KR20140102860A

KR20140102860A - 가공 툴용 쿨런트 시스템

Info

Publication number: KR20140102860A
Application number: KR1020130016252A
Authority: KR
Inventors: 김영찬
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2014-08-25

Abstract

본 발명은 가공 툴용 쿨런트 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템은 가공용 팁이 부착된 홀더의 내부에서 절삭유를 공급한 후 상기 가공용 팁에 분사하는 내부 쿨런트 시스템으로써, 정확하고 일정한 절삭유 공급으로 숏 칩의 발생을 유도하여 피삭재의 외관 품질을 개선할 수 있으며, 피삭재 가공시 발생하는 마찰열을 냉각시켜 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

Description

가공 툴용 쿨런트 시스템{COOLANT SYSTEM FOR PROCESSING TOOL}

본 발명은 가공 툴용 쿨런트 시스템에 관한 것이다.

가공 툴(Processing tool)은 산업 전반에 걸쳐 사용되고 있으며, 일례로 하드 디스크 드라이브(Hard disk drive: HDD)에서 사용하는 슬리브(Sleeve), 허브(Hub) 등과 같은 피삭재(Workpiece materials)를 가공하기 위한 용도로 사용되고 있다.

즉 상기 가공 툴은 통상 홀더(Holder)의 선단에 부착된 가공용 팁(Tip)을 적정 회전수(RPM)로 회전하고 있는 피삭재의 외경 또는 내경과 마찰시킴으로써, 상기 피삭재를 원하는 형태로 가공토록 하고 있다.

따라서 상기 가공 툴을 통한 가공시에는 가공용 팁과 피삭재의 마찰에 의해서 칩(Chip)이 발생하게 되는데, 가늘고 긴 칩(Long chip)의 경우, 칩들이 서로 얽히거나 가공면에 흠집(Scratch)의 발생을 유발할 수 있어 이를 작업자가 주기적으로 제거하고 있다.

쿨런트 시스템은 이러한 작업상의 불편함을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 이에 대해서는 (특허문헌 1)에서 구체적으로 개시하고 있다.

상기 (특허문헌 1)에 따르면, 쿨런트 시스템은 펌프(Pump)를 통해 절삭유를 공급한 후 피절삭체로 기재되어 있는 피삭재에 분사함으로써, 절삭체와 피삭재의 마찰에 의하여 발생하는 마찰열을 냉각시킬 수 있으며, 이를 통해 가공시에 열의 발생이 없기 때문에 공구의 마모가 없어 정확한 치수로 가공 가능함을 개시하고 있다.

그러나 상기 (특허문헌 1)은 외부 쿨런트 시스템으로써, 피삭재에 일정하고 정확한 절삭유를 분사해줄 수 없어 상기 피삭재를 냉각시키는 효과는 일부 기대할 수 있으나, 앞서 설명한 롱 칩(Long chip)의 발생을 방지하는데 한계가 있으며, 이로 인해 흠집방지의 개선효과는 미미한 수준이다.

또한 상기 (특허문헌 1)은 피삭재에 절삭유를 분사하는 방식으로, 이로 인하여 상기 피삭재 가공시 열이 직접적으로 발생하는 부위인 가공용 팁의 냉각효과는 거의 기대하기가 힘든 실정이다.

KR

1994-0003645

A

따라서 본 발명은 상기 (특허문헌 1)의 문제점인 절삭유를 외부에서 공급 및 분사하고, 또한 상기 절삭유를 피삭재에 분사함으로써, 롱 칩이 발생하고, 이로 인해 흠집 및 가공용 팁의 수명이 단축되는 것을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 관점은, 피삭재 가공시 롱 칩의 발생을 용이하게 방지할 수 있으며, 아울러 가공용 팁을 용이하게 냉각시켜 그 수명의 단축을 방지할 수 있도록 한 가공 툴용 쿨런트 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 관점을 달성하기 위해,

본 발명의 실시 예에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템은 가공용 팁이 일단에 구비되며, 상기 가공용 팁과 인접하게 돌출부가 형성된 홀더;

상기 홀더의 내부에 형성되어 외부에서 절삭유를 공급받는 유로; 및

상기 돌출부에 경사지게 형성되고, 유로와 연통하게 형성되어 가공용 팁을 향해 절삭유를 분사하는 분출구;

을 포함한다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템에 있어서, 상기 분출구는 돌출부에 배열 형성되고, 한점을 향해 절삭유를 분사할 수 있는 각도로 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템에 있어서, 상기 분출구는 유로보다 구경이 작게 형성될 수 있다.

한편 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템은 가공용 팁이 일단에 구비되며, 상기 가공용 팁과 인접하게 돌출부가 형성된 홀더;

상기 돌출부에 회전 가능하게 구비되고, 유로와 연통하는 통로가 내부에 형성되어 가공용 팁을 향해 절삭유를 분사하는 노즐;

을 포함한다.

또한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템에 있어서, 상기 노즐은 돌출부에 배열되고, 한점을 향해 절삭유를 분사할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템에 있어서, 상기 통로는 유로보다 구경이 작게 형성될 수 있다.

이러한 해결 수단들은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 절삭유를 홀더의 내부에서 공급하고, 분출구 또는 노즐을 통해 가공용 팁을 향해 분사하게 됨으로써, 숏 칩의 발생을 유도하여 칩들이 서로 얽히거나 피삭재의 가공 면에 흠집을 발생시키는 것을 방지할 수 있어 외관 품질을 개선 및 작업성을 향상시킬 수 있으며, 피삭재 가공시 발생하는 마찰열을 냉각시켜 상기 가공용 팁의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

한편 상기 분출구가 돌출부에 배열 형성되거나, 상기 돌출부에 노즐이 배열 배치되어 한점을 향해 절삭유를 동시 분사할 경우, 가공용 팁의 냉각 및 가공효율의 향상을 꾀할 수 있다.

또한 상기 분출구 또는 노즐에 형성된 통로의 구경이 유로보다 작게 형성될 경우 고압으로 절삭유를 분사함으로써, 숏 칩(Shot chip)의 발생을 용이하게 유도할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템을 나타내 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템을 나타내 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템의 요부를 확대하여 나타내 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템을 나타내 보인 단면도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어 지는 이하의 구체적인 내용과 실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한 "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템은 절삭유를 가공 툴(Processing tool)의 내부에서 공급한 후 외부로 분사하는 내부 쿨런트 시스템으로써, 일례로써, (특허문헌 1)과 같이, 가공 툴의 외부에서 절삭유를 공급 및 분사하는 외부 쿨런트 시스템과 구분된다.

여기서 상기 가공 툴을 통해 가공하게 되는 피삭재는 통상 하드 디스크 드라이브(Hard disk drive: HDD)에서 사용하는 슬리브(Sleeve), 허브(Hub) 등을 예시할 수 있으나, 이는 하나의 예로써, 반드시 이로 한정하는 것은 아님을 사전에 밝혀둔다.

이러한 내부 쿨런트 시스템의 절삭유 공급은 가공용 팁(Tip)이 부착된 홀더(Holder)의 내부에 유로를 형성함으로써 달성된다. 즉 상기 유로에 절삭유가 저장되어 있는 탱크 등의 외부 저장장치를 연결한 후 예컨대, 펌프(Pump) 등을 통해 상기 유로에 절삭유를 공급하게 된다.

또한 상기 내부 쿨런트 시스템의 절삭유 분사는 실시 예로써, 상기 홀더에 가공용 팁과 인접하게, 가능하면 최대한 가까이 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부에 유로와 연통하는 분출구를 형성함으로써 달성된다. 이때 상기 분출구는 돌출부보다 상대적으로 낮게 배치되는 가공용 팁을 향해 절삭유를 분사할 수 있도록 하향 경사지게 형성된다.

따라서 상기 유로를 통해 공급된 절삭유는 돌출부에 경사지게 형성된 분출구에 의해 가공용 팁에 분사됨으로써, 상기 가공용 팁의 냉각을 통한 수명연장은 물론이고, 피삭재의 가공시 숏 칩(Shot chip)의 발생을 유도하게 된다.

한편 내부 쿨런트 시스템의 절삭유 분사는 다른 실시 예로써, 상기 홀더에 가공용 팁과 최대한 가까이 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부에 유로와 연통하는 통로가 형성된 노즐(Nozzle)을 구비함으로써 달성될 수 있다. 이때 상기 노즐은 돌출부보다 상대적으로 낮게 배치되는 가공용 팁을 향해 절삭유를 분사할 수 있도록 회전 가능하게 구비된다.

여기서 상기 분출구 또는 노즐은 돌출부에 등 간격으로 배열 형성될 수 있으며, 이 경우 한점(One point)을 향해 절삭유를 동시 분사토록 하게 된다. 그리고 상기 분출구 또는 노즐에 형성된 통로는 절삭유가 공급되는 유로보다 구경을 작게 형성함으로써, 절삭유를 동시에 고압으로 분사하여 숏 칩의 발생을 용이하게 유도토록 하게 된다.

따라서 본 발명에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템은 피삭재 또는 가공 툴의 외부에서 절삭유를 공급 및 분사하는 외부 쿨런트 시스템에 비해 절삭유를 효과적으로 분사할 수 있어 작업성 및 가공성을 향상시킬 수 있으며, 그 수명 또한 효과적으로 연장할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 2에서 보듯이, 상기 홀더(100)는 직육면체 형상으로 형성되어 내부를 홀(Hole) 가공함으로써, 외부에서 절삭유를 공급받을 수 있는 유로(101)를 형성하게 된다. 그리고 도면상 오른쪽의 끝단에 가공용 팁(110)을 나사 체결방식으로 부착하고, 상기 가공용 팁(110)과 인접하게 돌출부(120)를 형성하게 된다.

즉 상기 돌출부(120)는 홀더(100)의 표면보다 상부 방향을 향해 돌출되게 형성되며, 그 내부에는 유로(101)와 연통하도록 3개의 분출구(121)를 가공하여 등 간격으로 배열 형성하게 된다. 따라서 상기 분출구(121)와 연통하기 위해서는 상기 유로(101)를 홀더(100)의 내부에서 돌출부(120)를 향해 수직방향으로 방향 전환하여 굴절 형성하게 된다.

이때 상기 분출구(121)는 돌출부(120)에 형성되고, 가공용 팁(110)은 홀더(100)의 끝단에 부착되고 있어 유로(101)를 통해 공급된 절삭유를 상기 가공용 팁(110)에 정확하게 분사하기 위해서는 상기 분출구(120)가 가공용 팁(110)을 향해 하향 경사지게 형성되어야 한다.

또한 각각의 상기 분출구(121)는 유로(101)보다 구경이 작게 형성되어 한점(P), 예컨대 가공용 팁(110)의 선단을 향해 절삭유를 고압으로 동시 분사할 수 있는 각도로 형성된다.

도 3에서 보듯이, 3개의 분출구(121)를 아래에서부터 각각 제1 분출구(121a), 제2 분출구(121b) 및 제3 분출구(121c)로 정의할 경우 상기 제1,2,3 분출구(121a)(121b)(121c)를 통해 분사되는 절삭유가 한점(P)을 향해 분사되도록 그 각도를 조절하여 형성하게 된다.

따라서 절삭유가 저장되어 있는 외부의 저장장치(300)로부터 유로(101)에 절삭유가 공급될 경우, 이 절삭유는 상기 유로(101)를 거쳐 3개의 분출구(121)에 각각 공급된 후 상기 3개의 분출구(121)를 통해 가공용 팁(110)에 한점(P)으로 동시 분사됨으로써, 피삭제의 가공시 숏 칩(Shot chip)의 발생을 유도하는 한편, 상기 가공용 팁(110)을 급속히 냉각시켜 피삭재 가공시 발생하는 마찰열을 줄일 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 다른 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4에서 보듯이, 상기 홀더(200)는 내부를 홀(Hole) 가공함으로써, 외부에서 절삭유를 공급받을 수 있는 유로(201)를 형성하게 된다. 그리고 도면상 오른쪽의 끝단에 가공용 팁(210)을 부착하고, 상기 가공용 팁(210)과 인접하게 돌출부(220)를 형성하게 된다.

즉 상기 돌출부(220)는 홀더(200)의 표면보다 상부 방향을 향해 돌출되게 형성되며, 그 내부에는 유로(201)와 연통하는 결합부(221)를 가공 형성한 후 상기 결합부(221)에 통로(222a)가 형성된 노즐(222)을 결합하게 된다. 따라서 상기 결합부(221)와 연통하기 위해서는 상기 유로(201)를 홀더(200)의 내부에서 돌출부(220)를 향해 수직방향으로 방향 전환하여 굴절 형성하게 된다.

이때 상기 노즐(222)은 결합부(221) 내에서 회전 가능하도록 볼(Ball) 형상으로 형성하게 된다. 이는 가공용 팁(210)이 홀더(200)의 끝단에 부착되고 있으므로, 유로(201)를 통해 공급된 절삭유를 상기 가공용 팁(210)에 정확하게 분사하기 위해서는 상기 노즐(222)이 하부방향으로 회전하면서 통로(222a)를 가공용 팁(210)에 정확히 맞추어야 하기 때문이다.

또한 상기 노즐(222)은 통로(222a)의 구경을 유로(201)보다 작게 형성될 수 있고, 또한 돌출부(220)에 등 간격으로 구비될 수 있으며, 이 경우 절삭유가 한점(P)을 향해 분사되도록 통로(122a)의 각도를 회전 조절하게 된다.

따라서 절삭유가 저장되어 있는 외부의 저장장치(300)로부터 유로(201)에 절삭유가 공급될 경우, 이 절삭유는 상기 유로(201)를 거쳐 노즐(222)에 공급된 후 상기 노즐(222)에 형성된 통로(222a)를 통해 가공용 팁(210)에 고압으로 분사됨으로써, 피삭제의 가공시 숏 칩(Shot chip)의 발생을 유도하는 한편, 상기 가공용 팁(210)을 급속하게 냉각시켜 피삭재 가공시 발생하는 마찰열을 줄일 수 있게 된다.

이상 본 발명을 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 가공 툴용 쿨런트 시스템은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100,200 - 홀더 101,201 - 유로
110,210 - 가공용 팁 120,220 - 돌출부
121 - 분출구 121a - 제1 분출구
121b - 제2 분출구 121c - 제3 분출구
221 - 결합부 222 - 노즐
222a - 통로 300 - 저장장치

Claims

가공용 팁(Tip)이 일단에 구비되며, 상기 가공용 팁과 인접하게 돌출부가 형성된 홀더(Holder);
상기 홀더의 내부에 형성되어 외부에서 절삭유를 공급받는 유로; 및
상기 돌출부에 경사지게 형성되고, 유로와 연통하게 형성되어 가공용 팁을 향해 절삭유를 분사하는 분출구;
을 포함하는 가공 툴용 쿨런트 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 분출구는 돌출부에 배열 형성되고, 한점(P)을 향해 절삭유를 분사하는 것을 특징으로 하는 가공 툴용 쿨런트 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 분출구는 유로보다 구경이 작게 형성된 것을 특징으로 하는 가공 툴용 쿨런트 시스템.
가공용 팁(Tip)이 일단에 구비되며, 상기 가공용 팁과 인접하게 돌출부가 형성된 홀더(Holder);
상기 홀더의 내부에 형성되어 외부에서 절삭유를 공급받는 유로; 및
상기 돌출부에 회전 가능하게 구비되고, 유로와 연통하는 통로가 내부에 형성되어 가공용 팁을 향해 절삭유를 분사하는 노즐(Nozzle);
을 포함하는 가공 툴용 쿨런트 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 노즐은 돌출부에 배열되고, 한점(P)을 향해 절삭유를 분사하는 것을 특징으로 하는 가공 툴용 쿨런트 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 통로는 유로보다 구경이 작게 형성된 것을 특징으로 하는 가공 툴용 쿨런트 시스템.