KR101305422B1 - Cnc 선반용 스핀들 유니트 및 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CNC 선반에 적용될 수 있는 CNC 선반용 스핀들 유니트와 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법에 관한 것으로서, 회전하는 소형 부품에 삽입되어 회전상태로 클램핑할 수 있는 CNC 선반용 스핀들 유니트를 제공함과 아울러 이를 이용하여 밸브에 사용되는 금속패킹을 CNC 선반에서연속 가공할 수 있도록 하여 생산성 향상과, 제조비용 절감 및 획일적인 품질관리가 이루어질 수 있도록 한 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법을 함께 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 CNC 선반용 스핀들 유니트에 있어서; 스핀들의 전방으로 캡 너트를 조립하고, 캡 너트의 전방으로 콜릿(collet)을 배치하여 캡 너트에 렌치볼트로 고정하며; 상기 콜릿의 선단에는 절개홈에 의해 분할된 클로(claw)를 형성하고; 상기 콜릿의 중심으로는 작동핀 내입공을 형성하고, 상기 클로의 내측으로는 작동핀 내입공과 연결되는 테이퍼작동공을 관통되게 형성하며; 상기 작동핀 내입공으로는 선단에 테이퍼작동공에 내입되는 테이퍼작동부가 형성된 작동핀을 내입하고; 상기 작동핀의 후방으로는 슬리브를 결합하며, 슬리브와 캡 너트에 조립된 칼라(collar) 사이에는 압축스프링을 개재하며, 슬리브는 심압대에 설치된 가압수단에 의해 가압될 수 있게 구성하여,
드릴링 공정과; 드릴링된 구멍을 가공하는 리머가공 공정과; 외부에 테이퍼면을 가공하는 외면가공 공정과; 금속패킹 반제품을 클램핑 한 상태에서 절단바이트를 이용하여 반제품을 절단하는 절단공정과; 문자를 마킹하는 문자마킹 공정과; 절단된 면을 가공하는 후면가공 공정과; 후면쪽 구멍의 입구를 가공하는 모따기 공정;을 CNC 선반에서 순차적으로 행하여 밸브용 금속패킹을 제조할 수 있게 하였다.

Description

CNC 선반용 스핀들 유니트 및 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법{Spindle unit for CNC lathe and matal packing manufacturing method for valve which uses this}

본 발명은 CNC 선반에 적용될 수 있는 CNC 선반용 스핀들 유니트와 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 회전하는 소형 부품에 삽입되어 회전상태로 클램핑할 수 있는 CNC 선반용 스핀들 유니트를 제공함과 아울러 이를 이용하여 밸브에 사용되는 금속패킹을 CNC 선반에서 일괄적으로 연속 가공할 수 있도록 하여 생산성 향상과, 제조비용 절감 및 획일적인 품질관리가 이루어질 수 있도록 한 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법을 함께 제공코자 하는 것이다.

밸브에는 금속패킹이 사용되고 있으며, 이들 금속패킹은 CNC 선반과 전용기를 이용하여 대량 생산할 수 있는 여건을 제공하고 있으며, 일반적인 금속패킹 가공방법은 주축대의 척 사이로 공급되는 환봉의 중앙에 드릴로 구멍을 천공하는 드릴링 공정을 행한 후 드릴링된 구멍을 리머(reaming)를 이용하여 정확한 치수로 가공하는 리머가공 공정과, 바이트를 이용하여 환봉의 외부에 테이퍼면을 가공하는 외면가공 공정을 행한 후 절단바이트를 이용하여 테이퍼면이 형성된 부분을 절단하여 반제품을 만드는 절단공정을 행한다.

상기와 같이 금속패킹 반제품을 제조한 상태에서 마킹전용기를 이용하여 테이퍼면에 문자를 마킹하는 문자마킹 공정을 행한 다음, 후면가공 전용기를 이용하여 절단바이트에 의해 절단된 후면을 가공하는 후면가공 공정 및 후면쪽의 구멍 입구를 모따기하는 모따기 공정을 추가로 행하고 있는 실정이었다.

그러나 상기한 바와 같은 금속패킹 가공의 경우 CNC 선반에서의 일괄적인 가공이 어려워 생산성을 향상을 기대하기 어려워 제조비용을 절감하는데 한계가 있었다.

또한 금속패킹 반제품을 마킹전용기나 후면가공 전용기에 재차 고정하여 가공하고 있는 바, 정밀도 저하와 품질관리의 어려움이 있었고, 작업장에 이들 전용기를 추가 설비해야 하므로 공간 활용에 많은 어려움이 있었다.

이에 본 발명자는 상기한 종래 밸브용 금속패킹 가공방법에 따른 제반 문제점을 해결코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 회전하는 소형 부품에 삽입되어 회전상태로 클램핑할 수 있는 CNC 선반용 스핀들 유니트를 제공함과 아울러 이를 이용하여 밸브에 사용되는 금속패킹을 CNC 선반에서 연속 가공할 수 있도록 하여 생산성 향상과, 제조비용 절감 및 획일적인 품질관리가 이루어질 수 있도록 한 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법을 함께 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결수단으로 본 발명에서는 CNC 선반용 스핀들 유니트에 있어서; 스핀들의 전방으로 캡 너트를 조립하고, 캡 너트의 전방으로 콜릿(collet)을 배치하여 캡 너트에 렌치볼트로 고정하며; 상기 콜릿의 선단에는 절개홈에 의해 분할된 클로(claw)를 형성하고; 상기 콜릿의 중심으로는 작동핀 내입공을 형성하고, 상기 클로의 내측으로는 작동핀 내입공과 연결되는 테이퍼작동공을 관통되게 형성하며; 상기 작동핀 내입공으로는 선단에 테이퍼작동공에 내입되는 테이퍼작동부가 형성된 작동핀을 내입하고; 상기 작동핀의 후방으로는 슬리브를 결합하며, 슬리브와 캡 너트에 조립된 칼라(collar) 사이에는 압축스프링을 개재하며, 슬리브는 심압대에 설치된 가압수단에 의해 가압될 수 있게 구성하였다.

또한 본 발명은 주축대의 척 사이로 공급되는 환봉의 중앙에 드릴로 구멍을 천공하는 드릴링 공정과; 드릴링된 구멍을 리머(reaming)를 이용하여 정확한 치수로 가공하는 리머가공 공정과; 바이트를 이용하여 환봉의 외부에 테이퍼면을 가공하는 외면가공 공정과; 절단바이트를 이용하여 반제품을 절단하는 절단공정을 CNC 선반에서 순차적으로 행하고;
마킹바이트를 테이퍼면에 가압 이동하면서 문자를 마킹하는 문자마킹공정과; 바이트를 이용하여 절단된 면을 가공하는 후면가공 공정과; 후면쪽에서 구멍의 입구쪽을 모따기 가공하는 모따기 공정;을 더 행하여 밸브용 금속패킹을 가공함에 있어서;
상기 절단공정은 리머가공된 구멍에 청구항 1의 CNC 선반용 스핀들 유니트의 콜릿 선단에 형성된 클로(claw;5)를 내입한 상태에서 심압대에 설치된 가압수단의 전진으로 슬리브가 전진하면서 작동핀을 가압할 때 작동핀의 테이퍼작동부가 클로의 작동핀 내입공로 내입되어 클로가 벌어지면서 금속패킹 반제품을 클램핑 한 상태에서 이루어지도록 하여 상기 문자마킹공정과, 후면가공 공정과, 모따기 공정이 CNC 선반에서 일괄적으로 이루어질 수 있도록 하였다.

본 발명에서 제공하는 CNC 선반용 스핀들 유니트 및 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법으로 밸브용 금속패킹을 가공할 경우, CNC 선반에서의 일괄적인 가공이 이루어지므로 생산성을 향상시킬 수 있고, 또한 제조비용을 절감할 수 있는 것이다.

그리고 본 발명에 의하면 품질관리가 가능하여 정밀도가 우수란 부품을 생산 조달할 수 있은 것이며, 별도의 마킹작업기나 후면가공기가 필요 없어 작업공간을 효율적으로 사용할 수 있는 부가적인 효과도 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 CNC 선반용 스핀들 유니트의 바람직한 일 실시례를 보인 외형 사시도
도 2는 도 1의 분해사시도
도 3은 본 발명에서 제공하는 CNC 선반용 스핀들 유니트의 단면도
도 4는 본 발명에서 제공하는 CNC 선반용 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법을 보인 개략적인 가공순서도

이하 본 발명에서 제공하는 CNC 선반용 스핀들 유니트 및 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법의 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 CNC 선반용 스핀들 유니트의 바람직한 일 실시례를 보인 외형 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 분해사시도, 도 3은 본 발명에서 제공하는 CNC 선반용 스핀들 유니트의 단면도를 각각 도시한 것이다.

본 발명은 CNC 선반용 스핀들(2)의 구성을 개량한 것으로서, 심압대(100)에 베어링 지지되며, 구동수단(도시되지 않음)에 의해 고속 구동될 수 있도록 한 스핀들(2)을 설치하는 구성은 일반적인 구성이다.

본 발명에서 제공하는 CNC 선반용 스핀들 유니트(1)는 상기 스핀들(2)의 전방으로 캡 너트(3)를 조립하고, 캡 너트(3)의 전방으로 콜릿(collet;4)을 배치하여 캡 너트(3)에 렌치볼트(6)로 고정한다.

상기 콜릿(4)의 선단에는 절개홈(5a)에 의해 분할된 클로(claw;5)를 형성한다.

상기 클로(5)는 3조각 혹은 4조각으로 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 3조각으로 구성된 것이 도시되어 있다.

상기 콜릿(4)의 중심으로는 작동핀 내입공(7)을 형성하며, 상기 클로(5)의 내측으로는 작동핀 내입공(7)과 연결되는 테이퍼작동공(7a)을 관통되게 형성한다.

상기 작동핀 내입공(7)으로는 작동핀(8)이 내입되며, 상기 작동핀(8)의 선단에는 테이퍼작동공(7a)에 내입되어 클로(5)를 확장시키는 테이퍼작동부(8a)를 일체로 형성한다.

그리고 상기 작동핀(8)의 후방으로는 슬리브(9)가 결합되며, 슬리브(9)와 캡 너트(3)에 조립된 칼라(collar:10) 사이에는 압축스프링(11)을 개재하며, 슬리브(9)는 심압대에 설치된 가압수단(12)에 의해 가압될 수 있게 구성한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 CNC 선반용 스핀들 유니트(1)에 의하면 주축대의 척에 물려 있는 금속패킹 반제품(20)의 내경에 클로(5)를 내입시켜 클램핑할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명에서 제공하는 CNC 선반용 스핀들 유니트(1)를 이용하여 금속패킹 반제품(20)의 클램핑코자 할 시에는 먼저 심압대를 이동시켜 클로(5)를 금속패킹 반제품(20)의 내측으로 이동시킨 후 가압수단(12)으로 슬리브(9)를 가압한다.

가압되는 슬리브(9)가 전진할 때 슬리브(9) 결합되어 있는 작동핀(8)이 함께 전진하는데, 작동핀(8)의 선단에 형성되어 있는 테이퍼작동부(8a)가 클로(5) 내측의 테이퍼작동공(7a)에 내입되면서 여러 조각으로 등분되어 있는 클로(5)를 벌여 금속패킹 반제품(20)을 클램핑하며, 이때 슬리브(9)의 전방에 위치하는 압축스프링(11)이 압축된다.

그리고 금속패킹 반제품(20)을 분리코자 할 시에는 상기와는 반대로 가압수단(12)을 후퇴시키면 압축스프링(11)의 팽창력과 함께 작동핀(8)을 후퇴시키며, 이때 클로(5)가 원래 상태로 오므라들면서 언클램핑이 되는 것이다.

도 4는 본 발명에서 제공하는 CNC 선반용 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법을 보인 개략적인 가공순서도를 도시한 것이다.

통상 CNC 선반을 이용한 금속패킹(21) 가공은 주축대의 척 사이로 공급되는 환봉의 중앙에 드릴로 구멍을 천공하는 드릴링 공정(100)을 행한 후 드릴링된 구멍을 리머(reaming)를 이용하여 정확한 치수로 가공하는 리머가공 공정(200)과, 바이트를 이용하여 환봉의 외부에 테이퍼면을 가공하는 외면가공 공정(300)을 행한 후 절단바이트를 이용하여 테이퍼면이 형성된 부분을 절단하여 반제품을 만드는 절단공정(400)을 행하며, 다음으로 외면에 문자를 마킹하는 문자마킹 공정(500)과, 절단바이트에 의해 절단된 후면을 가공하는 후면가공 공정(600) 및 후면쪽의 구멍 입구를 모따기하는 모따기 공정(700)을 별도의 전용기를 이용하여 가공하고 있다.

본 발명에서 제공하는 밸브용 금속패킹 가공방법은 CNC 선반으로 금속팽킹(21)을 가공할 때, 상기에서 제공하는 CNC 선반용 스핀들 유니트(1)를 이용하여 종래 CNC 선반에서 작업이 불가능한 마킹작업과 후면가공 및 후면쪽의 구멍 모따기 작업을 일괄적으로 행할 수 있게 한 것이다.

즉, 본 발명에서는 상기 바이트를 이용하여 환봉의 외부에 테이퍼면을 가공하는 외면가공 공정(300)을 행한 후 리머가공된 구멍에 CNC 선반용 스핀들 유니트(1)의 콜릿(4) 선단에 형성된 클로(claw;5)를 내입하고 작동핀(8)을 전진시켜 금속패킹 반제품(20)을 클램핑 한다.

이때 주축대에 설치된 척에 고정되어 있는 반제품은 정지 상태를 유지하며, 상기 클로(5)는 리머가공된 구멍의 1/2~2/3 깊이까지 내입된 상태로 클램핑이 이루어지게 된다.

상기와 같이 스핀들 유니트(1)로 금속패킹 반제품(20)을 클램핑한 상태에서 주축대의 척은 재차 구동이 이루어고, 이 상태에서 절단바이트를 이용하여 반제품을 절단하는 절단공정(400)을 행한다.

상기와 같이 절단바이트를 이용하여 반제품을 절단한 상태에서 주축대의 척과 스핀들은 정지되는데, 이때 마킹바이트로 가공된 테이퍼면을 가압 이동하면서 문자마킹 공정(500)을 행하게 된다.

문자마킹 공정(500)은 제품의 치수, 제조회사명 등의 정보를 제공하기 위함이다.

상기와 같이 문자마킹 공정(500)이 이루어진 상태에서 스핀들 유니트(1)가 결합되어 있는 심압대가 후퇴하여 주축과 충분한 이격공간을 제공하도록 한 상태에서 스핀들 유니트(1)를 회전시키고, 바이트를 이용하여 절단된 면을 가공하는 후면가공 공정(600)과, 후면쪽에서 구멍의 입구쪽을 모따기 가공하는 모따기 공정(700)을 행한 후 스핀들 유니트(1)의 작동핀(8)을 후퇴시켜 클로(5)에서 완성된 금속패킹(21)이 분리되도록 한 것이다.

이상과 같은 본 발명의 밸브용 금속패킹 가공방법은 CNC 선반을 이용하여 일괄적으로 금속패킹(21)의 가공을 행할 수 있는 것으로, 가공시간을 대폭 단축할 수 있어 생산성 향상과 제작비용 절감 등을 기대할 수 있으며, 센터 작업이 별도로 필요 없으므로 직진도 및 진원도를 정밀하게 가공할 수 있는 등 불량률을 최소화 할 수 있어 우수한 품질의 제품을 안정적으로 공급할 수 있는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:(CNC 선반용) 스핀들 유니트 2:(CNC 선반용) 스핀들
3:캡 너트 4:콜릿
5:클로 5a:절개홈
6:렌치볼트 7:작동핀 내입공
7a:테이퍼작동공 8:작동핀
8a:테이퍼작동부 9:슬리브
10:칼라 11:압축스프링
12:가압수단 20:금속패킹 반제품
21:금속패킹 100:드릴링 공정
200:리머가공 공정 300:외면가공 공정
400:절단공정 500:문자마킹 공정
600:후면가공 공정 700:모따기 공정

Claims (2)

1. CNC 선반용 스핀들 유니트(1)에 있어서;
   스핀들(2)의 전방으로 캡 너트(3)를 조립하고, 캡 너트(3)의 전방으로 콜릿(collet;4)을 배치하여 캡 너트(3)에 렌치볼트(6)로 고정하며;
   상기 콜릿(4)의 선단에는 절개홈(5a)에 의해 분할된 클로(claw;5)를 형성하고;
   상기 콜릿(4)의 중심으로는 작동핀 내입공(7)을 형성하고, 상기 클로(5)의 내측으로는 작동핀 내입공(7)과 연결되는 테이퍼작동공(7a)을 관통되게 형성하며;
   상기 작동핀 내입공(7)으로는 선단에 테이퍼작동공(7a)에 내입되는 테이퍼작동부(8a)가 형성된 작동핀(8)을 내입하고;
   상기 작동핀(8)의 후방으로는 슬리브(9)를 결합하며, 슬리브(9)와 캡 너트(3)에 조립된 칼라(collar:10) 사이에는 압축스프링(11)을 개재하고, 슬리브(9)는 심압대에 설치된 가압수단(12)에 의해 가압될 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 CNC 선반용 스핀들 유니트.
   
2. 주축대의 척 사이로 공급되는 환봉의 중앙에 드릴로 구멍을 천공하는 드릴링 공정(100)과;
   드릴링된 구멍을 리머(reaming)를 이용하여 정확한 치수로 가공하는 리머가공 공정(200)과;
   바이트를 이용하여 환봉의 외부에 테이퍼면을 가공하는 외면가공 공정(300)과;
   절단바이트를 이용하여 반제품을 절단하는 절단공정(400)을 CNC 선반에서 순차적으로 행하고;
   마킹바이트를 테이퍼면에 가압 이동하면서 문자를 마킹하는 문자마킹공정(500)과;
   바이트를 이용하여 절단된 면을 가공하는 후면가공 공정(600)과;
   후면쪽에서 구멍의 입구쪽을 모따기 가공하는 모따기 공정(700);을 더 행하여 밸브용 금속패킹(21)을 가공함에 있어서;
   상기 절단공정(400)은 리머가공된 구멍에 청구항 1의 CNC 선반용 스핀들 유니트(1)의 콜릿(5) 선단에 형성된 클로(claw;5)를 내입한 상태에서 심압대에 설치된 가압수단(12)의 전진으로 슬리브(9)가 전진하면서 작동핀(8)을 가압할 때 작동핀(8)의 테이퍼작동부(8a)가 클로(5)의 작동핀 내입공(7a)로 내입되어 클로(5)가 벌어지면서 금속패킹 반제품(20)을 클램핑 한 상태에서 이루어지도록 하여 상기 문자마킹공정(500)과, 후면가공 공정(600)과, 모따기 공정(700)이 CNC 선반에서 일괄적으로 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법.

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