KR20080040226A

KR20080040226A - 머신센터용 공작물 클램핑 장치

Info

Publication number: KR20080040226A
Application number: KR1020060107902A
Authority: KR
Inventors: 정연승
Original assignee: 한맥기연 주식회사
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2008-05-08

Abstract

본 발명은 머신센터용 공작물 클램핑 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차용 너클등과 같은 부품을 보링 가공할 때 단순한 구성으로 공작물을 고정시킴과 아울러 공작물을 머신센터에 견고하게 고정시킬 수 있도록 하여 가공 편의성을 향상시킨 머신센터용 공작물 클램핑 장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 너클등과 같이 형상이 복잡한 부품을 머신센터에서 가공을 위해 고정할 때 너클의 정렬 및 고정을 동시에 하면서 하나의 기준면으로 너클을 고정함으로써 너클의 고정을 보다 균일하게 하도록 한 머신센터용 공작물 클램핑 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 베이스 플레이트(50)에 설치되어 너클(N)을 밀착시키는 기준면이 되는 기준 플레이트(1)와, 상기한 기준 플레이트(1)에 일단이 결합되어 있고 너클(N)의 스핀들 구멍(H)으로 삽입되어 너클(N)을 일정 상태로 정렬시키도록 형성됨과 아울러 너클(N) 결합 시 선단으로 돌출되도록 돌출부(3)가 형성된 기준부(2)와, 상기한 돌출부(3)에 다수개가 일정 각도로 배치되고 각각 회전축(4)으로 설치되어 있으며 회전 시 너클(N)을 가압하도록 형성된 클램핑 부재(5)와, 상기한 클램핑 부재(5)가 회전축(4)을 중심으로 회전하도록 구성됨과 아울러 클램핑 부재(5)들이 너클(N)을 가압하는 힘이 클램핑 부재(5)의 가압 정도에 따라 변환되도록 구성된 구동 수단과, 상기한 너클(N)의 타단을 지지하기 위하여 기준 플레이트(1)와 이격된 위치에 너클(N)의 일단에 형성된 구멍(H1)에 삽입되도록 구성된 보조 가이드핀(17)으로 구성함을 특징으로 한다.

CNC 머신센터, 클램핑 장치, 가공지그

Description

머신센터용 공작물 클램핑 장치{CLAMPING DEVICE OF STRUCTURE FOR MACHINE CENTER}

도1은 본 발명에 따른 머신센터용 공작물 클램핑 장치의 설치 상태를 도시한 정면도,

도2는 도1의 측면도,

도3은 도2에서 클램핑 장치만을 도시한 확대 단면도,

도4는 도3에서 A-A 선 단면도,

도5는 도3에서 다수의 그립퍼의 힘을 조절하는 조절 플레이트의 동작을 설명하는 확대 단면도,

도6은 일반적인 머신센터용 공작물 클램핑 상태를 도시한 정면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 기준플레이트 2: 기준부

3: 돌출부 4: 회전축

5: 클램핑 부재 6: 관통공

7: 작동로드 8: 실린더

9: 걸림부 10: 회전홈

11: 회전돌기 12: 분배판

13: 구멍 14: 압력판

15: 리턴바 16: 리턴스프링

17: 보조가이드핀 50: 베이스플레이트

일반적으로, CNC 머신센터는 정밀 부품 가공을 위해 사용하는 공작기계로서, 예를 들면 자동차 휠의 허브 베어링 및 스핀들이 삽입된 상태에서 타이로드등을 통해 조향 장치와 연결되는 부품인 너클등과 같은 정밀 부품을 가공하는데 사용된다.

상기한 너클의 가공은 허브 베어링 및 스핀들이 삽입되는 부분인 구멍의 내면을 가공함과 아울러 타이로드등이 연결되는 평면상인 연결 부분을 가공하게 된다.

상기한 너클의 가공을 설명하면 주조된 너클을 CNC 머신센터에 설치되어 있는 지그에 장착하여 너클의 외주면 여러부분을 고정한 후, 가공 공구로 스핀들이 삽입되는 구멍의 내경을 가공함과 아울러 타이로드등의 연결 부분을 가공하게 된다.

상기한 너클을 CNC 머신센터에 고정할 때는 여러부분에서 고정하게 되는 바, 본 출원인이 2005년 특허출원 제97169호로 출원한 머신센터에 너클의 정렬 및 고정을 위한 구성이 개시되어 있다.

이는 도6에 도시된 바와 같이 직립 설치된 베이스 플레이트(50)에 하나 이상 설치되어 스핀들 삽입구멍(H)을 통해 너클(N)의 중심을 잡도록 설치된 센터링 지그(51)와, 상기한 센터링 지그(51)에 안착된 너클(N)의 타단을 고정하는 엔딩 지그(52)와, 상기한 센터링 지그(51)와 엔딩 지그(52)에 의해 정렬된 너클(N)을 베이스 플레이트(50)에 견고하게 고정시키도록 설치된 다수의 클램프(53)로 이루어져 있다.

즉, 센터링 지그(51)와 엔딩 지그(52)로 너클(N)을 정렬한 후, 클램프(53)로 너클(N)의 다수 부분을 고정하여 가공중에도 너클(N)이 움직이지 않도록 하는 것이다.

상기한 클램프(53)는 베이스 플레이트(50)에 설치된 힌지 베이스(54)와, 상기한 힌지 베이스(54)에 회전 가능하게 설치된 가압부재(55)와, 상기한 가압부재(55)를 회전시키도록 일단에 연결된 실린더(56)로 이루어져 있는 바, 상기한 클램프(53)가 너클(N)의 3부분 정도를 가압하여 고정시키게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 CNC 머신센터에서 너클과 같이 복잡한 형상의 부품을 가공할 때, 다수의 실린더로 작동하는 클램프를 사용하여 부품을 고정하게 되면 상기한 클램프로 복잡한 형상의 부품을 균일하게 고정하기가 어려울 뿐만 아니 라 다수의 클램프에 의해 가공을 위한 공구들이 부품에 접근하는 것이 어렵게 되어 가공 효율이 낮아지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 너클등과 같이 형상이 복잡한 부품을 머신센터에서 가공을 위해 고정할 때 너클의 정렬 및 고정을 동시에 하면서 하나의 기준면으로 너클을 고정함으로써 너클의 고정을 보다 균일하게 하도록 한 머신센터용 공작물 클램핑 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 베이스에 설치되어 너클을 밀착시키는 기준면이 되는 기준 플레이트와, 상기한 기준 플레이트에 일단이 결합되어 있고 너클의 스핀들 구멍으로 삽입되어 너클을 일정 상태로 정렬시키도록 형성됨과 아울러 너클 결합 시 선단으로 돌출되도록 돌출부가 형성된 기준부와, 상기한 돌출부에 다수개가 일정 각도로 배치되고 각각 회전축으로 설치되어 있으며 회전 시 너클을 가압하도록 형성된 클램핑 부재와, 상기한 클램핑 부재가 회전축을 중심으로 회전하도록 구성됨과 아울러 클램핑 부재들이 너클을 가압하는 힘이 클램핑 부재의 가압 정도에 따라 변환되도록 구성된 구동 수단과, 상기한 너클의 타단을 지지하기 위하여 기준 플레이트와 이격된 위치에 너클의 일단에 형성된 구멍에 삽입되도록 구성된 보조 가이드핀으로 구성함을 특징으로 한다.

도1과 도2는 본 발명에 따른 머신센터용 공작물 클램핑 장치를 도시한 정면도와 측면도로서, 베이스 플레이트(50)에 부착되어 너클(N)을 밀착시키는 기준면이 되는 기준 플레이트(1)와, 상기한 기준 플레이트(1)에 일단이 결합되어 있고 너 클(N)의 스핀들 구멍(H)으로 삽입되어 너클(N)을 일정 상태로 정렬시키도록 형성됨과 아울러 너클(N) 결합 시 선단으로 돌출되도록 돌출부(2)가 형성된 봉형상의 기준부(3)와, 상기한 돌출부(3)에 3개가 일정 각도로 배치되고 회전축(4)으로 회전 자재하도록 설치되어 있으며 외측으로 회전 시 너클(N)을 가압하도록 형성된 클램핑 부재(5)와, 상기한 클램핑 부재(5)가 회전축(4)을 중심으로 회전하도록 구성됨과 아울러 3개의 클램핑 부재(5)가 너클(N)을 가압하는 힘이 너클(N)의 가공 상태에 따라 적절하게 분배되도록 구성된 구동 수단으로 이루어져 있다.

즉, 상기한 구동 수단이 3개의 클램핑 부재(5)를 가압하여 너클(N)을 고정하도록 할 때 너클(N)의 표면 상태에 따라 각각의 클램핑 부재(5)에 인가되는 힘을 적절하게 분배하면서 너클(N)을 가압하도록 하는 것이다.

또한, 상기한 기준 플레이트(1)와 기준부(2)에 의해 너클(N)의 스핀들 구멍(H)이 정렬되어 너클(N)을 일정하게 정렬한 상태에서, 클램핑 부재(5)가 너클(N)을 고정하게 됨으로써, 결과적으로는 스핀들 구멍 위치에서 너클(N)의 정렬 및 고정이 동시에 이루어지게 되는 것이다.

상기한 구동 수단은 도3과 도4에 도시된 바와 같이 기준부(2)의 중심에 관통 형성된 작동공(6)과, 상기한 작동공(6)으로 작동로드(7)가 슬라이드 이동하도록 형성되고 베이스(50)에 설치된 실린더(8)와, 상기한 클램핑 부재(5)에 돌출 형성되어 작동로드(7)의 작동 시 클램핑 부재(5)를 회전시키도록 하는 걸림부(9)와, 상기한 작동로드(7)에 의해 걸림부(9)를 밀어서 클램핑 부재(5)를 회전시킬 때 다수의 클램핑 부재(5)가 가압되는 힘을 가변시킬 수 있게 구성된 압력변화수단과, 상기한 클램핑 부재(5)가 회전되어 너클(N)을 압박한 후 원위치되도록 탄성을 인가하는 리턴 수단으로 이루어져 있다.

상기한 압력변화수단은 작동로드(7)의 선단 중앙부에 형성된 반구형 회전홈(10)과, 상기한 회전홈(10)에 안착되어 회전하는 반구형 회전돌기(11)가 저면에 형성됨과 아울러 작동로드(7)의 선단과 일정 거리 D 만큼 이격되고 평행 상태에서 각 클램핑 부재(5)의 걸림부(9)에 균일하게 접촉되는 분배판(12)으로 이루어져 있다.

즉, 상기한 압력변화수단은 예를 들어, 너클(N)의 표면이 불균일하기 때문에 어떤 클램핑 부재(5)는 많이 회전하고 어떤 클램핑 부재(5)는 적게 회전할 때, 적게 회전하는 클램핑 부재(5)에 의해 분배판(12)이 기울어지면서 많이 회전하는 클램핑 부재(5)로 힘을 분배하도록 함으로써, 너클(N)의 표면 불균일에 관계없이 3부분에서 너클(N)을 균일하게 가압하도록 하는 것이다.

또한, 상기한 리턴 수단은 돌출부(3)의 중심에 관통 형성된 구멍(13)과, 상기한 구멍(13)으로 슬라이드 이동하도록 형성되고 일단에 걸림부(9)들의 상부에 접촉되는 압력판(14)이 설치된 리턴바(15)와, 상기한 압력판(14)과 구멍(13)의 사이에 설치되어 압력판(14)이 항상 걸림부(9)를 눌러 원위치시키도록 하는 리턴 스프링(16)으로 구성되어 있다.

물론, 상기한 너클(N)의 타단을 지지하기 위하여 기준 플레이트(1)와 이격된 위치에 너클(N)의 일단에 형성된 구멍(H1)에 삽입되도록 보조 가이드핀(17)이 설치되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 작업자가 너클(N)을 가공하기 위하여, 기준부(2) 및 돌출부(3)에 너클(N)의 스핀들 구멍(H)을 삽입한 후 너클(N)의 타단 구멍(H1)을 보조 가이드핀(17)에 삽입시키게 된다.

이때, 상기한 클램핑 부재(5)는 돌출부(3)의 내측으로 들어가 있는 상태로서, 너클(N)이 클램핑 부재(5)에 걸리지 않고 쉽게 기준부(2)로 삽입된다.

너클(N)이 기준부(2) 및 보조 가이드핀(17)에 삽입되어 1차 고정되면 작업자가 별도의 제어 장치를 작동시켜서 실린더(8)를 작동하게 되고, 상기한 실린더(8)의 작동에 의해 작동로드(7)가 도3에서 좌측으로 전진하게 된다.

작동로드(7)가 좌측으로 전진하게 되면 작동로드(7)의 선단에 회전홈(10) 및 회전돌기(11)로 밀착되어 있는 분배판(12)이 각 클램핑 부재(5)의 걸림부(9)를 밀게 된다.

클램핑 부재(5)의 걸림부(9)가 분배판(12)에 의해 밀리게 되면, 회전축(4)을 중심으로 클램핑 부재(5)가 회전하면서 너클(N)의 스핀들구멍(H) 주변을 가압하게 되는 바, 이때 너클(N)의 표면 가공 정도가 불균일하게 되면 각 클램핑 부재(5)의 회전 각도가 상이하게 되지만, 상기한 분배판(12)이 회전돌기(11) 및 회전홈(10)에 의해 기울어지면서 적절하게 힘을 분배하게 된다.

즉, 도5에 도시된 바와 같이 작동로드(7)와 분배판(12)과의 사이가 D 만큼 이격되어 있는 상태에서, 예를 들어 좌측의 클램핑 부재(5)는 너클(N)과 접촉되었지만 우측의 클램핑 부재(5)가 접촉되지 않은 상태이면, 분배판(12)이 반시계 방향으로 회전하면서 우측의 클램핑 부재(5)를 회전시키게 됨으로써, 너클(N)은 3개의 클램핑 부재(5)에 의해 균일하게 고정되는 것이다.

클램핑 부재(5)가 분배판(12)에 의해 회전하면서 너클(N)을 고정할 때, 걸림부(9)에 밀착된 압력판(14)이 좌측으로 밀리면서 리턴바(15)가 외부로 돌출된 상태가 된다.

상기한 바와 같은 상태에서 너클(N)을 가공하게 되면, 종래와 같이 클램프가 없기 때문에 가공이 보다 편리하게 되는 것이다.

너클(N)의 가공이 완료되면 다시 실린더(8)를 원위치시켜 작동로드(7)가 우측으로 이동하도록 하고, 상기한 클램핑 부재(5)는 리턴 스프링(16)에 의해 밀리면서 다시 원위치로 이동하게 된다.

압력판(14)이 리턴 스프링(16)에 의해 밀리면서 원위치되면 이와 밀착된 걸림부(9)가 우측으로 회전하면서 클램핑 부재(5)는 다시 돌출부(3)로 들어가게 되는 바, 상기한 가공이 완료된 너클(N)을 취출하면 가공이 완료되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 너클등과 같은 부품의 구멍을 가공할 때 너클의 스핀들 구멍을 통해 너클의 정령 및 고정을 하게 됨으로써, 너클 가공 시 걸리는 부분이 없어 가공 편의성이 향상되고 너클을 항상 스핀들 구멍 주위에서 정렬 및 고정하기 때문에 정렬에 따른 균일도가 향상되어 머신센터의 가공 정밀도가 향상되는 잇점이 있는 것이다.

Claims

베이스 플레이트에 설치되어 너클을 밀착시키는 기준면이 되는 기준 플레이트와, 상기한 기준 플레이트에 일단이 결합되어 있고 너클의 스핀들 구멍으로 삽입되어 너클을 일정 상태로 정렬시키도록 형성됨과 아울러 너클 결합 시 선단으로 돌출되도록 돌출부가 형성된 기준부와, 상기한 돌출부에 다수개가 일정 각도로 배치되고 각각 회전축으로 설치되어 있으며 회전 시 너클을 가압하도록 형성된 클램핑 부재와, 상기한 클램핑 부재가 회전축을 중심으로 회전하도록 구성됨과 아울러 클램핑 부재들이 너클을 가압하는 힘이 클램핑 부재의 가압 정도에 따라 변환되도록 구성된 구동 수단과, 상기한 너클의 타단을 지지하기 위하여 기준 플레이트와 이격된 위치에 너클의 일단에 형성된 구멍에 삽입되도록 구성된 보조 가이드핀으로 구성함을 특징으로 하는 머신센터용 공작물 클램핑 장치.
제1항에 있어서,

상기한 구동 수단은 기준부의 중심에 관통 형성된 작동공과, 상기한 작동공으로 작동로드가 슬라이드 이동하도록 형성되고 베이스에 설치된 실린더와, 상기한 클램핑 부재에 돌출 형성되어 작동로드의 작동 시 클램핑 부재를 회전시키도록 하는 걸림부와, 상기한 작동로드에 의해 걸림부를 밀어서 클램핑 부재를 회전시킬 때 다수의 클램핑 부재가 가압되는 힘을 가변시킬 수 있게 구성된 압력변화수단과, 상기한 클램핑 부재가 회전되어 너클을 압박한 후 원위치되도록 탄성을 인가하는 리 턴 수단으로 구성함을 특징으로 하는 머신센터용 공작물 클램핑 장치.
제2항에 있어서,

상기한 압력변화수단은 작동로드의 선단 중앙부에 형성된 반구형 회전홈과, 상기한 회전홈에 안착되어 회전하는 반구형 회전돌기가 저면에 형성됨과 아울러 작동로드의 선단과 일정 거리 이격되고 평행 상태에서 각 클램핑 부재의 걸림부에 균일하게 접촉되는 분배판으로 구성함을 특징으로 하는 머신센터용 공작물 클램핑 장치.
제2항에 있어서,

상기한 리턴 수단은 돌출부의 중심에 관통 형성된 구멍과, 상기한 구멍으로 슬라이드 이동하도록 형성되고 일단에 걸림부들의 상부에 접촉되는 압력판이 설치된 리턴바와, 상기한 압력판과 구멍의 사이에 설치되어 압력판이 항상 걸림부를 눌러 원위치시키도록 하는 리턴 스프링으로 구성함을 특징으로 하는 머신센터용 공작물 클램핑 장치.