KR101234272B1 - 기계부품 가공용 지그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기계부품 가공용 지그장치에 관한 것으로서, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 일측에 결합되는 인덱스; 상기 베이스 플레이트의 타측에서 상기 인덱스와 이격 배치되는 심압대; 및 상기 인덱스와 상기 심압대 사이에서 회전 가능하게 결합되며, 가공대상물이 다수 개 척킹되는 다수의 제품고정 클램프공간이 적어도 하나의 격벽에 의해 형성되는 지그를 포함한다. 이에 의해, 종래보다 효율적인 구조를 가짐으로써 비용을 감소시킬 수 있음은 물론 기계부품의 작업시간을 감소시킬 수 있으며, 공작기계의 비가공시간을 크게 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며 투자비용 또한 현저하게 줄일 수 있다.

Description

기계부품 가공용 지그장치{JIG DEVICE}

본 발명은, 기계부품 가공용 지그장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 종래보다 효율적인 구조를 가짐으로써 제조비용과 투자비용을 감소시킬 수 있음은 물론 가공대상물의 교체 작업시간을 감소시킬 수 있으며, 공작기계 Z축 공구교환 시간과 공구의 가 감속시간 단축을 통해 비가공시간을 현저하게 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 기계부품 가공용 지그장치에 관한 것이다.

일예로 차량용 자동 변속기는 토크 컨버터와, 이 토크 컨버터에 연결되는 다단 변속기어 메커니즘인 파워 트레인과, 차량의 주행상태에 따라 파워 트레인을 선택적으로 작동시키기 위한 유압 제어시스템을 보유한다.

이러한 자동 변속기에 있어서, 유압 제어시스템에 유압을 생성하여 공급하기 위한 수단으로서 오일펌프라 하는 기계부품이 내장된다.

오일펌프는 토크 컨버터의 출력측과 직결되어 엔진의 시동 상태에서는 항상 구동되면서 유압을 생성하는 역할을 한다. 오일펌프의 일측에는 오일펌프 커버가 결합된다.

한편, 오일펌프 커버는 CNC선반(CNC LATHE)을 이용(X.Z축이송)하여 면을 절삭한 후 CNC탭핑머신(CNC TAPPING MACHINING)또는 CNC 머시닝센터(cnc machining center)에 의해 가공될 수 있다.

참고로, 탭핑머신과 머시닝센터는 X.Y.Z축이 자유 자재로 이송하기가 가능하고 여러 종류의 공구를 교환하면서 절삭, 구멍뚫기, TAP가공, 속파내기 등 다양한 가공을 가능케하는 다기능 수치제어 밀링 기계이다.

CNC 탭핑이나 머시닝 센터의 이송축은 대부분 X.Y.Z방향으로 움직일 수 있도록 이루어져 있어 가공지그에 인덱스(로타리테이블)를 사용하여 지그에 척킹된 제품의 전,후면과 측면의 2개소(척킹상태에서 Y축방향으로 180도 지점의 양면 한점씩)를 가공할 수가 있다. 이때 가공대상물은 지그에 척킹되어 인덱스 테이블에 설치되어진 채 한번 척킹한 상태에서 가공되어진다.

종래의 탭핑센타나 머시닝센터에서는, 1개의 지그(240)에 도 7에 도시된 바와 같이 1개의 가공대상물(A)만이 설치되는 구조이므로, 1개의 가공대상물(A)이 작업 완료될 때마다 가공대상물(A)을 교체해줘야 하므로, 공작기계의 공구교환 시간과 공구의 가 감속시간을 필요로 해

비가공시간이 많이 소요되고 자주 교체해줌으로써 노동력 손실이 많으며 생산성이 저하되는 문제점이 있었다. (미설명 부호 210은 베이스 플레이트, 220은 인덱스, 250은 제품고정 지지수단임)

종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 도 8에서와 같이 인덱스(220) 2개와 지그(240) 2개를 별도로 준비하여 각각 결합한 후 한대의 기계에 2대의 인덱스(220)와 결합된 지그(240)를 장착하여 2개의 가공대상물을 함께 가공할 수 있는 방법이 제시된 바 있으나, 기계의 사양이 커져야하고 인덱스를 추가로 구비함에 따라 비용이 증가되는 문제가 있으며 지그의 탈착문제 등 경제적이지 못하고 불합리한 문제가 여전히 남아있었다.

따라서, 종래의 지그에서와 같이 1개의 가공대상물만이 설치되어지는 구조에서는 가공대상물을 자주 교체해줄 수 밖에 없으므로, 공작기계의 비가공시간이 많아져서 전체 작업시간이 길어지게되는 문제점이 있었으며, 이에 따라 생산성이 감소되는 문제점이 있었다.

그리고 특히 제품 기능상 측면의 가공부위는 지그에 척킹된 후 180도 위치로만 가공할 수는 없으며 불특정한 여러각도의 측면부위에 가공을 해야하는 경우가 있어서 이 경우 도 7과 같이 공정을 타 인덱스 지그로 이동하여 인덱스를 필요한 각도로 X축 방향으로 회전시켜 가면서 가공 도면에서 요구하는 기능에 합당한 가공을 하게 되는 것이다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0090900호

본 발명의 목적은, 종래보다 효율적인 구조를 가짐으로써 비용을 감소시킬 수 있음은 물론 가공대상물의 교체 작업시간을 감소시킬 수 있으며, 공작기계의 Z축공구교환시간과 공구의 가감속시간을 단축하여 비가공시간을 현저하게 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 기계부품 가공용 지그장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 일측에 결합되는 인덱스; 상기 베이스 플레이트의 타측에서 상기 인덱스와 이격 배치되는 심압대(브레이크가 달린 심압대포함); 및 상기 인텍스와 상기 이격 배치되는 심압대 사이에서 회전 가능하게 결합되며, 다수의 기계부품이 척킹되는 다수의 제품고정 클램프공간이 적어도 하나의 격벽에 의해 형성되는 지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계부품 가공용 지그장치에 의해 달성된다.

상기 격벽은 다수 개로 마련되며, 다수 개의 상기 격벽 모두에는 상기 가공대상물을 장착한 후 제품을 고정하고 지지하는 수단이 마련될 수 있다.

상기 가공대상물을 장착하는 공간에 해당되는 부위의 지그 플레이트(144) 일정부분은 관통공을 형성하여 가공대상물의 일부가 지그 플레이트(144) 하방으로 장착되게 되는데 이는 인덱스가 회전할 때 무게 중심 조절이나 제품과 공구와의 간격을 조절 할 수가 있는 것을 특징(중요기술)으로 한다.

본 발명에 따르면, 지그 1개의 여러개의 가공대상물을 설치할 수 있으므로 가공시간이 길어져 가공대상물을 자주 교체하지 않아도 되고, 공작기계 Z축 공구교환 시간과 공구의 가감속시간 단축으로 인한 비가공시간이 현저하게 줄어들게 되어 전체 작업시간이 크게단축되어지고 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 공작기계의 가동율이 향상되어 기계설치대수와 인덱스 숫자를 줄일 수 있으므로 투자비 또한 크게 줄일 수가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계부품 가공용 지그장치의 정면도,
도 2는 도 1의 평면도,
도 3 및 도 4는 각각 도 1 및 도 2의 지그장치에 기계부품(가공대상물)이 장착된 상태의 도면,
도 5 및 도 6은 각각 도 1의 좌측면도 및 우측면도,
도 7은 종래기술에 따른 지그장치의 사진.
도 8은 종래기술에 따른 지그장치의 또 다른 실시예에 대한 사진이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계부품(가공대상물) 가공용 지그장치의 정면도, 도 2는 도 1의 평면도, 도 3 및 도 4는 각각 도 1 및 도 2의 지그장치에 기계부품(가공대상물)이 장착된 상태의 도면, 그리고 도 5 및 도 6은 각각 도 1의 좌측면도 및 우측면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 기계부품 가공용 지그장치는 베이스 플레이트(110), 지그 플레이트(144) 인덱스(로타리테이블)(120),심압대(브레이크가 달린 심압대포함)(130), 그리고 지그(140)를 포함한다.

베이스 플레이트(110)는 본 실시예의 기계부품 가공용 지그장치의 밑면을 이루며, 인덱스(120)와 심압대(브레이크가 달린 심압대포함)(130) 설치를 통해 지그(140)를 지지한다.

인덱스(120)는 베이스 플레이트(110)의 일측에 결합된다. 본 실시예에서 인덱스(120)는 로터리 테이블(rotary table) 방식으로 마련된다.

따라서 인덱스(120)와 심압대(130) 사이에 배치되는 지그(140)는 기계의 Y축 방향으로 360도 회전할 수 있고 원하는 각도에 따라서 멈추게하는 제어가 가능하며, 이러한 지그(140)의 회전과 더불어 공작기계의 상호작용에 의해 지그(140)에 물린, 즉 지그(140)에 장착된 가공대상물이 원하는 각도에 가공될 수 있다.

본 실시예의 경우, 기계부품의 한 예로서 오일펌프 커버(A)를 제시하고 있지만 이러한 사항에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다. 또한 원형이든 사각이든 특정 형상의 제품에만 제한되지 않는것도 사실이다. 즉 제품의 전,후면이 아닌 측면에 한개 이상의 다중각도에 홀을 포함한 모든 형태의 가공을 행해야하는 모든 제품에 적용할 수가 있음은 물론 원형의 측면 홀(hole), 홈, 탭 등 각도를 달리하는 모든형태의 가공대상물이라면 오일펌프 커버(A) 외의 다른 기계부품일지라도 본 실시예의 지그장치에 사용될 수 있을 것이다.

심압대(130)는 베이스 플레이트(110)의 타측에서 인덱스(120)와 이격 배치되며, 인덱스(120)와의 사이에 배치되는 지그(140)를 회전 가능하게 지지한다.

한편, 지그(140)는 인덱스(120)와 심압대(130) 사이에서 회전 가능하게 결합된다. 지그(140)는 도 3 및 도 4처럼 다수의 오일펌프 커버(A)가 척킹되는 장소를 이룬다.

다수의 오일펌프 커버(A)가 척킹될 수 있도록 지그(140)에는 가공하고자 하는 제품을 장착하는 공간(141)이 형성되는데, 상기 제품장착 공간(141)을 형성할 수 있도록 지그(140)에는 다수의 격벽(142)이 마련된다. 다수의 제품장착 공간(141)과 다수의 격벽(142)은 인덱스(120)와 심압대(130)를 잇는 가상의 라인을 따라 상호간 등간격으로 줄지어 배치된다.

한편, 상기 제품장착 공간(141)에 해당되는 부위의 지그 플레이트(144) 일정부분은 관통공(143)을 형성하여, 가공대상물이 지그 플레이트(144) 하방으로 일정부분 내려가게 장착하여 인덱스가 회전할 때 무게 중심 조절이나 제품과 가공공구와의 간격을 조절 할 수가 있다.

따라서 도 3 및 도 4처럼 작업 대상물인 오일펌프 커버(A)를 지그 플레이트(144) 관통공(143)을 통하여 수용시키면서 장착하게되면 이를 통해 지그(140)가 회전할때 편심을 방지할 수가 있으며 인덱스가 회전 후 각도제어 고정시 부하가 줄어들게 되어 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.(중요기술)

본 실시예의 경우, 다수의 격벽(142)에 의해 다수의, 즉 3개의 제품장착 공간(141)이 형성될 수 있으며, 이로 인해 도 3 및 도 4처럼 3개의 오일펌프 커버(A)가 지그(140)에 척킹될 수 있다. 하지만, 이러한 수치에 본 발명의 권리범위가 제한될 수 없다. 따라서 제품을 장착하고 클램프하기 위한 격벽(142)과 제품장착 공간(141)은 2개이상 일수도 있고, 사용할 기계의 X축 이동이 유효한 가공 거리에 따라 3개 이상일 수도 있다.

다수 개의 격벽(142)들 모두에는 오일펌프 커버(A)를 제품장착 공간(141)에 척킹시키는 수단으로서 가공대상물을 고정하고 지지하는 수단(150)이 마련된다.

제품고정 지지수단(150)은 도 5 및 도 6처럼 격벽(142)에 서로 다른 3군데의 위치에 마련되어 후크식으로 젖혀지면서 오일펌프 커버(A)를 제품장착 공간(141)에 척킹시키는 역할을 한다.

제품고정 지지수단(150)들의 구조는 모두가 동일한데, 본 실시예의 경우, 지그격벽(142)의 높이 사이즈보다 큰 작업 대상물인 오일펌프 커버(A)를 제품장착 공간(141)에 수용시킬 수 있기 때문에 지그(140)의 사이즈 및 중량을 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 제조원가를 감소시킬 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 기계부품 가공용 지그장치는 종래와 달리 인덱스(120) 1개당 1개의 지그(140)를 사용하기는 하되 이러한 지그(140)에 여러 개의 작업 대상물 즉, 오일펌프 커버(A)와 같은 기계부품이 척킹(지지)될 수 있도록 하고 있다.

이러한 효율적인 구조가 적용됨에 따라 탭핑머신 또는 머시닝 센터의 단계별 작업을 여러 가공 대상물에 대해 함께 적용할 수 있게 되므로 오일펌프 커버(A)와 같은 가공대상물의 교체 작업시간을 감소시킬 수 있다.

또한 종래와 달리, Z축 공구 교환시간과 공구의 교환시마다 소요되는 가감속 시간의 축소로 공작기계의 비가공시간이 줄게 됨으로써 약 30% 내외의 생산성 향상을 기대할 수 있다.

그리고 종전에는 작업자 1인이 보통평균 공작기계 3-4대정도의 기계를 담당할 수 있었으나 본 발명의 경우, 가공대상물을 한번 장착하면 기계 가공시간이 길어지게 되어 1인이 10대 이상까지도 담당할 수 있으며, 이에 따라 제조 노무비가 30% 이상까지 절감될 수 있을 것은 자명한 일이다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 종래보다 효율적인 구조를 가짐으로써 비용을 감소시킬 수 있음은 물론 1싸이클 가공시간이 길어져 작업시간을 감소시킬 수 있으며, 공작기계의 공구 교환시간 및 가 감속 시간 단축을 통한 비가공시간을 현저하게 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

110 : 베이스 플레이트 120 : 인덱스
130 : 심압대(브레이크가 달린 심압대포함) 140 : 지그
141 : 제품장착 공간 142 : 격벽(제품척킹및클램프공간)
143 : 지그플레이트 관통공 144 :지그 플레이트
150 : 제품고정 지지수단

Claims (3)

1. 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 일측에 결합되는 인덱스; 상기 베이스 플레이트의 타측에서 상기 인덱스와 이격 배치되는 심압대; 상기 인덱스와 심압대 사이에서 회전가능하도록 결합되는 지그 플레이트; 및 상기 지그 플레이트 위에 가공대상물을 척킹하기 위해 다수 결합되어져있는 지그를 포함하는 기계부품 가공용 지그장치에 있어서,
   상기 지그 플레이트에는 다수 격벽들이 일정간격을 두고 입설되어서 제품장착 공간이 각각 마련되어지며, 상기 격벽의 일측면에는 가공대상물을 Z방향(인덱스축과 동일방향)으로 장착하여 상기 제품장착 공간 내 척킹시키기 위한 제품고정 지지수단이 마련되어지며, 상기 제품장착 공간에 해당되는 부위의 지그 플레이트 바닥에는, 가공대상물이 상기 지그 플레이트 하방으로 일정부분 내려가서 인덱스가 회전할 때 무게중심 조절이나 제품과 가공공구와의 간격을 조절하기 위한 관통공이 각각 형성되어진 것을 특징으로 하는 기계부품 가공용 지그장치.
   
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