KR101452647B1

KR101452647B1 - 선반의 공구대

Info

Publication number: KR101452647B1
Application number: KR1020130130630A
Authority: KR
Inventors: 박진우
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-10-22

Abstract

본 발명은 선반에 사용되는 터렛디스크와 피스톤커빅 사이의 거리를 짧게 형성하여 메인샤프트에 작용하는 수직하중을 낮출 수 있는 선반의 공구대에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 구동부재에 연결된 회전커빅 및 고정커빅, 상기 회전커빅에 연결된 터렛디스크, 상기 각 구성의 중심에 배치되는 메인샤프트, 상기 메인샤프트를 지지하는 바디, 상기 메인샤프트의 축방향으로 슬라이딩되어 터렛디스크의 분할운동을 구속 또는 해제하는 피스톤커빅을 포함하는 선반의 공구대에 있어서, 상기 메인샤프트의 외경과 고정커빅의 내경 사이에 형성된 작동간극, 상기 작동간극의 일측에 결합되도록 바디에 형성된 결합림, 상기 결합림을 관통하는 언클램핑유로, 상기 언클램핑유로에서 공급된 유체에 의해 작동간극을 따라 슬라이딩되어 터렛디스크의 분할운동을 해제하도록 피스톤커빅을 푸시하는 푸시플랜지를 포함하는 것이다.

Description

선반의 공구대{TOOL POST FOR LATHE}

본 발명은 선반에 사용되는 공구대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터렛디스크와 피스톤커빅 사이의 거리를 짧게 형성하여 메인샤프트에 작용하는 수직하중을 낮출 수 있는 선반의 공구대에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 공작기계는 주조, 단조 등으로 만든 기계부품을 가공하는 기계로서, 19세기 중에 발명되었으며 20세기 이후에는 성능향상이 이루어지면서 수치제어 공작기계 등이 제조되고 있다.

최근에는 수치제어(Numerical control)를 이용한 선반이 널리 사용되고 있으며, 이러한 선반은 스핀들 모터의 고속회전으로 축이 연동하고 그 축에 공작물을 클램핑할 수 있도록 척킹장치를 갖는 스핀들유닛, 공작물의 고속회전에 의한 원심력으로 중심을 벗어나는 것을 방지하고자 상기 스핀들유닛의 구동축과 동일 중심선 상에 위치하여 공작물의 타측 중심을 지지하도록 하는 심압대, 상기 스핀들 유니트 상부의 배드 상에 설치되고 수평 및 수직운동을 하는 볼스크류유닛에 의해 공작물에 접근하여 가공 순서에 따라 다양한 공작물 가공 작업을 수행할 수 있는 터렛이 구비된 공구대로 대별된다.

그리고 상기 터렛은 공구가 공작물의 가공 위치에 정밀하게 위치하여 작업을 수행하여야 하므로 신속한 공구의 교환이 요구된다.

도 1은 공작물을 가공하기 위한 종래의 선반 공구대를 나타낸 단면도로서, 종래의 공구대는, 구동력을 발생시키는 구동모터(10), 구동모터(20)에 연결된 회전커빅(20), 회전커빅(20)의 회전을 단속하는 고정커빅(30), 회전커빅(20)과 고정커빅(30)에 연결된 피스톤커빅(70), 피스톤커빅(70)의 중심에 설치되는 메인샤프트(50), 메인샤프트(50)의 전단부에 연결된 터렛디스크(40)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 공구대는 구동모터(10)의 구동력이 스퍼기어(12)와 아이들기어(13)를 통해 전달되어 회전커빅(20)에 연결된 터렛디스크(40)의 분할운동을 발생시킨다. 부연하면, 도 1의 ‘S1’는 터렛디스크(40)의 분할운동을 구속하기 위해 클램핑유로(62)에서 유입된 유압이 피스톤커빅(70)과 플랜지(80) 사이로 공급되는 언클램핑공간이고, ‘S2는 터렛디스크(40)의 분할운동을 해제하기 위해 언클램핑유로(63)에서 유입된 유압이 피스톤커빅(70)과 메인샤프트(50) 사이로 공급되는 클램핑공간이며, 이를 통해 클램핑유로 또는 언클램핑유로에서 유입되는 유압에 의해 터렛디스크(40)의 분할운동이 구속 또는 해제된다.

그러나 종래의 공구대는 피스톤커빅(40)의 내경에 언클램핑공간(S1)이 형성되어 플랜지의 슬라이딩으로 안내하고, 이로 인해 터렛디스크(40)와 피스톤커빅(70) 사이의 거리(L1)가 길게 형성되어 메인샤프트(50)에 직교되는 수직하중에 대한 값이 커지는 동시에 절삭 강성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 터렛디스크와 피스톤커빅 사이의 거리를 짧게 형성하여 메인샤프트에 작용하는 수직하중을 낮출 수 있는 선반의 공구대를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 구동부재에 연결된 회전커빅 및 고정커빅, 상기 회전커빅에 연결된 터렛디스크, 상기 각 구성의 중심에 배치되는 메인샤프트, 상기 메인샤프트를 지지하는 바디, 상기 메인샤프트의 축방향으로 슬라이딩되어 터렛디스크의 분할운동을 구속 또는 해제하는 피스톤커빅을 포함하는 선반의 공구대에 있어서, 상기 메인샤프트의 외경과 고정커빅의 내경 사이에 형성된 작동간극, 상기 작동간극의 일측에 결합되도록 바디에 형성된 결합림, 상기 결합림을 관통하는 언클램핑유로, 상기 언클램핑유로에서 공급된 유체에 의해 작동간극을 따라 슬라이딩되어 터렛디스크의 분할운동을 해제하도록 피스톤커빅을 푸시하는 푸시플랜지를 포함하는 것이다.

본 발명에서 상기 고정커빅의 내경은 메인샤프트의 외경보다 크게 형성되어 그 사이에 작동간극을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 터렛디스크의 분할운동을 구속하기 위한 클램핑유로는 바디에서 메인샤프트를 관통하여 피스톤커빅으로 공급되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 결합림은 작동간극의 두께에 부분적으로 결합되도록 적절한 두께로 이루어져 타측 단부에 푸시플랜지의 슬라이딩을 안내하는 공간을 형성하는 것이 바람직하다.

상술한 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 푸시플랜지가 작동간극을 따라 왕복 슬라이딩되므로 터렛디스크와 피스톤커빅 사이의 거리를 짧게 형성하므로 메인샤프트의 수직하중에 대한 값이 낮출 수 있는 동시에 공구대의 절삭 강성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

도 1은 종래의 선반 공구대를 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래의 선반 공구대의 요부를 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 요부를 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 결합림을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 의한 언클램핑유로 및 클램핑유로를 나타낸 예시도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 선반 공구대는, 구동부재(100)에 연결된 회전커빅(200) 및 고정커빅(300), 회전커빅(200)에 연결된 터렛디스크(400), 상기 각 구성(100)(200)(300)(400)의 중심에 배치되는 메인샤프트(500), 메인샤프트(500)를 지지하는 바디(600), 메인샤프트(500)의 축방향으로 슬라이딩되어 터렛디스크(400)를 구속 또는 해제하는 피스톤커빅(700), 메인샤프트(500)의 외경과 고정커빅(300)의 내경 사이에 형성된 작동간극(310), 작동간극(310)의 일측에 결합되도록 바디(600)에 형성된 결합림(610), 결합림(610)을 관통하는 언클램핑유로(620), 언클램핑유로(620)에서 공급된 유체에 의해 작동간극(310)을 따라 슬라이딩되어 터렛디스크(400)를 해제하도록 피스톤커빅(700)을 푸시하는 푸시플랜지(800)를 포함한다.

먼저, 도 3은 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 단면도로서, 도 3에 도시된 바와 같이 바디(600)는 본 발명의 골조를 이루고 일측에는 구동부재(100)가 구비되는데, 이러한 구동부재(100)는 구동모터(110), 구동모터(110)의 구동기어(112)에 연결된 스퍼기어(120), 스퍼기어(120)의 회전축에 결합된 아이들기어(130)를 포함한다.

그리고 바디(600)의 일측에는 메인샤프트(500)가 회전가능하게 연결되고, 이 메인샤프트(500)의 중심에는 피스톤커빅(700), 고정커빅(300), 회전커빅(200) 및 터렛디스크(400)가 배치되며, 이러한 각 구성에 의해 터렛디스크(400)의 분할운동을 발생시키는 작용은 종래기술과 동일하므로 생략한다.

특히, 본 발명은 메인샤프트(500)의 외경과 고정커빅(300)의 내경 사이에 형성된 작동간극(310), 이 작동간극(310)의 일측에 결합되는 결합림(610), 결합림(610)을 관통하는 언클램핑유로(620), 피스톤커빅(700)을 푸시하도록 작동간극(310)의 타측에 슬라이딩가능하게 결합되는 푸시플랜지(800)를 가장 큰 특징으로 한다.

상기한 고정커빅(300)의 내경은 메인샤프트(500)의 외경보다 크게 형성되어 그 사이에 작동간극(310)이 형성되는데, 이러한 작동간극(310)의 우측 단부 방향에서는 결합림(610)이 기밀하게 결합되고, 좌측 단부 방향에서는 푸시플랜지(800)가 슬라이딩가능하게 결합되어 메인샤프트(500)의 축방향을 따라 왕복 슬라이딩된다.

상기한 결합림(610)은 도 5에 도시된 바와 같이 사각형의 단면을 갖는 둥근 테 형상으로 형성되어 바디(600)의 일면에 일체로 형성되는데, 이러한 결합림(610)은 작동간극(310)의 우측 단부 방향에서 기밀히 결합되므로, 결합림(610)의 내경은 메인샤프트(500)의 외경에 접촉되고, 결합림(610)의 외경은 고정커빅(300)의 내경에 접촉된다. 특히, 결합림(610)은 작동간극(310)의 두께(t1)에 부분적으로 결합되도록 적절한 두께(t2)로 이루어져 타측 단부에 푸시플랜지(800)의 슬라이딩을 안내하는 공간을 형성하는 것이 중요하다.

상기한 언클램핑유로(620)는 푸시플랜지(800)를 푸시하도록 유체를 공급하는 유로로서, 이러한 언클램핑유로(620)는 도 6에 도시된 바와 같이 바디(600)의 일측에서 시작되어 작동간극(310)으로 유체(유압)을 공급하도록 결합림(610)을 관통하게 구배된다. 언클램핑유로(620)에서 공급된 유체는 푸시플랜지(800)를 도 4의 왼쪽 방향으로 슬라이딩시키게 된다.

한편, 클램핑유로(630)는 유체를 공급하여 피스톤커빅(700)을 회전커빅(200) 방향으로 푸시하는 유로로서, 이러한 클램핑유로(630)는 도 6에 도시된 바와 같이 바디(600)의 일측에서 시작되어 피스톤커빅(700)의 왼쪽면으로 유체를 공급하도록 메인샤프트(500)를 관통하게 구배되며, 클램핑유로(630)에서 공급된 유체는 피스톤커빅(700)을 도 4의 오른쪽 방향으로 슬라이딩시키게 된다.

푸시플랜지(800)는 앞서 상술한 종래의 고정된 플랜지와 달리 메인샤프트(500)의 축방향을 따라 왕복 슬라이딩되는 것을 기술적인 특징으로 한다. 푸시플랜지(800)는 작동간극(310)의 좌측 단부 방향에서 결합되며, 푸시플랜지(800)의 외경은 고정커빅(300)의 내경에 접촉되고 내경은 메인샤프트(500)의 외경에 접촉되어 왕복 슬라이딩된다. 이에 따라, 푸시플랜지(800)는 언클램핑유로(620)에서 공급되는 유체에 의해 도 4의 왼쪽 방향으로 슬라이딩되어 피스톤커빅(700)을 푸시하므로 터렛디스크(400)의 분할운동을 해제하게 된다.

이와 같은 푸시플랜지(800)는 메인샤프트(500)와 고정커빅(300) 사이의 작동간극(310) 사이에서 슬라이딩되므로, 종래의 공구대에 비해 터렛디스크(400)와 피스톤커빅(700) 사이의 거리(L2)가 짧게 형성되고, 이로 인해 메인샤프트(500)에 직교되는 수직하중에 대한 값이 작아지게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 전체적인 작용을 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 3에서 중간에 수평으로 도시된 중심선(일점쇄선)을 기준으로 위쪽은 터렛디스크(400)의 분할운동을 해제하는 이른바 언클램핑상태를 나타낸 것이고, 아래쪽은 터렛디스크(400)의 분할운동을 구속하는 이른바 클램핑상태를 나타낸 것이다.

먼저, 언클램핑상태를 살펴보면, 언클램핑유로(620)에서 유입된 유체는 결합림(610)을 지나 푸시플랜지(800)로 공급되어 피스톤커빅(700) 방향으로 슬라이딩시키고, 푸시플랜지(800)는 도 3에서와 같이 피스톤커빅(700)을 푸시하며, 이러한 피스톤커빅(700)은 회전커빅(200)에서 분리되므로 터렛디스크(400)의 분할운동을 해제시켜서 언클램핑상태를 유지하는 것이다.

다음, 클램핑상태를 살펴보면, 클램핑유로(630)에서 유입된 유체는 메인샤프트(500)를 지나 피스톤커빅(700)으로 공급되어 회전커빅(200) 방향으로 슬라이딩시키고, 피스톤커빅(700)과 함께 푸시플랜지(800)도 회전커빅(200) 방향으로 슬라이딩되어 도 3에서와 같이 회전커빅(200)에 결합되므로, 터렛디스크(400)의 분할운동을 구속시켜서 클램핑상태를 유지하는 것이다.

따라서 본 발명은 푸시플랜지(800)가 작동간극(310)을 따라 왕복 슬라이딩되므로 터렛디스크(400)와 피스톤커빅(700) 사이의 거리(L2)를 짧게 형성하므로 메인샤프트(500)의 수직하중에 대한 값이 낮추고, 이로 인해 절삭 강성을 향상시키게 된다.

본 발명은 상술한 실시 예에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 개량, 변경, 대체, 부가할 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체, 부가에 의한 실시가 이하의 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것임은 자명하다.

100 : 구동부재 200 : 회전커빅
300 : 고정커빅 400 : 터렛디스크
500 : 메인샤프트 600 : 바디
610 : 결합림 620 : 언클램핑유로
700 : 피스톤커빅 800 : 푸시플랜지

Claims

구동부재에 연결된 회전커빅 및 고정커빅, 상기 회전커빅에 연결된 터렛디스크, 상기 각 구성의 중심에 배치되는 메인샤프트, 상기 메인샤프트를 지지하는 바디, 상기 메인샤프트의 축방향으로 슬라이딩되어 터렛디스크의 분할운동을 구속 또는 해제하는 피스톤커빅을 포함하는 선반의 공구대에 있어서,
상기 메인샤프트의 외경과 고정커빅의 내경 사이에 형성된 작동간극, 상기 작동간극의 일측에 결합되도록 바디에 형성된 결합림,
상기 결합림을 관통하는 언클램핑유로,
상기 언클램핑유로에서 공급된 유체에 의해 작동간극을 따라 슬라이딩되어 터렛디스크의 분할운동을 해제하도록 피스톤커빅을 푸시하는 푸시플랜지를 포함하는 선반의 공구대.
청구항 1에 있어서,
상기 고정커빅의 내경은 메인샤프트의 외경보다 크게 형성되어 그 사이에 작동간극을 형성하는 것을 특징으로 하는 선반의 공구대.
청구항 1에 있어서,
상기 터렛디스크의 분할운동을 구속하기 위한 클램핑유로는 바디에서 메인샤프트를 관통하여 피스톤커빅으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선반의 공구대.
청구항 1에 있어서,
상기 결합림은 작동간극의 두께에 부분적으로 결합되도록 적절한 두께로 이루어져 타측 단부에 푸시플랜지의 슬라이딩을 안내하는 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 선반의 공구대.