KR100770758B1 - 작업위치 조절기능을 갖는 공작기계용 툴 홀더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작물을 가공하는 공구인 툴의 작업위치를 조절하기 위한 구성을 구현하여 툴과 주축의 중심을 일치시키는 작업이 편리하게 수행되며, 보다 정밀한 가공을 수행할 수 있도록 한 공작기계용 툴 홀더에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 공작기계의 공구대에 결합되는 지지블록과; 상기 지지블록의 일측면에 결합된 가이드수단과; 상기 가이드수단에 슬라이드 이동가능하게 결합되며, 툴이 결합되는 슬라이딩블록과; 상기 가이드수단과 상기 슬라이딩블록에 결합되어 상기 슬라이딩블록을 상기 가이드수단에 대해 슬라이드 이동시키는 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 작업위치 조절기능을 갖는 공작기계용 툴 홀더를 제공한다.

공작기계, 선반, 수치제어, 툴, 홀더

Description

작업위치 조절기능을 갖는 공작기계용 툴 홀더 {MACHINE TOOL HOLDER WITH ADJUTABLE OPERATING POINT}

도 1은 종래 툴 홀더의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 툴 홀더 중 보오링 툴 홀더의 사시도.

도 3은 도 2의 툴 홀더 평면도.

도 4는 도 2의 툴 홀더 정면도.

도 5는 도 2의 툴 홀더 좌측면도.

도 6은 다른 실시예1의 툴 홀더 분해 사시도.

도 7은 도 6의 툴 홀더 평면도.

도 8은 도 6의 툴 홀더 정면도.

도 9는 도 6의 툴 홀더 좌측면도.

도 10은 다른 실시예2의 툴 홀더 분해 사시도.

도 11은 도 10의 툴 홀더 평면도.

도 12는 도 10의 툴 홀더 정면도.

도 13은 도 10의 툴 홀더 좌측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 지지블록 20: 레일

21: 플렌지홈 30, 50, 60: 슬라이딩블록

40: 나사부재 41: 플렌지

본 발명은 작업위치 조절기능을 갖는 공작기계용 툴 홀더에 관한 것이다. 상세하게는 공작물을 가공하는 공구인 툴의 작업위치를 조절하기 위한 구성을 구현하여 툴과 주축의 중심을 일치시키는 작업이 편리하게 수행되며, 보다 정밀한 가공을 수행할 수 있도록 한 공작기계용 툴 홀더에 관한 것이다.

공작기계는 금속 또는 다른 재료로 된 부품을 제작하기 위해 사용하는 고정식 동력기계이다. 이러한 공작기계 중 대표적인 것으로 축, 파이프 등을 가공하는 선반은 공작물을 주축에 의해 회전되는 척에 클램핑한 후, 이를 회전시키며 가공공구(이하, 툴)로 목적하는 형상을 깍아 제품을 완성하게 된다.

특히, 선반은 기계부속 등을 생산하는 공장의 대부분이 자동화라인을 구축함에 따라 인력에 의존하지 않고 자동으로 제품을 가공하기 위한 수치제어(Numerical Control; NC) 방식의 것이 꾸준히 개발되어 왔다. 이와 같은 개발의 결과로 현재의 수치제어선반은 컴퓨터와 연동하여 제품을 가공하는 컴퓨터 수치제어(computerized numerical control; CNC)선반이 개발되었다.

또한, 대부분의 수치제어방식 선반은 공작물이 회전되는 상태에서 툴이 X, Y 평면에서 이동하여 목적하는 가공작업을 수행하게 된다. 이 때, 상기 툴은 X, Y 평면 상에서 이동하는 공구대에 설치되며, 공구대에는 툴의 설치상태가 안정적이도록 전용의 툴 홀더가 갖추어진다.

도 1은 상기 툴 홀더의 종래 구성을 나타낸 사시도이다. 이 때, 상기 툴 홀더는 공작물에 보오링 가공을 수행하기 위한 보오링 툴의 홀더이다.

상기된 종래의 툴 홀더는 단일체로 된 블록형태의 몸체(1)에 툴이 끼워져 결합되는 툴 결합공(2)이 형성된다. 상기 툴 결합공(2)에는 몸체(1)의 외면과 툴 결합공(2)의 내주면을 관통하여 세트스크류 등의 고정볼트가 결합되는 볼트고정공(3)이 형성된다.

이와 같이 구성된 툴 홀더는 몸체(1)를 공구대에 고정결합한 후, 툴을 툴 결합공(2)에 끼운 후, 고정볼트(4)를 체결하여 툴의 장착이 완료된다.

상기와 같은 툴 홀더는 툴이 결합된 상태에서 툴의 중심이 주축의 중심과 일치될 때 가장 이상적인 가공작업을 수행할 수 있게 되는데, 현재 선반의 생산업체에서 제작되는 툴 홀더는 공구대와의 결합구성 및 툴을 고정지지하기 위한 구성 등 에 의해 대략 0.03㎜ 정도의 오차를 갖게 된다.

이와 같은 오차범위는 보오링 작업의 허용오차이기는 하지만, 더 정밀한 허용오차가 요구될 때에는 툴 홀더의 일측을 강제로 연마하여 주축의 중심과 툴의 중심을 일치시키게 된다. 특히, 툴이 회전되는 공작물의 중심측으로 진행하여 공작물을 절단하게 되면, 상기 0.03㎜의 오차에 의해 반지름이 0.03㎜인 돌출부위(툴이 접촉되지 못한 부위)가 발생된다. 따라서, 돌출부위를 제거하기 위해 가공된 작업물을 선반의 외부로 배출한 후 이를 작업자가 직접 연마하게 된다.

따라서, 상기와 같이 주축과 툴의 중심을 일치시키는 작업 및 돌출부위를 연마하여 제거하는 작업 등은 모두 작업의 번거로움 및 작업시간 상의 불이익 요인이 되어 생산성을 저하시키게 된다. 또한, 상기 수작업 과정에 의해 가공된 공작물의 품질이 불균일한 문제점이 노출된다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로서, 툴이 장착된 후 툴의 장착위치를 손쉽게 가변시키는 구성을 구현하여, 툴과 주축의 중심을 일치시키는 작업이 편리하고 신속하게 수행되며, 주축과 축의 중심이 일치되는 정확도가 향상되어 보다 정밀한 가공을 수행하도록 한 공작기계용 툴 홀더를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은 공작기계의 공구대에 결합되는 지지블록과; 상기 지지블록의 일측면에 결합된 가이드수단과; 상기 가이드수단에 슬라이드 이동가능하게 결합되며, 툴이 결합되는 슬라이딩블록과; 상기 가이드수단과 상기 슬라이딩블록에 결합되어 상기 슬라이딩블록을 상기 가이드수단에 대해 슬라이드 이동시키는 조절수단을 포함하여 구성된다.

상기 구성에 의해 본 발명은, 조절수단을 조작하여 툴이 결합된 슬라이딩블록이 지지블록에서 직선이동하도록 하여 공작물을 회전시키는 공작기계의 주축과 툴의 중심을 일체시킬 수 있게 된다.

이하, 상기 구성이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예서 제시하는 공작기계는 갱타입 컴퓨터수치제어선반을 실시대상으로 하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 툴 홀더 중 보오링 툴 홀더의 사시도, 도 3은 도 2의 툴 홀더 평면도, 도 4는 도 2의 툴 홀더 정면도, 도 5는 도 2의 툴 홀더 좌측면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 툴 홀더는 지지블록(10), 가이드수단인 레일(20), 슬라이드블록(30), 조절수단인 나사부재(40)로 이루어진다.

상기 지지블록(10)은 선반의 공구대(미도시)에 결합되며 일측면에 레일(20)이 결합되어 구성된다. 상기 지지블록(10)은 공구대에 결합되기 위해 지지너트(11)가 공구대에 삽입된 상태를 유지하고 지지볼트(12)가 지지블록(10)의 상, 하부를 관통하여 지지너트(11)와 결합되어 구성된다.

또한, 상기 지지블록(10)은 레일(20)이 결합되어 고정되기 위해 레일(20)이 지지블록(10)의 일측면에 밀착되도록 구비되고, 그 타측면에서 결합볼트(13)가 관통되어 레일(20)과 나사결합되어 구성된다.

이 때, 상기 지지블록(10)은 지지볼트(12)와 결합볼트(13)의 각 결합지점에 카운터보오링 가공되어 지지볼트(12)와 결합볼트(13)의 머리가 지지블록(10)의 내측으로 은폐되도록 하며, 이에 따라 지지볼트(12)와 결합볼트(13)의 머리에는 6각렌치 등의 공구가 결합될 수 있도록 한 공구홈이 형성된다.

상기 슬라이딩블록(30)은 레일(20)에 슬라이드 이동 가능하게 결합된다. 여기서, 상기 슬라이딩블록(30)은 레일(20)과의 결합을 위해 일측면에 레일(20)의 형상과 대응되는 레일홈(31)이 상, 하로 길이방향을 갖도록 형성된다. 또한, 상기 슬라이딩블록(30)은 레일홈(31)과 인접하는 상면에 일정깊이 함몰된 설치홈(32)이 형성되어 후술될 나사부재(40)의 상부가 은폐되도록 구성된다.

특히, 상기 슬라이딩블록(30)은 선반의 가공공구인 툴이 결합되기 위한 툴 결합공(33)이 형성된다. 상기 툴 결합공(33)에는 툴 결합공(33)의 내주면과 슬라이딩블록(30)의 상면을 관통하여 툴 고정부재인 세트스크류(34)가 결합된다. 상기 세트스크류(34)는 툴 결합공(33)에 결합된 툴의 외면을 가압하여 툴을 위치고정시키도록 한 구성이다. 이 때, 상기 세트스크류(34)의 상면에는 6각렌치 등의 공구가 결합되기 위한 공구홈이 형성된다.

도면에 나타낸 슬라이딩블록(30)은 툴 결합공(33)과 세트스크류(34)의 결합 구성 등이 보오링 툴을 홀딩하기 위한 전용의 구성이다.

상기 나사부재(40)는 지지블록(10)의 레일(20)과, 슬라이딩블록(30)에 결합된다. 이 때, 상기 나사부재(40)는 레일(20)과는 공회전 가능하게 결합되고 슬라이딩블록(30)과는 슬라이딩블록(30)이 이동되는 방향을 길이방향으로 하여 나사결합된다. 여기서, 상기 나사부재(40)가 레일(20)과 공회전되도록 구성되기 위해, 나사부재(40)는 외측으로 확장된 직경을 갖는 원형의 플렌지(41)가 상부에 형성되고, 이와 대응되는 레일(20)의 면에는 플렌지(41)의 형상과 대응되도록 함몰된 플렌지홈(21)이 형성된다. 즉, 상기 플렌지(41)는 일측이 플렌지홈(21)에 끼워져 나사부재(40)가 위치가변되지 않는 상태에서 공회전되도록 하는 구성을 제공하게 된다. 이 때, 상기 나사부재(40)의 상면에는 6각렌치 등의 공구가 결합되기 위한 공구홈이 형성된다.

상기와 같이 구성된 툴 홀더는 나사부재(40)를 회전시킴에 의해 슬라이딩블록(30)이 나사부재(40) 외면의 나선을 따라 이동하게 된다. 이 때, 상기 나사부재(40)는 플렌지(41)가 플렌지홈(21)에 결합되어 위치가 변화되지 않기 때문에 이에 대한 반작용으로 슬라이딩블록(30)이 이동할 수 있게 된다.

따라서, 상기 슬라이딩블록(30)의 이동에 의해 툴의 가공위치가 정밀하게 가변될 수 있게 되어 주축과 툴의 중심을 일치시킬 수 있는 것이다.

<다른 실시예1>

도 6은 다른 실시예1의 툴 홀더의 사시도, 도 7은 도 6의 툴 홀더 평면도, 도 8은 도 6의 툴 홀더 정면도, 도 9는 도 6의 툴 홀더 좌측면도이다.

도면을 참조하면, 다른 실시예1의 툴 홀더는 슬라이딩블록(50)이 외경 및 절단용 툴을 홀딩하는 전용의 홀더를 나타낸다.

다른 실시예1의 툴 홀더에서 상기 슬라이딩블록(50)은 툴이 결합되기 위해 일측이 개방된 툴 결합홈(51)이 형성된다. 상기 툴 결합홈(51)은 사각형태의 공간에서 일측이 개방된 형태로 형성된 구성이다.

또한, 상기 슬라이딩블록(50)은 툴 결합홈(51)에 외경 및 절단용 툴이 결합되면 이를 고정하기 위한 툴 고정부재인 세트스크류(52)를 포함한다. 상기 세트스크류(52)는 슬라이딩블록(50)의 상면에서 툴 결합홈(51)의 내면까지 관통결합되어 툴의 외면을 가압지지하도록 구성된다.

이 때, 상기 슬라이딩블록(50)이 지지블록(10)의 레일(20)에서 슬라이드 이동하기 위한 구성은 원 실시예에서와 같다. 또한, 상기 세트스크류(52)도 원 실시예에서와 같이 상면에 공구홈이 형성된다.

<다른 실시예2>

도 10은 다른 실시예2의 툴 홀더의 사시도, 도 11은 도 10의 툴 홀더 평면도. 도 12는 도 10의 툴 홀더 정면도, 도 13은 도 10의 툴 홀더 좌측면도이다.

도면을 참조하면, 다른 실시예2의 툴 홀더는 슬라이딩블록(60)이 회전 툴을 홀딩하는 전용의 홀더를 나타낸다. 이 때, 상기 회전 툴은 툴의 절삭날이 회전되어 공작물을 가공하는 드릴 툴, 밀링 툴 등을 의미한다.

다른 실시예2의 툴 홀더에서 상기 슬라이딩블록(60)은 툴이 결합되기 위해 하측에 슬릿(62)이 형성된 툴 결합공(61)이 형성된다. 상기 슬릿(62)은 툴 결합공(61)의 내주면에서 하면까지 개방된 구성이다.

또한, 상기 슬라이딩블록(60)은 슬릿(62)의 길이방향과 직교되는 선상의 외면에서 결합되어 슬릿(62)을 통과하여 나사결합된 툴 고정부재인 조임볼트(63)를 포함한다. 상기 조임볼트(63)는 외력에 의해 회전되어 슬릿(62)의 간격을 좁히거나 넓히게 되는데, 이에 따라 상기 툴 결합공(61)의 내주면이 툴의 외면을 가압하거나 가압해제하여 홀딩 및 홀딩해제하게 된다.

이 때, 상기 슬라이딩블록(60)이 지지블록(10)의 레일(20)에서 슬라이드 이동하기 위한 구성은 원 실시예에서와 같다.

이상에서 설명한 것과 같이 본 발명은, 툴과 주축의 중심을 일치시키는 작업이 보다 편리하고 신속하게 수행되어 작업의 생산성을 향상시키는 효과를 얻게 된다. 또한, 본 발명은 주축과 축의 중심이 일치되는 정확도가 향상되어 보다 정밀한 가공을 수행할 수 있으며 동작시 진동이 감쇄되는 효과가 있다. 동시에, 본 발명은 회전 툴에 의한 작업을 수행할 때 센터 중심의 가공뿐만 아니라 오프셋 가공작업이 가능하여 작업성이 향상되는 효과를 얻게 된다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 공작기계의 공구대에 결합되는 지지블록과;

   상기 지지블록의 일측면에 결합된 가이드수단과;

   상기 가이드수단에 슬라이드 이동가능하게 결합되며, 툴이 결합되는 슬라이딩블록과;

   상기 가이드수단과 상기 슬라이딩블록에 결합되어 상기 슬라이딩블록을 상기 가이드수단에 대해 슬라이드 이동시키는 조절수단을 포함하는, 작업위치 조절기능을 갖는 공작기계용 툴 홀더로서,

   상기 조절수단은

   일측이 지지블록에 공회전 가능하게 결합되고, 타측이 슬라이딩블록이 이동되는 길이방향으로 슬라이딩블록에 나사결합되도록 한 나사부재인 것을 특징으로 하는 작업위치 조절기능을 갖는 공작기계용 툴 홀더.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 조절수단은

   지지블록 중 가이드수단에 공회전 가능하게 결합되기 위해 외측으로 확장된 직경을 갖는 플렌지가 형성되고, 이와 대응하는 가이드수단의 지점에는 플렌지가 끼워져 회전가능하도록 한 플렌지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 작업위치 조절기능을 갖는 공작기계용 툴 홀더.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 슬라이딩블록은

   조절수단의 플렌지가 위치된 지점에 설치홈이 형성되어, 조절수단의 회전에 의해 설치홈의 깊이와 대응되는 길이로 슬라이드 이동하는 구간이 증가된 것을 특징으로 하는 작업위치 조절기능을 갖는 공작기계용 툴 홀더.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬라이딩블록은

   툴이 끼워지는 툴 결합공이 형성되고, 외면에서 툴 결합공의 내주면까지 관통결합되어 툴의 외면을 가압지지하는 툴 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업위치 조절기능을 갖는 공작기계용 툴 홀더.
6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬라이딩블록은

   툴이 결합되기 위해 일측이 개방된 툴 결합홈이 형성되고, 외면에서 툴 결합홈의 내면까지 관통결합되어 툴의 외면을 가압지지하는 툴 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업위치 조절기능을 갖는 공작기계용 툴 홀더.
7. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬라이딩블록은

   툴이 결합되기 위해 일측에 슬릿이 형성된 툴 결합공이 형성되고, 외면에서 슬릿을 통과하도록 툴 고정부재가 결합되어, 툴 고정부재에 의해 슬릿의 간격을 조절함에 의해 툴 결합공의 내주면이 툴의 외면을 가압 및 가압해제하도록 구성된 것을 특징으로 하는 작업위치 조절기능을 갖는 공작기계용 툴 홀더.

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