KR20190000508U

KR20190000508U - 튜브 가공용 툴 유닛

Info

Publication number: KR20190000508U
Application number: KR2020170004341U
Authority: KR
Inventors: 양형모; 이상진; 노종원; 박상민
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2019-02-26
Also published as: KR200489384Y1

Abstract

다양한 규격의 튜브를 여러 가지 형상으로 가공할 수 있는 복수의 절삭용 툴(Tool)을 구비한 튜브 가공용 툴 유닛이 개시된다. 본 고안에 따른 튜브 가공용 툴 유닛은, 툴 바디, 툴 바디와 중심이 일치하도록 툴 바디의 후면부에 부착되며, 툴 바디로부터 멀어질수록 직경이 점차 작아지는 형상의 테이퍼 생크부, 툴 바디의 일 측면부에 형성되는 제1 툴 장착부, 제1 툴 장착부와 대향되는 툴 바디의 다른 측면부에 형성되는 제2 툴 장착부, 제1 툴 장착부와 제2 툴 장착부 사이의 툴 바디 중앙에 툴 바디의 상면부로부터 소정의 깊이로 형성되는 제3 툴 장착부 및 상기 제1 내지 제3 툴 장착부의 장착면에 각각 볼트로 고정되고, 상기 툴 바디의 전면부로 소정 길이 돌출되는 절삭날을 각각 구비한 제1 내지 제3 절삭툴을 포함하여 구성되는 것을 요지로 한다.

Description

튜브 가공용 툴 유닛{Tube cutting tool unit}

본 고안은 튜브 가공용 툴 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 규격의 튜브를 여러 가지 형상으로 가공할 수 있는 복수의 절삭용 툴(Tool)을 구비한 튜브 가공용 툴 유닛에 관한 것이다.

종래에도 전용 툴을 사용하여 속이 빈 중공구조의 모재를 사용 목적에 맞는 여러 가지 형상의 튜브 형상의 제품으로 가공하고 있다. 이러한 종래의 튜브 가공용 툴은 모재의 외경 및 내경, 그리고 단면 가공을 위해 각각의 가공에 적합한 형상과 구조를 갖는 툴들을 각각 구비해야 했다.

예들 들어, 외경 가공을 위한 외경 절삭툴과, 내경 가공을 위한 내경 절삭툴, 그리고 단면 가공을 위한 단면 절삭툴을 각각 구비해야 했다. 때문에 본격적인 절삭 가공 전 툴을 세팅하는 데만 해도 많은 시간을 할애해야 했다.

또한, 사용 목적에 따라 제품의 형상이 바뀔 때 마다 거기에 맞춰 해당 툴에 장착된 절삭날(Tip)을 교체해야 했기 때문에, 번거로움이 수반되고 작업의 효율성이 떨어지는 문제가 있으며, 절삭툴들의 개별 사용으로 작업의 연속성이 떨어지고 택타임(Takt time)이 길어지는 문제가 있다.

더욱이, 택타임이 길어질수록 절삭유의 사용량이 많아져 작업장을 오염시키는 문제와 함께 비용 측면에서도 단점이 있으며, 많은 절삭유의 사용으로 가공 후 제품 내측에 잔존하는 절삭유를 제거하는 작업에도 많은 시간이 걸리는 문제가 있다.

대한민국등록특허 제10-1447002(등록일 2014. 09. 26)

본 고안이 해결하고자 하는 과제는, 다양한 규격의 튜브를 여러 가지 형상으로 가공함에 있어 툴 하나로 내경과 외경, 그리고 단면에 대한 절삭 가공이 가능한 튜브 가공용 툴 유닛을 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 고안에 따르면,

다양한 규격의 튜브를 여러 가지 형상으로 가공할 수 있는 복수의 절삭용 툴(Tool)을 구비한 툴 유닛으로서,

툴 바디;

상기 툴 바디와 중심이 일치하도록 툴 바디의 후면부에 부착되며, 툴 바디로부터 멀어질수록 직경이 점차 작아지는 형상의 테이퍼 생크부;

상기 툴 바디의 일 측면부에 형성되는 제1 툴 장착부;

상기 제1 툴 장착부와 대향되는 툴 바디의 다른 측면부에 형성되는 제2 툴 장착부;

상기 제1 툴 장착부와 제2 툴 장착부 사이의 툴 바디 중앙에 툴 바디의 상면부로부터 소정의 깊이로 형성되는 제3 툴 장착부; 및

상기 제1 내지 제3 툴 장착부의 장착면에 각각 볼트로 고정되고, 상기 툴 바디의 전면부로 소정 길이 돌출되는 절삭날을 각각 구비한 제1 내지 제3 절삭툴;을 포함하는 튜브 가공용 툴 유닛을 제공한다.

본 고안에서 상기 제1 툴 장착부와 제2 툴 장착부는 폭이 동일하며, 각각에 포함된 장착면의 방향이 서로 반대가 되도록 툴 바디의 중심을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있다.

또한, 본 고안에 적용된 상기 제1 툴 장착부는, 평면상의 제1 장착면과, 상기 제1 장착면에서부터 소정의 높이로 툴 바디의 좌우 폭방향으로 요입 형성되는 둘 이상의 유격방지용 제1 결속홈을 구비하며, 상기 제1 장착면과 접하는 제1 절삭툴의 하면에 상기 제1 결속홈에 맞물리도록 대응되며 슬라이딩 결합되는 제1 결속돌기가 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 툴 장착부는, 평면상의 제2 장착면과, 상기 제2 장착면에서부터 소정의 높이로 툴 바디의 전후 길이방향으로 요입 형성되는 하나 이상의 제2 결속홈을 구비하며, 상기 제2 장착면과 접하는 제2 절삭툴의 하면에 상기 제2 결속홈에 맞물리도록 대응되는 제2 결속돌기가 형성될 수 있다.

그리고 상기 제3 툴 장착부 상단의 개구 주변에 대칭적으로 경사진 좌, 우 한 쌍의 안내면이 형성되고, 상기 제3 절삭툴에는 상기 툴 바디의 중심으로부터 편심된 위치에 툴 바디의 높이방향으로 절삭날 장착면이 형성되고, 절삭날 장착면에 피가공물인 튜브의 내경 가공을 위한 제3 절삭날이 둘 이상의 볼트로 고정될 수 있다.

본 고안의 실시 예에 따른 튜브 가공용 툴 유닛에 의하면, 다양한 규격의 튜브를 여러 가지 형상으로 가공함에 있어 툴 하나로 내경과 외경, 그리고 단면 가공이 가능하다. 따라서 작업의 편의성을 극히 향상시키는 효과가 있다.

또한, 원하는 작업에 맞춰 그때마다 툴을 교체할 필요가 없기 때문에 작업의 효율성을 향상시키는 효과와 더불어, 작업의 연속성을 확보할 수 있어 제품 하나를 가공하는데 소요되는 택타임(Takt time)을 줄일 수 있다. 결과적으로, 제품의 생산성을 증대시키는 효과가 발휘될 수 있다.

또한, 택타임이 줄어들면 그만큼 절삭유의 사용량을 줄일 수 있어 작업장의 오염 문제와 함께 비용 문제 또한 개선시키는 효과가 있으며, 많은 절삭유의 사용으로 인해 절삭유 제거 작업에 많은 시간이 걸리는 종래 기술의 문제점 역시 해소할 수 있다.

또한, 구조적으로는 절삭툴 및 절삭날(Tip)을 용이하게 교체 가능한 구조이기 때문에, 절삭툴 또는 절삭날을 교체하는 데에 소요되는 시간이나 인력소모를 최소화할 수 있으며, 절삭툴의 유격을 방지할 수 있는 구성의 적용으로 제품의 가공 정밀도 또한 높일 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 튜브 가공용 툴 유닛의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 튜브 가공용 툴 유닛의 분해 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 튜브 가공용 툴 유닛의 정면도.
도 4는 본 고안에 따른 튜브 가공용 툴 유닛의 좌측면도.
도 5와 도 6은 본 고안에 따른 튜브 가공용 툴의 평면도와 저면도.
도 7는 제3 툴 장착부와 제3 절삭툴 사이의 결합부를 확대 도시한 본 고안의 요부 확대도.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 고안에 따른 튜브 가공용 툴 유닛의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 튜브 가공용 툴 유닛의 분해 사시도이다. 그리고 도 3과 도 4는 각각 본 고안에 따른 튜브 가공용 툴 유닛의 정면도와 좌측면도이며, 도 5와 도 6은 상기 튜브 가공용 툴의 평면도와 저면도이다. 또한 도 7는 제3 툴 장착부와 제3 절삭툴 사이의 결합부를 확대 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 고안에 따른 튜브 가공용 툴 유닛은, 다양한 규격의 튜브를 여러 가지 형상으로 가공할 수 있는 복수의 절삭용 툴(Tool)을 구비한 툴 유닛으로서, 툴 바디(10), 테이퍼 생크부(20), 그리고 툴 바디(10)에 장착되는 복수의 절삭툴(30 ~ 50)을 포함한다.

테이퍼 생크부(20)는 툴 바디(10)와 중심이 일치하도록 툴 바디(10)의 후면부에 일체형으로 부착된다. 테이퍼 생크부(20)는 가공장치의 툴 장착대(도시 생략)에 결합되는 부분으로 툴 바디(10)로부터 멀어질수록 직경이 점차 작아지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다.

테이퍼 생크부(20)의 선단면에서부터 상기 툴 바디(10)를 향하여 소정의 직경과 깊이로 홈(22)이 형성되고, 홈(22)을 구획하는 테이퍼 생크부(20)의 내측 주면에는 상기 툴 장착대와의 나사 결합을 통한 견고한 결속을 위해 소정의 피치로 나사산이 형성될 수 있다.

툴 바디(10)에는 상기 복수의 절삭툴이 각각 장착 고정되는 복수의 툴 장착부(12, 14, 16)가 형성된다. 본 고안에 적용된 툴 바디(10)에는 세 개의 툴 장착부가 형성된다. 세 개의 툴 장착부는 제1 툴 장착부(12), 제2 툴 장착부(14), 제3 툴 장착부(16)로 구분될 수 있다.

제1 툴 장착부(12)는 상기 툴 바디(10)의 일 측면부에 형성된다. 제1 툴 장착부(12)는 구체적으로, 툴 바디(10)의 일 측면 일부를 소정의 높이(H1)로 단차지게 가공하여 형성될 수 있으며, 툴 바디(10)의 상면과 평행한 평면상의 제1 장착면(120)과, 둘 이상의 제1 결속홈(122)을 포함한다.

제1 결속홈(122)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 장착면(120)에서부터 소정의 높이로 툴 바디(10)의 좌우 폭방향으로 요입 형성된 구성일 수 있으며, 제1 장착면(120)과 접하는 제1 절삭툴(30)의 하면에는 상기 제1 결속홈(122)에 맞물리도록 대응되는 구조의 제1 결속돌기(322)가 형성될 수 있다.

툴 바디(10) 일 측면 외측에서 상기 제1 절삭툴(30)이 제1 장착면(120) 상에 슬라이딩 결합되고 그 결합된 상태에서 상하 및 전후 방향에 대해 유격 없이 견고한 결속력을 유지 하도록, 도 7과 같이 상기 제1 결속홈(122)과 제1 결속돌기(322)는 도브테일 조인트(Dovetail joint) 구조로 상호 결합될 수 있다.

제1 절삭툴(30)의 선단에는 상기 툴 바디(10)의 전면부로 소정 길이 돌출되도록 제1 절삭날(1^st Tip, 300)이 볼트(B1) 등으로 고정될 수 있다. 이때 볼트(B1)는 상기 제1 절삭날(300)의 상면보다 볼트의 헤드부의 평면상 위치가 적어도 아래쪽에 위치하도록 구성될 수 있다.

별도의 팁 클램프(Tip clamp)를 사용하여 절삭날을 절삭툴에 고정시키는 기존 방식의 경우 칩(Chip)이 상기 팁 클램프에 쌓여 유동성이 떨어지는 문제가 있으나, 본 고안처럼 볼트의 헤드부가 제1 절삭날(300) 위로 돌출되지 않는 볼트 결합방식을 구성하면 칩(Chip) 배출의 원활성을 확보할 수 있다.

제1 절삭날(300)은 바람직하게, 도 5의 도시와 같이 가공 시 실질적으로 피가공물의 표면과 접하는 한 쪽 코너부만이 제1 절삭툴(30) 전방으로 돌출되는 마름모 모양으로 배치됨으로써 튜브의 단부 외경면 절삭이나 단부 외경면의 테이퍼 가공하는 데에 사용될 수 있다.

제2 툴 장착부(14)는 상기 툴 바디(10)의 다른 일 측면부에 형성된다. 제2 툴 장착부(14)는 전술한 제1 툴 장착부(12)와 동일한 폭(W1=W2)으로 형성될 수 있다. 다만 여기에 포함된 제2 장착면(140)이 상기 제1 툴 장착부(12)의 제1 장착면(120)과는 방향이 반대가 되도록 툴 바디(10)의 중심을 기준으로 제1 툴 장착부(12)와 대칭적으로 형성될 수 있다.

제2 툴 장착부(14) 역시, 툴 바디(10)의 일 측면 일부를 소정의 높이(H2)로 단차지게 가공하여 형성될 수 있으며, 툴 바디(10)의 하면과 평행한 평면상의 제2 장착면(140)과, 하나 이상의 제2 결속홈(142)을 포함한다.

제2 결속홈(142)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 장착면(140)에서부터 소정의 높이로 툴 바디(10)의 전후 길이방향으로 요입 형성된 구성일 수 있으며, 제2 장착면(140)과 접하는 제2 절삭툴(40)의 하면에는 상기 제2 결속홈(142)에 맞물리도록 대응되는 구조로 제2 결속돌기(422)가 형성될 수 있다.

제2 절삭툴(40)의 선단에는 상기 툴 바디(10)의 전면부로 소정 길이 돌출되도록 제2 절삭날(2nd Tip, 400)이 볼트(B2) 등으로 고정될 수 있다. 이때 볼트(B2)는 상기 제2 절삭날(400)의 상면보다 볼트의 헤드부의 평면상 위치가 적어도 아래쪽에 위치하도록 구성될 수 있다.

마찬가지로, 별도의 팁 클램프(Tip clamp)를 사용하는 기존 방식의 경우 칩(Chip)이 상기 팁 클램프에 쌓여 유동성이 떨어지지만, 본 고안처럼 볼트의 헤드부가 제2 절삭날(400) 위로 돌출되지 않는 볼트 결합방식을 적용하면 칩(Chip) 배출의 원활성을 확보할 수 있기 때문이다.

제2 절삭날(400)은 바람직하게, 도 6의 도시와 같이 가공 시 실질적으로 피가공물의 표면과 접하는 일측 모서리가 툴 바디(10)의 전면부와 평행을 이루도록 제2 절삭툴(40) 선단에 배치됨으로써 튜브의 단부면을 가공하는 데에 사용될 수 있다.

제3 툴 장착부(16)는 상기 툴 바디(10)의 중앙에 형성될 수 있다. 구체적으로는, 도 3의 정면도와 같이 상기 제1 툴 장착부(12)와 제2 툴 장착부(14) 사이의 툴 바디(10) 중앙에 툴 바디(10)의 상면부로부터 소정의 깊이(H3)와 폭(W3)으로 형성될 수 있으며, 제3 절삭툴(50)이 안착 고정되는 제3 장착면(160)을 포함한다.

제3 툴 장착부(16) 상단의 개구 주변으로는, 상기 개구를 통해 제3 장착면(160)에 안착되도록 제3 절삭툴(50)을 제3 툴 장착부(16)에 조립할 때, 제3 절삭툴(50)이 제3 툴 장착부(16)에 지정된 각도와 형태로 조립될 수 있도록 대칭적으로 경사진 좌, 우 한 쌍의 안내면(162)이 형성될 수 있다.

제3 절삭툴(50)은 그 중심을 툴 바디(10)의 전후 길이방향으로 관통하여 툴 바디(10)에 체결되는 고정볼트(B3)를 통해 상기 제3 툴 장착부(16)에 견고하게 결속 고정될 수 있으며, 툴 바디(10)의 중심으로부터 편심된 위치에 툴 바디(10)의 높이방향으로 절삭날 장착면(520)이 형성될 수 있다.

그리고 제3 절삭툴(50)의 상기 절삭날 장착면(520)에는, 선단 일부가 제3 절삭툴(50)의 전면부보다 전방으로 돌출되는 구조를 이루도록 피가공물인 튜브의 내경 가공을 위한 제3 절삭날(3^rd Tip, 500)이 둘 이상의 볼트로 견고하게 고정될 수 있다.

이상에서 살펴본 본 고안의 실시 예에 따른 튜브 가공용 툴 유닛에 의하면, 다양한 규격의 튜브를 여러 가지 형상으로 가공함에 있어 툴 하나로 내경과 외경, 그리고 단면 가공이 가능하다. 따라서 작업의 편의성을 극히 향상시키는 효과가 있다.

이상의 본 고안의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 고안은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 툴 바디 12 : 제1 툴 장착부
14 : 제2 툴 장착부 16 : 제3 툴 장착부
20 : 테이퍼 생크부 22 : 홈
30 : 제1 절삭툴 40 : 제2 절삭툴
50 : 제3 절삭툴 120 : 제1 장착면
122 : 제1 결속홈 140 : 제2 장착면
142 : 제2 결속홈 160 : 제3 장착면
162 : 안내면 300 : 제1 절삭날
322 : 제1 결속돌기 400 : 제2 절삭날
422 : 제2 결속돌기 500 : 제3 절삭날
520 : 절삭날 장착면

Claims

다양한 규격의 튜브를 여러 가지 형상으로 가공할 수 있는 복수의 절삭용 툴(Tool)을 구비한 툴 유닛으로서,
툴 바디(10);
상기 툴 바디(10)와 중심이 일치하도록 툴 바디(10)의 후면부에 부착되며, 툴 바디(10)로부터 멀어질수록 직경이 점차 작아지는 형상의 테이퍼 생크부(20);
상기 툴 바디(10)의 일 측면부에 형성되는 제1 툴 장착부(12);
상기 제1 툴 장착부(12)와 대향되는 툴 바디(10)의 다른 측면부에 형성되는 제2 툴 장착부(14);
상기 제1 툴 장착부(12)와 제2 툴 장착부(14) 사이의 툴 바디(10) 중앙에 툴 바디(10)의 상면부로부터 소정의 깊이로 형성되는 제3 툴 장착부(16); 및
상기 제1 내지 제3 툴 장착부(12, 14, 16)의 장착면(120, 140, 160)에 각각 볼트로 고정되고, 상기 툴 바디(10)의 전면부로 소정 길이 돌출되는 절삭날(300, 400, 500)을 각각 구비한 제1 내지 제3 절삭툴(30, 40, 50);을 포함하는 튜브 가공용 툴 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 툴 장착부(12)와 제2 툴 장착부(14)는 폭이 동일하며, 각각에 포함된 장착면(120, 140)의 방향이 서로 반대가 되도록 툴 바디(10)의 중심을 기준으로 대칭적으로 형성된 것을 특징으로 하는 튜브 가공용 툴 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 툴 장착부(12)는, 평면상의 제1 장착면(120)과, 상기 제1 장착면(120)에서부터 소정의 높이로 툴 바디(10)의 좌우 폭방향으로 요입 형성되는 둘 이상의 유격방지용 제1 결속홈(122)을 구비하며,
상기 제1 장착면(120)과 접하는 제1 절삭툴(30)의 하면에 상기 제1 결속홈(122)에 맞물리도록 대응되며 슬라이딩 결합되는 제1 결속돌기(322)가 형성된 것을 특징으로 하는 튜브 가공용 툴 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 툴 장착부(14)는, 평면상의 제2 장착면(140)과, 상기 제2 장착면(140)에서부터 소정의 높이로 툴 바디(10)의 전후 길이방향으로 요입 형성되는 하나 이상의 제2 결속홈(142)을 구비하며,
상기 제2 장착면(140)과 접하는 제2 절삭툴(40)의 하면에 상기 제2 결속홈(142)에 맞물리도록 대응되는 제2 결속돌기(422)가 형성된 것을 특징으로 하는 튜브 가공용 툴 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 제3 툴 장착부(16) 상단의 개구 주변에 대칭적으로 경사진 좌, 우 한 쌍의 안내면(162)이 형성되고,
상기 제3 절삭툴(50)에는 상기 툴 바디(10)의 중심으로부터 편심된 위치에 툴 바디(10)의 높이방향으로 절삭날 장착면(520)이 형성되고, 절삭날 장착면(520)에 피가공물인 튜브의 내경 가공을 위한 제3 절삭날(500)이 둘 이상의 볼트로 고정되는 것을 특징으로 하는 튜브 가공용 툴 유닛.