KR101413373B1

KR101413373B1 - 가공장치

Info

Publication number: KR101413373B1
Application number: KR1020117007426A
Authority: KR
Inventors: 다께시 센조; 마사하루 나까지마
Original assignee: 센조 세이키 가부시기가이샤
Priority date: 2008-09-01
Filing date: 2008-09-01
Publication date: 2014-06-27
Also published as: DE112008003992B4; JPWO2010023764A1; US20110044777A1; US8523499B2; DE112008003992T5; JP5269881B2; KR20110084160A; WO2010023764A1

Abstract

예를 들면, 기어의 양면에 대해 디버링 가공이나 모따기 가공을 용이하게 실시할 수 있고, 또 대형 기어에 대해서도 효과적으로 대응하여 소망의 디버링 가공이나 모따기 가공을 하는 것을 가능하게 하는 가공장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 기대와, 상기 기대에 설치되어 피가공물을 보호 유지하여 회전시키는 피가공물 보호 유지·회전수단과, 상기 기대에 배치되어 상기 피가공물을 향하는 방향으로 진퇴가 자유롭게 구성되고 상기 피가공물의 표면 측과 이면 측에 있어서 소망의 가공을 실행하기 위한 가공 공구를 구비한 가공수단과, 상기 가공수단을 상기 피가공물을 향하는 방향으로 압압하는 압압수단과, 상기 가공수단에 배치되어 상기 피가공물의 표면 측에 대응하는 피가공물 표면 측 모방 부재와 피가공물의 이면 측에 대응하는 피가공물 표면 측 모방 부재로 구성되어 상기 피가공물에 접촉함으로써 피가공물의 형상을 모방하고 상기 가공수단을 진퇴시키는 모방수단을 구비한 것이다.

Description

가공장치{MACHINING DEVICE}

본 발명은 공작기계에 의한 절삭가공, 다이캐스트, 사출성형, 펀칭 프레스(punching press), 로스트 왁스주조(lost-wax), 형 단조(die-forging) 등의 방법에 의해 제조된, 예를 들면 각종 기어 등의 복잡한 형상의 공업부품(이하, 피가공물이라 함)에 대해 디버링(deburring)이나 모따기(chamfering) 가공 등을 용이하게 실시할 수 있도록 연구한 것에 관한 것이다.

공작기계에 의한 절삭가공, 다이캐스트, 사출성형, 펀칭 프레스, 로스트 왁스 주조, 형 단조 등의 방법에 의해 제조된 피가공물에는, 그 외주변부에 「디버링」이라 칭하는 여분의 부분이 생기고 있다. 그래서 제조 후, 예를 들면, 브러싱 휠이나 와이어 휠 등의 가요성 공구를 사용해서 디버링 가공을 실행하도록 하고 있다.

또 피가공물 표면에 대해 피가공물의 윤곽형상에 따라서 모따기 가공을 하는 것이 실행되고 있다. 또 피가공물의 단면 등을 소정의 정밀도로 마무리 한 가공면이 필요가 있는 경우에는, 엔드 밀(end mill), 로터리 버(rotary bur), 챔퍼 커터(Chamfer cutter) 등의 절삭공구를 사용해서 마무리 가공을 실행하도록 하고 있다.

그러나 종래 이러한 종류의 장치는 모두 모델 피가공물 등에 근거하여 미리 설정된 궤도 정보에 근거하여 절삭공구를 이동시켜 실행해 가는 것으로서 모든 피가공물에 대해 획일적인 절삭을 하는 구성으로 이루어져 있었다.

또 상기 궤도정보의 설정에 관해서는 상기 모델 피가공물의 윤곽형상을 따라 다수의 프로그래밍 포인트를 설정하고, 그것들의 좌표값을 구해야 하며 많은 노력과 긴 작업시간을 필요로 하고 있었다.

그래서 본건 특허출원인은 하기의 특허문헌 1에 개시되어 있는 「추종 가공장치」 및 하기의 특허문헌 2에 기재되어 있는 「가공장치」를 제안해서 출원에 이르고 있다. 그것에 의하면 피가공물의 윤곽형상의 편차 등에 영향을 받지 않고 복잡한 궤도정보의 입력·기억작업이 불필요하고 저가이며, 복잡한 제어를 필요로 하지 않고 소망의 가공을 실행할 수 있는 것이다.

일본국 특개 평 5-200655호 공보

일본국 특개 평 11-197930호 공보

상기 종래의 구성에 의하면 다음과 같은 문제가 있었다.

예를 들면, 각종 기어의 톱니부분에 디버링 가공이나 모따기 가공을 하는 경우에는 기어의 양면에 대해 실시할 필요가 있다. 종래의 가공장치에 의해 이러한 가공을 실행하기 위해서는 기어의 일면 측의 가공이 종료된 후에 기어를 뒤집어서 세트 할 필요가 있었다. 그 때문에 가공에 긴 작업시간과 많은 노력을 필요로 하게 되어 그 개선이 요구되고 있었다.

또 피가공물 안에는, 예를 들면, 풍력발전기에 내장되어 있는 대형 기어 등이 있고, 이러한 종류의 대형 기어에 대해서도 소망의 디버링 가공이나 모따기 가공을 할 필요가 있다. 그러나 종래의 가공장치에서는 그러한 대형 기어에 대응할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 점을 기반으로 한 것으로 그 목적으로 하는 바는, 예를 들면 기어의 양면에 대해 디버링 가공이나 모따기 가공을 용이하게 할 수 있고, 또 대형 기어에 대해서도 효과적으로 대응해서 소망의 디버링 가공이나 모따기 가공을 하는 것을 가능하게 하는 가공장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본원 발명의 청구항 1에 의한 가공장치는, 기대(base stage)와, 상기 기대에 배치되어 피가공물을 보호 유지하여 회전시키는 피가공물 보호 유지·회전 수단과, 상기 기대에 배치되어 상기 피가공물을 향하는 방향으로 진퇴가 자유롭게 구성되고 상기 피가공물의 표면 측과 이면 측에 있어서 소정의 가공을 실행하기 위한 가공 공구를 구비한 가공수단과, 상기 가공수단을 상기 피가공물을 향하는 방향으로 압압하는 압압수단과, 상기 가공수단에 배치되어 상기 피가공물의 표면 측에 대응하는 피가공물 표면 측 모방 부재와 피가공물의 이면 측에 대응하는 피가공물 이면 측 모방 부재로 구성되고 상기 피가공물에 접촉함으로써 피가공물의 형상을 모방하며 상기 가공수단을 진퇴시키는 모방수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 청구항 2에 의한 가공장치는 청구항 1에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 가공수단은 상기 피가공물의 표면 측에 대응하는 피가공물 표면 측 가공공구와 상기 피가공물의 이면 측에 대응하는 피가공물 이면 측 가공공구를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 3에 의한 가공장치는 청구항 2에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 피가공물 표면 측 가공공구와 피가공물 이면 측 가공공구는 공통의 가공 헤드가 180˚ 대향하는 측에 각각 설치되어 있고, 상기 피가공물 표면 측 모방 부재와 피가공물 이면 측 모방 부재는 그것들 피가공물 표면 측 가공공구와 피가공물 이면 측 가공공구의 근방에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 청구항 4에 의한 가공장치는 청구항 2에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 피가공물 표면 측 가공공구와 피가공물 이면 측 가공공구는 각각 별개로 설치된 가공 헤드에 각각 설치되어 있고, 상기 피가공물 표면 측 모방 부재와 피가공물 이면 측 모방 부재는 그것들 피가공물 표면 측 가공 공구와 피가공물 이면 측 가공공구의 근방에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 청구항 5에 의한 가공장치는 청구항 1에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 가공수단은 피가공물의 표면 측과 이면 측에서 소정의 가공을 실행하기 위한 단일의 가공공구를 구비하고 있고, 상기 가공공구의 회전축 방향은 상기 피가공물 보호 유지·회전수단의 축 방향에 대해 직교하는 방향이고, 상기 피가공물 표면 측 모방 부재와 피가공물 이면 측 모방 부재는 상기 가공공구를 협지하여 대향하는 측에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 청구항 6에 의한 가공장치는 청구항 1에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 기대에는 수평슬라이드부재가 상기 피가공물을 향하는 방향으로 진퇴가 자유롭게 설치되어 있고, 이 수평슬라이드부재에는 상하슬라이드부재가 상하이동 가능하게 설치되어 있으며, 이 상하 이동 슬라이드부재에는 다른 수평슬라이드부재가 설치되어 있고, 상기 가공수단은 이 수평슬라이드부재에 있어서 피가공물을 향하는 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 청구항 7에 의한 가공장치는 청구항 1에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 피가공물 보호 유지·회전수단은 이동가능하게 설치된 피가공물누름 구동롤러기구와 이동가능하게 설치된 복수의 피가공물받이 롤러기구로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 청구항 8에 의한 가공장치는 청구항 7항에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 피가공물받이 롤러기구 내의 하나는 피가공물받이 구동롤러기구인 것을 특징으로 하는 것이다.

이상 위에서 설명한 바와 같이 본원 발명의 청구항 1에 의한 가공장치에 따르면, 기대와, 상기 기대에 배치되어 피가공물을 보호 유지하여 회전시키는 피가공물 보호 유지·회전수단과, 상기 기대에 배치되어 상기 피가공물을 향하는 방향으로 진퇴가 자유롭게 구성되고 상기 피가공물의 표면 측과 이면 측에 있어서 소정의 가공을 실행하기 위한 가공 공구를 구비한 가공수단과, 상기 가공수단을 상기 피가공물을 향하는 방향으로 압압하는 압압수단과, 상기 가공수단에 배치되어 상기 피가공물의 표면 측에 대응하는 피가공물 표면 측 모방 부재와 피가공물의 이면 측에 대응하는 피가공물 이면 측 모방 부재로 구성되고 상기 피가공물에 접촉함으로써 피가공물의 형상을 모방하여 상기 가공수단을 진퇴시키는 모방수단을 구비한 구성으로 되어 있으므로, 피가공물의 앞뒤 양면에 대해 소망의 가공을 용이하게 실시할 수 있는 것이다.

또 청구항 2에 의한 가공장치는 청구항 1에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 가공수단은 상기 피가공물의 표면 측에 대응하는 피가공물 표면 측 가공공구와 상기 피가공물의 이면 측에 대응하는 피가공물 이면 측 가공공구를 구비하고 있으므로, 상기 효과를 확실하게 얻을 수 있다.

또 청구항 3에 의한 가공장치는 청구항 2에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 피가공물 표면 측 가공공구와 피가공물 이면 측 가공공구는 공통의 가공 헤드가 180˚ 대향하는 측에 각각 설치되어 있고, 상기 피가공물 표면 측 모방 부재와 피가공물 이면 측 모방 부재는 그것들 피가공물 표면 측 가공공구와 피가공물 이면 측 가공공구의 근방에 설치되어 있으므로, 가공 헤드가 공통화되어 있기 때문에 간단한 구성으로 상기 효과를 확실하게 얻을 수 있다.

또 청구항 4에 의한 가공장치는 청구항 2항에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 피가공물 표면 측 가공공구와 피가공물 이면 측 가공공구는 각각 별개로 설치된 가공 헤드에 각각 설치되어 있고, 상기 피가공물 표면 측 모방 부재와 피가공물 이면 측 모방 부재는 그것들 피가공물 표면 측 가공 공구와 피가공물 이면 측 가공공구의 근방에 설치되어 있으므로, 가공 헤드가 독립된 상태로 설치되어 있고, 이에 따라서, 피가공물의 표면 측과 이면 측의 양쪽에 대해 동시에 가공을 하는 것이 가능해져 가공에 필요한 시간을 단축시킬 수 있는 것이다.

또 청구항 5에 의한 가공장치는 청구항 1에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 가공수단은 피가공물의 표면 측과 이면 측에서 소정의 가공을 실행하기 위한 단일의 가공공구를 구비하고 있고, 상기 가공공구의 회전축 방향은 상기 피가공물 보호 유지·회전수단의 축 방향에 대해 직교하는 방향이고 상기 피가공물 표면 측 모방 부재와 피가공물 이면 측 모방 부재는 상기 가공공구를 협지하여 대향하는 측에 각각 설치되어 있으므로, 가공공구가 피가공물의 표면 측과 이면 측으로 공통화되어 있는 구성의 간략화를 도모할 수 있다.

또 청구항 6에 의한 가공장치는 청구항 1항에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 기대에는 수평슬라이드부재가 상기 피가공물을 향하는 방향으로 진퇴가 자유롭게 설치되어 있고, 이 수평슬라이드부재에는 상하슬라이드부재가 상하이동 가능하게 설치되어 있으며, 이 상하 이동 슬라이드부재에는 다른 수평슬라이드부재가 설치되어 있고, 상기 가공수단은 이 수평슬라이드부재에 있어서 피가공물을 향하는 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있으므로, 수평방향과 수직방향의 위치조정이 용이하여 소망의 위치에 용이하게 위치결정 할 수 있다.

또 청구항 7에 의한 가공장치는 청구항 1항에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 피가공물 보호 유지·회전수단은 이동가능하게 설치된 피가공물누름 구동롤러기구와 이동가능하게 설치된 복수의 피가공물받이 롤러기구로 구성되어 있으므로, 예를 들면, 대형 기어 등에 대해서도 용이하게 대응할 수 있는 것이다.

또 청구항 8에 의한 가공장치는 청구항 7항에 기재된 가공장치에 있어서, 상기 피가공물받이 롤러기구 내의 하나는 피가공물받이 구동롤러기구이므로, 피가공물누름 구동롤러와의 협동작용에 의해 확실하게 피가공물을 회전시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 구성을 도시하는 정면도이다.
도 4는, 본 발명의 제1 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 제1 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 6은, 본 발명의 제1 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 정면도이다.
도 7은, 본 발명의 제2 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 9는, 본 발명의 제2 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 구성을 도시하는 정면도이다.
도 10은, 본 발명의 제3 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 일부 구성을 도시하는 평면도이다.
도 11은, 본 발명의 제3 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 일부 구성을 도시하는 측면도이다.
도 12는, 본 발명의 제3 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 일부 구성을 도시하는 정면도이다.
도 13은, 본 발명의 제3 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 일부 구성을 도시하는 배면도이다.
도 14는, 본 발명의 제3 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 15는, 본 발명의 제3 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 16은, 본 발명의 제3 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 정면도이다.
도 17은, 본 발명의 제3 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 18은, 본 발명의 제3 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 19는, 본 발명의 제3 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 정면도이다.
도 20은, 본 발명의 제4 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 일부 구성을 도시하는 평면도이다.
도 21은, 본 발명의 제4 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 일부 구성을 도시하는 정면도이다.
도 22는, 본 발명의 제4 실시형태를 도시하는 도면이고, 모따기 장치의 일부 구성을 도시하는 측면도이다.
도 23은, 본 발명의 제4 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 24는, 본 발명의 제4 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 25는, 본 발명의 제4 실시형태를 도시하는 도면이고, 스핀들 및 그 근방의 구성을 도시하는 일부 측면도이다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시형태를 설명한다. 본 실시형태는 피가공물로서, 예를 들면 풍력발전기에 사용되는 대형 기어로서 외부 톱니 타입의 기어 톱니부분의 앞뒤 양면의 외주연부에 모따기 가공을 하는 가공장치에 본원 발명을 적용한 예를 도시한 것이다.

먼저, 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 기대(base stage, 1)가 있고 상기 기대(1) 위에는 피가공물로서의 대형 기어(3)를 보호 유지하여 회전시키는 피가공물 보호 유지·회전수단(5)이 설치되어 있다. 이 피가공물 보호 유지·회전수단(5)은 다음과 같은 구성으로 되어 있다.

먼저, 기대(1) 위에는 도 1 및 도 2중 좌측에 베이스부(7)가 설치되어 있고 이 베이스(7) 위에 피가공물받이 구동롤러기구(9)가 설치되어 있다. 즉, 도 1에 도시하는 바와 같이, 상기 베이스(7) 위에는 한 쌍의 가이드 레일(11, 11)이 설치되어 있고, 이 한 쌍의 가이드 레일(11, 11) 위에는 수평슬라이드부재(13)가 설치되어 있다. 이 수평슬라이드부재(13)의 밑면 측에는 좌우에 2개씩의 가이드 부재(15, 15)가 배치되어 있고, 이들 좌우 2개씩의 가이드 부재(15, 15)는 상기 한 쌍의 가이드 레일(11, 11)에 대해 이동 가능한 상태로 결합하고 있다. 그리고 상기 수평슬라이드부재(13)를 수작업에 의해 밀거나 당김으로써 상기 한 쌍의 슬라이드 레일(11, 11)을 따라 적절히 이동시킬 수 있는 것이다. 또 상기 수평슬라이드부재(13) 위에는 구동 모터(17)가 설치되어 있고, 이 구동 모터(17)의 회전축에는 피가공물받이 구동롤러(19)가 고정 부착되어 있다. 이것이 상기 피가공물받이 구동롤러기구(9)의 구성이다.

상기 피가공물받이 구동롤러기구(9)의 위에는 피가공물누름 구동롤러기구(20)가 설치되어 있다. 즉, 상기 베이스(7)를 도 1중 상하 방향에서 끼워넣도록 다른 베이스(21)가 설치되어 있다. 상기 다른 베이스(21) 위에는 도 1에 도시하는 바와 같이 한 쌍의 가이드 레일(23, 23)이 설치되어 있고, 이 한 쌍의 가이드 레일(23, 23) 위에는 수평슬라이드부재(25)가 이동 가능한 상태로 설치되어 있다. 이 수평슬라이드부재(25)는 문형(門型) 형상을 이루고 있고 이미 설명한 피가공물받이 구동롤러기구(9)를 도 1 중, 상하 방향으로 걸쳐지는 상태로 설치되어 있다. 이 수평슬라이드부재(25)의 밑면 측에는 좌우에 도시하지 않은 2개씩의 가이드 부재가 부착되어 있고, 이들 좌우의 2개씩의 가이드 부재는 상기 한 쌍의 가이드 레일(23, 23)에 대해 이동 가능한 상태로 결합하고 있다.

상기 수평슬라이드부재(25)에는 도 2에 도시하는 바와 같이, 상하슬라이드부재(27)가 상하 이동가능한 상태로 부착되어 있다. 이 상하슬라이드부재(27)의 밑면 측에는 구동모터(29)가 부착되어 있고, 이 구동모터(29)의 회전 축에는 피가공물누름 구동롤러(31)가 고정 부착되어 있다. 또 상하슬라이드부재(27)는 상하슬라이더기구(33)에 의해 상하이동되도록 구성되어 있다. 상기 상하슬라이더기구(33)는 구동모터(35)와, 풀리(37, 39), 벨트(41), 볼 나사(43)와, 이 볼 나사(43)에 이동 가능하게 나사결합·배치된 상하슬라이더(45)로 구성되어 있다. 상기 상하슬라이드부재(27)는 이 상하슬라이더(45)에 부착되어 있다. 상기 구동모터(35)를 회전구동함으로써 상하슬라이더(45)를 통해 상하슬라이드부재(27)를 하강시키고, 그것에 의해 피가공물누름 구동롤러(31)에 의해 피가공물(3)을 위쪽에서 누르는 것이다.

또 상기 수평슬라이드부재(25)의 이동은 구동모터(47), 이 구동 모터(47)에 연결된 볼 나사(49), 이 볼 나사(49)에 나사 결합·배치되어 상기 수평슬라이드부재(25)에 고정된 도시하지 않은 볼 너트의 조합에 의해 수행된다. 상기 구동모터(47)를 회전구동시킴으로써, 수평슬라이드부재(25)를 한 쌍의 가이드 레일(23, 23)을 따라 도 1, 도 2 중, 좌우 방향으로 이동시키도록 구성되어 있다.

또 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 이미 설명한 피가공물받이 구동롤러기구(9)와는 별도로 두 개의 피가공물받이 롤러기구(51, 51)가 설치되어 있다. 상기 피가공물 롤러기구(51)는 다음과 같은 구성으로 이루어져 있다. 우선, 베이스(53)가 있고, 이 베이스(53) 위에 한 쌍의 가이드 레일(55, 55)이 설치되어 있다. 상기 한 쌍의 가이드 레일(55, 55)을 따라서 수평슬라이드부재(57)가 슬라이드 가능한 상태로 설치되어 있다. 즉, 수평슬라이드부재(57)의 이면 측에는 좌우에 도시하지 않은 2개씩의 가이드 부재가 부착되어 있고, 이들 좌우 2개씩의 가이드 부재가 상기 한 쌍의 가이드 레일(55, 55)에 이동 가능한 상태로 결합하고 있다. 상기 수평슬라이드부재(57)를 수작업에 의해 밀거나 당김으로써 상기 한 쌍의 가이드 레일(55, 55)을 따라 적절히 이동시킬 수 있게 되어 있다. 그리고 상기 슬라이드부재(57)에는 피가공물받이 롤러(59)가 설치되어 있다.

또한, 두 개의 피가공물받이 롤러기구(51, 51)는 모두 같은 구성으로 이루고 있고, 도면 중 동일부분에는 동일부호를 병기하여 도시하고 있다.

그리고 앞에서 설명한 피가공물받이 구동롤러기구(9)의 피가공물받이 구동롤러(19)와, 상기 2개의 피가공물받이 롤러(59, 59)에 의해 피가공물(3)을 밑면 측에서 받도록 구성되어 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 우측의 기대(1) 위에는 베이스(61)가 설치되어 있고, 이 베이스(61) 위에는 한 쌍의 가이드 레일(63, 63)이 설치되어 있다. 이들 한 쌍의 가이드 레일(63, 63) 위에는 수평슬라이드부재(65)가 슬라이드 가능한 상태로 설치되어 있다. 즉, 이 수평슬라이드부재(65)의 밑면 측의 좌우에는 2개씩의 가이드 부재(67, 67)가 부착되어 있고, 이들 좌우 2개씩의 가이드 부재(67, 67)는 상기 한 쌍의 가이드 레일(63, 63)에 이동 가능한 상태로 결합하고 있다. 또 상기 기대(61) 위에, 그리고 동시에 한 쌍의 가이드 레일(63, 63) 사이에는 구동기구(69)가 설치되어 있다. 이 구동기구(69)는 구동모터(71)와, 이 구동모터(71)에 연결되어 있는 볼 나사(73)와, 이 볼 나사(73)에 나사 결합·배치된 볼 너트(75)로 구성되어 있다. 이미 설명한 수평슬라이드부재(65)는 이 볼 너트(75)에 고정 부착되어 있다. 따라서, 구동모터(71)를 적절한 방향으로 회전시킴으로써 수평슬라이드부재(65)를 도 1, 도 2 중 좌우 방향으로 이동시킬 수 있는 것이다.

상기 수평슬라이드부재(65) 위에는 지지 프레임체(81)가 수직으로 설치되어 있고, 이 지지 프레임체(81)의 피가공물(3) 측의 면에는 한 쌍의 가이드 레일(83, 83)이 도면 중 상하 방향으로 연장된 상태로 설치되어 있다. 상기 가이드 레일(83, 83)의 전면 측에는 상하슬라이드부재(85)가 설치되어 있다. 상기 상하슬라이드부재(85)에는 좌우에 2개씩의 가이드 부재(87, 87)가 부착되어 있고, 이들 좌우 2개씩의 가이드 부재(87, 87)는 상기 가이드 레일(83, 83)에 이동 가능한 상태로 결합하고 있다. 또 구동모터(91)가 설치되어 있고, 이 구동모터(89)에 의해 회전구동되는 볼 나사(91)가 설치되어 있다. 이 볼 나사(91)에는 도시하지 않은 볼 너트가 나사 결합되어 있다. 이 볼 너트는 상기 상하슬라이드부재(85)에 고정 부착되어 있다. 따라서, 구동모터(89)를 회전시킴으로써 상하슬라이드부재(85)를 도면 중 상하방향으로 이동시키게 된다.

상기 상하슬라이드부재(85)에는 다른 수평슬라이드부재(93)가 설치되어 있다. 즉, 상기 상하슬라이드부재(85) 측에는 한 쌍의 가이드 레일(95, 95)이 설치되어 있고, 한편, 수평슬라이드부재(93) 측에는 좌우에 2개씩의 가이드 부재(97, 97)가 부착되어 있다. 이들 좌우 2개씩의 가이드 부재(97, 97)는 상기 한 쌍의 가이드 레일(95, 95)에 이동 가능한 상태로 결합되어 있다. 또 상기 상하슬라이드부재(85)와 수평슬라이드부재(93) 사이에는 회전체(99, 101), 체인(103)을 통해 웨이트(105)가 부착되어 있다. 이 웨이트(105)의 작용에 의해 상기 수평슬라이드부재(93)는 전방의 피가공물(3) 측에 상시 가압 된 상태에 있다.

상기 수평슬라이드부재(93)의 전방에는 양 축 스핀들 모따기 유닛(111)이 부착되어 있다. 상기 양 축 스핀들 모따기 유닛(111)에는 윗면 가공용 회전공구(113), 밑면 가공용 회전공구(115)가 부착되어 있고, 이들 윗면 가공용 회전공구(113), 밑면 가공용 회전공구(115)는 구동모터(117)에 의해 회전구동되는 구성으로 이루어져 있다. 또 상기 윗면 가공용 회전공구(113), 밑면 가공용 회전공구(115)의 근방에는 윗면 가공용 스타일러스(119)와 밑면 가공용 스타일러스(121)가 부착되어 있다. 상기 윗면 가공용 스타일러스(119), 밑면 가공용 스타일러스(121)는 설치대(123)에 고정나사(125)에 의해 설치·고정되어 있다.

또한, 도 1 중 부호 126은 제어반이고, 또 부호 128은 조작반이다.

이상의 구성을 바탕으로 그 작용을 설명한다.

우선 피가공물(3)을 피가공물받이 구동롤러(19)와 2개의 피가공물받이 롤러(59, 59) 위에 설치한다. 그때 피가공물받이 구동롤러기구(9)의 수평슬라이드부재(13), 피가공물받이 롤러기구(51, 51)의 수평슬라이드부재(57, 57)의 이동은 모두 수동으로 실행한다.

다음에 피가공물누름 구동롤러(31)에 의해 피가공물(3)을 위쪽에서 누른다.

한편, 구동기구(69)를 구동해서 수평슬라이드부재(65)를 피가공물(3) 방향으로 이동시키고 윗면 가공용 회전공구(113)를 피가공물(3)의 윗면 측 단부에 접촉시킨다.

그 상태에서 피가공물받이 구동롤러(19)와 피가공물누름 구동롤러(31)를 구동해서 피가공물(3)을 회전시키는 동시에 윗면 가공용 회전공구(113)를 회전시킨다. 그것에 의해 피가공물(3)의 윗면 측 단부의 모따기 가공이 실시된다.

윗면 가공용 회전공구(113)에 의해 피가공물(3)의 윗면 측 단부에 대해 소정량의 절삭이 실시되면 윗면 가공용 스타일러스(119)가 피가공물(3)의 외주면에 접촉하게 되어 윗면 가공용 회전공구(113)에 의한 그 이상의 절삭이 규제된다. 그러한 작용을 피가공물(3)의 전주(全周)에 걸쳐 실시함으로써 피가공물(3)의 윗면 측 단부에 대해 일정량의 모따기 가공을 실시할 수 있게 된다.

다음에 피가공물(3)의 밑면 측의 단부에 대해 모따기 가공을 실시한다. 이 경우에는, 구동모터(89)를 회전구동시켜서 상하슬라이드부재(93)를 하강시킨다. 그것에 의해 도 2 중, 실선으로 도시하는 위치에 있는 양 축 스핀들 모따기 유닛(111)을 가상 선으로 도시하는 위치까지 이동시킨다. 그것에 의해 밑면 가공용 회전공구(115)에 의한 밑면 측의 단부에 대한 모따기 가공을 가능한 상태로 한다.

다음은 상기한 작용과 같은 작용에 의해 피가공물(3)의 밑면 측의 단부에 소정의 모따기 가공을 할 수 있는 것이다.

이상 본 실시형태에 의하면 다음과 같은 효과를 달성할 수 있다.

우선, 피가공물(3)의 윗면 측의 단부에 대한 모따기 가공과 밑면 측의 단부에 대한 모따기 가공의 양쪽을 용이하게 실시할 수 있다. 이것은 양 축 스핀들 모따기유닛(111)을 채용하고 있고, 이 양 축 스핀들 모따기 유닛(111)을 상하방향으로 적절히 슬라이드 시켜서 소정의 위치에 세트 하는 것만으로 피가공물(3)의 윗면 측의 단부에 대한 모따기 가공과 밑면 측의 단부에 대한 모따기 가공의 양쪽을 실시할 수 있는 구성으로 이루어져 있기 때문이다.

또 이 실시형태의 피가공물(3)은 대형 기어이지만, 그러한 대형 기어(3)에 대해서도 용이하게 대응할 수 있다. 구체적으로는 피가공물받이 구동롤러기구(9)와 2개의 피가공물받이 롤러기구(51, 51)를 이동가능하게 설치하고, 대형기어(3)에 대해서도 용이하게 대응해서 받을 수 있는 구성으로 한 때문이며, 또한 피가공물받이 구동롤러기구(9)와 피가공물누름 구동롤러기구(20)의 양쪽에 의해 피가공물(3)을 회전구동시킬 수 있는 구성을 채용하였기 때문이다.

다음에, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제2 실시형태에 대해 설명한다. 상기 제1 실시형태의 경우에는 피가공물(3)이 대형 기어이고, 또한 외부톱니 타입의 기어이며, 그러한 외부 톱니타입의 기어(3)의 상하 양면의 외주연부에 대해 소정의 모따기 가공을 하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이 제2 실시형태의 경우에는 내부 톱니타입 기어의 상하 양면의 내주연부에 대해 소정의 모따기 가공을 하는 경우를 예로 들어 설명한 것이다.

도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 수평슬라이드부재(65), 구동기구(69), 지지프레임체(81), 상하슬라이드부재(85), 수평슬라이드부재(93) 등의 방향이 도 1 및 도 2에 도시하는 제1 실시형태의 경우의 구성과 비교해 역방향으로 되어 있다. 또 그들 구성이 피가공물인 내부 톱니 타입의 대형 기어(3)의 내측에 배치되어 있다. 이것에 의해 내부 톱니타입의 대형 기어(3)의 상하 양면의 내주연부에 대해 소정의 모따기 가공을 하도록 구성하고 있는 것이다.

또한, 도면 중 상기 제1 실시형태의 경우와 동일 부분에는 동일 부호를 병기하여 도시하고 그 설명은 생략한다.

따라서, 상기 제1 실시형태의 경우와 같은 효과를 달성할 수 있는 것이다. 또 내부 톱니타입의 대형 기어(3)에 대해서도 효과적으로 대응해서 소망의 모따기 가공을 할 수 있는 것이다.

다음에, 도 10 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 제3 실시형태를 설명한다. 상기 제1 및 제2 실시형태의 경우에는, 양 축 스핀들 모따기 유닛(111)을 사용해서 이 양 축 스핀들 모따기유닛(111)을 적절히 상승시킴으로써 피가공물(3)의 외주 또는 내주의 윗면 측 단부 또는 밑면 측 단부에 대해 소정량의 모따기 가공을 하도록 구성된 예를 도시하였지만, 이 제3 실시형태의 경우에는 윗면 측의 스핀들과 밑면 측의 스핀들의 양쪽을 별개로 설치하여 피가공물(3)의 윗면 측 단부와 밑면 측 단부의 양쪽에 대해 동시에 소정량의 모따기 가공을 할 수 있도록 구성한 것이다. 이하, 상세히 설명한다.

먼저, 상기 제1, 제2 실시형태에서 설명한 상하슬라이드부재(85) 및 그것에 해당하는 일련의 구성이 2세트 설치되어 있고, 예를 들면, 도 15 및 도 16에 도시하는 바와 같이 도면 중 위쪽에 배치된 상하슬라이드부재(85)에는 윗면 가공용 스핀들 모따기유닛(131)이 설치되어 있고, 도면 중 밑쪽에 배치된 상하슬라이드부재(85)에는 윗면 가공용 스핀들 모따기유닛(133)이 설치되어 있다.

상기 윗면 가공용 스핀들 유닛(131)에는 도 14 내지 도 16에 도시하는 바와 같이, 밑면 측에 윗면 가공용 회전공구(113)와 윗면 가공용 스타일러스(119)가 설치되어 있다. 또 상기 밑면 가공용 스핀들 유닛(133)에는 도 17 내지 도 19에 도시하는 바와 같이 윗면 측에 밑면 가공용 회전공구(115)와 밑면 가공용 스타일러스(121)가 설치되어 있다. 또 상기 윗면 가공용 스핀들(131)이지만, 구동모터(117)에 의해 풀리(132), 벨트(134), 풀리(136)를 통해 회전구동되는 구성으로 이루어져 있다. 또 밑면 가공용 스핀들(133) 측에 대해서도 마찬가지이다.

또 상기 2개의 상하슬라이드부재(93, 93)에는 각각 도시하지 않은 볼 너트가 고정 부착되어 있고, 이들 도시하지 않은 볼 너트는 볼 나사(91)에 나사결합·배치되어 있다. 또 그것들을 도시하지 않은 볼 너트는 각각 역방향의 나사로 이루어져 있고, 따라서 볼 나사(91)가 적절한 방향으로 회전함으로써 각각의 볼 너트 및 한 쌍의 상하슬라이드부재(85, 85) 뿐만 아니라 윗면 가공용 스핀들 유닛(131)과 밑면 가공용 스핀들 유닛(133)이 상호 인접하는 방향으로 이동하도록 구성되어 있다.

그외의 구성은 상기 제2 실시형태의 경우와 같은 구성이고, 도면 중 동일 부분에는 동일 부호를 병기하여 도시하고 그 설명은 생략한다.

따라서, 상기 제1, 제2 실시형태와 동일한 효과를 달성할 수 있음은 물론, 윗면 측의 스핀들과 밑면 측의 스핀들의 양쪽을 설치하여 피가공물(3)의 윗면 측 단부와 밑면 측 단부의 양쪽에 대해 동시에 소정량의 모따기 가공을 하도록 구성하고 있으므로, 모따기 가공에 필요한 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 가공형태를 도 11에 도시한다. 윗면 가공용 스핀들 유닛(131) 측에 부착된 윗면 가공용 회전공구(113)와 윗면 가공용 스타일러스(119)에 의해 피가공물(3) 내주의 윗면단부에 대해 모따기 가공을 함과 동시에, 밑면 가공용 스핀들 유닛(133) 측에 부착된 밑면 가공용 회전공구(115)와 윗면 가공용 스타일러스(121)에 의해 피가공물(3)의 내주의 밑면단부에 대해 모따기 가공을 하는 것이다.

다음에, 도 20 내지 도 25를 참조하여 본 발명의 제4 실시형태를 설명한다. 상기 제1, 제2, 제3 실시형태의 경우에는 피가공물(3)의 회전축 방향에 대해 회전공구의 회전축을 평행하게 하여 모따기 가공을 하도록 한 구성을 예로 들어 설명하였지만, 이 제4 실시형태의 경우에는 피가공물(3)의 회전축 방향에 대해 회전공구의 회전축을 직교하는 방향으로 지향시킨 구성을 도시한 것이다. 이하, 상세히 설명한다.

상기 제1, 제2, 제3 실시형태에서 설명한 슬라이드부재(65)로부터 수직으로 설치된 지지프레임체(81)에는 한 쌍의 가이드 레일(83, 83)이 설치되어 있다. 한편, 상하슬라이드부재(85)가 상하 이동 가능한 상태로 설치되어 있다. 즉, 상하슬라이드부재(85) 측에는 좌우에 2개씩의 가이드 부재(87, 87)가 설치되어 있고 이들 좌우 2개씩의 가이드 부재(87, 87)는 상기 가이드 레일(83, 83)에 대해 이동 가능한 상태로 결합하고 있다. 지금까지는 상기 제1 내지 제3 실시형태의 경우와 거의 동일한 구성을 이루고 있다.

또한, 상기 상하슬라이드부재(85)는 상하 이동 액추에이터(151)에 연결되어 있고 이 상하 이동 액추에이터(151)에 의해 상하 이동되는 구성으로 이루어져 있다.

상기 상하슬라이드부재(85)에는 수평슬라이드부재(153)가 슬라이드 가능한 상태로 부착되어 있다. 즉, 상기 상하슬라이드부재(85)에는 한 쌍의 가이드 레일(155, 155)이 설치되어 있다. 한편, 상기 수평슬라이드부재(153) 측에는 좌우에 2개씩의 가이드 부재(157, 157)가 부착되어 있다. 이들 좌우 2개씩의 가이드 부재(157, 157)는 상기 한 쌍의 가이드 레일(155, 155)에 이동 가능한 상태로 결합하고 있다. 또 상기 수평슬라이드부재(153)는 전후 이동 액추에이터(159)에 연결되어 있다. 이 전후 이동 액추에이터(159)를 구동함으로써 상기 수평슬라이드부재(153)를 전후 이동시키는 것이다.

상기 수평슬라이드부재(153)에는 다른 수평슬라이드부재(161)가 슬라이드 가능한 상태로 설치되어 있다. 즉, 상기 상하슬라이드부재(153)에는 한 쌍의 가이드 레일(163, 163)이 설치되어 있다. 한편, 상기 수평슬라이드부재(161) 측에는 좌우에 2개씩의 가이드 부재(165, 165)가 부착되어 있다. 이들 좌우 2개씩의 가이드 부재(165, 165)는 상기 한 쌍의 가이드 레일(163, 163)에 이동 가능한 상태로 결합하고 있다.

상기 수평슬라이드부재(161)에는 회전체(167)와 체인(169)를 통해 웨이트(171)가 연결되어 있고, 수평슬라이드부재(161)를 상시 피가공물(3) 방향으로 가압하도록 구성되어 있다.

상기 수평슬라이드부재(161)에는 구동 모터(163)가 설치되어 있고, 이 구동 모터(163)에는 스핀들(165)이 연결되어 있다. 상기 스핀들(165)에는 회전 윗면·밑면 가공용 회전공구(167)가 연결되어 있음과 동시에, 그 상하에는 밑면 가공용 스타일러스(169)와 윗면 가공용 스타일러스(171)가 부착되어 있다.

그 외의 구성은 상기 제1, 제2, 제3 실시형태의 경우와 같고, 동일 부분에는 동일 부호를 병기하여 도시하고 그 설명은 생략한다.

상기 구성에 의하면 피각공물(3)의 밑면 측의 내주연부에 대해 모따기 가공을 하는 경우에는 도 24에 도시한 것과 같은 상태가 되고, 또 피가공물(3)의 윗면 측의 내주 단부에 대해 모따기 가공을 하는 경우에는 도 25에 도시하는 것과 같은 상태가 된다.

따라서, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 실시형태의 경우와는 거의 동일한 효과를 달성할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제1 내지 제4 실시형태의 구성에 한정되는 것이 아니다.

우선, 상기 제1 내지 제4 실시형태의 경우에는 외부 톱니타입 또는 내부 톱니 타입의 대형 기어를 피가공물 로서 상정하고, 그 피가공물의 양면 외주연부 또는 내면 내주연부에 대해 모따기 가공을 하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 그것에 한정되는 것이 아니다. 피가공물로서는 여러 가지 것이 상정되고, 또한 가공 종류로서도 모따기 가공에 한정되지 않고 디버링 가공, 마무리 가공 등에 대해서도 동일하게 적용 가능하다.

그 외 도시한 각 부분의 구성은 어디까지나 일 예로서 그것에 한정되는 것이 아니다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명은, 공작 기계에 의한 절삭 가공, 다이캐스트, 사출성형, 펀칭 프레스, 로스트 왁스 주조(lost-wax), 형 단조(die-forging)의 방법에 의해 제조된, 예를 들면 각종 기어 등의 복잡한 형상의 공업 부품(이하, 피가공물이라 함)에 대해 디버링이나 모따기 가공 등을 실시할 때에 가공장치에 관한 것이고, 특히 대형 기어에 대해서도 효율적으로 소망의 가공을 할 수 있게 연구한 것에 관한 것이며, 예를 들면 풍력 발전기 등에 사용되고 있는 대형 기어의 디버링 가공이나 모따기 가공에 가장 적합하다.

1…기대(base stage) 3…피가공물(workpiece)
5…피가공물 보호 유지·회전수단
9…피가공물받이 구동롤러기구
20…피가공물누름 구동롤러기구
51…피가공물받이 롤러기구
61…베이스 부재 65…수평슬라이드부재
85…상하슬라이드부재 93…수평슬라이드부재
111…양 축 스핀들 모따기 유닛 113…윗면 가공용 회전공구
115…밑면 가공용 회전공구
119…윗면 가공용 스타일러스 부재(upper side working stylus member)
121…밑면 가공용 스타일러스 부재

Claims

기대(base stage)와,
상기 기대에 설치되어 피가공물을 보호 유지하여 회전시키는 피가공물 보호 유지·회전수단과,
상기 기대에 설치되어 상기 피가공물을 향하는 방향으로 진퇴가 자유롭게 구성되고 상기 피가공물의 표면 측에서 소정의 가공을 행하는 표면측 가공공구와 상기 피가공물의 이면(裏面) 측에서 소정의 가공을 행하는 이면(裏面) 측 가공공구를 구비한 가공수단과,
상기 가공수단을 상기 피가공물로 향하는 방향으로 압압하는 압압수단과,
상기 가공수단에 일체적으로 설치되어 상기 피가공물의 표면 측 가공공구의 근방에 설치된 피가공물 표면 측 모방부재와 상기 피가공물의 이면 측 가공공구의 근방에 설치된 피가공물 이면 측 모방부재로 구성되어 상기 피가공물에 접촉함으로써 피가공물의 형상을 모방하고 상기 가공수단을 일체적으로 진퇴시키는 모방수단을 구비한 것을 특징으로 하는 가공장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 피가공물 표면 측 가공공구와 피가공물 이면 측 가공공구는 공통의 가공 헤드가 180˚ 대향하는 측에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가공장치.
제 1항에 있어서,
상기 피가공물 표면 측 가공공구와 피가공물 이면 측 가공공구는 각각 별개로 설치된 가공 헤드에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가공장치.
제 1항에 있어서,
상기 가공수단은 피가공물의 표면 측과 이면 측에서 소정의 가공을 실행하기 위한 단일의 가공공구를 구비하고 있고, 상기 가공공구의 회전축 방향은 상기 피가공물 보호 유지·회전수단의 축 방향에 대해 직교하는 방향이고 상기 피가공물 표면 측 모방 부재와 피가공물 이면 측 모방 부재는 상기 가공공구를 협지하여 대향하는 측에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가공장치.
제 1항에 있어서,
상기 기대에는 수평슬라이드부재가 상기 피가공물을 향하는 방향으로 진퇴가 자유롭게 설치되어 있고, 이 수평슬라이드부재에는 상하슬라이드부재가 상하이동 가능하게 설치되어 있으며, 이 상하 이동 슬라이드부재에는 다른 수평슬라이드부재가 설치되어 있고, 상기 가공수단은 이 수평슬라이드부재에 있어서 피가공물을 향하는 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가공장치.
제 1항에 있어서,
상기 피가공물 보호 유지·회전수단은 이동가능하게 설치된 피가공물누름 구동롤러기구와 이동가능하게 설치된 복수의 피가공물받이 롤러기구로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가공장치.
제 7항에 있어서,
상기 피가공물받이 롤러기구 내의 하나는 피가공물받이 구동롤러기구인 것을 특징으로 하는 가공장치.