KR102194955B1 - 공작기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상측에 길이방향을 따라 안내면이 배치되는 베드; 상기 안내면을 따라 이동 가능하게 배치되고, 소재를 클램핑하는 척이 양측에 배치되어 소재를 회전시키는 스핀들; 상기 안내면을 따라 이동 가능하게 배치되고, 상기 척에 클램핑된 소재의 양측단을 각각 고정하기 위한 한 쌍의 고정유닛; 및 상기 고정유닛과 착탈가능하게 체결되며, 상기 베드의 길이 방향으로 배치된 볼스크류를 따라 이동하는 적어도 한 개 이상의 이송대;를 포함하는 공작기계를 제공한다.

Description

공작기계{MACHINE TOOL}

본 발명은 NC선반의 구조에 관한 것으로, 특히 길이가 긴 파이프나 장축 형상의 공작물을 우수하게 가공할 수 있는 공작기계에 관한 것이다.

공작기계는 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재(이하 소재)를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하던가 또는 더욱 정밀한 가공을 추가할 목적으로 사용되는 기계를 말한다.

이러한 공작기계 중 NC 선반은 소재를 클램핑하는 척과, 베드 상에 배치된 안내면을 따라 이송되는 방진구와 심압대를 포함하며, 공구 교환을 위한 터렛을 상측에 위치하고 상기 소재의 길이방향을 따라 볼스크류로써 이동되는 이송대를 더 포함할 수 있다.

소재의 길이가 비교적 짧은 경우에는 상기 방진구 또는 심압대를 사용하지 아니하고 소재를 공구에 의해 가공할 수 있으나, 소재가 비교적 긴 경우에는 소재의 하중으로 인해 소재의 자유단이 모멘트가 걸려 변형이 일어날 수 있으므로 상기 방진구 또는 심압대로써 소재의 변형 방지를 도모할 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 NC 선반에서도, 긴 파이프 또는 장축을 가공하기 위해서는 소재의 한쪽을 가공 한 이 후, 다른 쪽 가공을 위해 소재를 반대편으로 다시 셋팅하여 가공하여야 하였다.

그리고, 소재의 한쪽 끝은 상기 방진구 또는 심압대로써 지지되나, 소재의 반대편을 지지하는 별도의 장치가 없기 때문에, 소재 길이에 대한 제한 부분이 많이 있었다.

즉, 가공영역이 아닌 반대 쪽 소재에 대한 지지장치가 없어서 진동이 발생하고, 이로 인하여 공작물의 정밀도가 떨어지게 되며, 스핀들 회전속도 한계로 인하여 적정한 회전속도로 스핀들을 회전시키지 못함으로 인한 표면조도 및 생산성 향상에 한계가 있었다.

또한, 소재의 한 쪽 가공 후 다른 쪽 가공을 위한 2번의 셋팅으로 가공시간이 증가되며, 반대편 셋팅 시 처음 절삭한 부위와 완전한 동심을 이루지 못하여 정밀도를 일정수준 이상으로 맞추는데 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 장축 및 긴 파이프 소재를 한 번의 셋팅으로 양측 가공이 가능한 공작기계를 제공하여 정밀도 향상 및 생산성 향상을 구현함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 상측에 길이방향을 따라 안내면이 배치되는 베드; 상기 안내면을 따라 이동 가능하게 배치되고, 소재를 클램핑하는 척이 양측에 배치되어 소재를 회전시키는 스핀들; 상기 안내면을 따라 이동 가능하게 배치되고, 상기 척에 클램핑된 소재의 양측단을 각각 고정하기 위한 한 쌍의 고정유닛; 및 상기 고정유닛과 착탈가능하게 체결되며, 상기 베드의 길이 방향으로 배치된 볼스크류를 따라 이동하는 적어도 한 개 이상의 이송대;를 포함하는 공작기계를 제공한다.

또한, 상기 한 쌍의 고정유닛 각각은 상기 소재 끝단의 회전축을 고정하는 심압대를 포함할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 고정유닛 각각은 상기 소재의 외주면을 클램핑하여 상기 소재를 고정하는 방진구를 포함할 수 있다.

또한, 상기 이송대 상측에 배치되며, 다수 개의 공구가 배치된 터렛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 이송대는 두 개가 구비되고, 상기 터렛은 상기 두 개의 이송대 각각에 배치될 수 있다.

본 발명은 장축 소재의 반대편 지지장치를 제공함으로써, 장축 또는 긴 파이프 소재를 한 번의 셋팅으로 가공이 가능하며, 진동이 저감되고 스핀들 회전속도를 공작물의 최적의 가공조건까지 높일 수 있으며, 이로 인하여 표면조도 향상, 공구수명 증가, 정밀도 향상 및 생산성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작기계의 사시도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공작기계의 사시도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공작기계의 사시도.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 공작기계의 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작기계의 사시도, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공작기계의 사시도, 도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공작기계의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 공작기계의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공작기계(100)는 크게 베드(110), 스핀들(120), 고정유닛(130) 및 이송대(140)를 포함할 수 있으며, 터렛(150) 또는 볼스크류(160)를 더 포함할 수 있다.

상기 베드(110)는 상측에 길이방향을 따라 안내면(111)이 배치되며, 상기 고정유닛(130) 또는 이송대(140)를 지지할 수 있다.

상기 스핀들(120)은 상기 베드(110) 상측에 배치되어 소재(10)를 회전시킨다. 본 발명의 실시예에 따른 스핀들(120)은 양 방향을 견고하게 지지하며, 양측을 동시 가공할 수 있도록 소재(10)를 클램핑하는 척(121)이 양측에 배치되며, 상기 안내면(111)을 따라 이동 가능하게 배치될 수 있다.

즉, 상기 스핀들(120)에 삽입되는 소재(10)의 무게중심 또는 기타 필요에 따라 상기 스핀들(120)은 이동가능하게 배치될 수 있으며, 상기 정밀하고 견고한 가공을 위해 척(121)을 양측에 배치하여 소재(10)에 회전력을 동일하고 균형있게 부여할 수 있다.

상기 고정유닛(130)은 상기 안내면(111)을 따라 이동 가능하게 배치되고, 상기 척(121)에 클램핑된 소재(10)의 양측단을 각각 고정하기 위해 배치될 수 있다. 이러한 고정유닛(130)은 상기 소재(10) 끝단의 회전축을 고정하는 심압대(131)를 포함하거나, 상기 소재(10)의 외주면을 클램핑하여 상기 소재(10)를 고정하는 방진구(132)를 포함할 수 있다.

이러한 고정유닛(130)은 양측에 한 쌍으로 배치될 수 있다. 이러한 경우, 장축 또는 긴 파이프 소재(10)의 동심도를 정확히 일치시켜 정말한 가공이 가능하게 된다.

상기 이송대(140)는 상기 고정유닛(130)과 착탈가능하게 체결되며, 상기 베드(110)의 길이 방향으로 배치된 볼스크류(160)를 따라 이동하며, 적어도 한 개 이상이 배치될 수 있다. 여기서, 상기 이송대(140)는 두 개가 구비되고, 상기 터렛(150)은 상기 두 개의 이송대(140) 각각에 배치되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

물론, 도 1의 실시예는 사용자의 필요에 따라 도 2 내지 도 4와 같이 다양하게 변형될 수 있다. 물론, 도 1의 실시예의 변형예가 도 2 내지 도 4에 한정되는 것은 아니다.

도 2에서의 실시예는 도 1의 실시예에서 고정유닛(130)이 한 쌍의 방진구(132)로만 배치된 것이고, 도 3에서의 실시예는 도 1의 실시예에서 이송대(140) 및 터렛(150)이 한 개만 배치된 것이며, 도 4의 실시예는 도 1의 실시예에서 고정유닛(130)이 한 쌍의 방진구(132)로만 배치되고 이송대(140) 및 터렛(150)이 한 개만 배치된 것이다.

이러한 본 발명은 장축 또는 긴 파이프 소재(10)를 정밀하게 가공할 수 있다. 예를 들어, 현재 이슈가 되고 있는 시추 산업에서는 파이프가 필수적으로 사용되는데, 이러한 파이프의 길이는 최소 5m 이상이며, 이러한 파이프가 시추공 내부로 삽입되고, 이미 삽입된 파이프의 자유단과 나사산 결합하게 된다.

즉, 상기 파이프 양단에 나사산을 형성함에 있어서, 본 발명은 우수한 정밀도를 가질 수 있게 되며, 1km 이상의 긴 연결을 해야하는 점을 고려할 때, 우수한 시추 파이프 제작을 할 수 있게 되는 것이다.

또한, 양측을 동시에 가공할 수 있기 때문에 생산력 향상을 가져올 수 있는 이점이 있다.

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.

100: 공작기계 110: 베드
111: 안내면 120: 스핀들
121: 척 130: 고정유닛
131: 심압대 132: 방진구
140: 이송대 150: 터렛
160: 볼스크류

Claims (5)

1. 상측에 길이방향을 따라 안내면이 배치되는 베드;
   상기 안내면을 따라 이동 가능하게 배치되고, 소재를 클램핑하는 척이 양측에 배치되어 소재를 회전시키는 스핀들;
   상기 소재의 양측단 사이에 배치되고, 상기 소재의 외주면을 클램핑하여 상기 소재를 고정하는 방진구; 및
   상기 베드의 길이 방향으로 배치된 볼스크류를 따라 이동하는 적어도 한 개 이상의 이송대;를 포함하는 공작기계.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 이송대 상측에 배치되며, 다수 개의 공구가 배치된 터렛을 더 포함하는 공작기계.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 이송대는 두 개가 구비되고, 상기 터렛은 상기 두 개의 이송대 각각에 배치되는 공작기계.

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