KR100677824B1 - 공작기계용 다축헤드 - Google Patents

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KR100677824B1
KR100677824B1 KR1020060035370A KR20060035370A KR100677824B1 KR 100677824 B1 KR100677824 B1 KR 100677824B1 KR 1020060035370 A KR1020060035370 A KR 1020060035370A KR 20060035370 A KR20060035370 A KR 20060035370A KR 100677824 B1 KR100677824 B1 KR 100677824B1
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이정균
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(주)성헌
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 헤드박스에서 다축기어박스를 쉽게 분리할 수 있고, 다축기어박스에 장착된 마스터 스핀들을 쉽게 교체할 수 있는 공작기계용 다축헤드에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공작기계용 다축헤드는 헤드박스(110)에 유니버설 조인트(120)가 회전 가능하게 장착되고, 상기 헤드박스(110)의 하단에 다축기어박스(130)가 분리 가능하게 장착되고, 상기 다축기어박스(130)의 상부면에 마운팅 블록(150)이 안착되고, 상기 다축기어박스(130)의 하부면에 지그(160)가 분리 가능하게 장착되고, 상기 지그(160)에 다수개의 마스터 스핀들(170)이 분리 가능하게 장착되며, 상기 유니버설 조인트(120)의 제 1 스플라인 샤프트(125)가 제 2 조인트(126)에 의해 다축기어박스(130)의 메인 샤프트(131)에 연결되고, 상기 메인 샤프트(131)에 기어링 수단(132)이 장착되고, 상기 기어링 수단(132)에 제 2 스플라인 샤프트(175)가 끼워져 기어링 수단(132)과 함께 회전되고, 상기 제 2 스플라인 샤프트(175)가 마스터 스핀들(170)의 스핀들 샤프트(171)와 제 3 조인트(176)에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

공작기계용 다축헤드{Head with multi-shaft for machine tools}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드를 도시한 단면도
도 2는 도 1의 헤드박스와 헤드박스에 장착되는 유니버설 조인트를 확대 도시한 단면도
도 3은 다축기어박스를 확대 도시한 상세도
도 4는 전동캡을 도시한 사시도
도 5는 헤드박스와 다축기어박스의 분해 조립도
도 6은 다축기어박스의 분해 조립도
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드가 탁상 드릴링 머신에 적용되는 예를 도시한 단면도
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드가 작업대에 수평으로 배치되어 공작물을 수평으로 가공하는 예를 도시한 측면도
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드를 도시한 단면도
도 10은 도 9의 다축기어박스를 확대 도시한 상세도
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드의 분해 및 조립 단면도
도 12는 도 11에 도시된 기어박스의 분해 및 조립 단면도
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드가 탁상 드릴링 머신에 적용되는 예를 도시한 단면도
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드가 작업대에 수평으로 배치되어 공작물을 수평으로 가공하는 예를 도시한 측면도
본 발명은 공작기계용 다축헤드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헤드박스에서 다축기어박스를 쉽게 분리할 수 있고, 다축기어박스에 장착된 마스터 스핀들을 쉽게 교체할 수 있는 공작기계용 다축헤드에 관한 것이다.
대한민국 특허 제515310호(2005년 9월 8일 등록)에 " 다축 태핑머신"이 소개되어 있다.
상기 다축 태핑머신은 정, 역회전을 반복 수행하는 구동모터가 프레임에 모터축을 관통시켜 직립 개재하고, 상기 모터축 하방에는 태핑실린더에 개재된 탭의 회전력 발생을 위한 다수 개의 탭 샤프트와, 태핑실린더와 탭 샤프트를 연결하여 회전력 전달이 가능하도록 하는 조인트 및 각종 제어를 수행하는 컨트롤박스로 구성된 다축 태핑머신에 있어서; 상기 다축 태핑머신은 그 단면이 원형을 비롯한 다 양한 형상을 가지며 신축자재이음(TELESCOPIC)을 통해 일측으로는 탭 샤프트와 연결되고, 타측에는 태핑실린더와 체결되어 인장과 수축이 가능하도록 한 조인트와, 소정의 직경과 전장을 이루는 원주형으로 일측에는 절두원추형의 탭 체결부를 통해 탭을 개재하고, 외주연 소정 구간에 걸쳐 수나사를 구비하여 탭 샤프트와 연결되는 태핑실린더, 상기 태핑실린더의 수나사와 상응하는 암나사를 형성하여 프레임에 고정되어 태핑실린더를 수용하는 실린더홀더를 포함한다.
그러나, 상기 다축 태핑머신은 탭공구 만큼의 유니버설 조인트가 요구되고, 탭핑실린더(마스터 스핀들)의 교체가 불편한 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 헤드박스에서 다축기어박스를 쉽게 분리할 수 있고, 다축기어박스에 장착된 마스터 스핀들을 쉽게 교체할 수 있는 공작기계용 다축헤드를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드(100)는 헤드박스(110)에 유니버설 조인트(120)가 회전 가능하게 장착되고, 상기 헤드박스(110)의 하단에 다축기어박스(130)가 분리 가능하게 장착되고, 상기 다축기어박 스(130)의 상부면에 마운팅 블록(150)이 안착되고, 상기 다축기어박스(130)의 하부면에 지그(160)가 분리 가능하게 장착되고, 상기 지그(160)에 다수개의 마스터 스핀들(170)이 분리 가능하게 장착되며, 상기 유니버설 조인트(120)의 제 1 스플라인 샤프트(125)가 제 2 조인트(126)에 의해 다축기어박스(130)의 메인 샤프트(131)에 연결되고, 상기 메인 샤프트(131)에 기어링 수단(132)이 장착되고, 상기 기어링 수단(132)에 제 2 스플라인 샤프트(175)가 끼워져 기어링 수단(132)과 함께 회전되고, 상기 제 2 스플라인 샤프트(175)가 마스터 스핀들(170)의 스핀들 샤프트(171)와 제 3 조인트(176)에 의해 연결된다.
도 2를 참조하면, 상기 헤드박스(110)는 원판부(111)와, 상기 원판부(111)에 장착되는 원통부(116)로 구성된다.
상기 원판부(111)는 중심에 형성된 축구멍(112)이 형성되고, 상기 축구멍(112)에 제 1 베어링(113)이 장착되고, 상기 축구멍(112)의 상부에 스러스트 베어링(114)이 장착되고, 상기 스러스트 베어링(114)에 의해 축받침(115)이 지지된다.
이것에 의해, 상기 원판부(111)의 축구멍(112)에 끼워지는 유니버설 조인트(120)의 구동 샤프트(121)가 축받침(115)에 지지되어, 상기 구동 샤프트(121)가 원판부(111)에 대해 상대회전 가능하게 장착된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 원통부(116)는 하단에 걸림턱(117)이 형성되어, 제 1 볼트(139)에 의해 다축기어박스(130)가 장착될 때, 상기 다축기어박스(130)에 안착된 마운팅 블록(150)이 상기 단차부(117)에 걸려 고정된다.
상기 유니버설 조인트(120)는 헤드박스(110)의 원판부(111)에 회전 가능하게 장착되는 구동 샤프트(121)와, 상기 구동 샤프트(121)의 하단에 장착되는 제 1 조인트(122)와, 상기 제 2 조인트(122)에 상단이 연결되는 종동 샤프트(123)로 구성된다.
상기 종동 샤프트(123)는 제 1 조인트(122)에 연결되는 중공축(124)과, 상기 중공축(124)에 끼워지는 제 1 스플라인 샤프트(125)로 구성되어, 상기 제 1 스플라인 샤프트(125)가 중공축(124)에 대해 상하로 슬라이딩 가능할 뿐만 아니라 중공축(124)에서 분리될 수 있으며, 제 1 스플라인 샤프트(125)의 외주면에 형성된 기어가 중공축(124)의 내주면에 형성된 기어와 맞물려 상기 제 1 스플라인 샤프트(125)가 중공축(124)과 연동된다.
상기 제 1 스플라인 샤프트(125)는 하단이 퀵 조인트(127)에 의해 제 2 조인트(126)에 연결된다. 상기 퀵 조인트(127)는 이미 잘 알려져 있어, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 다축기어박스(130)에는 도 1을 참조하여 설명한 바와같이, 메인 샤프트(131)와 기어링 수단(132)이 장착된다.
상기 기어링 수단(132)은 메인 샤프트(131)에 하단에 장착되는 구동기어(133)와, 상기 구동기어(133)와 연동되는 다수개의 종동기어(134)와, 상기 종동기어(134)와 볼트(138)에 의해 결합되는 전동캡(140)과, 다축기어박스(130)에 장착되어, 전동캡(140)이 회전될 수 있도록 상기 전동캡(140)을 감싸는 베어링(141)으로 구성된다.
상기 구동기어(133)는 볼트(135)에 의해 부싱(136)에 장착되고, 상기 부싱(136)이 다축기어박스(130)에 장착된 베어링(137)에 의해 지지된다. 이것에 의해, 상기 부싱(136)에 하단이 지지되는 메인 샤프트(131)와 구동기어(133)가 다축기어박스(130)의 간섭없이 회전될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 전동캡(140)은 제 2 스플라인 샤프트(175 ; 도 3 참조)가 끼워지는 중공부에 제 2 스플라인 샤프트(175)와 결합될 수 있도록 스플라인 기어(142)가 형성된다. 이것에 의해, 전동캡(140)이 종동기어(134)와 함께 회전될 때, 전동캡(140)의 회전력이 제 2 스플라인 샤프트(175)로 전달되어, 상기 제 2 스플라인 샤프트(175)가 회전될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 상기 마운팅 블록(150)은 유니버설 조인트(120)의 제 1 스플라인 샤프트(125)의 진동(좌우 흔들림)을 방지하기 위한 것으로서, 중공부(151)가 형성된 원통부(152)와 상기 원통부(152)의 하단에 일체로 형성된 플랜지부(153)로 구성되며, 상기 원통부(152)의 중공부(151) 상단에 베어링(154)이 장착되고, 상기 베어링(154)에 유니버설 조인트(120)의 제 1 스플라인 샤프트(125)가 끼워지는 아답타(155)가 장착된다.
상기 아답타(155)는 이미 잘 알려져 있어, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 다시 참조하면, 상기 마스터 스핀들(170)은 공구(174 ; 탭공구, 드릴공구 또는 밀링공구)를 끼우기 위한 콜레트(172)가 구비된 스핀들 샤프트(171)와, 상기 스핀들 샤프트(171)와 체결되는 부싱너트(173)로 구성되며, 상기 스핀들 샤프 트(171)가 제 3 조인트(176)에 의해 제 2 스플라인 샤프트(175)와 연결된다.
이것에 의해, 제 2 스플라인 샤프트(175)에 의해 마스터 스핀들(170)의 스핀들 샤프트(171)가 회전되고, 상기 스핀들 샤프트(171)가 지그(160)에 고정된 부싱너트(173)에 대해 상대회전하면서 승하강될 때, 제 3 조인트(176)에 의해 스핀들 샤프트(171)와 연결된 제 2 스플라인 샤프트(175)가 전동캡(140)에 대해 상대적으로 승하강된다.
상기 마스터 스핀들(170)은 일반적으로 어느 한 콜레트가 어느 한 직경의 공구만을 척킹할 수 있어, 다른 직경의 공구를 상기 콜레트에 장착할 수 없다. 즉, 공구의 직경이 변경되면, 상기 공구의 직경에 맞는 콜레트가 구비된 마스터 스핀들로 교체해야 한다.
이와같은 마스터 스핀들(170)의 구조를 감안하여 공작물을 가공하는 공구(174)를 교체해야 할 경우, 아래와 같이 헤드박스(110)에서 마스터 스핀들(170)를 분리하여 다른 공구가 장착된 마스터 스핀들로 교체할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드(100)는 제 1 볼트(139)를 풀면, 헤드박스(110)의 하단에 장착된 다축기어박스(130)와 함께 제 1 스플라인 샤프트(125), 마운팅 블록(150), 지그(160), 및 마스터 스핀들(170)이 동시에 헤드박스(110)에서 분리된다.
도 6을 참조하면, 이후, 다축기어박스(130)에 안착된 마운팅 블록(150)을 분리하고, 퀵조인트(127)를 이용하여 제 1 스플라인 샤프트(125)를 다축기어박스(130)의 메인 샤프트(131)에 장착된 제 1 조인트(126)에서 분리하고, 제 2 볼 트(161)를 풀러, 지그(160)를 다축기어박스(130)에서 분리한다. 이때, 다축기어박스(130)의 종동기어(134) 및 전동캡(140)에 끼워진 제 2 스플라인 샤프트(175)가 다축기어박스(130)에서 지그(160)과 함께 분리된다.
이후, 제 2 스플라인 샤프트(175)에 연결된 제 3 조인트(176)를 마스터 스핀들(170)의 스핀들 샤프트(171)과 분리하고, 부싱너트(173)를 지그(160)에서 분리하여 마스터 스핀들(170)을 지그(160)에서 분리한다.
이후, 새로운 마스터 스핀들을 지그(160)에 장착하고, 위에서 설명한 분해순서의 역순으로 제 1 스플라인 샤프트(125), 다축기어박스(130), 마운팅 블록(150), 지그(160), 및 마스터 스핀들(170)을 조립한다.
상기와 같이 구성요소들을 분해 및 조립할 수 있는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드는 다음과 같이 작동한다.
도 1에 도시된 바와같이 모터(190)의 동력이 벨트(193)를 통해 유니버설 조인트(120)로 전달되면, 상기 유니버설 조인트(120)가 회전되고, 상기 유니버설 조인트(120)와 연결된 다축기어박스(130)의 메인 샤프트(131)가 구동되고, 상기 다축기어박스(130)의 메인 샤프트(131)의 회전동력이 구동기어(133)를 통해 종동기어(134)로 전달되므로서, 상기 종동기어(134)와 결합된 전동캡(140)이 회전되고, 상기 전동캡(140)에 장착된 제 2 스플라인 샤프트(175)가 전동캡(140)과 함께 회전되므로서, 상기 제 2 스플라인 샤프트(175)의 회전력이 마스터 스핀들(170)의 스핀들 샤프트(171)로 전달되어, 상기 스핀들 샤프트(171)가 회전된다. 또한, 상기 마스터 스핀들(170)의 스핀들 샤프트(171)가 회전하여 지그(160)에 고정된 부싱너 트(173)에 대해 상대회전하면서 승하강될 때, 제 3 조인트(176)에 의해 연결된 제 2 스핀들 샤프트(175)가 전동캡(140)에 대해 상대적으로 승하강된다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기와 같이 작동하는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드(100)는, 도 7에 도시된 바와같이, 탁상용 드릴링 머신(200)에 적용할 수 있다.
이때, 상기 탁상용 드릴링 머신(200)에는 다축헤드(100)를 승하강 시키기 위한 장치가 요구되지 않으며, 주축대(202)에 장착된 작업대(204)를 승하강시켜, 작업대(204)에 장착된 공작물(206)을 마스터 스핀들(170)에 끼워진 공구(174)의 하부에 배치한 후, 모터(190)를 구동시키면, 마스터 스핀들(170)의 스핀들 샤프트(171)가 자동으로 하강하면서 공구(174)가 작업대(204)에 놓인 공작물(206)을 가공하게 된다.
상기와 같이 탁상 드릴링 머신(200)에 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드(100)를 적용할 때, 모터를 유니버설 조인트의 구동 샤프트에 직결시켜, 모터의 동력을 유니버설 조인트로 직접 전방하는 방법 또는 유니버설 조인트이 구동 샤프트 상단에 임펠러를 장착하고 공압을 이용하여 임펠러를 작동시킴으로서, 유니버설 조인트를 회전시키는 방법 등 여러가지 방법으로 유니버설 조인트를 회전시킬 수 있을 것으며, 이러한 유니버설 조인트의 구동방법은 본 발명의 특허청구범위에 속한다는 것을 알 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드(100)는, 도 8에 도시된 바와같이, 작업대(220)에 수평으로 배치되어, 작업대(220)에 설치된 가이드 레일(222)을 따라 이동되는 지그(230)에 장착된 공작물(240)에 구멍을 수평으로 가공(드릴링 가공, 탭핑 가공 또는 밀링 가공)을 할 수 있다.
이 경우에도, 모터를 유니버설 조인트의 구동 샤프트에 직결시켜, 모터의 동력을 유니버설 조인트로 직접 전방하는 방법 또는 유니버설 조인트이 구동 샤프트 상단에 임펠러를 장착하고 공압을 이용하여 임펠러를 작동시킴으로서, 유니버설 조인트를 회전시키는 방법 등 여러가지 방법으로 유니버설 조인트를 회전시킬 수 있을 것으며, 이러한 유니버설 조인트의 구동방법은 본 발명의 특허청구범위에 속한다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드(300)는 헤드박스(310)에 유니버설 조인트(320)가 회전 가능하게 장착되고, 상기 헤드박스(310)의 하단에 배치되는 제 1 마운팅 블록(330)에 제 2 마운팅 블록(340)이 안착된 상태에서, 제 1 마운팅 블록(330)과 제 2 마운팅 블록(340)이 헤드박스(310)의 하단에 분리 가능하게 고정되고, 상기 제 2 마운팅 블록(340)에 가이드봉(350)이 분리가능하게 장착되고, 상기 제 1 마운팅 블록(330)에서 기어박스(360)가 승하강될 수 있도록, 상기 기어박스(360)의 베어링(365)이 가이드봉(350)에 분리가능하게 끼워지고, 상기 제 2 마운팅 블록(340)의 수평 플랜지부(341)에 부싱너트(370)가 분리가능하게 장착되고, 상기 부싱너트(370)에 체결되는 나선축(375)이 유니버설 조인트(320)의 스플라인 샤프트(325)와 제 1 조인트(377)에 의해 연결되고, 상기 나선축(375)과 기어박스(360)에 배치되는 구동 샤프트(361)가 제 2 조인트(380) 장착되고, 상기 기어박스(360)에 배치되는 구동기어(362)가 구동 샤프트(361)에 장착되고, 상기 구동기어(362)에 복수개의 종동기어(363)가 맞물리고, 각각의 종동기어(363)에 마스터 스핀들(390)이 장착된다.
상기 헤드박스(310)와 유니버설 조인트(320) 및 제 2 마운팅 블록(340)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드의 헤드박스(110), 유니버설 조인트(120) 및 마운팅 블록(150)과 동일하다.
상기 가이드 봉(350)은 흔들리지 않도록 가이드 부싱(355)에 끼워져 제 2 마운팅 블록(340)의 수평 플랜지부(341)에 분리 가능하게 장착된다.
도 10을 참조하면, 상기 구동샤프트(361)는 상부 걸림턱(361a)이 다축기어박스(360)의 캡(366)에 장착된 스러스트 베어링(367)에 의해 지지되고, 하단이 다축기어박스(360)의 하부면에 장착된 스러스트 베어링(368)에 걸리는 축받침캡(369)에 의해 지지된다. 이것에 의해, 상기 구동샤프트(361)는 다축기어박스(360)의 중심에서 자전할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 조인트(377, 380)와 제 1 및 제 2 조인트에 장착된 퀵조인트는 이미 잘 알려져 있어, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 마스터 스핀들(390)은 스핀들 샤프트(391)의 상단이 다축기어박스(360)의 캡(366)에 장착된 스러스트 베어링(395)에 지지된 축받침캡(395)에 의해 지지되고, 홀더부(391a)의 상단이 다축기어박스(360)의 하부면에 장착된 부싱캡(392)에 의해 지지되고, 종동기어(363)에 끼워져 종동기어(363)와 함께 회전된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드는 모터(410)의 동력이 유니버설 조인트(320)로 전달되면, 상기 유니버설 조인트(320)가 회전되고, 상기 유니버설 조인트(320)와 연결된 나선축(375)이 회전되면서 상기 나선축(375)에 체결된 부싱너트(370)에 대해 상대적으로 승하강된다. 즉, 상기 나선축(375)이 부싱너트(375)에 대해 상대적으로 하강될 때, 유니버설 조인트(320)의 스플라인 샤프트(325)가 중공축(323)에서 인출되고, 나선축(325)이 기어박스(360)의 구동 샤프트(361)를 하부로 밀어, 기어박스(360)가 하부로 가이드봉(350)을 따라 하강되므로서, 상기 기어박스(360)에 장착된 마스터 스핀들(390)이 하강되고, 나선축(375)의 회전동력이 구동기어(362)을 통해 종동기어(363)로 전달되어, 상기 종동기어(363)에 끼워진 마스터 스핀들(390)이 회전하게 된다. 이와같이 마스터 스핀들(390)이 하강되는 것과 동시에 회전되므로서, 공작물을 가공하게 된다.
또한, 상기 나선축(375)이 부싱너트(370)에 대해 상대적으로 상승될 때, 기어박(360)스와 함께 마스터 스핀들(390)이 역회전되면서 상승된다.
상기 모터(410)의 동력이 유니버설 조인트(320)로 전달되는 것은 도 9에 도시된 벨트와 풀리에 의한 동력전달방식 뿐만 아니라, 모터를 유니버설 조인트의 구동 샤프트에 직결시켜, 모터의 동력을 유니버설 조인트로 직접 전방하는 방법 또는 유니버설 조인트이 구동 샤프트 상단에 임펠러를 장착하고 공압을 이용하여 임펠러를 작동시킴으로서, 유니버설 조인트를 회전시키는 방법 등 여러가지 방법으로 유니버설 조인트를 회전시킬 수 있을 것이나 이러한 유니버설 조인트의 구동방법은 본 발명의 특허청구범위에 속한다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기와 같이 구성되고 작동되는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드는 다음과 같이 분리될 수 있으며, 마스터 스핀들을 신속하고 편리하게 교체할 수 있다.
도 11에 도시된 바와같이, 헤드박스(310)의 하단에 제 1 마운팅 블록(330)을 고정하는 제 1 볼트(312)를 풀면, 제 1 마운팅 블록(330)과 함께 제 2 마운팅 블록(340) 및 마스터 스핀들(390)을 장착한 다축기어박스(360)가 분리된다. 이때, 유니버설 조인트(320)의 스플라인 샤프트(325)가 중공축(323)에서 분리된다.
이후, 도 12에 도시된 바와같이, 상기 제 1 마운팅 블록(330)이 제 2 마운팅 블록(340)과 자동으로 분리되면, 작업자가 제 2 조인트(337)를 이용하여 다축기어박스(360)의 구동 샤프트(361)와 나선축(375)을 분리한다. 이때, 다축기어박스(360)의 베어링(365)이 가이드봉(350)에서 분리되어, 다축기어박스(360)가 완전하게 분리된다.
이후, 상기 마스터 스핀들(390)의 스핀들 샤프트(391)의 상단을 고정하는 축받침캡(395)를 스핀들 샤프트(391)에서 분리하면, 스핀들 샤프트(391)가 부싱캡(392)과 다축기어박스(360)의 종동기어(363)에서 분리된다. 그리고,상기 부싱캡(392) 또한 다축기어박스(360)에서 볼트를 풀러 분리할 수 있다.
이와같이 분리된 마스터 스핀들(390)을 새로운 마스터 스핀들로 교체하여 다축기어박스(360)에 장착하고, 위에서 설명한 분해의 역순으로 구성요소들을 조립할 수 있다.
위와 같이 신속하고 편리하게 분해 및 조립이 가능한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드(300)는 도 13에 도시된 바와같이, 탁상용 드릴링 머 신(420)에 적용할 수 있다.
이때, 상기 탁상용 드릴링 머신(420)에는 다축헤드(300)를 승하강 시키기 위한 별도의 장치가 요구되지 않으며, 주축대(422)에 장착된 작업대(424)를 마스터 스핀들(390)의 하부에 배치한 후, 모터(410)를 구동시키면, 나선축(375)이 하강되면서 다축기어박스(360)가 하강되어, 상기 다축기어박스(360)에 장착된 마스터 스핀들(390)이 하강 운동과 회전 운동을 동시에 이루어지게 되어 작업대(424)에 놓인 공작물(426)을 가공하게 된다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공작기계용 다축헤드(300)는, 도 14에 도시된 바와같이, 작업대(430)에 수평으로 배치되어, 작업대(420)에 설치된 가이드 레일(432)을 따라 이동되는 지그(434)에 장착된 공작물(436)에 구멍을 수평으로 가공(드릴링 가공, 탭핑 가공 또는 밀링 가공)을 할 수 있다.
위에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 공작기계용 다축헤드는 헤드박스에서 다축기어박스를 쉽게 분리할 수 있고, 다축기어박스에 장착된 마스터 스핀들을 편리하고 신속하게 교체할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 헤드박스(110)에 유니버설 조인트(120)가 회전 가능하게 장착되고, 상기 헤드박스(110)의 하단에 다축기어박스(130)가 분리 가능하게 장착되고, 상기 다축기어박스(130)의 상부면에 마운팅 블록(150)이 안착되고, 상기 다축기어박스(130)의 하부면에 지그(160)가 분리 가능하게 장착되고, 상기 지그(160)에 다수개의 마스터 스핀들(170)이 분리 가능하게 장착되며, 상기 유니버설 조인트(120)의 제 1 스플라인 샤프트(125)가 제 2 조인트(126)에 의해 다축기어박스(130)의 메인 샤프트(131)에 연결되고, 상기 메인 샤프트(131)에 기어링 수단(132)이 장착되고, 상기 기어링 수단(132)에 제 2 스플라인 샤프트(175)가 끼워져 기어링 수단(132)과 함께 회전되고, 상기 제 2 스플라인 샤프트(175)가 마스터 스핀들(170)의 스핀들 샤프트(171)와 제 3 조인트(176)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 다축헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유니버설 조인트(120)는 헤드박스(110)의 원판부(111)에 회전 가능하게 장착되는 구동 샤프트(121)와, 상기 구동 샤프트(121)의 하단에 장착되는 제 1 조인트(122)와, 상기 제 2 조인트(122)에 상단이 연결되는 종동 샤프트(123)로 구성되고, 상기 종동 샤프트(123)는 제 1 조인트(122)에 연결되는 중공축(124)과, 상기 중공축(124)에 끼워지는 제 1 스플라인 샤프트(125)로 구성되어, 상기 제 1 스플라 인 샤프트(125)가 중공축(124)에 대해 상하로 슬라이딩 가능할 뿐만 아니라 중공축(124)에서 분리될 수 있으며, 제 1 스플라인 샤프트(125)의 외주면에 형성된 기어가 중공축(124)의 내주면에 형성된 기어와 맞물려 상기 제 1 스플라인 샤프트(125)가 중공축(124)과 연동되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 다축헤드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다축기어박스(130)에는 메인 샤프트(131)와 기어링 수단(132)이 장착되고,
    상기 기어링 수단(132)은 메인 샤프트(131)에 하단에 장착되는 구동기어(133)와, 상기 구동기어(133)와 연동되는 다수개의 종동기어(134)와, 상기 종동기어(134)와 볼트(138)에 의해 결합되는 전동캡(140)과, 다축기어박스(130)에 장착되어, 전동캡(140)이 회전될 수 있도록 상기 전동캡(140)을 감싸는 베어링(141)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 다축헤드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전동캡(140)은 제 2 스플라인 샤프트(175)가 끼워지는 중공부에 제 2 스플라인 샤프트(175)와 결합될 수 있도록 스플라인 기어(142)가 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 다축헤드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 마운팅 블록(150)은 유니버설 조인트(120)의 제 1 스플라인 샤프트(125)의 진동(좌우 흔들림)을 방지하기 위한 것으로서, 중공부(151)가 형성된 원통부(152)와 상기 원통부(152)의 하단에 일체로 형성된 플랜지부(153)로 구성되며, 상기 원통부(152)의 중공부(151) 상단에 베어링(154)이 장착되고, 상기 베어링(154)에 유니버설 조인트(120)의 제 1 스플라인 샤프트(125)가 끼워지는 아답타(155)가 장착되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 다축헤드.
  6. 헤드박스(310)에 유니버설 조인트(320)가 회전 가능하게 장착되고, 상기 헤드박스(310)의 하단에 배치되는 제 1 마운팅 블록(330)에 제 2 마운팅 블록(340)이 안착된 상태에서, 제 1 마운팅 블록(330)과 제 2 마운팅 블록(340)이 헤드박스(310)의 하단에 분리 가능하게 고정되고, 상기 제 2 마운팅 블록(340)에 가이드봉(350)이 분리가능하게 장착되고, 상기 제 1 마운팅 블록(330)에서 기어박스(360)가 승하강될 수 있도록, 상기 기어박스(360)의 베어링(365)이 가이드봉(350)에 분리가능하게 끼워지고, 상기 제 2 마운팅 블록(340)의 수평 플랜지부(341)에 부싱너트(370)가 분리가능하게 장착되고, 상기 부싱너트(370)에 체결되는 나선축(375)이 유니버설 조인트(320)의 스플라인 샤프트(325)와 제 1 조인트(377)에 의해 연결되 고, 상기 나선축(375)과 기어박스(360)에 배치되는 구동 샤프트(361)가 제 2 조인트(380)장착되고, 상기 기어박스(360)에 배치되는 구동기어(362)가 구동 샤프트(361)에 장착되고, 상기 구동기어(362)에 복수개의 종동기어(363)가 맞물리고, 각각의 종동기어(363)에 마스터 스핀들(390)이 장착되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 다축헤드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가이드 봉(350)은 흔들리지 않도록 가이드 부싱(355)에 끼워져 제 2 마운팅 블록(340)의 수평 플랜지부(341)에 분리 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 다축헤드.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 마스터 스핀들(390)은 스핀들 샤프트(391)의 상단이 다축기어박스(360)의 캡(366)에 장착된 스러스트 베어링(395)에 지지된 축받침캡(395)에 의해 지지되고, 홀더부(391a)의 상단이 다축기어박스(360)의 하부면에 장착된 부싱캡(392)에 의해 지지되고, 종동기어(363)에 끼워져 종동기어(363)와 함께 회전되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 다축헤드.
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