KR20180019422A - 공작기계 - Google Patents

Abstract

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 모재가 고정되어 회전하는 베이스; 및 상기 베이스 상에 배치된 모재의 상부를 가압하되, 상기 베이스를 기준으로 상기 모재의 상측면 각도에 관계없이 수평도를 유지하는 상측 홀더;를 포함하는 공작기계를 제공하여, 모재의 중공홀을 요구하지 않을뿐더러, 모재 상측면의 경사도에 관계없이 모재의 회전 중심에 정확하게 가압할 수 있으므로, 모재 가공의 정확성, 가공의 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

공작기계{MACHINE TOOL}

본 발명은 모재를 회전시켜 가공할 때, 회전하는 모재의 지지구조가 개선된 공작기계에 관한 것이다.

공작기계는 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재(이하 모재)를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하던가 또는 더욱 정밀한 가공을 추가할 목적으로 사용되는 기계를 말한다.

상기 공작기계는 크게 모재가 회전하고 고정된 공구가 이동하여 가공하는 터닝센터(Turning Center)와, 공구가 회전하고 모재가 이동하여 가공하는 머시닝센터(Machining Center)로 구분할 수 있다.

전자의 경우, 모재의 완활한 회전을 위해 공작기계는 모재의 일측 또는 상기 일측과 대향되는 타측을 고정시켜야 한다.

예를 들어, 터보 차져 부품인 임펠러를 가공하기 위해, 공작기계는 베이스에 상기 임펠러를 안치시키고, 상측 홀더로써 상기 임펠러의 상측을 고정시킨다.

이러한 구조에서 상기 상측 홀더를 모재인 임펠러 방향으로 가압하고, 상기 베이스를 회전시킴으로써 상기 임펠러를 동회전시키고, 이 후, 상기 임펠러의 외측면에 공구가 배치된 주축을 전 방향으로 접함으로써 임펠러의 외면을 가공하는 것이다.

이러한 종래에 따른 공작기계는, 첫째로, 모재의 정확한 회전 중심과 실제 회전 중심이 불일치하게 되어 가공 품위가 현저히 저하된다는 문제가 있다.

둘째로, 가압력이 제대로 전달되지 아니할 수 있으므로, 회전하는 모재가 회전 중심 불균형으로 인해 자체적으로 이탈하거나 공구의 외압에 의해 이탈하여 큰 사고가 유발될 수 있다.

셋째로, 상기 상측 홀더는 공작기계에 배치되는 암(arm)의 자유단에 배치되고, 상기 암은 회전운동 또는 상기 베이스와 수직하게 직선운동 하여 상기 상측 홀더의 구동력을 제공하는데, 상기 암에 부하가 걸려 내구성이 저하되거나 파손을 야기할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 모재 및 치구의 상태와 관계없이 소재의 회전 중심으로 수평 보정되는 상측 홀더를 포함하는 공작기계를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 모재가 고정되어 회전하는 베이스; 및 상기 베이스 상에 배치된 모재의 상부를 가압하되, 상기 베이스를 기준으로 상기 모재의 상측면 각도에 관계없이 수평도를 유지하는 상측 홀더;를 포함하는 공작기계를 제공한다.

또한, 상기 상측 홀더는 상기 베이스 방향으로 개구부가 형성되는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 가변부; 및 상기 하우징과 가변부 사이에 배치되는 베어링부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가변부는 상기 베이스의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전가능하게 상기 베어링부에 수용되는 샤프트; 상기 샤프트의 일측에 배치되는 몸체; 및 상기 베이스 방향으로 일부가 노출되도록 상기 몸체 내부에 변위 가능하게 수용되는 패드;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 패드의 외면은 곡면을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 패드는 구(球) 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 패드의 노출면은 평평한 외면을 형성하는 절단면을 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징에 형성된 개구부의 타측면에는 관통홀이 형성되고, 상기 상측 홀더는 상기 관통홀을 개폐하는 캡을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 상측 홀더는 상기 하우징에 수용된 베어링 및 가변부를 지지하기 위해 상기 하우징의 개구부에 착탈 가능하게 배치되는 커버를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징은 개구부측으로 직경이 커지게 단차진 제1 수용홈과 제2 수용홈이 형성되고, 상기 몸체는 상기 샤프트보다 직경이 크게 형성되는 플랜지부를 포함하여, 상기 플랜지부의 일면으로 상기 베어링부를 지지하고, 상기 커버는 상기 플랜지부의 타단을 지지하여 상기 하우징에 배치될 수 있다.

또한, 상기 커버는 상기 하우징의 내주면과 나사산 결합할 수 있다.

또한, 상기 베어링부는 상기 샤프트의 외주면에 접하는 회전베어링; 및 상기 몸체에 접하는 트러스트 베어링;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 상측 홀더를 상기 베이스와 수평면을 기준으로 회전시키거나, 상기 베이스 방향으로 상, 하 운동시키는 지지암을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 베이스에 배치되어 회전하는 모재의 상측을 가압하는 상측 홀더에 모재의 상측면 각도에 관계없이 수평도를 유지하는 가변부를 포함하기 때문에, 모재의 중공홀을 요구하지 않을 뿐더러, 모재 상측면의 경사도에 관계없이 모재의 회전 중심에 정확하게 가압할 수 있으므로, 모재 가공의 정확성, 가공의 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 측면도.
도 2는 도 1에 도시된 상부 홀더 부분을 확대한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 상부 홀더 부분을 확대한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공작기계(10)는 크게 베이스(11)와 상측 홀더(100)를 포함할 수 있으며, 지지암(12)을 더 포함할 수 있다.

상기 지지암(12)은 공작기계(10)의 일측에 배치될 수 있으며, 공압 또는 유압 실린더와 같은 액추에이터로써 후술할 상측 홀더(100)를 구동시킬 수 있다.

즉, 상기 지지암(12)의 자유단에 상기 상측 홀더(100)가 볼트 또는 기타 체결수단으로써 배치될 수 있으며, 상기 액추에이터로써 상기 상측 홀더(100)를 상기 베이스(11)와 수평면을 기준으로 회전시키거나, 상기 베이스(11) 방향으로 상, 하 운동시킬 수 있다.

상기 베이스(11)는 상측면에 모재(5)가 고정되도록 형성되며, 구동 수단에 의해 회전 가능하게 공작기계(10)에 배치되어 상기 모재(5)를 동회전시킬 수 있다.

상기 상측 홀더(100)는 상기 베이스(11) 상에 배치된 모재(5)의 상부를 가압하되, 상기 베이스(11)를 기준으로 상기 모재(5)의 상측면 각도에 관계없이 수평도를 유지할 수 있다.

이러한 기술적 사상을 구현하기 위해 상기 상측 홀더(100)는 상기 베이스(11) 방향으로 개구부(111)가 형성되는 하우징(110)과, 상기 하우징(110) 내에 배치되는 가변부(120)와, 상기 하우징(110)과 가변부(120) 사이에 배치되는 베어링부(130)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 상측 홀더(100)의 일단은 전술한 지지암(12)에 의해 회동가능하게 배치되고, 타단은 상기 하우징(110)이 배치될 수 있다. 여기서, 상기 하우징(110)은 상측 홀더(100)에 일체형으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 하우징(110)에 형성된 개구부(111)의 타측면에는 관통홀(112)이 형성되고, 상기 관통홀(112)을 개폐하는 캡(140)을 더 포함할 수 있다. 이러한 캡(140)을 개폐하여, 후술할 가변부(120)의 샤프트(121)가 모재(5)의 회전 축(C)과 일치되게 배치되는지를 확인할 수 있으며, 그렇지 아니한 경우 상기 샤프트(121)의 위치조정을 용이하게 도모할 수 있다. 따라서, 상기 관통홀(112)은 모재(5)의 회전 축(C)과 일치하는 지점에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상측 홀더(100)는 상기 하우징(110)에 수용된 베어링부(130) 및 가변부(120)를 지지하기 위해 상기 하우징(110)의 개구부(111)에 착탈 가능하게 배치되는 커버(150)를 더 포함할 수 있다. 즉, 도시된 것과 같이, 상기 하우징(110)은 개구부(111)측으로 직경이 커지게 단차진 제1 수용홈(110a)과 제2 수용홈(110b)이 형성되고, 후술할 몸체(122)는 상기 샤프트(121)보다 직경이 크게 형성되는 플랜지부(122a)를 포함하여 상기 플랜지부(122a)의 일면으로 상기 베어링부(130)를 지지하고, 상기 커버(150)는 상기 플랜지부(122a)의 타단을 지지하여 상기 하우징(110)에 배치되어 최종적으로 상기 베어링부(130) 및 가변부(120)를 하우징(110) 내부에 안정적으로 배치할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 커버(150)는 상기 하우징(110)의 내주면과 나사산 결합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 기공지된 여러 방식으로써 상기 하우징(110)의 개구부(111)에 착탈 가능하게 배치될 수 있다.

상기 가변부(120)는 상기 베이스(11)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전가능하게 상기 베어링부(130)에 수용되는 샤프트(121)와, 상기 샤프트(121)의 일측에 배치되는 몸체(122)와, 상기 베이스(11) 방향으로 일부가 노출되도록 상기 몸체(122) 내부에 변위 가능하게 수용되는 패드(123)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 샤프트(121)와 몸체(122)는 일체형으로 형성될 수도 있다.

즉, 상기 지지암(12)의 직선 운동에 의해 상기 상측 홀더(120)가 상기 모재(5)를 상기 베이스(11) 방향으로 가압할 때 상기 패드(123)가 모재(5)의 상측면에 접하는데, 이 때, 상기 패드(123)는 변위 가능하므로 모재(5)의 접촉면의 형상에 구애받지 아니하고 모재(5)를 균일하게 가압할 수 있다.

여기서, 베이스(11)의 회전에 따라 모재(5)가 회전하면, 상기 모재(5)의 상측면을 가압하는 가변부(120)는 상기 하우징(110) 안에서 상기 베어링부(130)에 따라 회전할 수 있게 되는 것이다.

이러한 기술적 특징에 따라 본 발명의 실시예에 따른 공작기계(10)는 모재(5)의 형상과 관계없이 상측 홀더(100) 및/또는 지지암(12)의 수평도를 유지할 수 있으며, 모재(5)를 회전 축(C)에 편향되지 않게 회전시킬 수 있으며, 공구의 외측 방향에서의 가압에 따른 편심을 방지할 수 있다.

이러한 기술적 사상을 우수하게 구현하기 위해, 상기 패드(123)는 상기 몸체(122) 내부에서 자유롭게 변위될 수 있도록 상기 패드(123)의 외면이 곡면으로 형성되거나, 또는, 구(球) 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 모재(5)의 상측면이 평평한 것을 고려한다면, 상기 패드(123)의 노출면은 평평한 외면을 형성하는 절단면을 포함할 수도 있으며, 상기 패드(123)의 절단면에는 탄성부재(미도시)가 배치될 수도 있다.

한편, 상기 몸체(122)는 상기 하우징(110)에 수용될 때, 상기 하우징(110)의 내측면 중 상기 베이스(11)의 회전 축(C)과 평행한 면과, 수직한 면에 닿을 수도 있다.

따라서, 상기 베어링부(130)는 상기 가변부(120)의 몸체(122)가 상기 하우징(110) 내에서 원활하게 회전할 수 있도록 상기 샤프트(121)의 외주면에 접하는 회전 베어링(131)과, 상기 몸체(122)에 접하는 트러스트 베어링(132)을 포함할 수 있다.

요컨대, 본 발명은 베이스(11)에 배치되어 회전하는 모재(5)의 상측을 가압하는 상측 홀더(100)에 모재(5)의 상측면 각도에 관계없이 수평도를 유지하는 가변부(120)를 포함하기 때문에, 모재(5)의 중공홀을 요구하지 않을뿐더러, 모재(5) 상측면의 경사도에 관계없이 모재(5)의 회전 축(C)에 정확하게 가압할 수 있으므로, 모재(5) 가공의 정확성, 가공의 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.

5: 모재 10: 공작기계
11: 베이스 12: 지지암
100: 상측 홀더 110: 하우징
110a: 제1 수용홈 110b: 제2 수용홈
111: 개구부 112: 관통홀
120: 가변부 121: 샤프트
122: 몸체 122a: 플랜지부
123: 패드 130: 베어링부
131: 회전 베어링 132: 트러스트 베어링
140: 캡 150: 커버

Claims (12)

1. 모재가 고정되어 회전하는 베이스; 및
   상기 베이스 상에 배치된 모재의 상부를 가압하되, 상기 베이스를 기준으로 상기 모재의 상측면 각도에 관계없이 수평도를 유지하는 상측 홀더;를 포함하는 공작기계.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 상측 홀더는,
   상기 베이스 방향으로 개구부가 형성되는 하우징;
   상기 하우징 내에 배치되는 가변부; 및
   상기 하우징과 가변부 사이에 배치되는 베어링부;를 포함하는 공작기계.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가변부는,
   상기 베이스의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전가능하게 상기 베어링부에 수용되는 샤프트;
   상기 샤프트의 일측에 배치되는 몸체; 및
   상기 베이스 방향으로 일부가 노출되도록 상기 몸체 내부에 변위 가능하게 수용되는 패드;를 포함하는 공작기계.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 패드의 외면은 곡면을 갖도록 형성되는 공작기계.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 패드는 구(球) 형상으로 형성되는 공작기계.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 패드의 노출면은 평평한 외면을 형성하는 절단면을 포함하는 공작기계.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 하우징에 형성된 개구부의 타측면에는 관통홀이 형성되고,
   상기 상측 홀더는 상기 관통홀을 개폐하는 캡을 더 포함하는 공작기계.
   
8. 제3항에 있어서,
   상기 상측 홀더는 상기 하우징에 수용된 베어링 및 가변부를 지지하기 위해 상기 하우징의 개구부에 착탈 가능하게 배치되는 커버를 더 포함하는 공작기계.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 하우징은 개구부측으로 직경이 커지게 단차진 제1 수용홈과 제2 수용홈이 형성되고,
   상기 몸체는 상기 샤프트보다 직경이 크게 형성되는 플랜지부를 포함하여, 상기 플랜지부의 일면으로 상기 베어링부를 지지하고,
   상기 커버는 상기 플랜지부의 타단을 지지하여 상기 하우징에 배치되는 공작기계.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 커버는 상기 하우징의 내주면과 나사산 결합하는 공작기계.
    
11. 제3항에 있어서,
    상기 베어링부는,
    상기 샤프트의 외주면에 접하는 회전베어링; 및
    상기 몸체에 접하는 트러스트 베어링;을 포함하는 공작기계.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 상측 홀더를 상기 베이스와 수평면을 기준으로 회전시키거나, 상기 베이스 방향으로 상, 하 운동시키는 지지암을 더 포함하는 공작기계.
    

Images