KR100407731B1 - Lapping tool with vibration and rotation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금형 등의 금속가공재에 형성되어 있는 요철부나, 연삭기 등으로 정밀하게 다듬질한 공작물의 외경, 내경, 평면, 구면등을 더욱 평평하고 매끄럽게 하여, 치수 정밀도 및 광택 정도를 높일 수 있도록 비회전 진동 공구 홀더 및 회전 진동 공구 홀더를 가지는 랩핑 헤드(Lapping Head)에 관한 것이다.The present invention makes the outer diameter, the inner diameter, the flat surface, the spherical surface, etc. of the workpiece finely polished with a grinder or the like formed on a metal processing material such as a mold to be flatter and smoother, so as to increase dimensional accuracy and glossiness. A lapping head having a vibrating tool holder and a rotating vibrating tool holder.
이러한 본 발명의 랩핑 헤드에서는, 구동 모터에 연결된 기어(7)가 편심 구동 샤프트(1)에 동력을 전달하여 진동 연결자(4)를 좌,우로 요동 시켜 비회전 진동 공구 홀더(A)에 좌우 요동 운동을 전달하고, 동시에 구동 모터에 연결된 기어(8)는 회전 구동 샤프트(2)에 동력을 전달하여 클러치(3)를 통해 진동 연결자(4)를 회전시키고, 이때 진동 연결자(4)외륜에 연결된 캠(6)에 의해 상,하 운동을 비회전 진진동 공구 홀더(A)에 전달하도록 구성되고, 회전 진동 공구 홀더(B)를 교체하면 회전 운동을 추가로 전달할 수 있도록 구성되어 있다.In the lapping head of the present invention, the gear 7 connected to the drive motor transmits power to the eccentric drive shaft 1 to rock the vibration connector 4 to the left and right to swing left and right on the non-rotating vibration tool holder A. The gear 8, which transmits the movement and is simultaneously connected to the drive motor, transmits power to the rotary drive shaft 2 to rotate the vibration connector 4 via the clutch 3, at which time the vibration connector 4 is connected to the outer ring. The cam 6 is configured to transmit the up and down motion to the non-rotating vibration tool holder A, and when the rotation vibration tool holder B is replaced, the rotation motion is further transmitted.
Description
본 발명은 금형 등의 금속가공재에 형성되어 있는 요철부나, 연삭기 등으로 정밀하게 다듬질한 공작물의 외경, 내경, 평면, 구면 등을 더욱 평평하고 매끄럽게 하여 치수 정밀도 및 광택 정도를 높일 수 있도록 하는 진동 및 회전운동 공구홀더를 가지는 랩핑 헤드(Lapping Head)에 관한 것이다.The present invention provides a smoother and smoother outer diameter, inner diameter, flat surface, spherical surface, and the like of an uneven portion formed on a metal processing material such as a mold, a grinding machine, and the like, to increase dimensional accuracy and glossiness. A lapping head having a rotary tool holder.
본 기술분야에서, 랩이란 의미는 공구와 랩제를 사용하여 마모와 연삭작용에In the state of the art, lap means using tools and lapping agents to resist wear and grinding.
의해 공작물을 다듬질하는 정밀가공법을 지칭하는 것으로서, 랩을 공작물에 대고 랩제를 가해 적당한 압력으로 랩과 공작물을 서로 상대운동을 시켜서 그 움직임에 의해 공작물 표면의 돌기 부분을 제거하게 하는 것이 일반적인 방법이며, 공작물의 형상이 단일 평면, 또는 구면 등의 단순한 형상에 적용이 가능하다. 그러나, 요철을 포함한 복잡한 형상을 가지는 공작물은 수작업에 의존하여 연마할 수 밖에 없는 한계를 가지는 단점이 있었다.It refers to a precision machining method for finishing a workpiece by applying a wrap to a workpiece, and applying a wrap agent to a relative movement between the wrap and the workpiece at a proper pressure to remove the protrusions on the surface of the workpiece by the movement. The shape of the workpiece can be applied to simple shapes such as single plane or spherical surface. However, a workpiece having a complicated shape including irregularities has a disadvantage in that it can only be polished depending on manual labor.
본 발명의 목적은, 구동 모터에 의해 전달된 동력만으로 편심 구동샤프트(1)와 회전 구동 샤프트(2)에 각각 동력을 전달하여 좌,우 및 상,하 진동을 구현하여 비회전 진동 및 회전 진동 공구홀더를 포함하는 랩핑 헤드를 제공하는 것이며, 상기 랩핑 헤드는 종래 방법의 문제점인 상대운동으로 가공성에 제한을 받는 요철을 포함한 복잡한 형상의 공작물 랩핑 가공에 있어서 수작업을 배제하고, 또한 수작업에서 발생 할 수 있는 가공정밀도의 저하를 완전히 없앨 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 랩핑 헤드는 고효율의 생산 및 고품질의 생산품을 얻을 수 있다.An object of the present invention, by transmitting power to the eccentric drive shaft (1) and the rotary drive shaft (2) only by the power transmitted by the drive motor to implement left, right and up and down vibration, respectively, non-rotation vibration and rotation vibration To provide a lapping head including a tool holder, the lapping head eliminates manual work in the machining of a complicated shape of the workpiece, including irregularities that are limited in machinability due to relative movement, which is a problem of the conventional method, and also occurs in manual work. It is possible to completely eliminate the deterioration of processing accuracy. That is, the lapping head according to the present invention can obtain a high efficiency production and a high quality product.
도 1은 비회전 진동 공구 홀더(A)를 포함한 본 발명의 랩핑 헤드의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of the wrapping head of the present invention including a non-rotating vibration tool holder (A).
도 2는 회전 진동 공구 홀더(B)를 포함하는 본 발명의 랩핑 헤드의 종단면도.2 is a longitudinal sectional view of the wrapping head of the present invention comprising a rotary vibrating tool holder (B).
도 3은 회전 운동을 상쇄시키도록 구성된 상기 비회전 진동 공구 홀더(A)의 종단면도.3 is a longitudinal sectional view of the non-rotating vibrating tool holder A configured to offset the rotational movement.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1: 편심 구동 샤프트 2: 회전 구동 샤프트1: eccentric drive shaft 2: rotary drive shaft
3: 클러치 4: 진동 연결자3: clutch 4: vibration connector
5: 볼 부쉬 6: 캠5: ball bush 6: cam
7, 8: 기어 9, 10, 11, 19, 20: 베어링7, 8: gear 9, 10, 11, 19, 20: bearing
12: 슬리브 13: 니이들 베어링12: sleeve 13: needle bearing
14: 랩핑 헤드 케이스 15: 툴 소켓14: lapping head case 15: tool socket
16: 진동 헤드 케이스 17: 캡16: vibrating head case 17: cap
18: 랩 고정자 21: 볼트18: Lap Stator 21: Bolt
22: 콜릿 23: 콜릿 너트22: Collet 23: Collet Nut
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 특징에 따른 랩핑 헤드는, 한 개의 모터에서 2개소로 동력을 전달 받을 수 있도록 위치된 편심 구동 샤프트(1)와 회전 구동샤프트(2)로 구성되고, 편심으로 설계 되고 볼 부쉬(5)를 수단으로 하는 편심 구동 샤프트(1)는 진동 연결자(4)에 좌,우 진동을 전달하게 되고, 상기 회전 구동 샤프트(2)는 클러치(3)를 수단으로 진동 연결자(4)를 회전시키며, 랩핑 헤드 케이스(14)에 종속된 캠(6) 장치에 의해 캠 곡선 운동을 하여 진동 연결자(4)에 상,하 진동을 가하게 되는 본체부를 가진다.In order to achieve the above object, the lapping head according to the first aspect of the present invention is composed of an eccentric drive shaft 1 and a rotation drive shaft 2 positioned so as to receive power from one motor to two places. , The eccentric drive shaft 1 designed eccentrically and by means of the ball bush 5 transmits left and right vibrations to the vibration connector 4, and the rotary drive shaft 2 means the clutch 3. It rotates the vibration connector 4, and has a main body portion to apply the upper and lower vibration to the vibration connector 4 by the cam curve movement by the cam 6 device dependent on the wrapping head case (14).
또한, 본 발명의 제 2 특징에 따라서, 툴 소켓(15)과, 상기 툴 소켓 외부에 형성된 진동헤드 케이스(16)와, 랩 고정자(18)및, 상기 랩 고정자(18)와 진동 헤드 케이스(16)를 연결시키는 캡(17)을 포함하고, 회전 구동 샤프트(2)의 회전력을 받은 진동 연결자(4)의 회전력을 상쇄시키도록 베어링(19,20)이 구성되며, 본체부에 부착가능한 비회전 진동 공구 홀더(A)가 제공된다.Further, according to the second aspect of the present invention, the tool socket 15, the vibration head case 16 formed outside the tool socket, the lap stator 18, and the lap stator 18 and the vibration head case ( 16, bearings 19 and 20 are configured to counteract the rotational force of the oscillating connector 4 which is subjected to the rotational force of the rotational drive shaft 2, and is attachable to the body portion. A rotary vibrating tool holder A is provided.
그리고, 본 발명의 제 3 특징에 따라서, 콜릿(22)과 콜릿 너트(23)로 구성되고, 상기 콜릿 너트(23)에 의해서 진동 연결자(4)에 고정되며, 본체부에 부착가능한 회전 진동 공구 홀더(B)가 제공된다.And, according to the third aspect of the present invention, a rotary vibration tool composed of a collet 22 and a collet nut 23, which is fixed to the vibration connector 4 by the collet nut 23, and which can be attached to the main body part. Holder B is provided.
본 발명의 제 4 특징에 따라서, 상, 하, 좌, 우 운동을 실현하는 상기 비회전 진동 공구 홀더 (A)와, 회전 진동을 실현하는 상기 회전 진동 공구 홀더 (B)는 교체가 가능된다.According to the fourth aspect of the present invention, the non-rotational vibration tool holder A for realizing up, down, left and right movements and the rotational vibration tool holder B for realizing rotational vibration are replaceable.
본 발명의 제 5 특징에서, 이러한 본 발명의 랩핑 헤드를 NC, CNC 기계와 연결하여 랩핑 기능을 수행하게 된다.In a fifth aspect of the present invention, the lapping head of the present invention is connected to an NC or CNC machine to perform a lapping function.
다음은, 본 발명에 따른 비회전 진동 및 회전 진동 공구홀더를 포함하는 랩핑 헤드를 첨부 도면을 참고로 하여서 설명한다.Next, a lapping head including a non-rotation vibration and a rotation vibration tool holder according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
일반적으로, 구동 모터(도시 않음)는 기어(7,8)와 랩핑 헤드 케이스(14)에 연결된다. 그리고, 본 발명의 랩핑 헤드의 본체부는 아래에서 설명하는 바와 같이 구성되어 있으며, 이 본체부에 비회전 진동 공구 홀더 (A)와, 회전 진동 공구 홀더(B)가 교체되어 사용될 수 있다.Generally, a drive motor (not shown) is connected to the gears 7 and 8 and the lapping head case 14. And, the main body portion of the lapping head of the present invention is configured as described below, the non-rotational vibration tool holder (A) and the rotational vibration tool holder (B) can be used to replace the main body portion.
먼저, 본원 랩핑 헤드의 본체부를 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 편심 구동 샤프트(1)와 그 바깥쪽에 있는 회전 구동 샤프트(2)가 구성되어 있다. 상기 편심 구동 샤프트(1)의 끝단부 쪽에는 기어(7)가 형성되어 있으며, 회전 구동 샤프트(2)의 위쪽에는 기어(8)가 맞물려 있다. 그리고, 상기 회전 구동 샤프트(2)의 바깥쪽에는 베어링(11)과 니이들 베어링(13)이 설치되어 있으며 그 사이에 슬리브(12)가 형성되어 있고, 상기 베어링(11), 슬리브(12) 및 니이들 베어링(13)바깥쪽에는 랩핑 헤드 케이스(14)가 설치되어 있다. 그리고, 회전 구동 샤프트(2)의 구동력을 진동 연결자(4)에 전달하기 위한 클러치(3)가 형성되어 있으며, 상기 진동 연결자(4)와 편심 구동 샤프트(1)사이에는 볼 부쉬(5)가 형성되어 있다.First, the main body portion of the wrapping head of the present application will be described. As shown in FIG. 1, an eccentric drive shaft 1 and a rotation drive shaft 2 outside thereof are configured. A gear 7 is formed at the end of the eccentric drive shaft 1, and the gear 8 is engaged with the upper portion of the rotary drive shaft 2. In addition, a bearing 11 and a needle bearing 13 are installed outside the rotary drive shaft 2, and a sleeve 12 is formed therebetween, and the bearing 11 and the sleeve 12 are formed therein. And the lapping head case 14 is provided outside the needle bearing (13). In addition, a clutch 3 for transmitting the driving force of the rotary drive shaft 2 to the vibration connector 4 is formed, and a ball bush 5 is provided between the vibration connector 4 and the eccentric drive shaft 1. Formed.
그리고, 도 1에는 비회전 진동 공구 홀더(A)가 볼트(21)에 의해서 툴소켓(15)과 진동 연결자(4)가 연결됨으로써 부착되는 것이 도시되어 있다. 이러한 비회전 진동 공구 홀더(A)의 구성을 살펴 보면, 베어링(19,20)에 의해서 진동 헤드 케이스(16)와 툴 소켓(15)이 연결되어 있으며, 그 아래에는 캡(17)과 랩 고정자(18)가 설치되어 있다.1 shows that the non-rotating vibration tool holder A is attached by connecting the tool socket 15 and the vibration connector 4 by bolts 21. Looking at the configuration of such a non-rotating vibration tool holder (A), the vibration head case 16 and the tool socket 15 are connected by bearings (19, 20), under the cap 17 and the wrap stator (18) is provided.
그 다음, 도 2에는 회전 진동 공구 홀더(B)가 부착되어 있는 구성이 도시되어 있는데, 이 진동 공구 홀더(B)는 콜릿(22)과 콜릿 너트(23)로 구성되어 있으며, 콜릿 너트(23)에 의해서 진동 연결자(4)에 직접 부착되어 있는 구성으로 되어 있다.Next, a configuration in which the rotary vibration tool holder B is attached is shown in FIG. 2, which is composed of a collet 22 and a collet nut 23, and a collet nut 23. ) Is directly attached to the vibration connector (4).
이러한, 본원의 랩핑 헤드의 작용을 설명하면, 도 1에서, 비회전 진동 공구 홀더(A)는 최초 구동 모터의 동력을 편심 구동 샤프트(1)에서 전달 받고, 베어링(9,10)을 수단으로 하여 회전 운동을 하며, 상기 샤프트(1)의 끝 단인 볼 부쉬(ball bush;5)와 연결된 부분에서 편심 운동을 하여 진동 연결자(4)를 좌,우로 진동을 하게 하며, 볼트(21)에 의해 고정된 툴 소켓(15)은 종속된 부품들과 함께 비회전 진동 공구 홀더(A)에 진동을 가하게 된다.Referring to this action of the wrapping head of the present application, in FIG. 1, the non-rotating vibration tool holder A receives the power of the initial drive motor from the eccentric drive shaft 1, and the bearings 9, 10 by means. And rotational movement, the eccentric movement in the portion connected to the ball bush (ball bush) 5 which is the end of the shaft (1) to vibrate the vibration connector 4 to the left and right, by the bolt 21 The fixed tool socket 15 vibrates the non-rotating vibration tool holder A with its dependent parts.
도 2에서, 회전 진동 공구 홀더(B)는 최초 구동 모터의 동력을 회전 구동 샤프트(2)에서 전달 받고, 베어링(11,13)을 수단으로 회전 운동을 하며, 샤프트(2)에연결된 클러치(3)에 의해 진동 연결자(4)가 회전 하게 되는데, 이 때 랩핑 헤드 케이스(14)에 고정된 캠(6) 장치에 의해 진동 연결자(4)의 외륜에 있는 캠 곡선을 따라 캠 운동을 하게 된다. 즉, 진동 연결자(4)는 상,하 진동을 하게 되며, 콜릿(22) 및 콜릿 너트(23)가 종속된 회전 및 진동 공구 홀더(B)는 회전 및 진동 운동을 하게 된다.In FIG. 2, the rotary vibration tool holder B receives the power of the initial drive motor from the rotary drive shaft 2, makes a rotary motion by means of the bearings 11, 13, and a clutch connected to the shaft 2 ( The vibration connector 4 is rotated by 3), and the cam movement is performed along the cam curve in the outer ring of the vibration connector 4 by the cam 6 device fixed to the lapping head case 14. . That is, the vibrating connector 4 vibrates up and down, and the rotating and vibrating tool holder B on which the collet 22 and the collet nut 23 are dependent performs the rotating and vibrating motion.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 비회전 진동 공구 홀더(A)에서, 볼트(21)가 진동 연결자(4)에 연결되어 있어서, 진공 공구 홀더(A)가 회전할 수 있지만, 이를 회전 운동을 상쇄시키기 위하여 베어링(19,20)을 설치하는 구성이 도시되어 있다. 즉, 상기와 같이 베어링(19,20)이 설치되어 있으므로, 베어링(19,20)내측에 지지된 툴 소켓(15)은 회전하지만, 그 외부에 연결된 랩(16)과 캡(17) 및 랩 고정자(18)는 회전을 하지 않게 되는 것이다.And, as shown in Figure 3, in the non-rotating vibration tool holder (A), the bolt 21 is connected to the vibration connector 4, so that the vacuum tool holder (A) can rotate, but it is rotated A configuration is shown in which bearings 19 and 20 are installed to offset the movement. That is, since the bearings 19 and 20 are provided as described above, the tool socket 15 supported inside the bearings 19 and 20 rotates, but the wrap 16 and the cap 17 and the wrap connected to the outside thereof are rotated. The stator 18 will not rotate.
이러한 상기 비회전 진동 공구 홀더 (A)와 회전 진동 공구 홀더 (B)는 베어링(9,10,11,13)을 수단으로 편심구동 샤프트(1)와 회전 구동 샤프트(2)가 동심으로 배치 되며, 편심 구동 샤프트(1)는 직접 진동을 진동 연결자(4)에 전달하고, 회전 구동 샤프트(2)는 클러치(3)를 통하여 진동 연결자(4)에 회전 운동을 가할 때 랩핑 헤드 케이스(14)에 종속된 캠(6) 장치는 이를 상,하 진동으로 힘의 방향을 바꾸게 되며, 이것은 수작업에서나 표현이 가능한 좌,우 운동과 상,하 운동을 두개의 구동 샤프트의 구동을 포함하는 한 개의 랩핑 헤드에서 동시에 실현이 가능하다는 것이고, 또한 수작업의 불 균일한 힘의 분포를 배제할 수 있다.The non-rotational vibration tool holder (A) and the rotational vibration tool holder (B) are arranged concentrically with the eccentric drive shaft (1) and the rotation drive shaft (2) by means of bearings (9, 10, 11, 13). , The eccentric drive shaft 1 directly transmits vibration to the vibration connector 4, and the rotation drive shaft 2 applies the rotational movement to the vibration connector 4 via the clutch 3 when the wrapping head case 14. The cam 6 device subordinate to this changes the direction of the force by vibrating up and down, which is a lapping which includes driving of two drive shafts for left and right movements and up and down movements, which can be expressed manually. It is possible to realize at the same time in the head, and can also eliminate the manual non-uniform force distribution.
그리고, 상,하의 진동의 폭은 랩핑 헤드 케이스(14)에 종속된 캠(6) 장치에서 결정 되며, 진동 연결자(4)의 외륜에 위치한 캠 곡선의 설계변경으로 상,하 진동의 폭을 정할 수 있고, 좌,우의 진동의 폭은 회전 구동 샤프트(1)에서 볼 부쉬(5)와 접촉 하고 있는 부분의 편심량을 설계 변경 하여 좌,우의 진동의 폭을 정할 수 있다.In addition, the width of the upper and lower vibrations is determined by the cam 6 device dependent on the lapping head case 14, and the width of the upper and lower vibrations can be determined by the design change of the cam curve located on the outer ring of the vibration connector 4. The width of the left and right vibrations may be determined by changing the eccentricity of the portion of the rotary drive shaft 1 in contact with the ball bush 5 to determine the width of the left and right vibrations.
또한, 본 발명의 랩핑헤드는 NC, CNC 기계와 연결시켜서 랩핑 기능을 수행할 수 있다.In addition, the lapping head of the present invention can be connected to the NC, CNC machine to perform the lapping function.
이상의 설명에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의하면, 모터의 동력을 받아, 회전축 2개를 동시에 구동하고, 회전축은 별개로 운동을 하지만, 결국, 같은 부품에 힘을 전달 하고, 두 회전축의 동력을 받은 한 개의 부품은 좌,우 및 상,하 그리고 회전 운동을 동시에 실현, 편심운동을 하게 된다. 결국, 편심 운동의 특성상 공작물에 무리한 힘이 전달되지 않게되어 비숙련자의 수작업이나, 공작기계에 의한 기계작업시, 공작물의 가공 품질을 현저하게 개선 할 수 있으므로, 고효율의 생산 및 고품질의 생산품을 얻을 수 있다.As can be seen from the above description, according to the present invention, under the power of the motor, the two rotary shafts are driven simultaneously and the rotary shafts move separately, but in the end, the force is transmitted to the same parts, and the two rotary shafts receive the power. One part realizes left, right, up, down, and rotational movement simultaneously, and eccentric movement. As a result, due to the characteristics of the eccentric motion, unreasonable force is not transmitted to the workpiece, and thus the processing quality of the workpiece can be remarkably improved during the manual operation of an unskilled worker or during a mechanical work by a machine tool, thereby obtaining a highly efficient production and a high quality product. Can be.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20091119 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |