KR101603170B1 - 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치 및 그 방법 - Google Patents

공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 내부에 밀폐된 공간이 마련된 본체박스(1)와, 상기 본체박스(1)의 일측면에 장착되어 상기 본체박스(1) 내부로 유입된 공기를 토출하는 공기배출기구(2)와, 상기 공기배출기구(2)의 전단에 구비되어 이동되는 공기를 필터링하여 상기 공기배출기구(2)에 전달하는 여과부재(3)와, 선반(16)의 중공스핀들(10)에 부착되어 상기본체박스(1)와 상기 중공스핀들(10)을 연결하는 스핀들 연결파이프(5)와, 상기 스핀들 연결파이프(5)의 끝단에 구비되어 상기 본체박스(1)의 내부로 이동하는 공기 및 칩(12)을 일정 방향으로 안내하는 흡입물 안내판(4)과, 상기 공기배출기구(2)에 의해 토출되는 공기를 이송하는 연결관(6)과, 상기 연결관(6)을 통해 이송되는 공기를 분사하는 에어노즐(7)과, 상기 에어노즐(7)로부터 분사되는 공기를 통해 상기 칩(12)을 상기 선반(16) 아래쪽으로 배출하는 이송관(8)을 포함함으로써, 절삭 가공 효율과 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치 및 그 방법{The chip removing device of the lathe and a method using the air intake}
본 발명은 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가공 공작물의 중공스핀들에 연결된 공기흡입 장치를 통하여 절삭 가공 시 발생되는 칩과 오일미스트 및 연기를 흡입하여 절삭 가공 효율과 정밀도를 향상시키는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.
선반 가공에 있어서 절삭 가공 중에 발생하는 칩으로 인하여 칩과 공구의 충돌 현상으로 절삭 공구가 파손되거나, 칩이 가공물의 표면과 마찰하여 가공면의 표면조도가 불량해지는 등의 문제가 발생한다.
이러한 문제들을 해결하기 위하여 한국 공개실용신안 제20-1998-0047449호에 게시된 바와 의하면, 일반적으로 공작물을 절삭하는 선반에는 상기 공작물을 가공하는 것에 의해 발생되는 칩(chip)이 보관되도록 하는 보관부가 형성되어 있다.
상기 선반의 보관부에는 가공물을 가공하는 것에 의해 발생되는 칩을 계속해서 받아내게 되며, 작업자가 작업을 반복해서 수행한 후 기계 가동이 끝나게 되면 칩을 보관부로부터 꺼내어 제거하게 된다.
그러나 상기한 종래의 선반은, 기계의 가동 중 상기한 보관부에 칩이 너무 쌓이는 경우에 기계를 멈춘 상태에서 도어를 열고 작업자가 직접 장비를 이용해 칩을 긁어내야 함으로써, 작업 시 불편함을 느끼게 됨은 물론, 자동생산라인인 경우에는 상기한 칩을 제거하기 위해서 전 라인을 정지시켜야만 되는 문제점이 있었다.
그리하여 상기 문제점을 해결하기 위하여 개발된 한국 공개특허 제10-2000-0056485호에 개시된 바에 의하면, 선반과 공구메이커에서는 가공칩의 신속한 배출과 격리를 위하여 고압의 공기압을 불어넣거나, 고압의 절삭유를 분사하는 등의 방법을 발전시켜오고 있다.
그러나 이러한 기존의 방법들이 특히 내부를 가공해야 하는 상황에서는 칩이 내부 공작물에 쌓이게 되고, 고압의 공기나 절삭유를 분사하더라도 긴 공간의 스핀들을 통과하여 배출되는 되는 한계가 있다.
한편, 가공기술상의 방법으로 이러한 문제 해결을 위하여 일정량을 가공한 후, 절삭 작업을 멈추고, 칩을 제거하는 공정을 중간에 추가하는 등의 노력을 하고 있으나, 이는 가공 완성 시간이 길어져 가공품 원가의 상승으로 이어진다.
1. 한국 공개실용신안공보 제20-1998-0047449호 2. 한국 공개특허공보 제10-2000-0056485호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선반 가공 시 발생한 칩을 공작물과 선반의 중공 스핀들과 연결된 공간을 통하여 즉시 이동 분리시킬 수 있는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
특히, 칩의 배출이 매우 어려운 관통된 내경의 가공 시에 발생하는 칩을 중공 스핀들의 끝단에 부착된 공기흡입 장치를 통해 가공칩을 신속히 배출함으로써, 칩으로 인한 가공 트러블을 없앨 수 있고, 가공 효율을 높일 수 있는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 밀폐된 공간이 마련된 본체박스(1)와, 상기 본체박스(1)의 일측면에 장착되어 상기 본체박스(1) 내부로 유입된 공기를 토출하는 공기배출기구(2)와, 상기 공기배출기구(2)의 전단에 구비되어 이동되는 공기를 필터링하여 상기 공기배출기구(2)에 전달하는 여과부재(3)와, 선반(16)의 중공스핀들(10)에 부착되어 상기본체박스(1)와 상기 중공스핀들(10)을 연결하는 스핀들 연결파이프(5)와, 상기 스핀들 연결파이프(5)의 끝단에 구비되어 상기 본체박스(1)의 내부로 이동하는 공기 및 칩(12)을 일정 방향으로 안내하는 흡입물 안내판(4)과, 상기 공기배출기구(2)에 의해 토출되는 공기를 이송하는 연결관(6)과, 상기 연결관(6)을 통해 이송되는 공기를 분사하는 에어노즐(7)과, 상기 에어노즐(7)로부터 분사되는 공기를 통해 상기 칩(12)을 상기 선반(16) 아래쪽으로 배출하는 이송관(8)을 포함하는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 스핀들 연결파이프(5)와 선반의 중공스핀들(10)을 통해 절삭가공이 이루어지는 선반(16)의 내부와 본체박스(1)가 연결되는 통로를 형성하는 단계와,
상기 본체박스(1)에 장착된 공기배출기구(2)가 작동할 경우 상기 본체박스(1) 및 선반(16)의 내부공기가 상기 스핀들 연결파이프(5) 및 중공스핀들(10)의 통로를 통하여 상기 본체박스(1)의 내부에 장착된 여과부재(3), 상기 공기배출기구(2) 및 연결관(6)을 통로로 하는 내부 공기의 연속적인 흐름을 형성하는 단계와, 상기 선반(16)의 척(11)에 고정되어 회전하는 공작물(13)이 절삭공구(14)에 의하여 가공되는 과정에서 발생한 칩(12)을 상기 연속적인 흐름을 통해 상기 본체박스(1)로 이동시키는 단계와, 상기 본체박스에 구비된 흡입물 안내판(4)을 통해 안내된 상기 칩(12)을 에어노즐(7)을 통해 분사된 공기에 따라 상기 선반(16)의 아래쪽으로 배출하는 단계를 포함하는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 방법을 제공할 수 있다.
본 발명인 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치 및 그 방법에 의하면 선반의 공작물 가공 시에 발생하는 칩을 공기의 흐름을 이용한 흡입방식으로 가공물과 즉시 분리하는 것으로, 특히 내경 관통구멍 가공 시에 공작물과 연결된 중공스핀들을 통한 공기흡입 방식의 신속한 칩 제거의 효과로 칩의 간섭으로 인한 공구의 파손을 배제하고, 칩과 가공면의 마찰을 방지하여 가공물 표면조도를 향상시켜 가공 생산성 및 품질이 향상되어 제조원가가 절감된다.
나아가 공기흡입 장치가 발생하는 칩과 오일미스트, 연기 등을 동시에 흡하여 필터를 통하여 필터링하므로 가공장비인 선반 내부의 공기정화 능력이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치를 예시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 공기흡입을 이용하여 선반 가공의 칩을 제거하는 과정을 나타낸 단계별 흐름도이다.
본 발명에 따른 공기흡입을 이용한 선반가공의 칩 제거장치 및 방법의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 여러 가지 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하며, 이하에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.
이하에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 밀접한 관계가 없는 부분은 상세한 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 반복적인 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치를 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치는 본체박스(1), 공기배출기구(2), 여과부재(3), 흡입물 안내판(4), 스핀들 연결파이프(5), 공기 연결관(6), 에어노즐(7), 이송관(8) 등을 포함할 수 있다.
상술한 구성요소에 대해 상세히 설명하면, 본체박스(1)는 내부에 마련된 밀폐된 공간에 다른 구성부들을 고정 지지하는데, 그 다른 구성부들을 통해 흡입한 칩과 절삭유 등이 이동 처리될 수 있다.
공기배출기구(2)는 본체박스(1)의 일측면에 장착되어 본체박스(1) 내부로 유입된 공기를 토출하는 것으로, 이러한 공기배출기구(2)는 본체박스(1)의 일측면에 장착됨으로써, 본체박스(1) 내부의 공기를 화살표 방향(가)으로 토출하고, 연결된 통로를 통하여 선반(16) 내부의 공기가 공작물(13)과 중공스핀들(10)과 스핀들 연결파이프(5)를 통과하는 방식으로 본체박스(1)의 내부로의 공기 흐름을 형성할 수 있다.
여기에서, 공기배출기구(2)는 날개차를 이용하여 공기유동을 일으키는 다양한 형태의 송풍기를 사용할 수 있으며, 종래에 본체박스(1)에 적용 가능한 다양한 송풍기가 개시되어 있으므로 그 구체적인 설명은 생략한다.
여과부재(3)는 본체박스(1)에 장착된 공기배출기구(2)의 전단에 구비되어 이동되는 공기를 필터링하는 것으로, 이동되는 공기에서 미세먼지, 연기 등을 미리 필터링함으로써, 공기배출기구(2)에 의해 토출되는 공기를 미리 정화할 수 있다.
이러한 여과부재(3)는 공기배출기구(2) 전단에서 토출되는 공기를 여과할 수 있는데, 일반적으로 기체를 여과하는데 사용되는 다양한 형태의 여과필터를 장착할 수 있음은 물론, 공기를 정화할 수 있는 필터라면 모두 사용가능하다.
흡입물 안내판(4)은 본체박스(1)의 내부에 설치된 스핀들 연결파이프(5)의 끝단에 구비되어 본체박스(1)의 내부로 이동하는 공기, 칩(12) 등을 일정 방향으로 안내하고, 스핀들 연결파이프(5)는 선반(16)의 중공스핀들(10)에 부착되어 본체박스(1)와 선반(16)의 중공스핀들(10)을 연결하는 통로 역할을 수행할 수 있다.
여기에서, 흡입물 안내판(4)은 강력한 공기흐름에 의하여 본체박스(1)의 내부로 들어오는 공기, 칩(12) 등을 본체박스(1)의 일정 방향으로 유도하는 역할을 수행할 수 있다.
공기 연결관(6)은 공기배출기구(2)에서 토출된 공기를 에어노즐(7)로 연결할 수 있고, 그 에어노즐(7)은 본체박스(1)의 하부에 구비되며, 이송관(8)은 칩(12)(또한 절삭유 등을 포함함)을 선반(16) 아래쪽으로 이송할 수 있다.
즉, 본체박스(1) 하부에는 에어노즐(7)을 설치하여, 공기배출기구(2)에서 토출되어 연결관(6)을 통하여 들어오는 공기를 이송관(8)의 하부로 분사하여 흡입물 안내판(4)의 작용으로 하부로 떨어지는 칩(12)(또한 절삭유 등을 포함함)을 하부로 밀어낼 수 있다.
또한, 에어노즐(7)은 내측과 외측 사이에 공기가 흐르는 일정한 공간이 마련된 상태에서 상부는 폐쇄되고 하부는 기 설정된 공간만큼 개방되어 공기를 분사할 수 있고, 칩 및 절삭유를 선반 아래쪽으로 이송하는 이송관(8) 하부 방향으로 공기를 토출하는 구조를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명인 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치에 의하면 선반의 공작물 가공 시에 발생하는 칩을 공기의 흐름을 이용한 흡입방식으로 가공물과 즉시 분리하는 것으로, 특히 내경 관통구멍 가공 시에 공작물과 연결된 중공스핀들을 통한 공기흡입 방식의 신속한 칩 제거의 효과로 칩의 간섭으로 인한 공구의 파손을 배제하고, 칩과 가공면의 마찰을 방지하여 가공물 표면조도를 향상시켜 가공생산성 및 품질이 향상되어 제조원가가 절감된다.
나아가 공기흡입 장치가 발생하는 칩과 오일미스트, 연기 등을 동시에 흡입하여 필터를 통하여 필터링하므로 가공장비인 선반 내부의 공기정화 능력이 우수한 선반 가공의 칩 제거 장치를 제공할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치를 이용하여 선반가공, 특히 내경 구멍 가공 시 가공으로 인하여 발생하는 칩을 선반의 중공스핀들을 통하여 흡입 제거하는 과정에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 공기흡입을 이용하여 선반 가공의 칩을 제거하는 과정을 나타낸 단계별 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 공간을 가진 본체박스(1)는 스핀들 연결파이프(5)와 선반의 중공스핀들(10)을 통하여 절삭가공이 이루어지는 선반(16)의 내부와 연결되는 통로를 형성한다(단계202).
그리고, 본체박스(1)의 일측면에 장착된 공기배출기구(2)가 작동할 경우 본체박스(1)와 선반(16)의 내부공기가 스핀들 연결파이프(5)와 중공스핀들(10)의 통로를 통하여 본체박스(1)의 내부에 장착된 여과부재(3)를 거쳐서 화살표 방향(가)으로 유도됨으로써, 토출되는 공기의 연속적인 흐름이 형성된다(단계204).
여기에서, 공기배출기구(2)에서 토출되어 연결관(6)을 통하여 들어오는 공기는 본체박스(1) 하부의 에어노즐(7)을 통하여 이송관(8)의 하부 방향으로 분사됨으로써, 본체하부 "A" 부분에는 베르누이 원리에 의해서 압력이 낮아지게 되고, 이송관(8)을 통하여 본체(1)하부와 선반(16) 아래쪽의 칩콘베이어(15)로 공기 흐름이 형성될 수 있다.
다음에, 선반(16)의 척(11)에 고정되어 회전하는 공작물(13)이 절삭공구(14)에 의하여 가공되는 과정에서 발생한 칩(12)이 본체박스(1)로 연속적인 흐름이 형성된 공기와 같이 이동한다(단계206).
여기에서, 절삭 가공 과정에서 생성된 절삭유, 연기 등도 칩(12)과 같이 이동할 수 있으며, 공작물(13)은 다양한 형태를 가질 수 있으므로 공기의 연속적인 흐름은 선반의 중공스핀들(10)과 선반(16)의 내부가 연결된 통로만 형성되면, 공작물 구멍 또는 공작물 외부를 통해서도 가능하다.
이어서, 본체박스(1) 내부로 유입된 칩(12)(또한 절삭유, 연기 등을 포함함)은 흡입물 안내판(4)을 통하여 본체(1) 하부 "A" 부분에 쌓이게 되고, 에어노즐(7)을 통하여 형성된 본체(1)하부와 선반(16) 내부의 칩콘베이어(15) 방향으로 향하는 공기의 연속적인 흐름을 통해 칩(12)(또한 절삭유, 연기 등을 포함함)이 배출된다(단계208).
따라서, 본 발명인 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 방법에 의하면 선반의 공작물 가공 시에 발생하는 칩을 공기의 흐름을 이용한 흡입방식으로 가공물과 즉시 분리하는 것으로, 특히 내경 관통구멍 가공 시에 공작물과 연결된 중공스핀들을 통한 공기흡입 방식의 신속한 칩 제거의 효과로 칩의 간섭으로 인한 공구의 파손을 배제하고, 칩과 가공면의 마찰을 방지하여 가공물 표면조도를 향상시켜 가공생산성 및 품질이 향상되어 제조원가가 절감된다.
나아가 공기흡입 장치가 발생하는 칩과 오일미스트, 연기 등을 동시에 흡입하여 필터를 통하여 필터링하므로 가공장비인 선반 내부의 공기정화 능력이 우수한 선반 가공의 칩 제거 방법을 제공할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 공기흡입을 이용한 선반가공의 칩 제거 장치 및 그 방법의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
1 : 본체박스 2 : 공기배출기구
3 : 여과부재 4 : 흡입물 안내판
5 : 스핀들 연결파이프 6 : 연결관
7 : 에어노즐 8 : 이송관
9 : 선반의 유압실린더 10 : 중공스핀들
11 : 척 12 : 칩
13 : 공작물 14 : 절삭공구
15 : 칩콘베이어 16 : 선반

Claims (7)

  1. 내부에 밀폐된 공간이 마련된 본체박스(1)와,
    상기 본체박스(1)의 일측면에 장착되어 상기 본체박스(1) 내부로 유입된 공기를 토출하는 공기배출기구(2)와,
    상기 공기배출기구(2)의 전단에 구비되어 이동되는 공기를 필터링하여 상기 공기배출기구(2)에 전달하는 여과부재(3)와,
    선반(16)의 중공스핀들(10)에 부착되어 상기 본체박스(1)와 상기 중공스핀들(10)을 연결하는 스핀들 연결파이프(5)와,
    상기 스핀들 연결파이프(5)의 끝단에 구비되어 상기 본체박스(1)의 내부로 이동하는 공기 및 칩(12)을 일정 방향으로 안내하는 흡입물 안내판(4)과,
    상기 공기배출기구(2)에 의해 토출되는 공기를 이송하는 연결관(6)과,
    상기 연결관(6)을 통해 이송되는 공기를 분사하는 에어노즐(7)과,
    상기 에어노즐(7)로부터 분사되는 공기를 통해 상기 칩(12)을 상기 선반(16)의 아래쪽으로 배출하는 이송관(8)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기배출기구(2)는, 송풍기를 이용하여 토출하는 것을 특징으로 하는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 칩 제거 장치는, 상기 공기배출기구(2)의 작동에 따라 상기 여과부재(3), 공기배출기구(2) 및 연결관(6)을 통로로 하는 내부 공기의 연속적인 흐름이 형성되는 것을 특징으로 하는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 칩 제거 장치는, 상기 연결관(6)을 통해 이동된 공기는 상기 에어노즐을 통해 하부 방향으로 분사되고, 상기 이송관(8)을 통해 상기 공기 및 칩이 상기 선반(16) 아래쪽의 칩컨베이어(15)로 배출되는 것을 특징으로 하는 공기흡입을 이용한 선반가공의 칩 제거 장치.
  5. 스핀들 연결파이프(5)와 선반의 중공스핀들(10)을 통해 절삭가공이 이루어지는 상기 선반(16)의 내부와 본체박스(1)가 연결되는 통로를 형성하는 단계와,
    상기 본체박스(1)에 장착된 공기배출기구(2)가 작동할 경우 상기 본체박스(1) 및 선반(16)의 내부공기가 상기 스핀들 연결파이프(5) 및 중공스핀들(10)의 통로를 통하여 상기 본체박스(1)의 내부에 장착된 여과부재(3), 상기 공기배출기구(2) 및 연결관(6)을 통로로 하는 내부 공기의 연속적인 흐름을 형성하는 단계와,
    상기 선반(16)의 척(11)에 고정되어 회전하는 공작물(13)이 절삭공구(14)에 의하여 가공되는 과정에서 발생한 칩(12)을 상기 연속적인 흐름을 통해 상기 본체박스(1)로 이동시키는 단계와,
    상기 본체박스에 구비된 흡입물 안내판(4)을 통해 안내된 상기 칩(12)을 에어노즐(7)을 통해 분사된 공기에 따라 상기 선반(16) 아래쪽으로 배출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공기배출기구(2)는, 송풍기를 이용하여 토출하는 것을 특징으로 하는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 칩 제거 방법은, 상기 연결관(6)을 통해 이동된 공기는 상기 에어노즐을 통해 하부 방향으로 분사되고, 이송관(8)을 통해 상기 공기 및 칩이 상기 선반(16) 아래쪽의 칩컨베이어(15)로 배출되는 것을 특징으로 하는 공기흡입을 이용한 선반 가공의 칩 제거 방법.
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