KR101536180B1

KR101536180B1 - 샤프트 복합가공기

Info

Publication number: KR101536180B1
Application number: KR1020140110594A
Authority: KR
Inventors: 최우각; 백사성; 이영식
Original assignee: (주)대성하이텍
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2015-07-13

Abstract

본 발명에 의한 샤프트 복합가공기는 샤프트의 표면 형상과 중공부를 형성하는 것으로 이루어지는 샤프트 복합가공기에 있어서, 샤프트의 일측 단부가 착탈되어 샤프트를 동력 회전시키는 주축대가 본체의 일측에 설치되고, 샤프트의 타측 단부가 착탈되거나 드릴링 공구가 착탈되는 심압대가 상기 주축대와 횡 방향으로 일직선 상에서 상기 본체의 타측에 좌우로 이동 가능하게 설치되고, 밀링 공구가 착탈되어 샤프트의 표면을 밀링 가공하기 위한 밀링주축대가 상기 주축대와 심압대 사이의 상부에서 상기 본체에 상하좌우로 이동 가능하게 설치되며, 샤프트의 표면을 순차적으로 가공하기 위한 다수의 절삭공구가 방사상으로 설치되는 터릿어셈블리가 상기 주축대와 심압대 사이의 하부에서 상기 본체에 상하 좌우로 이동 가능하게 설치되는 것을 포함하여 이루어진다.
따라서 본 발명은 주축대와 심압대 사이에 설치된 샤프트 표면을 터릿어셈블리의 절삭 공구를 이용하여 절삭 가공함과 아울러 심압대에 설치되는 드릴링 공구로 샤프트의 중공부를 형성하고 밀링주축대에 설치되는 밀링 공구로 샤프트의 표면을 밀링 가공하기 때문에, 샤프트의 표면 절삭 및 정삭 가공과 밀링 가공, 샤프트의 중공부의 드릴링 가공 등을 하나의 장치로 전반적으로 용이하게 가공할 수 있고, 컴팩트한 형태로 형성되어 공간 활용도를 용이하게 향상할 수 있는 등의 효과를 발휘한다.

Description

샤프트 복합가공기{SHAFT MULTIPROCESSING MACHINE}

본 발명은 샤프트 복합가공기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 샤프트의 표면 절삭 및 정삭 가공과 밀링 가공, 샤프트의 중공부의 드릴링 가공 등을 하나의 장치로 전반적으로 용이하게 가공할 수 있고 컴팩트한 형태로 형성되어 공간 활용도를 용이하게 향상할 수 있도록 하는 샤프트 복합가공기에 관한 것이다.

샤프트는 차량용 파워트레인의 샤프트, 동력전달용 샤프트 등으로 많이 용도로 사용되는 바, 이러한 샤트프는 선반 가공, 밀링 가공, 드릴링 가공 등으로 둘레면의 절삭, 홈파기, 웜휠, 중공부 등을 형성하게 된다.

그래서 종래에는 선반을 이용하여 사프트의 둘레면을 절삭 가공하게 되고, 밀링 기계를 이용하여 샤프트의 웜휠이나 치형, 스플라인홈 등을 형성하는 밀링 가공하게 되며, 드릴링 기계를 샤프트의 중공부를 형성하는 드릴링 및 리밍 가공하게 된다.

이에 따라 상기와 같은 각 가공을 각각의 용도에 맞는 기계를 이용하게 가공하게 되므로, 운반 및 로딩 작업에 대한 시간이 많이 소요되어 작업성과 정밀성이 떨어질 수 있어 제품의 단가를 상승시키며, 작업 공간을 효율적으로 줄이지 못했다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 선반에 의한 가공, 드릴링 가공 및 밀링 가공을 하나의 기계로 함축함으로써, 샤프트의 표면 절삭 및 정삭 가공과 밀링 가공, 샤프트의 중공부의 드릴링 가공 등을 하나의 장치로 전반적으로 용이하게 가공할 수 있고, 컴팩트한 형태로 형성되어 공간 활용도를 용이하게 향상할 수 있는 샤프트 복합가공기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 샤프트의 표면 형상과 중공부를 형성하는 것으로 이루어지는 샤프트 복합가공기에 있어서, 샤프트의 일측 단부가 착탈되어 샤프트를 동력 회전시키는 주축대가 본체의 일측에 설치되고, 샤프트의 타측 단부가 착탈되거나 드릴링 공구가 착탈되는 심압대가 상기 주축대와 횡 방향으로 일직선 상에서 상기 본체의 타측에 좌우로 이동 가능하게 설치되고, 밀링 공구가 착탈되어 샤프트의 표면을 밀링 가공하기 위한 밀링주축대가 상기 주축대와 심압대 사이의 상부에서 상기 본체에 상하좌우로 이동 가능하게 설치되며, 샤프트의 표면을 순차적으로 가공하기 위한 다수의 절삭공구가 방사상으로 설치되는 터릿어셈블리가 상기 주축대와 심압대 사이의 하부에서 상기 본체에 상하 좌우로 이동 가능하게 설치되는 것을 포함하여 이루어지는 샤프트 복합가공기를 제공한다.

또한 터릿어셈블리에 구성된 터릿의 일측에 샤프트를 지지하는 샤프트지지수단이 설치되는 것을 포함하여 이루어지되, 상기 샤프트지지수단은 상기 터릿의 일측에 방진케이스가 설치되고, 상기 방진케이스의 내부에 두 개의 롤러설치부재가 회전 가능하게 설치되고, 샤프트의 외부면 상측 양쪽을 각각 지지하는 지지롤러가 상기 롤러설치부재의 상단부에 회전 가능하게 각각 설치되며, 상기 롤러설치부재를 회전하는 액추에이터가 상기 방진케이스의 내부에 설치되어 액추에이터의 작동에 따라 두 개의 롤러설치부재를 회전시켜서 두 개의 지지롤러를 상호 이격 또는 근접하는 것으로 이루어진다.

심압대에 드릴링공구를 설치함과 아울러 주축대에 샤프트를 설치하여 샤프트의 중공부를 가공하는 작업인 건드릴 작업시, 상기 터릿어셈블리에 구비된 터릿에 방진케이스가 설치되고, 드릴링공구를 안내하는 가이드부재가 상기 방진케이스의 외부면에 설치되는 것을 포함하여 이루어진다.

또한 밀링주축대에 설치되는 밀링공구의 하단부를 지지하는 밀링공구지지수단이 터릿에 설치되는 것을 포함하여 이루어지되, 상기 밀링공구지지수단은 상기 터릿에 호빙케이스가 설치되고, 밀링공구의 하단부를 삽입하는 삽입부를 구비하여 밀링공구의 하단부를 지지하는 밀링공구지지체가 상기 호빙케이스의 중앙부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 밀링공구지지체의 둘레면에 브레이크디스크가 설치되고, 상기 브레이크디스크를 정지시키는 브레이크가 상기 케이스의 둘레에 설치되는 것으로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 샤프트 복합가공기는 주축대와 심압대 사이에 설치된 샤프트 표면을 터릿어셈블리의 절삭 공구를 이용하여 절삭 가공함과 아울러 심압대에 설치되는 드릴링 공구로 샤프트의 중공부를 형성하고 밀링주축대에 설치되는 밀링 공구로 샤프트의 표면을 밀링 가공하기 때문에, 샤프트의 표면 절삭 및 정삭 가공과 밀링 가공, 샤프트의 중공부의 드릴링 가공 등을 하나의 장치로 전반적으로 용이하게 가공할 수 있고, 컴팩트한 형태로 형성되어 공간 활용도를 용이하게 향상할 수 있다는 이점이 있다.

또한 심압대에 설치되는 드릴링 공구로 작업하는 건드릴 작업시에는 고속 회전되는 샤프트의 외부 상측 양쪽을 지지하는 지지롤러에 의해 샤프트의 진동을 방지하기 때문에, 샤프트의 중공부를 드릴링 또는 리밍할 때에 발생되는 샤프트의 진동을 용이하게 줄일 수 있으며, 건드릴 작업시에 드릴링공구를 안내하는 가이드부재로 인하여 드릴링공구가 바른 자세로 샤프트의 공공부를 드릴링할 수 있는 것이다.

또한 밀링주축대에 설치되는 밀링공구로 샤프트를 가공할 때, 밀링공구의 하단부를 지지하기 때문에, 밀링공구로 샤프트의 표면을 용이하게 가공할 수 있으며, 브레이크를 이용하여 브레이크디스크와 밀링공구지지체를 신속하게 정지시켜서 밀링 작업의 정밀도를 용이하게 향상할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 샤프트 복합가공기를 나타내는 입체도이다.
도 2는 본 발명에 의한 샤프트 복합가공기에 적용되는 건드릴 작업을 설명하는 발췌 입체도이다.
도 3은 본 발명에 의한 샤프트 복합가공기에 적용되는 밀링 작업을 설명하는 발췌 입체도이다.
도 4와 도 5는 본 발명에 의한 샤프트 복합가공기에 구비된 터릿어셈블리에 적용되는 샤프트지지수단을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 샤프트 복합가공기에 구비된 터릿어셈블리에 적용되는 밀링공구지지수단을 나타내는 단면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 샤프트 복합가공기용 방진구조를 구비한 터릿어셈블리를 나타내는 도면으로서, 상기 샤프트 복합가공기는 본체(1)의 일측에 주축대(2)가 설치되고, 상기 주축대(2)와 횡 방향으로 일직선 상에서 심압대(3)가 상기 본체(1)의 타측에 좌우로 이동 가능하게 설치되며, 이에 따라 상기 주축대(2)와 심압대(3) 사이에 설치되는 샤프트(100)의 표면을 터릿어셈블리(4)에 설치된 다수의 절삭공구(4a)로 절삭 가공하게 되고, 밀링주축대(5)에 설치된 밀링공구(5a)로 샤프트(100)의 표면에 홈 가공, 웜휠 가공, 스플라인홈 가공 등과 같은 밀링 가공하게 되며, 심압대(3)에 드릴링공구(3a)를 설치하여 건드릴 방식으로 샤프트(100)의 중공부를 형성하게 된다.

여기서 상기 추축대(2)는 상기 본체(1)의 일측에 설치되는 것이며, 샤프트(100)의 일측 단부를 착탈할 수 있고, 설치된 샤프트(100)를 동력 회전시키는 것이다.

상기 심압대(3)는 상기 주축대(2)와 횡 방향으로 일직선 상에서 상기 본체(1)의 타측에 좌우로 이동 가능하게 설치되는 것이며, 샤프트(100)의 타측 단부를 착탈하거나 건드릴 작업시 드릴링 공구(3a)가 착탈된다.

상기 터릿어셈블리(4)는 샤프트(100)의 표면을 순차적으로 가공하기 위한 다수의 절삭공구(4a)가 방사상으로 설치되며, 상기 주축대(2)와 심압대(3) 사이의 하부에서 상기 본체(1)에 상하 좌우로 이동 가능하게 설치된다.

상기 밀링주축대(5)는 밀링공구(5a)가 착탈되어 샤프트(100)의 표면을 밀링 가공하는 것이며, 상기 주축대(2)와 심압대(3) 사이의 상부에서 상기 본체(1)에 상하좌우로 이동 가능하게 설치된다.

물론 상기 주축대(2)와 밀링주축대(5)를 구동하기 위한 모터 등의 세부적인 구성을 현재의 선반 등과 같은 공작기계에서 많이 사용되는 것이어서 상세한 설명을 생략하며, 각각의 구성요소를 상하 좌우로 이동하기 위한 가이드레일과 볼스크류 등과 같은 구성도 공작기계에 많이 사용되는 것이어서 이들의 상세한 설명을 생략한다.

더우기 상기 심압대(3)에는 드릴릴 공구(3a)를 착탈하는 것이므로, 상기 심압대(3)의 선단부에는 주축대(2)의 선단부와 같이 구조를 적용하여 드릴링공구(3a)를 착탈할 수 있는 구조가 상기 심압대(3)의 선단부에 적용될 수 있는 것이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 샤프트 복합가공기는 주축대(2)와 심압대(3) 사이에 설치되는 샤프트(100)의 표면을 터릿어셈블리(4)에 설치된 절삭공구(4a)를 이용하여 작업 순서에 맞추어서 절삭 가공할 수 있으며, 심압대(3)에 드릴릴공구(3a)를 설치한 뒤에 주축대(2)에 설치된 샤트프(100)의 중공구를 형성할 수 있으며, 주축대(2)와 심압대(3) 사이에 설치되는 샤프트(100)의 표면을 밀링주축대(5)에 설치된 밀링공구(5a)를 이용하여 밀링 가공할 수 있는 것이다.

한편 본 발명에서는 건드릴 작업시에 샤프트(100)의 진동을 줄여서 드릴링 가공을 원활하게 하기 위하여, 도 1과 도 2, 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이 상기 터릿어셈블리(4)의 구성요소인 터릿(4b)의 일측에 샤프트(100)를 지지하는 샤프트지지수단이 설치되는 구조를 포함하여 이루어진다.

즉 상기 샤프트지지수단은 도 4과 도 5에 도시한 바와 같이 상기 샤프트(100)가 고속으로 회전할 때에 발생되는 진동을 줄이거나 방지하여 샤프트(100)의 가공 정도를 높이는 것인 바, 이는 상기 터릿(4b)의 일측에 방진케이스(11)가 설치되고, 상기 방진케이스(11)의 내부에 두 개의 롤러설치부재(12)가 회전 가능하게 설치되고, 샤프트(100)의 외부면 상측 양쪽을 각각 지지하는 지지롤러(13)가 상기 롤러설치부재(12)의 상단부에 회전 가능하게 각각 설치되며, 상기 롤러설치부재(12)를 회전하는 액추에이터(14)가 상기 방진케이스(11)의 내부에 설치되는 구조이다.

물론 상기 액추에이터(14)는 유압실린더, 공압실린더와 전기식 액추에이터 등과 같으며, 두 개의 롤러설치부재(12)의 하측부에 두 개의 링크(15)를 각각 힌지 결합하고, 두 개의 링크(15) 사이에 액추에이터(14)의 로드(14a)의 단부를 힌지 결합하여 액추에이터(14)의 작동으로 링크(15)를 움직여서 두 개의 롤러설치부재(12)의 회전을 실현할 수 있는 것이다.

그래서 상기 액추에이터(14)의 작동에 따라 두 개의 롤러설치부재(12)를 회전시켜서 두 개의 지지롤러(13)를 상호 이격 또는 근접하는 것으로서, 주축대(2)에 설치되는 샤프트(100)가 두 개의 롤러설치부재(12) 사이에서 두 개의 지지롤러(13)에 의해 지지되어 주축대(2)에 의해 고속 회전되는 샤프트(100)의 진동을 줄이게 된다.

더우기 본 발명에서는 도 2와 같이 심압대(3)에 드릴링공구(3a)를 설치함과 아울러 주축대(2)에 샤프트(100)를 설치하여 샤프트(100)의 중공부를 가공하는 작업인 건드릴 작업시, 드릴링공구(3a)를 안내하는 가이드부재(16)가 상기 방진케이스(11)의 외부면에 설치되는 구조를 포함한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 샤프트 복합가공기의 터릿어셈블리에 포함된 샤프트지지수단은 터릿어셈블리(4)에 설치된 절삭공구(4a)으로 가공할 때 사용하는 것이 아니라 도 2와 같이 건드릴 작업시에 사용함이 바람직하다.

예컨대 건드릴 작업시, 도 5와 같이 액추에이터(14)를 작동하여 두 개의 롤러설치부재(12)를 회전시켜서 두 개의 지지롤러(13)를 상호 이격한 뒤, 주축대(2)에 샤프트(100)를 설치하고, 심압대(3)에 드릴링공구(3a)를 설치하면서 가이드부재(16)에 드릴링공구(3a)를 삽입하며, 액추에이터(14)를 도 4과 같이 작동하여 두 개의 롤러설치부재(12)를 회전시켜서 두 개의 지지롤러(13)를 상호 근접시켜서 샤프트(100)의 외부면 상측 양쪽을 지지하게 한다.

이러한 상태에서 주축대(2)를 작동하여 샤프트(100)를 고속 회전시킨 상태에서 심압대(3)를 이동하여 드릴링공구(3a)로 샤프트(100)의 중공부를 형성하는 것인 바, 두 개의 지지롤러(13)의 지지 작용으로 인하여 고속 회전되는 샤프트(100)의 진동이 줄게 됨과 아울러 가이드부재(16)로 인하여 드릴링공구(3a)가 원활하게 직선 이동하여 샤프트(100)의 중공부를 정밀하게 가공할 수 있는 것이다.

다른 한편 본 발명에서는 터릿어셈블리(4)에 호빙지지구조를 구비하는 바, 이는 상기 터릿(4b)의 둘레면 일측에 밀링공구(5a)의 하단부를 지지하는 밀링공구지지수단이 설치되는 구조를 포함하여 이루어진다.

즉 상기 밀링공구지지수단은 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 터릿(4b)에 호빙케이스(21)가 설치되고, 밀링공구(5a)의 하단부를 삽입하는 삽입부(22a)를 구비하여 밀링공구(5a)의 하단부를 지지하는 밀링공구지지체(22)가 상기 호빙케이스(21)의 중앙부에 회전 가능하게 설치되는 구조이다.

그리고 상기 밀링공구지지체(22)를 신속하게 정지시켜서 밀링공구(5a)의 회전을 신속하게 정지시키기 위하여, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 밀링공구지지체(22)의 둘레면에 브레이크디스크(23)가 설치되고, 상기 브레이크디스크(23)를 정지시키는 브레이크(24)가 상기 호빙케이스(21)의 둘레에 설치되는 구조를 포함한다.

물론 상기 브레이크(24)는 상기 브레이크디스크(23)를 정지시키기 위한 브레이크패드(24a)를 구비하고 있으며, 브레이크패드(24a)를 유압으로 작동하기 위한 차량 등에 적용되는 유압식 브레이크, 브레이크패드(24a)를 전자석 방식으로 작동하는 전자식 브레이크 등을 적용할 수 있는 것이다.

예컨대 유압식 브레이크의 경우에는 도 6과 같이 상기 유압실린더(24b)의 작동에 따라 두 개의 브레이크패드(24a)가 브레이크디스크(23)를 압착하여 정지시키고, 상기 브레이크디스크(23)가 정지됨에 따라 밀링공구지지체(22)와 함께 밀링공구(5a)를 정지시키게 된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 샤프트 복합가공기의 터릿어셈블리에 포함된 밀링공구지지수단은 터릿어셈블리(4)에 설치된 절삭공구(4a)로 샤프트(100)를 가공할 때 사용하는 것이 아니라 밀링주축대(5)에 설치된 밀링공구(5a)로 샤프트(100)를 가공할 때에 사용하게 된다.

즉 도 3에 도시한 바와 같이, 밀링주축대(5)에 설치된 밀링공구(5a)로 샤프트(100)의 표면에 스크류 형태의 가공 또는 웜 가공 등에 수행할 때, 밀링공구지지체(22)의 삽입부(22a)에 밀링공구(5a)의 하단부를 삽입한 상태에서 주축대(2)와 심압대(3) 사이의 샤프트(100)의 회전에 맞추어서 밀링공구(5a)를 밀링주축대(5)로 회전시킨다.

그러면 상기 밀링공구(5a)와 함께 밀링공구지지체(22)이 원활하게 회전되면서 밀링공구(5a)를 지지하므로, 샤프트(100)를 가공할 때 샤프트(100)의 직경 방향으로 발생되는 힘에 의해 밀링공구(5a)의 위치가 미세하게 가변되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

더우기 밀링공구(5a)를 신속하게 정지시키기 위하여, 브레이크(24)를 작동하여 브레이크로 브레이트디스크(23)를 정시시켜서, 상기 브레이크디스크(23)와 함께 밀링공구지지체(22)와 밀링공구(5a)를 정지시킬 수 있어, 밀링 가공의 정밀도를 증대하게 된다.

1 : 본체 2 : 주축대
3 : 심압대 3a : 드릴링공구
4 : 터릿어셈블리 4a : 절삭공구
4b : 터릿 5 : 밀링주축대
5a : 밀링공구 11 : 방진케이스
12 : 롤러설치부재 13 : 지지롤러
14 : 액추에이터 15 : 링크
16 : 가이드부재 21 : 호빙케이스
22 : 밀링공구지지체 22a : 삽입부
23 : 브레이크디스크 24 : 브레이크
24a : 브레이크디스크 24b : 유압실린더

Claims

샤프트의 표면 형상과 중공부를 형성하는 것으로 이루어지는 샤프트 복합가공기에 있어서,
샤프트의 일측 단부가 착탈되어 샤프트를 동력 회전시키는 주축대가 본체의 일측에 설치되고, 샤프트의 타측 단부가 착탈되거나 드릴링 공구가 착탈되는 심압대가 상기 주축대와 횡 방향으로 일직선 상에서 상기 본체의 타측에 좌우로 이동 가능하게 설치되고, 밀링 공구가 착탈되어 샤프트의 표면을 밀링 가공하기 위한 밀링주축대가 상기 주축대와 심압대 사이의 상부에서 상기 본체에 상하좌우로 이동 가능하게 설치되고, 샤프트의 표면을 순차적으로 가공하기 위한 다수의 절삭공구가 방사상으로 설치되는 터릿어셈블리가 상기 주축대와 심압대 사이의 하부에서 상기 본체에 상하 좌우로 이동 가능하게 설치되며, 밀링주축대에 설치되는 밀링공구의 하단부를 지지하는 밀링공구지지수단이 터릿에 설치되는 것을 포함하여 이루어지며,
상기 밀링공구지지수단은 상기 터릿에 호빙케이스가 설치되고, 밀링공구의 하단부를 삽입하는 삽입부를 구비하여 밀링공구의 하단부를 지지하는 밀링공구지지체가 상기 케이스의 중앙부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 밀링공구지지체의 둘레면에 브레이크디스크가 설치되고, 상기 브레이크디스크를 정지시키는 브레이크가 상기 호빙케이스의 둘레에 설치되는 것을 특징으로 하는 샤프트 복합가공기.
제1항에 있어서,
상기 터릿어셈블리에 구성된 터릿의 일측에 샤프트를 지지하는 샤프트지지수단이 설치되는 것을 포함하여 이루어지되,
샤프트지지수단은 상기 터릿의 일측에 방진케이스가 설치되고, 상기 방진케이스의 내부에 두 개의 롤러설치부재가 회전 가능하게 설치되고, 샤프트의 외부면 상측 양쪽을 각각 지지하는 지지롤러가 상기 롤러설치부재의 상단부에 회전 가능하게 각각 설치되며, 상기 롤러설치부재를 회전하는 액추에이터가 상기 방진케이스의 내부에 설치되어 액추에이터의 작동에 따라 두 개의 롤러설치부재를 회전시켜서 두 개의 지지롤러를 상호 이격 또는 근접하는 것으로 이루어지는 샤프트 복합가공기.
제1항에 있어서,
상기 심압대에 드릴링공구를 설치함과 아울러 상기 주축대에 샤프트를 설치하여 샤프트의 중공부를 가공하는 작업인 건드릴 작업시, 상기 터릿어셈블리에 구비된 터릿에 방진케이스를 설치하고, 드릴링공구를 안내하는 가이드부재가 상기 방진케이스의 외부면에 설치되는 것을 포함하여 이루어지는 샤프트 복합가공기.
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