KR102386910B1 - 공작기계용 널링공구 및 이를 이용한 널링 방법 - Google Patents

Abstract

공작기계용 널링공구 및 이를 이용한 널링 방법이 제공된다. 공작기계용 널링공구는 롤러를 이용한 방식이 아닌 하단에 널링돌기가 형성된 널링공구를 상하로 수직운동 함으로써 널이 필요한 소재를 펀칭하여 소재의 외주면에 널링홈이 형성될 수 있도록 함으로써 보다 정확한 널링 위치 및 형상을 형성하고 깨짐 등의 오류를 줄일 수 있도록 하는 널링공구 및 이를 이용한 널링 방법에 관한 것이다.

Description

공작기계용 널링공구 및 이를 이용한 널링 방법{ Knurling tools for machine tools and knurling methods using the same}

본 발명은 공작기계용 널링공구 및 이를 이용한 널링 방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 소재의 표면과접촉되는 널링부가 소재 표면에 상하운동하여 가압함으로써 널을 형성하는 널링공구 및 이를 이용한 널링 방법에 관한 것이다.

일반적으로 기존 널링 툴(TOOL)은 몸체부에 널링용 가공 롤러가 부가되어 있어 널링이 필요한 소재의 표면을 소재와 함께 회전하여 가압함으로써 소재에 요철이 형성되도록 한다.

여기서 널링(Knurling)이란 소재의 외주면에 직선 또는 교차선 등 패턴이 형성되도록 요철을 형성하는 가공을 의미한다.

이와 같은 널링작업은 소재를 척에 고정시킨 후, 상기 소재가 회전된 상태에서 널링용 가공 롤러가 소재에 가압되도록 하여 소재의 외주면에 요철을 형성시켜 가공롤러의 표면에 일정 피치의 요철이 형성되어 있어 소재의 표면에 상기 롤러의 표면과 대응되는 형상의 요철이 형성되도록 한다.

다만, 이러한 널링 방법에 의할 경우 널이 필요한 소재의 모양에 따라 널링 형상이 정확하지 않고, 널링 형상이 동일하게 형성되지 않을 수 있으며, 예를 들면 널링 과정에서 깨짐이 발생할 수 있다.

또한 이러한 널링공구는 가압을 통해 금속 표면을 변화시키는 것으로 손상이 잦기 때문에 효과적인 교체 방법이 필요하다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명이 이루고자 하는 과제는, 소재의 표면에 널을 형성시키기 위한 널링공구가 외주면에 널링부가 형성된 롤러가 아닌 1측면에 널링부가 형성된 몸체를 상하운동하여 널링하게 함으로써 보다 정확한 널링, 즉 위치가 정확하고 형상이 동일한 널링이 가능하도록 하고, 깨짐현상을 최소화 하며, 가공시간을 단축시킬 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 공작기계의 척에 고정된 소재의 표면에 가압하여 널링하기 위한 널링공구에 있어서, 공작기계용 널링공구는, 몸체부의 일측 면의 외주면에 위치하여 상기 소재의 표면에 접촉되어 소재의 외주면에 널을 형성할 수 있도록 하는 하나 이상의 널링돌기를 포함하는 널링부; 상기 널링부가 소재의 표면을 수직 방향으로 가압할 수 있도록 상하 직선운동 하는 몸체부; 및 상기 몸체부의 일부의 구조변경 또는 상기 몸체부에 별도의 체결장치를 부가하여 상기 공작기계에 체결될 수 있도록 하는 체결부;를 포함한다.

상기 널링부는, 소재의 표면에 제1모양의 널을 형성하도록 외주면에 제1모양의 돌기들이 형성된 제1널링돌기; 소재의 표면에 제2모양의 널을 형성하도록 외주면에 제2모양의 돌기들이 형성된 제2널링돌기를 포함한다.

상기 체결부는, 상기 몸체부의 일측 이상이 공작기계 또는 공작기계의 고정부재의 요홈에 끼움 체결되어 고정될 수 있도록 걸림홈에 체결되는 구슬 및 상기 구슬의 타측에 고정되는 체결용수철을 포함한다.

상기 몸체부는, 소재의 상단에 위치하며, 상기 척에 고정된 소재의 제1면이 널링부로 가압되어 널이 형성된 이후 소재의 제2면이 널링부와 마주보도록 척이 소재를 회전시키는 동안 소재와 일정한 간격을 두도록 상측 방향으로 이동하였다가, 회전을 마치면 다시 널링부로 가압하도록 하측 방향으로 이동한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 공작기계용 널링공구를 이용한 널링 방법은, (a) 공작기계의 척에 널링이 필요한 소재를 고정하는 단계; (b) 몸체부의 일측 면에 위치한 하나 이상의 널링돌기를 포함하는 널링부를 상기 소재의 일면에 접촉되어 소재의 외주면에 널을 형성하기 위해 소재의 표면을 수직 방향으로 가압할 수 있도록 널링공구가 상하 직선운동 하는 단계; (c) 소재의 타면이 널링부와 평행하도록 척이 소재를 회전시키는 단계; 및 (d) 널이 필요한 면이 모두 널링될 때까지 상기 (b) 단계 및 (c) 단계를 반복하는 단계;를 포함한다.

상기 (a)단계는, 상기 고정된 소재를 촬영장비를 통해 촬영하여 소재를 인식하고, 제어부가 인식된 소재에 대하여 미리 정해진 널링돌기를 결정하여 소재를 가압하는 널링부에 상기 널링돌기가 위치하도록 널링공구를 세팅한다.

본 발명에 따르면,

소재의 표면에 널을 형성시키기 위한 널링공구가 외주면에 널링부가 형성된 롤러가 아닌 1측면에 널링부가 형성된 몸체를 상하운동하여 널링하게 함으로써 보다 정확한 널링, 즉 위치가 정확하고 형상이 동일한 널링이 가능하도록 하고, 깨짐현상을 최소화 하며, 가공시간을 단축시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 기존 널링 툴의 예시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 널링공구의 일부를 확대한 예시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 널링공구의 예시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 널링공구의 널링부를 나타낸 예시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 널링공구의 체결부를 나타낸 예시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 널링공구 전체 모습을 나타낸 예시도,
도 7은 도 6의 (A) 부분을 확대한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 널링공구를 이용한 널링 방법의 순서도,
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 널링공구가 장착된 공작기계의 사용상태를 나타낸 예시도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.

이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술 내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 기존 널링 툴의 예시도이다.

도 1을 참조하면 기존의 널링 툴(TOOL)은 널링면이 외주면에 있는 롤러를 통해 널링을 하였으며, 본 발명에서는 이러한 롤러 형식의 널링 툴 대신 한쪽 면에 널링돌기가 있는 펀치 툴(PUNCH TOOL)을 통해 널링을 하고자 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 널링공구의 일부를 확대한 예시도이다.

도 2를 참조하면, 좌측 끝에 널이 필요한 소재(20)를 널링공구(1000)의 널링부(100)가 마주보도록 널링공구(1000)를 위치시켜, 소재(20)를 향한 방향으로 상하운동하여 압력을 가함으로써 소재(20)에 널을 형성하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 널링공구의 예시도이다.

도 3을 참조하면, 널링공구(1000)는 널링돌기(110) 등이 포함된 널링부(100), 메인 바디에 해당하는 몸체부(200), 이러한 몸체부가 공작기계(10) 등에 부착되기 위해 체결수단 등을 포함하는 체결부(300) 등이 구성된다.

본 발명의 실시예에 의한 널링공구(1000)는 공작기계(10)의 척(30)에 고정된 소재(20)의 표면에 가압하여 널링하기 위한 공구로서, 여기서 널링부(100)는 몸체부(200)의 일측 면의 외주면에 위치하여 소재(20)의 표면에 접촉 및 가압하여 소재(20)의 외주면에 널을 형성할 수 있도록 하는 하나 이상의 널링돌기를 포함한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 널링공구의 널링부를 나타낸 예시도이다.

도 4를 참조하면, 널링공구(1000)의 널링부(100)는 가장 필수적으로 널링돌기(110)를 포함하며, 이러한 널링돌기(110)는 널링부(100)의 소재(20)와 평행하게 맞닿는 면(여기서 널링면이라 함)에 다수의 돌기가 특정 패턴으로 형성되어 직선, 각진, 빗금, 교차 등의 다양한 모양으로 나타날 수 있고, 직선의 각도나 널링돌기가 생긴 널링면이 평평하지 않고 움푹 패이거나 볼록 솟아나는 등 다양한 방식으로 나타날 수 있다.

널링돌기(110)는 도 4-(a)와 같이 1개의 널링돌기(110)만 가지거나, 도 4-(b)와 같이 제1널링돌기(111), 제2널링돌기(112) 등의 두 개 이상의 널링돌기(110)를 가질 수 있다. 여기서 제1널링돌기(111)는 소재(20)의 표면에 제1모양의 널을 형성하도록 외주면에 제1모양의 돌기들이 형성된 것이며, 제2널링돌기(112)는 소재(20)의 표면에 제1모양의 널을 형성하도록 외주면에 제1모양의 돌기들이 형성된 것이다.

여기서 널링돌기(110)가 널링면에서 가장 높게 솟아있으며, 도 4-(a)에서 좌측 하단의 홈(120)은 널링공구(1000)가 공작기계(10)에 장착될 경우 소재(20)가 고정된 스핀 척(spin chuck) 등과 밀착되면서 이와 맞물리지 않도록 하는 공간이다.

여기서 몸체부(200)는 널링부(100)가 소재의 표면을 수직 방향으로 가압할 수 있도록 상하로 직선운동하며, 널링부(100)와 체결부(300)가 모두 몸체부(200)에 연결되어 있다. 또한 소재의 제1면이 널링부(100)로 가압되어 널이 형성된 이후 소재의 제2면이 널링부와 평행하도록 척(30)이 소재(20)를 회전시키는 동안 상측 방향으로 이동하였다가 회전을 마치면 다시 널링부가 가압하도록 하측방향으로 이동하여 2개 이상의 면에 널을 형성할 수 있다.

여기서 체결부(300)는, 몸체부(200)의 일부의 구조변경 또는 상기 몸체부에 별도의 체결장치를 부가하여 상기 공작기계에 체결할 수 있도록 하는 부분이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 널링공구의 체결부를 나타낸 예시도이다.

도 5-(a)를 참조하면, 널링공구(10000)의 체결부(300)는 대칭면에 일정 깊이와 일정 너비의 홈(311)을 내어 공작기계(10)에 체결하거나 공작기계(10)의 널링공구(1000)를 고정하기 위한 고정부재(40) 등과 결합하여 체결될 수 있도록 하는 홈형 체결부(310)를 가질 수 있다.

도 5-(a)를 참조하면, 널링공구(10000)의 체결부(300)는 대칭면에 일정 깊이와 일정 너비의 홈(311)을 내어 공작기계(10)에 체결하거나 공작기계(10)의 널링공구(1000)를 고정하기 위한 고정부재(40) 등과 결합하여 체결될 수 있도록 하는 홈형 체결부(310)를 가질 수 있다.

도 5-(b)를 참조하면, 널링공구(1000)의 체결부(300)는 일측 또는 다측 면에 일정한 깊이의 체결홈(321)을 내어 외측면에 원형의 걸림홈(322)을 내고, 체결홈(321) 내부에는 걸림홈(322)에 막혀 외부로 배출되지 않도록 걸림홈(322)의 지름보다 큰 지름을 가진 구형의 구슬(323), 일한 구슬의 반대쪽에 고정되는 체결용수철(324)을 포함하여, 체결용수철(324)이 구슬(323)을 널링공구(1000)의 바깥쪽으로 밀어내어 공작기계(10) 또는 공작기계(10)의 고정부재(40)에 체결홈(321)과 동일한 지름으로 형성된 요홈에 끼움 체결되어 고정할 수 있도록 하는 볼형 체결부(320)를 가질 수 있다. 이처럼 도 5-(a)나 도 5-(b)의 방식을 통해 체결하여 잦은 널링공구(1000)의 교체가 편리하게 이루어지도록 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 널링공구 전체 모습을 나타낸 예시도, 도 7은 도 6의 (A) 부분을 확대한 예시도이다.

도 6을 참조하면, 널링공구(1000)는 널링부(100), 몸체부(200), 체결부(300)을 포함하고, 여기서 널링부(100)에 해당하는 (A)영역을 확대한 도면은 도 7에 나타내었다.

도 8은 본 발명의 실시예에 의한 널링공구를 이용한 널링 방법의 순서도이다.

도 8을 참조하면, 공작기계(10)의 척(30)에 널링이 필요한 소재(20)를 고정하는 단계(S100), 몸체부의 일측 면에 위치한 하나 이상의 널링돌기를 포함하는 널링부를 상기 소재의 일면에 접촉되어 소재의 외주면에 널을 형성하기 위해 소재의 표면을 수직 방향으로 가압할 수 있도록 널링공구가 상하 직선운동 하는 단계(S200), 소재의 타면이 널링부와 평행하도록 척이 소재를 회전시키는 단계(S300), 널이 필요한 면이 모두 널링될 때까지 직선운동(S200), 소재 회전(S300)을 반복하는 단계를 포함한다. 또한 여기서 고정하는 단계(S100)에서는, 고정된 소재를 촬영장비를 통해 촬영하여 소재를 인식하고, 제어부가 인식된 소재에 대하여 미리 정해진 널링돌기를 결정하여 소재를 가압하는 널링부에 상기 널링돌기가 위치하도록 널링공구를 세팅하는 것을 포함할 수 있다. 여기서 제어부는, 사용자가 미리 정해놓은 소재 별 널링돌기를 이용하여 결정할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 의한 널링공구가 장착된 공작기계의 사용상태를 나타낸 예시도이다.

도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 널링공구(1000)를 이용한 널링 방법 발명을 설명한다.

도 9-(a)는 널링공구(1000)가 직선운동하기 전, 도 9-(b)는 널링공구(1000)가 직선운동하는 중을 표현한 예시도로서, 널링공구(1000)는 고정부재(40)를 통해 공작기계(10)에 고정된다.

여기서 공작기계(10)의 척(30)을 통해 널링이 필요한 소재(20)를 고정하고, 하단에 널링부(100)가 위치한 널링공구(1000)를 하강운동하여 펀칭 방식을 통해 널을 형성하고, 한 번 이상의 하강운동을 통해 소재(20)의 일측면에 널이 형성되면 널링공구(1000)를 상승시키고, 척(30)으로 소재(20)의 타측 면이 상단으로 오도록 회전시킨다. 이처럼 소재의 회전, 널링공구(1000)의 상하운동을 통해 널이 정확한 위치에 일정 형상으로 생성될 수 있다.

10 : 공작기계
20 : 소재
30 : 척
40 : 고정부재
100 : 널링부
110 : 널링돌기
111 : 제1널링돌기
112 : 제2널링돌기
200 : 몸체부
300 : 체결부
310 : 홈형 체결부
320 : 볼형 체결부
321 : 체결홈
322 : 걸림홈
323 : 구슬
324 : 체결용수철
1000 : 널링공구

Claims (6)

1. 공작기계의 척에 고정된 소재의 표면에 가압하여 널링하기 위한 널링공구에 있어서,
   몸체부의 일측 면의 외주면에 위치하여 상기 소재의 표면에 접촉되어 소재의 외주면에 널을 형성할 수 있도록 하는 하나 이상의 널링돌기를 포함하는 널링부;
   상기 널링부가 소재의 표면을 수직 방향으로 가압할 수 있도록 상하 직선운동 하는 몸체부; 및
   상기 몸체부의 일부의 구조변경 또는 상기 몸체부에 별도의 체결장치를 부가하여 상기 공작기계에 체결될 수 있도록 하는 체결부;
   를 포함하고,
   상기 널링부는,
   소재의 표면에 제1모양의 널을 형성하도록 외주면에 제1모양의 돌기들이 형성된 제1널링돌기;
   소재의 표면에 제2모양의 널을 형성하도록 외주면에 제2모양의 돌기들이 형성된 제2널링돌기;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 널링공구.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 체결부는,
   상기 몸체부의 일측 이상이 공작기계 또는 공작기계의 고정부재의 요홈에 끼움 체결되어 고정될 수 있도록 걸림홈에 체결되는 구슬 및 상기 구슬의 타측에 고정되는 체결용수철을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 널링공구.
4. 제1항에 있어서,
   상기 몸체부는,
   소재의 상단에 위치하며, 상기 척에 고정된 소재의 제1면이 널링부로 가압되어 널이 형성된 이후 소재의 제2면이 널링부와 마주보도록 척이 소재를 회전시키는 동안 소재와 일정한 간격을 두도록 상측 방향으로 이동하였다가, 회전을 마치면 다시 널링부로 가압하도록 하측 방향으로 이동하는 것
   을 특징으로 하는 공작기계용 널링공구.
5. 삭제
6. 삭제

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