KR20150117182A

KR20150117182A - 키홈 가공장치

Info

Publication number: KR20150117182A
Application number: KR1020140042647A
Authority: KR
Inventors: 조영득
Original assignee: 주식회사 시퍼스 파이프 라인
Priority date: 2014-04-09
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2015-10-19
Also published as: KR101575198B1

Abstract

본 발명은 키홈 가공장치에 관한 것으로, 구동축과, 구동축을 가로지르는 방향으로 축회전가능하게 구비되는 가공축, 구동축과 일체로 축회전하는 구동기어, 구동기어에 의해 상기 구동축의 회전력을 가공축에 전달하는 종동기어, 및 가공축의 일측에 체결피스에 의해 탈착가능하게 결합되고 그 가공축과 일체로 축회전하면서 피가공물에 키홈을 가공하는 커터를 포함하여, 소구경의 내측에 키홈을 용이하게 가공할 수 있고, 가공공차를 줄여 가공정밀도를 높일 수 있으며, 가공시간을 단축시킬 수 있게 된다.

Description

키홈 가공장치{ A device for processing a key groove }

본 발명은 키홈 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소구경의 피가공물 내부에 키홈을 가공하는 키홈 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로, 키이(key)는 기어나 풀리 등을 축(shaft)이나 보스(boss)에 고정시키기 위해 사용되는 쐐기로 평키이, 새들키이 등 목적에 따라 다양한 종류가 있다. 키이가 결합되는 축에는 키홈이 형성되어 키이를 수용한다.

축의 외측에 키홈을 가공하고자 하는 경우에는 엔드밀을 사용하고 축이나 보스의 내경에는 슬로터(slotter)를 사용하기도 하며 대량 생산시에는 밀링머신 등을 사용하기도 한다.

그러나, 슬로팅이나 세이퍼링의 경우 공구의 직선운동에 의해 키홈을 가공하므로 공구의 회전에 의한 절삭가공에 비해 가공정밀도가 낮고 왕복운동에 의해 가공시간이 많이 소요된다.

한편, 밀링과 같이 공구의 회전운동에 의해 키홈을 가공하는 경우에는 공구를 탈착가능하게 물어 잡는 콜렉척(collect cluck)이나 홀더를 사용하는데, 이러한 콜렉척이나 홀더의 크기로 인해 축의 내경에 키홈을 가공하는데 한계가 있었다.

즉, 축의 내경에 키홈을 가공하기 위해서는 공구와 함께 콜렉척이나 홀더를 포함하는 헤더가 축의 내경으로 출입해야 하는데, 콜렉척이나 홀더의 부피가 커 소구경에는 키홈을 가공할 수 없는 문제점이 있었다. 가령, 콜렉척이나 홀더는 직경이 수백mm급인 중대형 축의 내경에는 적합하나 수십mm급은 가공할 수 없었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 키홈 가공장치가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 소구경의 내측에 키홈을 용이하게 가공할 수 있고 가공정밀도를 높일 수 있는 키홈 가공장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 키홈 가공장치는, 구동축과, 상기 구동축을 가로지르는 방향으로 축회전가능하게 구비되는 가공축, 상기 구동축과 일체로 축회전하는 구동기어, 상기 구동기어에 의해 상기 구동축의 회전력을 상기 가공축에 전달하는 종동기어, 및 상기 가공축의 일측에 체결피스에 의해 탈착가능하게 결합되고 그 가공축과 일체로 축회전하면서 피가공물에 키홈을 가공하는 커터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 키홈 가공장치에 있어서, 상기 체결피스는 상기 가공축을 관통하여 상기 커터에 나사결합되는 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 키홈 가공장치에 있어서, 상기 가공축은 제1베어링에 의해 축회전가능하게 지지되고, 가공축의 외주면에 나사체결부가 형성되며, 상기 가공축의 나사체결부에 상기 제1베어링에 대하여 가공축을 고정시키는 체결너트가 나사결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 키홈 가공장치에 있어서, 상기 커터를 축회전가능하게 지지하는 제2베어링, 및 상기 커터의 외측에 끼워지고 상기 제2베어링과 커터 사이의 간극을 덮는 마감부재를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 구동기어 및 종동기어는 베벨기어이다.

본 발명의 실시예에 따른 키홈 가공장치에 있어서, 상기 구동축 및 가공축을 수용하는 하우징, 상기 구동축과 평행한 방향으로 키홈이 형성될 수 있도록 피가공물에 대하여 상기 하우징을 이동시키는 커터 이송유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 키홈 가공장치에 있어서, 상기 커터 이송유닛은 보오링머신일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 키홈 가공장치에 있어서, 피가공물을 상기 구동축과 평행한 방향을 따라 이동시키는 피가공물 이송유닛을 더 포함하는 것도 가능하다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 키홈 가공장치에 의하면, 피스결합에 의해 공구의 탈착구조를 간소화함으로써 축의 내경으로 출입하는 헤드의 부피를 최소화하고, 그로 인해 소구경의 내측에 키홈을 용이하게 가공할 수 있으며, 공구 회전방식에 의해 가공공차를 줄여 가공정밀도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 가공시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 키홈 가공장치를 나타낸 일측단면도,
도 2는 도 1의 부분 확대도,
도 3은 도 1에 도시된 키홈 가공장치의 작업상태를 나타낸 일측단면도,
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 절개한 작업상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 키홈 가공장치는, 구동축(10), 상기 구동축(10)을 가로지르는 방향(Z)으로 축회전가능하게 구비되는 가공축(20), 상기 구동축(10) 및 가공축(20)을 수용하는 하우징(30), 상기 구동축(10)과 일체로 축회전하는 구동기어(51), 상기 구동기어(51)에 의해 상기 구동축(10)의 회전력을 상기 가공축(20)에 전달하는 종동기어(52), 및 상기 가공축(20)의 일측에 체결피스(70)에 의해 탈착가능하게 결합되는 커터(60)를 포함한다.

상기 구동축(10)과 가공축(20)은 하우징(30)의 일측에 수용된다. 상기 가공축(20)은 제1베어링(41) 및 제2베어링(42)에 의해 하우징(30)에 축회전가능하게 지지되고, 상기 구동축(10)은 제3베어링(43)에 의해 하우징(30)에 축회전가능하게 지지된다.

상기 가공축(20)은 구동축(10)에 대하여 수직하게 구비된다. 상기 구동축(10)의 선단에는 구동기어(51)가 구비되고, 가공축(20)의 외주면에는 종동기어(52)가 구비되어 있다.

상기 종동기어(52)는 상기 가공축(20)에 고정결합되어 일체로 축회전하고, 구동기어(51)는 구동축(10)에 고정결합되어 일체로 축회전한다.

상기 구동기어(51)와 종동기어(52)는 베벨기어로서 서로 수직하게 치합되어 연동한다. 구동축(10)이 축회전하게 되면 구동기어(51)가 일체로 회전하면서 종동기어(52)를 연동시키게 되고, 종동기어(52)의 회전에 의해 가공축(20)이 축회전하게 된다.

상기 구동축(10)은 구동원(도면미도시)에 의해 구동되어 축회전한다. 본 발명이 후술하는 커터 이송유닛(90)을 구비한 경우 구동원은 커터 이송유닛(90)에 구비될 수 있다. 가령, 커터 이송유닛(90)이 보오링머신인 경우 그 보오링머신의 구동모터의 동력으로 구동축(10)을 축회전시킬 수 있다. 커터 이송유닛(90) 대신 피가공물 이송유닛을 구비한 경우, 구동원으로 별도의 구동모터를 구비하여 구동축(10)을 구동시키게 된다.

상기 가공축(20)이 회전하게 되면 커터(60)가 일체로 축회전하면서 피가공물(1)에 키홈(2)을 가공하게 된다. 여기서, 커터(60)의 회전에 의한 가공방식은 종래 세이퍼나 슬로터의 직선운동에 의한 가공에 비해 키홈(2)의 오차가 적어 가공정밀도를 높을 수 있고 가공시간이 크게 단축된다.

상기 커터(60)는 가공축(20)의 일단에 체결피스(70)에 의해 고정결합된다. 상기 가공축(20)에는 그 축중심에 축방향을 따라 피스체결공(21)이 관통되어 형성되고, 그 피스체결공(21)에 체결피스(70)가 관통하여 피스결합된다.

상기 체결피스(70)는 가공축(20)을 관통하여 상기 커터(60)에 나사결합된다. 커터(60)의 축중심에는 상기 체결피스(70)가 나사결합되는 피스결합홈(61)이 형성되어 있다. 체결피스(70)는 가공축(20)의 피스체결공(21)을 관통하여 커터(60)의 피스결합홈(61)에 나사결합됨으로써 가공축(20)과 커터(60)를 고정결합시킨다.

커터(60)는 키홈(2)의 크기나 피가공물(1)의 직경 및 재질에 따라 그 크기 및 재질이 달라질 수 있다. 상기 체결피스(70)를 풀게 되면 가공축(20)과 커터(60)를 분리할 수 있게 되고, 분리 후 가공에 맞는 커터(60)로 교체할 수 있게 된다. 다시 말하면, 체결피스(70)를 통한 나사체결방식으로 인해 다양한 직경과 재질의 커터(60)를 간단하게 교체할 수 있게 된다.

체결피스(70)를 통한 나사체결방식은 종래 커터(60)를 물어 잡는 척(chuck)기구를 채택한 경우에 비해 구조가 간단하고 부피를 차지하지 않으므로 소형화를 구현할 수 있다. 그로 인해 도 3에 도시된 바와 같이 관형상의 피가공물(1) 내측에 키홈(2)을 가공하는 경우, 피가공물(1)의 내경이 종래에 비해 현저히 작은 경우에도 내측을 출입하면서 키홈(2)을 용이하게 가공할 수 있게 된다.

상기 가공축(20)의 외주면 일측에는 나사체결부(22)가 형성되며, 상기 나사체결부(22)에 체결너트(75)가 나사결합된다. 나사체결부(22)는 상기 제1베어링(41)이 결합되는 부분의 위쪽에 형성되고, 체결너트(75)는 나사체결부(22)에 가공축(20)의 축방향을 따라 나사결합되되 제1베어링(41)과 접촉할 때까지 이동하게 된다. 가공축(20)에 제1베어링(41)에 끼워진 상태에서 상기 체결너트(75)를 가공축(20)의 외주면 나사체결부(22)에 끼워 제1베어링(41)에 접촉할 때까지 조이게 되면 체결너트(75)가 상기 제1베어링(41)에 대하여 가공축(20)을 견고하게 고정시키게 된다.

상기 제1베어링(41)은 외측몸체가 하우징(30)에 고정되고 내측몸체가 가공축(20)에 고정되어 하우징(30)에 대하여 가공축(20)이 회전하게 된다. 상기 체결너트(75)는 제1베어링(41)의 내측몸체에 접촉되어 가공축(20)과 함께 일체로 회전한다.

상기 제2베어링(42)은 외측몸체가 하우징(30)에 고정된다. 제2베어링(42)의 내측몸체에는 마감부재(80)가 접촉되어 구비된다.

상기 마감부재(80)는 커터관통공(81)을 구비한 링 형상으로 형성되어 상기 커터(60)의 외측에 끼워짐과 동시에 제2베어링(42)의 내측몸체에 지지됨으로 제2베어링(42)과 커터(60) 사이의 공간(간극)을 덮는다. 여기서, 커터(60)는 다양한 크기의 다른 것으로 교체될 수 있으므로 제2베어링(42)의 내측몸체와 커터(60)가 접촉되지 않고 이격되는 것이 바람직하다. 이와 같이 이격된 공간에 상기 마감부재(80)가 구비되어 커터(60)쪽에서 가공팁이 제2베어링(42) 및 하우징(30)의 내부로 유입되지 않도록 차단하게 된다. 상기 마감부재(80)는 커터(60)의 외경에 따라 커터관통공(81)의 직경이 다른 것을 사용한다.

한편, 상기 마감부재(80)는 제2베어링(42)과 커터(60)의 사이에 끼워짐으로써 제2베어링(42)에 대하여 커터(60)를 축회전가능하게 지지한다. 커터(60)는 마감부재(80)에 이해 제2베어링(42)에 지지되는 한편 가공축(20)이 제1베어링(41)에 의해 지지된다. 커터(60)는 가공축(20)과 일체로 회전하므로 커터(60)와 가공축(20)이 일체로 두 지지점(제1베어링 및 제2베어링)에서 회전지지된다. 이와 같이 커터(60)와 가공축(20)이 두 지지점에서 지지됨으로써 안정적으로 축회전할 수 있게 된다.

상기 가공축(20)의 상단쪽 하우징(30)에는 제1베어링(41)으로 유입되는 이물질을 차단하는 커버(35)가 나사결합되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 커터(60)는 상기 구동축(10)과 평행한 방향(Y)으로 키홈(2)이 형성될 수 있도록 피가공물(1)에 대하여 상대적으로 직선이동한다. 커터(60)는 측면에 커터날이 구비되어 측방으로 이동하면서 키홈(2)을 절삭하게 된다.

상기 커터(60)의 피가공물(1)에 대한 상대운동을 위해 상기 하우징(30)은 커터 이송유닛(90)에 의해 이송될 수 있다.

상기 커터 이송유닛(90)은 보오링머신이 채택될 수 있다. 보오링머신은 구멍이 형성된 관형의 내부로 가공기구를 출입시켜 내경을 넓히는 공작기계로, 가공기구를 제거하고 본 발명의 하우징(30)을 장착함으로써 커터(60)를 직선이동시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 커터 이송유닛(90)을 채택하지 않고 하우징(30)은 고정된 상태에서 피가공물(1)이 이동하는 것도 가능하다. 즉, 커터(60)와 피가공물(1)은 서로 상대이동만 하게 되면 키홈(2)을 가공할 수 있게 되므로 하우징(30)을 고정시킴으로써 커터(60)를 고정시키고 피가공물 이송유닛(도면미도시)을 구비하여 피가공물(1)을 이동시킬 수 있다.

피가공물 이송유닛은 피가공물(1)을 상기 구동축(10)과 평행한 방향을 따라 이동시키는 장치로, 선반을 비롯한 각종 공작기계에서 피가공물(1)을 이송시키는 모든 수단이 채택될 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

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

10 : 구동축
20 : 가공축
21 : 피스체결공
22 : 나사체결부
30 : 하우징
35 : 커버
41 : 제1베어링
42 : 제2베어링
43 : 제3베어링
51 : 구동기어
52 : 종동기어
60 : 커터
61 : 피스결합홈
70 : 체결피스
75 : 체결너트
80 : 마감부재
81 : 커터관통공
90 : 커터 이송유닛

Claims

구동축;
상기 구동축을 가로지르는 방향으로 축회전가능하게 구비되는 가공축;
상기 구동축과 일체로 축회전하는 구동기어;
상기 구동기어에 의해 상기 구동축의 회전력을 상기 가공축에 전달하는 종동기어; 및
상기 가공축의 일측에 체결피스에 의해 탈착가능하게 결합되고, 그 가공축과 일체로 축회전하면서 피가공물에 키홈을 가공하는 커터;를 포함하는 키홈 가공장치.
제1항에 있어서, 상기 체결피스는,
상기 가공축을 관통하여 상기 커터에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 키홈 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 가공축은 제1베어링에 의해 축회전가능하게 지지되고, 가공축의 외주면에 나사체결부가 형성되며,
상기 가공축의 나사체결부에 상기 제1베어링에 대하여 가공축을 고정시키는 체결너트가 나사결합되는 것을 특징으로 하는 키홈 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 커터를 축회전가능하게 지지하는 제2베어링; 및
상기 커터의 외측에 끼워지고, 상기 제2베어링과 커터 사이의 간극을 덮는 마감부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키홈 가공장치.
제1항에 있어서, 상기 구동기어 및 종동기어는,
베벨기어인 것을 특징으로 하는 키홈 가공장치.
제1항에 있어서, 상기 구동축 및 가공축을 수용하는 하우징;
상기 구동축과 평행한 방향으로 키홈이 형성될 수 있도록 피가공물에 대하여 상기 하우징을 이동시키는 커터 이송유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키홈 가공장치.
제6항에 있어서, 상기 커터 이송유닛은,
보오링머신인 것을 특징으로 하는 키홈 가공장치.
제1항에 있어서,
피가공물을 상기 구동축과 평행한 방향을 따라 이동시키는 피가공물 이송유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키홈 가공장치.