KR101522789B1

KR101522789B1 - 스피닝 가공장치

Info

Publication number: KR101522789B1
Application number: KR1020130143677A
Authority: KR
Inventors: 신야 기무라; 시게오 무라타
Original assignee: 니혼 스핀들 세이조 가부시키가이샤
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2015-05-26
Also published as: JP2014138946A; JP6044987B2; KR20140094431A; CN103934342B; TW201429576A; TWI568516B; CN103934342A

Abstract

[과제] 스피닝 가공을 적절히 행함과 함께, 스피닝 가공에 연속하여 절단 등의 다른 가공을 행할 수 있도록 하는 특성을 가지면서, 간단한 기구를 이용하여, 제어가 용이하고, 가동상황이 상이한 2종류의 가공구의 조합의 변경 등에 용이하게 대응할 수 있는 스피닝 가공장치를 제공하는 것이다.
[해결수단] 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)의 위치를 제어하는 가공구의 위치제어기구(5)를, 회전구동축(1)의 외주에 회전구동축(1)의 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 회전구동축(1)과 함께 회전하는 이동체(51)와, 이동체(51)의 회전구동축(1)의 축방향의 위치를 제어하는 이동체의 위치제어기구(52)와, 이동체(51)와 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)를 각각 접속하는 제1 링크편(53a) 및 제2 링크편(53b)을 구비한 링크기구(53)로 구성한다.

Description

스피닝 가공장치{Spinning processing apparatus}

본 출원은 2013년 1월 21일에 출원된 일본 특허출원 제2013-008312호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.

본 발명은, 스피닝 가공장치에 관한 것으로서, 특히, 회전 불가능하게 지지한 피(被)가공부재에 대하여, 롤러를 공전(公轉) 구동하여 스피닝 가공을 행하는 스피닝 가공장치에 관한 것이다.

주로 관(管) 소재의 단부에 대하여 스피닝 가공을 행하여, 예컨대, 테이퍼형상의 관 단부를 형성하는 스피닝 가공장치로서, 다양한 형식의 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1~3 참조.).

이 중, 특허문헌 1에 기재된 것은, 피가공부재를 회전 불가능하게 지지한 상태에서 조임공구를 피가공부재의 둘레에 공전 구동하여 스피닝 가공을 행하도록 하고 있다.

이 주축(主軸)장치는, 2중 구조의 주축에 캠판과 공구 장착대(면판)를 설치하고, 주축 후방에 직렬로 장착한 2조의 유성기어기구를 구동하여, 회전 중인 주축의 내외관의 사이에 속도차를 발생시켜 캠판과 공구 장착대 사이에 상대회동을 부여하고, 주축 둘레를 공전하는 조임공구를, 직경방향으로 슬라이딩시켜 스피닝 가공을 행하도록 구성되어 있다.

또한, 특허문헌 2~3에 기재된 것은, 경사축 및 편심축을 적절히 조합하여, 피가공부재 둘레에 가공구(具)인 롤러를 공전 구동하여 스피닝 가공을 행하도록 하고 있다.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 주축장치와 같이, 주축 둘레를 공전하는 가공구에 의하여 스피닝 가공을 행하는 장치에 있어서는, 가공구를 고정하고 피가공부재를 회전시키는 스피닝 가공장치와는 달리, 예컨대, 조임공구 및 절단을 행하는 날공구와 같은 복수 종류의 가공구를 병설하여 가공하는 것이 곤란하기 때문에, 스피닝 가공 종료 후에, 별도의 공정에서 다른 설비를 이용하여 가공 단부의 절단을 행할 필요가 있었다.

이러한 스피닝 가공 후의 절단공정은, 특허문헌 2~3에 기재되어 있는 경사축이나 편심축을 포함하는 스피닝 가공을 행한 후에는, 관 단부의 마무리 가공으로서 필수의 공정이 된다.

또한, 주축 둘레를 공전하는 가공구에 의하여 스피닝 가공을 행하는 장치에 있어서, 예컨대, 2종류의 롤러를 이용하여 연속하여 스피닝 가공을 행할 수 있도록 하는 것이 요청되고 있지만, 특허문헌 1~3에 기재된 것으로는 실현할 수 없었다.

그런데, 본건 출원인은, 먼저, 회전 불가능하게 지지된 피가공부재에 대하여, 가공구를 공전 구동하여 스피닝 가공을 행하는 스피닝 가공장치에 있어서, 스피닝 가공을 적절히 행함과 함께, 스피닝 가공에 연속하여 절단 등의 다른 가공을 행할 수 있는 스피닝 가공장치를 제안하였다(특허문헌 4 참조.).

이 스피닝 가공장치는, 내관 및 외관의 이중관으로 이루어지는 주축과, 상기 외관의 선단부에 설치하여 상기 외관의 축을 중심으로 상기 외관과 함께 회전하는 제1 회전체와, 상기 제1 회전체와 평행하게 상기 내관의 선단부에 설치하여 상기 내관의 축을 중심으로 상기 내관과 함께 회전하는 제2 회전체로서, 상기 내관의 축 둘레에 제1 안내로 및 제2 안내로를 형성한 제2 회전체와, 상기 제2 회전체의 상기 제1 안내로 및 제2 안내로를 따라 각각 이동 가능하게, 상기 제1 회전체에 지지하는 제1 가공구 및 제2 가공구와, 상기 내관 및 상기 외관을 동일 방향으로 회전구동하고, 또한, 필요에 따라서 상기 내관과 상기 외관 사이에 회전차가 발생하도록 상기 내관 및 상기 외관을 상대적으로 회전구동하는 구동수단을 구비하며, 상기 제2 회전체가 일방향으로 회전할 때 상기 제1 가공구와 상기 제2 가공구가 상대적으로 반대방향으로 이동하도록 상기 제1 안내로 및 제2 안내로를 형성하고, 회전 불가능하게 지지된 피가공부재에 대하여, 상기 제1 가공구 및 제2 가공구를 공전 구동하면서, 상기 제1 가공구를 상기 제1 안내로를 따라 직경방향으로 구동함과 함께, 상기 제2 가공구를 상기 제2 안내로를 따라 직경방향으로 구동하도록 구성되어 있다.

일본 특허공개공보 소62-167956호 일본 특허공개공보 평11-147138호 일본 특허공개공보 평11-151535호 일본 특허공개공보 2001-105041호

그런데, 특허문헌 4에 기재된 스피닝 가공장치는, 상기 소기의 목적을 달성할 수 있는 것인 반면, 제1 및 제2 안내로를 형성한 제2 회전체 등의 복잡한 구조의 부재를 이용하고, 내관 및 외관의 복잡한 차속제어를 필요로 하고, 또한, 이들 부재에는 범용성이 없기 때문에, 예컨대, 가동(稼動)상황이 상이한 2종류의 가공구의 조합을 변경한 경우에는, 제2 회전체도 함께 교환해야 하므로, 번거로움과 비용을 요한다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 종래의 스피닝 가공장치가 가지는 문제점을 감안하여, 회전 불가능하게 지지한 피가공부재에 대하여, 가공구를 공전 구동하여 스피닝 가공을 행하는 스피닝 가공장치에 있어서, 스피닝 가공을 적절히 행함과 함께, 스피닝 가공에 연속하여 절단 등의 다른 가공을 행할 수 있도록 하는 특허문헌 4에 기재된 스피닝 가공장치의 특성을 가지면서, 간단한 기구를 이용하여, 제어가 용이하고, 가동상황이 상이한 2종류의 가공구의 조합의 변경 등에 용이하게 대응할 수 있는 스피닝 가공장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 스피닝 가공장치는, 회전구동축과, 상기 회전구동축의 선단부에 설치되어, 회전구동축과 함께 회전하는 회전체와, 상기 회전체에 설치된 복수의 공구 지지부를 따라 회전체의 직경방향으로 이동 가능하게 지지된 제1 가공구 및 제2 가공구와, 상기 제1 가공구 및 제2 가공구의 위치를 제어하는 가공구의 위치제어기구로 이루어지는 스피닝 가공장치에 있어서, 상기 가공구의 위치제어기구가, 회전구동축의 외주에 회전구동축의 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 회전구동축과 함께 회전하는 이동체와, 상기 이동체의 회전구동축의 축방향의 위치를 제어하는 이동체의 위치제어기구와, 이동체와 제1 가공구 및 제2 가공구를 각각 접속하는 제1 링크편 및 제2 링크편을 구비한 링크기구로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이 경우에 있어서, 상기 링크기구의 제1 링크편 및 제2 링크편을, 이동체의 이동에 따라 제1 가공구 및 제2 가공구를 반대방향으로 이동하도록 설치하도록 할 수 있다.

또한, 상기 링크기구의 제1 링크편 및 제2 링크편에, 이동체의 이동에 따라 제1 가공구 및 제2 가공구가 이동하지 않는 정지영역을 형성할 수 있다.

본 발명의 스피닝 가공장치에 의하면, 회전구동축과 함께 회전하는 회전체에 설치된 복수의 공구 지지부를 따라 회전체의 직경방향으로 이동 가능하게 지지된 제1 가공구 및 제2 가공구의 위치를 가공구의 위치제어기구에 의하여 제어하도록 함으로써, 스피닝 가공을 적절히 행함과 함께, 스피닝 가공에 연속하여 절단 등의 다른 가공을 행할 수 있다.

그리고, 가공구의 위치제어기구를, 회전구동축의 외주에 회전구동축의 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 회전구동축과 함께 회전하는 이동체와, 상기 이동체의 회전구동축의 축방향의 위치를 제어하는 이동체의 위치제어기구와, 이동체와 제1 가공구 및 제2 가공구를 각각 접속하는 제1 링크편 및 제2 링크편을 구비한 링크기구로 구성함으로써, 링크기구와 같은 간단한 기구를 이용하여, 제어가 용이하고, 가동상황이 상이한 2종류의 가공구의 조합의 변경 등에도 용이하게 대응할 수 있는 스피닝 가공장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 링크기구의 제1 링크편 및 제2 링크편을, 이동체의 이동에 따라 제1 가공구 및 제2 가공구를 반대방향으로 이동하도록 설치하도록 함으로써, 제1 가공구 및 제2 가공구가 간섭하는 일 없이, 스피닝 가공에 연속하여 절단 등의 다른 가공을 행할 수 있다.

또한, 상기 링크기구의 제1 링크편 및 제2 링크편에, 이동체의 이동에 따라 제1 가공구 및 제2 가공구가 이동하지 않는 정지영역을 형성함으로써, 회전구동축의 축심으로부터 제1 가공구 및 제2 가공구의 대피위치까지의 거리를 필요 최소한으로 설정할 수 있어, 제1 가공구 및 제2 가공구의 원심력에 의한 회전구동축의 흔들림을 작게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 스피닝 가공장치의 일실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 동일 좌측면도이다.

이하, 본 발명의 스피닝 가공장치의 실시형태를, 도면에 근거하여 설명한다.

도 1~도 2에, 본 발명의 스피닝 가공장치의 일실시예를 나타낸다.

이 스피닝 가공장치는, 모터(11) 등으로 이루어지는 구동기구에 의하여 회전구동되는 회전구동축(1)과, 회전구동축(1)의 선단부에 설치되어, 회전구동축(1)과 함께 회전하는 회전체(2)와, 회전체(2)에 설치된 복수(본 실시예에 있어서는, 2개씩 합계 4개)의 공구 지지부(3a, 3b)를 따라 회전체(2)의 직경방향으로 이동 가능하게 지지된 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)와, 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)의 위치를 제어하는 가공구의 위치제어기구(5)로 구성하도록 하고 있다.

그리고, 가공구의 위치제어기구(5)는, 회전구동축(1)의 외주에 회전구동축(1)의 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 회전구동축(1)과 함께 회전하는 이동체(51)와, 이동체(51)의 회전구동축(1)의 축방향의 위치를 제어하는 이동체의 위치제어기구(52)와, 이동체(51)와 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)를 각각 접속하는 제1 링크편(53a) 및 제2 링크편(53b)을 구비한 링크기구(53)로 이루어진다.

이 경우에 있어서, 회전구동축(1)은, 중공(中空)축으로 구성하고, 그 내부에 중공축으로 구성한 제1 샤프트(6)를 삽입통과시키며, 또한, 그 내부에 중실(中實)축으로 구성한 제2 샤프트(7)를 삽입통과하도록 하고 있다.

제1 샤프트(6)는, 기단측을 실린더기구(61)에 접속하여, 회전구동축(1)과 독립하여, 축방향으로 이동 가능하게 설치됨과 함께, 선단측에 맨드릴(62)을 장착하도록 하고 있다.

또한, 제2 샤프트(7)는, 기단측을 실린더기구(71)에 접속하여, 회전구동축(1) 및 제1 샤프트(6)와 독립하여, 축방향으로 이동 가능하게 설치됨과 함께, 선단측이 맨드릴(62)을 관통하도록 함으로써, 가공한 워크(work)를 맨드릴(62)로부터 이탈할 수 있도록 하고 있다.

이동체의 위치제어기구(52)는, 이동체(51)에 베어링을 통하여 회전 가능하게, 또한, 회전구동축(1)의 축방향으로 움직이지 않게 배치된 조작체(52a)와, 조작체(52a)를 회전구동축(1)과 평행한 방향으로 구동하는 볼나사기구(52b) 및 서보모터(52c) 등으로 이루어지는 구동기구로 이루어진다.

링크기구(53)의 제1 링크편(53a) 및 제2 링크편(53b)은, 이동체(51)에 설치한 핀(51a, 51b)과, 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)에 설치한 핀(41a, 41b)을 통하여, 이동체(51)와 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)를 각각 접속하도록 구성되어 있다.

그리고, 본 실시예에 있어서, 제1 링크편(53a) 및 제2 링크편(53b)은, 이동체(51)의 이동에 따라 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)를 반대방향으로 이동하도록 설치하도록 하고 있다.

이로써, 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)가 간섭하는 일 없이, 예컨대, 도 1의 가상선으로 나타내는 스피닝롤(조임공구)로서 구성한 제1 가공구(4a)에 의한 스피닝 가공(이때, 제2 가공구(4b)는, 도 1의 실선으로 나타내는 직경방향의 외주측의 대기위치로 이동되어 있음)에 연속하여, 도 1의 가상선으로 나타내는 절단을 행하는 날공구로서 구성한 제2 가공구(4b)에 의한 절단가공(이때, 제1 가공구(4a)는, 도 1의 실선으로 나타내는 직경방향의 외주측의 대기위치로 이동되어 있음)을 행할 수 있다.

또한, 링크기구(53)의 제1 링크편(53a) 및 제2 링크편(53b)에, 이동체(51)의 이동에 따라 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)가 이동하지 않는 정지(靜止)영역("여유"부분. 본 실시예에 있어서는, 이동체(51)에 설치한 핀(51a, 51b)이 삽입통과되는 장공(長孔)(54a, 54b))을 형성하도록 하고 있다.

이로써, 회전구동축(1)의 축심으로부터 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)의 도 1의 실선으로 나타내는 직경방향의 외주측의 대피위치까지의 거리를 필요 최소한으로 설정할 수 있어, 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)의 원심력에 의한 회전구동축(1)의 흔들림을 작게 할 수 있다.

본 실시예의 스피닝 가공장치는, 회전구동축(1)과 함께 회전하는 회전체(2)에 설치된 복수의 공구 지지부(3a, 3b)를 따라 회전체(2)의 직경방향으로 이동 가능하게 지지된 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)의 위치를 가공구의 위치제어기구(5)에 의하여 제어하도록 함으로써, 스피닝 가공을 적절히 행함과 함께, 스피닝 가공에 연속하여 절단 등의 다른 가공을 행할 수 있다.

그리고, 가공구의 위치제어기구(5)를, 회전구동축(1)의 외주에 회전구동축(1)의 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 회전구동축(1)과 함께 회전하는 이동체(51)와, 이동체(51)의 회전구동축(1)의 축방향의 위치를 제어하는 이동체의 위치제어기구(52)와, 이동체(51)와 제1 가공구(4a) 및 제2 가공구(4b)를 각각 접속하는 제1 링크편(53a) 및 제2 링크편(53b)을 구비한 링크기구(53)로 구성함으로써, 링크기구(53)와 같은 간단한 기구를 이용하여, 제어가 용이하고, 가동상황이 상이한 2종류의 가공구의 조합의 변경 등에도 용이하게 대응할 수 있다.

이상, 본 발명의 스피닝 가공장치에 대하여, 그 실시예에 근거하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 기재한 구성에 한정되는 것은 아니고, 각 실시예에 기재한 구성을 적절히 조합하는 등, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 적절히 그 구성을 변경할 수 있는 것이다.

본 발명의 스피닝 가공장치는, 스피닝 가공을 적절히 행함과 함께, 스피닝 가공에 연속하여 절단 등의 다른 가공을 행할 수 있도록 하는 특성을 가지면서, 간단한 기구를 이용하여, 제어가 용이하고, 가동상황이 상이한 2종류의 가공구의 조합의 변경 등에 용이하게 대응할 수 있기 때문에, 각종 스피닝 가공의 용도에 적절하게 이용할 수 있다.

1 회전구동축
2 회전체
3a, 3b 공구 지지부
4a 제1 가공구
4b 제2 가공구
41a, 41b 핀
5 가공구의 위치제어기구
51 이동체
51a, 51b 핀
52 이동체의 위치제어기구
53 링크기구
53a 제1 링크편
53b 제2 링크편
54a, 54b 장공

Claims

회전구동축과, 상기 회전구동축의 선단부에 설치되고, 회전구동축과 함께 회전하는 회전체와, 상기 회전체에 설치된 복수의 공구 지지부를 따라 회전체의 직경방향으로 이동 가능하게 지지된 제1 가공구 및 제2 가공구와, 상기 제1 가공구 및 제2 가공구의 위치를 제어하는 가공구의 위치제어기구로 이루어지는 스피닝 가공장치에 있어서,
상기 가공구의 위치제어기구가,
회전구동축의 외주에 회전구동축의 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 회전구동축과 함께 회전하는 이동체와,
상기 이동체의 회전구동축의 축방향의 위치를 제어하는 이동체의 위치제어기구와,
이동체와 제1 가공구 및 제2 가공구를 각각 접속하는 제1 링크편 및 제2 링크편을 구비한 링크기구
로 이루어지고,
상기 링크기구의 제1 링크편 및 제2 링크편을, 이동체의 이동에 따라 제1 가공구 및 제2 가공구를 반대방향으로 이동하도록 설치하여 이루어지는 것
을 특징으로 하는 스피닝 가공장치.
청구항 1에 있어서,
상기 링크기구의 제1 링크편 및 제2 링크편에, 이동체의 이동에 따라 제1 가공구 및 제2 가공구가 이동하지 않는 정지영역을 형성하여 이루어지는 것
을 특징으로 하는 스피닝 가공장치.
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