KR20050077467A - 선박용 키의 테이퍼구멍의 보링가공기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 선박용 키의 테이퍼구멍의 보링가공기로서, 가공능률 및 가공정밀도가 높고, 또한 소형이며 반송가능한 것을 제공하는 것을 과제로 한다.

기대에 탈착가능하게 고정할 수 있는 베이스(15)상에, 전후방향으로 연장되는 주축(62) 및 주축의 축심부에 전후방향으로 연장되는 절삭공구대 반경방향 이송축을 유지하는 주축대(60)를 좌우, 상하 및 전후방향의 각 이송나사기구를 통해 좌우, 상하 및 전후방향으로 이동가능하게 설치하고, 절삭공구대 반경방향 이송축으로 반경방향으로 이동가능하게 전동연결한 절삭공구대(71)를 갖는 페이싱헤드(70)를 주축의 전단에 부착하고, 또한 전후방향의 이송나사기구의 이송나사(27) 및 절삭공구대 반경방향 이송축을 보링해야할 선박용 키의 테이퍼구멍의 수치정보에 기초한 수치제어신호를 입력하는 주축대 전후방향 이송서보모터(26) 및 절삭공구대 반경방향 이송서보모터(63)에 의해 구동한다.

Description

선박용 키의 테이퍼구멍의 보링가공기{MACHINE FOR BORING TAPER HOLE OF MARINE RUDDER}

본 발명은 선박용 키, 특히 대형 선박용 키에 있어서의 테이퍼구멍(핀틀장착구멍, 타두재장착구멍)의 보링가공기에 관한 것이다.

일반적으로, 선박용 구성부재의 가공은, 가공기가 고정되어 있는 가공장소에, 크레인류를 통해 가공용 구성부재를 반송해서 센터링을 목적으로 한 위치결정작업을 끼워 행해지지만(예를 들면, 비특허문헌1 참조), 대형 선박용 키의 테이퍼구멍의 보링가공도 같은 형태로 행해지고 있다.

즉 종래에 있어서의 대형 선박용 키의 테이퍼구멍의 보링가공은 가공장소의 키설치대에 근접해서 고정된 범용의 대형 보링반의 보링바에, 원하는 테이퍼구멍에 부합되는 구배로 축방향으로 연장되는 수동식 이송나사를 통해 축방향으로 이동가능한 절삭공구대(절삭공구홀더)를 부착하고, 크레인을 통해 키설치대 상에 반송해서 설치한 선박용 키의 보링해야할 테이퍼구멍과 보링선박 사이의 위치결정을 행한 후, 수동식 이송나사의 미소각도의 회전을 통해 절삭공구대를 축방향으로 미동시켜서는 보링바를 회전구동해서 절삭공구대에 유지한 절삭공구를 축둘레로 1회전시킨다라는 방식으로 행하고 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 보링가공방식은 수동조작이 주체인 것으로부터, 키의 테이퍼구멍의 보링가공에 시간이 걸림과 아울러, 테이퍼구멍의 보링이 단차상으로 되며, 이후 마무리 작업장에서 행하는 연삭작업을 포함하는 손다듬질작업에 다대한 공수를 필요로 하고 있다.

또 보링해야할 테이퍼구멍의 테이퍼나 직경이 바뀔 때마다, 절삭공구대 및 보링바를 바꿀 필요가 있는 것외에, 선박용 키가 대중량인 것으로부터, 키설치대까지 반송해서 적정하게 설치하는 작업에도 상당한 시간을 요하고 있다.

(비특허문헌1) 하중방언(下中邦彦)편, 「세계대백과사전(13권)」, 헤이본사, 1968년 5월, p. 682

본 발명은 종래의 키의 테이퍼구멍의 보링가공상의 능률, 정밀도의 불만족 상황을 감안하여, 선박용 키의 테이퍼구멍의 보링가공기로서, 보링가공의 능률이 높음과 아울러, 손다듬질작업의 시간을 대폭 삭감 또는 해소할 수 있는 고정밀도의 보링을 행할 수 있고, 또한 소형이며 반송가능한 것을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 상기의 과제는 특허청구의 범위의 청구항1에 기재된 바와 같이, 키설치대에 근접하는 기대에 탈착가능하게 고정할 수 있는 베이스상에, 전후방향으로 연장되는 주축 및 주축의 축심부에 전후방향으로 연장되는 절삭공구대 반경방향 이송축을 유지하는 주축대를, 좌우방향, 상하방향 및 전후방향의 각 이송나사기구를 통해 좌우방향, 상하방향 및 전후방향으로 이동가능하게 설치하고, 절삭공구대 반경방향 이송축에 반경방향으로 이동가능하게 전동연결한 절삭공구대를 갖는 페이싱헤드를 주축의 전단에 부착하고, 전후방향 이송나사기구의 이송나사 및 절삭공구대 반경방향 이송축을, 보링해야할 테이퍼구멍에 관한 수치정보에 기초한 수치제어신호에 의해 구동하는 것을 특징으로 하는 선박용 키의 테이퍼구멍의 보링가공기에 의해 해결한다.

본 발명에 있어서는, 청구항2에 기재된 바와 같이, 주축대의 좌우방향 이동용 좌우방향 이송나사기구에는 통상의 좌우방향의 평행이동용 이송나사기구와 함께, 상하로 연장되는 요동(선회)축의 둘레에 있어서의 좌우방향의 요동용 이송나사기구를 포함시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 보링가공기는 일반적으로는 크레인을 통해서 가공해야할 선박용 키를 설치한 키설치대에 근접하는 기대상에 반송해서 베이스를 상기 기대부에 고정세트한 상태에서, 이송나사기구를 통해 주축대를 좌우나 상하의 방향으로 위치결정 이동해서 페이싱헤드를 선박용 키의 보링해야할 테이퍼구멍에 위치결정한 후, 보링해야할 테이퍼구멍에 기초한 수치제어신호에 의해, 전후방향의 이송나사기구의 이송나사 및 절삭공구대 반경방향 이송축을 구동시키고, 이것에 의해 주축대 및 페이싱헤드를 전후방향으로, 절삭공구대를 반경방향으로 이동하면서, 즉 절삭공구대 및 절삭공구를 보링해야할 테이퍼구멍에 대응하는 전후방향과 반경방향의 위치를 차지하도록 이동시키면서, 주축 및 페이싱헤드를 축선둘레로 회전구동시킴으로써 테이퍼구멍의 보링가공을 행한다.

이하 도면에 기초하여, 본 발명에 따른 보링가공기의 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다.

도시한 형태에 있어서는, 도5, 도6에 나타내듯이 키설치대(13)에 설치한 핀틀장착용 테이퍼구멍(11)과 타두재장착용 테이퍼구멍(12)을 갖는 전형적인 선박용 키(10)의 양 테이퍼구멍(11,12) 사이의 오목부의 하방부나 타두재장착용 테이퍼구멍(12)의 외측 인접부의 하방부에 설치한 기대(14)에, 클램프볼트(6)와 클램프판(17)을 통해 고정가능한 사각형의 베이스(15)상에, 사각형의 전후안내테이블(21), 사각형의 전후이송테이블(30), 사각형의 받침반(41)이 부착된 컬럼(40) 및 사각형의 주축대 부착반(50)을 통해 주축대(60)가 설치되어 있다.

베이스(15)는 후단의 우단부에 고정된 요동용 이송나사 받침대(20)에 유지한, 상하로 연장되는 힌지핀 둘레로 회전가능한 베어링(도시생략)을 통해 좌우방향의 요동용 이송나사기구를 구성하는 좌우요동(방향조정) 핸들(19)이 부착된 요동용 이송나사(18)를 좌우방향으로 연장되는 상태로 지지하고 있는 한편, 그 위에 위치하는 전후안내테이블(21)에는 후단부에 요동용 이송나사(18)와 함께 좌우방향의 요동용 이송나사기구를 구성하는 요동용 이송너트(도시생략)를 상하로 연장되는 힌지핀 둘레로 회전가능하게 유지하는 요동용 이송너트 유지대(22)가 고정되어 있음과 아울러, 전단부의 좌우방향의 중앙부에, 베이스(15)에 세워서 설치한 요동축(23)이 베어링(도시생략)을 통해 결합되어 있고, 좌우 요동핸들(19)에 의한 요동용 이송나사(18)의 회전을 통해 요동축(23)의 둘레로 몇 도(예를 들면 ±2°) 요동시킴으로써, 방향조정할 수 있도록 되어 있다. 또 전후안내테이블(21)은 주위부에 배치한 복수의 요동 록용 클램프실린더(24)를 통해 베이스(15)에 요동불가능하게 고정하도록 되어 있다.

또한 전후안내테이블(21)에는 상면의 좌우의 각 측부에, 전후방향으로 연장되는 전후가이드레일(25)이 설치되어 있음과 아울러, 상면의 좌우방향의 중앙부의 후단에, 주축대(60)의 전후방향의 수치제어구동을 담당하는 주축대 전후방향 이송서보모터(26)가 부착프레임(도시생략)을 통해 고정되어 있고, 이 주축대 전후방향 이송서보모터(26)로부터는 전방의 요동축(23)의 결합부 근방까지 전후가이드레일(25)과 평행하게 전후방향의 이송나사기구를 구성하는 전후이송나사(27)가 연장되어 있다.

전후안내테이블(21)의 위에 위치하는 전후이송테이블(30)은 하면의 좌우의 각 측부에 전후안내테이블(21)의 각 전후가이드레일(25)에 슬라이드결합하는 전후가이드슈(31)를 구비하고 있음과 아울러, 하면의 후단부의 좌우방향의 중앙부에 전후방향의 이송나사기구를 구성하는 전후이송나사(27) 결합의 전후이송너트(32)를 구비하고 있으며, 주축대 전후방향 이송서보모터(26)를 통한 전후이송나사(27)의 회전에 의해 전후안내테이블(21)상을 전후로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

또 전후이송테이블(30)에는 상면의 전단부와 후부에, 좌우방향으로 연장되는 좌우가이드레일(33)이 설치되어 있음과 아울러, 좌우가이드레일(33)로부터 등거리의 중앙부에, 좌우가이드레일(33)과 평행하게 좌우방향으로 연장되는 좌우방향의 이송나사기구의 좌우조정핸들(35)이 부착된 좌우이송나사(34)가 지지되어 있다.

컬럼(40)의 받침반(41)은 하면의 전후의 단부에, 전후이송테이블(30)의 좌우가이드레일(33)에 슬라이드결합하는 좌우가이드슈(42)를 구비하고 있음과 아울러, 전후방향의 중앙부의 우단부에, 좌우방향의 이송나사기구를 구성하는 좌우이송나사(34)결합의 좌우이송너트(43)를 구비하고 있으며, 좌우조정핸들(35)을 통한 좌우이송나사(34)의 회전에 의해 전후이송테이블(30)상을 좌우로 이동시킬 수 있도록 되어 있는 한편, 전단부의 좌우방향의 중간부에, 전후이송테이블(30)의 전단부에 고정한 클램프볼트(44)가 관통하는 가로로 긴 볼트구멍(46)을 갖는 클램프판(45)을 구비하고 있으며, 이 클램프판(45)을 클램프볼트(44)를 통해서 전후이송테이블(30)의 전단부의 대향부에 고정함으로써, 전후이송테이블(30)과 일체화하도록 되어 있다.

컬럼(40)에는 좌측면의 전후방향의 중앙부에, 상하방향의 이송나사기구를 구성하는, 상단으로부터 받침반(41)까지 연장되는 상하조정핸들(48)이 부착된 상하이송나사(47)가 지지되어 있는 한편, 좌측면의 전후의 단부에 상하이송나사(47)와 평행하게 상하로 연장되는 상하가이드레일(49)이 설치되어 있다.

주축대 부착반(50)은 컬럼(40)의 좌측면 인접부에 컬럼(40)을 따라 수직으로 연장되는 판상의 블록으로, 컬럼(40)에 설치한 상하가이드레일(49)에 결합하는 상하가이드슈(51)를 이면의 전후 단부에, 상하방향의 이송나사기구를 구성하는 상하이송나사(47)결합의 상하이송너트(52)를 전후방향의 중앙부에 구비하고 있으며, 상하조정핸들(48)에 의한 상하이송나사(47)의 회전을 통해 컬럼(40)의 좌측면부를 상하로 이동가능하게 되어 있다. 또 주축대 부착반(50)은 전후의 단면부의 상하방향의 중간부에, 컬럼(40)의 전후의 단면부에 고정한 클램프볼트(53)가 관통하는 세로로 긴 볼트구멍(55)을 갖는 클램프판(54)을 구비하고 있으며, 이 클램프판(54)을 클램프볼트(53)를 통해 컬럼(40)의 대향부에 고정함으로써, 컬럼(40)에 상하로 이동불가능하게 고정하도록 되어 있다.

주축대 부착반(50)에는 부착프레임(56,57)을 통해 전후방향으로 수평하게 연장되는 주축대(60)와 함께, 주축모터(61) 및 절삭공구대의 반경방향의 수치제어구동을 담당하는 절삭공구대 반경방향 이송서보모터(63)가 부착되어 있다.

주축대(60)는 주축모터(61)로부터 타이밍벨트기구(상세는 도시생략)를 통해 회전구동되는 주축(62)과, 주축(62)내에 동심적으로 연장되는, 절삭공구대 반경방향 이송서보모터(63)로부터 타이밍벨트기구(상세는 도시생략) 및 차동기어장치(64)를 통해 회전구동되는 절삭공구대 반경방향 이송축(65)을 유지하고 있으며, 주축(62)의 전단에는 전단부에 반경방향으로 이동가능한 절삭공구대(71)를 갖는 페이싱헤드(70)가 일체적으로 회전가능하게 고정되어 있다.

한편 절삭공구대 이송축(65)의 전단은, 도4에 나타내듯이, 상기 전단에 고정된 평기어(73), 평기어(73)에 결합하는 평기어(74)가 부착된 베벨기어(75), 베벨기어(75)에 결합하는 베벨기어(76)가 부착된 이송나사(77), 이송나사(77)에 나사결합하는 이송너트(78)가 부착된 슬라이더(79)를 포함하는 직교 전동기구를 통해 절삭공구대(71)에 연결되어 있고, 절삭공구대 이송축(65)의 회전에 의해 절삭공구대(71)를 반경방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

이 도시의 형태는 키설치대(13)상에 설치한 선박용 키(10)의 핀틀장착용 테이퍼구멍(11)을 보링가공할 때에는, 도5에 나타내듯이, 양 테이퍼구멍(11,12) 사이의 오목부의 하방에 설치되어 있는 기대(14)상에 크레인을 통해 반송해서, 베이스(15)를 클램프볼트(16), 클램프판(17)을 통해 고정한 후, 필요에 따라, 좌우요동핸들(19)에 의한 전후안내테이블(21)의 좌우요동과 그 후에 있어서의 클램프실린더(24)에 의한 전후안내테이블(21)의 베이스(15)에 대한 고정, 좌우조정핸들(35)에 의한 받침반(41)이 부착된 컬럼(40)의 좌우의 이동과 클램프볼트(44)에 의한 전후이송테이블(30)에 대한 고정, 상하조정핸들(48)에 의한 주축대 부착반(50)의 상하의 이동과 클램프볼트(53)에 의한 컬럼(40)에 대한 고정을 통해, 주축대(60), 즉 결과적으로 페이싱헤드(70)를 선박용 키(10)의 핀틀장착용 테이퍼구멍(11)에 대해서 위치결정한다.

이후 주축대 전후방향 이송서보모터(26), 절삭공구대 반경방향 이송서보모터(63)의 수치제어신호에 의한 제어구동을 통해 절삭공구대(71), 즉 결과적으로 공구(72)를 전후방향과 반경방향으로 제어이동시키면서, 주축모터(61)의 구동을 통해 주축(62) 및 절삭공구(72)를 주축(60)의 축선둘레로 회전한다. 이것에 의해, 핀틀장착용 테이퍼구멍(11)은 원하는 대로 보링가공된다.

계속해서, 타두재장착용 테이퍼구멍(12)의 보링가공을 행하는 경우에는, 상기 테이퍼구멍(12)의 외측 인접부의 하방에 설치한 기대(14)상에 반송, 설치해서 상기와 동일한 조작을 행한다.

본 발명은 이것 외에, 좌우방향이나 상하방향의 이송나사기구의 이송나사를 모터류를 통해 자동적으로 구동하는 등, 여러가지 형태로 실시할 수 있으므로, 도시의 형태에 한정되는 것은 아니다.

특허청구의 범위의 청구항1에 기재된 본 발명의 보링가공기에 의하면, 보링해야할 테이퍼구멍에 대응해서, 절삭공구의 전후방향과 반경방향의 위치를 자동적으로 수치제어하므로, 보링가공을 고능률로 또한 정확하게 행할 수 있음과 아울러, 하나의 페이싱헤드로 테이퍼나 지름을 다르게 하는 다종류의 테이퍼구멍을 보링할 수 있는 것외에, 절삭공구나 절삭공구대 또는 페이싱유닛을 교환함으로써, 광범위에 걸친 테이퍼구멍의 보링가공 외에, 테이퍼구멍의 스폿페이싱가공이나, O링끼워맞춤 홈가공 등도 행할 수 있다.

또한 청구항2에 기재된 좌우방향의 이송나사수단에, 좌우방향의 요동용 나사기구를 포함하는 구성에 의하면, 기대에 대한 고정세트에 다소의 오차가 생겨도, 기대에 대한 고정세트상태를 조정하는 일없이, 주축대, 즉 결과적으로 페이싱헤드의 선박용 키의 보링해야할 테이퍼구멍에 대한 방향결정(방향조정)을 행할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 보링가공기의 일실시형태의 대략 측면도이다.

도2는 도1에 나타낸 실시형태의 대략 평면도이다.

도3은 도1, 도2에 나타낸 실시형태의 대략 정면도이다.

도4는 도1 내지 도3에 나타낸 실시형태를 구성하는 페이싱헤드의 전동기구를 나타낸 대략 측단면도이다.

도5는 전형적인 선박용 키를 키설치대 상에 설치한 상태의 대략 정면도로, 도1 내지 도3에 나타낸 실시형태를 핀틀장착용 테이퍼구멍의 보링가공위치에 설치한 상태가 가상선으로 대략 나타내어져 있다.

도6은 도5에 나타낸 전형적인 선박용 키의 대략 평면도이다.

(부호의 설명)

10:선박용 키 11:핀틀장착용 테이퍼구멍

12:타두재장착용 테이퍼구멍 13:키설치대

14:기대 15:베이스

16:클램프볼트 17:클램프판

18:요동용 이송나사 20:요동용 이송나사 받침대

21:전후안내테이블 22:요동용 이송너트 유지대

23:요동축 24:클램프실린더

25:전후가이드레일 26:주축대 전후방향 이송서보모터

27:전후이송나사 30:전후이송테이블

31:전후가이드슈 32:전후이송너트

33:좌우가이드레일 34:좌우이송나사

40:컬럼 41:받침반

42:좌우가이드슈 43:좌우이송너트

44:클램프볼트 45:클램프판

47:상하이송나사 49:상하가이드레일

50:주축대 부착반 51:상하가이드슈

52:상하이송너트 53:클램프볼트

54:클램프판 60:주축대

61:주축모터 62:주축

63:절삭공구대 반경방향 이송서보모터 65:절삭공구대 반경방향 이송축

70:페이싱유닛 71:절삭공구대

72:절삭공구

Claims (2)

1. 키설치대에 인접하는 기대에 탈착가능하게 고정할 수 있는 베이스상에, 전후방향으로 연장되는 주축 및 주축의 축심부에 전후방향으로 연장되는 절삭공구대 반경방향 이송축을 유지하는 주축대를 좌우방향, 상하방향 및 전후방향의 각 이송나사기구를 통해 좌우방향, 상하방향 및 전후방향으로 이동가능하게 설치하고, 절삭공구대 반경방향 이송축에 반경방향으로 이동가능하게 전동연결한 절삭공구대를 갖는 페이싱헤드를 주축의 전단에 부착하고, 전후방향 이송나사기구의 이송나사 및 절삭공구대 반경방향 이송축을, 보링해야할 테이퍼구멍에 관한 수치정보에 기초한 수치제어신호에 의해 구동하는 것을 특징으로 하는 선박용 키의 테이퍼구멍의 보링가공기.
2. 제1항에 있어서, 주축대의 좌우방향 이동용 좌우방향 이송나사기구가, 상하로 연장되는 요동축 둘레에 있어서의 좌우방향의 요동용 이송나사기구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 키의 테이퍼구멍의 보링가공기.