KR101033289B1

KR101033289B1 - 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치

Info

Publication number: KR101033289B1
Application number: KR1020090027166A
Authority: KR
Inventors: 이한구
Original assignee: 주식회사 원일
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2011-05-09
Also published as: KR20100108881A

Abstract

본 발명은 그 크기가 거대하고, 단일체로 형성되는 원자력 발전용 단조 셀과 같은 중량물을 정밀가공에 비해 상대적으로 낮은 표면거칠기와 정밀도로 이루어지는 황삭가공을 수행하도록 함에 있어서, 황삭가공 시간을 효과적으로 절감시킬 수 있도록 하는 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치(10)는 베이스 프레임(20), 서브 프레임(30), 터닝 유니트(40), 홀딩 유니트(60), 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70') 및 메인 샤프트(90) 공구대(100)를 구비하여, 터닝 유니트(40)상에 원통형 중량 가공물(1)을 좌우방향으로 평행하게 놓이도록 하여 홀딩 유니트(60)로 고정하고, 메인 샤프트(90)가 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지되어 공구대(100)가 원통형 중량 가공물(1) 내측에 위치되도록 하며, 공구(101)가 구동되는 상태에서 서브 프레임(30)이 좌우 방향으로 왕복이동하도록 하여 수평가공하고, 터닝 유니트(40)를 사용하여 원통형 중량 가공물(1)을 원주방향으로 정해진 각도로 회전시키는 작동을 반복하여 상기 중량 가공물(1)의 내경을 가공하도록 한다. 이와 같은 본 발명에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치(10)는 단일체로 형성되는 원자력 발전용 단조 셀과 같은 원통형의 중량 가공물의 내경을 가공할 수 있는 전용 가공기로 구성되므로, 정밀가공에 비해 상대적으로 낮은 표면거칠기와 정밀도로 이루어지는 황삭가공시 가공시간을 단축할 수 있도록 한다. 특히, 원자력 발전용 단조 셀과 같이 단일체의 원통형으로 형성된 중량물을 수평으로 놓아 가공할 수 있도록 하고, 중량물이 고정된 상태에서 다수개의 공구가 결합된 공구대를 사용해 내주면의 황삭가공이 가능하도록 하므로써, 가공시간을 단축시키면서도 비교적 높은 정밀도를 유지하도록 할 수 있다.

Description

원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치{INTERNAL SIDE CUTTING APPARATUS OF CYLINDRICAL HEAVY WORKPIECE}

본 발명은 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 그 크기가 거대하고, 단일체로 형성되는 원자력 발전용 단조 셀과 같은 중량물을 정밀가공에 비해 상대적으로 낮은 표면거칠기와 정밀도로 이루어지는 황삭가공을 수행하도록 함에 있어서, 황삭가공 시간을 효과적으로 절감시킬 수 있도록 하는 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치에 관한 것이다.

절삭가공(기계가공)은 절삭공구를 공작물에 접촉이동시킴으로써 공작물 내부에 발생되는 국부적인 높은 응력을 이용하여 공작물의 불필요한 부분을 파단, 제거하여 필요한 형상과 치수 및 표면 거칠기를 가지는 부품으로 성형하는 가공방법이다. 그리고, 이와 같은 절삭가공은 선삭(turning), 평삭(planing), 보오링(boring), 슬로팅가공(slotting), 형삭(shaping) 등의 단인절삭(Single Point Cutting)과, 드릴링(drilling), 리밍(reamming), 밀링(milling), 브로 칭(broaching), 소잉(sawing) 등의 다인절삭(Multi Point Cutting)과, 연삭(grinding), 호빙(hobbing), 래핑(lapping) 등의 입자가공(Abrasive Process) 및, 전기(방전, 전해가공), 화학{에칭 및 고에너지빔(레이저, 이온, 전자)}적인 방법을 이용하는 특수가공(Non-traditional Machining) 등 다양한 가공법이 적용되고 있다.

한편, 원자력 발전소에서 사용되는 단조 셀(forged shell)과 같이 그 크기가 거대하고, 단일체로 형성되는 중량물을 절삭가공해야 하는 경우, 범용 절삭가공을 위한 장치(공작기계)는 가공물의 크기 제한으로 인해 적용하기 어려운 문제점이 있어 그 규모를 크게한 수직형 선반을 주로 적용되고 있다.

이와 같은 수직형 선반과 관련되어 제안된 기술에는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0321960호 "주축이 이송되는 공작물의 양측가공용 수직 다두선반", 등록번호 제10-0563950호 "복합가공테이블 및 이 테이블을 구비한 수직선반", 등록번호 제10-0501972호 "수직 선반", 등록번호 제10-0588478호 "수직 선반", 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0042592호 "공작물 반전 장치를 가지는 역 수직선반" 및 공개번호 제10-2006-0050784호 "수직 선반" 등이 있다.

이때, 이와 같은 수직형 선반은 그 크기가 작은 가공물부터 중량물까지 가공할 수 있도록 하는 범용 절삭가공을 목적으로 구성되고, 높은 가공정밀도를 부여하 기 위한 다양한 기능이 제공되고 있지만, 상술한 원자력 발전소에서 사용되는 단조 셀의 황삭가공에 있어서는 비용과 시간적인 손실이 높은 문제점이 있다. 즉, 통상 이와 같은 단조 셀은 내면과 외면을 황삭가공한 후 정밀가공을 하게 되는데, 종래기술에 따른 수직형 선반을 사용하여 원자력 발전용 단조 셀의 황삭가공을 진행하는 경우, 장비의 높은 비용에 비해 효율이 저하되는 문제점이 있는 것이다. 특히, 이와 같은 수직형 선반은 기본적으로 하나의 절삭공구를 사용하는 단인절삭방법이 사용되고, 중량물을 회전시키면서 저속으로 이루어지게 되므로, 높은 표면거칠기와 정밀도를 요하지 않는 황삭가공의 가공시간이 상대적으로 증가되어 비용이 높아지는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 크기가 거대하고, 단일체로 형성되는 원자력 발전용 단조 셀과 같은 중량물을 정밀가공에 비해 상대적으로 낮은 표면거칠기와 정밀도로 이루어지는 황삭가공을 수행하도록 함에 있어서, 황삭가공 시간을 효과적으로 절감시킬 수 있는 새로운 형태의 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 원자력 발전용 단조 셀과 같이 단일체의 원통형으로 형성된 중량물을 수평으로 놓아 가공할 수 있도록 하고, 중량물이 고정된 상태에서 다수개의 공구가 결합된 공구대를 사용해 내주면의 황삭가공이 가능하도록 하므로써, 가공시간을 단축시키면서도 비교적 높은 정밀도를 유지하도록 할 수 있는 새로운 형태의 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 원자력 발전용 단조 셀과 같이 좌우 방향으로 관통되는 중공(2)을 갖는 원통형 중량 가공물(1)의 내경을 가공하기 위한 장치에 있어서, 좌우 방향으로 평행하게 레일(22)이 설치되는 베이스 프레임(20)과; 상기 베이스 프레임(20)의 레일(22)상에서 좌우 방향으로 이동가능하도록 설치는 서브 프레임(30)과; 상기 서브 프레임(30) 상에서 상기 원통형 중량 가공물(1)이 좌우방향으로 평행하게 놓이도록 하여 지지하고, 상기 원통형 중량 가공물(1)을 원주방향으로 정해진 각도로 회전시키도록 하기 위한 터닝 유니트(40)와; 상기 서브 프레임(30) 상에 설치되어 상기 터닝 유니트(40)에 놓이 상기 원통형 중량 가공물(1)을 고정하기 위한 홀딩 유니트(60)와; 상기 레일(22)의 양측에 배치되는 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')와; 좌우 방향으로 이동가능하도록 상기 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70') 중 어느 하나에 결합된 상태에서 상기 원통형 중량 가공물(1)의 중공(2)을 통해 다른 하나에 결합되므로써, 상기 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지되는 메인 샤프트(90) 및; 상기 메인 샤프트(90)에 결합되어 상기 메인 샤프트(90)가 상기 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지되었을 때 상기 원통형 중량 가공물(1)의 중공(2)내에 위치되고, 가공시 구동되는 공구(101)가 결합되는 공구대(100)를 포함하여; 상기 터닝 유니트(40)상에 상기 원통형 중량 가공물(1)을 좌우방향으로 평행하게 놓이도록 하여 상기 홀딩 유니트(60)로 고정하고, 상기 메인 샤프트(90)가 상기 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지되어 상기 공구대(100)가 상기 원통형 중량 가공물(1) 내측에 위치되도록 하며, 상기 공구(101)가 구동되는 상태에서 상기 서브 프레임(30)이 좌우 방향으로 왕복이동하도록 하여 수평가공하고, 상기 터닝 유니트(40)를 사용하여 상기 원통형 중량 가공물(1)을 원주방향으로 정해진 각도로 회전시키는 작동을 반복하여 상기 중량 가공물(1)의 내경을 가공하도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치는 상기 서브 프레임(30)은 상기 서브 프레임(30)에 결합되어 피니언(54)을 회전시키는 모터(52) 및, 상기 피니언(54)과 맞물리도록 상기 베이스 프레임(20)에 좌우 방향으로 결합되는 래크(56)로 이루어지는 좌우 이송 유니트(50)에 의해 상기 베이스 프레임(20)의 레일(22)상에서 좌우 방향으로 이동될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치는 상기 공구대(100)는 상기 메인 샤프트(90)에 끼워져 고정되는 슬리브(102)와, 상기 공구(101)와 접속되어 상기 공구(101)를 구동시키기 위한 모터(116)가 상기 슬리브(102)에 고정되도록 하여, 상기 슬리브(102)의 둘레로 정해진 간격으로 설치되는 다수개의 공구 블록(110)과, 상기 다수개의 공구 블록(110) 사이에 배치되어 상기 슬리브(102)에 고정되고, 끝단에 롤러(121)가 설치되어 가공시 상기 원통형 중량 가공물(1)의 중공(2) 내면을 지지하는 롤링 실린더(120)를 구비할 수 있다.

본 발명에 의한 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치에 따르면, 단일체로 형성되는 원자력 발전용 단조 셀과 같은 원통형의 중량 가공물의 내경을 가공할 수 있는 전용 가공기로 구성되므로, 정밀가공에 비해 상대적으로 낮은 표면거칠기와 정밀도로 이루어지는 황삭가공시 가공시간을 단축할 수 있도록 한다. 특 히, 원자력 발전용 단조 셀과 같이 단일체의 원통형으로 형성된 중량물을 수평으로 놓아 가공할 수 있도록 하고, 중량물이 고정된 상태에서 다수개의 공구가 결합된 공구대를 사용해 내주면의 황삭가공이 가능하도록 하므로써, 가공시간을 단축시키면서도 비교적 높은 정밀도를 유지하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치를 설명하기 위한 블록다이어그램이고, 도 2는 본 발명의 기술적 사상에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치의 작동을 설명하기 위한 블록다이어그램으로서, 도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치를 정면, 도 2는 평면의 배치상태를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치(10)는 베이스 프레임(20), 서브 프레임(30), 터닝 유니트(40), 홀딩 유니트(60), 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70') 및 메인 샤프트(90) 공구대(100)를 구비하여, 원자력 발전용 단조 셀과 같이 좌우 방향으로 관통되는 중공(2)을 갖는 원통형 중량 가공물(1)의 내경을 가공할 수 있도록 한다.

좀 더 구체적으로 보면, 베이스 프레임(20)은 좌우 방향으로 평행하게 레 일(22)이 설치되고, 서브 프레임(30)은 베이스 프레임(20)의 레일(22)상에서 좌우 방향으로 이동가능하도록 설치된다. 그리고, 터닝 유니트(40)는 서브 프레임(30) 상에서 원통형 중량 가공물(1)이 좌우방향으로 평행하게 놓이도록 하여 지지하고, 원통형 중량 가공물(1)을 원주방향으로 정해진 각도로 회전시키도록 한다. 그리고, 홀딩 유니트(60)는 서브 프레임(30) 상에 설치되어 터닝 유니트(40)에 놓이 원통형 중량 가공물(1)을 고정하고, 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')는 레일(22)의 양측에 배치된다. 그리고, 메인 샤프트(90)는 좌우 방향으로 이동가능하도록 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70') 중 어느 하나에 결합된 상태에서 원통형 중량 가공물(1)의 중공(2)을 통해 다른 하나에 결합되므로써, 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지된다. 그리고, 공구대(100)는 메인 샤프트(90)에 결합되어 메인 샤프트(90)가 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지되었을 때 원통형 중량 가공물(1)의 중공(2)내에 위치되고, 가공시 구동되는 공구(101)가 결합된다.

이와 같은 구성을 통해 본 발명에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치(10)는 터닝 유니트(40)상에 원통형 중량 가공물(1)을 좌우방향으로 평행하게 놓이도록 하여 홀딩 유니트(60)로 고정하고, 메인 샤프트(90)가 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지되어 공구대(100)가 원통형 중량 가공물(1) 내측에 위치되도록 하며, 공구(101)가 구동되는 상태에서 서브 프레임(30)이 좌우 방향으로 왕복이동하도록 하여 수평가공하고, 터닝 유니트(40)를 사용하여 원통형 중량 가공물(1)을 원주방향으로 정해진 각도로 회전시키는 작동을 반복하여 상기 중 량 가공물(1)의 내경을 가공하도록 한다.

이때, 본 발명에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치(10)에서 베이스 프레임(20)과 서브 프레임(30)은 통상 구성요소들을 지지하기 위해 구성되는 틀로서, 중량의 가공물(1)을 지지하기 위한 안정적인 구조를 갖도록 다양한 형태로 구성할 수 있는 것이다. 그리고, 레일(22)은 통상 공작기계에서 좌우 또는 전후 이송을 위해 사용되는 다양한 형태의 구조가 적용될 수 있는 것으로, 이와 같은 레일(22)에는 바람직하게 통상의 선반, 보오링, 슬로팅 등의 공작기계에 적용되는 다양한 구조가 적용될 수 있는 것이다. 그리고, 터닝(turning) 유니트(40)는 독일의 DEUZER MASCHINENFABRIK GMBH사에서 모델번호 ZR 1500로 제안하고 있는 용접 테이블에 적용되는 메커니즘{모터로 롤러를 회전시켜 원통형 가공물을 회전시킬 수 있도록 하는 구조}을 응용하여 제작할 수 있을 것이다. 그리고, 홀딩 유니트(60)는, 본 발명의 바람직한 실시예(3 참조)에서, 유압 실린더(64)로 롤러(68)를 눌러 고정하는 구조를 적용하였으나, 이와 같은 고정 메커니즘은 이 분야의 다양한 기술을 적용할 수 있는 것이다. 또한, 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')는 본 발명의 바람직한 실시예에서 베이스 프레임(20)상에 설치되는 것을 예시하였으나, 이와 같은 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')는 베이스 프레임(20) 상이 아니더라도 가능한 것이다. 그리고, 본 발명에서는 '좌우측'의 방향을 기준으로 하였으나, 이와 같은 방향의 지정은 서로 대칭되는 구성에 대한 위치관계를 명확하게 하기 위해 적용한 것으로, 이와 같은 방향의 설정이 본 발명의 위치관계를 제한하는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명하며, 도 1 내지 도 8에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 각 도면에서 주 요소들의 결합ㆍ고정을 위한 보강 리브(판), 볼트 및 나사, 홀, 와셔, 너트 등의 도시는 간략히 하거나 생략하였으며, 통상 절삭가공을 위한 장치(공작기계)의 제어방법, 공구의 구동을 위한 메커니즘, 좌우 이송을 위해 사용되는 메커니즘 등 이 분야의 종사자들이 통상적으로 알 수 있는 부분들의 도시는 생략하고, 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다. 특히, 요소들 사이의 크기 비가 다소 상이하게 표현되거나 서로 결합되는 부품들 사이의 크기가 상이하게 표현된 부분도 있으나, 이와 같은 도면의 표현 차이는 이 분야의 종사자들이 용이하게 이해할 수 있는 부분들이므로 별도의 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치의 사시도이고, 도 4는 도 3의 반대측에서 보인 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치의 사시도이며, 도 5는 도 3 및 도 4에서 보인 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치의 정면도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치에서 우측 서포팅 컬럼 유니트를 제거하고 보여주는 측면도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치에서 공구대를 상세히 설명하기 위한 도면이다.

도 3 내지 도 7를 참조하면, 본 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치(10)는 베이스 프레임(20), 서브 프레임(30), 터닝 유니트(40), 홀딩 유니트(60), 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70') 및 메인 샤프트(90) 공구대(100)를 구비하여, 원자력 발전용 단조 셀과 같이 좌우 방향으로 관통되는 중공(2)을 갖는 원통형 중량 가공물(1)의 내경을 가공할 수 있도록 한다.

좀 더 구체적으로 보면, 베이스 프레임(20)은 좌우 방향으로 평행하게 레일(22)이 설치되고, 서브 프레임(30)은 베이스 프레임(20)의 레일(22)상에서 좌우 방향으로 이동가능하도록 설치된다. 이때, 서브 프레임(30)은 서브 프레임(30)에 결합되어 피니언(54)을 회전시키는 모터(52) 및, 피니언(54)과 맞물리도록 베이스 프레임(20)에 좌우 방향으로 결합되는 래크(56)로 이루어지는 좌우 이송 유니트(50)에 의해 베이스 프레임(20)의 레일(22)상에서 좌우 방향으로 이동될 수 있도록 한다. 본 실시예에서 래크(56)는 베이스 프레임(20)의 상부에서 전후 한쌍으로 설치되고, 모터(52)는 서브 프레임(30)의 네 모서리에 각각 하나씩 설치되어 안정적인 구동력을 얻도록 한다.

또한, 터닝 유니트(40)는 서브 프레임(30) 상에서 원통형 중량 가공물(1)이 좌우방향으로 평행하게 놓이도록 하여 지지하고, 원통형 중량 가공물(1)을 원주방향으로 정해진 각도로 회전시키도록 한다.

그리고, 홀딩 유니트(60)는 서브 프레임(30) 상에 설치되어 터닝 유니트(40)에 놓이 원통형 중량 가공물(1)을 고정한다. 이와 같은 홀딩 유니트(60)는 서브 프레임(30) 상에서 수직으로 세워 고정되는 지지 블록(62)에 유압 실린더(64)를 설치하고, 중간이 링크 구조로 지지 블록(62)에 결합되어 일단이 유압 실린더(64)에 고정되고 타단에 롤러(68)가 결합된 링크 바(66)에 의해 이루어진다. 이와 같은 홀딩 유니트(60)는 유압 실린더(64)의 작동으로 링크 바(66)가 힌지 운동되어 롤러(68)가 중량 가공물인 단조 셀(1)의 외주면을 가압시키므로써 단조 셀(1)을 고정하게 된다. 그리고, 본 실시예에서 홀딩 유니트(60)는 전후로 다수개 배치되어 안정적인 고정력을 발휘하도록 한다.

그리고, 본 실시예에서 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')는 베이스 프레임(20) 상에서 레일(22)의 양측에 배치된다. 본 실시예에서 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')는 베이스(72)에 커버(74)가 결합되는 구조로 형성되어 메인 샤프트(90)가 슬라이딩 가능하도록 하는 홀(71)이 형성된다. 이때, 좌측 서포팅 컬럼 유니트(70)에는 메인 샤프트(90)를 좌우 이송시키기 위한 이송 유니트(80)가 설치된다. 이와 같은 이송 유니트(80)는 좌측 서포팅 컬럼 유니트(70)에 결합되는 모 터(82)와 메인 샤프트(90)에 결합되는 래크(84)로 이루어진다. 물론, 이와 같은 이송 유니트(80)의 결합관계는 전술한 좌우 이송 유니트(50)를 참조하여 다양한 형태로 구성할 수 있는 것이므로, 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 메인 샤프트(90)는 좌우 방향으로 이동가능하도록 좌측 서포팅 컬럼 유니트(70)에 결합된 상태에서 원통형 중량 가공물(1)의 중공(2)을 통해 우측 서포팅 컬럼 유니트(70')에 결합되므로써, 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지된다. 이때, 본 실시예에 따른 메인 샤프트(90)는 우측 선단(92)이 우측 서포팅 컬럼 유니트(70')의 홀(71)에 삽입되도록 형성되고, 좌측 선단으로부터 우측으로 일정한 길이{메인 샤프트(90)의 왕복 이송구간보다 긴 길이}의 홈(94)이 형성되어 좌측 서포팅 컬럼 유니트(70)에 결합된 모터(82)와 접속되는 래크(84)가 결합되도록 한다.

그리고, 공구대(100)는 메인 샤프트(90)에 결합되어 메인 샤프트(90)가 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지되었을 때 원통형 중량 가공물(1)의 중공(2)내에 위치되고, 가공시 구동되는 공구(101)가 결합된다. 본 실시예에서, 공구대(100)는, 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이, 슬리브(102), 다수개의 공구 블록(110) 및 롤링 실린더(120)를 구비한다. 이때, 슬리브(102)는 메인 샤프트(90)에 끼워져 고정된다. 그리고, 다수개의 공구 블록(110)은 공구(101)와 접속되어 공구(101)를 구동시키기 위한 모터(116)가 슬리브(102)에 고정되도록 하여, 슬리 브(102)의 둘레로 정해진 간격으로 설치된다. 이와 같은 공구 블록(110)은 슬리브(102)에 결합되는 브라켓(112)을 설치하고, 기어 박스(114)를 통해 모터(116)의 구동력이 공구(101)로 전달되도록 이 분야의 다양한 동력전달 메커니즘을 적용하여 구성할 수 있는 것이다. 그리고, 롤링 실린더(120)는 다수개의 공구 블록(110) 사이에 배치되어 슬리브(102)에 고정되고, 끝단에 롤러(121)가 설치되어 가공시 원통형 중량 가공물(1)의 중공(2) 내면을 지지한다. 물론, 이와 같은 롤링 실린더(120)는, 도 5에서 보는 바와 같이, 공구대의 좌우측에 보조적으로 설치하여 가이딩의 안정성을 확보할 수 있을 것이다.

한편, 본 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치(10)는 도 5에서 보는 바와 같이 공구대(100)의 하측에 메인 샤프트(90)의 이동시 지지하기 위한 가이딩 롤러(130)를 더 구비할 수 있다. 이와 같은 가이딩 롤러(130)는, 도 8의 3번째 및 4번째 그림에서 보는 바와 같이, 메인 샤프트(90)를 우측 서포팅 컬럼 유니트(70')에 결합시키기 위해 이동시킬 때, 레일(22)상을 굴러서 이동하도록 하므로써, 메인 샤프트(90)가 좌측 서포팅 컬럼 유니트(70)로부터 멀어지므로써 발생되는 좌굴현상을 최소화시키도록 한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 상술한 바와 같은 구성을 통해 본 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치(10)는, 도 8의 1번째 그림 내지 3번째 그림에서 보는 바와 같이, 터닝 유니트(40)상에 원통형 중량 가공물(1)을 좌우방향으로 평행하게 놓이도록 하여 홀딩 유니트(60)로 고정한다. 그리고, 도 8의 4번째 그림 및 5번째 그림에서 보는 바와 같이, 메인 샤프트(90)가 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지되어 공구대(100)가 원통형 중량 가공물(1) 내측에 위치되도록 한다. 이때, 전술한 바와 같이, 메인 샤프트(90)를 우측 서포팅 컬럼 유니트(70')에 결합시키기 위해 이동시킬 때, 가이딩 롤러(130)가 레일(22)상을 굴러서 이동하도록 하므로써, 메인 샤프트(90)가 좌측 서포팅 컬럼 유니트(70)로부터 멀어지므로써 발생되는 좌굴현상을 최소화시키도록 한다. 물론, 도 8의 5번째 그림에서 보는 바와 같이, 공구대(100)가 원통형 중량 가공물(1) 내측에 삽입되기 직전에 가이딩 롤러(130)는 레일(22)로부터 떨어져 원위치로 돌아온다. 그리고, 도 8의 6번째 및 7번째 그림과 같이 공구(101)가 구동되는 상태에서 서브 프레임(30)이 좌우 방향으로 왕복이동하도록 하여 수평가공한다. 물론, 해당 부분의 가공이 완료되면, 터닝 유니트(40)를 사용하여 원통형 중량 가공물(1)을 원주방향으로 정해진 각도로 회전시키고, 위 가공가정을 반복하므로써, 중량 가공물(1)의 내경을 가공하도록 한다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예 를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명은 장치의 가공 대상을 원자력 발전용 단조 셀로 지정하여 설명하였지만, 본 발명에 따른 장치는 원통형 형상을 갖는 중량물의 내경 가공에 매우 유용하게 적용할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치를 설명하기 위한 블록다이어그램;

도 2는 본 발명의 기술적 사상에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치의 작동을 설명하기 위한 블록다이어그램;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치의 사시도;

도 4는 도 3의 반대측에서 보인 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치의 사시도;

도 5는 도 3 및 도 4에서 보인 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치의 정면도;

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치에서 우측 서포팅 컬럼 유니트를 제거하고 보여주는 측면도;

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치에서 공구대를 상세히 설명하기 위한 도면;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 원통형 중량 가공물, 단조 셀

2 : 중공

10 : 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치

20 : 베이스 프레임 22 : 레일

30 : 서브 프레임 40 : 터닝 유니트

50 : 좌유 이송 유니트 52, 116 : 모터

54 : 피니언 56 : 래크

60 : 홀딩 유니트 70 : 좌측 서포팅 컬럼 유니트

70' : 우측 서포팅 컬럼 유니트 90 : 메인 샤프트

100 : 공구대 101 : 공구

102 : 슬리브 110 : 공구 블록

120 : 롤링 실린더 121 : 롤러

Claims

원자력 발전용 단조 셀과 같이 좌우 방향으로 관통되는 중공(2)을 갖는 원통형 중량 가공물(1)의 내경을 가공하기 위한 장치에 있어서,

좌우 방향으로 평행하게 레일(22)이 설치되는 베이스 프레임(20)과;

상기 베이스 프레임(20)의 레일(22)상에서 좌우 방향으로 이동가능하도록 설치는 서브 프레임(30)과;

상기 서브 프레임(30) 상에서 상기 원통형 중량 가공물(1)이 좌우방향으로 평행하게 놓이도록 하여 지지하고, 상기 원통형 중량 가공물(1)을 원주방향으로 정해진 각도로 회전시키도록 하기 위한 터닝 유니트(40)와;

상기 서브 프레임(30) 상에 설치되어 상기 터닝 유니트(40)에 놓이 상기 원통형 중량 가공물(1)을 고정하기 위한 홀딩 유니트(60)와;

상기 레일(22)의 양측에 배치되는 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')와;

좌우 방향으로 이동가능하도록 상기 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70') 중 어느 하나에 결합된 상태에서 상기 원통형 중량 가공물(1)의 중공(2)을 통해 다른 하나에 결합되므로써, 상기 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지되는 메인 샤프트(90) 및;

상기 메인 샤프트(90)에 결합되어 상기 메인 샤프트(90)가 상기 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지되었을 때 상기 원통형 중량 가공물(1)의 중공(2)내에 위치되고, 가공시 구동되는 공구(101)가 결합되는 공구대(100)를 포함하여;

상기 터닝 유니트(40)상에 상기 원통형 중량 가공물(1)을 좌우방향으로 평행하게 놓이도록 하여 상기 홀딩 유니트(60)로 고정하고, 상기 메인 샤프트(90)가 상기 좌우측 서포팅 컬럼 유니트(70, 70')에 지지되어 상기 공구대(100)가 상기 원통형 중량 가공물(1) 내측에 위치되도록 하며, 상기 공구(101)가 구동되는 상태에서 상기 서브 프레임(30)이 좌우 방향으로 왕복이동하도록 하여 수평가공하고, 상기 터닝 유니트(40)를 사용하여 상기 원통형 중량 가공물(1)을 원주방향으로 정해진 각도로 회전시키는 작동을 반복하여 상기 중량 가공물(1)의 내경을 가공하도록 하는 것을 특징으로 하는 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 서브 프레임(30)은 상기 서브 프레임(30)에 결합되어 피니언(54)을 회전시키는 모터(52) 및,

상기 피니언(54)과 맞물리도록 상기 베이스 프레임(20)에 좌우 방향으로 결합되는 래크(56)로 이루어지는 좌우 이송 유니트(50)에 의해 상기 베이스 프레임(20)의 레일(22)상에서 좌우 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 공구대(100)는 상기 메인 샤프트(90)에 끼워져 고정되는 슬리브(102)와,

상기 공구(101)와 접속되어 상기 공구(101)를 구동시키기 위한 모터(116)가 상기 슬리브(102)에 고정되도록 하여, 상기 슬리브(102)의 둘레로 정해진 간격으로 설치되는 다수개의 공구 블록(110)과,

상기 다수개의 공구 블록(110) 사이에 배치되어 상기 슬리브(102)에 고정되고, 끝단에 롤러(121)가 설치되어 가공시 상기 원통형 중량 가공물(1)의 중공(2) 내면을 지지하는 롤링 실린더(120)를 구비하는 것을 특징으로 하는 원통형 중량 가공물의 내경을 가공하기 위한 장치.