KR20020085077A - 타이어 금형제작용 5축 가공기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 금형 제작용 5축 가공기에 관한 것으로, 그 목적은 타이어 금형을 제작하기 위한 전용기계로서, 가공물의 중량 또는 부피(크기)에 구애받음 없이 용이한 가공작업을 행하도록 함과 동시에, 기타, 소형선박의 프로펠라, 터빈블레이드, 특수 캡등 복잡한 부품구조를 갖는 금형 가공작업등에도 이용할수 있도록 한 타이어 금형 제작용 5축 가공기를 제공함에 있는 것이며, 또 다른 목적으로는 5축에 의한 법선(法線)가공 작업형태로서, 불필요한 가공간섭(언더컷 현상)을 배제되도록하여, 복잡하고 정교한 타이어 금형 제작에 따른 작업효율을 상승되도록 한 타이어 금형 제작용 5축 가공기를 제공함에 있는 것이다.

이에, 상기 목적을 달성하기위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

X축 이송로드를 내설한 작동몸체 전방에 Z축 이송로드를 내설한 주축을 직교설치하고, 상기 주축하단에 C축 구동로드에 연결된 스핀들을 설치하며, 재차 상기 스핀들 하단에 가공물설치대를 장착한 작업테이블을 형성하여, 이들을 각각 B축 구동로드와, Y축 이송로드에 연결,구성시키므로서 달성된다.

Description

타이어 금형제작용 5축 가공기{Five axis processing machine}

본 발명은 타이어 금형 제작용 5축 가공기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공물의 크기나 무게에 구애받음 없이 금형제작에 따른 가공작업을 편리화되도록 하고, 또한 단순 타이어 금형가공 기능으로서 뿐만 아니라 소형선박의 프로펠라, 터빈블레이드, 특수 캡등 복잡한 기계부품의 가공작업에도 적용할수 있도록 한 타이어 금형 제작용 5축 가공기에 관한 것이다.

일반적으로 타이어 제조를 위해 사용되는 금형은 매우 복잡하고, 정교한 구조를 취하는 것으로, 이와같은 타이어 금형은 통상, 모형(Mock-up)제작에 의한 몰딩형성 내지 금형가공기기, 즉 머시닝 센타(Machining Center)등에 의한 절삭가공작업을 통해 제작, 형성되어지는 것이다.

하지만, 상기 타이어 금형을 형성하기 위한 종래의 몰딩형성방법은 수작업에 의한 모형제작, 그리고 복잡한 제조공정상의 문제로 인해, 상대적으로 제품의 가격을 상승시킴과 동시에 불필요한 공정시간을 소모되게하는 등, 그 제조과정에 있어 매우 비효율적인 문제점을 주는 것이었으며;

또 다르게, 상기 타이어 금형을 제작하기 위한 종래의 가공기기, 즉 머시닝 센타는 보링머신(Boring Machine), 밀링머신(Milling Machine), 드릴링머신 (Drilling Machine)을 하나로 통합한 복합공작기계로서 직선운동, 회전운동, 주축회전운동에 의해 3축 가공작업을 행하게 되는 것으로, 이에 이와같은 3축 가공을통해 정교하고 복잡한 구조의 타이어 금형을 가공할 경우 절삭간섭에 의한 공구의 회전 저지, 즉, 언더컷 현상의 발생을 불가피하게 하므로, 실질적인 타이어 금형가공작업을 불가능하게 하는 상당한 사용상의 문제점을 갖게하는 것이었다.

한편, 상기 3축 가공작업을 행하는 가공기기(머시닝 센터)의 문제점을 해결한 것으로서, 근래에는 전술한 3축 가공 머시닝 센터에 2축(가공물의 회전 및 경사)운동을 행하는 로터리 테이블(Rotary Table)을 부가설치토록 하여, 5축 가공작업을 행하도록 한 금형가공기가 널리 이용되고 있는 실정이다.

그러나, 이와같은 구성을 갖는 근래의 5축 가공기기는 타이어 금형을 제작하기 위한 전용기계가 아니므로 인해, 가공작업을 행하는 각 축의 이동거리가 적절치 못한 문제점을 주는 것이었을 뿐만 아니라, 부가설치되는 로터리 테이블의 구조적 한계로 인해 무거운 가공물을 적재하기 어렵고, 또한 부피가 큰 가공물을 적재할 경우에는 가공물의 간섭으로 인해 용이한 가공작업을 행할수 없는 구조상의 문제점을 그대로 상존시키는 것이었다.

따라서, 본 발명은 타이어 금형제작을 위한 종래 금형 가공기의 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로;

본 발명의 목적은 타이어 금형등을 제작하기 위한 전용기계로서, 가공물의 중량 또는 부피(크기)에 구애받음 없이 용이한 가공작업을 행하도록 함과 동시에 기타, 소형선박의 프로펠라, 터빈블레이드, 특수 캡등 복잡한 부품구조를 갖는 금형 가공작업등에도 이용할수 있도록 한 타이어 금형 제작용 5축 가공기를 제공함에있는 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 목적으로는 5축에 의한 법선(法線)가공 작업형태로서, 불필요한 가공간섭(언더컷 현상)을 배제되도록하여, 복잡하고 정교한 타이어 금형 제작에 따른 작업효율을 상승되도록 한 타이어 금형 제작용 5축 가공기를 제공함에 있는 것이다.

따라서, 상기 목적을 달성하기위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

X축 이송로드를 내설한 작동몸체 전방에 Z축 이송로드를 내설한 주축을 직교설치하고, 상기 주축하단에 C축 구동로드에 연결된 스핀들을 설치하며, 재차 상기 스핀들 하단에 가공물설치대를 장착한 작업테이블을 형성하여, 이들을 각각 B축 구동로드와, Y축 이송로드에 연결,구성시키므로서 달성된다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 금형 제작용 5축 가공기의 내부구성도

도 2는 본 발명에 따른 금형 제작용 5축 가공기의 정면 작용상태도

도 3은 본 발명에 따른 금형 제작용 5축 가공기의 측면 작용상태도

도 4는 본 발명에 따른 금형 제작용 5축 가공기를 함축한 구동 개략도

< 도면 주요부위에 대한 부호의 설명 >

1 : 작동몸체 2 : 주축 3 : 스핀들

4 : 작업테이블 5 : 가공물설치대 11 : X축 이송로드

12 : 설치프레임 21 : Z축 이송로드 31: C축 구동로드

41 : Y축 이송로드 52 : B축 구동로드

이하, 본 발명에 따른 타이어 금형 제작용 5축 가공기의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 금형 제작용 5축 가공기의 내부구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 금형 제작용 5축 가공기의 정면 작용상태도이며, 도3은 본 발명에 따른 금형 제작용 5축 가공기의 측면 작용상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 금형 제작용 5축 가공기를 함축한 구동 개략도로서 그 구성을 살펴보면;

통상의 수치제어방식에 의해 구동제어되는 구조로서, 작동몸체(1)와, 주축(2)과, 스핀들(3)과, 작업테이블(4)과, 가공물설치대(5)를 구비하므로서 구성되는 것이다.

이때, 상기 작동몸체(1)는 직사각 케이스 구조로서, 그 외관몸체 구성을 도 1의 부분확대도로 도시된 바와같이 주름접철식 구조로 형성하게 되는 것인바, 이와같은 작동몸체(1)는 그 내부로 구동모터(M)에 의해 단속되는 수평설치구조로서 X축 이송로드(11)를 내설토록 하여 형성함이 바람직하다.(도면 미설명 부호 12는 설치프레임)

또한, 상기 주축은 절삭가송작업을 행하는 공구의 이동수단으로서, 이와같은 주축(2)은 도 1로 도시된 바와같이 직립된 직사각체 구조로 하여, 그 상부 중앙에 구동모터(M)를 장착하고, 이와같은 구몽모터(M)에 의해 단속되는 구조로서, 상기 주축(M)내부에 도 1로 도시된 바와같은 직립된 설치구조의 Z축 이송로드(21)를 내설토록 함이 바람직하다.

또한, 상기 스핀들(3)은 절삭가공을 행하는 공구(7)를 선택적으로 탈,부착하여 구동모터(M)의 회전력에 의해 실질적인 가공작업을 행하도록 한 구성인바, 이와같은 스핀들(3)은 회전가능한 원형구조로서, 도 3으로 도시된 바와같이 C축 구동로드 (31)에 연결, 구성토록 함이 바람직하다.

또한, 상기 작업테이블(4)은 가공되는 공작물을 안착되게하는 일종의 가공안내수단으로서, 이와같은 작업테이블(4)은 도 1내지 도 3으로 도시된 바와같이, 그 저면 중앙에 구동모터(M)에 의해 단속되는 수평설치구조의 Y축 이송로드(41)를 설치토록 하여 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 가공물설치대(5)는 가공되는 공작물을 안정된 형태로 고정하는 가공물 고정수단으로서, 이와같은 공구설치대(5)는 도 1 내지 도 3로 도시된 바와같은 직사각 도형체로서, 그 상부면에 가공물을 물림 고정되게하는 바이스 (51)(Vise)를 형성하고, 이러한, 가공물설치대(5)의 내측 저면 중앙으로는 도 3으로 도시된 바와같은 수직설치구조의 B축 구동로드(52)를 연결하여 구동모터(도시생략)에 의해 회전,단속되도록 구성함이 바람직하다.

따라서, 상기와 같은 구성을 갖는 타이어 금형 제작용 5축 가공기를 상호 결합 함에 있어서는;

먼저, 도 1로 도시된 바와같이 직립구조를 이루는 설치프레임(12)의 상부로 작동몸체(1)를 형성키고, 이러한 작동몸체(1)의 일측 전방에 주축(2)을 일체화 결합되도록하여, 작동몸체(1) 내부로 내설된 X축 이송로드(11)와, 주축(2)내부로 내설된 Z축 이송로드(21)를 상호 직교된 설치구조로 교차 형성시킨다,

또한, 이와같은 상태하에 상기 주축(2)의 하단 전면 일측에, 베어링(도시생략)등, 회전유도작용을 행하는 결합수단을 이용하여 스핀들(3)을 장착시키고, 이러한 스핀들(3)상에 절삭가공작업을 행하는 공구를 선택척으로 탈,부착 되도록 한다.

또한, 상기와 같이 작동몸체(1)와, 주축(2)과, 스핀들(3)을 상호 결합구성 시킨 후, 재차, 상기 스핀들(3)의 하단에 도 1로 도시된 바와같이 작업테이블(4)을 설치토록하고, 이러한 작업테이블(4)의 상부로 가공물설치대(5)를 장착 구성시키므로서 본 발명에 따른 타이어 금형 제작용 5축 가공기를 형성하게 되는 것이다.

한편, 상기와 같은 결합구성을 갖는 타이어 금형 제작용 5축 가공기는 자동공작기계(CNC)를 제어하는 통상의 수치제어방식에 의해 구동 단속되는 것으로. 이에, 본 발명의 사용관계 및 그에 따른 상호작용을 살펴보기로 한다.

먼저, 수치제어방식을 이용하여 본 발명에 다른 타이어 금형 제작용 5축 가공기를 구동시키게 되면, X축 이송로드(11)는와, Z축 이송로드(21)는 주축(2)을 도 2로 도시된 바와같이 좌,후방향과 상,하방향으로 이송제어하며, 2축구동작용에 의해 가공물(6)위치로 공구(7)를 이동시키게 되고, 이와같이 2축 구동작용에 의해 위치가 결정된 공구(7)는 C축 구동로드(31)에 의한 스핀들(3)의 3축 회전작용과 연계되어 가공물의 형태에 따라 법선(法線)을 그리며, 상기 가공물(6)을 절삭가공하게 되는 것이다.

이때, 상기 3축 가공작업이 이루어짐에 있어, 상기 Y축 이송로드(41)는 작업테이블(4)을 도 3으로 도시된 바와같이 전,후 방향으로 이송안내하는 4축 구동작용을 행하고, 재차 B축 구동로드(52)는 가공물설치대(5)를 5축 회전작용되게 하여, 가공되는 공작물의 위치를 적절히 설정되게 하므로서, 일련의 타이어 금형 가공작업을 행하게 되는 것이다.

한편, 상기와 같은 일련의 구동작업을 행하는 본 발명은, 법선을 그리는 5축가공형태로서 단순히 타이어 금형제작에 한정되는 것이 아니라, 기타, 소형선박의 프로펠라, 터빈블레이드, 특수 캡등 복잡하고, 정교한 부품구조를 갖는 각종 금형 가공작업등에 이용할수 있는 것으로, 이 또한 본 발명의 범주에서 벗어나는 것은 아니다.

이상, 본 발명에 따른 타이어 금형 제작용 5축 가공기는 타이어 금형을 제작하기 위한 전용기계로서, 가공물의 중량 또는 부피(크기)에 구애받음 없이 용이한 가공작업을 행하도록 한 것일뿐만 아니라 기타, 소형선박의 프로펠라, 터빈블레이드, 특수 캡등 복잡한 부품구조를 갖는 금형 가공작업등에도 이용할수 있도록 하여 범용성을 갖도록 한 것이며;

특히, 5축에 의한 법선(法線)가공 작업형태로서, 불필요한 가공간섭(언더컷 현상)을 배제되도록하여, 복잡하고 정교한 타이어 금형 제작에 따른 작업효율을 상승되도록 한 것으로, 매우 유용한 기대효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 수치제어방식에 의해 구동되는 일련의 구조로서, X축 이송로드(11)를 내설한 작동몸체(1) 전방에 Z축 이송로드(21)를 내설한 주축(2)을 직교설치하여, 상기 X축 이송로드(11)와, Z축 이송로드(21)에 의해 상기 주축(2)을, 상,하,좌,우 이송작용 되도록하고, 상기 주축(2)하단에 공구(7)를 장착한 스핀들(3)을 설치하여. 이 스핀들(3)을 C축 구동로드(31)에 의해 회전작용되도록 하며, 재차 상기 스핀들(3) 하단에 가공물설치대(5)를 장착한 작업테이블(4)을 형성하되, 상기 가공물설치대(5)는 B축 구동로드(52)에 의해 회전작용 되도록하고, 상기 작업테이블(4)은 Y축 이송로드(41)에 의해 전,후 이송작용되게 하므로서 구성됨을 특징으로 하는 타이어 금형 제작용 5축 가공기.