KR20160017322A - 선반용 나사 가공 장치 및 이를 이용한 나사 가공 방법 - Google Patents

선반용 나사 가공 장치 및 이를 이용한 나사 가공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선반에 장착되어 주축의 회전방향을 조절함으로써 용이하게 소형나사를 가공할 수 있는 선반용 나사 가공 장치에 대한 발명으로써, 상기 선반의 심압대 상에 장착되는 고정부; 상기 고정부에 회전가능하게 장착되며, 상기 선반의 주축을 마주보는 면에 나사가공용 다이스를 구비하는 가공부; 상기 고정부 및 상기 가공부 중 어느 하나의 외면으로부터 방사방향으로 돌출되는 돌출부; 상기 고정부 및 상기 가공부 중 다른 하나의 외면상에 마련되되 상기 돌출부의 회전방향와 간섭되도록 상기 돌출부 측으로 연장되는 가이드부;를 포함하며, 상기 가공부는 상기 돌출부와 상기 가이드부가 접촉하지 않는 상태에서는 상기 고정부 상에서 회전하며, 상기 돌출부와 상기 가이드부가 접촉한 상태에서는 상기 고정부에 근접하는 방향 또는 멀어지는 방향으로 운동하는 것을 특징으로 한다.

Description

선반용 나사 가공 장치 및 이를 이용한 나사 가공 방법{APPARATUS FOR MACHINING SCREW OF LATHE AND METHOD FOR MACHINING SCREW USING THE SAME}
본 발명은 선반용 나사 가공 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선반의 심압대에 설치되어 주축의 회전방향에 따라 선택적으로 공작물에 근접하여 나사를 가공하거나 또는 공작물로부터 이격될 수 있는 선반용 나사 가공 장치에 관한 것이다.
선반(Lathe)이란 회전절삭가공을 수행하는 공작가규 중 하나로서, 이송량을 조절할 수 있는 왕복대에 설치되는 절삭공구를 사용하여 주축(main shaft)과 심압대(tail stock)에 고정되어 회전하는 가공물을 가공하는 장치이다.
즉, 공작물을 주축에 장착하기 위해서 주축으로부터 심압대를 향하여 돌출되는 척을 통해 공작물을 고정하게 되며, 주축 상에서 주축과 동일한 회전을 하는 공작물의 외면상에 절삭공구를 접촉시킴으로써 공작물의 절삭가공이 수행된다.
선반을 통해 나사가공을 하는 경우도 상술한 것과 같다. 즉, 공작물을 척에 물리고 공작물을 주축과 함께 회전시킨 후, 절삭공구를 공작물에 접촉시킨 상태에서 왕복대를 일정속도로 운동시키면, 왕복대의 이동속도에 따라 피치가 일정한 나사를 가공할 수 있다.
다만, 상술한 과정을 통해 나사를 가공하는 경우에는 제한이 있다. 가공하고자 하는 나사의 크기가 일정 크기 이하로 소형화되면, 척과 왕복대, 또는 척과 왕복대에 장착되는 공구대에 의해 절삭공구가 절삭할 수 있는 영역이 발생하게 된다.
이를 해결하기 위해, 공작물에서 척에 물리는 부분을 일부가공하여 직경을 줄일 수 있으나, 이 과정에서 공작물의 일부가공된 부분과 가공되지 않은 부분과의 중심이 어긋나는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공작물의 회전방향을 조절함으로써 소형 나사를 용이하게 가공할 수 있는 선반용 나사 가공 장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 선반에 장착되어 나사를 가공하는 선반용 나사 가공 장치에 있어서, 상기 선반의 심압대 상에 장착되는 고정부; 상기 고정부에 회전가능하게 장착되며, 상기 선반의 주축을 마주보는 면에 나사가공용 다이스를 구비하는 가공부; 상기 고정부 및 상기 가공부 중 어느 하나의 외면으로부터 방사방향으로 돌출되는 돌출부; 상기 고정부 및 상기 가공부 중 다른 하나의 외면상에 마련되되 상기 돌출부의 회전방향와 간섭되도록 상기 돌출부 측으로 연장되는 가이드부;를 포함하며, 상기 가공부는 상기 돌출부와 상기 가이드부가 접촉하지 않는 상태에서는 상기 고정부 상에서 회전하며, 상기 돌출부와 상기 가이드부가 접촉한 상태에서는 상기 고정부에 근접하는 방향 또는 멀어지는 방향으로 운동하는 선반용 나사 가공 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 고정부는 상기 가공부를 마주보는 면에 상기 가공부를 향하여 돌출되는 삽입부가 형성되고, 상기 가공부는 상기 고정부를 마주보는 면에 상기 삽입부가 삽입되는 요홈부가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가이드부는, 상기 다른 하나의 외면으로부터 방사방향으로 돌출되되 상기 돌출부보다 돌출되는 높이가 낮은 제1 부재; 상기 제1 부재의 단부로부터 상기 돌출부를 향하여 연장되는 제2 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 나사가공용 다이스는 상기 가공부로부터 착탈가능하게 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가공부는 나사가공시 상기 나사가공용 다이스를 통해 발생가능한 팁을 배출하도록 상기 나사가공용 다이스와 연통하는 배출부가 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은, 본 발명의 목적에 따라, 상기 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 선반용 나사 가공 장치가 장착된 심압대를 공작물에 근접시키는 근접단계; 상기 공작물이 물린 주축을 일방향으로 회전시켜 상기 가공부를 상기 공작물 측으로 근접시킴과 동시에 상기 공작물의 외면상에 나사산을 형성하는 제1 회전단계; 상기 주축을 타방향으로 회전시켜 상기 가공부를 상기 공작물로부터 이격시키는 제2 회전단계;를 포함하는 나사 가공 방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 일방향은 상기 가공부가 상기 주축 측으로 근접하도록 상기 다이스의 형성방향에 대응되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 주축의 회전방향을 조절함으로써 용이하게 나사를 가공할 수 있는 선반용 나사 가공 장치가 제공된다.
또한, 선반의 주축과 공구대의 접촉에 의해 공작물의 가공범위가 제한받는 것에 영향을 받지 않으므로, 공작물의 전 영역을 효과적으로 가공할 수 있다.
또한, 용도에 따라 나사가공용 다이스를 교체할 수 있어 다양한 나사를 용이하게 가공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선반용 나사 가공 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1에 따른 선반용 나사 가공 장치를 개략적으로 도시한 정면도이고,
도 3은 도 1에 따른 선반용 나사 가공 장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이고,
도 4는 도 1에 따른 선반용 나사 가공 장치를 선반에 장착한 모습을 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 나사 가공 방법을 개략적으로 도시한 공정흐름도이고,
도 6은 도 5에 따른 나사 가공 방법에서 근접단계의 작동모습을 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 7, 도 8은 도 5에 따른 나사 가공 방법에서 제1 회전단계의 작동모습을 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 9, 도 10은 도 5에 따른 나사 가공 방법에서 제2 회전단계의 작동모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 선반용 나사 가공 장치(100)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선반용 나사 가공 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 선반용 나사 가공 장치를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 3은 도 1에 따른 선반용 나사 가공 장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이고, 도 4는 도 1에 따른 선반용 나사 가공 장치를 선반에 장착한 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 선반용 나사 가공 장치(100)는 선반(1)의 심압대(20)에 장착되어 주축(10)에 물린 공작물을 가공하여 나사를 가공할 수 있으며 특히 소형 나사도 용이하게 가공할 수 있는 것으로, 고정부(110)와 가공부(120)와 돌출부(130)와 가이드부(140)를 포함한다.
상기 고정부(110)는 일부가 심압대(20)에 삽입되어 심압대(20) 상에 고정되며, 타부는 공작물(S)를 향하여 돌출되는 부재이다. 즉, 심압대(20)가 베드(30)를 따라 이동하는 경우에도 고정부(110)는 심압대(20)에 상대적인 위치가 고정된다.
여기서, 고정부(110)의 움직임을 제한하도록 고정부(110)의 일부는 심압대(20)의 삽입구(21)의 직경에 대응되게 마련되는 것이 바람직하다.
상기 가공부(120)는 고정부(120)에 회전가능하게 장착되며, 주축(10)을 마주보는 면, 더 정확히는 공작물(S)을 마주보는 면에 나사가공용 다이스(121)를 구비하는 부재이다.
여기서, 나사가공용 다이스(121)는 가공부(120)로부터 착탈가능하게 마련될 수 있다. 즉, 필요에 따라 상이한 직경을 가진 공작물(S)을 가공할 수 있고, 이러한 공작물(S)에 따라 나사가공용 다이스(121)를 적절히 교체할 수 있다.
또한, 가공부(120)의 외면에는 나사가공용 다이스(121)를 통해 나사를 가공하는 경우 발생하는 팁을 배출할 수 있도록 배출부(123)가 형성될 수 있다.
여기서, 배출부(123)는 나사가공용 다이스(121)와 연통하고, 가공부(120)의 외주연 상에 마련됨으로써 원심력에 의해 팁을 가공부(120)로부터 용이하게 배출할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 고정부(110)와 가공부(120) 사이의 결합관계를 다시 설명하면, 고정부(110)에는 가공부(120)를 마주보는 면으로부터 가공부(120)를 향하여 돌출되는 삽입부(111)가 형성되고 가공부(120)에는 고정부(110)를 마주보는 면으로부터 내측으로 함돌되어 삽입부(111)가 삽입될 수 있는 요홈부(122)가 형성된다.
여기서, 삽입부(111) 및 요홈부(112)는 원통형으로 마련되어, 가공부(120)가 고정부(110)에 근접하거나 멀어지는 운동, 또는 가공부(120)가 삽입부(111)의 둘레방향으로 회전운동을 할 수 있도록 안내할 수 있다.
또한, 고정부(110), 삽입부(111), 가공부(120) 및 요홈부(122)는 모두 동축상에 마련되는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 주축(10), 공작물(S) 및 심압대(20)의 삽입구(21) 모두가 동축상에 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에서는 고정부(110)에 삽입부(111)가 형성되고, 가공부(120)에 요홈부(122)가 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 고정부(110)에 요홈부가 형성되고 가공부(120)에 삽입부가 형성될 수 있음은 당연하다.
상기 돌출부(130)는 고정부(110) 및 가공부(120) 중 어느 하나의 외면으로부터 방사방향으로 돌출되는 부재로서, 본 발명의 일실시예에서는 가공부(120)에 마련된다.
상기 가이드부(140)는 고정부(110) 및 가공부(120) 중 다른 하나의 외면상에 마련되되 돌출부(130)와 교차하는 방향을 따라 연장되는 부재로서, 본 발명의 일실시예에서는 고정부(110)에 마련되며, 제1 부재(141)와 제2 부재(142)를 포함한다.
상기 제1 부재(141)는 고정부(110)의 외면으로부터 방사방향으로 돌출되되, 돌출되는 높이는 돌출부(130)가 돌출되는 높이보다 낮게 마련되는 부재이다.
상기 제2 부재(142)는 일단이 제1 부재(141)와 연결되며, 타단은 돌출부(130)를 향하는 방향으로 연장되며, 본 발명의 일실시예에서는 가공부(120)의 단부 측까지 연장된다.
즉, 가이드부(140)는 "─┘" 형상으로 마련되어 제2 부재(142)가 돌출부(130)와 접촉할 수 있게 마련된다.
다시 설명하면, 방사방향으로의 돌출부(130)의 높이는 방사방향으로의 가이드부(140)의 높이보다 높게 마련되므로, 가공부(120)가 고정부(110) 상에서 회전시 회전경로를 제한하게 되며, 가공부(120)는 돌출부(130)가 가이드부(140)의 일면에 접촉할 때까지만 고정부(110) 상에서 회전할 수 있다.
지금부터는 상술한 나사 가공 방법의 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 나사 가공 방법을 개략적으로 도시한 공정흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 나사 가공 방법(S110)은 상술한 선반용 나사 가공 장치(100)를 이용하되 선반의 주축 회전방향을 조절함으로써 용이하게 나사를 가공할 수 있는 방법으로서, 근접단계(S110)와 제1 회전단계(S120)와 제2 회전단계(S130)를 포함한다.
도 6은 도 5에 따른 나사 가공 방법에서 근접단계의 작동모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 근접단계(S110)는 상술한 선반용 나사 가공 장치(100)를 심압대(20)에 장착한 후, 심압대(20)를 베드(30)를 따라 주축(10) 측으로 이동시켜, 공작물(S)에 선반용 나사 가공 장치(100)를 근접시키는 단계이다.
본 발명의 일실시예에 따른 선반용 나사 가공 장치(100)가 주축(10)과 심압대(20) 사이에서 신축가능하게 마련되지만, 이는 주축(10)의 회전에 의한 것으로서, 적어도 가공부(20)에서 나사가공용 다이스(21)가 공작물(S)에 접촉하여야 한다.
이를 위해, 근접단계(S110)는 바람직하게는 주축(10)에 물린 공작물(S)의 단부가 나사가공용 다이스(21)와 접촉하도록, 더 바람직하게는 공작물(S) 단부의 일부가 나사가공용 다이스(21)에 삽입되도록 심압대(20)를 이동시킨다.
도 7, 도 8은 도 5에 따른 나사 가공 방법에서 제1 회전단계의 작동모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7 또는 도 8을 참조하면, 상기 제1 회전단계(S120)는 주축(10)을 일방향으로 회전시켜 본 발명의 일실시예 따른 선반용 나사 가공 장치(100)를 통해 공작물을 가공하는 단계이다.
즉, 상술한 근접단계(S110)를 통해 공작물(S)이 나사가공용 다이스(121)에 접촉한 상태에서 주축(10) 및 이에 물린 공작물(S)이 회전하게 되면, 가공부(20)도 공작물(S)과 동일한 회전을 하게 된다.
돌출부(30)과 가이드부(40)가 접촉할 때까지 가공부(20)는 고정부(10) 상에서 회전하며, 돌출부(30)과 가이드부(40)가 접촉한 이후부터는 돌출부(30)와 가이드부(40)에 의해 가공부(20)의 움직임이 주축(10), 즉 공작물(S) 측으로 근접하도록 안내되어 공작물(S)이 절삭가공된다.
즉, 주축(10)의 회전에 의해 공작물(S)이 나사가공용 다이스(121) 측으로 삽입되며, 나사가공용 다이스(121)에 의해 공작물(S)의 외주면에 나사산을 형성한다.
여기서, 나사가공용 다이스(121)의 회전방향은 주축(10)의 일방향에 대응되며, 즉, 주축(10)의 일방향으로 회전시 가공부(120)가 주축(10) 측으로 근접하는 방향으로 움직일 수 있도록 형성된다.
한편, 제1 회전단계(S110)는 가공부(120)가 주축(10)에 접촉하기 직전까지 진행되는 것이 바람직하다.
도 9, 도 10은 도 5에 따른 나사 가공 방법에서 제2 회전단계의 작동모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 9 또는 도 10을 참조하면, 상기 제2 회전단계(S130)는 주축(10)을 타방향으로 회전시켜 외면상에 나사산이 형성된 공작물(S)로부터 본 발명의 일실시예 따른 선반용 나사 가공 장치(100)를 이격시키는 단계이다.
즉, 상술한 제1 회전단계(S120)를 통해 공작물(S)이 나사가공용 다이스(121)에 삽입된 상태에서 주축(10) 및 이에 물린 공작물(S)이 타방향으로 회전하게 되면, 다시 가공부(20)도 공작물(S)과 동일한 회전을 하게 된다.
제2 회전단계(S130)에서도 제1 회전단계(S120)와 마찬가지로 돌출부(30)과 가이드부(40)가 접촉할 때까지 가공부(20)는 고정부(10) 상에서 회전하며, 돌출부(30)과 가이드부(40)가 접촉한 이후부터는 돌출부(30)와 가이드부(40)에 의해 가공부(20)의 움직임이 심압대(20), 즉 공작물(S) 측로부터 이격되도록 안내되어 나사산이 형성된 공작물(S)이 나사가공용 다이스(121)로부터 이탈한다.
즉, 주축(10)의 회전에 의해 공작물(S)이 나사가공용 다이스(121) 측으로 삽입되며, 나사가공용 다이스(121)에 의해 공작물(S)의 외주면에 나사산을 형성한다.
여기서, 제2 회전단계(S130)는 공작물(S)이 나사가공용 다이스(121)로부터 완전히 이탈하는 시점까지 진행되는 것이 바람직하다.
이처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 선반용 나사 가공 장치 및 이를 이용한 나사 가공 방법을 이용하여 나사를 가공하게 되면, 단순히 주축(10)의 회전방향을 조절함으로써 공작물의 외면에 나사산을 가공하고, 공작물로부터 나사 가공 장치를 이격시킬 수 있어 나사를 용이하게 가공할 수 있다.
또한, 나사 가공 장치가 주축(10)의 축방향을 따라 이동함으로써 주축(10)에 물린 부분을 제외한 공작물(S)을 전영역에 나사가공을 할 수 있어 소형 나사라 할지라도 주축(10)과 왕복대(20), 더 정확히는 왕복대(20)에 장착된 공구대에 의해 왕복대(20)의 이동범위가 제한되어 공작물(S)의 가공범위가 제한되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10: 주축 20: 심압대
30: 베드
100: 선반용 나사 가공 장치 110: 고정부
120: 가공부 130: 돌출부
140: 가이드부
S100: 나사 가공 방법 S110: 근접단계
S120: 제1 회전단계 S130: 제2 회전단계

Claims (7)

  1. 선반에 장착되어 나사를 가공하는 선반용 나사 가공 장치에 있어서,
    상기 선반의 심압대 상에 장착되는 고정부;
    상기 고정부에 회전가능하게 장착되며, 상기 선반의 주축을 마주보는 면에 나사가공용 다이스를 구비하는 가공부;
    상기 고정부 및 상기 가공부 중 어느 하나의 외면으로부터 방사방향으로 돌출되는 돌출부;
    상기 고정부 및 상기 가공부 중 다른 하나의 외면상에 마련되되 상기 돌출부의 회전방향와 간섭되도록 상기 돌출부 측으로 연장되는 가이드부;를 포함하며,
    상기 가공부는 상기 돌출부와 상기 가이드부가 접촉하지 않는 상태에서는 상기 고정부 상에서 회전하며, 상기 돌출부와 상기 가이드부가 접촉한 상태에서는 상기 고정부에 근접하는 방향 또는 멀어지는 방향으로 운동하는 선반용 나사 가공 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 가공부를 마주보는 면에 상기 가공부를 향하여 돌출되는 삽입부가 형성되고,
    상기 가공부는 상기 고정부를 마주보는 면에 상기 삽입부가 삽입되는 요홈부가 형성되는 선반용 나사 가공 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 다른 하나의 외면으로부터 방사방향으로 돌출되되 상기 돌출부보다 돌출되는 높이가 낮은 제1 부재; 상기 제1 부재의 단부로부터 상기 돌출부를 향하여 연장되는 제2 부재;를 포함하는 선반용 나사 가공 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 나사가공용 다이스는 상기 가공부로부터 착탈가능하게 마련되는 선반용 나사 가공 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가공부는 나사가공시 상기 나사가공용 다이스를 통해 발생가능한 팁을 배출하도록 상기 나사가공용 다이스와 연통하는 배출부가 형성되는 선반용 나사 가공 장치.
  6. 상기 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 선반용 나사 가공 장치가 장착된 심압대를 공작물에 근접시키는 근접단계;
    상기 공작물이 물린 주축을 일방향으로 회전시켜 상기 가공부를 상기 공작물 측으로 근접시킴과 동시에 상기 공작물의 외면상에 나사산을 형성하는 제1 회전단계;
    상기 주축을 타방향으로 회전시켜 상기 가공부를 상기 공작물로부터 이격시키는 제2 회전단계;를 포함하는 나사 가공 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 일방향은 상기 가공부가 상기 주축 측으로 근접하도록 상기 다이스의 형성방향에 대응되는 나사 가공 방법.


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