KR100640227B1 - 배관가공용 버어링머신의 버어링공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버어링머신의 툴바에 클램프되어 배관의 외경부에 통공을 형성함과 동시에 통공을 확관하여 접합리브를 형성하는 버어링공구에 관련된다. 구성에 특징을 살펴보면, 상기 버어링머신(M)의 툴바(T)에 선단이 클램프되고, 하단으로 연장되는 연결부(11)상에 지지봉(12)과 체결부(14)가 단차지게 형성되는 샤프트(10); 상기 샤프트(10)의 지지봉(12)에 삽입되도록 중앙에 관통공(22)과 함께 수용홈(22a)(22b)이 형성되어 베어링부재(B)가 개재되고, 외경부에 경사면(24)이 형성되는 확관롤러(20); 및 상기 확관롤러(20)의 저면에 인접하여 샤프트(10)의 체결부(14)에 나사결합되도록 중앙부에 너트공(32)이 형성되고, 저면에 커터날(34)이 형성되는 천공커터(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 버어링머신의 툴바에 설치되어 배관의 외경부에 통공을 가공함과 동시에 확관(擴管)하여 접합리브를 형성하는 버어링공구에 있어서, 통공을 형성하는 천공커터의 교체가 용이하도록 나사결합됨과 아울러 확관롤러가 회동되도록 설치되어 통공을 확관시켜 접합리브를 형성하는 가공시 마찰저항이 감소됨에 따라 배관의 접합부를 포함한 전체적인 변형 및 손상이 방지되는 효과가 있다.

버어링머신, 버어링공구, 파이프, 척, 조, 툴바, 서보모터

Description

배관가공용 버어링머신의 버어링공구{Burring machine of burring tool for piping process}

도 1은 종래에 버어링머신의 버어링공구를 나타내는 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 버어링공구를 전체적으로 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 버어링공구를 분해하여 나타내는 분해사시도.

도 4는 본 발명에 따른 버어링공구의 내부구성을 나타내는 종단면도.

도 5는 본 발명에 따른 버어링공구의 사용상태를 나타내는 구성도.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 버어링공구의 내부구성을 나타내는 종단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10: 샤프트 11: 연결부

12: 지지봉 14: 체결부

20: 확관롤러 22: 관통공

22a, 22b: 수용홈 24: 경사면

30: 천공커터 32: 너트공

34: 커터날

본 발명은 배관가공용 버어링머신의 버어링공구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 버어링머신의 툴바에 설치되어 배관의 외경부에 통공을 가공함과 동시에 확관(擴管)하여 접합리브를 형성하는 버어링공구에 있어서, 통공을 형성하는 천공커터의 교체가 용이하도록 나사결합되고, 확관롤러가 회동되도록 설치되어 통공을 확관작업시 마찰저항이 감소됨에 따라 배관의 접합부를 포함한 전체적인 변형 및 손상이 방지되는 배관가공용 버어링머신의 버어링공구에 관한 것이다.

일반적으로 자동차나 산업기계, 자동화생산라인 등에 사용되는 절삭유, 냉각수, 연료와 같은 유체 및 기체의 유로를 형성하기 위해 배관이 설치된다. 배관은 유로의 경로에 따라 유선형으로 절곡되거나 복수의 배관이 서로 교접되도록 연설되는 바, 이때 배관은 버어링머신에 의해 교접되는 외경부에 다른 배관과 연통되도록 통공이 가공됨과 동시에 통공을 확관(擴管)하여 배관의 용접이 용이하도록 접합리브를 형성한다.

도 1은 종래에 버어링머신의 버어링공구를 나타내는 구성도이다.

도 1에서, 종래에 버어링머신(M)의 버어링공구(1)는 저면에 천공커터(2)가 형성되고, 천공커터(2)와 근접한 위치의 외경부 일측이 오목하게 함몰된 상태로 확관팁(3)이 고정된다. 이에 버어링공구(1)는 도 1의 확대도와 같이 버어링머신(M)의 툴바(T)에 클램프된 상태로 스핀들(S)과 동축상에서 회동되어 하향이송하며 천공커터(2)에 의해 배관(A)의 외경부에 통공(H)을 가공하고, 이어서 조(J)의 이송에 의 해 툴바(T)와 함께 이송되어 회동반경이 확장되면서 상향 이송되어 확관팁(3)이 통공(H)의 내경부를 가압하여 확관시킴과 동시에 접합리브(R)를 돌출시켜 배관(A)이 교접되는 위치에 접합부를 형성한다.

이때, 상기 버어링공구(1)의 천공커터(2)와 확관팁(3)은 단일의 동체에 일체로 형성되므로 통공(H)을 가공하거나 통공(H)을 확관하여 접합리브(R)를 형성하는 가공공정 중에 천공커터(2) 또는 확관팁(3)이 부분적으로 마모 및 손상될 경우 부분적인 부품교체가 불가능하다. 이에 버어링공구(1)의 천공커터(2) 및 확관팁(3)을 그라인더에 연마하는 방식으로 재생하여 사용하고 있으나, 연마가공시 버어링공구(1)의 정밀도 및 공차가 가변됨에 따라 버어링머신(M)의 리미트위치를 수시로 보정해야하는 번거로운 단점이 뒤따르고, 이러한 단점으로 인한 작업성저하를 방지하기 위해 비용부담을 감수하고 주로 버어링공구(1)를 전체적으로 교체하여 사용하는 실정이다.

또한, 상기 버어링공구(1)의 확관팁(3)이 확장된 회동반경으로 상향이송하며 통공(H)의 내경부에 가압되고, 이때 발생되는 마찰력에 의해 확관작업이 수행됨과 동시에 확관된 통공(H)이 외측으로 돌출되어 접합리브(R)가 형성된다. 하지만 확관팁(3)과 통공(H)사이에 고하중의 마찰저항이 발생됨에 따라 확관팁(3)이 쉽게 마모됨은 물론 배관(A)의 접합리브(R)가 찢기거나 절삭 등과 같이 손상되고, 고온의 마찰열에 의해 배관(A)이 전체적으로 뒤틀리는 등의 사례가 허다하게 발생된다.

뿐만 아니라, 상기 전술하는 확관팁(3)의 마찰저항에 따른 고온의 마찰열을 냉각시키기 위해 식용기름에서부터 윤활유, 비수용성절삭유 등과 같은 냉각성이 우 수함은 절삭유가 지속적으로 투입된다. 하지만 이러한 절삭유가 고가임은 물론 용접작업시 산화되거나 용접불량을 초래하므로 버어링머신(M)을 통하여 접합부가공공정이 완료된 배관(A)은 필히 세척공정을 통하여 잔존하는 절삭유를 제거해야함에 따라 작업공정의 추가로 생산성이 저하됨은 물론 세척공정에 투입된 고가의 세정제사용으로 추가비용이 발생되어 제조원가가 상승되는 폐단이 따른다.

이에 따라 본 발명은 상기한 점에 착안하여 안출한 것으로서, 보다 상세하게는 버어링머신의 툴바에 설치되어 배관의 외경부에 통공을 가공함과 동시에 확관(擴管)하여 접합리브를 형성하는 버어링공구에 있어서, 통공을 형성하는 천공커터의 교체가 용이하도록 나사결합되고, 확관롤러가 회동되도록 설치되어 통공을 확관작업시 마찰저항이 감소됨에 따라 배관의 접합부를 포함한 전체적인 변형 및 손상이 방지되는 배관가공용 버어링머신의 버어링공구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 버어링머신의 툴바에 클램프되어 배관의 외경부에 통공을 형성함과 동시에 통공을 확관하여 접합리브를 형성하는 버어링공구에 있어서: 상기 버어링머신(M)의 툴바(T)에 선단이 클램프되고, 하단으로 연장되는 연결부(11)상에 지지봉(12)과 체결부(14)가 단차지게 형성되는 샤프트(10); 상기 샤프트(10)의 지지봉(12)에 삽입되도록 중앙에 관통공(22)과 함께 수용홈(22a)(22b)이 형성되어 베어링부재(B)가 개재되고, 외경부에 경사면(24)이 형성되는 확관롤러(20); 및 상기 확관롤러(20)의 저면에 인접하여 샤프트(10)의 체결부 (14)에 나사결합되도록 중앙부에 너트공(32)이 형성되고, 저면에 커터날(34)이 형성되는 천공커터(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 일실시예로서, 상기 샤프트(10')의 하단에 삽입공(42)이 너트부(42a)와 함께 함몰되고, 삽입공(42)과 대응하는 천공커터(30')의 상면에 지지봉(44)이 일체로 돌출되어 확관롤러(20')가 삽입됨과 함께 선단에 볼트부(44a)가 형성되어 너트부(42a)에 나사결합되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 버어링공구를 전체적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 버어링공구를 분해하여 나타내는 분해사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 버어링공구의 내부구성을 나타내는 종단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 버어링공구의 사용상태를 나타내는 구성도이다.

본 발명은 버어링머신의 툴바에 클램프되어 배관의 외경부에 통공을 형성함과 동시에 통공을 확관하여 접합리브를 형성하는 버어링공구에 관련되며, 이때 버어링공구는 도 1에 도시된 바와 같이 버어링머신(M)의 툴바(T)에 클램프된 상태로 스핀들(S)과 동축상에서 회동되어 하향이송하며 배관(B)의 외경부에 통공(H)이 미리 형성되고, 이어서 조(J)의 이송에 의해 툴바(T)와 함께 이송되어 회동반경이 확장된 상태로 상향 이송되어 통공(H)의 내경부를 확관시킴과 동시에 접합리브(R)를 배관(A) 외측으로 돌출시킨다. 이를 위해 본 발명의 버어링공구는 샤프트(10), 확관롤러(20), 천공커터(30)등을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 샤프트(10)는 버어링머신(M)의 툴바(T)에 선단이 클램프되고, 하단으로 연장되는 연결부(11)상에 지지봉(12)과 체결부(14)가 단차지게 형성된다. 샤프트(10)는 선단이 환봉형태로 가공되어 툴바(T)에 클램프되고, 하단에 후수하는 확관롤러(20)와 천공커터(30)가 설치되는 지지봉(12)과 체결부(14)가 형성된다.

그리고, 상기 지지봉(12)은 도 2와 같이 하단으로 갈수록 지름이 작아지는 연결부(11)상에 연장되도록 단면형상이 원형인 환봉형태로 가공되고, 이때 외경부 지름은 후술하는 확관롤러(20)의 관통공(22)사이즈를 고려하여 정밀공차(예컨대, 지지봉(12)상에 확관롤로(20)가 삽입된 상태로 유격되지 않는 공차)로 가공되고, 끝단에 체결부(14)가 형성된다. 체결부(14)는 지지봉(12)상에 연장되도록 돌출되어 후술하는 천공커터(30)가 너트공(32)을 통하여 체결되는 결합부로서, 상기 지지봉(12)의 사이즈보다 작은 지름으로 단차지게 가공되고, 외경부에 수나사가 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 확관롤러(20)는 샤프트(10)의 지지봉(12)에 삽입되도록 중앙에 관통공(22)과 함께 수용홈(22a)(22b)이 형성되어 베어링부재(B)가 개재되고, 외경부에 경사면(24)이 형성된다. 확관롤러(20)는 샤프트(10)의 지지봉(12)에 회동가능하게 삽입되도록 중앙부에 관통공(22)이 형성되고, 샤프트(10)의 지지봉(12)에 회동가능하게 삽입된다. 관통공(22)은 내경부에 하나이상의 수용홈(22a)(22b)이 단턱구조로 형성되는 바, 수용홈(22a)(22b)은 확관롤러(20)가 지지봉(12)상에 삽입된 상태로 회동이 원활하도록 베어링부재(B)가 개재되는 공간부로서, 도 4에 도시된 바와 같이 지지봉(12)의 외경부에 대응하는 관통공(22)의 내경부에 형성되는 수용홈(22a)은 롤러베어링이 삽입되도록 장폭으로 형성되고, 후술하는 천공커터(30)의 상면에 대응하는 위치에 형성된 수용홈(22b)은 볼베어링이 삽입되도록 환형테형상으로 형성된다.

이에, 상기 수용홈(22a)에 삽입된 베어링부재(B)는 확관롤러(20)를 통하여 측방에서 작용하는 가압력에 의한 마찰저항을 감소시키고, 수용홈(22b)에 삽입된 베어링부재(B)는 버어링공구가 상향이송하며 확관롤러(20)의 경사면(24)을 통하여 통공(H)을 확관시 하방향으로 작용하는 가압력에 의한 마찰저항을 감소시켜 확관롤러(20)의 회동이 항상 원활하게 유지되도록 지지한다.

이때, 상기 확관롤러(20)의 외경부에 형성된 경사면(24)은 상부로 갈수로 지름이 좁아지는 테이퍼구조로 형성된다. 이는 버어링공구가 하향이송하여 후술하는 천공커터(30)에 의해 배관(A)의 외경부에 통공(H)을 가공 후, 척(C)상에서 조(J)와 함께 이송되어 확장된 회동반경으로 회동하며 통공(H)을 확관하기 위해 상향이송시 도 5에서처럼 지름이 좁은 경사면(24)의 선단부가 통공(H)의 내면에 먼저 밀착된 상태로 서서히 가압하며 접합리브(R)를 형성시키므로 마찰저항이 감소되어 과부하로 인한 버어링머신 손상 및 버어링공구의 마모가 방지된다.

이처럼, 상기 샤프트(10)의 지지봉(12)에 확관롤러(20)가 베어링부재(B)와 함께 회동가능하게 삽입되어 배관(A)의 통공(H)을 가압시 확관롤러(20)의 외경부가 통공(H)의 내면에 압착된 상태로 지지봉(12)상에서 회동하며 통공(H)을 가압함에 따라 배관(A)과 확관롤러(20)사이에 마찰저항이 극도로 감소되어 절삭유를 미량으 로 주입하거나 주입하지 않고도 가공이 원활하게 이루어짐과 더불어 접합리브(R)를 가공하는 중에 통공(H)이 찢기거나 변형되는 등의 불량요인이 미연에 방지되는 이점이 있다.

한편, 도 3 내지 도 4에서 베어링부재(B)가 2개소에 설치되는 상태를 도시하고 있지만, 이에 국한 되지 않고, 배관(A)의 사이즈 및 재질 등과 같은 가공환경을 고려하여 2개소이상으로 더 설치하거나 베어링부재(B)를 배재하는 구성도 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 천공커터(30)는 확관롤러(20)의 저면에 인접하여 샤프트(10)의 체결부(14)에 나사결합되도록 중앙부에 너트공(32)이 형성되고, 저면에 커터날(34)이 형성된다. 천공커터(30)는 샤프트(10)의 체결부(14)에 나사결합되어 상면이 확관롤러(20)의 저면에 인접하여 서로 긴밀하게 맞물리도록 중앙에 너트공(32)이 형성된다. 너트공(32)은 상기 전술한 체결부(14)에 형성된 수나사의 피치와 동일한 피치로 가공되고, 너트공(32)을 통하여 천공커터(30)가 샤프트(10)의 체결부(14)에 나사결합된 상태로 지지봉(12)상에 삽입된 확관롤러(20)를 회동가능하게 지지한다.

그리고, 상기 천공커터(30)는 저면에 배관(A)의 외경부에 통공(H)을 절삭가공하는 커터날(34)이 형성된다. 커터날(34)은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 평엔드밀처럼 날 끝이 평평하게 형성되거나, 이에 국한되지 않고 도 4와 도 6의 부호 34'와 같이 드릴형태로 돌출되고, 샤프트(10)와 함께 회동되는 천공커터(30)의 회동력에 의해 배관(A)의 외경부에 통공(H)을 형성시킨다.

한편, 상기 버어링공구의 천공커터(30)에 의해 배관(A)의 외경부에 통공(H)이 미리 가공된 후, 확관롤러(20)가 통공(H)을 통하여 배관(A)의 내측으로 진입 후 상향이송하며 통공(H)을 확관가공함에 따라 통공(H)을 통하여 확관롤러(20)의 삽입이 용이하도록 천공커터(30)의 외경부 지름이 확관롤러(20)의 외경보다 확장된 사이즈로 제작되는 것이 바람직하다.

그리고, 도 3에서 미설명 부호 30a는 체결면으로서, 천공커터(30)의 외경부에 스패너(도시생략)와 같은 공구를 결속할 수 있도록 서로 대향하는 위치에 면취가공된다. 이에 샤프트(10)의 체결부(14)상에 천공커터(30)를 나사결합 후 체결면(30a)에 스패너와 같은 공구를 끼워 건실하게 조일 수 있는 이점이 따른다.

뿐만 아니라, 도 5에 도시된 바와 같이 버어링공구가 조(J)와 함께 이송되어 통공(H)을 확관함과 동시에 접합리브(R)를 형성시키며 상승시 체결면(30a)이 통공(H)의 내면에 대응하도록 위치됨에 따라 천공커터(30)와 통공(H)사이가 이격되어 버어링공구가 원점복귀시 마찰에 의한 커터날(34) 및 접합리브(R)의 손상이 방지된다.

사용상에 있어서, 우선 가공물인 배관(A)을 버어링머신(M)의 테이블에 설치된 바이스(도시생략)에 로딩하고, 버어링공구를 툴바(T)에 클램프시킨 후, 시작버튼(도시생략)을 작동시키면 서보모터의 구동력에 의해 척(C)이 버어링공구와 함께 회동된다. 이어서 버어링머신(M)의 헤드부(M')가 하향이송하여 버어링공구의 천공커터(30)에 의해 배관(A)의 외경부에 통공(H)을 가공한 후, 확관롤러(20)가 배관(A)내측으로 수용되는 위치까지 이송되면 척(C)상에서 조(J)가 툴바(T)와 함께 외 측으로 이송되어 도 5의 확대도와 같이 버어링공구의 회동반경이 확장된다. 이어서 버어링머신(M)의 헤드부(M')가 상향이송하며 확관롤러(20)의 경사면(24)이 통공(H)의 내경을 서서히 가압하여 확관시킴과 동시에 외측으로 접합리브(R)를 돌출시키면 배관(A)의 접합부가공이 완료된다.

이때, 상기 확관롤러(20)가 통공(H)의 내면에 밀착된 상태로 샤프트(10)의 지지봉(12)상에서 회동하며 확관가공이 수행됨에 따라 마찰저항이 극도로 감소되어 배관(A)의 통공(H)뿐만 아니라 확관롤러(20)의 손상이 방지되고, 또한 버어링공구의 반복사용으로 인해 확관롤러(20)나 커터날(34)이 마모 및 손상되더라도 부분적인 부품교체가 용이하므로 버어링공구의 손상에 따른 유지비용이 절감되는 효과가 따른다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 버어링공구의 내부구성을 나타내는 종단면도이다.

도 6에서, 상기 샤프트(10')의 하단에 삽입공(42)이 너트부(42a)와 함께 함몰되고, 삽입공(42)과 대응하는 천공커터(30')의 상면에 지지봉(44)이 일체로 돌출되어 확관롤러(20')가 삽입됨과 함께 선단에 볼트부(44a)가 형성되어 너트부(42a)에 나사결합된다. 샤프트(10')는 저면에 삽입공(42)이 소정의 깊이로 가공되어 내측 끝단위치에 너트부(42a)가 형성되고, 이와 대응하는 천공커터(30')의 선단에 지지봉(44)이 일체로 돌출되어 상기 삽입공(42)에 수용된 상태로 너트부(42a)에 나사체결되도록 끝단에 볼트부(44a)가 형성된다. 그리고 확관롤러(20')는 중앙에 형성된 관통공(22')을 통하여 천공커터(30')의 지지봉(44)에 회동가능하게 삽입되고, 천공커터(30')의 상면 또는 지지봉(44)의 외경에 인접하는 확관롤러(20')의 관통공(22')상에 베어링부재(B')가 개재된다.

이에, 상기 지지봉(44)이 천공커터(30')와 일체로 형성되어 확관롤러(20')를 수용하고, 샤프트(10')의 삽입공(42)에 수용된 상태로 나사체결되는 구조로 건실하게 고정됨에 따라 직경이 작은 사이즈의 배관(A)에 접합부를 형성하기 위해 버어링공구를 콤팩트사이즈로 제작하더라도 직경저하로 인해 내구성이 취약해지기 쉬운 볼트부(44a)의 파손이 방지되는 이점이 있다.

한편, 도 6에서 천공커터(30')의 지지봉(44)과 확관롤러(20')의 관통공(22')사이에 베어링부재(B')가 개재된 상태를 도시하고 있지만, 이에 국한되지 않고 베어링부재(B')를 배재한 상태로 단지 지지봉(44)상에 확관롤러(20')를 회동가능하게 설치하는 구성도 가능하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 버어링머신의 툴바에 설치되어 배관의 외경부에 통공을 가공함과 동시에 확관(擴管)하여 접합리브를 형성하는 버어링공구에 있어서, 통공을 형성하는 천공커터의 교체가 용이하도록 나사결합되고, 확관롤러가 회동되도록 설치되어 통공을 확관작업시 마찰저항이 감소됨에 따라 배관의 접 합부를 포함한 전체적인 변형 및 손상이 방지되는, 유용한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 버어링머신의 툴바에 클램프되어 배관의 외경부에 통공을 형성함과 동시에 통공을 확관하여 접합리브를 형성하는 버어링공구에 있어서:

   상기 버어링머신(M)의 툴바(T)에 선단이 클램프되고, 하단으로 연장되는 연결부(11)상에 지지봉(12)과 체결부(14)가 단차지게 형성되는 샤프트(10);

   상기 샤프트(10)의 지지봉(12)에 삽입되도록 중앙에 관통공(22)과 함께 수용홈(22a)(22b)이 형성되어 베어링부재(B)가 개재되고, 외경부에 경사면(24)이 형성되는 확관롤러(20); 및

   상기 확관롤러(20)의 저면에 인접하여 샤프트(10)의 체결부(14)에 나사결합되도록 중앙부에 너트공(32)이 형성되고, 저면에 커터날(34)이 형성되는 천공커터(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관가공용 버어링머신의 절삭공구.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 샤프트(10')의 하단에 삽입공(42)이 너트부(42a)와 함께 함몰되고, 삽입공(42)과 대응하는 천공커터(30')의 상면에 지지봉(44)이 일체로 돌출되어 확관롤러(20')가 삽입됨과 함께 선단에 볼트부(44a)가 형성되어 너트부(42a)에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 배관가공용 버어링머신의 절삭공구.

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