KR101044344B1 - Apparatus for clamping of tools - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공작기계의 툴 클램핑 동작 또는 언클램핑 동작시 그리퍼가 보다 명확하게 작동되도록 클램핑콘의 몸통부를 미세하게 테이퍼형상으로 하며, 언밸런스보정을 통하여 보다 정밀한 작업을 수행할 수 있도록 함으로써 공작기계 장치의 내구성을 높이고, 보다 정밀한 가공작업을 수행할 수 있도록 하는 툴 클램핑 장치에 관한 것이다.The present invention finely tapered the body of the clamping cone so that the gripper operates more clearly during tool clamping or unclamping operation of the machine tool, and by performing an unbalance correction to perform more precise work of the machine tool device. The present invention relates to a tool clamping device that increases durability and enables a more precise machining operation.

공작기계, 툴, 툴클램핑, 그리퍼, 클램핑콘, 경사면, 면접촉 Machine Tools, Tools, Tool Clamping, Grippers, Clamping Cones, Slope, Surface Contact

Description

툴 클램핑 장치{Apparatus for clamping of tools}Apparatus for clamping of tools}

본 발명은 툴 클램핑 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공작기계의 툴 클램핑 동작 또는 언클램핑동작시 그리퍼가 보다 명확하게 작동되도록 하며, 언밸런스보정을 통하여 보다 정밀한 작업을 수행할 수 있도록 함으로써 공작기계 장치의 내구성을 높이고, 보다 정밀한 가공작업을 수행할 수 있도록 하는 툴 클램핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tool clamping device, and more particularly, to allow the gripper to operate more clearly during tool clamping or unclamping operation of a machine tool, and to enable more precise work through unbalance correction. It relates to a tool clamping device to increase the durability and to perform a more precise machining operation.

일반적으로 툴 클램핑 장치라 함은 작업을 위해 자체적으로 고속 회전력을 필요로 하는 소정의 툴(공구)을 고정(클램핑)시킨 후 외력(모터)에 의해 툴을 고속 회전시키는 것을 말한다. In general, the tool clamping device refers to fastening a tool by an external force (motor) after fixing (clamping) a predetermined tool (tool) that requires a high rotational force for its own work.

종래 기술의 툴 클램핑 장치를 개략적으로 살펴보면, 도 5내지 도 9에서 나타낸 것과 같이, 내부 중앙이 축 방향을 따라 관통된 제1관통부(11)를 갖는 스핀들하우징(10)과, 이 스핀들하우징(10)의 제1관통부(11) 내에 베어링(15)을 개재시켜 축 회전 가능하게 배치되고 그 내부 중앙에 축 방향을 따라 관통된 제2관통부(21) 가 구비되며 그 선단 내벽면에 제1, 2확장홈부(22,23)가 형성된 스핀들(20)과, 이 스핀들(20)의 전방에 배치되고 방사상으로 벌어지고 좁혀지면서 제1확장홈부(22)로 진입된 툴홀더(t)를 클램핑할 수 있도록 선단부에 그리퍼머리부(31a)가 구비되고 후단부에 제2확장홈부(23)내로 슬라이딩되는 그리퍼꼬리부(31b)를 갖는 복수의 그리퍼(31)으로 이루어진 클램핑유닛(30)과, 상기 각 그리퍼(31)의 그리퍼꼬리부(31b)와 밀착 배치되어 각각의 그리퍼(31)가 방사상으로 확장 및 수축 이동되는 것을 스프링(41)에 의해 탄성적으로 가이드하는 스페이서(40) 및 상기 스핀들(20)의 제2관통부(21) 내에 배치되되 그 선단부가 클램핑유닛(30)과 스페이서(40)를 관통하여 축 방향을 따라 드로바스프링(51)에 의해 탄성적으로 전, 후진되고 그 선단 외주면에 후진하여 그리퍼(31)를 방사상으로 확개 지지하며 전진하여 스페이서(40)의 스프링(41)에 의해 그리퍼(31)가 수축되도록 하는 클램핑콘(52)이 구비된 드로바축(50)을 포함하여 구성된다.Referring to the tool clamping device of the prior art, as shown in FIGS. 5 to 9, a spindle housing 10 having a first through portion 11 penetrated along an axial direction thereof and a spindle housing 10 as shown in FIGS. In the first through portion 11 of 10) is provided with a second through portion 21 disposed axially rotatable via a bearing 15 interposed therebetween in the axial direction at the inner center thereof, Spindle 20 in which the first and second expansion grooves 22 and 23 are formed, and the tool holder t, which is disposed in front of the spindle 20 and is radially opened and narrowed, enters the first expansion groove 22. A clamping unit 30 comprising a plurality of grippers 31 having a gripper tail portion 31b provided at the front end with a gripper head 31a at the front end and sliding at the rear end of the second expansion groove 23. And the gripper tail portion 31b of each gripper 31 is arranged in close contact with each gripper 31. It is disposed in the spacer 40 and the second through-hole 21 of the spindle 20 to elastically guide the expansion and contraction movement up to the spring (41), the front end portion of the clamping unit 30 and the spacer The spring of the spacer 40 is extended by supporting the gripper 31 radially by advancing and reversing elastically by the drawbar 51 along the axial direction and backward on its outer peripheral surface. 41 includes a drawbar shaft 50 provided with a clamping cone 52 to allow the gripper 31 to contract.

이러한 구성을 갖는 종래 기술의 툴 클램핑 장치의 작동예를 살펴보면, 우선 도 8과 같이 툴홀더(t)가 장착되기 전 상태의 장치에서, 별도의 외부 유압장치를 통해 드로바축(50)을 전방으로 가압하여 이 드로바축(50)을 전방으로 일정거리 전진시킨다.Looking at the operation example of the tool clamping device of the prior art having such a configuration, first, in the device before the tool holder (t) is mounted as shown in Figure 8, the drawbar shaft 50 to the front through a separate external hydraulic device It presses and advances this drawbar shaft 50 forward at a predetermined distance.

그러면, 일단 드로바스프링(51)이 드로바축(50)에 의해 가압된 상태가 되고, 드로바축(50) 선단부의 클램핑콘(52)이 클램핑유닛(30)의 외부로 빠져나가서 이 클램핑유닛(30)으로의 방사상 가압을 해제하며, 이때 이 가압력 해제에 따라 스프링(41)의 탄성 반발력을 받고 있던 스페이서(40)가 전방으로 이동하게 되고, 이에 의해 이 스페이서(40)와 면 접촉되어 있던 각 그리퍼(31)들이 스페이서(40)의 전방 진행에 대응하여 면 접촉 슬라이딩되면서 중심축 방향으로 방사상 수축되어 스핀들(20)의 제1확장홈부(22)가 개방된 상태가 되도록 한다. Then, once the drawbar spring 51 is pressed by the drawbar shaft 50, the clamping cone 52 of the tip of the drawbar shaft 50 exits to the outside of the clamping unit 30 and the clamping unit ( 30 is released. At this time, the spacer 40, which has been subjected to the elastic repulsive force of the spring 41, moves forward in response to the release of the pressing force, whereby the angle in surface contact with the spacer 40 is reduced. The grippers 31 are radially contracted in the direction of the central axis while the surface grips 31 slide in contact with the front of the spacer 40 so that the first extension grooves 22 of the spindle 20 are opened.

이러한 상태에서 툴홀더(t)를 스핀들(20)의 제1확장홈부(22)로 삽입시키고 나서 드로바축(50)에 가해지는 유압을 해제하면 이 드로바축(50)은 드로바스프링(51)의 탄성 복귀력에 의해 후방으로 복귀되고 이와 동시에 드로바축(50) 선단의 클램핑콘(52)도 후방으로 후퇴되면서 클램핑유닛(30)의 내부로 진입하여 각각의 그리퍼(31)를 방사 방향으로 밀어내게 된다.In such a state, when the tool holder t is inserted into the first expansion groove 22 of the spindle 20 and the hydraulic pressure applied to the drawbar shaft 50 is released, the drawbar shaft 50 is the drawbar spring 51. Is returned to the rear by the elastic return force of the drawbar and at the same time, the clamping cone 52 at the tip of the drawbar shaft 50 also retreats backward to enter the clamping unit 30 to push each gripper 31 in the radial direction. To me.

그러면, 방사상으로 확장되는 각각의 그리퍼(31)의 그리퍼머리부(31a)가 툴홀더(t)의 걸림턱(t1)에 걸리면서 기본적으로 툴홀더(t)를 견고히 고정시키게 되고, 이와 동시에 그리퍼(31) 후단의 그리퍼꼬리부(31b)가 제2확장홈부(23)로 밀려나면서 이 그리퍼꼬리부(31b) 후단면과 면 접촉 되어 있는 스페이서(40)를 슬라이딩시켜 후방으로 이동시켜 스프링(41)을 가압하게 되어 그리퍼(31)가 탄성 지지된 상태가 되도록 함으로써 최종적으로 도 9에 도시된 바와 같티 툴홀더(t)에 대한 클램핑 작업이 완료된다. Then, the gripper head portion 31a of each of the grippers 31 extending radially is caught by the locking projection t1 of the tool holder t, thereby basically fixing the tool holder t firmly, and at the same time, the gripper ( 31) The gripper tail part 31b of the rear end is pushed to the 2nd expansion groove part 23, and the spacer 40 which is in surface contact with the rear end surface of this gripper tail part 31b is slid, and it moves back and the spring 41 is carried out. Pressing so that the gripper 31 is elastically supported, thereby finally clamping the tool holder t as illustrated in FIG. 9.

이렇게 툴홀더(t)가 클램핑된 스핀들(20)를 회전시켜 툴홀더(t)를 통한 회전 작업을 수행할 수 있게 되는 것이다.In this way, the tool holder t may rotate the clamped spindle 20 to perform a rotation operation through the tool holder t.

한편, 툴홀더(t)를 이용한 작업을 완료하여 툴홀더(t)를 장치로부터 해제하고자 할 경우에는, 상기와 같이 외부의 유압장치로 드로바축(50)을 전방으로 밀어내게 되면 다시 드로바축(50) 선단부의 클램핑콘(52)이 클램핑유닛(30)의 외부로 빠져나가서 이 클램핑유닛(30)으로의 방사상 가압이 해제되며, 이때 이 가압력 해제에 따라 스프링(41)의 탄성 반발력을 받고 있던 스페이서(40)가 전방으로 이동하게 되고, 이에 의해 이 스페이서(40)와 면 접촉되어 있던 각 그리퍼(31)들이 스페이서(40)의 전방 진행에 대응하여 면 접촉 슬라이딩되면서 중심축 방향으로 방사상 수축되어 결과적으로 도 8에 도시된 바와 같이 각 그리퍼(31)의 그리퍼머리부(31a)가 툴홀더(t)의 걸림턱(t1)에서 이탈되어 툴홀더(t)가 장치로부터 분리될 수 있게 되는 것이다. On the other hand, when completing the work using the tool holder (t) to release the tool holder (t) from the device, as described above, when the drawbar shaft 50 is pushed forward by an external hydraulic device as described above, the drawbar shaft ( 50) The clamping cone 52 of the tip portion is released to the outside of the clamping unit 30 to release the radial pressurization to the clamping unit 30, at which time the elastic force of the spring 41 was being received by the release of the pressing force. The spacer 40 is moved forward, whereby the grippers 31 which are in surface contact with the spacer 40 are radially contracted in the central axis direction while being in surface contact sliding corresponding to the forward progress of the spacer 40. As a result, as shown in FIG. 8, the gripper head portion 31a of each gripper 31 is separated from the latching t1 of the tool holder t so that the tool holder t can be separated from the apparatus. .

그런데 종래의 클램핑콘(52)은 머리부와 꼬리부를 제외한 몸통부의 전 후 외주면의 직경이 동일한 형태로서 그리퍼(31)의 내면 접촉부가 평행한 면을 이루고 있으므로 클램핑작동시 클램핑콘(52)의 외면부에 방사상으로 배열된 상기 그리퍼(31)가 동시에 중심축의 방향으로 모아지거나 반대방향으로 벌어지면서 이루어져야 하는 클램핑 또는 언클램핑기능이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 종종 발생하였다.However, the conventional clamping cone 52 has the same diameter of the outer circumferential surface before and after the body except for the head portion and the tail portion, and the inner surface contact portion of the gripper 31 forms a parallel surface so that the outer surface of the clamping cone 52 during the clamping operation is performed. The gripper 31 arranged radially in the portion has a problem that the clamping or unclamping function, which must be made while simultaneously gathering in the direction of the central axis or spreading in the opposite direction, is not smoothly performed.

즉, 그리퍼(31)가 원활하게 작동되지 못하여 툴의 클램핑/언클램핑이 완전하게 이루어지지 못할 경우 이어지는 동작에 따라 부품이 파손되는 문제점이 있었다.That is, when the gripper 31 is not smoothly operated and the clamping / unclamping of the tool is not completed, there is a problem in that the parts are damaged in the subsequent operation.

또한 클램핑콘(52)의 가공시 미세하게 라도 언밸런스가 발생될 경우 고속으로 회전하는 공작기계의 특성상 정밀가공을 방해하는 요인이 되어 공작기계의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.In addition, when unbalance is generated even at the time of processing the clamping cone 52, the characteristics of the machine tool that rotates at a high speed may be a factor that hinders precision machining, thereby reducing the reliability of the machine tool.

상기의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 본 발명에서는 그리퍼와의 작용으로 툴의 클램핑기능을 수행하는 클램핑콘의 형상을 개선하여 그리퍼가 방사상으로 원활하게 작동되도록 하며, 아울러 언밸런스보정기능을 갖도록 하여 공작기계의 보다 정밀한 작업이 이루어질 수 있도록 하는 툴 클램핑 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to improve the above problems, the present invention improves the shape of the clamping cone which performs the clamping function of the tool by the action of the gripper so that the gripper operates smoothly radially and has an unbalance correction function. It is an object of the present invention to provide a tool clamping device that allows more precise work of the tool.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에서는 내부 중앙이 축 방향을 따라 관통된 제1관통부를 갖는 스핀들하우징과; 상기 스핀들하우징의 제1관통부 내에 베어링을 포함하여 축 회전 가능하게 배치되고 그 내부 중앙에 축 방향을 따라 관통된 제2관통부가 구비되며 그 선단 내벽면에 제1, 2확장홈부가 형성된 스핀들과; 상기 스핀들의 전방에 배치되어 방사상으로 벌어지거나 오므려지면서 제1확장홈부로 진입된 툴홀더를 클램핑할 수 있도록 선단부에 그리퍼머리부가 구비되고 후단부에 제2확장홈부내로 슬라이딩되는 그리퍼꼬리부를 갖는 복수의 그리퍼으로 이루어진 클램핑유닛과; 상기 각 그리퍼의 그리퍼꼬리부 후단면과 그 선단면이 접촉 배치되어 각각의 그리퍼가 방사상으로 확장 및 수축 이동되는 것을 스프링에 의해 탄성적으로 가이드하는 스페이서와; 상기 스핀들의 제2관통부 내에 배치되되 그 선단부가 클램핑유닛과 스페이서를 관통하여 축 방향을 따라 드로바스프링에 의해 탄성적으 로 작동되는 것으로 후진상태에서 그리퍼를 방사상으로 벌려 지지하거나 전진상태에서 상기 그리퍼가 수축되도록 하는 클램핑콘과; 상기 클램핑콘이 선단부에 결합되어 전진/ 후진되도록 하는 드로바축을 포함하는 툴 클램핑 장치에 있어서, 상기 클램핑콘은 직경이 서로 다른 2단으로 된 클램핑콘머리부와 클램핑콘꼬리부가 일체로 형성되며, 상기 그리퍼머리부와 그리퍼꼬리부의 내측면과 각각 면접촉되도록 각각 경사면A와 경사면B를 구비하되, 상기 클램핑콘의 몸통부는 꼬리부쪽이 머리부쪽보다 직경이 큰 미세한 각도의 테이퍼형상이며, 상기 클램핑콘머리부에는 언밸런스를 보정할 수 있도록 하는 언밸런스보정수단이 구비됨을 특징으로 한다.In the present invention for achieving the above object and the spindle housing having a first through portion penetrated along the axial direction; A spindle disposed in the first through portion of the spindle housing to be rotatable axially including a bearing and having a second through portion penetrated in the axial direction at an inner center thereof, and having first and second extended grooves formed on an inner wall of the front end thereof; ; A gripper head is provided at the front end and a gripper tail slid into the second expansion groove at the rear end to be clamped to the tool holder entered into the first expansion groove while being radially opened or retracted in front of the spindle. A clamping unit comprising a plurality of grippers; A spacer for elastically guiding by means of a spring that the rear end face of the gripper tail portion and the front end face of each gripper are disposed in contact with each other and the gripper is extended and contracted radially; It is disposed in the second through portion of the spindle, the tip portion is elastically actuated by the drawbar spring in the axial direction through the clamping unit and the spacer to support the gripper radially open in the reverse state or in the forward state A clamping cone for retracting the gripper; In the tool clamping device comprising a drawbar shaft for coupling the clamping cone to the front end to move forward / backward, the clamping cone is formed of a two-stage clamping cone head and a clamping cone tail of different diameters, The inclined surface A and the inclined surface B are respectively provided so as to be in surface contact with the inner surfaces of the gripper head and the gripper tail, respectively, and the body of the clamping cone has a tapered shape of a fine angle with a larger diameter than the head portion of the tail portion, and the clamping cone The head is characterized in that it is provided with an unbalance correction means for correcting the unbalance.

본 발명에 있어서, 상기 언밸런스보정수단은 클램핑콘머리부의 전면부에 다수개 형성된 밸런스보정홀과; 상기 밸런스보정홀에 체결되어 언밸런스를 보정하도록 하는 밸런스보정나사에 의하여 미세하게 축언밸런스보정을 가능하게 함을 특징으로 한다.In the present invention, the unbalance correction means includes a balance correction hole formed in the front portion of the clamping cone head portion; It is characterized in that fine adjustment of the axial balance by the balance correction screw is fastened to the balance correction hole to correct the unbalance.

이와 같은 본 발명은 클램핑콘의 외주면 전반부와 후반부의 직경을 달리하여 미세한 각도의 테이퍼형상으로 구성함으로써, 공작기계의 툴 클램핑 동작 또는 언클램핑동작시 그리퍼가 보다 명확하게 작동되도록 하며, 클램핑콘의 언밸런스보정을 통하여 보다 정밀한 작업을 수행할 수 있도록 함으로써 공작기계 장치의 내구성을 높이고, 보다 정밀한 가공작업을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention is configured in a tapered shape of the fine angle by varying the diameter of the first half and the second half of the outer peripheral surface of the clamping cone, so that the gripper is more clearly operated during tool clamping or unclamping operation of the machine tool, unbalance of the clamping cone By performing a more precise operation through the correction has the effect of increasing the durability of the machine tool device, and can perform a more precise machining operation.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 툴 클램핑장치 중 클램핑콘의 구조를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이다.1 is a perspective view showing the structure of the clamping cone of the tool clamping device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of Figure 1, Figure 3 is a side view of FIG.

본 발명 실시예인 클램핑콘(100)을 포함하는 툴클램핑장치는 스핀들하우징(110)과 스핀들(120)과 클램핑유닛(130)과 스페이서(140)와 드로바축(150)을 포함한다.The tool clamping device including the clamping cone 100 according to the embodiment of the present invention includes a spindle housing 110, a spindle 120, a clamping unit 130, a spacer 140, and a drawbar shaft 150.

상기 스핀들하우징(110)은 내부 중앙이 축 방향을 따라 관통된 제1관통부(111)를 갖는다. The spindle housing 110 has a first through part 111 through which an inner center thereof is penetrated along an axial direction.

상기 스핀들(120)은 상기 스핀들하우징(110)의 제1관통부(111) 내에 베어링(115)을 포함하여 축 회전 가능하게 배치되어 있다. The spindle 120 includes a bearing 115 in the first through part 111 of the spindle housing 110 to be axially rotatable.

상기 클램핑유닛(130)은 상기 스핀들(120)의 전방에 배치되어 방사상으로 벌어지거나 오므려지면서 제1확장홈부(122)로 진입된 툴홀더(t)를 클램핑할 수 있도록 선단부에 그리퍼머리부(131a)가 구비되고 후단부에 제2확장홈부(123)내로 슬라이딩되는 그리퍼꼬리부(131b)를 갖는 복수의 그리퍼(131)로 이루어져 있다.The clamping unit 130 is disposed at the front of the spindle 120 and is gripper head portion at the distal end to clamp the tool holder (t) entered into the first expansion groove 122 while being radially opened or retracted. 131a is provided and includes a plurality of grippers 131 having a gripper tail portion 131b that slides into the second expansion groove 123 at the rear end thereof.

상기 스페이서(140)는 상기 각 그리퍼(131)의 그리퍼꼬리부(131b) 후단면과 그 선단면이 접촉 배치되어 각각의 그리퍼(131)가 방사상으로 확장 및 수축 이동되는 것을 스프링(141)에 의해 탄성적으로 가이드하는 것이다.The spacer 140 has a rear end surface and a front end surface of the gripper tail portion 131b of each gripper 131 contacted to each other so that each gripper 131 is extended and contracted radially by a spring 141. It is to guide elastically.

상기 드로바축(150)은 상기 클램핑콘(100)이 선단부에 결합되어 전진/ 후진되도록 하는 것이다.The drawbar shaft 150 is such that the clamping cone 100 is coupled to the front end to move forward / backward.

상기 클램핑콘(100)은 상기 스핀들(120)의 내부에 배치되며, 그 선단부가 클램핑유닛(130)과 스페이서(140)를 관통하여 축 방향을 따라 드로바스프링(151)에 의해 탄성적으로 작동되는 것으로 후진상태에서 그리퍼(131)를 방사상으로 벌려 지지하거나 전진상태에서 상기 그리퍼(131)가 수축되도록 하는 것이다.The clamping cone 100 is disposed inside the spindle 120, and its tip portion is elastically operated by the drawbar 151 along the axial direction through the clamping unit 130 and the spacer 140. The gripper 131 is radially opened in the reverse state or the gripper 131 is contracted in the forward state.

상기 클램핑콘(100)은 직경이 서로 다른 2단으로 된 클램핑콘머리부(101)와 클램핑콘꼬리부(102)가 일체로 형성되며, 상기 그리퍼머리부(131a)와 그리퍼꼬리부(131b)의 내측면이 각각 면접촉되도록 각각 경사면A(103)와 경사면B(104)을 구비하되, 상기 클램핑콘(100)의 몸통부는 꼬리부쪽이 머리부쪽보다 직경이 큰 미세한 각도의 테이퍼형상으로 이루어져 있다.The clamping cone 100 has a two-stage clamping cone head 101 and the clamping cone tail portion 102 is formed integrally, the gripper head portion (131a) and the gripper tail portion (131b) The inclined surface A 103 and the inclined surface B 104 are respectively provided such that the inner surfaces thereof are in surface contact with each other, and the body portion of the clamping cone 100 is formed in a tapered shape having a fine angle at which the tail portion has a larger diameter than the head portion. .

또한 상기 클램핑콘(100)은 클램핑콘머리부(101)의 전면부에 다수의 밸런스보정홀(105)이 천공되어 있으며, 상기 밸런스보정홀(105)에는 밸런스보정나사(106)가 체결되어 미세하게 언밸런스보정이 가능한 언밸런스보정수단을 구비하였다.In addition, the clamping cone 100 has a plurality of balance correction holes 105 perforated in the front surface of the clamping cone head 101, the balance correction hole 106 is fastened to the balance correction screw 106 is fine It was provided with an unbalance correction means capable of unbalance correction.

이와 같은 본 발명 실시예의 작용 효과에 대하여 살펴본다.This will be described with respect to the effect of the embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명 실시예에 따른 작동상태도로서, 4a)는 클램핑시의 상태를 보인 단면도이고, 4b)는 언클램핑시의 상태를 보인 단면도이다.Figure 4 is an operating state diagram according to an embodiment of the present invention, 4a) is a cross-sectional view showing a state when clamping, 4b) is a cross-sectional view showing a state when unclamping.

툴 클램핑 장치의 작동예를 살펴보면, 우선 툴홀더(t)가 장착되기 전 상태의 장치에서, 별도의 외부 유압장치를 통해 드로바축(150)을 전방으로 가압하여 이 드로바축(150)을 전방으로 일정거리 전진시킨다.Looking at the operation example of the tool clamping device, first, in the device before the tool holder (t) is mounted, the drawbar shaft 150 is pushed forward by pressing the drawbar shaft 150 forward through a separate external hydraulic device. Advance a certain distance.

그러면, 일단 드로바스프링(151)이 드로바축(150)에 의해 가압된 상태가 되고, 드로바축(150) 선단부의 클램핑콘(100)이 클램핑유닛(130)의 외부로 빠져나가 서 이 클램핑유닛(130)로의 방사상 가압을 해제하며, 이때 이 가압력 해제에 따라 스프링(141)의 탄성 반발력을 받고 있던 스페이서(140)가 전방으로 이동하게 되고, 이에 의해 이 스페이서(140)와 면 접촉되어 있던 각 그리퍼(131)들이 스페이서(140)의 전방 진행에 대응하여 중심축 방향으로 방사상 수축되어 스핀들(120)의 제1확장홈부(122)가 개방된 상태가 되도록 한다. Then, once the drawbar spring 151 is pressed by the drawbar shaft 150, the clamping cone 100 at the tip of the drawbar shaft 150 is pulled out of the clamping unit 130, and thus the clamping unit 130. When the radial pressure is released to the 130, the spacer 140, which has been subjected to the elastic repulsion of the spring 141, moves forward in response to the release of the pressing force, thereby causing an angle in contact with the spacer 140. The grippers 131 are radially contracted in the direction of the central axis in response to the forward movement of the spacer 140 so that the first expansion groove 122 of the spindle 120 is opened.

이러한 상태에서 툴홀더(t)를 스핀들(120)의 제1확장홈부(122)로 삽입시키고 나서 드로바축(150)에 가해지는 유압을 해제하면 이 드로바축(150)는 드로바스프링(151)의 탄성 복귀력에 의해 후방으로 복귀되고 이와 동시에 드로바축(150) 선단의 클램핑콘(152)도 후방으로 후퇴되면서 클램핑유닛(130)의 내부로 진입하여 각각의 그리퍼(131)을 방사 방향으로 밀어내게 된다.In this state, when the tool holder t is inserted into the first expansion groove 122 of the spindle 120 and the hydraulic pressure applied to the drawbar shaft 150 is released, the drawbar shaft 150 is the drawbar spring 151. It is returned to the rear by the elastic return force of the at the same time, the clamping cone 152 at the tip of the drawbar shaft 150 is also retracted backward and enters the clamping unit 130 to push each gripper 131 in the radial direction. To me.

그러면, 방사상으로 확장되는 각각의 그리퍼(131)의 그리퍼머리부(131a)가 툴홀더(t)의 걸림턱(t1)에 걸리면서 기본적으로 툴홀더(t)를 견고히 고정시키게 되고, 이와 동시에 그리퍼(131) 후단의 그리퍼꼬리부(131b)가 제2확장홈부(123)로 밀려나면서 이 그리퍼꼬리부(131b) 홈부바닥과 면 접촉 되어 있는 스페이서(140)를 후방으로 이동시켜 스프링(141)을 가압하게 되어 그리퍼(131)가 탄성 지지된 상태가 되도록 함으로써 최종적으로 툴홀더(t)에 대한 클램핑 작업이 완료된다. Then, the gripper head portion 131a of each of the grippers 131 extending radially is caught by the locking projection t1 of the tool holder t, thereby basically fixing the tool holder t firmly, and at the same time, the gripper ( 131) The gripper tail portion 131b of the rear end is pushed to the second expansion groove portion 123, and the spacer 140, which is in surface contact with the bottom of the groove portion of the gripper tail portion 131b, is moved backward to press the spring 141. The gripper 131 is elastically supported so that the clamping operation for the tool holder t is finally completed.

이렇게 툴홀더(t)의 클램핑된 스핀들(120)를 회전시켜 툴홀더(t)를 통한 회전 작업을 수행할 수 있게 되는 것이다.In this way, the clamped spindle 120 of the tool holder t may be rotated to perform a rotation operation through the tool holder t.

즉, 도 4a에 도시된 바와 같이 클램핑 시의 기본 동작은 클램핑콘(100)이 우측으로 이동함에 따라 쐐기 모양으로 그리퍼(131)의 머리부 안쪽에 부딪치며 그리 퍼의 머리부를 바깥 쪽으로 벌어지게 한다. That is, as illustrated in FIG. 4A, the basic operation during clamping hits the inside of the head of the gripper 131 in a wedge shape as the clamping cone 100 moves to the right, and opens the head of the gripper outward.

물론 뒤쪽(우측)의 꼬리부도 바깥 쪽으로 이동하며 이 동작에 따라 클램핑 동작이 종료되면 스핀들 홈부의 경사면과는 출발시 보다 접촉면적이 더 커지게 된다.Of course, the tail of the rear (right) is also moved outward, and when the clamping operation is terminated according to this operation, the contact area with the inclined surface of the spindle groove is larger than when starting.

한편, 툴홀더(t)를 이용한 작업을 완료하여 툴홀더(t)를 장치로부터 해제하고자 할 경우에는 도 4b와 같은 언클램핑 시의 동작으로서 상기와 같이 외부의 유압장치로 드로바축(150)을 전방으로 밀어내게 되면 다시 드로바축(150) 선단부의 클램핑콘(100)이 클램핑유닛(130)의 외부로 빠져나가서 이 클램핑유닛(130)로의 방사상 가압이 해제되며, 이때 이 가압력 해제에 따라 스프링(141)의 탄성 반발력을 받고 있던 스페이서(140)가 전방으로 이동하게 되고, 이에 의해 이 스페이서(140)와 면 접촉되어 있던 각 그리퍼(131)들이 스페이서(140)의 전방 진행에 대응하여 중심축 방향으로 방사상 수축되어 결과적으로 각 그리퍼(131)의 그리퍼머리부(131a)가 툴홀더(t)의 걸림턱(t1)에서 이탈되어 툴홀더(t)가 장치로부터 분리될 수 있게 되는 것이다. Meanwhile, when the tool holder t is to be released from the device by completing the work using the tool holder t, the drawbar shaft 150 may be moved by the external hydraulic device as described above as an operation during unclamping as shown in FIG. 4B. When pushed forward, the clamping cone 100 at the distal end of the drawbar shaft 150 exits the outside of the clamping unit 130, and the radial pressure is released to the clamping unit 130. The spacer 140, which has been subjected to the elastic repulsive force of 141, moves forward, whereby the grippers 131 that are in surface contact with the spacer 140 correspond to the forward movement of the spacer 140 in the center axis direction. As a result, the gripper head 131a of each gripper 131 is detached from the latching t1 of the tool holder t so that the tool holder t can be separated from the apparatus.

즉, 클램핑콘(100)이 좌측으로 빠져나가면서 그리퍼(131)가 안쪽으로 모이는 것이다. 상기 그리퍼(131)는 현재위치에서 거의 상하 동작만 한다고 보면 된다.That is, as the clamping cone 100 exits to the left side, the gripper 131 gathers inward. The gripper 131 may be regarded as only moving up and down at the current position.

상기 클램핑콘(100)은 Q1에서 Q2 구간만 구배가 형성되어 있어(Q2 쪽이 직경으로 0.3정도 더 굵다), 언클램핑 동작 시작 때의 종래의 상태와 동일하다.The clamping cone 100 has a gradient formed only in the section Q1 to Q2 (Q2 side is about 0.3 thicker in diameter), which is the same as the conventional state at the start of the unclamping operation.

그리퍼(131)에 작용하는 힘 P는 언클램핑 때나 클램핑 때 항상 같은 방향으로 작용하며, 그리퍼(131)의 축방향 중심선에서 바깥 쪽으로 치우처져 있어 클램핑 콘(100)이 좌측으로 빠져나가 그리퍼(131)가 안쪽으로(상기의 상하 동작에서 상방향 동작을 말함) 이동할 때 머리부가 꼬리부보다 먼저 안쪽으로 기울어짐으로서 모아지게 된다.The force P acting on the gripper 131 always acts in the same direction at the time of unclamping or clamping, and is biased outward from the axial center line of the gripper 131 so that the clamping cone 100 exits to the left and the gripper 131 When the head is moved inward (refering to the upward motion in the vertical motion above), the head is collected by inclining inwards before the tail.

이 때 머리부는 툴홀더 테이퍼 섕크부 내경의 경사면에서 완전히 이탈하지만 꼬리부는 스핀들 홈부의 측면 경사부에 약간 물려있으며 여전히 힘 P를 받고 있다.At this time, the head part completely deviates from the inclined surface of the tool holder taper shank inner diameter, but the tail part is slightly bited by the side inclined part of the spindle groove and is still subjected to the force P.

본 발명은 언클램핑 동작이 완료되는 시점에서 클램핑콘(100) 외경부의 좌측으로의 경사 테이퍼로 인해 머리부가 모이는 동작을 보다 확실하게 해준다.The present invention makes it possible to more reliably move the head portion due to the tapered taper to the left side of the outer diameter of the clamping cone 100 at the time when the unclamping operation is completed.

또한 본 발명 실시예의 클램핑콘(100)은 클램핑콘머리부(101)의 전면부에 형성된 다수의 밸런스보정홀(105)에 밸런스보정나사(106)를 체결하여 미세하게 언밸런스보정을 가능하게 한 언밸런스보정수단에 의하여 클램핑콘의 언밸런스를 보정하여 보다 정밀한 가공작업을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the clamping cone 100 according to the embodiment of the present invention is fastened to the plurality of balance correction holes 105 formed in the front portion of the clamping cone head 101 unbalance unbalanced to enable fine unbalance correction Correction means has the effect of correcting the unbalance of the clamping cone to perform a more precise machining operation.

본 발명은 공작기계의 툴 클램핑 장치로서 작업상 공구의 교환과 같은 작업을 보다 원활하게 수행할 수 있도록 함으로써 오동작의 방지에 따른 공작기계의 내구성을 높이며, 작업의 능률을 획기적으로 향상시키도록 하는 것으로 산업상 이용가능성이 매우 큰 기술인 것이다.The present invention is to increase the durability of the machine tool according to the prevention of malfunction, and to significantly improve the efficiency of the work by enabling the tool clamping device of the machine tool to work more smoothly, such as replacement of the tool in operation It is a technology with great industrial applicability.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 툴 클램핑장치 중 클램핑콘의 구조를 보인 사시도. 1 is a perspective view showing the structure of the clamping cone of the tool clamping device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 단면도.2 is a cross-sectional view of FIG.

도 3은 도 1의 측면도.3 is a side view of FIG. 1;

도 4는 본 발명 실시예에 따른 작동상태도로서,4 is an operating state diagram according to an embodiment of the present invention,

a)는 클램핑시의 상태를 보인 단면도이고,a) is a cross-sectional view showing the state at the time of clamping,

b)는 언클램핑시의 상태를 보인 단면도임.b) is the cross-sectional view showing the state at the time of unclamping.

도 5는 종래기술의 툴 클램핑 장치를 나타낸 개략도.5 is a schematic view showing a tool clamping device of the prior art.

도 6은 종래기술의 툴 클램핑 장치 중 그리퍼와 스페이서의 사시도.6 is a perspective view of a gripper and a spacer in a tool clamping device of the prior art;

도 7은 종래 기술의 툴 클램핑 장치 중 클램핑콘의 구조를 보인 사시도.Figure 7 is a perspective view showing the structure of the clamping cone of the prior art tool clamping device.

도 8은 종래 기술의 툴 클램핑 장치 중 언클램핑 상태를 나타낸 요부개략도.Fig. 8 is a schematic view showing the main parts of the prior art tool clamping device in an unclamping state.

도 9는 종래 기술의 툴 클램핑 장치 중 클램핑 상태를 나타낸 요부개략도.9 is a schematic view of main parts showing a clamping state of a tool clamping device of the prior art;

*주요부분의 부호에 대한 설명* Description of the sign of the main part

100: 클램핑콘100: clamping cone

101: 클램핑콘머리부 102: 클림핑콘꼬리부101: clamping cone head 102: clamping cone tail portion

103: 경사면A 104: 경사면B103: inclined plane A 104: inclined plane B

105: 밸런스보정홀 106: 밸런스보정나사105: Balance correction hole 106: Balance correction screw

110 : 스핀들하우징 111 : 제1관통부110: spindle housing 111: first through part

115 : 베어링 120 : 스핀들115: bearing 120: spindle

121 : 제2관통부 122 : 제1확장홈부121: second through portion 122: first expansion groove

123 : 제2확장홈부 130 : 클램핑유닛123: second expansion groove 130: clamping unit

131 : 그리퍼 131a : 그리퍼머리부131: gripper 131a: gripper head

131b : 그리퍼꼬리부 131b: gripper tail

140 : 스페이서 141 : 스프링140: spacer 141: spring

142 : 카운터링 150 : 드로바축142: counter ring 150: drawbar shaft

151 : 드로바스프링 151: drawbar spring

t : 툴 t1 : 걸림턱t: Tool t1: Jam Jaw

Claims (2)

내부 중앙이 축 방향을 따라 관통된 제1관통부(111)를 갖는 스핀들하우징(110)과;A spindle housing (110) having a first through portion (111) penetrated along an axial direction thereof; 상기 스핀들하우징(110)의 제1관통부(111) 내에 베어링(115)을 포함하여 축 회전 가능하게 배치되고 그 내부 중앙에 축 방향을 따라 관통된 제2관통부(121)가 구비되며 그 선단 내벽면에 제1, 2확장홈부(122,123)가 형성된 스핀들(120)과;A second through part 121 is disposed in the first through part 111 of the spindle housing 110 such that the bearing 115 is axially rotatable and penetrated along the axial direction at the inner center thereof. A spindle 120 having first and second expansion grooves 122 and 123 formed on an inner wall thereof; 상기 스핀들(120)의 전방에 배치되어 방사상으로 벌어지거나 오므려지면서 제1확장홈부(122)로 진입된 툴홀더(t)를 클램핑할 수 있도록 선단부에 그리퍼머리부(131a)가 구비되고 후단부에 제2확장홈부(123)내로 슬라이딩되는 그리퍼꼬리부(131b)를 갖는 복수의 그리퍼(131)으로 이루어진 클램핑유닛(130)과;The gripper head portion 131a is provided at the front end to be clamped at the front end of the spindle 120 to clamp the tool holder t, which enters the first expansion groove 122 while being radially opened or retracted. A clamping unit (130) comprising a plurality of grippers (131) having gripper tail portions (131b) sliding in the second extension groove portion (123) at each other; 상기 각 그리퍼(131)의 그리퍼꼬리부(131b) 후단면과 그 선단면이 접촉 배치되어 각각의 그리퍼(131)가 방사상으로 확장 및 수축 이동되는 것을 스프링(141)에 의해 탄성적으로 가이드하는 스페이서(140)와;A spacer for elastically guiding by the spring 141 that the rear end surface of the gripper tail portion 131b and the front end surface of each gripper 131 are in contact with each other and the gripper 131 is radially expanded and contracted. 140; 상기 스핀들(120)의 제2관통부(121) 내에 배치되되 그 선단부가 클램핑유닛(130)과 스페이서(140)를 관통하여 축 방향을 따라 드로바스프링(151)에 의해 탄성적으로 작동되는 것으로 후진상태에서 그리퍼(131)를 방사상으로 벌려 지지하거나 전진상태에서 상기 그리퍼(131)가 수축되도록 하는 클램핑콘(100)과;Is disposed in the second through portion 121 of the spindle 120, the front end portion is to be elastically actuated by the drawbar spring 151 along the axial direction through the clamping unit 130 and the spacer 140 A clamping cone 100 for radially supporting the gripper 131 in a backward state or contracting the gripper 131 in a forward state; 상기 클램핑콘(100)이 선단부에 결합되어 전진/ 후진되도록 하는 드로바축(150)을 포함하는 툴 클램핑 장치에 있어서,In the tool clamping device comprising a drawbar shaft 150 for the clamping cone 100 is coupled to the front end to move forward / backward, 상기 클램핑콘(100)은 The clamping cone 100 is 직경이 서로 다른 2단으로 된 클램핑콘머리부(101)와 클램핑콘꼬리부(102)가 일체로 형성되며, 상기 그리퍼머리부(131a)와 그리퍼꼬리부(131b)의 내측면이 각각 면접촉되도록 각각 경사면A(103)와 경사면B(104)을 구비하되, 상기 클램핑콘(100)의 몸통부는 꼬리부쪽이 머리부쪽보다 직경이 큰 미세한 각도의 테이퍼형상이며,The clamping cone head portion 101 and the clamping cone tail portion 102 formed of two stages having different diameters are integrally formed, and inner surfaces of the gripper head portion 131a and the gripper tail portion 131b are respectively in surface contact. Each of the inclined surface A (103) and the inclined surface (B 104) is provided, but the body of the clamping cone 100 has a tapered shape of a fine angle with a larger diameter at the tail side than the head side, 상기 클램핑콘머리부(101)에는 언밸런스를 보정할 수 있도록 하는 언밸런스보정수단이 구비됨을 특징으로 하는 툴 클램핑 장치.Tool clamping device, characterized in that the clamping cone head 101 is provided with an unbalance correction means for correcting the unbalance. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 언밸런스보정수단은 The unbalance correction means 클램핑콘머리부(101)의 전면부에 다수개 형성된 밸런스보정홀(105)과;A balance correction hole 105 formed in plural in the front portion of the clamping cone head portion 101; 상기 밸런스보정홀(105)에 체결되어 언밸런스를 보정하도록 하는 밸런스보정나사(106)로 구성됨을 특징으로 하는 툴 클램핑 장치.Tool clamping device, characterized in that consisting of a balance correction screw 106 is fastened to the balance correction hole 105 to correct the unbalance.
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