KR101752905B1 - 절삭 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 봉 형상의 피가공물, 특히 플라스틱과 같은 합성수지로 이루어진 피가공물을 드릴링 가공 내지 표면 절삭 가공할 수 있는 절삭 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 주축대와 공구대로 이루어진 가공부를 작동시키는 스타트버튼을 본체의 전면에 구비하여 작업의 효율성 및 생산성을 높일 수 있고, 다양한 절삭공구를 쉽게 장착 및 사용하여 피가공물에 대한 절삭 가공을 한 번에 실시할 수 있는 절삭 가공 장치에 관한 것이다.

Description

절삭 가공 장치{CUTTING APPARATUS}

본 발명은 봉 형상의 피가공물, 특히 플라스틱과 같은 합성수지로 이루어진 피가공물을 드릴링 가공 내지 표면 절삭 가공할 수 있는 절삭 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 주축대와 공구대로 이루어진 가공부를 작동시키는 스타트버튼을 본체의 전면에 구비하여 작업의 효율성 및 생산성을 높일 수 있고, 다양한 절삭공구를 쉽게 장착 및 사용하여 피가공물에 대한 절삭 가공을 한 번에 실시할 수 있는 절삭 가공 장치에 관한 것이다.

일반적으로 피가공물의 가공은, 호빙머신을 이용해 절삭 가공하는 것이 보통이나, 봉 형상의 피가공물, 특히 플라스틱과 같은 합성수지로 이루어진 봉 형상의 피가공물의 경우, 피가공물의 장착 및 절삭공구의 추가 장착을 위한 별도의 추가 장비가 필요하기 때문에 가공 생산성이 떨어지고, 장비 자체가 고가이어서 가공단가가 비싸지는 등의 문제점이 있다.

이에 CNC 선반을 이용해 봉 형상의 피가공물을 가공하는 경우가 있는데, 이 경우 봉 형상의 피가공물에 축 방향으로 구멍을 천공하고, 봉 형상면의 피가공물 외측면에 절삭하는 것과 같은 다양한 절삭 가공을 동시에 실시하는 것이 곤란하고, 봉 형상의 피가공물을 위한 전용 지그(jig) 및 절삭공구가 반드시 구비되어야 하기 때문에 생산성이 떨어지고 작업이 불편한 문제점이 있다.

또한 앞서 지적한 바와 같이, 호빙머신을 이용하여 봉 형상의 피가공물을 가공하는 경우에는 일반 피가공물의 치차가공을 위한 공구대의 설치구조로 절삭 가능한 형태 내지 범위가 제한적이어서 기존의 공구대를 해체 후 다른 공구대를 재설치해야 하는 불편함이 존재하고 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 등록특허 제10-0983967호, 등록특허 제10-0607866호, 공개특허 제10-2012-0058853호, 등록실용신안 제20-0292495호 등에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일반적으로 선반과 같은, 절삭 가공을 위한 공작 기계는, 크게 본체에 구비된 베드(bed)와 주축대(headstock), 왕복대(carriage) 및 심압대(tailstock), 그리고 부속장치로 구성되어 있다.

이러한 절삭 가공 장치는, 상기 주축대에는 전동기의 동력을 받아 회전하는 주축(主軸; spindle)과, 주축의 끼움공에 피가공물을 고정하는 척(chuck) 또는 면판(面板; face plate)이 설치되어 있고,

절삭 가공을 위해, 에이프런(apron), 새들(saddle), 복식공구대(複式工具臺; compound rest) 등으로 되어 있는 공구대가, 베드에서 전후좌우 및 상하 이동을 하도록 설치되어,

주축대에 장착되어 회전하는 피가공물로, 공구대의 절삭공구를 접근시켜 절삭가공, 나사가공, 테이퍼가공, 널링가공, 드릴링가공, 보오링가공 등을 하게 된다.

그리고 이렇게 선반작업을 마친 피가공물은 다시 밀링머신으로 옮겨 재 고정시킨 후 평면 절삭이나 외측면 절삭 등의 작업을 한다. 이는 선반과 같은 공작 기계에서는 척에 고정된 피가공물이 주축의 회전에 의해 함께 회전하고 정지된 공구를 밀착시켜 가공을 하게 되므로 밀링머신에서와 같은 절삭 작업에는 어려움이 있기 때문이다.

특히 일반적인 절삭 가공 장치는, 가공 시작을 위한 스타트버튼이 공구대의 좌표이동을 위한 컨트롤러에 구비외어 있기 때문에, 다량의 피가공물을 작업할 때, 가공부에서 피가공물을 교체한 후 다시 컨트롤러로 돌아와 스타트버튼을 눌러야 하기 때문에, 작업자의 동선이 길어짐에 따라 불필요한 작업시간이 많이 소모되며, 비능률적이고 생산성의 저하를 가져오며, 가공비 등의 제반비용이 증가하는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 일반적인 절삭 가공 장치는, 공구대의 하나의 절삭공구만을 장착할 수 있는 구조이기 때문에, 하나의 피가공물에 대하여 다른 형태의 절삭 가공이 필요한 경우 절삭 가공을 순차적으로 동시에 실시하지 못하고 한 번의 절삭 가공을 일괄 진행한 후 절삭공구를 교체하여 다른 절삭 가공을 일괄 진행하는 등의 불편함이 존재한다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 다량의 피가공물을 연속 작업할 때, 피가공물의 교체 후 가공부의 작동을 위해 움직이는 동선을 최소화하여 작업의 편의성 및 생산성을 향상시킬 수 있도록, 가공부가 마련된 본체의 전면, 가공부의 입출구 일측에 스타트버튼이 구비되어 있는 절삭 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 봉 형상의 피가공물, 특히 플라스틱과 같은 합성수지로 이루어진 봉 형상의 피가공물의 두께에 상관없이 피가공물을 안정적으로 고정할 수 있으며, 피가공물의 교체가 쉽게 이루어지도록, 주축대의 회전블록에 형성된 끼움공을 중심으로 복수개의 끼움홈이 방사상으로 배치되고, 복수개의 척이 상기 끼움홈에 슬라이딩 결합되어 끼움공에 끼워진 피가공물의 외측면을 조여서 고정할 수 있는 절삭 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 상기 척의 전후진 작동 및 고정이 용이하여, 피가공물의 교체 내지 탈착이 편리하도록, 척의 랙기어부에 치합되는 제1 기어와 회전공의 고정기어부에 치합되는 제2 기어를 구비하여, 하강 시 제2 기어가 랙기어부에 치합되어 회전을 통해 척의 전후진이 이루어지고, 상승 시 제1, 제2 기어가 각각 랙기어부와 고정기어부에 치합되어 척의 고정이 이루어지는 위치 조정부재를 포함하는 척 작동수단을 구비한 절삭 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 봉 형상의 피가공물에 대한 다른 형태의 절삭 가공, 예를 들어 봉 형상의 피가공물에 축 방향으로 구멍을 천공하고, 봉 형상면의 피가공물 외측면을 특정 모양이나 두께로 절삭하는 것과 같은 다양한 절삭 가공을, 절삭공구의 교체 없이 동시에 실시할 수 있도록, 외측변을 따라 절삭공구가 장착되는 복수개의 장착부를 갖고, 각 장착부에 장착된 절삭공구가, 주축대에 고정된 피가공물의 길이방향과 동일선 상에 배치되도록 회전하는 회전체로 이루어진 공구대를 포함하는 절삭 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 다양한 장착 구조를 갖는 절삭공구들을 그 특성에 맞게 탈부착 가능하면서, 하나의 절삭공구가 가공을 실시할 때 다른 절삭공구가 가공 작업을 간섭하지 않도록, 회전체의 평면 형상이 다각 형상으로 이루어져 플랫하게 형성된 외측면이 장착부로 기능하고, 상기 장착부에 공구블록과 절삭공구가 교차 배열되는 형태로 장착될 수 있는 절삭 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 절삭 가공 장치는,

봉 형상의 피가공물이 회전하도록 고정되는 주축대와,

상기 주축대 반대편에서 이동하도록 설치되고, 상기 피가공물을 절삭 가공하는 절삭공구가 장착되는 공구대로 이루어진 가공부가 설치된 본체; 및

상기 본체의 전면, 상기 가공부의 도어부 일측에 구비되어, 상기 가공부를 작동시키는 스타트버튼;을 포함하여 이루어지되,

상기 주축대는,

회전수단과 연결되고, 중앙에 피가공물이 길이방향으로 끼워지는 끼움공과, 상기 끼움공에서 외측변으로 형성된 복수개의 끼움홈을 구비하고, 상기 복수개의 끼움홈이 상기 끼움공을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성된 회전블록,

상기 끼움홈을 따라 위치 조절 가능하도록 슬라이딩 결합되면서 고정되어, 상기 끼움공에 끼워진 피가공물을 외측면을 조여서 고정하는 복수개의 척,

상기 척의 전후진 및 고정을 위한 척 작동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 절삭 가공 장치에서, 상기 척 작동 수단은,

상기 척의 일측면에 구비되어 위치 조정부재가 결합된 회전공으로 노출되는 랙기어부,

상기 회전공의 내측면에 구비되되, 상기 랙기어부보다 높은 위치에 형성된 고정기어부,

상기 회전공에서 상측으로 탄성 지지되어 승하강 가능하면서 회전공에서 공회전하도록 구비되며, 각각 서로 다른 높이에 구비되되 상기 랙기어부에 치합되는 제1 기어와, 상기 고정기어부에 치합되는 제2 기어를 구비한 위치 조정부재를 포함하여 이루어져,

상기 위치 조정부재를 하강시켜 제1 기어가 랙기어부에서 이탈하면서 제2 기어가 랙기어부에 치합된 상태에서, 위치 조정부재를 회전하여 척이 전후진 작동하고,

상기 위치 조정부재가 상승하여 제1 기어와 제2 기어가 각각, 랙기어부와 고정기어부에 치합된 상태에서, 척이 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 절삭 가공 장치는, 본체의 전면, 가공부의 입출구 일측에 스타트 버튼이 구비되어, 가공 재개를 위한 작업자의 동선을 최소화시킴으로써, 작업의 편의성 및 생산성을 높일 수 있고,

방사상으로 배치된 복수개의 끼움홈을 구비한 회전블록과, 상기 끼움홈에 슬라이딩 결합되어 끼움공에 장착된 피가공물의 외측면을 조여서 고정하는 복수개의 척 및 상기 척의 전후진과 고정을 위한 척 작동수단을 통해, 봉 형상의 피가공물을 보다 쉽고 안정적으로 장착 및 교체 가능하고,

복수개의 장착부를 갖고, 각 장착부에 장착된 절삭공구가, 피가공물의 길이방향과 동일선 상에 배치되도록 회전 구동하는 회전체를 통해, 서로 다른 종류의 절삭 가공을 한 번에 순차적으로 실시할 수 있으며,

평면 형상이 다각 형상으로 이루어진 회전체의 플랫한 외측면들을 장착부로 활용하고, 각 외측면에 공구블록 또는 절삭공구가 그 형태에 맞게 교차 배열되면서 장착되기 때문에, 다양한 형태의 절삭공구를 보다 쉽게 사용할 수 있으며, 절삭 가공 중 다른 절삭 공구가 절삭을 간섭하지 않아 보다 정밀하고 빠른 가공이 가능해지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 절삭 가공 장치를 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 절삭 가공 장치의 시제품에서 가공부를 촬영한 사진도 및 주축대와 공구대를 개략적으로 도시한 정면도들.
도 3은 본 발명의 주축대를 개략적으로 도시한 정면도, 척 작동수단을 개략적으로 도시한 요부 확대 정면도 및 단면도들.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 절삭 가공 장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2를 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 설다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 절삭 가공 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭 가공 장치는, 가공부(2)와 가공부(2)의 작동을 위한 스타트버튼(B)이 구비된 본체(1)를 포함하며, 가공부(2)는 크게 봉 형상의 피가공물(P)이 장착되는 주축대(10)와, 절삭공구(30)가 장착되는 공구대(20)로 이루어진다.

상기 본체(1)는 주축대(10)의 회전, 그리고 공구대(20)의 전후좌우 및 상하 이동을 위한 각종 모터나 축 및/또는 기어로 연결된 구동수단이 내장되어 있으며,

본체(1)의 일측에 주축대(10)의 회전 속도, 회전 시간, 공구대(20)의 이동 좌표나 거리 설정 등을 셋팅하기 위한 별도의 컨트롤러(미도시)가 구비되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 본체(1)는 가공부(2)의 전면에 작업 확인 및 피가공물(P)과 절삭공구(30) 등의 교체 등을 위한 입출구(2a)에 도어가 구비되어 작업 중 안전사고가 발생하는 것을 방지한다.

특히 본 발명은, 컨트롤러에 마련된 스타트버튼과 별개로, 본체(1)의 전면, 상기 입출구(2a)의 일측에 스타트버튼(B)을 추가 설치하여, 작업에 필요한 동선을 최소화한다.

즉 일반적인 절삭 가공 장치의 경우, 작업자가 가공부(2)에서 피가공물(P)의 교체 등을 실시하고 컨트롤러로 이동하여 스타트버튼을 눌러 절삭 가공을 재개하는데 반하여,

본 발명은 최초 셋팅 후 작업자의 이동 없이 작업 후 그 자리에서 바로 스타트버튼(B)을 눌러서 절삭 가공을 재개할 수 있도록 함으로써, 작업의 편의성 및 생산성 향상을 도모할 수 있다.

본 발명에서 입출구(2a)의 일측이란, 입출구(2a)의 양측 또는 상하측을 모두 의미한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 절삭 작업이 진행되는 가공부(2)는,

봉 형상의 피가공물(P)이 회전하도록 고정된 주축대(10)와,

상기 주축대(10) 반대편에서 이동하도록 설치되고, 상기 피가공물(P)을 절삭 가공하는 절삭공구(30)가 장착되는 공구대(20)를 포함한다.

상기 가공부(2)는 베드(21) 일측에 상기 주축대(10)가 고정 설치되어 있고, 베드(21) 타측에 상기 공구대(20)가 상하 및 전후(또는 좌우) 이동할 수 있도록 X, Y, Z 축 방향으로 형성된 하나 이상의 프레임이 설치(경우에 따라 주축대(10)가 베드(21)와 분리 설치되어 공구대(20)가 설치된 베드(21) 자체 이동할 수 있음.)가 된다.

도 2의 좌측 정면도에 도시된 바와 같이, 상기 주축대(10)는,

모터 등의 회전수단(미도시)과 연결되고, 중앙에 피가공물(P)이 길이방향으로 끼워지는 끼움공(미도시)과, 상기 끼움공에서 외측변으로 형성된 복수개의 끼움홈(11a)을 구비하고, 상기 복수개의 끼움홈(11a)이 상기 끼움공을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성된 회전블록(11),

상기 끼움홈(11a)을 따라 위치 조절 가능하도록 슬라이딩 결합되면서 고정되어, 상기 끼움공에 끼워진 피가공물(P)의 외측면을 조여서(clamping) 고정하는 복수개의 척(chuck, 12)을 포함한다.

기본적으로 상기 회전블록(11)은, 최대 끼움공의 직경과 동일한 직경을 갖는 봉 형상의 피가공물(P)이 끼워진 상태에서 상기 복수개의 척(12)을 이용해 봉 형상의 피가공물(P)을 고정하며,

피가공물(P)의 규격에 따라 상기 회전블록(11)을 주축대(10)에서 교체 가능하도록 구성될 수 있다.

상기 척(12)은 상기 끼움홈(11a)에서 슬라이딩 이동 가능한 걸림 구조로 결합되며, 다양한 규격의 척(12)을 교체 사용할 수 있도록, 끼움홈(11a)에 척 결합용 보조블록이 탈부착 가능하게 결합된다.

이러한 척(12)은 작업자가 수작업으로 끼움홈(11a)에서 전후진하여 이동시킨 후 볼트를 통해 고정되어,

끼움공에 끼워진 봉 형상의 피가공물(P)을 안정적으로 고정 및 지지하여, 회전블록(11)의 회전 시 피가공물(P)이 분리되거나 피가공물(P)의 변형 내지 뒤틀림 또는 위치 변경이 발생하는 것을 방지한다.

이때 본 발명은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 척(12)을 통한 피가공물(P)의 클램핑 작업, 즉 척(12)의 전후진 및 고정이 용이하도록 하는 척 작동수단을 포함한다.

도 3의 상부 좌측 도면은 주축대(10)를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 3의 하부 우측 도면은 회전공(13)에서 제1, 제2 기어(102)(103)가 랙기어부(12a)와 고정기어부(13a)에 치합된 상태를 발췌하여 개략적으로 도시한 요부 정면도이고, 도 3의 하부 좌우측 도면들은 위치 조정부재(100)의 높이 가변에 따라 제3 기어(103)가 고정기어부(13a) 및 랙기어부(12a)에 선택적으로 치합되는 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.

도 3의 우측 상부 평면도 및 도 3의 하부 단면도들에서는 이해의 편의를 위해, 상기 회전공(13)의 고정기어부(13a)가 상기 랙기어부(12a)와 대향하는 반대편 일측면에 일부에만 구비된 것으로 도시하였으나, 랙기어부(12a)보다 높은 위치에서 회전공(13)의 내측면 전부 또는 일부에 고정기어부(13a)가 형성될 수 있다.

상기 척 작동수단은,

상기 척(12)의 일측면에 구비되어 위치 조정부재(100)가 결합된 상기 회전블록(11)의 회전공(13)으로 노출되는 랙기어부(12a),

상기 회전공(13)의 내측면에 구비되되, 상기 랙기어부(12a)보다 높은 위치에 형성된 고정기어부(13a),

상기 회전공(13)에서 상측으로 탄성 지지되어 승하강 가능하면서 회전공(13)에서 공회전하도록 구비되며, 각각 서로 다른 높이에 구비되되 상기 랙기어부(12a)에 치합되는 제1 기어(102)와, 상기 고정기어부(13a)에 치합되는 제2 기어(103)를 포함하는 위치 조정부재(100)를 포함하여 이루어져,

상기 위치 조정부재(100)를 하강시켜 제1 기어(102)가 랙기어부(12a)에서 이탈하면서 제2 기어(103)가 랙기어부(12a)에 치합된 상태에서 위치 조정부재(100)를 회전하여 척(12)이 전후진 작동하고,

상기 위치 조정부재(100)가 상승하여 제1 기어(102)와 제2 기어(103)가 각각 랙기어부(12a)와 고정기어부(103a)에 치합된 상태에서 척(12)이 고정된다.

이를 보다 구체적으로 설명하면,

상기 위치 조정부재(100)는,

상기 회전공(13)에서 양방향 회전 가능하도록 구비되며, 손잡이부(101a)를 구비한 회전몸체(101),

상기 회전몸체(101)에서 서로 다른 높이에 각각 구비되되, 상기 랙기어부(12a)와 동일 높이에 형성되어 랙기어부(12a)에 치합되는 제1 기어(102)와 상기 고정기어부(13a)와 동일 높이에 형성되어 고정기어부(13a)에 치합되는 제2 기어(103),

상기 회전몸체(101)의 높이가 가변될 수 있도록 상기 회전공(13)의 바닥부에서 상기 회전몸체(101)를 상측으로 탄성 지지하는 탄성지지부(104)로 이루어진다.

이러한 위치 조정부재(100)는, 탄성지지부(104)에 의해 회전공(13)의 상측으로 탄성 지지된 상태에서, 제2 기어(103)가 고정기어부(13a)에 치합되어 있기 때문에 회전이 불가능하고, 따라서 랙기어부(12a)가 제1 기어(102)에 치합된 상태의 척(12)은 끼움홈(11a)을 따라 이동 불가능하여, 척(12)이 고정된다.

그리고 상기 위치 조정부재(100)의 손잡이부(101a)를 가압하여 누르면, 회전몸체(101)가 회전공(13) 내부로 하강함에 따라, 랙기어부(12a)에서 제1 기어(102)가 이탈하면서, 고정기어부(13a)에 치합되어 있던 제2 기어(103)가 고정기어부(13a)에서 이탈하여 랙기어부(12a)에 치합되고, 이 상태에서는 위치 조정부재(100)의 양방향 회전이 가능해진다.

따라서 위치 조정부재(100)를 누른 상태에서 어느 일방향으로 회전시키면, 제2 기어(103)와 랙기어부(12a)의 치합 구조로 인해 척(12)이 끼움홈(11a)을 따라 전후진하므로, 척(12)의 클램핑 작업이 용이해진다.

즉, 도 3에서, 위치 조정부재(100)를 누른 상태에서 시계 반대방향으로 회전시키면, 척(12)이 회전 블록(11)의 외측으로 후진하면서 벌어져, 끼움공에서 피가공물(P)을 분리할 수 있고,

피가공물(P)을 끼움공에 끼운 후, 위치 조정부재(100)를 누른 상태에서 시계 방향으로 회전시키면, 척(12)이 회전 블록(11)의 내측, 즉 끼움공 방향으로 전진하면서 오므려져, 끼움공에 장착된 피가공물(P)이 조여져 고정되며, 이러한 조임 완료 후 위치 조정부재(100)의 가압을 해제하면, 탄성지지부(104)에 의해 위치 조정부재(100)가 상승하면서 제1, 제2 기어(102)(103)가 각각 고정기어부(13a)와 랙기어부(12a)에 다시 치합되면서, 척(12)의 위치 이동을 제한시켜, 끼움공의 피가공물(P)을 고정할 수 있다.

그리고 상기 회전몸체(101)는 하단부에 삽입홀(101b)이 구비되어 있고, 탄성지지부(104)는 상기 삽입홀(101b)에 끼워지는 볼베어링(104a)과 상기 삽입홀(101b) 내부에서 상기 볼베어링(104a)을 하측으로 탄성 지지하는 코일스프링(104b)으로 이루어지며,

상기 회전공(13)의 바닥부에는, 상기 삽입홀(101b)을 형성하는 회전몸체(101)의 관부에 대응하는 삽입홈(13b)이 구된다.

따라서 볼베어링(104a)이 회전공(13)의 바닥부에 지지되어 회전몸체(10)가 상측으로 탄성 지지된 상태에서, 위지 조정부재(100)를 가압하여 하강시켰을 때, 상기 코일스프링(104b)이 압축되면서 삽입홀(101b)의 관부가 상기 삽입홈(13b)으로 삽입된 상태에서, 위치 조정부재(100)의 회전이 이루어져,

위치 조정부재(100)의 승하강 및 하강 상태에서의 양방향 회전이 가능하도록 한다.

그리고 상기 공구대(20)는 외측변을 따라 절삭공구(30)를 장착할 수 있는 복수개의 장착부(23)를 갖고, 각 장착부(23)에 장착된 절삭공구(30)가, 상기 주축대(10)에 고정된 피가공물(P)의 길이방향과 동일선 상에 배치되도록 회전하는 회전체(22)를 포함한다.

즉, 작업자가 스타트버튼(B)을 눌러 가공부(2)의 작업을 재개시키면, 상기 회전블록(11)에 의해 봉 형상의 피가공물(P)의 제자리에서 회전하고,

주축대(10)가 회전하는 피가공물(P) 위치로 접근 이동하여, 회전하는 피가공물(P)에 절삭공구(30)가 접촉하면서 피가공물(P)의 회전력을 이용해 절삭 가공이 이루어진다.

특히 본 발명은 회전체(22)의 외측면에 복수개의 장착부(23)를 마련하고, 각 장착부(23)에 다른 형태의 절삭공구(30)를 교체 설치할 수 있도록 함으로써,

하나의 절삭 가공을 완료한 후 회전체(22)가 회전하여 다른 장착부(23)에 장착된 절삭공구(30)를, 피가공물(P)의 길이방향과 동일 선상으로 배치하여 다른 형태의 절삭 가공이 연속적으로 동시에 실시되도록 한다.

예를 들어 도 2의 사진도에는, 봉 형상의 피가공물(P) 중심에 구멍을 천공하고, 피가공물(P)의 외주면을 소정의 두께로 깎아서 절삭 가공할 수 있도록, 서로 대향하는 방향의 장착부(23)에 각각, 드릴링가공용 절삭공구(31)(드릴날), 절삭가공용 절삭공구(32)(바이트)가 장착되어 있는 것을 확인할 수 있다.

도 2에 도시된 가공부(2)를 대표하여 절삭 가공 공정을 구체적으로 설명하면,

먼저 작업자가 스타트버튼(B)을 누르면, 피가공물(P)이 회전하는 상태에서, 주축대(10)가 피가공물(P) 방향으로 접근 이동하여, 회전체(22)에 장착된 드릴날이 피가공물(P)의 단부에 접촉하면서 전진하여 가공 깊이만큼 구멍을 천공하고,

드릴링가공이 완료되면, 주축대(10)가 후퇴 복귀한 상태에서, 회전체(22)가 회전하여 바이트를 피가공물(P)의 길이방향과 동일선 상에 배치될 수 방향으로 위치 변경이 이루어진 후,

다시 주축대(10)가 피가공물(P) 방향으로 접근 이동하여, 바이트가 피가공물(P)의 외측면에 접촉하면서 전진하여 피가공물(P)을 가공 두께만큼 절삭 가공하게 된다.

따라서 종래의 절삭 가공 장치는, 먼저 다량의 피가공물에 대하여 드릴링가공을 일괄 실시한 후, 절삭공구를 교체하고 다시 다량의 피가공물에 대하여 절삭가공을 일괄 실시해야 하기 때문에, 그만큼 생산성이 떨어지는데 비하여,

본 발명에 따른 절삭 가공 장치는, 상기와 같은 절삭 공구의 교체 작업이 필요 없이, 하나의 피가공물(P)에 대하여 서로 다른 형태의 절삭 가공을 순차적으로 그리고 동시에 실시할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있으며,

특히 장착부(23)마다 여러 종류의 절삭공구(30)를 적절하게 배치하여 사용하면, 가공 포인트의 개수 내지 가공의 종류에 상관없이 다양한 절삭가공을 한 번에 실시할 수 있어, 작업의 편의성 및 생산성을 더욱 획기적으로 향상할 수 있다.

한편 도 2의 사진도와 같이 절삭공구(30)는, 절삭 가공의 형태, 크기나 면적 등에 따라 절삭공구(30)의 구체적인 형상 내지 장착 구조가 달라질 수 있는 바,

본 발명은 하나의 회전체(22)를 이용해 다양한 종류의 절삭공구(30)를 보다 쉽고 안전하게 장착하여 사용할 수 있도록,

회전체(22)의 장착부(23) 구조를 플랫한 형태의 외측면을 이용해 구현하였다.

도 2의 상측 정면도를 참고하여, 이를 보다 구체적으로 설명하면,

상기 회전체(22)는, 외측면이 플랫(flat)하게 형성되도록, 평면 형상이 다각 형상으로 이루어져, 각 외측면이 상기 장착부(23)로 기능하되,

상기 회전체(22)의 각 외측면 장착부(23)에는, 절삭공구(30)가 끼워져 장착되는 공구블록(24)이 탈부착되고,

서로 인접 배열되지 않고 이격 배열되어 있는 외측면 장착부(23)에는, 상기 회전체(22)의 중심을 향해 형성된 장착홈(25)이 구비되어, 절삭공구(30)가 상기 장착홈(25)에 탈부착되는 것을 특징으로 한다.

도면에서는 10각형 형태로 제작된 회전체(22)의 각 외측면이 장착부(23)로 활용되는 것이 대표적으로 도시되어 있다.

따라서 드릴날과 같은 봉 형태의 절삭공구 또는 봉 형태의 절삭날을 구비한 블록형 절삭공구(미도시)(이하 제1 절삭공구(31)로 통칭함.) 등은, 그 장착 구조에 맞게, 장착공(24a)을 구비한 공구블록(24) 또는 'ㄷ'자형 공구블록(미지칭) 등을 상기 회전체(22)의 각 외측면 장착부(23)에 결합하여 사용할 수 있고,

바이트와 같은 바(bar) 형태의 절삭공구(이하 제2 절삭공구(32)로 통칭함.)는, 상기 장착홈(25)에 끼워서 고정블록(26)으로 가압하여 장착하여 사용할 수 있도록 함으로써,

서로 다른 형태의 절삭공구(30)를 동시 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 종류의 절삭공구라도 그 규격이나 크기 등이 다른 절삭공구를 적절하게 선택하여 동시 사용할 수 있어,

다양한 규격 내지 형태의 절삭 가공을 한 번에 실시할 수 있는 장점이 있다.

특히 본 발명은, 상기 장착홈(25)을 회전체(22)의 외측면 장착부(23) 모두에 구비하지 않고, 외측면 장착부(23)들 중 일부, 특히 서로 인접 배열되지 않는 홀수열(또는 짝수열) 외측면 장착부(23)들 위치에 상기 장착홈(25)을 형성하여,

공구블록(24)을 통해 장착되는 제1 절삭공구(31)(들)와, 장착홈(25)에 장착되는 제2 절삭공구(32)(들)가 서로 교차 배열되도록 함으로써,

공구대(20)의 이동이나 회전체(22)의 회전 중, 또는 절삭 가공 중 인접한 다른 종류의 절삭공구가 피가공물(P)에 충돌하거나 또는 절삭 가공 작업을 간섭 내지 방해하지 않도록 함으로써, 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.

즉, 예를 들어 서로 인접한(붙어 있는) 외측면 장착부(23)에 공구블록(24)을 모두 장착하여 사용하거나, 또는 각 외측면 장착부(23) 모두에 장착홈(25)이 형성되어 인접한 장착홈(25)에 절삭공구(30)를 모두 장착하여 사용하게 되면, 동일한 형태의 절삭공구 구조로 인해 절삭 가공 장치의 운전 중 상기한 문제점이 발생할 수 있는데,

본 발명과 같이, 장착홈(25)을 이격하도록 배열하여, 장착홈(25)이 형성되지 않은 외측면 장착부(23)에만 공구블록(24)을 장착하여 사용하도록 함으로써,

공구블록(24)과 장착홈(25)의 절삭공구가 서로 교차 배열됨에 따라, 동일한 종류의 절삭공구들이 서로 이격 배열되는 형태가 되기 때문에 상기한 문제점을 해결할 수 있다.

아울러, 상기 회전체(22)의 외측면 장착부(23)는, 상기 회전블록(11)의 회전방향과 반대되는 반대편 측변에 직각으로 돌출 형성되어 공구블록(24)의 일측면을 지지하는 단턱부(23a)가 형성된다.

상기 단턱부(23a)는, 피가공물(P)의 회전에 의해 가해지는 압력에 대항하여, 공구블록(24)을 받침으로써, 공구블록(24)의 방향이 틀어지거나 위치 변경되는 것을 방지하여 가공 정확도가 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

즉, 도 2의 좌측에 도시된 회전블록(11)이 시계 반대 방향으로 회전하는 경우, 도 2의 상측에 도시된 회전체(22)와 같이, 각 외측면 장착부(23)의 우측변에 상기 단턱부(23a)가 형성됨으로써,

피가공물(P)의 회전 압력에 의해 공구블록(24)이 외측면 장착부(23)의 우측으로 밀리면서 절삭공구(30)의 방향이 틀어지거나 공구블록(24)의 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 단턱부(23a)는 인접한 다른 외측면 장착부(23)가 플랫하게 이어지는 구조로 연결된다.

즉, 회전체(22)의 평면 형상이, 정다각형 모양이 아닌, 외측면 장착부(23)들이 일측 방향으로 경사지게 연결되는 모양(흡사 바람개비와 유사한 모양)을 갖게 되며,

이 경우, 상기한 바와 같이, 탄턱부(23a)의 내측단과 연결된 외측면 장착부(23)와 단턱부(23a)는 직각으로 연결된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 절삭 가공 장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

P : 피가공물 B : 스타트버튼
1 : 본체 2 : 가공부
2a : 입출구
10 : 주축대 11 : 회전블록
11a : 끼움홈 12 : 척
12a : 랙기어부 13 : 회전공
13a : 고정기어부 13b : 삽입홈
20 : 공구대 21 : 베드
22 : 회전체 23 : 장착부
23a : 단턱부 24 : 공구블록
24a : 장착공 25 : 장착홈
26 : 고정블록
30, 31, 32 : 절삭공구
100 : 위치 조정부재 101 : 회전몸체
101a : 손잡이부 101b : 삽입홀
102 : 제1 기어 103 : 제2 기어
104 : 탄성지지부 104a : 볼베어링
104b : 코일스프링

Claims (2)

1. 봉 형상의 피가공물이 회전하도록 고정되는 주축대와,
   상기 주축대 반대편에서 이동하도록 설치되고, 상기 피가공물을 절삭 가공하는 절삭공구가 장착되는 공구대로 이루어진 가공부가 설치된 본체; 및
   상기 본체의 전면, 상기 가공부의 도어부 일측에 구비되어, 상기 가공부를 작동시키는 스타트버튼;을 포함하여 이루어지되,
   상기 주축대는,
   회전수단과 연결되고, 중앙에 피가공물이 길이방향으로 끼워지는 끼움공과, 상기 끼움공에서 외측변으로 형성된 복수개의 끼움홈을 구비하고, 상기 복수개의 끼움홈이 상기 끼움공을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성된 회전블록,
   상기 끼움홈을 따라 위치 조절 가능하도록 슬라이딩 결합되면서 고정되어, 상기 끼움공에 끼워진 피가공물을 외측면을 조여서 고정하는 복수개의 척,
   상기 척의 전후진 및 고정을 위한 척 작동수단을 포함하며,
   
   상기 척 작동수단은,
   상기 척의 일측면에 구비되어 위치 조정부재가 결합된 상기 회전블록의 회전공으로 노출되는 랙기어부,
   상기 회전공의 내측면에 구비되되, 상기 랙기어부보다 높은 위치에 형성된 고정기어부,
   상기 회전공에서 상측으로 탄성 지지되어 승하강 가능하면서 회전공에서 공회전하도록 구비되며, 각각 서로 다른 높이에 구비되되 상기 랙기어부에 치합되는 제1 기어와, 상기 고정기어부에 치합되는 제2 기어를 구비한 위치 조정부재를 포함하여 이루어져,
   상기 위치 조정부재를 하강시켜 제1 기어가 랙기어부에서 이탈하면서 제2 기어가 랙기어부에 치합된 상태에서, 위치 조정부재를 회전하여 척이 전후진 작동하고,
   상기 위치 조정부재가 상승하여 제1 기어와 제2 기어가 각각, 랙기어부와 고정기어부에 치합된 상태에서, 척이 고정되는 것을 특징으로 하는 절삭 가공 장치.
   
2. 삭제

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