KR20070087930A - 4축 가공기에 의한 에이티씨용 볼캠의 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동공구교환장치에서 공구홀더를 파지하는 그립암을 회전 및 전·후진 요동운동시키는 주축헤드의 볼캠을 4축 공작기계에서 가공할 수 있게 하는 방법에 관한 것으로 X, Y, Z축 방향으로 선형이송이 가능한 3축 공작기계에 1축 회전이 가능한 인덱싱테이블을 결합한 4축 가공장치로 구형의 절삭날을 갖는 구형엔드밀을 이용하여 회전중심에 대하여 경사각을 갖는 공작물이 공구와 간섭을 일으키지 않으면서 볼캠의 볼레이스를 가공할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

자동공구교환장치, 볼캠, 구형엔드밀, 경사각, 4축가공

Description

4축 가공기에 의한 에이티씨용 볼캠의 가공방법{The processing method of ATC ballcam by the four axis apparatus}

도 1은 본 발명이 적용되는 볼캠의 사시도

도 2는 본 발명에서 가공되는 볼캠과 볼 및 주축이 결합되는 상세도로서a)는 측단면도, b)는 정단면도

도 3은 본 발명에 적용되는 구형엔드밀의 측단면도

도 4는 본 발명의 구형엔드밀에 의한 볼캠의 가공상태도

도 5는 본 발명 4축 가공기에 의한 ATC용 볼캠의 가공방법에 대한 개략적인 구성도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 볼캠 2. 주축

3. 접지원호 4. 볼레이스

5. 볼 6. 경사각

7. 구형엔드밀 8. 수직중심선

9. 3축공작기계 10. 테이블

11. 인덱싱테이블 12. 척

13. 심압대

본 발명은 자동공구교환장치(ATC)에서 공구홀더를 파지하는 그립암을 요동시키는 주축헤드의 볼캠을 4축공작기계에서 가공할 수 있게 하는 방법에 관한 것이다.

공작물에 대하여 나사절삭, 구멍뚫기, 스폿페이싱가공 등 여러가지 가공을 단일장치에서 복합적으로 행할 수 있도록 구성한 머시닝센터와 같은 다기능공작기계에서는 탭이나 드릴 등의 공구를 미리 소정의 수납장소에 다수 격납해두고 소망하는 공구를 적시에 선택하여 이것을 사용이 종료된 공구와 자동으로 교환하는 자동공구교환장치가 일반적으로 배설되어 있다.

이 자동공구교환장치로는 여러가지 형식의 것이 제안되어 있으나 주축헤드를 수직방향으로 이동시켜 프레임에 대해 고정적으로 배설한 공구매거진에서 캠기구를 이용하여 공구교환을 행하도록 한 기구가 실용화되고 있다.

캠기구는 공구홀더를 협지 및 해제가능한 협지해제기구를 가진 주축을 회전할 수 있게 지지하고 왕복동기구에 의해 프레임에 대하여 상기 주축의 축선방향으로 공구교환영역 및 공작물 가공영역에 걸쳐서 왕복이송되는 주축헤드와 상기프레 임에 고정되고 공구홀더를 파지가능한 그립암을 요동할 수 있도록 하는 피보팅부 근처의 자유단에 캠기구가 배설되고, 상기 주축헤드의 왕복이동에 의하여 캠기구와 접촉하여 그립암이 주축헤드에 대하여 요동하도록 형성한 것이 있었다.

캠기구로는 캠플로어타입과 볼캠타입이 있으나 가공이 쉽고 파워업이 용이하며, 컴팩트하게 구성할 수 있는 볼캠타입이 캠플로어타입과 대체되는 추세에 있다.

종래 볼캠의 가공은 다양한 공구자세를 제공할 수 있는 3개의 선형축과 2개의 회전축이 구비된 5축공작기계와 볼 엔드밀로 가공하였다.

그러나 5축공작기계는 기계부 및 제어부제작에 고난도의 기술을 필요로 하는 매우 고가의 장비이므로 볼캠의 가공에 이용하기에는 어려움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 3개의 선형축을 구비한 공작기계와 1개의 회전축을 가진 인덱싱테이블을 결합한 4축 가공기와 구형엔드밀을 사용하여 볼캠의 측면에 형성된 환상의 볼레이스를 가공할 수 있게 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 위한 본 발명 '4축가공기에 의한 ATC용 볼캠의 가공방법'은 X, Y, Z축 방향이송이 가능한 3축 제어공작기계와 회전가능한 인덱싱테이블이 결합된 4축 가공기와 선단절삭부가 구형으로 형성된 구형엔드밀에 의하여 볼캠의 원주 방향에 형성된 환상의 볼레이스를 가공한다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 볼캠의 사시도이고, 도 2는 본 발명에서 가공되는 볼캠과 볼 및 주축이 결합되는 상태도로서 a)는 측단면도, b)는 정단면도이며, 도 3은 본 발명에 적용되는 구형엔드밀의 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 구형엔드밀에 의한 볼캠의 가공상태도이며, 도 5는 본 발명 4축가공기에 의한 ATC용 볼캠의 가공방법에 대한 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시된 볼캠(1)은 서보모터(도면미도시)에 의하여 좌·우로 270°씩 회전운동이 가능하도록 제어되며 원주방향으로 주축(2)과 접촉되는 면에는 접지원호(3)가 형성되어있고 접지원호(3)와 주축(2)사이에는 볼레이스(4)가 형성되어 볼캠(1)의 회전에 따라 볼레이스(4)에 개재된 볼(5)이 접지원호(3)에 형성된 볼레이스(4)를 따라 이동하면서 볼(5)을 고정된 위치에 수용하고 자전하게 하는 주축(2)을 회전하면서 전·후진 요동운동을 하게 한다.

도 2에 도시된 바와 같이 볼캠(1)의 원주방향에 형성되는 볼레이스(4)의 중심선은 볼캠(1)의 중심선에 대하여 15° 내지 30°의 경사각(6)을 가지며 단부가 반원형인 볼엔드밀(도면미도시)로 가공시에는 공구의 측면과 볼레이스의 개구부가 간섭을 일으키지 않도록 공구 또는 공작물을 경사각(6)에 맞추어 경사지게 제어할 필요가 있으나 본 발명에서는 도 3에 도시된 구형엔드밀(7)에 의하여 볼레이스(4)를 가공함으로서 일정 경사각(6)의 범위내에서는 공작물이나 공구를 경사시킬 필요 가 없다.

구형엔드밀(7)로 수직중심선(8)에 대하여 최대30° 경사진 볼캠(1)의 볼레이스(4)를 가공하기 위하여는 구형엔드밀(7)의 구형절삭날을 형성하는 범위를 구형의 수평중심선에 대하여 상방으로 30° 경사지게 하면 충분하나 구형엔드밀(7)은 상부방향으로 65°까지 경사지게 제작할 수 있으며 경사각이 65°이상으로 커지면 구형엔드밀(7)이 쉽게 파손될 수 있어 바람직하지 못하다.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 3축 공작기계(9)의 테이블(10)에 고정되는 1축 인덱싱테이블(11)의 척(12)과 심압대(13)로 볼캠(1)을 고정하고 인덱싱테이블(11)을 3축 공작기계(9)의 제어에 연동하여 회전시키면서 볼캠(1)의 원주방향 볼레이스(4)를 가공하면 인덱싱테이블(11)이나 공구를 경사시킬 필요없이 볼레이스(4)에 형성된 경사각은 구형엔드밀(7)에 의하여 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같이 고가의 5축 공작기계로 가공하던 자동공구교환장치의 볼캠을 3축 공작기계와 인덱싱테이블 및 구형엔드밀을 이용하여 공구와 공작물의 간섭을 배제함으로서 비교적 저렴한 범용성의 장치로 가공할 수 있게 하여 보다 저렴한 가격으로 공급하게 할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 자동공구교환장치에서 주축의 회전과 전·후진 요동운동을 발생시키는 볼캠(1)의 볼레이스(4)를 가공하는 방법에 있어서,

   X, Y, Z축방향 선형이송이 가능한 3축 공작기계(9)에 1축회전이 가능한 인덱싱테이블(11)을 결합한 4축 가공장치도 구형의 절삭날을 갖는 구형엔드밀(7)을 이용하여 볼레이스(4)를 가공하는 것을 특징으로 하는 4축가공기에 의한 ATC용 볼캠의 가공방법.
2. 제 1항에 있어서, 구형엔드밀(7)의 구형절삭날은 구형의 수평중심선에 대하여 30° 내지 65° 상방향으로 경사진 범위내에서 형성된 것을 특징으로 하는 4축 가공기에 의한 ATC용 볼캠의 가공방법.

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