KR101502813B1 - 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 면삭가공툴이 면삭가공머신의 주축으로부터 완전히 고정되지 않고 면삭가공대상품의 가공면 형상과 미세한 면기울기에 대응하도록 수평유지를 시켜줌으로써, 면삭가공툴의 유연한 회동에 따른 밸런스 조절이 세밀하게 이루어져 별도의 후처리가 없어도 정밀한 면삭가공이 가능하도록 하는 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상단부가 면삭가공머신의 주축과 연결되고 하단부에는 면삭가공툴을 고정하여, 면삭가공대상품의 면기울기와 면삭가공툴의 수평을 유지해 주는 가공툴 수평유지 장치에 있어서, 상기 주축에 연결되는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트의 하방으로 소정 간격만큼 이격되어 배치되고, 상기 면삭가공대상품의 면기울기에 따라 기울기가 변화하는 수평유지 플레이트; 상기 지지 플레이트 및 상기 수평유지 플레이트 사이의 공간부 중앙에 배치되어 상기 수평유지 플레이트의 기울기 변화 시 중심축이 되는 수평유지 볼체; 및 상기 지지 플레이트 및 상기 수평유지 플레이트의 각 대응하는 모서리 부를 연결하도록 설치되는 복수개의 수평유지 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

면삭가공용 가공툴 수평유지 장치 {Apparatus For Maintaining Level Of Milling Machine Working Tool}
본 발명은 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 면삭가공툴이 면삭가공머신의 주축으로부터 완전히 고정되지 않고 면삭가공대상품의 가공면 형상과 미세한 면기울기에 대응하도록 수평유지를 시켜줌으로써, 면삭가공툴의 유연한 회동에 따른 밸런스 조절이 세밀하게 이루어져 별도의 후처리가 없어도 정밀한 면삭가공이 가능하도록 하는 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치에 관한 것이다.
밀링머신(milling machine) 등의 면삭가공머신은 주축에 고정된 밀링커터를 회전시키고, 테이블에 고정한 가공물에 절삭 깊이와 이송을 주어 가공물을 필요한 형상으로 절삭하는 공작기계이다. 프라이스반(盤)이라고도 하며, 적당한 밀링커터를 사용함으로써 평면절삭·홈절삭·절단 등 복잡한 절삭이 가능하며, 용도가 넓다. 수직 및 수평 밀링 작업과 공작물의 평면, 측면 및 사면 가공 작업을 병행할 수 있고, 통상 상하 및 전후, 좌우로 구동 범위를 갖는 테이블의 이송을 조절하여 가공물을 가공하며, 가공물의 강도, 형태, 성질에 따라 삭성, 연마, 천공 등의 가공 속도를 간편하게 조절할 수 있고, 일시작업 또는 연속 작업을 임의로 조절하여 정교한 가공과 가공 능률을 향상시킬 수 있는 구조를 가진다.
이와 같은 밀링머신의 종류로는 그 구조에 따라 크게 니형(knee type)과, 베드형(bed type)으로 분류되며, 주축 헤드의 설치 위치에 따라 수평형과 수직형으로 분류된다. 밀링머신은 베이스를 가진 프레임, 베이스에 대해 X축방향으로 왕복 이동 가능하도록 설치되며, 피가공 대상물인 면삭가공대상품이 얹혀지는 테이블(table)부재, 공작물을 가공할 수 있는 툴(tool)이 구비되며, 테이블부재에 대해 수직되게 설치되고, 테이블부재의 슬라이딩 방향과 교차되는 Y축방향으로 왕복 이동 가능하도록 프레임에 설치된 주축 헤드 어셈블리(spindle head assembly), 테이블 부재를 X축방향으로 왕복 이동시키는 새들(saddle), 새들과 주축 헤드 어셈블리를 연결하는 램(ram) 등을 포함하여 이루어진다.
일반적으로 면삭가공대상품 중 대형 사이즈의 피가공 대상물의 경우 정확한 치수에 맞춰 완전히 평평(平平)한 상태로 마무리가 되어야 하는 것이 중요하다. 가공 과정에서 발생하는 조그만 오차에도 추후 조립 공정에서 결합이 잘 이루어지지 않거나 전체 완성제품의 형태에 문제가 발생하는 경우가 빈번하다. 이러한 가공의 정확성은 제품의 신뢰도에도 문제가 발생할 수 있으며, 특히 면가공에서 발생하는 오차는 심미적인 관점에서 큰 하락요인이 될 수 있다.
이렇게 면삭가공대상품의 면삭가공에서 오차가 발생하는 요인 중 하나는, 면삭가공대상품의 가공면에 공정상의 공차가 있거나 미세한 면기울기가 형성되어 있을 경우에, 종래의 면삭가공머신의 가공툴은 주축으로부터 완전히 고정이 되어 있기 때문에 부위별로 미세하게 다른 각도의 차이를 세밀하게 반영하는 것이 불가능했기 때문이다. 면기울기가 형성된 면의 가공 시에 축으로부터 고정된 가공툴의 움직임은 획일적일 수 밖에 없고 유연한 회동이 불가능하기 때문에 가공면의 형상에 따른 밸런스 조절이 힘들고 정밀한 면삭가공이 이루어지기 힘들었던 실정이다.
국내공개특허 제2013-0008260호 (2013.01.22 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 면삭가공툴이 면삭가공머신의 주축으로부터 완전히 고정되지 않고 면삭가공대상품의 가공면 형상과 미세한 면기울기에 대응하도록 수평유지를 시켜줌으로써, 면삭가공툴의 유연한 회동에 따른 밸런스 조절이 세밀하게 이루어져 별도의 후처리가 없어도 정밀한 면삭가공이 가능하도록 하는 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상단부가 면삭가공머신의 주축과 연결되고 하단부에는 면삭가공툴을 고정하여, 면삭가공대상품의 면기울기와 면삭가공툴의 수평을 유지해 주는 가공툴 수평유지 장치에 있어서, 상기 주축에 연결되는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트의 하방으로 소정 간격만큼 이격되어 배치되고, 상기 면삭가공대상품의 면기울기에 따라 기울기가 변화하는 수평유지 플레이트; 상기 지지 플레이트 및 상기 수평유지 플레이트 사이의 공간부 중앙에 배치되어 상기 수평유지 플레이트의 기울기 변화 시 중심축이 되는 수평유지 볼체; 및 상기 지지 플레이트 및 상기 수평유지 플레이트의 각 대응하는 모서리 부를 연결하도록 설치되는 복수개의 수평유지 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에 상기 수평유지 탄성부재는, 상기 지지 플레이트의 모서리 부 및 상기 수평유지 플레이트의 상면 모서리 부에 각각 홈이 형성되어 있고, 상기 각 대응하는 모서리 부의 홈에 막대 형태의 지지축이 삽입되어 상기 지지 플레이트 및 상기 수평유지 플레이트를 연결하며, 상기 각 지지축 외연을 따라 축 방향으로 스프링이 배치되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 지지 플레이트의 저면 일측 혹은 상기 수평유지 플레이트의 상면 일측 중앙부에는 상기 수평유지 볼체의 위치가 고정되도록 볼홈이 형성될 수 있다. 또한 상기 수평유지 플레이트의 하단부에 연결되어 상기 면삭가공툴을 결합 고정하며, 상기 면삭가공툴의 형태에 따라 툴 결합홈의 폭을 조절할 수 있는 가공툴지그부;를 더 포함하는 것이 가능하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 면삭가공툴이 면삭가공머신의 주축으로부터 완전히 고정되지 않고 면삭가공대상품의 가공면 형상과 미세한 면기울기에 대응하도록 수평유지를 시켜줌으로써, 면삭가공툴의 유연한 회동에 따른 밸런스 조절이 세밀하게 이루어져 가공작업의 완성도를 더 높일 수 있고, 별도의 후처리 보정이 필요하지 않아 비용과 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치의 수직단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치 중 수평유지부의 수평단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치의 평평한 가공면을 면삭가공 시의 동작도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치의 면기울기가 있는 가공면을 면삭가공 시의 동작도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치의 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치의 수직단면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치 중 수평유지부의 수평단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치는 장착부(100), 수평유지부(200) 및 가공툴지그부(300)를 포함하여 이루어 진다.
장착부(100)는 면삭가공머신의 주축과 연결되어 회전력을 전달받는 역할을 수행한다. 면삭가공머신의 주축과 결합이 가능한 어떠한 형태라도 무관하나, 주축과 연장되는 형태로 자연스럽게 결합이 가능하도록 길이 방향의 축 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 장착부(100)의 하단에는 수평유지부(200)가 연결된다.
수평유지부(200)는 본 발명에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지장치의 핵심 파트로써, 면삭가공대상품(10)의 면기울기와 면삭가공툴(30)의 수평 상태를 유지해 주는 역할을 수행한다. 이러한 수평유지부(200)는 다시 지지 플레이트(210), 수평유지 플레이트(220), 수평유지 볼체(230) 및 수평유지 탄성부재(240)로 이루어진다. 지지 플레이트(210)는 장착부(100)의 하단부와 직접 연결되는 부분으로 면삭 가공머신의 베드(20) 면과는 수평을, 면삭가공머신의 주축 및 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치의 장착부(100)와는 수직 상태를 유지하며 고정된다. 지지 플레이트(210)의 하방으로는 소정 간격만큼 이격된 채로 수평유지 플레이트(220)가 배치되는데, 이 수평유지 플레이트(220)는 면삭가공대상품(10)의 면기울기에 따라 기울기가 변화되어 면삭가공툴(30)과 수평을 유지하는 부분이다. 지지 플레이트(210) 및 수평유지 플레이트(220)는 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 제조의 용이성과 실제 제품에의 적용을 위해 사각형의 판형으로 각각 제작되는 것이 좋다.
그리고 이러한 지지 플레이트(210) 및 수평유지 플레이트(220) 사이의 공간부에는 수평유지 볼체(230) 및 수평유지 탄성부재(240)가 위치하게 된다. 수평유지 볼체(230)는 양 플레이트 사이의 공간부 중앙에 형성되어 수평유지 플레이트(220)가 면삭가공대상품(10)의 면기울기에 따라 기울기가 변화할 때 그 중심축이 된다. 지지 플레이트(210)의 저면 일측 혹은 상기 수평유지 플레이트(220)의 상면 일측 중앙부에 볼홈(231)이 형성되어 금속 재질의 수평유지 볼체(230)를 개재할 수 있는데, 실제 기울기가 변화하는 플레이트는 하단의 수평유지 플레이트(220)이므로 수평유지 플레이트(220)의 상면에 볼홈(231)이 형성되는 것이 더 바람직하다. 볼홈(231)의 내주면을 따라 수평유지 플레이트(220)의 기울기 변화가 어느 방향으로든 자연스럽게 유도될 수 있기 때문이다.
또한 지지 플레이트(210)와 수평유지 플레이트(220)가 서로 소정 간격으로 이격되어 있는데, 양 플레이트는 수평유지 탄성부재(240)를 통해 상호 연결이 이루어진다. 지지 플레이트(210)와 수평유지 플레이트(220)의 상면에서 각 모서리 부에 각각 홈(241)을 형성시키고, 양 플레이트의 각 대응하는 홈(241)과 홈(241)에 지지축(242)이 삽입되어 연결되는 것이다. 지지축(242)은 막대 형태로 형성되어 각 홈(241)과 홈(241) 사이를 연결하여 양 플레이트를 고정하게 되는데, 볼트 결합의 방식을 이용하는 것이 가장 용이하다. 여기에 각 지지축(242)의 외부에는 축 방향을 따라 스프링(243) 부재가 설치되어 양 플레이트 사이의 간격에 탄성을 부여하고, 면삭가공대상품(10)의 가공면 형상이 평탄하지 않더라도 장치에 충격이 가지 않도록 완충 역할을 해 준다. 도 3에 도시한 바와 같이 양 플레이트의 각 모서리마다 중심에 홈(241)을 형성시켜서 총 4개의 수평유지 탄성부재(240)를 구비하는 것이 가장 바람직하다. 이렇게 함으로써 수평유지 플레이트(220)가 중앙부의 수평유지 볼체(230)를 중심축으로 하여 360도 어느 방향으로든 기울기를 달리 할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치의 평평한 가공면을 면삭가공 시의 동작도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치의 면기울기가 있는 가공면을 면삭가공 시의 동작도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치의 수평유지부(200), 특히 수평유지 플레이트(220)의 하단에는 가공툴지그부(300)가 포함된다. 이러한 가공툴지그부(300)에는 면삭가공툴(30)이 고정되게 되는데, 다양한 형태의 면삭가공툴(30)이 고정 가능하도록 면삭가공툴(30)을 고정하는 가공툴지그부(300)의 툴 결합홈(301) 폭을 조절할 수 있도록 구비하는 것도 가능하다.
도 4 및 도 5와 같이 면삭가공툴(30)을 가공툴지그부(300)에 고정시킨 채로 실제 면삭가공을 실시하게 되는데, 전술한 바와 같이 장착부(100)에서는 면삭가공머신으로부터 회전력을 전달받아 다른 구성요소들을 거쳐 면삭가공툴(30)에까지 전달하게 된다. 도 4와 같이 면기울기가 없는 평탄한 면삭가공대상품(10)의 경우는 지지 플레이트(210) 및 수평유지 플레이트(220)가 모두 면삭가공머신 베드(20)와 수평을 유지하는 상태가 된다. 그러나 도 5와 같이 면기울기, 즉 공차가 발생한 경사면을 가공할 시에는 수평유지 플레이트(220)가 면기울기에 따라 기울여지면서 면삭가공툴(30)이 가공면과 계속해서 수평을 유지하는 형태로 바뀐다.
경사면 상단 측 방향의 수평유지 플레이트(220) 부분이 상방으로 올라가면서, 수평유지 볼체(230)를 중심축으로 반대 방향의 수평유지 플레이트(220) 부분은 하방으로 내려가게 된다. 이 때 하방으로 내려간 부분의 홈(241)에서 스프링(243) 부재는 다소간 팽창하게 되고, 상방으로 올라간 부분의 홈(241)에서는 압축이 이루어진다. 이렇게 면삭가공 작업이 진행되는 과정동안 면삭가공대상품(10)의 가공면에 어느 방향으로 면기울기가 형성되었든지 간에, 수평유지 플레이트(220)가 각 방향으로 기울기를 달리 하면서 면삭가공툴(30)이 가공면과 수평을 유지하도록 해 밸런스를 조절해 줌으로써 정밀 면삭가공이 가능한 것이다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10 : 면삭가공대상품 20 : 베드
30 : 면삭가공툴 100 : 장착부
200 : 수평유지부 210 : 지지 플레이트
220 : 수평유지 플레이트 230 : 수평유지 볼체
231 : 볼홈 240 : 수평유지 탄성부재
241 : 홈 242 : 지지축
243 : 스프링 300 : 가공툴지그부
301 : 툴 결합홈

Claims (4)

  1. 상단부가 면삭가공머신의 주축과 연결되고 하단부에는 면삭가공툴을 고정하여, 면삭가공대상품의 면기울기와 면삭가공툴의 수평을 유지해 주는 가공툴 수평유지 장치에 있어서,
    상기 주축에 연결되는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트의 하방으로 소정 간격만큼 이격되어 배치되고, 상기 면삭가공대상품의 면기울기에 따라 기울기가 변화하는 수평유지 플레이트;
    상기 지지 플레이트 및 상기 수평유지 플레이트 사이의 공간부 중앙에 배치되어 상기 수평유지 플레이트의 기울기 변화 시 중심축이 되는 수평유지 볼체; 및
    상기 지지 플레이트 및 상기 수평유지 플레이트의 각 대응하는 모서리 부를 연결하도록 설치되는 복수개의 수평유지 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수평유지 탄성부재는,
    상기 지지 플레이트의 모서리 부 및 상기 수평유지 플레이트의 상면 모서리 부에 각각 홈이 형성되어 있고,
    상기 각 대응하는 모서리 부의 홈에 막대 형태의 지지축이 삽입되어 상기 지지 플레이트 및 상기 수평유지 플레이트를 연결하며,
    상기 각 지지축 외연을 따라 축 방향으로 스프링이 배치되는 것을 특징으로 하는 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 플레이트의 저면 일측 혹은 상기 수평유지 플레이트의 상면 일측 중앙부에는 상기 수평유지 볼체의 위치가 고정되도록 볼홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수평유지 플레이트의 하단부에 연결되어 상기 면삭가공툴을 결합 고정하며, 상기 면삭가공툴의 형태에 따라 툴 결합홈의 폭을 조절할 수 있는 가공툴지그부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면삭가공용 가공툴 수평유지 장치.
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