KR102110432B1 - 내외경 동시 가공홀더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭 가공이 요구되는 대상물의 내경과 외경을 동시에 가공할 수 있도록 하는 내외경 동시 가공홀더에 관련되는 기술로서, 소재의 내경 가공을 위한 드릴이 삽입 고정될 수 있는 드릴 장착구가 형성되며, 상기 소재의 외경 가공을 위한 절삭팁이 상기 드릴 외측에 설치될 수 있도록 마련되는 하나 이상의 절삭팁 장착암을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

내외경 동시 가공홀더{inner and outer diameter simultaneous machining holder}

본 발명은 절삭 가공이 요구되는 대상물의 내경과 외경을 동시에 가공할 수 있도록 하는 내외경 동시 가공홀더에 관련되는 기술이다.

기계 가공의 대표적인 기술 중 하나인 절삭 가공은 거의 모든 산업 분야의 기초를 이루고 있다고 해도 과언이 아닐 것이다. 크고 작은 부품들이 절삭 가공을 통해 제조되고 있으며, 절삭가공은 어떠한 부품을 제작함에 있어 중간 단계가 될 수도 있고 최종 단계가 될 수도 있다.

절삭가공은 일반적인 범용선반을 비롯하여 NC, CNC 등의 장비를 이용하여 작업을 하게 되는데, 공통적으로 가공하고자 하는 대상물을 척에 물려 회전되게 하면서 절삭팁을 대상물에 접촉되게 함으로써 절삭이 이루어지게 된다.

일반적으로 원통체와 같은 대상물의 경우 내경 가공과 외경 가공이 모두 요구되거나 어느 하나의 가공이 요구되는 일이 대부분이다.

하나의 대상물에 내경 및 외경 가공이 요구되는 경우 통상적으로 내경 혹은 외경 중 어느 한 부위에 대한 가공을 마무리 한 다음에 외경이나 내경을 가공하는 2단계의 작업이 이루어진다. 이로 인해 하나의 대상물에 대한 가공 시간이 많이 소요되어 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명과 관련한 종래기술로 대한민국 등록실용신안 제20-0330637호의 "파이프 형상으로 이루어진 소재의 내경 및 외경을 동시에 면취하는 공구"가 알려져 있으며, 도 1은 종래기술에 따른 내경 및 외경을 동시에 면취하는 공구의 구성도이며, 도 2는 종래기술에 따른 내경 및 외경을 동시에 면취하는 공구의 사용 예시도이다.

도시된 바와 같이, 파이프 형상 소재(50)의 내경 및 외경을 동시에 면취하는 공구(10)로, 소재(50)의 외경 측을 면취시키는 제 1 절삭 팁(tip)(30)과, 상기 제 1 절삭 팁(30)의 절삭날과 소정의 각도(γ)를 이루며 인접 배치된 상기 소재(50)의 내경을 면취시키는 제 2절삭 팁(tip)(20)과, 상기 제 1 절삭 팁(30)과 상기 제 2 절삭 팁(20)이 배치되는 홀더(holder) (13)를 포함하며, 상기 제 1 절삭 팁(30)과 상기 제 2 절삭 팁(20)은 클램핑 볼트(clamping bolt)(40)에 의하여 상기 홀더(13)에 고정되고, 상기 홀더(13)는 소재(50)와의 간섭을 피하기 위하여, 소정의 상기 제 2 절삭 팁(20)의 앞 경사각(α)과 옆 경사각(β)이 생기도록 상기 홀더(13)의 팁 수용부(17)에 만들어진 홈과 간섭을 피해 깍아내어 성형시킨 상기 홀더(13)의 옆 플랭크(side flank)(15)와 앞 플랭크(front flank)(15)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

종래기술에서는 파이프 형상 소재의 단부 내경과 외경에 대한 면취를 위한 것인 바, 하나의 홀더에 이웃하게 제1절삭팁과 제2절삭팁을 두어서 내외경 면취가 가능하나, 깊은 내경을 형성시켜야 하고, 외경 가공도 충분히 이루어져야 하는 경우에는 종래기술과 같은 단순한 공구로는 가공이 불가능하다.

대한민국 등록실용신안 제20-0330637호

이에 본 발명에서는 내경 및 외경 가공이 요구되는 대상물에 대한 내외경 가공이 동시에 이루어질 수 있는 내외경 동시 가공홀더를 제공하고자 한다.

그리고 본 발명은 하나의 제품을 제조함에 요구되는 싸이클 타임을 줄여 생산성을 높임으로써 기업의 경쟁력을 높일 수 있도록 하는 내외경 동시 가공홀더를 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 내외경 동시 가공홀더는, 소재의 내경 가공을 위한 드릴이 삽입 고정될 수 있는 드릴 장착구가 형성되며, 상기 소재의 외경 가공을 위한 절삭팁이 상기 드릴 외측에 설치될 수 있도록 마련되는 하나 이상의 절삭팁 장착암을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 절삭팁 장착암은, 상기 드릴 장착구의 상단에 연이어 형성되며, 상기 절삭팁 장착암은 상기 드릴 장착구와 동심원을 이루는 외경과 내경을 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 절삭팁 장착암의 상기 외경은 상기 드릴 장착구의 외경 보다 크게 형성되고, 상기 절삭팁 장착암의 어느 일측면에는 상기 절삭팁을 설치하기 위한 하나 이상의 절삭팁 설치홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 절삭팁 장착암의 상기 외경에는 내경까지 개구되는 칩배출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 절삭팁 장착암의 측면에 두 개의 절삭팁 설치홈이 형성되는 경우 두 절삭팁 설치홈은 센터축에 대해 경사각을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 드릴 장착구는, 상기 드릴 후단이 삽입되도록 센터축을 따라 관통되게 형성되는 삽입홀과, 상기 삽입홀과 연통되게 외면으로부터 형성되는 하나 이상의 고정볼트탭이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 드릴 장착구는, 상기 삽입홀의 후단측에는 탭이 형성되어 상기 탭에 조정볼트를 체결하여 상기 삽입홀에 끼워지는 상기 드릴의 고정 위치를 조정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 드릴 장착구는, 원통형을 이루되, 외면에 축방향을 따라 평면 가공되는 장착면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 내외경 동시 가공홀더는 대상물에 대한 내경과 외경을 동시에 가공할 수 있도록 함으로써 싸이클 타임을 줄일 수 있고 이를 통해 생산성 향상을 달성할 수 있다는 효과가 있다.

그리고 작업 공정을 줄이고 내외경 동시 가공을 진행함에 따른 가공에 따른 제품 불량을 최소화할 수 있게 된다는 효과도 있다.

도 1은 종래기술에 따른 내경 및 외경을 동시에 면취하는 공구의 구성도.
도 2는 종래기술에 따른 내경 및 외경을 동시에 면취하는 공구의 사용 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 내외경 동시 가공홀더의 개략적인 사용 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내외경 동시 가공홀더의 사시도.
도 5는 도 4의 내외경 동시 가공홀더에 드릴과 절삭팁이 결합된 상태의 사시도.
도 6은 도 5의 정면도.
도 7은 도 5의 측면도.
도 8은 드릴의 사시도.
도 9는 도 6에서의 A-A선 단면도.
도 10은 하나의 절삭팁 장착암이 형성되면서 두 개의 절삭팁이 동일 측면에 장착되는 경우의 예시 사진.

이하 본 발명에 따른 내외경 동시 가공홀더에 대한 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해 첨부되는 실시예의 도면을 참조하는 것으로 한다. 제시되는 도면 및 바람직한 실시예에 대한 설명은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 하나의 실시 가능한 예를 보여주는 것인 바, 본 발명의 기술적 보호범위가 이에 한정되는 것이 아님을 지적해둔다.

도 3은 본 발명에 의한 내외경 동시 가공홀더의 개략적인 사용 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내외경 동시 가공홀더의 사시도이며, 도 5는 도 4의 내외경 동시 가공홀더에 드릴과 절삭팁이 결합된 상태의 사시도이며, 도 6은 도 5의 정면도이며, 도 7은 도 5의 측면도이며, 도 8은 드릴의 사시도이며, 도 9는 도 6에서의 A-A선 단면도이며, 도 10은 하나의 절삭팁 장착암이 형성되면서 두 개의 절삭팁이 동일 측면에 장착되는 경우의 예시 사진이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 내외경 동시 가공홀더는 한 번의 작업으로 대상물의 내경 가공 및 외경 가공이 한꺼번에 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

대상물(10)에 대한 내경 가공은 드릴(D)을 이용하게 되며, 외경 가공은 절삭팁(T)을 이용하게 되고, 이를 위해 드릴(D) 장착을 위한 드릴 장착구(110)와 절삭팁(T) 설치를 위한 절삭팁 장착암(120)이 구비된다.

드릴 장착구(110)에 소정의 드릴(D)이 끼워져 고정되며, 절삭팁 장착암(120)은 드릴(D) 외측으로 배치되어 절삭팁 장착암(120)의 측면에 절삭팁(T)이 체결됨으로써 대상물(10)의 외경 가공과 내경 가공이 동시에 이루어질 수 있다.

대상물(10)은 회전되는 척(20)에 물리도록 하고, 본원의 내외경 동시 가공홀더(100)가 장착되는 이송모듈(30)이 대상물(10)을 향해 전진하면서 상기 대상물(10)의 센터축을 따라 내경 가공이 이루어지고, 이와 함께 절삭팁(T)에 의해 외경 가공이 이루어지게 된다.

바람직하게 드릴 장착구(110)에 고정 설치되는 드릴(D)은 가공하고자 하는 대상물(10)의 소재 등에 따라 다양한 드릴(D)이 활용될 수 있으며, 본 실시예의 경우 드릴 장착구(110)에 설치되는 드릴(D)은 절삭팁 장착암(120) 보다 돌출되는 형태가 됨에 따라 가공이 시작되면 드릴(D)이 먼저 대상물(10)의 센터축에 닿으면서 내경 가공이 먼저 이루어지고, 이송모듈(30)이 전진하면서 보다 깊은 내경 가공 및 외경 가공이 동시에 이루어지게 된다.

드릴 장착구(110)는 대략 원통형을 이루고, 센터축을 따라 상하 개구되는 삽입홀(111)이 형성된다. 드릴 장착구(110)의 상단으로부터 절삭팁 장착암(120)이 형성되는데, 절삭팁 장착암(120)은 하나 혹은 두 개 이상이 될 수 있다.

절삭팁 장착암(120)은 드릴 장착구(110)와 동심원을 이루는 외경과 내경을 갖게 되는데, 하나의 절삭팁 장착암(120)은 소정 각도를 갖는 가상의 부채꼴과 같은 형태를 이룬다. 즉, 절삭팁 장착암(120)은 부채꼴과 같은 외경(121)을 갖되, 적정 두께를 가지면서 내경(122)이 형성된다.

본 실시예와 같이 드릴 장착구(110) 상단 주위로 두 개의 절삭팁 장착암(120)이 구비되는 경우 두 절삭팁 장착암(120)은 좌우로 마주보게 배치되며, 두 절삭팁 장착암(120) 사이에 빈 공간이 형성되고, 이 공간부는 절삭 가공시 발생되는 칩의 배출이 이루어지는 칩배출구(S)로 기능하게 된다.

절삭팁 장착암(120)의 외경(121)은 드릴 장착구(110)의 외경 보다 크게 형성되는 것이 바람직하며, 절삭팁 장착암(120)의 어느 일 측면(123)에는 절삭팁(T)을 설치하기 위한 하나 이상의 절삭팁 설치홈(124)이 형성된다.

절삭팁 설치홈(124)은 사용 가능한 절삭팁(T)의 형상에 따라 다양한 변형 실시가 가능하며, 통상적으로 절삭팁(T)은 삼각형 혹은 사각형 절삭팁을 많이 사용하는 바, 선택되는 절삭팁(T)의 형상을 고려하여 절삭팁 설치홈(124)을 형성시키도록 한다.

절삭팁 장착암(120)의 어느 일측면에는 하나 혹은 두 개 이상의 절삭팁(T)이 함께 사용될 수도 있는데, 이에 따라 필요시에는 절삭팁 장착암(120)의 일 측면(123)에 두 개 이상의 절삭팁 설치홈(124)이 구비될 수 있다.

기본적으로는 절삭팁 장착암(120)의 어느 일 측면(123)에 하나의 절삭팁(T)이 결합되어 외경 가공이 이루어질 수 있겠지만, 가공하고자 하는 대상물의 소재 특성 등에 따라서는 두 개 이상의 절삭팁(T)을 설치하여 절삭팁에 작용하는 부하를 줄이면서 보다 신속하고도 정밀한 가공이 가능하도록 활용될 수 있는 것이다.

한편, 절삭팁 장착암(120)의 외경(121)에는 내경(122)까지 관통되게 개구되는 칩배출구(S)가 형성될 수 있다. 기본적으로는 절삭팁 장착암(120)들간 사이 공간을 통해 칩 배출이 이루어질 수 있지만, 절삭팁 장착암(120) 외경(121)으로부터 내경(122)까지 개구되는 칩배출구(S)를 두도록 함에 따라 절삭칩 배출이 더욱 원활해지게 되는 이점을 제공할 수 있다.

절삭 가공에 있어 필수적으로 발생되는 절삭칩의 원활한 배출이 이루어지지 않게 되면 제품 불량을 유발하는 요인으로 작용될 수 있으므로 칩 배출이 이루어질 수 있도록 절삭팁 장착암(120) 자체에도 칩배출구(S)를 두는 것은 큰 의미를 갖는다 할 것이다.

한편, 절삭팁 장착암(120)은 소정 두께를 갖게 되며, 외경(121)과 내경(122) 및 양 측면(123)을 갖는 형태로 드릴 장착구(110)로부터 돌출 형성된다. 절삭팁 장착암(120)을 이루는 외경(121)과 내경(122)은 드릴 장착구(110)의 센터축과 동축을 갖게 되며, 센터축과 평행을 이루게 된다.

도 10에서 처럼 절삭팁 장착암(120)의 측면(123)에 두 개의 절삭팁 설치홈(124)을 형성되게 하는 경우에는 두 절삭팁 설치홈(124)의 형성 각도나 고정 포인트가 좌우 다르게 하여 대상물의 외경이 경사지는 형태로 절삭가공이 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 도 10에서는 두 절삭팁 설치홈(124)이 이루는 각도가 센터축에 대해 기울어진 1.789도를 형성하는 경우를 보여준다.

드릴 장착구(110)는 센터축을 따라 관통되는 삽입홀(111)이 형성되되, 삽입홀(111)과 연통되게 외면으로부터 형성되는 하나 이상의 고정볼트탭(112)이 형성될 수 있다. 드릴 장착구(110)의 상단을 통해 드릴(D) 후단이 삽입홀(111)에 삽입된 후 위치 결정이 이루어지면 고정볼트탭(112)에 고정볼트(미도시)를 채워서 조이게 되면 드릴(D)이 고정이 이루어질 수 있도록 한다.

보다 바람직하게 드릴 장착구(110)에 있어 삽입홀(111)의 후단측에는 탭(113)을 형성시켜서 탭(113)에 조정볼트(미도시)를 체결하여 삽입홀(111)에 끼워지는 드릴(D)의 상하 위치를 조정할 수 있도록 한다. 즉, 탭(113)에 결합되는 조정볼트의 단부는 삽입홀(111)에 끼워진 드릴(D)의 후단과 접촉을 이루게 됨으로써 상하 방향 위치가 고정되는데, 조정볼트의 조임 정도에 따라 드릴(D)의 돌출 정도는 조정될 수 있는 것이다.

즉, 드릴 장착구(110)에 고정될 드릴(D)의 상하 위치는 탭(113)에 체결되는 조정볼트에 의해 결정될 수 있고, 드릴(D)이 회전되지 않도록 고정되게 하는 것은 드릴 장착구(110)의 외면에 형성되는 고정볼트탭(112)에 고정볼트를 채워서 조임으로써 드릴(D)의 회전을 방지할 수 있게 된다.

더욱 바람직하게 드릴 장착구(110)의 외면에는 축방향을 따라 부분적으로 평면 가공이 이루어지는 장착면(114)이 형성될 수 있으며, 장착면(114)은 본원의 내외경 동시 가공홀더(100)를 이송모듈(30)에 장착할 때 위치를 잡거나 회전이 저지되게 하는 기능을 하게 된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 내외경 동시 가공홀더를 이용하게 되면 대상물에 대한 내경 가공과 외경 가공을 동시에 수행할 수 있게 됨으로써 생산성 향상을 달성할 수 있고, 보다 정밀한 절삭 가공이 가능하게 된다. 물론, 대상물에 따라서 본 발명의 내외경 동시 가공홀더를 이용한 절삭 가공은 황삭 가공이 될 수도 있는 바, 이런 경우에는 별도의 정삭 가공을 해야 할 것이다.

대상물의 내경 및 외경에 대한 황삭 가공이 동시에 이루어지게 되면 내경 가공과 외경 가공을 개별적으로 실시하는 경우에 비해 보다 높은 가공 정밀도를 달성할 수 있다.

본 발명은 원형 단면을 갖는 대상물에 대한 내경 및 외경 가공을 위한 용도로 활용되기에 적합하다.

100 : 내외경 동시 가공홀더
110 : 드릴 장착구 111 : 삽입홀
112 : 고정볼트탭 113 : 탭
114 : 장착면
120 : 절삭팁 장착암 121 : 외경
122 : 내경 123 : 측면
124 : 절삭팁 설치홈
10 : 대상물
20 : 척
30 : 이송모듈
D : 드릴
T : 절삭팁
S : 칩 배출구

Claims (8)

1. 소재의 내경 가공을 위한 드릴이 삽입 고정될 수 있는 드릴 장착구가 형성되며, 상기 소재의 외경 가공을 위한 절삭팁이 상기 드릴 외측에 설치될 수 있도록 마련되는 하나 이상의 절삭팁 장착암을 포함하고,
   상기 드릴 장착구는,
   상기 드릴 장착구의 상단에서 상기 드릴 장착구의 상기 상단을 구성하도록 상기 절삭팁 장착암을 통해 상기 절삭팁 장착암의 내경 안에 위치되는 중앙 영역과 상기 절삭팁 장착암의 상기 내경과 외경 사이에 위치되어 상기 중앙 영역과 이어지는 가장자리 영역을 대칭적 또는 비대칭적으로 노출시키고,
   상기 절삭팁 장착암은,
   상기 드릴 장착구에 상기 드릴의 장착시,
   상기 드릴의 길이방향을 기준으로 볼 때 상기 드릴 장착구의 상기 상단의 상기 가장자리 영역에서 상기 드릴 장착구의 상기 상단으로부터 상기 드릴의 선단을 향해 점진적으로 벌어지면서 연장되며,
   상기 절삭팁 장착암을 기준으로 볼 때 상기 절삭팁 장착암의 하부측으로부터 상부측을 향해 비스듬하게 기울어져 상기 절삭팁 장착암의 외면에 점진적으로 가까워지는 내면을 가지고,
   상기 드릴 장착구와 상기 절삭팁 장착암은,
   상기 드릴 장착구에 상기 드릴의 상기 장착시,
   상기 드릴 장착구에 상기 드릴의 삽입 방향에서 볼 때 상기 드릴 장착구의 상기 상단의 상기 중앙 영역에서 상기 드릴과 상기 드릴 장착구와 상기 절삭팁 장착암 사이의 공간과 상기 드릴 장착구의 상기 상단의 상기 가장자리 영역에서 상기 드릴 장착구와 상기 절삭팁 장착암 사이의 공간을 외부에 노출시키고,
   상기 드릴 장착구의 상기 상단의 상기 중앙영역에서 상기 드릴 장착구와 상기 절삭팁 장착암과 상기 드릴 사이의 상기 공간으로부터 상기 드릴 장착구의 상기 상단의 상기 가장자리영역에서 상기 드릴 장착구와 상기 절삭팁 장착암 사이의 상기 공간을 향해 연장하는 칩배출구와 함께 상기 절삭팁 장착암에서 상기 절삭팁 장착암의 상기 외면 및 상기 내면을 관통하는 칩배출구를 가지는 것을 특징으로 하는 내외경 동시 가공홀더.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 절삭팁 장착암의 측면에 두 개의 절삭팁 설치홈이 형성되는 경우 두 절삭팁 설치홈은 센터축에 대해 경사각을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 내외경 동시 가공홀더.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 드릴 장착구는,
   상기 드릴 후단이 삽입되도록 센터축을 따라 관통되게 형성되는 삽입홀과, 상기 삽입홀과 연통되게 상기 외면으로부터 형성되는 하나 이상의 고정볼트탭이 형성되는 것을 특징으로 하는 내외경 동시 가공홀더.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 드릴 장착구는,
   상기 삽입홀의 후단측에는 탭이 형성되어 상기 탭에 조정볼트를 체결하여 상기 삽입홀에 끼워지는 상기 드릴의 고정 위치를 조정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 내외경 동시 가공홀더.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 드릴 장착구는,
   원통형을 이루되, 상기 외면에 축방향을 따라 평면 가공되는 장착면이 형성되는 것을 특징으로 하는 내외경 동시 가공홀더.
   
   
   
   

Images