KR101807811B1 - 심압대를 개조한 선반 및 이를 이용한 파이프의 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 심암대를 개조한 선반 및 이를 이용한 가공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 심압대를 개조하여 연동척을 부착한 선반은, 주축대에서 연장되는 베드 상에 형성되는 상기 심압대; 상기 심압대에서 상기 주축대쪽으로 연장되는 일측에 볼 베어링을 통해서 연결되는 면판; 상기 면판과 나사 결합되어 회전하는 연동척; 상기 연동척에 연결되는 파이프; 상기 파이프가 관통하는 주축대; 상기 주축대는 내부가 상기 파이프가 관통할 수 있도록 전후로 유압척이 형성되고 상기 유압척과 같이 회전할 수 있도록 나사산을 가지고 있는 주축; 상기 주축과 고속 또는 저속 회전할 수 있도록 나사 결합되는 스플라인 축; 상기 스플라인축을 통해서 연결되는 인버터에 의해서 속도 조절이 가능한 모터; 상기 모터에 의해서 회전하는 파이프의 위치를 조절할 수 있는 파이프 위치 조절장치를 포함하되, 상기 파이프 위치 조절장치는, 파이프의 높이를 조절할 수 있는 6개의 볼이 박혀있는 지그; 상기 파이프와 롤러를 통해서 연결되어 있어서, 상기 파이프의 전후 이동이 가능한 것일 수 있다.

Description

심압대를 개조한 선반 및 이를 이용한 파이프의 가공방법{TAILSTOCK MODIFICATION ENGINE LATHE AND PROCESSING METHOD OF PIPE USING THE SAME}

본 발명은 심암대를 개조한 선반 및 이를 이용한 파이프의 가공방법에 관한 것으로서, 심압대에 연동척을 장착하고, 주축의 후단에 에어실린더를 통한 높이 조절로 파이프 면취 가공을 수행할 수 있는 심압대를 개조한 선반 및 이를 이용한 가공방법에 관한 것이다.

일반적으로 선반은, 선반의 주축에 고정된 공작물의 회전운동과 공구대에 설치된 바이트의 직선운동에 의해 공작물을 절삭하는 공작기계의 일종으로 산업전반에 광범위하게 이용된다. 이러한 선반은 통상 베드, 주축대, 심압대, 왕복대, 공구대 및 이송장치 등으로 구성되고, 주축대와 심압대 사이에 공작물을 고정시켜 주축대를 통해 공작물을 회전시키며, 가공하는 데 이와 달리 수직선반이나 터릿선반처럼 심압대를 별도로 구성하지 않고 주축대 만으로 공작물을 고정하여 절삭하는 방식도 있다.

선반에 공작물을 고정시키기 위하여, 일반적으로 주축대의 일단에 구비되는 척을 사용하는데, 척의 일단면에는 척의 중심방향으로 슬라이드 되면서 공작물을 잡아주는 2~4개의 죠(jaw)가 구성되어 있으며, 죠의 동작방법에 따라 다수개의 죠가 조절되어 공작물을 척킹하는 단동척과 다수개의 죠가 연동되어 공작물을 척킹하는 연동척으로도 구분된다. 여기서, 단동척은 각각의 죠가 개별적으로 구동되므로 불규칙한 형상을 가진 공작물을 고정하는 데 유리하며, 연동척은 고정물을 고정하는 데 단동척에 비해 시간이 단축되어 대량생산시 많이 사용된다.

이와 같이 구성된 선반에서, 불규칙하고 비대칭적인 형상으로 이루어져 무게중심이 길이방향으로 편심된 공작물을 척킹하는 종래의 방법에는, 공작물의 외부를 단순히 척킹하는 방식과, 공작물의 형상에 따라 별도로 제작된 면판을 선반의 주축에 고정시켜 공작물을 지지하게 하는 방식이 있으며, 그 외에도 척 자체의 외형을 공작물의 형상에 맞게 변형시키거나, 기존의 척 일면에 여러가지 부속장치를 부착하여 공작물을 고정시키는 방식이 있다.

그러나 척의 죠를 단독으로 사용하여 공작물을 고정하는 방식은 공작물과 척 사이의 밀착력이 약하기 때문에, 가공정밀도를 향상시킬 수 있는 고속 회전가공에 적용하기 힘들다는 문제가 있다. 또한 공작물의 형상에 따라 척의 형상을 변형시키는 방식은 제작비용이 과다하게 증가하고, 가공할 공작물의 형상이 변경될 때마다 새로운 척으로 교환하여 가공해야 하기 때문에 인력 및 시간 낭비를 유발하는 문제점이 있다. 또한 기존의 척의 일면에 여러 가지 부속장치를 부착하여 공작물을 고정하는 방식은 공작물을 고정하는 데 오랜 시간이 소요되고 자동화 공정에서의 선반가공에 적합하지 못하다는 문제점을 지니고 있다.

특허문헌 실0108730 (선반의 가공물센터조정장치)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 파이프의 면취 가공에서 심압대에 연동척을 설치하여 센터 조절이 이루어진 파이프에 대하여 손쉽게 가공할 수 있는 심압대를 개조한 선반을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 주축대의 전방과 후방에 유압척을 설치하여 상기 주축대의 내면에 주축을 설치하고 상기 주축에 대하여 속도를 조절할 수 있는 스플라인 축을 더 설치하여 스플라인 축에 모터를 달아 이 속도를 조절하고 이에 따라 파이프의 면취가공 시의 효율을 높일 수 있는 심압대를 개조하여 연동척을 설치한 선반을 이용한 가공방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 심압대를 개조하여 연동척을 부착한 선반은, 주축대에서 연장되는 베드 상에 형성되는 상기 심압대; 상기 심압대에서 상기 주축대쪽으로 연장되는 일측에 볼 베어링을 통해서 연결되는 면판; 상기 면판과 나사 결합되어 회전하는 연동척; 상기 연동척에 연결되는 파이프; 상기 파이프가 관통하는 주축대; 상기 주축대는 내부가 상기 파이프가 관통할 수 있도록 전후로 유압척이 형성되고 상기 유압척과 같이 회전할 수 있도록 나사산을 가지고 있는 주축; 상기 주축과 고속 또는 저속 회전할 수 있도록 나사 결합되는 스플라인 축; 상기 스플라인축을 통해서 연결되는 인버터에 의해서 속도 조절이 가능한 모터; 상기 모터에 의해서 회전하는 파이프의 위치를 조절할 수 있는 파이프 위치 조절장치를 포함하되, 상기 파이프 위치 조절장치는, 파이프의 높이를 조절할 수 있는 6개의 볼이 박혀있는 지그; 상기 파이프와 롤러를 통해서 연결되어 있어서, 상기 파이프의 전후 이동이 가능한 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 심압대의 면판은 일측이 심압대와 연결되고, 내측면으로 2개의 볼 베어링을 포함하고 있어서, 상기 볼베어링의 외측면을 구성하는 면판이 연동척을 따라 회전하는 동안에 내측면에 연결된 심압대의 주축의 회전이 제어되는 것일 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대를 개조한 연동척을 부착한 선반을 이용한 파이프의 가공방법에 있어서, (a) 복수개의 볼이 달린 3개의 지그로 파이프의 높이를 에어실린더로 조절하는 단계(s10); (b) 상기 높이가 조절된 파이프에 대하여 에어 실린더로 전후 이동이 가능한 롤러로 상기 파이프를 전진시켜서 전후의 유압척을 장착한 주축대를 통과시키는 단계(s20); (c) 상기 주축대를 통과한 파이프를 상기 심압대의 면판에 장착되어 있는 연동척에 고정하는 단계(s30); 및 (d) 상기 주축대에 장착된 모터와 연동하는 스플라인 축을 통해서 상기 주축대에 결합되어 있는 유압척을 통해서 상기 파이프를 회전시키는 단계(s40)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 파이프를 주축대를 통해서 회전시키는 동안에, 상기 심압대의 면판의 내주면에 장착된 볼 베어링을 통해서 연결되어 있는 연동척은 상기 파이프의 회전에 따라 같이 회전되고, 심압대의 주축은 베어링의 내주면과 연결되어 있어서 회전수가 제어되는 것일 수 있다.

상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선반 작업시에 특별히 추가적인 인력의 투입이나 기계장치의 부가 없이 안정적인 파이프에 대한 면취 공정을 수행할 수 있는 심압대를 개조한 선반을 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대를 개조한 선반의 가공방법에 따르면, 가공되는 파이프에 대한 별다른 후속 조치를 취하지 않아도 에어실린더를 이용한 파이프의 높이 조절이 가능하고 이에 대한 고정작업이 원할하게 이루어질 수 있어서 면취가공의 작업성이 우수하고, 이에 따른 생산성이 향상되며, 파이프의 크기에 구애받지 않고 범용으로 면취가공이 가능하며, 면취 가공성이 우수하여 높은 품질의 면취가공된 파이프의 생산이 가능하여 소비자에게 보다 우수한 파이프의 공급이 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대를 개조하여 연동척을 부착한 선반에서 심압대를 개조한 선반의 전체적인 구조를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대에 연결된 주축대의 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 위치 조절장치의 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대를 개조하여 연동척을 부착한 선반에서 심압대에 부착된 면판의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면판의 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대를 개조하여 연동척을 부착한 선반에서 심압대에 부착한 연동척의 외관을 보여주는 사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 심압대를 개조하여 연동척을 부착한 선반에 대하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대를 개조하여 연동척을 부착한 선반에서 심압대를 개조한 선반의 전체적인 구조를 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대에 연결된 주축대의 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 위치 조절장치의 구조를 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대를 개조하여 연동척을 부착한 선반(500)은 전체적으로, 심압대(100), 상기 심압대(100)와 베드(250)를 통해서 연결된 주축대(200) 및 상기 주축대(200)로 공작물인 파이프(300)를 공급할 수 있는 파이프 위치 조절장치(700)를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 심압대(100)를 개조하여 연동척(150)을 부착한 선반(500)은, 주축대(200)에서 연장되는 베드(250) 상에 형성되는 상기 심압대(100); 상기 심압대(100)에서 상기 주축대(200) 쪽으로 연장되는 일측에 볼 베어링(170)을 통해서 연결되는 면판(160); 상기 면판(160)과 나사 결합되어 회전하는 연동척(150); 상기 연동척(150)에 연결되는 파이프(300); 상기 파이프(300)가 관통하는 주축대(200); 상기 주축대(200)는 내부가 상기 파이프(300)가 관통할 수 있도록 전후로 제1,2유압척(260, 미도시)이 형성되고 상기 제1,2유압척(260, 미도시)과 같이 회전할 수 있도록 나사산을 가지고 있는 주축(미도시); 상기 주축(미도시)과 고속 또는 저속 회전할 수 있도록 나사 결합되는 스플라인 축(미도시); 상기 스플라인 축(미도시)을 통해서 연결되는 인버터(미도시)에 의해서 속도 조절이 가능한 모터(미도시); 상기 모터(미도시)에 의해서 회전하는 파이프(300)의 위치를 조절할 수 있는 파이프 위치 조절장치(700)를 포함할 수 있다.

일반적으로 산업분야에 많이 쓰이는 파이프(300)는 다양한 크기로 제작되어 다양한 분야에 널리 쓰이고 있다. 이러한 파이프(300)는 특정분야에 사용되기 위해 절단하거나, 판매하기 위해 일정 길이로 절단하게 되면, 파이프(300)의 절단된 일단에 절삭면이 형성되고, 상기 절삭면에는 절단 과정 중에 형성된 버(burr)가 발생함에 따라 이와 같은 버를 제거함과 동시에 절단된 파이프(300)의 일단의 날카로운 모서리 부분을 모따기 위한 면취가공을 하게 된다.

이와 같은 면취가공은 날카로운 절삭면을 모따기 함으로써, 파이프(300)를 작업자가 취급 시 날카로운 절삭면에 의해 신체의 일부분이 상해를 입게 되는 것을 방지하여 안전성을 확보함과 함께 제품의 품질을 향상시키는 마지막 후처리 가공공정에 속한다. 따라서, 면취가공에 의한 파이프(300) 일단의 절삭면의 면취 품질에 따라 취급상의 안전성과 제품의 품질이 좌우하게 됨으로써 균일하고, 미려하게 면취가공이 가능하도록 주의를 기울이고 있다.

그러나 이러한 면취가공은 작업자가 파이프(300)를 선반의 척(chuck)에 고정하여 회전시키고, 회전되는 파이프(300)의 일단에 대응되는 위치에 절단 공구(cutting tool)을 공구 고정대(toolholder; tool post)에 고정하여 면취가공을 할 수 있었다.

따라서 이와 같은 면취 가공을 위한 방법은 먼저 절단 공구가 고정 공구대 위에 고정됨에 따라 파이프(300)가 선반(500)의 척에 고정된 상태에서 고속회전되면서 면취 가공시 파이프(300)의 진원이 올바르지 않을 경우에는 파이프(300) 외주연 테두리 전체가 고르게 면취되는 것이 아니라, 어느 한 부분으로 치우쳐 면취가 되게 된다. 이렇게 파이프(300)가 면취됨에 따라 제품의 불량은 물론 잘못된 면취로 인해 날카로운 절단면이 그대로 남아 안전성을 저해하는 문제점이 있었다. 또한 파이프(300)의 센터를 정확히 맞추어야만 고른 면취가 가능하여 면취 가공이 상당히 까다롭고, 이에 따라 작업시간이 증대하여 생산성이 저하되게 된다.

한편, 도시가스관 공사 현장이나 산업용 플랜트 배관 공사현장 등과 같이 대형의 파이프(300)가 요구되는 산업분야에서는 파이프(300)와 파이프(300)를 용접하기 위한 전처리 공정으로 파이프를 길이에 맞게 절단한 후 용접에 적합한 면취각을 형성하게 된다. 이러한 면취각이 형성된 파이프(300) 간의 연결부위에는 산형의 용접 비드홈이 형성되어 용접작업을 통해 간편하게 파이프(300)를 일체로 연결할 수 있게 된다.

그러나 이와 같은 대형 파이프(300)의 면취 가공은 숙련된 작업자가 오로지 경험과 육감에 의존하여 핸드그라인더 등의 공구를 사용하여 시행함에 따라 작업시간이 많이 소요되는 문제가 발생하게 된다. 면취가공 자체가 작업자의 경험과 육감에 의해 시행됨에 따라 파이프(300) 외주연을 따라 정확한 면취량을 측정하기 힘들어 작업의 품질도가 저하되는 문제점이 있었다. 또한 앞서 상술한 바와 같이, 대형파이프 일수록 파이프(300)의 진원이 정확하지 않아 사실상 파이프(300) 외주연을 따라 고른 면취가공을 하기란 사실상 불가능하여 결국에는 용접 불량과 같은 시공상 하자가 발생된다. 면취 가공은 쉽게 설명하면 용접의 전처리 공정으로서 용접되는 부분에 알맞은 형상을 구비하는 것을 말한다.

또한 파이프(300)의 면취가공시 금속 재질의 파이프(300)에 그라인더가 반발력에 의해 튕겨나가는 경우가 종종 발생되어 작업자의 안전성이 결여되고, 위험요소가 노출되어 작업기피현상이 발생하고 있는 실정이라서 시공시간의 증대와 이로 인한 시공비 상승과 숙련된 기술을 가진 전문 인력의 필요에 의한 인건비 상승이 발생하게 된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 심압대(100)는 베드(250) 상에 놓여 있어 고정기구(75)를 통해서 고정될 수 있지만, 상기 심압대(100)를 베드(250) 상에서 전진시키거나 후퇴시킬 수 있다. 상기 심압대(100)에는 심압대 주축(80)과 상기 심압대 주축을 둘러싸고 있는 면판(160)을 포함할 수 있다.

상기 면판(160)은 중공형의 형상을 가지고 있어서 심압대(100)의 주축(800이 관통하는 형상일 수 있다. 상기 면판(160)과 심압대(100)의 연결은 베어링(170)을 통해서 이루어질 수 있다. . 이와 같은 구성을 통해서 다양한 크기를 갖는 파이프(300)를 연결하여 면취 가공, 절단 가공 등을 수행할 수 있다.

상기 면판(160)의 전면부(161)에는 연동척(150)이 장착될 수 있다. 상기 연동척(150)은 설명한 바와 같이, 공작물을 파지하기 위한 구성일 수 있다.

이와 같이 연동척(150)과 파이프(300)의 외주면을 고정시켜서 파이프(300)에 대한 가공을 수행하기 위해서, 상기 주축대(200)는 파이프(300)가 관통할 수 있는 제1, 2유압척(260)을 구비할 수 있다.

본 발명에 사용되는 선반(500)에 사용되는 심압대(100) 주축(80)에는 심압대(100)와 연동척(150)의 연결을 도와줄 수 있는 베어링(170)이 장착될 수 있다. 베어링(170)은 주지된 바와 같이, 외주연(172)과 내주연을 포함하고 있어서 내주연과 외주연(172) 사이에 볼 들이 들어 있어 외주연(172)에서 접촉하는 면판(160)의 회전을 도울 수 있다. 반면에 베어링(170)의 내주연에는 상기 외주연과 다른 속도로 회전할 수 있거나 회전하지 않도록 조절될 수 있다.

상기 심압대(100)는 상기 선반(500)에 장착되는 파이프(300)의 길이에 따라 가공이 편리하도록 선반(500)의 베드(250) 상에서 앞뒤로 움직이는 전후진 운동이 가능할 수 있다.

이와 같이 심압대(100)에 직접 연결되는 면판(160)에는 심압대(100)의 주축(80)과 연동척(150)을 연결하기 위한 관통홀(142)이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 심압대(100)를 개조하여 연동척(150)을 부착한 선반(500)의 경우에는, 심압대(100)의 일측에 면판(160)을 고정한 형태일 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 면판(160)의 일측에 심압대(100)가 연결되고, 면판(160)의 타측에는 파이프(300)를 클램핑할 수 있는 연동척(150)을 포함하고 있어서 바이트를 사용한 가공 작업에서 중심(center)를 맞추는 작업과 파이프(300)에 대한 가공 작업이 용이하게 진행될 수 있다.

상기 파이프(300)는 직경 150, 300, 600 파이 등 다양하게 변형하여 적용할 수 있다. 물론 상기와 같이 파이프(300)의 직경을 변동할 때에는 그 직경 사이즈에 맞는 유압척(260, 미도시) 을 주축대(200)에, 그리고 연동척(150)을 심압대(100)에 구비하여야 할 것이다.

상기 파이프(300)는 상기 심압대(100)의 연동척(150)에 고정되기 전에 주축대(200)를 관통하는 형상일 수 있다. 상기 주축대(200)의 전후방 면에는 상기 파이프(300)가 관통할 수 있는 유압척(260, 미도시)이 구비될 수 있다. 여기서 상기 주축대(200)에 장착된 유압척(260, 미도시)은 파이프(300)와 함께 주축(미도시)을 회전시키기 위한 구성일 수 있다. 상기 유압척(260, 미도시)은 상기 주축대(200)를 지나가는 파이프(300)를 고정시키고 상기 주축대(200) 내에 있는 스플라인 축(미도시)과 기어 결합된 상태일 수 있다. 상기 파이프(300)가 관통하는 주축(미도시)은 상기 스플라인 축(미도시)과 기어 결합되어 있어서, 상기 스플라인 축(미도시)의 일측에 연결되어 있는 모터(미도시)를 통해서 회전력을 전달받을 수 있다.

상기 제1, 2유압척(260, 미도시)은 상기 주축대(200)의 전방과 후방에 쌍으로 존재할 수 있다. 이를 제1, 2 유압척(260, 미도시)이라고 한다. 상기 제1, 2유압척(260, 270) 역시 일종의 연동척이기 때문에 다수개의 죠(265)가 동시에 공작물인 파이프(300)를 고정시키는 것일 수 있다.

상기 제1,2유압척(260, 미도시)은 상기 주축대(200)를 통과하는 파이프(300)에 대한 회전운동을 제공하는 수단일 수 있다. 즉 상기 유압척(260, 미도시)이 파이프(300)에 대한 회전운동을 유도하는 주축(미도시)과 결합된 상태일 수 있다. 상기 주축(미도시)은 스플라인축(미도시)과 기어 결합되어 있어서, 레버(205)의 작동으로 기어 변속을 변화시킬 수 있다.

왕복대(350)는 베드(250) 위에서 공구를 가로 및 세로 방향으로 이동시키는 장치이다. 왕복대(350)는 에이프런과 새들, 복식 공구대로 나눌 수 있다. 에이프런은 자동이송장치, 나사깍기 장치 등이 내장되어 있으며, 왕복대(350)의 전면 즉 새들의 앞쪽에 있다. 새들은 H자 형상으로 되어 있으며, 베드(250)면과 미끄럼 접촉을 한다.

복식 공구대는 공구를 고정하는 부분으로 회전시키는 방법 등을 사용하여 테이퍼 절삭등을 할 수 있다. 본원발명의 심압대(100)를 개조하여 연동척(150)을 부착한 선반(500)의 경우에는, 절삭 가공 중 절삭유를 사용하지 않고 공냉식 방식으로 냉각하는 방식으로 에어 노즐(370)을 구비하고 있다.

베드(250)는 주로 40-50%의 강철파쇄를 넣어 만든 강인 주철로 제작하여 왕복대(350), 심압대(100)의 이동에 안내가 된다. 강도를 보강할 목적으로 리브(rib)가 붙어 있는 경우가 많다.

심압대(100)와 연동척(150)을 연결하는 부분에는 면판(160, Face plate)이 배치된다.

상기 면판(160)은 척 작업이 곤란한 큰 공작물이나 복잡한 형상의 공작물을 볼트나 앵글플레이트로 면판(160)에 고정하는데 사용한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 조절장치(700)는 테이블(600) 상에 파이프(300)를 고정시키고 이동시킬 수 있는 세 개의 지그(310, 320, 330)를 포함할 수 있다. 상기 지그(310, 320, 330)는 제1 에어실린더(610)를 통해서 동일한 높이로 맞춰질 수 있다.

상기 제1 에어실린더(610)는 상기 세 개의 지그(310,320,33) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 에어실린더(610)를 통해서 지그(310, 320, 330)를 위쪽으로 올리면 상기 지그(310, 320, 330) 상에 배치된 6개의 볼(313)에 의해서 파이프(300)가 지지되는 상태가 될 수 있다.

이와 같이 파이프(300)가 지지되는 상태에서 상기 제1지그(310)과 상기 제2지그(320) 사이에 형성된 롤러(410)에 의해서 파이프(300)의 굴림 동작이 발생할 수 있다. 상기 파이프(300)의 굴림 동작에 의해서 상기 파이프(300)는 앞으로 전진하여 상기 주축대(200)의 제2 유압척(미도시) 쪽으로 접근할 수 있다.

상기 주축대(200)의 제2 유압척(미도시)은 파이프(300)가 관통할 수 있는 홀을 포함할 수 있다. 따라서 상기 파이프(300)가 관통하기 위해서는 상기 제2 유압척(미도시)의 홀을 통과할 필요가 있다. 이와 같은 제2 유압척의 홀은 일정한 높이에 형성되어 있어서 상기 파이프(300)가 상기 홀을 통과하기 위해서는 적절한 높이 조절이 필요하고, 이를 위해서 상기 지그(310, 320, 330)르 롱한 높이 조절은 필수적이다. 이와 같이 파이프(300)가 상기 주축대(200)를 통과할 수 있도록 구성되어 있어서, 파이프(300)의 회전 동작을 견고하게 지지할 수 있다. 이때 상기 롤러(410)의 하측 테이블(600) 안에 배치된 제2 에어실린더(620)의 작동에 의해서 상기 롤러(410)가 상승하고, 상승한 후에는 회전축(도면번호 미부여)의 회전에 의해서 시계 방향으로 회전하는 동작에 의해서 상기 지그(310, 320, 330) 상에 형성된 볼(313)로부터 구름 동작의 발생으로 앞쪽으로 전진할 수 있다.

상기 파이프(300)는 상기 심압대(100)에 연결되어 있는 연동척(150)에 장착되어 왕복대(바이트를 포함하는 공작대, 350)를 통한 절삭 가공을 진행하기 전에 3개의 지그(310, 320, 330)를 포함하는 파이프 위치 조절장치(700)에 연결된 상태일 수 있다. 3개의 지그(310,320, 330)는 V자형상으로 V자 형상의 홈 내에 볼이 장착되어 있어서 원통형상을 가지는 파이프(300)의 지지와 이동작업을 도울 수 있다. 상기 3개의 지그(310, 320, 330)의 하측에는 에어실린더(610)가 장착될 수 있다. 상기 3개의 지그(310, 320, 330)가 동일한 높이에 형성되고 하나의 제1 에어실린더에 의해서 작동할 수 있도록 구성되어 있어서 파이프(300)가 흔들리는 일 없이 안착될 수 있다.

상기 3개의 지그(310, 320, 330) 사이에는 상기 파이프(300)를 심압대(100)에 장착된 연동척(150) 쪽으로 직진 운동시키기 위한 롤러(410)를 포함할 수 있다. 상기 롤러(410)를 통해 파이프(300)를 이동시키기 전에 제1 에어 실린더(610)를 통해서 높이 조절이 된 파이프(300)는 상기 주축대(200) 양측으로 연결되어 있는 중공형의 유압척(260, 미도시)을 통과할 수 있다. 상기 유압척(260, 270)은 죠( jaw)(265)를 포함하고 있어서, 파이프(300)를 고정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대를 개조하여 연동척을 부착한 선반에서 심압대에 부착된 면판의 구조를 보여주는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면판의 구성을 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면판(160)은 관통공(142)이 형성된 원통형상으로서, 외주면에는 연동척(150)과 연동할 수 있는 나사 구멍(162)을 포함할 수 있다. 상기 관통공(142)의 일측에는 심압대(100)의 주축(80)이 관통되고, 상기 관통공(142)의 타측에는 연동척(150)이 연결될 수 있다. 상기 연동척(150)이 연결된 타측에는 면판(160)을 고정하기 위한 척킹 보조구(164)를 설치할 수 있고, 상기 척킹 보조구(164)는 상기 면판(160)의 내주면(163)과 나사결합되어 있어서, 상기 면판(160)과 나사 결합되어 있는 연동척(150)의 회전에 따라 같이 회전될 수 있다.

이와 같이 척킹 보조구(164)가 면판(160)의 회전에 따라 회전하는 베어링(170)의 외주연(172)은 같이 회전될 수 있다. 반면에 상기 베어링(170)은 리테이너(미도시)에 의해서 둘러싸여 있어서 보호되며 내경쪽으로는 심압대(100)의 주축(80)이 삽입되게 된다. 이와 같이 연동척(150)과 면판(160) 및 심압대(100)의 주축(80)이 연동하면서 움직이도록 구성되어 있어서, 심압대(100)에 설치되는 센터를 맞추고 난 작업 후에 연동척(150)에 의해 고정되는 가공물에 대한 가공작업을 수행할 수 있다. 상기 심압대(100)의 주축(80)의 끝단에도 심압대 주축(80)의 끝단에 설치된 회전 보조구(82)가 설치되어 있어서, 면판(160)의 회전을 돕는 베어링(170)의 위치를 고정시킬 수 있다.

이와 같은 심압대(100)와 연결된 파이프(300)에 대한 가공 시에 센터링 작업과 관통공(142)을 가진 연동척(150)에 대한 고정작업을 수행하여 파이프(300)가 관통하는 제1, 2 유압척(260)을 같이 모터(미도시)로 구동시켜 파이프(300)에 대한 면취 가공을 수행할 수 있다. 이와 같이 제1,2 유압척(260)을 관통하는 형태로서, 내경과 외경의 피막을 제거하거나, 절단(cutting) 가공이 가능할 수 있다.

도 5를 참조하면 상기 면판은 심압대(100)의 주축(80)을 둘러싸고 있는 회전보조구(82)를 포함할 수 있다. 상기 회전 보조구(82)가 장착되어 있어서, 베어링(170)을 보호하고 베어링(170)의 회전 작업을 보조할 수 있다.

상기 면판(160)의 내주면에는 척킹 보조구(164)가 장착된 상태일 수 있다.

상기 척킹 보조구(164)가 면판(160)의 내주면 쪽으로 나사 결합되어 있어서, 상기 베어링(170)의 외주면의 회전을 도우면서 베어링(170)의 고정 상태를 유지할 수 있다. 상기 면판(160)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 연동척(150)과 연결될 수 있는 면판 나사구멍(162)을 포함할 수 있다.

상기 연동척(150)은 면판(160)의 전면부(161)에 끼워진 상태로 상기 면판(160)과 나사 결합되어 고정될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대를 개조하여 연동척을 부착한 선반 중 연동척의 모습을 보여주는 사시도이다.

도 6을 참조하면, 연동척(150)은 정면에 3개의 죠(154)를 포함하고 있어서, 파이프(300)에 대한 고정작업을 도울 수 있다. 척에서는 진동제어가 대단히 중요한 문제가 된다. 강력한 압력으로 파이프(300)를 고정하고 있음에도 모터(미도시)에 의해 회전하는 파이프(300)가 고속으로 회전하기 때문에 원심력이 발생하여 가공물인 파이프(300)가 떨릴 수 밖에 없다. 이에 대한 대응책이 척에 대한 압력을 높이고 가공물인 파이프(300)에 대한 클램핑 수단을 갖추는 것이다.

상기 심압대(100)는 고정기구(75)를 통해서 자리를 고정할 수도 있고, 심압대(100)와 베어링(170)을 통해서 결합되어 있는 연동척(150)의 위치를 변동시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예인 심압대(100)를 개조하여 연동척(150)을 개조한 선반(500)의 경우에는 심압대(100)에 결합된 연동척(150)이외에도 주축대(200)의 앞뒤로 유압척(260, 미도시)의 죠(265)를 통해서 공작물인 파이프(300)를 고정할 수 있도록 설계되어 있어서 고속 또는 저속의 가공에 견딜 수 있도록 되어 있는 것이다. 실제로 공작물의 진동은 가공물의 품질과 공구의 성능에 치명적인 영향을 미친다고 알려져 있다. 선삭 가공에 사용되는 인서트의 경우에는 높은 내마모성으로 가공시 발생하는 열과 압력을 견뎌낼 수 있으나, 충격에 약하므로 지속적인 진동은 공구의 수명을 단축시키게 된다. 진동을 개선하기 위하여 가공속도와 인서트의 재종, 모양, 절임각 등 다양한 가공변수들을 조정할 수 있지만, 무엇보다 중요한 것은 클램핑 압력을 높이는 것이라고 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대(100)를 개조하여 연동척(150)을 부착한 선반(500)의 경우에는, 주축대(200)를 통과하는 파이프(300)에 대하여 유압척(260)를 통한 고정구조로 되어 있고, 다단의 복잡한 기어 구조가 아니라 스플라인축(미도시)과 연결된 주축(미도시)을 통해서 공작물을 회전시키고, 잡아주기 때문에 클램핑 능력을 월등히 향상시킬 수 있다.

이상 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 심압대를 개조하여 연동척을 부착한 선반에 대하여 자세히 설명하였으나, 이는 예시적인 것일 뿐으로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 범위는 오직 하기의 청구범위의 기재에 의하여 정하여지는 것임에 유의하여야 할 것이다.

75: 고정기구 80: 심압대 주축
82: 회전보조구 100: 심압대
150: 연동척 152: 연동척 조절나사
154: 죠
160: 면판 161: 전면부(면판)
162: 나사 구멍 164: 척킹 보조구
170: 베어링
200: 주축대 250: 베드
500: 선반
610: 제1 에어실린더 620: 제2 에어실린더
700: 파이프 위치 조절장치

Claims (4)

1. 심압대를 개조한 선반에 있어서,
   주축대에서 연장되는 베드 상에 형성되는 상기 심압대;
   상기 심압대에서 상기 주축대쪽으로 연장되는 일측에 볼 베어링을 통해서 연결되는 면판;
   상기 면판과 나사 결합되어 회전하는 연동척;
   상기 연동척에 연결되는 파이프;
   상기 파이프가 관통하는 주축대;
   상기 주축대를 통과하는 파이프에 대한 회전운동을 제공하는 제1, 2유압척;
   상기 제1,2 유압척은 상기 주축대의 전후방면에 쌍으로 존재하되,
   상기 제1,2 유압척에 의하여 파이프의 위치를 조절할 수 있는 파이프 위치 조절장치를 포함하되,
   상기 파이프는 직경 150, 300, 600 파이등 다양하게 변형할 수 있으며,
   상기 파이프 위치 조절장치는,
   파이프의 높이를 조절할 수 있는 6개의 볼이 박혀있는 3개의 제1,2, 3 지그;
   제1 에어실린더는 세개의 제1,2,3 지그 아래에 배치되어서 상기 제1에어실린더를 통해서 제1,2,3 지그를 위쪽으로 올리면 상기 제1,2, 3 지그 상에 배치된 6개의 볼에 의해서 파이프가 지지되는 상태가 될 수 있고,
   파이프에 의해서 지지된 상태에서 상기 제1 지그와 제2지그 사이에 형성된 롤러에 의해서 파이프의 굴림동작이 발생할 수 있고,
   상기 파이프의 굴림 동작에 의해서 상기 파이프는 앞으로 전진하여 상기 주축대의 제2 유압척 쪽으로 접근할 수 있고,
   상기 롤러의 하측 테이블 안에 배치된 제2 에어실린더의 작동에 의해서 상기 롤러가 상승하고,
   상승한 후에는 회전축의 회전에 의해서 시계방향으로 회전하는 동작에 의해서 상기 지그 상에 형성된 볼로부터 구름 동작의 발생으로 앞쪽으로 전진할 수 있고,
   상기 파이프의 전후 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 심압대를 개조한 선반.
2. 제1항에 있어서,
   상기 심압대의 면판은 일측이 심압대와 연결되고,
   내측면으로 2개의 볼 베어링을 포함하고 있어서,
   상기 볼베어링의 외측면을 구성하는 면판이 연동척을 따라 회전하는 동안에 내측면에 연결된 심압대의 주축의 회전이 제어되는 것을 특징으로 하는 심압대를 개조한 선반.
   
   
   
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