KR100789843B1 - 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치에 관한 것으로 보다 상세히는 원형 단면을 지닌 공작물의 변형없는 파지를 위하여, 상기 척 몸체의 중앙을 따라 관통 형성되는 슬라이딩관의 내주면을 왕복이동하며 주축과 연결되는 플런저 단부와 결합되어 상기 척 몸체에 안착되면서 상기 주축의 이동 방향을 따라 일정 정도의 탄성변형을 허용하는 탄성 플레이트; 상기 탄성 플레이트 상에 방사상으로 결합된 복수개의 마스터조의 길이 방향으로 이동하면서 공작물의 외경에 맞게 고정되고, 상부측에 탑조가 장착되는 조절 블럭; 및 상기 탑조에 탈착 가능하게 결합되어 파지되는 공작물의 외주면 형상에 대응하는 내주면을 형성하는 탄성 재질의 파지 블럭;을 포함하며, 상기 플런저가 주축 방향으로 이동하면서 탄성 플레이트의 변형에 따른 파지 블럭에 의한 공작물의 파지가 이루어지는 것을 기술적 요지로 하여 다양한 크기의 공작물을 변형없이 파지하면서 정밀가공 또한 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치에 관한 것이다.

선반척, 척 몸체, 탄성 플레이트, 조절 블럭, 파지 블럭

Description

공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치{Device for absorbing elasticity deformation of lathechuck mounting in machine tool}

도 1 및 도 2는 종래 선반척의 전체적인 구성을 나타낸 분해 사시도

도 3은 본 발명에 따른 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도

도 4는 본 발명에 따른 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치의 전체적인 구성을 나타낸 분해사시도

도 5는 도 3의 A-A' 단면 개념도

도 6은 본 발명의 주요부인 탄성 플레이트 및 파지 블럭의 작동 상태를 나타낸 단면 개념도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10...척 몸체 11...마스터조

13...탑조 16...플런저

20...탄성 플레이트 30...조절 블럭

40...파지 블럭

본 발명은 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치에 관한 것으로 탄성변형을 허용하는 탄성 플레이트 상의 마스터 조에 장착되어 탑조의 이동 장착이 가능한 조절 블럭을 구비하고, 탄성 재질의 파지 블럭으로 공작물을 파지하도록 한 구성을 채택함으로써 다양한 크기의 공작물을 변형없이 파지하면서 정밀가공 또한 용이하게 이루어질 수 있도록 한 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치에 관한 것이다.

통상의 선반척은 척 몸체에 슬라이딩 식으로 삽입되는 플런저와 결합되며 상기 척 몸체의 반경방향으로 삽입되는 복수개의 마스터조에 장착된 탑조가 작동유체로 가동되는 플런저의 이동에 따라 공작물을 파지하게 되는 것이다.

그러나, 선반척은 플런저 또는 마스터조의 슬라이딩으로 탑조가 강도가 약하고 진원도(眞圓度)가 불량인 공작물을 파지할 때는 파지한 공작물을 변형시키게 되고 공작 완료시 대상 공작물을 선반척으로부터 분리하면 금속의 탄성 복원력으로 인하여 최초 형태로 되돌아가게 되므로 정밀한 가공 자체가 힘든 것이다.

상기와 같은 관점에서 안출된 것으로 도 1의 대한민국 등록특허 제10-586183호의 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치'(이하 '선행기술')와 같은 것을 들 수 있다.

상기 선행기술은 도시된 바와 같이 플런저(120)의 전방면에 원주방향을 따라 짝수 배열로 형성된 다수개의 끼움홈(10)을 사이에 두고 그 양측부에 길이방향으로 각각의 절개부(20)가 형성되어, 탑조(이하 미도시)가 파지하는 과정에서 발생하는 공작물의 불량진원을 상기 플런저(120)의 탄성변형으로 흡수하는 것이다.

그러나, 상기 선행기술은 상기와 같이 복잡한 형상의 플런저(120)를 가공하기 매우 힘들뿐 아니라, 초기 제작 비용 또한 증가하는 문제점이 있었으며, 척 몸체의 반경방향으로 이동하는 마스터조와의 결합 또한 번거로우므로 조립이 불편한 문제점도 있었다.

그리고, 상기 선행기술은 주축과 결합되는 상기 플런저(120)의 척 몸체의 축방향을 따른 이동에 의하여 탑조가 반경 방향으로 이동하며 공작물의 외주면을 파지는 과정에서 정상적인 외주면 형상을 가진, 즉 불량진원이 없는 공작물까지 불량을 발생할 수 있는 문제점도 내포하고 있었다.

즉, 탑조와 공작물 외주면 상호간의 접촉부에 상기 탑조에 의한 공작물 외주면에 발생하는 흠집이나, 공작물 외주면 형상의 변형 등이 일어날 수 있는 치명적인 문제점에 노출될 수 있는 소지가 다분하였던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 다양한 크기의 공작물을 변형없이 파지하면서 정밀가공 또한 용이하게 이루어질 수 있도록 한 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 형상의 제작 및 조립이 비교적 간단히 이루어지며 제작 비용 및 시간의 절감이 가능한 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치를 제공하고자 하는데에도 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 주축과 연결되는 중공의 척 몸체와, 상기 척 몸체의 전방에 방사상으로 결합된 복수개의 마스터조와, 상기 마스터조에 각각 결합되어 공작물을 파지하는 탑조를 포함하는 공작기계용 선반척에 있어서, 상기 척 몸체의 가장자리를 따라 형성된 단턱에 안착되어 가장자리가 복수개의 고정구로 결합되며, 중심부는 상기 척 몸체의 중앙을 따라 관통 형성되는 슬라이딩관의 내주면을 왕복이동하며 주축과 연결되는 플런저 단부와 플런저 커버에 의하여 결합되어 상기 척 몸체에 안착 고정되면서 상기 주축의 이동 방향을 따라 일정 정도의 탄성변형을 허용하는 탄성 플레이트; 상기 탄성 플레이트 상에 방사상으로 결합된 복수개의 마스터조의 길이 방향으로 이동하면서 공작물의 외경에 맞게 고정되고, 상부측에 탑조가 장착되는 조절 블럭; 및 몸체 블럭과, 상기 몸체 블럭의 단부에 파지되는 공작물의 외주면과 대응하는 형상으로 절개된 파지홈으로 이루어져 상기 탑조에 탈착 가능하게 결합되어 파지되는 공작물의 외주면 형상에 대응하는 내주면을 형성하는 탄성 재질의 파지 블럭;을 포함하며, 상기 탑조에는 상기 탄성 플레이트에 직교 방향으로 장착되어 상기 파지 블럭의 이탈을 방지하고 파지되는 공작물의 단부를 접촉 지지하는 가이드 플레이트를 구비하고, 상기 플런저가 주축 방향으로 이동하면서 탄성 플레이트의 변형에 따른 파지 블럭에 의한 공작물의 파지가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도로서, 본 발명에 따른 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치는 크게 탄성 플레이트(20), 조절 블럭(30) 및 파지 블럭(40)을 포함하는 구성임을 알 수 있다.

도 3에서 미설명 부호로 48은 가이드 플레이트를 나타낸다.

여기서, 상기 탄성 플레이트(20)는 척 몸체(10)에 플런저 커버(16')에 의하여 안착 고정되어 있으며, 상기 조절 블럭(30)은 상기 탄성 플레이트(20) 상에 장 착된 마스터조(11)의 이동 홈(11')에 장착되어 상부측에 탑조(13)와 상호 결합되고, 상기 파지 블럭(40)은 상기 탑조(13)에 안착 결합된 상태임을 파악할 수 있다.

이하, 본 발명의 각 주요부를 도 4를 참고로 더욱 상세히 살펴보고자 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 탄성 플레이트(20)는 척 몸체(10)의 중앙을 따라 관통 형성되는 슬라이딩관(12)의 내주면을 왕복이동하며 주축(S)과 연결되는 플런저(16) 단부와 결합되어 상기 척 몸체(10)의 가장자리를 따라 형성된 단턱(14)에 고정구(50)로 안착 고정되고, 상기 주축(S)의 이동 방향을 따라 일정 정도의 탄성변형을 허용하는 역할을 하게 된다.

여기서, 상기 탄성 플레이트(20)의 중심부에는 상기 플런저(16) 단부에 돌출 형성된 결합돌부(17)의 외경에 상당하는 결합공(22)이 형성되어 상기 결합공(22)에 결합돌부(17)가 결합되고, 상기 결합돌부(17)에 플런저 커버(16')가 고정구(60)로써 상호 결합되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 조절 블럭(30)은 상기 탄성 플레이트(20) 상에 방사상으로 결합된 복수개의 마스터조(11)의 길이 방향으로 이동하면서, 더욱 상세히는 마스터조(11)에 구비된 이동홈(11')과 끼움 결합되어 이동하면서 공작물의 외경에 맞게 고정되고, 상부측에 탑조(13)가 장착되는 것이다.

여기서, 상기 조절 블럭(30)은 다양한 외경 또는 둘레의 크기를 가지는 공작물에 대응하게 상기 탑조(13)가 파지할 수 있도록 보조하는 것이며, 상기 탄성 플레이트(20)의 반경 방향을 따라 상기 파지 블럭(40)으로 파지되는 공작물의 외경에 대응하여 고정구(70)로 고정 가능한 복수개의 조절공(32)이 형성되어 상기 조절 공(32)에 상기 탑조(13)가 탈착 결합된다.

이때, 상기 마스터조(11) 상부면에는 상기 탄성 플레이트(20)의 반경 방향으로 다수개의 기어이가 형성된 랙(11")을 구비하며, 상기 탑조(13) 하부면에도 상기 랙(11")에 대응하는 위치에 랙(13')을 구비함으로써 상기 마스터조(11) 및 탑조(13) 상호간의 공고한 결속이 이루어지게 되어 파지된 공작물이 이탈되는 일 없이 견고하게 본 발명에 따른 탑조(13)와 결합 상태를 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 마스터조(11)는 상기 탄성 플레이트(20)와의 상호 결합을 위하여 상기 탄성 플레이트(20)와 척 몸체(10) 사이에 상기 각 마스터조(11)에 대응하는 고정 블럭(19)과 고정구(80)로 상호 결합되게 된다.

한편, 본 발명에 따른 파지 블럭(40)은 상기 탑조(13)에 탈착 가능하게 결합되어 파지되는 공작물의 외주면 형상에 대응하는 내주면을 형성하는, 즉 복수개의 상기 파지 블럭(40)이 상기 탄성 플레이트(20)의 플런저(16) 결합부를 기준으로 방사상으로 배열되어 파지되는 공작물의 외주면 형상에 대응하는 내주면을 이루게 되는 것이다.

상기 파지 블럭(40)은 천연 고무, 합성 고무, 우레탄 수지 또는 폴리우레탄 수지 등과 같이 적절한 강도를 지니면서도 공작물과의 접촉력이 뛰어나고 탄성을 지닌 재질을 사용하며, 상기 탑조(13)에 안착되는 몸체 블럭(42)과 상기 몸체 블럭(42) 단부에 형성된 파지홈(44)으로 이루어진다.

상기 몸체 블럭(42)에는 상기 탄성 플레이트(20)의 반경 방향으로 복수개의 체결공(46)을 구비하여 상기 고정구(70)로써 탑조(13) 및 마스터조(11)에 결합된 조절 블럭(30)과 상호 결합되고, 파지홈(44)은 상기 몸체 블럭(42)의 단부, 즉 탄성 플레이트(20)의 결합공(22)측 단부에 형성되어 파지되는 공작물의 외주면에 대응하는 형상으로 절개된 것이다.

상기 파지홈(44)은 그 형상을 도면에 도시된 것과 같은 원호 형상에 한정하지 않고 다양한 둘레의 형상을 지닌 공작물의 외면을 파지할 수 있도록 절삭 가공으로 절개 형성할 수도 있음은 물론이다.

그리고, 상기 탑조(13)에는 고정구(90)에 의하여 상기 탄성 플레이트(20)에 직교 방향으로 장착되며 상기 파지 블럭(40)의 이탈을 방지하고 파지되는 공작물의 단부를 접촉 지지하는 가이드 플레이트(48)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 가이드 플레이트(48)는 복수개의 상기 탑조(13)에 각각 장착되도록 할 수 있음은 물론, 상기 탑조(13) 및 파지 블럭(40)에 접촉 파지되는 공작물의 단부가 지지될 수 있는 최소한의 지점, 즉 도 4 상에서는 6개의 탑조(13) 중 적어도 3개소 이상에 장착되도록 하는 것 또한 가능하다.

또한, 상기 가이드 플레이트(48)는 파지되는 공작물의 단부 형상에 맞게 적절히 그 상단부를 가공하여 공작물을 접촉 지지하도록 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치의 각 구성부의 결합상태를 도 5를 참고로 간단히 살펴보고자 한다.

도시된 바와 같이 척 몸체(10)에는 상기 척 몸체(10)의 중앙을 따라 관통 형성된 슬라이딩관(12)이 구비되고, 상기 슬라이딩관(12)을 통하여 주축(S)과 결합된 플런저(16)가 이동하게 되며, 상기 플런저(16) 단부에 상기 척 몸체(10)의 단 턱(14)에 안착된 탄성 플레이트(20)가 플런저 커버(16')로써 고정 결합됨을 알 수 있다.

그리고, 상기 탄성 플레이트(20)는 파지블럭(40)을 구비한 탑조(13)가 장착된 마스터조(11)를 상기 주축(S)측에서 고정블럭(19)으로써 고정하고 있으며, 상기 탑조(13)와 마스터조(11)의 상호 결합은 조절 블럭(30)에 의하고 있음을 파악할 수 있다.

또한, 상기 탑조(13)에는 가이드 플레이트(48)가 장착된 것 또한 알 수 있다.

이하, 도 6을 참고로 본 발명에 따른 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치의 작동 상태를 설명하고자 하며, 도 6에 표시되지 않은 도면 부호는 도 3 내지 도 5를 참고하면 될 것이다.

참고로, 도면상의 이해를 돕기 위하여 본 발명의 기타 구성부는 제외하였으며, 탄성 플레이트(20)의 탄성 변형 정도를 보다 명확히 표현하고자 실제보다 과장되게 표현하였으며, 실제 플런저(16)의 이동에 따른 상기 탄성 플레이트(20)의 변형 정도는 훨씬 미미한 수준임을 밝혀두고자 한다.

또한, 도 6 상에서 플런저(16)의 전진은 도면의 우측, 후퇴는 도면의 좌측 방향으로의 이동으로 각각 정의하고자 한다.

우선, 사용자는 파지하여 작업할 공작물의 외경 또는 둘레의 크기에 맞게 탄성 플레이트(20)의 마스터조(11)를 따라 이동하며 상부측에 파지블럭(40)을 구비한 탑조(13)가 장착된 조절블럭(30)을 적절히 이동시키고, 고정구(70)로써 상기 탑 조(13) 및 조절블럭(30)을 상호 고정 결합시켜둔다.

여기서, 사용자는 CNC 가공 등의 작업으로 파지되는 공작물의 외주면 또는 둘레 형상에 맞게 파지 블럭(40)의 파지홈(44)을 절삭 가공한 다음, 도 6(a)와 같이 공작물의 단부를 가이드 플레이트(48)에 접촉 거치시킨 상태에서 상기 파지홈(44)에 접촉시키고 주축(S)과 결합된 플런저(16)를 후퇴시켜 탄성 플레이트(20)의 중심부가 척 몸체(10)측으로 휘어지면, 원호 형상으로 변형된 탄성 플레이트(20')가 된다.

이때, 상기 탑조(13)에 장착된 파지 블럭(40)의 각 단부는 상기 변형된 탄성 플레이트(20')의 중심부를 향해 좁혀지면서 파지할 공작물(t)의 외주면에 접촉하면서 파지하게 되고, 상기 공작물(t)의 가공이 완료되면 도 6(b)와 같이 플런저(16)를 전진시켜 탄성 플레이트(20)의 중심부가 공작물(t)측으로 휘어지면서 도 6(a)와 역방향으로 볼록한 원호 형상인 탄성 플레이트(20")가 된다.

계속하여, 상기 파지 블럭(40)에 의하여 파지된 공작물(t)은 상기 플런저(16)의 전진에 따른 탄성 플레이트(20)의 변형으로 상기 파지 블럭(40)으로부터 분리되게 됨으로써 가공 작업을 마무리할 수 있게 되는 것이다.

요컨대, 상기 파지 블럭(40)은 주축(S)과 결합된 상기 플런저(16)가 상기 주축(S)방향으로 이동함에 따라 탄성 플레이트(20)의 주축 방향의 탄성 변형으로 파지 단턱(44)이 상호 상기 탄성 플레이트(20)의 결합공(22)측으로 좁혀졌다 벌어졌다 하는 동작을 수행하게 되면서 공작물을 파지 또는 분리하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 다양한 크기의 공작물을 변형없이 파지하면서 정밀가 공 또한 용이하게 이루어질 수 있음은 물론, 형상의 제작 및 조립이 비교적 간단히 이루어지며 제작 비용 및 시간의 절감이 가능한 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치를 제공하는 것을 그 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용이 가능함은 물론이다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

우선, 탑조에 구비된 탄성 재질의 파지 블럭 단부 위치를 탑조와 결합되어 마스터조의 길이방향으로 이동하는 조절 블럭과 주축 이동에 따라 탄성 변형하는 탄성 플레이트의 구성을 채택함으로써 다양한 크기의 공작물을 변형없이 파지하면서 정밀한 가공 또한 용이하게 실시할 수 있는 특장점이 있다.

그리고, 본 발명은 플런저 자체에 마스터조 및 탑조를 결합하기 위하여 복잡한 형상으로 가공하여야 하는 종래기술에 비하여 비교적 간단한 형상으로 제작이 가능하고 조립 또한 간편하여 초기 제작에 필요한 설비비의 대폭적인 절감이 가능하게 되어 경제적으로도 매우 효율성이 높은 발명이라 할 수 있다.

Claims (5)

1. 주축과 연결되는 중공의 척 몸체와, 상기 척 몸체의 전방에 방사상으로 결합된 복수개의 마스터조와, 상기 마스터조에 각각 결합되어 공작물을 파지하는 탑조를 포함하는 공작기계용 선반척에 있어서,

   상기 척 몸체(10)의 가장자리를 따라 형성된 단턱(14)에 안착되어 가장자리가 복수개의 고정구(50)로 결합되며, 중심부는 상기 척 몸체(10)의 중앙을 따라 관통 형성되는 슬라이딩관(12)의 내주면을 왕복이동하며 주축(S)과 연결되는 플런저(16) 단부와 플런저 커버(16')에 의하여 결합되어 상기 척 몸체에 안착 고정되면서 상기 주축의 이동 방향을 따라 일정 정도의 탄성변형을 허용하는 탄성 플레이트(20);

   상기 탄성 플레이트 상에 방사상으로 결합된 복수개의 마스터조(11)의 길이 방향으로 이동하면서 공작물의 외경에 맞게 고정되고, 상부측에 탑조(13)가 장착되는 조절 블럭(30); 및

   몸체 블럭(42)과, 상기 몸체 블럭의 단부에 파지되는 공작물의 외주면과 대응하는 형상으로 절개된 파지홈(44)으로 이루어져 상기 탑조에 탈착 가능하게 결합되어 파지되는 공작물의 외주면 형상에 대응하는 내주면을 형성하는 탄성 재질의 파지 블럭(40);을 포함하며,

   상기 탑조(13)에는 상기 탄성 플레이트(20)에 직교 방향으로 장착되어 상기 파지 블럭(40)의 이탈을 방지하고 파지되는 공작물의 단부를 접촉 지지하는 가이드 플레이트(48)를 구비하고, 상기 플런저가 주축 방향으로 이동하면서 탄성 플레이트의 변형에 따른 파지 블럭에 의한 공작물의 파지가 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계용 선반척의 탄성변형 흡수장치.
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