KR20120071090A - 충격시험편의 홈 가공용 회전축 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충격시험편의 홈 가공용 회전축에 관한 것으로서, 충격시험편의 홈 가공장비에 회전가능하도록 설치되는 회전부와, 회전부의 외주면에 끼워맞춤되는 복수의 끼움부와, 회전부에 끼워맞춤되되 복수의 끼움부 사이에 결합되는 가공공구를 복수의 끼움부 사이에 가압하여 회전부 상에 고정시키도록 회전부의 일단에 결합되는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 회전부 상에 가공공구를 복수의 끼움부 사이에 밀착시켜 가압부로 가압하여 밀착고정시킴으로써, 홈 가공시 회전축과 가공공구 사이에 키이로 결합하는 경우 보다 홈 가공부위의 가공정밀도를 향상시킬 뿐만 아니라 충격시험편에 대한 충격실험 데이터의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

충격시험편의 홈 가공용 회전축{Spindle for cutting groove in shock test piece}

본 발명은 충격시험편의 홈 가공용 회전축에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충격시험편의 상부면에 V홈을 가공하기 위해 V홈 가공공구를 가공장비에 장착시키는 충격시험편의 홈 가공용 회전축에 관한 것이다.

금속재료의 충격시험에는 막대형상의 시험편의 상부면에 소정형상의 노치홈을 형성하여 충격시험기에서 충격시험편에 충격을 가하여 금속재료의 강도를 측정하게 된다.

이러한 충격시험편은 일정형상의 금속재료를 다수개 준비하여 가공장비에 의해 금속재료를 장방향으로 가공하여 막대형상으로 형성하고, 그 후에 홈 가공장비에 의해 금속재료의 상부면에 "U" 형상이나 "V" 형상의 홈을 가공하여 충격시험편을 완성하게 된다.

이러한 충격시험편은 전면의 중간에 수직의 "V" 형상의 홈이 형성되며, 시편을 소정형상으로 가공하기 위해 절삭가공장치와 연마장치 등을 사용하여 개별적인 가공으로 제작되고 있다.

그러나, 종래의 충격시험편의 홈 가공용 회전축은 밀링머신에 가공공구를 장착하여 회전가공시 진동이나 비틀림이 발생하여, 홈 가공부위의 가공정밀도가 저하될 뿐만 아니라 이로 인하여 충격시험편에 대한 충격시험 데이터의 신뢰도가 저하되거나 충격시험이 불가능하게 되는 문제가 있었다.

종래의 V-노치형 충격시험편의 홈 가공시에 주로 사용하는 범용 밀링머신인 밀링 2호기 및 NC 3호기에서 사용되는 회전축은, 가공 난이도가 높은 소재의 가공 중에 회전축의 진동이나 떨림이 발생하며, 나아가 회전축의 굽힘(Bending) 등의 문제가 발생함으로써 정밀 가공 작업이 불가능하여, V-노치형 충격시험편의 가공에서 다양한 문제를 야기하게 된다.

또한, 이러한 홈 가공용 회전축에 의한 홈 가공시 안정성이 저하되는 문제에 의거해서 홈의 가공부위에 이중 곡률이 형성되는 문제점이 발생하게 된다.

특히, 가공된 충격 시험편의 홈 부위의 가공정밀도가 낮은 경우에는 이로 인한 충격시험 결과의 신뢰도와 정확도가 저하되는 문제도 있었다.

또한, 이러한 충격시험의 신뢰도 및 정확도의 저하는, 신규 개발된 강종의 특성 분석에 중대한 오류를 가져 올 수 있음으로써 잘못된 재질을 선정하거나 사용하여 설계상의 중대한 문제를 발생시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 홈 가공시 회전축과 가공공구 사이에 키이로 결합하는 경우 보다 홈 가공부위의 가공정밀도를 향상시킬 뿐만 아니라 충격시험편에 대한 충격실험 데이터의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있고, 홈 가공시 가공공구의 진동이나 흔들림을 방지하고 회전축의 굽힘을 방지하여 다양한 소재의 충격시험편에 적용가능할 뿐만 아니라 가공공구에 대한 가공부하를 최소화하며, 가공공구에 대한 밀착고정력을 미세조정 할 수 있는 충격시험편의 홈 가공용 회전축을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 충격시험편의 홈 가공장비에 회전가능하도록 설치되는 회전부; 상기 회전부의 외주면에 끼워맞춤되는 복수의 끼움부; 상기 회전부에 끼워맞춤되되 상기 복수의 끼움부 사이에 결합되는 가공공구를 상기 복수의 끼움부 사이에 가압하여 상기 회전부 상에 고정시키도록 상기 회전부의 일단에 결합되는 가압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 회전부는, 홈 가공장비의 스핀들에 결합되는 생크부와, 상기 생크부의 일단에 연장형성되며 단면이 원형인 봉부재로 이루어져 있다.

본 발명의 상기 봉부재의 길이는, 상기 봉부재의 직경의 10?13배로 형성되어 있다.

본 발명의 상기 가압부는, 상기 회전부의 일단에 형성된 나선부위에 나합되는 체결고정부재로 이루어져, 상기 복수의 끼움부 사이에 밀착고정되는 상기 가공공구에 대한 밀착력을 미세조정한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 회전부 상에 가공공구를 복수의 끼움부 사이에 밀착시켜 가압부로 가압하여 밀착고정시킴으로써, 홈 가공시 회전축과 가공공구 사이에 키이로 결합하는 경우 보다 홈 가공부위의 가공정밀도를 향상시킬 뿐만 아니라 충격시험편에 대한 충격실험 데이터의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

회전부의 길이와 직경의 사이즈를 구체적으로 한정하고 회전부에 생크부를 일체로 형성함으로써, 홈 가공시 가공공구의 진동이나 흔들림을 방지하고 회전축의 굽힘을 방지하여 다양한 소재의 충격시험편에 적용가능할 뿐만 아니라 가공공구에 대한 가공부하를 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.

회전부에 가압부를 나합하여 끼움부 사이에 밀착되어 회전부 상에 고정되는 가공공구에 대한 밀착고정력을 미세조정 할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 충격시험편의 홈 가공용 회전축을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 충격시험편의 홈 가공용 회전축을 나타내는 분해도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 충격시험편의 홈 가공용 회전축을 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 충격시험편의 홈 가공용 회전축을 나타내는 분해도이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 충격시험편의 홈 가공용 회전축은 회전부(10), 끼움부(20, 30), 가압부(40)로 이루어져, 충격시험편의 홈 가공장비(100)에 충격시험편의 홈 가공공구(50)를 장착하게 된다.

회전부(10)는 충격시험편의 홈 가공장비(100)에 베어링부재(110, 120)를 개재해서 회전가능하도록 설치되며, 생크부(11), 베어링지지부(12), 봉부재(13), 나선부위(14)가 일체로 이루어져 있다.

생크부(11)는 홈 가공장비(100)의 스핀들에 결합되어, 스핀들의 회전구동력이 회전부(10)에 전달된다. 베어링지지부(12)는 생크부(11)의 일단에 연장형성되며 외주면에 베어링부재(120)가 결합되어 홈 가공장비(100)에 회전가능하게 지지되어 회전부(10)가 홈 가공장비(100)에 회전가능하게 설치된다.

봉부재(13)는 베어링지지부(12)의 일단에 연장형성되며 단면이 원형인 봉부재로 이루어져 있다. 이러한 봉부재(13)의 길이(d1)는, 봉부재(13)의 직경(d2)의 10?13배로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는 봉부재(13)의 길이(d1)가 봉부재의 직경(d2)의 10배 보다 작으면, 회전부(10)의 지지강도는 향상되지만 충격시험편에 홈 가공시 간섭이 발생되거나 봉부재의 길이 단축되어 작업성이 저하되고, 봉부재(13)의 길이(d1)가 봉부재(13)의 직경(d2)의 13배 보다 크게 되면, 회전부(10)의 지지강도가 저하되고 충격시험편에 홈 가공시 흔들림이 발생하여 가공정밀도가 저하되기 때문이다.

최적의 가공상태를 나타내는 봉부재(13)의 길이(d1)는, 봉부재의 직경(d2)의 12.5배로 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하며, 설계상으로 봉부재(13)의 직경(d2)은 32㎜로 설정하고, 최적의 봉부재(13)의 길이(d1)는 봉부재(13)의 직경(d2)의 12.5배인 400㎜로 설정하는 것이 가장 바람직하다.

나선부위(14)는 봉부재(13)의 일단에 연장형성되며 가압부(40)가 나합되도록 나선이 형성되어 있다.

끼움부(20, 30)는 회전부(10)의 봉부재(13)의 외주면 상에 끼워맞춤되며, 내부에 끼움홀이 각각 형성된 제1 끼움부(20)와 제2 끼움부(30)로 이루어져 있다.

제1 끼움부(20)는 원통형상으로 형성된 슬리브(21)로서, 내부에는 봉부재(13)의 외주면 상에 끼워맞춤하기 위한 끼움홀(22)이 길이방향으로 관통 형성되어 있다.

제2 끼움부(30)는 원통형상으로 형성된 슬리브(31)로서, 내부에는 봉부재(13)의 외주면 상에 끼워맞춤하기 위한 끼움홀(22)이 길이방향으로 관통 형성되어 있다. 이러한 제2 끼움부(30)는 외주면 상에 베어링부재(110)를 개재해서 홈 가공장비에 회전가능하게 설치되어 있다.

이러한 본 실시예의 끼움부는 제1 끼움부(20)와 제2 끼움부(30)의 2개의 끼움부로 형성되어 있으나, 여기에 한정되지 않고서 홈 가공공구(50)가 복수인 경우에는 각각의 끼움부 사이에 홈 가공공구(50)가 결합되도록 3개 이상의 끼움부로 이루어지는 것도 가능함은 물론이다.

가압부(40)는, 회전부(10)의 봉부재(13)의 외주면 상에 끼워맞춤되되 복수의 끼움부(20, 30) 사이에 결합되는 가공공구(50)를, 복수의 끼움부 사이에 가압하여 회전부(10)의 봉부재(13)의 외주면 상에 고정시키도록 회전부(10)의 일단에 형성된 나선부위(14)에 결합된다.

이러한 가압부(40)는, 회전부(10)의 일단에 형성된 나선부위(14)에 나합되는 체결고정부재(41)로 이루어지며, 내부에는 나선부위(14)와 결합되는 결합홀(42)이 형성되어, 복수의 끼움부(20, 30) 사이에 밀착고정되는 홈 가공공구(50)에 대한 밀착력을 미세조정할 수 있게 된다.

가공공구(50)는 원반형상의 형성된 밀링커터로서, 외주면 둘레에 복수개의 절삭날이 등간격으로 이격형성되어 있고 내주면에는 끼움홀(51)이 형성되어 있고, 가공공구(50)의 양쪽 측면에는 끼움부(20, 30)와의 접촉시 밀착력이 향상되도록 연마장비에 의해 연마된 연마면이 형성되어 있다.

본 실시예의 충격시험편의 홈 가공용 회전축은 다양한 강종에 대한 충격시험을 위한 V-노치형 충격시험편의 노치 가공장비의 정밀도 개선을 위한 밀링 2호기에 적용가능한 회전축이다.

본 실시예의 충격시험편의 홈 가공용 회전축을 사용하면, 충격시험편에 "V"형상의 홈 가공을 위한 가공장비의 운전 안전성을 제고할 수 있음으로써, 가공 정밀도를 크게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 이를 통한 충격시험 데이터의 정확도를 개선할 수 있어, 신규 강종 개발 및 소재 선정의 정확도 제고에 크게 기여할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예의 충격시험편의 홈 가공용 회전축은 국제공인단위인 SI단위계에 따라 개발하여, 축과 가공장비의 간극을 최소화하고 강도 및 조립에서의 정밀도를 개선함으로써, V-노치형 충격시험편의 가공 정밀도를 개선하여, 가공시 진동 및 굽힘 등의 문제점을 최소화 한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 회전부 상에 가공공구를 복수의 끼움부 사이에 밀착시켜 가압부로 가압하여 밀착고정시킴으로써, 홈 가공시 회전축과 가공공구 사이에 키이로 결합하는 경우 보다 홈 가공부위의 가공정밀도를 향상시킬 뿐만 아니라 충격시험편에 대한 충격실험 데이터의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 회전부의 길이와 직경의 사이즈를 구체적으로 한정하고 회전부에 생크부를 일체로 형성함으로써, 홈 가공시 가공공구의 진동이나 흔들림을 방지하고 회전축의 굽힘을 방지하여 다양한 소재의 충격시험편에 적용가능할 뿐만 아니라 가공공구에 대한 가공부하를 최소화할 수 있고, 회전부에 가압부를 나합하여 끼움부 사이에 밀착되어 회전부 상에 고정되는 가공공구에 대한 밀착고정력을 미세조정 할 수 있는 효과를 제공한다.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

10: 회전부 20: 제1 끼움부
30: 제2 끼움부 40: 가압부
50: 가공공구

Claims (4)

1. 충격시험편의 홈 가공장비에 회전가능하도록 설치되는 회전부;
   상기 회전부의 외주면에 끼워맞춤되는 복수의 끼움부;
   상기 회전부에 끼워맞춤되며 상기 복수의 끼움부 사이에 결합되는 가공공구를 상기 복수의 끼움부 사이에 가압하여 상기 회전부 상에 고정시키도록 상기 회전부의 일단에 결합되는 가압부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격시험편의 홈 가공용 회전축.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전부는, 홈 가공장비의 스핀들에 결합되는 생크부와, 상기 생크부의 일단에 연장형성되며 단면이 원형인 봉부재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 충격시험편의 홈 가공용 회전축.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 봉부재의 길이는, 상기 봉부재의 직경의 10?13배로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충격시험편의 홈 가공용 회전축.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 가압부는, 상기 회전부의 일단에 형성된 나선부위에 나합되는 체결고정부재로 이루어져, 상기 복수의 끼움부 사이에 밀착고정되는 상기 가공공구에 대한 밀착력을 미세조정하는 것을 특징으로 하는 충격시험편의 홈 가공용 회전축.

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