KR102068526B1 - 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛 - Google Patents

Abstract

정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛이 개시되어 있다.
개시된 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛은 공작기계의 스핀들에 체결되어 회전되는 블록하우징; 블록하우징의 수납부에 슬라이딩 가능하게 설치되어, 블록하우징의 회전에 따른 원심력에 의해 피절삭물의 절삭면을 향해 전진되고, 원심력이 소멸되면 탄성부재에 의해 원위치로 복귀되는 진퇴블록; 블록하우징에 설치된 채, 진퇴블록의 최대 전진거리를 제한하는 스토핑 블록; 진퇴블록의 중심 부위에 설치되며, 진퇴블록이 스토핑 블록에 의해 정지된 상태에서 미소진퇴부재에 의해 절삭면을 향해 더 전진되어 절삭면에 오일딤플을 절삭가공하는 절삭툴; 그리고 진퇴블록의 직진운동을 안내하는 가이드 웨이;를 포함하고, 진퇴블록의 가이드 웨이에 의한 사각 모서리측의 지지면은 모따기 형태를 가지며, 대각선 방향으로 상호 교차되면서 절삭툴을 기준으로 대응되는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛{Static and dynamically stable cutting units}

본 발명은 실린더 보어의 내면에 오일딤플을 절삭가공하기 위한 절삭유닛에 관한 것이다.

더 상세하게는 절삭툴을 포함하는 진퇴블록을 정적으로 그리고 동적으로 안정되도록 개선함으로써 절삭 정밀도를 높일 수 있도록 한 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛에 관한 것이다.

실린더 보어의 내면에 마이크로 단위의 미세한 오일딤플(oil dimple)을 절삭가공하기 위한 정밀 절삭장치와 관련하여, 본 출원인은 등록특허공보 제10-1692249호, 공개특허공보 제10-2017-0117733호를 개시한 바 있다.

이들 선행특허에 개시된 절삭장치는 실린더 보어의 내면에 오일딤플을 절삭 가공하기 위한 수단인 진퇴블록을 하모닉 드라이브에 의해 가공면에 근접되도록 한 후, 피에조 액추에이터에 의해 진퇴블록에 설치되어 있는 절삭툴을 미세 전진시켜서 가공면에 오일딤플을 절삭 가공하는 방식이다.

최근에는 특허등록 제1954225호를 통해, 절삭헤드가 절삭가공을 위해 회전될 때는 원심력에 의해 절삭툴이 피절삭물(실린더 보어)을 향해 전진되고, 절삭가공 종료 후 절삭헤드가 정지되었을 때는 탄성부재에 의해 절삭툴이 피절삭물로부터 멀어지는 방향으로 후퇴되도록 한, 원심력으로 작동되는 절삭툴을 갖는 절삭헤드 및 이를 포함하는 절삭장치를 출원한 바 있다.

상기한 미공개 특허는 앞서 설명된 선행특허에서 진퇴블록의 전진을 위해 사용되었던 하모닉 드라이브가 배제되었다는 점에서 유지보수의 편의성과 제작비 절감의 효과를 가져 왔다.

그러나, 상기 미공개 특허는 도 1에 도시된 바와 같이, 절삭장치의 회전 원심력에 의해 접촉자(10)가 피절삭물(1)의 절삭면(1a)에 먼저 접촉된 후, 절삭툴(20)이 피에조 액추에이터(30)에 의해 미세 전진하여 절삭면(1a)에 오일딤플을 절삭가공하는 것인데, 절삭가공 시, 지지수단의 역할을 하는 접촉자(10)와 절삭가공을 행하는 절삭툴(20)이 진퇴블록(40)의 절삭면(1a)을 향하는 면 상에 함께 설치되어야 하는 구조적인 문제로 인해 피절삭물(1)과 필연적으로 접촉되어야 하는 접촉자(10)와 절삭툴(20)이 진퇴블록(40)의 중심으로부터 벗어난 위치에 설치될 수 밖에 없었다. 따라서, 절삭작업 시 진퇴블록(40)에 편심부하가 작용하게 되어 모멘트가 발생하게 되고, 이로 인해 불안정한 절삭작업이 이루어질 수 밖에 없으므로 정밀 절삭에 장애요소가 되고 있다.

문헌 1 : 등록특허공보 제10-1692249호 문헌 2 : 공개특허공보 제10-2017-0117733호 문헌 3 : 등록특허공보 제10-1954225호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기존의 접촉자를 배제함으로써 절삭툴의 설치위치를 진퇴블록의 중심에 배치할 수 있음에 따라, 절삭작업 시 진퇴블록에 모멘트가 발생되지 않게 되므로 안정적이고 정밀한 절삭가공이 가능한 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛을 제공함에 있다.

또한, 진퇴블록의 스토핑 위치를 가변제어할 수 있도록 함으로써 절삭툴의 마모로 인한 절삭깊이의 변화를 초기상태로 교정할 수 있도록 한 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛을 제공함에 있다.

본 발명에 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 공작기계의 스핀들에 체결되어 회전되는 블록하우징; 블록하우징의 수납부에 슬라이딩 가능하게 설치되어, 블록하우징의 회전에 따른 원심력에 의해 피절삭물의 절삭면을 향해 전진되고, 원심력이 소멸되면 탄성부재에 의해 원위치로 복귀되는 진퇴블록; 블록하우징에 설치된 채, 진퇴블록의 최대 전진거리를 제한하는 스토핑 블록; 진퇴블록의 중심 부위에 설치되며, 진퇴블록이 스토핑 블록에 의해 정지된 상태에서 미소진퇴부재에 의해 절삭면을 향해 더 전진되어 절삭면에 오일딤플을 절삭가공하는 절삭툴; 그리고 진퇴블록의 직진운동을 안내하는 가이드 웨이;를 포함하고, 진퇴블록의 가이드 웨이에 의한 사각 모서리측의 지지면은 모따기 형태를 가지며, 대각선 방향으로 상호 교차되면서 절삭툴을 기준으로 대응되는 것을 더 포함하는 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛을 제공한다.

바람직하게, 진퇴블록은 육면체 형상을 갖되, 절삭툴이 배치되는 면 및 그 이면은 정사각형으로 될 수 있다.

삭제

바람직하게, 가이드 웨이는, 진퇴블록의 각 지지면에 설치되는 복수의 가이드 베어링; 그리고 각 가이드 베어링과 대응되게 위치하여 가이드 베어링의 구름판 역할을 하는 복수의 구름판 부재;로 구성되되, 이 중, 나란하게 배치되는 한 쌍의 구름판 부재는 진퇴블록 전진운동의 기준면이 되고, 다른 한 쌍의 구름판 부재는 예압을 가하는 기준면으로 될 수 있다.

바람직하게, 예압을 가하는 한쌍의 구름판 부재는 해당 지지면과 블록하우징의 수납부 사이에 압입되는 웨지형태로 될 수 있다.

바람직하게, 스토핑 블록은, 블록하우징 수납부의 개구된 양측에 결합되는 한 쌍의 블록몸체; 각 블록몸체에 마련된 채, 진퇴블록의 최대 전진거리를 제한하는 스토퍼; 그리고 각 블록몸체에 마련된 채, 탄성부재의 이탈을 방지하는 구속봉;으로 구성될 수 있다.

바람직하게, 스토퍼는 블록몸체로부터의 돌출정도를 조절할 수 있다.

바람직하게, 스토퍼는 블록몸체에 나사방식으로 결합될 수 있다.

바람직하게, 진퇴블록의 피절삭물을 향하는 면상에 설치되어, 피절삭물의 절삭면에 대한 거리와 기울기를 감지하는 한 쌍의 감지센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 이전에 진퇴블록에 마련되어 있던 접촉자가 제거됨에 따라 절삭툴을 진퇴블록의 중심에 설치할 수 있어서 절삭가공 시, 진퇴블록에 편심부하에 따른 모멘트가 발생하지 않으므로 안정적이고 정밀한 절삭작업이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 스토퍼의 위치를 가변시킬 수 있어서 절삭툴의 마모로 인하여 발생될 수 있는 절삭깊이의 변화를 초기상태로 교정할 수 있다. 따라서, 항상 일정한 절삭깊이를 유지할 수 있다.

이러한 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래 절삭장치의 개념도
도 2는 본 발명에 따른 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛의 개념도로서, 절삭유닛의 작동 전 상태도
도 3은 본 발명에 따른 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛의 개념도로서, 절삭유닛의 작동중 상태도
도 4는 본 발명에 따른 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛의 개념도로서, 절삭유닛의 작동 후 상태도
도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예의 진퇴블록에 작용되는 예압 및 반력 상태도
도 6은 본 발명에 따른 제2 실시예의 진퇴블록에 작용되는 예압 및 반력 상태도
도 7은 본 발명에 따른 제3 실시예의 진퇴블록에 작용되는 예압 및 반력 상태도
도 8은 본 발명에 따른 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛의 세부적인 분해사시도
도 9는 도 8의 결합상태 종단면도
도 10은 도 9의 A-A선 단면도
도 11은 본 발명에 따른 진퇴블록 및 가이드 웨이의 상세도(아래 도면은 진퇴블록을 반전시킨 상태도)

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 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 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.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛(이하, '절삭유닛'으로 약칭함)은 절삭툴을 포함하는 절삭블록이 원심력에 의해 전진하고, 원심력이 소멸되면 탄성부재에 의해 원래의 위치로 복귀되도록 하는 구성을 기반으로 하고 있으며, 이에 더하여 절삭툴의 위치를 진퇴블록의 중심에 위치할 수 있도록 설계함으로써 진퇴블록에 모멘트가 발생되지 않도록 한 것에 주요 특징을 두고 있다.

이에 대한 구체적인 실시예는 다음과 같다.

도 2 내지 4는 본 발명에 따른 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛의 개념도로서, 특히 도 2는 작동 전 상태도이고, 도 3은 작동중 상태도이며, 도 4는 작동 후의 상태도이다.

도 2 내지 4를 참고하면, 본 발명에 따른 절삭유닛(100)은 블록하우징(110), 진퇴블록(120), 스토핑 블록(130) 그리고 가이드 웨이(140)를 포함할 수 있다.

블록하우징(110)은 공작기계의 스핀들(미도시)에 연결되어 스핀들과 함께 회전되는 것으로, 그 내부에는 도 2 내지 4에서 보듯이 진퇴블록(120)이 내장되는 수납부(111)가 마련될 수 있다.

진퇴블록(120)은 도 2에서 보듯이, 블록하우징(110)의 수납부(111)에 깊이방향으로 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다.

진퇴블록(120)은 도 3에서 보듯이, 블록하우징(110)이 회전함에 따라 발생되는 원심력에 의해 탄성부재(150)를 압축시키면서 피절삭물(1)의 절삭면(1a)을 향해 전진되고, 도 4에서 보듯이 블록하우징(110)이 정지되어 원심력이 소멸되면 탄성부재(150)의 팽창력(f₂)에 의해 원래의 위치로 복귀(후퇴)된다.

참고로, 탄성부재(150)는 진퇴블록(120)에 형성되는 상측 개구형의 스프링 삽입홈(122)에 삽입되고, 구속봉(133)에 의해 스프링 삽입홈으로부터 이탈이 방지된다.

진퇴블록(120)은 도 5 내지 7에서와 같이, 그 중심 부위에 절삭툴(151)이 설치될 수 있다. 절삭툴(151)은 진퇴블록(120)이 원심력에 의해 전진되었을 때, 도 2 내지 4에 도시된 미소진퇴부재(152)에 의해 절삭면(1a)을 향해 미세하게 추가로 전진함을 반복하면서 절삭면에 원하는 깊이와 간격으로 다수의 오일딤플을 절삭가공하게 된다.

본 실시예에서, 미소진퇴부재(152)는 마이크로 단위로 정밀진퇴가 가능한 피에조 액추에이터가 적용될 수 있다.

여기서, 절삭툴(151)이 진퇴블록(120)의 중심에 설치됨으로써, 절삭툴(151)이 절삭가공할 때 진퇴블록의 중심에만 부하가 작용하게 되므로 진퇴블록(120)에 모멘트(moment)가 발생하지 않는다. 따라서, 절삭툴(151)이 안정적으로 진퇴동작될 수 있고, 이로 인해 정밀절삭이 가능하게 된다.

또한, 진퇴블록(120)은 도 8의 세부 도면에서 보듯이, 육면체 형상을 갖되, 절삭툴(151)이 배치되는 면 및 그 이면은 정사각형으로 되는 것이 바람직하다. 아울러, 진퇴블록(120)의 가이드 웨이(140)에 의한 지지면(121a, 121b)은 도 5 및 7에서와 같이 모따기 형태로 되고, 특히 도 5에서와 같이, 상호 대각선으로 교차되는 방향의 지지면(121a,121b)은 절삭툴(151)을 기준으로 대응되도록 하는 것이 또한 바람직하다.

그 이유는 도 5를 통해 설명될 수 있다.

즉, 도 5에서 진퇴블록(120)을 블록하우징(110)의 수납부(111) 벽면에 밀착되도록 하기 위해, 경사진 A 지지면(121b)과 B 지지면(121b)에 예압을 가할 경우, B 지지면과 대응되는 C 지지면(121a)과 A지지면과 대응되는 D 지지면(121a)에는 예압에 반하는 반력이 크로스 방향으로 발생하게 된다. 이때, 절삭툴(151)은 진퇴블록(120)의 중심인 예압과 반력의 합력선 상에 위치시킴으로써 어느 한 쪽으로 치우치지 않는 고정점, 즉 nodal point가 된다. 따라서, 절삭툴(151)이 미소진퇴부재(152)에 의해 진퇴하면서 절삭가공할 때 위치적으로 안정된 상태가 된다.

다른 실시예로서, 도 6에서와 같이, 지지면(121)이 8개의 모서리(A,B,C,D,E,F,G,H)인 경우에는 C,G 지지면과 D,H 지지면에는 진퇴블록(120)의 변(邊) 방향으로 예압에 반하는 반력이 발생하게 된다. 이때, 절삭툴(151)은 예압과 반력의 합력점 사이를 잇는 선의 중심에 위치시킴으로써. 이 역시 위치적으로 안정적인 상태가 될 수 있다.

다른 실시예로서, 도 7에서와 같이, 진퇴블록(120)이 직사각형인 경우에는 경사진 A 지지면(121b)과 B 지지면(121b)에 예압을 가하게 되면, A 지지면(121b)과 B 지지면(121b)의 예압선은 진퇴블록(120)의 도면상 상측에 합력점이 발생하고, C 지지면(121a)과 D 지지면(121a)의 반력선은 진퇴블록(120)의 도면상 하측에 합력점이 발생하게 된다. 이 경우 절삭툴(151)은 예압 합력점과 반력 합력점을 잇는 선의 중심에 위치시킴으로써, 이 역시 위치적으로 안정적인 상태가 될 수 있다.

한편, 절삭툴(151)은 진퇴블록(120)에 설치되는 직진유도블록(160)에 의해 직진성이 유도될 수 있다.

직진유도블록(160)은 도 8 및 10에서 보듯이, 진퇴블록(120)의 내부에 고정 설치되며, 그 상측에는 절삭툴(151)이 설치되어 미소진퇴부재(152)에 의해 진퇴동작 될 때 절삭툴의 직진을 제어하는 역할을 한다.

직진유도블록(160)은 동 도면에서 보듯이, 진퇴블록(120)의 내부에 고정되는 한 쌍의 고정블록(161)과; 한 쌍의 고정블록 사이에 마련되며 상면에는 절삭툴(151) 및 절삭툴 홀더(153)가 안착되며, 미소진퇴부재(152)에 의해 피절삭물(1)의 절삭면(1a)을 향해 진퇴되는 직진블록(162)과; 직진블록의 직진이 유도되도록 양쪽의 고정블록과 직진블록 사이를 탄력적으로 연결하는 탄성블록(163)으로 구성될 수 있다.

본 실시예에서 탄성블록(163)은 고정블록(161)과 직진블록(162)의 양측을 연결하여, 직진블록이 상하방향으로 정직진 운동이 되도록 구조적으로 제어하는 역할을 한다.

탄성블록(163)은 그 자체가 탄성소재로 될 수 있으나, 본 실시예의 경우 판상형 구조를 가지면서, 이 판 상에 여타부위에 비해 두께가 얇게 되어 외력에 의해 변형되는 노치부(163a)가 형성된 구조를 예시하고 있다.

탄성블록(163)의 노치부(163a)는 고정블록(161)과 직진블록(162)을 탄성적으로 연결하는 역할을 하며, 이러한 노치부는 상대적으로 두께가 얇기 때문에 외력이 가해지는 경우 부하가 집중되어 변형되면서 직진블록(162)의 정직진운동을 유도하게 된다.

특히, 직진블록(162)은 탄성블록(163)에 의해 고정블록(161)의 4점에 지지됨으로써 직진블록의 진퇴운동 시, 편향되지 않고 정직진운동이 가능하게 된다. 따라서, 절삭면(1a)에 미세한 오일딤플을 가공할 때 절삭 정밀도를 높일 수 있다.

그리고, 고정블록(161)은 안정된 지지력 확보를 위해서 도 10에서와 같이, 그 저면이 진퇴블록(120)에 밀착 지지 되는 것이 바람직하다(도 10의 B부분).

도 2 내지 4(도 8에도 도시됨)로 돌아가서, 스토핑 블록(130)은 블록하우징(110)의 도면상 상단에 설치된 채, 진퇴블록(120)의 최대 전진거리를 제한하는 역할을 하는 것으로, 수납부(111)의 개구된 양측에 결합되는 한 쌍의 블록몸체(131)와, 각 블록몸체에 마련되어 진퇴블록의 최대 전진거리를 제한하는 스토퍼(132)와, 각 블록몸체에 마련되어 탄성부재(150)의 이탈을 방지하는 구속봉(133)으로 구성될 수 있다.

스토퍼(132)는 도 2에서와 같이, 진퇴블록(120)이 전진하기 전에는 진퇴블록(120)의 도면상 상단과 일정거리로 이격되어 있다(t).

원심력이 작용되면 도 3에서와 같이, 전진되던 진퇴블록(120)이 스토퍼(132)의 하단에 접촉되면서 전진이 제한된다. 이때는 절삭툴(151)이 절삭면(1a)에 근접된 상태가 될 뿐 절삭면에 닿은 상태가 아니므로 절삭툴(151)의 에지(edge) 및 미소진퇴부재(152)의 손상을 예방할 수 있게 된다.

이후, 절삭면(1a)에 근접된 절삭툴(151)은 미세진퇴부재(152)에 의해 미세 진퇴동작되면서 절삭면(1a) 상에 오일딤플을 가공한다.

한편, 스토퍼(132)는 블록몸체(131)로부터의 돌출정도를 제어할 수 있다. 본 실시예에서 스토퍼(132)는 도 9에서와 같이, 블록몸체(131)에 나사방식으로 결합될 수 있다. 따라서, 스토퍼(132)를 공구에 의해 회전시키면 돌출정도가 조절되므로 진퇴블록(120)의 최대 전진거리를 교정할 수 있게 된다.

부연하면, 절삭툴(151)의 오랜 사용으로 마모가 되면 마모된 양만큼 오일딤플의 절삭깊이가 얕아지게 된다. 이 경우에는 절삭툴(151)의 마모량 만큼 진퇴블록(120)의 전진거리를 더 크게 하면 절삭깊이를 보상할 수 있으므로 스토퍼(132)가 기존에 비해 작게 돌출되도록 조절하면 된다.

반대로, 오일딤플의 절삭깊이가 설정값 보다 깊은 경우에는 진퇴블록(120)의 전진거리를 작게 하면 되므로 스토퍼(132)의 돌출정도가 기존에 비해 크게 돌출되도록 조절하면 된다.

가이드 웨이(140)는 진퇴블록(120)을 정직진 운동 가능하게 지지하는 역할을 하는 것으로, 도 11에서와 같이, 진퇴블록(120)의 각 지지면(121a,121b)에 설치되는 롤러 가이드 베어링(141a,141b)과, 각 롤러 가이드 베어링과 대응되게 위치하여 롤러 가이드 베어링의 구름판 역할을 하는 복수의 구름판 부재(142a,142b)로 구성될 수 있다. 따라서, 진퇴블록(120)이 진퇴운동될 때 롤러 가이드 베어링(141a,141b)에 의해 구름 운동됨으로써 마찰을 저감시킬 수 있게 된다.

여기서, 복수의 구름판 부재(142a,142b) 중에서, 횡방향으로 나란하게 배치되는 한 쌍의 구름판 부재(142b)는 해당 지지면과 블록하우징(110)의 수납부(111) 사이에 압입되는 웨지(wedge)형태로 되는 것이 바람직하다. 웨지형의 구름판 부재(142b)는 진퇴볼록(120)이 수납부(111)의 벽면에 밀착되도록 함으로써 진퇴블록이 진퇴될 때 예압량에 의해 유격없는 안정된 직진운동이 보장된다.

본 발명에 따른 절삭유닛(100)은 진퇴블록(120)의 피절삭물(1)을 향하는 면상에 설치되어 피절삭물의 절삭면(1a) 까지의 거리측정과 진퇴블록(120)의 기울기를 감지하는 한 쌍의 감지센서(170)를 더 포함할 수 있다.

감지센서(170)가 절삭툴(151)의 양쪽에 2개 설치되는 경우, 절삭유닛(100)이 기울어지게 되면 각 감지센서로부터 절삭면(1a)까지의 거리값이 서로 달라지게 된다. 이 경우 두 거리값을 연산하면 회전축이 기울어진 각도를 산출할 수 있게 되므로 공작기계의 회전축을 조절하여 절삭유닛(100)의 기울기를 절삭면(1a)과 나란하게 교정할 수 있다.

본 발명에 따른 절삭유닛(100)은 도 2 내지 4 및 8에서와 같이, 절삭가공시 진퇴블록(120)에 작용되는 원심력을 보충하기 위하여 진퇴블록(120)을 피절삭물(1)을 향해 보조적으로 밀어주는 원심력 보완부재(180)를 더 포함할 수 있다.

절삭유닛(100)의 회전속도가 느릴 경우에는, 회전속도가 빠른 경우에 비해 원심력이 작아지게 되므로 절삭툴(151)의 절삭력에 대한 대응력이 약해질 수 있다. 따라서 푸셔 역할을 하는 원심력 보완부재(180)에 의해 진퇴블록(120)을 보조적으로 밀어줌으로써 절삭력에 대한 대응력을 보완할 수 있게 된다.

원심력 보완부재(180)는 공기압에 의해 볼륨이 팽창 또는 수축되는 공압식 액추에이터로 마련될 수 있다. 이러한 공압식 액추에이터는 진퇴블록(120)의 하부에 배치되며, 일측에 마련되는 에어주입구(181a)를 통해 에어가 충진되는 에어챔버(181)와, 에어챔버의 개방된 상부를 밀폐하고 있으며 에어챔버 내의 공기압(f₁)에 의해 팽창되면서 진퇴블록(120)을 밀어주는 다이아프램(182)으로 구성될 수 있다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

100 : 절삭유닛 110 : 블록하우징
120 : 진퇴블록 130 : 스토핑 블록
140 : 가이드 웨이 150 : 탄성부재
151 : 절삭툴 152 : 미소진퇴부재
160 : 직진유도블록 170 : 감지센서
180 : 원심력 보완부재 F : 원심력

Claims (9)

1. 공작기계의 스핀들에 체결되어 회전되는 블록하우징;
   블록하우징의 수납부에 슬라이딩 가능하게 설치되어, 블록하우징의 회전에 따른 원심력에 의해 피절삭물의 절삭면을 향해 전진되고, 원심력이 소멸되면 탄성부재에 의해 원위치로 복귀되는 진퇴블록;
   블록하우징에 설치된 채, 진퇴블록의 최대 전진거리를 제한하는 스토핑 블록;
   진퇴블록의 중심 부위에 설치되며, 진퇴블록이 스토핑 블록에 의해 정지된 상태에서 미소진퇴부재에 의해 절삭면을 향해 더 전진되어 절삭면에 오일딤플을 절삭가공하는 절삭툴; 그리고
   진퇴블록의 직진운동을 안내하는 가이드 웨이;를 포함하고,
   진퇴블록의 가이드 웨이에 의한 사각 모서리측의 지지면은 모따기 형태를 가지며, 대각선 방향으로 상호 교차되면서 절삭툴을 기준으로 대응되는 것을 더 포함하는 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   진퇴블록은 육면체 형상을 갖되, 절삭툴이 배치되는 면 및 그 이면은 정사각형인 것을 특징으로 하는 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   가이드 웨이는,
   진퇴블록의 각 지지면에 설치되는 복수의 롤러 가이드 베어링; 그리고
   각 가이드 베어링과 대응되게 위치하여 가이드 베어링의 구름판 역할을 하는 복수의 구름판 부재;로 구성된 것을 특징으로 하는 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   복수의 구름판 부재 중, 나란하게 배치되는 한 쌍의 구름판 부재는 해당 지지면과 블록하우징의 수납부 사이에 압입되는 웨지형태로 된 것을 특징으로 하는 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   스토핑 블록은,
   블록하우징 수납부의 개구된 양측에 결합되는 한 쌍의 블록몸체;
   각 블록몸체에 마련된 채, 진퇴블록의 전진거리를 제한하는 스토퍼; 그리고
   각 블록몸체에 마련된 채, 탄성부재의 이탈을 방지하는 구속봉;
   으로 구성된 것을 특징으로 하는 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   스토퍼는 블록몸체로부터의 돌출정도를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   스토퍼는 블록몸체에 나사방식으로 결합된 것을 특징으로 하는 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   진퇴블록의 피절삭물을 향하는 면상에 설치되어, 피절삭물의 절삭면에 대한 진퇴블록의 거리측정과 기울기를 감지하는 한 쌍의 감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정적 및 동적으로 안정된 절삭유닛.
   
   

Images