KR101538550B1 - 밀링 헤드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 공구의 교체시 베어링에 작용하는 스프링 클램프 힘을 상쇄시켜 베어링의 파손을 방지할 수 있는 구조를 갖는 밀링 헤드를 개시한다. 본 발명에 따른, 공구의 교체가 가능하고 가공 공정에 따라 스핀들이 선택적으로 회전하는 복합 가공 장치용 밀링 헤드는 선단에는 공구가 장착되며, 하우징 내에 회전 가능하게 배치된 스핀들; 스핀들 내에 배치되어 공구를 스핀들의 선단에 밀착시키기 위한 스프링 클램프; 스핀들 선단부 외주면에 장착되어 스핀들의 회전을 선택적으로 제어하는 3-피스 커빅 커플링 조립체; 및 3-피스 커빅 커플링 조립체 전방에 설치된 언클램프 피스톤; 및 3-피스 커빅 커플링 조립체 전방에 설치되어 스프링 클램프을 통하여 가해지는 힘에 의하여 이동하는 스핀들에 반력을 제공하는 고정 피스톤을 포함한다.

Description

밀링 헤드{Milling head}
본 발명은 밀링 헤드에 관한 것으로서, 특히 공구 교환시 발생하는 전륜 베어링의 파손을 방지할 수 있는 구조를 갖는 밀링 헤드에 관한 것이다.
복합 가공 장치는 예를 들어, 선반의 기능과 머시닝 센터의 기능을 수행할 수 있는 장치로서, 바이트를 통한 선반 가공 작업과 드릴 또는 엔드밀 등을 이용한 밀링 가공 작업 등을 공구의 교환만을 통하여 선택적으로 수행할 수 있다.
도 1은 복합 가공 장치를 구성하는 일반적인 밀링 헤드의 구성을 도시한 도면으로서, 밀링 헤드(100)는 하우징(110), 하우징(110) 내에 장착되어 빌트인 모터(M)에 의하여 회전하는 스핀들(120), 그리고 스핀들(120)의 선단부에 장착된 3-피스 커빅 커플링(170; 3-piece curvice coupling) 조립체를 포함한다.
빌트-인 모터(M; built-in motor)에 의하여 회전하는 스핀들(120)의 선단에는 공구(T; 선반 가공시에는 바이트, 밀링 가공시에는 드릴 또는 엔드밀)이 장착되며, 스핀들(120)의 내부에는 공구(T)를 스핀들(120)의 선단에 밀착시키기 위한 스프링 클램프(130; 가스 스프링 또는 디스크 스프링 등으로, 스프링의 일부만을 실제로 동시함)가 장착되어 있다.
도 1에서는, 가스 스프링을 포함한 스프링 클램프(130)가 도시되어 있고, 이 스프링 클램프(130)에 의하여 공구(T)가 스핀들(120) 선단으로 당겨진 상태가 도시되어 있다.
한편, 도 1에서 스핀들(120)의 축방향 중심선을 기준으로, 위의 부분은 스프링 클램프(130)가 공구(T)를 밖으로 미는 상태를, 아래 부분은 스프링 클램프(130)공구(T)를 스핀들(120) 선단으로 당기는 상태를 각각 도시한다.
도 2는 도 1의 "A" 부분의 상세도로서, 위에서 설명한 스핀들(120)의 선단부에 장착된 3-피스 커빅 커플링 조립체(170)의 세부 구성을 도시한다. 3-피스 커빅 커플링 조립체(170)는 스핀들(120)에 고정된 회전 커플링, 하우징(도 1의 110)에 고정된 고정 커플링(172) 및 피스톤 커플링(173)을 포함하며, 스핀들(120)의 회전 을 제어한다.
이와 같이 구성된 밀링 헤드(100)의 작동 및 그에 따른 문제점을 설명하면 다음과 같다.
선반 가공시, 즉 스핀들(120) 및 공구(T; 바이트)가 회전하지 않고 피공작물이 회전하는 공정에서는, 3-피스 커빅 커플링 조립체(170)가 스핀들(120)을 회전하지 않도록 한다. 즉, 3-피스 커빅 커플링 조립체(170)의 회전 커플링(171)과 고정 커플링(172)이 피스톤 커플링(173)을 스핀들(120)에 밀착시킴으로서 스핀들(120)은 회전되지 않는다.
밀링 가공시, 즉 스핀들(120) 및 공구(T; 엔드밀)이 회전하여 회전하지 않는 피공작물을 가공하는 공정에서는, 3-피스 커빅 커플링 조립체(170)의 피스톤 커플링(173)이 후퇴하며, 빌트인 모터(M)에 의하여 스핀들(120)이 회전하며, 스핀들(120)에 장착된 전륜 베어링(140) 및 후륜 베어링(150)에 의하여 스핀들(120)은 하우징(110)에 대하여 회전한다.
이와 같이 선반 가공 또는 밀링 가공을 위해서는 스핀들(120)에 장착되어 있는 공구(T)를 해당 가공 공정에 맞는 공구, 즉 선삭용 바이트 또는 밀링용 앤드밀로 교체해야 한다.
공구를 교체하기 위해서는, 먼저 하우징(110)의 후방에 배치된 공구 언클램프 피스톤(160)이 작동하여 스핀들(120) 내부에 위치한 스프링 클램프(130)를 (공구(T)를 향하여) 밀게 된다. 계속해서, 밀려지는 스프링 클램프(130)는 공구(T)의 후방을 밀게되며, 따라서 스핀들(120)과 공구(T)는 서로 분리되어 공구의 교체가 가능하게 된다 (도 1에서 스핀들(120)의 축방향 중심선을 기준으로, 위의 부분).
이와 같은 공구 교체 과정에서, 전륜 베어링(140)에 과도한 힘이 작용하여 베어링 수명이 줄어들고 파손이 발생할 수 있다.
즉, 공구(T)는 스프링 클램프(130)에 의해 클램핑되어 있고, 공구 교체를 위해 공구 언클램프 피스톤(160)에서 발생하는 힘이 작용하게 된다. 여기서, 이 힘은 스프링 클램프(130)의 클램핑 력보다 높게 설정되어야 공구를 밀 수 있고 공구의 교체가 가능하다.
공구 언클램프 피스톤(160)의 작동시, 스핀들(120) 내부의 배치된 스프링 클램프(130)의 미는 힘은 스핀들(120)에 고정되어 있는 전륜 베어링(140)에 그대로 전달된다. 따라서 공구를 교체할 때마다 베어링의 축 방향 허용 하중의 한계를 초과하는 힘이 전륜 베어링(140)에 작용하게 되어 전륜 베어링(140)의 수명이 단축되고 또한 전륜 베어링의 파손이 발생하게 된다.
본 발명은 밀링 헤드에서의 공구의 교체 과정에서 발생하는 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공구의 교체시 베어링에 작용하는 스프링 클램프 힘을 상쇄시켜 베어링의 파손을 방지할 수 있는 구조를 갖는 밀링 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
위와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른, 공구의 교체가 가능하고 가공 공정에 따라 스핀들이 선택적으로 회전하는 복합 가공 장치용 밀링 헤드는 선단에는 공구가 장착되며, 하우징 내에 회전 가능하게 배치된 스핀들; 스핀들 내에 배치되어 공구를 스핀들의 선단에 밀착시키기 위한 스프링 클램프; 스핀들 선단부 외주면에 장착되어 스핀들의 회전을 선택적으로 제어하는 3-피스 커빅 커플링 조립체; 및 3-피스 커빅 커플링 조립체 전방에 설치된 언클램프 피스톤; 및 3-피스 커빅 커플링 조립체 전방에 설치되어 스프링 클램프을 통하여 가해지는 힘에 의하여 이동하는 스핀들에 반력을 제공하는 고정 피스톤을 포함한다.
여기서, 3-피스 커빅 커플링 조립체는 스핀들의 외주부 상에 배치된 피스톤 커플링; 피스톤 커플링의 전방의 내측에 배치되며 스핀들에 고정된 회전 커플링; 및 피스톤 커플링의 전방의 외측에 배치되며, 하우징에 고정된 고정 커플링을 포함한다. 또한, 언클램프 피스톤은 회전 커플링과 고정 커플링 사이를 통과하여 스핀들과 평행하게 연장된다.
특히, 고정 피스톤에는 공간부가 형성되며, 이 공간부에 언클램프 피스톤의 선단부가 위치할 수 있다.
위와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 밀링 헤드는 공구의 공구 교환시 전륜 베어링에 가해지는, 허용 하중 이상의 축방향 힘을 고정 피스톤의 반력으로 상쇄시킴으로써 전륜 베어링의 파손을 방지하고 그 수명을 연장할 수 있다.
또한, 고정 피스톤을 사용하여 스핀들을 완전히 고정시킴으로써 선삭 가공 공구를 이용한 피공작물 가공시, 즉 스핀들의 불필요한 회전 및 진동 발생 요인을 제거할 수 있으며, 결과적으로 스핀들의 강성을 높일 수 있다.
도 1은 복합 가공 장치의 일반적인 밀링 헤드의 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 "A" 부분의 상세도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복합 가공 장치의 밀링 헤드의 구성을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 "B" 부분의 상세도.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 밀링 헤드를 첨부한 도면을 통하여 상세히 설명한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 복합 가공 장치의 밀링 헤드의 전체적인 구조는 일부 구성을 제외하고는 도 1에 도시된 밀링 헤드의 구조와 동일하다. 따라서 도 1에 도시된 밀링 헤드를 구성하는 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대한 중복 설명은 생락하고, 본 발명의 특징만을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복합 가공 장치의 밀링 헤드의 구성을 도시한 부분 도면으로서, 구조를 명확하게 나타내기 위하여 편의상 공구가 장착되는 부분만을 확대하여 도시하였다.
한편, 밀링 헤드(200)는 스핀들(220)의 축방향 중심선을 기준으로 상하 대칭된 구조를 갖고 있으나, 편의상 도 3에서의 "B" 부분을 포함한 중심선 상부는 스핀들(220)이 회전하지 않는 상태를, "B'" 부분을 포함한 중심선 하부는 스핀들(220)이 회전할 수 있는 상태를 각각 구분하여 도시하였다.
본 발명의 실시예에 따른 복합 가공 장치의 밀링 헤드(200)는 하우징(210), 하우징(210) 내에 장착되어 빌트인 모터(도 3에는 도시되지 않음)에 의하여 회전하는 스핀들(220), 그리고 스핀들(220)의 선단부에 장착된 3-피스 커빅 커플링 조립체(270; 3-piece curvice coupling)를 포함한다.
도 4는 도 3의 "B" 부분의 상세도로서, 스핀들(220), 3-피스 커빅 커플링 조립체(270), 언클램프 피스톤(271) 그리고 고정 피스톤(275) 간의 관계를 구체적으로 도시하고 있다.
빌트인 모터에 의하여 회전하는 스핀들(220)의 선단에는 공구(T; 선반 가공시에는 바이트, 밀링 가공시에는 드릴 또는 엔드밀)이 장착되며, 스핀들(220)의 내부에는 공구를 스핀들(220)의 선단에 밀착시키기 위한 스프링 클램프(도 3의 230; 가스 스프링 또는 디스크 스프링 등)가 장착되어 있다.
3-피스 커빅 커플링 조립체(270)는 스핀들(220)의 외주부 상에 배치된 피스톤 커플링(274) 및 피스톤 커플링(274)의 전방(도 4를 기준으로서, 스핀들(220)에 장착된 공구(T)과 대응하는 방향)의 내측 및 외측에 각각 배치된 회전 커플링(273)과 고정 커플링(272)을 포함한다. 여기서, 고정 커플링(272)은 하우징(210)에 고정되며, 회전 커플링(273)은 스핀들(220)에 고정된다.
한편, 피스톤 커플링(274)의 선단에는 언클램프 피스톤(271)이 고정되어 있으며, 이 언클램프 피스톤(271)은 회전 커플링(273)과 고정 커플링(272) 사이를 통과하여 스핀들(220)과 평행하게 연장된다.
회전 커플링(273)과 고정 커플링(272)의 전방에는 고정 피스톤(275)이 배치되어 있다. 여기서, 고정 피스톤(275)에는 일정한 공간부가 형성되어 있으며, 이 공간부에 언클램프 피스톤(271)의 선단부가 위치한다.
하우징(210)에는 고정 피스톤(275)과 언클램프 피스톤(271)에 유압을 전달하기 위한 유로(275-1 및 274-1)가 형성되어 있다. 한편, 미설명 부호 "240"는 스핀들(220)에 고정적으로 장착되어 하우징(210)에 대한 회전을 지지하는 전륜 베어링이다.
이상과 같이 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 밀링 헤드(200)의 작동을 각 도면을 통하여 설명한다.
공구의 언클램프 (분리)시, 공구 언클램프 피스톤(도 1의 160)이 작동하여 스핀들(220) 내의 스프링 클램프(230)를 제 1 방향(즉, 공구(T)를 향하는 방향)으로 밀게 된다. 회전 커플링(273)과 피스톤 커플링(274)은 서로 밀착되며, 동시에 고정 피스톤(275)이 전진하여 스핀들(220)을 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 밀게 된다. 따라서 스프링 클램프(230)에 의하여 가해지는 힘에 대하여 스핀들(220)에는 반력이 발생하게 되며, 이 반력에 의하여 전륜 베어링(240)에 가해지는 힘이 상쇄된다 (도 3의 "B" 부분의 상태).
공구의 교체후, 선삭 공정에서는 커빅 커플링 조립체(270)의 커플링 중에서, 피스톤 커플링(274)이 전진하게 되며, 따라서 스핀들(220)에 고정된 회전 커플링(273)과 하우징(210)에 고정된 고정 커플링(272)에 피스톤 커플링(274)이 밀착된다. 동시에, 고정 피스톤(275)이 이동하여 회전 커플링(273)과 밀착, 고정됨으로써 스핀들(220)은 완전히 고정된 상태가 된다. 따라서, 선반 가공시 진동 발생이 억제된다. .
이상과 같은 밀링 헤드에서는, 공구의 공구 교환시 전륜 베어링에 가해지는, 허용 하중 이상의 축방향 힘을 고정 피스톤의 반력으로 상쇄시킴으로써 전륜 베어링의 파손을 방지하고 그 수명을 연장할 수 있다.
또한, 고정 피스톤을 사용하여 스핀들을 완전히 고정시킴으로써 선삭 가공 공구를 이용한 피공작물 가공시, 즉 스핀들의 불필요한 회전 및 진동 발생 요인을 제거할 수 있으며, 결과적으로 스핀들의 강성을 높일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims (3)

  1. 공구의 교체가 가능하고 가공 공정에 따라 스핀들이 선택적으로 회전하는 복합 가공 장치용 밀링 헤드에 있어서,
    선단에는 공구가 장착되며, 하우징 내에 회전 가능하게 배치된 스핀들;
    스핀들 내에 배치되어 공구를 스핀들의 선단에 밀착시키기 위한 스프링 클램프;
    스핀들 선단부 외주면에 장착되어 스핀들의 회전을 선택적으로 제어하는 3-피스 커빅 커플링 조립체; 및
    3-피스 커빅 커플링 조립체 전방에 설치된 언클램프 피스톤; 및
    3-피스 커빅 커플링 조립체 전방에 설치되어 스프링 클램프을 통하여 가해지는 힘에 의하여 이동하는 스핀들에 반력을 제공하는 고정 피스톤을 포함하되,
    3-피스 커빅 커플링 조립체는,
    스핀들의 외주부 상에 배치되며, 언클램프 피스톤과 연결된 피스톤 커플링;
    피스톤 커플링의 전방의 내측에 배치되며 스핀들에 고정된 회전 커플링; 및
    피스톤 커플링의 전방의 외측에 배치되며, 하우징에 고정된 고정 커플링을 포함하며,
    언클램프 피스톤은 회전 커플링과 고정 커플링 사이를 통과하여 스핀들과 평행하게 연장된 것을 특징으로 하는 밀링 헤드.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 고정 피스톤에는 공간부가 형성되며, 이 공간부에 언클램프 피스톤의 선단부가 위치하는 것을 특징으로 하는 밀링 헤드.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190114170A (ko) * 2018-03-29 2019-10-10 두산공작기계 주식회사 스핀들 클램프 장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102374050B1 (ko) * 2020-10-14 2022-03-11 현대위아 주식회사 복합공작기계용 밀헤드
CN112276426B (zh) * 2020-10-27 2022-08-26 广东华铠实业有限公司 一种漏勺头制作装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003080402A (ja) * 2001-09-06 2003-03-18 Yamazaki Mazak Corp 工作機械
JP2004358647A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Seiki Techno Design Co Ltd ミーリングヘッドの主軸クランプ機構
KR100654130B1 (ko) * 2005-11-23 2006-12-06 이더블유에스 코리아 주식회사 터렛공구대의 체결력 증폭구조 및 증폭방법
KR20100064427A (ko) * 2008-12-05 2010-06-15 두산인프라코어 주식회사 공작기계 주축의 공구 언클램핑 충격 완화 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003080402A (ja) * 2001-09-06 2003-03-18 Yamazaki Mazak Corp 工作機械
JP2004358647A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Seiki Techno Design Co Ltd ミーリングヘッドの主軸クランプ機構
KR100654130B1 (ko) * 2005-11-23 2006-12-06 이더블유에스 코리아 주식회사 터렛공구대의 체결력 증폭구조 및 증폭방법
KR20100064427A (ko) * 2008-12-05 2010-06-15 두산인프라코어 주식회사 공작기계 주축의 공구 언클램핑 충격 완화 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190114170A (ko) * 2018-03-29 2019-10-10 두산공작기계 주식회사 스핀들 클램프 장치
KR102449379B1 (ko) * 2018-03-29 2022-09-30 주식회사 디엔솔루션즈 스핀들 클램프 장치

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