KR950004377Y1 - 밀링 머시인의 절삭 공구 교환 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

밀링 머시인의 절삭 공구 교환 장치

제1도는 본 고안이 적용되는 밀링 머시인의 측면도.

제2도는 본 고안이 설치된 주축 헤드부의 확대 단면도.

제3도는 본 고안의 감속 장치의 확대 단면도.

제4도는 제3도의 횡단면도로써 전동기어 축과 외접기어 및 내접 기어의 접촉 상태 단면도.

제5도는 본 고안의 동력 단속 장치의 단면도.

제6도는 제5도의 측단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밀링 머시인 2 : 감속 전동 기구

3 : 동력 단속 기구 5 : 제1전동 기어 축

5a : 제2전동 기어 축 7 : 제1외접 기어

7a : 제2외접 기어 9 : 내접 기어

11 : 이동 기어 12 : 종동기어

15 : 로터 17 : 크랭크

M : 구동 모터 Ma : 모터

본 고안은 밀링 머시인(Milling Machine)의 절삭 공구로 사용되는 밀링 커터(Milling Cutter)를 교환하는 공구 교환장치에 관한 것으로, 초고속 모터의 동력을 외접 기어와 내접 기어로 감속시켜서 높은 토오크(torque)를 갖도록 하는 감속 장치를 형성하여 공구를 교환할 때에 커터 고정용 보울트를 회전시키는 동력이 전달되도록 하므로써 공구 교환 작업을 용이하게 할 수 있는 밀링 머시인의 절삭 공구 교환 장치에 관한 것이다.

밀링 커터를 사용하여 공작물을 가공하는 밀링 머시인은 가공 도중에 절삭 목적에 맞도록 여러가지 밀링 커터를 교환하게 된다.

그러나 종래 밀링 머시인은 스패너를 이용하여 사람의 손으로 밀링 커터를 교환해야 하므로 작업이 어렵고 교환 시간이 많이 걸린다.

즉, 작업자가 한손에는 밀링 커터를 잡고, 다른 손에는 스패너를 들고 교환 작업을 하게 된다. 따라서 밀링 커터가 약 15kg 이상이 되는 중량을 가지고 있을 때에는 밀링 머시인의 베드상에 올라가서 교환해야 하므로 작업이 어렵고, 교환하는 시간의 소모가 많은 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 공구 자동 교환장치가 제안된 바 있으나, 이는 모터의 동력을 감속하여 전달하는 기어 구동 장치가 큰 하중의 전달에는 적합하지 않은 평기어를 사용하므로써 절삭 작업에 많은 힘을 필요로 하는 밀링 머시인에는 적합하지 않은 것이며, 과부하가 발생될 경우 기어의 마모가 크게 되는 결점이 있었다.

따라서 본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 절삭 작업을 할 때에는 밀링 머시인에 부착된 구동 모터의 동력을 이용하고, 공구를 교환할 때에는 별도로 설치된 모터의 동력을 감속하여 동력 단속장치에 의하여 동력을 전달하여 자동적으로 교환할 수 있는 공구 교환 장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 모터와; 상기 모터의 동력을 감속시키기 이한 감속 전동 기구와; 상기 감속 전동 기구의 동력을 커터 고정용 보울트에 단속적으로 전달하는 동력 단속 기구와; 상기 동력 단속 기구에 의하여 감속 전동 기구가 커터 고정용 보울트에 연결되었을 때에 커터 고정용 보울트를 회전시킬 수 있도록 상기 모터에 전원을 공급하는 스위칭 수단을 포함하는 것을 기술적 특징으로 하는 것이다.

동력 단속 기구는 1회의 스위칭으로 180° 회전하는 로터 로터축에 편심되게 설치되는 크랭크와, 상기 크랭크의 단부에 놓여져서 감속 전동 기구의 동력을 전달받아 회전하며 커터 고정용 보울트에 고정된 종동기어에 결합되는 이동 기어를 구비하여서 된다.

감속 전동기구는 제1전동 기어 축의 일측에 회전 가능하게 고정되는 제1외접 기어가 모터의 구동축에 고정된 기어와 내접 기어에 치합되어 공전하면서 감속된 동력으로 제1전공 기어 축을 회전시키고, 제2전동 기어축의 일측에 회전 가능하게 고정되어 상기 제1전동 기어 축과 내접 기어에 치합된 제2외접 기어가 공전하면서 감속된 동력으로 제2전동 기어 축을 회전시키게 된다.

이러한 본 고안은 토오크를 크게 하기 위하여 모터를 초고속 모터를 사용하며, 감속기어를 다단으로 형성하여 많은 감속비로 감속시키고, 감속된 동력이 전달되는 이동 기어를 편심 회전하는 로터축에 의하여 섭동되게 하여 절삭 공구를 착탈할 때에 스핀들에 고정된 커터 고정용 보울트를 회전시키는 동력이 전달되게 하는 것이다.

이하 본 고안의 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안이 적용된 밀링 머시인의 측면도이다.

이에 도시한 바와같이 본 고안은 밀링 머시인(1)의 주축 헤드(1a)에 구동모터(M)가 설치되는 공지된 밀링 머시인의 구조에 있어서, 주축 헤드(1a) 상에 설치되는 감속 전동 기구(2)와 그 일측으로 설치되는 동력 단속 기구(3)로 구성된다.

제2도 내지 제4도는 본 고안이 설치된 밀링 머시인의 주축 헤드부를 도시하고 있다.

밀링 머시인(1)의 주축 헤드(1a)는 통상의 구조와 같이 구동 모터(M)의 구동축에 풀리(23)가 고정되어 벨트(24)에 의하여 스핀들(26)에 고정되는 풀리(23a)에 연결되며, 스핀들(26)은 하부의 드라이빙 키이(28a)에 의하여 공구(25)를 착탈시킬 수 있도록 되어 있다.

감속 전동 기구(2)는 주축 헤드(1a)의 상부에 형성되어 있으며, 동력 단속 기구(3)가 형성되는 기어 박스(13)의 상부에서 상부 커버(4)와 하부 커버(4a) 사이에 형성되어 상부 커버(4)에 고정된 모터(Ma)의 동력을 감속하며, 하나의 내접 기어(9)에 맞물리는 제1 제2외접 기어(7)(7a)와 상기 제1 제2외접 기어(7)(7a)가 각각 고정되는 제1 제2전동기어 축(5)(5a)으로 구성된다.

모터(Ma)는 상부 커버(4)의 상부에 고정되어 있고, 이 모터(Ma)의 구동축(8)에는 기어(6)가 고정되어 있다.

기어(6)는 제1전동기어 축(5)의 상부 중앙에 섭동 가능하게 삽입되어 제1외접 기어(7)와 치합되어 있다.

제1외접 기어(7)는 제1전동 기어 축(5)의 회전 중삼 일측에 회전가능하게 회전축(70)으로 고정되어 안쪽이 기어(6)와 치합되고, 바깥쪽은 내접 기어(9)의 상부에 치합되어 있다.

제1전동기어 축(5)은 내접기어(9)에 고정된 베어링(80)과 상부 커버(4)에 고정된 베어링(81)에 지지되면서 하단은 제2전동 기어 축(5a)의 상부 중앙에 삽입되며, 제2외접 기어(7a)와 치합되는 기어(6a)가 형성되어 있다.

제2전동 기어 축(5a)은 제1전동 기어 축(5)과 동일 중심축상에서 하부 커버(4a)의 베어링(82)에 받쳐져 있고, 회전 중심의 일측에는 제2외접 기어(7a)의 회전축(71)이 삽입 고정되어 있다.

이러한 제2전동 축 기어(5a)의 상부는 제1전동 기어 축(5)과 베어링(82)으로 지지되어 있고, 하부은 하부덮개(4a)를 통과하여 기어 박스(13)내에서 베어링(84)으로 지지되어 있다.

제2외접 기어(7a)는 안쪽이 제1전동기어 축(5)의 기어(6a)와 치합되고, 바깥쪽은 내접 기어(9)의 하부에 치합되어 있다.

기어 박스(13)내에 위치하는 제2전동기어 축(5a)의 축부에는 평행키이(11a)가 고정되어 이동 기어(11)가 평행 키이(11a)에 의하여 상하로 섭동 가능하게 설치되어 있다.

이동 기어(11)는 동력 전달 장치(3)에 의하여 제2전동 기어축(5a)에서 상하로 이동하여 공구를 교환하기 위하여 커터 고정용 보울트(21)를 회전시키는 동력을 전달할 수 있게 된다.

제5도와 제6도는 본 고안의 동력 단속 장치와 단면도를 나타내고 있다.

동력 단속 장치(3)는 기어 박스(13)의 플레이트(16)에 고정되는 로터(15), 상기 로터(15)에 의하여 편심 회전하는 크랭크(17), 그리고 상기 크랭크(17)에 접촉하는 이동 기어(11)로 구성되어 있다.

로터(15)는 1회의 스위칭 동작으로 180° 회전하도록 구성되어 있으며, 로터축(15a)에는 크랭크(17)가 키이(20)로 고정되어 있다.

크랭크(17)는 회전하는 선단이 로터축(15a)과 편심을 이루고 있으며, 외주에는 리미트 스위치(18)를 접점시키기 위한 나사(19)가 고정되어 있고, 선단은 이동 기어(11)를 상승시킬 수 있도록 이동기어(11)에 접촉되어 있다.

리미트 스위치(18)는 플레이트(18)에 고정 나사(27)로 고정되어 크랭크(17)와 함께 회전하는 나사(19)의 머리부에 접촉하면서 ON/OFF 되어 공구를 교환하는 동력을 제공하는 모터(Ma)를 구동 및 정지시킨다.

스핀들(26)의 축방향에 형성되어 공구를 고정하는 커터 고정용 보울트(21)는 제2전동기어 축(5a)과 나란하게 설치되면서 상단은 기어 박스(13)를 수직으로 관통하여 외부로 노출되므로써 수작업으로 회전시킬 수 있게 되면서 기어박스(13)의 내부에는 이동기어(13)가 상승하였을 때에 치합되는 위치에 종동 기어(12)가 고정되어 있다.

이와같은 본 고안에 의하여 공구를 교환하는 작동 상태를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 1회의 동작에 180° 회전하는 로터(15)에 의하여 스핀들(26)에 공구가 고정되어 있지 않은 상태와 공구를 고정한 상태에서는 로터축(15a)에 편심이 되게 고정된 크랭크(17)가 로터축(15a)의 아래쪽에 위치하게 되고, 이에 따라 이동 기어(11)는 제2전동 기어 축(5a)과 평행키이(11a)에 안내되어 하강하게 되어 종동 기어(12)와의 이맞물림이 해제되어 있는 상태에 있게된다.

따라서 공작물을 가공할대에 스핀들(26)의 회전에 의하여 본 고안의 감속 장치(2)와 동력 단속 기구(3)로 구동 모터(M)의 동력이 전달되지 않게 되고, 공구를 교환할 때에는 구동 모터(M)를 정지시킨 다음 감속 전동기구(2)의 동력이 스핀들(26)에 전달되어 공구를 교환할 수 있게 된다.

이를 구체적으로 살펴보면, 먼저 공구를 고정할 때에는 구동 모터(M)가 정지된 사태에서 통상의 방법과 같이 공구(25)를 스핀들(26)의 하부에 삽입하고, 로터(15)를 동작시키는 스위치(도시되지 않음)을 자곧시켜서 전원을 인가하면 제5도 및 제6도에서 보는 바와 같이 로터축(15a)과 편심을 이루고 있는 크랭크(17)가 회전하면서 이동 기어(17)를 밀게 되므로 가상선 A의 상태에 있던 이동 기어(11)와 로터축(17)이 동시에 상부로 상승하게 되고, 상승된 이동기어(11)는 종동 기어(12)와 치합하게 된다.

이렇게 회전하는 크랭크(17)는 로터(15)가 180°만 회전하게 되어 있기 때문에 상부 정점에서 정지하게 되어 이동 기어(11)와 종동 기어(12)는 계속 맞물려 있게 되고, 크랭크(17)가 상부 정점에서 정지하는 순간에 나사(19)의 머리부가 감속 전동 기구(2)의 모터(Ma)를 제어하는 리미트 스위치(18)를 접점하여 모터(Ma)를 구동시키게 된다.

구동되는 모터(Ma)는 모터축(8)에 고정된 기어(6)를 회전시키고, 기어(6)는 제1외접 기어(7)를 회전시키게 되는데, 제1외접 기어(7)는 제1전동 기어 축(5)에 회전축(70)으로 고정되어 정지 상태에 있는 내접 기어(9)에 내접되어 회전하므로 제1전동기어 축(5)을 회전시키게 된다.

이러한 과정에서 기어(6)가 수회 회전하는 동안 기어(6)에 맞물려서 회전하는 제1외접 기어(7)가 내접 기어(9)의 내주를 1회전하면서 제1전동기어축(5)이 회전축(70)에 의하여 같이 회전하게 되어 모터(Ma)의 빠른 속도를 감속하게 된다.

이렇게 1차적으로 감속된 제1전동기어 축(5)의 기어(6a)는 외측에 연결된 제2외접기어(7a)를 회전시키게 되고, 제2외접 기어(7a)는 내접 기어(9)에 접촉하여 회전하면서 회전축(7a)이 고정된 제2전동 기어축(5a)을 회전시키게 되는데, 제1전동기어 축(5)이 수회 회전하는 동안 기어(6a)에 맞물려 있는 제2외접 기어(7)가 회전하여 내접 기어(9)의 내주를 1회전하면서 회전축(71)이 고정된 제2전동 기어 축(5a)과 함께 회전하므로서 전동속도가 더욱 감속되게 된다.

감속된 동력을 전달받아 회전하는 제2전동 축(5a)은 앞서 설명한 바와 같이 로터(15)의 크랭크(17)에 의하여 상승된 이동 기어(11)를 회전시키므로 감속된 동력이 커터 고정용 보울트(21)에 고정된 종동 기어(12)를 회전시켜서 스핀들(26)의 드라이빙 키이(26a)에 끼워진 공구(25)가 고정되는 것이다. 즉, 모터(Ma)의 동력은 제4도에서 보는 바와 같이 기어(6)(6a)를 A방향으로 회전시키고, 제1 제2외접 기어(7)(7a)는 B방향으로 자전하면서 내접기어(9)에 의하여 C 방향으로 공전되는 것이다.

이렇게 공구(25)가 고정된 다음에 로터(15)의 전원을 차단하면 로터축(15a)이 다시 180° 회전되어 크랭크(17)가 아래로 내려 오면서 이동기어(11)를 아래로 이동시켜서 회전 기어(12)에서 떨어지게 되고, 나사(19)는 리미트 스위치(18)와 떨어지면서 모터(Ma)에 공급되는 전원을 차단시키게 되므로, 커터 고정용 보울트(21)에 전달되는 동력이 중단된다.

따라서 공구(25)를 고정한 다음 구동 모터(M)에 전원을 공급하여 풀리(23)를 회전시키면 벨트(24)에 의해 스핀들(26)에 고정되어 있는 풀리(23a)를 회전시켜서 절삭 작업을 할 수 있게 된다.

이상에서 살표 본 바와 같은 본 고안은 비교적 중량이 높은 공구도 스핀들에 삽입만 하면 동력 단속 장치와 감속 전동 기구에 의하여 커터 고정용 보울트를 자동으로 회전시키게 되므로 무거운 공구도 신속하고 편리하게 고정할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 모터(Ma)와; 상기 모터(Ma)의 동력을 감속시키기 위한 감속 전동 기구와(2); 상기 감속 전동기구(2)의 동력을 커터 고정용 보울트(21)에 단속적으로 전달하는 동력 단속 기구(3)와; 상기 동력 단속 기구(3)에 의하여 감속 전동 기구(2)가 커터 고정용 보울트(21)에 연결되었을 때에 커터 고정용 보울트(21)를 회전시킬 수 있도록 상기 모터(Ma)에 전원을 공급하는 스위칭 수단을 포함하는 밀링 머시인의 절삭 공구 교환 장치.
2. 제1항에 있어서, 동력 단속 기구(3)는 1회의 스위칭으로 180° 회전하는 로터(15)의 로터축(15a)에 편심되게 설치되는 크랭크(17)와, 상기 크랭크(17)의 단부에 놓여져서 감속 전동 기구(2)의 동력을 전달받아 회전하며 커터 고정용 보울트(21)에 고정된 종동 기어(12)에 결합되는 이동 기어(11)를 구비하여서 되는 밀링 머시인의 절삭 공구 교환장치.
3. 제1항에 있어서, 감속 전동 기구(2)는 제1전동기어 축(5)의 일측에 회전가능하게 고정되는 제1외접 기어(7)가 모터(Ma)의 구동축(8)에 고정된 기어(6)와 내접기어(9)에 치합되어 공전하면서 감속된 동력으로 제1전동기어 축(5)을 회전시키고, 제2전동기어 축(5a)의 일측에 회전 가능하게 고정되어 상기 제1전동기어 축(5)과 내접 기어(9)에 치합된 제2외접 기어(7a)가 공전하면서 감속된 동력으로 제2전동기어 축(5a)을 회전시키게 되는 밀링 머시인의 절삭 공구 교환 장치.