KR20060034213A

KR20060034213A - 절삭 가공 방법 및 장치와 방전 가공용 리브 전극

Info

Publication number: KR20060034213A
Application number: KR1020057015672A
Authority: KR
Inventors: 야스히사 코스게; 노부야 이시다
Original assignee: 마키노 밀링 머신 주식회사
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2006-04-21
Also published as: CN100418683C; KR100645034B1; CN1780708A; EP1728575A1; JP4740842B2; EP1728575B1; JPWO2005092548A1; WO2005092548A1; US20070011861A1; EP1728575A4

Abstract

본 발명의 기술적 과제는, 워크(work)의 리브(rib) 부분을 고(高)능률, 고(高)정밀도로 절삭 가공할 수 있는 절삭 가공 방법 및 장치와 방전 가공용 리브 전극을 제공하는 것이다. 그것을 위해서, 동일 평면내에서 평행 또는 선단 방향으로 확개(擴開)하는 2개의 직선을 따라 연설(延設)된 절삭날(23a, 23b)을 가진 절삭 공구(11)를 준비하고, 2개의 절삭날(23a, 23b)이 워크(W)의 리브 부분(R)의 대향하는 양측면에 계합하도록 절삭 공구(11)를 워크(W)에 대해서 배치하고, 절삭 공구(11)를 소망(所望)하는 가공 경로를 따라 워크(W)에 대해서 상대 이동시켜서, 워크(W)의 리브 부분(R)의 양측면을 동시에 절삭 가공하도록 했다.

Description

절삭 가공 방법 및 장치와 방전 가공용 리브 전극{METHOD AND APPARATUS FOR CUTTING, AND RIB ELECTRODES FOR ELECTRO-DISCHARGE MACHINING}

본 발명은 워크(work)의 리브(rib) 부분의 가공에 적합한 절삭 가공 방법, 절삭 가공 장치 및 절삭 공구 장치와 그 절삭 공구 장치로 가공한 방전 가공용 리브 전극에 관한 것이다.

플라스틱 성형 등에 이용하는 금형은, 통상은 엔드밀(end mill)이나 볼 엔드밀 등에 의해 절삭 가공된다. 플라스틱 성형품에는 보강을 위해 얇은 리브가 배치되어 있는 경우가 많다. 플라스틱 성형품의 리브는, 일반적으로 끝이 가늘고(先細) 구배(句配: gradient)가 더해진 얇은 판형상(板狀)의 돌기 부재이다. 성형품이 얇은 리브를 가지고 있는 경우에는, 리브에 대응한 금형 부분은 리브 전극을 이용해서 방전 가공된다. 종래는, 방전 가공에 이용하는 리브 전극은 엔드밀이나 볼 엔드밀 등의 회전형의 절삭 공구에 의한 절삭 가공, 또는 연삭 숫돌(砥石: grinding stone)에 의한 연삭 가공에 의해서 제작되고 있다.

비(非) 회전형의 절삭 공구, 예를 들면 헤일 바이트(spring tool)로 워크를 절삭하는 가공 방법은, 일본 특공평(特公平)6-61651호 공보에 개시되어 있다. 이 가공 방법은 회전형의 절삭 공구에서는 가공이 곤란한 고무 금형 등의 오목홈(凹溝)을 총형(總形) 헤일 바이트를 이용해서 절삭 가공하는 것이다. 또, 방전 가공용 리브 전극을 보존유지구(保持具) 위에 위치결정해서 취부(取付: 떼고붙임이 가능한 붙이기)하는 장치가, 일본 특개(特開)2002-52422호 공보에 개시되어 있다. 이 보존유지구는 리브 전극을 상하, 좌우로 계합(係合: engagement)하고, 위치결정해서 취부하는 것이다.

최근에는, 제품의 경량화가 공업 제품 일반에 요구되고 있고, 플라스틱 성형품의 리브도 또한 얇게 하는 것이 요구되고 있다. 리브를 얇게 하기 위해서는 금형의 방전 가공에 이용하는 리브 전극도 또한 얇게 하지 않으면 안된다. 얇은 리브 전극을 엔드밀이나 볼 엔드밀 등의 회전형의 절삭 공구에 의해 한쪽면(片面)씩 절삭 가공으로 창성(創成)하는 경우에는, 워크의 리브 부분에 생기는 휨(deflection)이나 진동으로 인해, 가공 정밀도가 나오지 않아 가공이 곤란하다. 특히, 리브의 두께에 대한 높이의 비, 즉 애스펙트 비(aspect ration)가 매우 높은 리브 전극을 엔드밀이나 볼 엔드밀 등에 의해 절삭 가공하면, 휨이나 진동이 발생하기 때문에, 절삭 부하(負荷)가 걸리지 않아, 가공 정밀도가 나오지 않는다고 하는 문제점이 있다. 또, 얇은 판 형상의 방전 가공용 리브 전극을 정밀도좋게 가공하여, 전극의 보존유지구에 정밀도좋게 취부하는 것은 곤란하며, 가공 및 취부 작업에 시간이 걸린다고 하는 문제점이 있다.

<발명의 개시>

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제를 해결하는 것을 과제로 하고 있으며, 본 발명의 목적은 워크의 리브 부분을 고(高)능률로, 고(高)정밀도로 절삭 가공할 수 있는 절삭 가공 방법, 절삭 가공 장치 및 절삭 공구 장치와 방전 가공용 리브 전극을 제공하는 것이다.

전술(前述)한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르면, 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 가공 방법에 있어서, 가공해야 할 리브 부분의 단면(斷面) 형상에 대응한 형상으로 절삭 공구의 절삭날(切刃: cutting edge)의 형상을 결정하고, 상기 절삭 공구를 가공 기계의 주축(主軸)에 장착(裝着)하고, 상기 절삭 공구를 가공해야 할 리브 부분의 길이 방향의 가공 경로를 따르게 하여 상기 워크에 대해서 상대 이동시키고, 상기 워크의 리브 부분을 소망(所望) 형상으로 절삭 가공하는 절삭 가공 방법이 제공된다.

절삭 공구의 절삭날의 형상이 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상으로 결정되므로, 절삭 공구를 리브 부분의 길이 방향의 가공 경로에 따르게 하여 워크에 대해서 상대 이동시키면, 워크의 리브 부분이 한쪽측면씩, 또는 양측면 동시에 절삭 가공된다.

또, 본 발명에 따르면, 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 가공 방법에 있어서, 절삭 공구의 절삭날을 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상으로 제작하고, 상기 워크의 리브 부분을 회전형의 절삭 공구로 거친(荒: roughing) 가공한 후, 상기 절삭 공구를 가공 기계의 주축에 장착하고, 상기 절삭 공구를 가공해야 할 리브 부분의 길이 방향의 가공 경로를 따르게 하여 상기 워크에 대해서 상대 이동시킴과 동시에, 상기 절삭 공구의 절삭날의 정면이 상기 가공 경로의 전진 방향에 대해서 항상 직각을 유지하도록 주축의 회전 각도를 제어해서, 상기 절삭 공구로 리브 부분을 소망 형상으로 마무리(仕上: finishing) 가공하는 절삭 가공 방법이 제공된다.

리브 부분을 엔드밀이나 볼 엔드밀 등의 회전형의 절삭 공구로 거친 마무리(荒取: rough finishing) 가공한 후, 비회전형의 상기 절삭 공구로 마무리 가공을 행하면, 리브 부분의 가공을 능률좋게 행할 수가 있다.

또, 본 발명에 따르면, 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 가공 장치에 있어서, 상기 워크를 가공하는 절삭 공구를 장착하는 주축과, 상기 워크를 고정(固定)하는 테이블과, 상기 주축과 상기 테이블 사이에서 상대 이동을 행하게 하는 이송 장치와, 상기 워크의 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상의 두갈래(二叉)의 절삭날을 가지는 절삭 공구를 구비하고, 상기 두갈래의 절삭날을 가공해야 할 리브 부분의 양측면에 계합해서, 리브 부분의 길이 방향의 가공 경로를 따르게 하여 상기 절삭 공구와 상기 워크를 상대 이동시키고, 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 가공 장치가 제공된다.

두갈래의 절삭날이 워크의 리브 부분의 양측면을 끼워넣고 리브 부분의 길이 방향의 가공 경로를 따라 보내지므로, 절삭날이 얇은 리브 부분을 양측으로부터 지지하면서 양측면을 동시에 절삭 가공할 수 있다. 그 때문에, 얇은 리브 부분이 휘거나 진동하는 일없이 가공할 수가 있다. 리브 부분의 형상에 따라서는, 리브 부분의 한쪽측씩 절삭 가공해도 좋다.

또, 본 발명에 따르면, 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 가공 장치에 있어서, 상기 워크의 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상의 두갈래의 절삭날을 가지는 절삭 공구와, 상기 워크의 리브 부분을 가공하는 상기 절삭 공구를 장착하고, 회전 각도를 제어하는 것이 가능한 주축과, 상기 워크를 고정하는 테이블과, 상기 주축과 상기 테이블 사이에서 X, Y, Z의 3축 방향으로 상대 이동을 행하게 하는 이송 장치를 구비하고, 상기 두갈래의 절삭날을 가공해야 할 리브 부분의 양측면에 계합하고, 리브 부분의 길이 방향의 가공 경로를 따르게 하여 상기 절삭 공구와 상기 워크를 상대 이동시킴과 동시에, 상기 절삭 공구의 절삭날의 정면이 상기 가공 경로의 전진 방향에 대해서 항상 직각을 유지하도록 주축의 회전 각도를 제어해서, 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 가공 장치가 제공된다.

두갈래의 절삭날을 가진 절삭 공구를 회전 각도가 제어 가능한 주축에 장착하고, 절삭 공구와 워크를 상대 이동시킴과 동시에, 절삭날의 방향을 제어해서 리브 부분을 절삭 가공하므로, 곡선 형상을 가지는 리브 부분의 가공이 용이하다.

또, 본 발명에 따르면, 가공 기계에 장착해서, 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 공구 장치에 있어서, 상기 가공 기계에 장착하는 생크부와, 상기 생크부의 축선(軸線) 방향 전방에 설치되는 날 부분(刃部: cutting part)과, 상기 날 부분에 설치되고, 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상으로 연설(延設)한 두갈래의 절삭날을 구비하고, 상기 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 공구 장치가 제공된다.

가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상으로 절삭 공구의 절삭날을 제작하고, 가공 기계의 주축에 장착해서 워크를 가공하면, 절삭날의 형상과 동일 형상으로 리브 부분의 가공을 행할 수가 있다.

또, 본 발명에 따르면, 가공 기계에 장착해서, 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 공구 장치에 있어서, 상기 가공 기계에 장착하는 생크부와, 상기 생크부의 축선 방향 전방에 설치되는 한쌍의 두갈래의 팔(腕: arm) 부재와, 상기 팔 부재에 설치되고, 절삭날의 간격 및/또는 각도가 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응해서 조절 가능하게 취부된 바이트를 구비하고, 상기 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 공구 장치가 제공된다.

이 절삭 공구 장치에 의하면, 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상에 맞추어, 절삭날의 형상을 조절해서 워크를 가공하므로, 여러 가지 두께나 구배를 가진 리브 부분의 가공을 행할 수가 있다.

또, 본 발명에 따르면, 방전 가공기의 전극 홀더에 취부되는 방전 가공용 리브 전극에 있어서, 상기 전극 홀더의 전극을 보존유지하는 기준에 당접(當接)하는 기준면을 가지고, 상기 전극 홀더에 취부되는 기대(基臺: base) 부분과, 상기 기대 부분(이하, "베이스 부분"이라고도 한다)에서 돌출하여 입설(立設)되고, 상기 기대 부분의 기준면을 기준으로 해서, 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상의 두갈래의 절삭날을 가지는 절삭 공구로 절삭 가공한 리브 부분을 구비하고, 상기 리브 부분의 형상을 회전형의 절삭 공구로 거친 가공한 후, 상기 절삭 공구로 마무리 가공한 방전 가공용 리브 전극이 제공된다.

방전 가공용 리브 전극을 기대 부분과 리브 부분으로 구성하고, 기대 부분의 기준면을 기준으로 해서, 리브 부분을 기대 부분과 일체적으로 가공한다. 리브 부분의 가공은 엔드밀 등의 회전형의 절삭 공구로 거친 마무리 가공한 후, 상기 절삭 공구로 소망 치수로 마무리 가공된다. 이렇게 해서 가공된 방전 가공용 리브 전극의 기대 부분의 기준면을 방전 가공기의 전극 홀더의 기준에 당접시켜서, 리브 전극을 전극 홀더에 취부한다.

본 발명에 따르면, 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상으로 절삭 공구의 절삭날의 형상을 결정하고, 그 형상으로 절삭날을 제작해서 사용하므로, 리브 부분을 절삭 공구를 리브 부분의 길이 방향의 가공 경로를 따라 상대 이동시키는 것만으로 가공할 수가 있다. 종래의 엔드밀이나 볼 엔드밀 등의 회전형의 절삭 공구에 의한 절삭 가공에 비해, 가공 능률, 완성면(仕上面: machined surface)의 품위의 점에서 우수하다. 절삭 공구의 절삭날의 형상을 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 따라서 제작하고, 두갈래의 절삭날을 가진 절삭 공구로 리브 부분의 양측면을 동시에 절삭 가공할 수가 있다. 이 경우, 절삭날이 얇은 리브 부분을 양측으로부터 지지하면서 가공하게 되고, 리브 부분의 휨이나 진동이 없고, 가공 능률이나 가공 정밀도가 향상한다. 또, 절삭날의 형상을 조절할 수 있도록 했으므로, 1개의 절삭 공구 장치로 여러 가지 두께나 구배의 리브 부분의 가공을 행할 수가 있다. 리브 부분의 거친 가공후 절삭날의 간격을 좁게 해서 마무리 가공을 행할 수 있으며, 준비하는 절삭 공구의 종류를 줄일 수가 있다. 또, 리브 전극의 기대 부분과 리브 부분을 일체적으로 가공하므로, 리브 전극 전체의 가공 정밀도가 좋다. 그리고, 기대에 기준면을 가지고 있으므로, 전극 홀더에 리브 전극을 취부하는 작업이 용이하다.

도 1의 (a)∼(c)는 본 발명에 따른 절삭 가공 방법 및 절삭 공구 장치의 제1 실시 형태를 도시하는 도면으로서, 도 1의 (a)는 절삭 공구 장치를 정면에서 본 절삭 상태를 도시하는 정면도, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에서 절삭 공구 장치를 화살시선(矢視線) ⅠB의 방향으로 본 측면도, 도 1의 (c)는 도 1의 (a)의 화살시선 ⅠC-ⅠC를 따른 절삭 공구 장치의 단면도,

도 2의 (a)∼(c)는 본 발명에 따른 절삭 공구 장치의 제2 실시 형태를 도시하는 도면으로서, 도 2의 (a)는 절삭 공구 장치를 바이트 정면에서 본 정면도, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에서 절삭 공구 장치를 화살시선 ⅡB의 방향으로 본 측면도, 도 2의 (c)는 도 2의 (a)의 화살시선 ⅡC-ⅡC를 따른 절삭 공구 장치의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 절삭 가공 장치의 실시 형태를 도시하는 사시도,

도 4는 S자형상(字狀)으로 만곡한 리브 부분을 가진 워크의 사시도,

도 5는 리브 부분이 2개 평행하게 입설된 방전 가공용 리브 전극을 도시하는 사시도.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 첨부 도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다.

우선, 도 3을 참조해서, 본 발명의 절삭 가공 장치(이하, "공작 기계"라고도 한다)의 실시 형태를 설명한다. 절삭 가공 장치(101)는 칼럼(column)(103), 칼럼(103)의 아래 전방부에 설치된 X-Y 이송 기구(105), X-Y 이송 기구(105)에 설치되고 워크를 고정하는 테이블(107), 칼럼(103)의 위 전방부에 설치된 Z축 이송 기구(109), Z축 이송 기구(109)에 설치되고 주축(111)을 회전 가능하게 지지하는 주축두(主軸頭)(113)를 주요한 구성 요소로서 구비하고 있다.

X-Y 이송 기구(105)는 수평면 내에서 직교하는 X축 및 Y축 방향으로 연설된 볼 나사로 이루어지는 X-Y축의 이송 축(115a, 117a), 테이블(107)의 하면에 설치되고 X-Y축의 이송 축(115a, 117a)에 계합하는 너트(도시하지 않음), X-Y축의 이송 축(115a, 117a)의 각각의 일단(一端)에 연결된 서보모터로 이루어지는 X-Y축의 이송 모터(115, 117)를 구비하고 있다. Z축 이송 기구(109)는 X-Y축과 직교하는 Z축 방향으로 연설된 볼 나사로 이루어지는 Z축의 이송 축(119a), 주축두(113)에 설치되고 Z축의 이송 축(119a)에 계합하는 너트(도시하지 않음), Z축의 이송 축(119a)의 일단에 연결된 서보모터로 이루어지는 Z축의 이송 모터(119)를 구비하고 있다.

주축(111)은 Z축과 평행한 중심 축선(軸線)을 중심으로 해서 C축 방향으로 회전 자유롭게 주축두(113)에 지지되어 있다. 본 명세서에서는, 주축(111)의 중심 축선 둘레의 회전 이송 축을 C축이라고 정의한다. 주축(111)은 그의 선단 또는 하단(下端)이 테이블(107)과 대면하도록 주축두(113)에 지지되어 있다. 주축(111)의 후단(後端) 또는 상단(上端)에는, 주축(111)의 C축 회전 위치 제어를 하는 서보모터로 이루어지는 C축 이송 모터(121)가 연결되어 있다. 주축(111)의 선단에는, 후술하는 절삭 공구(T)를 장착, 고정하기 위한 공구 고정 수단(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 이 공구 고정 수단은 예를 들면 주축(111)의 선단에 형성한 테이퍼 구멍과, 절삭 공구(T)를 상기 테이퍼 구멍 내로 끌어당기는 인장 막대(draw bar) 등을 포함한다. 이 공구 고정 수단은 주축(111)의 선단에 설치한 공구 척(chuck) 장치로 형성해도 좋다.

X, Y, Z축의 이송 모터(115, 117, 119) 및 C축 이송 모터(121)는 공작기계(101)의 NC 장치(123)에 접속되어 있다. NC 장치(123)에 격납(格納)되어 있는 가공 프로그램에 따라서, X, Y, Z축의 이송 모터(115, 117, 119) 및 C축 이송 모터(121)를 제어하는 것에 의해, 주축(111)에 장착된 절삭 공구(T)와 테이블(107)에 고정된 워크가 상대 이동해서, 워크가 소망 형상으로 가공된다.

다음에, 도 1의 (a)∼(c)를 참조해서, 본 발명의 절삭 공구 장치의 제1 실시 형태를 설명한다. 도 1의 (a)∼(c)에서, 제1 실시 형태에 따른 절삭 공구(11)는 공작 기계(101)의 주축(111)의 선단에 장착하는 생크부(13), 생크부(13)의 축선 방향 전방, 즉 도 1의 (a) 및 (b)서 하방부(下方部)에 설치된 날 부분(15)을 구비하고 있다. 생크부(13)는 본 실시 형태에서는, 중심 축선(O)을 따라 연설된 기둥형상(柱狀) 부재, 바람직하게는 원주 형상의 부재로 이루어진다. 절삭 공구(11)는 전술한 공구 고정 수단에 의해서, 생크부(13)를 주축(111)에 고정하는 것에 의해, 주축(111)의 선단에 장착된다. 이 때, 절삭 공구(11)의 중심 축선(O)은 절삭 가공 장치(101)의 C축 중심과 일치하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 날 부분(15)은 축 방향으로 연장되는 슬릿(27)을 사이에 두고 생크부(13)로부터 축 방향으로 연장되는 두갈래 형상을 하고 있다. 두갈래 형상은 한쌍의 팔부(腕部)(15a, 15b)로 이루어지고, 이 팔부(15a, 15b)의 각각에는 절삭 공구(11)의 중심 축선(O)과 평행한 동일 평면에서 절결(切缺: notch)한 경사면(rake face)(17a, 17b)이 형성되어 있다. 이 경사면은 적당히 경사각(rake angle)을 가지고서 형성되어도 좋다. 본 명세서에서는, 경사면(17a, 17b)을 가지는 면을 절삭 공구(11)의 정면(正面)이라고 정의하고, 절삭 공구(11)를 도 1의 (b)에 도시하는 화살표 F의 방향으로 이동시켜서 워크(W)의 리브 부분(R)을 절삭하는 것으로 한다. 도 1의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 경사면(17a, 17b)은 중심 축선(O)에서 전방으로 시프트(shift)한 위치에 형성되어 있지만, 중심 축선(O)과 일치하는 위치에 형성하면, 주축(111)의 C축 회전 위치 제어가 용이하게 되어, 더욱 바람직하다.

도 1의 (c)를 참조하면, 슬릿(27)에 의해서 경사면(17a, 17b)에서 후방으로 확대개방(擴開)하는 제1 도망면(逃面: frank)(19a, 19b)가, 팔부(15a, 15b)의 각각의 내측의 표면에 형성된다. 경사면(17a, 17b)과 제1 도망면(19a, 19b)에 의해, 제1 절삭날(23a, 23b)이 팔부(15a, 15b)의 각각에 형성된다. 제1 절삭날(23a, 23b)은 서로 평행한 직선 형상으로 연설되고, 또는 중심 축선(O)을 따라 기단(基端) 측으로부터 선단 방향, 즉 생크부(13)측으로부터 팔부(15a, 15b)의 선단 방향으로 서서히 넓어지도록 직선 형상으로 혹은 곡선 형상으로 연설되어 있다. 제1 절삭날 (23a, 23b)은 서로 대향해서 두갈래 형상으로 형성되어 있다.

또, 도 1의 (a) 및 (b)를 참조하면, 팔부(15a, 15b)의 각각의 선단에는 제2 도망면(21a, 21b)가 형성되어 있고, 경사면(17a, 17b)과 제2 도망면(21a, 21b)에 의해, 팔부(15a, 15b)의 각각의 선단에 제2 절삭날(25a, 25b)이 형성된다. 제2 절삭날(25a, 25b)의 각각은 본 실시 형태에서는 절삭 공구(11)의 정면에서 보아서 중심 축선(O)과 직교하는 동일 직선을 따라 연설되어 있다.

한편, 도 1의 (a) 및 (b)에서, 워크(W)는 공작 기계(101)의 테이블(107)에 직접 또는 팰릿(pallet)을 거쳐서 고정되는 평판 형상의 베이스 부분(B)과, 이 베이스 부분(B)의 상면에서 돌출해서 직선 형상으로 입설된 박판(薄板)으로 이루어지는 리브 부분(R)을 가지고 있다. 리브 부분(R)의 대향하는 양측면은 평행 또는 선단 방향으로 수렴(收斂)하는 구배를 갖게 하여, 최종 제품에 가까운 형상으로 엔드밀이나 볼 엔드밀 등에 의해 거친 마무리 가공(전(前)가공)이 이루어지고 있다.

이하, 본 실시 형태의 작용 및 본 발명의 절삭 가공 방법을 설명한다. 절삭 공구(11)의 생크부(13)가 절삭 가공 장치(101)의 주축(111)의 선단에 장착된다. 절삭 가공 프로세스가 개시(開始)되면, 절삭 가공 장치(101)의 X, Y, Z축의 이송 기구(105, 109)에 의해, 절삭 공구(11)가 도 1의 (b)에서 리브 부분(R)의 오른쪽위 구석(右上隅)의 가공 개시 위치에 위치맞춤된다. 절삭 공구(11)의 제1 절삭날(23a, 23b)와 제2 절삭날(25a, 25b)이 리브 부분(R)의 양측면에 계합함과 동시에, 제2 절삭날(25a, 25b)이 Z축 방향으로 소정의 절입량(切入量: cut-in amount)(δ)을 가지고서 계합하고, 절삭 공구(11)가 리브 부분(R)의 길이 방향의 가공 경로를 따라 절 삭 방향(F)으로 보내진다. 이것에 의해, 제1 절삭날(23a, 23b)에 의해서 리브 부분(R)의 양측면이 동시에 얇게 절삭 가공된다. 제1 절삭날(23a, 23b)과 제2 절삭날(25a, 25b)이 워크(W)의 좌연단(左緣端: 왼쪽 가장자리 단부)에 도달하면, 절삭 공구(11)는 Z축을 따라 끌어올려져서, 워크(W)의 우단연(右端緣: 우단 가장자리)로 보내지며, 전회(前回) 가공된 가공면에 대해서 절입량(δ)을 가지고서 Z축 방향으로 보내지고, 재차 절삭 방향(F)으로 보내진다. 이것을 반복하는 것에 의해, 워크(W)의 리브 부분(R)이 도 1의 (b)에서 상방(上方) 부분에서 하방(下方) 부분으로 조금씩 절삭 가공된다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 절삭날(23a, 23b)이 리브 부분(R)의 대향하는 양측면에 계합하도록, 절삭 공구(11)를 워크(W)에 대해서 배치한다. 그리고, 절삭 공구(11)를 소망하는 가공 경로(본 실시 형태에서는 리브 부분(R)의 길이 방향으로 직선 형상 또는 곡선 형상의 가공 경로)를 따라, 워크(W)에 대해서 이동시켜서 리브 부분(R)의 양측면을 동시에 절삭 가공하도록 하고 있다. 이것에 의해, 리브 부분(R)에서 절삭되어 있는 양측면은 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 절삭 공구(11)의 2개의 제1 절삭날(23a, 23b)에 의해 각각 반대 방향으로 지지되기 때문에, 가공 중(中)에 리브 부분(R)이 휘거나 진동하는 일이 없어, 안정한 절삭 가공을 행할 수가 있다. 이 절삭 가공 방법에 의하면, 리브 부분의 선단의 두께에 대한 리브 높이의 비율인 애스펙트비가 10∼200이더라도 가공할 수가 있다. 예를 들면, 통상은 가공이 곤란하게 되어 있는, 리브 선단의 두께가 1㎜, 리브 높이가 100㎜, 리브 길이가 80㎜인 그래파이트(graphite)로 이루어지는 애스펙트비 100의 워크라도 고능률, 고정밀도로 가공할 수가 있다.

다음에, 도 2를 참조해서, 본 발명에 따른 절삭 공구 장치의 제2 실시 형태를 설명한다.

도 2의 (a)∼(c)에서, 제2 실시 형태에 따른 절삭 공구(31)은 원주 형상의 생크부(35) 및 이 생크부(35)의 축선 방향 전방, 즉 도 2의 (a) 및 (b)에서 하방부에 설치된 한쌍의 팔부(37a, 37b)를 가진 홀더(33)를 구비하고 있다. 팔부(37a, 37b)의 각각에는 날 부분을 형성하는 바이트(39a, 39b)를 취부하기 위한 바이트 취부면(38a, 38b)이 형성되어 있다. 바이트(39a, 39b)에는 대략 횡단 방향으로 연장되는 복수의 긴 구멍(長孔)(57)이 형성되어 있다. 팔부(37a, 37b)의 그의 대응 개소(箇所)에 형성된 안쪽(內) 나사에 고정 볼트(55)를 나합(螺合: thread engagement)하는 것에 의해, 바이트(39a, 39b)는 팔부(37a, 37b)에 고정된다. 이것에 의해, 바이트(39a, 39b)가 팔부(37a, 37b)를 거쳐서 생크부(35)에 결합된다.

바이트(39a, 39b)는 제1 실시 형태에 따른 절삭 공구(11)와 마찬가지 경사면(41a, 41b), 제1 도망면(43a, 43b) 및 제2 도망면(47a, 47b)를 가지고 있다. 경사면(41a, 41b)과 제1 도망면(43a, 43b)에 의해 제1 절삭날(45a, 45b)이 형성된다. 경사면(41a, 41b)과 제2 도망면(47a, 47b)에 의해 제2 절삭날(49a, 49b)이 형성된다. 제2 절삭날(49a, 49b)은 절삭 공구(31)의 정면에서 보아서 중심 축선(O)에 관해서 대략 횡단 방향으로 연설되어 있다. 제1 절삭날(45a, 45b)은 제1 실시 형태와 마찬가지로, 서로 평행한 직선 형상으로 연설되고, 또는 중심 축선(O)을 따라 선단에서 기단 방향으로 수렴하도록 직선 형상 혹은 곡선 형상으로 연설되어 있다. 제 1 절삭날(45a, 45b)이 서로 대향해서 두갈래 형상으로 되도록 취부되어 있다.

본 실시 형태에서는 이와 같이 바이트(39a, 39b)를 홀더(33)에 대해서 착탈(着脫) 가능하게 취부하도록 했으므로, 제1 절삭날(45a, 45b)과 제2 절삭날(49a, 49b)의 재(再)연삭이 용이하게 된다. 볼트 구멍(57)을 바이트(39a, 39b)의 대략 횡단 방향으로 연장되는 긴 구멍으로 형성했으므로, 제1 절삭날(45a, 45b) 사이의 폭 및 각도가 조절 가능해진다. 즉, 리브 부분의 두께나 구배에 따라 절삭날(45a, 45b)의 형상이 조절 가능하다. 또한, 제2 실시 형태에 따른 절삭 공구(31)에 의한 워크(W)의 절삭 작용은 제1 실시 형태와 대체로 동일하므로, 그의 상세한 설명을 생략한다.

또, 팔부(37a, 37b)의 기단부 또는 생크부(35)에 인접한 부분에 핀(51)을 식설(植設: 끼워넣어 설치)함과 동시에, 팔부(37a, 37b)의 기단부에 핀 구멍으로서, 바이트(39a, 39b)의 대략 횡단 방향으로 연장되는 긴 구멍(53a, 53b)을 형성하고 있다. 핀(51)과 긴 구멍(53a, 53b)을 계합시키는 것에 의해, 팔부(37a, 37b)에 대한 바이트(39a, 39b)의 위치 결정이 용이하게 된다. 바이트(39a, 39b)의 취부 시에, 바이트(39a, 39b) 사이에 위치결정 부재(도시하지 않음)를 적당히 배치하는 것에 의해, 팔부(37a, 37b)에 대한 바이트(39a, 39b)의 위치 결정이 한층 용이하게 된다. 경사면(41a, 41b)이 절삭 공구(31)의 중심 축선(O)을 따라서 연설되도록, 혹은 경사면(41a, 41b)이 중심 축선(O)을 포함하도록, 바이트(39a, 39b) 및 바이트 취부면(38a, 38b)을 형성하면, 주축(111)의 C축 제어를 위한 프로그램이 용이하게 된다.

다음에, 도 5를 참조해서, 본 발명에 따른 방전 가공용 리브 전극의 실시 형태를 설명한다. 방전 가공기용 리브 전극(201)은 기대 부분(203)과 리브 부분(205)으로 구성되고, 양부분은 일체적으로 형성되어 있다. 리브 부분(205)은 기대 부분(203)과 접하는 기부(基部: substrate)에 보강 부분(207)을 가지고 있다. 리브 부분(205)은 두께 방향은 평행 또는 끝이 가늘며 구배를 가지고서 형성되고, 길이 방향은 직선 또는 곡선으로 형성된다. 도 5에 도시하는 리브 전극의 리브 부분(205)은 2개가 평행하게 입설되고, 리브 부분(205)은 Y방향 위치에 대해서 Z방향의 높이가 변화하고 있다.

기대 부분(203)은 X방향의 기준면(211), Y방향의 기준면(213) 및 Z 방향의 기준면(215)을 가지고 있다. 전극 재료에 미리 각 기준면(211, 213, 215)을 가공해 둔다. 리브 부분(205)의 가공은 그의 기준면(211, 213, 215)을 기준으로 해서, 엔드밀이나 볼 엔드밀 등의 회전형의 절삭 공구로 거친 마무리 가공을 행하고, 다음에 본 발명의 절삭 공구 장치를 이용해서 마무리 가공을 행한다. 이 절삭 가공은 도 5에 도시하는 리브 전극(201)에서는, 절삭 공구를 Y방향, 즉 앞쪽(手前: front) 측에서 후방(後方: rear) 측으로 가공 경로를 따라 이동시키면서, Z방향으로 높이 위치를 제어하는 것에 의해서 행해진다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지 않고 여러 가지의 변경과 수정이 가능하다는 것은 당업자가 당연시하는 것이다.

전술한 실시 형태에서는, 절삭 가공 장치(101)는 테이블(107)이 수평면 내에 서 X, Y축 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다. 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 테이블(107)이 X, Y축의 어느것인가 한쪽 방향으로 이동하고, 칼럼(103)이 다른 방향으로 이동할 수 있도록 해도 좋다. 또, 절삭 가공 장치(101)는 테이블(107)에 고정된 워크와 주축(111)의 선단에 장착된 절삭 공구를 직교 3축 방향과 주축(111)을 중심으로 한 C축 방향으로 상대 이동할 수 있다고 설명했지만, 본 발명은 이 실시 형태로 한정되지 않는다. 절삭 가공 장치(101)는 테이블(107)에 고정된 워크와 주축(111)의 선단에 장착된 절삭 공구를 적어도 주축(111)과 평행한 Z축 방향, Z축 둘레의 C축 방향 및 X, Y축의 어느것인가 한쪽 방향으로 상대 이동할 수 있으면 좋다. 이 경우에는, 도 1의 (a)∼(c)에 도시한 바와 같은, 직선을 따라 연설된 박판 형상의 리브 부분(R)을 가공하는 것이 가능하다. 또, 공작 기계(101)의 Z축은 도 3에 도시하는 바와 같이 연직(鉛直) 방향이 아니어도 좋고 , 예를 들면 주축(111)이 수평 방향으로 구성된 공작 기계(101)이어도 좋다.

또, 제1 절삭날(23a, 23b 및 45a, 45b)은 서로 평행하게 연설되거나, 또는 중심 축선(O)을 따라 기단측에서 선단 방향으로 서서히 넓어지도록 형성된다고 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 제1 절삭날(23a, 23b 및 45a, 45b)의 한쪽을 중심 축선(O)과 평행하게, 다른쪽을 기단측에서 선단 방향으로 중심 축선(O)으로부터 이반(離反)하도록 형성해도 좋다. 즉, 제1 절삭날(23a, 23b 및 45a, 45b)은 중심 축선(O)에 관해서 대칭일 필요는 없다. 요컨대, 가공해야 할 워크의 리브 부분의 형상에 대응한 형상을 하고 있으면 좋다. 절삭날은 두갈래 형상에 한정되지 않고 세갈래라도 좋다. 리브 부분의 두께에 꼭 맞은 간격의 절삭날을 이 용하지 않고, 조금 큰 절삭날을 이용해서 리브 부분의 한쪽 측면씩을 절삭 가공해도 좋다. 또, 제2 절삭날(25a, 25b 및 49a, 49b)도 또한 중심 축선(O)에 관해서 대칭일 필요는 없고, 요구되는 워크(W)의 형상, 특히 베이스 부분(B)의 상면의 형상에 적합하도록 형성되면 좋다. 제1 절삭날(23a, 23b 및 45a, 45b)과 제2 절삭날(25a, 25b 및 49a, 49b)의 교점(交点)을 모따기(面取: corner rounding)하거나 소정 반경의 원호 형상으로 해도 좋다.

전술한 실시 형태에서는, 워크(W)는 베이스 부분(B)으로부터 평판 벽형상(壁狀)으로 돌출하는 리브 부분(R)을 가지고 있다고 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 리브 부분(R)은 여러 가지의 형태로 할 수가 있다. 예를 들면, 도 4에 도시하는 워크(W)는 베이스 부분(B)에서 돌출하는 리브 부분(R)이 S자 형상으로 만곡(彎曲)하고 있다. 도 5에 도시하는 리브 전극(201)의 리브 부분(205)의 높이는 Y방향 위치에 대해서 Z방향의 높이가 변화하고 있다. 이러한 형상의 리브 부분(R)은 절삭 가공 장치(101)의 C축 및 Z축을 제어하는 것에 의해 가공이 가능하다. 또한, 워크(W)의 재질은 그래파이트, 구리(銅), 알루미늄, 주물(鑄物), 강(綱) 등 무엇이라도 좋다.

본 발명은 워크의 리브 부분의 가공에 적합한 절삭 가공 방법, 절삭 가공 장치 및 절삭 공구 장치와 그 절삭 공구 장치로 가공한 방전 가공용 리브 전극에 관한 기술 분야 등에서 이용가능하다.

Claims

워크(w1ork)의 리브(rib) 부분을 절삭 가공하는 절삭 가공 방법에 있어서,

가공해야 할 리브 부분의 단면(斷面) 형상에 대응한 형상으로 절삭 공구의 절삭날(切刃: cutting edge)의 형상을 결정하고,

상기 절삭 공구를 가공 기계의 주축(主軸)에 장착(裝着)하고,

상기 절삭 공구를 가공해야 할 리브 부분의 길이 방향의 가공 경로를 따르게 하여 상기 워크에 대해서 상대 이동시키고,

상기 워크의 리브 부분을 소망(所望) 형상으로 절삭 가공하는 것을 특징으로 한 절삭 가공 방법.
워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 가공 방법에 있어서,

절삭 공구의 절삭날을 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상으로 제작하고,

상기 워크의 리브 부분을 회전형의 절삭 공구로 거친(荒: roughing) 가공한 후, 상기 절삭 공구를 가공 기계의 주축에 장착하고,

상기 절삭 공구를 가공해야 할 리브 부분의 길이 방향의 가공 경로를 따르게 하여 상기 워크에 대해서 상대 이동시킴과 동시에, 상기 절삭 공구의 절삭날의 정면이 상기 가공 경로의 전진 방향에 대해서 항상 직각을 유지하도록 주축의 회전 각도를 제어하여,

상기 절삭 공구로 리브 부분을 소망 형상으로 마무리(仕上: finishing) 가공하는 것을 특징으로 한 절삭 가공 방법.
워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 가공 장치에 있어서,

상기 워크를 가공하는 절삭 공구를 장착하는 주축과,

상기 워크를 고정(固定)하는 테이블과,

상기 주축과 상기 테이블 사이에서 상대 이동을 행하게 하는 이송 장치와,

상기 워크의 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상의 두갈래(二叉)의 절삭날을 가지는 절삭 공구

를 구비하고, 상기 두갈래의 절삭날을 가공해야 할 리브 부분의 양측면에 계합(係合: engagement)해서, 리브 부분의 길이 방향의 가공 경로를 따르게 하여 상기 절삭 공구와 상기 워크를 상대 이동시키고, 리브 부분을 절삭 가공하는 것을 특징으로 한 절삭 가공 장치.
워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 가공 장치에 있어서,

상기 워크의 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상의 두갈래의 절삭날을 가지는 절삭 공구와,

상기 워크의 리브 부분을 가공하는 상기 절삭 공구를 장착하고, 회전 각도를 제어하는 것이 가능한 주축과,

상기 워크를 고정하는 테이블과,

상기 주축과 상기 테이블 사이에 X, Y, Z의 3축 방향으로 상대 이동을 행하게 하는 이송 장치

를 구비하고, 상기 두갈래의 절삭날을 가공해야 할 리브 부분의 양측면에 계합하고, 리브 부분의 길이 방향의 가공 경로를 따르게 하여 상기 절삭 공구와 상기 워크를 상대 이동시킴과 동시에, 상기 절삭 공구의 절삭날의 정면이 상기 가공 경로의 전진 방향에 대해서 항상 직각을 유지하도록 주축의 회전 각도를 제어해서, 리브 부분을 절삭 가공하는 것을 특징으로 한 절삭 가공 장치.
가공 기계에 장착해서, 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 공구 장치에 있어서,

상기 가공 기계에 장착하는 생크부와,

상기 생크부의 축선(軸線) 방향 전방에 설치되는 날 부분(刃部: cutting part)과,

상기 날 부분에 설치되고, 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상으로 연설한 두갈래의 절삭날

을 구비하고, 상기 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 것을 특징으로 한 절삭 공구 장치.
가공 기계에 장착해서, 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 절삭 공구 장치에 있어서,

상기 가공 기계에 장착하는 생크부와,

상기 생크부의 축선 방향 전방에 설치되는 한쌍의 두갈래의 팔(腕)부재와,

상기 팔부재에 설치되고, 절삭날의 간격 및/또는 각도가 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응해서 조절 가능하게 취부(取付)된 바이트

를 구비하고, 상기 워크의 리브 부분을 절삭 가공하는 것을 특징으로 한 절삭 공구 장치.
방전 가공기의 전극 홀더에 취부되는 방전 가공용 리브 전극에 있어서,

상기 전극 홀더의 전극을 보존유지(保持)하는 기준에 당접(當接)하는 기준면을 가지고, 상기 전극 홀더에 취부되는 기대(基臺: base) 부분과,

상기 기대 부분에서 돌출해서 입설(立設)되고, 상기 기대 부분의 기준면을 기준으로 해서, 가공해야 할 리브 부분의 단면 형상에 대응한 형상의 두갈래의 절삭날을 가지는 절삭 공구로 절삭 가공한 리브 부분

을 구비하고, 상기 리브 부분의 형상을 회전형의 절삭 공구로 거친(荒: roughing) 가공한 후, 상기 절삭 공구로 마무리(仕上: finishing) 가공한 방전 가공용 리브 전극.