KR20160073526A - 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그 - Google Patents

Abstract

선반에 의해 가공되는 대상물의 센터 고정용 지그가 제공된다. 제공된 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터 고정용 지그는 NC선반의 척에 이와 동일한 센터가 되도록 체결되는 베이스플레이트와 상기 베이스플레이트의 일면에 구비되며, 가공대상물의 가공 부위 센터를 상기 베이스플레이트와 동일한 센터가 되도록 가압고정하는 고정유닛을 포함하여 가공대상물을 신속, 용이하게 셋팅 고정할 수 있도록 함으로써, 제품 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그{Fixing device of the center of the object to be processed by the lathe}

본 발명은 센터 고정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선반을 이용한 가공대상물의 가공 준비과정에서 선반의 척 중심과 가공 대상물의 가공 부위 중심을 신속,용이하게 셋팅 고정할 수 있도록 함으로써, 제품 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계는 기계를 제작하기 위한 장치의 총칭으로 절삭도구를 이용하여 금속의 절단, 절삭, 보링, 드릴링, 나사 절삭, 연삭 등의 기타방법을 통해서 칩을 발생하면서 금속 및 기타 재료를 가공하여 필요한 모양으로 만드는 기계를 말한다.

이러한 공작기계는 범용공작기계와 전용 공작기계로 구분되며 그 중 범용 공작기계는 선반, 드릴기계, 보링기계, 밀링기계, 톱기계 및 연삭기계 등으로 세분화할 수 있다.

이렇게 구분되는 공작기계에서 가공 생산성을 향상시키기 위한 대안으로는 크게 절삭시간의 단축과 비절삭시간의 단축으로 나눌 수 있으며, 이 중 비 절삭시간의 단축방안으로는 이송계의 이송속도를 향상시키는 방법과, 자동공구교환장치(ATC)에 의한 공구 교환시간을 단축시키는 방법 및 오토파렛체인저(APC)에 의한 공작물 교환시간을 단축시키는 방법으로 다시 세분화된다.

한편, 이러한 방법들이 집약되어 순차적으로 여러 종류의 가공을 효율적으로 실시하여 가공 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 장치가 복합 공작기계이다.

상기 복합 공작기계의 대표적인 일예로 NC 선반과 MCT가 있다.

NC 선반은 수치제어(Numerical Control)가 가능한 자동화된 선반으로, 베드 안내면의 한쪽에는 주축대가 구비되고, 반대쪽에 심압대가 배치된다.

상기 심압대는 축 방향으로 운동하여 주축의 척과 더불어 공작물의 한쪽 끝부분을 라이브 센터로 지지하는 역할을 수행한다. 이로써 라이브 센터를 공작물의 끝부분에 밀어 붙임으로써 공작물을 단단히 고정시킬 수 있다.

또한, 심압대는 NC선반이 자동화되면서 라이브 센터, 드릴 척, 테이퍼 드릴 등의 공구를 자동으로 교체할 수 있도록 진화되었다.

한편, MCT는 Machining Center Tooling System의 약칭으로 머시닝 센터로 칭한다.

상기 머시닝 센터는 드릴링 가공은 물론 밀링 가공 등 여러 가지 가공을 순차적으로 할 수 있도록 공구를 자동으로 교환해 주는 자동 공구 교환장치(Automatic Tool Changer)가 있기 때문에 기계의 주축대 또는 기어박스 가공에 유리하다.

이러한, 머시닝 센터의 종류로는 테이블 면에 대하여 주축의 방향에 따라 주축이 수직으로 된 수직형 머시닝 센터(vertical machining center)와 주축이 수평으로 된 수평형 머시닝 센터(horizontal machining center)가 있으며, 수직형은 설치 면적이 적고 관리가 용이한 반면, 수평형은 인덱스를 회전시키면서 다양한 작업이 가능하고 칩이 자연 낙하되면서 자동으로 제거가 가능하며 절삭유의 배출 흐름이 쉽도록 되어 있다.

이러한 복합 공작기계로 대표되는 NC선반과 머시닝 센터는 가공 방법에 있어서 커다란 차이가 있다.

즉, 머시닝 센터는 가공 대상물을 고정한 상태에서 공구의 회전을 통해 가공대상물을 가공하나, NC 선반은 공구를 사용자가 위치조절하여 고정한 상태에서 가공대상물의 회전을 통해 상기 가공대상물을 가공한다.

이렇게 복합 공작기계에서의 가공방법적인 차이점은 가공 대상물의 가공형태에 따라 제품 생산성에 큰 차이를 나타낸다.

즉, 머시닝 센터는 가공 대상물의 가공 부위가 관의 외경 또는 홀의 내경인 경우 공구가 관의 외경 또는 홀의 내경을 주위를 회전이동하며 가공작업을 수행하기 때문에 가공시간이 지연되는 현상이 발생하나, 이에 비해 NC 선반은 관의 외경 또는 홀의 내경을 가공하는 경우 회전하는 가공 대상물에 대해 공구의 짧은 거리 직선운동 만으로도 가공대상물이 가공되는 동작관계를 갖기 때문이다.

이에, 현장 관리자들은 가공 대상물의 가공형태에 그에 편리한 기계를 사용하게 된다.

그러나, NC 선반을 통해 가공 대상물을 가공함에 있어도 NC 선반의 척에 가공 대상물을 장착고정하는 방법이 매우 번거롭고, 어려웠다.

즉, NC 선반의 척에 가공 대상물을 가공 가능하도록 고정하기 위해서는 가공대상물의 관 또는 홀의 중심과 척의 중심을 정확하게 일치시켜야 가공 대상물의 회전이 관 또는 홀을 중심을 기준으로 편심없이 원활하게 이루어지게 되는 데, 이때 척에 가공 대상물을 정확하게 고정시키기 위해서는 별도의 측정게이지 등을 이용하여 고정위치를 측정해가며 고정해야 했기 때문이다.

따라서, NC 선반의 척에 가공 대상물을 장착하는데 과다한 시간이 소요되어 생산성이 크게 떨어지고 문제점이 있었다.

이러한 단점을 해결하기 위한 기술로, 대한민국 등록실용신안 제20-0108730호 "선반의 가공물 센터 조정장치"가 제안된바 있다.

이는 심압대 측에 가공물 센터 투시경을 3차원 이송수단에 취부하여 센터의 조정이 정확하고 간단하게 할 수 있도록 하였다.

그러나, 이러한 기술적 연구에도 불구하고 생산성 향상에는 크게 도움을 주지 못했다. 즉, 가공 대상물의 가공 작업이 종료되면 새로운 가공 대상물로의 교체작업이 연속적으로 이루어지는데, 종래 대한민국 등록실용신안 제20-0108730호의 "선반의 가공물 센터 조정장치"는 그 때마다 가공대상물의 센터를 측정하며 조정작업을 수행해야 했기 때문이다.

대한민국 등록실용신안 제20-0108730호

본 발명은 상술한 종래 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 선반을 이용한 가공 대상물의 가공 준비과정에서 선반의 척 중심과 가공 대상물의 가공 부위 중심을 신속,용이하게 셋팅 고정할 수 있도록 함으로써, 제품 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 센터고정용 지그의 구조 개선을 통해 가공 대상물을 고정하기 위한 제1 가압편과 제2 가압편이 가공 대상물의 치수 및 가공부위의 위치에 따라 가변 조절가능하도록 함으로써, 가공 대상물의 조건에 관계없이 가공할 수 있도록 하여 사용편의성을 향상시킬 수 있도록 한 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터 고정용 지그를 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 센터고정용 지그에 가공 대상물에 별도의 결속수단을 더 구비하여 센터고정용 지그에 가공 대상물을 더욱 견고하게 고정할 수 있도록 함으로써, 가공 과정에서 발생하는 대상물의 위치 가변을 차단하여 가공 품질을 향상시킬 수 있도록 한 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 제공한다.

상기한 과제 해결을 위한 본 발명은

NC선반의 척에 이와 동일한 센터가 되도록 체결되는 베이스플레이트와,

상기 베이스플레이트의 일면에 구비되며, 가공대상물의 가공 부위 센터를 상기 베이스플레이트와 동일한 센터가 되도록 가압고정하는 고정유닛을 포함하여 구성된다.

본 발명에 있어서, 고정유닛은 베이스플레이트에 체결고정되는 제1 가압편과 제2 가압편으로 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 제1 가압편은 그 일면에 가공대상물과 암수연결되어 상기 가공대상물의 위치를 고정하기 위한 고정핀이 돌출형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 제2 가압편은 가공대상물을 제1 가압편 측으로 가압,고정하기 위한 가압유닛이 더 설치될 수 있다.

본 발명에 있어서, 가압유닛은 제2 가압편에 형성된 체결홀과, 상기 체결홀에 볼트체결방식으로 결합된 가압핀을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 고정유닛에는 가공대상물의 치수 및 가공 부위에 따라 제1 가압편과 제2 가압편의 위치를 가변조절하는 위치조절유닛이 구비되며,

상기 위치조절유닛은

베이스플레이트에 등간격으로 형성된 위치설정공과,

제1 가압편과 제2 가압편에 형성된 제1,2 연결공 및

상기 베이스플레이트에 제1,2 가압편을 고정할 수 있도록 상기 위치설정공을 관통하여 제1,2 연결공에 체결되는 고정볼트를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 제1 가압편과 제2 가압편의 위치를 가변조절하는 과정에서 이들이 동일선상에서 위치가변될 수 있도록 베이스플레이트의 일면에 상기 제1 가압편과 제2 가압편을 가이드하기 위한 안내홈이 마련될 수 있다.

본 발명에 있어서, 제1 가압편과 제2 가압편 사이에는 이들의 단부를 견고하게 고정하기 위한 고정바가 체결될 수 있다.

본 발명에 의하면, 가공대상물을 신속, 용이하게 셋팅 고정할 수 있도록 함으로써, 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 가공대상물의 치수 및 가공부위의 위치에 관계없이 용이하게 적용가능하여 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 가공 과정에서 가공대상물을 견고하게 고정하여 가공 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 나타낸 요부단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 나타낸 동작상태도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 나타낸 사용상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터 고정용 지그를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 나타낸 요부단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 센터 고정용 지그(100)는 NC선반의 척(1)에 체결되는 베이스플레이트(110)와, 상기 베이스플레이트(110)의 일면에 구비된 고정유닛(120)을 포함하여 구성된다.

상기 베이스플레이트(110)는 센터 고정용 지그(100)를 NC선반의 척(1)에 체결하기 위한 매개체 역할을 수행하는 구성수단이다.

이때, 상기 베이스플레이트(110)는 원형의 판상체 형상으로, 그 내측에 중심홀(111)이 형성된다.

이에, 상기 베이스플레이트(110)은 NC선반의 척(1)에 체결하는 과정에서 NC선반의 척(1)과 베이스플레이트(110)의 센터가 서로 일치하도록 한다.

한편, 상기 고정유닛(120)은 가공대상물(2)의 가공 부위 센터를 상기 베이스플레이트(110)와 동일한 센터가 되도록 한 상태에서 상기 가공대상물(2)을 본 발명의 센터 고정용 지그(100)에 가압고정하기 위한 역할을 수행하는 구성수단이다.

이때, 상기 고정유닛(120)은 상기 베이스플레이트(110)의 일면에 체결고정된 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124)을 포함하여 구성된다.

상기 제1 가압편(121)은 그 일면에 고정핀(122)이 돌출형성된다. 이에, 상기 가공대상물(2)을 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124) 사이에 개재하여 가압고정하는 과정에서 상기 고정핀(122)은 가공대상물(2)에 형성된 홀(미도시)에 암수연결되어 상기 가공대상물(2)을 제1 가압편(121)에 견고하게 위치고정한다.

또한, 상기 제2 가압편(124)에는 가공대상물(2)을 제1 가압편(121) 측으로 가압,고정하기 위한 가압유닛(125)이 더 설치된다.

이때, 가압유닛(125)은 상기 제2 가압편(124)에 형성된 체결홀(126)과, 상기 체결홀(126)에 볼트체결방식으로 결합된 가압핀(127)을 포함하여 구성된다.

이에, 상기 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124) 사이에 개재된 가공대상물(2)은 상기 체결홀(126)에 볼트체결방식으로 결합된 가압핀(127)의 단부를 이용하여 상기 가공대상물(2)을 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124) 사이에서 견고하게 가압,고정한다.

또한, 상기 고정유닛(120)에는 가공대상물(2)의 치수 및 가공 부위에 따라 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124) 사이의 간격 및 이들의 위치를 가변조절하는 위치조절유닛(130)이 더 구비된다.

이때, 상기 위치조절유닛(130)은 베이스플레이트(110)에 등간격으로 형성된 위치설정공(131)과, 제1 가압편(121)에 형성된 제1 연결공(133)과, 제2 가압편(124)에 형성된 제2 연결공(134) 및 고정볼트(135)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 고정볼트(135)는 상기 위치설정공(131)을 관통하여 그 단부가 상기 제1 연결공(133)과 제2 연결공(134)에 체결된다.

이에, 상기 위치조절유닛(130)을 통해 상기 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124) 간의 간격을 용이하게 조절할 수 있도록 한다.

또한, 베이스플레이트(110)의 일면에는 상기 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124)을 가이드하기 위한 안내홈(140)이 마련된다.

이에, 상기 위치조절유닛(130)을 통해 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124)의 위치를 가변조절하는 과정에서 상기 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124)이 상기 안내홈(140)을 따라 이동하게 된다.

또한, 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124) 사이에는 이들의 단부를 견고하게 고정하기 위한 고정바(150)가 체결된다.

이에, 상기와 같은 결합구성으로 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그는 선반의 척 중심과 가공 대상물의 가공 부위 중심을 신속,용이하게 셋팅 고정할 수 있도록 함으로써, 제품 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것으로, 이에 따른 동작관계 및 작용효과를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 나타낸 동작상태도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그를 나타낸 사용상태도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 먼저, 가공대상물(2)의 치수 및 가공 부위에 따라 위치조절유닛(130)을 통해 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124) 간의 간격 조절 및 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124)의 위치를 설정한다.

이때, 상기 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124) 사이의 간격은 이들 사이에서 가공대상물(2)을 고정할 수 있을 정도의 거리이며, 상기 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124)의 위치는 상기 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124)을 이용하여 가공대상물(2)을 고정하였을 때, 상기 가공대상물(2)의 가공 부위 센터와 베이스플레이트(110)의 센터가 일치하는 곳이다.

또한, 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124)의 위치가 설정된 곳에서는 상기 위치설정공(131)과 제1,2 연결공(133,134)이 연통되며, 이렇게 연통된 위치설정공(131)과 제1,2 연결공(133,134)에 고정볼트(135)를 체결한다.

이에, 상기 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124)은 고정볼트(135)를 통해 베이스플레이트(110)에 결합고정된다.

또한, 상기 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124)은 그 위치를 설정하는 과정에서 안내홈(140)을 따라 이동하여 이들이 동일선상에서 틀어짐 없이 이동할 수 있도록 한다.

이후, 제2 가압편(124)에 형성된 체결홀(126)에 가압핀(127)을 결합하여 상기 가압핀(127)의 단부가 가공대상물(2)을 제1 가압편(121) 측으로 밀착하도록 가압한다.

이에, 상기 가공대상물(2)은 상기 가압핀(127)을 통해 고정유닛(120)에 더욱 견고하게 고정된다.

이후, 상기 제1 가압편(121)과 제2 가압편(124) 사이에 고정바(150)를 체결한다.

이에, 상기 고정바(150)는 상기 제1 가압편(121)의 단부와 제2 가압편(124)의 단부를 고정함으로써, 상기 제1,2 가압편(121,124)이 가공대상물(2)을 고정하는 과정에서 상기 제1,2 가압편(121,124)의 단부가 휘는 현상을 미연에 방지한다.

이후, 상기 베이스플레이트(110)를 NC선반의 척(1)에 체결한다.

이때, 상기 NC선반의 척(1)과 베이스플레이트(110)는 동일한 센터가 되도록 한다.

이후, 가공대상물(2)의 가공이 종료하면, 제1,2 가압편(121,124)에서 고정바(150)를 해체하고, 가압핀(127)을 체결홀(126)에서 해체하여 센터 고정용 지그(100)에서 가공이 완료된 가공대상물(2)을 탈거한다.

이후, 가공이 필요한 가공대상물(2)을 제1,2 가압편(121,124) 사이에 개재한 후 가압핀(127)을 이용하여 고정하고, 고정바(150)를 체결한다.

이에, 동일한 형상 및 치수의 가공대상물(2)들은 고정바(150)와 가압핀(127)의 체결 및 해체 작업 만으로 선반의 척(1) 중심과 가공대상물(2)의 가공 부위 중심을 신속,용이하게 셋팅 고정할 수 있도록 한다.

1 : 척 2 : 가공대상물
110 : 베이스플레이트 120 : 고정유닛
121 : 제1 가압편 124 : 제2 가압편
125 : 가압유닛 130 : 위치조절유닛
140 : 안내홈 150 : 고정바

Claims (8)

1. NC선반의 척에 이와 동일한 센터가 되도록 체결되는 베이스플레이트와,
   상기 베이스플레이트의 일면에 구비되며, 가공대상물의 가공 부위 센터를 상기 베이스플레이트와 동일한 센터가 되도록 가압고정하는 고정유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터고정용 지그.
2. 제 1항에 있어서,
   고정유닛은 베이스플레이트에 체결고정되는 제1 가압편과 제2 가압편으로 구성됨을 특징으로 하는 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터 고정용 지그.
3. 제 2항에 있어서,
   제1 가압편은 그 일면에 가공대상물과 암수연결되어 상기 가공대상물의 위치를 고정하기 위한 고정핀이 돌출형성됨을 특징으로 하는 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터 고정용 지그.
4. 제 2항에 있어서,
   제2 가압편은 가공대상물을 제1 가압편 측으로 가압,고정하기 위한 가압유닛이 더 설치됨을 특징으로 하는 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터 고정용 지그.
5. 제 4항에 있어서,
   가압유닛은 제2 가압편에 형성된 체결홀과, 상기 체결홀에 볼트체결방식으로 결합된 가압핀을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터 고정용 지그.
6. 제 1항 내지 2항에 있어서,
   고정유닛에는 가공대상물의 치수 및 가공 부위에 따라 제1 가압편과 제2 가압편의 위치를 가변조절하는 위치조절유닛이 구비되며,
   상기 위치조절유닛은
   베이스플레이트에 등간격으로 형성된 위치설정공과,
   제1 가압편과 제2 가압편에 형성된 제1,2 연결공 및
   상기 베이스플레이트에 제1,2 가압편을 고정할 수 있도록 상기 위치설정공을 관통하여 제1,2 연결공에 체결되는 고정볼트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터 고정용 지그.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   제1 가압편과 제2 가압편의 위치를 가변조절하는 과정에서 이들이 동일선상에서 위치가변될 수 있도록 베이스플레이트의 일면에 상기 제1 가압편과 제2 가압편을 가이드하기 위한 안내홈이 마련됨을 특징으로 하는 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터 고정용 지그.
8. 제 2항에 있어서,
   제1 가압편과 제2 가압편 사이에는 이들의 단부를 견고하게 고정하기 위한 고정바가 체결됨을 특징으로 하는 선반에 의해 가공되는 대상물의 센터 고정용 지그.

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