KR19990004136A

KR19990004136A - 구멍 가공장치

Info

Publication number: KR19990004136A
Application number: KR1019970028150A
Authority: KR
Inventors: 김준영; 우기명; 조복석
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1999-01-15
Also published as: KR100219686B1

Abstract

본 발명은 공작물에 구멍을 가공하는 구멍가공장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 구멍가공장치는 회전 및 직선이송되면서 공작물을 절삭하는 구멍가공용 공구와, 공작물을 공구의 직선이송방향으로 진동시키는 공작물 가진장치를 구비하여, 공구에 의한 구멍가공시에 칩의 배출이 용이하게 행해질 수 있게 되어 절삭저항이 감소되므로, 가공에 필요한 절삭력이 감소되고 공구의 직진성이 향상되며 고경도의 공작물에 구멍을 가공하거나 또는 깊은구멍을 가공하기에 적합하다.

Description

구멍가공장치

본 발명은 공작물에 구멍을 형성하거나 공작물에 형성된 구멍의 직경을 확대시키는 구멍가공장치에 관한 것으로서, 특히 구멍의 가공시에 칩에 의한 절삭저항이 감소되도록 개선된 구멍가공장치에 관한 것이다.

드릴링머신이나 보오링머신 등과 같은 일반적인 구멍가공장치의 일례를 도 1에 구조적으로 나타내 보였다. 도시된 구멍가공장치는 프레임(10)과, 구멍가공될 공작물(1)을 지지하는 공작물 지지수단(11)과, 공작물(1)에 구멍가공을 행할 공구(20)를 구비하고 있다. 프레임(10)에는 승강용모터(30)가 설치되어 있으며, 이 승강용모터(30)의 회전축에는 볼스크류(40)가 수직으로 결합되어 있다. 볼스크류(40)에는 승강체(50)가 나사결합되어 있으며, 이 승강체(50)에는 회전용모터(60)와 척(61)이 설치되어 있다. 척(61)은 회전용모터(60)의 회전력을 풀리(62,63)와 벨트(64)를 통해 전달받아 회전될 수 있는데, 이 척(61)에는 상기 공구(20)가 물려 있다. 참조부호 41은 승강체의 승강을 안내하기 위한 가이드부재이다.

이러한 구멍가공장치에 있어서, 회전용모터(60)에 의해 척(61)을 회전시키면서 승강용모터(30)에 의해 볼스크류(40)를 회전시키면, 볼스크류(40)와 나사결합된 승강체(50) 및 그 승강체(50)에 결합되어 상기 회전용모터(60)에 의해 회전되는 척(61)이 하강한다. 이에 따라, 척(61)에 고정된 공구(20)는 그 척(61)과 함께 회전되면서 하강하여 공작물(1)에 구멍가공을 행하게 된다.

그런데, 상술한 구성의 구멍가공장치에 있어서는 잘 알려진 바와 같이, 예를 들어 직경에 비해 상당히 깊은 구멍가공을 행하는 경우에 칩이 원활하게 배출되지 않으므로 그 칩에 의한 절삭저항이 증대되어 구멍의 직진성이 저하되는 등 가공이 용이하지 않을 뿐만 아니라 공구의 손상을 초래하기 쉬운데, 이를 억제하기 위하여는 가공중에 칩이 용이하게 배출될 수 있도록 공구를 수시로 상승시켜주어야 한다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구멍가공시에 칩이 용이하게 배출될 수 있도록 구조가 개선되어, 절삭저항이 감소되고 그에 따라 구멍의 직진성이 향상되며 공구의 손상이 억제될 수 있도록 뿐만 아니라 용이하게 구멍가공을 행할 수 있는 구멍가공장치를 제공함에 목적이 있다.

도 1은 종래 구멍가공장치의 일례의 구조적 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 구멍가공장치의 일 실시예의 구조적 측면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1...공작물 10...프레임

20...공구 50...승강체

70...회전용모터 80...공작물 가진장치

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 구멍가공장치는, 프레임과, 상기 프레임에 설치되어 공작물을 지지하는 지지수단과, 상기 프레임에 승강 가능하게 결합되는 승강체와, 상기 승강체에 설치되는 회전용모터와, 상기 승강체의 승강에 의해 상기 공작물에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이송되며 상기 회전용모터에 의해 회전되는 구멍가공용 공구를 구비하여 된 것에 있어서, 상기 공작물을 상기 공구의 이송방향으로 소정의 진동수로 진동시키기 위한 공작물 가진수단을 구비하여 된 점에 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 구멍가공장치의 구조적 측면도이다.

도면을 참조하면 본 실시예의 구멍가공장치는 프레임(10)과, 공작물(1)에 구멍가공을 행할 구멍가공용 공구(20)를 구비하고 있다. 상기 공구(20)를 승강시키기 위한 구동원으로서의 승강용모터(30)가 프레임(10)에 설치되어 있으며, 공구(20)를 회전시키기 위한 회전용모터(70)가 승강체(50)에 설치되어 있다. 승강체(50)는 승강용모터(30)의 회전축에 수직결합된 볼스크류(40)와 나사결합되어 있다. 이에 따라 승강체(50)는, 승강용모터(30)에 의한 볼스크류(40)의 회전시에 가이드부재(41)를 따라 상승 또는 하강하면서 공작물(1)에 대해 접근 또는 이격되게 된다. 상기 회전용모터(70)는 케이스(71)에 고정된 스테이터(72)와, 케이스(71)에 레이디얼 베어링(74)에 의해 회전 가능하게 결합된 로우터(73)를 구비하고 있다. 로우터(73)에는 트러스트베어링수단(75)을 개재시켜 척(76)이 결합되어 있으며, 이 척(76)에는 상기 공구(20)가 물려있다. 공구(20)는 회전용모터(70)와 동일한 축선(C)을 가지도록 결합된다.

프레임(10)에는 공작물 지지수단(11)이 설치되어 있는데, 이 공작물 지지수단으로서 본 실시예에 있어서는 공작물(1)의 정밀한 수평위치결정을 위하여 소위 X-Y 테이블이라 불리는 수평이송기구가 마련되어 있다. 상기 공작물(1)은 공작물 가진장치(80)를 개재시켜 상기 공작물 지지수단(11)에 지지된다. 공작물 가진장치(80)는, 일반적으로 진동발생장치에 널리 사용되는 PZT(Pb(ZrTi)O₃) 등의 압전체(81)와, 이 압전체(81)의 상단부에 고정된 혼(85)과, 혼(85)의 상단에 결합되어 공작물(1)을 고정하는 지그(86)를 포함하고 있다. 잘 알려진 바와 같이, 상기 압전체(81)는 그 상하단에 전위차가 인가되면 팽창하고 전위차가 제거되면 압축되는 성질을 가지고 있으므로, 압전체(81)의 상하단에 전류를 반복적으로 인가하게 되면 압전체(81)가 반복적으로 팽창 및 수축되게 되고 이에 따라, 압전체(81) 상단에 고정된 혼(85)이 상하방향으로 진동하게 된다. 그리고, 혼(85)의 진동시에 그 혼(85)의 상단에 결합된 지그(86) 및 지그(86)에 고정되는 공작물(1)이 화살표(A)로 도시한 바와 같이 상하로 진동하게 된다.

이러한 구멍가공장치에 의해 공작물의 구멍가공이 행해지는 과정의 일례를 설명하기로 한다. 먼저 압전체(81)의 상하단에 전위차를 반복적으로 인가하여 혼(85) 및 지그(86)를 통해 공작물(1)을 상기 공구(20)의 이송방향 즉 화살표(A)방향으로 진동시킨다. 이 때, 공작물(1)의 진동수는 초음파영역 즉, 21kHz 이상이 되도록 하는 것이 보다 효과적이다. 그리고, 회전용모터(70)를 작동시켜서 그 모터의 로우터(73)에 동축적으로 결합된 공구(20)를 회전시키고, 승강용모터(30)를 작동하여 승강체(50)를 하강시킨다. 이와 같이 하면, 회전용모터(70)에 의해 회전되는 공구(20)는 승강체(50)와 함께 하강하면서 공작물(1)에 대해 접근된다. 그 후, 회전 및 하강하는 공구(20)가 공작물(1)에 접촉되면서 공작물(1)의 구멍가공이 행해지게 된다. 이처럼 구멍가공이 행해지는 도중에, 공작물(1)의 절삭에 의해 발생되는 칩에는 공작물(1)이 상하방향으로 진동함에 따르는 전단력이 가해지게 되고, 그 전단력에 의해 칩이 절단되고 그 절단된 칩은 용이하게 가공물의 구멍 밖으로 배출되게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 구조의 구멍가공장치에 있어서는, 공구(20)에 의해 가공물(1)에 구멍가공이 행해지는 도중에 칩이 절단되면서 쉽게 배출되게 되므로, 종래구조의 구멍가공장치에 비해서 칩에 의한 절삭저항이 감소되게 된다. 따라서, 직경에 비해 상당히 깊은 구멍가공을 행하더라도 그 구멍의 직진성이 저하되는 것이 효과적으로 억제되고 공구의 손상이 억제될 수 있을 뿐만 아니라, 고경도의 공작물을 구멍가공함에 있어서도 공구의 절단 등의 손상이 효과적으로 억제될 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서와 같이 공구(20)가 회전용모터(70)와 동축선상에 배치되도록 그 회전용모터(70)의 회전자(73)에 결합되게 되면, 도 1을 참조하면서 설명한 바와 같은 종래 구멍가공장치에 있어서 회전용모터로부터 수평방향으로 소정거리 이격된 공구를 벨트전동에 의해 회전시킬 때 발생되는 공구의 미세진동이 억제될 수 있을 뿐만 아니라, 구멍가공시에 공구(20)와 회전용모터(70)와의 수평거리에 비례하는 모멘트가 발생되지 않게 되므로 구멍의 직진성 및 공구의 내구성이 보다 향상될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 구멍가공장치는 회전 및 직선이송되면서 공작물을 절삭하는 구멍가공용 공구와, 공작물을 공구의 직선이송방향으로 진동시키는 공작물 가진장치를 구비하여, 공구에 의한 구멍가공시에 칩의 배출이 용이하게 행해질 수 있게 되어 절삭저항이 감소되므로, 가공에 필요한 절삭력이 감소되고 공구의 직진성이 향상되며 고경도의 공작물에 구멍을 가공하거나 또는 깊은구멍을 가공하는데 효과적으로 적용될 수 있다.

Claims

프레임과, 상기 프레임에 설치되어 공작물을 지지하는 지지수단과, 상기 프레임에 승강 가능하게 결합되는 승강체와, 상기 승강체에 설치되는 회전용모터와, 상기 승강체의 승강에 의해 상기 공작물에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이송되며 상기 회전용모터에 의해 회전되는 구멍가공용 공구를 구비하여 된 구멍가공장치에 있어서, 상기 공작물을 상기 공구의 이송방향으로 소정의 진동수로 진동시키기 위한 공작물 가진수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 구멍가공장치.
제1항에 있어서, 상기 진동수는 21kHz 이상인 것을 특징으로 하는 구멍가공장치.
제1항에 있어서, 상기 공구는 상기 회전용모터와 동축상에 설치되는 것을 특징으로 하는 구멍가공장치.