KR20200056036A - 절삭 가공 시스템 및 그 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절삭 가공 시스템에 관한 것으로, 중심축을 따라 윤활유 토출로가 형성된 절삭 공구가 장착되고, 절삭 공구를 회전시키는 스핀들과, 절삭 공구로 오일과 공기를 공급하도록 스핀들 내부에 제공된 랜스와, 스핀들 단부에 장착되고, 랜스로 오일과 공기를 혼합되지 않게 공급하는 로터리 유니온을 포함하며, 랜스를 통해 절삭 공구로 오일과 공기가 비혼합된 상태로 제공되므로, 미스트 맺힘 현상이 극소화되고, 절삭 공구를 통한 미스트 토출 응답성이 향상되는, 절삭 가공 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 절삭 가공 시스템 및 그 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 오일과 공기가 혼합된 미스트를 가공물에 토출하며 절삭 공정을 수행하는 절삭 가공 시스템에 관한 것이다.
엔진, 변속기 등의 제품은 주조를 통해 제작된 뒤, 필요에 따라, 절삭을 통해 홀 또는 홈을 형성하게 된다. 절삭 가공시, 발생되는 열에 의한 절삭 공구(드릴)의 파손을 막고, 제품에 발생된 열을 낮추고, 발생된 칩(철가루)이 공기중 부유하지 않도록, 절삭부위에 절삭 오일을 공급하는 것이 일반적이다. 그러나, 절삭 공정 수행중 누수된 오일이 절삭 공정이 수행되는 처리시설 바닥을 오염시킬 가능성이 높았고, 처리시설 내부 공기에 증발유가 포함됨에 따라, 악취가 발생될 가능성이 높았다.
이러한 점을 감안해, 절삭에 필요한 최소한의 오일을 절삭부위에 공급함으로써 오일 누수를 방지해 처리시설 바닥 오염 및 처리시설 악취 발생을 예방할 수 있도록, 공기와 오일을 혼합한 미스트를 절삭부위에 최소량 토출하는 극미량 오일 윤활(MQL; minimal quantity lubrication) 기술이 등장하였다.
그러나, 극미량 오일 윤활 기술은, 절삭 가공 시작 즉시, 절삭 공구를 통해 공기와 오일이 혼재된 미스트를 토출해야하는데, 절삭 공구와 절삭 공구로 미스트를 공급하는 라인의 경계지점에 오일이 방울로 맺혀짐에 따라, 절삭 가공 시작과 동시에 공기와 오일이 혼재된 미스트가 토출되기 어려웠고, 시간차가 발생해 토출 응답성이 낮았다.
또한, 오일의 공급량이 극소화되므로, 절삭 가공 부위에 발생된 칩이 가공 부위로부터 이탈되지 않을 수 있으므로, 더 원활히 칩을 가공 부위로부터 이탈시킬 수 있는 기술이 필요하다.
또한, 각양각색의 절삭 공구들 중 필요에 따라 선택적으로 절삭 가공에 사용될 수 있다. 따라서, 절삭 공구의 형태에 관계없이 토출응답성을 평가할 수 있는 기술이 필요하다.
이에 상기와 같은 점을 감안해 발명된 본 발명의 목적은, 극미량 오일 윤활 기술이 적용된 절삭 가공 장치의 토출 응답성을 향상시킬 수 있는 절삭 가공 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 극미량 오일 윤활 기술이 적용된 절삭 가공 장치를 통한 절삭 가공 수행시 발생된 칩을 더 원활히 가공 부위로부터 이탈시킬 수 있는 절삭 가공 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 절삭 공구의 형태에 관계없이 토출응답성을 평가할 수 있는 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템은, 중심축을 따라 윤활유 토출로가 형성된 절삭 공구가 장착되고, 절삭 공구를 회전시키는 스핀들과, 절삭 공구로 오일과 공기를 공급하도록 스핀들 내부에 제공된 랜스와, 스핀들 단부에 장착되고, 랜스로 오일과 공기를 혼합되지 않게 공급하는 로터리 유니온을 포함한다.
또한, 랜스는, 오일이 흐르는 내부관과, 내부관과 동심을 이루며 내부관 외부에 배치되고, 공기가 흐르는 외부관을 포함할 수 있다.
또한, 스핀들은, 랜스가 위치되는 관통홀이 제공된 바디와, 랜스와 로터리 유니온을 연결하도록 바디에 장착되는 커버를 포함할 수 있다.
또한, 커버는, 장착홀 외부에 고정되고, 랜스의 일측 단부가 장착홀 중심 축 상에 위치되도록 랜스를 유도하는 제1 조인트와, 랜스의 일측 단부가 로터리 유니온의 결합부와 체결된 상태를 유지하도록 로터리 유니온을 제1 조인트에 고정시키는 제2 조인트를 포함할 수 있다.
또한, 제1 조인트는, 결합부가 랜스와 체결되기 위해 삽입되는 체결공간을 제공하고, 제2 조인트는, 로터리 유니온의 결합부가 관통되고 체결공간에 단부가 삽입되는 제1 결합링과, 제1 결합링과는 동심을 이루도록 제1 조인트와 제1 결합링 사이에 제공되는 제2 결합링을 포함하며, 제2 결합링이 제1 조인트에 고정되고, 제1 결합링이 제2 결합링에 고정될 수 있다.
또한, 스핀들은, 절삭 공구를 파지하는 드릴홀더와, 드릴홀더와 체결되고, 외부 회전력으로 드릴홀더를 회전시키는 회전부를 포함하며, 랜스의 타측 단부는, 회전부 중심에 돌출되고, 드릴홀더가 회전부에 체결된 상태에서, 공기와 오일은 랜스를 통해 드릴홀더로 유입된 후 혼합될 수 있다.
또한, 드릴홀더 내부에는, 절삭 공구와 동심을 이루며, 랜스의 타측 단부가 삽입되는 MQL튜브와, 절삭 공구와 동심을 이루며, MQL튜브로부터 절삭 공구를 향해 연장된 스틸튜브와, 스틸튜브의 일측 단부가 삽입되고, 절삭 공구와 접촉되는 관체상의 조절나사를 포함하며, 절삭 공구와 접하는 조절나사의 일측 단부는, 점진적으로 확관되도록 제공되고, 조절나사와 접하는 절삭 공구의 일측 단부는, 점진적으로 축관되도록 제공될 수 있다.
또한, 공기와 오일은, MQL튜브에서 혼합될 수 있다.
또한, 로터리 유니온으로 공기를 공급하는 공압유닛과, 로터리 유니온으로 오일을 공급하는 오일공급유닛과, 스핀들, 로터리 유니온, 공압유닛, 오일공급유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
또한, 공압유닛은, 외부로부터 공급 받은 공기를 증압하는 증압기와, 증압기로부터 증압된 공기를 공급받고 저장하는 서지탱크를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템은, 절삭 공구의 형태에 관계없이 토출응답성을 평가할 수 있도록, 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지를 제공한다. 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지는, 스핀들의 수평이동 및 수직이동의 기준이되는 X-Y 좌표축과, 절삭공구를 통한 오일, 공기의 혼합 미스트의 분사목표가 되도록 X-Y 좌표축의 X축과 수평하도록 도시된 다수개의 토출라인을 포함하며, 토출라인은, X-Y 좌표축의 Y축을 따라 등간격으로 배열된다.
또한, X-Y 좌표축의 원점(0,0)은 성능 시험 용지의 좌측하단 모서리일 수 있다.
또한, 토출라인 일측에 스핀들이 회전되기 시작하는 테스트 시작 위치 포인트가 제공되고, 토출라인 타측에 스핀들의 회전과 이동이 정지되는 테스트 정지 위치 포인트가 제공될 수 있다.
또한, 테스트 시작 위치 포인트 및 테스트 정지 위치 포인트는, 토출라인과 수평을 이루고, 토출라인으로부터 거리를 가지도록 이격된 상태로 제공될 수 있다.
또한, 토출라인의 하부에는, 스핀들의 수평이동 거리를 가늠하게 하는 가로치수선이 제공되고, 토출라인의 측부에는, 스핀들의 높이이동 거리 및 테스트 회차를 가늠하게 하는 세로치수선이 제공될 수 있다.
또한, 테스트 날짜, 스핀들 이동송도, 스핀들 회전속도를 기입하는 기재란을 더 포함할 수 있다.
위와 같은 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템에 따르면, 랜스를 통해 절삭 공구로 오일과 공기가 비혼합된 상태로 제공되므로, 미스트 맺힘 현상이 극소화되고, 절삭 공구를 통한 미스트 토출 응답성이 향상된다.
또한, 증압기를 통해 공기가 더 가압된 상태로 절삭 공구로 제공되므로 가공 부위에 더 큰 압력으로 미스트가 토출되고, 이에 따라, 절삭 가공 수행시 발생된 칩을 더 원활히 가공 부위로부터 이탈시킬 수 있다.
또한, 절삭 공구로부터 성능 시험 용지를 향해 미스트를 실제 토출하는 시험을 수행함으로써, 절삭 공구를 통한 미스트 토출 응답성을 절삭 공구 형태에 관계없이 평가 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템의 예시도,
도 2는 도 1의 스핀들과 로터리 유니온의 결합 예시도,
도 3은 도 1의 로터리 유니온과 랜스의 결합 예시도,
도 4는 도 1의 스핀들의 회전부와 드릴홀더의 결합 예시도,
도 5는 도 4의 회전부의 정면도,
도 6은 도 1의 절삭공구가 장착된 드릴홀더의 단면도,
도 7은 도 6의 MQL튜브 및 스틸튜브의 사시도,
도 8은 도 6의 조절나사의 사시도,
도 9는 도 6의 절삭 공구의 평면도,
도 10은 도 1의 절삭 가공 시스템에 증압기와 서지탱크가 제공된 예시도,
도 11은 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지의 예시도이다.
도 2는 도 1의 스핀들과 로터리 유니온의 결합 예시도,
도 3은 도 1의 로터리 유니온과 랜스의 결합 예시도,
도 4는 도 1의 스핀들의 회전부와 드릴홀더의 결합 예시도,
도 5는 도 4의 회전부의 정면도,
도 6은 도 1의 절삭공구가 장착된 드릴홀더의 단면도,
도 7은 도 6의 MQL튜브 및 스틸튜브의 사시도,
도 8은 도 6의 조절나사의 사시도,
도 9는 도 6의 절삭 공구의 평면도,
도 10은 도 1의 절삭 가공 시스템에 증압기와 서지탱크가 제공된 예시도,
도 11은 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지의 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템은, 중심축을 따라 윤활유 토출로가 형성된 절삭 공구(D)가 장착되고, 절삭 공구(D)를 회전시키는 스핀들(100)과, 절삭 공구(D)로 오일과 공기를 공급하도록 스핀들(100) 내부에 제공된 랜스(200)와, 스핀들(100) 단부에 장착되고, 랜스(200)로 오일과 공기를 혼합되지 않게 공급하는 로터리 유니온(300)과, 로터리 유니온(300)으로 공기를 공급하는 공압유닛(400)과, 로터리 유니온(300)으로 오일을 공급하는 오일공급유닛(500)과, 로터리 유니온(300), 공압유닛(400), 오일공급유닛(500)의 작동을 제어하는 컨트롤러(600)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 스핀들(100)은, 랜스(200)가 위치되는 관통홀(111)이 제공된 바디(110)와, 랜스(200)와 로터리 유니온(300)을 연결하도록 바디(110)에 장착되는 커버(120)를 포함한다. 바디(110) 내부에 절삭공구(D)를 회전시키는 축(112)과, 축(112)을 회전시키는 모터(미도시)가 제공된다. 랜스(200)가 장착되는 관통홀(111)은 축(112)과 동심을 이룬다. 커버(120)가 제공됨에 따라, 종래 사용되던, 스핀들(100)에도 별도의 형상 변경 없이 로터리 유니온(300)을 장착할 수 있게 된다.
커버(120)는, 장착홀(111) 외부에 고정되고, 랜스(200)의 일측 단부가 장착홀(111) 중심축 상에 위치되도록 랜스(200)를 유도하는 제1 조인트(121)와, 랜스(200)의 일측 단부가 로터리 유니온(300)의 결합부(310)와 체결된 상태를 유지하도록 로터리 유니온(300)을 제1 조인트(121)에 고정시키는 제2 조인트(122)를 포함한다.
제1 조인트(121)는, 로터리 유니온(300)의 결합부(310)가 랜스(200)와 체결되기 위해 삽입되는 체결공간(A)을 제공하고, 제2 조인트(122)는, 로터리 유니온(300)의 결합부(310)가 관통되고 체결공간(A)에 단부가 삽입되는 제1 결합링(123)과, 제1 결합링(123)과는 동심을 이루도록 제1 조인트(121)와 제1 결합링(123) 사이에 제공되는 제2 결합링(124)을 포함한다. 로터리 유니온(300)은 제1 결합링(123)에 끼워지고, 제2 결합링(124)에 의해 가압됨에 따라, 위치가 고정된다.
제2 결합링(124)에는 제1 조인트(121)에 제공된 체결홈(J1)과 일치되는 체결구(J2)가 제공된다. 볼트(B1)가 제1 조인트(121)의 체결홈(J1)과 제2 결합링(124)의 체결구(J2)에 체결됨으로써 제2 결합링(124)이 제1 조인트(121)에 고정된다. 제2 결합링(124)에는 체결홈(J3)이 제공되고, 제1 결합링(123)에는 제2 결합링(124)의 체결홈(J3)과 일치되는 체결구(J4)가 제공된다. 볼트(B2)가 제2 결합링(124)의 결합홈(J3)과 제1 결합링(123)의 체결구(J4)에 체결됨으로써 제1 결합링(123)이 제2 결합링(124)에 고정된다.
도 3을 참조하면, 랜스(200)는, 2중관체이다. 랜스(200)는, 오일이 흐르는 내부관(210)과, 내부관(210)과 동심을 이루며 내부관(210) 외부에 배치되고, 공기가 흐르는 외부관(220)을 포함한다.
로터리 유니온(300)은 스핀들(100)의 바디 길이방향 일측에 장착된다. 로터리 유니온(300)은, 공압유닛(400)으로부터 공기를 공급받는 공압주입구(320)와, 오일공급유닛(500)으로부터 오일을 공급받는 오일주입구(330)를 포함한다.
로터리 유니온(300)에는 랜스(200)와 결합되는 결합부(310)가 제공된다. 결합부에는 랜스(200)의 내부관(210)과 오일주입구(330)를 연결하는 토출구(311)와 랜스(200)의 외부관(220)과 공압주입구(320)를 연결하는 토출구(312)가 2중관 형태를 이루도록 제공된다.
컨트롤러(600)는, 절삭 공구(D)의 형상, 절삭 조건에 따라, 로터리 유니온(300), 공압유닛(400), 오일공급유닛(500)의 작동을 제어해, 절삭 공구(D)를 통해 절삭 부위에 토출되는 미스트의 유량을 제어한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 스핀들(100)의 바디(110)의 일측에는 절삭 공구(D)를 회전시키는 회전부(140)가 제공된다. 회전부(140)는 스핀들(100)의 바디(110) 내부에 제공된 축(112)과 연결된다. 회전부(140)에 절삭 공구(D)를 파지한 드릴홀더(130)가 장착된다. 회전부(140) 회전에 의해 드릴홀더(130)가 회전되고, 궁극적으로 절삭 공구(D)가 회전된다. 회전부(140) 중심에 랜스(200)의 단부가 돌출된다. 드릴홀더(130)가 회전부(140)에 체결된 상태에서, 공기와 오일은 랜스(200)를 통해 드릴홀더(130)로 유입된 후 혼합된다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 드릴홀더(130) 내부에는, MQL튜브(131), 스틸튜브(132), 조절나사(133)가 제공된다. MQL튜브(131)는, 절삭 공구(D)와 동심을 이루도록 드릴홀더(130) 내부에 장착된다. MQL튜브(131)의 단부에 회전부(140) 중심에 돌출된 랜스(200)의 단부가 삽입된다. 랜스(200)의 단부가 삽입된 MQL튜브(131)의 단부에서 오일과 공기가 혼합된다.
스틸튜브(132)는 MQL튜브(131)와 동심을 이루도록 제공된다. 스틸튜브(132)는, MQL튜브(131) 보다 큰 길이를 가지도록 제공된다. 이에 따라, 스틸튜브(132)는 MQL튜브(131) 내부로부터 외부로 연장된다. 스틸튜브(132)의 내경은 랜스(200)의 외경보다 크도록 제공된다. MQL튜브(131) 외부에 존재하는 스틸튜브(132)의 단부는 조절나사(133)에 삽입된다.
조절나사(133)는, 절삭 공구(D)와 접촉한다. 절삭 공구(D)와 접촉하는 조절나사(133) 일면은 점진적으로 확관되도록 제공된다. 조절나사(133)와 접촉하는 절삭공구(D)의 단부는 점진적으로 축관되도록 제공된다. 조절나사(133)와 절삭공구(D)가 접하는 부위는 각각 45도 챔퍼 형상(C)으로 제공된다.
45도 챔퍼 형상(C)으로 조절나사(133)와 절삭공구(D)가 접촉하게 되므로, 조절나사(133)와 절삭공구(D)의 접촉부에서 오일 맺힘이 방지된다. 오일 맺힘이 방지되므로, 방울진 오일을 밀어내기 위한 압력 상승이 불필요해진다. 이에 따라, 토출응답성이 향상된다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템은, 공압 유닛(400)에 증압기(700)와 서지탱크(800)를 추가적으로 제공한다.
증압기(700)는, 외부로부터 공급 받은 공기를 증압한다. 일예로써 외부로부터 공급받은 공기는 3 내지 4 bar이고, 증압기(700)를 통해 증압된 공기는 6 내지 8 bar로 승압된다. 서지탱크(800)는, 증압기(700)로부터 증압된 공기를 공급받고 저장한다. 서지탱크(800)는 공압유닛(400)과 연결되고, 공압유닛(400) 작동에 따라, 증압된 공기를 공급한다.
공압유닛(400)으로부터 랜스(200)로 공급되는 공기의 압력이 증대됨에 따라, 절삭 공구(D)에서 토출되는 미스트의 토출압이 상승된다. 이에 따라, 절삭부위에 발생된 칩이 잔류되지 않는다. 경우에 따라서는, 절삭 공구(D)를 통해서 압축 공기만을 절삭부위에 제공할 수도 있을 것이다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템은, 절삭 공구(D)의 형태에 관계없이 토출 응답성을 평가할 수 있도록, 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지(900)를 제공한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지(900)는, 절삭 공구(D)를 통해 토출된 미스트가 잘 묻혀지고, 번지지 않는 재질로 제작된다. 일예에 의하면, 성능 시험 용지(900)는 기름 종이로 제공될 수 있다. 성능 시험 용지(900)에는, X-Y 좌표축(910), 토출라인(920), 테스트 시작 위치 포인트(S), 테스트 정지 위치 포인트(F), 가로치수선(L1), 세로치수선(L2), 기재란(930)이 제공된다.
X-Y 좌표축(910)은 토출 응답성 시험시 스핀들(100)의 수평이동 및 수직이동의 기준이된다. X-Y 좌표축(910)의 원점(0,0)은 성능 시험 용지(900)의 좌측하단 모서리이다. 토출라인(920)은 절삭공구(D)를 통한 오일, 공기의 혼합 미스트의 분사목표가 되도록 X-Y 좌표축(910)의 X축과 수평하도록 도시된다. 토출라인(920)은, X-Y 좌표축(910)의 Y축을 따라 등간격으로 복수개가 제공된다.
테스트 시작 위치 포인트(S)에서 스핀들(100)의 축(112)이 회전되기 시작한다. 절삭공구(D)가 테스트 시작 포인트(S)로부터 위치이동해, 토출라인(920)에 도달한 시점에서, 컨트롤러(600)는 로터리 유니온(300), 공압유닛(400), 오일공급유닛(500)을 작동시켜 절삭공구(D)에서 미스트를 분사시킨다. 절삭공구(D)는 토출라인(920)의 마지막 지점에서 토출을 멈추고 테스트 정지 위치 포인트(F)로 이동한다.
테스트 정지 위치 포인트(F)는, 토출라인(920) 타측에 제공된다. 테스트 정지 위치 포인트(F)에서 스핀들(100)의 회전과 이동이 정지된다. 테스트 시작 위치 포인트(S) 및 테스트 정지 위치 포인트(F)는, 토출라인(920)과 수평을 이루고, 토출라인(920)으로부터 거리를 가지도록 이격된 상태로 제공된다.
가로치수선(L1)은 토출라인(920)의 하부에 제공된다. 가로치수선(L1)은 스핀들(100)의 수평이동 거리를 가늠하게 한다. 세로치수선(L2)은 토출라인(920)의 측부에 제공된다. 세로치수선(L2)은 스핀들(100)의 높이이동 거리 및 테스트 회차를 가늠하게 한다.
기재란(930)은, 세로치수선(L2) 하부에 제공된다. 기재란(930)은, 테스트 날짜, 스핀들(100) 이동송도, 스핀들(100) 회전속도를 기입할 수 있도록 제공된다.
위와 같이 구성되는 성능 시험 용지를 통한 토출 응답 속도 성능 시험은, 절삭 공구(D)가 최하단에 위치하고, 좌측에 제공된 테스트 시작 위치 포인트(S1)로부터 시작해 우측으로 이동하며, 토출라인(920)에만 미스트를 토출한다.
그리고, 토출라인(920) 우측에 제공된 테스트 정지 위치 포인트(F1)에서 회전을 멈추고 1회 시험을 종료한다. 2회 시험은, 1회 시험 종료 후, 절삭공구(D)의 수평이동 없이 수직 이동해, 2회 토출라인(920) 우측에 제공된 테스트 시작 위치 포인트(S2)로 절삭공구(D)가 이동된 후 수행된다.
2회 시험은, 테스트 시작 위치 포인트(S2)에서 시작하고, 절삭공구(D)가 우에서 좌로 이동하며 토출라인(920)에 미스트를 분사하고, 테스트 정치 위치 포인트(F2)에서 종료된다.
즉, 회차별로 절삭공구(D)가 높이이동하고, 홀수번째 시험은 절삭공구(D)가 좌에서 우로 이동하며 수행되고, 짝수번째 시험은 절삭공구(D)가 우에서 좌로 이동하며 수행된다.
위 기재한 바와 같이 구성되는, 본 발명의 일실시예의 절삭 가공 시스템에 따르면, 랜스(200)를 통해 절삭 공구(D)로 오일과 공기가 비혼합된 상태로 제공되고, 드릴홀더(130) 내부에서 오일과 공기가 혼합되고, 절삭 공구(D)와 조절나사(133)의 접촉부위가 챔퍼 형상(C)으로 제공됨에 따라, 드릴홀더(130) 내부에서 미스트 맺힘이 극소화되고, 궁극적으로 종래에 비해 소량의 오일을 제공하더라도, 미스트 토출 응답성을 확보할 수 있다.
또한, 증압기(700)를 통해 공기가 더 가압된 상태로 절삭 공구(D)로 제공되므로 가공 부위에 더 큰 압력으로 미스트가 토출되고, 이에 따라, 절삭 가공 수행시 발생된 칩을 더 원활히 가공 부위로부터 이탈시킬 수 있다.
또한, 절삭 공구(D)로부터 성능 시험 용지를 향해 미스트를 실제 토출하는 시험을 수행함으로써, 절삭 공구(D)를 통한 미스트 토출 응답성을 절삭 공구(D) 형태에 관계없이 평가할 수 있다.
100: 스핀들
110: 바디
111: 관통홀 112: 축
120: 커버 121: 제1 조인트
122: 제2 조인트 123: 제1 결합링
124: 제2 결합링 130: 드릴홀더
131: MQL튜브 132: 스틸튜브
133: 조절나사 140: 회전부
200: 랜스 210: 내부관
220: 외부관 300: 로터리 유니온
310: 결합부 400: 공압유닛
500: 오일공급유닛 600: 컨트롤러
700: 증압기 800: 서지탱크
900: 성능 시험 용지 910: X-Y 좌표축
920: 토출라인 930: 기재란
S: 테스트 시작 위치 포인트
F: 테스트 정지 위치 포인트
L1: 가로치수선 L2: 세로치수선
D: 절삭 공구
111: 관통홀 112: 축
120: 커버 121: 제1 조인트
122: 제2 조인트 123: 제1 결합링
124: 제2 결합링 130: 드릴홀더
131: MQL튜브 132: 스틸튜브
133: 조절나사 140: 회전부
200: 랜스 210: 내부관
220: 외부관 300: 로터리 유니온
310: 결합부 400: 공압유닛
500: 오일공급유닛 600: 컨트롤러
700: 증압기 800: 서지탱크
900: 성능 시험 용지 910: X-Y 좌표축
920: 토출라인 930: 기재란
S: 테스트 시작 위치 포인트
F: 테스트 정지 위치 포인트
L1: 가로치수선 L2: 세로치수선
D: 절삭 공구
Claims (16)
- 중심축을 따라 윤활유 토출로가 형성된 절삭 공구가 장착되고, 상기 절삭 공구를 회전시키는 스핀들;
상기 절삭 공구로 오일과 공기를 공급하도록 상기 스핀들 내부에 제공된 랜스;
상기 스핀들 단부에 장착되고, 상기 랜스로 상기 오일과 상기 공기를 혼합되지 않게 공급하는 로터리 유니온을 포함하는, 절삭 가공 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 랜스는,
상기 오일이 흐르는 내부관;
상기 내부관과 동심을 이루며 상기 내부관 외부에 배치되고, 상기 공기가 흐르는 외부관을 포함하는, 절삭 가공 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 스핀들은,
상기 랜스가 위치되는 관통홀이 제공된 바디;
상기 랜스와 상기 로터리 유니온을 연결하도록 상기 바디에 장착되는 커버를 포함하는, 절삭 가공 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 커버는,
상기 장착홀 외부에 고정되고, 상기 랜스의 일측 단부가 상기 장착홀 중심 축 상에 위치되도록 상기 랜스를 유도하는 제1 조인트;
상기 랜스의 일측 단부가 상기 로터리 유니온의 결합부와 체결된 상태를 유지하도록 상기 로터리 유니온을 상기 제1 조인트에 고정시키는 제2 조인트를 포함하는, 절삭 가공 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 제1 조인트는,
상기 결합부가 상기 랜스와 체결되기 위해 삽입되는 체결공간을 제공하고,
상기 제2 조인트는,
상기 로터리 유니온의 결합부가 관통되고 상기 체결공간에 단부가 삽입되는 제1 결합링;
상기 제1 결합링과는 동심을 이루도록 상기 제1 조인트와 상기 제1 결합링 사이에 제공되는 제2 결합링을 포함하며,
상기 제2 결합링이 상기 제1 조인트에 고정되고, 상기 제1 결합링이 상기 제2 결합링에 고정되는, 절삭 가공 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 스핀들은,
상기 절삭 공구를 파지하는 드릴홀더;
상기 드릴홀더와 체결되고, 외부 회전력으로 상기 드릴홀더를 회전시키는 회전부를 포함하며,
상기 랜스의 타측 단부는, 상기 회전부 중심에 돌출되고,
상기 드릴홀더가 상기 회전부에 체결된 상태에서, 상기 공기와 상기 오일은 상기 랜스를 통해 상기 드릴홀더로 유입된 후 혼합되는, 절삭 가공 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 드릴홀더 내부에는,
상기 절삭 공구와 동심을 이루며, 상기 랜스의 타측 단부가 삽입되는 MQL튜브;
상기 절삭 공구와 동심을 이루며, 상기 MQL튜브로부터 상기 절삭 공구를 향해 연장된 스틸튜브;
상기 스틸튜브의 일측 단부가 삽입되고, 상기 절삭 공구와 접촉되는 관체상의 조절나사를 포함하며,
상기 절삭 공구와 접하는 상기 조절나사의 일측 단부는, 점진적으로 확관되도록 제공되고,
상기 조절나사와 접하는 상기 절삭 공구의 일측 단부는, 점진적으로 축관되도록 제공된, 절삭 가공 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 공기와 상기 오일은, 상기 MQL튜브에서 혼합되는, 절삭 가공 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 로터리 유니온으로 공기를 공급하는 공압유닛;
상기 로터리 유니온으로 오일을 공급하는 오일공급유닛;
상기 로터리 유니온, 상기 공압유닛, 상기 오일공급유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는, 절삭 가공 시스템.
- 제9항에 있어서,
상기 공압유닛은,
외부로부터 공급 받은 공기를 증압하는 증압기;
상기 증압기로부터 증압된 공기를 공급받고 저장하는 서지탱크를 포함하는, 절삭 가공 시스템.
- 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항의 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지에 있어서,
상기 스핀들의 수평이동 및 수직이동의 기준이되는 X-Y 좌표축;
상기 절삭공구를 통한 상기 오일, 상기 공기의 혼합 미스트의 분사목표가 되도록 상기 X-Y 좌표축의 X축과 수평하도록 도시된 다수개의 토출라인을 포함하며,
상기 토출라인은, 상기 X-Y 좌표축의 Y축을 따라 등간격으로 배열된, 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지.
- 제11항에 있어서,
상기 X-Y 좌표축의 원점(0,0)은 상기 성능 시험 용지의 좌측하단 모서리인, 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지.
- 제11항에 있어서,
상기 토출라인 일측에 스핀들이 회전되기 시작하는 테스트 시작 위치 포인트가 제공되고,
상기 토출라인 타측에 상기 스핀들의 회전과 이동이 정지되는 테스트 정지 위치 포인트가 제공되는, 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지.
- 제13항에 있어서,
상기 테스트 시작 위치 포인트 및 상기 테스트 정지 위치 포인트는,
상기 토출라인과 수평을 이루고, 상기 토출라인으로부터 거리를 가지도록 이격된 상태로 제공되는, 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지.
- 제11항에 있어서,
상기 토출라인의 하부에는, 상기 스핀들의 수평이동 거리를 가늠하게 하는 가로치수선이 제공되고,
상기 토출라인의 측부에는, 상기 스핀들의 높이이동 거리 및 테스트 회차를 가늠하게 하는 세로치수선이 제공되는, 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지.
- 제11항에 있어서,
테스트 날짜, 스핀들 이동송도, 스핀들 회전속도를 기입하는 기재란을 더 포함하는, 절삭 가공 시스템의 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지.
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|---|---|---|---|
| KR1020180139873A KR20200056036A (ko) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 절삭 가공 시스템 및 그 토출 응답성을 평가하는 성능 시험 용지 |
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160081327A (ko) | 2014-12-31 | 2016-07-08 | 현대위아 주식회사 | 스핀들용 오일 미스트 집진 장치 및 이를 포함하는 공작기계 |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP3671392B2 (ja) * | 2001-02-16 | 2005-07-13 | ホーコス株式会社 | 工作機械の主軸装置 |
| DE102009011336A1 (de) * | 2009-03-05 | 2010-09-09 | Bielomatik Leuze Gmbh + Co Kg | Lanzeneinheit und Spindel mit einer solchen |
-
2018
- 2018-11-14 KR KR1020180139873A patent/KR20200056036A/ko not_active Application Discontinuation
-
2019
- 2019-11-13 US US16/682,681 patent/US11135660B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160081327A (ko) | 2014-12-31 | 2016-07-08 | 현대위아 주식회사 | 스핀들용 오일 미스트 집진 장치 및 이를 포함하는 공작기계 |
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