KR102609277B1

KR102609277B1 - Mct 레이저 가공장치

Info

Publication number: KR102609277B1
Application number: KR1020220138180A
Authority: KR
Inventors: 신동윤; 김동진; 주성민
Original assignee: 주식회사 아스트
Priority date: 2022-10-25
Filing date: 2022-10-25
Publication date: 2023-12-04

Abstract

본 발명은 MCT 레이저 가공장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 가공툴의 과열 및 절삭칩이 가공툴에 접착되는 것을 방지하여 가공툴의 손상을 예방할 수 있는 MCT 레이저 가공장치에 대한 것이다.
본 발명에 따른 MCT 레이저 가공장치는 가공툴과, 레이저수단과, 냉각수단과, 차단수단을 포함한다. 상기 가공툴은 상기 가공물을 가공한다. 상기 레이저수단은 상기 가공툴로 가공되는 가공물의 표면으로 레이저를 조사하여 상기 가공물의 표면을 예열한다. 상기 냉각수단은 상기 가공물을 가공하는 가공툴을 냉각시키기 위한 냉각가스를 상기 가공툴을 향해 분사한다. 상기 차단수단은 상기 레이저수단의 조사에 의하여 상기 가공물에서 상기 가공툴로 반사되는 반사열을 차단시키기 위하여 상기 가공툴의 하단에 장착된다.
본 발명에 의하면, 가공툴을 향해 냉각가스를 분사하는 냉각수단과, 가공물에서 가공툴로 반사되는 반사열을 차단시키는 차단수단을 구비한다. 이 경우, 레이저의 조사에 의한 열이 가공툴로 반사되거나 전도되더라도 냉각가스를 분사하여 가공툴을 냉각시키고, 가공툴로 반사되는 반사열 중 일부를 차단하여 가공툴의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 그래서 열로 인한 가공툴의 손상을 방지할 수 있으므로 공구의 수명을 연장할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 차단수단은 냉각수단에서 냉각가스의 일부를 공급받을 수 있게 냉각수단에 결합되고, 차단수단의 차단판은 하면에 냉각가스를 분사시키는 칩제거공이 형성된다. 이 경우, 칩제거공에서 가공물의 외측방향으로 냉각가스가 분사되므로, 가공물이 가공될 때 발생되는 절삭칩은 가공물의 외측방향으로 배출되어 가공툴에 부착되지 않게 된다. 그래서 절삭칩이 가공툴에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

Description

MCT 레이저 가공장치{MCT laser processing apparatus}

본 발명은 MCT 레이저 가공장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 가공툴의 과열 및 절삭칩이 가공툴에 접착되는 것을 방지하여 가공툴의 손상을 예방할 수 있는 MCT 레이저 가공장치에 대한 것이다.

티타늄 또는 티타늄 합금은 절삭 가공이 용이하지 않아 난삭재로 분류된다.

종래의 경우, 티타늄과 같은 난삭재를 절삭할 경우, 절삭장치에서 대상이 되는 가공물에 레이저를 조사하여 온도를 올린 후 가공하였다. 이 경우, 가공물의 온도를 올려 절삭성을 향상시킬 수는 있으나, 가공물에 조사된 레이저의 열이 가공툴로 반사되거나 전도되면서 가공툴 자체의 온도가 증가되어 가공 정밀도와 공구 수명이 저하되는 문제가 있었다. 또한, 가공툴에 축척된 열로 인하여 가공물이 가공될 때 발생되는 절삭칩이 가공툴에 달라붙게 되어 버가 발생하는 문제가 있었다.

등록특허 제10-1184311호 (등록일 2012.09.13) 등록특허 제10-1366961호 (등록일 2014.02.18)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 가공툴의 과열 및 절삭칩이 가공툴에 접착되는 것을 방지하여 가공툴의 손상을 예방할 수 있는 MCT 레이저 가공장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 MCT 레이저 가공장치는 가공툴과, 레이저수단과, 냉각수단과, 차단수단을 포함한다. 상기 가공툴은 상기 가공물을 가공한다. 상기 레이저수단은 상기 가공툴로 가공되는 가공물의 표면으로 레이저를 조사하여 상기 가공물의 표면을 예열한다. 상기 냉각수단은 상기 가공물을 가공하는 가공툴을 냉각시키기 위한 냉각가스를 상기 가공툴을 향해 분사한다. 상기 차단수단은 상기 레이저수단의 조사에 의하여 상기 가공물에서 상기 가공툴로 반사되는 반사열을 차단시키기 위하여 상기 가공툴의 하단에 장착된다.

또한, 상기의 MCT 레이저 가공장치에 있어서, 상기 차단수단은 상기 가공툴의 하단이 삽입될 수 있도록 일측이 개방되어 상기 가공물에서 반사되는 반사열을 차단하는 차단판을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 MCT 레이저 가공장치에 있어서, 상기 냉각수단은 상기 차단수단의 상부에서 상기 가공툴의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 상기 가공툴을 향해 상기 냉각가스를 분사하는 복수의 분사공을 구비하여 상기 가공툴에 상기 냉각가스를 분사하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 MCT 레이저 가공장치에 있어서, 상기 차단수단은 상기 냉각수단에서 상기 냉각가스의 일부를 공급받을 수 있게 상기 냉각수단에 결합되는 것이 바람직하고, 상기 차단판은 복수의 분사홀과 복수의 칩제거공이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 복수의 분사홀은 상기 가공툴에 상기 냉각가스를 분사시킬 수 잇게 상기 가공툴을 감싸는 둘레에 상기 가공툴의 원주방향을 따라 일정간격 이격된다. 상기 복수의 칩제거공은 상기 가공물이 가공될 때 발생되는 칩이 상기 가공툴에 부착되지 않게 불어내도록 하부면에 상기 냉각가스를 분사시킨다.

또한, 상기의 MCT 레이저 가공장치에 있어서, 상기 냉각수단에 상기 냉각가스를 공급하며, 상기 차단판의 위치를 조절할 수 있도록 일단이 상기 냉각수단에 결합되는 자바라형 위치조절수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 가공툴을 향해 냉각가스를 분사하는 냉각수단과, 가공물에서 가공툴로 반사되는 반사열을 차단시키는 차단수단을 구비한다. 이 경우, 레이저의 조사에 의한 열이 가공툴로 반사되거나 전도되더라도 냉각가스를 분사하여 가공툴을 냉각시키고, 가공툴로 반사되는 반사열 중 일부를 차단하여 가공툴의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 그래서 열로 인한 가공툴의 손상을 방지할 수 있으므로 공구의 수명을 연장할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 차단수단은 냉각수단에서 냉각가스의 일부를 공급받을 수 있게 냉각수단에 결합되고, 차단수단의 차단판은 하면에 냉각가스를 분사시키는 칩제거공이 형성된다. 이 경우, 칩제거공에서 가공물의 외측방향으로 냉각가스가 분사되므로, 가공물이 가공될 때 발생되는 절삭칩은 가공물의 외측방향으로 배출되어 가공툴에 부착되지 않게 된다. 그래서 절삭칩이 가공툴에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 MCT 레이저 가공장치의 일 실시예의 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 가공툴과 냉각수단 및 차단수단의 확대도이고,
도 3은 도 2에 도시된 실시예를 아래에서 위로 올려다 본 확대도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 MCT 레이저 가공장치의 일 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 MCT 레이저 가공장치는 가공툴(10)과, 레이저수단(20)과, 냉각수단(30)과, 차단수단(40)과, 위치조절수단(50)을 포함한다.

가공툴(10)은 티타늄 또는 티타늄 합금 재질의 가공물(1)을 가공하기 위한 것으로, 가공장치인 정밀가공머신(MCT)에 장착된다.

레이저수단(20)은 가공물(1)의 표면으로 레이저를 조사하여 가공물(1)의 표면을 예열하는 역할을 한다. 여기서 레이저수단(20)은 가공물(1)의 가공부위를 정확히 레이저를 조사할 수 있도록 레이저 조사 위치가 조절될 수 있게 구성된다.

냉각수단(30)은 가공툴(10)에 냉각가스를 분사하는 역할을 한다. 이를 위하여 냉각수단(30)은 냉각가스를 공급받으며, 공급된 냉각가스를 분사할 수 있게 일측에 분사공(31)이 형성된다.

분사공(31)은 가공툴(10)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 냉각수단(30)의 일측에 복수 개가 형성되며, 냉각가스가 공급되면 가공툴(10)을 향해 냉각가스를 분사한다. 가공물(1)의 가공시, 가공물(1)에 조사된 레이저의 열이 가공툴(10)로 반사되거나 전도되면, 가공툴(10)의 온도는 상승하게 된다. 본 실시예의 경우, 분사공(31)은 가공툴(10)의 길이방향을 따라 복수 개가 형성되어 가공툴(10)을 향해 냉각가스를 분사하므로 가통툴(10)을 냉각시켜 가공툴(10)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.

차단수단(40)은 레이저수단(20)의 조사에 의하여 가공물(1)에서 가공툴(10)로 반사되는 반사열을 차단시키는 역할을 한다. 이를 위하여 차단수단(40)은 차단판(41)을 구비하며, 냉각수단(30)에서 냉각가스의 일부를 공급받을 수 있게 냉각수단(30)과 연통되어 냉각수단(30)의 하부에 결합된다.

차단판(41)은 가공물(1)을 예열하기 위하여 가공물(10)로 조사되는 레이저가 가공물(10)에서 가공툴(10)로 반사되는 반사열을 차단하는 역할을 한다. 이를 위하여 차단판(41)은 가공툴(10)의 하단(10a)이 삽입될 수 있도록 일측이 개방되어, 가공툴(10)의 둘레를 감쌀 수 있게 형성된다. 이때, 차단판(41)은 분사홀(42)과 칩제거공(44)이 형성된다. 본 실시예의 경우, 차단판(41)은 가공툴(10)의 하단(10a)의 둘레를 감싸도록 형성되므로 가공물(1)을 예열하기 위하여 레이저수단(20)에서 조사되는 레이저의 열이 가공물(1)에서 가공툴(10)로 반사되는 것을 일부 차단시킬 수 있다. 그래서 가공물(1)에서 가공툴(10)로 반사되는 반사열 중 일부를 차단할 수 있으므로 가공툴(10)에 축척되는 반사열을 감소시킬 수 있다.

분사홀(42)은 가공툴(10)을 향해 냉각가스를 분사하는 역할을 한다. 이를 위하여 분사홀(42)은 가공툴(10)을 감싸는 둘레에 가공툴(10)의 원주방향을 따라 일정간격 이격되어 복수 개가 형성된다. 가공물(1)의 가공시, 가공툴(10)의 하단(10a)은 가공물(1)과 직접적으로 접촉되므로 레이저의 열이 전도되어 상단보다 먼저 온도가 상승하게 된다. 본 실시예의 경우, 분사홀(42)은 도 3에 도시된 바와 같이 가공툴(10)의 하단(10a)을 감싸는 둘레(A)에 복수 개가 형성되어 가공툴(10)의 하단(10a)을 향해 냉각가스를 분사하므로 가공툴(10)을 냉각시켜 가공툴(10)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.

칩제거공(44)은 가공물(1)이 가공될 때 발생되는 절삭칩이 가공툴(10)에 부착되지 않게 불어내도록 가공물(1)을 향해 냉각가스를 분사하는 역할을 한다. 이를 위하여 칩제거공(44)은 차단판(41)의 하면에 복수 개가 형성된다. 이때, 칩제거공(44)은 가공물(1)의 외측방향으로 절삭칩이 배출되도록 외측방향을 향해 45°각도로 기울어지게 형성된다. 가공물(1)에 조사된 레이저의 열이 가공툴(10)로 반사되거나 전도되면 가공툴(10)의 온도가 상승하게되고, 가공툴(10)에 축척된 열로 인하여 가공물(1)이 가공될 때 발생되는 절삭칩은 가공툴(10)에 달라붙게 된다. 본 실시예의 경우, 칩제거공(44)은 가공툴(10)로 가공되는 가공물(1)의 외측방향으로 냉각가스를 분사하므로 가공시 가공물(1)에서 발생되는 절삭칩이 가공물(1)의 외측으로 배출되어 가공툴(10)에 부착되지 않게 된다. 그래서 가공툴(10)의 절삭칩이 부착되는 것을 방지할 수 있다.

위치조절수단(50)은 냉각수단(30)에 냉각가스를 공급하고, 차단판(41)의 위치를 조절하는 역할을 한다. 이를 위하여 위치조절수단(50)은 일단이 냉각수단(30)에 결합되며, 자유자재로 절곡될 수 있는 자바라 형상으로 구성된다. 이 경우, 가공툴(10)을 교체해야 할 경우, 가공툴(10)의 하단(10a)이 차단판(41)에서 제거되도록 위치조절수단(50)을 이용하여 차단판(41)의 위치를 변경할 수 있다. 그래서 가공툴(10)에 따라 차단판(41)의 위치를 조절할 수 있다.

본 실시예의 경우, 냉각수단(30)의 분사공(31)은 가공툴(10)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 복수 개가 형성되며, 차단판(41)의 분사홀(42)은 가공툴(10)의 하단(10a)을 감싸는 차단판(41)의 둘레(A)에 가공툴(10)의 원주방향을 따라 일정간격 이격되어 복수 개가 형성된다. 냉각수단(30)에 결합된 위치조절수단(50)을 통해 냉각가스가 공급되면, 가공툴(10)을 향해 분사공(31)과 분사홀(42)에서 냉각가스가 분사된다. 가공툴(10)로 냉각가스가 분사되면, 가공물(1)을 예열하기 위하여 레이저수단(20)에서 조사된 레이저의 열이 가공툴(10)로 전도되거나 반사되더라도 가공툴(10)을 냉각시켜 가공툴(10)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 그래서 열에 의한 가공툴(10)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예의 경우, 차단판(41)은 가공툴(10)의 하단(10a)이 삽입되도록 일측이 개방되어 가공물(1)에서 반사되는 반사열을 차단할 수 있게 가공툴(10)의 둘레를 감싸도록 형성되어 냉각수단(30)의 하부에 결합된다. 이 경우, 차단판(41)이 가공툴(10)의 하단(10a)의 둘레를 감싸도록 형성되므로 레이저의 열이 가공물(1)에서 가공툴(10)로 반사되는 것을 일부 차단시킬 수 있다. 그래서 가공물(1)에서 가공툴(10)로 반사되는 반사열 중 일부를 차단할 수 있으므로 가공툴(10)에 축척되는 반사열을 감소시킬 수 있다. 그래서 열에 의한 가공툴(10)의 손상을 방지하여 가공툴(10)의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 본 실시예의 경우, 칩제거공(44)은 차단판(41)의 하면에서 가공물(1)의 외측방향으로 기울어져 복수 개가 형성되어 가공물(1)의 외측방향을 향해 냉각가스를 분사한다. 이 경우, 가공툴(10)로 가공되는 가공물(1)의 외측방향으로 냉각가스를 분사하므로 가공시 가공물(1)에서 발생되는 절삭칩이 가공물(1)의 외측으로 배출되어 가공툴(10)에 부착되지 않게 된다. 그래서 가공툴(10)의 절삭칩이 부착되는 것을 방지할 수 있다.

1 : 가공물 10 : 가공툴
10a : 하단 20 : 레이저수단
30 : 냉각수단 31 : 분사공
40 : 차단수단 41 : 차단판
42 : 분사홀 44 : 칩제거공
50 : 위치조절수단

Claims

가공물을 가공하기 위한 가공툴과,
상기 가공툴로 가공되는 가공물의 표면으로 레이저를 조사하여 상기 가공물의 표면을 예열하는 레이저수단과,
상기 가공물을 가공하는 가공툴을 냉각시키기 위한 냉각가스를 상기 가공툴을 향해 분사하는 냉각수단과,
상기 레이저수단의 조사에 의하여 상기 가공물에서 상기 가공툴로 반사되는 반사열을 차단시키도록 상기 가공툴의 하단이 삽입될 수 있게 일측이 개방된 차단판을 구비하여 상기 가공툴의 하단에 장착되는 차단수단을 포함하며,
상기 차단수단은 상기 냉각수단에서 상기 냉각가스의 일부를 공급받을 수 있게 상기 냉각수단에 결합되고,
상기 차단판은 상기 가공툴에 상기 냉각가스를 분사시킬 수 있게 상기 가공툴을 감싸는 둘레에 상기 가공툴의 원주방향을 따라 일정간격 이격된 복수의 분사홀과, 상기 가공물이 가공될 때 발생되는 칩이 상기 가공툴에 부착되지 않게 불어내도록 하부면에 상기 냉각가스를 분사시키는 복수의 칩제거공이 형성되는 것을 특징으로 하는 MCT 레이저 가공장치.
제1항에 있어서, 상기 냉각수단은
상기 차단수단의 상부에서 상기 가공툴의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 상기 가공툴을 향해 상기 냉각가스를 분사하는 복수의 분사공을 구비하여 상기 가공툴에 상기 냉각가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 MCT 레이저 가공장치.
제2항에 있어서,
상기 냉각수단에 상가 냉각가스를 공급하며, 상기 차단판의 위치를 조절할 수 있도록 일단이 상기 냉각수단에 결합되는 자바라형 위치조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MCT 레이저 가공장치.
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