KR101401191B1 - 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치는, 일측에 제1 클램핑 유로(11)와 제1 언클램핑 유로(12)가 형성되고, 하측 측방에 제2, 제3 클램핑 유로(13)(14)와 제2 언클램핑 유로(15)가 형성되는 메인 바디(10a), 메인바디(10a)의 내측에 배치되고 센터 샤프트(110)의 동력을 메인 스핀들(120)에 전동하며 제1 클램핑 유로(11)와 제1 언클램핑 유로(12)에 공급되는 유압에 의해 구동되어 센터 샤프트(110)의 동력을 인덱스 하우징(330)에 전동하는 동력단속부, 메인바디(10a)의 하측에 배치되고 제2 클램핑 유로(13)와 제2 언클램핑 유로(15)에 공급되는 유압에 의해 인덱스 하우징(330)을 클램핑 또는 언클램핑하는 인덱스 하우징 클램핑부 및 인덱스 하우징(330)의 하측에 고정되어 메인 스핀들(120)의 축 방향과 평행하게 공구가 장착되는 제1 공구 장착대(210)와 메인 스핀들(120)의 축 방향과 직각방향으로 공구가 장착되는 제2 공구 장착대(220)로 구성하는 인덱스 바디(200)를 포함한다.

공작기계, 인덱스, 어태치먼트, 5면 가공

Description

공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치 {Attachment index device of machine tools}

본 발명은 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공구가 장착된 어태치먼트를 가공품의 가공 방향으로 회전시키고, 어태치먼트가 회전된 위치를 유지할 수 있도록 하여 가공품의 상면과 사방을 가공할 수 있도록 하는 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치에 관한 것이다.

공작기계가 대형화 되면서 가공품의 5면(평면, 정면, 배면, 좌측면, 우측면)을 하나의 공작기계에서 연속 작업이 가능하게 되었다.

즉 가공품을 베드에 장착한 상태에서 베드가 전후 방향으로 이동되고, 공구가 좌우 상하방향으로 이동되면서 가공품을 가공하게 된다.

상술한 바와 같이 가공품의 5면을 가공하기 위해서는 공구의 방향을 전환시켜 주어야 하고, 이렇게 공구의 특정한 방향으로 전환하기 위해서 어태치먼트 인덱스 장치를 이용하며, 종래의 어태치먼트 인덱스 장치를 살펴보면 다음과 같다.

종래의 어태치먼트 인덱스 장치는 첨부도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명 한다.

첨부도면 도 1은 종래의 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치를 설명하기 위한 예시도면이고, 도 2 및 도 3은 종래의 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치의 작용을 설명하기 위한 예시도면으로서, 도 2는 어태치먼트 인덱스 장치의 작동 전이고, 도 3은 어태치먼트 인덱스 장치의 작동 후를 나타낸 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 메인바디(10)에는 내측에 센터 샤프트(110)와 메인 스핀들(120)에 회전가능하게 배치되고, 또한 센터 샤프트(110)의 하측에 배치되어 클러치 작용에 의해 인덱스 하우징(50)을 구동시키도록 배치되며, 메인바디(10)의 하측에는 상술한 인덱스 하우징(50)의 하측에 인덱스 바디(200)가 장착된다.

또한, 상술한 인덱스 바디(200)의 하측에는 제1 공구 장착대(210)가 배치되고, 상술한 인덱스 바디(200)의 측방에는 제2 공구 장착대(220)가 배치되며, 제1, 제2 공구 장착대(210)(220)는 상술한 메인 스핀들(120)의 동력을 전달받아 공구를 구동시킨다.

특히 상술한 제1 공구 장착대(210)는 수직방향으로 배치되는 것으로 공작물에 평면 방향으로 접근하여 공작물을 가공하도록 하는 것이고, 제2 공구 장착대(220)는 공작물의 측방에서 접근하여 공작물을 가공하도록 하는 것이며, 특히 인덱스 바디(200)의 자세에 따라서 공작물의 전방, 후방, 좌측방 또는 우측방에 접근하면서 공작물을 가공하는 것이다.

상술한 인덱스 하우징(50)을 회전시키는 구성은 첨부도면 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 센터 샤프트(110)의 하단과 메인 스핀들(120)의 상단에 커플링(130)이 장착되어 센터 샤프트(110)의 동력을 메인 스핀들(120)에 항상 전달한다.

또한, 상술한 커플링(130)의 하단 외측에 인덱스기어부재(140)가 장착되고, 상술한 인덱스 하우징(50)의 상측에는 클러치 기어부재(150)가 장착되며, 인덱스 기어부재(140)의 하단 내주면에 인덱스 기어(141)가 형성되고, 클러치 기어부재(150)의 상단 외주면에 클러치 기어(151)가 형성되며, 인덱스 기어(141)와 클러치 기어(151)는 서로 맞물리거나 분리될 수 있게 배치된다.

즉 인덱스 하우징(50)이 상승하면 인덱스 기어(141)와 클러치 기어(151)는 서로 맞물리고, 인덱스 하우징(50)이 하강하면 인덱스 기어(141)와 클러치 기어(151)는 서로 분리된다.

상술한 인덱스 하우징(50)의 외주에는 유공압 분배블록(100)이 배치되고, 유공압 분배블록(100)은 각 요소에 유압 또는 공압, 절삭액, 냉각액 등을 외부로부터 공급받아 주축의 내부구성요소 또는 가공영역 등의 적소에 공급하도록 하는 것이다.

또한, 인덱스 하우징(50)은 인덱스 지령에 따라 소정의 방향으로 회전하고, 회전된 위치를 유지하기 위하여 고정되는데, 이에 대한 설명은 첨부도면 도 1 또는 도 2 및 도 3의 상세도를 참조하여 설명한다.

메인 바디(10)의 상측에는 액추에이터(20)가 배치되고, 그 액추에이터(20)의 로드(30)에는 인상플레이트(40)가 장착되며, 도 1에서는 로드(30)를 1개만을 나타 내었으나 복수개로 배치될 수 있으며 일례로서 4개가 배치될 수 있다.

상술한 인상플레이트(40)는 메인바디(10)의 내부로 배치되어 상술한 인덱스 하우징(50)을 받친다.

즉 상술한 인상플레이트(40)는 상측에 제1 턱(41)이 형성되고, 상술한 인덱스 하우징(50)의 하측에는 제2 턱(51)이 형성되며, 제1 턱(41)이 제2 턱(51)에 얹히는 구성으로써, 인상플레이트(40)의 승강에 따라 인덱스 하우징(50)이 승강되는 것이다.

또한, 메인바디(10)의 하측에는 받침 커버(60)가 장착되고, 받침 커버(60)의 상면(61)에 상술한 인상플레이트(40)의 인상플레이트 저면(42)이 닿도록 하여 인상플레이트(40)가 하강할 때 인상플레이트(40)와 인덱스 하우징(50)의 낙하를 방지하도록 한 것이다.

또한, 상술한 받침 커버(60)의 저면에 고정 커빅 커플링(70)이 장착되고, 인덱스 하우징(50)의 하측 외주에 회전 커빅 커플링(80)이 장착되며, 상술한 고정 커빅 커플링(70)과 회전 커빅 커플링(80)은 서로 맞물려 접할 수 있도록 구성된다.

즉, 상술한 고정 커빅 커플링(70)과 회전 커빅 커플링(80)이 대향하는 면에는 치차가 형성되어 있는 것으로, 고정 커빅 커플링(70)과 회전 커빅 커플링(80)의 치차가 서로 맞물린 상태에서는 회전 커빅 커플링(80)이 회전하지 못하도록 억류된 상태가 되고, 고정 커빅 커플링(70)과 회전 커빅 커플링(80)의 치차가 이격된 상태에서는 회전 커빅 커플링(80)의 회전이 자유로운 것이다.

또한, 인덱스 하우징(50)의 하측에는 에어커튼 블록(91)이 더 배치될 수 있 고, 고정 커빅 커플링(70)과 회전 커빅 커플링(80)의 외주면에는 에어커튼 커버링(90)이 배치되며, 에어커튼 커버링(90)은 상술한 받침 커버(60)의 하측에 고정된다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 어태치먼트 인덱스 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

초기 상태에는 도 2에 나타낸 바와 같이 인덱스 기어(141)와 클러치 기어(151)가 이격된 상태를 유지하고, 고정 커빅 커플링(70)과 회전 커빅 커플링(80)이 맞물린 상태이다.

즉, 센터 샤프트(110)를 통해 전달되는 동력은 메인 스핀들(120)에 전달되어 제1 공구 장착대(210) 또는 제2 공구 장착대(220)에 장착된 공구를 구동시키면서 공작물을 가공하게 된다.

이후 공작기계의 제어부로부터 인덱스 지령이 발생되면 센터 샤프트(110)가 정지되고, 액추에이터(20)가 구동되어 인상플레이트(40)를 하강시키며 이때 인상플레이트(40)가 하강하는 행정거리(S)는 15mm 내지 25mm 일 수 있다.

상술한 행정거리(S)는 상술한 인덱스 기어(141)와 클러치 기어(151)가 맞물리거나 맞물림이 완전하게 해제되도록 하기위해 반드시 필요한 거리이다.

상술한 바와 같이 인상플레이트(40)가 하강하면 도 3에 나타낸 바와 같이 인상플레이트(50)에 얹혀있던 인덱스 하우징(50)이 상술한 행정거리 만큼 하강하면서 고정 커빅 커플링(70)과 회전 커빅 커플링(80)의 사이가 벌어진다.

또한, 고정 커빅 커플링(70)과 회전 커빅 커플링(80)의 사이에는 에어커튼 영역이 발생되고 에어커튼 커버링(90)은 외부로부터 이물질의 유입을 방지하게 된다.

또한, 인덱스 하우징(50)의 하강에 따라 인덱스 하우징(50)에 장착된 유공압 분배블록(100)과 클러치 기어부재(150)가 하강하며, 인덱스 기어(141)와 클러치 기어(151)가 맞물린다.

이후, 센터 샤프트(110)에 동력이 전달되어 인덱스 지령에 해당하는 위치로 상술한 인덱스 하우징(50)을 회전시킨다.

이후, 액추에이터(20)가 역구동하여 인상플레이트(40)를 인상하고, 인상플레이트(40)는 인덱스 하우징(50)을 행정거리 만큼 인상시켜 도 2에 나타낸 바와 같이 인덱스 기어(141)와 클러치 기어(151)가 이격된 상태를 유지하고, 고정 커빅 커플링(70)과 회전 커빅 커플링(80)이 맞물린 상태로 복귀하는 것이고, 고정 커빅 커플링(70)과 회전 커빅 커플링(80)이 맞물리도록 함으로써 인덱스 하우징(50)이 임의로 회전하지 못하도록 하는 것이다.

상술한 바와 같이 구성되고 작동하는 종래의 어태치먼트 인덱스 장치는 다음과 같은 문제점이 지적된다.

인덱스 하우징(50)을 인상시키기 위해 액추에이터(20)와 로드(30)가 배치되어야 하고, 특히 로드(30)의 길이는 공작기계의 상측까지 배되므로 통상적으로 1.2M이상의 길이로서 무척 길고, 또한 안정적인 인상을 위해서 반드시 복수 개를 배치하여야 하며 상측에 공작기계의 상측에 액추에이터(20)를 배치함으로써 공작기계의 전체적인 높이가 높아지는 문제점이 있다.

또한, 공작물의 가공 중에는 지속적으로 인덱스 하우징(50)을 인상시킨 상태가 유지되어야 하고 특히 로드(30)의 길이가 긺으로써 진동 또는 흔들림이 발생되고 불안정한 상태가 발생될 수 있다.

다른 한편으로, 상술한 인덱스 하우징(50)은 소정의 행정거리 만큼 인상되는 것으로 구동될 때마다 공작기계에 충격이 가해지고, 특히 행정거리가 15mm 내지 25mm로서 무척 긴 거리를 이동된 후에 멈추는 것으로 멈추는 순간에 기계의 구성요소간의 충돌로 인하여 충격이 발생되어 공작기계의 정밀도에 악영향을 끼치는 문제점이 있다.

또 다른 한편으로, 인상플레이트(40)가 인상될 때에 인덱스 하우징(50)을 포함하여 유공압 분배블록(100)까지 이동됨으로서 액추에이터(20)에 많은 부하가 작용하는 문제점이 있다.

또 다른 한편으로, 고정 커빅 커플링(70)과 회전 커빅 커플링(80)이 이격될 때에 15mm 내지 25mm 만큼 넓게 벌려짐으로써 비록 에어커튼 영역이 형성되어도 에어커튼의 공압이 약화되어 공작물을 가공할 때 발생한 칩이 더욱 쉽게 스핀들의 내부로 유입될 수 있는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 어태치먼트 인덱스 장치에서 필요로 하였던 액추에이터와 로드가 없이 인덱스 하우징을 회전 구동시키기 위해 필요한 최소한의 행정거리를 확보할 수 있도록 함과 아울러 인덱스 하우징의 승강에 따른 충격이 발생되지 않도록 하고, 인덱스 하우징의 승강 및 회전이 더욱 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치는, 일측에 제1 클램핑 유로와 제1 언클램핑 유로가 형성되고, 하측 측방에 제2, 제3 클램핑 유로와 제2 언클램핑 유로가 형성되는 메인 바디; 상기 메인바디의 내측에 배치되고 센터 샤프트의 동력을 메인 스핀들에 전동하며 상기 제1 클램핑 유로와 상기 제1 언클램핑 유로에 공급되는 유압에 의해 구동되어 상기 센터 샤프트의 동력을 인덱스 하우징에 전동하는 동력단속부; 상기 메인바디의 하측에 배치되고 상기 제2 클램핑 유로와 제2 언클램핑 유로에 공급되는 유압에 의해 인덱스 하우징을 클램핑 또는 언클램핑하는 인덱스 하우징 클램핑부; 및 상기 인덱스 하우징의 하측에 고정되어 상기 메인 스핀들의 축 방향과 평행하게 공구가 장착되는 제1 공구 장착대와 상기 메인 스핀들의 축 방향과 직각방향으로 공 구가 장착되는 제2 공구 장착대로 구성하는 인덱스 바디;를 포함한다.

또한, 상기 동력 단속부는, 센터 샤프트의 하측과 메인 스핀들의 상측에 각각 맞물리고 외주면에 제1, 제2 베어링이 배치되며 하측에 인덱스기어가 형성되는 커플링 클러치 부재; 상기 메인바디의 내부에 배치되고 상기 제 1 클램핑 유로와 상기 제1 언클램핑 유로에 연통되는 실린더 블록; 상기 실린더 블록의 내측에 배치되고 내주면에 상기 제1, 제2 베어링의 외륜이 장착되며 상기 제 1 클램핑 유로 또는 상기 제1 언클램핑 유로에 공급되는 유압에 의해 구동되는 피스톤 부재; 및 상기 인덱스 하우징의 상측 바깥 둘레에 고정되고 상기 인덱스 기어와 맞물리는 클러치 기어가 형성되는 클러치 기어부재;로 구성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 커플링 클러치 부재는, 바깥 둘레에 제1 받침 턱이 형성되고, 상기 제1 받침 턱에 상기 제1, 제2 베어링의 내륜이 장착되며, 상기 제1, 제2 베어링의 내륜의 상측에 제1 부싱이 장착되고 상기 제1 부싱의 상측에 너트부재가 체결되는 것과, 상기 피스톤 부재는, 내주면에 제2 받침 턱이 형성되고, 상기 제2 받침 턱에 상기 제1, 제2 베어링의 외륜이 장착되며, 상기 제1, 제2 베어링의 외륜의 상측에 제2 부싱이 장착되고 상기 제2 부싱은 상기 피스톤 부재의 상측에 고정되는 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 베어링과 상기 제2 베어링의 사이에 칼럼이 더 배치되는 것일 수 있다.

또한, 상기 실린더 블록은, 상측에 커버 부재가 더 배치되어 상기 피스톤 부재의 피스톤의 이동을 제한하는 것일 수 있다.

또한, 상기 커버 부재의 한쪽에 볼 플런저가 더 고정 배치되고, 상기 볼 플런저의 볼 헤드가 상기 피스톤 부재에 삽입되어 상기 피스톤 부재의 낙하를 방지하는 것일 수 있다.

또한, 상기 인덱스 하우징 클램핑부는, 상기 인덱스 하우징의 외주에 고정되고 상기 인덱스 피스톤에 얹히는 서포터 디스크; 상기 메인바디의 하측에 고정되고 상측에 제1 치차가 형성되며 상기 제1 치차는 상기 제2 언클램핑 유로의 단부의 위치에 배치되는 고정 커빅 커플링; 상기 인덱스 하우징의 하측에 고정되고 상측에 상기 제1 치차와 대등한 높이에 제2 치차가 형성되며 하측상면이 상기 고정 커빅 커플링의 하측에 밀착되는 회전 커빅 커플링; 및 상기 메인바디의 하측 내부에 배치되고 상기 제3 클램핑 유로와 상기 제2 언클램핑 유로에 공급되는 유압에 의해 승강되며 하측에 제3 치차가 형성되어 하강할 때 상기 제1, 제2 치차와 맞물리는 클램핑 커플링로 구성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 메인 바디의 하측에 고정되고 상기 고정 커빅 커플링과 상기 회전 커빅 커플링의 바깥 둘레에 에어커튼 커버링이 더 배치되는 것일 수 있다.

또한, 상기 메인바디의 내측에 배치되고 상기 제3 클램핑 유로에 공급되는 유압에 의해 구동되어 상기 인덱스 하우징을 승강시키는 인덱스 하우징 승강부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 인덱스 하우징 승강부는, 상기 인덱스 하우징의 외주에 고정되는 서포터 디스크; 및 상기 메인 바디의 내측에 장착되어 상기 제3 클램핑 유로에 공급되는 유압에 의해 구동되는 인덱스 피스톤으로 구성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 서포터 디스크와 상기 인덱스 피스톤의 사이에 니들 베어링이 더 배치되고, 상기 니들 베어링의 상측 또는 하측에 틈새(t1)가 형성되는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치는 인덱스 지령을 받아 인덱스 하우징을 구동할 때에 인덱스 하우징의 승강 행정거리는 최소화할 수 있어 인덱스하우징의 승강에 따른 충격이 발생되지 않는 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치는 종래의 액추에이터와 로드가 배제됨으로써 종래의 어태치먼트 인덱스 장치에서 발생되었던 소음과 진동 또는 흔들림의 문제점을 해소할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치는 인덱스 하우징의 승강의 행정거리가 극히 작은 간격으로 이동되므로 외부로부터 이물질의 유입을 더욱 효과적으로 차단할 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하고, 종래의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 부여하고 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치를 설명하기 위한 예시도면이고, 첨부도면 도 5는 도 4에서 요부를 발췌하여 확대한 상세도면이다.

도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치는 메인바디(10a)의 내측에 센터 샤프트(110)와 메인 스핀들(120)이 회전가능하게 배치되고, 메인 스핀들(120)의 외주에 인덱스 하우징(330)이 회전가능하게 배치되며, 인덱스 하우징(330)의 상측에는 상술한 센터 샤프트(110)의 동력을 전달받거나 차단되는 커플링 클러치 부재(310)가 배치되고, 인덱스 하우징(330)의 하측에는 인덱스 하우징(330)의 움직임을 방지하는 고정 커빅 커플링(410), 회전 커빅 커플링(420) 및 클램핑 커플링(430)이 배치된다.

또한, 인덱스 하우징(330)의 하측에는 인덱스 바디(200)가 장착되고, 인덱스 바디(200)에는 상술한 메인 스핀들(120)의 축 방향과 평행하게 공구가 장착되는 제1 공구 장착대(210)와 상기 메인 스핀들(120)의 축 방향과 직각방향으로 공구가 장착되는 제2 공구 장착대(220)로 구성된다.

또한, 인덱스 하우징(330)의 바깥 둘레에 유공압 분배블록(100)이 더 배치될 수 있다.

상술한 커플링 클러치 부재(310)의 구성과 작용은 첨부도면 도 6을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 6은 도 5의 A부분을 발췌하여 상세하게 나타낸 예시도면으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치에서 클러치 부분의 작용 전후의 작동관계를 설명하기 위한 도면이다.

즉, 중심선(CL)을 기준으로 왼쪽은 작동 전(인덱스 부 클램핑 상태)을 나타낸 예시도면이고, 중심선(CL)을 기준으로 오른쪽은 작동 후(인덱스 부 언클램핑 상태)를 나타낸 예시도면이다.

도 6에 나타낸 바와 같이 센터 샤프트(110)의 하측과 메인 스핀들(120)의 상측은 스플라인이 형성되어 있고, 상술한 센터 샤프트(110)의 하측과 메인 스핀들(120)의 상측은 커플링 클러치 부재(310)를 매개로 연결된다.

또한, 상술한 커플링 클러치 부재(310)의 외주에는 피스톤 부재(340)가 회전가능하게 배치되고, 피스톤 부재(340)는 실린더 블록(360)에서 유압에 의해 승강되며, 실린더 블록(360)은 상술한 메인바디(10a)의 내측에 고정된다.

상술한 커플링 클러치 부재(310)의 내주면에는 스플라인이 형성되고, 하측 내주면에는 인덱스 기어(313)가 형성되며, 커플링 클러치 부재(310)의 외주면에 제1 받침 턱(311)이 형성되고, 커플링 클러치 부재(310)의 상단외측에는 수나사(312)가 형성된다.

상술한 커플링 클러치 부재(310)는, 제1 받침 턱(311)에 제1, 제2 베어링(351)(352)의 내륜이 삽입되어 얹히고, 상측의 제1 베어링(351)의 상측에는 제1 부싱(314)이 장착되며 상술한 수나사(312)에 너트 부재(315)가 체결되어 상술한 제1, 제2 베어링(351)(352)을 억류한다.

또한, 상술한 제1 베어링(351)과 제2 베어링(352)의 사이에는 칼럼(353)이 더 배치될 수 있고, 칼럼(353)은 제1 베어링(351)과 제2 베어링(352)의 거리를 일정하게 유지시켜 준다.

상술한 피스톤 부재(340)는 외주면에 피스톤(341)이 형성되고 내주면에 제2 받침 턱(342)이 형성된다.

상술한 제2 받침 턱(342)에는 상술한 제1, 제2 베어링(351)(352)의 외륜이 장착되고, 상측의 제1 베어링(351)의 상측에는 제2 부싱(344)이 장착되며 제2 부싱(344)은 피스톤 부재(340)에 고정되어 상술한 제1, 제2 베어링(351)(352)을 억류한다.

상술한 제1, 제2 베어링(351)(352)은 축 방향과 레이디얼 방향의 하중에 대응할 수 있는 복합 기능의 베어링일 수 있고 예를 들어 앵귤러 베어링일 수 있다.

상술한 실린더 블록(360)은 내측에는 상술한 피스톤 부재(340)의 피스톤(341)이 수용되고, 상술한 피스톤(341)의 상측과 하측에 각각 유압이 가해지도록 제1 포트(361)와 제2 포트(362)가 형성된다.

또한, 상술한 실린더 블록(360)의 상측에는 피스톤(341)의 이동을 한계를 제한하는 커버 블록(370)이 장착될 수 있다.

다른 한편으로 상술한 커버 블록(370)에는 볼 플런저(380)가 더 배치될 수 있고, 상술한 피스톤 부재(340)의 바깥 둘레에 홈이 형성될 수 있으며, 상술한 볼 플런저(380)의 볼 헤드는 상술한 피스톤 부재(340)의 홈에 삽입될 수 있다.

상술한 볼 플런저(380)는 상술한 실린더 블록(360)에 가해지는 유압이 예상하지 못한 이유로 인하여 공급 중지되었을 때에 볼 플런저(380)에 의해 피스톤 부재(340)를 지탱하는 것으로 피스톤 부재(340)가 낙하하는 것을 방지하는 일종의 안전장치이다.

상술한 메인 바디(10a)가 한쪽에는 상술한 제1 포트(361)와 제2 포트(362)에 각각 통하는 제1 클램핑 유로(11)와 제1 언클램핑 유로(12)가 형성된다.

또한, 상술한 인덱스 하우징(330)의 상측에는 클러치 기어 부재(320)가 고정된다.

상술한, 클러치 기어 부재(320)는 상측 바깥 둘레에 클러치 기어(321)가 형성되고 클러치 기어(321)는 상술한 인덱스 기어(313)와 맞물릴 수 있게 대응되는 형상으로 형성된다.

상술한 인덱스 하우징(330)은 인덱스 지령에 따라 소정의 각도로 회전하고 회전이 정지된 상태의 방향이 유지되어야 하며 이에 대한 설명은 첨부도면 도 7 및 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 7 및 도 8은 도 5의 B부분을 발췌하여 상세하게 나타낸 예시도면으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치의 작용 을 설명하기 위한 예시도면으로서, 도 7은 어태치먼트 인덱스 장치의 작동 전이고, 도 8은 어태치먼트 인덱스 장치의 작동 후를 나타낸 도면이다.

상술한 메인바디(10a)의 하측에 제3 클램핑 유로(14)가 형성되고, 상술한 제3 클램핑 유로(14)에 공급되는 유압에 의해 상승되는 인덱스 피스톤(450)이 설치된다.

또한, 상술한 인덱스 피스톤(450)의 내주면에는 상술한 인덱스 하우징(330)의 바깥 둘레가 배치되어 회전될 수 있다.

또한, 상술한 인덱스 하우징(330)의 바깥 둘레에는 서포터 디스크(440)가 고정 장착되고, 상술한 서포터 디스크(440)는 상술한 인덱스 피스톤(450)의 상측에 얹히는 형태로 배치된다.

또한, 상술한 서포터 디스크(440)와 상술한 인덱스 피스톤(450)의 사이에는 니들 베어링(460)이 더 배치될 수 있고, 니들 베어링(460)의 상측 또는 하측에는 가공공차에 의한 틈새(t1)가 형성될 수 있다.

즉 제3 클램핑 유로(14)를 통하여 유압이 공급되면 상술한 인덱스 피스톤(450)은 상측으로 이동하여 니들 베어링(460)을 압착하고, 이때 가공공차에 의한 틈새(t1)가 존재하므로 니들 베어링(460)의 변형은 일어나지 않는 것이다.

또한, 상술한 메인바디(10a)의 하측에는 제2 클램핑 유로(13)와 제2 언클램핑(15)유로가 형성된다.

또한, 상기 메인바디(10a)의 하측에 고정 커빅 커플링(410)이 고정되는데, 고정 커빅 커플링(410)은 상측에 제1 치차(411)가 형성되며 상기 제1 치차(411)는 상기 제2 언클램핑 유로(15)의 단부의 위치되도록 배치된다.

또한, 상술한 인덱스 하우징(330)의 하측에 회전 커빅 커플링(420)이 고정되는데, 회전 커빅 커플링(420)은 상측에 상기 제1 치차(411)와 대등한 높이에 제2 치차(421)가 형성되고 하측상면(422)이 상술한 고정 커빅 커플링(410)의 하측에 밀착되도록 배치된다.

또한, 메인바디(10a)의 하측 내부에 클램핑 커플링(430)이 배치되는데, 클램핑 커플링(430)은 상술한 제3 클램핑 유로(14)와 상술한 제2 언클램핑 유로(15)에 공급되는 유압에 의해 승강되는 것으로, 더욱 상세하게는 상술한 제2 클램핑 유로(13)에 유압이 공급되면 클램핑 커플링(430)은 하강하고, 상술한 제2 언클램핑 유로에 유압이 공급되면 클램핑 커플링(430)은 상승하는 것이다.

또한, 클램핑 커플링(430)은 하측에 제3 치차(431)가 형성되고, 클램핑 커플링(430)이 하강하였을 때에 상술한 제3 치차(431)는 상술한 제1, 제2 치차(411)(421)와 맞물린다.

또한, 상술한 메인바디(10a)의 하측에는 에어커튼 커버링(90)이 더 배치될 수 있고, 상술한 고정 커빅 커플링(410)의 외주면과 상술한 회전 커빅 커플링(420)의 외주면은 상술한 에어커튼 커버링(90)의 내주면에 닿을 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치의 작용을 첨부도면 도 4 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.

초기에는 도 6에 나타낸 바와 같이 인덱스 하우징(330)이 클램핑 되어 고정 된 상태를 유지하는 것으로 제1 언클램핑 유로(12)에 유압이 작용하여 피스톤 부재(340)가 하강된 상태가 유지되고, 이로써 인덱스 기어(313)와 클러치 기어(321)는 서로 이격되며, 도 7에 나타낸 바와 같이 제3 클램핑 유로(14)에 유압이 작용하여 인덱스 피스톤(350)은 상승하여 니들 베어링(460)이 압착된 상태이며, 제2 클램핑 유로(12)에 유압이 작용하여 클램핑 커플링(430)이 하강한 상태로서 클램핑 커플링(430)의 제3 치차(431)는 제1, 제2 치차(411)(421)와 맞물린 상태를 유지한다.

따라서 센터 샤프트(110)가 구동되면 그 구동력은 커플링 클러치 부재(310)를 통해 메인 스핀들(120)에 직접 전달되고, 메인 스핀들(120)은 제1 공구 장착대(210) 또는 제2 공구 장착대(220)의 공구를 구동시키면서 공작물을 가공하게 된다.

특히 상측의 틈새(t1)는 인덱스 피스톤(450)이 서포터 디스크(440)에 압착됨으로서 틈새가 좁혀진 상태이고, 고정 커빅 커플링(410)의 저면(412)과 회전 커빅 커플링(420)의 상면(422)이 이루는 틈새(t2)는 메워진다.

이후 공작기계의 제어부로부터 인덱스 지령이 인가되면, 센터 샤프트(110)의 구동은 멈추고, 도 6의 오른쪽에 나타낸 바와 같이 인덱스 기어(313)와 클러치 기어(321)가 서로 맞물리고 도 8에 나타낸 바와 같이 클램핑 커플링(430)의 제3 치차(431)와 제1, 제2 치차(411)(421)의 맞물림이 해제된다.

이를 좀 더 상세하게 설명하면, 제1 클램핑 유로(11)에 유압이 작용하면 도 6의 오른쪽 도면에 나타낸 바와 같이 피스톤 부재(310)는 상승하고 피스톤 부 재(310)가 상승함과 아울러 인덱스 기어(313)는 클러치 기어(321)와 서로 맞물리게 된다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이 제3 클램핑 유로(14)에 가해지는 유압은 공급 중지되면서 압력이 해제되어 인덱스 하우징(330)의 자중에 의해 눌려지게 되며 이때 니들 베어링(460)의 상측 또는 하측에 형성되는 틈새(t1)만큼 하강하게 된다.

그러나 상술한 틈새(t1)는 니들베어링(460)의 가공 공차에 의한 것으로 대략 0.05mm 내지 0.1mm 정도로서 무척 작은 값이다.

또한, 제2 언클램핑 유로(15)에 유압이 작용하면서 클램핑 커플링(430)은 상승하고, 이로써 제3 치차(431)와 제1, 제2 치차(411)(421)의 맞물림이 해제된다.

특히 상술한 틈새(t1)만큼 인덱스 하우징(330)이 하강하는 것으로 인덱스 하우징(330)의 하측에 고정된 회전 커빅 커플링(420)은 하강하여 고정 커빅 커플링(410)과 회전 커빅 커플링(420)의 사이에 틈새(t2)가 생길 수 있다.

상술한 하측의 틈새(t2)는 인덱스 하우징(330)이 하강하는 행정거리인 0.05mm 내지 0.1mm 일 수 있고 이처럼 틈새(t2)는 무척 작은 값으로서 인덱스 하우징(330)이 하강하더라도 외부로부터 드러나는 틈새는 육안으로 확인이 어려운 정도로 작은 움직임이며, 내부에서 작용되는 에어커튼 영역은 더욱 강한 공기압을 유지할 수 있어 이물질의 유입을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.

특히 작은 틈새(t2)이므로 이물질 크기가 틈새(t2)와 같거나 클 때에는 유입이 원천적으로 차단되는 것이다.

또한, 고정 커빅 커플링(410)과 회전 커빅 커플링(420) 사이에 틈새(t2)가 발생됨으로써 회전 커빅 커플링(420)을 더욱 원활하게 회전시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 인덱스 하우징(330)이 하상한 상태에서 인덱스 지령에서 정하는 방향으로 회전하게 되고, 이때에는 센터 샤프트(110)가 회동하고, 그 회전 동력은 인덱스 기어(313)와 클러치 기어(321) 맞물림에 의해 인덱스 하우징(330)에 전달되는 것이다.

소정의 방향으로 인덱스 하우징(330)이 자세를 변경한 다음에는 초기상태로 복귀하게 된다.

초기상태로 복귀할 때에는 제1 언클램핑 유로(12)에 유압이 작동하여 인덱스 기어(313)와 클러치 기어(321)를 분리시키고, 제2, 제3 클램핑 유로(13)(14)에 유압이 작동하여 인덱스 피스톤(450)을 상승시킴과 아울러 클램핑 커플링(430)을 하강시켜 제3 치차(431)와 제1, 제2 치차(411)(421)를 맞물리게 한다.

즉 인덱스 하우징(330)에 가해질 수 있는 모든 회전 동력은 단절되고, 인덱스 하우징(330)의 회전은 억류되어 회전이 정지된 상태를 유지할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치는 인덱스 하우징(330)을 회전시킴에 있어서 승강하는 행정거리가 0.05mm 내지 0.1mm로서 무척 작은 거리이고 이러한 작은 거리를 승강하는 인덱스 하우징(330)은 메인바디(10a)에 충격을 거의 가하지 않는 것이다.

또한, 종래의 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치에 비교하여 액추에이터(20)와 로드(30)가 배제되는 것으로 로드(30)에 의한 진동과 흔들림이 해소될 수 있다.

다른 한편으로 구체적으로 도면 부호는 부여하지 않았으나 유압 또는 공압이 작용하는 각각의 구성요소에는 압력이 의도하지 않게 새어나가지 않도록 패킹, O링, 실링 등이 배치될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치는 공작물의 5면(정면, 배면, 좌측면, 우측면 및 평면)을 가공하는 공작기계에 적용될 수 있고, 특히 인덱스 하우징을 회전 및 회전위치 고정할 때에 발생되는 충격은 최소화할 수 있어 공작기계의 가공 정밀도를 유지할 수 있다.

도 1은 종래의 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 2 및 도 3은 종래의 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치의 작용을 설명하기 위한 예시도면으로서, 도 2는 어태치먼트 인덱스 장치의 작동 전이고, 도 3은 어태치먼트 인덱스 장치의 작동 후를 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치에서 클러치 부분의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치의 작용을 설명하기 위한 예시도면으로서, 도 7은 어태치먼트 인덱스 장치의 작동 전이고, 도 8은 어태치먼트 인덱스 장치의 작동 후를 나타낸 도면이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10, 10a: 메인바디

11, 13, 14: 제1, 제2, 제3 클램핑 유로

12, 15: 제1, 제2 언클램핑 유로

20: 액추에이터 30: 로드

40: 인상플레이트 41: 제1 턱

42: 인상플레이트 저면

50: 인덱스 하우징 51: 제2 턱

60: 받침 커버 61: 상면

70: 고정 커빅 커플링 80: 회전 커빅 커플링

90: 에어커튼 커버링 91: 에어커튼 블록

100: 유공압 분배블록 110: 센터 샤프트

120: 메인 스핀들 130: 커플링

140: 인덱스 기어부재 141: 인덱스 기어

150: 클러치 기어부재 151: 클러치 기어

200: 인덱스 바디 210: 제1 공구 장착대

220: 제2 공구 장착대

310: 커플링 클러치 부재 311: 제1 받침 턱

312: 수나사 313: 인덱스 기어

314: 제1 부싱 315: 너트 부재

320: 클러치 기어부재 321: 클러치 기어

330: 인덱스 하우징 340: 피스톤 부재

341: 피스톤 342: 제2 받침 턱

344: 제2 부싱 351, 352: 제1, 제2 베어링

353: 칼럼 360: 실린더 블록

361: 제1 포트 362: 제2 포트

370: 커버 부재 410: 고정 커빅 커플링

420: 회전 커빅 커플링 430: 클램핑 커플링

440: 서포터 디스크 450: 인덱스 피스톤

460: 니들 베어링

500: 동력단속부

600: 인덱스하우징 클램핑부

700: 인덱스 하우징 승강부

Claims (8)

1. 일측에 제1 클램핑 유로(11)와 제1 언클램핑 유로(12)가 형성되고, 하측 측방에 제2, 제3 클램핑 유로(13)(14)와 제2 언클램핑 유로(15)가 형성되는 메인 바디(10a);

   상기 메인바디(10a)의 내측에 배치되고 센터 샤프트(110)의 동력을 메인 스핀들(120)에 전동하며 상기 제1 클램핑 유로(11)와 상기 제1 언클램핑 유로(12)에 공급되는 유압에 의해 구동되어 상기 센터 샤프트(110)의 동력을 인덱스 하우징(330)에 전동하는 동력단속부;

   상기 메인바디(10a)의 하측에 배치되고 상기 제2 클램핑 유로(13)와 제2 언클램핑 유로(15)에 공급되는 유압에 의해 인덱스 하우징(330)을 클램핑 또는 언클램핑하는 인덱스 하우징 클램핑부; 및

   상기 인덱스 하우징(330)의 하측에 고정되어 상기 메인 스핀들(120)의 축 방향과 평행하게 공구가 장착되는 제1 공구 장착대(210)와 상기 메인 스핀들(120)의 축 방향과 직각방향으로 공구가 장착되는 제2 공구 장착대(220)로 구성하는 인덱스 바디(200);

   를 포함하며,

   상기 동력단속부는,

   상기 센터 샤프트(110)의 하측과 상기 메인 스핀들(120)의 상측에 각각 맞물리고 외주면에 제1, 제2 베어링(351)(352)이 배치되며 하측에 인덱스기어(313)가 형성되는 커플링 클러치 부재(310); 및

   상기 인덱스 하우징(330)의 상측 바깥 둘레에 고정되고 상기 인덱스 기어(313)와 맞물리는 클러치 기어(321)가 형성되는 클러치 기어부재(320)

   를 포함하는 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 동력 단속부는,

   상기 메인바디(10a)의 내부에 배치되고 상기 제 1 클램핑 유로(11)와 상기 제1 언클램핑 유로(12)에 연통되는 실린더 블록(360); 및

   상기 실린더 블록(360)의 내측에 배치되고 내주면에 상기 제1, 제2 베어링(351)(352)의 외륜이 장착되며 상기 제 1 클램핑 유로(11) 또는 상기 제1 언클램핑 유로(12)에 공급되는 유압에 의해 구동되는 피스톤 부재(340);

   를 더 포함하는 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 커플링 클러치 부재(310)는, 바깥 둘레에 제1 받침 턱(311)이 형성되고, 상기 제1 받침 턱(311)에 상기 제1, 제2 베어링(351)(352)의 내륜이 장착되며, 상기 제1, 제2 베어링(351)(352)의 내륜의 상측에 제1 부싱(314)이 장착되고 상기 제1 부싱(314)의 상측에 너트부재(315)가 체결되는 것과,

   상기 피스톤 부재(340)는, 내주면에 제2 받침 턱(342)이 형성되고, 상기 제2 받침 턱(342)에 상기 제1, 제2 베어링(351)(352)의 외륜이 장착되며, 상기 제1, 제2 베어링(351)(352)의 외륜의 상측에 제2 부싱(344)이 장착되고 상기 제2 부싱(344)은 상기 피스톤 부재(340)의 상측에 고정되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 실린더 블록(360)은, 상측에 커버 부재(370)가 더 배치되어 상기 피스톤 부재(340)의 피스톤(341)의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 인덱스 하우징 클램핑부는,

   상기 메인바디(10a)의 하측에 고정되고 상측에 제1 치차(411)가 형성되며 상기 제1 치차(411)는 상기 제2 언클램핑 유로(15)의 단부의 위치에 배치되는 고정 커빅 커플링(410);

   상기 인덱스 하우징(330)의 하측에 고정되고 상측에 상기 제1 치차(411)와 대등한 높이에 제2 치차(421)가 형성되며 하측상면(422)이 상기 고정 커빅 커플링(410)의 하측에 밀착되는 회전 커빅 커플링(420); 및

   상기 메인바디(10a)의 하측 내부에 배치되고 상기 제3 클램핑 유로(14)와 상기 제2 언클램핑 유로(15)에 공급되는 유압에 의해 승강되며 하측에 제3 치차(431)가 형성되어 하강할 때 상기 제1, 제2 치차(411)(421)와 맞물리는 클램핑 커플링(430);로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 메인 바디(10a)의 하측에 고정되고 상기 고정 커빅 커플링(410)과 상기 회전 커빅 커플링(420)의 바깥 둘레에 에어커튼 커버링(90)이 더 배치되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 메인바디(10a)의 내측에 배치되고 상기 제3 클램핑 유로(14)에 공급되는 유압에 의해 구동되어 상기 인덱스 하우징(330)을 승강시키는 인덱스 하우징 승강부;를 더 포함하는 공작기계의 어태치먼트 인덱스 장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 인덱스 하우징 승강부(700)는,

   상기 인덱스 하우징(330)의 외주에 고정되는 서포터 디스크(440); 및

   상기 메인 바디(10a)의 내측에 장착되어 상기 제3 클램핑 유로(14)에 공급되는 유압에 의해 구동되는 인덱스 피스톤(450);

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 인덱스 장치.

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