WO2024101784A1

WO2024101784A1 - 소프트 죠 가공용 보링 장치

Info

Publication number: WO2024101784A1
Application number: PCT/KR2023/017438
Authority: WO
Inventors: 신호열
Original assignee: 신호열
Priority date: 2022-11-07
Filing date: 2023-11-03
Publication date: 2024-05-16
Also published as: KR20240066315A

Abstract

본 발명은 선반의 소프트 죠의 가공용 보링 장치로서 원판의 가장자리에 나선형 돌출부를 형성하는 보링 조정판과, 보링 조정판의 나선형 돌출부와 동일한 지름을 가지며 면 접촉을 하는, 소프트 죠의 볼트 구멍에 결합되어 소프트 죠의 움직임을 제어 할 수 있는 죠 스토퍼부가, 보링 조정판의 좌우 회전으로 나선형 돌출부의 면을 따라 접촉을 유지한 상태로 이동하여 소프트죠의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

소프트 죠 가공용 보링 장치

본 발명은 CNC 선반이나 복합 가공기 등의 공작기계에 설치되어 공작물을 움직이지 못하도록 견고하게 잡아주는 소프트 죠(Soft Jaws)를 공작물의 크기에 맞게 가공할 수 있도록 소프트 죠를 고정하는 선반용 척의 소프트 죠 고정장치에 관한 것으로서, 소프트 죠의 상부에 설치되어 원하는 크기로 쉽게 조절이 가능하여 편리하게 소프트 죠를 고정하기 위한 장치에 관한 것이다.

또한, CNC 선반을 사용할 경우 가공할 공작물을 정확한 동심으로 안전하게 파지 하기 위하여 소프트 죠의 내경을 공작물과 정밀하게 접촉하도록 가공하기 위한 소프트 죠 가공용 보링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선반용 척은, 선반이나 밀링머신 등의 공작기계에서 센터로 지지할 수 없는 공작물을 소프트 죠를 이용하여 견고하게 고정하는 장치로서, 선반용 척에 슬라이드 가능한 다수개의 마스트 죠가 설치되고, 각 마스트 죠의 상부에 소프트 죠가 설치되며, 소프트 죠에 의해 공작물을 밀착 고정하도록 이루어진다.

상기 마스트 죠와 결합되는 소프트 죠에는 공작물의 외경에 정밀하게 밀착되어 공작물을 고정시키고 가공시 떨림, 흔들림이 발생하지 않도록 호상의 라운드면이 형성되며, 상기 소프트 죠의 라운드면은 공작물의 크기에 따라 절삭 가공을 해야한다. 그런데, 공작물의 크기에 따라 소프트 죠의 라운드면이 달라져야 하기 때문에 상기 소프트 죠의 라운드면을 다양하고 정밀하게 가공할 필요가 있다.

종래의 기술로서 한국공개특허 2000-0063591호 '선반용 척의 죠 가공을 위한 죠 고정장치' 가 알려져 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 선반용 척의 죠 가공을 위한 죠 고정장치의 분해 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 죠와 물림판의 고정 상태도이다.

이와 같은 종래 기술은, 물림판(30)의 외경에 라운드홈(8,8')을 형성하고, 소프트 죠(1)에 결합된 캡 스크류(2)의 두부에 형성된 환형 돌조(20)와 계합되게 구성된 것으로서, 삼각형으로 배치된 소프트 죠(1)의 내부 둘레가 물림판(30)의 라운드 홈(8, 8')의 깊이에 따라 결정된다. 따라서 물림판(30)에 형성된 깊이가 다른 복수조의 개수만큼 서로 다른 내부 둘레로 고정할 수 있게 된다. 결국 물림판(30)에 형성된 라운드 홈(8.8')의 수에 따라 가공 수가 결정되기 때문에 매우 제한적이다.

또한, 물림판(30)의 외경에 라운드 홈을 형성하고 캡스크류의 환형 돌조와 밀착시켜 고정시키는 구성이므로 마스트 죠(4)를 중앙부로 조여주는 힘에 의해서 환형 돌조(20)가 물림판(30)의 외경 라운드 홈(8,8')을 중앙부로 밀어주는 상태로 고정된다. 그러므로 한 방향 힘만을 이용하게 되어 라운드 홈(8,8')의 깊이에 의해서만 소프트 죠(1)의 내부 둘레가 제한된다는 단점이 있다.

도 3은 종래 기술에 의한 선반용 척의 소프트 죠 고정장치의 상태도이다.

보링판(50)에 나선형 홈(51)이 원형으로 복수개 형성되어 있고,나선형 홈에 조정 슬라이드(40)가 움직일수 있게 결합하여 소프트 죠의 볼트 구멍에 장착하여 가공하게 된다.이때 소프트 죠의 볼트 구멍과 조정 슬라이드(40)의 결합 위치를 일치 시켜야 결합이 가능하게 되는데, 일치 시킬때의 어려움이 있다.

또한, CNC 선반용 척에 공작물을 파지 하기 위하여 소프트 죠를 가공할때 가공물 보다 작은 지름의 마스터링을 파지하여 소프트 죠를 가공하는데, 이런 방법으로 소프트 죠를 가공하려 할때 지름이 다른 다수의 마스터링을 소프트 죠를 가공하기 전에 미리 갖추어야 하며, 다수의 마스터링 중에 적당한 지름의 마스터링을 찾는 번거로움이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해경하기 위하여 발명된 것으로, 다수의 마스터링을 보유하지 않아도 소프트 죠의 내경을 정밀하게 가공할수 있는 소프트 죠 가공용 보링 공구를 제공 하기 위한 것을 목적으로 한다.

본 발명은 소프트 죠의 내경을 가공할때, 정밀하게 파지 폭을 조정할 수 있어 이전에 가공한 소프트 죠를 다시 가공할 경우 최소한의 내경을 가공할수 있는 소프트 죠 가공용 보링 장치를 제공 하기 위한 것을 목적으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 죠 가공용 보링 장치가 개시된다.

소프트 죠에 결합되는 죠 스토퍼는 소프트 죠의 볼트 구멍에 삽입 되는 스토퍼 핀이 형성이 되며, 죠 스토퍼에 접촉되어 소프트 죠의 가공 지름을 결정하는 보링 조정판은 내부에 원형 통공을 가지며, 가장자리에는 나선형 돌출면이 형성된다. 상기 나선형 돌출면은 상기 원형 통공의 중심으로부터 반지름이 가장 작은 외면과 가장 큰 외면을 양 측면에 포함하며, 상기 두 외면의 사이는 반지름의 길이가 규칙적으로 증가하는 나선형을 가진다.

나선형 돌출면은 선반용 척에 부착 되는 소프트 죠의 개수와 일치한다. 일 실시예에서 3개의 마스터 죠 위에 3개의 소프트 죠가 결합되므로, 3개의 나선형 돌출면이 형성되어 있다.

3개의 마스터 죠에 결합되는 3개의 소프트 죠의 볼트 구멍에 3개의 죠 스토퍼의 스토퍼 핀이 삽입한 후, 보링 조정판을 죠 스토퍼의 안착면에 안착시킨다. 이때, 나선형 돌출면중 가장 작은 반지름을 가지는 외면을 죠 스토퍼의 결합부에 대향하도록 위치시킨다..

상기 보링 조정판을 나선형 돌출면의 반지름이 커지는 방향으로 회전하면 나선형 돌출면과 죠 스토퍼의 결합면과 슬라이드 하면서 접촉하게 된다.

보링 조정판의 나선형 돌출면과 죠 스토퍼의 결합면이 슬라이드 되면서 접촉할때, 죠 스토퍼는 보링 조정판의 나선형 돌출면과 접촉하면서 서서히 회전하여 슬라이드 되어서 완전히 밀착되어 접촉 되며, 완전히 밀착되어 접촉하면 보링 조정판은 더이상 회전할 수 없게 된다. 이때 유압척을 소프트 죠가 지름이 커지는 방향으로 작동시키면, 밀착된 두 접촉면에서 이격이 발생하고 발생한 이격만큼 보링 조정판을 더 회전 시킬수 있게 되며, 죠 스토퍼의 지시 눈금과 보링 조정판의 측정 눈금을 보면서 회전양을 결정완료하면, 유압척의 소프트 죠가 지름 작아지는 방향으로 작동 시키서, 보링 조정판의 나선형 돌출면과 죠 스토퍼의 결합면을 밀착시키면 소프트 죠의 동작이 정지가 되어 소프트 죠를 가공할수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 CNC선반의 척의 마스터 죠에 결합되는 소프트죠의 상부에 신속하게 장착되어 정밀하고 미세하게 가공할 수 있어서 소프트 죠 가공 작업에 따른 작업시간이 현저히 절감되는 효과가 있으며, 종래 보링 링과 비교하여 더 큰 지름을 가공 할 수있게 되어 실용성이 현저히 향상 되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 선반용 척의 죠 고정장치의 분해 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 의한 죠와 물림판의 고정 상태도이다..

도 4는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 소프트 죠 가공용 보링 장치의 분해도를 나타낸다.

도 5는 죠 스토퍼(300)를 도시한 도면이다.

도 6은 죠 스토퍼(300)의 스토퍼 몸체(315)의 상부에 이탈 방지부(320)을 도시 한 도면이다

도 7과 도 8은 보링 조정판(200)을 도시한 도면이다.

본 발명의 최선의 형태는 도 6에 도시 하였다. 도 5의 스토퍼 몸체(315)에 결합하는 보링 조정판(200)의 이탈을 방지를 강화하기 위하여 이탈 방지부를 추가 한것으로, 도 6에 죠 스토퍼(300)의 스토퍼 몸체(315)의 상부에 이탈 방지부(320)를 형성 하였다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.또한 첨부된 도면에서의 요소의 형상, 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 축소되거나 과장되어 표현될 수 있음을 유의하여야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소,부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

선반용 척(100)에는 슬라이드 가능한 다수개의 마스터 죠(120)가 설치되고, 각 마스터 죠(120)의 상부에 소프트 죠(110)가 설치되며, 소프트 죠(110)에 의해 공작물을 밀착 고정하도록 구성된다. 소프트 죠(110)의 상부에는 다수의 볼트 구멍이 형성되어 있으며, 상기 볼트 구멍에 조립 분해선(301)을 따라 죠 스토퍼(300)의 스토퍼 핀(311)의 삽입된다. 이때 죠 스토퍼(300)와 소프트 죠(110)의 접촉을 유지하기 위하여, 죠 스토퍼(300)에 삽입되어 고정되는 자석을 포함한다.

도 4에 도시된 실시예에서 나타낸 3개의 소프트 죠(110)에 3개의 죠 스토퍼(300)가 장착되며, 장착된 3개의 죠 스토퍼(300)의 스토퍼 안착면(313)에 보링 조정판(200)의 조정판 안착면(203)이 안착된다. 본 발명의 소프트 죠 가공용 보링 장치는 죠 스토퍼(300)의 스토퍼 안착면(313)에 보링 조정판(200)이 안착되어 고정함으로써 소프트 죠(110)를 가공하기 위한 장치이다.

도 5는 죠 스토퍼(300)를 도시한 도면으로, 등각도와 윗면도와 윗면도에서 단면도의 선B에 의해서 추출된 단면 B-B도를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면 죠 스토퍼(300)은 소프트 죠(110)의 상부 볼트 구멍에 삽입되는 스토퍼 핀(311)이 형성되고, 스토퍼 핀(311)의 상부에는 스토퍼 몸체(315)가 형성된다. 상기 스토퍼 몸체(315)는 전면에 스토퍼 안착면(313)과 결합면(312)을 가지며, 측면에는 연장판부(314)가 형성되고, 상부에는 스토퍼 눈금(310)이 표시되어 있다.

스토퍼 몸체(315)의 전면에는 소프트 죠(110)와 평행한 방향으로 일정한 면적을 가지는 스토퍼 안착면(313)이 형성되어 있어, 보링 조정판(200)이 안착된다.

또한, 스토퍼 몸체(315)의 전면에는 언더컷의 형상인 경사로 형성된 결합면(312)을 포함하고 있으며, 보링 조정판의 나선형 돌출부와 대응되도록 나선형을 가진다. 상기 결합면(312)의 경사각도(2)는 단면 B-B 에 도시된바와 같이 90도 보다 적은 각도를 가지고 있다.

도 6은 죠 스토퍼(300)의 스토퍼 몸체(315)의 상부에 이탈 방지부(320)을 도시 한 도면이다.

상기 실시예에서 결합면(312)과 나선형 돌출면(201)의 경사각도(1)가 작거나 직각이 되면 다운포스가 약하여 보링 조정판(200)이 이탈할 경우가 발생할 수 있다. 이때 보링 조정판(200)의 이탈을 방지 하기 위하여, 스토퍼 몸체(315)에 이탈 방지부(320)을 형성하며 이탈 방지부(320)의 상부면에는 필요에 따라 조정눈금을 가질수 있다.

도 7과 도 8은 보링 조정판(200)을 도시한 도면이다.

보링 조정판200)은 내부에 원형 통공을 가지며, 가장자리에는 나선형 돌출면(201)이 형성되어 있고, 나선형 돌출면(201)을 따라 조정판 눈금(210)이 표시된다. 상기 나선형 돌출면(201)은 상기 원형 통공의 중심으로부터 반지름이 가장 작은 외면과 가장 큰 외면을 양 측면에 포함하며, 상기 두 외면의 사이는 반지름의 길이가 규칙적으로 증가하는 나선형을 가진다.

나선형 돌출면(201)의 외면 형상은 죠 스토퍼(300)의 결합면(312)과 동일한 경사도를 가지며 접촉하는 나선면을 가지고 있다. 그리고 조정판 눈금(210)의 반대면에는 죠 스토퍼(300)의 스토퍼 안착면(313)과 접하는 조정판 안착면(203)이 있으며, 도시된 바와 같이 3개의 나선형 돌출면(201)을 가지고 있는 것은 선반용 척(100)에 구성된 소프트 죠(110)의 수량이 3개인 경우의 예를 도시한 것이다. 그러므로 선반용 척(100)의 구성에 따른 소프트 죠(110)의 수량과 동일한 수량의 나선형 돌출면(201)을 가지게 된다.

도 7은 죠 스토퍼(300)의 스토퍼 안착면(313)에 보링 조정판(200)의 조정판 안착면(203)이 처음 안착되는 상태를 예시한 도면이다. 죠 스토퍼(300)의 스토퍼 안착면(313)에 보링 조정판(200)의 조정판 안착면(203)을 처음 안착 할 때 보링 조정판(200)의 나선형 돌출면(201)의 가장 반지름이 작은 외면으로 안착하게 되면, 결합면(312)과 나선형 돌출면(201)은 이격거리를 가지며 안착되며, 결합면(312)과 나선형 돌출면(201)의 이격은 나선형 돌출면(201)이 커지는 방향으로 보링 조정판(200)을 회전하게 되면 결합면(312)과 나선형 돌출면(201)이 접촉되면서 도 8에 도시된 바와 같이 이격은 해소 된다.

도 8은 죠 스토퍼(300)의 스토퍼 안착면(313)에 보링 조정판(200)의 조정판 안착면(203)이 안착되어 나선형 돌출면(201)이 커지는 방향으로 보링 조정판(200)을 회전하게 되었을때 결합면(312)과 나선형 돌출면(201)이 접촉하는 것을 나타낸다.

결합면(312)과 나선형 돌출면(201)이 접촉하면 소프트 죠(110)는 선반용 척(100)의 중심에서 가장자리 방향으로만 움직일수 있게 되며, 스토퍼 눈금(310)을 참조하여 소프트 죠(110)를 선반용 척(100)의 가장자리 방향으로 기계를 작동하고, 이때 결합면(312)과 나선형 돌출면(201)에서 이격이 발생하면 보링 조정판(200)을 더 돌려서 소프트 죠(110)의 위치를 조정할수 있다.

보링 조정판(200)을 돌려서 소프트 죠(110)의 위치가 알맞게 되었을때, 소프트 죠(110)를 선반용 척(100)의 중심 방향으로 기계를 작동하면, 결합면(312)과 나선형 돌출면(201)이 접촉하며 이때 소프트 죠(110)의 움직임이 정지되어 소프트 죠(110)를 가공할 준비가 완료 된다.

도 8(b)는 도 8(a)의 선A에 의해서 추출된 단면 A-A도를 나타낸 단면도 이다. 보링 조정판(200)과 죠 스토퍼(300)가 이격이 없이 접촉할때, 나선형 돌출면(201)과 결합면(312)는 같은 크기의 지름을 가지는 호이기 때문에 틈이 발생하지 않으면서 면 접촉을 하게 된다. 조정판(200)에 죠 스토퍼(300)가 기계의 작동으로 강하게 접촉하게 되면 결합면(312)과 나선형 돌출면(201)이 경사각도(1)에 의해서 두 접촉면이 미끄러져서 조정판 안착면(203)이 스토퍼 안착면(313)에 강하게 접촉하는 다운포스가 발생하며, 이때 발생한 다운포스로 인하여 선반용 척(100)을 고속으로 회전하여도 조정판(200)이 이탈되지 않는다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 CNC선반의 사용자들이 CNC선반을 사용할때, 소프트 죠 가공 작업을 편리하고 신속하게 진행할 수 있게 도와주는 공구로서 실용성이 현저히 향상된다.

Claims

소프트 죠(110)의 볼트 구멍에 삽입되는 스토퍼 핀(311)과, 전면에 스토퍼 안착면(313)과 결합면(312)이 형성되고 상부에는 스토퍼 눈금(310)이 표시되는 스토퍼 몸체(315)를 포함하는 죠 스토퍼(300)와,

내부에 원형 통공을 가지며, 가장자리에는 나선형 돌출면(201)이 형성되어 있고, 상기 나선형 돌출면(201)을 따라 조정판 눈금(210)이 표시되는 보링 조정판(200)으로 구성되며,

상기 스토퍼 안착면(313)에 상기 보링 조정판(200)이 안착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 소프트 죠 가공용 보링 장치
중심이 통공인 원판의 가장자리에 나선형 돌출부(201)를 형성하는 보링 조정판(200)과, 상기 보링 조정판(200)의 나선형 돌출부(201)와 면 접촉을 하며, 소프트 죠의 볼트 구멍에 결합되어 소프트 죠의 움직임을 제어 할 수 있는 죠 스토퍼(300)로 구성되며,

상기 죠 스토퍼(300)는 상기 보링 조정판(200)의 좌우 회전으로 나선형 돌출부(201)의 면을 따라 접촉을 유지한 상태로 이동하여 소프트죠의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 소프트 죠 가공용 보링 장치
제1항 내지 제2항의 어느 한 항에 있어서,

상기 죠 스토퍼(300)는 상기 나선형 돌출면(201)에 대응되는 경사도를 가지는 결합면(312)을 포함하며, 상기 결합면(312)의 경사 각도는 90도 보다 적은 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 소프트 죠 가공용 보링 장치
제1항에 있어서, 상기 스토퍼 몸체(315)의 상부에는 상기 보링 조정판의 이탈을 방지하는 이탈 방지부(320)가 형성되는 것을 특징으로 하는 소프트 죠 가공용 보링 장치
제1항 내지 제2항의 어느 한 항에 있어서,

죠 스토퍼(300)와 나선형 돌출면(201)은 동일한 개수인 것을 특징으로 하는 소프트 죠 가공용 보링 장치
제1항에 있어서,

상기 죠 스토퍼(300)의 스토퍼 안착면(313)에 상기 보링 조정판(200)이 안착되어 상기 나선형 돌출면(201)이 커지는 방향으로 상기 보링 조정판(200)을 회전하게 되었을때 상기 결합면(312)과 상기 나선형 돌출면(201)이 접촉하는 것을 특징으로 하는 소프트 죠 가공용 보링 장치
제1항 내지 제2항의 어느 한 항에 있어서,

상기 나선형 돌출면(201)은 상기 원형 통공의 중심으로부터 반지름이 가장 작은 외면과 가장 큰 외면을 양 측면에 포함하며, 상기 두 외면의 사이는 반지름의 길이가 규칙적으로 증가하는 나선형인 것을 특징으로 하는 소프트 죠 가공용 보링 장치
제1항에 있어서

상기 스토퍼 핀(311)은 자석이 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 소프트 죠 가공용 보링 장치