KR101095245B1 - 직각 홀 가공 치공구 및 이를 이용한 직각 홀 가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직각 홀 가공 치공구 및 이를 이용한 직각 홀 가공 방법에 관한 것으로, 원기둥 모양의 드릴 안내 홀이 중심을 관통하도록 형성되어 표면의 접촉을 최소화한 구형의 직각 교정 회전 볼과; 상기 직각 교정 회전 볼이 회전 가능하게 끼워지도록 내측면에 곡면을 형성한 고리모양의 홀더와; 상기 홀더가 삽입되어 결합되는 원형의 드릴 삽입부를 형성한 플레이트로 구성함으로써, 작업자의 숙련 정도에 관계없이 홀 가공 표면에 대해 홀 중심에서의 정확한 직각 홀 가공을 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

DRFX, 드릴 부쉬, 플레이트, 드릴 삽입부, 고리형 홀더, 직각 교정 회전 볼, 드릴 안내홀, 드릴, 홀 세팅 핀.

Description

직각 홀 가공 치공구 및 이를 이용한 직각 홀 가공 방법{RIGHT ANGLE DRLLING TOOL AND RIGHT ANGLE DRIILING METHOD USING IT}

본 발명은 드릴을 이용한 홀 가공시에 정확한 홀 가공 위치 고정과 드릴의 진행방향이 표면에 정확한 직각을 이루도록 함으로써, 작업자의 숙련 정도에 관계없이 홀 가공의 정확성 및 효율성을 향상시키는 직각 홀 가공 치공구 및 이를 이용한 직각 홀 가공 방법에 관한 것이다.

통상적으로 홀 가공 치공구는 평면 또는 곡면을 갖는 구조물 등에 드릴 등을 이용하여 홀을 가공하는 경우 정확한 홀 위치와 가공 표면에 직각가공이 되도록 드릴 등을 고정하는 보조 장치이다.

도 1은 항공기 등의 조립에 사용되는 복합 치공구 예컨대, DRFX(Drill Fixture, 경화된 복합 부품(COMPARSITE PART)에 드릴링(DRILLING) 공정을 수행할 수 있도록 홀딩(HOLDING)하기 위한 툴, 이하 같다.)에 작업자가 직각자(3)를 이용하여 드릴(5)이 상기 DRFX의 표면에 직각이 되도록 고정한 후 홀 가공 작업을 진행하는 실제 사진이다.

상기 직각자(3)를 이용하여 표면에 홀을 가공하는 경우에는 표면이 굴곡 등 이 없는 수평인 경우는 표면에 대한 직각 홀 가공이 가능할 수 있으나, 표면이 일정한 굴곡이나 곡선을 형성한 경우는 표면에 대한 정확한 직각 홀 가공 및 홀 중심(HOLE CENTER)에 대한 정확한 홀 가공이 어려우며, 홀 가공 작업시에 직각자 등의 흔들림 현상으로 정확한 직각 홀 가공이 곤란한 문제가 있다.

또한, 작업자의 숙련도 정도에 따라 직각 홀 가공의 품질에 큰 차이가 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 홀 가공시 흔들림 현상을 최소화하여 작업자의 숙련 정도에 관계없이 안정적으로 홀 가공을 할 수 있도록 하는 직각 홀 가공 치공구 및 이를 이용한 홀 가공 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 곡면 등을 갖는 표면에 대해 정확한 직각 홀 가공을 할 수 있도록 하는 직각 홀 가공 치공구 및 이를 이용한 홀 가공 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 표면의 홀 중심(HOLE CENTER)에 정확한 직각 홀 가공을 할 수 있도록 하는 직각 홀 가공 치공구 및 이를 이용한 홀 가공 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 작업자의 숙련 정도에 관계없이 안정적이고 효율적으로 직각 홀 가공을 할 수 있도록 하는 직각 홀 가공 치공구 및 이를 이용한 홀 가공 방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 직각 홀 가공 치공구는 청구항 제1항에 기재된 바와 같이, 원기둥 모양의 드릴 안내 홀(41)이 중심을 관통하도록 형성되어 표면의 접촉을 최소화한 구형의 직각 교정 회전 볼(40)과; 상기 직각 교정 회전 볼(40)이 회전 가능하게 끼워지도록 내측면에 곡면을 형성한 고리모양의 홀더(35)와; 상기 홀더(35)가 삽입되어 결합되는 원형의 드릴 삽입부(31)를 형성한 플레이트(30)와; 상기 직각 교정 회전 볼(40)에 형성된 상기 드릴 안내 홀(41)에 삽입되는 가이드용 드릴 부쉬(20);를 포함하되, 상기 드릴 안내 홀(41)의 상단 및 하단에 해당하는 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 부분은 상기 드릴 안내 홀(41)의 중심축과 수직을 이루는 고리형의 면으로 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 드릴 안내 홀(41)의 상단에서 하단까지의 높이는 상기 플레이트의 두께보다 긴 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 직각 홀 가공 치공구를 이용한 직각 홀 가공 방법은 청구항 제3항에 기재된 바와 같이, 홀 가공 표면의 홀 가공 위치에 대응되도록 제1항의 기재에 따른 직각 홀 가공 치공구(50)를 상기 홀 가공 표면에 고정하는 제1단계; 홀 세팅 핀(7)을 직각 교정 회전 볼(40)의 드릴 안내 홀(41)에 끼워 표면과 상기 드릴 안내 홀(41)이 직각이 되도록 세팅하는 제2단계; 상기 드릴 안내 홀(41)에 드릴을 끼워 홀 가공을 하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1단계는 청구항 제4항에 기재된 바와 같이, 상기 직각 홀 가공 치공구(50)의 상기 드릴 안내 홀(41)을 상기 홀 가공 표면의 홀 가공 위치에 대응되도록 위치시키고, 클램프 또는 양면 테이프 중 어느 하나에 의해 플레이트(30)를 상기 홀 가공 표면에 고정하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성을 갖는 본 발명에 의한 직각 홀 가공 치공구 및 이를 이용한 홀 가공 방법은 홀 가공 드릴 작업시 흔들림을 최소화하여 홀 가공의 정확성과 작업효율성을 극대화하는 효과가 있다.

또한, 홀 가공 표면의 굴곡 등에 관계없이 홀 가공 표면에 대해 정확히 직각을 이루며 홀 중심에 정확한 홀 가공을 할 수 있는 효과가 있다.

덧붙여, 작업자의 숙련 정도에 관계없이 홀 가공 표면에 대해 정확한 직각 가공을 할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한 도면에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 본 발명의 실시예를 설명할 때 동일한 기능 및 작용을 하는 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 직각 홀 가공 치공구 및 이를 이용한 홀 가공 방법에 있어서, 드릴 작업이 수행되는 가공물은 홀 가공이 필요한 모든 가공물에 대해 적용될 수 있으나, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 항공기제작에 사용되는 표면에 굴곡 내지 곡면을 형성하는 복합 치공구인 DRFX(10)에 한정하여 설명한다.

도 2a는 표면에 굴곡을 형성하는 상기 복합 치공구 DRFX에 홀이 형성된 것을 나타내며, 도 2b는 도 2a에서 표시된 'H'부분에 대한 상세도이다.

도 2a에서 도시하는 바와 같이 상기 복합 치공구 DRFX(10)는 표면(15)에 굴곡 등의 윤곽을 갖는다.

상기 복합 치공구 DRFX(10)에 홀 가공을 하는 경우에는 도 2b에서 도시하는 바와 같이, 상기 DRFX(10)의 표면(15)에 대해 직각으로 홀이 형성되어야 한다. 이는 표면에 대해 직각으로 홀을 형성하여야만 부품(PART)에 대하여도 직각으로 가공이 가능하기 때문이다.

도 3a는 본 발명에 따른 직각 홀 가공 치공구의 구성 부품 중 플레이트(30)의 구성도이다.

상기 플레이트(30)는 도 3a에서 도시하는 바와 같이, 원형의 홀을 형성하는 드릴 삽입부(31)를 형성한다.

상기 플레이트(30)의 모양은 도 3a에서 도시하는 바와 같은 직사각형의 자 모양은 물론 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

도 3b는 도 3a에 도시된 상기 플레이트(30)의 측면도이다.

상기 플레이드(30)에 대한 일실시예로서, 도 3a에서 표기된 a,b,c,d 및 w는 각각 다음과 같이 설계될 수 있다.

a=39.0mm, b=29.0mm, c=19.5mm, d=10.0mm로 설계될 수 있으며, 상기 드릴 삽입부(31)의 외경 w는 22.0mm(φ22.0mm)로 설계될 수 있다.

또한, 도 3b에서 표기된 a,b,c,d 및 e는 다음과 같이 설계될 수 있다.

a=8.0mm, b=180.0mm, c=20.0mm, d=10.0mm, e=2.0mm로 설계될 수 있다.

도 3c는 상기 플레이트(30)에 형성된 상기 드릴 삽입부(31)에 끼워져 결합되는 고리형 홀더(35)의 구성도이며, 도 3d는 상기 고리형 홀더(35)의 측면도이다.

상기 고리형 홀더(35)는 상기 드릴 삽입부(31)에 맞도록 끼워져 결합된다.

따라서, 상기 드릴 삽입부(31)의 외경(w)이 상기와 같이 설계된 경우, 도 3c에서 도시하는 바와 같이 상기 고리형 홀더(35)의 외경(w)도 22.0mm(φ22.0mm)로 설계되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 고리형 홀더(35)의 내경(x)은 도 3c에서 도시하는 바와 같이 형성되어 반지 고리 형상으로 구성되며, 상기 고리형 홀더(35)의 외경(w)이 상기와 같은 경우 상기 고리형 홀더(35)의 내경(x)는 18.60mm에 허용공차는 +0.05mm(φ18.60mm +0.05mm)로 설계될 수 있다.

또한, 상기 고리형 홀더(35)의 내측면은 도 3d의 점선으로 표시한 바와 같이, 잘록한 굴곡을 형성한다. 이는 후술하는 직각 교정 회전 볼(40)이 상기 고리형 홀더(35)에 끼워져 회전가능하도록 고정될 수 있게 하기 위함이다.

이때, 도 3d에서 a=8.0mm이고, w는 도 3c의 경우와 같이 설계될 수 있다.

도 4a는 상기 고리형 홀더(35)에 끼워져 홀 가공 작업시 상기 DRFX(10)의 표면에 직각으로 홀 가공이 가능하도록 드릴(5)을 가이드 하거나 가이드용 드릴 부쉬(20)가 삽입되는 직각 교정 회전 볼(40)의 평면도이며, 도 4b는 상기 직각 교정 회전 볼의 측면도이다.

상기 직각 교정 회전 볼(40)은 도 4b에서 도시하는 바와 같이, 구 형의 볼 중심을 관통하는 원 기둥 형상의 홀(도 4b에서 표시된 점선)인 드릴 안내 홀(41)을 형성하고, 상기 드릴 안내 홀(41)의 상단 및 하단에 해당하는 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 부분은 상기 드릴 안내 홀(41)의 중심축과 수직을 이루는 고리형의 면(도 4a 및 4b에 도시한 고리형 B면)을 형성한다.
상기 고리형 홀더(35)의 내측면은 도 3d의 점선으로 표시한 바와 같이, 잘록한 굴곡을 형성하고, 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 외측면은 구형으로 볼록한 굴곡을 형성하여, 각각의 굴곡은 동일한 곡률로 형성되어(도 5a의 고리형 홀더(35)와 직각 교정 회전 볼(40)이 접하는 면 참조) 직각 교정 회전 볼(40)이 상기 고리형 홀더(35)에 회전 가능하도록 끼워져 결합될 수 있고, 상기 직각 교정 회전 볼(40)이 회전함으로써, 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 상단 및 하단은 상기 드릴 안내 홀(41)의 중심축과 수직을 이루는 면(도 4b에 도시한 접촉면 B)에 의해 굴곡이 있는 DRFX의 표면에 대해 정확한 직각 가공이 가능하게 된다.

삭제

도 4a 또는 도 4b에서 나타내는 'B'부분은, 상기 DRFX의 표면과 접촉되는 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 접촉면을 나타낸다.

상기 플레이트(30)와 상기 고리형 홀더(35)가 상기와 같이 설계된 경우, 상기 직각 교정 회전 볼(40)은 다음과 같이 설계될 수 있다.

즉, 도 4a의 경우, 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 외경(x)은 18.60mm에 허용공차는 -0.05mm(φ18.60mm -0.05mm)이고, 상기 DRFX의 표면에 접촉되는 부분의 외경(y)는 14.20mm(φ14.20mm)이며, 상기 DRFX의 표면에 접촉되는 부분의 내경(z)는 12.60mm(φ12.60mm)로 설계될 수 있다.

따라서, 상기 DRFX의 표면과 접촉되는 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 접촉 면적은, 도 4a와 도 4b에 표시된 'B'의 부분에 해당하는 면적만큼이 되며, 상기와 같이 설계된 경우, 도 4a와 도 4b에 표기된 b는 0.8mm정도가 되고, 도 4b에서의 a는 12.0mm로 설계될 수 있다.

도 5a는 본 발명에 따른 직각 홀 가공 치공구(50)의 구성도로서, 상기 플레이트(30)에 형성된 상기 드릴 삽입부(31)에 상기 고리형 홀더(35)가 결합되고, 상기 고리형 홀더(35)에 상기 직각 교정 회전 볼(40)이 결합 된 구성을 나타내는 측면도이다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 직각 교정 회전 볼(40)에 형성된 드릴 안내 홀(41)의 상단에서 하단까지의 높이(도 4b에서 a로 표시한 부분)는 12.0mm 로 설계되고, 플레이트(30)의 두께(도 3b에서 a로 표시한 부분)는 8.0mm로 설계되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 드릴 안내 홀(41)의 상단에서 하단까지의 높이는 플레이트(30)의 두께보다 긴 것을 특징으로 하여, 도 6에 도시한 바와 같이 곡면을 갖는 DRFX 표면에 가공시 상기 드릴 안내 홀(41)을 형성하고 있는 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 상단 및 하단은 상기 플레이트(30) 밖으로 돌출되어 상기 DRFX 표면과 접촉되며, 이때, 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 회전 동작에 의해 상기 직각 교정 회전 볼(40)에 형성된 드릴 안내 홀(41)은 상기 DRFX 표면상의 홀 가공 위치와 직각이 된다.

도 5b는 도 5a에 대응하는 평면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 직각 홀 가공 치공구(50)를 이용하여 상기 DRFX의 표 면에 홀 가공 작업을 하는 전체 구성도이다.

상기 홀 가공 치공구(50)는 도 6에서 도시하는 바와 같이, 상기 직각 교정 회전 볼(40)에 형성된 드릴 안내 홀(41)에 가이드용 드릴 부쉬(20)가 삽입되어 있다.

도 6에서 도시하는 바와 같이, 본 발명에 다른 직각 홀 가공 치공구(50)는 곡면을 갖는 상기 DRFX 표면 상에 놓여 지고, 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 상기 드릴 안내 홀(41)의 중심과 상기 DRFX 표면의 홀 가공 위치 중심을 맞추게 된다.

이때, 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 회전 동작에 의해 상기 DRFX 표면 상의 홀 가공 위치와 직각이 되도록 상기 드릴 안내 홀(41)의 위치를 조정할 수 있다.

즉, 곡면을 갖는 DRFX 등의 표면상에 홀 가공을 하는 경우, 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 접촉면(B, 도 4a 또는 4b 참조)만이 상기 표면과 접촉되도록 하고, 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 회전 동작에 의해 상기 표면상의 혹 가공 위치와 정확한 직각이 되도록 만들 수 있다.

도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 직각 홀 가공 치공구(50)를 이용하여 상기 DRFX의 표면에 홀 가공 작업 공정을 나타내는 것으로서, 전체를 클램프(CLAMP) 또는 양면테이프를 이용하여 상기 홀 가공 표면상에 고정함으로써 안정적인 홀 가공 작업을 수행할 수 있다.(도 7a 또는 도 7b의 'C'부분 참조)

이때, 도 7a에서 도시하는 바와 같이, 홀 세팅 핀(7)을 상기 드릴 안내 홀(41)에 삽입하여 홀 가공 표면과 직각 홀 가공이 되도록 세팅할 수 있다.

또한, 도 7b에서 도시하는 바와 같이, 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 상기 드릴 안내 홀(41)에 가이드용 드릴 부쉬(20)를 삽입함으로써 각각의 사이즈(SIZE)에 맞는 드릴 작업을 할 수 있다.

본 발명에 따른 직각 홀 가공 치공구를 이용한 홀 가공의 작업 공정은 다음과 같다.

제1단계로, 홀 가공 표면의 홀 가공 위치에 대응되도록 직각 홀 가공 치공구(50)를 상기 홀 가공 표면에 고정한다.

제2단계로, 홀 세팅 핀(7)을 직각 교정 회전 볼(40)의 드릴 안내 홀(41)에 끼워 표면과 상기 드릴 안내 홀(41)이 직각이 되도록 세팅한다.

제3단계로, 상기 드릴 안내 홀(41)에 드릴을 끼워 홀 가공 표면에 직각으로 홀 가공을 한다.

이때, 상기 1단계에서 상기 직각 홀 가공 치공구의 고정은 클램프(CLAMP) 또는 양면테이프(도 7a 또는 도 7b 참조)를 이용할 수 있다.

상기와 같은 구성과 방법에 의해 곡면이나 굴곡을 갖는 표면에 대해 홀 중심에서의 정확한 직각 홀 가공이 가능하고, 흔들림 등을 최소화하며, 작업자의 숙련 정도에 관계없이 정확한 직각 홀 가공이 가능하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 홀 가공 작업을 나타내는 실제 사진이다.

도 2a는 홀 가공이 된 복합 치공구 DRFX를 나타내는 도면이다.

도 2b는 도 2a에 표시된 'H' 부분에 대한 상세도이다.

도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 직각 홀 가공 치공구의 플레이드에 대한 구성도이다.

도 3c와 도 3d는 고리형 홀터에 대한 구성도이다.

도 4a와 도 4b는 직각 교정 회전 볼에 대한 구성도이다.

도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 직각 홀 가공 치공구의 구성도이다.

도 6은 본 발명에 따른 직각 홀 가공 치공구를 이용한 직각 홀 가공작업의 전체 구성도이다.

도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 직각 홀 가공 치공구에 의한 직각 홀 가공의 작업 공정을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 직각자 5 : 드릴

7 : 홀 세팅 핀 10 : 복합 치공구(DRFX)

20 : 드릴 부쉬 30 : 플레이트

31 : 드릴 삽입부 35 : 고리형 홀더

40 : 직각 교정 회전 볼 41 : 드릴 안내 홀

50 : 직각 홀 가공 치공구

Claims (4)

1. 직각 홀 가공을 위한 홀 가공 치공구로서,

   원기둥 모양의 드릴 안내 홀(41)이 중심을 관통하도록 형성되어 표면의 접촉을 최소화한 구형의 직각 교정 회전 볼(40)과;

   상기 직각 교정 회전 볼(40)이 회전 가능하게 끼워지도록 내측면에 곡면을 형성한 고리모양의 홀더(35)와;

   상기 홀더(35)가 삽입되어 결합되는 원형의 드릴 삽입부(31)를 형성한 플레이트(30);

   상기 직각 교정 회전 볼(40)에 형성된 상기 드릴 안내 홀(41)에 삽입되는 가이드용 드릴 부쉬(20);를 포함하되,

   상기 드릴 안내 홀(41)의 상단 및 하단에 해당하는 상기 직각 교정 회전 볼(40)의 부분은 상기 드릴 안내 홀(41)의 중심축과 수직을 이루는 고리형의 면으로 형성된 것을 특징으로 하고,

   상기 드릴 안내 홀(41)의 상단에서 하단까지의 높이는 상기 플레이트의 두께보다 긴 것을 특징으로 하는 직각 홀 가공 치공구.
2. 삭제
3. 홀 가공 표면의 홀 가공 위치에 대응되도록 제1항의 기재에 따른 직각 홀 가공 치공구(50)를 상기 홀 가공 표면에 고정하는 제1단계;

   홀 세팅 핀(7)을 직각 교정 회전 볼(40)의 드릴 안내 홀(41)에 끼워 표면과 상기 드릴 안내 홀(41)이 직각이 되도록 세팅하는 제2단계;

   상기 드릴 안내 홀(41)에 드릴을 끼워 홀 가공을 하는 제3단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 직각 홀 가공 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1단계는,

   상기 직각 홀 가공 치공구(50)의 상기 드릴 안내 홀(41)을 상기 홀 가공 표면의 홀 가공 위치에 대응되도록 위치시키고, 클램프 또는 양면 테이프 중 어느 하나에 의해 플레이트(30)를 상기 홀 가공 표면에 고정하는 것을 특징으로 하는 직각 홀 가공 방법.

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