KR20150024137A - 공작 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 공작 기계에 관한 것으로 공작물의 일측을 클램핑 하는 척을 회전시키는 스핀들이 형성된 스핀들 헤드 바디와, 상기 스핀들과 이격되어 공작물의 타측을 회전 지지하는 가이드 부쉬, 그리고 일측은 상기 스핀들 헤드 바디와 연결되고 타측은 상기 가이드 부쉬에 고정되어 지지하는 부쉬 지지부를 포함한다.

Description

공작 기계{MACHINE TOOL}

본 발명의 실시예는 공작 기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전하는 공작물을 안정적으로 지지하는 지지 가이드를 포함한 공작 기계에 관한 것이다.

공작 기계는 여러 절삭 가공 방법 또는 비절삭 가공 방법으로 금속 또는 비금속의 공작물을 각종 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.

공작 기계는 가공 방법에 따라 크게 터닝 센터(Turning Center)와 머시닝 센터(Machining Center)로 분류된다. 여기서, 터닝 센터는 공작물을 회전시켜 가공하며, 머시닝 센터는 공구를 회전시켜 가공한다.

구체적으로 터닝 센터는 스핀들(Spindle, 주축)의 회전을 통해 공작물을 회전시키고 동시에 공구대의 절삭 공구를 직선 운동시켜 공작물을 가공한다.

여기서, 공작물의 길이와 크기에 따라 사용되는 터닝 센터가 달라지게 된다. 일반적으로, 공작물의 길이가 스핀들의 길이보다 짧은 경우에는 소형 터닝 센터를 사용하고 반대로 스핀들의 길이보다 공작물의 길이가 긴 경우에는 대형 터닝 센서를 사용한다. 때때로, 소형 터닝 센서에서는 스핀들의 길이보다 긴 공작물을 가공해야할 경우가 발생한다.

그러나, 길이가 긴 공작물을 소형 터닝 센터에서 가공하면 장비의 외부로 공작물의 일부가 돌출된다. 터닝 센서는 공작물이 회전하여 공구가 이동하여 가공하기 때문에 가공되는 공작물의 길이가 길면 장비 전체에 진동이 발생하여 안전 사고 발생의 문제점이 있다.

또한, 길이가 긴 공작물의 회전으로 인하여 장비 전체에 가해진 진동 때문에 공작물의 가공 정밀도가 저하될 뿐만 아니라 장비 전체의 수명도 급격하게 감소되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 소형 터닝 센터에서 길이가 긴 공작물을 효과적으로 가공할 수 있는 공작 기계를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면 공작 기계는 공작물의 일측을 클램핑 하는 척을 회전시키는 스핀들이 형성된 스핀들 헤드 바디와, 상기 스핀들과 이격되어 공작물의 타측을 회전 지지하는 가이드 부쉬, 그리고 일측은 상기 스핀들 헤드 바디와 연결되고 타측은 상기 가이드 부쉬에 고정되어 지지하는 부쉬 지지부를 포함한다.

상기 공작 기계는, 상기 스핀들 헤드 바디와 상기 부쉬 지지부를 상호 결합하는 실린더 지지부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 부쉬 지지부의 타측과 상기 가이드 부쉬 사이에 배치되는 회전 부재를 더 포함할 수 있다.

더불어, 상기 부쉬 지지부와 상기 실린더 지지부를 서로 상이한 3축 방향에서 결합하는 결합 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 공작 기계는 길이가 긴 공작물을 효과적으로 가공할 수 있다.

또한, 가이드 부쉬, 부쉬 지지부, 그리고 실린더 지지부는 탈 부착이 용이하기 때문에 유지 및 보수가 편리하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 일부 부품을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 베어링과 가이드 부쉬의 결합을 부분적으로 나타낸 결합 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)를 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 스핀들 헤드(도시하지 않음), 가이드 부쉬(20), 부쉬 지지부(30)를 포함한다.

스핀들 헤드는 공작 기계(101)에 설치되어 공구(Tool)를 회전 또는 이동가능하게 지지하는 것으로, 스핀들 헤드 바디(10)의 내부에 형성된 스핀들을 회전시킨다.

스핀들은 스핀들 풀리(12)와 연결되어 스핀들 모터(도시하지 않음)가 제공하는 동력에 의해 회전된다.

스핀들에는 인입된 공작물을 클램핑(Clamping)하는 척(Chuck, 미도시함)이 부착되며, 스핀들 풀리(12)와 인접한 위치에 척이 공작물을 클램핑 할 수 있도록 파악력을 제공하는 유압 실린더(11)가 배치된다.

가이드 부쉬(20)는 스핀들과 이격되어 공작물을 클램핑하는 척과 반대되는 위치로 튀어나온 공작물을 회전 지지한다.

가이드 부쉬(20)는 양단이 개발된 형태의 중공의 원통 형상으로 형성된다. 금속 재질로 형성된 공작물을 잡아주는 가이드 부쉬(20)는 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 가이드 부쉬(20)의 재질은 공작물의 재질에 따라 달라질 수 있다.

더불어, 가이드 부쉬(20)의 크기 및 형상도 가이드 부쉬(20)를 관통하는 공작물과, 본 발명을 실시하는 통상의 기술자에 따라 달라질 수 있다.

부쉬 지지부(30)는 가이드 부쉬(20)를 지지한다.

구체적으로, 부쉬 지지부(30)의 일측은 스핀들 헤드 바디(10)와 연결되고, 타측은 가이드 부쉬(20)에 고정되며 가이드 부쉬(20)의 외주면을 둘러싸 지지하도록 형성된다.

즉, 부쉬 지지부(30)는 공작물의 회전에 따라 발생하는 레이디얼 하중과, 공작물의 전진 및 후진으로 발생하는 축방향 하중을 지지한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 부쉬 지지부(30)는 결합 부재(32)와 연결 부재(34)로 형성될 수 있다.

결합 부재(32)에는 가이드 부쉬(20)가 관통하는 홀이 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가이드 부쉬(20)는 회전하는 물체이므로 결합 부재(32)의 홀의 직경과 가이드 부쉬(20)의 직경은 다르게 형성된다. 즉, 결합 부재(32)의 홀의 직경은 가이드 부쉬(20)의 직경보다 크도록 형성하여 가이드 부쉬(20)을 회전을 방해하지 않으면서 가이드 부쉬(20)를 지지한다.

연결 부재(34)는 결합 부재(32)를 지지 및 결합한다. 연결 부재(34)의 길이 및 형상은 지지하는 가이드 부쉬(20)의 형상에 따라 달라질 수 있다.

상기와 같은 부쉬 지지부(30)는 결합 부재(32) 및 연결 부재(34)로 각각 형성되어 조립이 편리하고, 수리 및 교체가 필요할 경우 필요한 부분만 교체하면 되므로 유지 비용이 절감되는 효과가 있다.

실린더 지지부(40)는 스핀들 헤드 바디(10)와 부쉬 지지부(30)의 상호 결합한다. 구체적으로, 실린더 지지부(40)의 일측은 유압 실린더의 하단부를 지지하며 부쉬 지지부(30)와 결합되고, 실린더 지지부(40)의 타측은 스핀들 헤드 바디(10)와 결합된다.

실린더 지지부(40)와 스핀들 헤드 바디(10)의 결합은 통상의 기술자에게 공지된 다양한 형태의 결합 방법이 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 부쉬 지지부(30)는 탈찰 및 부착이 용이하도록 볼트 결합되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 공작물의 가공에 의하여 발생하는 진동을 줄이기 위한 보강 부재(60)를 더 포함할 수 있다.

보강 부재(60)는 판의 형태로서, 부쉬 지지부(30)와 실린더 지지부(40)의 맞닿아 결합된 부분의 측면에 배치된다. 바람직하게 보강 부재(60)는 부쉬 지지부(30)와 실린더 지지부(40)를 서로 상이한 3축 방향, 즉 실린더 지지부(40)와 직교하는 양측 방향과, 실린더 지지부(40)의 하부에 결합된다.

구체적으로, 공작물을 잡아주는 가이드 부쉬(20)가 회전할 때 가이드 부쉬(20)를 지지하는 부쉬 지지부(30)와 실린더 지지부(40)의 결합 부분에 진동이 가해져 두 부재 사이의 결합이 풀릴 가능성이 있다.

이에 따라, 부쉬 지지부(30)와 실린더 지지부(40)의 결합 부분에 보강 부재(60)를 덧대어 설치함으로써 진동으로 인해 두 부재가 풀리는 것을 방지하고, 공작물이 가공될 때 공작물이 흔들리지 않도록 하여 가공 정밀도를 향상시킨다.

또한, 보강 부재(60)는 부쉬 지지부(30)와 실린더 지지부(40)의 측면에 통상의 기술자에게 공지된 다양한 형태의 결합방법으로 결합될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 부재(60)는 하나 이상의 볼트를 사용하여 결합한다.

여기서, 공작물이 인입된 가이드 부쉬(20)의 회전이 용이하도록 가이드 부쉬(20)와 부쉬 지지부(30)의 타측 사이에 회전 부재(50)를 더 포함할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 부재(50)는 볼 베어링 일 수 있다.

회전 부재(50)가 볼 베어링으로 형성됨으로 인하여, 회전 부재(50)와 가이드 부쉬(20) 간의 마찰 저항이 최소가 되어 가이드 부쉬(20)의 고속 회전을 돕고, 회전 부재(50)는 회전하는 가이드 부쉬(20)에 가해진 축방향 하중을 지지한다.

이때, 회전 부재(50)와 가이드 부쉬(20) 사이에 부싱(52)을 더 포함할 수 있다. 부싱(52)은 회전 부재(50)와 가이드 부쉬(20) 사이의 마찰에 의한 마모를 최소화시킨다.

부싱(52)의 재질은 본 발명을 실시하는 통상의 기술자에 따라 달라질 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 공작물을 지지하는 가이드 부쉬(20) 및 부쉬 지지부(30)가 형성되어, 길이가 긴 공작물도 효과적으로 가공할 수 있다.

또한, 가이드 부쉬(20), 부쉬 지지부(30), 그리고 실린더 지지부(40)는 탈부착이 용이하기 때문에 유지 및 보수가 편리한 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 스핀들 헤드 바디 11: 유압 실린더
12: 스핀들 풀리 20: 가이드 부쉬
30: 부쉬 지지부 32: 결합 부재
34: 연결 부재 40: 실린더 지지부
50: 회전 부재 52: 부싱
60: 보강 부재 101: 공작 기계

Claims (4)

1. 공작물의 일측을 클램핑 하는 척을 회전시키는 스핀들이 형성된 스핀들 헤드 바디;
   상기 스핀들과 이격되어 공작물의 타측을 회전 지지하는 가이드 부쉬; 및
   일측은 상기 스핀들 헤드 바디와 연결되고 타측은 상기 가이드 부쉬에 고정되어 지지하는 부쉬 지지부
   를 포함하는 공작 기계.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스핀들 헤드 바디와 상기 부쉬 지지부를 상호 결합하는 실린더 지지부를 더 포함하는 공작 기계.
3. 제1항에 있어서,
   상기 부쉬 지지부의 타측과 상기 가이드 부쉬 사이에 배치되는 회전 부재를 더 포함하는 공작 기계.
4. 제2항에 있어서,
   상기 부쉬 지지부와 상기 실린더 지지부를 서로 상이한 3축 방향에서 결합하는 보강 부재를 더 포함하는 공작 기계.

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