KR102126124B1

KR102126124B1 - 라이브 센터 인출 기능을 갖는 공작기계용 심압대

Info

Publication number: KR102126124B1
Application number: KR1020180110624A
Authority: KR
Inventors: 양철석
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2018-09-17
Filing date: 2018-09-17
Publication date: 2020-06-23
Also published as: KR20200031770A

Abstract

본 발명은 공작기계용 심압대에 관한 것으로서, 특히 스핀들의 선단 부분에 라이브 센터를 지지할 수 있는 스토퍼를 구비하여 스핀들의 복귀동작시 별도의 공구 없이 라이브 센터가 쉽게 인출될 수 있도록 함으로써, 작업시간을 단축하여 생산성 향상을 이루도록 하는 라이브 센터 인출 기능을 갖는 공작기계용 심압대에 관한 것이다. 구성은 공작기계용 심압대에 있어서, 내부에 라이브 센터를 수용하기 위한 제1 결합부가 형성되고 선단 부분으로는 제2 결합부가 형성되는 스핀들과; 링 형태로 이루어져 내부에 전방 결합부가 형성되고, 상기 전방 결합부의 일 측으로는 후방 결합부가 형성되는 스토퍼; 를 포함하여 이루어지고, 상기 스토퍼는 스핀들의 복귀동작시 라이브 센터의 헤드 후단면을 받침 지지토록 하여 상기 라이브 센터가 그 반력에 의해 인출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

라이브 센터 인출 기능을 갖는 공작기계용 심압대{Tailstock for machine tool with live center withdrawal function}

본 발명은 공작기계용 심압대에 관한 것으로서, 특히 스핀들의 선단 부분에 라이브 센터를 지지할 수 있는 스토퍼를 구비하여 스핀들의 복귀동작시 별도의 공구 없이 라이브 센터가 쉽게 인출될 수 있도록 함으로써, 작업시간을 단축하여 생산성 향상을 이루도록 하는 라이브 센터 인출 기능을 갖는 공작기계용 심압대에 관한 것이다.

일반적으로 주조, 단조 등으로 만든 기계부품을 가공하는 기계인 공작기계(machine tools)의 하나인 NC선반(Numerically Controlled lathe)에는 주축대의 반대쪽 베드 위에 있으며, 주축의 센터와 더불어 공작물의 오른쪽 끝을 라이브 센터로 지지하는 심압대(tailstock : 공작물의 일단을 지지하기 위하여 사용되는 선반의 구성 부품.)가 구비된다.

이러한 심압대에는 통상 축 방향으로 운동할 수 있는 스핀들(spindle : 선반ㆍ드릴링 머신 등의 공작기계의 기계 부품의 하나로서 축단(軸端)이 공작물 또는 절삭 공구의 장착에 사용되는 회전축.)이 있다.

그리고 상기 스핀들의 일측면 중앙에는 공작물을 회전가능하게 지지하기 위한 라이브 센터(live center)가 장착된다.

상기 라이브 센터는 사용을 하지 않거나 교환시 심압대의 스핀들로부터 인출(引出)해야 한다.

그러나 종래의 공작기계용 심압대는 라이브 센터를 인출하고자 할 경우 라이브 센터의 외면에 너트를 결합하고 상기 너트를 별도의 공구를 이용하여 회전시켜 스핀들의 일단면에 밀착 지지되도록 한 후, 너트의 지지력에 의해 너트가 풀리는 반대방향으로 라이브 센터가 인출되도록 해야 하기 때문에 너트를 풀기 위한 공구와 너트가 반드시 필요함은 물론 상기 공구의 조작시 과도한 힘이 필요한 문제점이 있었다.

또, 상기 라이브 센터의 잦은 교환이 반복될 경우 작업자에게 근골격계 질환과 같은 부상을 유발시키고 쉽게 피로감을 주는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 라이브 센터 인출에 소요되는 작업시간이 과도하게 투입되어 전체 작업시간이 늘어나 생산성 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

특허 제10-1629633호

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 공구 없이 또 작업자에게 무리를 주지 않고 스핀들로부터 라이브 센터를 쉽고 신속하게 인출할 수 있도록 함으로써, 작업시간 단축과 생산성 향상을 이루도록 하는 라이브 센터 인출 기능을 갖는 공작기계용 심압대를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 공작기계용 심압대에 있어서, 내부에 라이브 센터를 수용하기 위한 제1 결합부가 형성되고 선단 부분으로는 제2 결합부가 형성되는 스핀들과; 링 형태로 이루어져 내부에 전방 결합부가 형성되고, 상기 전방 결합부의 일 측으로는 후방 결합부가 형성되는 스토퍼; 를 포함하여 이루어지고, 상기 스토퍼는 스핀들의 복귀동작시 라이브 센터의 헤드 후단면을 받침 지지토록 하여 상기 라이브 센터가 그 반력에 의해 인출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 결합부는 스토퍼를 결합할 수 있도록 스핀들의 외경보다 작은 크기의 구경(口徑)으로 이루어지고 단차를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 스토퍼의 전방 결합부와 후방 결합부 사이에는 상기 스핀들의 제2 결합부와 결합 후 이탈을 방지함과 동시에 일정 거리 이상의 이동을 방지(차단)하는 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 스핀들의 제2 결합부를 통해 결합된 스토퍼는 선단면이 라이브 센터의 헤드 후단면과 접촉 가능하게 되고, 스토퍼의 후단면은 본체의 선단면과 접촉하는 것을 특징으로 한다.

상기 스핀들의 제2 결합부는 선단 부분이 대구경으로 형성되고 그 일 측은 소구경으로 형성되며, 상기 소구경 부분에는 스프링과 같은 탄성체가 감싸지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 탄성체는 스토퍼의 걸림턱에 일단이 지지되고, 타일단은 스핀들의 제2 결합부의 대구경의 내측단면에 탄성 지지되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기 심압대를 구비하는 공작기계를 더 제공한다.

이상에서와 같은 본 발명은 심압대의 스핀들로부터 라이브 센터를 인출시 별도의 공구를 사용하지 않도록 함으로써, 작업성 향상을 이룰 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명은 라이브 센터의 잦은 교환이 반복되더라도 스핀들로부터 라이브 센터를 쉽고 신속하게 인출할 수 있으므로 작업자에게 무리한 힘을 쓰지 않도록 하여 근골격계 질환과 같은 부상을 예방하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 라이브 센터 인출에 소요되는 작업시간을 현저하게 단축시킴으로써, 전체 작업시간을 단축하여 생산성 향상을 이루는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 심압대의 개략적인 분해 단면도이다.
도 2는 도 1의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 공작기계용 심압대의 라이브 센터를 공작물에 지지한 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 피스톤의 제2 유로에 작동유를 공급하여 스핀들이 본체의 내부로 원위치하도록 하는 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 피스톤의 제2 유로에 작동유를 공급하여 스핀들이 본체의 내부로 원위치시 스토퍼의 후단면은 본체의 선단면과 접촉하고, 라이브 센터의 헤드 후단면은 스토퍼의 선단면과 접촉하여 라이브 센터가 스핀들로부터 인출되는 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 스핀들로부터 라이브 센터를 완전히 분리한 상태를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계용 심압대(100)는 스핀들(110)과 스토퍼(120)로 대별되어 이루어진다.

상기 스핀들(110)은 내부에 라이브 센터(130)를 수용하기 위한 제1 결합부(111)가 형성되고 선단 부분으로는 제2 결합부(112)가 형성된다.

상기 제1 결합부(111)는 일 측은 넓은 대구경으로 형성되고 타 일 측은 소구경으로 테이퍼지게 형성된다.

따라서, 상기 라이브 센터(130)를 비롯한 다양한 형태의 공구, 예컨대 테이퍼 생크를 가진 드릴 척이나, 테이퍼 드릴 등이 장착될 수 있다.

또, 상기 스핀들(110)의 타 일 측 내부에는 실린더 라이너(cylinder liner)(113)가 형성된다.

그리고 상기 실린더 라이너(113)에는, 내부에 제1 유로(141)와 제2 유로(142)를 갖는 피스톤(140)이 이동가능하도록 결합된다.

여기서, 상기 제1 유로(141)와 제2 유로(1420)에는 각각 별도의 유압라인(미도시)이 연결되어 작동유가 진출입될 수 있다.

이에 따라, 상기 스핀들(110)은 제1 유로(141)와 제2 유로(142)를 통해 유압을 공급하게 되면 본체(150)의 내부로 인입되거나 인출동작 하게 된다.

예컨대, 상기 제1 유로(141)에 작동유를 공급하게 되면 유압력이 스핀들(110)의 실린더 라이너(113)로 유입되면서 스핀들(110)을 밀게 되므로 스핀들(110)이 본체(150) 밖으로 돌출된다.

이때, 상기 스핀들(110)과 결합된 라이브 센터(130)도 전진하여 공작물(200)을 지지하게 된다.

반대로, 상기 제2 유로(142)에 작동유를 공급하게 되면 유압력이 피스톤(140)을 밀어 전진 시킴과 동시에 유입되는 반대방향으로 U턴 되면서 스핀들(110)을 당겨 원위치로 인입(복귀)시킨다.

또한, 상기 제2 결합부(112)는 스토퍼(120)를 결합할 수 있도록 스핀들(110)의 외경보다 작은 크기의 구경(口徑)으로 이루어지고 단차를 형성하게 된다.

즉, 상기 제2 결합부(112)는 스토퍼(120)를 결합할 수 있도록 선단 부분이 대구경으로 형성되고 그 일 측은 소구경으로 형성된다.

그리고 상기 스핀들(110)의 제2 결합부(112)의 소구경 부분에는 스프링과 같은 탄성체(114)가 감싸지도록 형성된다.

여기서, 상기 탄성체(114)는 스핀들(110)의 제2 결합부(112)를 통해 결합되는 스토퍼(120)의 걸림턱(123)에 일단이 지지되고, 타일단은 대구경의 내측단면에 지지된다.

이에 따라, 상기 탄성체(114)는 스토퍼(120)의 전, 후 이동을 탄성지지할 수 있다.

상기 스토퍼(120)는 링 형태로 이루어져 내부에 스핀들(110)의 제2 결합부(112)와 결합을 위한 전방 결합부(121)가 형성되고, 상기 전방 결합부(121)의 일 측으로는 스핀들(110)의 외면 일부와 결합을 위한 후방 결합부(122)가 형성된다.

또, 상기 스토퍼(120)의 전방 결합부(121)와 후방 결합부(122) 사이에는 상기 스핀들(110)의 제2 결합부(112)와 결합 후 이탈을 방지함과 동시에 일정 거리 이상의 이동을 방지(차단)하는 걸림턱(123)이 형성된다.

또한, 상기 스토퍼(120)는 중심을 기준으로 반원을 이루도록 2개로 분리 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 각 스토퍼(120)의 가장자리 면에는 체결을 위한 체결구멍(124)이 형성되고, 상기 체결구멍(124)으로 볼트 및 너트와 같은 체결수단(미도시)을 체결한다.

이에 따라, 상기 걸림턱(123)에 상관 없이 스토퍼(120)를 스핀들(110)과 쉽게 결합시킬 수 있다.

이때, 상기 탄성체(114)는 스핀들(110)의 제2 결합부(112)를 통해 결합되는 스토퍼(120)의 걸림턱(123)에 일단이 지지되고, 타일단은 대구경의 내측단면에 탄성 지지된다.

즉, 상기 탄성체(114)는 스토퍼(120)의 걸림턱(123)에 일단이 지지되고, 타일단은 스핀들(110)의 제2 결합부(112)의 대구경의 내측단면에 탄성 지지된다.

이와 같이 상기 스핀들(110)의 제2 결합부(112)를 통해 결합된 스토퍼(120)는 선단면(125)이 라이브 센터(130)의 헤드(131) 후단면(131a)과 접촉 가능하게 되고, 스토퍼(120)의 후단면(126)은 본체(150)의 선단면(151)과 접촉하게 된다.

즉, 별도의 유압라인(미도시)과 연결된 작동유가 제2 유로(142)를 통해 공급되면 유압력이 상기 피스톤(140)을 밀게 됨과 동시에 스핀들(110)을 본체(150) 안으로 끌어 당겨 원위치로 인입(복귀)시킨다.

이때, 상기 스토퍼(120)의 후단면(126)이 본체(150) 선단면(151)과 접촉되면서 이동이 방지됨과 동시에 라이브 센터(130)의 헤드(131) 후단면(131a)은 스토퍼(120)의 선단면(125)과 접촉, 지지되면서 그 반발력으로 스핀들(110)의 제1 결합부(111)로부터 인출된다.

이러한 동작시 상기 스핀들(110)과 스토퍼(120)는 탄성체(114)의 유동량 만큼 유동가능하게 되므로 상기 스핀들(110)이 본체(150)의 내부로 인입(복귀)동작시 라이브 센터(130)의 헤드(131) 후단면(131a)이 스토퍼(120)의 선단면(125)에 지지됨에 따라 발생하는 반력에 의해 라이브 센터(130)가 인출되고 이때 발생하는 충격을 흡수하게 된다.

이와 같은 구성의 본 발명은 상기 스토퍼(120)를 스핀들(110)의 선단 부분에 결합, 형성함으로써, 스핀들(110)이 본체(150)의 내부로 인입(복귀)동작시 스토퍼(120)의 선단면(125)이 라이브 센터(130)의 헤드(131) 후단면(131a)을 받침 지지하므로 상기 라이브 센터(130)가 그 반력에 의해 인출될 수 있다.

또, 본 발명은 상기 심압대(100)를 구비하는 공작기계(미도시)를 더 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 스핀들(110)의 제2 결합부(112)에 스토퍼(120)가 결합된 심압대(100)의 라이브 센터(130)를 사용하여 회전하는 공작물을 지지하고자 할 경우 상기 피스톤(140)의 내부에 형성된 제1 유로(141)에 작동유를 공급한다.

이때, 별도의 유압라인(미도시)과 연결된 제1 유로(141)를 통해 작동유가 공급되면 스핀들(110)의 실린더 라이너(113)로 유입되어 유압력을 부여하게 되고, 스핀들(110)은 밀쳐져 본체(150) 밖으로 전진 돌출된다.

이에 연동하여 상기 스핀들(110)과 결합된 라이브 센터(130)도 전진하여 공작물(200)을 지지하게 된다.

여기서, 상기 스핀들(110)에 부여되는 유압력으로 인해 스핀들(110)과 라이브 센터(130)가 전진하여 라이브 센터(130)가 공작물(200)과 접촉시 발생하는 반발력에 의해 스핀들(110)의 제1 결합부(111)로 깊이 진입하면서 견고한 구속상태가 이루어진다.

이에 따라, 상기 라이브 센터(130)는 공작물(200)의 회전중심을 지지하게 되므로 공작물(200)의 가공이 원활하게 이루어지게 한다.

그리고 상기 공작물(200)의 가공이 완료되거나, 라이브 센터(130)를 사용하지 않거나, 교환 등의 사유로 인해 심압대(100)의 스핀들(110)로부터 라이브 센터(130)를 인출(분리)하고자 할 경우, 상기 피스톤(140)의 내부에 형성된 제2 유로(142)에 작동유 공급하여 스핀들(110)을 원위치로 복귀시킨다.

이와 동시에, 별도의 유압라인(미도시)과 연결된 작동유가 제2 유로(142)를 통해 공급되면서 유압력이 피스톤(140)을 밀게 됨과 동시에 스핀들(110)을 본체(150) 안으로 끌어 당겨 원위치로 인입(복귀)시킨다.

이때, 상기 스토퍼(120)의 후단면(126)이 심압대(100)의 본체(150) 선단면(151)과 접촉되면서 이동이 방지됨과 동시에 라이브 센터(130)의 헤드(131) 후단면(131a)은 스토퍼(120)의 선단면(125)에 접촉, 지지되면서 그 반발력으로 스핀들(110)의 제1 결합부(111)로부터 인출된다.

즉, 상기 라이브 센터(130)의 헤드(131) 후단면(131a)이 스토퍼(120)의 선단면(125)과 접촉시 그 반발력에 의해 라이브 센터(130)는 스핀들(110)의 제1 결합부(111)로부터 인출되기 때문에 헐거움 상태가 된다.

이에 따라, 상기 라이브 센터(130)는 스핀들(110)로부터 구속이 해제되어 쉽고 신속하게 제거할 수 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 작용을 통해 별도의 공구 없이 또 작업자에게 무리를 주지 않고 쉽고 신속하게 라이브 센터를 인출하여 작업시간 단축과 생산성 향상을 이룰 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

100 : 십압대 110 : 스핀들
111 : 제1 결합부 112 : 제2 결합부
113 : 실린더 라이너 114 : 탄성체
120 : 스토퍼 121 : 전방 결합부
122 : 후방 결합부 123 : 걸림턱
124 : 체결구멍 125 : 선단면
126 : 후단면 130 : 라이브 센터
131 : 헤드 131a : 후단면
140 : 피스톤 141 : 제1 유로
142 : 제2 유로 150 : 본체
151 : 선단면 200 : 공작물

Claims

공작기계용 심압대에 있어서,
내부에 라이브 센터를 수용하기 위한 제1 결합부가 형성되고 선단 부분으로는 제2 결합부가 형성되는 스핀들과;
링 형태로 이루어져 내부에 전방 결합부가 형성되고, 상기 전방 결합부의 일 측으로는 후방 결합부가 형성되는 스토퍼; 를 포함하여 이루어지고,
상기 스토퍼는 스핀들의 복귀동작시 라이브 센터의 헤드 후단면을 받침 지지토록 하여 상기 라이브 센터가 그 반력에 의해 인출되도록 하는 것을 특징으로 하는 라이브 센터 인출 기능을 갖는 공작기계용 심압대.
제1항에 있어서,
상기 제2 결합부는 스토퍼를 결합할 수 있도록 스핀들의 외경보다 작은 크기의 구경(口徑)으로 이루어지고 단차를 형성하는 것을 특징으로 하는 라이브 센터 인출 기능을 갖는 공작기계용 심압대.
제1항에 있어서,
상기 스토퍼의 전방 결합부와 후방 결합부 사이에는 상기 스핀들의 제2 결합부와 결합 후 이탈을 방지함과 동시에 일정 거리 이상의 이동을 방지(차단)하는 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 라이브 센터 인출 기능을 갖는 공작기계용 심압대.
제1항에 있어서,
상기 스핀들의 제2 결합부를 통해 결합된 스토퍼는 선단면이 라이브 센터의 헤드 후단면과 접촉 가능하게 되고, 스토퍼의 후단면은 본체의 선단면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 라이브 센터 인출 기능을 갖는 공작기계용 심압대.
제1항에 있어서,
상기 스핀들의 제2 결합부는 선단 부분이 대구경으로 형성되고 그 일 측은 소구경으로 형성되며, 상기 소구경 부분에는 스프링과 같은 탄성체가 감싸지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 라이브 센터 인출 기능을 갖는 공작기계용 심압대.
제5항에 있어서,
상기 탄성체는 스토퍼의 걸림턱에 일단이 지지되고, 타일단은 스핀들의 제2 결합부의 대구경의 내측단면에 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 라이브 센터 인출 기능을 갖는 공작기계용 심압대.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 심압대를 구비하는 공작기계.