KR20110025153A - 초음파 절삭가공장치 및 이에 이용되는 초음파 혼 - Google Patents

초음파 절삭가공장치 및 이에 이용되는 초음파 혼 Download PDF

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KR20110025153A
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요시히로 타케
마사시 타케
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가부시키가이샤 다케쇼
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Abstract

본 발명에 따른 초음파 절삭가공장치 및 이에 이용되는 초음파 혼은 초음파 진동자에 대해서 절삭공구의 칼날의 각도 및 높이를 용이하게 맞추는 것이 가능한 것을 목적으로 하는 것으로서, 직방체 형상의 혼 본체(40)와, 홀더(2), 초음파 진동자(3)가 고정되는 면에 대해서 직각으로 대향하는 2면의 양외측에 배치되는 복수의 노드 플랜지(41)와, 혼 본체(40)와 접속하는 복수의 플랜지 기부(41a)로 이루어지고, 복수의 노드 플랜지(41)와 설치 베이스는 이러한 접촉면 내의 복수개소에서 복수의 나사(8)에 의해 착탈이 가능하게 고정되는 초음파 혼(4)을 포함하고, 혼 본체(40)와 홀더(2)는 초음파 진동자(3)의 진동 주축의 연장선상의 나사축이 배치되는 나사(7)에 의해 체결되며, 게다가 나사(7)의 주위에 나사축의 위치 결정을 위한 상호 감합하는 제1오목부(42) 및 제1볼록부(22)가 마련되고, 더욱이 제1오목부(42) 및 제1볼록부(22)의 외측에 혼 본체(40)와 홀더(2)와의 상호 위치 결정을 위한 제2오목부(43) 및 제2볼록부(23)가 마련된다.

Description

초음파 절삭가공장치 및 이에 이용되는 초음파 혼{ULTRASONIC CUTTING APPARATUS AND ULTRASONIC HORN USED FOR THE SAME}
본 발명은 절삭공구를 초음파 진동시켜 선삭하거나 형태를 깎는 등의 절삭가공을 하기 위한 초음파 절삭가공장치 및 이에 이용되는 초음파 혼에 관한 것이다.
최근 절삭공구를 초음파 진동시켜 선삭하거나 형태를 깎는 등의 절삭가공을 하는 장치가 개발되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 볼트 삽입 구멍을 갖춘 스로우 어웨이 팁과 팁 고정부가 형성되어 너트가 고정되는 바이트와 이 바이트의 너트에 스로우 어웨이 팁의 볼트 삽입 구멍을 통하여 끼운 팁 고정 볼트와 바이트를 지지하는 초음파 진동자로 이루어지는 초음파 진동가공장치가 기재되어 있다.
이 초음파 진동가공장치에서는 초음파 진동자의 바이트 지지재의 전단부가 회전축상으로 돌출되어 설치되는 나사가 형성되어 있고, 여기에 역나사가 끝단부에 형성된 바이트를 양나사가 형성된 체결구에 의해 착탈이 자유자재로 접속하도록 되어 있다. 특허문헌 2에도 이와 같이, 절삭 칩을 초음파 진동자에 설치하는 진동절삭장치가 기재되어 있다.
특개평2-274401호 특개2002-283101호
그러나, 이러한 장치에 의해 양호한 초음파 진동절삭을 진행하기 위해서는 바이트의 칼날의 진동방향과 절삭방향을 맞출 필요가 있지만, 상기와 같이 나사가 형성된 바이트 지지재와 역나사가 형성된 바이트를 양나사가 형성된 체결구에 의해 체결하는 구조에서는 체결구의 체결상태에 따라 바이트의 각도가 변해버리고, 바이트의 칼날의 각도와 높이를 맞추는 것이 어렵다.
여기서, 본 발명에 있어서는 초음파 진동자에 대해서 절삭공구의 칼날의 각도 및 높이를 용이하게 맞추는 것이 가능한 초음파 절삭가공장치 및 이에 이용되는 초음파 혼을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 초음파 절삭가공장치는 절삭공구를 지지하는 홀더와, 초음파 진동을 여기(勵起)하는 초음파 진동자와, 직방체 형상으로, 대향하는 2면에 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 혼 본체와 이 혼 본체를 대좌에 고정하기 위한 노드 플랜지로서, 홀더 및 초음파 진동자가 고정된 면에 대해서 직각으로 대향하는 2면의 양외측에 배치되는 복수의 노드 플랜지와 혼 본체의 홀더가 고정되는 면과 초음파 진동자가 고정되는 면과의 중간위치에, 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 면에 대해서 직각으로 대향하는 2면에 날밑 형상으로 형성되고, 복수의 노드 플랜지를 혼 본체와 접속하는 복수의 플랜지 기부(基部)로 이루어지고, 복수의 노드 플랜지와 대좌는 이러한 접촉면 내의 복수개소에서 복수의 체결체에 의해 착탈이 가능하게 고정되는 것인 초음파 혼을 가지고, 혼 본체와 홀더는 초음파 진동자의 진동 주축의 연장선상에 나사축이 배치되는 나사에 의해 체결되는 것이고, 게다가 나사의 주위에 나사축의 위치를 정하기 위한 상호 감합하는 제1오목부 및 제1볼록부가 마련되고, 또한 제1오목부 및 제1볼록부의 외측에 혼 본체와 홀더와의 상호 위치를 정하기 위한 제2오목부 및 제2볼록부가 마련되는 것이다.
본 발명의 초음파 절삭가공장치에 의하면, 혼 본체의 1면에 초음파 진동자가 고정되고, 이 초음파 진동자가 고정된 면과 대향하는 혼 본체의 1면에 절삭공구를 유지하는 홀더가 초음파 진동자의 진동 주축의 연장선상에 나사축이 배치되는 나사에 따라 체결되어 고정된다. 여기서, 혼 본체와 홀더에 갖추어진 제1오목부 및 제1볼록부가 상호 감합하는 것에 의해 나사축의 위치가 결정되기 때문에, 초음파 진동자로부터 전달되는 초음파 진동에 의해 나사축이 미끄러지지 않고, 초음파 진동자의 진동 주축의 연장선상에 항상 나사축이 배치되고, 초음파 진동은 홀더로 효과적으로 전달된다. 또한, 이 제1오목부 및 제1볼록부의 외측에는 혼 본체와 홀더와의 상호 위치 결정을 위한 제2오목부 및 제2볼록부가 마련되어, 홀더는 혼 본체에 대하여 항상 위치가 결정된 상태로 고정되기 때문에, 이 홀더에 유지된 절삭공구의 초음파 진동자에 대한 칼날의 각도와 높이는 일정하게 된다. 그리고, 이 홀더와 초음파 진동자가 대향하는 2면에 고정된 혼 본체는 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 면에 대해서 직각으로 대향하는 2면의 양외측의 플랜지가 대좌에 대해서 플랜지와 대좌와의 접촉면 내의 복수개소에서 복수의 체결체에 의해 고정되기 때문에 대좌에 대한 플랜지의 각도는 체결구의 체결상태에 상관없이 일정하게 된다. 따라서, 본 발명의 초음파 절삭가공장치에서는 대좌에 대한 홀더의 각도와 위치는 체결구의 체결상태에 상관없이 일정하고, 이 홀더에 유지되는 절삭공구의 초음파 진동자에 대한 칼날의 각도와 높이를 용이하게 맞출 수 있다.
여기서 제2오목부 및 제2볼록부는 홀더의 절삭공구가 설치되는 면의 반대측 면과 혼 본체가 접하는 면에 따라서 위치가 결정되는 것이 바람직하다. 절삭공구에 따른 절삭작업 중에는 홀더의 절삭공구가 설치되는 면을 향해서 힘이 더해지므로 이 힘을 제2오목부 및 제2볼록부, 즉, 홀더의 절삭공구가 설치되는 면의 반대측 면과 혼 본체가 접하는 면에 따라서 위치 결정하여 받는 것으로, 절삭공구의 초음파 진동자에 대한 칼날의 각도와 높이를 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명의 초음파 혼은, 직방체 형상이고, 대향하는 2면에 절삭공구의 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 혼 본체와, 이 혼 본체를 대좌에 고정하기 위한 노드 플랜지로서, 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 면에 대하여 직각으로 대향하는 2면의 양외측으로 배치되는 복수의 노드 플랜지와, 혼 본체의 홀더가 고정되는 면과 초음파 진동자가 고정되는 면과의 중간위치에, 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 면에 대해서 직각으로 대향하는 2면에 날밑 형상으로 형성되고, 복수의 노드 플랜지를 혼 본체와 접속하는 복수의 플랜지 기부(基部)로 이루어지고, 복수의 노드 플랜지와 대좌는 이러한 접촉면 내의 복수개소에서 복수의 체결체에 의해 착탈가능하게 고정되는 것이고, 혼 본체와 홀더가 초음파 진동자의 진동 주축의 연장선상에 나사축이 배치되는 나사에 의해 체결되는 것이고, 또한 나사의 주위에 나사축의 위치 결정을 위한 상호 감합하는 제1오목부 및 제1볼록부가 마련되고, 게다가 제1오목부 및 제1볼록부의 외측에 혼 본체와 홀더와의 상호 위치 결정을 위한 제2오목부 및 제2볼록부가 마련되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 초음파 혼에 따르면 전술의 본 발명의 초음파 절삭가공장치를 얻을 수 있다.
직방체 형상이고, 대향하는 2면에 절삭공구의 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 혼 본체와, 이 혼 본체를 대좌에 고정하기 위한 노드 플랜지로서, 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 면에 대해서 직각으로 대향하는 2면의 양외측에 배치되는 복수의 노드 플랜지와, 혼 본체의 홀더가 고정되는 면과 초음파 진동자가 고정되는 면과의 중간위치에, 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 면에 대해서 직각으로 대향하는 2면에 날밑 형상으로 형성되고, 복수의 노드 플랜지를 혼 본체와 접속하는 복수의 플랜지 기부(基部)로 이루어지고 복수의 노드 플랜지와 대좌는 이러한 접촉면 내의 복수개소에 복수의 체결체에 의해 착탈가능하게 고정되는 것이고, 혼 본체와 홀더가 초음파 진동자의 진동 주축의 연장선상에 나사축이 배치되는 나사에 따라 체결되는 것이고, 또한 나사의 주위에 나사축의 위치 결정을 위한 상호 감합하는 제1오목부 및 제1볼록부가 마련되고, 게다가 제1오목부 및 제1볼록부의 외측에 혼 본체와 홀더의 상호 위치 결정을 위한 제2오목부 및 제2볼록부가 마련되는 것을 특징으로 하는 초음파 혼에 따르면, 대좌에 대한 홀더의 각도와 위치는 체결구의 체결상태에 상관없이 일정하게 되고, 이 홀더에 유지되는 절삭공구의 초음파 진동자에 대한 칼끝의 각도와 높이를 용이하게 맞출 수 있다. 또한, 혼 본체와 홀더에 갖추어진 제1오목부 및 제1볼록부가 상호 감합하는 것에 따라, 나사축이 위치가 결정되고 초음파 진동자로부터 전달받은 초음파 진동에 의해 나사축이 미끄러지지 않고, 초음파 진동자의 진동 주축의 연장선상에 항상 나사축이 배치되기 때문에 초음파 진동은 홀더로 효과적으로 전달되고 초음파 진동에 의해 효과적으로 절삭을 할 수 있게 된다.
제2오목부 및 제2볼록부가 홀더의 절삭공구가 설치되는 면의 반대측 면과 혼 본체가 접하는 면에 따라 위치 결정되는 것에 의해 절삭공구에 의한 절삭작업 중에 홀더의 절삭공구가 설치되는 면을 향해서 추가되는 힘을 제2오목부 및 제2볼록부에 의해 위치 결정하여 받을 수 있기 때문에, 절삭공구의 초음파 진동자에 대한 칼날의 각도와 높이를 일정하게 유지할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 초음파 절삭가공장치의 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 정면도이다.
도 1c는 도 1a의 우측면도이다.
도 2a는 도 1a의 초음파 절삭가공장치의 주요부를 확대한 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 정면도이다.
도 2c는 도 2a의 우측면도이다.
도 3a는 도 2a의 홀더의 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 정면도이다.
도 3c는 도 3a의 우측면도이다.
도 4a는 도 2a의 초음파 혼의 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 정면도이다.
도 4c는 도 4a의 우측면도이다.
도 5a는 도 2a의 설치 베이스의 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 정면도이다.
도 5c는 도 5a의 우측면도이다.
도 1a는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 초음파 절삭가공장치의 평면도, 도 1b는 정면도, 도 1c는 우측면도이다. 도 2a는 도 1a의 초음파 절삭가공장치의 주요부를 확대한 평면도, 도 2b는 정면도, 도 2c는 우측면도이다.
도 1a 내지 도 1c에 나타나는 것과 같이, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 초음파 절삭가공장치(1)은 절삭공구로서의 가공용 팁(20)을 지지하는 홀더(2)와 초음파 진동을 여기하는 초음파 진동자(3)과 초음파 진동자(3)에 의해 여기된 초음파 진동을 홀더(2)로 전달하는 초음파 혼(4)과 초음파 혼(4)을 초음파 절삭가공장치(1)의 인물대(6)에 설치하기 위한 대좌로서의 설치 베이스(5)를 갖추고 있다.
초음파 진동자(3)는, 예를 들어 세라믹제의 압전소자를 정부(正負)의 전극플레이트 사이에 끼우고 그 선단부분을 초음파 진동을 증폭시키는 질점으로서 기능시키는 출력부로 한 것이다. 이 초음파 진동자는 전극 플레이트에 급전(給電)유닛으로부터 통전이 되는 것에 의해 압전소자가 작동되고, 출력부에 그 축선(진동 주축, 30) 방향을 진동방향으로 하는 20kHz~40kHz의 초음파 진동을 여기한다. 출력부에 여기된 초음파 진동은 지지 혼(4)을 경유하여 홀더(2)로 전달된다.
도 3a는 홀더(2)의 평면도, 도 3b는 정면도, 도 3c는 우측면도이다. 홀더(2)는 공구강을 소재로 하는 일체성형품이다. 홀더(2)는 직방체상의 본체부(21)와 후술하는 초음파 혼(4)의 제1오목부(42)에 감합하는 원주상의 제1볼록부(22)와 후술하는 초음파 혼(4)의 제2오목부(43)에 감합하는 직방체상의 제2볼록부(23)과 가공용 팁(20)이 설치되는 팁 설치부(24a, 24b, 24c, 24d)와 초음파 혼(4)에 체결하기 위한 나사(7)가 삽입 통과되는 나사 삽입 통과 구멍(25)와 관통 슬롯(26)을 포함한다. 관통 슬롯(26)은 홀더(2)의 축선 방향의 위치가 변화하지 않는 노드 위치를 포함하는 중앙부에 형성되어 있고, 이 홀더(2)의 노드 위치를 포함하는 중앙부의 상호 간섭을 방지하여 초음파 진동을 부드럽게 가공용 팁(20)으로 전달하도록 되어있다.
제1볼록부(22)는 초음파 진동자(3)의 진동 주축(30)과 동일한 축을 중심으로 하는 원주 형상이다. 나사 삽입 통과 구멍(25)은 제1볼록부(22)의 중심에 형성되어 있다. 제1볼록부(22)는 초음파 혼(4)의 제1오목부(42)와 감합하는 것으로 나사(7)의 나사축이 초음파 진동자(3)의 진동 주축(30)의 연장선상에 배치되어 위치 결정이 되도록 되어있다.
제2볼록부(23)는, 후술하는 초음파 혼(4)의 혼 본체(40)와 홀더(2)와의 상호 위치 결정을 위한 것이고, 제1볼록부(22)의 외측에 배치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 가공용 팁(20)이 설치되는 팁 설치부(24a, 24b, 24c, 24d)는 홀더(2)의 제2볼록부(23)가 설치된 면의 반대측 면의 네 귀퉁이에 설치되어 있으나, 절삭가공시에 워크(W)에 작용하는 것은 이것들 중 하나이다. 제2볼록부(23)는 이 절삭가공시에 워크(W)에 작용하는 가공용 팁(20)이 설치되어 있는 면의 반대측 면과 혼 본체(40)가 접하는 면에 따라서 위치 결정되도록 되어 있다.
즉, 도 1a 내지 도 1c에 나타낸 것과 같이, 절삭가공시에 워크(W)에 작용하는 가공용 팁(20)이 팁 설치부(24a)의 경우, 이 팁 설치부(24a)의 가공용 팁(20)이 설치되어 있는 면(27a)과 반대측의 제2볼록부의 면(27b)은 후술하는 혼 본체(40)의 제2오목부(43)의 면(43a)에 접하는 것으로 위치 결정되도록 면(27b)과 면(43a)과의 위치관계가 조정되어 있다. 또한, 팁 설치부(24a)와 동일면에 설치면이 있는 팁 설치부(24b)에 설치되어 있는 가공용 팁(20)이 워크(W)에 작용하는 경우도, 면(27b)이 혼 본체(40)의 제2오목부(43)의 면(43a)에 접하는 것으로 위치 결정되도록 되어 있다.
또한, 이 홀더(2)는 나사(7)를 느슨하게 하거나 푸는 것으로, 나사 삽입 관통 구멍(25)의 중심을 중심으로 하여 180° 회전이 가능하게 되어 있고, 팁 설치부(24a, 24b)가 설치되어 있는 측과 팁 설치부(24c, 24d)가 설치되어 있는 측을 역으로 할 수 있다. 이 경우에는 팁 설치부(24c, 24d)에 설치되어 있는 가공용 팁(20)이 워크(W)에 작용하기 때문에, 이 가공용 팁이 설치되어 있는 면(28a)과 반대측의 제2돌출부의 면(28b)이 혼 본체(40)의 제2오목부(43)의 면(43a)에 접하는 것으로 위치 결정되도록 되어 있다. 이에 따라, 팁 설치부(24a, 24b)에 설치되어 있는 가공용 팁(20)이 마모된 경우에는 홀더(2)를 180° 회전시켜, 팁 설치부(24c, 24d)에 설치되어 있는 가공용 팁(20)을 사용할 수 있다.
도 4a는 초음파 혼(4)의 평면도, 도 4b는 정면도, 도 4c는 우측면도이다. 초음파 혼(4)은 공구강을 소재로 하는 일체성제품이다. 초음파 혼(4)은 직방체 형상의 혼 본체(40)와 혼 본체(40)를 설치 베이스(5)를 통하여 대좌(6)에 고정하기 위한 노드 플랜지(41)와 전술한 홀더(2)의 제1볼록부(22)와 감합하는 제1오목부(42)와, 전술한 홀더(2)의 제2볼록부(23)와 감합하는 제2오목부(43)와, 전술한 나사(7)가 체결되는 너트 구멍(44)과 관통 슬롯(45)을 포함한다. 관통 슬롯(45)은 초음파 홀(4)의 축선 방향의 위치가 변화하지 않는 노드 위치를 포함하는 중앙부에 형성되어 있고, 이 초음파 혼(4)의 노드 위치를 포함하는 중앙부의 상호 간섭을 막아 초음파 진동을 부드럽게 홀더(2)로 전달할 수 있도록 되어 있다.
전술한 홀더(2) 및 초음파 진동자(3)는 혼 본체(40)의 대향하는 2면(40a, 40b)에 각각 고정된다. 노드 플랜지(41)는 이러한 홀더(2) 및 초음파 진동자(3)가 고정되는 면(40a, 40b)에 대해서 직각으로 대향하는 2면(40c, 40d)의 양외측에 각각 배치된다. 노드 플랜지(41)에는 설치 베이스(5)와 나사(8)에 의해 고정하기 위한 나사 삽입 통과 구멍(46)이 진동 주축(30)과 직각방향으로 각각 2개씩 늘어서서 형성되어 있다. 초음파 혼(4)은 이 나사 삽입 통과 구멍(46)을 이용하여 설치 베이스(5)의 접촉면(41b) 내의 복수개소에서 체결체로서의 나사(8)에 의한 착탈이 가능하게 고정된다.
또한, 이러한 노드 플랜지(41)는 면(40c, 40d)에 날밑 형상으로 각각 형성된 플랜지 기부(41a)에 의해 혼 본체(40)에 접속되어 있다. 또한, 플랜지 기부(41a)는 혼 본체(40)의 홀더(2)가 고정되는 면(40a)과 초음파 진동자(3)가 고정되는 면(40b)과의 중간위치에 형성되어 있다. 이 중간위치는 혼 본체(40)의 축선 방향의 위치가 변형하지 않는 노드 위치이다. 플랜지 기부(41a)는 엷은 살색으로 형성되고, 독립변형성을 가지고 있기 때문에, 혼 본체(40)에 전달된 초음파진동이 노드 플랜지(41)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
도 5a는 설치 베이스(5)의 평면도, 도 5b는 정면도, 도 5c는 우측면도이다. 설치 베이스(5)는 대략 L자 형상으로 형성되는 공구강을 소재로 하는 일체성형품이다. 설치 베이스(5)는 초음파 혼(4)의 노드 플랜지(41)의 접촉면(41b)과 접촉하는 접촉면(50)에 전술한 나사(8)가 체결되는 4개의 너트 구멍(51)이 형성되어 있다. 또한, 이 접촉면(50)과 직교하는 면(52)에는 인물대(6)에 체결하기 위한 나사(9)가 삽입 통과되는 4개의 나사 삽입 통과 구멍(53)이 형성되어 있다.
상기와 같이 본 실시 형태에 있어서의 초음파 절삭가공장치(1)에는 혼 본체(40)의 1면(40b)에 초음파 진동자(3)가 고정되고, 이 초음파 진동자(3)가 고정된 면(40b)과 대향하는 혼 본체(40)의 1면(40a)에 가공용 팁(20)을 지지하는 홀더(2)가 초음파 진동자(3)의 진동 주축(30)의 연장선상에 나사축이 배치되는 나사(7)에 의해 체결되어 고정된다. 이때, 혼 본체(40)와 홀더(2)에 갖추어진 제1오목부(42) 및 제1볼록부(22)가 상호 감합하는 것에 의해 나사(7)의 나사축이 위치 결정되기 때문에, 초음파 진동자(3)에서 전달되는 초음파 진동에 의해 나사축이 미끄러지지 않고, 초음파 진동자(3)의 진동 주축(30)의 연장선상에 항상 나사축이 배치된다. 이에 따라, 초음파 진동은 홀더(2)에 효과적으로 전달되고, 초음파 진동에 의해 효과적으로 절삭을 할 수 있다.
또한, 이 제1오목부(42) 및 제1볼록부(22)의 외측에는 혼 본체(40)와 홀더(2)의 상호 위치 결정을 위한 제2오목부(43) 및 제2볼록부(23)가 마련되기 때문에, 홀더(2)는 혼 본체(40)에 대해서 항상 위치 결정된 상태로 고정된다. 그 때문에, 이 홀더(2)에 유지되는 가공용 팁(20)의 초음파 진동자(3)에 대한 칼날의 각도와 높이는 일정하게 된다.
그리고, 이 홀더(2)와 초음파 진동자(3)가 대향하는 2면(40a, 40b)에 고정되는 혼 본체(40)는 홀더(2) 및 초음파 진동자(3)가 고정되는 면(40a, 40b)에 대하여 직각으로 대향하는 2면(40c, 40d)의 양외측의 플랜지(41)가 설치 베이스(5)에 대하여 플랜지(41)와 설치 베이스(5)의 접촉면(41b) 내의 복수개소에서 복수의 나사(8)에 의해 고정되기 때문에, 설치 베이스(5)에 대한 플랜지(41)의 각도는 나사(8)의 체결상태에 상관없이 일정하게 된다.
따라서, 본 실시 형태의 초음파 절삭가공장치(1)에서는 설치 베이스(5)에 대한 홀더(2)의 각도와 위치는 나사(8)의 체결상태에 상관없이 일정하게 되고, 이 홀더(2)에 유지되는 가공용 칩(20)의 초음파 진동자(3)에 대한 칼날의 각도와 높이를 용이하게 맞출 수 있다. 이러한 가공용 팁(20)의 초음파 진동자(3)에 대한 칼날의 각도와 높이 맞춤은 특히 회전하지 않는 절삭공구에 있어 중요하고, 고정밀도의 가공을 실현하기 위하여 중요하다.
또한, 본 실시 형태에 있어서의 초음파 절삭가공장치(1)에서는 제2오목부(43) 및 제2볼록부(23)가 홀더(2)의 가공용 팁(20)이 설치되는 면(24a)의 반대측 면(27b)과, 혼 본체(40)가 접하는 면(43a)에 의해 위치 결정되는 것에 의해 가공용 팁(20)에 의한 절삭작업 중에 이 가공용 팁(20)이 설치되는 면(24a)을 향해 추가되는 힘을 제2오목부(43) 및 제2볼록부(23)에 의해 위치 결정하여 받을 수 있으므로, 가공용 팁(20)의 초음파 진동자(20)에 대한 칼날의 각도와 높이를 일정하게 유지하고, 고정밀도의 가공을 실시하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는 설치 베이스(5)로서 대략 L자 형상의 것을 이용하였지만, 설치 베이스(5)의 형상은 인물대(6)과 워크(W)의 배치에 따라 변경할 수 있다. 혹은, 설치 베이스(5)를 이용하지 않고 인물대(6)를 대좌로 하여 초음파 혼(4)을 직접 인물대(6)로 설치하는 구성으로 할 수도 있다.
본 발명의 초음파 절삭가공장치 및 이에 이용되는 초음파 혼은 절삭공구를 초음파 진동시켜 선삭하거나 형태를 깎는 등의 절삭가공을 하기 위한 장치로서 유용하다.
1 ... 초음파 절삭가공장치 2 ... 홀더
3 ... 초음파 진동자 4 ... 초음파 혼
5 ... 설치 베이스 6 ... 인물대
7, 8, 9 ... 나사 20 ... 가공용 팁
21 ... 본체부 22 ... 제1볼록부
23 ... 제2볼록부 24a, 24b, 24c, 24d ... 팁 설치부
25 ... 나사 삽입 통과 구멍 26 ... 관통 슬롯
30 ... 진동 주축 40 ... 혼 본체
41 ... 노드 플랜지 41a ... 플랜지 기부
42 ... 제1오목부 43 ... 제2오목부
44 ... 너트 구멍 45 ... 관통 슬롯
46 ... 나사 삽입 통과 구멍 51 ... 너트 구멍
53 ... 나사 삽입 통과 구멍

Claims (3)

  1. 절삭공구를 지지하는 홀더와,
    초음파 진동을 여기하는 초음파 진동자와,
    직방체 형상이고, 대향하는 2면에 상기 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 혼 본체와, 이 혼 본체를 대좌에 고정하기 위한 노드 플랜지로서, 상기 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 면에 대하여 직각으로 대향하는 2면의 양외측에 배치되는 복수의 노드 플랜지와, 상기 혼 본체의 상기 홀더가 고정되는 면과 상기 초음파 진동자가 고정되는 면과의 중간위치에, 상기 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 면에 대해서 직각으로 대향하는 2면에 날밑 형상으로 형성되고, 상기 복수의 노드 플랜지를 상기 혼 본체와 접속하는 복수의 플랜지 기부로 이루어지고, 상기 복수의 노드 플랜지와 대좌는 이러한 접촉면 내의 복수개소에서 복수의 체결체에 의해 탈착 가능하게 고정되는 초음파 혼을 포함하고,
    상기 혼 본체와 홀더는, 상기 초음파 진동자의 진동 주축의 연장선상에 나사축이 배치되는 나사에 의해 체결되며, 상기 나사의 주위에 상기 나사축의 위치 결정을 위한 상호 감합하는 제1오목부 및 제1볼록부가 마련되고, 상기 제1오목부 및 제1볼록부의 외측에 상기 혼 본체와 홀더의 상호 위치 결정을 위한 제2오목부 및 제2볼록부가 마련되는 초음파 절삭가공장치.
  2. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 제2오목부 및 제2볼록부는, 상기 홀더의 상기 절삭공구가 설치되는 면의 반대측 면과, 상기 혼 본체가 접하는 면에 의해 위치 결정되는 초음파 절삭가공장치.
  3. 직방체 형상이고, 대향하는 2면에 절삭공구의 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 혼 본체와, 이 혼 본체를 대좌에 고정하기 위한 노드 플랜지로서, 상기 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 면에 대해서 직각으로 대향하는 2면의 양외측에 배치되는 복수의 노드 플랜지와, 상기 혼 본체의 상기 홀더가 고정되는 면과 상기 초음파 진동자가 고정되는 면과의 중간위치에, 상기 홀더 및 초음파 진동자가 고정되는 면에 대해서 직각으로 대향하는 2면에 날밑 형상으로 형성되고, 상기 복수의 노드 플랜지를 상기 혼 본체와 접속하는 복수의 플랜지 기부로 이루어지고, 상기 복수의 노드 플랜지와 대좌는 이러한 접촉면 내의 복수개소에서 복수의 체결체에 의해 착탈 가능하게 고정되는 것이고, 상기 혼 본체와 홀더가 상기 초음파 진동자의 진동 주축의 연장선상에 나사축이 배치되는 나사에 의해 체결되며, 상기 나사의 주위에 상기 나사의 위치 결정을 위한 제1오목부 및 제1볼록부가 마련되고, 상기 제1오목부 및 제1볼록부의 외측에 상기 혼 본체와 홀더의 상호 위치 결정을 위한 제2오목부 및 제2볼록부가 마련되는 것을 특징으로 하는 초음파 혼.
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