KR102478275B1 - 에프알피 중공코어 외경 가공장치 및 가공방법 - Google Patents

에프알피 중공코어 외경 가공장치 및 가공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 에프알피 중공코어 외경 가공장치 및 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에프알피 중공코어의 외경의 절삭과 면취를 동시에 진행할 수 있는 에프알피 중공코어 외경 가공장치 및 가공방법에 관한 것이다.
본 발명은 축방향으로 연장되도록 구성된 베드와; 상기 베드의 일측에 구비되며 회전축을 중심으로 하여 반경방향으로 확장되는 제1척이 형성된 주축대와; 상기 베드의 타측에 상기 주축대와 동심으로 형성된 회전축을 중심으로 반경방향으로 확장되는 제2척이 형성된 심압대와; 상기 베드를 따라 축방향으로 이동하는 공구대와; 상기 공구대의 선단에 조립설치되고 날이 외주면과 평행한 방향으로 형성된 외경 절삭공구와; 상기 공구대의 선단에 상기 외경절삭공구의 외측에 이격되며 날이 상기 외경절삭공구의 날을 기준으로 외측으로 경사지게 형성된 면취 절삭공구;를 포함하는 에프알피 중공코어 외경 가공장치 및 가공방법을 제공한다.

Description

에프알피 중공코어 외경 가공장치 및 가공방법{Pipe surface finishing apparatus and method for FRP hollow core}
본 발명은 에프알피 중공코어 외경 가공장치 및 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에프알피 중공코어의 외경의 절삭과 면취를 동시에 진행할 수 있는 에프알피 중공코어 외경 가공장치 및 가공방법에 관한 것이다.
일반적으로 시트형태의 제품을 제조하기 위해서는 시트를 권취하기 위하여 내부에 중공이 형성된 관체 형상의 중공코어가 필요하다.
여기서 중공코어에 시트를 권취할 경우 중공코어의 형상에 따라 시트가 제위치에 권취되지 못하고 가장자리로 밀려나기 때문에 중공코어의 진직도 및 표면거칠기가 매우 중요하다.
최근 탄소중립을 실현하기 위하여 전기자동차의 수요가 늘고 있으며 이에 비례하여 배터리의 수요가 늘고 있다. 이 배터리를 생산하기 위해서는 다양한 필름이 필요하며 이러한 필름을 권취하기 위한 중공코어가 필요하다. 특히 배터리 생산공정에서는 내식성이 우수한 재질이 필요함에 따라 에프알피(FRP; Fiber Reinforced Plastic) 중공코어의 수요가 급증하고 있다.
하지만 에프알피 중공코어는 생산공정의 어려움으로 인해 표면의 규격이나 거칠기를 제어하기 매우 어렵다.
따라서 이러한 에프알피 중공코어의 외경을 정밀하게 가공하기 위한 중공코어 외경 가공장치가 필요하다.
일반적인 관체 형상의 중공코어 외경을 가공할 수 있는 관부재 외주면 가공장치는 국내 등록특허 제1784684호(이하, 선행기술문헌 1이라 함)에 개시되어 있다.
도 1은 종래의 선행기술문헌 1에 개시된 관부재 외주면 가공장치를 나타내는 도면이다.
상기 선행기술문헌 1에 개시된 종래의 관부재 외주면 가공장치는 측방향으로 연장되도록 구성된 본체(A)와, 상기 본체(A)의 일측에 구비되며 상기 관부재(1)의 일단을 고정하여 회전시킬 수 있도록 된 척(B)과, 상기 본체(A)의 타측에 상기 척(B)쪽으로 위치조절가능하게 구비되며 상기 관부재(1)의 타단에 결합되어 상기 척(B)에 의해 회전되는 관부재(1)의 타단을 지지하는 지지대(C)와, 상기 본체(A)에 구비되며 상기 척(B)과 지지대(C)에 고정된 상태로 회전되는 관부재(1)의 후측 둘레면에 밀착되어 관부재(1)의 외주면을 가공하도록 공구가 장착된 가공유닛(D)으로 구성된다.
하지만 상기 종래의 관부재 외주면 가공장치는 가공물이 에프알피와 같은 엔지니어링 플라스틱으로 이루어진 경우 점착성에 의해서 가공유닛(D)의 바이트가 가공물의 엣지부에 접촉했을 때 엣지부에 일부가 떨어져 나가는 치핑 등이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 치핑의 발생을 방지하기 위하여 엣지부의 단면을 가공하는 별도의 면취가 필요한 번거로움이 있다.
1. 국내등록특허 제1784684호(2021. 08. 31 등록)
따라서 본 발명은 상기와 같은 번거로움을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 에프알피와 같은 엔지니어링 플라스틱의 중공코어를 가공할 때 엣지부의 단면을 미려하도록 하는 별도의 면취할 필요 없이 절삭과 동시에 면취가 가능하도록 된 에프알피 중공코어 외경 가공장치 및 가공방법를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 일측면에 의하면 축방향으로 연장되도록 구성된 베드와; 상기 베드의 일측에 구비되며 회전축을 중심으로 하여 반경방향으로 확장되는 제1척이 형성된 주축대와; 상기 베드의 타측에 상기 주축대와 동심으로 형성된 회전축을 중심으로 반경방향으로 확장되는 제2척이 형성된 심압대와; 상기 베드를 따라 축방향으로 이동하는 공구대와; 상기 공구대의 선단에 조립설치되고 날이 외주면과 평행한 방향으로 형성된 외경 절삭공구와; 상기 공구대의 선단에 상기 외경절삭공구의 외측에 이격되며 날이 상기 외경절삭공구의 날을 기준으로 외측으로 경사지게 형성된 면취 절삭공구;를 포함하는 에프알피 중공코어 외경 가공장치를 제공한다.
여기서 상기 면취 절삭공구는 상기 외경 절삭공구를 기준으로 양측으로 복수개가 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 다른 측면에 의하면 베드를 따라 이동하는 공구대의 이동경로에 경사지게 날이 형성된 제1면취 절삭공구를 이용하여 에프알피 중공코어의 일측면을 면취하는 일측 면취단계; 상기 일측 면취단계에서 일측면이 면취된 에프알피 중공코어를 상기 공구대의 이동경로와 평행하게 날이 형성된 외경 절삭공구를 이용하여 상기 에프알피 중공코어의 외경을 절삭하는 외경 절삭단계; 상기 외경 절삭단계에서 외경이 절삭된 에프알피 중공코어의 타측면을 상기 제1면취 절삭공구와 대응되는 방향으로 날이 형성된 제2면취 절삭공구를 이용하여 면취하는 타측 면취단계;를 포함하는 에프알피 중공코어 외경 가공방법을 제공한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 에프알피 중공코어 가공장치 및 가공방법은 하나의 공구대에 외경 절삭공구와 면취 절삭공구가 모두 형성되므로 외경 절삭과 단부의 면취를 위해 여러번 공구대를 이동할 필요가 없으므로 단번에 절삭이 완료되므로 작업이 매우 간결하다.
아울러 본 발명에 따른 에프알피 중공코어 가공장치 및 가공방법은 외경 절삭공구를 기준으로 양측으로 면취 절삭공구가 복수개가 형성되어 일측면과 타측면 모두 동일한 수준의 면취 수준을 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 선행기술문헌 1에 개시된 관부재 외주면 가공장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에프알피 중공코어 가공장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에프알피 중공코어 가공장치의 공구대에 외경 절삭공구와 면취절삭공구가 형성된 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에프알피 중공코어 가공방법을 나타내는 플로우챠트이다.
이하, 본 발명에 따른 에프알피 중공코어 가공장치 및 가공방법의 일실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에프알피 중공코어 가공장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에프알피 중공코어 가공장치의 공구대에 외경 절삭공구와 면취절삭공구가 형성된 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 에프알피 중공코어 가공장치는 축방향으로 연장되도록 구성된 베드(10)와, 상기 베드(10)의 일측에 구비되며 회전축(22)을 중심으로 하여 반경방향으로 확장되는 제1척(24)이 형성된 주축대(20)와, 상기 베드(10)의 타측에 상기 주축대(20)와 동심으로 형성된 회전축(32)을 중심으로 반경방향으로 확장되는 제2척(34)이 형성된 심압대(30)와, 상기 베드(10)를 따라 축방향으로 이동하는 공구대(40)와; 상기 공구대(40)의 선단에 조립 설치되고 날(52)이 외주면과 평행한 방향으로 형성된 외경 절삭공구(50) 및 상기 공구대(40)의 선단에 상기 외경 절삭공구(50)의 외측에 이격되며 날(62)이 상기 외경 절삭공구(50)의 날(52)을 기준으로 외측으로 경사지게 형성된 면취 절삭공구(60)를 포함한다.
상기 베드(10)는 지면 또는 바닥에 고정 설치되고 축방향으로 연장되며 일측에는 주축대(20)가 설치되고 타측에는 심압대(30)가 설치된다. 아울러 상기 공구대(40)가 상기 베드(10)와 평행하게 이동하면서 에프알피 중공코어(100)의 외경을 가공하게 된다.
본 실시예에서 구체적으로 도시하지는 않았지만 주축대(20)의 회전축(22)과 심압대(30)의 회전축(32)을 회전시키기 위한 모터 및 이를 제어하는 제어부에 대해서는 당업자에게 자명한 기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 주축대(20)는 상기 베드(10)의 일측에 구비되며 회전축(22)을 중심으로 하여 반경방향으로 확장되는 제1척(24)이 형성된다. 여기서 상기 제1척(24)은 반경방향으로 확장되어 상기 면취 절삭공구(60)에 의해 에프알피 중공코어(100) 단부 가공시 간섭을 받지 않도록 구비된다.
상기 심압대(30)는 상기 베드(10)의 타측에 상기 주축대(20)와 동심으로 형성된 회전축(32)을 중심으로 반경방향으로 확장되는 제2척(34)이 형성된다. 여기서 상기 제2척(34) 또한 반경방향으로 확장되어 상기 면취 절삭공구(60)에 의해 에프알피 중공코어(100) 단부 가공시 간섭을 받지 않도록 구비된다. 여기서 상기 제1척(24)과 제2척(34)은 에프알피 중공코어(100)를 고정한 후 회전축(22, 32)이 회전하더라도 그 진동에 의해서 동심원에서 이탈하지 않도록 구비되어야 한다.
여기서 상기 제1척(24)과 제2척(34)은 바디부(24a, 34a)와 상기 바디부(24a, 34a)의 선단에 반경방향으로 확장되는 확장부(24b, 34b)로 이루어진다. 따라서 에프알피 중공코어(100)의 단부는 상기 제1척(24)과 제2척(34)은 바디부(24a, 34a)와 접촉되지 않으므로 상기 면취 절삭공구(60)가 이동시 간섭을 받지 않게 된다.
상기 공구대(40)는 상기 베드(10)를 따라 축방향으로 이동하도록 구비된다. 여기서 상기 공구대(40)가 이동하는 경로상에 베드(10)가 직선이동할 수 있도록 구비된 리드 스크류 등은 당업자에게 잘 알려진 기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다. 아울러 공구대(40)는 회전축(22, 32) 중심방향으로 승강하면서 회전하는 에프알피 중공코어(100)의 외경을 가공할 수 있도록 구비된다.
상기 외경 절삭공구(50)는 상기 공구대(40)의 선단에 조립 설치되고 날(52)이 외주면과 평행한 방향으로 형성되어 있다. 따라서 상기 에프알피 중공코어(100)가 회전할 경우 공구대(40)가 이동하면서 상기 외경 절삭공구(50)의 날(52)이 외경을 절삭함으로 외경의 가공이 이루어지게 된다. 여기서 상기 외경 절삭공구(50)는 필요시 황삭 및 정삭을 하기 위해서 서로 날의 깊이 가 다른 복수개로 구비될 수 있음은 물론이다. 여기서 복수의 외경 절삭공구(50)의 날 중 선행하는 외경 절삭공구(50)의 날(52)보다 후행하는 외경 절삭공구(50)의 날(52)이 더 깊이 위치하는 것은 물론이다.
상기 면취 절삭공구(60)는 상기 공구대(40)의 선단에 상기 외경 절삭공구(50)의 외측에 이격되며 날(62)이 상기 외경 절삭공구(50)의 날(52)을 기준으로 외측으로 경사지게 형성된다. 본 실시예에서 상기 면취 절삭공구(60)는 공구대(40)가 진행하는 방향으로 하향경사지게 날(62b)이 형성된 제1면취 절삭공구(60b)와, 공구대(40)가 진행하는 방향의 반대편으로 하향경사지게 날(62a)이 형성된 제2면취 절삭공구(62b)로 이루어진다. 여기서 상기 각 면취 절삭공구(60a, 60b) 날(62a, 62b)의 경사도는 상기 외경 절삭공구(50)의 날(52)과 10°내지 40°인것이 바람직하다.
여기서 상기 면취 절삭공구(60a, 60b)의 날(62a, 62b)이 상기 외경절삭공구(50)의 날(52)과 10°미만일 경우에는 날(62a, 62b)의 깨지는 경우가 발생할 수 있고, 상기 면취 절삭공구(60a, 60b)의 날(62a, 62b)이 상기 외경절삭 공구(50)의 날(52)과 40°초과일 경우 절삭이 잘 이루어지지 않고 열이 발생하는 문제점이 있다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 에프알피 중공코어 외경 가공방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에프알피 중공코어 가공방법을 나타내는 플로우챠트이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 에프알피 중공코어 가공방법은 베드(10)를 따라 이동하는 공구대(40)의 이동경로에 경사지게 날(62b)이 형성된 제1면취 절삭공구(60b)를 이용하여 에프알피 중공코어(10)의 일측면을 면취하는 일측 면취단계(S10)와, 상기 일측 면취단계(S10)에서 일측면이 면취된 에프알피 중공코어(100)를 상기 공구대(40)의 이동경로와 평행하게 날(52)이 형성된 외경 절삭공구(50)를 이용하여 상기 에프알피 중공코어(100)의 외경을 절삭하는 외경 절삭단계(S20) 및 상기 외경 절삭단계(S20)에서 외경이 절삭된 에프알피 중공코어(100)의 타측면을 상기 제1면취 절삭공구(60b)와 대응되는 방향으로 날(62b이 형성된 제2면취 절삭공구(60a)를 이용하여 면취하는 타측 면취단계(S30)을 포함한다.
상기 일측 면취단계(S10)는 상기 베드(10)를 따라 이동하는 공구대(40)의 이동경로에 경사지게 날(62b)이 형성된 제1면취 절삭공구(60b)를 이용하여 에프알피 중공코어(100)의 일측면을 면취한다. 상기 일측 면취단계(S10)에서 상기 에프알피 중공코어(100)가 회전할 때 상기 제1면취 절삭공구(60b)가 축중심방향으로 이동하면서 에프알피 중공코어(100)의 일측면을 절삭하여 에프알피 중공코어(100)의 일측면이 미려하게 가공된다.
상기 외경 절삭단계(S20)은 상기 일측 면취단계(S10)에서 일측면이 면취된 에프알피 증공코어(100)를 상기 공구대(40)의 이동경로와 평행하게 날(52)이 형성된 외경 절삭공구(50)를 이용하여 상기 에프알피 중공코어(100)의 외경을 절삭하는 단계이다. 여기서 상기 외경 절삭단계(S20)는 상기 에프알피 중공코어(100)가 회전할 때 상기 공구대(40)가 상기 베드(10)의 축방향으로 따라 이동하면서 상기 에프알피 중공코어(100)의 외경을 절삭하게 된다. 상기 외경 절삭단계(S20)에서 상기 외경 절삭공구(50)가 복수개 형성될 경우 각각의 외경 절삭공구(50)가 순차적으로 황삭 및 정삭이 이루어진다.
상기 타측 면취 단계(S30)는 상기 외경 절삭단계(S20)에서 외경이 절삭된 에프알피 중공코어(100)의 타측면을 상기 제1면취 절삭공구(60b와 대응되는 방향으로 날(62b)이 형성된 제2면취 절삭공구(60b)를 이용하여 면취하는 단계이다.
상기 타측 면취단계(S30)에서 상기 에프알피 중공코어(100)가 회전할 때 상기 제2면취 절삭공구(60b)가 축중심방향으로 이동하면서 에프알피 중공코어(100)의 타측면을 절삭하여 에프알피 중공코어(100)의 일측면이 미려하게 가공된다.
10 : 베드
20 : 주축대
30 : 심압대
40 : 공구대
50 : 외경절삭 공구
60 : 면취절삭 공구
100 : 에프알피 중공코어
S10 : 일측 면취단계
S20 : 외경 절삭단계
S30 : 타측 면취단계

Claims (3)

  1. 축방향으로 연장되도록 구성된 베드와;
    상기 베드의 일측에 구비되며 회전축을 중심으로 하여 반경방향으로 확장되는 제1척이 형성된 주축대와;
    상기 베드의 타측에 상기 주축대와 동심으로 형성된 회전축을 중심으로 반경방향으로 확장되는 제2척이 형성된 심압대와;
    상기 베드를 따라 축방향으로 이동하는 공구대와;
    상기 공구대의 선단에 조립설치되고 날이 외주면과 평행한 방향으로 형성된 외경 절삭공구와;
    상기 공구대의 선단에 상기 외경절삭공구의 외측에 이격되며 날이 상기 외경절삭공구의 날을 기준으로 외측으로 경사지게 형성된 면취 절삭공구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에프알피 중공코어 외경 가공장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 면취 절삭공구는 상기 외경 절삭공구를 기준으로 양측으로 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 에프알피 중공코어 외경 가공장치.
  3. 베드를 따라 이동하는 공구대의 이동경로에 경사지게 날이 형성된 제1면취 절삭공구를 이용하여 에프알피 중공코어의 일측면을 면취하는 일측 면취단계;
    상기 일측 면취단계에서 일측면이 면취된 에프알피 중공코어를 상기 공구대의 이동경로와 평행하게 날이 형성된 외경 절삭공구를 이용하여 상기 에프알피 중공코어의 외경을 절삭하는 외경 절삭단계;
    상기 외경 절삭단계에서 외경이 절삭된 에프알피 중공코어의 타측면을 상기 제1면취 절삭공구와 대응되는 방향으로 날이 형성된 제2면취 절삭공구를 이용하여 면취하는 타측 면취단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에프알피 중공코어 외경 가공방법.
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