KR20070070522A - 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치에 관한 것으로, 자동 공구 교환기가 장착된 공작기계에 있어서, 스핀들 바디; 스핀들 바디 내에 축방향을 따라 형성되고, 스핀들 바디의 축중심으로 중심으로 각 쌍이 대향되게 대칭 배치되는 다수의 냉각노즐; 각 냉각노즐의 냉각액을 공급받아 전방으로 분사할 수 있도록 각 냉각노즐의 전방에 회동이 가능하도록 끼워지는 분사팁; 및 분사팁의 배치 위치에 대응하는 각도조절공이 형성되어 각 분사팁이 끼워지고, 스핀들 바디의 전면에 회전이 가능하도록 결합되는 배즐판;을 포함하고, 분사팁의 분사각도가 조절되도록 각도조절공은 상기 배즐판의 회전에 따라 상기 분사팁의 회동을 강제하는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

스핀들, 냉각노즐, 분사팁, 배즐판, 각도조절, 분사각도, 공구

Description

분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치{A Machining Device With A Coolant Nozzle Of An Injecting Angle Controlling Structure}

도 1은 종래 가공장치에서의 냉각구조에 관한 측면도,

도 2는 도 1에 도시된 냉각구조에 관한 정면도,

도 3은 도 1에 도시된 종래 냉각구조에서 분사팁 및 세트나사에 관한 분리 측면도,

도 4는 도 3에 도시된 분사팁 및 세트나사가 결합된 모습의 부분 정면도,

도 5는 본 발명에 따른 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치의 측면도,

도 6은 도 5에 도시된 가공장치의 정면도,

도 7은 도 5에 도시된 분사팁의 분리 측면도,

도 8a는 본 발명에 따른 배즐판을 사용하여 분사팁의 분사각도를 크게 한 모습의 부분 정면도,

도 8b는 도 8a에서 크게 한 분사각도에 따라 분사팁의 분사모습을 보여주는 측면도,

도 9a는 본 발명에 따른 배즐판을 사용하여 분사팁의 분사각도를 작게 한 모습의 부분 정면도,

도 9b는 도 9a에서 작게 한 분사각도에 따라 분사팁의 분사모습을 보여주는 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 *

10: 스핀들 바디, 11: 공구, 30: 냉각노즐,

40: 배즐판, 41: 끼움공, 50: 분사팁,

60: 세트나사, 100: 스핀들 바디, 110: 공구,

200: 냉각노즐, 300: 배즐판, 310: 각도조절공,

400: 분사팁, 500: 전기모터, 510: 구동치차.

본 발명은 자동 공구 교환기가 장착된 공작기계에서의 냉각 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각 노즐의 분사각도가 가공 중에 이루어질 수 있는 구조의 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계에서의 가공부위에 대한 냉각 구조는, 최적의 가공 온도를 유지시키기 위해 반드시 필요한 구조이다.

이러한 냉각 구조를 통해 실현되는 최적의 가공 온도 유지는 가공의 정밀도를 향상시킴은 물론 가공 작업에 사용되는 당해 공구의 수명을 연장시키는데 있어 비교적 중요한 역할을 담당한다.

이 때 자동 공구 교환기가 장착된 공작기계인 경우, 다수의 공구가 번갈아 교환/장착되는 구조이다. 따라서 다수의 공구가 가공 작업에 참여하게 되고 이 때 가공 작업에 참여하는 공구에는 고온의 열이 발생하기 마련이다.

따라서 이와 같은 고온의 열로부터 다수의 공구가 변형되는 것을 방지하기 위해 장착된 냉각 구조의 역할이 상당히 중요하다.

종래 공작기계에 장착된 냉각 구조는, 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스핀들 바디(10)의 가장자리에 위치하는 4개의 냉각노즐(30)을 위시하여 구성된다. 이러한 냉각노즐(30)은, 스핀들 바디(10)의 내부에 축방향을 따라 형성되고, 스핀들 바디(10)의 전방까지 이어지다가 확장되는 구조를 형성하고 있다.

여기서 각 냉각노즐(30)의 출구에는, 외형이 둥글어 회동이 가능한 분사팁(50)이 끼워져 있고, 이러한 분사팁(50)의 하부로 스핀들 바디(10)의 전방에는 분사팁(50)의 회동 위치를 고정하기 위한 세트나사(60)가 각각 결합되어 있다.

또한 이와 같이 스핀들 바디(10)의 전면에 결합된 분사팁(50) 및 세트나사(60) 전방으로는 배즐판(40)이 결합되는데, 배즐판(40)에는 돌출된 분사팁(50)이 끼워지도록 대응하는 위치로 끼움구(41)가 관통 형성되어 있다.

분사팁(50)은, 그 외형이 둥글어 냉각노즐의 출구 내부에서 회동이 가능하도록 결합되어 있다. 이에 따라 스핀들 바디(10)의 전방에서 이루어지는 가공 작업 부위를 향해 냉각액의 분사각도를 조정할 수 있다.

종래 이와 같은 냉각 구조에서는, 당해 가공 작업의 냉각을 위해 가공 이전에 분사팁(50)의 분사각도를 조정하고 세트나사(60)를 조여 고정하게 된다. 따라서 가공 중에 그 분사각도를 다시 조정하는 것이 어려운 구조인 문제점이 있다.

이에 따라 만일 가공 작업에 최적의 분사각도로 조정된 것이 아닐 경우, 가공 정밀도가 저하됨은 물론 공구의 수명이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

아울러 가공 이전에, 가공에 참여하는 공구(20)의 종류나 형태, 소재의 재질 등에 따라 분사팁(50)의 분사각도를 여러 차례 조정하여 분사해 보고 그때마다 최적의 분사각도로 분사팁(50)의 분사각도를 조정하게 되므로, 최적 분사각도 검색을 위한 초기 설정시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. 결국 공구(20)의 종류나 형태, 소재의 재질이 변경될 때 마다 최적의 분사각도 검색 작업을 별도로 수행해야 하는 문제점이 있는 등 가공 작업의 효율을 저하시키게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은, 가공 작업 중에 냉각수의 분사각도 조정이 가능한 구조의 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은, 자동 공구 교환기가 장착된 공작기계에 있어서, 스핀들 바디; 스핀들 바디 내에 축방향을 따라 형성되고, 스핀들 바디의 축 주위로 배치되는 다수의 냉각노즐; 각 냉각노즐의 냉각액을 공급받아 전방으로 분사할 수 있도록 각 냉각노즐의 전방에 회동이 가능하도록 구비되는 분사팁; 및 분사팁의 배치 위치에 대응하는 각도 조절공이 형성되어 상기 각 분사팁이 끼워지고, 스핀들 바디의 전면에 회전이 가능하도록 결합되는 배즐판;을 포함하고, 분사팁의 분사각도가 조절되도록 각도조절공은 배즐판의 회전에 따라 상기 분사팁의 회동을 강제하는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치에 의하여 달성된다.

여기서 각도조절공은, 스핀들 바디의 축중심을 가로지르는 수평선을 기준으로 일측은 높고 상대적으로 타측은 낮으며 일측과 타측이 상향으로 둥글게 이어지는 캠 형상을 갖는 것이 바람직하다.

그리고 배즐판은, 회전이 가능하도록 구동수단에 결합되는 구조인 것이 바람직하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치에 관하여 첨부된 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치의 측면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 가공장치의 정면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 분사팁(400)의 분리 측면도이다. 도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가공장치는, 분사팁(400)의 분사각도를 배즐판(300)의 회전에 따라 조정할 수 있는 구조를 갖는다.

이를 위해 배즐판(300)에는 분사팁(400)의 분사각도의 조정을 위해 각도조절공(310)이 형성되어 있다. 또한 배즐판(300)은 스핀들 바디(100)의 전방에 회전이 가능하도록 끼워지고, 이러한 배즐판(300)의 회전을 위해 배즐판(300)의 외주연에 는 전기모터(500)의 구동치차(510)가 치차결합으로 맞물려 있는 구조를 취하고 있다.

여기서 배즐판(300)의 각도조절공(310)으로 돌출되어 있는 것이 분사팁(400)이다. 이러한 분사팁(400)이 회동 가능하도록 결합되는 것이 냉각노즐(200)이다.

냉각노즐(200)은, 스핀들 바디(100)의 내부로 축방향을 따라 형성되고 스핀들 바디(100)의 정면에서 볼 때 공구(110)가 장착되는 축중심을 중심으로 각 쌍이 대향되게 대칭을 이루어 배치된다.

이러한 냉각노즐(200)의 냉각액 분출부위에, 분사팁(400)이 회동 가능하도록 끼워지는 것이다. 이 때 분사팁(400)의 뒷부분은 냉각노즐(200)의 분출부위에 끼워지고, 그 앞부분은 냉각노즐(200)로부터 돌출되어 있는데, 이와 같은 분사팁(400)의 앞부분에 각도조절공(310)이 끼워지면서 스핀들 바디(100)의 전방에 회전이 가능하도록 결합되는 것이 배즐판(300)이다.

배즐판(300)의 각도조절공(310)은, 배즐판(300)이 회전하면서 분사팁(400)의 회동을 강제하도록 하기 위해 스핀들 바디(100)의 축중심으로 가로지르는 수평선을 기준으로 볼 때 일측은 높고 타측은 상대적으로 낮으며 일측과 타측이 상향으로 둥글게 이어지는 캠 형상을 이루고 있다. 따라서 만일 배즐판(300)이 회전할 경우, 각도조절공(310)의 일측 또는 타측 내에 끼워져 있던 분사팁(400)이 각도조절공(310)의 움직임에 따라 강제 회동되면서 당해 분사각도가 변경될 수 있다.

또한 배즐판(300)의 회전이 가능하도록 앞에서 언급한 바와 같이, 배즐판(300)의 외주연에는 전기모터(500)의 구동치차(510)가 치차결합으로 맞물려 전기모 터(500) 및 구동치차(510)가 회전할 경우 배즐판(300)도 동반 회전하면서 각도조절공(310)이 움직인다. 그러면 각도조절공(310)에 끼워진 분사팁(400)이 강제 회동되는 구조가 마련된다. 따라서 결과적으로 분사팁(400)의 분사각도의 조절이 가능한 구조가 마련될 수 있다.

도 8a는 본 발명에 따른 배즐판(300)을 사용하여 분사팁(400)의 분사각도를 크게 한 모습의 부분 정면도이고, 도 8b는 도 8a에서 크게 한 분사각도에 따라 분사팁(400)의 분사모습을 보여주는 측면도이다. 우선 도 8a에 도시된 바와 같이, 배즐판(300)에 형성된 각도조절공(310)에서 상대적으로 높은 위치의 일측 부위로 분사팁(400)이 강제 회동되어 있다.

이 때 도 8b에 도시된 바와 같이, 분사팁(400)의 분사방향과 공구(110)가 장착된 스핀들 바디(100)의 축방향이 이루는 각도를 분사각도 α라고 할 경우. 각도조절공(310)에서 상대적으로 높은 위치를 점하는 일측으로 분사팁(400)이 회동되면, 분사각도 α가 커지게 된다. 따라서 배즐판(300)의 각도조절공(310)의 형상과 배즐판(300)의 회전구조에 따라 분사팁(400)의 분사각도 α가 커지게 되는 구조가 마련되어, 상대적으로 긴 공구(110)의 전단에서 진행되는 가공부위에 냉각액을 분사할 수 있다.

도 9a는 본 발명에 따른 배즐판(300)을 사용하여 분사팁(400)의 분사각도를 작게 한 모습의 부분 정면도이고, 도 9b는 도 9a에서 작게 한 분사각도에 따라 분사팁(400)의 분사모습을 보여주는 측면도이다. 우선 도 9a에 도시된 바와 같이, 배즐판(300)의 각도조절공(310)에서 상대적으로 낮은 위치를 점하는 타측으로 분사팁 (400)이 강제 회동되어 있다.

이럴 경우 도 9b에 도시된 바와 같이, 분사각도 α의 크기가 작게 된다. 이와 같이 분사각도 α의 크기를 작게 하여 짧은 공구(110)의 작업부위에 대해 냉각액을 분사시킬 수 있는 구조가 마련된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 분사각도 조정 구조의 냉각노즐(200)을 갖는 가공장치에서, 전기모터(500) 및 구동치차(510)의 구조를 사용하여 배즐판(300)을 회전시키는 구조를 설명하였지만 이외에, 전기모터(500)의 구동축과 배즐판(300)의 외주연을 밸트로 연결하는 구조로 대체하여 사용할 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치에 의하면, 장착되는 각 공구에 따라 신속하고 정확하게 분사각도를 조정함이 가능하기 때문에, 최적의 냉각환경을 제공하여 작업의 정밀도 향상과 함께 공구의 수명 연장의 효과를 발현할 수 있다.

그리고 전기모터 및 이에 따라 구동되는 배즐판이 구비됨으로, 작업자의 수작업이 필요하지 않게 되어 분사각도 조절작업이 보다 편리해지는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (3)

1. 자동 공구 교환기가 장착된 공작기계에 있어서,

   스핀들 바디(10);

   상기 스핀들 바디 내에 축방향을 따라 형성되고, 상기 스핀들 바디의 축주위로 배치되는 다수의 냉각노즐(30);

   상기 각 냉각노즐의 냉각액을 공급받아 전방으로 분사할 수 있도록 상기 각 냉각노즐의 전방에 회동이 가능하도록 구비되는 분사팁(50); 및

   상기 분사팁의 배치 위치에 대응하는 각도조절공(310)이 형성되어 상기 각 분사팁(50)이 끼워지고, 상기 스핀들 바디의 전면에 회전이 가능하도록 결합되는 배즐판(300);을 포함하고,

   상기 분사팁의 분사각도가 조절되도록 상기 각도조절공(310)은 상기 배즐판(300)의 회전에 따라 상기 분사팁의 회동을 강제하는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 각도조절공(310)은, 상기 스핀들 바디(10)의 축중심을 가로지르는 수평선을 기준으로 일측은 높고 상대적으로 타측은 낮으며 일측과 타측이 상향으로 둥글게 이어지는 캠 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 배즐판(300)은, 회전이 가능하도록 구동수단에 결합되는 구조인 것을 특징으로 하는 분사각도 조정 구조의 냉각노즐을 갖는 가공장치.

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