KR200476470Y1 - 공작기계용 툴 조립체의 툴 및 이를 적용한 툴 조립체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 머시닝센터와 같은 공작기계에 제공되는 툴 조립체에 교체 가능하게 설치되면서 트랙형이나 원형 등의 곡면을 가지는 홈의 내주면 가공이 가능하도록 한 새로운 형태에 따른 공작기계용 툴 조립체의 툴 및 이를 적용한 툴 조립체에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 블럭 구조로 형성되며, 수직하게 세워진 상태의 몸체단 및 상기 몸체단의 저부 끝단 내면으로부터 내향 돌출 형성되면서 가공 대상물의 가공 대상 부위를 가공하는 돌출단으로 이루어진 툴팁과, 결합단 및 상기 결합단의 저부 끝단으로부터 연장됨과 더불어 상기 툴팁의 배면 형상과 동일한 형상을 이루면서 상기 툴팁의 배면이 부착 고정되는 툴팁 고정단으로 이루어진 팁 홀더부를 포함하여 구성된 툴; 상기 툴을 구성하는 팁 홀더부의 결합단 내측면 및 배면이 밀착 고정되도록 측면 결합벽과 배면 결합벽을 갖는 장착홈이 둘레면의 적어도 어느 한 부위에 요입 형성된 툴 홀더; 그리고, 상기 툴 홀더의 상단에 구비되면서 공작기계에 결합되는 생크:를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 공작기계용 툴 조립체 및 이에 적용되는 툴이 제공된다.

Description

공작기계용 툴 조립체의 툴 및 이를 적용한 툴 조립체{tool and tool assembly having the tool}

본 고안은 툴에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 머시닝센터와 같은 공작기계에 제공되는 툴 조립체에 교체 가능하게 설치되면서 트랙형이나 원형 등의 곡면을 가지는 홈의 내주면 가공이 가능하도록 한 새로운 형태에 따른 공작기계용 툴 조립체의 툴 및 이를 적용한 툴 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 툴(tool)은 머시닝센터와 같은 공작기계의 툴 조립체에 설치된 상태로 가공 대상물에 대한 각 가공 부위를 가공하는 부품으로써, 바이트, 앤드밀, 드릴 등이 이에 속한다.

상기와 같은 툴 조립체는 상기 머시닝센터의 램에 고정된 상태로 상기 공작기계의 구동에 의해 동작되면서 상기 툴을 이용하여 상기 가공 대상물(10)의 각 부위를 가공하게 된다.

하지만, 전술된 바와 같은 종래의 툴 조립체용 툴은 평면이나 곡면에 대한 가공은 가능하지만 특정 돌출 부위의 둘레면에 곡면을 가지는 홈의 가공은 극히 어려울 수밖에 없었던 단점이 있다.

예컨대, 첨부된 도 1 내지 도 3과 같이 차량의 브레이크에 사용되는 백플레이트(가공 대상물)(10)의 저면에는 하향 돌출된 상태의 트랙형의 돌출부(12)가 형성되고, 상기 돌출부(12)의 둘레면 양측에는 내면이 곡면을 이루는 요홈(11)이 형성되어 이루어지는데, 이때 상기 백플레이트(10)의 여타 부위는 모두 머시닝센터에서 그 가공이 진행되지만 상기 돌출부(12)의 요홈(11)은 별도의 공작기계를 통해 수행되었던 것이다.

즉, 머시닝센터의 테이블 상의 지그에 고정되는 가공 대상물(백플레이트)(10)의 상향 돌출 부위(돌출부)(12)에 대한 상면이나 측면에 대한 가공은 통상의 바이트나 앤드밀을 이용한 가공이 가능하지만, 상기 가공 대상물(10)의 상향 돌출 부위가 이루는 둘레면을 따라 요홈(11)을 형성하는 가공은 툴 조립체가 회전되면서 가공하는 머시닝센터에서는 불가능한 작업이기 때문에 상기 부위의 가공을 위해서는 선반이나 밀링머신과 같은 별도의 공작기계를 통해 수행할 수밖에 없었던 것이다.

본 고안은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 고안의 목적은 머시닝센터와 같은 공작기계에 제공되는 툴 조립체에 교체 가능하게 설치되면서 트랙형이나 원형 등의 곡면을 가지는 홈의 내주면 가공이 가능하도록 한 새로운 형태에 따른 공작기계용 툴 조립체의 툴 및 이를 적용한 공작기계용 툴 조립체를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 공작기계용 툴 조립체의 툴은 블럭 구조로 형성되며, 수직하게 세워진 상태의 몸체단과, 상기 몸체단의 저부 끝단 내면으로부터 내향 돌출 형성되면서 가공 대상물의 가공 대상 부위를 가공하는 돌출단을 포함하여 이루어진 툴팁; 공작기계용 툴 조립체에 착탈 가능하게 결합되는 부위로 제공되는 결합단과, 상기 결합단의 저부 끝단으로부터 연장됨과 더불어 상기 툴팁의 배면 형상과 동일한 형상을 이루면서 상기 툴팁의 배면이 부착 고정되는 툴팁 고정단을 포함하여 이루어진 팁 홀더부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 툴팁을 이루는 돌출단의 상면은 상기 몸체단과의 연장 부위로부터 외측 끝단에 이르기까지 점차 상향 경사지게 형성되고, 상기 툴팁을 이루는 돌출단의 저면은 상기 몸체단과의 연장 부위로부터 외측 끝단에 이르기까지 점차 하향 경사지게 형성되며, 상기 툴팁을 이루는 돌출단의 끝단면은 수직하게 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 팁 홀더부를 이루는 결합단의 외측 벽면은 내향 경사지게 형성되고, 상기 경사지게 형성된 결합단의 외측 벽면에는 상기 경사 방향과 동일 방향의 볼트 체결공이 관통 형성되어 이루어짐을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 공작기계용 툴 조립체는 블럭 구조로 형성되며, 수직하게 세워진 상태의 몸체단 및 상기 몸체단의 저부 끝단 내면으로부터 내향 돌출 형성되면서 가공 대상물의 가공 대상 부위를 가공하는 돌출단으로 이루어진 툴팁과, 결합단 및 상기 결합단의 저부 끝단으로부터 연장됨과 더불어 상기 툴팁의 배면 형상과 동일한 형상을 이루면서 상기 툴팁의 배면이 부착 고정되는 툴팁 고정단으로 이루어진 팁 홀더부를 포함하여 구성된 툴; 상기 툴을 구성하는 팁 홀더부의 결합단 내측면 및 배면이 밀착 고정되도록 측면 결합벽과 배면 결합벽을 갖는 장착홈이 둘레면의 적어도 어느 한 부위에 요입 형성된 툴 홀더; 그리고, 상기 툴 홀더의 상단에 구비되면서 공작기계에 결합되는 생크:를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 툴의 팁 홀더부를 이루는 결합단의 외측 벽면에는 볼트 체결공이 경사지게 관통 형성되고, 상기 툴 홀더의 장착홈을 이루는 측면 결합벽에는 상기 팁 홀더부의 볼트 체결공과 동일 방향으로 요입되면서 상기 볼트 체결공을 관통한 볼트의 일부가 체결되는 볼트 체결홈이 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 툴 홀더의 상단 저면에는 상기 장착홈 내에 장착되는 툴의 팁 홀더부 상면을 선택적으로 가압하도록 승강 가능하게 설치된 가압부가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 고안의 공작기계용 툴 조립체는 툴이 이루는 형상적인 특징에 의해 머시닝센터를 이용한 가공 대상물의 각 부위에 대한 가공이 더욱 다양하게 이루어질 수 있게 된 효과를 가진다.

즉, 둘레면이 라운드 구조로 성형되는 가공 대상물(혹은, 돌출부)에 대한 가공이 가능할 뿐 아니라, 둘레면에 라운드 구조로 형성된 요홈의 가공 역시 가능하게 됨으로써 머시닝센터의 활용 범위를 더욱 증가시킬 수 있게 된 것이다.

특히, 상기 툴은 상기 툴 조립체에 교체형으로 제공됨으로써 요홈의 깊이나 위치 및 높이에 상관없이 다양한 형상으로의 가공이 가능하다는 효과를 가진다.

도 1은 브레이크용 백플레이트를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 2는 브레이크용 백플레이트를 설명하기 위해 나타낸 측면도
도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 툴 조립체를 설명하기 위해 나타낸 일부 분해 사시도
도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 툴 조립체를 설명하기 위해 나타낸 결합 사시도
도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 툴 조립체를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 6은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 툴 조립체의 각 부위 중 툴과 툴 홀더 간의 볼트 체결을 위한 구조를 설명하기 위해 나타낸 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도
도 7 내지 도 11은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 툴 조립체를 이용한 가공 대상물의 가공 과정을 설명하기 위해 나타낸 상태도

이하, 본 고안의 공작기계용 툴 조립체의 툴 및 이를 적용한 툴 조립체에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 내지 도 11을 참조하여 설명하도록 한다.

실시예의 설명에 앞서, 본 고안의 툴에 대한 상세한 구조는 툴 조립체의 구조에 대한 설명시 함께 설명하도록 한다.

첨부된 도 3은 본 고안의 실시예에 따른 공작기계용 툴 조립체를 나타내고 있다.

이에 따르면, 본 고안의 실시예에 따른 공작기계용 툴 조립체는 크게 툴(tool)(100)과, 툴 홀더(tool holder)(200) 및 생크(shank)(300)를 포함하여 구성되며, 특히 상기 툴(100)은 내향 절곡 구조로 형성되면서 가공 대상물(10)의 둘레 벽면에 곡면으로 이루어진 요홈(11)의 가공이 가능하도록 함을 특징으로 제시한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 툴(100)은 가공 대상물(10)에 대한 가공 및 툴 홀더(200)에의 장착을 위한 구성으로써, 툴팁(110)과 팁 홀더부(120)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 툴(100)을 구성하는 툴팁(110)은 가공 대상물(10)을 직접적으로 가공하는 부위로써, 수직하게 세워진 상태의 몸체단(111) 및 상기 몸체단(111)의 저부 끝단 내면으로부터 내향 돌출 형성되면서 가공 대상물(10)의 가공 대상 부위를 가공하는 돌출단(112)으로 이루어진다.

이때, 상기 돌출단(112)의 돌출 구조에 의해 가공되는 가공 대상물(10)의 가공 대상 부위는 상기 가공 대상물(10)의 둘레면 및 상면이 될 수도 있고, 상기 가공 대상물(10)의 표면으로부터 상향 돌출되는 돌출부(12)의 둘레면 및 상면도 될 수도 있으며, 상기 돌출부(12)의 둘레면에 요입 형성되는 요홈(11)이 될 수도 있다.

특히, 몸체단(111)의 길이는 상기 가공 대상물(10)의 돌출부(12) 둘레면에 형성되는 요홈(11)의 위치에 따라 달리 결정된다. 즉, 상기 요홈(11)의 위치가 해당 돌출부(12)의 상면으로부터 멀리 위치될수록 상기 몸체단(111)의 길이는 길게 형성되는 것이다.

또한, 상기 툴팁(110)을 이루는 돌출단(112)의 돌출 거리는 상기 가공 대상물(10)의 돌출부(12) 둘레면에 형성되는 요홈(11)의 깊이에 따라 달리 결정된다. 즉, 상기 요홈(11)의 깊이가 깊을수록 상기 돌출단(112)의 돌출 거리는 길게 형성되는 것이다.

이와 함께, 상기 툴팁(110)을 이루는 돌출단(112)의 높이는 상기 가공 대상물(10)의 돌출부(12) 둘레면에 형성되는 요홈(11)의 높이에 비해 낮게 형성되도록 결정된다.

특히, 상기 툴팁(110)을 이루는 돌출단(112)의 상면은 상기 몸체단(111)과의 연장 부위로부터 외측 끝단에 이르기까지 점차 상향 경사지게 형성되고, 상기 툴팁(110)을 이루는 돌출단(112)의 저면은 상기 몸체단(111)과의 연장 부위로부터 외측 끝단에 이르기까지 점차 하향 경사지게 형성되며, 상기 툴팁(110)을 이루는 돌출단(112)의 끝단면은 수직하게 형성된다.

이러한 툴팁(110)의 구조는 상기 툴팁(110)에 의해 가공되는 가공 대상물(10) 혹은, 돌출부(12)의 둘레면이나 상면에 대한 가공이 가능하도록 함과 더불어 요홈(12) 내의 저면과 내측면 및 상면에 대한 가공 역시 가능하도록 한 것이다.

그리고, 상기 툴(100)을 구성하는 팁 홀더부(120)는 상기 툴팁(110)을 후술될 툴 홀더(200)에 결합하기 위한 구성임과 더불어 상기 툴팁(110)의 고정 영역으로 제공되는 구성이다.

상기 팁 홀더부(120)는 상기 툴 홀더(200)에 결합되는 결합단(121) 및 상기 결합단(121)의 저부 끝단으로부터 연장됨과 더불어 상기 툴팁(110)의 배면 형상과 동일한 형상을 이루면서 상기 툴팁(110)의 배면이 부착 고정되는 툴팁 고정단(122)으로 이루어진다.

이때, 상기 팁 홀더부(120)를 이루는 결합단(121)의 외측 벽면은 내향 경사지게 형성되고, 상기 경사지게 형성된 결합단(121)의 외측 벽면에는 상기 경사 방향과 동일 방향의 볼트 체결공(123)이 관통 형성된다. 이는, 첨부된 도 6에 도시된 바와 같다.

다음으로, 툴 홀더(200)는 상기 툴(100)을 고정하는 구성이고, 생크(300)는 상기 툴 홀더(200)를 공작기계의 램(도시는 생략됨)에 결합하는 구성이다.

여기서, 상기 툴 홀더(200)의 둘레면 중 적어도 어느 한 부위에는 상기 툴(100)의 장착을 위한 장착홈(210)이 단턱지게 요입 형성된다.

이때, 상기 장착홈(210)은 상기 툴(100)을 구성하는 팁 홀더부(120)의 결합단(121) 내측면 및 배면이 밀착 고정되는 측면 결합벽(211)과 배면 결합벽(212)을 갖도록 형성된다.

이와 함께, 상기 툴 홀더(200)의 장착홈(210)을 이루는 측면 결합벽(211)에는 상기 팁 홀더부(120)의 볼트 체결공(123)과 동일 방향으로 요입되면서 상기 볼트 체결공(123)을 관통한 볼트의 일부가 체결되는 볼트 체결홈(213)이 형성된다.

상기 볼트 체결공(123) 및 볼트 체결홈(213)은 상기 툴(100)과 툴 홀더(200) 간의 접촉 방향과 동일한 방향과 결합되도록 구성할 수 있으나, 툴(100)에 의한 가공 대상물(10)의 가공 도중 상기 툴(100)에 제공되는 모멘트 하중을 고려하여 툴 조립체의 회전 방향을 향해 경사지게 형성함이 더욱 바람직하다.

한편, 본 고안의 실시예에서는 상기 툴 홀더(200)의 상단 저면에는 상기 장착홈(210) 내에 장착되는 툴(100)의 팁 홀더부(120) 상면을 선택적으로 가압하도록 승강 가능하게 설치된 가압부(220)가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 제시한다.

이때, 상기 가압부(220)는 작업자의 조작에 의해 승강되는 나사식 구조로써 상기 툴 홀더(200)의 상단 저면에 구비되며, 상기 가압부(220)의 저면은 평면을 이루도록 형성하여 상기 팁 홀더부(120)의 상면을 정확히 가압할 수 있도록 구성된다.

또한, 본 고안의 실시예에 따른 공작기계용 툴 조립체는 단순히 하나의 툴(100) 만을 장착 고정하는 구조로만 한정되지 않는다.

즉, 첨부된 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 두 개의 툴(100)을 장착할 수 있도록 구성될 수도 있으며, 도시되지는 않았지만 셋 이상의 툴을 장착하도록 구성할 수도 있는 것이다.

하기에서는, 전술된 본 고안의 실시예에 따른 공작기계용 툴 조립체의 조립 과정 및 이를 이용한 가공 대상물의 가공 과정에 대하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

먼저, 각각 개별 제조된 툴(100)과 툴 홀더(200)를 각각 준비한 상태에서 상기 툴 홀더(200)에 상기 툴(100)을 결합한다. 이때 상기 툴 홀더(200)와 생크(300)는 별도의 과정을 통해 서로 결합되거나 혹은, 서로 일체로 제조된 상태로 제공된다.

또한, 상기 툴 홀더(200)와 툴(100) 간의 결합은 상기 툴(100)을 이루는 팁 홀더부(120)의 배면과 외측면을 상기 툴 홀더(200)에 형성된 장착홈(210) 내의 배면 결합벽(212)과 측면 결합벽(211)에 밀착시킨 후 볼트로 서로 간을 체결함으로써 이루어진다. 이때 상기 볼트는 상기 팁 홀더부(120)에 형성된 볼트 체결공(123)을 관통하여 상기 장착홈(210)의 측면 결합벽(211)에 형성된 볼트 체결홈(213) 내에 체결됨으로써 상기 툴 홀더(200)에 상기 툴(100)이 고정된 상태를 유지하도록 하게 된다.

그리고, 상기 과정이 완료되면 툴 홀더(200)에 구비된 가압부(220)를 조작하여 상기 가압부(220)의 저면이 상기 툴(100)을 이루는 팁 홀더부(120)의 상면에 밀착되면서 가압되도록 한다.

이에 따라, 상기 툴(100)은 상기 툴 홀더(200)에 안정적인 장착 상태를 유지하게 되고, 가공 대상물(10)의 가공시 상기 툴(100)에 하중이 제공된다 하더라도 상기 툴(100)의 탈거는 방지된다.

상기와 같이 구성되는 툴 조립체의 툴(100)은 상기 툴 조립체의 중심을 회전 중심으로 하여 회전되면서 가공 다상물(10)을 가공하게 되며, 특히 실질적인 가공 대상물(10)에 대한 가공이 진행되는 툴팁(110)은 상기 툴 조립체의 내측을 향해 절곡되면서 돌출되는 구조를 이루기 때문에 툴 조립체의 회전 및 좌우 이동에 의해 가공 대상물(10)의 측면이나 둘레면에 대한 라운드 구조의 가공이 가능할 뿐 아니라 상기 가공 대상물(10)의 돌출부(12)의 둘레면에 트랙형의 요홈(11)을 가공할 수 있게 된다.

예컨대, 백플레이트(가공 대상물)(10)의 저면에 형성되는 트랙형의 돌출부(12)에 대한 가공을 수행하고자 할 경우 머시닝센터의 베드(도시는 생략됨) 상에 첨부된 도 7에 도시한 바와 같은 직사각 기둥 형상의 돌출부(12)가 상향 돌출된 상태를 이루도록 배치하여 고정한 상태에서 본 고안의 실시예에 따른 툴 조립체의 툴(100)을 이용하여 첨부된 도 8와 같이 상기 돌출부(12)의 양측면을 라운드지게 가공하여 첨부된 도 9와 같이 양측면이 라운드진 돌출부(12)를 형성한 후 첨부된 도 10과 같이 상기 돌출부(12)의 양측면에 라운드 구조의 요홈(11)을 각각 성형함으로써, 첨부된 도 11과 같은 트랙형의 돌출부(12)가 성형될 수 있는 것이다.

이렇듯, 본 고안에 따른 공작기계용 툴 조립체와 이에 적용되는 툴(100)의 구조 및 이 툴(100)이 장착되는 툴 홀더(200)의 구조로 인해 머시닝센터를 이용한 가공이 더욱 다양하게 이루어질 수 있게 된다.

특히, 상기 툴(100)은 상기 툴 조립체에 교체형으로 제공됨으로써 요홈(11)의 깊이나 위치 및 높이에 상관없이 다양한 형상으로의 가공이 가능하다.

100. 툴 110. 툴팁
111. 몸체단 112. 돌출단
120. 팁 홀더부 121. 결합단
122. 툴팁 고정단 123. 볼트 체결공
200. 툴 홀더 210. 장착홈
211. 측면 결합벽 212. 배면 결합벽
213. 볼트 체결홈 220. 가압부
300. 생크

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 블럭 구조로 형성되며, 수직하게 세워진 상태의 몸체단 및 상기 몸체단의 저부 끝단 내면으로부터 내향 돌출 형성되면서 가공 대상물의 가공 대상 부위를 가공하는 돌출단으로 이루어진 툴팁과, 결합단 및 상기 결합단의 저부 끝단으로부터 연장됨과 더불어 상기 툴팁의 배면 형상과 동일한 형상을 이루면서 상기 툴팁의 배면이 부착 고정되는 툴팁 고정단으로 이루어진 팁 홀더부를 구비하는 툴;
   상기 툴을 구성하는 팁 홀더부의 결합단 내측면 및 배면이 밀착 고정되도록 측면 결합벽과 배면 결합벽을 갖는 장착홈이 둘레면의 적어도 어느 한 부위에 요입 형성된 툴 홀더;
   상기 툴 홀더의 상단에 구비되면서 공작기계에 결합되는 생크;
   상기 툴을 툴 홀더의 장착홈에 체결하는 체결수단; 그리고
   상기 툴 홀더의 상단 저면에는 상기 장착홈 내에 장착되는 툴의 팁 홀더부 상면을 선택적으로 가압하도록 승강 가능하게 설치된 가압부가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 공작기계용 툴 조립체.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 체결수단은,
   상기 툴의 팁 홀더부를 이루는 결합단의 외측 벽면에 경사지게 관통 형성된 볼트 체결공과, 상기 툴 홀더의 장착홈을 이루는 측면 결합벽에 성형되고 상기 팁 홀더부의 볼트 체결공과 동일 방향으로 요입되면서 상기 볼트 체결공을 관통한 볼트의 일부가 체결되는 볼트 체결홈, 그리고 상기 볼트 체결공과 볼트 체결홈에 체결되는 볼트로 구성됨을 특징으로 하는 공작기계용 툴 조립체.
   
   
6. 삭제

Images