KR102376454B1 - Cnc 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치 - Google Patents

Cnc 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 내부에 마련한 척을 에어실린더에 의해 공작물을 척킹작업시 에어실린더 내부에서 회전하는 피스톤슬리브와의 틈을 제거하여 에어 공급시 실린더와 피스톤슬리브의 사이의 에어누수를 방지하도록 함과 동시에 척킹구조를 간단하게 하여 조립성을 향상시키게 하기위해,
에어를 공급 및 배출 가능한 실린더 내부에 마련하되 에어를 연결하는 전진연결공과 후진연결공을 내부에 형성하고 상기 전진연결공과 후진연결공의 외부면 양측으로 베어링을 연결하여 피스톤슬리브를 회전가능케 하여 실린더로 투입하는 에어가 베어링에 의해 누출을 방지하도록 함과 동시에 피스톤의 작동으로 인해 푸시봉과 연결된 푸시파이프를 작동시켜 공작물을 고정시키는 척을 척슬리브의 가압으로 고정하는 척킹을 가능케 하여,
에어를 공급하여 실린더를 작동시켜 스핀들의 척을 작동시켜 공작물 척킹작업시 에어에 의해 실린더가 이동시 사이에 연결된 베어링으로 하중이 전달되는 집중 하중으로 손상되는 문제점과 에어를 투입시 실린더 내부에서 에어누출이 발생하여 잦은 교체 또는 잦은 수리를 해야하는 문제점을 해결하는 이점이 있는 것이다.

Description

CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치{WORK CHUCKING DEVICE OF CNC LATHE}
본 발명은 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 내부에 마련한 척을 에어실린더에 의해 공작물 척킹작업시 에어실린더 내부에서 회전하는 피스톤슬리브와의 틈을 제거하여 에어 공급시 실린더와 피스톤슬리브의 사이의 에어누수를 방지하도록 함과 동시에 척킹구조를 간단하게 하여 조립성을 향상시키게 하는 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치에 관한 것이다.
일반적으로 CNC 선반은 범용 선반(수동 선반)에 콘트롤러(controller)를 장착한 공작기계이다. CNC 선반은 컴퓨터 프로그램에 의해 자동으로 각종 공작물을 가공할 수 있다는 점에서 범용 선반과 다르다. 이러한 CNC 선반은 일반적으로 기계장치 및 이 기계장치를 제어하는 콘트롤러로 구성되며, 상기 기계장치는 그 구성이 다양하기는 하나 일반적으로 주축대(head stock), 척킹 장치(chuking device), 공구대(turret), 심압대(tail stock), 유압장치, 이송장치 등을 구성품으로 한다.
상기 척킹장치는 공작물을 파지하는 장치로서 주축대의 앞단에 마련되어 있다. 척킹장치에 의해 파지된 공작물은 공구대에 마련된 공구들에 의해 절삭되는데, 이때 공구 및 공작물이 높은 온도로 가열되고 절삭 칩도 발생하게 된다.
이러한 CNC복합자동선반에는 고속 회전하는 스핀들 모터를 구비하는 스핀들유닛과 다수의 공구를 구비하는 공구대를 갖추고 있으며, 상기 스핀들유닛에 구비된 척킹장치에 공작물을 설치한 뒤에 공작물을 길이 방향으로 이송하게 되고, 상기 공구대에 설치된 다수의 공구를 이용하여 상기 공작물의 외부 둘레면과 선단 부위를 가공하게 된다.
이러한 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치를 에어를 공급하여 실린더를 작동시켜 스핀들의 척을 작동시켜 척킹장치는 선출원한 특허등록 제1025091호에 개시되어 있는 초고속 스핀들의 척킹장치에서 토글이나 디스크스프링을 사용하지 않고 단순히 에어실린더에 의해 이동될 수 있는 실린더로드의 전후 동작으로써 푸쉬파이프에 콜릿슬리브를 밀어줄 수 있는 힘을 전달할 수 있으므로 고속 회전시에도 척킹 및 언척킹의 동작 수행이 가능한 초고속 스핀들의 척킹장치를 제공하였으나,
푸쉬파이프의 외주면 일부를 감싸는 형태로 형성된 제2실린더로드와, 상기 제2실린더로드의 외주연 및 베어링의 외주연에 내부 일측이 접하는 제1실린더로드와, 상기 제1실린더로드의 일측에 형성되며 에어공급관을 통과한 에어가 저장되는 에어챔버와, 상기 제2실린더로드에 의해 콜릿슬리브쪽으로 이동될 수 있는 푸쉬파이프를 포함하여 구성되어 있어,
에어공급관을 통해 투입된 에어챔버에 마련된 에어가 제1실린더로드를 작동시 제1실린더로드의 내부에 끼움된 베어링도 같이 이동하게 되는데 이때, 제1실린더로드의 직선이동으로 제2실린더로드를 이동시 그 사이에 연결된 베어링으로 하중이 전달되므로 베어링으로 집중 하중이 발생되어 마모 또는 이탈되어 쉽게 손상되는 문제점으로 잦은 교체 또는 수리를 하여야 하는 문제점이 있어 불편하였다.
그리고, 선출원한 특허등록 제1009704호에 개시되어 있는 주축 장치에서
압축 공기 공급 배출 유니트 내의 압축 공기 유통관에 압축 공기를 공급하면 상기 압축 공기는, 상기 압축공기유통관 이하, 압축공기유로, 압축공기접속로 및 실린더내 공기유로를 거쳐, 최종적으로, 피스톤의 도면 중 좌측의 공간에 도달 하고 피스톤은 도면 중 좌측의 공간으로부터 압력을 받아, 도면 중 우측으로이동하도록 하여 회전하는 주축의 외주연으로 압축공기 공급장치를 연결하여 에어에 의해 공급하여 척킹작업시 압축공기공기배출유니트의 내부에 회전하는 주축으로 에어를 공급하여 피스톤을 작동시켜 척킹하도록 하는 구성으로,
에어를 압축공기공기배출유니트의 내부에서 미세한 갭이 있어야 회전할 수 있으므로 그 미세한 갭으로 인해 에어가 압축공기공기배출유니트로 투입시 경계면의 갭으로 새어나가 주축의 외부로 배출이 되므로 에어누수가 발생하게 되는 문제점이 발생하게 되며 장기간 사용시에는 노후로 인해 많은 에어가 누출되므로 잦은 교체 또는 잦은 수리를 해야하는 문제점이 있어 불편하였다.
한국 등록특허번호 제10-1025091호 한국 등록특허번호 제10-1009704호
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 위와 같이 이러한 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치를 에어를 공급하여 실린더를 작동시켜 스핀들의 척을 작동시켜 척킹작업시 에어에 의해 실린더가 이동시 사이에 연결된 베어링으로 하중이 전달되는 집중 하중으로 손상되는 문제점과 에어를 투입시 실린더 내부에서 에어누출이 발생하여 잦은 교체 또는 잦은 수리를 해야하는 문제점을 해결하기 위해,
피스톤의 작동으로 인해 푸시봉과 연결된 푸시파이프를 작동시켜 공작물을 고정시키는 척을 척슬리브의 가압으로 고정하는 척킹작업시 에어를 공급 및 배출 가능한 실린더 내부에 마련하되, 상기 에어를 연결하는 전진연결공과 후진연결공을 내부에 형성하고 상기 전진연결공과 후진연결공의 외부면 양측으로 베어링을 연결하여 피스톤슬리브를 회전가능케 하여 실린더로 투입하는 에어가 베어링에 의해 누출을 방지하도록 함과 동시에 피스톤의 작동으로 인해 푸시봉과 연결된 푸시파이프를 작동시켜 공작물을 고정시키는 척을 척슬리브의 가압으로 고정하는 척킹을 가능케 하는 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치를 발명한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실린더(40) 내부로 공급되는 에어에 의해 피스톤(20)을 작동시켜 푸시봉(21)과 연결된 푸시파이프(16)를 작동시켜 공작물(2)을 고정시키는 척(11)을 척슬리브(12)의 가압으로 고정하고 상기 실린더(40) 내부에 형성된 실린더공(41)에 피스톤슬리브(22)가 회전가능케 실린더(40) 내부 양측 끝단에 베어링(42)으로 마감 연결하고 상기 양측의 베어링(42) 사이에 전진니플(43)과 후진니플(44)을 연결하며,
상기 전진니플(43)과 후진니플(44)을 연결하여 피스톤슬리브(22)의 내부에 형성하여 피스톤(20)을 전진 및 후진 가능케 하는 전진연결공(24)과 후진연결공(23)을 형성하는 것을 특징으로 하는 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치에 있어서,
상기 전진니플(43)을 통해 에어를 실린더(40)로 투입시켜 피스톤슬리브(22)의 전진연결공(24)을 통해 전플랜지(17)와 후플랜지(30)의 내부에 마련한 작동공간(31)의 후방으로 연결된 전진연결공(24)에 의해 작동공간(31)에서 피스톤(20)이 전진하도록 피스톤(20)의 후방에 연결하여,
피스톤(20)과 연결된 푸시봉(21)과 스핀들(15) 내부에 마련한 푸시파이프(16)와 연결된 척슬리브(12)를 피스톤(20)의 전진되는 이동거리 만큼 이동되면서 척슬리브(12)가 이동하면서 척(11)의 외부면을 가압시키면서 공작물(2)을 고정시키는 척킹작업을 하고,
상기 피스톤슬리브(22)에 후진니플(44)과 연결한 후진연결공(23)은 전플랜지(17)와 후플랜지(30) 사이에 마련한 작동공간(31)에서 피스톤(20)이 후진하도록 피스톤슬리브(22)의 후진연결공(23)과 통하는 후플랜지(30)의 후진공(32)을 통해 작동공간(31)에 마련한 피스톤(20)의 전방에 연결하여,
피스톤(20)이 후진하게 되면서 피스톤(20)과 연결된 푸시봉(21)과 스핀들(15) 내부에 마련한 푸시파이프(16)와 연결된 척슬리브(12)를 피스톤(20)의 후진되는 이동거리 만큼 이동되면서 척슬리브(12)가 가압시킨 척(11)의 외부면과 분리되면서 공작물(2)이 척(11)에서 분리하도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같이 피스톤의 작동으로 인해 푸시봉과 연결된 푸시파이프를 작동시켜 공작물을 고정시키는 척을 척슬리브의 가압으로 고정하는 척킹작업시 에어를 공급 및 배출 가능한 실린더 내부에 마련하되 에어를 연결하는 전진연결공과 후진연결공을 내부에 형성하고 상기 전진연결공과 후진연결공의 외부면 양측으로 베어링을 연결하여 피스톤슬리브를 회전가능케 하여 실린더로 투입하는 에어가 베어링에 의해 누출을 방지하도록 함과 동시에 피스톤의 작동으로 인해 푸시봉과 연결된 푸시파이프를 작동시켜 공작물을 고정시키는 척을 척슬리브의 가압으로 고정하는 척킹을 가능케 하여,
CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치를 에어를 공급하여 실린더를 작동시켜 스핀들의 척을 작동시켜 공작물 척킹작업시 에어에 의해 실린더가 이동시 사이에 연결된 베어링으로 하중이 전달되는 집중 하중으로 손상되는 문제점과 에어를 투입시 실린더 내부에서 에어누출이 발생하여 잦은 교체 또는 잦은 수리를 해야하는 문제점을 해결하는 이점이 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 사시도
도 2는 본 발명의 실시예를 나타낸 정면 예시도
도 3은 본 발명의 실시예를 단면한 예시도
도 4는 본 발명의 요부상태를 나타낸 예시도
도 5는 본 발명의 피스톤의 후진상태를 나타낸 예시도
도 6는 본 발명의 피스톤의 전진상태를 나타낸 예시도
도 7은 본 발명의 피스톤의 후진시 척킹상태를 나타낸 예시도
도 8은 본 발명의 피스톤의 전진시 척킹상태를 나타낸 예시도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치는 실린더(40) 내부로 공급되는 에어에 의해 피스톤(20)을 작동시켜 푸시봉(21)과 연결된 푸시파이프(16)를 작동시켜 공작물(2)을 고정시키는 척(11)을 척슬리브(12)의 가압으로 고정하고 상기 실린더(40) 내부에 형성된 실린더공(41)에 피스톤슬리브(22)가 회전가능케 실린더(40) 내부 양측 끝단에 베어링(42)으로 마감 연결하고 상기 양측의 베어링(42) 사이에 전진니플(43)과 후진니플(44)을 연결하며,
상기 전진니플(43)과 후진니플(44)을 연결하여 피스톤슬리브(22)의 내부에 형성하여 피스톤(20)을 전진 및 후진 가능케 하는 전진연결공(24)과 후진연결공(23)을 형성하는 것을 특징으로 하는 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치에 있어서,
도 3,4에서 보는 바와 같이 상기 전진니플(43)을 통해 에어를 실린더(40)로 투입시켜 피스톤슬리브(22)의 전진연결공(24)을 통해 전플랜지(17)와 후플랜지(30)의 내부에 마련한 작동공간(31)의 후방으로 연결된 전진연결공(24)에 의해 작동공간(31)에서 피스톤(20)이 전진하도록 피스톤(20)의 후방에 연결하여,
피스톤(20)과 연결된 푸시봉(21)과 스핀들(15) 내부에 마련한 푸시파이프(16)와 연결된 척슬리브(12)를 피스톤(20)의 전진되는 이동거리 만큼 이동되면서 척슬리브(12)가 이동하면서 척(11)의 외부면을 가압시키면서 공작물(2)을 고정시키는 척킹작업을 하고,
상기 피스톤슬리브(22)에 후진니플(44)과 연결한 후진연결공(23)은 전플랜지(17)와 후플랜지(30) 사이에 마련한 작동공간(31)에서 피스톤(20)이 후진하도록 피스톤슬리브(22)의 후진연결공(23)과 통하는 후플랜지(30)의 후진공(32)을 통해 작동공간(31)에 마련한 피스톤(20)의 전방에 연결하여,
피스톤(20)이 후진하게 되면서 피스톤(20)과 연결된 푸시봉(21)과 스핀들(15) 내부에 마련한 푸시파이프(16)와 연결된 척슬리브(12)를 피스톤(20)의 후진되는 이동거리 만큼 이동되면서 척슬리브(12)가 가압시킨 척(11)의 외부면과 분리되면서 공작물(2)이 척(11)에서 분리하도록 하는 것이다.
상기 본 발명의 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치(1)는 도 1,2에서 보는 바와 같이 터미널박스(19)를 외부에 연결하고 몸체(10)의 스핀들(15) 내부에 마련한 푸시파이프(16)를 마련하고 몸체(10)의 일측 끝단에 마련한 하우징(14)의 외부로 상기 스핀들(15)을 돌출시켜 스핀들캡(13)을 마련하되, 상기 스핀들캡(13)의 내부에는 외부에서 공작물(2)을 삽입가능한 척(11)을 척슬리브(12)의 작동으로 공작물(2)를 척(11)으로 척킹가능케 하는 것이다.
그리고, 몸체(10)의 타측에 마련하는 홀더(18)의 내부에는 전진니플(43)과 후진니플(44)에 의해 실린더(40) 내부로 에어를 공급하여 피스톤슬리브(22)의 전진연결공(24)과 후진연결공(23)을 통해 전플랜지(17)와 후플랜지(30)의 사이에 마련한 작동공간(31) 내부에 마련한 피스톤(20)의 전방 또는 후방으로 연결하도록 하여 피스톤(20)을 전진 및 후진가능케 하는 것입니다.
이때, 피스톤(20)을 후진을 가능케 하기위해서는 피스톤슬리브(22)의 후진연결공(23)과 통하는 후플랜지(30)의 후진공(32)을 통해 작동공간(31)에 마련한 피스톤(20)의 전방으로 연결하도록 하는 것이다.
이러한 피스톤(20)이 전진 및 후진하면서 상기 피스톤(20)의 일측과 연결된 푸시봉(21)과 스핀들(15)의 내부에 마련한 푸시파이프(16)와 연결된 척슬리브(12)는 피스톤(20)의 전진 및 후진과 동일하게 작동하면서 스핀들캡(13)의 내부에 마련한 척(11)의 외부면을 가압시켜 척킹가능케 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치(1)의 척(11)에 공작물(2)을 척킹하기 위해서는,
먼저 전진니플(43)을 통해 에어를 실린더(40)로 투입시켜 피스톤슬리브(22)의 전진연결공(24)을 통해 전플랜지(17)와 후플랜지(30)의 내부에 마련한 작동공간(31)의 후방으로 연결된 전진연결공(24)에 의해 피스톤(20)이 전진하게 되면서 피스톤(20)과 연결된 푸시봉(21)과 스핀들(15) 내부에 마련한 푸시파이프(16)와 연결된 척슬리브(12)를 피스톤(20)의 전진되는 이동거리 만큼 이동되면서 척슬리브(12)가 이동하면서 척(11)의 외부면을 가압시키면서 공작물(2)을 고정시키는 척킹작업을 할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 척킹장치(1)의 척(11)에서 공작물(2)을 분리하기 위해서는 후진니플(44)을 통해 에어를 실린더(40)로 투입시켜 피스톤슬리브(22)의 후진연결공(23)을 통해 후플랜지(30)의 후진공(32)을 통해 전플랜지(17)와 후플랜지(30)의 내부에 마련한 작동공간(31)의 전방으로 연결시켜 피스톤(20)이 후진하게 되면서 피스톤(20)과 연결된 푸시봉(21)과 스핀들(15) 내부에 마련한 푸시파이프(16)와 연결된 척슬리브(12)를 피스톤(20)의 후진되는 이동거리 만큼 이동되면서 척슬리브(12)가 가압시킨 척(11)의 외부면과 분리되면서 공작물(2)이 척(11)에서 분리하도록 하는 것이다.
이렇게 상기 실린더(40)의 외부로 전진니플(43)과 후진니플(44)을 통해 에어를 공급하게 되면 실린더(40)의 내부에 회전가능한 피스톤슬리브(22)의 내부로 연결된 전진연결공(24)과 후진연결공(23)을 통해 전플랜지(17)와 후플랜지(30)의 사이에 마련한 작동공간(31)으로 투입가능케 하여 실린더(40)를 작동하게 하는 것으로,
이때, 전진니플(43)과 후진니플(44)을 통해 투입되는 에어는 실린더(40)의 실린더공(41)의 내부에서 피스톤슬리브(22)가 회전하기 위해서는 갭이 발생하게 되므로 이때 에어가 실린더(40)의 외부로 누출될 수 있지만 실린더(40)의 내부에 형성된 실린더공(41)에 연결한 피스톤슬리브(22)의 양측 끝단에 베어링(42)을 연결하도록 하여 피스톤슬리브(22)의 양측으로 에어가 베어링(42)에 의해 실린더(40) 내부에서 에어가 누출되는 것을 방지하도록 하는 것이다.
1 : 척킹장치 2 : 공작물
10 : 몸체 11 : 척
12 : 척슬리브 13 : 스핀들캡
14 : 하우징 15 : 스핀들
16 : 푸시파이프 17 : 전플랜지
18 : 홀더 19 : 터미널박스
20 : 피스톤 21 : 푸시봉
22 : 피스톤슬리브 23 : 후진연결공
24 : 전진연결공 30 : 후플랜지
31 : 작동공간 32 : 후진공
40 : 실린더 41 : 실린더공
42 : 베어링 43 : 전진니플
44 : 후진니플

Claims (3)

  1. 실린더(40) 내부로 공급되는 에어에 의해 피스톤(20)을 작동시켜 푸시봉(21)과 연결된 푸시파이프(16)를 작동시켜 공작물(2)을 고정시키는 척(11)을 척슬리브(12)의 가압으로 고정하고 상기 실린더(40) 내부에 형성된 실린더공(41)에 피스톤슬리브(22)가 회전가능케 실린더(40) 내부 양측 끝단에 베어링(42)으로 마감 연결하고 상기 양측의 베어링(42) 사이에 전진니플(43)과 후진니플(44)을 연결하며,
    상기 전진니플(43)과 후진니플(44)을 연결하여 피스톤슬리브(22)의 내부에 형성하여 피스톤(20)을 전진 및 후진 가능케 하는 전진연결공(24)과 후진연결공(23)을 형성하는 것을 특징으로 하는 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치에 있어서,
    상기 전진니플(43)을 통해 에어를 실린더(40)로 투입시켜 피스톤슬리브(22)의 전진연결공(24)을 통해 전플랜지(17)와 후플랜지(30)의 내부에 마련한 작동공간(31)의 후방으로 연결된 전진연결공(24)에 의해 작동공간(31)에서 피스톤(20)이 전진하도록 피스톤(20)의 후방에 연결하여,
    피스톤(20)과 연결된 푸시봉(21)과 스핀들(15) 내부에 마련한 푸시파이프(16)와 연결된 척슬리브(12)를 피스톤(20)의 전진되는 이동거리 만큼 이동되면서 척슬리브(12)가 이동하면서 척(11)의 외부면을 가압시키면서 공작물(2)을 고정시키는 척킹작업을 하고,
    상기 피스톤슬리브(22)에 후진니플(44)과 연결한 후진연결공(23)은 전플랜지(17)와 후플랜지(30) 사이에 마련한 작동공간(31)에서 피스톤(20)이 후진하도록 피스톤슬리브(22)의 후진연결공(23)과 통하는 후플랜지(30)의 후진공(32)을 통해 작동공간(31)에 마련한 피스톤(20)의 전방에 연결하여,
    피스톤(20)이 후진하게 되면서 피스톤(20)과 연결된 푸시봉(21)과 스핀들(15) 내부에 마련한 푸시파이프(16)와 연결된 척슬리브(12)를 피스톤(20)의 후진되는 이동거리 만큼 이동되면서 척슬리브(12)가 가압시킨 척(11)의 외부면과 분리되면서 공작물(2)이 척(11)에서 분리하도록 하는 것을 특징으로 하는 CNC 초소형 복합자동선반 스핀들의 척킹장치.
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