KR880001065B1 - 자동 인서트교환기용 인서트 카트리지와 공구 고정구 및 인서트 교체방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동 인서트교환기용 인서트 카트리지와 공구 고정구 및 인서트 교체방법

제1도는 본 발명에 의한 공구 고정구의 측면도.

제2도는 본 발명에 인서트 카트리지의 측면도.

제3도는 클램프된 상태의 인서트를 갖추고 있는, 본 발명에 따른 공구 고정구의 평면도.

제4도는 클램프되지 않은 상태의 인서트를 갖추고 있는, 본 발명에 따른 공구 고정구의 평면도.

제5도는 클램프된 상태의 인서트를 갖추고 있는. 본 발명에 따른 공구 고정구의 정면도.

제6도는 클램프되지 않은 상태의 인서트를 갖추고 있는, 본 발명에 따른 공구 고정구의 정면도.

제7도는 본 발명에 따른 공구 고정구상에 적당한 배열에 따라 인서트 카트리지를 갖추고 있는 본 발명의 공구 고정구.

제8도는 본 발명에 따른 공구 고정구의 평면도.

제9도는 본 발명에 따른 공구 고정구의 평면도.

본 발명은, 가공중에 손상되거나 마모된 절삭용 인서트를 공구 고정구상에서 자동으로 교환해 주는 장치에 관한 것이다.

교체 가능한 절삭용 인서트를 갖춘 공구 고정구를 이용한 재료 가공에 있어서, 가공방법을 효율적으로 하기 위해 많은 연구가 이루어져 왔다. 가공 작업에서 비효율적인 것중의 하나는 닳거나 마모되었을 때 절삭용 인서트를 교환해 주는 것, 그리고 더중요한 것은 가공중에 파손된 절삭용 인서트를 교환해 주는 것과 관련되어 있다.

인서트가 더이상 절삭에 사용될 수 없게 될때 작업물로 부터 공구 고정구를 귀환시키고, 절삭용 인서트를 다른 절삭날로 돌리거나 또는 인서트 자체를 바꾸어주는 것이 필요하다. 이것은 보통 작업자에 의해 행해지며, 일반적인 또는 특별한 공구로 인서트를 풀고, 뜨거운 인서트를 뽑고, 장갑이나 또는 특별한 장비를 이용하고, 인서트자리에 너무 많은 먼지나 파편같은 오염을 주지않으면서 인서트를 교체하는 것이 요구된다.

그런다음, 인서트는 작업자에 의해 고정될 수 있고, 공구 고정구는 새로운 절삭날이 앞서의 절삭날과 같은 크기의 절삭능을 갖는가를 시험하기 위한 시험 절삭을 위해 작업물로 되돌아간다. 시험결과가 만족스럽지 못하면 기계공구는 공차에 맞도록 재조정되어야 한다.

인서트가 마모되는 것에 더하여 가공작업에 있어서 더 나쁜 상황은, 그리고 가장 비능률적인 것은 인서트가 가공물의 절삭중에 파괴되어 인서트 수명이 끝날때 일어난다. 이러한 상황은 심한 손해를 일으키고, 인서트의 교환과 관련한 시간과 그외의 손실에 더하여 가공물에 스크래핑(scrapping)을 일으킨다.

극히 최근에, 절삭용 인서트가 그 수명에 도달했을 때를 측정 할 수 있는 시스템이 발표되었다. 수명에 도달하면 신호가 발생해서 더이상의 절삭작업전에 인서트가 교환되어야 한다는 것을 지시한다.

본 발명의 목적은 절삭용 인서트가 그 수명을 다했을 때를 지시하는 신호가 발생할 때마다 자동으로 인서트를 교환하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 작업이 수행하는 것보다 더 능률적인 절삭용 인서트 교환을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 긴시간의 무인 가공작업을 위해 필요한 공구 고정구와 인서트 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 요약

본 발명에 따른 인서트 카트리지는, 면대면으로 접촉되어 여러개의 절삭용 인서트를 지지하는 인서트 저장챔버로 구성된다. 저장챔버의 한쪽단은 인서트가 한번에 하나씩 챔버내외로 이동할 수 있도록 개방되어있다.

저장챔버의 개방단에는 저장챔버내에 종방향으로 포개져있는 인서트를 지지하도록 받침단이 있다. 저장챔버의 타단에는 상기의 받침단을 향해 인서트를 밀어주기 위한 스프링이 배치되어있다.

저장챔버안의 중앙의 봉이 그안에 있는 인서트의 중앙 구멍에 끼워진다. 봉은 스프링에 연결되고, 저장챔버의 개방단으로 향해 뻗어있고, 봉의 한 단부가 맨 끝 인서트의 중앙 구멍과 결합되어 종 방향의 왕복 운동을 한다.

본 발명에 따라 또한, 한쪽단부가 적어도 하나의 바닥면과 측면으로된 인서트 포켓으로 이루어진 샹크(shank)로 구성된 공구 고정구가 제공된다. 인서트내의 중앙구멍과 결합하도록 인서트 시트로부터 상방으로 뻗어 있는 중앙핀을 갖춘 가동 시트가 인서트 포켓에 위치한다. 봉이 인서트 포켓내에서 인서트 시트를 전후로 이동시키는 장치에 연결되어 공구 고정구의 샹크를 관통하여 연장된다. 시트가 인서트 포켓내에서 후방으로 이동되면, 인서트의 중앙구멍에 결합된 핀은 인서트 포켓의 측면과 핀 사이에 인서트를 고정시킬 수 있다.

상기 인서트 포켓의 한 측면에 대해 인서트를 고정시키는 것과 더불어, 인서트 측면 접촉부와 인서트 윗면 접촉부를 갖는 추가적인 피보트 클램프가 포켓의 또다른 측면을 따라 구비되어있다. 인서트가 인서트 포켓내로 이동함에 따라 인서트의 측면은 클램프의 인서트 측면 접촉부와 접촉하고, 인서트 위에서 강하게 누르는 인서트 윗면 접촉부로 클램프가 하방향으로 피보트하게한다.

가동 봉이 샹크를 통하여 뻗어있으며, 봉이 공구 고정구상에서 후방으로 밀리거나 당겨질 때 인서트 시트가 인서트 포켓 바깥으로 이동 되도록 인서트 시트를 이동시키기 위하여 랙(rack)과 피니온(pinion)과 연결되는 것이 바람직하다. 공구 고정구의 샹크내에서 이동가능한 봉은 공구 고정구내의 최전방위치로 밀어주는 장치에 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 상기한 공구 고정구상에 사용하여 못쓰게된 인서트를 교체하는 방법을 포함한다. 본 방법은, 공구 고정구 포켓내에서 인서트 시트를 전방으로 이동시키고, 공구 고정구상에서 사용된 인서트를 풀어 시트로부터 인서트를 제거하는 것으로 구성되어 있다. 인서트 카트리지는 그때 인서트 시트와 정렬하고 인서트 시트와 결합되어, 인서트 시트상의 직립 핀이 저장 챔버의 개방단의 인서트 중앙 구멍과 결합되고 저정챔버내의 중앙봉을 후방으로 밀어준다.

본 발명은 인서트 시트가 공구 고정구 포켓내의 클램핑 위치로 들어가기전에, 인서트 카트리지 저장지역의 최말단에 위치해 있던 인서트를 취하도록 공구 고정구 샹크를 안쪽으로 하는 것을 포함한다. 그리고 나서 인서트 카트리지는 원래 위치로 되돌아 온다.

[실시예]

도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시된 것은 그곳에 인서트(14)가 안착되어 있는 가동 인서트 시트(12)를 갖고 있는 공구 고정구(10)이다. 가동 인서트 시트(12)와 인서트(14)는 바닥면(16)과 측면(18)으로된 인서트 포켓내에 위치해 있다. 인서트 시트(12)는, 래크(20)와 연결되어 전방으로 왕복이동 가능한 피니온(22)에 결합한다.

왕복이동 가능한 봉(24)은 공구 고정구(10)의 샹크(26)를 관통하여 뻗어있고 봉(24)을 공구 고정구(10)와 샹크(26)의 최전방위치로 밀어주는 스프링장치(28)를 가져 인서트 시트(12)가 공구 고정구의 인서트 포켓내의 최후방 위치에서 견고히 지지되게 한다. 가동 봉(24)은 공구에 연결되도록 한쪽단에 나사부(30)를 갖는다. 인서트 시트(12)의 바닥에 연결되어 있는 스프링장치(6)를 갖는 쇼울더(shoulder)타입의 나사(5)가 제1도에 도시되어 있다. 쇼울더 나사(5)와 스프링(6)은 그것이 공구 고정구 포켓내외로 활주함에 따라 공구 고정구의 선반(7)에 대해 인서트 시트(12)를 지지한다. 쇼울더나사(5)는 인서트 시트가 그 최외단 위치로 이동되었을때 지지대(8)에서 정지되게 한다.

제2도에 도시된 것은 인서트(36)를 면대면 접촉으로 저장하기 위한 인서트 저장공간(34)을 갖는 인서트 카트리지(32)이다. 인서트(36)는 평면도에서 일반적으로 다각형의 형상이고, 공구 고정구(10) 포켓의 바닥면(16)과 측면(18)에 대해 인서트를 고정하도록 돕기 위하여 관통된 중앙구멍을 갖는다.

인서트 저장공간(34)은 인서트(36)가 인서트 저장공간(34)에서 제거될 수 있도록 적어도 하나의 개방단(38)을 갖는다. 개방단(38)은 어떤 종방향으로 이동으로 부터도 말단의 인서트(42)를 지지해주는 받침단(40)을 갖는다. 봉(44)은 인서트 저장공간(34)의 중앙선을 통하여 뻗어있으며, 인서트(42)가 어떠한 측면 이동도 할 수 없도록 인서트(36)의 인서트(42)의 중앙구멍을 관통하여 결합되어 있다. 스프링(45)과 캡(46)은 인서트(36)더미가 받침단(40)과 결합하도록 한다. 왕복으로 이동하는 봉(44)은 또한 받침단(40)을 향해 가압되고 그러나 인서트(42)가 개방단(38)을 통해 인서트 카트리지로 부터 측면으로 제거될 수 있도록 핸들(46)에 의해 후방으로 당겨질 수 있다.

제3도에 도시된 것은 결합장치(30)가 단부에 있는 왕복 이동 가능한 봉(24)을 갖는 공구 고정구(10)의 평면도이다. 제1도에 도시되었듯이 인서트 시트(12)는 피니온(22)에 연결된 래크(20)과 결합된 바(bar)(48)를 갖는다. 봉(24)은 피니온(22)가 결합하고, 인서트(14)가 인서트 포켓의 측면(18)에 대해 견고하게 고정된 것을 볼 수 있다. 클램프(50)는 인서트(14)의 윗면에서 하방으로 눌러주는 인서트 윗면 접촉부(52)와 함께 클램프된 위치에서 도시되었다. 스프링(54)은 인서트(14)가 클램프(50)와 함께 결합되지 않을 때 클램프가 상방향으로 피보트하도록 힘을 가한다.

제4도에 도시된 것은 봉(24)이 결합장치(36)와 연결되어 후방으로 운동됨에 따라 피니온(22)을 회전시켜 래크(20)가 바(48)을 이동시키고 인서트 포켓(13) 바깥으로 인서트 시트(12)를 밀도록한다. 인서트(14)는 아직 인서트 시트에 위치한, 상태에서 제2도에 도시된 다른 인서트(42)에 의해 교체되도록 제거될 수 있다. 이때, 피보트되는 클램프(50)의 인서트 윗면 접촉부(52)는 스프링(54)에 의해 그 최상단 위치까지 피보트된다.

제5도에 도시된 것은 공구 고정구(10)의 정면도이고, 하단부(15)와 상단부(17)를 갖는 인서트 시트(12)를 도시한다. 하단부(15)가 인서트 포켓 바닥면(16)에 위치하는 반면에 인서트(14)는 상단부(17)에 위치한다. 공구 고정구는 클램프된 위치에 있고, 인서트(14)의 윗면과 결합하여 하방으로 가압하는 접촉부(52)와 인서트(14)의 측면과 결합하는 측면접촉부(53)를 피보트시키는 클램프(50)를 갖는 것을 도시한다.

측면 접촉부(53)는 클램프(50)와 일체로 서로 직각으로 형성되고, 인서트(14)가 5도와 같이 포켓에 안착된 위치에서 제6도의 해방된 위치로 됨에 따라 반시계방향으로 피보트된다. 반대로, 인서트(14)가 포켓에 압착된 위치로 될때 스프링(54)에 의해 클램프(50)가 피보트됨에 따라 그 측면 접촉부(53)는 인서트의 측면에 그리고 윗면 접촉부(52)는 윗면을 눌러 인서트를 클램프한다.

제6도에 도시된 것은, 인서트 포켓 바깥으로 이동된 인서트 시트(12)를 갖는 고정되지 않은 위치에 있는 인서트(14)와, 윗면 접촉부(52)가 인서트(14)와 결합하지 않을 정도로 최상단위까지 피보트된 클램프(50)를 도시하는 공구 고정구(10)의 단부도면이다. 또한, 측면접촉부(53)는 인서트(14)와 결합되어 있지 안으며 인서트(14)는 공구 공정구로 부터 제거될 수 있다.

제7도에 도시된 것은 인서트 카트리지(32)이고 공구 고정구(10)는 인서트(14)의 자동교환이 이루어질 수 있도록 공지의 장치에 의해 지지된다. 공구 고정구상에 적절히 위치한 인서트 카트리지(32)에 의해 인서트(14)는 자동으로 교환될 수 있다. 적절한 위치하는 것은, 봉(44)이 낮혀졌을 때 인서트 시트(12)의 중앙핀(3)과 결합하도록 위치하는 것을 뜻한다.

인서트 시트의 중앙핀(31)은 공구 고정구(10)의 인서트 포켓 측면(18)에 대해 인서트(14)를 고정하는데에 사용된다. 인서트 카트리지(32)가 인서트 시트와 결합하기 위해 내려갈때, 핀 봉(44)이 더이상 인서트(42)의 중앙구멍과 결합하지 않도록 핀(31)이 인서트 저장챔버내에서 상방으로 봉(44)을 민다.

제8도에 도시된 것은 공급 고정구(10)이고 고정된 위치에 있는 인서트(14)와 함께 봉(24)를 도시한다. 봉(24)는 공구 고정구(10) 정면으로 뻗어있는 구멍을 통해 안착해 있는 단부(101)를 갖는다.

관통구멍(103)을 통하여, 봉(24)는 제9도에 도시된대로 운동하게 되고 그래서 인서트(14)는 고정되지 않은 위치로 이동한다. 이와 같은 방법에서는 공구 고정구가 후미로 부터 작동되는 것이 필요없게 된다. 오히려 인서트를 공구 고정구(10)의 앞에서 클램프시킬 수 있다.

첨부된 청구범위의 범위내에서 본 발명의 장치는 변형시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 샹크 ; 저벽을 지닌 샹크상의 인서트 포켓 ; 인서트 포켓에서 이동가능한 인서트 시트 ; 인서트 중심구멍과 맞물리도록 인서트 시트로 부터 위로 뻗은 핀 ; 인서트 시트가 포켓에 있는 제1위치와, 포켓으로 부터 밖으로 이동된 제2위치 사이에서 인서트 시트를 이동 시키는 장치 ; 인서트 측면 접촉부와 인서트 윗면 접촉부를 지니며 포켓의 한 측벽을 따라 피보트하는 클램프 ; 상기 키보트가능한 클램프는 인서트 시트가 제1위치로 이동됨에 따라 접촉부들이 인서트의 상부면 및 측면과 개별적으로 맞물리는 제1상태로 피보트 이동되며, 인서트 시트가 제2위치로 이동되면 상기 맞물림이 풀리는 제2상태로 피보트 이동되도록 구성된 공구 고정구.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동 장치는 샹크를 관통하여 연장된 가동 봉과 상기 봉이 한 방향으로 이동할때 인서트 시트가 제1위치로 이동되도록 그리고 피보트가능한 클램프는 제1상태로 피보트되고, 봉이 반대방향으로 이동되면 인서트 시트가 제2위치로 이동되고 상기 피보트가능한 클램프는 제2상태로 피보트되도록 상기 봉을 인서트 시트와 클램프에 연결하는 장치를 포함하는 공구 고정구.
3. 제2항에 있어서, 상기 봉 연결장치는 래크와 피니온 장치인 공구 고정구.
4. 면대면으로 층층이 쌓인 중앙의 구멍을 지니는 다수의 동형의 인서트들을 보유하는 인서트 저장 챔버 ; 적어도 한쪽이 개방된 저장챔버의 단부와 그 단부상의 인서트용 받침단 ; 상기 받침단과 접촉되게 적층 인서트들을 밀치는 수단 ; 인서트의 구멍과 맞물리도록 저장챔버 속에서 연장되어 있으며 인서트 시트의 핀과 인서트를 정렬시키는 중앙 봉을 포함하며 ; 상기 중앙 봉은, 말단 인서트의 측방향 이동을 막도록 인서트와 맞물리게 봉을 밀치는 수단을 지니고 종방향 으로 왕복 이동가능한 인서트 카트리지.
5. 인서트가 포켓에 배치되어 있으며, 피보트가능한 클램프는 인서트 포켓에 인서트를 클램프하는 제1상태에 있는 제1위치로 부터 스프링 편향력에 대항하여 인서트 시트와 함께 인서트가 포켓으로 부터 멀어지게 피보트되고, 상기 클램프는 인서트를 클램프하지 않는 제2상태로 피보트되는 제2위치로 인서트 시트에 연결되는 샹크내의 봉을 이동시키며 ; 인서트 시트로 부터 클램프되지 않은 인서트를 제거하며 ; 인서트 시트의 직집 핀에 대하여, 하나 이상의 교체 인서트와 맞물리게 인서트 저장 챔버속에 봉을 지니는 인서트 카트리지를 배치시키며 ; 중앙 봉이 핀과 접촉하고 더 이동하면 핀이 봉을 밀어 다음 교체용 인서트가 핀에 맞물리게 되도록 인서트 시트를 향해 인서트 카트리지를 이동시키며 ; 인서트 시트가 포켓으로 이동되고 피보트가능한 클램프가 인서트를 클램프하는 제1상태로 피보트되도록 샹크내의 가동 봉 장치를 제2위치로 부터 제1위치로 이동시키는 단계들을 포함하는, 공구 고정구의 인서트 포켓의 시트에 장착된 인서트를 교체하는 방법.
6. 제2항에 있어서, 상기 샹크내의 봉을 한 방향으로 편향시키는 수단을 포함하는 공구 고정구.

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