KR102657943B1 - dual channel inner spraying module of minimum quantity lubrication for cutting tool - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 비 중공 스핀들에 탈착가능하게 장착되어 내부 분사구조를 제공하는 듀얼 채널 내부분사모듈로서, 상단은 비 중공 스핀들에 결합되고, 하단에는 절삭툴(E)이 장착되어, 상기 스핀들의 회전에 의해 회전하는 툴 홀더(100); 상기 툴 홀더의 외주면에 베어링을 매개로 결합되어, 회전하는 툴 홀더를 지지하는 실린더(200); 및 하부는 상기 실린더의 외주면에 결합되어 실린더를 지지하고, 상부는 상기 스핀들의 외부하우징에 결합되고, 내부에는 절삭유가 공급되는 절삭유 공급채널과 에어가 공급되는 에어 공급채널을 구비하고 있는 유체공급채널부(300);을 포함한다.The present invention is a dual-channel internal injection module that is detachably mounted on a non-hollow spindle and provides an internal injection structure. The upper end is coupled to the non-hollow spindle, and the cutting tool (E) is mounted at the lower end to rotate the spindle. Tool holder 100 rotated by; A cylinder 200 coupled to the outer peripheral surface of the tool holder via a bearing and supporting the rotating tool holder; and a fluid supply channel, the lower part of which is coupled to the outer peripheral surface of the cylinder to support the cylinder, the upper part of which is coupled to the external housing of the spindle, and which has a cutting oil supply channel through which cutting oil is supplied and an air supply channel through which air is supplied. Includes unit 300;
Description
본 발명은 스핀들 장치에 중공부를 구비하지 않아서 내부분사가 불가능한 절삭공구인 비 중공축 절삭공구에 절삭유의 내부분사가 가능하도록 하는 모듈에 대한 것이며, 구체적으로는 기존 머시닝센타의 장비 등에서 중공축이 존재하지 않는 경우에, 전용 스핀들 교체 없이도, 기존 장비의 규격화된 ATC 스핀들 외부에 부착하여 MQL 방식을 적용할 수 있게 하는 모듈 장비에 대한 것이며, 또한 내부분사구조를 절삭유와 공기를 각각 별도의 채널로 공급하고 툴 홀더 내부에서 혼합되어 미스트로 되어 분사되도록 하는 장비에 관한 것이다.The present invention relates to a module that enables internal injection of cutting oil into non-hollow shaft cutting tools, which are cutting tools that do not have a hollow part in the spindle device, and thus internal injection is impossible. Specifically, hollow shafts exist in existing machining center equipment, etc. In cases where this is not possible, it is about module equipment that allows the MQL method to be applied by attaching it to the outside of the standardized ATC spindle of existing equipment without replacing the dedicated spindle. In addition, the internal injection structure supplies cutting oil and air through separate channels. This relates to equipment that mixes and sprays it into a mist inside the tool holder.
일반적으로, 선반, 밀링 등 공작기계에서 공작물을 가공함에 있어서는 가공 부위에 절삭유를 공급하면서 절삭가공을 하게 되는데, 이러한 이유는 윤활작용과 냉각작용, 마찰계수 감소, 칩 제거, 가공면처리 등을 하기 위한 것으로, 그 종류도 크게 석유(petroleum oil)와 수용성절삭유(soluble oil), 광물성유(mineral oil), 지방질유(fatty oil)로 나뉜다. 이와 같은 절삭유들은 공구의 회전속도에 따라 주입되는 절삭유를 다르게 사용하게 되는데, 위의 절삭유 중에서 고속절삭 시에는 비교적 점성이 낮은 수용성절삭유가 적합하게 사용되며, 저속절삭 시에는 점성이 높은 석유가 사용되고 있는 실정이다.Generally, when machining workpieces with machine tools such as lathes and milling, cutting is performed while supplying cutting oil to the machining area. This is due to lubrication and cooling, reduction of friction coefficient, chip removal, and processing of the machined surface. For this purpose, its types are largely divided into petroleum oil, soluble oil, mineral oil, and fatty oil. These cutting oils use different types of cutting oil depending on the rotational speed of the tool. Among the above cutting oils, water-soluble cutting oil with relatively low viscosity is appropriately used for high-speed cutting, while petroleum with high viscosity is used for low-speed cutting. This is the situation.
상기 절삭유를 액체상태로 분사시키는 경우 절삭유의 소모량이 너무 많아지고 각 부위에 고르게 절삭유가 도포되지 아니하게 되는데, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 절삭유를 무화시켜 분사하도록 구성되는 절삭유 안개분사장치(대한민국 등록실용신안 20-0349111호)가 제안된 바 있다.When the cutting oil is sprayed in liquid form, the consumption of cutting oil becomes too high and the cutting oil is not evenly applied to each part. To solve this problem, a cutting oil mist spray device (registered in Korea) is designed to spray the cutting oil by atomizing it. Utility Model No. 20-0349111) has been proposed.
또한, 기술이 고도화 되면서 정밀한 센서와 기계와 강성이 요구되면서 엔드밀의 윤활 등에 다량의 폐절삭유가 사용됨에 따라 환경문제와 비용문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 MQL(minimum quantity lubrication) 방식이 새롭게 고려되고 있는 실정이며, 시간당 수십리터를 사용하는 절삭유 고압분사 방식과 달리 MQL은 시간당 수백밀리리터로 비용의 절감과 함께 환경 측면에서도 유리한 방식이다. In addition, as technology becomes more advanced, precise sensors, machines, and rigidity are required, and large amounts of waste cutting oil are used for lubrication of end mills, resulting in environmental and cost problems. To solve this problem, the MQL (minimum quantity lubrication) method is being newly considered. Unlike the high-pressure injection method of cutting oil, which uses tens of liters of coolant per hour, MQL is a method that reduces costs at hundreds of milliliters per hour and is also advantageous in terms of the environment. .
이러한 방식으로 엔드밀의 팁 끝에 절삭유를 공급하여 윤활하되 외부에서 분사하는 방식과 내부에서 분사하는 방식이 있는데, 환경적 문제와 기구적 문제 및 비용적 측면을 고려하면 MQL 방식을 채택하고 공구 내부에서 절삭유를 분사하는 방식이 유리하다.In this way, cutting fluid is supplied to the tip end of the end mill to lubricate it. There are two methods: spraying it from the outside and spraying it from the inside. Considering environmental issues, mechanical problems, and cost aspects, the MQL method is adopted and the coolant is sprayed inside the tool. The spraying method is advantageous.
그런데, 종래의 머시닝센터 등에서 스핀들 내부에 중공축이 존재하지 않는 경우에는 절삭유를 툴홀더 내부로 공급할 수 없고, 따라서 내부 분사 방식을 적용할 수 없는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해서는 기존의 상용 장비에 MQL을 적용을 위한 전용의 수직 분사 스핀들로 장비 변경이 필수적이기 때문이며, 변경을 위한 고액의 설치 비용이 소요되는 문제가 있었고, 또한 기존의 스핀들을 적출해내고 새로 설치하는 과정에서 기계 정밀도의 하락과 같은 문제도 있었다.However, in a conventional machining center, etc., when there is no hollow shaft inside the spindle, there is a problem in that cutting oil cannot be supplied into the tool holder, and therefore the internal injection method cannot be applied. To solve this problem, it is essential to change the equipment to a dedicated vertical injection spindle for applying MQL to existing commercial equipment. There was a problem of high installation costs for change, and also the existing spindle had to be removed and replaced with a new one. There were also problems such as a decrease in machine precision during the installation process.
또한, 본 발명은 기존의 '비 중공축 스핀들' 장비에 적용가능한 듀얼 채널(Dual-Channel) MQL 방식의 내부분사장치를 제공함으로써, 전용 스핀들로 교체 없이도, 기존 장비의 규격화된 ATC(Automatic Tool Changer) 스핀들 외부에 본 발명에 따른 장치를 부착함으로 저렴하게 Thru-hole MQL을 적용할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention provides a dual-channel MQL type internal injection device applicable to existing 'non-hollow shaft spindle' equipment, so that it can be used as a standardized ATC (Automatic Tool Changer) of existing equipment without replacing it with a dedicated spindle. ) The purpose is to enable the application of Thru-hole MQL at low cost by attaching the device according to the present invention to the outside of the spindle.
본 발명은, 엔드밀 등의 절삭공구 팁 끝에 MQL방식으로 스핀들 내부의 채널을 통해 절삭유를 공급하면서 에어와 절삭유가 유입되는 채널을 달리한 듀얼채널 구조를 채택하여 정확한 지점에 절삭유를 분사하면서 채널 내부에 절삭유 오일에서 유래한 미스트가 고착되는 것을 방지하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention supplies cutting oil through a channel inside the spindle using the MQL method at the tip of a cutting tool such as an end mill, and adopts a dual-channel structure in which the channels through which air and cutting oil flow are different, spraying cutting oil at a precise point inside the channel. The purpose is to provide technology to prevent mist derived from cutting oil from sticking to.
본 발명은, 비 중공 스핀들에 탈착가능하게 장착되어 내부 분사구조를 제공하는 듀얼 채널 내부분사모듈로서, 상단은 비 중공 스핀들에 결합되고, 하단에는 절삭툴(E)이 장착되어, 상기 스핀들의 회전에 의해 회전하는 툴 홀더(100); 상기 툴 홀더의 외주면에 베어링을 매개로 결합되어, 회전하는 툴 홀더를 지지하는 실린더(200); 및 하부는 상기 실린더의 외주면에 결합되어 실린더를 지지하고, 상부는 상기 스핀들의 외부하우징에 결합되고, 내부에는 절삭유가 공급되는 절삭유 공급채널과 에어가 공급되는 에어 공급채널을 구비하고 있는 유체공급채널부(300);을 포함한다.The present invention is a dual-channel internal injection module that is detachably mounted on a non-hollow spindle and provides an internal injection structure. The upper end is coupled to the non-hollow spindle, and the cutting tool (E) is mounted at the lower end to rotate the spindle.
상기 유체공급채널부(300)에서, 절삭유가 공급되는 절삭유 공급채널과 에어가 공급되는 에어 공급채널은 각각 별도로 구비되어 있어서, 절삭유와 에어는 서로 독립적으로 공급된다.In the fluid
상기 툴 홀더의 외주면과 상기 실린더의 사이에는 이격공간(a)이 존재하고, 상기 이격공간에는 내외부를 밀폐하는 외측 실링부재가 구비된다. 그리고, 상기 이격공간(a)은, 상기 절삭유 공급채널에 의해 절삭유가 공급되는 절삭유 공간(a1)과, 상기 에어 공급채널에 의해 에어가 공급되는 에어 공간(a2)을 포함한다.A separation space (a) exists between the outer peripheral surface of the tool holder and the cylinder, and an outer sealing member is provided in the separation space to seal the inside and outside. And, the separation space (a) includes a cutting oil space (a1) to which cutting oil is supplied by the cutting oil supply channel, and an air space (a2) to which air is supplied by the air supply channel.
상기 이격공간(a)에서, 상기 절삭유 공간(a1)과 에어 공간(a2) 사이에는 내부 실링부재에 의해 서로 분리되어 있어서, 절삭유와 에어는 이격공간 내에서는 서로 혼합되지 않도록 한다.In the separation space (a), the cutting oil space (a1) and the air space (a2) are separated from each other by an internal sealing member, so that the cutting oil and air are not mixed with each other in the separation space.
상기 절삭유 공간(a1)과 상기 에어 공간(a2)은 각각 상기 툴 홀더 외주면을 감싸는 링 형상이어서 상하 방향으로 서로 이격되어 배치된다.The cutting oil space a1 and the air space a2 each have a ring shape surrounding the outer peripheral surface of the tool holder and are spaced apart from each other in the vertical direction.
상기 툴 홀더(100)는, 상기 절삭툴의 직상부에서 수직하게 형성되는 혼합공간(110); 상기 혼합공간(110)과 상기 절삭유 공간(a1)을 서로 연통하여, 혼합공간으로 절삭유를 공급하는 제1통로(120); 및 상기 혼합공간(110)과 상기 에어 공간(a2)을 서로 연통하여, 혼합공간으로 에어를 공급하는 제2통로(140);를 포함하고, 상기 혼합공간에서는 절삭유와 에어가 혼합되어 미스트화 된다.The
상기 제1통로는 링 형상의 절삭유 공간(a1)에서 상기 혼합공간을 향해서 반경방향으로 형성되되 서로 원주방향으로 이격된 복수 개의 통로이며, 상기 제2통로는 링 형상의 에어 공간(a2)에서 상기 혼합공간을 향해서 반경방향으로 형성되되 서로 원주방향으로 이격된 복수 개의 통로이다.The first passage is a plurality of passages formed radially in the ring-shaped cutting oil space (a1) toward the mixing space and spaced apart in the circumferential direction, and the second passage is formed in the ring-shaped air space (a2). It is a plurality of passages formed radially toward the mixing space and spaced apart from each other in the circumferential direction.
상기 혼합공간에서 형성된 미스트는 상기 절삭툴의 내부에 형성된 내부 흐름 통로를 따라 상기 절삭툴의 하단으로 공급되는 것이며, 툴 홀더의 하부에는 상기 절삭툴이 삽입되어 고정되는 결합부재가 배치된다.The mist formed in the mixing space is supplied to the bottom of the cutting tool along an internal flow passage formed inside the cutting tool, and a coupling member into which the cutting tool is inserted and fixed is disposed at the bottom of the tool holder.
본 발명은, 상기 구성에 의해서, MQL 방식 적용이 매우 어려웠던 '비 중공축 스핀들' 장비에도 내부분사과 가능하고, 또한 듀얼 채널(Dual-Channel) MQL 방식의 내부분사가 가능한 유리한 효과가 발생한다.The present invention has the advantageous effect of enabling internal injection in 'non-hollow shaft spindle' equipment, where application of the MQL method was very difficult, and also enabling internal injection in the dual-channel MQL method, due to the above configuration.
도 1은 절삭공구에 절삭유를 공급하는 채널 구조로서 싱글 채널 구조와 듀얼 채널 구조의 비교 모습이며,
도 2는 본 발명에 따른 비 중공축 절삭공구를 위한 듀얼채널 내부분사모듈의 사시도이며,
도 3은 도 2에 도시된 내부분사모듈의 종단면도이며,
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 비 중공축 절삭공구를 위한 듀얼채널 내부분사모듈의 구성 부품들이며,
도 7는 본 발명에 따른 비 중공축 절삭공구를 위한 듀얼채널 내부분사모듈에 장착되는 것으로 내부에 절삭 미스트 흐름 공간을 갖는 엔드밀의 하나의 예시이다.Figure 1 is a comparison between a single channel structure and a dual channel structure as a channel structure for supplying cutting oil to a cutting tool.
Figure 2 is a perspective view of a dual-channel internal injection module for a non-hollow shaft cutting tool according to the present invention;
Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view of the internal injection module shown in Figure 2;
4 to 6 show components of a dual-channel internal injection module for a non-hollow shaft cutting tool according to the present invention,
Figure 7 is an example of an end mill having a cutting mist flow space inside as mounted on a dual-channel internal injection module for a non-hollow shaft cutting tool according to the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. Additionally, the terms used are terms defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the overall content of this specification.
도 1은 절삭공구에 절삭유를 공급하는 채널 구조로서 싱글 채널 구조와 듀얼 채널 구조의 비교 모습이다. Figure 1 is a comparison between a single channel structure and a dual channel structure as a channel structure for supplying cutting oil to a cutting tool.
오일과 압축 공기는 절삭 공구를 통해 공작물/공구 영역으로 공급되기 전에 혼합되며, 오일과 압축 공기는 다른 채널로 전달되며 절삭 공구 홀더 앞에서 혼합된다. 그런데, 도 1의 위쪽에 도시된 싱글 채널(Single channel system)에서는 오일과 압축 공기는 기계 외부에서 혼합되어 미스트를 생성한다. 이 후 툴(tool)에 도달할 때까지 2m 만큼의 상당한 거리를 이동한다.The oil and compressed air are mixed before being supplied through the cutting tool to the workpiece/tool area. The oil and compressed air are then delivered through another channel and mixed in front of the cutting tool holder. However, in the single channel system shown at the top of FIG. 1, oil and compressed air are mixed outside the machine to generate mist. Afterwards, it moves a considerable distance of 2m until it reaches the tool.
도 1의 아래쪽에 도시된 듀얼 채널(Dual-channel system)을 보면, 오일과 압축 공기는 스핀들 중심에 있는 서로 다른 채널을 통해 이동한다. 오일과 압축 공기가 이동하는 서로 다른 채널(통로)는 색을 다르게 하여 구별되게 표시하였다. 이 후 툴홀더 후면에 있는 챔버에서 결합하여 미스트를 형성한다. 미스트는 툴 홀더와 툴 길이 만큼만 이동하여 약 0.2m의 비교적 짧은 거리를 이동한다.Looking at the dual-channel system shown at the bottom of Figure 1, oil and compressed air move through different channels in the center of the spindle. The different channels through which oil and compressed air move are marked with different colors. Afterwards, they combine in the chamber at the back of the tool holder to form mist. The mist moves only the length of the tool holder and tool, moving a relatively short distance of approximately 0.2 m.
싱글 채널의 경우, 미스트가 채널을 따라 긴 거리를 이동하는데, 이 과정에서 통로의 벽면에 점착되어 윤활효과는 떨어지게 된다. 따라서 툴홀더의 내부에 미스트를 생성하는 듀얼 채널이 유리하다.In the case of a single channel, the mist moves a long distance along the channel, and during this process, it adheres to the wall of the passage, reducing the lubrication effect. Therefore, a dual channel that generates mist inside the tool holder is advantageous.
본 발명은 이러한 듀얼 채널 절삭유 공급 구조를 제공하는 것이며, 특히 기존의 장비로서 스핀들(본 발명의 도 2의 S에 해당하는 부위) 내부에 중공부가 없는 '비 중공축' 절삭 장비에 대해서도 듀얼 채널 타입의 내부분사 구조를 갖도록 하는 효과를 제공하는 것이다. 본 발명은 기존 비 중공축 스핀들 절삭장비에 탈착 가능한 장치를 제공하게 된다. 이하 설명에서는 비 중공축 절삭장비에 MQL 내부분사구조 적용을 위한 본 발명의 장치를 간단히, '듀얼 채널 내부분사모듈'이라고 한다.The present invention provides such a dual-channel coolant supply structure, and in particular, a dual-channel type even for 'non-hollow shaft' cutting equipment that has no hollow part inside the spindle (corresponding to S in Figure 2 of the present invention) as existing equipment. This provides the effect of having an internal injection structure of. The present invention provides a device that can be attached and detached to existing non-hollow shaft spindle cutting equipment. In the following description, the device of the present invention for applying the MQL internal injection structure to non-hollow shaft cutting equipment is simply referred to as a 'dual channel internal injection module'.
도 2는 본 발명에 따른 비 중공축 절삭공구를 위한 듀얼채널 내부분사모듈의 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 내부분사모듈의 종단면도이며, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 비 중공축 절삭공구를 위한 듀얼채널 내부분사모듈의 구성 부품들이며, 도 7는 본 발명에 따른 비 중공축 절삭공구를 위한 듀얼채널 내부분사모듈에 장착되는 것으로 내부에 절삭 미스트 흐름 공간을 갖는 엔드밀의 하나의 예시이다.Figure 2 is a perspective view of a dual-channel internal injection module for a non-hollow shaft cutting tool according to the present invention, Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view of the internal injection module shown in Figure 2, and Figures 4 to 6 are ratio according to the present invention. These are the components of a dual-channel internal injection module for a hollow shaft cutting tool, and Figure 7 shows one of the end mills installed on the dual-channel internal injection module for a non-hollow shaft cutting tool according to the present invention and having a cutting mist flow space inside. This is an example.
본 발명은, 비 중공 스핀들에 탈착가능하게 장착되어 내부 분사구조를 제공하는 듀얼 채널 내부분사모듈에 대한 것이다. The present invention relates to a dual-channel internal injection module that is detachably mounted on a non-hollow spindle and provides an internal injection structure.
도 2 내지 도 3을 보면, 내부 중공이 없는 비 중공 스핀들에 본 발명의 내부분사모듈이 장착된 모습이다. 도면에서 S로 표시된 부분은 내부 중공의 절삭유 공급 통로가 없는 스핀들을 의미하며 그 아래쪽에는 툴 홀더가 장착되어 회전하는 부재이다. 상기 스핀들(S)의 내부 구성 중 툴 홀더가 장착되는 부분은 모터(미도시)에 의해 회전하는 부위이며 회전하는 부분의 외측에는 이를 감싸는 몸체부인데, 편의상 스핀들 하우징이라고 한다. 스핀들 및 스핀들 하우징은 종래 절삭장치 구성 그대로이며 일반적인 내용이므로 구체적인 설명은 생략한다. Looking at Figures 2 and 3, the internal injection module of the present invention is mounted on a non-hollow spindle without an internal hollow. The part marked S in the drawing refers to the spindle without an internal hollow cutting oil supply passage, and the tool holder is mounted below it to rotate. Among the internal components of the spindle (S), the part where the tool holder is mounted is a part that rotates by a motor (not shown), and the outside of the rotating part is a body part surrounding it, which is called a spindle housing for convenience. The spindle and spindle housing are the same as the conventional cutting device configuration and are general, so detailed description will be omitted.
본 발명의 듀얼채널 내부분사모듈(100,200,300)은 스핀들(S)의 외측 하우징에 장착되어 내부분사구조를 제공하게 된다. 본 발명의 듀얼채널 내부분사모듈(100,200,300)은 크게 보아 툴 홀더(100)와 실린더(200)와 유체공급채널부(300)로 이루어진다.The dual-channel internal injection module (100, 200, 300) of the present invention is mounted on the outer housing of the spindle (S) to provide an internal injection structure. The dual-channel internal injection module (100, 200, 300) of the present invention broadly consists of a tool holder (100), a cylinder (200), and a fluid supply channel portion (300).
상기 툴 홀더(100)의 상단은 비 중공 스핀들에 결합되고, 그 하단에는 절삭툴(E)이 장착되는 것으로, 상기 스핀들의 회전에 의해 회전하여 절삭툴을 회전하게 된다. 그리고, 실린더(200)는 상기 툴 홀더의 외주면에 베어링을 매개로 결합되어, 회전하는 툴 홀더를 지지하게 된다. 그리고, 유체공급채널부(300)는 내부 통로로 유체를 공급하면서 동시에 본 발명인 듀얼채널 내부분사모듈을 상기 스핀들 하우징에 결합하게 하는 부분이다. 유체공급채널부(300)의 하부는 상기 실린더의 외주면에 결합되어 실린더를 지지하고 있고, 그 상부는 상기 스핀들의 외부하우징에 결합된다. 그리고, 내부에는 절삭유가 공급되는 절삭유 공급채널(320)과 에어가 공급되는 에어 공급채널(340)이 형성되어 있다. 도면에서 E로 표시된 부분은 내부 중공을 가지는 절삭용 툴로서 내부 중공부를 가진 어떠한 형태의 툴도 적용 가능할 것이며, 도면에서는 이를 예시적으로 몇몇 형태를 도시하고 있다.The upper end of the
상기 유체공급채널부(300)에서, 절삭유가 공급되는 절삭유 공급채널(320)과 에어가 공급되는 에어 공급채널(340)은 각각 별도로 구비되어 있어서, 절삭유와 에어는 서로 독립적으로 공급되고 이하 설명할 툴 홀더 내부에서 그리고 절삭툴 상단에서 혼합되어 미스트를 이루는 것이 특징이다. 실린더(200)의 내외를 관통하여 절삭유가 공급되는 제1홀(320a)과 에어가 공급되는 제2홀(340a)가 형성되고, 각각은 상기 절삭유 공급채널(320) 및 에어 공급채널(340)에 연결된다.In the fluid
도 6에서는 상기 툴 홀더(100)의 외주면을 감싸면서 구비되는 각종 실링부재와 스냅링과 베어링 등의 구성이 개념적으로 도시되어 있다.In Figure 6, the configuration of various sealing members, snap rings, bearings, etc. provided while surrounding the outer peripheral surface of the
상기 툴 홀더의 외주면과 상기 실린더의 사이에는 이격공간(a)이 존재하고, 이 공간으로 절삭유와 에어가 공급된다. 다만, 이 공간에서는 절삭유와 에어가 혼합되지 않는데, 이것은 이격공간 내부에서 서로 공간이 구획되어 실링부재에 의해 서로 나뉘어져 있기 때문이다. 즉, 상기 이격공간(a)은, 상기 절삭유 공급채널에 의해 절삭유가 공급되는 절삭유 공간(a1)과, 상기 에어 공급채널에 의해 에어가 공급되는 에어 공간(a2)으로 이루어지되, 상기 이격공간(a)에서, 상기 절삭유 공간(a1)과 에어 공간(a2) 사이에는 내부 실링부재에 의해 서로 분리되어 있어서, 절삭유와 에어는 이격공간 내에서는 서로 혼합되지 않도록 한다. 그리고, 상기 이격공간 전체 내외부를 밀폐하는 외측 실링부재(미도시)가 구비됨은 당연하다. A separation space (a) exists between the outer peripheral surface of the tool holder and the cylinder, and cutting oil and air are supplied into this space. However, the cutting oil and air do not mix in this space, because the spaces are divided from each other within the space by a sealing member. That is, the separation space (a) consists of a cutting oil space (a1) to which cutting oil is supplied by the cutting oil supply channel, and an air space (a2) to which air is supplied by the air supply channel, and the separation space ( In a), the cutting oil space (a1) and the air space (a2) are separated from each other by an internal sealing member, so that the cutting oil and air are not mixed with each other within the space. In addition, it is natural that an outer sealing member (not shown) is provided to seal the entire inside and outside of the spaced space.
상기 절삭유 공간(a1)과 상기 에어 공간(a2)은 각각 상기 툴 홀더 외주면을 감싸는 링 형상이어서 상하 방향으로 서로 이격되어 배치된다.The cutting oil space a1 and the air space a2 each have a ring shape surrounding the outer peripheral surface of the tool holder and are spaced apart from each other in the vertical direction.
그리고, 상기 툴 홀더(100)는, 상기 절삭툴의 직상부에서 수직하게 형성되는 혼합공간(110)을 가지게 되는데, 이곳에서 서로 혼합이 이루어진다. 즉, 상기 혼합공간(110)과 상기 절삭유 공간(a1)을 서로 연통하여, 혼합공간으로 절삭유를 공급하는 제1통로(120)와, 상기 혼합공간(110)과 상기 에어 공간(a2)을 서로 연통하여, 혼합공간으로 에어를 공급하는 제2통로(140)가 있어서 절삭유와 에어가 공급되고, 혼합공간에서 혼합되어 미스트화 된다.In addition, the
상기 제1통로는 링 형상의 절삭유 공간(a1)에서 상기 혼합공간을 향해서 반경방향으로 형성되되 서로 원주방향으로 이격된 복수 개의 통로이며, 상기 제2통로는 링 형상의 에어 공간(a2)에서 상기 혼합공간을 향해서 반경방향으로 형성되되 서로 원주방향으로 이격된 복수 개의 통로이다.The first passage is a plurality of passages formed radially in the ring-shaped cutting oil space (a1) toward the mixing space and spaced apart in the circumferential direction, and the second passage is formed in the ring-shaped air space (a2). It is a plurality of passages formed radially toward the mixing space and spaced apart from each other in the circumferential direction.
상기 혼합공간의 직하방에는 절삭툴(E)이 위치하는데, 절삭툴 내부에는 미스트가 흘러가서 절삭부위에 분사되도록 하는 흐름 통로(E1)가 구비된다. 따라서, 절삭툴 바로 위에서 혼합되어 형성된 미스트는 상기 절삭툴의 상단에서 상기 흐름 통로 내부로 유입되고 절삭툴의 내부에 내부 흐름 통로를 따라 상기 절삭툴의 하단으로 공급된다. 그리고, 툴 홀더의 하부에는 상기 절삭툴이 삽입되어 고정되는 결합부재가 배치된다.A cutting tool (E) is located directly below the mixing space, and a flow passage (E1) is provided inside the cutting tool to allow mist to flow and be sprayed onto the cutting area. Therefore, the mist formed by mixing right above the cutting tool flows into the flow passage from the top of the cutting tool and is supplied to the bottom of the cutting tool along the internal flow passage inside the cutting tool. Additionally, a coupling member into which the cutting tool is inserted and fixed is disposed at the lower part of the tool holder.
본 발명에 따르면 MQL 방식으로 소량의 절삭유를 공급하기 때문에, 기존의 냉각 절삭유 공급 방식인 플러딩(flooding) 방식의 경우에 소모되는 절삭유 비용과 처리의 문제를 해결할 수 있고, 내부 분사 방식의 Thru-spindle MQL을 적용하기 위해 수천만원에 이르는 고가의 스핀들 뭉치를 교환할 필요 없이, MQL을 적용하고자 하는 장비의 스핀들 겉면에 연결부를 통해 부착하고, 툴 클램프에 로터리 유니온이 적용된 장비를 장착하기만 하면 MQL 적용이 가능한 효과가 발생한다. 이를 통해, 비싼 설치비용과 기존의 스핀들을 적출하고 새로 설치하는 과정에 발생할 수 있는 기계의 정밀도 하락 없이 간편하게 MQL 적용이 가능하여 유리하다. 본 발명의 적용은 머시닝센타, CNC공작기계 등 모든 기계에 적용이 가능할 것이다.According to the present invention, since a small amount of cutting oil is supplied by the MQL method, the problems of cutting oil consumption and processing in the case of the flooding method, which is the existing cooling cutting oil supply method, can be solved, and the internal injection type thru-spindle To apply MQL, there is no need to exchange expensive spindle bundles costing tens of millions of won. You can apply MQL by simply attaching it through the connection to the outer surface of the spindle of the equipment to which you want to apply MQL and attaching equipment with a rotary union to the tool clamp. This possible effect occurs. Through this, it is advantageous because MQL can be easily applied without expensive installation costs and loss of machine precision that may occur during the process of removing and installing an existing spindle. The present invention can be applied to all machines, such as machining centers and CNC machine tools.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also possible. falls within the scope of rights.
Claims (10)
상단은 비 중공 스핀들에 결합되고, 하단에는 절삭툴(E)이 장착되어, 상기 스핀들의 회전에 의해 회전하는 툴 홀더(100); 상기 툴 홀더의 외주면에 베어링을 매개로 결합되어, 회전하는 툴 홀더를 지지하는 실린더(200); 및 하부는 상기 실린더의 외주면에 결합되어 실린더를 지지하고, 상부는 상기 스핀들의 외부하우징에 결합되고, 내부에는 절삭유가 공급되는 절삭유 공급채널과 에어가 공급되는 에어 공급채널을 구비하고 있는 유체공급채널부(300);을 포함하고,
상기 유체공급채널부(300)에서, 절삭유가 공급되는 절삭유 공급채널과 에어가 공급되는 에어 공급채널은 각각 별도로 구비되어 있어서, 절삭유와 에어는 서로 독립적으로 공급되고,
상기 툴 홀더의 외주면과 상기 실린더의 사이에는 이격공간(a)이 존재하고, 상기 이격공간에는 내외부를 밀폐하는 외측 실링부재가 구비되고,
상기 이격공간(a)은, 상기 절삭유 공급채널에 의해 절삭유가 공급되는 절삭유 공간(a1)과, 상기 에어 공급채널에 의해 에어가 공급되는 에어 공간(a2)을 포함하고,
상기 이격공간(a)에서, 상기 절삭유 공간(a1)과 에어 공간(a2) 사이에는 내부 실링부재에 의해 서로 분리되어 있어서, 절삭유와 에어는 이격공간 내에서는 서로 혼합되지 않고,
상기 절삭유 공간(a1)과 상기 에어 공간(a2)은 각각 상기 툴 홀더 외주면을 감싸는 링 형상이어서 상하 방향으로 서로 이격되어 배치되고,
상기 툴 홀더(100)는, 상기 절삭툴의 직상부에서 수직하게 형성되는 혼합공간(110); 상기 혼합공간(110)과 상기 절삭유 공간(a1)을 서로 연통하여, 혼합공간으로 절삭유를 공급하는 제1통로(120); 및 상기 혼합공간(110)과 상기 에어 공간(a2)을 서로 연통하여, 혼합공간으로 에어를 공급하는 제2통로(140);를 포함하여, 상기 혼합공간에서는 절삭유와 에어가 혼합되어 미스트화 되고,
상기 제1통로는 링 형상의 절삭유 공간(a1)에서 상기 혼합공간을 향해서 반경방향으로 형성되되 서로 원주방향으로 이격된 복수 개의 통로이며,
상기 제2통로는 링 형상의 에어 공간(a2)에서 상기 혼합공간을 향해서 반경방향으로 형성되되 서로 원주방향으로 이격된 복수 개의 통로인 것을 특징으로 하는 비 중공축 절삭공구를 위한 듀얼채널 내부분사모듈.A dual-channel internal injection module that is detachably mounted on a non-hollow spindle and provides an internal injection structure,
A tool holder (100) coupled to a non-hollow spindle at the top and equipped with a cutting tool (E) at the bottom and rotating by rotation of the spindle; A cylinder 200 coupled to the outer peripheral surface of the tool holder via a bearing and supporting the rotating tool holder; and a fluid supply channel, the lower part of which is coupled to the outer peripheral surface of the cylinder to support the cylinder, the upper part of which is coupled to the external housing of the spindle, and which has a cutting oil supply channel through which cutting oil is supplied and an air supply channel through which air is supplied. Part 300;
In the fluid supply channel unit 300, the cutting oil supply channel through which cutting oil is supplied and the air supply channel through which air is supplied are provided separately, so that the cutting oil and air are supplied independently of each other,
A separation space (a) exists between the outer peripheral surface of the tool holder and the cylinder, and the separation space is provided with an outer sealing member that seals the inside and outside,
The separation space (a) includes a cutting oil space (a1) to which cutting oil is supplied by the cutting oil supply channel, and an air space (a2) to which air is supplied by the air supply channel,
In the separation space (a), the cutting oil space (a1) and the air space (a2) are separated from each other by an internal sealing member, so that the cutting oil and air do not mix with each other in the separation space,
The coolant space (a1) and the air space (a2) each have a ring shape surrounding the outer peripheral surface of the tool holder and are arranged to be spaced apart from each other in the vertical direction,
The tool holder 100 includes a mixing space 110 formed vertically directly above the cutting tool; A first passage 120 that communicates the mixing space 110 and the cutting oil space a1 and supplies cutting oil to the mixing space; And a second passage 140 that connects the mixing space 110 and the air space (a2) to supply air to the mixing space. Including, in the mixing space, cutting oil and air are mixed and turned into mist. ,
The first passage is a plurality of passages formed radially in the ring-shaped cutting oil space a1 toward the mixing space and spaced apart from each other in the circumferential direction,
The second passage is a dual-channel internal injection module for a non-hollow shaft cutting tool, characterized in that the second passage is formed in a radial direction toward the mixing space in the ring-shaped air space (a2) and is a plurality of passages spaced apart from each other in the circumferential direction. .
상 툴 홀더의 하부에는 상기 절삭툴이 삽입되어 고정되는 결합부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 비 중공축 절삭공구를 위한 듀얼채널 내부분사모듈.
According to paragraph 1,
A dual-channel internal injection module for a non-hollow shaft cutting tool, characterized in that a coupling member into which the cutting tool is inserted and fixed is disposed at the lower part of the upper tool holder.
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