KR20190046464A - Device for non-scattering and direct injection of cutting oil - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 절삭유를 공구에 직분사하되, 절삭유 퍼짐이 없는 무비산 절삭유 직분사 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a grooved cutting oil direct cutting system which cuts cutting oil directly to a tool, but does not have a cutting oil spread.
종래부터, 공구의 장수명화를 도모하기 위해, 공작 기계에 의한 기계 가공 중에 절삭유(쿨런트;coolant)를 공구에 공급하는 것이 일반적으로 행해져 왔다.BACKGROUND ART Conventionally, in order to increase the life span of a tool, it has been generally practiced to supply a coolant to a tool during machining by a machine tool.
절삭유의 공급 방식은, 본래, 외부에 마련한 노즐로부터 절삭유를 공구를 향해 분사하는 외부 급유 방식이었다. 그런데, 외부 급유 방식에서는, 노즐로부터 분사된 절삭유가 피가공물에 가로막혀 가공 부분에 도달할 수 없는 경우가 있었으므로, 절삭유의 효과적인 공급이 곤란했었다. 또한, 피가공물과 노즐이 간섭할 우려가 있기 때문에, 피가공물로부터 멀리 이격된 위치에 노즐을 마련할 필요가 있었으므로, 절삭유를 가공 부분에 양호한 정밀도로 공급하는 것이 곤란했었다. 게다가, 가공 중에 ATC(자동 공구 교환장치)로 공구를 교환하는 머시닝 센터(machining center) 등의 공작 기계가 보급됨에 따라, 절삭유의 공급 위치를 공구마다 변경하는 요청이 있었지만, 노즐의 위치·방향이 고정된 외부 급유 방식은 이러한 요청에 부응할 수 없다. 따라서, 외부 급유 방식은, 후술하는 커터-스루(cutter through) 방식이나 스키머-스루(skimmer through) 방식으로 대체되었고, 현재, 공작 기계에 외부 급유 방식이 채용되는 일은 드물다.The method of supplying the cutting oil was originally an external lubrication system that ejects cutting oil from the nozzle provided toward the tool. However, in the external oil supply system, since the cutting oil sprayed from the nozzle is obstructed by the workpiece and can not reach the machining portion, it has been difficult to effectively supply the cutting oil. In addition, since there is a fear that the workpiece and the nozzle may interfere with each other, it is necessary to provide the nozzle at a position spaced away from the workpiece, so that it has been difficult to supply the cutting oil to the machined portion with good precision. In addition, since machine tools such as a machining center for replacing tools with ATC (automatic tool changer) during the machining have become popular, there has been a request to change the supply position of the cutting oil for each tool. However, Fixed external refueling systems can not meet these demands. Therefore, the external oil supply system has been replaced by a cutter through system or a skimmer through system, which will be described later, and external oil supply systems are rarely employed at present in machine tools.
이에 반해, 커터-스루 방식은, 공구 선단으로 개구되는 급유홀을 공구 내부에 마련하고, 이 급유홀을 통해 가공 부분에 절삭유를 공급하는 방법이다(특허문헌 1 및 2 참조).On the other hand, in the cutter-through method, a lubricant supply hole is provided in the interior of the tool to open the tool tip, and the coolant is supplied to the machined portion through the lubricant supply hole (see
그런데, 커터-스루 방식은, 공구 선단에서 급유홀을 개구시키기 때문에, 페이스밀이나 엔드밀과 같이 공구 외주면의 블레이드부로 피가공물을 절삭하는 공구에서는, 블레이드부의 윤활과 냉각을 효율적으로 수행할 수 없다. 또한, 공구 내부에 급유홀을 마련할 필요가 있으므로, 고가의 공구가 된다. 게다가, 공구가 소경인 경우, 공구 내부에 급유홀을 형성하는 것 자체가 매우 곤란하다.However, in the cutter-through method, since the oil supply hole is opened at the tip of the tool, the tool for cutting the workpiece by the blade portion of the tool peripheral surface such as face mill or end mill can not efficiently perform lubrication and cooling of the blade portion. Further, since it is necessary to provide an oil supply hole in the tool, it becomes an expensive tool. In addition, when the tool is of a small diameter, it is very difficult to form the oil supply hole in the tool itself.
한편, 스키머-스루 방식은, 무비산 절삭유 직분사 시스템의 선단에 스키머 너트를 부착하여, 스키머 너트와 공구 외주 사이의 간극으로부터 절삭유를 분사하는 방식을 말하는데, 급유홀을 내부에 가지지 않는 공구에도 대응 가능하다.On the other hand, the skimmer-through method refers to a method in which a skimmer nut is attached to the tip of a viscous acid cutting oil straightening system and the cutting oil is sprayed from the gap between the skimmer nut and the outer periphery of the tool. It is possible.
예를 들면, 특허문헌 3에는, 스키머-스루 방식에 대응한 무비산 절삭유 직분사 시스템가 기재되어 있다. 이 무비산 절삭유 직분사 시스템에서는, 내주측에 나선홈이 형성된 스키머 너트가 선단에 부착되어 있으며, 스키머 너트(skimmer nut)와 공구 외주 사이의 간극으로부터 절삭유가 분사된다. 이에 따라, 스키머 너트의 나선홈을 통과하여 분사된 절삭유가, 공구의 플랭크면(flank face)을 따라 효율적으로 가공 부분에 공급된다.For example, in
또한, 무비산 절삭유 직분사 시스템의 급유 방식에 관한 것은 아니지만, 특허문헌 4에는, 공작 기계의 스핀들에 연결된 전동축체로부터 입력된 회전을 트랙션 전동 기구에 의해 증속시켜 주축으로 전달하는 트랙션 드라이브 방식의 드라이브 스핀들이 기재되어 있다. 트랙션 전동 기구는 유성 롤러 및 태양 롤러의 조합으로 이루어져 있으며, 스핀들과 함께 공전하는 유성 롤러로부터, 주축에 연결된 태양 롤러에 회전을 전달하도록 되어 있다. 이 트랙션 전동 기구를 통해 전동축체로부터 회전이 입력된 주축의 선단에는 가공 공구 부착부가 마련되어 있으며, 이 가공 공구 부착부에 공구(예를 들면, 연삭숫돌)가 부착된다.In addition,
또한, 특허문헌 4에 기재된 드라이브 스핀들은, 트랙션 전동 기구 및 주축 베어링을 냉각시키기 위한 냉각 장치가 마련되어 있다. 이 냉각 장치는, 트랙션 전동 기구의 외주 및 주축 베어링의 외주에 마련된 냉각 재킷과, 전동축체의 외주 개소로부터 트랙션 전동 기구의 냉각 재킷을 거쳐 주축 베어링의 냉각 재킷에 이르는 냉각 매체 통로를 갖는다. 냉각 매체 통로로 유입된 냉각 매체는, 트랙션 전동 기구의 냉각 재킷과, 주축 베어링의 냉각 재킷을 통과한 후, 주축 베어링의 외륜을 압압하는 베어링 누름판에 형성된 취출구로부터 분출되도록 되어 있다.In the drive spindle disclosed in
따라서, 절삭공구 가장 가까운 위치에서 분사할 수 있도록 툴홀더 내부 직분사 방식을 연구 개발할 필요성이 있다.Therefore, there is a need to research and develop a method of directly grinding the inside of a tool holder so that it can be sprayed from the nearest position of the cutting tool.
본 발명은, 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 가공 부분에 가까운 위치로부터의 쿨런트의 분사를 가능하게 하는 동시에, 쿨런트를 직분사 방식으로 분사함으로써, 정확한 위치에 쿨런트를 공급하는 무비산 절삭유 직분사 시스템를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for spraying a coolant from a position close to a machining portion, And to provide a cutting oil direct cutting system.
또한, 주축 회전시에 발생하는 원심력을 극복하기 위해 구심력을 이용하여 원심력을 상쇄하여 쿨런트를 직분사함으로써, 쿨런트가 퍼짐현상 없이 원하는 위치에 공급될 수 있는 무비산 절삭유 직분사 시스템를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a movie acid cutting oil direct injection system capable of directly supplying a coolant to a desired position without spreading by directly separating a coolant by canceling the centrifugal force by using centripetal force in order to overcome the centrifugal force generated during main axis rotation The purpose.
본 발명에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템는, 공작 기계의 주축에 공구를 장착하고 절삭유를 분사하는 장치에 있어서, 일단에 마련되어, 상기 주축에 파지되는 섕크부, 타단에 마련되어, 상기 공구가 삽입되는 삽입구를 선단면에 가지는 공구 부착부, 상기 공구 부착부의 외주를 덮는 통형상 벽, 및 상기 공구 부착부의 상기 선단면을 덮는 저면을 가지는 커버, 상기 커버의 상기 통형상 벽과 상기 공구 부착부 사이에 마련된 베어링, 상기 공구 부착부에 따른 상기 커버의 동시회전을 방지하는 스토퍼, 상기 주축에서 발생한 원심력을 직선운동으로 변환하는 헬리컬 유로, 상기 저면 일측에 마련되고, 상기 주축과 분리되어 무회전하며, 구심력을 발생시키는 제트노즐을 포함한다.The present invention provides an apparatus for dispensing a cutting tool on a main shaft of a machine tool, the apparatus comprising: a shank portion provided at one end and gripped by the main shaft; And a cover having a bottom surface covering the tip end surface of the tool attaching portion, a cover provided between the tubular wall of the cover and the tool attaching portion A stopper for preventing simultaneous rotation of the cover along the tool attaching portion; a helical flow path for converting a centrifugal force generated in the main shaft into a linear motion; a rotary shaft provided at one side of the bottom surface, Jet nozzle.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 제트노즐은, 구심력을 발생시켜 상기 주축의 원심력을 상쇄하는 다수의 홀을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the jet nozzle may include a plurality of holes for generating a centrifugal force to cancel the centrifugal force of the main shaft.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 커버는, 상기 베어링을 윤활 및 냉각한 후의 쿨런트를 배출하는 제3 유로를 내부에 마련할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the cover may be provided with a third flow path for discharging the coolant after lubricating and cooling the bearing.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 커버의 상기 저면에는, 상기 공구가 관통하는 관통구멍과, 상기 관통구멍의 주위에 배치되어, 상기 공구를 향해 쿨런트를 분사하는 분출구가 마련할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the bottom surface of the cover may be provided with a through hole through which the tool passes, and an air outlet which is arranged around the through hole and injects coolant toward the tool.
본 발명에 따르면, 가공 부분에 가까운 위치로부터의 쿨런트의 분사를 가능하게 하는 동시에, 쿨런트를 직분사 방식으로 분사함으로써, 정확한 위치에 쿨런트를 공급하는 무비산 절삭유 직분사 시스템를 제공할 수 있다.According to the present invention, a coolant can be injected from a position close to a machining portion, and a coolant can be supplied in a correct position by spraying a coolant in a direct powder spray manner, .
또한, 주축 회전시에 발생하는 원심력을 극복하기 위해 구심력을 이용하여 원심력을 상쇄하여 쿨런트를 직분사함으로써, 쿨런트가 퍼짐현상 없이 원하는 위치에 공급될 수 있는 무비산 절삭유 직분사 시스템를 제공할 수 있다.Further, in order to overcome the centrifugal force generated when the main spindle rotates, the centrifugal force is canceled by centrifugal force, and the coolant is directly cut off, thereby providing a movie cutter oil direct cutting system capable of supplying coolant to a desired position without spreading have.
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 사시도로 표현한 도면이다.
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 정면도로 표현한 도면이다.
도 3은, 제1 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 저면에서 표현한 도면이다.
도 4는, 제1 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 세로단면으로 표현한 도면이다.
도 5는, 제1 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 가로단면으로 표현한 도면이다.
도 6은, 제2 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 나타내는 도면으로, (a)는 장치의 전체 단면도이고, (b)는 베어링을 봉입하기 위한 상세 구조를 나타내는 도면이다.
도 7는, 도 6(a)의 A-A 단면도이다.
도 8은, 절삭유를 분사하는 분출구의 배치예를 나타내는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 도 8(a)의 B-B 단면도, (c)는 도 8(a)의 C-C 단면도, (d)는 도 8(a)의 D-D 단면도이다.
도 9는, 베어링 주변의 절삭유의 유로 구조를 나타내는 단면도이다.Fig. 1 is a perspective view showing a configuration example of a movie acid-cutting oil direct cutting system according to the first embodiment. Fig.
Fig. 2 is a front view showing a configuration example of a movie acid-cutting oil direct cutting system according to the first embodiment. Fig.
Fig. 3 is a bottom view showing an example of the configuration of a movie acid-cutting oil direct cutting system according to the first embodiment.
Fig. 4 is a vertical sectional view showing a configuration example of a movie acid-cutting oil direct cutting system according to the first embodiment.
Fig. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a movie acid-cutting oil direct cutting system according to the first embodiment.
Fig. 6 is a diagram showing a configuration example of a distributing system for distributing a commercial pickling oil according to a second embodiment, wherein (a) is an entire sectional view of the apparatus, and (b) is a view showing a detailed structure for sealing a bearing.
7 is a sectional view taken along the line AA in Fig. 6 (a).
8A is a plan view, FIG. 8B is a sectional view taken along line BB of FIG. 8A, FIG. 8C is a sectional view taken along the line CC of FIG. 8A, d) is a DD sectional view of Fig. 8 (a).
9 is a cross-sectional view showing the flow path structure of the cutting oil around the bearing.
이하, 첨부 도면에 따라 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 단, 본 실시 형태에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 특정적인 기재가 없는 한 본 발명의 범위를 이것으로 한정하는 취지는 아니며, 단지 설명예 일 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements and the like of the constituent parts described in the present embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless they include specific descriptions, and are merely illustrative examples.
[제1 실시 형태][First Embodiment]
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 사시도로 표현한 도면이고, 도 2는, 제1 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 정면도로 표현한 도면이며, 도 3은, 제1 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 저면에서 표현한 도면이고, 도 4는, 제1 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 세로단면으로 표현한 도면이며, 도 5는, 제1 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 가로단면으로 표현한 도면이다.FIG. 1 is a perspective view showing a structural example of a movie acid-cutting oil straightening system according to the first embodiment. FIG. 2 is a front view showing an example of the configuration of a movie acid- And FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the movie acid-cutting oil direct cutting system according to the first embodiment, and FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the movie acid cutting oil straightening system according to the first embodiment, And FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a movie acid-cutting oil direct cutting system according to the first embodiment.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 무비산 절삭유 직분사 시스템(100)는 공작 기계의 주축에 공구를 장착하고 절삭유를 분사하는 장치에 있어서, 일단에 마련되어, 상기 주축에 파지되는 섕크부, 타단에 마련되어, 상기 공구가 삽입되는 삽입구를 선단면에 가지는 공구 부착부, 상기 공구 부착부의 외주를 덮는 통형상 벽, 및 상기 공구 부착부의 상기 선단면을 덮는 저면을 가지는 커버, 상기 커버의 상기 통형상 벽과 상기 공구 부착부 사이에 마련된 베어링, 상기 공구 부착부에 따른 상기 커버의 동시회전을 방지하는 스토퍼, 상기 주축에서 발생한 원심력을 직선운동으로 변환하는 헬리컬 유로, 상기 저면 일측에 마련되고, 상기 주축과 분리되어 무회전하며, 구심력을 발생시키는 제트노즐을 포함한다.1 to 5, the MOV cutting oil
즉, 절삭유가 분사되면 주축의 회전에 의해 발생한 원심력에 의해 절삭유 또한 원심력을 가지고 있으나 이는 헬리컬 유로를 지나면서 직선운동으로 변환되고, 상기 직선운동으로 변환된 힘은 구심력을 발생시키는 제트노즐에 의해 상쇄되어 공구에 절삭유가 분사되기 전에 비산되지 않는 직분사 형태로 공구의 정확한 위치에 절삭유가 공급될 수 있다. That is, when the cutting oil is sprayed, the cutting oil also has a centrifugal force due to the centrifugal force generated by the rotation of the main shaft, but it is converted into a linear motion through the helical passage, and the force converted into the linear motion is canceled by the jet nozzle generating the centrifugal force So that the cutting oil can be supplied to the correct position of the tool in the form of a straight line, which is not scattered before the cutting oil is sprayed to the tool.
한편, 상기 제트노즐은, 구심력을 발생시켜 상기 주축의 원심력을 상쇄하는 다수의 홀을 포함할 수 있다. 즉, 절삭유가 상기 다수의 홀을 통과하면서 원심력이 상쇄되어 직분사될 수 있다.Meanwhile, the jet nozzle may include a plurality of holes for generating a centrifugal force to cancel the centrifugal force of the main shaft. That is, as the cutting oil passes through the plurality of holes, the centrifugal force is canceled and the powder can be directly cut.
또한, 상기 커버는, 상기 베어링을 윤활 및 냉각한 후의 쿨런트를 배출하는 제3 유로를 내부에 마련할 수 있다.The cover may be provided with a third flow path for discharging the coolant after lubrication and cooling of the bearing.
또한, 상기 커버의 상기 저면에는, 상기 공구가 관통하는 관통구멍과, 상기 관통구멍의 주위에 배치되어, 상기 공구를 향해 쿨런트를 분사하는 분출구가 마련할 수 있다.The bottom surface of the cover may be provided with a through hole through which the tool passes and an air outlet which is arranged around the through hole and injects coolant toward the tool.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면 가공 부분에 가까운 위치로부터의 쿨런트의 분사를 가능하게 하는 동시에, 쿨런트를 직분사 방식으로 분사함으로써, 정확한 위치에 쿨런트를 공급하는 무비산 절삭유 직분사 시스템를 제공할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the coolant can be injected from a position close to the machining portion, and the coolant is sprayed by the direct spray method, A direct branching system can be provided.
또한, 주축 회전시에 발생하는 원심력을 극복하기 위해 구심력을 이용하여 원심력을 상쇄하여 쿨런트를 직분사함으로써, 쿨런트가 퍼짐현상 없이 원하는 위치에 공급될 수 있는 무비산 절삭유 직분사 시스템를 제공할 수 있다.Further, in order to overcome the centrifugal force generated when the main spindle rotates, the centrifugal force is canceled by centrifugal force, and the coolant is directly cut off, thereby providing a movie cutter oil direct cutting system capable of supplying coolant to a desired position without spreading have.
[제2 실시 형태][Second Embodiment]
도 6은 제1 실시 형태에 따른 무비산 절삭유 직분사 시스템의 구성예를 나타내는 도면으로, 도 6(a)는 무비산 절삭유 직분사 시스템 전체 단면도, 도 6(b)는 베어링을 봉입하기 위한 상세 구조를 나타내는 도면이다. 도 7는, 도 6(a)의 A-A 단면도이다. 도 8은, 절삭유를 분사하는 분출구의 배치예를 나타내는 도면으로, 도 8(a)는 평면도, 도 8(b)는 도 8(a)의 B-B 단면도, 도 8(c)는 도 8(a)의 C-C 단면도, 도 8(d)는 도 8(a)의 D-D 단면도이다.Fig. 6 is a diagram showing a configuration example of a commercial acid cutting oil direct cutting system according to the first embodiment. Fig. 6 (a) is an overall sectional view of the MOV cutter direct cutting system, Fig. 6 Fig. 7 is a cross-sectional view along the line A-A in Fig. 6 (a). 8 (a) is a plan view, Fig. 8 (b) is a sectional view taken along line BB of Fig. 8 (a), Fig. 8 8 (d) is a sectional view taken along line DD of Fig. 8 (a). Fig.
도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 무비산 절삭유 직분사 시스템(1)는, 주축(스핀들)(S)에 공구(T)를 장착하기 위해 이용되며, 밀링 척 본체(2), 커버(20), 베어링(30) 및 스토퍼(40)를 갖는다.6 (a), the MOVP cutting tool
밀링 척 본체(2)의 기단측에는, 주축(S)에 의해 파지되는 섕크부(2A)가 마련되어 있다. 섕크부(2A)는, 이른바 BT(Bottle Grip Taper) 섕크이며, 그 단부에는 풀스터드(3)가 나사 조임되어 있다. 또한, 주축(S)의 내부에는, 그 축 방향으로 이동 가능한 드로우 바(도시생략)가 마련되어 있다. 그리고, 드로우 바(Draw Bar)의 동작에 의해 풀스터드(3)가 주축(S) 측으로 인입됨으로써, 무비산 절삭유 직분사 시스템(1)(밀링 척 본체(2))가 주축(S)에 고정되도록 되어 있다.On the base end side of the milling chuck
한편, 섕크부(2A)는, BT 섕크 이외에도, HSK 섕크, KM 섕크, NT 섕크 등 임의의 형상의 것을 이용할 수 있다.On the other hand, the
밀링 척 본체(2)의 선단측에는, 밀링 척 본체(2)의 선단면(5)으로 개구되는 삽입구(4)를 가지는 공구 부착부(2B)가 마련되어 있다. 공구 부착부(2B)의 삽입구(4)에는 공구(T)가 삽입되며, 콜릿(6)의 체결력에 의해 고정된다. 콜릿(6)에 의한 공구(T)의 고정은, 다음과 같이 이루어진다.A
콜릿(6)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 복수의 슬릿(7)이 마련되고, 공구 부착부(2B)의 삽입구(4)의 내벽과의 당접면의 일부가 테이퍼 형상으로 되어 있다(도 6(a) 참조). 이 때문에, 콜릿(6)은, 주축(S) 측으로 이동함에 따라 축경되고, 반대방향으로 이동함에 따라 확경되도록 되어 있다.7, the
콜릿(6)은, 그 일단에 체결 볼트(8)가 나사 조임되어 있으며, 체결 볼트(8)와 일체를 이루고 있다. 또한, 밀링 척 본체(2)의 내부에는, 체결 너트(10)가 체결 너트 고정 볼트(11)에 의해 고정되어 있다. 그리고, 체결 볼트(8)의 수나사와 체결 너트(10)의 암나사가, 나사부(12)에서 나사 결합되어 있다.The
공구(T)를 밀링 척 본체(2)에 부착하는 경우, 체결 볼트(8)의 단부에 마련된 체결 볼트 육각부(14)를 전용 육각 렌치로 회전시켜, 체결 볼트(8)를 그 축 방향으로 후퇴(주축(S) 측으로 이동)시킨다. 이에 따라, 체결 볼트(8)와 함께 콜릿(6)이 주축(S) 측으로 이동하여, 콜릿(6)이 축경되어, 공구(T)가 파지된다.When the tool T is attached to the milling chuck
한편, 공구(T)를 밀링 척 본체(2)로부터 분리하는 경우, 체결 볼트 육각부(14)를 반대방향으로 회전시킨다. 이에 따라, 체결 볼트(8)와 함께 콜릿(6)이 주축(S)과는 반대측으로 이동하고, 콜릿(6)이 확경되어, 공구(T)의 파지가 해제된다.On the other hand, when the tool T is detached from the milling chuck
커버(20)는 전체적으로 컵형상으로 구성되며, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 공구 부착부(2B)의 외주를 덮는 통형상 벽(22)과, 공구 부착부(2B)의 선단면(5)을 덮는 저면(24)을 갖는다. 통형상 벽(22)은, 베어링(30)의 아우터 레이스(34)를 포함하여 원통형상으로 형성된다.6A, the
커버(20)의 저면(24)에는, 공구(T)가 관통하는 관통구멍(21)과, 이 관통구멍(21)의 주위에 배치되어 절삭액(C)을 분사하는 분출구(23)가 마련되어 있다. 분출구(23)는, 주축(S)으로부터 이격됨에 따라 공구(T)의 외주면에 접근하도록 공구 축심방향에 대하여 경사져 있으며, 그 경사각(α)은 공구(T)의 원하는 위치에 절삭유(C)를 공급할 수 있도록 적당히 조절되는 것이 바람직하다.The
또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 분출구(23; 23-1, 23-2, ···, 23-6)를 복수 개 마련하여, 각각의 분출구(23)의 공구 축심방향에 대한 경사각(α; α1, α2, ···, α6)을 서로 다르게 할 수도 있다. 예를 들면, α1=45°, α2=40°, α3=35°, α4=30°, α5=25°, α6=20°로 할 수도 있다.As shown in Fig. 8, a plurality of air outlets 23 (23-1, 23-2, ..., 23-6) may be provided so that the inclination angle? ;? 1,? 2, ...,? 6) may be different from each other. For example, α1 = 45 °, α2 = 40 °, α3 = 35 °, α4 = 30 °, α5 = 25 °, and α6 = 20 °.
이와 같이 공구 축심방향에 대한 경사각(α)이 상이한 복수의 분출구(23)(23-1, 23-2, ···, 23-6)를 마련함으로써, 절삭유(C)를 복수의 방향으로 분사하여, 광범위에 걸친 절삭유(C)의 공급이 가능해진다. 이에 따라, 피가공물에 가로막혀 절삭유(C)를 가공 부분에 공급하기 어려운 경우에도, 어느 한 분출구(23)로부터 분사된 절삭유(C)를 가공 부분에 도달시킬 수 있다.By providing the plurality of jetting outlets 23-1, 23-2, ..., and 23-6 having different inclination angles? With respect to the tool axis direction in this manner, the cutting oil C is jetted in a plurality of directions So that it is possible to supply the coolant C over a wide range. This makes it possible to reach the machining portion with the cutting oil C sprayed from any one of the spouting
한편, 각 분출구(23)의 경사각(α)은 공구(T)의 길이에 따라 조절하는 것이 바람직하고, 길이가 상이한 복수 종의 공구(T)를 취급하는 경우에는 각 공구(T)의 길이에 적합한 경사각(α)의 분출구(23)를 가지는 커버(20)를 미리 준비해 두는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable to adjust the inclination angle alpha of each jetting
또한, 드릴이나 탭을 이용한 기계 가공에서는, 피가공물에 형성된 구멍 내부의 가공 부분에 직접 절삭유를 공급할 수 없으므로, 피가공물의 표면의 구멍 가장자리와 공구 사이의 간극을 향해 절삭유를 분사하고, 상기 간극을 통해 구멍의 내부에 절삭유를 공급할 필요가 있다. 그런데, 공구(T)가 드릴이나 탭인 경우, 가공의 진척에 따라, 무비산 절삭유 직분사 시스템(1)(커버(20)의 저면(24))가 피가공물에 서서히 접근함으로써, 분출구(23)로부터 분사된 절삭유(C)의 피가공물에 대한 착탄 위치는 일정하지 않다. 이 점, 공구 축심방향에 대한 경사각(α)이 상이한 복수의 분출구(23; 23-1, 23-2, ···, 23-6)를 마련한다면, 어느 한 분출구(23)로부터 분사된 절삭유(C)를 항상 피가공물의 표면의 구멍 가장자리와 공구 사이의 간극으로 도달시킬 수 있다. 따라서, 상기 간극을 통해 구멍 내부에 절삭유를 항시 공급하여, 구멍 내부의 가공 부분을 냉각시키는 동시에, 부스러기(절삭분)의 배출을 촉진시킬 수 있다.Further, in machining using a drill or a tap, since cutting oil can not be directly supplied to the machining portion inside the hole formed in the workpiece, the cutting oil is sprayed toward the gap between the hole edge of the surface of the workpiece and the tool, It is necessary to supply coolant to the inside of the hole. When the tool T is in the form of a drill or a tab, as the machining progresses, the moving body acute angle cutting system 1 (the
커버(20)는, 적어도 저면(24)이 착탈 자유롭게 구성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 저면(24) 및 통형상 벽(22)의 일부(통형상 벽(22) 중 아우터 레이스(34) 외)를 나사부(38)(도 9 참조)에 의해 아우터 레이스(34)에 나사 조임 가능하도록 구성할 수도 있다.Preferably, at least the
저면(24)의 분출구(23)의 위치나, 직경이나, 공구 축심방향에 대한 경사각은, 공구(T)의 치수(특히 공구(T)의 길이), 공구(T)의 종류, 가공 조건 등에 따라 변경하는 것이 바람직하다. 따라서, 적어도 저면(24)을 착탈 자유롭게 구성함으로써, 저면(24)을 포함하는 이 부분의 교환을 통해, 각 공구(T)에 적합한 분출구(23)를 가지는 저면(24)(및 통형상 벽(22)의 일부)을 이용하여, 가공 부분을 향해 절삭유(C)를 보다 효과적으로 공급할 수 있다.The position, diameter and inclination angle with respect to the direction of the tool axis of the
섕크부(2A) 및 공구 부착부(2B)의 내부에는 제1 유로(16)가 형성되어 있으며, 주축(S) 측으로부터 제1 유로(16)를 통해 공구 부착부(2B)의 선단면(5)과 커버(20)의 저면(24) 사이로 절삭유(C)가 안내되도록 되어 있다. 제1 유로(16)는, 도 6의 화살표로 나타내는 바와 같이, 풀스터드(3) 및 체결 볼트(8)의 내부 유로와, 콜릿(6)의 슬릿(7)(도 7 참조)으로 구성된다. 한편, 제1 유로(16)를 통해 공구 부착부(2B)의 선단면(5)과 커버(20)의 저면(24) 사이로 안내된 절삭유(C)는, 일부가 분출구(23)로부터 공구(T)를 향해 분사되고, 나머지가 후술하는 제2 유로(18)를 통과하여 베어링(30)에 공급된다.A
이와 같이 주축(S) 측으로부터 공급되는 절삭유(C)가 흐르는 제1 유로(16)를 섕크부(2A) 및 공구 부착부(2B)의 내부에 마련함으로써, 무비산 절삭유 직분사 시스템(1)를 주축(S)에 장착하는 것만으로, 주축(S)으로부터 분출구(23)에 이르기까지의 절삭유(C)의 유로가 연결된다. 따라서, ATC(자동 공구 교환장치)에 의한 무비산 절삭유 직분사 시스템(1)의 자동 교환에도 용이하게 대응할 수 있다.The
베어링(30)은, 공구 부착부(2B)의 외주에 고정된 이너 레이스(32)와, 커버(20)의 통형상 벽(22)의 일부를 구성하는 아우터 레이스(34) 사이에 복수의 볼(玉)을 봉입한 볼 베어링이다. 베어링(30)의 이너 레이스(32)는 밀링 척 본체(2)와 함께 고속 회전한다. 한편, 베어링(30)의 아우터 레이스(34)는, 아우터 레이스(34)에 부착된 회전정지 링(26)이 후술하는 스토퍼(40)에 의해 구속되므로, 정지된 상태이다.The
베어링(30)의 봉입은 다음과 방법으로 행한다. 먼저, 아우터 레이스(34)의 베어링 입구 구멍(33)에 폐쇄 볼트(37)를 나사 조임한 상태로, 아우터 레이스(34)의 내주측에 R홈(35)을 형성한다. 이후, 폐쇄 볼트(37)를 분리하고, 아우터 레이스(34)를 이너 레이스(32)에 부착하여, 이너 레이스(32)와 아우터 레이스(34) 사이의 R홈(35)에 베어링 입구 구멍(33)으로부터 베어링(30)을 투입한다. 그리고, R홈(35)이 선단에 형성된 폐쇄 볼트(37)에 의해 베어링 입구 구멍(33)을 폐쇄한다. 이에 따라, 베어링(30)이, 이너 레이스(32)와 아우터 레이스(34) 사이의 R홈(35)에 봉입된다. 한편, 폐쇄 볼트(37)의 수나사 및 이것에 나사 결합되는 베어링 입구 구멍(33)의 암나사는, 폐쇄 볼트(37)의 기단측 및 아우터 레이스(34)의 외주측에만 마련되어, 폐쇄 볼트(37)의 베어링 입구 구멍(33)으로의 나사 삽입 시에 폐쇄 볼트(37)의 위치가 규제되도록 되어 있으므로, 베어링(30)과 폐쇄 볼트(37)의 R홈(35)과의 간극을 고정밀도로 조절할 수 있다.The sealing of the
또한, 통형상 벽(22)과 공구 부착부(2B)의 외주 사이에는, 제1 유로(16)를 통해 공구 부착부(2B)의 선단면(5)과 커버(20)의 저면(24) 사이로 안내된 절삭유(C)의 일부를 베어링(30)을 향해 흐르게 하는 제2 유로(18)가 마련되어 있다. 제2 유로(18)를 통해 베어링(30)에 공급된 절삭유(C)는, 베어링(30)을 냉각시키는 동시에 윤활하여, 소부를 방지한다.The
이에 따라, 공구(T)를 고속 회전시키는 경우에도, 베어링(30)의 소부를 일으키는 일 없이, 안정적인 기계 가공을 행할 수 있다. 실제, 본 발명자는, 제2 유로(18)를 통해 베어링(30)에 수용성 절삭유(C)를 공급함으로써, 공구 회전수가 20000rpm 정도인 조건 하에서도 베어링(30)의 소부가 발생하지 않는 것을 확인하고 있다.Thus, even when the tool T is rotated at a high speed, stable machining can be performed without causing the
여기서, 베어링(30) 주변의 절삭유(C)의 흐름에 대하여 자세히 설명한다. 도 9는, 베어링(30) 주변의 절삭유의 유로 구조를 나타내는 단면도이다.Here, the flow of the coolant C around the
같은 도면에 나타내는 바와 같이, 이너 레이스(32)와 아우터 레이스(34) 사이에는, 전체 둘레에 걸쳐 간극(36; 36A, 36B, 36C)이 마련되어 있다. 그리고, 통형상 벽(22)과 공구 부착부(2B)의 외주 사이의 제2 유로(18)를 통과한 절삭유가 간극(36; 36A, 36B, 36C)을 흐르는 도중, 베어링(30)의 냉각 및 윤활이 행해진다. 베어링(30)을 냉각 및 윤활한 후의 절삭유는, 도 9의 화살표로 나타내는 바와 같이, 제3 유로(50)에 의해 배출된다. 제3 유로(50)는, 베어링(30)이 봉입된 R홈으로부터 직경방향 외측으로 절삭유를 흐르게 하는 연통홀(52)과, 간극(36C)을 통과하여 아우터 레이스(34)의 상면에 도달한 절삭유를 직경방향 외측으로 흐르게 하는 상면 홈(53)과, 연통홀(52)및 상면 홈(53)으로부터의 절삭유를 합류시켜 아래쪽으로 배출하는 관통홀(54)으로 이루어진다.36A, 36B, and 36C are provided over the entire periphery between the
이와 같이, 제3 유로(50)를 마련하여, 베어링(30)의 냉각 및 윤활을 행한 후의 절삭유(C)의 배출을 촉진함으로써, 베어링(30) 주위의 절삭유(C)의 막힘을 방지하고, 항시 신선한 절삭유(C)를 베어링(30)에 공급하여, 냉각 및 윤활을 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 베어링(30)으로부터 제3 유로(50)를 통해 외부로 향하는 절삭유(C)의 완만한 흐름이 형성되므로, 베어링(30)의 회전에 따른 외부로부터의 기포의 혼입을 방지하는 동시에, 어떠한 원인으로 이물이 절삭유에 혼입되어도 이를 외부로 확실하게 배출하여 베어링(30)의 기능을 저해하는 일이 없다.As described above, the
2열의 베어링(30) 사이에 끼인 간극(36B)의 폭은, 다른 간극(36A 및 36C)의 폭보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 2열째 베어링(30)(도 9의 상측 베어링(30))에 절삭유(C)를 안정적으로 공급할 수 있다. 또한, 2열째 베어링(30) 직후의 유로인 간극(36C)의 폭을, 간극(36; 36A, 36B, 36C) 중에서 가장 작게 하여, 충분한 압력으로 연통홀(52)에 절삭유를 흐르게 함으로써, 베어링(30)의 막힘을 방지하여 냉각 및 윤활을 효율화하는 동시에, 기포의 혼입 방지나 이물의 배출 촉진을 효과적으로 행할 수 있다. 예를 들면, 간극(36B)의 폭을 약 0.5mm로 하고, 간극(36A)의 폭을 약 0.2mm로 하고, 간극(36C)의 폭을 약 0.05mm로 할 수도 있다.The width of the
한편, 연통홀(52), 상면 홈(53) 및 관통홀(54)의 폭(또는 직경)은, 1열째 베어링(30) 직전의 유로인 간극(36A)의 폭(즉, 제3 유로(50)의 입구측 유로 폭)보다 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 베어링(30)을 냉각 및 윤활한 후의 절삭유의 배출을 촉진시켜, 베어링(30) 주위의 절삭유의 막힘을 방지하고, 항시 신선한 절삭유를 베어링(30)에 공급하여, 냉각 및 윤활을 보다 효율적으로 행할 수 있다. 예를 들면, 연통홀(52)의 직경을 0.3mm 정도로 하고, 상면 홈(53) 및 관통홀(54)의 폭(직경)을 0.5mm 정도로 할 수도 있다.On the other hand, the width (or diameter) of the
또한, 아우터 레이스(34)와 회전정지 링(26)을 다른 것으로 구성하고, 아우터 레이스(34)에만 제3 유로(50)를 형성할 수도 있다. 예를 들면, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제3 유로(50)가 미리 형성된 아우터 레이스(34)의 외주에, 세트 스크류(29)를 이용하여, 회전정지 링(26)을 착탈 자유롭게 부착할 수도 있다.The
아우터 레이스(34)를 회전정지 링(26)과는 다른 것으로 함으로써, 만일, 아우터 레이스(34) 또는 회전정지 링(26)이 고장 또는 파손되어도, 고장 또는 파손된 부품만을 선택적으로 교환할 수 있다. By making the
또한, 아우터 레이스(34)에만 제3 유로(50)를 형성함으로써, 기계 가공이 용이해져서, 제작 비용을 저감시킬 수 있다. Further, since the
도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 스토퍼(40)는, 회전정지 링(26)의 외주의 오목부(27)와 계합되는 회전정지 핀(42)과, 스프링(44)을 통해 회전정지 핀(42)을 지지하는 피스톤 로드(46)와, 이 피스톤 로드(46)를 진퇴시키는 에어 실린더(48)를 갖는다. 한편, 에어 실린더(48)는, 공작 기계측의 Z축에 고정되어 있을 수도 있다.6A, the
에어 실린더(48)의 구동력에 의해 피스톤 로드(46)가 그 길이방향으로 이동하여, 회전정지 핀(42)이 회전정지 링(26)의 오목부(27)에 삽입됨으로써, 회전정지 링(26)이 걸린다. 한편, 피스톤 로드(46)는, 그 길이방향이 공구(T)의 축심방향에 대하여 비스듬해지도록 회전정지 링(26)보다 상측에 배치되어 있으므로, 피스톤 로드(46) 및 에어 실린더(48)가 피가공물과 간섭하는 것을 방지할 수 있다.The
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서, 각종 개량이나 변형을 할 수 있음은 물론이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes may be made without departing from the gist of the present invention.
예를 들면, 제1 실시 형태에서 설명한 내용과, 제2 실시 형태에서 설명한 내용을 적당히 조합할 수도 있다.For example, the content described in the first embodiment and the content described in the second embodiment may be appropriately combined.
* 1 무비산 절삭유 직분사 시스템
2 밀링 척 본체
2A 섕크부
2B 공구 부착부
3 풀스터드
4 삽입구
5 선단면
6 콜릿
7 슬릿
8 체결 볼트
10 체결 너트
11 체결 너트 고정 볼트
12 나사부
14 체결 볼트 육각부
16 제1 유로
18 제2 유로
20 커버
21 관통구멍
22 통형상 벽
23 분출구
24 저면
26 회전정지 링
27 오목부
28 벽면
29 세트 스크류
30 베어링
32 이너 레이스
33 베어링 입구 구멍
34 아우터 레이스
35 R홈
36 간극
37 폐쇄 볼트
37’ 폐쇄편
38 나사부
40 스토퍼
42 회전정지 핀
44 스프링
46 피스톤 로드
48 에어 실린더
50 제3 유로
52 연통홀
53 상면 홈
54 관통홀
60 원형부
62 슬롯구멍부
63 C면
70 정류 부재(압력 컨트롤러)
71 후단면
72 돌기부
74A 관통홀
74B 관통홀
76 출구부
78 나사부
80 날개부
81 연장부
82 오목부
82A 측벽면
82B 상벽면
82C 경사면
84 돌출부
90 폐색부
91 공간
92 내향 플랜지
94 링 부재
96 미소 간극
98 미소 간극
100 무비산 절삭유 직분사 시스템
102 세트 스크류
S 주축
T 공구
* 1 MOVPE cutting oil direct injection system
2 milling chuck main body
2A shank portion
2B tool attachment
3 full studs
4 inserts
5-sided cross section
6 Collet
7 slit
8 fastening bolts
10 Clamping nut
11 Fastening nut fixing bolt
12 thread
14 Tightening Bolt Hex
16 First Euro
18 second euro
20 cover
21 through hole
22 tubular wall
23 outlets
24 bottom
26 Rotation stop ring
27 concave portion
28 Wall
29 set screw
30 Bearings
32 inner race
33 Bearing entry hole
34 outer race
35 R Home
36 Clearance
37 Closing bolts
37 'closed
38 thread
40 stopper
42 Stop pin
44 spring
46 Piston rod
48 air cylinder
50 third euro
52 communication hole
53 Top surface groove
54 through hole
60 Circular portion
62 slot hole portion
63 C side
70 rectification member (pressure controller)
71 rear section
72 protrusion
74A through hole
74B through hole
76 outlet
78 thread
80 wing portion
81 extension
82 concave portion
82A side wall surface
82B Top wall surface
82C slope
84 protrusion
90 occlusion
91 space
92 Inward Flange
94 ring member
96 Micro clearance
98 Micro clearance
100 Movie Mountain Cutting Oil
102 set screw
S spindle
T tool
Claims (4)
일단에 마련되어, 상기 주축에 파지되는 섕크부,
타단에 마련되어, 상기 공구가 삽입되는 삽입구를 선단면에 가지는 공구 부착부,
상기 공구 부착부의 외주를 덮는 통형상 벽, 및 상기 공구 부착부의 상기 선단면을 덮는 저면을 가지는 커버,
상기 커버의 상기 통형상 벽과 상기 공구 부착부 사이에 마련된 베어링,
상기 공구 부착부에 따른 상기 커버의 동시회전을 방지하는 스토퍼,
상기 주축에서 발생한 원심력을 직선운동으로 변환하는 헬리컬 유로,
상기 저면 일측에 마련되고, 상기 주축과 분리되어 무회전하며, 구심력을 발생시키는 제트노즐
을 포함하는, 무비산 절삭유 직분사 시스템.An apparatus for mounting a tool on a main shaft of a machine tool and spraying the cutting oil,
A shank portion provided at one end and held by the main shaft,
A tool attachment portion provided at the other end, the tool attachment portion having an insertion port into which the tool is inserted,
A tubular wall covering the outer periphery of the tool attaching portion, and a cover having a bottom surface covering the distal end surface of the tool attaching portion,
A bearing provided between the tubular wall of the cover and the tool attaching portion,
A stopper for preventing simultaneous rotation of the cover along the tool attaching portion,
A helical flow path for converting the centrifugal force generated in the main spindle into a linear motion,
A jet nozzle which is provided at one side of the bottom surface and is separated from the main shaft to rotate without generating centrifugal force,
Wherein the method comprises the steps of:
상기 제트노즐은,
구심력을 발생시켜 상기 주축의 원심력을 상쇄하는 다수의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 무비산 절삭유 직분사 시스템.The method according to claim 1,
The jet nozzle
And a plurality of holes for generating a centripetal force to cancel the centrifugal force of the main shaft.
상기 커버는,
상기 베어링을 윤활 및 냉각한 후의 쿨런트를 배출하는 제3 유로를 내부에 마련하는 것을 특징으로 하는 무비산 절삭유 직분사 시스템.The method according to claim 1,
The cover
And a third flow path for discharging the coolant after the bearing is lubricated and cooled is provided inside the pipe.
상기 커버의 상기 저면에는,
상기 공구가 관통하는 관통구멍과, 상기 관통구멍의 주위에 배치되어, 상기 공구를 향해 쿨런트를 분사하는 분출구가 마련되는 것을 특징으로 하는 무비산 절삭유 직분사 시스템.
The method according to claim 1,
On the bottom surface of the cover,
Wherein the tool is provided with a through hole through which the tool passes and an air outlet which is arranged around the through hole and injects coolant toward the tool.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020170140293A KR20190046464A (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Device for non-scattering and direct injection of cutting oil |
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KR1020170140293A KR20190046464A (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Device for non-scattering and direct injection of cutting oil |
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WO2020231183A1 (en) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | 주식회사 탑툴링시스템즈 | Coolant direct-spray tool holder for machine tool |
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