KR102527007B1

KR102527007B1 - 드릴링 툴 및 드릴링 툴을 동작시키는 방법

Info

Publication number: KR102527007B1
Application number: KR1020180071959A
Authority: KR
Inventors: 크라프트 스테판; 뒬레인 안드레아스
Original assignee: 파쓰 스탄츠테흐니크 아게
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2023-04-27
Also published as: CN109108324A; EP3417970A1; KR20190000321A; US20180369933A1; DE102017210463A1; EP3417970B1; CN109108324B; US10940543B2

Abstract

펀치 디바이스(1), 특히 터릿 펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴(6)은 하우징(16), 그 내부에 수용되는 드릴링 수단(23)을 가지는 하우징(16)에 배치된 툴 생크(17) 및 펀치 디바이스(1)와 상호작용하기 위해 툴 샤프트(17) 상에 배치된 툴 헤드(18)를 포함한다. 드릴링 툴(6)의 툴 헤드(18)는 외부 드라이브로부터 툴 헤드(23)로 툴 세로 축(20)에 관한 회전 운동을 전달하도록 구성된 램 연결 부분(26)을 가진다.

Description

드릴링 툴 및 드릴링 툴을 동작시키는 방법{DRILLING TOOL AND METHOD OF OPERATING A DRILLING TOOL}

독일 특허 출원번호 DE 10 2017 210 563.5의 내용은 본원에 인용에 의해 포함된다.

본 발명은 펀치 디바이스(punch device), 특히 터릿 펀치 디바이스(turret punch device)를 위한 드릴링 툴(drilling tool)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 펀치 디바이스, 특히 터릿 펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴을 동작시키는 방법에 관한 것이다.

이러한 타입의 드릴링 툴은 예를 들어, EP 2 311 592 B1으로부터 알려진다. 스레드 탭핑(thread tapping)을 위한 방법 및 디바이스는 DE 103 93 603 B4로부터 알려지고, 디바이스는 탭에 비-회전적으로 연결되고 웜 휠(worm wheel)에 의한 회전을 위해 구동가능한 회전 슬리브(rotating sleeve)를 포함한다. DE 10 2014 215 951은 능동 탭(active tap)을 구동하기 위한 탭 구동 디바이스(tap drive device)를 포함하는 펀치 디바이스를 위한 멀티-툴(multi-tool)을 개시한다.

본 발명의 목적은 펀치 디바이스, 특히 베이스 스테이션(base station)을 사용하는 가능성을 확대하는 것이다.

이 목적은 펀치 디바이스, 특히 터릿 펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴에 의한 본 발명에 따라 달성되고, 여기서 드릴링 툴은 하우징(housing), 그 내부에 수용된 드릴링 수단을 가지는 하우징에 배치된 툴 생크(tool shank), 및 펀치 디바이스와 상호작용하기 위해 툴 생크 상에 배치되는 툴 헤드(tool head)를 포함하고, 여기서 툴 헤드는 외부 드라이브(drive)로부터 툴 헤드로의 툴 세로 축에 관한 회전 운동을 전달하기 위해 램 연결 부분(ram engagement portion)을 가지고, 여기서 툴 헤드는 램 연결 부분을 통해 배타적으로 구동되도록 구성된다.

본 발명에 따르면, 펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴은 회전 운동이 램 연결 부분을 통해 외부 드라이브로부터 툴 헤드로 전달되고, 드릴링 툴이 램 연결 부분을 통해 배타적으로 외부 드라이브에 의해 구동되도록 구성되는 경우에 펀치 디바이스의 머신 터릿의 베이스 스테이션 및 인덱싱 스테이션(indexing station) 상에 유연하게 동작될 수 있음이 발견되었다. 드릴링 툴은 따라서 펀치 디바이스의 머신 터릿의 베이스 스테이션 상에 동작될 수 있다. 베이스 스테이션은 대개 툴 드라이브로서 구성되는 드라이브 컴포넌트를 가지지 않는다. 이것은 회전 운동을 전달하기 위해, 툴 드라이브를 통해 펀치 디바이스의 외부 드라이브와 연결되는, 베이스 스테이션과 인덱싱 스테이션 사이의 차이이다. 드릴링 툴은 또한 인덱싱 스테이션 상에 동작될 수 있다. 펀치 디바이스의, 램 연결 부분을 통한 드릴링 툴 상에 작동하는 램은 펀치 디바이스의 모든 종래 실시예에서의 회전을 위해 구동된다. 회전을 위해 구동되는 램은 머시닝 툴이 멀티-툴 삽입, 특히 멀티-툴 터릿으로부터 선택되게 허용한다. 펀치 디바이스의 베이스 스테이션 상의 드릴링 툴을 동작시키는 것은 램의 회전 드라이브를 사용함으로써 가능해진다. 램은 대개 펀칭 프로세스를 위해 및/또는 인덱싱 스테이션의 머시닝 툴을 선택하도록 사용된다. 이 프로세스에서, 드릴링 툴은 램을 통해 배타적으로 동작된다. 머신 터릿의 베이스 스테이션 상의 드릴링 툴을 동작시키는 가능성은 펀치 디바이스의 유연성 및 효율성이 강화되게 허용한다. 드릴링 툴을 구동하기 위해, 특히 툴 드라이브로서 구성되는 추가적인 드라이브 컴포넌트가 요구되지 않는다.

툴 생크에 수용된 드릴링 수단은 원통형 리세스(recess)를 생성하기 위한 드릴, 특히 트위스트 드릴(twist drill)로서, 또는 탭, 특히 짧은 머신 탭으로서, 또는 탭 세트의 스테이지(stage) 또는 리머(reamer)로서 구성될 수 있다. 용어 탭은 스레드 커터(thread cutter) 및 스레드 포머(thread former)를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

램 연결 부분은 램과의 분리가능한 연결을 보장하도록 구성될 수 있다. 램 연결 부분을 통해 램으로부터 툴 헤드로의 회전 운동의 전달은 포지티브(positive) 또는 비-포지티브 연결을 통해 이루어질 수 있다.

드릴링 툴은 윤활 디바이스(lubricating device)를 포함할 수 있다. 윤활 디바이스는 드릴링 툴 및/또는 드릴링 수단의 이동가능 부분이 윤활유 및/또는 냉각제를 공급받게 허용한다. 특히, 윤활유 또는 냉각제를 가이드하기 위해 윤활 디바이스는 툴 생크 상에, 특히 툴 생크의 내부 원주 표면 상에 특히 축방향으로 배향되는 생크 그루브(shank groove)로서 구성될 수 있다.

하우징은 머신 터릿에 엄격하게 연결될 수 있다. 툴 생크는 비-회전가능 방식으로 하우징에 실장될 수 있고 및/또는 툴 세로 축의 방향으로의 변위(displacement)를 위해 실장될 수 있는 생크 슬리브(shank sleeve)를 제공받을 수 있다. 툴 헤드는 생크 슬리브에 대한 툴 세로 축에 관한 회전을 위해 실장될 수 있다. 드릴링 수단은 생크 슬리브에 배치될 수 있다. 드릴링 수단은 생크 슬리브에 대한 회전 및/또는 축 변위를 위해 실장될 수 있다. 하우징과 생크 슬리브 사이 및/또는 생크 슬리브와 드릴링 수단 사이의 선형 베어링(linear bearing), 특히 볼 베어링(ball bearing) 또는 슬라이딩 베어링(sliding bearing)을 배치하는 것이 가능하다. 툴 헤드와 생크 슬리브 사이 및/또는 생크 슬리브와 드릴링 수단 사이의, 특히 볼 베어링 또는 슬라이딩 베어링으로서 구성되는 축 베어링 또는 방사 베어링을 배치하는 것이 가능하다.

툴 생크는 단일-부분 설계를 가질 수 있다. 툴 생크는 회전 및 축 운동을 방지하도록 툴 헤드 및 드릴링 수단에 연결될 수 있다. 툴 헤드는 툴 생크와 하나의 피스로 형성될 수 있다. 이것은 드릴링 수단의 특히 경제적인 생산을 허용한다.

회전가능한 머신 터릿을 포함하는 터릿 펀치 디바이스 상에 드릴링 툴을 동작시키기 위한 대안으로서, 드릴링 툴은 또한 선형으로 변위가능한 또는 고정인 툴 홀더(tool holder)를 포함하는 펀치 디바이스, 특히 벨트 펀치 디바이스 또는 코일 펀치 디바이스 상에 또는 임의의 다른 펀치 디바이스 상에 동작될 수 있다. 특히, 드릴링 툴은 머신 테이블 또는 단일-사용자 작업 스테이션(work station) 상에 배치될 수 있다.

툴 생크를 통해, 토크-입증(torque-proof) 방식으로 드릴링 수단에 연결되도록 구성되는 드릴링 툴은 램으로부터 드릴링 수단으로의 회전 운동의 효과적인 전달을 보장한다. 툴 헤드는 토크-입증 방식으로 툴 생크의 생크 슬리브를 통해 드릴링 수단에 연결되어, 회전 운동이 툴 헤드로부터 드릴링 수단으로 전달되게 허용한다. 툴 헤드와 드릴링 수단 사이의 연결은 견고할 수 있어서, 램의 회전 운동이 간단한 방식으로 툴 헤드로부터 드릴링 수단에 전달되게 허용한다.

축 리프팅 운동(axial lifting movement)을 전달하기 위해 제공되는 램 연결 부분이 외부 드라이브에 의해 형성되도록 구성되는 드릴링 툴은 펀치 디바이스의 드릴링 툴로의 리프팅 운동의 효율적이고 견고한 전달을 보장한다. 램 연결 부분은 램 추력면(thrust face)을 제공받을 수 있다. 램 추력면을 통해, 램은 램의 툴 헤드로의 리프팅 운동을 전달하기 위해 램 연결 부분과 상호작용한다. 램 추력면은 평면일 수 있다. 램 추력면은 또한 원뿔 모양이거나 구 모양일 수 있어서, 개선된 센터링(centering)이 달성되게 허용한다. 툴 헤드의 재료는 램 연결 부분의 구역에서 경화될 수 있다.

램 연결 부분이 회전 운동을 전달하기 위해 프런트-엔드(front-end) 및/또는 원주 프로파일 섹션을 가지도록 구성된 드릴링 툴은 램으로부터 툴 헤드로의 회전 운동의 견고하고 효율적인 전달을 보장한다. 회전 운동의 전달을 허용하는 램과 툴 헤드 사이의 연결은 포지티브 및/또는 비-포지티브 연결일 수 있다. 램 연결 부분의 프런트-엔드 프로파일 섹션은 프런트-엔드 투쓰 섹션(front-end toothed section)으로서 구성될 수 있다. 램 연결 부분의 원주 프로파일링 섹션은 병렬 키 연결 또는 스플라인 샤프트(splined shaft) 또는 폴리곤 샤프트(polygon shaft) 또는 세레이션(serration)으로서 구성될 수 있다. 램 연결 부분의 기하학은 포지티브 방식으로 회전 운동을 전달하기 위해 램의 기하학에 반대로 구성될 수 있다.

툴 생크가 툴 헤드의 회전 운동을 드릴링 수단의 조합된 회전 및 리프팅 운동으로 변환하기 위해 전달 엘리먼트를 포함하도록 구성된 드릴링 툴은 워크피스(workpiece)의 정밀한 머시닝을 보장한다. 툴 헤드의 회전 운동이 드릴링 수단의 조합된 회전 및 리프팅 운동으로 전달됨에 따라, 회전 및 리프팅 운동이 정밀하게 동기화될 수 있어서, 예를 들어, 스레드가 워크피스로 특히 정밀하게 커팅되게 허용한다. 전달 엘리먼트는 기어, 특히 리드스크류(leadscrew) 및 리드스크류 너트(leadscrew nut)를 가지는, 특히 스핀들-타입 리프팅 기어(spindle-type lifting gear)로서, 또는 볼 스크류 드라이브(ball screw drive) 또는 사다리꼴 스크류 드라이브(trapezoidal screw drive)로서 구성될 수 있다. 워크피스에 스레드를 형성하기 위해 펀치 디바이스로부터 드릴링 툴로의 리프팅 운동의 전달이 생략될 수 있다. 바람직하게는, 툴 헤드는 전달 엘리먼트를 통해, 토크-입증 방식으로 드릴링 수단에 연결된다.

윤활 디바이스는 리드스크류 너트에서 유체 덕트로서 구성될 수 있다. 유체 덕트는 특히 툴 헤드의 방향으로 형성된 개구로 축방향으로 배향되는 컴포넌트, 및/또는 특히 드릴링 수단을 향해 지시되는 개구와 비스듬하게 배향되는 컴포넌트를 포함할 수 있다.

전달 엘리먼트는 또한 툴 헤드의 속도로부터 드릴링 수단의 속도를 디커플링(decouple)하도록 구성될 수 있다. 드릴링 수단의 속도는 따라서 툴 헤드의 속도보다 더 낮거나 더 높을 수 있다. 그 유용한 결과는 드릴링 수단의 속도가 머시닝 동안 램의 이용가능한 구동 속도로부터 디커플링되는 것이다.

드릴링 수단을 수용하기 위해 툴 생크가 삽입 슬리브를 가지도록 구성된 드릴링 툴은 드릴링 수단이 특히 간단한 방식으로 드릴링 툴에 고정되게 허용한다. 삽입 슬리브는 툴 생크에서의 회전을 위해 실장될 수 있다. 삽입 슬리브는 토크-입증 방식으로 툴 헤드에 연결된다. 드릴링 툴은 드릴링 수단의 회전 및 축 운동이 방지되도록 삽입 슬리브에 고정된다. 드릴링 수단을 삽입 슬리브에 고정하기 위해, 삽입 슬리브에는 하나 또는 복수의 자석(magnet) 또는 스프링-부하 스러스트 패드(spring-loaded thrust pad)가 제공될 수 있다. 회전 운동을 전달하기 위해, 드릴링 수단과 삽입 슬리브 사이에 포지티브 연결이 제공될 수 있다.

펀치 디바이스, 특히 터릿 펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴을 동작시키는 방법에서, 방법은 본 발명에 따른 드릴링 툴을 제공하는 단계, 드릴링 수단이 머시닝되는 워크피스와 맞물리지 않는 초기의 포지션으로 드릴링 툴을 이동시키는 단계, 외부 드라이브에 의해 램 연결 부분을 통해 툴 세로 축에 관하여 툴 헤드를 회전시키는 단계, 워크피스를 머시닝하기 위해 워크피스의 방향으로 툴 세로 축을 따라 드릴링 수단이 회전되고 변위되게 하는 단계, 툴 세로 축에 관하여, 램 연결 부분을 통해, 툴 헤드를 회전시키는 단계, 드릴링 수단이 더 이상 워크피스와 맞물리게 하지 않을 때까지 드릴링 수단이 툴 세로 축을 따라 워크피스로부터 회전되고 멀리 이동되게 하고, 드릴링 수단이 펀치 디바이스에 의해 워크피스를 통해 이동되는 단계를 포함한다. 드릴링 수단은 펀치 디바이스의 외부 드라이브를 통한 회전을 위해 구동되고, 외부 드라이브는 툴 헤드의 램 연결 부분을 통해 드릴링 툴에 연결된다. 예를 들어, 램 연결 부분을 통해 전달된 램의 리프팅 운동에 의해 드릴링 툴 및 드릴링 수단에 리프팅 운동이 전달될 수 있다. 펀치 디바이스의 제어 시스템은 램의 리프팅 운동이 회전 운동과 동기화되게 허용한다. 스레드가 커팅되게 하기 위해, 특히 미리 결정된 피치를 형성하도록, 리프팅 운동을 위한 대응하는 사양을 회전 운동의 함수로서 구현하는 것이 가능해진다. 리프팅 및 회전 운동의 조합된 제어 동작은 리밍(reamed)되는 드릴 홀(drill hole)을 위해 유용하고, 워크피스에 고품질 드릴 홀이 형성되게 허용한다. 일반적으로, 방법은 드릴링 툴이 펀치 디바이스의 머신 터릿의 베이스 스테이션 상에 사용되게 허용한다.

툴 헤드를 회전시키기 전에, 워크피스의 방향으로 드릴링 수단을 이동시키기 위해 외부 드라이브에 의해 워크피스의 방향으로, 램 연결 부분을 통해 툴 헤드를 변위시킴으로써 드릴링 툴이 초기 포지션 밖으로 이동되도록, 그리고 회전 후에, 워크피스로부터 툴 헤드를 앞뒤로 이동시킴으로써 드릴링 툴이 초기 포지션으로 되돌려 이동되도록 드릴링 툴을 동작시키는 방법은 스레드가 효율적이고 경제적인 방식으로 워크피스에 형성되게 허용한다. 툴 헤드에 전달된 리프팅 운동은 5 mm보다 더 작은, 특히 3 mm보다 더 작은, 특히 2 mm보다 더 작은, 특히 1 mm보다 더 작은, 툴 생크와 워크피스 사이의 갭이 생산되게 할 수 있다. 툴 헤드에 전달된 리프팅 운동에 의한 워크피스의 방향으로 드릴링 수단을 변위시키는 것은 워크피스의 방향으로의 드릴링 수단의 특히 급격한 진전을 보장한다.

드릴링 수단이 외부 드라이브에 의해 전달된 회전 운동에 의해 배타적으로 워크피스를 통해 이동되도록 드릴링 툴을 동작시키는 방법은 특히 워크피스의 정밀한 머시닝을 보장한다. 툴 헤드의 회전 운동은 전달 엘리먼트를 통해, 드릴링 수단에 전달되는 조합된 리프팅 및 회전 운동으로 변환될 수 있다. 전달 엘리먼트는 툴 헤드와 드릴링 수단 사이에 배치될 수 있다. 결과적으로, 드릴링 수단의 리프팅 및 회전 운동의 특히 정밀한 동기화가 달성될 수 있어, 예를 들어, 탭이 워크피스를 통해 특히 정밀하게 이동되게 허용한다.

드릴링 수단이 워크피스로부터 멀리 이동되는 동안, 워크피스의 방향으로 이동될 때 드릴링 수단의 회전 방향에 반전인 회전 방향으로 드릴링 수단이 회전되도록 드릴링 툴을 동작시키는 방법은 스레드가 워크피스에 효과적인 방식으로 형성되게 허용한다. 드릴링 수단, 특히 탭을 툴 헤드의 램 연결 부분을 통해 반전 방향으로 회전시킴으로써, 드릴링 수단이 워크피스로부터 용이하게 제거될 수 있다. 예를 들어, 탭은 램 연결 부분과 상호작용하는 외부 드라이브에 의해 조합된 리프팅 및 회전 운동에서 워크피스에 형성된 스레드 밖으로 상방으로 이동될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예는 이후에 도면의 도움으로 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 드릴링 툴을 포함하는 펀치 디바이스의 개략적 측면도를 도시한다.
도 2는 머신 터릿의 베이스 스테이션 상에 발명 드릴링 툴을 가지는 펀치 디바이스의 머신 터릿의 사시도를 도시한다.
도 3은 도 2에서의 섹션 라인 III-III을 따른 드릴링 툴의 단면도를 도시하고, 드릴링 툴은 툴 헤드로부터 분리되는 램과 초기 포지션에 도시된다.
도 4는 램이 툴 헤드와 맞물리고 툴 생크가 워크피스의 방향으로 전진된 전진 포지션에서의 드릴링 툴의 도 3과 유사한 단면도를 도시한다.
도 5는 툴 생크에 고정된 드릴링 수단이 워크피스를 관통하는 커팅 포지션에서의 드릴링 툴의, 도 3과 유사한 단면도를 도시한다.
도 6은 하우징이 생략되는 도 2에 따른 드릴링 툴의 분해도를 도시한다.
도 7은 드릴링 툴이 초기 포지션에 도시되는, 도 6에서의 섹션 라인 VII-VII을 따른 드릴링 툴의 단면도를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같은 펀치 디바이스(1)는 프레임 구조(2)를 포함하고, 그 프레임 상부 부분(3)은 램(5)을 가지는 작동 엘리먼트(4)를 운반한다. 램(5) 아래에, 드릴링 툴(6)이 배치된다. 펀치 디바이스(1)의 프레임 하부 부분(7)은 워크피스 카운터-홀더(counter-holder)(8)를 운반한다. 드릴링 툴(6)과 워크피스 카운터-홀더(8) 사이에, 워크피스(9)가 배치된다. 포지셔닝 드라이브(10)에 의해, 워크피스(9)는 펀치 디바이스(1)의 워크피스 홀더(11) 상에 포지셔닝될 수 있다. 드릴링 툴(6) 및 워크피스 카운터-홀더(8)는 펀치 및 다이로서 작동한다. 드릴링 툴(6) 및 워크피스 카운터-홀더(8)는 머신 터릿(12) 상에 배치된다. 머시닝 툴의 변경은 펀치 디바이스(1)를 통해 머신 터릿(12)을 작동함으로써 수행될 수 있다. 워크피스(9)는 시트 플레이트(sheet plate), 특히 금속 시트 플레이트일 수 있다.

고정된 드릴링 툴(6)을 가지는 머신 터릿(12)은 도 2에 더 상세하게 도시된다. 머신 터릿(12)은 머시닝 툴(13)을 수용하기 위해 베이스 스테이션(14) 및 인덱싱 스테이션(15)을 포함한다. 베이스 스테이션(14) 및 인덱싱 스테이션(15)은 원형 패턴으로 머신 터릿(12) 상에 배치된다. 인덱싱 스테이션(15)은 펀치 디바이스(1)의 툴 드라이브(도시되지 않음)에 의한 회전을 위해 구동가능하다. 인덱싱 스테이션(15) 사이에 배치되는 베이스 스테이션(14)은 이러한 툴 드라이브에 의해 구동되지 않는다. 인덱싱 스테이션(15)은 멀티-툴 삽입을 수용하기 위해 적합하다. 이러한 타입의 멀티-툴 삽입은 복수의 머시닝 툴(13)을 포함할 수 있다.

드릴링 툴(6)은 도 3 내지 5에서 더 상세하게 도시된다. 드릴링 툴(6)은 하우징(16), 툴 생크(17) 및 툴 헤드(18)를 포함한다.

툴 생크(17)는 생크 슬리브(19)를 포함한다. 생크 슬리브(19)는 툴 세로 축(20)의 방향으로의 변위를 위해 실장된다. 생크 슬리브(19)는 토크-입증 방식으로 하우징(16)에 연결된다. 생크 슬리브(19)는 특히 슬라이딩 베어링 또는 볼 베어링으로서 구성되는 선형 베어링에 의해 하우징(16)에 실장될 수 있다. 생크 슬리브(19)에는 생크 홀(20a)이 제공된다. 생크 홀에서, 스러스트 피스(thrust piece)(20b)가 삽입된다. 드릴링 툴(6)의 초기 포지션에서, 스러스트 피스(20b)는 툴 헤드(18)의 헤드 홀(20c)과 맞물린다. 드릴링 툴(6)의 초기 포지션에서, 스러스트 피스(20b)에 의해 정의되는 토크는 생크 슬리브(19)에 대해 툴 헤드(18)를 회전시키기 위해 극복되어야 한다.

툴 생크(17)는 드릴링 수단(23)을 수용하기 위해 전달 엘리먼트(21) 및 삽입 슬리브를 더 포함한다. 드릴링 수단(23)은 탭이다. 전달 엘리먼트(21) 및 삽입 슬리브(22)가 생크 슬리브(19) 내에 배치된다. 드릴링 수단(23)은 토크-입증 방식으로 삽입 슬리브(22) 및 전달 엘리먼트(21)와 연결된다. 드릴링 수단(23)은 축 방향으로 삽입 슬리브(22)에 견고하게 연결가능하다. 삽입 슬리브(22)는 생크 슬리브(19)에서의 회전을 위해, 방사 베어링을 통해 축방향으로 변위가능하고 실장된다.

툴 헤드(18)는 축 방향으로 생크 슬리브(19)에 견고하게 연결된다. 툴 헤드(18)와 생크 슬리브(19) 사이에서, 볼 베어링으로서 구성되는 축 베어링(25)이 배치되어, 툴 헤드(18)가 생크 슬리브(19)에 대해 회전되게 허용한다.

그 상부 측 상에, 툴 헤드(18)에는 램(5)에 의한 축 리프팅 및 회전 운동의 전달을 위한 램 연결 부분(26)이 제공된다. 램 연결 부분(26)은 램(5)을 수용하고 축방향력을 전달하기 위해 평면 램 추력면(thrust face)(27)을 포함한다. 램 연결 부분(26)은 램(5)의 툴 헤드(18)와의 비-회전 연결을 보장하기 위해 프런트-엔드 프로파일 섹션을 더 포함한다. 프런트-엔드 프로파일 섹션이 방사 그루브(radial groove)(28)로서 구성된다. 램(5)은 램 연결 부분(26)의 방사 그루브(28)와 맞물리도록 구성되는 방사 립(radial rib)(29)을 포함한다. 대안적으로, 램 연결 부분은 또한 특히 투스 섹션 또는 텅(tongue)/그루브 연결로서 구성된 원주 프로파일 섹션을 포함할 수 있다. 램(5)은 툴 세로 축(20)에 관한 공통 회전을 보장하기 위해 툴 헤드(18)에 포지티브로 연결된다. 램 연결 부분(26)은 램(25)이 축 방향으로 상방으로 램 연결 부분(26)으로부터 제거가능하도록 구성된다.

툴 헤드(18)는 연장 홀(elongate hole)로서 구성된 리세스(26a)를 포함한다. 리세스(26a)와 맞물리는 핀(26b)을 통해, 전달 엘리먼트(21)는 그 축방향 변위를 허용하면서 토크-입증 방식으로 툴 헤드(18)에 연결된다. 전달 엘리먼트(21)는 툴 헤드(18)와 삽입 슬리브(22) 사이에 배치되고 후자는 토크-입증 방식으로 연결된다. 전달 엘리먼트(21)는 특히 사다리꼴 스크루 드라이브 또는 볼 스크루 드라이브를 포함하는 리드스크루로서 구성된다. 전달 엘리먼트(21)는 외부 스레드를 가지는 스크루 엘리먼트(30)를 포함한다. 스크루 엘리먼트(30)의 외부 스레드는 토크-입증 방식으로 생크 슬리브(19)에 연결되는 리드스크루 너트(30a) 중 하나의 내부 스레드와 맞물린다. 스크루 엘리먼트(30)는 토크-입증 방식으로 삽입 슬리브(22)에 연결된다. 리드스크루 너트(30a)는 유체 덕트(30b)를 포함한다. 유체 덕트(30b)는 냉각 윤활유를 가이드하도록 구성된다. 유체 덕트(30b)를 통해, 냉각 윤활유가 생크 그루브(30c)로부터 드릴링 수단(23)에 리드스크루 너트(30a)를 통해 가이드된다.

드릴링 툴(6)은 도 6 및 도 7에 더 상세하게 도시된다. 생크 슬리브(19)와 리드스크루 너트(30a) 사이에, 리드스크루 핀(30d)이 배치된다. 리드스크루 핀(30d)은 리드스크루 너트(30a)와 생크 슬리브(19) 사이의 비-회전 연결을 허용한다. 리드스크루 핀(30d)을 수용하기 위해, 생크 슬리브(19)는 생크 핀 홀(30e)을 가지고, 리드스크루 너트(30a)는 너트 핀 홀(nut pin hole)(30f)을 가진다.

펀치 디바이스(1)를 위한 드릴링 툴(6)의 기능은 다음과 같다:

드릴링 툴(6)은 머신 터릿(12)을 작동시킴으로써 작동 엘리먼트(4)의 램(5) 아래에 배치된다. 포지셔닝 드라이브(10)에 의해, 워크피스(9)가 드릴링 툴(6)과 워크피스 카운터-홀더(8) 사이에 배치된다.

드릴링 툴(6)은 초기 포지션에 있고, 램(5)은 툴 헤드(18)와 맞물리지 않는다. 스크루 엘리먼트(30)는 헤드 포지션(31)에 있다. 드릴링 수단(23)이 툴 생크(17) 내에 배치되고 워크피스(9)와 맞물리지 않는다. 워크피스(9)는 드릴 홀(32)이 툴 세로 축(20)과 동축으로 정렬되도록 드릴링 툴(6) 아래에 포지셔닝된다.

도 4는 전진 포지션에서의 드릴링 툴(6)을 도시한다. 램 연결 부분(26) 상에 작동하는 램(5)은 축 방향으로 하방으로 변위되었고, 툴 생크(17)는 워크피스(9)의 방향으로 이동되었다. 생크 슬리브(19)는 워크피스(9)로부터 대략 1 mm에 포지셔닝되도록 워크피스(9)의 방향으로 전진된다. 드릴링 수단(23)은 툴 생크(17) 내에 배치되고 툴 생크(17)를 벗어나 돌출하지 않는다.

툴 헤드(18)는 램 연결 부분(26)을 통한 램(5)에 의한 회전을 위해 구동된다. 회전 운동은 툴 헤드(18)로부터 전달 엘리먼트(21)에 전달된다. 외부 스레드를 갖춘 스크루 엘리먼트(30)는 리드스크루 너트(30a)의 내부 스레드 내에서 회전하여, 외부 스레드가 축방향으로 하방으로 변위되게 한다. 램(5)의 회전은 전달 엘리먼트(21)에 연결되는 삽입 슬리브(22)가 스크루 엘리먼트(30) 및 리드스크루 너트(30a)에 의해 축방향으로 하방으로 회전되고 이동되게 한다. 삽입 슬리브(22)에 배치된 드릴링 수단(23)이 워크피스(9)의 드릴 홀(32)을 통해 이동된다. 이 프로세스에서, 탭으로서 구성되는 드릴링 수단(23)은 스레드(33)로 워크피스(9)를 커팅한다.

도 5는 커팅 포지션에서의 드릴링 툴(6)을 도시한다. 툴 생크(17)는 여전히 워크피스(9)로부터 대략 1 mm의 전진 포지션에 있다. 스크루 엘리먼트(30)는 헤드 포지션(31)에 대해 축방향으로 하방으로 변위되는 커팅 포지션(34)에 있다. 드릴링 수단(23)은 워크피스(9)를 완전히 관통한다.

드릴링 툴(6)을 초기 포지션으로 변위시키기 위해, 램(5)은 먼저 반대 방향으로 회전된다. 이는 스크루 엘리먼트(30)가 그 헤드 포지션(31)으로 되돌려 이동되게 하고, 따라서 드릴링 수단(23)이 워크피스(9)로부터 제거되게 한다. 드릴링 수단(23)이 워크피스(9)로부터 분리되자마자 드릴링 툴(6)의 전진 포지션에 도달하고 그 포지션은 전적으로 툴 생크(17) 내에 배치된다. 펀치 디바이스(1)에 의해, 램은 축방향으로 상방 이동되어, 툴 생크(17)가 또한 축 방향으로 상방 이동되게 한다. 축 방향으로의 램(5)의 추가적인 운동은 램(5)이 램 연결 부분(26)으로부터 디커플링되게 한다. 드릴링 툴(6)은 초기 포지션에 있다.

워크피스(9)를 추가 프로세싱하기 위해, 워크피스(9)는 다른 스레드(33)를 형성하기 위해 포지셔닝 드라이브(10)에 의해 드릴링 툴(6)에 대해 리포지셔닝(repositioned)될 수 있다. 대안적으로, 머시닝 툴(13)은 머신 터릿(12)을 작동시킴으로써 변경될 수 있다. 삽입되는 머시닝 툴(13)은 베이스 스테이션(14) 상에 또는 인덱싱 스테이션(15) 상에 배치될 수 있다. 삽입되는 머시닝 툴(13)은 다른 드릴링 툴(6) 또는 다른 머시닝 툴(13)일 수 있다.

대안적으로, 드릴링 수단(23)은 리머(reamer)로서 구성될 수 있다. 워크피스(9)에 형성된 드릴 홀(32)의 리밍은 2 단계로 수행될 수 있다. 제 1 단계에서, 드릴링 수단(23)은 램(5)에 의해 램 연결 부분(26)에 전달되는 조합된 리프팅 및 회전 운동에 의해 워크피스를 통해 이동되어, 드릴링 툴(6)이 초기 포지션으로부터 커팅 포지션 내로 직접 변위되게 된다. 제 2 단계에서, 드릴링 수단(23)은 워크피스(9) 밖으로 이동되고 램 연결 부분(26)을 통해 전달되는 조합된 리프팅 및 회전 운동에 의해 초기 포지션으로 되돌려 이동된다. 드릴링 수단(23)의 회전 운동의 회전 방향은 제 1 단계에서 드릴링 수단(23)의 회전 방향에 대응한다. 따라서 회전 방향을 반전시킬 필요가 없다.

Claims

펀치 디바이스(1)를 위한 드릴링 툴에 있어서,
- 하우징(16);
- 내부에 수용된 드릴링 수단(23)을 가지는 상기 하우징(16)에 배치된 툴 생크(17); 및
- 상기 펀치 디바이스(1)와 상호작용하도록 상기 툴 생크(17) 상에 배치된 툴 헤드(18)를 포함하고,
- 상기 툴 헤드(18)는 외부 드라이브로부터 상기 툴 헤드(18)로 툴 세로 축(20)에 관한 회전 운동을 전달하기 위해 램 연결 부분(26)을 가지고,
- 상기 드릴링 툴(6)은 상기 램 연결 부분(26)을 통해 배타적으로 구동되도록 구성되고,
상기 툴 생크(17)는 상기 툴 헤드(18)의 상기 회전 운동을 상기 드릴링 수단(23)의 조합된 회전 및 리프팅 운동으로 변환하기 위한 전달 엘리먼트(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴.
제1항에 있어서,
상기 펀치 디바이스(1)가 터릿 펀치 디바이스인 것을 특징으로 하는,
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴.
제1항에 있어서,
상기 툴 헤드(18)는 상기 툴 생크(17)를 통해, 토크-입증 방식으로 상기 드릴링 수단(23)에 연결되는 것을 특징으로 하는,
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴.
제1항에 있어서,
축 리프팅 운동을 전달하도록 구성되는 상기 램 연결 부분(26)은 외부 드라이브에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는,
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴.
제1항에 있어서,
상기 램 연결 부분(26)은 상기 회전 운동을 전달하기 위한 프런트-엔드 프로파일 섹션 및 원주 프로파일 섹션을 포함하는 그룹 중 적어도 하나를 가지는 것을 특징으로 하는,
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴.
제1항에 있어서,
상기 전달 엘리먼트(21)는 스핀들-타입 리프팅 기어의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는,
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴.
제1항에 있어서,
상기 툴 생크(17)는 상기 드릴링 수단(23)을 수용하기 위해 삽입 슬리브(22)를 가지는 것을 특징으로 하는,
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴.
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴을 동작시키는 방법에 있어서,
- 제1항에 따른 드릴링 툴(6)을 제공하는 단계;
- 상기 드릴링 수단(23)이 머시닝되는 워크피스(9)와 맞물리지 않는 초기 포지션 내로 상기 드릴링 툴(6)을 이동시키는 단계;
- 상기 외부 드라이브에 의해 상기 램 연결 부분(26)을 통해 상기 툴 세로 축(20)에 관하여 상기 툴 헤드(18)를 회전시킴으로써, 상기 워크피스(9)를 머시닝하기 위해 상기 드릴링 수단(23)이 상기 워크피스(9)의 방향으로 상기 툴 세로 축(20)을 따라 회전되게 및 변위되게 하는 단계;
- 상기 툴 세로 축(20)에 관하여 상기 램 연결 부분(26)을 통해 상기 툴 헤드(18)를 회전시킴으로써, 상기 드릴링 수단(23)이 더 이상 상기 워크피스(9)와 맞물리지 않을 때까지 상기 툴 세로 축(20)을 따라 상기 워크피스(9)로부터 상기 드릴링 수단(23)이 회전되게 및 멀리 이동되게 하는 단계를 포함하는,
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴을 동작시키는 방법.
제8항에 있어서,
상기 툴 헤드(18)를 회전시키기 전에, 상기 드릴링 수단(23)을 상기 워크피스(9)의 방향으로 이동시키기 위해 외부 드라이브에 의해 상기 워크피스(9)의 방향으로, 상기 램 연결 부분(26)을 통해, 상기 툴 헤드(18)를 변위시킴으로써 상기 드릴링 툴(6)이 초기 포지션 밖으로 이동되고, 회전 후에, 상기 툴 헤드(18)를 상기 워크피스(9)로부터 되돌려 그리고 멀리 이동시킴으로써 초기 포지션으로 되돌려 이동되는 것을 특징으로 하는,
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴을 동작시키는 방법.
제8항에 있어서,
상기 드릴링 수단(23)은 외부 드라이브에 의해 전달되는 회전 운동에 의해 배타적으로 워크피스(9)를 통해 이동되는 것을 특징으로 하는,
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴을 동작시키는 방법.
제8항에 있어서,
상기 드릴링 수단(23)은 상기 워크피스(9)로부터 멀리 이동되는 한편, 상기 드릴링 수단(23)은 상기 워크피스(9)의 방향으로 이동될 때 상기 드릴링 수단(23)과 반전인 회전 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는,
펀치 디바이스를 위한 드릴링 툴을 동작시키는 방법.