KR20190122181A - 컴퓨터 수치제어 자동선반의 척킹장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 소재가 자동으로 공급 되어 가공과 절단이 연속적으로 이루어지는 컴퓨터 수치제어 자동선반에서의 꺾어진 형태의 앵글부를 포함하는 절삭부품의 가공에 있어서, 주축에서 이측부가 1차 가공된 후 서브축에 의해 픽업 되어 2차 가공 형태로 이루어지는 상기 꺾어진 형태의 앵글부가, 선삭이 가능한 형태로 기울기가 전환 되는 상기 서브축의 콜렛척과, 포함 되어 상기 기울기 단계를 이루는 가이드바(17)에 관한 것이다.

Description

컴퓨터 수치제어 자동선반의 콜렛척{The collet chuck for CNC automatic lathe}

본 발명은 컴퓨터 수치제어 자동선반의 콜렛척, 상세하게는 컴퓨터 수치제어(CNC) 자동선반에서 꺾어진 형태의 앵글부를 포함하는 절삭부품의 가공에 있어서,

상기 앵글부를 선삭 즉, 선반 가공하기 위하여, 주축에서 이측부가 1차 가공되고, 픽업된 후 일정 각도로 기울기가 전환되어 재 척킹되는, 컴퓨터 수치제어 자동선반의 서브축 콜렛척(The collet chuck)에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터 수치제어 자동선반에서, 측단부 즉, 이측부와의 경계부가 중심축과 직교하는 앵글부를 포함하는 절삭 부품의 가공에 있어서, 상기 앵글부는 다축 밀링부가 이용된 밀링 가공이 주요 가공 수단이 되고 있다.

그러나 밀링 가공으로 형성되는 표면은 일반적인 선삭 즉, 선반 가공에 의한 것에 비해 현저히 거칠어 균일한 표면이 요구되는 부품 등의 제조에 있어서는 다소 문제가 되는 방법이다.

매크로(macro) 프로그램이 이용되어 선삭 형태로 앵글부 가공이 이루어지기도 하지만, 상기 방법은, 선삭 바이트가 주축을 중심으로 공전 하듯 회전하는 앵글부를 중심을 유지하며 단계적으로 따라 도는 형태로 프로그램이 상기 앵글부의 탄젠트 값에 의해 단계적인 절삭 시작점과 끝점 그리고 그 반경 값들을 구해 원호를 연속적으로 이어 그리는 방식으로, 이측부와의 경계부는 기울기 변화가 없으므로, 상기 이측부와의 경계부가 중심축과 직교하는 앵글부를 포함하는 절삭 부품의 제조에는 적용 될 수 없는 방법이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상기 앵글부가 선삭이 가능하도록 척킹되는 콜렛척을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 가공 현장에서 소형 부품의 선삭에 효율적인 방편으로, 조(jaw)나 콜렛척에 이종의 소형 콜렛척을 소켓 형태로 삽입해 척킹하는 방법이 이용 되며, 꺾어지거나 편심된 형태의 앵글부를 포함하는 절삭부품의 상기 앵글부를 선삭하기 위하여, 대응하는 이형의 척이 이용 되어 2차 가공형태로 이루어진다는 점과, 컴퓨터 수치제어 자동선반의 파워풀한 제어 능력에 의거,

소재가 자동으로 공급 되어 가공과 절단이 연속적으로 이루어지는 상기 컴퓨터 수치제어 자동선반에서의 꺾어진 형태의 앵글부를 포함하는 절삭부품 가공에 있어서,

주축에서 이측부가 1차 가공된 후 서브축에 의해 픽업 되어 2차 가공 형태로 이루어지는 꺾어진 형태의 앵글부가, 선삭이 가능한 형태로 기울기 전환 되는 서브축의 콜렛척과, 포함 되어 상기 기울기 전환 동작을 이루는 가이드바(17)가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

선삭이 가능해짐으로써 꺾어진 앵글부의 외주부가 균일한 표면이 형성 되게 되었다.

도 1은 컴퓨터 수치제어 자동선반의 가공부이다.
도 2는 예시 절삭부품이다.
도 3은 콜렛척의 척킹 진행단계이다.
도 4는 콜렛척의 부품도이다.
도 5는 콜렛척의 상세도이다.
도 6은 가이브바의 부품도이다.
도 7은 콜렛척과 가이드바의 조립도이다.
도 8은 콜렛척과 가이드바의 동작 원리이다.
도 9는 콜렛척과 가이드바의 동작 단계이다.
도 10은 콜렛척의 척킹 해제 단계이다.

첨부된 도면을 참조하여 상기 컴퓨터 수치제어 자동선반의 콜렛척(14)과 포함 되는 가이드바(17)의 구조와 원리를 설명한다.

첨가된 부호의 앞자리는 동일한 사항에 대해서 일부 중복 되는 것을 제외하고 도번과 일치한다.

콜렛척(14)은,

회전형 콜렛척(53) 콜렛척 본체(51) 교차축핀(52) 볼핀(54) 볼핀 탄성부(53)로 구성 되며,

회전형 콜렛척(53)은,

이측부의 측단부가 경사단(62)으로 형성 되고 양측으로는 모따기 형태의 경사단(65)이 형성 되고 내측으로는 척킹부(61)가 형성 되고 이측은 중심축(64)과 교차하는 홀(610)이 형성된다.

콜렛척 본체(51)는,

이측부 측단부로부터 내측으로 상기 회전형 콜렛척이 삽입 되어 위치하고 기울기 전환이 이루어지는 상기 회전형 콜렛척의 자리(67)가 형성 되고, 삽입된 상기 회전형 콜렛척의 교차홀(610)과 일치 되는 교차홀(620)이 양측 외주가 관통 되어 형성 되고, 교차축핀(52)이 삽입 되어, 상기 회전형 콜렛척의 기울기 전환의 중심이 되는 교차축(63)이 형성된다. 외주로부터 상기 회전형 콜렛척 자리(67)까지 관통 되는 2단의 홀(69)이 상기 교차축과 콜렛척 중심축(68)으로 이측에 직교하여 형성 되어 상기 회전형 콜렛척이 원위치를 유지하게 하는 볼핀(54)과 탄성부(55)가 삽입된다.

가이드바는,

가이드부(71) 가이드부 탄성부(74) 볼핀(72) 볼핀 탄성부(73) 커버부(75) 볼트부(76)로 구성 되며,

가이드부는,

일측은 외주 일단(720)과, 측단부로부터 내측으로 절개부(77)가 형성 되고, 절개부의 측단부 양측으로는 회전형 콜렛척의 모따기형 경사부(65)와 대응하는 경사부(780)가 형성 되고,

이측은 외주 이단(730)과, 볼핀(72)과 볼핀 탄성부(73)가 삽입 되고 볼트부(76)가 삽입 되고 나사 체결이 이루어지는 측단부로부터 내측으로 나사부(710)가 포함 되는 일단(79)과 절개부(77)에 관통 되는 이단(78)의 홀이 형성된다.

커버부(66)는,

내주에 가이드부의 탄성부가 수용 되는 일단(740)과 가이드부의 외주 이단(730)이 삽입 되는 이단(750)의 홀이 형성된다.

볼트부는,

볼핀의 탄성부(73)을 지지하는 바(760)와 가이드부의 나사부(710)와 체결 되는 나사부(770)가 포함 되어 형성된다.

실시 단계는,

상기 회전형 콜렛척의 기울기 전환 및 재 척킹 동작은 탄성부를 포함하는 가이드바의 가이드부 경사단(780)이 1차 가공 절삭부품이 척킹된 회전형 콜렛척의 측단부의 모따기 형태의 경사단(65)에 접촉 되면서 절개부(77)에 척킹된 1차 절삭부품(83)이 수용 되고 동시에 척킹 해제 시 절삭물의 이탈을 방지하기 위한 탄성부를 포함하는 볼핀(72)의 볼면이 상기 척킹된 1차 가공 절삭부품의 측단부 중심에 접촉(91) 되고,

척킹이 해제 되고,

절삭 부품의 이탈이 방지 되도록 상기 볼핀(72)의 볼면이 절삭부품의 측단부 중심 에 접촉이 유지 되도록 회전 중심과 반경이 설정된 원호를 그리는 형태(95)로

가이드부와 회전형 콜렛척의 각 측단부 면이 일치(93)됨과 동시에 절삭부품의 2차 가공될 외주부의 중심축(94)이 선삭 중심축(17)과 일치 되는 바람직한 기울기 전환이 이루어지고,

재 척킹 되고,

절삭부품의 2차 가공이 완료 되고 척킹이 해제 되면 탄성부(55)를 포함하는 볼핀(54)에 의해 회전형 콜렛척이 원위치로 복귀하는 단계로 이루어진다.

상기 모따기 형태의 각 경사단은 대응시 맞물림 형태를 띔으로써, 회전형 콜렛척의 외측으로 벌어짐 등의 변형을 방지함과 동시에 척킹이 해제된 콜렛척에 그랩력을 부여하고, 각각의 동일한 면 끼리 일치 되려는 성질에 의해 회전형 콜렛척의 바람직한 기울 전환이 이루어진다.

상기 충격에 유연성을 형성하는 가이드부 탄성부는, 회전형 콜렛척의 원위치 동작을 형성하는 콜렛척 본체의 볼핀 탄성부의 포스를 압도하므로, 기울기 전환 동작중 상기 각각의 탄성부로 인한 기능적인 문제는 발생 되지 아니한다.

상기 회전형 콜렛척의 복귀 동작은 상기 기울기 전환 동작의 역순서로 진행하여 척킹 해제와 함께 회전형 콜렛척이 탄성부(55)를 포함하는 볼핀(54)에 의해 급격한 원위치 동작으로 인해 발생할수 있는 콜렛척부의 손상을 방지한다.

상기 회전형 콜렛척의 측면부에 접촉 되는 접촉부를 포함하는 완충바(101)가 설치 되어 사용 되는 방법도 바람직하다.

11: 주축부 12: 1차 가공 절삭부품
13: 주축 중심축 14: 서브축 콜렛척
15: 서브축부 16: 가이드바
17: 서브축 중심축 18: 서브축부 선삭바이트
19: 다축 밀링부 20: 바이트 궤적
21: 꺾임부 22: 꺾임 경계부
23: 중심선 24: 꺾임부 중심선
25: 꺾임부 중심선 26: 꺾임부
27: 꺾임 경계부 28: 중심선
29: 꺾임부 높이 31: 척킹 준비 단계
32: 척킹 완료 단계 33: 각도 전환 단계
34: 1차 가공부 선삭 완료 단계 50: 조립 단면부과 측면부
51: 콜렛척 본체 52: 교차축 핀
53: 회전형 콜렛척 54: 콜렛척부 볼핀
55: 탄성부 61: 절삭부품 척킹부
62: 회전형 콜렛척 측단부 63: 교차홀 중심축
64: 회전형 콜렛척 중심축 65: 회전형 콜렛척 경사부
66: 콜렛척 본체 교차홀 중심축 67: 회전형 콜렛척 척킹부
68: 콜렛척 본체 중심축 69: 볼핀홀
610: 회전형 콜렛척의 교차홀 620: 콜렛척 본체의 교차홀
71: 가이드부 72: 볼핀
73: 볼핀 탄성부 74: 가이드부 탄성부
75: 커버부 76: 볼트부
77: 가이부의 절개부 78: 내주 이단부
79: 내주 일단부 710: 내주 나사부
720: 외주 일단부 730: 외주 이단부
740: 내주 일단부 750: 내주 이단부
760: 볼핀 탄성부 지지부 770: 볼트부 나사부
780: 가이드부 경사부 81: 회전형 콜렛척의 측단부
82: 가이드바의 측단부 83: 척킹된 절삭부품
84: 볼핀 회전형 콜렛척 접촉부 91: 볼핀 절삭부품 접촉부
92: 기울기 전환 완료된 절삭부품 93: 기울기 전환 완료 측단부
94: 기울기 전환 완료된 절삭부품 중심축
95: 가이드바의 기울기 전환 동작 위치
101: 완충바 102: 척킹 해제 상태

Claims (2)

1. 컴퓨터 수치제어 자동선반의 콜렛척에 있어서, 교차축(61)을 중심으로 기울기 전환이 형성 되는 회전형 콜렛척(43)이 포함 되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어 자동선반의 콜렛척.
2. 제 1항에 있어서 상기 회전형 콜렛척의 기울기 전환을 형성하기 위해 탄성부를 포함하는 가이드바(72)를 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어 자동선반의 콜렛척.

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