KR101976904B1 - 선반의 공구대 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선반의 공구대에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 피스톤커빅의 폭을 줄여 공구의 가공점과 커빅커플링간의 결합점 사이의 거리를 짧게 하여 공구대의 강성을 향상시킬 수 있는 선반의 공구대에 관한 것이다.
본 발명의 선반의 공구대에 의하면 공구의 가공점과 커빅커플링의 결합점 사이의 거리를 짧게 형성함으로써 공구대의 강성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 선반의 공구대에 의하면 커빅커플링의 클램핑-언클램핑 동작에 따른 유압 누유의 손실을 최소화시킬 수 있으며, 공구대의 조립성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

선반의 공구대{Tool post for lathe}
본 발명은 선반의 공구대에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 커빅커플링의 폭을 줄여 공구의 가공점과 커빅커플링간의 결합점 사이의 거리를 짧게 하여 공구대의 강성을 향상시킬 수 있는 선반의 공구대에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 공작기계는 주조, 단조 등으로 만든 기계부품을 가공하는 기계로서, 19세기 중에 발명되었으며 20세기 이후에는 성능향상이 이루어지면서 수치제어 공작기계 등이 제조되고 있다.
최근에는 수치제어(Numerical control)를 이용한 선반이 널리 사용되고 있으며, 이러한 선반은 스핀들 모터의 고속회전으로 축이 연동하고 그 축에 공작물을 클램핑할 수 있도록 척킹장치를 갖는 스핀들유닛, 공작물의 고속회전에 의한 원심력으로 중심을 벗어나는 것을 방지하고자 상기 스핀들유닛의 구동축과 동일 중심선 상에 위치하여 공작물의 타측 중심을 지지하도록 하는 심압대, 상기 스핀들 유니트 상부의 배드 상에 설치되고 수평 및 수직운동을 하는 볼스크류유닛에 의해 공작물에 접근하여 가공 순서에 따라 다양한 공작물 가공 작업을 수행할 수 있는 터렛이 구비된 공구대로 대별된다.
그리고 상기 터렛은 공구가 공작물의 가공 위치에 정밀하게 위치하여 작업을 수행하여야 하므로 신속한 공구의 교환이 요구된다.
도 1은 공작물을 가공하기 위한 종래의 선반 공구대를 나타낸 단면도로서, 종래의 공구대는, 구동력을 발생시키는 구동모터(3), 구동모터(3)에 연결된 회전커빅(5), 회전커빅(5)의 회전을 단속하는 고정커빅(6), 회전커빅(5)과 고정커빅(6)에 연결된 피스톤커빅(7), 피스톤커빅(7)의 중심에 설치되는 메인샤프트(2), 메인샤프트(2)의 전단부에 연결된 터렛디스크(4) 등으로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래의 공구대는 구동모터(3)의 구동력이 전달되어 회전커빅(5)과 볼트(9)로 연결된 플랜지(8)와 터렛디스크(4)의 운동을 발생시켜 공구(10)를 교환시킨다.
커빅커플링의 작동구조는 바디(1) 내의 유압관로를 통해 유입된 유압이 피스톤커빅(7)의 양측면을 가압하여 피스톤커빅(7)을 전후진시킴으로써 회전커빅(5)과 고정커빅(6)이 구속(클램프) 또는 해제(언클램프)되는 구조로 이루어져 있다.
여기서, 인사이드플랜지(11)는 피스톤커빅(7)의 후진(언클램프)시 작동되는 유압의 누유를 막기 위해 피스톤커빅(7)과 고정커빅(6)의 내부에 추가로 삽입되어 설치되어 있다.
공구대의 강성은 고정커빅(6)과 공구(10)의 가공점과의 거리에 따라 증가하거나 또는 감소한다. 그러나 종래의 공구대는 유압의 누유를 막기 위한 인사이드플랜지(11)가 조립되는 영역을 확보하기 위해 피스톤커빅(7)을 비롯한 커빅커플링의 두께(a)를 증가시키고 회전커빅(5)과 터렛디스크(4) 사이에 플랜지(8)를 추가로 설치함으로써, 커빅커플링간의 결합점과 공구(10)의 가공점 사이의 거리(b)가 멀어지게 되어 공구대의 강성이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 공구대는 공구대의 강성 저하로 인하여 절삭가공시 터렛디스크(4)가 떨리는 현상이 발생하게 되고, 오링(12) 설치 공간이 협소하여 커빅커플링의 전후진 왕복운동에 따른 오링(12)의 파손이 용이하며 이로 인한 유압의 누유가 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.
등록특허번호 제10-1398809호(2014.05.19. 등록)
본 발명은 이와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공구의 가공점과 커빅커플링간의 결합점 사이의 거리를 짧게 형성함으로써 공구대의 강성을 향상시킬 수 있는 선반의 공구대를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 커빅커플링의 클램핑-언클램핑에 따른 유압 누유의 손실을 최소화시키고 조립성을 향상시킬 수 있는 선반의 공구대를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 구동부재에 연결된 회전커빅 및 고정커빅, 상기 회전커빅에 연결된 디스크, 상기 각 구성의 중심에 배치되는 메인샤프트, 상기 메인샤프트를 지지하는 바디, 상기 메인샤프트의 축방향으로 슬라이딩되어 디스크의 운동을 구속 또는 해제하는 피스톤커빅을 포함하는 선반의 공구대에 있어서, 상기 메인샤프트 내부에 구비된 클램핑유로; 상기 바디 내부에 구비된 언클램핑유로; 및 상기 메인샤프트의 외경과 상기 고정커빅의 내경 사이에 구비되며, 상기 피스톤커빅에 결합되어 상기 피스톤커빅과 함께 일체형으로 상기 메인샤프트의 축방향으로 슬라이딩되는 실린더를 포함하며, 상기 클램핑유로에서 유입되는 유압에 의해 상기 실린더가 슬라이딩되어 상기 디스크의 운동을 구속하고, 상기 언클램핑유로에서 유입되는 유압에 의해 상기 실린더가 슬라이딩되어 상기 디스크의 운동을 해제하는 것을 특징으로 하는 선반의 공구대를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 피스톤커빅과 상기 실린더가 일체형으로 체결되고, 상기 언클램핑유로를 상기 바디 내부에 구비함으로써, 상기 피스톤커빅의 폭을 줄이게 되어 공구의 가공점과 상기 커빅커플링간의 결합점 사이의 거리가 가까워지게 되므로 공구대의 강성이 증가된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 피스톤커빅과 상기 실린더는 볼트로 체결되어 일체형으로 상기 메인샤프트의 축방향으로 슬라이딩된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 고정커빅에 고정되어 구비되며, 상기 피스톤커빅의 전후 방향 운동시 상기 피스톤커빅의 회전운동을 방지하는 가이드핀;을 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 실린더의 내부에는 오링 및 백업링이 구비되어 유압의 누유를 방지한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 디스크는 상기 회전커빅과 볼트로 직접 체결된다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명의 선반의 공구대에 의하면 공구의 가공점과 커빅커플링간의 결합점 사이의 거리를 짧게 형성함으로써 공구대의 강성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 선반의 공구대에 의하면 커빅커플링의 클램핑-언클램핑 동작에 따른 유압 누유의 손실을 최소화시킬 수 있으며, 공구대의 조립성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 공작물을 가공하기 위한 종래의 선반 공구대를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선반의 공구대를 나타낸 단면도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선반의 공구대를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 선반의 공구대(100)는 구동부재(130)에 연결된 회전커빅(150) 및 고정커빅(160), 상기 회전커빅(150)에 연결된 디스크(140), 상기 각 구성의 중심에 배치되는 메인샤프트(120), 상기 메인샤프트(120)를 지지하는 바디(110), 상기 메인샤프트(120)의 축방향으로 슬라이딩되어 디스크(140)의 운동을 구속 또는 해제하는 피스톤커빅(170), 상기 메인샤프트(120) 내부에 구비된 클램핑유로(121), 상기 바디(110) 내부에 구비된 언클램핑유로(111) 및 상기 메인샤프트(120)의 외경과 상기 고정커빅(160)의 내경 사이에 구비되며, 상기 피스톤커빅(170)에 결합되어 상기 피스톤커빅(170)과 함께 일체형으로 상기 메인샤프트(120)의 축방향으로 슬라이딩되는 실린더(180)를 포함하여 구성된다.
상기 바디(110)는 본 발명의 골조를 이루고 일측에는 상기 구동부재(130)가 구비되는데, 이러한 구동부재(130)는 구동모터, 구동모터의 구동기어에 연결된 스퍼기어, 스퍼기어의 회전축에 결합된 아이들기어를 포함한다.
그리고 상기 바디(110)의 일측에는 상기 메인샤프트(120)가 회전가능하게 연결되고, 이 메인샤프트(120)의 중심에는 피스톤커빅(170), 고정커빅(160), 회전커빅(150) 및 디스크(140)가 배치되며, 이러한 각 구성에 의해 디스크(140)의 분할운동을 발생시키는 작용은 종래기술과 동일하므로 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 선반의 공구대(100)는 특히, 상기 메인샤프트(120)의 외경과 상기 고정커빅(160)의 내경 사이에 실린더(180)를 구비하는 것을 가장 큰 특징으로 한다.
그리고, 상기 메인샤프트(120)의 내부에는 클램핑유로(121)가 구비되어 있으며, 상기 바디(110)의 내부에는 언클램핑유로(111)가 구비되어 있다.
상기 실린더(180)는 외부면이 상기 고정커빅(160)과 상기 피스톤커빅(170)이 함께 맞닿는 수평면과, 상기 피스톤커빅(170)과 결합되는 결합면으로 이루어져 있다.
상기 실린더(180)는 상기 피스톤커빅(170)과 볼트(190)에 의해 직접 체결되어 있는바, 상기 피스톤커빅(170)과 함께 일체형으로 슬라이딩된다.
이때, 상기 실린더(180)는 상기 메인샤프트(120)의 외경과 상기 고정커빅(160)의 내경 사이에 구비되므로, 그 사이 공간에서 메인샤프트(120)의 축방향으로 슬라이딩되어 상기 피스톤커빅(170)을 전후로 왕복시켜주는 역할을 한다.
상기 실린더(180)의 내부에는 오링(181) 및 백업링(182)을 구비하여 클램프-언클램프 시 유압의 누유를 방지할 수 있도록 하였다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 선반의 공구대(100)는 상기 고정커빅(160)에 고정되어 구비되며, 상기 피스톤커빅(170)의 전후 방향 운동시 상기 피스톤커빅(170)의 회전운동을 방지하는 가이드핀(191)을 더 포함한다.
상기 디스크(140)는 상기 회전커빅(150)과 볼트(151)로 직접 체결되어 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 선반의 공구대(100)는 상기 클램핑유로(121)에서 유압이 유입되면 유압에 의해 상기 실린더(180)가 상기 메인샤프트(120)의 우측 방향으로 슬라이딩되어 상기 회전커빅(150)과 상기 고정커빅(160)을 구속함으로써 상기 디스크(140)의 운동을 구속(클램핑)한다. 그리고, 상기 언클램핑유로(111)에서 유압이 유입되면 상기 실린더(180)가 상기 메인샤프트(120)의 좌측 방향으로 슬라이딩되어 상기 회전커빅(150)과 상기 고정커빅(160)을 구속을 해제함으로써 상기 디스크(140)의 운동을 해제(언클램핑)하게 된다.
상기 실린더(180)를 상기 메인샤프트의 좌측 방향으로 슬라이딩시켜주는 언클램핑유로(121)를 상기 바디(110) 내에 구비하여 직접 유입하게 구성함으로써, 종래 기술과는 달리 메인샤프트의 언클램핑유로가 필요하지 않아 언클램핑유로 영역만큼의 상기 메인샤프트(120)의 폭을 줄일 수 있다.
그리고, 상기 디스크(140)를 별도의 플랜지를 사용하지 않고 볼트(151)로 직접 체결함으로써 공구의 가공점과 커빅커플링간의 결합점 사이의 거리를 플랜지의 거리만큼 가까워지도록 하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선반의 공구대(100)는 상기 피스톤커빅(170)과 상기 실린더(180)를 일체형으로 체결하고, 상기 언클램핑유로(111)를 상기 바디(110) 내부에 구비함으로써, 상기 피스톤커빅(170)을 비롯한 커빅커플링의 폭(A)을 줄일 수 있게 되었으며, 이로써 공구(141)의 가공점과 상기 커빅커플링간의 결합점 사이의 거리(B)는 더욱 가까워지게 되어 공구대의 강성을 증가시켰다.
또한, 종래와 같이 인사이드플랜지를 개별적으로 분리 조립하지 않고, 상기 실린더(180)를 상기 피스톤커빅(170)과 일체형으로 체결함으로써 공구대의 조립성을 향상시켰다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100: 선반의 공구대 110: 바디
111: 언클램핑유로 120: 메인샤프트
121: 클램핑유로 130: 구동부재
140: 디스크 141: 공구
150: 회전커빅 151: 볼트
160: 고정커빅 170: 피스톤커빅
180: 실린더 181: 오링
182: 백업링 190: 볼트
191: 가이드핀

Claims (6)

  1. 구동부재에 연결된 회전커빅 및 고정커빅, 상기 회전커빅에 연결된 디스크, 상기 각 구성의 중심에 배치되는 메인샤프트, 상기 메인샤프트를 지지하는 바디, 상기 메인샤프트의 축방향으로 슬라이딩되어 디스크의 운동을 구속 또는 해제하는 피스톤커빅을 포함하는 선반의 공구대에 있어서,
    상기 메인샤프트 내부에 구비된 클램핑유로;
    상기 바디 내부에 구비된 언클램핑유로; 및
    상기 메인샤프트의 외경과 상기 고정커빅의 내경 사이에 구비되고, 상기 고정커빅의 내경과 상기 피스톤커빅의 내경에 함께 접촉하며, 일측은 볼트를 통해 상기 피스톤커빅에 체결되어 상기 피스톤커빅과 함께 일체형으로 상기 메인샤프트의 축방향으로 슬라이딩되는 실린더를 포함하며,
    상기 클램핑유로에서 유입되는 유압에 의해 상기 실린더가 슬라이딩되어 상기 디스크의 운동을 구속하고, 상기 언클램핑유로에서 유입되는 유압에 의해 상기 실린더가 슬라이딩되어 상기 디스크의 운동을 해제하며,
    상기 피스톤커빅과 상기 실린더가 일체형으로 체결되고, 상기 언클램핑유로를 상기 바디 내부에 구비함으로써, 상기 피스톤커빅의 폭을 줄이게 되어 공구의 가공점과 상기 커빅커플링간의 결합점 사이의 거리가 가까워지게 되므로 공구대의 강성이 증가되며,
    상기 고정커빅에 고정되어 구비되며, 상기 피스톤커빅의 전후 방향 운동시 상기 피스톤커빅의 회전운동을 방지하는 가이드핀;을 더 포함하고,
    상기 실린더의 내부에는 상기 실린더와 상기 고정커빅 사이, 상기 실린더와 상기 메인샤프트 사이에 각각 오링 및 백업링이 구비되어 유압의 누유를 방지하며,
    상기 디스크는 상기 회전커빅과 볼트로 직접 체결되는 것을 특징으로 하는 선반의 공구대.
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