KR20080025189A - 공구 또는 작업물용 클램핑 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 작업물 또는 공구에 대해 하나 이상의 척 및 하나 이상의 홀더를 포함하는, 공구 또는 작업물용 클램핑 장치에 관한 것이다. 상기 홀더 (19) 에는 관형 신장부 (24) 가 구비된다.

공구 또는 작업물용 클램핑 장치.

Description

공구 또는 작업물용 클램핑 장치{CLAMPING DEVICE FOR A TOOL OR A WORKPIECE}

본 발명은 작업물 또는 공구에 대해 하나 이상의 척 및 하나 이상의 홀더를 포함하는, 공구 또는 작업물용 클램핑 장치에 관한 것이다.

이러한 형태의 클램핑 장치는, 작업물의 기계가공에 매우 높은 정확도를 요하는 작업물 또는 공구의 클램핑에 사용된다. 또한, x, y 및 z 방향으로 작업물 또는 공구의 정확하게 재현 가능한 클램핑이 보장되어야 한다.

EP-A-255 042 에서는, 2 개의 커플링 부재 (척 및 홀더) 를 서로에 대해 클램핑 방향과 보통 일치하는 z 방향으로 정확히 위치시키기 위해, 클램핑 부재 중 하나에 복수의 직립재가 존재하며, z 기준면이 상기 직립재의 자유 단부면 상에 구성되는 클램칭 장치가 개시되어 있다. 다른 커플링 부재 상에는, 상기 직립재에 대응한 배열 내에 놓여, 커플링 부재가 서로 클램프 되는 경우 z 기준면과 협동하는, 공통면 내의 복수의 z 반대 기준면이 존재한다. 상기 2 개의 커플링 부재의 z 위치에 대한 유사한 배열이 독일 등록 실용신안 DE-U-295 21 030 에 공지되어 있다.

2 개의 커플링 부재 및 클램핑 기구를 포함하는 또 다른 클램핑 장치가 EP 1 013 375 A2 에 개시되어 있다. 제 1 커플링 부재 및 제 2 커플링 부재, 및 상기 2 개의 커플링 부재의 축선 방향 상호 클램핑을 위한 클램핑 기구로 구성되는 커플링 장치로서, 3 개 이상의 프리즘 핀이 제 1 커플링 부재로 돌출되어 있고, 각각의 핀은 프리즘 면을 갖는 하나 이상의 측면 상에 구비되며, 상기 제 1 커플링 부재 상에는, 클램핑 방향으로 횡방향으로 연장되는 x-y 평면 내에 놓인 3 개 이상의 상호 이격된 z 기준면이 존재하며, 또한 제 2 커플링 부재는 프리즘 핀에 정렬되고 x-y 평면 내에서 커플링 부재의 서로에 대한 정확한 위치를 위해 축선 탄성 요소가 구비되는 3 개 이상의 홈을 갖는 커플링 장치가 개시되어 있다. 2 개의 커플링 부재의 z 위치의 구조 설계를 단순화하기 위해, z 기준면은 프리즘 핀의 자유 단부 면 상에 구성되고, z 반대 기준면은 각 홈의 홈 바닥 상에 구성되도록 구비된다.

이하에 종래 기술과 관련된 문제점 및 단점을 설명하기로 한다.

종래의 클램핑 장치는 일반적으로 특수한 적용에만 사용될 수 있어서, 가능한 넓은 범위의 적용을 위해서 클램핑 장치의 다양성이 요구된다. 예를 들어, 분말 가압 공정에 대해서는, 공구 및 그 클래밍 장치에 높은 요구 조건이 존재한다. 클램핑 장치는 예컨대 밀링, 연삭, EDM 에서와 같은 다양한 기계가공 공정에 대해 사용되는 경우 또는 다른 기계 공구와 함께 사용되는 경우에 특히 유리하다. 이와 유사하게, 클램핑 장치는 다양한 공구 형태에 대해 시간이 소비되는 전환 시간없이 사용가능하다. 소형 홀더 및 대형 홀더 모두를 일반적으로 설계된 클램핑 장치에 의해 작업물 또는 작업판에 클램핑하기 위한 방법을 찾아야 하는 문제점이 있다.

또한, 공구 (드릴, 전극 등) 의 클램핑을 위해 설계되는 커플링 부품 내에, 부하를 적절히 견디도록 공구를 고정시키기 위한 공간을 구비해야 하는 요구사항이 존재한다. 특히, 고속 밀링 커터에서는 종래 기술의 이러한 문제점이 아직 해결되지 않았다.

또한, 클램핑 단계에서 클램핑 볼 또는 다른 클램핑 요소에 의해 발생하는 바람직하지 않은 측방향 힘이 종종 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 이러한 상기 단점들을 개선하는 클램핑 장치를 제안하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은 홀더가 상부 및 관형 신장부를 갖고, 상기 상부가 관형 신장부에 분리가능하도록 연결된다는 사실에 의해 달성된다.

홀더가 상부 및 관형 신장부로부터 2 개의 부품 내에 구성되는 특징에 의해, 상기 언급한 종래 기술의 단점은 감소 또는 제거된다.

본 발명에 따른 2 개 부품 홀더는 종래의 척 및 2 개의 척을 포함한 클램핑 장치 내에 사용될 수 있다.

종래 기술에서 발생하는 또 다른 단점은, 중심이 같은 2 개의 척에 대한 본 발명의 또 다른 실시 형태에 의해 개선된다. 우선, 이러한 "이중 척" 의 이점에 의해, 공구를 갖는 소형 홀더 및 공구판을 갖는 대형 홀더가 모두 사용될 수 있다. 내부 및 외부 척은 유사한 또는 동일한 x-y 레퍼런스를 갖는다. z-레퍼런스는 동일 평면 또는 가상의 동일 평면 내에 배치된다. 2 개의 척의 x-y-z 좌표는 완전히 조화된다. 하나의 척의 z 좌표는 나머지 척의 z 좌표에 근접하여 배치된다. 2 개의 척은 서로 동축선 상으로 연결되어 장치를 형성한다. 연결된 상태에서, 2 개의 척은 완벽하게 중심이 같도록 조절된다. 별도의 조절은 필요하지 않다. 이러한 본 발명의 장치로 인해, 종래 기술에 따른 척보다 실질적으로 더 작은, 일반적으로는 25 % 더 작은 척을 제조할 수 있다.

내부 척은 그 중심부에 연속 개구를 갖는다. 이는 기다란 클램핑 핀을 갖는 공구의 수용을 가능하게 한다. 클램핑 장치 내의 종래 중앙 개구는 액체용 통로로서만 사용되고, 공구 또는 작업물의 클램핑용으로는 사용되지 않는다.

반대 측 방향 힘을 감소 또는 제거하기 위해, 중앙 고정부는 관형 구성이며 베이어넷 (bayonet) 고정부로서 외주 상에 구비되는 것이 유리하다.

내부 및 외부 척을 포함하고 홀더를 척에 클램핑하기 위한 관형 신장부를 포함하는 본 발명에 따른 클램핑 장치는, 특히 고속 밀링 커터, EDM, 또는 다른 기계가공 공구에 있어서 극도의 부하 하에서 고도의 정밀한 정확성을 제공한다.

홀더는 내부 및/또는 외부 척 또는 단일 척에 클램프될 수 있다.

바람직한 실시 형태에 따라, 내부 척은 그 중심부에 축선 방향으로 연속 개구를 갖는다.

이러한 내부 관통 개구는 공구 또는 작업물의 클램핑 요소를 위한 충분한 공간을 제공한다.

또한, 홀더는 그 중심부에 기계가공에서 발생하는 칩의 제거를 위한 관통구를 가질 수 있다.

내부 척 및 외부 척은, 클램핑 작업에 있어서, 홀더의 대응 수단과 협동하는 x-y 레퍼런스 및 z 레퍼런스를 갖는다. 또한, x-y 레퍼런스를 위한 홀더의 수단은 탄성 내부 및/또는 외부 텅 (tongue) 쌍으로서 구성될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시 형태는, z 레퍼런스로서 내부 및 외부 접촉면을 갖는 홀더로 구성되는 것이 유리하다.

본 발명에 따른 척의 바람직한 실시 형태에 따르면, 홀더는 내부 및/또는 외부 척에 클램핑하기 위한 관형 신장부를 가지며, 상기 관형 신장부의 외경 (D) 은 대략 연속 개구의 내경에서 상기 내부 척의 외경까지의 크기가 된다.

또한, 상기 관형 신장부의 중앙 개구의 직경은 상기 내부 x-y 표면의 내부 여유에 의해 주어진 직경의 범위에 있거나, 또는 그 직경의 절반 이상이 될 수 있다.

이와 유사하게, 상기 홀더의 상부 내의 중앙 개구의 직경은 대략 관형 신장부의 직경 크기가 될 수 있다.

내부 척의 x-y 레퍼런스는 z 방향에서 볼 때, 외부 척의 x-y 평면 상의 표면과 동일 높이에 배치될 수 있다.

외부 척의 x-y 레퍼런스 및 z 레퍼런스는 2 개의 가상 원 내에 놓인다.

홀더는 종래 기술의 방식으로 내부 및/또는 외부 척 또는 개별 척에 클램프될 수 있다.

도 1 은 클램핑 장치의 단면도.

도 2 는 도 1 의 클램핑 장치의 평면도.

도 3 은 클램핑 장치 (1) 를 갖는 척 홀더를 나타내는 도.

도 4 는 홀더가 끼워진 도 1 의 클램핑 장치의 단면도.

도 5 는 도 4 의 홀더를 갖는 클램핑 장치의 평면도.

도 6 은 홀더의 2 가지 다른 적용을 나타내는 도.

도 7 은 서로 클램프 상태인 도 6 에 따른 제 1 실시 형태를 나타내는 도.

도 8 은 도 7 에 따른 평면도.

도 9 는 서로 클램프 상태인 도 6 에 따른 제 2 실시 형태를 나타내는 도.

도 10 은 도 9 에 따른 평면도.

도 11 은 홀더의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도.

도 12 는 서로 클램프 상태인 도 11 의 실시 형태를 나타내는 도.

도 13 은 작업물의 기계가공에 있어서 척을 갖는 홀더 (19) 의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 클램핑 장치 2 내부 척

3 외부 척 4 볼

5 클램핑 스프링 6 볼

7 클램핑 스프링 8 내부 x-y 레퍼런스

9 외부 x-y 레퍼런스 10 내부 z 레퍼런스

11 외부 z 레퍼런스 12 내부 클램핑 플런저

13 외부 클램핑 플런저 14 부품

15 부품 16 스크류

17 스크류 18 스크류

19 홀더 20 내부 텅 (tongue) 쌍

21 외부 텅 쌍 22 내부 접촉면

23 외부 접촉면 24 관형 신장부

25 연속 개구 26 베이어넷 연결부

27 홀더 28 홀더

29 수용 고정부 30 척

31 홀더 32 관통 개구

33 공구 34 작업물

35 칩 36 상부

37 원형부 38 원형부

39 척 D 관형 신장부 (24) 의 외경

D' 연속 개구 (25) 의 내경 D'' 내부 척 (2) 의 외경

도 1 에는 본 발명에 따른 클램핑 장치 (1) 의 가능한 실시 형태가 도시되어 있다. 내부 척 (2) 은 스크류 (18) 에 의해 외부 척 (3) 에 고정되어 연결되고, 내부 척 (2) 은 외부 척 (3) 과 중심이 같도록 배치된다. 내부 척 (2) 의 기본 요소는 스크류 (17) 에 의해 함께 유지되는 부품 (15) 으로 구성된다. 내부 척 (2) 은 내부 클램핑 플런저 (12) 와 협동하는 클램핑 볼 (4), 및 공지된 방식의 클램핑 스프링 (5) 을 갖는다. 외부 척 (3) 은 이와 대응되도록 구성된다. 기본 요소는 스크류 (16) 에 의해 함께 유지되는 부품 (14) 으로 구성된다. 외부 척 (3) 또한 마찬가지로 클램핑 볼 (6), 외부 클램핑 플런저 (13) 및 클램핑 스프링 (7) 을 갖는다. 2 개의 클램핑 플런저 (12, 13) 는 압축 공기에 의해 공지된 방식으로 작용할 수 있다. 내부 척 (2) 및 외부 척 (3) 모두는 내부 x-y 레퍼런스 (8) 및 외부 x-y 레퍼런스 (9), 및 내부 z 레퍼런스 (10) 및 외부 z 레퍼런스 (11) 를 모두 지닌다.

x-y 및 z 레퍼런스 (8, 9, 10, 11) 의 배열은 도 2 의 평면도에서 알 수 있다. 내부 척 (2) 의 내부 x-y 레퍼런스 (8) 및 외부 x-y 레퍼런스 (9) 는 예를 들면 원뿔형 가장자리를 갖는 바 (bar) 로서 구성되어 있으며, 내부 및 외부 x-y 레퍼런스의 중심선은 극히 정확하게 일치한다. 내부 x-y 레퍼런스 (8) 사이에는 내부 z 레퍼런스 (10) 가 구비된다. 이에 대응하여, 외부 척 (3) 은 외부 x-y 레퍼런스 (9) 사이의 외주 측 상에 z 레퍼런스 (11) 를 가지며, z 레퍼런스 (10, 11) 의 표면은 동일 높이를 갖거나 약간 오프셋 되어 있다.

도 3 에서는, (도 1 및 도 2 에 도시된) 클램핑 장치 (1) 가 판에 대한 요소로 역할하는 홀더 (19) 와 함께 도시되어 있다. 홀더 (19) 는 상부 (36) 및 관형 신장부 (24) 를 가지며, 상부 (36) 는 베이어넷 연결부 (26) 에 의해 관형 신장부 (24) 에 분리가능하도록 연결된다. 홀더 (19) 는 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이 클램핑 장치 (1) 에 클램핑 되어 있다. 또한, 홀더 (19) 내에는 서로 클램프 된 상태에서 외부 x-y 레퍼런스 (9) 와 협동하는 외부 텅 쌍 (21) 이 나타나 있다. 또한, 내부 척 (2) 의 연속 개구 (25) 가 나타나 있다. 관형 신장부 (24) 의 직경 (D) 은, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 적용에 따라 연속 개구 (25) 의 직경 (D') 에서 내부 척 (2) 의 직경 (D'') 까지의 범위 내에 있게 된다.

도 5 의 평면도는, 홀더 (19) 의 관형 신장부 (19) 를 갖는 상부 (36) 의 베이어넷 장치 (26) 를 나타낸다. 다른 도면 부호는 도 1 내지 도 4 의 도면 부호와 대응한다.

도 6 은 홀더 (27, 28) 의 두 가지 실시 형태를 나타낸다. 홀더 (27) 및 홀더 (28) 는 각각 직경 (D) 인 분리 가능한 중공의 관형 신장부 (24) 를 가지며, 직경 (D) 은 대략 내부 척 (2) 의 연속 개구 (25) 의 직경 (D') 을 갖는다. 홀더 (27) 는 납땜 또는 접착된 수용 고정부 (29) 를 갖는다. 홀더 (28) 는 특수 척 (30) 을 갖는다. 도 7 은 서로 클램프 된 상태의 홀더 (27) 를 나타낸다. 도 8 에는 x-y 및 z 레퍼런스를 갖는 평면도가 나타나 있다. x-y 레퍼런스 (9) 및 z 레퍼런스 (11) 는 2 개의 가상 원형부 (37, 38) 사이에 놓인다. 도 9 에는 서로 클램프 된 상태의 외부 홀더 (28) 가 나타나 있으며, 도 10 은 이에 대한 평면도이다.

도 11 에는, 판 요소에 대한 홀더 (31) 의 측면도가 나타나 있다. 특히, 홀더 (31) 는 내부 및 외부 텅 쌍 (20, 21) 및 내부 및 외부 접촉면 (22, 23) 을 갖는다. 도 12 는 클램프 된 상태의 홀더 (31) 를 나타낸다.

도 13 은 척 (39) 내에 클램프 된 홀더 (19) 의 실시 형태를 나타낸다. 작업물 (34) 은 공구 (33) 에 의해 기계가공된다. 홀더 (19) 는 관통 개구 (32) 를 갖고, 그 직경은 대략 홀더 (19) 의 관형 신장부 (24) 의 관통 개구의 크기가 된다. 도시된 실시 형태에서, 연속 개구는 기계가공에서 발생하는 칩 (35) 을 제거하는 역할을 하게 된다.

Claims (13)

1. 작업물 또는 공구에 대해 하나 이상의 척 및 하나 이상의 홀더를 포함하는 공구 또는 작업물용 클램핑 장치에 있어서,

   상기 홀더 (19) 는 상부 (36) 및 관형 신장부 (24) 를 갖고, 상기 상부 (36) 는 상기 관형 신장부 (24) 에 분리가능하도록 연결된 것을 특징으로 하는, 공구 또는 작업물용 클램핑 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 관형 신장부 (24) 에 대한 상기 홀더 (19) 의 상부 (36) 의 분리가능한 연결부는 베이어넷 연결부 (26) 인 것을 특징으로 하는, 공구 또는 작업물용 클램핑 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 클램핑 장치 (1) 는 내부 척 (2) 및 외부 척 (3), 그리고 하나 이상의 홀더 (19) 를 갖고, 상기 내부 척 (2) 은 상기 외부 척 (3) 에 중심이 같도록 고정 연결되는 것을 특징으로 하는, 공구 또는 작업물용 클램핑 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 척에 있어서,

   상기 홀더 (19) 는 상기 내부 척 (2) 에 클램프 되는 것을 특징으로 하는 척.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 척에 있어서,

   상기 홀더 (19) 는 상기 외부 척 (3) 에 클램프 되는 것을 특징으로 하는 척.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 척에 있어서,

   상기 홀더 (19) 는 상기 내부 척 (2) 및 상기 외부 척 (3) 에 함께 클램프 되는 것을 특징으로 하는 척.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 척에 있어서,

   상기 내부 척 (2) 은 그 중심부에 축선 방향으로 놓인 연속 개구 (25) 를 갖는 것을 특징으로 하는 척.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 척에 있어서,

   상기 내부 척 (2) 및 상기 외부 척 (3) 모두는, 클램프 작업에 있어서 상기 홀더 (19) 의 대응 수단과 협동하는 x-y 레퍼런스 (8, 9) 및 z 레퍼런스 (10, 11) 를 갖는 것을 특징으로 하는 척.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 척에 있어서,

   상기 x-y 레퍼런스 (8, 9) 에 대한 홀더 (19) 의 수단은 탄성 내부 및/또는 외부 텅 쌍 (20, 21) 으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 척.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 척에 있어서,

    상기 홀더 (19) 는 z 레퍼런스 (10, 11) 로서 내부 및/또는 외부 접촉면 (22, 23) 을 갖는 것을 특징으로 하는 척.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 척에 있어서,

    상기 홀더 (19) 는 내부 및/또는 외부 척 (2, 3) 에 대한 클램핑용 관형 신장부 (24) 를 갖고, 상기 관형 신장부 (24) 의 외경 (D) 은 대략 상기 연속 개구 (25) 의 직경 (D') 에서 상기 내부 척 (2) 의 외경 (D'') 까지의 크기인 것을 특징으로 하는 척.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 척에 있어서,

    상기 내부 척 (2) 의 x-y 레퍼런스는, z 방향에서 볼 때, 상기 외부 척 (3) 의 x-y 평면의 표면과 동일 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 척.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 척에 있어서,

    상기 홀더 (19) 는 그 중심에 연속 개구 (32) 를 갖고, 상기 개구 (32) 의 직경은 대략 상기 관형 신장부 (24) 의 개구 직경 크기인 것을 특징으로 하는 척.

Images