KR20130096017A

KR20130096017A - 클램핑 고정구

Info

Publication number: KR20130096017A
Application number: KR1020120017496A
Authority: KR
Inventors: 이보경
Original assignee: 이보경
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-08-29
Also published as: KR101330602B1

Abstract

본 발명은 클램핑 고정구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방전 성형기에 작업편을 부착하는 지그(jig)와 척(chuck)을 효과적이고 정밀하게 결합시켜주는 클램핑 고정구에 관한 것이다.
중심설정 수단을 구비한 척과 이에 대응하는 중심설정수단을 구비하며 척에 해제 가능하게 결합되는 지그로 구성된 클램핑 고정구에 있어서,
상면에 X방향 및 Y방향으로 직교하는 2개의 안착홈(41)과, 안착홈(41)의 교점에 Z방향으로 천공된 롯드 통공(42)과, 전면의 포켓(43)을 통하여 조임편(30)을 전진후퇴 시키는 조절나사(45)와, 걸림턱 자리홈(31)과 조임홈(32)과 연결홈(33)이 차례로 형성된 조절편(30)과, 상부에 핀공(22)이 천공되고 일측에 절삭면(21)을 가지며 하단 전·후면에는 볼(25)이 개재되는 볼 자리홈(24)이 형성된 걸림턱(23)을 가진 롯드(20)와, 롯드(20)의 저면과 밑판(10) 사이에 게재되어 롯드(20)를 탄력 지지하는 스프링(12)으로 이루어진 척(40)과;
저면에 X방향 및 Y방향으로 직교하는 2개의 안착돌기(51)와, X방향 및 Y방향으로 관통하는 핀공(52)과, 중심 저면에 롯드(20)의 상부가 끼워지는 Z방향의 챔버(53)를 구비한 지그(50)와;
두 개의 핀공(52)(22)를 관통하여 이들 척(40)과 지그(50)을 결합시키는 핀(54)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 V형 안착홈(41)과 U형 안착돌기(51)는 외부의 충격에 강한 형태이므로 내구성이 높고, 척(40)과 지그(50)는 평면과 모서리가 V형 안착홈(41)의 평면과 이와 대응하는 U형 안착돌기(51)의 곡면이 완만하게 선접촉을 하고 있으므로 결합상태가 견고하고 정확하다는 특성이 있다. 또한 안착홈(41)과 안착돌기(51)의 길이가 척(400과 지그(50)의 크기를 크게 할 때 X방향 및 Y방향으로 원하는 만큼 연장될 수 있으므로 누적공차의 발생이 없어 가공의 정밀도가 높다.

Description

클램핑 고정구 {CLAMPING FIXTURE}

본 발명은 CNC 공작기계의 클램핑 고정구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방전 성형기에 작업편을 부착하는 지그(jig)와 척(chuck)을 효과적이고 정밀하게 결합시켜주는 클램핑 고정구에 관한 것이다.

클램핑 고정구는 공작기계의 가공영역인 CNC(Computerized Numerical Control) 성형기에서 정확한 위치에 작업편(workpiece)을 고정하도록 주로 사용된다. 통상 이러한 클램핑 장치는 밀링, 연삭, 폴리싱 및 침식 기계에 적용된다. 여기서 작업편이란 주로 전기부식 가공 장치용의 전극이다.

본 발명의 클램핑 고정구와 관련된 선행기술로는 한국특허 제1071010호인 ‘팔레트를 해제가능하게 고정하기 위한 클램핑 장치’ 및 한국 공개특허 2010-10432호인 ‘클램핑 고정구' 가 알려져 있다.

이들 선행기술들은 클램핑의 정확성 및 안정성을 도모하기 위하여 암수의 중심설정수단을 채택하고 있다. 하지만 중심설정 핀이 일정한 위치에 돌출되어 있어서 작업편의 크기와 수량 제작에 한계가 있을 뿐만 아니라 가공작업 중 작업자의 실수나 반복되는 사용으로 중심설정 핀이 부러지는 경우가 발생한다. 이로 인하여 제품 전체를 교체해야 하는 경제적 부담이 가중된다.

또한 제품의 규격이 한정되어 있어서 대형 작업편에는 대처하지 못하는 점과, 중심설정 핀과 대응하는 중심설정 개구가 얇은 철판에 형성되어 있어서 대형 작업편을 고정할 경우 뒤틀림 현상으로 인해 누적공차가 발생한다. 플렛과 스터드의 Z축 멈춤, 중심설정핀과 중심설정 개구라는 이중의 수단으로 중심설정을 수행하는 것도 구조상 복잡하고 비능률적이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 척과 지그가 긴밀하고 견고하게 처킹될 수 있는 구성을 모색하는데 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 중심설정부재가 충격에 강한 구조여야 하고 설치 위치가 한정되지 않고 자유롭게 확장될 수 있는 구조가 요구된다.

본 발명은 V형 안착홈과 U형 안착돌기의 조합이라는 수단을 채택하여 종래의 기술이 가진 문제점을 획기적으로 해소할 수 있다. 본 발명의 V형 안착홈과 U형 안착돌기의 조합은 일정한 지점이 아니라 X방향 및 Y방향으로 연속되는 구성이므로 작업편의 크기에 따라 척과 지그의 크기를 다양하게 제작할 수 있고 작업편의 크기와 형상수량에 대처가 용이하게 하려는 것이다. 또한 평면과 곡면의 완만한 선접촉이 이루어져 반복 정밀도가 확보되게 하여 사후에 별도의 가공세팅이 필요하지 않도록 하는 것이 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제이다.

본 발명의 구성을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명은 척(40)의 상부에 핀(54)에 의하여 해제 가능하게 결합되는 지그(50)로 이루어 진다.

척(40)의 상면의 중심에는 X방향 및 Y방향으로 2개의 V형 안착홈(41)이 직교하며, 안착홈(41)의 교점에는 Z방향으로 롯드 통공(42)이 천공되어 있다. 척(40)의 내부에는 전면의 포켓(43)을 통하여 조임편(30)을 전진후퇴 시키는 조절나사(45)가 결합되어 마감판(44)으로 나사고정된다. V형 안착홈(41)은 주로 둔각으로 양면이 대칭을 이루고 있다.

도2에서 보여주는 바와 같이 조임편(30)에는 원형의 걸림턱 자리홈(31)과 포물선형 조임홈(32)이 하나로 이루어져 있으며 우측에는 조절나사(45)의 나사머리가 결합되는 연결홈(33)이 형성되어 있다.

도4에서 보여주는 바와 같이 척(40)의 중심을 관통하는 롯드(20)는 상부에 전후방을 관통하는 핀공(22)을 가지며 일측에 절삭면(21)이 있으며 하단에는 볼(25)이 개재되는 볼 자리홈(24)이 형성된 걸림턱(23)이 있어 볼(25)이 조임편(30)의 걸림턱 자리홈(31)과 조임홈(32) 사이에 끼워지고, 롯드(20)의 저면과 밑판(10)사이에 스프링(12)이 장착된다.

도5에서 보여주는 바와 같이, 척(40)의 상면에 해제 가능하게 결합되는 지그(50)는 저면에 X방향 및 Y방향으로 직교하는 U형 안착돌기(51)가 형성되어 있고 전후방 및 좌우측의 중앙을 관통하는 핀공(52)이 X방향 및 Y방향으로 각각 형성되어 있으며 하부 중심에는 Z방향의 챔버(53)가 형성되어 롯드(20)의 상부가 끼워진다. 롯드(20)는 스프링(12)에 의하여 탄력적으로 상승하여 조임편(30)과 롯드 통공(42)을 관통하여 지그(50) 저면의 챔버(53)에 안착된다.

마지막으로 핀(54)은 지그(50)의 핀공(52)과 롯드(20)의 핀공(22)를 관통하여 척(40)과 지그(50)을 결합시킨다. 척(40)의 중심에 형성된 롯드 통공(42)은 롯드(20)의 절삭면(21)과 부합하는 형상으로 형성되어 있으므로 롯드 통공(42)에 삽입된 롯드(20)는 일정한 방향으로 고정될 수 있다.

롯드(20)의 걸림턱(23)에 형성된 볼 자리홈(24)은 도3 및 도4에서 보여주는 바와 같이 경사면을 이루고 있으며 조절나사(45)를 회전시키는 힘은 조임편(30), 볼(25), 롯드(20)의 볼 자리홈(24)로 전달되어 조임 또는 해지의 동작을 수행한다.

본 발명에 있어서 V형 안착홈과 U형 안착돌기는 외부의 충격에 강한 형태이므로 내구성이 높고, 척과 지그는 평면과 모서리가 V형 안착홈의 평면과 이와 대응하는 U형 안착돌기의 곡면이 완만하게 선접촉을 하고 있으므로 결합상태가 견고하고 정확하다는 특성이 있다. 또한 안착홈과 안착돌기의 길이가 척과 지그의 크기를 크게 할 때 X방향 및 Y방향으로 원하는 만큼 연장될 수 있으므로 누적공차의 발생이 없어 가공의 정밀도가 높다.

척의 측면에서 조절나사로 척에 지그을 쉽게 그리고 유격이 없이 결합 또는 해제할 수 있어서 내구성이 높을 뿐만 아니라 지그의 교체작업 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있다.

도1은 본 발명의 분해 사시도
도2는 본 발명의 조임편과 롯드, 조절나사의 결합관계를 저면에서 보여주는 예시도
도3은 조임편이 전후진 할 때 롯드의 승하강 동작을 보인 종단면도로서,
(A)는 롯드가 하강하여 지그가 척에서 해제 가능한 상태
(B)는 롯드가 상승하여 지그가 견고히 척에 결합된 상태
도4는 본 발명 롯드의 사시도
도5는 본 발명 지그의 저면 사시도도6은 본 발명의 내부 구성을 설명하는 종단면도

본 발명은 척(40)의 상부에 지그(50)가 핀(54)에 의하여 해제 가능하게 결합되는 구조이다. 본 발명은 지그를 처킹함에 있어서 중심설정수단과 조임해지수단이라는 두 가지 수단으로 이루어진다.

중심설정수단은 척(40)의 상면에 형성된 V형 안착홈(41)과 지그(50)의 저면에 형성된 U형 안착돌기(51)의 결합으로 수행된다. V형 안착홈(41)과 U형 안착돌기(51)는 방향만 있을 뿐 위치가 직선을 이루고 있으므로 중심부나 주변부의 차이가 없이 견고히 결합된다. 특히 V형 안착홈(41)과 U형 안착돌기(51)는 평면과 곡면이 완만하게 선접촉하므로 결합상태가 극히 안정되고 이물질들의 개입으로 인한 편차발생의 가능성이 해소된다.

지그(50)에는 X방향 및 Y방향으로 핀공(52)이 형성되어 있어서 지그(50)의 각도를 90 씩 회전할 수 있다. 그것은 작업편의 위치가 융통성 있게 변화될 수 있음을 말해준다.

조임해지수단은 롯드(20)와 조임편(30) 그리고 조절나사(45)의 협동작용으로 기능이 수행된다. 먼저 조절나사(45)를 회전시키면 조임편(30)이 따라서 전진한다. 조임편(30)이 전진하면 도3에서 나타낸 바와 같이 원형의 걸림턱 자리홈(31)과 포물선형 조임홈(32) 사이에 끼워진 롯드(20)의 걸림턱(23)의 경사면을 따라 볼(25)이 상승하면서 롯드(20)전체가 하강한다. 이때 롯드(20) 상부의 핀공(22)과 지그(50)의 핀공(52)이 핀(54)로 체결되어 있으므로 지그(50)는 척(40)에 견고히 밀착된다.

조절나사(45)를 반대 방향으로 회전시키면 조임편(30)이 따라서 후퇴하며 전진과 반대의 작동이 이루어져 지그(50)는 척(40)에서 쉽게 해지된다.

척(40)의 저면은 밑판(10)으로 마감되는데 밑판(10)의 중앙에는 자리홈(11)이 있어 스프링(12)이 자리잡은 상태에서 롯드(20)의 저면에 탄발력을 제공함으로써 볼(25)이 조임편(30)의 걸림턱 자리홈(31)과 포물선형 조임홈(32)와 항상 수평상태에 있도록 유지시켜준다.

10: 밑판 11: 자리홈 12: 스프링
20: 롯드 21: 절삭면 22: 핀공
23: 걸림턱 24: 볼 자리홈 25: 볼
30: 조임편 31: 걸림턱 자리홈 32: 조임홈
33: 연결홈 40: 척 41: 안착홈
42: 롯드 통공 43: 포켓 44: 마감판
45: 조절나사 50: 지그 51: 안착돌기
52: 핀공 53: 챔버 54: 핀

Claims

중심설정 수단을 구비한 척과 이에 대응하는 중심설정수단을 구비하며 척에 해제 가능하게 결합되는 지그로 구성된 클램핑 고정구에 있어서,
상면에 X방향 및 Y방향으로 직교하는 2개의 안착홈(41)과, 안착홈(41)의 교점에 Z방향으로 천공된 롯드 통공(42)과, 전면의 포켓(43)을 통하여 조임편(30)을 전진후퇴 시키는 조절나사(45)와, 걸림턱 자리홈(31)과 조임홈(32)과 연결홈(33)이 차례로 형성된 조절편(30)과, 상부에 핀공(22)이 천공되고 일측에 절삭면(21)을 가지며 하단 전·후면에는 볼(25)이 개재되는 볼 자리홈(24)이 형성된 걸림턱(23)을 가진 롯드(20)와, 롯드(20)의 저면과 밑판(10) 사이에 게재되어 롯드(20)를 탄력 지지하는 스프링(12)으로 이루어진 척(40)과;
저면에 X방향 및 Y방향으로 직교하는 2개의 안착돌기(51)와, X방향 및 Y방향으로 관통하는 핀공(52)과, 중심 저면에 롯드(20)의 상부가 끼워지는 Z방향의 챔버(53)를 구비한 지그(50)와;
두 개의 핀공(52)(22)를 관통하여 이들 척(40)과 지그(50)을 결합시키는 핀(54)으로 구성된 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
제 1항에 있어서,
안착홈(41)의 평면과 안착돌기(51)의 곡면이 서로 선접촉하며 각각 X방향 및 Y방향으로 연장 가능한 구성을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
제 1항에 있어서,
롯드(20)의 걸림턱(23)에 형성된 볼 자리홈(24)은 경사면을 이루며 조임홈(32)과의 사이에 개재된 볼(25)이 경사면을 따라 유동할 수 있도록 한 구성을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
제 1항 또는 제3항에 있어서,
조임편(30)의 조임홈(32)은 연결홈(33)을 원점으로 하는 포물선형을 이루는 구성을 특징으로 하는 클램핑 고정구.