KR20150089721A

KR20150089721A - 공작 기계

Info

Publication number: KR20150089721A
Application number: KR1020140010670A
Authority: KR
Inventors: 김현일
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-08-05
Also published as: CN104802026A; KR102170919B1; CN104802026B

Abstract

본 발명은 공작 기계에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 공작 기계는 절삭유를 공급받아 공작물을 가공하는 기계 본체와, 상기 절삭유보다 상대적으로 비중이 낮은 윤활유를 공급받아 상기 기계 본체를 왕복 이동시키는 볼스크류 이송 장치, 그리고 상기 기계 본체와 상기 볼스크류 이송 장치를 지지하는 베드를 포함한다. 여기서, 상기 베드는 베드 본체와, 상기 볼스크류 이송 장치의 하방에 대응하는 상기 배드 본체에 형성되어 상기 볼스크류 이송 장치에 사용된 윤활유를 배출시키는 윤활유 배출 유로, 그리고 상기 윤활유 배출 유로를 사이에 두고 양측에 각각 마련되어 상기 기계 본체에 사용된 절삭유를 배출시키는 절삭유 배출 유로를 포함한다.

Description

공작 기계{MACHINE TOOL}

본 발명의 실시예는 공작 기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작물의 가공 과정에서 사용된 윤활유와 절삭유를 효과적으로 분리하여 배출시킬 수 있는 공작 기계에 관한 것이다.

일반적으로 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 가공물을 회전시켜 가공하며, 머시닝 센터는 공구를 회전시켜 가공한다. 따라서, 공작 기계는 공작물 또는 공구를 회전시키기 위한 주축(spindle)과 공작물을 지지하는 테이블 등을 갖는다. 그리고 공작 기계는 공구가 공작물을 가공할 때 절삭유를 공급하여 공구를 냉각시킬 뿐만 아니라 주축을 윤활시킨다. 이때, 절삭유는 공작 기계가 공작물을 가공하는 가공 영역 전반에 걸쳐 사용될 수 있다.

또한, 공작 기계는 대부분 주축 또는 테이블을 베드 상에서 이동시키는 이송 장치를 갖는다. 이송 장치에는 주로 볼스크류가 시용된다. 일반적으로 볼스크류는 회전 운동을 직선 운동으로 변환시켜 주는데 사용된다. 그런데, 볼스크류가 고속 고정도를 요구하는 공작 기계에 사용될 경우 고속 구동시 발생되는 운동 마찰열을 제거하기 위해 볼스크류에 윤활유를 공급한다. 이때, 윤활유는 볼스크류를 중심으로 이송 장치에 사용된다.

그런데 종래에는 공작물의 가공 과정에서 사용된 절삭유와 윤활유가 혼합되어 베드에 형성된 배출 유로를 따라 탱크로 배출되었다. 이와 같이, 절삭유와 윤활유가 혼합되면 탱크에서 악취가 발생하고 재사용이 어려운 문제가 있다.

본 발명의 실시예는 공작물의 가공 과정에서 사용된 윤활유와 절삭유를 효과적으로 분리하여 배출시킬 수 있는 공작 기계를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 공작 기계는 절삭유를 공급받아 공작물을 가공하는 기계 본체와, 상기 절삭유보다 상대적으로 비중이 낮은 윤활유를 공급받아 상기 기계 본체를 왕복 이동시키는 볼스크류 이송 장치, 그리고 상기 기계 본체와 상기 볼스크류 이송 장치를 지지하는 베드를 포함한다. 여기서, 상기 베드는 베드 본체와, 상기 볼스크류 이송 장치의 하방에 대응하는 상기 배드 본체에 형성되어 상기 볼스크류 이송 장치에 사용된 윤활유를 배출시키는 윤활유 배출 유로, 그리고 상기 윤활유 배출 유로를 사이에 두고 양측에 각각 마련되어 상기 기계 본체에 사용된 절삭유를 배출시키는 절삭유 배출 유로를 포함한다.

상기 베드의 상기 윤활유 배출 유로와 상기 절삭유 배출 유로는 길이 방향으로 경사지게 형성되어 각각 윤활유와 절삭유를 배출할 수 있다.

그리고 공작 기계는 상기 윤활유 배출 유로와 연결된 윤활유 탱크와, 상기 절삭유 배출 유로와 연결된 절삭유 탱크, 그리고 상기 윤활유 배출 유로와 상기 윤활유 탱크 사이에 설치되어 상기 윤활유 배출 유로에서 배출된 유체 중 윤활유는 상기 윤활유 탱크로 전달하고 절삭유는 상기 절삭유 탱크로 전달하는 유수 분리기를 더 포함할 수 있다.

상기 베드는 상기 절삭유 배출 유로의 상기 절삭유 탱크와 상대적으로 인접한 일단부에는 상기 절삭유 배출 유로의 상부를 커버하는 본체 보강부를 더 포함할 수 있다.

상기 유수 분리기는 상기 윤활유 배출 유로와 연결된 분리 챔버와, 상기 분리 챔버의 일측에 형성되어 상기 윤활유 탱크와 연결된 윤활유 분리구, 그리고 상기 분리 챔버의 타측에 형성되어 상기 윤활유 분리구보다 상대적으로 낮은 높이로 형성되며 상기 절삭유 탱크와 연결된 절삭유 분리구을 포함할 수 있다.

상기 베드는 상기 윤활유 배출 유로와 상기 절삭유 배출 유로 사이에 형성된 가이드 레일과, 상기 가이드 레일에 형성되어 상기 가이드 레일에 유입된 절삭유를 상기 윤활유 배출 유로로 안내하는 윤활유 가이드홈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 공작 기계는 공작물의 가공 과정에서 사용된 윤활유와 절삭유를 효과적으로 분리하여 배출시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계의 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 공작 기계에 사용된 베드의 사시도이다.
도 4 및 도 5는 윤활유와 절삭유를 분리 배출하는 상태를 베드를 중심으로 나타낸 부분 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 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)를 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 기계 본체(200), 볼스크류 이송 장치(400), 및 베드(500)를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 절삭유 탱크(840), 윤활유 탱크(830), 및 유수 분리기(700)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계는 스플래시 가드(splash guaed, 280)를 더 포함할 수 있다.

기계 본체(200)는 가공 영역에서 공작물을 가공하기 위한 장치의 총칭이다. 일례로, 기계 본체(200)는 주축, 자동 공구 교환 장치(automatic tool changer), 또는 테이블 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 기계 본체(200)는 절삭유를 공급받아 공작물을 가공하는데 사용한다. 절삭유는 공작물과 접촉하는 공구를 냉각시킬 뿐만 아니라 주축 또는 여러 부품들을 윤활시킨다.

스플래시 가드(280)는 기계 본체(200)가 공작물을 가공하는 가공 영역을 둘러싼다. 즉, 스플래시 가드(280)는 공작물의 가공 과정에서 사용되는 절삭유나 공작물의 가공 과정에서 발생되는 칩이 가공 영역 밖으로 비산하는 것을 방지한다.

본 발명의 일 실시예에서, 절삭유는 스플래시 가드(280)로 둘러싸인 기계 본체(200)가 공작물을 가공하는 가공 영역 전반에 걸쳐 사용될 수 있다.

볼스크류 이송 장치(400)는 기계 본체(200)를 왕복 이동시킨다. 볼스크류 이송 장치(400)는 필요에 따라 복수개 사용될 수 있다.

도 1은 볼스크류 이송 장치(400)가 슬라이딩 커버로 커버된 상태를 나타내며, 구체적인 볼스크류 이송 장치(400)는 도 4 및 도 5에서 나타낸다.

구체적으로, 볼스크류 이송 장치(400)는 볼스크류축, 볼스크류 너트, 구동 모터, 모터 브래킷, 및 엔드 브래킷 등을 포함하며, 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 형태로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 윤활유는 볼스크류 이송 장치(400)가 기계 본체(200)를 왕복 이동시키는데 사용될 수 있다. 윤활유는 볼스크류가 고속 고정도를 요구하는 공작 기계(101)에 사용될 경우 고속 구동시 발생되는 운동 마찰열을 제거하기 위해 사용된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 윤활유는 절삭유보다 상대적으로 낮은 비중을 갖는다.

베드(500)는 기계 본체(200)와 볼스크류 이송 장치(400)를 지지한다. 즉, 기계 본체(200)는 베드(500) 상에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 볼스크류 이송 장치(400)는 기계 본체(200)와 베드(500) 사이에 배치되어 기계 본체(200)를 왕복 운동시킨다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 베드(500)는 베드 본체(510)와, 윤활유 배출 유로(530), 그리고 절삭유 배출 유로(540)를 포함한다.

또한, 베드(500)는 가이드 레일(570)과, 윤활유 가이드홈(573), 그리고 본체 보강부(580)를 더 포함할 수 있다.

베드 본체(510)는 기계 본체(200)를 슬라이딩 가능하게 지지하며, 볼스크류 이송 장치(400)의 일부를 수용 지지한다. 이때, 볼스크류 이송 장치(400)는 베드 본체(510)의 중앙부를 가로지르도록 배치된다. 그리고 기계 본체(200)는 볼스크류 이송 장치(400)를 가운데 두고 양측에 형성된 가이드 레일(570)을 의해 슬라이딩 가능하게 지지된다.

윤활유 배출 유로(530)는 볼스크류 이송 장치(400)의 하방에 대응하도록 배드 본체(510)에 형성되어 볼스크류 이송 장치(400)에 사용된 윤활유를 배출시킨다.

절삭유 배출 유로(540)는 윤활유 배출 유로(530)를 사이에 두고 양측에 각각 마련되어 기계 본체(200)에 사용된 절삭유를 배출시킨다.

본 발명의 일 실시예에서, 윤활유 배출 유로(530)와 절삭유 배출 유로(540)는 길이 방향으로 경사지게 형성된다. 즉, 윤활유와 절삭유는 각각 윤활유 배출 유로(530)와 절삭유 배출 유로(540)의 경사를 따라 아래 방향으로 배출된다.

또한, 가이드 레일(570)은 윤활유 배출 유로(530)와 절삭유 배출 유로(540) 사이에 형성되어 이들 사이의 분리 격벽 역할도 함께 수행한다. 그리고 윤활유 가이드홈(573)은 가이드 레일(570)에 형성되며 윤활유 배출 유로(530)와 연결된다. 이에, 윤활유 가이드홈(573)은 가이드 레일(570) 상에 유입된 윤활유가 절삭유 배출 유로(540)가 아닌 윤활유 배출 유로(530)로 향하도록 안내한다.

한편, 윤활유는 볼스크류 이송 장치(400)에 사용되고, 가이드 레일(570)이 분리 격벽의 역할을 수행하므로, 본 발명의 일 실시예에 따르면 윤활유가 절삭유 배출 유로(540)로 유입되는 것은 억제된다. 그러나 절삭유는 가공 영역에서 전반적으로 사용되므로, 절삭유의 일부는 윤활유 배출 유로(530)로 유입될 수 있다.

본체 보강부(580)는 절삭유 배출 유로(540)의 상대적으로 높이가 낮은 일단부, 즉 절삭유가 베드(500) 밖으로 배출되는 절삭유 배출 유로(540)의 일단부의 상부를 커버하도록 형성된다.

이와 같이, 본체 보강부(580)는 절삭유 배출 유로(540)의 길이 방향에 교차하는 방향으로 가로 질러 형성되며, 본체 보강부(580)는 절삭유 배출 유로(540)와 윤활유 배출 유로(530)의 형성에 따라 강도가 저하된 베드 본체(510)의 강도를 보강한다.

또한, 본체 보강부(580)에는 절삭유 배출 유로(540)와 연결된 보조 절삭유 배출 유로(548)가 형성될 수 있다. 보조 절삭유 배출 유로(548)는 본체 보강부(580) 상에 유입된 절삭유를 집유하여 절삭유 배출 유로(540)로 전달한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 윤활유 탱크(830)는 윤활유 배출 유로(530)와 연결되고, 절삭유 탱크(840)는 절삭유 배출 유로(540)와 연결된다.

그리고 유수 분리기(700)는 윤활유 배출 유로(530)와 윤활유 탱크(830) 사이에 설치된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 윤활유는 볼스크류 이송 장치(400)를 중심으로 공급되고 윤활유 배출 유로(530)가 볼스크류 이송 장치(400)에 대응되는 위치에 형성될 뿐만 아니라 가이드 레일(570)에 형성된 윤활유 가이드홈(573)이 절삭유 배출 유로(540)로 윤활유가 유입되는 것을 억제한다.

하지만, 절삭유는 가공 영역 전반에 걸쳐 사용되므로, 절삭유는 윤활유 배출 유로(530)에 유입될 수 있다.

이에, 본 발명의 일 실시예에서는, 유수 분리기(700)가 윤활유 배출 유로(530)에서 배출된 윤활유와 절삭유를 분리한다.

즉, 유수 분리기(700)는 윤활유 배출 유로(530)에서 배출된 유체 중 윤활유는 윤활유 탱크(830)로 전달하고 절삭유는 절삭유 탱크(840)로 전달한다.

구체적으로, 유수 분리기(700)는 윤활유 배출 유로(530)와 연결된 분리 챔버(710)와, 분리 챔버(710)의 일측에 형성되어 윤활유 탱크(830)와 연결된 윤활유 분리구(730), 그리고 분리 챔버(710)의 타측에 형성되어 윤활유 분리구(730)보다 상대적으로 낮은 높이로 형성되며 절삭유 탱크(840)와 연결된 절삭유 분리구(740)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 윤활유는 절삭유보다 상대적으로 낮은 비중을 가지므로, 분리 챔버(710)에 유입된 윤활유와 절삭유는 비중 차이에 의해 분리되어 각각 윤활유 분리구(730)와 절삭유 분리구(740)를 통해 분리 배출된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공작물의 가공 과정에서 사용된 절삭유와 윤활유를 분리하여 각각 별개의 절삭유 탱크(840)와 윤활유 탱크(830)에 보관할 수 있다.

따라서, 절삭유 및 윤활유의 재사용이 용이할 뿐만 아니라 악취의 발생을 억제할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 공작물의 가공 과정에서 사용된 윤활유와 절삭유를 효과적으로 분리하여 배출시킬 수 있다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)의 동작 원리를 살펴본다.

도 4에 도시한 바와 같이, 볼스크류 이송 장치(400)에 사용된 윤활유는 베드(500)의 윤활유 배출 유로(530)를 따라 배출되고, 기계 본체(200)에서 사용된 절삭유는 주로 절삭유 배출 유로(540)를 따라 배출된다.

또한, 가이드 레일(570)에 형성된 윤활유 가이드홈(573)은 가이드 레일(570) 상에 유입된 윤활유가 절삭유 배출 유로(540)가 아닌 윤활유 배출 유로(530)로 향하도록 안내한다. 즉, 가이드 레일(570) 및 윤활유 가이드홈(573)은 베드(500)의 윤활유 배출 유로(530) 상에 설치된 볼스크류 이송 장치(400)에서 사용된 윤활유가 베드(500)의 가장자리, 즉 절삭유 배출 유로(540)로 유입되어 절삭유와 혼합되는 것을 최소화한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 절삭유 배출 유로(540)를 통해 베드(500)에서 배출된 절삭유는 절삭유 탱크(840)에 저장된다. 그리고 윤활유 배출 유로(530)를 통해 베드(500)에서 배출된 윤활유와 절삭유가 혼합된 유체는 유수 분리기(700)에서 분리 과정을 거친다.

유수 분리기(700)는 윤활유를 분리하여 윤활유 탱크(830)로 전달하고, 절삭유를 분리하여 절삭유 탱크(840)로 전달한다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공작 기계(101)는 공작물의 가공 과정에서 사용된 윤활유와 절삭유를 효과적으로 분리하여 배출시키고 이를 별도로 분리하여 저장할 수 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.

101: 자동 공구 교환 장치 200: 기계 본체
280: 스플래시 가드 400: 볼스크류 이송 장치
500: 베드 510: 베드 본체
530: 윤활유 배출 유로 540: 절삭유 배출 유로
548: 보조 절삭유 배출 유로 570: 가이드 레일
573: 윤활유 가이드홈 580: 본체 보강부
700: 유수 분리기 710: 분리 챔버
730: 윤활유 분리구 740: 절삭유 분리구
830: 윤활유 탱크 840: 절삭유 탱크

Claims

절삭유를 공급받아 공작물을 가공하는 기계 본체;
상기 절삭유보다 상대적으로 비중이 낮은 윤활유를 공급받아 상기 기계 본체를 왕복 이동시키는 볼스크류 이송 장치; 및
상기 기계 본체와 상기 볼스크류 이송 장치를 지지하는 베드
를 포함하며,
상기 베드는,
베드 본체와;
상기 볼스크류 이송 장치의 하방에 대응하는 상기 배드 본체에 형성되어 상기 볼스크류 이송 장치에 사용된 윤활유를 배출시키는 윤활유 배출 유로; 그리고
상기 윤활유 배출 유로를 사이에 두고 양측에 각각 마련되어 상기 기계 본체에 사용된 절삭유를 배출시키는 절삭유 배출 유로
를 포함하는 공작 기계.
제1항에서,
상기 베드의 상기 윤활유 배출 유로와 상기 절삭유 배출 유로는 길이 방향으로 경사지게 형성되어 각각 윤활유와 절삭유를 배출하고,
상기 윤활유 배출 유로와 연결된 윤활유 탱크와;
상기 절삭유 배출 유로와 연결된 절삭유 탱크; 그리고
상기 윤활유 배출 유로와 상기 윤활유 탱크 사이에 설치되어 상기 윤활유 배출 유로에서 배출된 유체 중 윤활유는 상기 윤활유 탱크로 전달하고 절삭유는 상기 절삭유 탱크로 전달하는 유수 분리기
를 더 포함하는 공작 기계.
제2항에서,
상기 베드는 상기 절삭유 배출 유로의 상기 절삭유 탱크와 상대적으로 인접한 일단부에는 상기 절삭유 배출 유로의 상부를 커버하는 본체 보강부를 더 포함하는 공작 기계.
제2항에서,
상기 유수 분리기는,
상기 윤활유 배출 유로와 연결된 분리 챔버와;
상기 분리 챔버의 일측에 형성되어 상기 윤활유 탱크와 연결된 윤활유 분리구; 그리고
상기 분리 챔버의 타측에 형성되어 상기 윤활유 분리구보다 상대적으로 낮은 높이로 형성되며 상기 절삭유 탱크와 연결된 절삭유 분리구
을 포함하는 공작 기계.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
상기 베드는,
상기 윤활유 배출 유로와 상기 절삭유 배출 유로 사이에 형성된 가이드 레일과;
상기 가이드 레일에 형성되어 상기 가이드 레일에 유입된 절삭유를 상기 윤활유 배출 유로로 안내하는 윤활유 가이드홈
을 더 포함하는 공작 기계.