KR20060107764A - 척용 매개 부싱 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 관통홀 형태의 중앙 클램프 홀(7)을 갖는 원통바디(6a)를 구비한 척의 중앙 수용부(4)로 삽입될 매개 부싱에 관한 것으로, 상기 원통바디(8a)는 매개 부싱의 전체 축방향 길이에 걸쳐 외주연에 따라 분산 배치되는 다수의 방사상 슬롯(8)을 구비하고, 상기 슬롯(8)은 0.6mm의 최대폭을 가지며, 상기 매개 부싱(6)의 외형, 상기 슬롯(8) 및 클램프 홀(7)은 방전가공되고, 상기 매개 부싱의 전장에 걸쳐 상기 원통바디(6a)는 0.6mm의 최대폭을 갖고 외주연으로부터 내주연으로 연장하는 관통슬롯(12)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
척, 매개부싱, 슬롯, 관통슬롯, 냉각제공급덕트

Description

척용 매개 부싱 및 그의 제조방법 {INTERMEDIATE BUSH FOR A COLLECT CHUCK AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 청구항1의 전제부에 따른 척의 중앙 수용부로 삽입되는 매개 부싱에 관한 것이다. 또한 본 발명은 클램핑(clamping)될 공구의 샤프트에 대하여 중앙 수용부가 형성되는 척 바디 및 매개 부싱이 삽입되는 수용부로 밀어넣어지는 공구의 기계장치측 단부로 냉각제를 공급하기 위하여 기계장치측 척 바디의 단부와 수용부 사이에서 연장하는 냉각제 공급덕트를 갖는 척에 관한 것이다. 또한 본 발명은 매개 부싱을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
앞서 말한 방식의 척은 여러 실시 예로 공지되어 있으며, 상응하는 공작기계의 작업 스핀들에서 예를 들면 드릴 또는 커터의 샤프트와 같은 공구의 샤프트를 제 위치에 고정하기 위하여 사용된다. 예를 들면, 확장 척 또는 열수축 척으로 설계된 공지의 척의 경우, 한편으로는 수용부의 직경 및 다른 한편으로는 클램핑될 공구의 직경이 서로 상응해야만 하기 때문에 클램프 스팬(span)은 매우 제한된다.
또한 상기 척 수용부보다 실질적으로 매우 작은 직경을 갖는 척으로 공구를 클램핑하기 위해서, 클램프 직경을 축소시키도록 척 수용부로 밀어넣어지는 소위 매개 부싱이 실제 자주 사용된다(WO 02 051 571 A1 참조). 이러한 매개 부싱은 그 매개 부싱의 전장에 걸쳐 연장하는 외주면을 따라 배치된 다수의 방사상 슬롯을 갖는 중앙 클램프홀을 갖는 원통바디를 구비한다. 상기 슬롯은 클램핑력을 전달하기 위하여 필요한 탄성을 매개 부싱에 부여하기 위하여 제공된다.
상기 공지의 매개 부싱은 일반적으로 기계가공방법에 의하여 제작된다. 상기 부싱 바디는 일반적으로 먼저 선반 가공된 다음 평활 가공되고, 소잉(sawing) 또는 그라인딩에 의한 기계가공을 통해 부싱 바디에 상기 슬롯이 형성된다. 이러한 방식의 제작은 비용이 많이 들며, 또한 다수의 다른 제작공정으로 인하여 긴 사이클타임과 관련된다. 특히 이는 클램프홀이 매우 작은 경우, 예를 들면 6mm 이하의 직경또는 동심 정밀도에 대한 요구가 매우 엄격한, 즉 예를 들면 0.0005mm 이하로 동심 허용오차가 요구되는 경우이다.
공구를 클램핑하기 위한 상기 매개 부싱이 내부냉각제 공급과 함께 사용될 경우, 척 바디를 통해 공급되는 냉각제 및/또는 윤활제가 방사상 슬롯으로 통과하는 것을 방지하고, 상기 슬롯을 통해 공구를 지나 척 바디로 누출되어 흘러나오는 것을 방지하기 위하여 고가의 밀봉장치가 구비되어야만 하기 때문에, 부가적인 문제점을 발생시킬 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 제조가 간단하고, 높은 수준의 제조 정밀도, 특히 허용될 수 있는 동심 공차에 대한 높은 수준의 정밀도를 이룰 수 있으며, 이에 더하여 냉각유체의 누출 위험성을 감소시킬 수 있는 시점에서 특정되는 유형의 매개부싱을 제공한다. 또한 이러한 유형의 매개 부싱을 갖는 척 및 상기 매개 부싱을 제조하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구항1의 특징부에 의한 시점에서 특정되는 유형의 매개 부싱으로 실현된다.
본 발명에 따르면, 상기 매개 부싱의 슬롯의 외형 및 중앙 클램프 홀은 단일 기계장치 클램핑을 통해 방전가공공정에 의하여 제조된다. 이러한 제조공정의 결과로 본 발명에 따른 매개 부싱을 자동적으로 제조할 수 있다. 또한 이러한 제조는 단일기계장치 클램핑으로 이루어지기 때문에, 매우 높은 수준의 정밀도로 제조될 수 있다. 여기에서 관통슬롯은 상기 매개 부싱이 일측에서 개방되어 있기 때문에, 동작 동안 단지 작은 클램핑력만이 손실되는 이점과 관련된다. 이러한 방전기계가공 동안. 상기 관통슬롯은 외형과 내형의 가공 중에 제조될 수 있어 사전(preliminary) 형성되는 홀의 제조는 생략될 수 있다. 또한 높은 수준의 정밀도와 저 제조비용으로 1.0 mm 미만(＜ 1.0mm)의 매우 얇은 벽두께를 제조할 수 있다.
또한 내부 냉각제가 공급과 함께 공구가 클램핑될 경우, 매개 부싱을 구비하기 때문에 적어도 고가의 밀봉장치는 생략되고, 본 발명의 두 관점에 따라, 방전가공된 슬롯은 작은 폭으로 이루어지고, 이에 따라 그 슬롯에서의 흐름 저항이 매우 커져 상기 슬롯을 통과하는 냉각제 및/또는 윤활제의 누출이 충분히 차단되는 것이 본 발명의 본질적인 부분이다. 그럼에도 불구하고, 안정성에 대한 이유로 예를 들면 플라스틱 부재와 같은 부가적인 밀봉수단이 사용될 경우, 상기 슬롯의 작은 폭은 그 슬롯으로부터 플라스틱 부재가 탈락하는 것을 방지한다.
또한 고체 재료가 사용될 경우, 100바(bar) 이상의 냉각제 압력을 충분히 견딜 수 있는 오링코드가 적용된다. 마지막으로, 본 발명은 좁은 슬롯에 이물질이 수집되기 어려운 이점을 제공한다. 0.6mm로 되는 슬롯 폭으로서 충분히 입증된다. 그러나 우선적인 주요부로서, 상기 (관통)슬롯은 0.35mm의 최대폭, 특히 0.3mm의 최대폭을 갖는다.
본 발명의 보다 바람직한 실시 예에 있어서 다른 청구항 및 첨부도면을 참조한 실시 예의 예시에 대한 다음의 설명을 참조한다. 첨부도면은 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 열수축 척의 형태에서 척의 제1실시예를 나타낸 종단면도.
도 2 는 도 1로부터의 척의 정면도.
도 3 은 도 1로부터의 척의 매개 부싱을 나타낸 확대 사시도.
도 4 는 도 3로부터의 클램핑 부싱의 정면도.
도 5 는 도4의 A-A선에 따른 매개 부싱의 종단면도.
도 6 은 도 1에 따른 척에 대한 다른 매개 부싱을 나타낸 확대 사시도.
도 7 은 도 6으로부터의 클램핑 부싱의 정면도.
도 8 은 도 7의 A-A선에 따른 함몰부에서의 매개 부싱을 나타낸 도면.
도 1 및 도 2에서는, 본 발명에 따른 척의 실시 예를 나타낸 종단면도 및 정면도이다. 상기 척은 견고한 재료로 이루어진 척 바디(1)를 구비하며, 상기 척 바디(1)는 그의 일단부 영역에 공작기계의 회전구동 작업스핀들에 클램핑하기 위한 부착 콘(cone)(2)이 공지의 방식으로 구비된다. 상기 척 바디(1)의 타단부에는 예를 들면 드릴 또는 커터와 같은 공구의 원통 샤프트가 밀어넣어질 수 있는 중앙 수용부(4)를 갖는 부착 샤프트(3)가 제공되며, 상기 부착 콘(2)과 부착 샤프트(3) 사이에는 확장된 직경을 갖는 중앙부(5)가 위치된다.
도면에 나타낸 척은 열수축(heat shrinkage) 척의 형태이다. 그러나 확장 척 형태의 실시 예로 선택될 수 있으며, 그러므로 상기 척은 부착 샤프트(3) 부분에 확장클램핑기계장치를 구비한다.
또한 상기 수용부(4)의 직경보다 대체로 작은 직경을 갖는 공구의 샤프트를 클램핑하는데 상기 척(1)을 사용할 수 있도록 하기 위하여, 상기 수용부(4)로 매개 부싱(6)이 삽입된다. 이러한 매개 부싱(6)은 상기 수용부(4)의 직경에 상응하는 외경을 갖는 원통바디(6a)를 가지며, 클램핑될 공구의 직경에 대략 상응하며 6mm 보다 작게 이루어질 수 있는 직경을 갖는 관통홀 형태의 클램프 홀(7)을 구비한다. 도 3 내지 도 5에서 보다 구체적으로 알 수 있듯이, 상기 매개 부싱(6)은 그의 외주연을 따라 분산 배치된 방사상 슬롯(radial slot)(8)을 구비하는데, 상기 방사상 슬롯(8)은 상기 매개 부싱(6)의 전장에 걸쳐 연장하고, 그 매개 부싱(6)의 외주연으로부터 클램프 홀(7)로 연장하며, 상기 슬롯(8)과 클램프 홀(7) 사이에는 매우 좁은 스트립(strip)만이 남는다.
상기 매개 부싱(6) 또는 그 매개 부싱(6)으로 밀어넣어지는 공구의 축방향 위치결정을 위하여, 상기 수용부(4)에는 축방향 조절가능하도록 상기 척 바디(1)에 수용되는 축상 정지부재가 제공된다. 보다 구체적으로, 본 실시 예에서 나타낸 상 기 축상 정지부재는 그의 샤프트 부분에 나사산부(9a)를 제공하기 때문에 상기 수용부(4)에 인접한 척 바디(1)의 축방향 관통홀(10)로 스크류결합되는 사전-조절가능한 스크류(9)의 형태로 이루어진다. 또한 상기 사전-조절가능한 스크류(9)는 관통홀(9b)을 갖는다. 이 관통홀은 6각형 소켓 형태로 상기 수용부측의 단부에 형성되어 상기 사전-조절가능한 스크류(9)를 앨런 키(Allen key)로 회전시킴으로써 축방향으로 조절가능하게 된다.
상기 클램핑될 공구는 대체로 내부 냉각제 공급을 갖는 공구이며, 공구의 컷팅날에 냉각제 및/또는 윤활제를 공급하기 위하여 상기 수용부 측 단부로부터 공구의 컷팅날로 연장하는 중앙 관통홀을 갖는다. 예를 들면 공기/오일 혼합물이 오일 분무(oil mist) 형태로 될 수 있는 냉각제 및/또는 윤활제는 상기 척 바디(1)에 형성되는 냉각제 덕트를 통해 기계장치측 공구의 단부로 공급되는데, 상기 냉각제 덕트는 실질적으로 작업스핀들 및 사전-조절가능한 스크류(9)의 이송부재와 상기 사전-조절가능한 스크류(9)의 관통홀(9b) 사이에서 연장하는 냉각제 공급관(11)으로 형성된다.
상기 공급되는 냉각제 및/또는 윤활제가 상기 매개 부싱(6)의 클램프 홀(7)로 삽입되는 공구를 지나쳐 흘러 척으로부터 누출되어 나올 가능성을 방지하기 위하여, 상기 슬롯(8)의 폭은 충분히 작은 치수로 이루어져 상기 냉각제에 대하여 슬롯(8)에서의 흐름 저항이 매우 크기 때문에 냉각제 및/또는 윤활제가 적어도 슬롯(8)을 통과하는 것을 실질적으로 방지할 수 있다. 따라서 상기 슬롯에서의 부가적인 밀봉수단은 부분적으로 또는 전적으로 생략될 수 있다. 예를 들면 플라스틱 부재와 같은 밀봉수단이 사용된다면, 상기 슬롯(8)의 폭이 작기 때문에 이 밀봉수단가 탈락하는 것이 방지된다. 물론 이는 100바(bar) 이상의 냉각제 압력을 충분히 견딜 수 있는 오링 코드(O-ring cord)와 같은 고체 재료를 사용하는 경우에도 적용된다.
0.6 mm의 최대폭, 특히 0.35 mm의 최대폭을 갖는 상기 슬롯(8)은 와이어컷(wire-cut) 방전가공 공정을 이용하여 제조된다. 본 발명에 따르면, 먼저 방전가공 공정을 이용하여 반제품(blank)으로부터 완전한 매개 부싱(6)이 제조된다. 특히 도 6에서 개략적으로 나타낸 바와 같이, 먼저 슬롯(8)을 갖는 매개 부싱(6)의 외형이 제조되고, 그런 다음 방전가공 와이어가 매개 부싱(6)의 벽에서 방사상 내측으로 이동하며, 이에 따라 내형을 제조하도록 방사상 관통슬롯(12)을 형성한다. 하나의 기계장치클램핑에서의 방전가공공정에 의한 이러한 매개 부싱(6)의 제조는 특히 동심도(concentricity)에 관련한 문제를 방지할 수 있어 매우 높은 수준의 제조 정밀도를 달성할 수 있다. 상기 매개 부싱(6)은 그를 관통하는 슬롯을 구비하기 때문에, 사전 형성을 위한 홀(initial hole)은 불필요하다. 그러므로 제조비용이 보다 감소하기 때문에 이는 0.5mm 이하의 클램프 직경에서 특히 의미가 있다.

Claims (7)

  1. 관통홀 형태의 중앙 클램프 홀(7)을 갖는 원통바디(6a)를 구비한 척의 중앙 수용부(4)로 삽입될 매개 부싱에 있어서,
    상기 원통바디(8a)는 매개 부싱의 전체 축방향 길이에 걸쳐 외주연에 따라 분산 배치되는 다수의 방사상 슬롯(8)을 구비하고,
    상기 슬롯(8)은 0.6mm의 최대폭을 가지며, 상기 매개 부싱(6)의 외형, 상기 슬롯(8) 및 클램프 홀(7)은 방전가공되고, 상기 매개 부싱의 전장에 걸쳐 상기 원통바디(6a)는 0.6mm의 최대폭을 갖고 외주연으로부터 내주연으로 연장하는 관통슬롯(12)을 구비하는 것을 특징으로 하는 매개 부싱.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯(8)은 0.35mm의 최대폭을 가지며, 특히 0.5mm의 최대폭을 갖는 것을 특징으로 하는 매개 부싱.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 관통슬롯(12)은 0.35mm의 최대폭을 가지며, 특히 0.3mm의 최대폭을 갖는 것을 특징으로 하는 매개 부싱.
  4. 클램핑될 공구의 샤프트에 대하여 형성되고, 매개 부싱(6)이 삽입되는 중앙 수용부(4)가 형성된 척 바디(1) 및 상기 수용부로 밀어넣어지는 공구의 기계장치측 단부에 냉각제를 공급하기 위하여 상기 척 바디(1)의 단부와 상기 수용부(4) 사이 에서 연장하는 냉각제 공급덕트를 갖는 척에 있어서,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따라 상기 매개 부싱(6)이 형성된 것을 특징으로 하는 척.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 슬롯(8)으로 밀봉재료가 삽입되는 것을 특징으로 하는 척.
  6. 관통홀 형태의 중앙 클램프 홀(7)을 갖는 원통바디(6a)를 구비한 척의 중앙 수용부(4)로 삽입되는 매개 부싱의 제조방법으로서, 상기 원통바디(6a)의 외주연에 따라 분산 배치되고 상기 매개 부싱(6)의 전체 축방향 길이에 걸쳐 연장되는 다수의 방사상 슬롯(8)이 제공되는 매개 부싱의 제조방법에 있어서,
    전장에 걸쳐 상기 원통바디(6a)는 상기 원통바디(6a)는 그의 외주연으로부터 내주연으로 연장하는 관통슬롯(12)을 구비하고, 외형, 중앙 클램프 홀(7) 및 상기 슬롯(8) 및/또는 상기 관통슬롯(12)은 단일 기계장치 클램핑에서의 방전가공 공정에 의하여 0.6mm의 최대폭을 갖고 제조되는 것을 특징으로 하는 매개 부싱의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 슬롯(8)은 0.3mm의 최대폭으로 제조되는 매개 부싱의 제조방법.
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