부에 테어퍼 척조우를 고정 시킴으로써, 다양한 중공부의 지름크기에 대응할 수 있는 이점이 있다.
따라서, 테이퍼 플랜지와 테이퍼 척 조우의 테이퍼 값을 크게 줄 경우, 테이퍼 척조우의 벌어지는 값도 커짐으로써 중공부의 지름크기에 대응할 수 있는 범위가 넓어지는 이점이 있다.
도 1은 종래의 기술이 적용된 센터플러그의 사용 예를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치의 조립도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치의 분해도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치가 후진한 상태의 단면도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치가 전진한 상태의 단면도.
도 6은 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치를 저널의 중공부에 삽입하여 작업하는 상태를 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치를 단면이 거친 저널의 중공부에 삽입하여 작업하는 상태를 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그의 "B"부의 확대도.
도 9는 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그의 "A"부 확대도.
이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성과 원리를 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술이 적용된 센터플러그(250)의 사용 예를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치(02)의 조립도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치(02)의 분해도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치(02)가 후진한 상태의 단면도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치(02)가 전진한 상태의 단면도로서 함께 설명한다.
일반적인 센터플러그(250)는 중공물(200)을 선삭작업 하기 위해, 중공부(205)에 삽입하여 사용하는 일종의 지그로서, 한번밖에 사용할 수 없는 문제점을 해결하고자 본 발명에서는 중공부(205)의 다양한 지름크기에 대응할 수 있으며, 다시 재사용이 가능하도록 기계적 장치식으로 만든 테이퍼의 원리를 이용한 센터플러그 장치(02)이다.
센터플러그 장치(02)는 크게 테이퍼 척조우 하우징(10), 테이퍼 척조우(12a,12b,12c), 테이퍼 플랜지(11), 너트(22),볼트(20),스프링(15)으로 구성되어 있으며, 테이퍼의 원리를 이용한 센터플러그 장치(02)의 보다 상세한 구성은 다음과 같다.
테이퍼 척조우(12a,12b,12c)의 가이드역할을 하는 원통형상의 테이퍼 척조우 하우징(10)은 중공물(200)의 중공부(205)에 삽입되도록 형성하고, 상기 테이퍼 척조우 하우징(10)의 삽입되지 아니하는 부분에는 탭홀(44)을 형성하여 아이볼트(33)를 체결하며, 상기 테이퍼 척조우 하우징(10)의 삽입되는 원통 부분에는 3개의 구멍(77a,77b,77c)이 형성되고, 상기 형성된 3개의 구멍(77a,77b,77c)에는 3개의 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)가 테이퍼 척조우 하우징(10)의 내부에서 외부로 밀려나오도록 형성되며, 상기 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)의 테이퍼 값과 동일한 테이퍼 값을 가지고 테이퍼 척조우 하우징(10)의 내부에 삽입되어 3개의 테이퍼 척조우(12a, 12b, 12c)를 벌어지도록 하는 테이퍼 플랜지(11)는 3개의 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)를 동시에 벌어지도록 구성되어 있다.
여기서 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)가 테이퍼 플랜지(11)에 의하여 벌어졌다가 복귀할 시, 3개의 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)가 원활히 피드백 할 수 있도록 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)의 양쪽으로 스프링(15)을 형성하고, 테이퍼 플랜지(11)에는 90도 간격으로 4개의 탭홀(80b)을 형성하고, 테이퍼 척조우 하우징(10)에는 상기 테이퍼 플랜지(11)와 동일한 위치에 4개의 홀(80a)을 형성하여 볼트(20)로 위치를 고정시켰으며, 테이퍼 플랜지(11)가 밖으로 빠지지 않도록 너트(22)로 체결 되도록 구성한다.
(실시 예)
이하 첨부되는 도면과 관련하여 본 발명의 구체적인 구성과 실시 예 및 효과를 살펴보면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치(02)를 중공물(200)의 중공부(205)에 삽입하여 작업하는 상태를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치(02)를 단면이 거친 중공물(200)의 중공부(205)에 삽입하여 작업하는 상태를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치(02)의 "B"부의 확대도이다.
도 9는 본 발명의 기술이 적용된 센터플러그 장치(02)의 "A"부 확대도로서 함께 설명한다.
본 발명의 도 6에 대한 실시 예 및 특징을 살펴보면 다음과 같다.
중공물(200)의 중공부(205)에 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)의 가이드 역할을 하는 테이퍼 척조우 하우징(10)을 삽입한 후, 심압대의 센터(222)를 테이퍼 플랜지(11)의 센터 홀(90)에 맞춰 밀어주면 3개의 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)는 테이퍼 플랜지(11)의 테이퍼 면을 따라 슬라이드 운동을 함으로써 중공부(205)의 지름 크기만큼 동시에 벌어진다.
삭제
이때, 테이퍼 플랜지(11)는 최대로 이동할 수 있는 거리만큼 전진하였으나, 더이상 앞으로 전진하지 않도록 테이퍼 끝나는 부분에 단을 형성한다.
여기서, 테이퍼 플랜지(11)와 테이퍼 척조우 하우징(10)의 축을 일치시키기 위하여 4개의 볼트(20)로 위치를 고정하고 너트(22)로 체결하여 테이퍼 플랜지(11)가 밖으로 빠지는 것을 한번 더 방지하였다.
본 발명의 도 7에 대한 실시 예 및 특징을 살펴보면 다음과 같다.
삭제
삭제
이때, 본 도의 중공물(200)의 단면은 가공이 되지 않은 상태로서, 테이퍼 척조우 하우징(10)과 결합되는 부분인 면은 거친 상태로서, 주축과 중공물(200)의 센터는 일치하지 않게 된다.
이러한 문제점을 해결하고자 심압대의 센터(222)로 테이퍼 플랜지(11)의 센터 홀(90)에 맞춰 밀고 있는 상태에서 4개의 볼트(20)로 너트(22)를 조으거나 풀면서 게이지를 이용하여 정확한 센터를 맞출 수 있도록 구성하였으며, 테이퍼 플랜지(11)가 최대 전진한 상태일지라도 테이퍼 척조우 하우징(10)과 테이퍼 플랜지(11) 사이에는 공간(x)이 남도록 형성하여 볼트(20)와 너트(22)가 정확한 중심을 맞추는데 간섭되지 않도록 구성함으로써 주축과 중공축을 일치시키도록 구성한 것이 특징이다.
본 발명의 도 8에 대한 실시 예 및 특징을 살펴보면 다음과 같다.
중공부(205)에 테이퍼 척조우 하우징(10)을 삽입한 후, 심압대의 센터(222)로 테이퍼 플랜지(11)를 밀어 주어 최대 전진한 상태에서, 4개의 볼트(20)는 테이퍼 플랜지(11)의 탭홀(80b)을 통과하여 동일한 위치에 형성된 테이퍼 척조우 하우징(10)의 홀(80a)을 통과하도록 형성하여 테이퍼 플랜지(11)와 테이퍼 척조우 하우징(10)이 고정되도록 구성하고, 테이퍼 플랜지(11)가 밖으로 빠지지 않도록 너트(22)로 한번 더 체결시켜주는 것이 특징이다. 또한, 4개의 볼트(20)와 너트(22)의 죄임과 풀림을 조절하여 주축과 공작물의 정확한 센터를 맞춰줌으로써, 주축과 중공축은 동심도를 얻을 수 있으며, 주축과 테이퍼 플랜지의 단면은 직각도를 얻을 수 있어 균일한 품질의 제품을 생산할 수 있는 것이 특징이다.
본 발명의 도 9에 대한 실시 예 및 특징을 살펴보면 다음과 같다. 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)가 테이퍼 플랜지(11)에 의하여 벌어졌다가 복귀할 시, 3개의 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)가 원활히 피드백 할 수 있도록 테이퍼 척조우 (12a,12b,12c)의 양쪽에 스프링(15)을 형성하고, 상기 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)의 양쪽으로 형성된 스프링(15)과 접촉되는 테이퍼 척조우 하우징(10)에 스프링 홈(55)을 스프링(15) 지름크기와 동일하게 형성하여 스프링(15)이 고정되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
10: 테이퍼 척조우 하우징 11: 테이퍼 플랜지
12a,12b,12c: 테이퍼 척 조우 15: 스프링
77a,77b,77c: 테이퍼 척조우가 들어갈 구멍
22: 너트 20: 볼트
33: 아이볼트 200: 저널(중공물)
15: 스프링 205: 중공부
33: 아이볼트 90:센터 홀

Claims (4)

  1. 중공물(200)의 중공부(205)에 삽입하여 중공부(205)의 지름 크기에 따라 자동으로 3개의 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)가 동시에 벌어져 센터플러그(250) 역할을 하는 장치에 있어서,
    상기 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)의 가이드역할을 하는 원통형상의 테이퍼 척조우 하우징(10)은 중공물(200)의 중공부(205)에 삽입되도록 형성하고, 상기 테이퍼 척조우 하우징(10)에는 3개의 구멍(77a,77b,77c)이 형성되며, 상기 형성된 3개의 구멍(77a,77b,77c)에는 3개의 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)가 테이퍼 척조우 하우징(10)의 내부에서 외부로 밀려나오도록 형성되고, 일측이 상기 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)의 테이퍼 값과 동일한 테이퍼 값을 가지고 테이퍼 척조우 하우징(10)의 내부에 삽입되어 3개의 테이퍼 척조우(12a, 12b, 12c)를 동시에 벌어지도록 하는 테이퍼 플랜지(11)와 상기 테이퍼 플랜지(11)의 타측에 센터 홀(90)을 형성하고,
    상기 센터 홀(90)에 심압대의 센터(222)가 끼워져 테이퍼 플랜지(11)가 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)를 밀어주도록 구성하고, 상기 테이퍼 플랜지(11)에는 90도 간격으로 4개의 탭홀(80b)을 형성하며,상기 테이퍼 플랜지(11)에 형성된 탭홀(80b)과 동축상에 위치하도록 테이퍼 척조우 하우징(10)에 90도 간격으로 4개의 홀(80a)을 형성하고, 상기 형성된 탭홀(80b)과 홀(80a)에는 4개의 볼트(20)를 삽입하여 너트(22)로 한번 더 체결되도록 구성하며, 테이퍼 플랜지(11)가 최대 전진시에도 테이퍼 척조우 하우징(10)과 테이퍼 플랜지(11) 사이에는 항상 공간이 형성되도록 구성된 테이퍼 척조우를 이용한 센터플러그 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)의 원활한 피드백을 위해 양쪽으로 스프링(15)을 형성하고, 상기 테이퍼 척조우(12a,12b,12c)의 양쪽으로 형성된 스프링(15)과 접촉되는 테이퍼 척조우 하우징(10)에 스프링 홈(55)을 스프링(15) 지름크기와 동일하게 형성하여 스프링(15)이 고정되도록 구성한 것을 특징으로 하는 테이퍼 척조우를 이용한 센터플러그 장치.
  4. 삭제
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