KR920008127B1 - 공작기계용 공구 호울더 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

공작기계용 공구 호울더
제1도는 본 발명의 실시예에 의한 공작기계의 주요부분을 나타내는 수직단면도.
제2도는 제1도의 A-A선에 따른 단면도.
제3도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계의 주요부를 나타내는 수평 단면도.
제4도는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 공작기계의 주요부를 나타내는 수직 단면도.
제5도는 제1도에 나타낸 호울더만을 나타내는 부분절개된 측면도.
제6도는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 공작기계의 주요부를 나타내는 수직단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 스핀들 2 : 지지부
2a : 원호형상의 홈 2b : 원통형상의 개구
3 : 공작기계 몸체 4 : 볼 베어링
5 : 공구 호울더 6 : 삽입부
7 : 공구 8 : 스톱퍼
10 : 세라믹층(보호층) 11 : 세라믹 슬리브
12 : 지지부 13 : 나사
20 : 코팅층
본 발명은 공작기계에 관련된 것으로서, 특히 공작기계에 있어서의 개량된 공구 호울더(holder)에 관한 것이다.
통상, 공작기계의 스핀들은 공구 호울더를 위한 지지부를 갖는다. 공구 호울더의 삽입부는 지지부내로 삽입되어 공구 호울더가 스핀들에 부착된다. 삽입부의 바깥면은, 침탄(浸炭) 및 경화(硬化)된 강철, 단단한 크롬도금, 또는 기타 침탄시킨 금속의 층에 의해 덮여진다.
그러나, 많은 공구 호울더는 종종 스핀들과 공구 매거진(magazine)과의 사이에서 공구 교환기에 의하여 교환된다. 이 때문에 공구 호울더의 삽입부가 스핀들의 지지부와 공구 매거진의 지지부를 결합할때, 그들 사이에 마찰이 발생하여 공구 호울더의 삽입부가 쉽게 마모되는 경향이 있다. 이러한 이유로, 공구 호울더의 스핀들 및/또는 공구 매거진의 부착은 불완전하게 된다. 즉, 공구 호울더의 수명이 짧게된다.
본 발명의 목적은 공구 호울더가 긴 수명을 가질 수 있는 공작기계용 공구 호울더를 제공함에 있다.
본 발명에 의한 공작기계용 공구 호울더는, 공작기계 몸체와, 공작기계 몸체에 의하여 회전 가능하게 지지되며 지지부를 갖는 스핀들과, 지지부에 부착되는 삽입부를 갖는 공구 호울더와, 공구 호울더의 삽입부 및/또는 스핀들의 지지부에 형성된 코팅층과로 구성된다. 코팅층은 티타늄합금, 티타늄 화합물등과 같은, 티타늄을 포함하는 단단한 재료로 만들어진다. 본 발명의 실시예를 도면과 함께 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예]
제1도 및 제2도에 있어서, 공작기계는 지지부(2)를 갖는 스핀들(1)을 포함한다. 공구 호울더(5)의 테이퍼진 삽입부(6)는 통상의 방법에 따라 지지부(2)내에 삽입되고, 콜리트척(collet chuck)(도시하지 않음)에 의해 지지부(2)에 부착된다. 공작기계 몸체(3)는 스핀들(1)을 다수개의 볼 베어링(4)으로서 회전 가능하게 지지한다. 공구(7)는 srhdrn 호울더(5)에 의하여 고정된다. 스톱퍼(8)는 스핀들(1)의 하부 끝단부에 유지되어 공구 호울더(5)로 하여금 스핀들(1)에 관하여 회전하지 못하도록 한다. 세라믹층(10)은 스핀들(1)의 지지부(2)의 내면에 마련된다. 세라믹층(10)은 미합중국 특허 제4,607,989호에서 개시된 바와 같은 방법으로 지지부(2)상에 형성될 수 있다.
예를 들면, 세라믹 재료는 스핀들(1)의 지지부(2)상에 코팅됨으로써 세라믹층(10)을 형성한다. 세라믹층(10)은 다른 소정의 방법으로도 형성될 수 있다. 제1도, 제2도 및 제5도에 있어서, TIN, Tic 또는 TiCN과 같은 티타늄 화합물로 만들어진 코팅층(20)은 공구 호울더(5)의 삽입부(6)상에 형성된다.
바람직하게는, 공구 호울더의 기본 구조는 강철로 만들어지며, 900℃와 1100℃사이에 걸친 고온에서의 진공화학 증착법과 같은 CVD 방법에 의하여, 코팅층(20)이 그 위에 형성된다. CVD 코팅 방법은 고순도와, 뛰어난 강고함 및 얇은 두께를 갖는다. 또한, CVD 코팅은 다수개의 층을 구성할 수도 있다. 코팅층(20)이 이러한 단단한 재료로 만들어지는 경우, 공구 호울더(5)의 삽입부(6)는 뛰어난 내마모성을 가지므로 긴수명이 보장될 수 있다. 또한, 코팅층(20)은 공구 호울더(5)의 기본 구조에 맞게, 또한 강하게 접합될 수 있다.
제3도는, 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 다수개의 판형상에 세라믹층(10)이, 스핀들(1)의 지지부(2)상에 형성된 다수개의 원호형 홈(2a)내에 각각 분리되어 배치된다. 제3도의 실시예는, 세라믹층(10)을 제외하고는, 제1도 및 제2도의 실시예와 근본적으로 동일하다.
제4도는, 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 원통형상의 개구(2b)는, 스핀들(1)의 지지부내에 형성된다. 세라믹 슬리브(11)는, 스핀들(1)의 원통형상 개구(2b)에 대응하는 외부 형상을 갖는다. 세라믹 슬리브(11)는 스핀들(1)의 개구부(2b)내에 맞추어지고, 나사(13)에 의하여 스핀들(1)에 고정된다. 세라믹 슬리브(11)는 테이퍼진 지지부(12)를 갖는데, 그 위로 공구 호울더(5)의 삽입부가 부착된다. 스톱퍼(8)는, 나타난 도면에는 마련되었지만 생략될 수도 있다.
제6도는, 스핀들(1)의 지지부(2)에 세라믹 슬리브(11)를 고정시키기 위한 수단을 제외하고는, 제4도의 실시예와 유사한 또 다른 실시예를 나타낸다. 링(21)은 다수개의 나사(13)에 의하여 지지부(2)의 하부 끝단에 고정되어서, 스핀들(1)의 원통형상의 개구(2b)에 대하여 세라믹 슬리브(11)를 압박하도록 되어 있다.
만약 나사(13)가 풀어진다면, 링(21)과 세라믹 슬리브(11)는 스핀들(1)로부터 쉽게 제거될 수 있다.
비록 본 발명의 상술된 실시예에 있어서는, 공구 호울더(5)의 삽입부(6)와 스핀들(1)의 지지부(2)가 테이퍼져 있지만, 본 발명이 그것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 공구 호울더(5)의 삽입부(6)와 스핀들(1)의 지지부(2)는 어떠한 형상으로도 형성할 수 있다. 세라믹층은 생략될 수 있다.
마찬가지고, 코팅층(20)과 같은 재료로 만들어진 단단한 층이 세라믹층(10), 및 세라믹 슬리브(11)에 대신에 형성될 수 있다. 본 발명의 범위내에서는 여타의 여러 가지 실시예 및 변형이 있을 수 있다.

Claims (19)

  1. 공작기계 몸체(3)와, 상기 공작기계 몸체(3)에 의하여 회전 가능하게 지지되며 지지부(2)를 갖는 스핀들(1)과, 상기 지지부(2)에 부착되는 삽입부(6)를 갖는 공구 호울더(5)와로 구성되는 공작기계에 있어서, 티타늄을 포함한 단단한 재료로 만들어진 코팅층(20)이, 상기 공구 호울더(5)의 삽입부(6)상에 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단단한 재료가 티타늄 화합물인 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단단한 재료가 티타늄 합금인 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  4. 제1항에 있어서, 상기 코팅층(20)이 CVD 코팅된 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스핀들(1)의 상기 지지부(2)는, 그 내부로 공구 호울더(5)의 삽입부(6)가 맞추어지는 테이퍼진 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스핀들(1)의 상기 지지부(2)는, 티타늄을 포함한 단단한 재료로 만들어진 세라믹층(10)에 의하여 전체적으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  7. 제1항에 있어서, 스핀들(1)의 지지부(2)가, 티타늄을 포함한 단단한 재료로 만들어진 세라믹층(10)에 의하여 부분적으로 덮여있는 공작기계용 공구 호울더.
  8. 제7항에 있어서, 판형상의 세라믹층(10) 다수개가, 상기 스핀들(1)의 상기 지지부(2)상에 각각 분리되어 위치하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  9. 제7항에 있어서, 원호형상의 홈(2a) 다수개가 상기 스핀들(1)의 지지부(2)내에 형성되고, 상기 각각의 세라믹층(10)은 상기 각각의 원호형상의 홈(2a)에 고정되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  10. 제1항에 있어서, 티타늄을 포함한 단단한 재료로 만들어진 세라믹 슬리브(11)가 상기 스핀들(1)의 지지부(2)의 원통형상의 개구(2b)내에 고정되고, 상기 공구 호울더(5)의 삽입부(6)상에 형성된 코팅층(20)이 부착되는 지지부(12)를 갖는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  11. 제10항에 있어서, 상기 세라믹 슬리브(11)의 상기 지지부(12)가 테이퍼진 구멍내에 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  12. 제1항에 있어서, 상기 스핀들(1)의 상기 지지부(2)가 세라믹층(10)에 의하여 전체적으로 덮여있는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  13. 제1항에 있어서, 상기 스핀들(1)의 상기 지지부(2)가 세라믹층(10)에 의하여 부분적으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  14. 제7항에 있어서, 판형상의 세라믹층(10) 다수개가, 상기 스핀들(1)의 상기 지지부(2)상에 각각 분리되어 위치하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  15. 제7항에 있어서, 원호형상의 홈(2a) 다수개가, 상기 스핀들(1)의 상기 지지부(2)내에 형성되고, 상기 각각의 세라믹층(10)이 상기 각각의 원호형상의 홈(2a)에 고정되는 공작기계용 공구 호울더.
  16. 제1항에 있어서, 세라믹 슬리브(11)가 상기 스핀들(1)의 상기 지지부(2)의 원통형상의 개구(2b)내에 고정되고 공구 호울더(5)의 삽입부(6)가 부착되는 지지부(12)를 갖는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  17. 제10항에 있어서, 상기 세라믹 슬리브(11)의 지지부(12)가, 테이퍼진 구멍의 형상내에 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  18. 제10항에 있어서, 링(21)이 상기 스핀들(1)의 상기 지지부(2)에 고정되어서, 상기 세라믹 슬리브(11)를 상기 지지부(2)의 상기 원통형상의 개구(2b)내에 고정하도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
  19. 제16항에 있어서, 링(21)이 상기 스핀들(1)의 상기 지지부(2)에 고정되어서, 상기 세라믹 슬리브(11)를 상기 지지부(2)의 원통형상의 개구(2b)내에 고정하도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 호울더.
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