KR20130069661A - 개구부를 가진 하우징의 내측면을 가공하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

다축으로 움직일 수 있는 공구 홀더(7)를 구비한 공구 장치(3)를 이용하여 개구부(17)를 가진 하우징(2)의 내측면(1)을 가공하기 위한 방법, 특히 동력 장치에 있어서 개구부를 가진 하우징의 내측면을 가공하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법에서, 공구 홀더(7)에 의해 수용되는 공구(8)는 개구부(17)를 통하여 공구 장치에 대향된 고정적 하우징(2) 안으로 진입하고, 원형 경로(13)를 따라 내측면(1)의 가공을 위한 하우징(2)의 방향으로 움직인다. 유리한 방법 조건을 구현하기 위해, 공구 홀더(7)의, 공구(8)를 수용하는 제어 헤드(9)는 앵글 드라이브(12)에 의해 공구 홀더(7)에서 회전하면서 구동됨으로써, 공구(8)는 공구 장치(3)의 운동축들(4, 5, 6)과 무관하게 내측면(1)의 가공을 위한 원형 경로(13)를 따라 움직이는 것이 제안된다.

Description

개구부를 가진 하우징의 내측면을 가공하기 위한 방법{METHOD FOR PROCESSING AN INNER FACE OF A HOUSING HAVING AN OPENING}

본 발명은 다축으로(multi-axial) 움직일 수 있는 공구 홀더를 포함한 공구 장치를 이용하여 개구부를 가진 하우징의 내측면을 가공하기 위한 방법, 특히 동력 장치(power unit)의, 개구부를 가진 하우징의 내측면을 가공하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 방법에서, 공구 홀더에 의해 수용되는 공구는 개구부를 통하여, 공구 장치와 대향되는 고정적 하우징 안으로 진입하고, 원형 경로(circular path)를 따라, 내측면의 가공을 위한 하우징 방향으로 움직인다.

동력 장치 하우징의 내측면을 가공할 수 있기 위해, 종래 기술로부터, 가공해야 할 내측면에 공구를 갖다대고, 원형 경로를 따라 하우징의 방향으로 움직이게 함으로써, 하우징으로부터 원하는 물질 제거가 이루어지는 것은 공지되어 있다. 이러한 목적을 위해, 공구 홀더에 의해 수용된 공구는 하우징 안으로 진입하되, 하우징의 개구부를 경유하여 바람직하게는 비접촉식으로 진입하며, 선형의 운동축을 따라 회전함으로써, 공구는 원형 경로를 따라 안내될 수 있다. 공구 장치의 또 다른 운동축에 의거하여, 공구는 하우징의 방향으로 이동하여, 예컨대 실린더형 회전면을 형성할 수 있다. 이와 같은 가공의 단점은, 다축 공구 장치의 다양한 운동축들의 공차(tolerance)에 의해 비교적 높은 치수 정확도 및 표면 품질을 달성할 수 없으며, 특히 가공 중에 공구 장치의 축들에 미치는 부하가 현저할 수 있다는 것이다. 따라서, 수차례의 재가공을 고려해야 하고, 종종 성형용 공구(molding tool)의 투입이 필요하며, 이는 비용 집약적이고 비경제적인 방법을 야기할 수 있다.

그 밖에도, 종래 기술로부터, 체크 밸브의 수리를 위한 휴대용 공구 장치가 공지되어 있다(WO 91/17013 A1). 공구 장치는 밸브의 개구부 안으로 밀려 들어가고, 이 위치에서 밸브와 기계적으로 단단히 결합하고, 가공 헤드를 포함하며, 가공 헤드는 밸브의 가공해야 할 내측면에 상응하여 위치 조절가능하도록 지지되어 있다. WO 91/17013 A1은 당업자에게, 다축으로 움직일 수 있는 공구 홀더를 포함하는 공구 장치를 이용하여 작업편 가공을 개선하는 것에 대해 개시하고 있지 않다.

본 발명의 과제는, 서두에 언급한 종류에 따른, 다축으로 움직일 수 있는 공구 홀더를 포함한 공구 장치를 이용하여 동력 장치의 하우징의 내측면을 가공하기 위한 방법을 개선하고, 이로써 신속하고 간단하면서 높은 정확도로 가공이 보장될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 상기 수립한 과제를 본 방법과 관련하여, 공구 홀더의, 공구를 수용하는 제어 헤드가 앵글 드라이브(angle drive)에 의해 상기 공구 홀더에서 회전하면서 구동되어, 공구는 공구 장치의 운동축들과 무관하게 내측면의 가공을 위한 원형 경로를 따라 움직임으로써 해결한다.

공구 홀더의, 공구를 수용하는 제어 헤드가 앵글 드라이브에 의해 공구 홀더에서 회전하면서 구동되면, 우선, 이와 같은 공구 홀더를 이용하여 공구는 간단한 방식으로 동력 장치의 하우징의 개구부 안으로 진입하고, 또한 하우징의 개구부측을 향하여 기울어진 내측면은 가공될 수 있으므로, 간단히 다룰 수 있는 방법이 제공될 수 있다. 한편, 이를 통해 공구는 공구 장치의 운동축들과 무관하게 내측면의 가공을 위한 원형 경로를 따라 움직이거나 안내될 수 있어서 특히 유리하다. 따라서, 무엇보다도, 적어도 공구의 원형 경로는 공구 장치의 운동축들의 공차에 영향을 받지 않음으로써, 종래 기술과 달리 적어도 원형 경로와 관련하여 높은 치수 정확도 및 표면 품질이 달성되는 것이 보장될 수 있다. 특히, 공구 자체와 제어 헤드 사이의 치수가 비교적 작기 때문에, 낮은 부하 및 안내 정확도의 낮은 공차가 예상될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 신속하고 높은 정확도로 가공을 보장할 수 있고, 이는 안정적인 방법을 항상 보장할 수 있다. 그 밖에도, 공구 장치의 운동축들이 반드시 사용되지는 않아서, 하우징의 내측면이 공구 홀더와의 원하지 않는 접촉에 의해 손상될 위험은 줄어들 수 있다. 개구부 안으로 특히 비접촉식으로 진입하는 공구 홀더의 비접촉성은 공구에 의한 하우징의 내측면 가공 시에도 보장될 수 있어서, 매우 안정적인 방법이 보장될 수 있다.

공지된 제어 헤드는 기계적 조절 기구에 의해 제어 헤드의 회전축 쪽으로 옮겨진 공구 위치를 구현할 수 있음에 대해 더 이상 언급할 필요가 없겠다. 이와 같은 조절 기구는 제어 헤드에서 공구의 편심 이동 또는 선형 이동을 허용할 수 있다. 제어 헤드는 종래 기술에서 제어 공구와 관련하여 공지되어 있다.

정확도 개선과 관련하여 유리한 방법 조건은, 공구가 원형 경로를 따른 내측면의 가공 시 제어 헤드와 회전 안정적으로 결합되어 있는 경우에 얻어질 수 있다. 말하자면, 공구의 원형 절단이 중단되는 것을 방지함으로써, 공지된 회전형 밀링 공구(milling tool)에 비해 전단력의 변화가 작을 수 있다. 또한, 회전 안정적으로 결합된 이러한 공구의 진동 경향 감소는, 마모 감소 및 특별한 치수 정확도와 표면 물질을 얻기 위해 사용될 수 있다. 가공 이후에 원형 경로에 있어서, 자연적으로 상기 원형 경로의 반경을 변경하여, 이후의 절단에서 공구가 변경된 원형 경로를 따라 안내되는 것을 고려할 수 있음에 대해 더 이상 언급할 필요가 없겠다.

특히, 본 발명에 따른 방법을 위해, 공구로서의 보링 공구(boring tool)는 향상된 정확도를 기대할 수 있는 것으로 확인되었다.

동력 장치의 하우징의 내측면을 가공하기 위한 방법을 실시하기 위해, 앵글 드라이브에 의해 회전하면서 구동되는 제어 헤드는 공구 장치에서 공구를 수용하기 위해, 특히 보링 공구를 수용하기 위해 사용되는 것이 매우 유리할 수 있다.

또한 본 발명의 과제는 특히 간단히 취급할 수 있는 공구 홀더를 제조하는 것으로, 이러한 공구 홀더에 의해 본 발명에 따른 방법이 개선될 수 있다.

본 발명은 상기 과제를 공구 홀더와 관련하여, 제어 헤드가 앵글 드라이브를 경유하여 슬림 샤프트(slim shaft)에 연결됨으로써 해결한다.

제어 헤드는 앵글 드라이브를 경유하여 슬림 샤프트에 연결되면, 하우징 내의 개구부가 비교적 작을 때에도 공구는 간단히 진입할 수 있다. 말하자면, 슬림 샤프트는 특히 공구 홀더의 설치 높이를 낮게 할 수 있고, 또한 하우징 내측면의 깊은 영역들에 도달하는 역할을 할 수 있다.

공구 홀더가 제어 헤드에서 공구 수용부의 위치를 조절하기 위한 구동부 플랜지(drive flange)를 더 포함하면, 원형 경로의 반경은 비교적 간단히 조절될 수 있다.

본 발명은, 다축으로 움직일 수 있는 공구 홀더를 포함한 공구 장치를 이용하여 동력 장치의 하우징의 내측면을 가공하기 위한 방법을 개선하고, 이로써 신속하고 간단하면서 높은 정확도로 가공이 보장될 수 있도록 한다.

도면들에서는 본 발명의 대상물이 일 실시예에 의거하여 예시적으로 도시되어 있다.
도 1은 하우징이 고정된 공구 장치의 측면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 측면도에 하우징과 맞물린 공구 장치의 공구를 함께 도시한다.
도 3은 도 2에 따른 가공점의 부분적으로 완전한 평면도를 도시한다.

도 1, 2, 3에 따르면 예컨대 본 발명에 따른 방법이 설명된다. 도 1에 따르면, 동력 장치의 하우징(2)의 내측면(1)이 도시되고, 하우징은 부분적으로만 도시된 공구 장치(3)상에서 가공을 위해 단단히 고정되어 있다. 공구 장치(3)는 복수 개의 축들(4, 5, 6)을 포함하고, 이 때 축들(4, 5)은 선형 축을 나타내고, 축(6)은 회전축이자 밀림축(sliding axis)을 나타내며, 축들(4, 5, 6)에 따라 공구 홀더(7)가 움직일 수 있다. 공구 홀더(7)에는 공구(8), 특히 회전 공구, 보링 공구, 스핀들 공구 또는 스핀들 헤드가 내측면(1)의 가공을 위해 제공된다. 공구는 공구 홀더(7)가 축들(4, 5, 6)을 경유하여 주행함으로써 하우징(2)의 개구부(17)를 경유하여 특히 접촉 없이 하우징(2) 안으로 진입한다. 이로써, 공구 홀더(7)에 의한 하우징 내측면의 손상은 방지될 수 있다. 내측면(1)의 유리한 가공을 구현하기 위해, 공구 홀더(7)는 제어 헤드(9)를 포함하고, 제어 헤드는 공구 홀더(7)에서 회전 가능하게 지지되어 있다. 앵글 드라이브(10)에 의해, 제어 헤드(9)는 공구 장치(3)에 제공된 구동부(11)에 의해 회전할 수 있다. 제어 헤드(9)에서 회전축(12)에 대해 오프센터로(off-center) 고정된 공구(8)는 원형 경로(13)에서 움직일 수 있거나, 특히 이를 정확하게 따라 안내될 수 있다. 즉, 원형 경로(13)는 공구 장치의 가공축들(4, 5, 6)과 무관하며, 이러한 점은, 예컨대 보어(bore)(14)가 하우징의 내부로부터 바깥쪽으로 가공되거나 재가공되어야 하는 경우에, 하우징(2) 또는 상기 하우징의 내측면(1)에서 매우 우수한 치수 정확도 및 표면 품질을 야기한다. 이러한 가공은 예컨대 도 2에 도시되어 있다. 원형 경로(13)의 반경은 제어 헤드(9)상에서 또는 회전축(12)에 대해 공구(8)의 편심율(eccentricity)에 정확히 상응한다. 이러한 가공에서, 공구 장치(3)의 운동축들(4, 5, 6)의 공차는 중요하지 않으므로, 종래 기술과 달리 높은 정확도 및 세차(precession)가 보장될 수 있다.

이제 예컨대 실린더 가공을 하기 위해, 공구 홀더(7) 또는 공구(8)만이, 진입축(15)에 대한 요구되는 각도 내에서 조절되어야 하고, 이후 가공축(16)의 방향으로 이동되어야 한다. 이 경우, 가공축(16)은 공구 장치의 축(4)에 대해 평행하나 - 진입축(15)에 대해 경사진 가공축(16)의 모든 위치를 고려할 수 있다.

내측면(1)의 가공을 위해, 원형 경로(13)를 따른 내측면(1)의 가공 시 제어 헤드(9)와 회전 안정적으로 결합된 공구(8)가 매우 유리한 것으로 확인되었다. 따라서, 공구(8)는 가공 시 상기 공구의 대칭축을 중심으로 어떠한 회전도 하지 않으며, 이는 하우징(2)에서의 특별한 절단을 제공할 수 있어, 높은 치수 정확도 및 표면 품질이 보장될 수 있다.

특히, 도 3에는 보링 공구가 공구로서 도시되어 있으며, 이러한 공구는 그 절단날(24)과 함께 원형 경로(13)를 따라 움직이고, 말하자면 본 발명에 따라 제어 헤드(9)를 이용하여 움직인다.

일반적으로, 이러한 원형 경로(13)에 의해 특히, 예컨대 보어(14)의 회전면은 간단하고 정확하게 가공될 수 있음을 밝혀둔다.

특히 동력 장치의 개구부(17)를 통해 공구(8)가 진입할 수 있기 위해, 도 1 및 2에 따르면 특별한 공구 홀더(7)가 제안되고, 이러한 공구 홀더는 공구 수용부(18), 공구 수용부(18)에 연결된 제어 헤드(9) 및 구동부(11)의 연결을 위한 구동부 플랜지(19)를 포함하다. 구동부(11)에 의해 제어 헤드(9)의 회전 동작이 발생함으로써, 제어 헤드(9)에서의 공구 수용부(18) 또는 공구(8) 또는 공구의 절단날(24)은 원형 경로(13)를 중심으로 움직인다. 공구 홀더(7)는 고정부(21)도 포함하여, 공구 장치와 고정된다. 공구 홀더는, 제어 헤드(9)가 앵글 드라이브(10)를 통해 슬림 샤프트(20)에 연결되면서 형성되는 것이 더욱 유리한데, 이로써 공구(8)는 가공용 하우징(2)의 비교적 깊은 영역 안으로 진입할 수 있다.

공구 홀더(7)는 다른 구동부 플랜지(22)를 더 포함하여, 제어 헤드(9)에서 공구 수용부(18)의 위치(23)가 조절될 수 있다. 이로써, 비교적 가요적인(flexible) 공구 홀더(7)가 제조될 수 있고, 이러한 공구 홀더는 상이한 원형 경로들(13)에 대해 비교적 간단하고 신속하게 맞춰질 수 있다. 따라서, 가공 방법도 더 신속하게 되어 개선될 수 있다.

또한, 운동축들(4, 5 및/또는 6)의 운동을 고려하여, 위치(23)와의 동기화(synchronization)를 이용하여 어떠한 회전면도 생성될 수 있고, 예컨대 원추형 면이 생성될 수 있다.

본 발명에 따른 방법으로 하우징(2)의 보어(14)만 가공될 수 있는 것은 아니라는 점에 대해 더 이상 언급할 필요가 없겠다. 또한, 다른 구조물이 하우징(2)의 내측(1)에 내장되는 것을 고려할 수 있으며, 이는 예컨대 도 2에 도시되어 있다. 이러한 도면에서는, 하우징(2)의 외측(25)의 리세스들과 하우징(2)의 내측(1)의 구조물(14) 사이에 간극(26)이 제공되는 것을 명백하게 알 수 있다.

Claims (6)

1. 다축으로 움직일 수 있는 공구 홀더(7)를 구비한 공구 장치(3)를 이용하여 개구부(17)를 가진 하우징(2)의 내측면(1), 특히 동력 장치의, 개구부(17)를 가진 하우징의 내측면을 가공하기 위해, 상기 공구 홀더(7)에 의해 수용되는 공구(8)를 상기 개구부(17)를 통해 상기 공구 장치(3)에 대향된 고정적 하우징(2) 안으로 진입시키고, 원형 경로(13)를 따라 상기 내측면(1)의 가공을 위한 하우징(2)의 방향으로 움직이도록 하는 방법에 있어서,
   상기 공구(8)를 수용하는, 상기 공구 홀더(7)의 제어 헤드(9)가 앵글 드라이브(10)에 의해 상기 공구 홀더(7)에서 회전하면서 구동되도록 함으로써, 상기 공구(8)가 상기 공구 장치(3)의 운동축들(4, 5, 6)과 무관하게 상기 내측면(1)의 가공을 위한 원형 경로(13)를 따라 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공구(8)는 상기 원형 경로(13)를 따른 내측면(1)의 가공 시 상기 제어 헤드(9)와 회전 안정적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 하우징(2)의 가공을 위해 공구(8)로서 보링 공구가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 앵글 드라이브(angle drive)(10)에 의해 회전하면서 구동되는 제어 헤드(9)를 포함하며, 동력 장치의 하우징(2)의 내측면(1)을 가공하기 위한 공구 장치(3)에서 공구(8), 특히 보링 공구를 수용하기 위해 사용되는 공구 홀더.
5. 공구 수용부(18), 상기 공구 수용부(18)에 연결된 제어 헤드(9), 상기 제어 헤드(9)에서 상기 공구 수용부(18)가 원형 경로(13)를 중심으로 동작하도록 하기 위한 구동부 플랜지(19) 및 공구 장치(3)에 고정되기 위해 필요한 고정부(21)를 포함하고,
   상기 제어 헤드(9)는 앵글 드라이브(10)를 통해 슬림 샤프트(20)에 연결되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 공구 홀더(7)는 상기 제어 헤드(9)에서 상기 공구 수용부(18)의 위치(23)를 조절하기 위한 다른 구동부 플랜지(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.

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