KR100560604B1 - 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구 및 이를사용한 가공 공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭가공 공구와 이를 사용한 가공 공정에 관한 것으로서, 특히 자동차 브레이크용 피스톤의 바닥 부분과 모서리 라운드를 동시에 가공할 수 있는 공구와 그 공정에 관한 것이다.

본 발명의 특징은, 제 1 측면과 이에 인접한 제 2 측면에 각각 공구 결합용 홈이 형성된 공구 수용 블록과; 상기 공구 수용 블록의 상기 제 1 측면 홈에 삽입되어 결합되는 바닥 평면 가공용 공구와; 상기 공구를 고정시키기 위한 상기 바닥 평면 가공용 공구 결합 수단과; 상기 바닥 평면 가공용 공구의 위치를 정밀 조절하기 위한 조정수단과; 상기 공구 수용 블록의 상기 제 2 측면 홈에 삽입되어 결합되는 모서리 가공용 공구와; 상기 모서리 가공용 공구를 고정시키기 위한 상기 모서리 가공용 공구 결합 수단과; 상기 모서리 가공용 공구의 위치를 정밀 조절하기 위한 조정수단을 포함하는 데에 있다.

브레이크 캘리퍼 피스톤, 대량생산, 인서트 팁, 동시 가공, 공구, 절삭가공

Description

바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구 및 이를 사용한 가공 공정{Tool for simultaneously cutting a floor and an edge And Process using the same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동시 가공 공구의 분해도.

도 2는 도 1의 조정수단에 대한 개략 단면도.

도 3은 도 1의 조합된 동시 가공 공구를 이용하여 자동차 브레이크용 캘리퍼 피스톤을 가공하기 위하여 각각의 조정수단으로 각 공구간의 상대 위치가 결정된 것을 나타낸 개략도.

도 4는 도 2에서 가공 부분 A에 대한 확대도.

도 5는 도 1에서 사용된 바닥 평면 가공용 공구의 개략도.

도 6은 도 1에서 사용된 모서리 라운드 가공용 공구의 평면과 정면을 도시한 개략도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 공구 수용 블록 20 : 바닥 평면 가공용 공구

30 : 모서리 가공용 공구 40,50 : 조정수단

60 : 고정수단

본 발명은 절삭가공 공구와 이를 사용한 가공 공정에 관한 것으로서, 특히 자동차 브레이크용 피스톤의 바닥 부분과 모서리 라운드를 동시에 가공할 수 있는 공구와 그 공정에 관한 것이다.

절삭 가공 공구 조립체에 관한 선행기술로는, 한국 실용신안 출원번호 제 20-2001-0010598호의 '공작기계용 절삭공구'와, 한국 특허출원번호 제 10-2002- 7016504호의 '절삭 공구 조립체' 등이 있다.

전자는 각종 공작기계에 사용되는 절삭공구에 관한 것으로서, 특히 자루(shank)에 결합된 절삭날의 결합 작업이 매우 간편하면서도 작업시 절삭날의 떨림이나 유동의 발생이 방지되어 정밀한 절삭작업을 수행할 수 있도록 한 고안이다.

후자는 절삭 삽입체 홀더 및 절삭 삽입체를 갖는 절삭 공구 조립체를 제공한다. 절삭 삽입체 홀더는 클램핑 조오, 기부 조오, 및 그들 사이에서 연장하는 내부 측면을 갖는다. 삽입체 포켓이 상기 두 개의 조오와 내부 측면 사이에 형성된다. 내부 측면은 위치 설정 부재를 구비하며, 클램핑 스크루가 상부 클램핑 조오를 관통하여 하부 클램핑 조오에 나사식으로 연결된다.

종래에는 인라인 트랜스퍼(inline transfer)를 사용하여 가공하는 제품 중에서 자동차 브레이크 부품인 캘리퍼 피스톤을 가공하는 공구 조립체로는, 플레이트형 절삭 인서트 팁을 갖춘 피스톤의 바닥 평면을 가공하는 공구와, 별개의 플레이트형 절삭 인서트 팁을 갖춘 그 피스톤의 모서리 라운드를 가공하는 공구가 별도의 조립체로 되어있다.

피스톤의 바닥 평면과 라운드를 동시에 가공하지 않으면, 각각의 절삭 공정에서 별도의 축을 필요로 하게 되며, 그에 따라 축을 설정하는 데에 시간이 소요되어, 절삭 공정의 시간이 길어지게 되며, 축 설정에 오차가 생길 가능성이 있는 문제점이 있다. 특히 범용 부품을 가공하는 경우, 단위시간당 생산량이 경쟁업체간에 제일 중요한 변수로 작용하고 있어서 절삭공정의 단축은 절실한 과제이며, 모서리 라운드 가공 시, 플레이트 절삭날의 사용으로 그 절삭날의 노즈부의 곡률반경과 이송량에 의해 발생하는 피드 마크(feed mark)가 발생하는 문제점이 있다.

그러나 일반적으로 두 공정을 결합함에 있어서, 각 공정간 필요한 형상과 가공 위치를 맞추기가 어려워, 별도의 전용 공구 조립체를 제작하지 않고는 달성하기 곤란한 면이 있다.

상기 문제점을 해결하고자 하는 본 발명은, 바람직하게는 자동차 브레이크용 피스톤의 가공 공구에 있어서, 피스톤의 바닥 부분과 모서리 라운드를 동시에 가공할 수 있는 공구를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

나아가 모서리의 라운드 가공에 있어서 가공면과 대응하는 형상의 절삭날을 제공하여 한번의 가공으로 라운딩 시켜 가공 시간을 줄임과 동시에 가공면의 표면 거칠기를 향상시키고, 다양한 라운드 곡률반경을 가진 절삭날을 구비하여 라운드 R을 변경시키는 것이 수월한 공구조립체를 제공하는 데에 그 목적이 있으며,

바닥부분의 가공과 모서리의 라운드 가공이 동시에 완성될 수 있도록 각 공 구의 상대위치를 미세 조정하는 조정수단을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 공작기계를 이용하여 소재를 가공하는 절삭공구에 있어서, 제 1 측면과 이에 인접한 제 2 측면에 각각 공구 결합용 홈이 형성된 공구 수용 블록과; 상기 공구 수용 블록의 상기 제 1 측면 홈에 삽입되어 결합되는 바닥 평면 가공용 공구와; 상기 공구를 고정시키기 위한 상기 바닥 평면 가공용 공구 결합 수단과; 상기 바닥 평면 가공용 공구의 위치를 정밀 조절하기 위한 조정수단과; 상기 공구 수용 블록의 상기 제 2 측면 홈에 삽입되어 결합되는 모서리 가공용 공구와; 상기 모서리 가공용 공구를 고정시키기 위한 상기 모서리 가공용 공구 결합 수단과; 상기 모서리 가공용 공구의 위치를 정밀 조절하기 위한 조정수단을 구비하며, 상기 바닥 평면 가공용 공구 및 상기 모서리 가공용 공구를 고정시키기 위한 결합수단은 상기 공구 각각의 자루부분을 지지하도록 상기 공구 수용 블록을 관통·결합하는 나사 볼트 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 모서리 가공용 공구의 절삭 블레이드 인서트 팁은 모서리의 라운드 형상에 상응하는 적어도 한가지 이상의 곡률을 가진 라운드 날로 이루어진 십자단면형태이고, 상기 인서트 팁이 소정의 각도로 소재와 접할 수 있도록 상기 모서리 가공용 공구 인서트 팁의 홀더에 홈이 형성되는 것을 선호된다.

삭제

나아가, 상기 바닥 평면 가공용 공구 및 상기 모서리 가공용 공구의 조정수단에 의하여 상기 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구를 전진시켜, 상기 모서리 가공용 공구가 소재의 모서리를 소정의 곡률로 라운드 시킬 때, 상기 바닥 평면 가공용 공구에 의하여 상기 모서리의 인접 바닥 평면에 요구되는 절삭가공이 완성되는 상기 모서리 가공용 공구와 상기 바닥 평면 가공용 공구의 상대 위치로 미세 조절되는 것이 필요하며, 이를 위하여 상기 공구 각각의 자루바닥부분을 지지하도록 상기 공구 수용 블록을 관통·결합된 나사 볼트에 마이크로 미터가 장착된 장치인 것이 바람직하고, 본 발명에 의하여 가공되는 소재는 자동차 브레이크용 캘리퍼 피스톤의 상부평면과 모서리 부분으로 상기 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구를 전진시킬 때에, 상기 바닥 평면 가공용 공구는 자동차 브레이크용 캘리퍼 피스톤의 상부 평면을 가공하며, 동시에 상기 모서리 가공용 공구는 상기 피스톤의 모서리 부분을 라운드 가공하는 것을 특징으로 한다.

또한 전술된 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 자동차 브레이크 캘리퍼 피스톤의 상부 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구를 사용하여 피스톤 캡의 바닥면을 절삭 가공할 때, 피스톤 캡의 외경 모서리가 동시에 절삭 가공되도록 하는, 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 가공 공정을 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동시 가공 공구의 분해도이다. 도 1에서, 본 발명에 따른 동시 가공 공구의 주요 구성 요소는, 공구 수용 블록(10)과; 바닥 평면 가공용 공구(20)와; 모서리 가공용 공구(30)이다.

상기 가공용 공구(20,30)를 상기 공구 수용 블록(10)에 결합시키기 위하여, 상기 공구 수용 블록(10)의 제 1 측면(11)과 제 2 측면(12)에는 공구 결합용 홈(11a,12b)이 형성된다. 도면에 나타난 일 실시예에서는 가공용 공구(20, 30)가 인서트 팁(insert tip) 공구로 도시되었으나 이 형태에 한정되지 않는다.

상기 공구 결합용 홈에 상기 가공용 공구(20,30)를 각각 결합시키기 위한 일 실시예로서, 볼트 형태의 결합수단(60)이 하나만 도시되어 있으나, 공구수용 블록 외곽주위에 형성된 관통구멍에 모두 적용될 수 있고, 역시 다른 고정 방식도 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 볼트 형태의 조정수단(60,70)을 사용하면 공구의 교환이 용이하다는 장점이 있다.

도 2는 도 1의 조정수단에 대한 개략 단면도이다. 상기 가공용 공구(20,30)간의 상대위치를 미세 조정하기 위한 일 실시예로서, 볼트 형태의 조정수단(40,50)이 도시되어 있으며 이를 이용 가공용 공구를 원하는 길이나 위치로 미세 조정할 수 있다. 바닥 평면 가공용 공구(20)의 조정수단(40)과 모서리 라운드 가공용 공구(30)의 조정수단(50)이 동일한 구조를 가지므로 여기서는 바닥 평면 가공용 공구만을 도시하여 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이 본 조정수단은 공구 수용 블록(10)의 일측면을 관통하여 공구 자루의 뒷면(24)을 지지하는 볼트(41)와 이를 감싸고 있는 마이크로미터(42)로 구성되어 있다. 손잡이(43)를 돌려 볼트(41)를 전진시킴으로 공구(20)를 지지하면서, 마이크로미터(42)에 새겨진 눈금을 확인하여 그 이송량을 확인, 유지 시킬 수 있다.

도 3은 도 1의 조합된 동시 가공 공구를 이용하여 자동차 브레이크용 캘리퍼 피스톤을 가공하기 위하여 각각의 조정수단으로 각 공구간의 상대 위치가 결정된 것을 나타낸 개략도이다. 가공 슬라이드(slide)(미도시됨)에 올려진 동시 가공 공구에서, 상기 공구 수용 블록(10)에 결합되어 있는 상기 바닥 평면 가공용 공구(20)는 피스톤(15)의 상부 바닥 평면에 닿아 있고, 상기 모서리 가공용 공구(30)는 피스톤의 모서리에 닿아 있다. 소재의 모서리에 대하여 라운드 가공이 완성되는 시점에서 그 모서리에 인접한 평면에 소정의 가공이 완성되도록 모서리 가공용 공구와 바닥 평면 가공용 공구간의 상대 위치를 각 공구의 자루 뒷면(24,34)을 밀어 조정볼트(40,50)로 맞춘다. 이것은 바닥 가공 공정과 모서리 가공공정이 동시에 완성되기 위한 필수적이고 중요한 수단이 되며, 이와 같이 사용하여, 회전하는 소재에 동시 가공 공구 조립체를 직선 방향으로 한 번 전진시키면 원하는 바닥 평면과 모서리 라운드를 동시에 가공할 수 있다.

캘리퍼 피스톤의 바닥 부분의 가공 시에, 그 라운드는 조립시 오일실(oil seal)의 가이드 역할을 하므로, 그 각도 및 라운드의 크기를 잘 맞출 필요가 있다. 도 4는 그러한 필요성에 대한 설명으로서, 도 3에서의 가공 부분을 확대하여 나타낸 도면이다. 바닥 평면 가공용의 경우는 일 예로 그 공구의 절삭날이 18°로 맞추어지며, 적절한 각도(일 예로, 16°)와 모서리 라운드(R)로 모서리 가공 공구의 절삭날을 맞추어서, 동시에 원하는 치수로 가공한다. 이를 위하여 각 공구의 홀더에는 적정한 홈을 형성시키도록 한다. 또한 모서리의 라운드 크기를 설정할 수 있게끔, 단면이 십자형으로 이루어진 인서트 팁의 라운드 형상의 날(edge)이 각각 다른 곡률을 가질 수 있다. 오목한 라운드 형상으로 이루어진 팁을 사용하여 모서리를 그대로 라운드 가공함으로, 기존의 바이트 날의 선단에 의하여 절삭하는 경우보다 가공면이 고르게 가공되고 표면 거칠기가 향상되어 미세한 흠집이 줄어들 뿐 아니라 나아가 연마수준의 가공면을 구현할 수 있다. 본 일 실시예에서 가공되는 제품인 차량용 브레이크용 캘리퍼 피스톤과 같이 절삭 가공 후 도금 처리를 하는 경우, 가공면의 표면 거칠기가 향상될수록 도금처리가 양호해지기 때문에 구매자가 선호하고 있다.

도 5는 도 1에서 사용된 바닥 평면 가공용 공구의 개략도이고, 도 6은 도 1에서 사용된 모서리 라운드 가공용 공구의 평면과 정면을 도시한 개략도이다.

공구는 일반적으로 자루(23,33)부분과 절삭날 수용부(22,32)와 인서트 팁(21,31)과 그 고정수단(25,35) 및 홀딩 커버(35)로 구성된다. 상기 공구는 차량용 브레이크 캘리퍼 피스톤의 상부평면과 모서리를 가공하기 위하여 별도로 제작된 공구로, 소정의 경사각을 갖도록 공구의 홀더를 특정 방향으로 형성시키고, 인서트 팀은 교체가 용이하도록 기계적으로 고정시켰다. 일반적으로 바닥면 가공 인서트 팀은 다각형 플레이트 형태인 것을 사용하나, 모서리 가공용 인서트 팁은 절삭날 자체가 모서리의 라운드에 상응하는 형상인 것이 사용된다. 이에 의하여 라운드가 한번에 가공된다.

앞에서 기술한 실시예들을 본 발명의 기본 사상을 벗어나지 않고도 변형시키는 것이 물론 가능함을 주지한다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 동시 가공 공구를 사용하면, 피스톤의 바닥 평면과 그 모서리 부분을 동시에 가공할 수 있어, 가공 공정을 최대로 단축할 수 있고, 한번의 가공으로 가공 시간을 줄임과 동시에 가공면의 표면 거칠기를 향상시키고, 각 공구의 상대위치를 조정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 공작기계를 이용하여 소재를 가공하는 절삭공구에 있어서,

   제 1 측면과 이에 인접한 제 2 측면에 각각 공구 결합용 홈이 형성된 공구 수용 블록과;

   상기 공구 수용 블록의 상기 제 1 측면 홈에 삽입되어 결합되는 바닥 평면 가공용 공구와;

   상기 공구를 고정시키기 위한 상기 바닥 평면 가공용 공구 결합 수단과;

   상기 바닥 평면 가공용 공구의 위치를 정밀 조절하기 위한 조정수단과;

   상기 공구 수용 블록의 상기 제 2 측면 홈에 삽입되어 결합되는 모서리 가공용 공구와;

   상기 모서리 가공용 공구를 고정시키기 위한 상기 모서리 가공용 공구 결합 수단과;

   상기 모서리 가공용 공구의 위치를 정밀 조절하기 위한 조정수단을 구비하며,

   상기 바닥 평면 가공용 공구 및 상기 모서리 가공용 공구를 고정시키기 위한 결합수단은 상기 공구 각각의 자루부분을 지지하도록 상기 공구 수용 블록을 관통·결합하는 나사 볼트 장치인 것을 특징으로 하는, 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 모서리 가공용 공구의 절삭 블레이드 인서트 팁은 모서리의 라운드 형상에 상응하는 적어도 한가지 이상의 곡률을 가진 라운드 날로 이루어진 십자단면형태이고, 상기 인서트 팁이 소정의 각도로 소재와 접할 수 있도록 상기 모서리 가공용 공구 인서트 팁의 홀더에 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는, 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 바닥 평면 가공용 공구 및 상기 모서리 가공용 공구의 조정수단은 상기 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구를 전진시켜, 상기 모서리 가공용 공구가 소재의 모서리를 소정의 곡률로 라운드 시킬 때, 상기 바닥 평면 가공용 공구에 의하여 상기 모서리의 인접 바닥 평면에 요구되는 절삭가공이 완성되는 상기 모서리 가공용 공구와 상기 바닥 평면 가공용 공구의 상대 위치로, 미세 조정시키기 위하여 상기 공구 각각의 자루바닥부분을 지지하며 상기 공구 수용 블록을 관통·결합하는 나사 볼트에 마이크로미터를 장착한 장치인 것을 특징으로 하는, 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구를 전진시킬 때에, 상기 바닥 평면 가공용 공구는 자동차 브레이크용 캘리퍼 피스톤의 상부 평면을 가공하며, 동시에 상기 모서리 가공용 공구는 상기 피스톤의 모서리 부분을 라운드 가공하는 것을 특징으로 하는, 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구.
6. 제 5 항의 자동차 브레이크 캘리퍼 피스톤의 상부 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구를 사용함에 있어서, 상기 두 공구간의 상대 위치를 미세 조정하고서, 상기 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 공구를 전진시켜 피스톤 캡의 바닥면을 절삭 가공할 때, 피스톤 캡의 외경 모서리의 라운드를 동시에 절삭 가공되도록 하는, 바닥 평면과 모서리를 동시에 가공하는 가공 공정.

Images