KR102429072B1

KR102429072B1 - 디버링툴 조립체

Info

Publication number: KR102429072B1
Application number: KR1020200140204A
Authority: KR
Inventors: 예상백; 사민우
Original assignee: 예상백
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2022-08-03
Also published as: KR20220055769A

Abstract

본 발명은 디버링툴 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절삭 가공물에 형성된 교차 가공홀에 길이방향으로 절입하여, 절삭 가공에 의해 교차 가공홀에 생성된 버를 제거하는 디버링툴 조립체에 관한 것이다.

Description

디버링툴 조립체{Assembly for deburring tool}

일반적으로 버(Burr)는 금속체를 가공하면서 깨끗하게 가공되지 않고 남아있는 날카로운 잔재를 일컫는다.

상기 버(burr)는 절삭가공 시 소성변형에 의해서 생기는 불필요한 부분으로서 제품의 수명을 단축시키고 버로 인해 부품의 결합이 원활하지 못하여 조립 공정시 허용공차를 벗어날 수 있다.

또한 조립 후 접촉면의 손상을 가져와서 문제를 일으킬 수 있는 여지를 남지게 된다.

그 밖에도 작업자에게 상해를 입힐 수 있으며, 추가적인 디버링 공정과 모서리의 마무리는 제품의 원가에도 많은 영향을 미친다.

내부 유로 및 조립 부품의 경우 가공품 내부에 드릴링 공정이 교차되어 만나는 교차구멍이 발생되는데 이렇게 발생한 교차면에는 필연적으로 버가 발생하게 되며 이곳에 발생하는 버는 접근하기 어렵고 제거하기도 어려운 실정이다.

이와 같이 가공 위치의 주변에 버가 남는 경우 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0101726호와 같은 별도의 디버링 툴을 머시닝센터(MCT)와 같은 가공기계에 장착하여 버를 제거하는 별도의 가공 공정을 추가하여 최대한 버를 제거하며 미처 가공이 안 된 부분에 대해서는 작업자가 추가적으로 수작업을 통하여 제거한다.

상기 디버링툴은, 스핀들에 의해 절삭 가공물에 형성된 교차 가공홀에 길이방향으로 진입한 다음 회전 및 후퇴하면서, 선단부에 형성된 절삭 블레이드부를 통해 교차 가공홀에 형성된 버를 제거하도록 구성된다.

그런데, 종래에는 스핀들에 의해 교차 가공홀을 따라 진퇴 및 회전하면서 교차 가공홀을 디버링하는 디버링툴의 완충구조로 마련되지 아니한 관계로, 다양한 직경을 갖는 교차 가공홀에 공용된 디버링이 어려웠고, 특히 상기 스핀들에 의해 회전 및 후퇴하는 디버링툴의 절삭 블레이드부가 과도한 절입압력으로 교차 가공홀에 절입되어서, 교차 가공홀 자체의 물리적인 손상을 야기하고, 또 디버링툴에 형성된 절삭 블레이드부의 손상이 야기되어서, 디버링툴의 수명이 단축되는 문제점이 지적되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0101726호

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 절삭 가공물에 형성된 교차 가공홀에 진입하여 절삭 가공에 의해 교차 가공홀에 생성된 버를 제거함에 있어, 다양한 직경을 갖는 교차 가공홀에 공용된 디버링이 가능하고, 교차 가공홀을 형성하는 가공물의 직경이나 재질에 따라 요하는 절입압력으로 절입되어서 교차 가공홀 자체의 손상을 방지하면서 디버링툴에 형성된 절삭 블레이드부의 손상이 최소화되도록 한 디버링툴 조립체를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 디버링툴 조립체는,

스핀들에 고정되어 회전하는 플로팅 툴홀더와, 상기 플로팅 툴홀더에 장착되어 절삭 가공물의 교차 가공홀 내에 길이방향으로 진퇴 및 회전하여 교차 가공홀에 형성된 버를 제거하는 디버링툴을 포함하여 구성되고,

상기 디버링툴은, 선단부에 절삭 블레이드부가 형성된 봉체로 구성되고,

상기 절삭 블레이드부는 길이방향으로 절개된 절개홈에 의해 상하 절개하여 형성되어 후미는 진퇴 가이드부의 선단과 일체 형성된 고정단을 형성하고 선단부는 자유단을 형성한 외팔보 형태로 구성된 복수의 분지형 탄성 블레이드편을 포함하고,

적어도 상기 분지형 탄성 블레이드편들 중 어느 하나의 분지형 탄성 블레이드편의 외벽에는 절삭날이 돌출하여 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 분지형 탄성 블레이드편들 사이에 배치되어, 분지형 탄성 블레이드편들 사이를 탄력적으로 환형 지지하여 교차 가공홀에 절입되는 분지형 탄성 블레이드편들의 절입압력을 조절하는 절입 강도조절구를 더 포함하여 구성된다.

보다 바람직하게는, 상기 진퇴 가이드부의 후단부에는 진퇴 가이드부가 일체로 형성되고,

상기 플로팅 툴홀더는 디버링툴에 형성된 진퇴 가이드부를 진퇴구조로 삽입되는 진퇴로가 길이방향으로 형성되고, 후미에 스핀들에 고정되는 스핀들 고정단이 형성된 바디와;

상기 진퇴로에 삽입되는 디버링툴의 진퇴 가이드부를 관통되게 조립하며, 진퇴로가 형성된 바디의 입구부에 설치되는 중공 가이드캡과;

상기 진퇴로의 내벽과 진퇴 가이드부의 후미 사이에 단차구조로 지지되어, 디버링툴을 전방으로 탄성 가압하는 제 1 압축 스프링과;

중공 가이드캡의 배면과 진퇴 가이드부 사이에 단차구조로 지지되어, 상기 제 1 압축 스프링에 의해 전방으로 탄성 가압된 디버링툴을 후방으로 탄성 가압하는 제 2 압축 스프링을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 절입강도 조절구는, 분지형 탄성 블레이드편들의 내벽에 각각 길이방향으로 분할하여 형성된 분할 가이드슬롯과; 상기 분지형 탄성 블레이드편들에 형성된 분할 가이드슬롯들 사이에 진퇴구조로 배치되는 지지강구와; 상기 분할 가이드슬롯들 사이에 진퇴구조로 배치된 지지강구를 전방으로 탄지하는 보강 스프링을 포함하여 구성된다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는, 절삭 가공물에 형성된 교차 가공홀에 진입하여 절삭 가공에 의해 교차 가공홀의 모서리에 생성된 버를 제거함에 있어, 교차 가공홀에 길이방향으로 절입되는 디버링툴의 탄력적인 진퇴를 도모하는 플로팅 툴홀더와 분지형 탄성 블레이드편으로 이루어진 디버링툴의 절삭 블레이드부에 의해, 디버링툴의 절삭 블레이드부는 디버링을 요하는 절삭 가공물의 가공물에 탄력적으로 절입 및 후퇴하면서 과도한 부하발생없이 다양한 직경을 갖는 교차 가공홀의 디버링이 가능하다.

특히, 본 발명에서는 상기 디버링툴의 절삭 블레이드부를 한 쌍의 분지형 탄성 블레이드편이 형성되어 다양한 직경을 갖는 교차 가공홀의 공용된 디버링이 가능하도록 구성함에 있어, 분지형 탄성 블레이드편 사이에 절입 강도조절구를 배치하고 있다.

따라서, 상기 작업자는 요하는 교차 가공홀의 직경이나 재질 등을 고려하여, 절입 강도조절구를 통해 디버링툴의 절삭 블레이드부의 절입압력을 조절하여서, 다양한 직경이나 재질 등의 교차 가공홀에 적합한 절입압력으로 절입되어 해당 교차 가공홀의 안정적인 디버링의 수행이 가능하고, 절삭 블레이드부에 형성된 절삭날의 손상이 최소화되어 디버링툴의 수명이 증대되는 특이성을 갖는다.

도 1과 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 디버링툴 조립체의 전체 구성을 보여주는 분해 및 외형 구성도이고,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 디버링툴 조립체를 통한 절삭 가공물에 형성된 교차 가공홀의 디버링 상태를 보여주는 작용상태도이고,
도 4는 상기 도 3에서, 'A'부분과 'B'부분의 작용상태를 확대하여 보여주는 요부 확대 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 디버링툴 조립체를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 디버링툴 조립체(1)는, 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 가공장치의 스핀들(S)에 고정되어 일방향으로 회전하면서 절삭 가공물(100)에 형성된 교차 가공홀(110)에 길이방향으로 진입하여 교차 가공홀(110)에 형성된 버를 제거하는 것이다.

상기 디버링툴 조립체(1)는, 스핀들(S)에 고정되어 회전하는 플로팅 툴홀더(10)와, 상기 플로팅 툴홀더(10)에 장착되어 절삭 가공물(100)의 교차 가공홀(110) 내에 길이방향으로 진입하여 교차 가공홀(110)에 형성된 버를 절삭하여 제거하는 디버링툴(20)을 포함한다.

상기 디버링툴(20)은, 후미에 단차(21a)가 형성된 진퇴 가이드부(21)가 형성되고, 선단부에 교차 가공홀(110)에 형성된 버를 제거하는 절삭 블레이드부(22)가 일체로 형성된 봉체로 구성된다.

본 실시예에 따르면, 상기 절삭 블레이드부(20)는 초경합금이나 PCD, CERMET, CBN 등의 절삭이 가능한 소재로 제조되며, 탄성을 위해 진공 열처리 경도(HRC 55~65)를 갖는다.

그리고, 상기 스핀들(S)과 디버링툴(20) 사이를 연결하는 플로팅 툴홀더(10)는 디버링툴(20)의 진퇴 가이드부(21)를 진퇴구조로 삽입되는 진퇴로(11a)가 길이방향으로 형성되고, 후미에 스핀들(S)에 고정되는 스핀들 고정단(11b)이 형성된 바디(11)와; 상기 진퇴로(11a)에 삽입되는 디버링툴(20)의 진퇴 가이드부(21)를 관통되게 조립하며, 진퇴로(11a)가 형성된 바디(11)의 입구부에 설치되는 중공 가이드캡(12)과; 상기 진퇴로(11a)의 내벽과 진퇴 가이드부(21)의 후미 사이에 단차구조로 지지되어, 디버링툴(20)을 전방으로 탄성 가압하는 제 1 압축 스프링(13)과; 중공 가이드캡(12)의 배면과 진퇴 가이드부(21) 사이에 단차구조로 지지되어, 상기 제 1 압축 스프링(13)에 의해 전방으로 탄성 가압된 디버링툴(20)을 후방으로 탄성 가압하는 제 2 압축 스프링(14)을 포함한다.

따라서, 상기 디버링툴(20)의 진퇴 가이드부(21)는 제 1 압축 스프링(13)과 제 2 압축 스프링(14)에 의한 탄성 가압에 의해, 진퇴로(11a)에 탄성 중립 상태를 유지하여 플로팅 툴홀더(10)에 조립된다.

그리하여, 도 3과 도 4a와 같이 상기 플로팅 툴홀더(10)에 탄성 중립상태로 설치되어 디버링을 요하는 교차 가공홀(110)에 길이방향으로 진입한 다음 회전 후퇴하여 교차 가공홀(110)에 형성된 버를 절삭하여 제거하는 디버링툴(20)은, 후방으로 탄성 견인되면서 선단부에 형성된 절삭 블레이드부(22)를 교차 가공홀(110)에 절입하여 절입된 해당 부위의 버를 제거한다.

따라서, 상기 디버링툴(20)은 길이방향으로는 플로팅 툴홀더(10)에 형성된 제 1 압축 스프링(13)과 제 2 압축 스프링(14)에 의해 형성되는 탄성 중립작용에 의해 요하는 절입 압력으로 절삭 블레이드부(22)를 절입하므로, 과다한 절입 압력으로 교차 가공홀(110)에 절삭 블레이드부(22)가 절입됨에 따른 절삭 블레이드부(22)나 교차 가공홀(110) 자체의 손상이 억제될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 상기 플로팅 툴홀더(10)에 장착되어 일방향으로 회전 및 길이방향으로 후퇴하면서 교차 가공홀(110)의 버를 절삭 제거하는 디버링툴(20)의 절삭 블레이드부(22)를 개량하여, 다양한 직경을 갖는 교차 가공홀(110)의 공용된 디버링의 수행이 가능하도록 한다.

본 발명에 따르면, 상기 디버링툴(20)의 전반부에 형성된 절삭 블레이드부(22)는 길이방향으로 절개된 절개홈(22a)에 의해 상하 절개하여 형성된 한 쌍의 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)을 포함하며, 적어도 상기 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들 어느 하나의 분지형 탄성 블레이드편의 외벽에는 절삭날(22b)이 돌출하여 형성된다.

이때, 상기 절개홈(22a)에 의해 형성된 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)은 후미는 진퇴 가이드부(21)의 선단과 일체 형성된 고정단을 형성하고 선단부는 자유단을 형성한 외팔보 형태로 구성된다.

따라서, 상기 디버링툴(20)은 디버링을 요하는 교차 가공홀(110)의 직경에 따라 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들은 탄력적으로 굽힘하여서 가공 반경을 탄력적으로 조절함으로써, 다양한 직경을 갖는 교차 가공홀(110)의 공용된 디버링 가공이 가능하다.

특히, 본 실시예에서는 상기 한 쌍의 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)이 형성된 절삭 블레이드부(22)의 절개홈(22a)에, 외팔보 형태의 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)을 외측으로 탄성 지지하는 절입강도 조절구(25)를 형성하여서, 상기 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들은 자체 탄성에만 의존하지 아니하고 절입강도 조절구(25)와의 유기적인 작용을 통해 설정된 강도로 환형 지지되어 버의 절삭에 따른 정밀성과 안정도가 향상되도록 한다.

본 발명에서 제안하고 있는 절입강도 조절구(25)는, 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들의 내벽에 각각 길이방향으로 분할하여 형성된 분할 가이드슬롯(23a, 24a)과; 상기 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들에 형성된 분할 가이드슬롯(23a, 24a)들 사이에 진퇴구조로 배치되는 지지강구(25a)와; 상기 분할 가이드슬롯(23a, 24a)들 사이에 진퇴구조로 배치된 지지강구(25a)를 전방으로 탄지하는 보강 스프링(25b)을 포함한다.

상기 분할 가이드슬롯(23a, 24a)의 전방에는 지지강구(25a)를 빗면구조로 지지하여 지지강구(25a)을 견착하는 빗면 그루브(23b, 24b)가 형성되어, 보강 스프링(25b)에 의해 전방으로 탄지된 지지강구(25a)는 빗면 그루브(23b, 24b)에 의해 전방으로 이탈하는 현상이 방지된다.

그리고, 상기 탄력적인 진퇴를 통해 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들의 내벽을 탄성 지지하는 지지강구(25a)는, 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들이 교차 가공홀(110)에 의해 환형 압박력이 증가되면 보강 스프링(25b)을 압축하면서 분할 가이드슬롯(23a, 24a)을 따라 탄력적으로 후퇴하면서, 외팔보 형태의 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들의 탄력적인 환형 지지를 도모한다.

이와 반대로, 상기 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들이 교차 가공홀(110)에 의해 환형 압박력이 감소하면 분할 가이드슬롯(23a, 24a)을 따라 탄력적으로 전진하여서, 외팔보 형태의 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들의 탄력적인 환형 지지상태를 형성한다.

따라서, 상기 한 쌍의 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)은 보강 스프링(25b)에 의해 탄지된 지지강구(25a)에 의해 설정된 강도로 탄성 지지되고, 결과적으로 외팔보 형태의 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)이 절입되는 교차 가공홀(110)과의 간섭에 의해 내외측으로 과도하게 굽힘하여 절입력이 약화되거나, 영구 변형에 의해 탄성 지지력이 약화 또는 상쇄되는 현상없이 교차 가공홀(110)에 안정되게 절입되지 못하는 현상이 예방된다.

즉, 상기 보강 스프링(25b)에 지지된 지지강구(25a)는 상기 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)은 외접하여 절입되는 교차 가공홀(110)과의 간섭에 의해 분할 가이드슬롯(23a, 24a)을 따라 진퇴하면서 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들의 내벽을 탄력적으로 환형 지지하여서, 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)의 탄성 지지력을 보강하는 긴요한 구성요소이다.

특히, 본 실시예에서는 도 2와 도 3 및 도 4b에서 보는 바와 같이 상기 절입강도 조절구(25)를 구성하는 보강 스프링(25b)에 상기 보강 스프링(25b) 자체의 탄성 지지강도를 조절하는 압축 조절부시(26)를 배치하여, 상기 압축 조절부시(26)에 의해 지지강구(25a)를 탄성 지지하는 코일형 압축 스프링(25b)의 탄성 압축강도가 조절되도록 한다.

본 실시예에 따르면, 상기 압축 조절부시(26)는 외경에, 코일형의 보강 스프링(25b)을 나선 구조로 견착하는 나선 압축레일(26a)이 형성된 전면에는 취구홈(26b)이 형성된 봉체로 구성된다.

이때, 나산 압축레일(26a)의 간격은 도 4b와 같이 보강 스프링(25b)의 권취간격 보다 상대적으로 넓거나 좁도록 구성되어, 상기 권취되는 보강 스프링(25b)의 권취량에 따라 보강 스프링(25b) 자체의 길이는 신축되어서 보강 스프링(25b)의 탄성 압축강도가 조절되도록 한다.

따라서, 상기 압축 조절부시(26)는 상기 취구홈(26b)을 통해 정역으로 회전하면 보강 스프링(25b)를 구성하는 코일 사이의 압축률을 조절하여서, 보강 스프링(25b) 자체의 압축강도를 조절한다.

그리하여, 상기 디버링툴(20)을 구성하는 분지형 탄성 블레이드편(23, 24)들은 자체 탄성력과, 내측에 형성된 절입강도 조절구(25)를 통해 제공되는 환형 지지력에 의해 교차 가공홀(110)의 내경에 설정된 압력으로 절입되는 것이 가능하다.

특히 압축 조절부시(26)에 의해 요하는 절입 압력의 조절이 가능하므로, 다양한 직경, 및 재질을 갖는 절삭 가공물(100)의 교차 가공홀(110)에 설정된 압력으로 절입되어 디버링의 수행이 가능하고, 디버링툴에 형성된 절삭 블레이드부의 손상이 예방되는 특이성을 갖는다.

1. 디버링툴 조립체
10. 플로팅 툴홀더 11. 바디
11a. 진퇴로 11b. 스핀들 고정단
12. 중공 가이드캡 13. 제 1 압축 스프링
14. 제 2 압축 스프링
20. 디버링툴 21. 진퇴 가이드부
21a. 단차 22. 절삭 블레이드부
22a. 절개홈 22b. 절삭날
23, 24. 분지형 탄성 블레이드편 23a, 24a. 분할 가이드슬롯
23b, 24b. 빗면 그루브 25. 절입 강도 조절구
25a. 지지강구 25b. 보강 스프링
26. 압축 조절부시 26a. 나선 압축레일
26b. 취구홈
100. 절삭 가공물 110. 교차 가공홀
S. 스핀들

Claims

스핀들에 고정되어 회전하는 플로팅 툴홀더와, 상기 플로팅 툴홀더에 장착되어 절삭 가공물의 교차 가공홀 내에 길이방향으로 진퇴 및 회전하여 교차 가공홀에 형성된 버를 제거하는 디버링툴을 포함하여 구성되고,
상기 디버링툴은, 선단부에 절삭 블레이드부가 형성된 봉체로 구성되고,
상기 절삭 블레이드부는 길이방향으로 절개된 절개홈에 의해 상하 절개하여 형성되어 후미는 진퇴 가이드부의 선단과 일체 형성된 고정단을 형성하고 선단부는 자유단을 형성한 외팔보 형태로 구성된 복수의 분지형 탄성 블레이드편을 포함하고,
적어도 상기 분지형 탄성 블레이드편들 중 어느 하나의 분지형 탄성 블레이드편의 외벽에는 절삭날이 돌출하여 형성되고,
상기 분지형 탄성 블레이드편들 사이에 배치되어, 분지형 탄성 블레이드편들 사이를 탄력적으로 환형 지지하여 교차 가공홀에 절입되는 분지형 탄성 블레이드편들의 절입압력을 조절하는 절입 강도조절구를 더 포함하고,
상기 절입강도 조절구는 분지형 탄성 블레이드편들의 내벽에 각각 길이방향으로 분할하여 형성된 분할 가이드슬롯과; 상기 분지형 탄성 블레이드편들에 형성된 분할 가이드슬롯들 사이에 진퇴구조로 배치되는 지지강구와; 상기 분할 가이드슬롯들 사이에 진퇴구조로 배치된 지지강구를 전방으로 탄지하는 보강 스프링을 포함하며,
상기 분할 가이드슬롯의 전방에는 상기 지지강구를 빗면구조로 지지하여 견착하는 빗면 그루브가 형성되어, 상기 보강 스프링에 의해 전방으로 탄지된 지지강구가 전방으로 이탈하는 현상이 방지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 디버링툴 조립체.
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제 1항에 있어서, 상기 진퇴 가이드부의 후단부에는 진퇴 가이드부가 일체로 형성되고,
상기 플로팅 툴홀더는 디버링툴에 형성된 진퇴 가이드부를 진퇴구조로 삽입되는 진퇴로가 길이방향으로 형성되고, 후미에 스핀들에 고정되는 스핀들 고정단이 형성된 바디와;
상기 진퇴로에 삽입되는 디버링툴의 진퇴 가이드부를 관통되게 조립하며, 진퇴로가 형성된 바디의 입구부에 설치되는 중공 가이드캡과;
상기 진퇴로의 내벽과 진퇴 가이드부의 후미 사이에 단차구조로 지지되어, 디버링툴을 전방으로 탄성 가압하는 제 1 압축 스프링; 및
중공 가이드캡의 배면과 진퇴 가이드부 사이에 단차구조로 지지되어, 상기 제 1 압축 스프링에 의해 전방으로 탄성 가압된 디버링툴을 후방으로 탄성 가압하는 제 2 압축 스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디버링툴 조립체.
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