KR200482686Y1

KR200482686Y1 - 5축 가공용 바이스

Info

Publication number: KR200482686Y1
Application number: KR2020150001201U
Authority: KR
Inventors: 임창훈
Original assignee: 임창훈
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2017-02-23
Also published as: KR20160003009U

Abstract

본 고안은 5축 가공용 바이스에 관한 것으로, 특히 공작물을 고정하는 죠오가 2개의 가동 죠오(20,30)로 구성되고, 이들 가동 죠오(20,30)는 가이드봉(60)에 슬라이드이동가능하게 지지된 상태로 별개로 구성된 제1이송나사봉(40) 또는 제2이송나사봉(50)에 의해 각각 독립적으로 이동하게 되어 있다.

Description

5축 가공용 바이스{VICE FOR HOLDING WORK PIECES IN A FIVE-AXIS MACHINING TOOL}

본 고안은 공작물 가공장비(machine tool)에서 공작물을 가공장비의 베드위에 고정하기 위해 사용되는 바이스에 관한 것으로, 특히 5축 가공장비에 적합한 공작물 고정용 바이스에 관한 것이다.

종래 공작기계의 공작물 고정용 바이스는 공작물을 물어잡는 2개의 죠오(jaws)를 구비하고 하는데, 하나는 베이스에 고정된 고정죠오로 구비되고 다른 하나는 상기 고정죠오에 대하여 접근 또는 이격되는 방향으로 이동하는 가동 죠오로 구비된다. 즉, 종래 공작기계에 사용되는 일반적인 바이스는 아래 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 통상 공작기계의 베드에 고정설치되고 바닥면에는 안내레일이 구비된 베이스와, 이 베이스의 길이방향 양쪽 선단에 각각 고정설치되는 고정블록과, 상기 양쪽 고정블록중 한쪽 고정블록의 내측면에 부착설치되는 고정 죠오(fixed jaw)와, 상기 양쪽 고정블록 사이에 배치되고 상기 베이스의 안내레일을 따라 슬라이드 이동가능하게 설치된 가동 블록과, 상기 가동 블록의 상기 고정 죠오와 대향하는 쪽의 면에 부착된 가동 죠오와, 외주면에 나사가 형성되어 상기 가동 블록에 형성된 나사구멍과 나사결합하게 관통하여 한쪽 선단은 상기 고정 블록에 회전가능하게 삽입되어 고정되고, 반대쪽 선단은 다른 나머지 하나의 고정블록에 형성된 구멍에 회전가능하게 끼워짐과 동시에 회전 손잡이를 끼워 회전시킬 수 있도록 선단이 고정블록의 외부로 노출되게 되어 있다.

이러한 구조의 종래의 공작물 고정용 바이스의 경우, 죠오에 의해 지지되는 공작물의 6방향 면중에서 최대로 3축 가공, 즉 상면과 좌우측면쪽의 가공을 할 수 있을 뿐이고 저면이나 죠오와 접촉하는 측면쪽에는 공구로 가공할 수 없어, 5축 가공용 바이스로서는 사용할 수 없는 한계가 있다.

이러한 단점을 극복하기 위하여, 5축 가공을 위한 바이스가 제안되어 알려져 있다. 이러한 종래의 5축 가공용 바이스는 2개의 가동 죠오를 구비하고, 이들 2개의 가동 죠오는 대략 중앙의 양측에 각각 좌측 나사와 우측나사를 형성한 1개의 이송나사봉에 의해 관통되어 이 이송나사봉을 정방향으로 회전시킴에 따라 공작물의 양측에서 공작물 쪽으로 서로 접근하는 방향으로 이동하여 공작물을 고정하고(로딩, loading), 반대방향으로 회전시키면 서로 멀어지는 방향으로 이동하여 공작물을 고정해제하게 된다(언로딩:unloading).

이러한 구조의 바이스는 하나의 이송나사봉만을 회전시켜 2개의 가동 죠오를 동시에 정해진 위치(통상,장비의 중심)로 접근시키거나 또는 서로 벌어지게 작동시키도록 작동하므로, 공작물의 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading) 작업이 간편하고 로딩 또는 언로딩 작업시간을 단축할 수 있는 장점을 가진다.

그러나, 상기 종래의 바이스는 공작물을 로딩할 때, 1쌍의 가동 죠오가 동시에 이동하여 장비의 중심에서 공작물을 고정하게 되므로, 가공 기준면이 공작물의 한쪽 측면에 설정되는 통상의 가공 작업에서 동일한 공작물을 반복하여 작업하는 경우, 새로운 공작물을 로딩할 때마다 혹은 사이즈가 다른 공작물로 교체하여 작업하는 경우에는 로딩완료후 가공 기준면을 재설정하여야 하는 단점이 있었다. 이와 같이, 동일한 가공작업임에도 공작물이 교체될 때마다 가공 기준면을 설정하게 되면, 가공 오차가 발생하게 되고, 작업시간이 길어져 생산성이 낮아지는 단점이 있다.

뿐만아니라, 종래의 바이스로는 한번에 2개의 공작물을 로딩할 수 없는 문제점이 있었다.

KR

20-0445996

Y1

이에 본 고안은 상기 종래의 바이스가 가진 단점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 5축 가공이 가능하도록 공작물을 물어잡고, 공작물의 중심이 장비의 중심(가공 기준면)이 다른 경우에도 공작물을 고정할 수 있는 5축 가공용 바이스를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 바이스는,

가공장비의 베드위에 고정설치되는 베이스와,

상기 베이스의 길이방향 양단에 각각 고정설치된 고정 블록;

상기 양쪽 고정 블록의 사이에 배치되어 상기 베이스에 고정설치된 중간 지지블록;

상기 베이스의 폭방향 양측에서 길이방향을 따라 각각 하나씩 배치되어 양단이 각각 상기 고정 블록에 고정설치된 1쌍의 가이드봉;

상기 고정 블록 사이에서 서로 마주보게 배치되고 상기 1쌍의 가이드봉에 지지되어 상기 가이드봉의 길이방향을 따라 수평으로 평행이동가능하면서 사이에 배치된 공작물의 양측면을 가압하여 고정하는 제1가동죠오 및 제2가동죠오;

상기 제1가동죠오의 나사구멍에 나사결합상태로 관통하여 한쪽 선단은 한쪽 고정블록의 구멍에 끼워져 지지되고 반대쪽 선단은 상기 중간 지지블록에 형성된 구멍에 회전은 가능하되 축방향 이동은 저지되도록 설치되고, 선단에는 조정핸들이 결합되는 핸들 결합부를 구비한 제1이송나사봉; 및

상기 제2가동죠오의 나사구멍에 나사결합상태로 관통하여 한쪽 선단은 반대쪽 고정블록의 구멍에 끼워져 지지되고 반대쪽 선단은 상기 중간 지지블록에 형성된 구멍에 회전은 가능하되 축방향 이동은 저지되고 선단에는 조정핸들이 결합되는 핸들 결합부를 구비한 제2이송나사봉;을 포함한다.

본 고안에 따른 바이스의 다른 특징은, 상기 제1가동죠오와 상기 제2가동죠오가, 각각 대응하는 상기 제1이송나사봉 또는 제2이송나사봉과 나사결합되고, 상기 1쌍의 가이드봉에 슬라이드 이동가능하게 설치된 몸체부와, 상기 몸체부의 상부에 구비된 죠오부로 이루어지고, 상기 몸체부와 죠오부는 서로 별개의 부품으로 구성되어 체결나사로 서로 결합된 것에 있다.

그리고 본 고안의 바이스는, 상기 제1이송나사봉과 제2이송나사봉이, 각각 상기 중간 지지블록에 결합되는 선단에 원주방향을 따라 걸림홈이 형성되고, 상기 걸림홈에는 중간 지지블록의 상단면에서 결합되는 하나 또는 하나 이상의 고정나사의 선단을 끼워 결합함으로써 회전은 가능하지만 축방향 이동은 저지되게 되어 있다.

또, 본 고안의 바이스는, 상기 제1이송나사봉과 제2이송나사봉중, 하나의 이송나사봉이 다른 이송나사봉과 대향하는 선단면에 중심축방향으로 다각형 결합돌기가 구비되고, 다른 하나의 이송나사봉은 상기 다각형 결합돌기와 형상결합하도록 대응하는 다각형 홈을 구비하여, 상기 다각형 결합돌기와 다각형 홈이 서로 형상결합하여 양측 이송나사봉이 연동회전하게 될 수 있다.

한편, 본 고안의 바이스는, 상기 중간 지지블록의 상단에 적층되게 결합되는 스페이스 블록을 더 포함하고, 상기 스페이스 블록은, 상기 제1가동죠오와 대면하게 구비되어 상기 제1가동죠오를 접근이동시켰을 때 제1가동죠오와 함께 제1공작물의 양쪽을 고정하고, 상기 제2가동죠오와 대면하게 구비되어 상기 제2가동죠오를 접근하게 이동시켰을 때, 상기 제2가동죠오와 함께 제1공작물과 사이에 일정한 간격을 유지한 채 제2공작물의 양쪽을 물어잡아 고정한다.

상기한 본 고안의 바이스에 의하면, 죠오를 2개의 가동 죠오로 구성하되 각 가동 죠오를 각각의 이송나사봉으로 독립적으로 이동시킬 수 있도록 되어 있어, 가공기준면이 되는 한쪽 가동 죠오를 움직이지 않고 나머지 하나의 가동 죠오만을 움직여서 복수개의 공작물에 동일한 작업을 반복적으로 수행할 수 있으므로, 가공정밀도의 향상은 물론 로딩 시간의 단축으로 작업능률을 향상시킬 수 있다.

또한 서로 다른 사이즈 또는 형상을 가진 2개의 공작물을 한꺼번에 로딩하여 동일한 가공작업을 한번에 수행할 수 있어 작업이 편리하고 작업능률을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 바이스의 평면도이고,
도 2는 본 고안에 따른 바이스의 정면도이고,
도 3은 도 1의 'X-X'선 단면도이고,
도 4는 본 고안에 따른 바이스로 공작물을 고정한 일 사용상태를 보여주는 단면도이고,
도 5는 본 고안의 바이스로 2개의 공작물을 고정한 다른 사용상태를 보여주는 단면도이고,
도 6은 본 고안에 따른 바이스의 다른 실시예의 단면도이고,
도 7은 도 6에서 제2이송나사봉을 제1나사봉에 결합한 상태의 단면도이다.

이하, 본 고안에 따른 5축 가공용 바이스의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

본 고안에 따른 5축 가공용 바이스는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스(11)의 길이방향 양단에 각각 고정 블록(12,14)이 고정나사로 체결되어 고정되고, 상기 양쪽의 고정 블록(12,14)의 사이에 중간 지지블록(16)이 배치되어 베이스(11)상에 고정설치된다.

상기 양쪽 고정 블록(12,14) 사이에는, 서로 독립적으로 움직이는 제1가동 죠오(20) 및 제2가동 죠오(30)가 서로 대향하게 배치된다. 상기 제1가동 죠오(20) 및 제2가동 죠오(30)는 중간 지지블록(16)을 관통하여 양단이 상기 양쪽 고정 블록(12,14)에 지지된 1쌍의 가이드봉(60)의 외주에 슬라이드 이동가능하게 끼워져 지지된다.

그리고 상기 제1가동 죠오(20) 및 제2가동 죠오(30)는 하나의 부재로 구성될 수 있지만 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 이송나사봉(20,30)과 가이드봉(60)이 관통하는 하부의 몸체부(22,32)와 상기 몸체부(22,32)의 상단면에 체결나사(23,33)으로 체결되는 죠오부(21,31)의 2개의 부재로 구성하여 조립하는 것이 제작편리성을 고려할 때 바람직하다. 그리고 상기 각 죠오부(21,31)에는 각각 공작물(W)을 물어잡는 고정면(21a,31a)가 구비된다.

그리고, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1가동 죠오(20)와 제2가동 죠오(30)를 각각 독립적으로 이송시키는 제1이송나사봉(40)과 제2이송나사봉(50)이 구비된다. 상기 제1이송나사봉(40)과 제2이송나사봉(50)은 대응하는 상기 제1가동 죠오(20)와 제2가동 죠오(30)의 각 나사구멍(22a,32a)과 나사결합하면서 관통하여, 한쪽 선단은 고정블록(12,14)에 지지되고 다른 쪽 선단은 중간 지지블록(16)의 구멍(17)에 끼워져 지지된다.

상기 중간 지지블록(16)에 지지되는 각 이송나사봉(40,50)의 선단에는 원주방향을 따라 걸림홈(42,52)이 형성되고, 이 걸림홈(42,52)에는 중간 지지블록(16)의 상면에서 체결되는 고정나사(18)의 선단이 끼워져 이송나사봉(40,50)의 회전은 허용하지만 축방향 이동을 저지한다.

그리고 각 이송나사봉(40,50)의 반대쪽 선단에는 핸들(도시생략)이 결합되는 핸들결합부(43,53)가 구비된다. 이들 각 이송나사봉(40,50)의 핸들결합부(43,53)는 공작물 가공작업시 공구와 간섭이 없도록 고정블록(12,14)의 외측면에서 돌출하지 않게 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1가동죠오(20)와 제2가동죠오(30)의 상단면에는 로딩한 공작물상의 임의의 위치(예컨대 가공위치)를 가늠할 수 있는 눈금자(25,35)가 설치될 수도 있다.

이하, 도 4를 참조하여 하나의 블록으로 구성된 공작물(W)을 본 고안의 바이스로 고정하는 과정을 설명하면, 먼저 중간 지지블록(16)위에 받침블록(S)을 얹고 그 위에 고정하고자 하는 공작물(W)을 얹는다. 이 때, 받침블록(S) 없이 공작물(W)을 중간 지지블록(16)위에 얹을 수도 있다.

그리고 나서 2개의 이송나사봉(40,50)중 이송시키고자 하는 가동죠오, 예컨대 제1가동죠오(20)측의 이송나사봉(40)의 핸들결합부(43)에 핸들을 결합하여 시계방향으로 회전시키면, 제1이송나사봉(40)에 설치된 제1가동죠오(20)는 대향하는 제2가동죠오(30)와는 독립적으로 상기 가이드봉(60)에 지지된 상태로 가이드봉(60)을 따라 공작물(W)의 일면쪽으로 슬라이드 이동하게 된다. 이동하던 제1가동죠오(20)의 고정면(21a)이 공작물(W)에 접촉하면 제1가동죠오(20)의 이동을 멈추고, 그리고나서 반대쪽의 제2가동죠오(30)를 동일한 방식으로 공작물(W)의 반대쪽면을 향하여 이동시켜 공작물(W)을 양쪽 가동죠오(20,30)로써 고정한다.

그리고나서 가공시 가공기준면을 공작물(W)의 한쪽 측면(예컨대, 제1가동죠오(20)의 고정면(21a)으로 설정하면, 같은 사이즈를 가진 복수개의 공작물의 동일한 가공작업을 반복하는 경우, 한쪽 가동죠오(이 경우, 가공기준면으로 설정되지 않은 제2가동죠오(30))만을 공작물에서 이격시켜 작업이 완료한 공작물을 언로딩한 후 새로운 공작물을 그 자리에 배치하여 제2가동죠오(30)만을 고정위치로 이동시킨다. 이에 따르면, 한쪽 가동죠오만을 이동시켜 공작물의 고정(로딩) 및 고정해제하는(언로딩)할 수 있고, 가공기준면으로 설정된 가동죠오를 움직이지 않으므로 동일한 가공작업시 가공기준면을 재설정할 필요가 없어 로딩 및 언로딩 시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시키고, 아울러 동일한 작업정밀도를 유지할 수 있는 장점이 있다.

도 5는 동일한 가공작업(예컨대 동일한 치수의 드릴링작업을 제1공작물과 제2공작물에 수행하는 경우)을 위해 본 고안의 바이스로 2개의 공작물을 고정하는 상태를 도시하고 있다. 이 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 공작물(W1,W2)을 중간 지지블록(16)상에 보조의 스페이스 블록(19)을 얹어 고정하고, 이 스페이스 블록(19)의 한쪽면과 제1가동죠오(20)사이에 제1공작물(W1)을 배치하여, 이 상태에서 제1가동죠오(20)를 제1이송나사봉(40)를 이동시켜 스페이스 블록(19)의 한쪽 면과 제1가동죠오(20) 사이에 제1공작물(W1)을 고정한다. 그리고나서, 스페이스 블록(19)의 다른 쪽면과 제2가동죠오(50) 사이에 제2공작물(W2)을 배치하여 제2가동죠오(50)를 이동시켜 제2공작물(W2)을 스페이스 블록(19)과 제2가동죠오(50)사이에 고정한다. 이와 같은 로딩 작업을 통하여 2개의 공작물을 하나의 바이스에서 한번 로딩작업으로 다양한 가공작업을 수행할 수 있어 작업시간을 단축할 수 있으며, 가공기준면을 재설정하지 않으므로 가공정밀도를 높일 수 있는 장점이 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 본 고안의 바이스는 다른 실시예로서, 상기 제1이송나사봉(40)과 제2이송나사봉(50)를 필요에 따라 서로 결합시켜 한쪽 이송나사봉(40)만을 회전으로 다른 쪽 이송나사봉(50)을 동시에 회전시키는 것도 가능하다. 즉, 하나의 이송나사봉(40)은 다른 이송나사봉(50)과 대향하는 선단면에 중심축방향으로 다각형 결합돌기(71)를 구비하고, 다른 하나의 이송나사봉(50)은 상기 다각형 결합돌기(71)와 형상결합하도록 대응하는 다각형 홈(72)을 구비하여, 상기 다각형 결합돌기(71)와 다각형 홈(72)이 서로 형상결합하도록 한쪽 이송나사봉(50)을 화살표방향으로 서로 접근이동시킨 후 고정나사(18)를 걸림홈(55)(이 걸림홈(55)은 걸림홈(52)과는 별도로 상기 다각형 홈(72)이 다각형 결합돌기(71)에 결합할 때, 고정나사(18)의 선단이 끼워질수 있는 위치에 형성한다)에 끼워서 회전은 가능하되 축방향이동은 하지 않도록 고정하면 양측 이송나사봉(40,50)이 연동회전하게 된다. 이 경우, 한쪽 이송나사봉(40)의 회전만으로 양쪽 가동 죠오(20,30)가 접근하는 방향으로 동시에 이동하거나 멀어지는 방향으로 동시에 이동하여 연동식 가동죠오로 전환할 수 있다.

11: 베이스 12,14: 고정블록
16: 지지블록 17: 구멍
18: 고정나사 19: 스페이스 블록
20: 제1가동죠오 30; 제2가동죠오
21,31: 죠오부 22,32: 몸체부
23: 체결나사 25.35: 눈금자
40: 제1가동죠오 50: 제2가동죠오
42, 52, 55: 걸림홈 43,53: 핸들결합부
60: 가이드봉 71: 다각형 결합돌기
72: 다각형 결합홈

Claims

가공장비의 베드위에 고정설치되는 베이스(11)와,
상기 베이스(11)의 길이방향 양단에 각각 고정설치된 고정 블록(12, 14);
상기 양쪽 고정 블록(12, 14)의 사이에 배치되어 상기 베이스(11)에 고정설치된 중간 지지블록(16);
상기 베이스(11)의 폭방향 양측에서 길이방향을 따라 각각 하나씩 배치되어 양단이 각각 상기 고정 블록(12, 14)에 고정설치된 1쌍의 가이드봉(60);
상기 고정 블록(12, 14) 사이에서 서로 마주보게 배치되고 상기 1쌍의 가이드봉(60)에 지지되어 상기 가이드봉(60)의 길이방향을 따라 수평으로 평행이동가능하면서 사이에 배치된 공작물의 양측면을 가압하여 고정하는 제1가동죠오(20) 및 제2가동죠오(30);
상기 제1가동죠오(20)의 나사구멍(22a)에 나사결합상태로 관통하여 한쪽 선단은 한쪽 고정블록(12)의 구멍에 끼워져 지지되고 반대쪽 선단은 상기 중간 지지블록(16)에 형성된 구멍(17)에 회전은 가능하되 축방향 이동은 저지되도록 설치되고, 선단에는 조정핸들이 결합되는 핸들 결합부(43)를 구비한 제1이송나사봉(40); 및
상기 제2가동죠오(30)의 나사구멍(32a)에 나사결합상태로 관통하여 한쪽 선단은 반대쪽 고정블록의 구멍(17)에 끼워져 지지되고 반대쪽 선단은 상기 중간 지지블록(16)에 형성된 구멍(17)에 회전은 가능하되 축방향 이동은 저지되고 선단에는 조정핸들이 결합되는 핸들 결합부(53)를 구비한 제2이송나사봉(50);을 포함하고,
상기 제1가동죠오(20)와 상기 제2가동죠오(30)는, 각각 대응하는 상기 제1이송나사봉(40) 또는 제2이송나사봉(50)과 나사결합되고 아울러 상기 1쌍의 가이드봉(60)에 슬라이드 이동가능하게 설치된 몸체부(22, 32)와, 상기 몸체부(22, 32)의 상부에 구비된 죠오부(21, 31)로 이루어지고, 상기 몸체부(22, 32)와 죠오부(21, 31)는 서로 별개의 부품으로 구성되어 체결나사(23)로 서로 결합되고,
상기 제1이송나사봉(40)과 제2이송나사봉(50)중, 하나의 이송나사봉(40)은 다른 이송나사봉(50)과 대향하는 선단면에 중심축방향으로 다각형 결합돌기가 구비되고, 다른 하나의 이송나사봉은 상기 다각형 결합돌기(71)와 형상결합하도록 대응하는 다각형 홈(72)을 구비하여, 상기 다각형 결합돌기(71)와 다각형 홈(72)이 서로 형상결합하여 양측 이송나사봉(40,50)이 연동회전하게 된 것을 특징으로 하는 5축 가공용 바이스.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1이송나사봉(40)과 제2이송나사봉(50)은, 각각 상기 중간 지지블록(16)에 결합되는 선단에 원주방향을 따라 걸림홈(42, 52)이 형성되고, 상기 걸림홈(42, 52)에는 중간 지지블록(16)의 상단면에서 결합되는 하나 또는 하나 이상의 고정나사(18)의 선단을 끼워 결합함으로써 회전은 가능하지만 축방향 이동은 저지되게 된 것을 특징으로 하는 5축 가공용 바이스.
삭제
제1항에 있어서,
상기 중간 지지블록(16)의 상단에 적층되게 결합되는 스페이스 블록(19)을 더 포함하고, 상기 스페이스 블록(19)은, 상기 제1가동죠오(20)와 대면하게 구비되어 상기 제1가동죠오(20)를 접근이동시켰을 때 제1가동죠오(20)와 함께 제1공작물(W1)의 양쪽을 고정하고, 상기 제2가동죠오(30)와 대면하게 구비되어 상기 제2가동죠오(30)를 접근하게 이동시켰을 때, 상기 제2가동죠오(30)와 함께 제1공작물과 (W1)사이에 일정한 간격을 유지한 채 제2공작물(W2)의 양쪽을 물어잡아 고정하는 것을 특징으로 하는 5축 가공용 바이스.