KR101531381B1 - 절삭 연마 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭 연마 장치에 관한 것으로, 원통상의 몸체를 형성하는 드릴베이스, 상기 드릴베이스와 연통되고, 긴 원통상의 몸체 끝단부에 드릴비트가 형성되어 가공물을 천공하는 드릴바디, 상기 드릴바디의 몸체 내부에 T자형 지지척이 장착되고, 상기 지지척의 일측에 절삭날이 돌출형성되어 상기 가공물을 연마하는 연마팁, 상기 드릴바디의 외주면에 형성된 원통상의 몸체 일단이 상기 드릴베이스의 하단부와 탄성체로 연결되어, 상기 탄성체의 탄성작용으로 상기 드릴바디상에서 슬라이딩하면서 상기 연마팁을 선택적으로 노출시키는 슬리브, 상기 드릴비트의 일측에 형성되어, 상기 가공물을 천공할 때는 오일을 공급하고, 상기 가공물을 연마할 때는 오일 공급을 차단하는 오일제어바디를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

절삭 연마 장치{Cutting and Polishing Apparatus}

본 발명은 절삭 연마 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속, 비금속, 반도체, 석재 등의 가공물을 드릴비트로 천공하고, 천공된 상기 가공물의 표면에 발생된 버(burr)를 제거하기 위한 연마 공정을 연속적으로 수행할 수 있는 절삭 연마 장치에 관한 것이다.

일반적으로 하나의 공작물을 가공하기 위해서는 공작물을 원하는 형상으로 만드는 절삭가공을 수행한 후, 공작물의 표면을 연마하여 원하는 표면상태를 얻는 연마가공을 하게 된다.

이때, 상기 절삭가공은 일반적으로 절삭공구 예를 들면, 앤드밀이나 밀링커터 등을 사용하여 수행하게 된다. 즉, 종래의 머시닝센터는 절삭가공만을 수행하였다.

상기와 같이 공작물을 원하는 상태로 만드는 절삭가공을 수행하고 나면, 연마가공을 하게 된다. 일반적으로 연마가공은 숙련 기술자가 손으로 직접 하는 방법과 별도의 연마기나 다관절 로봇을 이용하는 방법 등이 있다.

여기서 숙련 기술자가 직접하는 연마가공하는 방법은 기술자의 숙련도에 따라 품질에 많은 차이가 있어 최근의 추세는 기계를 사용하여 연마가공을 수행하는 것이 일반적이다.

이와 같이 별도의 연마기에서 연마가공을 수행하기 위해 연마가공을 전용으로 하는 연마기로 공작물을 이송, 장착시켜 연마작업을 진행하게 된다.

그러나 상기한 바와 같이 절삭가공은 머시닝센터에서, 연마가공은 별도의 연마기에서 수행하게 되면 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 공작물을 가공함에 있어 각각의 공정을 별도의 기계에서 진행함에 의해 공작물을 별도의 기계에 각각 착탈하는 시간과 별도의 기계 사이에서 이송하는데 걸리는 시간 등 많은 시간이 허비되는 문제점이 있다.

그리고 절삭가공과 연마가공을 별도의 기계에서 수행함에 따라 각각의 기계에서 각각 장착작업을 진행하여야 하므로 그만큼 장착 오차가 발생할 수 있는 여지가 많아 상대적으로 제품의 가공정밀도가 낮아져 제품의 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 한국등록특허 제 10-0254627호에 '머시닝 센터용 연마공구 장착장치'가 개시되었다.

상기 종래 기술은 머시닝 센터용 연마공구 장착장치에 관한 것으로, 머시닝 센터의 주축에 장착되는 아버를 일단부에 구비한 소켓과, 상기 소켓의 내부에서 일단부가 탄지부재에 의해 지지되고 타단부가 상기 소켓의 외부로 돌출되어 있는 볼 스프라인 축과, 상기 볼 스플라인 축의 외부로 돌출된 말단부에 구비되고 양측으로 가이드핀이 형성되어 있는 조인트볼과, 상기 조인트볼이 내부의 조인트홈에 연결 설치되고 하면에 연마공구가 장착되어 상기 조인트볼을 중심으로 자유롭게 운동되는 홀더를 포함하여 구성된다.

그러나 상기 종래 기술은 절삭공구로 절삭가공을 완료 후, 절삭공구를 연마공구 장치로 공구교환 하여 연마가공을 진행하는 것으로, 교체작업의 번거로움으로 작업의 효율성이 떨어지는 문제점이 있으며, 공구장착이 긴밀하게 되지 못하면 가공정밀도가 낮아져 제품의 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래 기술은 연마면이 피가공면의 법선방향에 대해 항상 수직으로 놓여져, 연마공정에 대한 한계가 있다. 예를 들어, 드릴비트로 가공물을 천공한 후, 좁은 공간(천공한 내부)의 측면부에 발생된 버(burr)를 제거하는 연마공정을 수행하기에는 어려움이 있다.

한국등록특허 제 10-0254627호

본 발명은 절삭공구와 연마공구가 일체로 형성되어 절삭 및 연마공정을 연속적으로 수행할 수 있는 절삭 연마 장치를 제공한다.

본 발명은 좁은 공간(천공된 공간)에서 가공물의 표면을 용이하게 연마할 수 있는 절삭 연마 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 절삭 연마 장치는, 원통상의 몸체를 형성하는 드릴베이스, 상기 드릴베이스와 연통되고, 긴 원통상의 몸체 끝단부에 드릴비트가 형성되어 가공물을 천공하는 드릴바디, 상기 드릴바디의 몸체 내부에 T자형 지지척이 장착되고, 상기 지지척의 일측에 절삭날이 돌출형성되어 상기 가공물을 연마하는 연마팁, 상기 드릴바디의 외주면에 형성된 원통상의 몸체 일단이 상기 드릴베이스의 하단부와 탄성체로 연결되어, 상기 탄성체의 탄성작용으로 상기 드릴바디상에서 슬라이딩하면서 상기 연마팁을 선택적으로 노출시키는 슬리브, 상기 드릴비트의 일측에 형성되어, 상기 가공물을 천공할 때는 오일을 공급하고, 상기 가공물을 연마할 때는 오일 공급을 차단하는 오일제어바디;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 절삭 연마 장치는, 상기 슬리브의 하단부에 스러스트 베어링이 장착되어 상기 가공물과 접촉되는 일단부는 고정되고, 회전축상의 타단부는 상기 슬리브의 하중을 지지하면서 상기 슬리브를 회전시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 절삭 연마 장치에서, 상기 연마팁은 상기 지지척과 일정 간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 절삭 연마 장치는, 상기 드릴바디의 내부에 오일주입로가 형성되고, 상기 드릴비트 측면에 한 쌍의 오일통공부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 절삭 연마 장치에서, 상기 오일제어바디는 원통상의 몸체와 한 쌍의 오일통로부로 형성되고, 상기 오일제어바디의 원통상의 몸체가 상기 가공물과 접촉 시 상기 오일제어바디는 상기 드릴바디 내부로 수용되면서 상기 오일통로부와 상기 오일통공부가 일직선상에 위치하게 되어, 외부로 오일이 공급되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 절삭공구와 연마공구가 일체로 형성되어 절삭공정 완료 후, 선택적으로 연마공구를 노출시켜 연속적으로 연마 공정을 수행하여 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 절삭공구의 내부에 삽입되어 연마공정 시 선택적으로 노출되어 좁은 공간(천공된 공간)의 표면에 발생된 버(burr)를 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 연마 장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 연마 장치의 동작상태를 나타낸 단면도.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 지지척 및 연마팁 구성을 나타낸 사시도.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 슬리브의 동작상태를 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 연마 장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 연마 장치의 동작상태를 나타낸 단면도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지지척 및 연마팁 구성을 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬리브의 동작상태를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 절삭 연마 장치는 원통상의 몸체를 형성하는 드릴베이스(10), 몸체 끝단부에 드릴비트(12)가 형성되어 가공물을 천공하는 드릴바디(11), 상기 가공물을 연마하기 위한 연마팁(22), 상기 연마팁(22)을 선택적으로 노출시키는 슬리브(20), 상기 가공물에 오일을 공급 및 차단하는 오일제어바디(30)를 포함하여 구성된다.

드릴베이스(10)는 원통상의 몸체를 형성하여 아래에서 설명될 드릴바디(11)의 일단부를 지지하는 역할을 한다.

드릴바디(11)는 상기 드릴베이스(10)의 하단부와 연통형성된다. 상기 드릴바디(11)는 긴 원통상의 몸체 내부에 중공부를 형성하여 상기 중공부에 가공물을 절삭하거나 천공하는 등의 공정 시 필요한 오일을 유동시키는 오일주입로(13)가 구비된다. 그리고, 상기 긴 원통상의 몸체 끝단부에는 가공물을 절삭 또는 천공하기 위한 드릴비트(12)가 형성된다.

상기 드릴비트(12)는, 포스너 비트, 타일용 비트, 콘크리트용 비트, 철재용 보경비트, 티타늄코팅 일반 비트 등 다양하게 설계변경할 수 있다. 상기 드릴비트(12)의 측면에는 한 쌍의 오일통공부(14)가 형성되어, 상기 오일주입로(13)에서 유입된 오일이 상기 오일통공부(14)룰 통해 상기 가공물을 절삭 또는 천공하는 공정 시 필요한 오일을 공급하는 역할을 한다.

지지척(21)은 상기 드릴바디(11)의 몸체 내부에 구비된다. 상기 지지척(21)은 T형의 판상으로 형성되어 아래에서 설명될 연마팁(22)을 지지하는 동시에 상기 가공물에 대하여 분쇄력을 강화하는 역할을 한다. 상기 지지척(21)은 메탈소재를 기본으로 구성되며, 내구성을 향상시킨 다양한 소재로 설계변경될 수 있다.

연마팁(22)은 한 쌍의 절삭날이 판상의 상기 지지척(21)의 일측에 각각 구비된다. 상기 절삭날은 일방향으로 갈수록 두께가 점차적으로 증가하여 일정각도의 경사가 형성되어 절삭 또는 천공 공정 후에 상기 가공물의 표면(S)에 생긴 버(B)를 제거하는 역할을 한다.

상기 연마팁(22)은 상기 드릴바디(11)의 원통상의 몸체에 하나 이상 구비될 수 있으며, 상기 연마팁(22)의 절삭날의 각도, 크기, 형상을 각각 달리 구성하여 연마 공정의 효율을 증가시킬 수 있다.

그리고, 도 3을 참고하면, 상기 연마팁(22)은 상기 지지척(21)과 일정 간격(G) 이격되어 형성되어 상기 드릴바디(11)가 회전할 시, 원심력에 의해 상기 지지척(21)이 상기 연마팁(22) 방향으로 밀려나면서 상기 연마팁(22)과 상기 가공물 사이의 마찰력을 증가시켜 연마 공정의 효율을 증가시킬 수 있다.

슬리브(20)는 상기 드릴바디(11)의 외주면에 구비된다. 상기 슬리브(20)는 원통상의 몸체로 형성되며, 상기 몸체 상단이 상기 드릴베이스(10)의 하단부와 탄성체(23)로 연결된다.

상기 슬리브(20)는 상기 탄성체(23)의 탄성작용으로 절삭 또는 천공 공정 시에는 상기 연마팁(22)을 차폐하고 있는 상태를 유지하다가 연마공정 시에는 상방향으로 슬라이딩되면서 상기 연마팁(22)을 선택적으로 노출시켜 연마공정을 수행하는 역할을 한다.

스러스트 베어링(40)은 상기 슬리브(20)의 하단부에 구비된다. 상기 스러스트 베어링(40)은 하중이 축을 따라서 가해지는 베어링으로서, 회전축 방향에 작용하는 추력을 지지하기 위하여 스러스트 볼 베어링이 사용될 수 있다. 상기 스러스트 볼 베어링은 추력만을 받는 것으로 반드시 레이디얼 볼 베어링과 병행하여 사용한다. 단식은 한쪽 방향의 추력을 받을 때 사용하고, 추력의 방향이 변하는 경우에는 복식을 사용한다.

상기 스러스트 베어링(40)은 상기 스러스트 볼베어링 이외에도 다양하게 설계변경될 수 있다.

상기 스러스트 베어링(40)은 상기 가공물과 접촉되는 일단부는 고정되고, 회전축상의 타단부는 상기 슬리브(20)의 하중을 지지하면서 상기 슬리브(20)를 회전시켜 회전 마찰에 의한 기기적 마모를 차단하는 역할을 한다.

오일제어바디(30)는 상기 드릴비트(12)의 일측에 구비된다. 상기 오일제어바디(30)는 원통상의 몸체와 한 쌍의 오일통로부(32)를 형성한다. 상기 오일통로부(32)는 상기 오일주입로(13)와 연통되어 상기 오일주입로(13)와 상기 오일통공부(14) 사이의 오일유입 통로 역할을 한다.

상기 오일제어바디(30)의 원통상의 몸체(31)는 절삭,천공 공정 및 연마 공정에 따라 상기 드릴바디(11) 내부로 수용되거나 외부로 돌출된다. 즉, 상기 오일제어바디(30)는 상기 가공물을 절삭 또는 천공할 때는 상기 원통상의 몸체(31)가 상기 드릴바디(11) 내부로 수용되어 오일을 공급하고, 상기 가공물을 연마할 때는 상기 드릴바디(11) 외부로 돌출되어 오일 공급을 차단하는 역할을 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 절삭 연마 장치는 드릴베이스(10) 및 드릴바디(11)를 회전시켜 가공물의 표면(S)을 천공하는 공정을 수행한다.

이 때, 상기 드릴바디(11)가 회전하면서 상기 드릴바디(11) 끝단부에 형성된 드릴비트(12)가 상기 가공물을 관통하여 수직하강하게 되면서 상기 가공물의 표면(S)과 상기 오일제어바디(30)의 원통상의 몸체(31)가 접촉하게 된다. 상기 드릴바디(11)가 하방향으로 압력을 가하게 되고, 상기 가공물의 표면(S)이 상기 원통상의 몸체(31)를 상방향으로 압력을 가해 밀어올려 상기 오일제어바디(30)가 상기 드릴바디(11) 내부로 수용된다.

상기 오일제어바디(30)의 원통상의 몸체(31)가 상기 드릴바디(11) 내부로 수용되면서 상기 드릴바디(11)의 오일주입로(13)와 상기 오일제어바디(30)의 오일통로부(32)가 연통되고, 상기 드릴비트(12) 측면의 오일통공부(14)가 상기 오일통로부(32)와 일직선상에 위치하게 된다.

따라서, 천공 공정을 수행 시, 상기 오일통공부(14)를 통해 오일이 상기 가공물로 공급된다.

그리고, 천공 공정 완료 후, 상기 가공물의 표면(S)과 상기 오일제어바디(30)의 원통상의 몸체(31)가 비접촉되어 압력이 발생하지 않으면 다시 상기 오일제어바디(30)는 상기 드릴바디(11) 외부로 돌출되어 상기 오일주입로(13)와 상기 오일통공부(14) 사이의 통로역할을 수행하는 상기 오일통로부(32)가 일직선상에서 이탈됨으로써 오일 공급을 차단한다.

상기 가공물을 천공한 후, 발생된 버(B) 제거를 위해 연마하는 공정이 연속적으로 수행된다. 이 때, 상기 드릴바디(11)와 동일한 직경으로 천공된 부분에 상기 드릴바디(11)를 삽입하여 수직하강으로 밀어넣으면, 상기 드릴바디(11) 외주면에 구비된 슬리브(20)는 상기 가공물의 표면(S)(비천공부분)과 접촉하면서 상방향으로 슬라이딩되어 상기 드릴바디(11) 내부에 돌출형성된 연마팁(22)이 노출된다.

상기 드릴바디(11)가 빠르게 회전하면서 상기 드릴바디(11) 내부에 장착된 상기 지지척(21)이 원심력에 의해 상기 연마팁(22)방향으로 밀려나면서 상기 연마팁(22)과 상기 가공물의 버(B) 사이의 마찰력을 증가시켜 연마 공정의 효율을 증가시킬 수 있다.

그리고, 도 4를 참고하면, 상기 드릴바디(11)가 회전하면서 상기 슬리브(20)도 동시에 회전하게 되어 접촉되는 상기 가공물의 표면(S)과의 마찰이 발생하게 된다.

따라서, 상기 슬리브(20)와 상기 가공물의 표면(S)과의 마찰 발생을 제거하기 위해 상기 슬리브(20)의 하단부에 스러스트 베어링(40)을 구비한다.

상기 스러스트 베어링(40)은 스러스트 볼베어링이 사용될 수 있으며, 상기 스러스트 볼베어링은 지지판(41), 회전볼(42), 회전판(43)으로 구성되어, 상기 가공물의 표면(S)에 설치되는 지지판(41)은 고정되고, 회전축상의 회전판(43)는 상기 슬리브(20)의 하중을 지지하면서 상기 드릴바디(11)가 회전 시 상기 슬리브(20)와 같이 회전하게 된다.

상기 지지판(41)과 상기 회전판(43) 사이에 구비된 회전볼(42)로 인해 상기 슬리브(20)가 자유롭게 회전하여 상기 가공물의 표면(S)과의 마찰발생을 제거할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시예는 상기 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 일실시예는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10. 드릴베이스 11. 드릴바디
12. 드릴비트 13. 오일주입로
14. 오일통공부 20. 슬리브
21. 지지척 22. 연마팁
23. 탄성체 30. 오일제어바디
31. 오일제어바디의 원통상의 몸체 32. 오일통로부
40. 스러스트 베어링 41. 지지판
42. 회전볼 43. 회전판
S. 표면 G. 간격

Claims (5)

1. 원통상의 몸체를 형성하는 드릴베이스;
   상기 드릴베이스와 연통되고, 긴 원통상의 몸체 끝단부에 드릴비트가 형성되어 가공물을 천공하는 드릴바디;
   상기 드릴바디의 몸체 내부에 T자형 지지척이 장착되고, 상기 지지척의 일측에 절삭날이 돌출형성되어 상기 가공물을 연마하는 연마팁;
   상기 드릴바디의 외주면에 형성된 원통상의 몸체 일단이 상기 드릴베이스의 하단부와 탄성체로 연결되어, 상기 탄성체의 탄성작용으로 상기 드릴바디상에서 슬라이딩하면서 상기 연마팁을 선택적으로 노출시키는 슬리브;
   상기 드릴비트의 일측에 형성되어, 상기 가공물을 천공할 때는 오일을 공급하고, 상기 가공물을 연마할 때는 오일 공급을 차단하는 오일제어바디;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 절삭 연마 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 슬리브의 하단부에 스러스트 베어링이 장착되어 상기 가공물과 접촉되는 일단부는 고정되고, 회전축상의 타단부는 상기 슬리브의 하중을 지지하면서 상기 슬리브를 회전시키는 것을 특징으로 하는 절삭 연마 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 연마팁은 상기 지지척과 일정 간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 연마 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 드릴바디의 내부에 오일주입로가 형성되고, 상기 드릴비트 측면에 한 쌍의 오일통공부가 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 연마 장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 오일제어바디는 원통상의 몸체와 한 쌍의 오일통로부로 형성되고, 상기 오일제어바디의 원통상의 몸체가 상기 가공물과 접촉 시 상기 오일제어바디는 상기 드릴바디 내부로 수용되면서 상기 오일통로부와 상기 오일통공부가 일직선상에 위치하게 되어, 외부로 오일이 공급되는 것을 특징으로 하는 절삭 연마 장치.
   
   
   
   

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