KR200360393Y1 - 드릴링과 브로칭이 가능한 복합공작기계 - Google Patents

Abstract

본 고안은 형상가공과 홀 가공 등을 하나의 장비에서 할 수 있도록 한 복합공작기계에 관한 것으로, 상세하게는 드릴 및 리이머가공 후에 브로칭 및 슬롯팅 가공을 순차적으로 하나의 장치에서 가능하도록, 좌우로 이송되는 작업대의 상부에 각각 전후방향 및 상하 방향으로 이송되는 드릴 및 리이머스핀들과 브로치 및 슬롯 스핀들이 장착된 드릴링과 브로칭이 가능한 복합공작기계에 관한 것이다.

본 고안에 따르면, 메인베드의 상부에 얹혀 좌우로 이송되는 작업대; 상기 작업대의 전후 양측에 입설된 지주; 상기 지주의 상부에 가로질러 설치된 이송칼럼; 상기 이송칼럼에 설치되어 전후방향으로 각각 이송되는 드릴 및 리이머 헤드와, 브로치 및 슬롯 헤드;를 포함하여 구성된 드릴링과 브로칭이 가능한 복합공작기계가 제공된다.

Description

드릴링과 브로칭이 가능한 복합공작기계{A complex machine tool which is feasible drilling and broaching}

본 고안은 형상가공과 홀 가공 등을 하나의 장비에서 할 수 있도록 한 복합공작기계에 관한 것으로, 상세하게는 드릴 및 리이머가공 후에 브로칭 및 슬롯팅 가공을 순차적으로 하나의 장치에서 가능하도록, 좌우로 이송되는 작업대의 상부에 각각 전후방향 및 상하 방향으로 이송되는 드릴 및 리이머스핀들과 브로치 및 슬롯 스핀들이 장착된 드릴링과 브로칭이 가능한 복합공작기계에 관한 것이다.

원자력 발전소 등의 열교환기용 튜브시트(tube sheet)의 굴곡형 홀을 가공하는 방법은 먼저 가공 위치에 센타링 하는 단계와 이에 드릴링하는 단계와 이를 리이밍하는 단계를 거친 후 정확한 형상으로 브로칭하여 가공된다.

이와 같이 하나의 홀 형상을 가공하기 위하여는 다수의 단계를 거쳐야 하는데, 각각의 단계는 별도의 공작기계에서 이루어지는 불편함이 있고, 특히 튜브시트는 중량물이기 때문에 그 어려움은 더욱 크다고 할 것이다.

이와 같이 브로칭(broaching) 및 슬롯팅(slotting)을 할 수 있을 뿐만 아니라 대형금형, 각종 공작기계 주축, 자동차, 항공기, 선박 및 각종 산업기계 부품을 센타링(centering), 드릴링(drilling), 리이밍(reamming), 탭핑(tapping), 보링(boring), 페이싱(facing) 등 형상가공 및 특히 브로칭, 슬롯팅 가공을 한 장비에서 동시에 수행할 수 있는 복합공작기계가 절실히 요구되고 있다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로, 하나의 기계에서 드릴링 및 브로칭 가공 등을 수행할 수 있도록, 좌우로 이송되는 작업대의 상부에 각각 전후방향 및 상하 방향으로 이송되는 드릴 및 리이머 헤드와 브로치 및 슬롯 헤드가 장착된 드릴링과 브로칭이 가능한 복합공작기계를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안의 좌측면도

도 2는 본 고안의 정면도

도 3은 본 고안의 평면도

도 4는 본 고안에 사용되는 푸싱형의 브로치

도 5는 본 고안에 의해 가공된 튜브시트의 굴곡형고정공의 다양한 형태도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 메인베드 2 : 작업대

3 : 지주 4 : 이송칼럼

5 : 드릴 및 리이머 헤드 6 : 브로치 및 슬롯 헤드

7 : 튜브시트 8 : 굴곡형고정공

9 : 브로치 10 : 고정단부

11 : 선단부

100 : 복합공작기계

이하 본 고안의 구성 및 작용을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 드릴링과 브로칭이 가능한 복합공작기계(100)의 구조는 메인베드(1)의 상부에 얹혀 좌우로 이송되는 작업대(2); 상기 작업대(2)의 전후 양측에 입설된 지주(3); 상기 지주(3)의 상부에 가로질러 설치된 이송칼럼(4); 상기 이송칼럼(4)에 설치되어 전후방향으로 각각 이송되는 드릴 및 리이머 헤드(5)와, 브로치 및 슬롯 헤드(6);를 포함하여 구성된다.

상기 중 브로치 및 슬롯 헤드(6)는 상부에서 하부로 이송되면서 브로칭 또는 슬롯팅 가공하는 구조를 가진다.

도면 중 미설명 부호 7은 본 고안에 의해 가공되는 예로서의 튜브시트이고, 8은 상기 튜브시트에 가공된 굴곡형고정공이며, 9는 본 고안에 장착되어 푸싱 방식으로 브로칭하는 브로치이고, 10과 11은 각각 상기 브로치(9)의 고정부와 끝단부이다.

이와 같은 구조를 가진 본 고안은 독립적인 드릴링이나 리이밍 작업을 할 수 있을 뿐만 아니라, 브로칭을 하기 위하여 전단계로써의 드릴링과 리이밍을 할 수 있고 이후 바로 브로칭 가공을 하나의 기계에서 할 수 있으므로 작업의 효율성과 정밀도가 향상되게 된다.

작업대(2)는 도 2의 정면도에서와 같이 메인베드(1)의 상부에서 레일을 따라 좌우로 이송되는 구조를 가진다. 그리고 도 1의 좌측면도에서와 같이 이송칼럼(4)을 따라 드릴 및 리이머 헤드(5)와, 브로치 및 슬롯 헤드(6)가 전후로 이송되는 구조를 가진다. 또한 상기의 드릴 및 리이머 헤드(5)와, 브로치 및 슬롯 헤드(6)는 각각 상하로 이송되는 구조를 가짐으로써, 하나의 기계에서 모든 형상의 가공이 가능하게 된다.

이와 같은 본 고안을 이용하여 도 5에 도시된 튜브시트(7)의 다양한 굴곡형고정공(8)을 가공하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

작업대(2)에 튜브시트(7)를 얹어 작업대(2)를 좌우로 움직여 가공하고자 하는 위치에 둔다. 그리고 드릴 및 리이머 헤드(5)를 전후 방향으로 움직여 가공하고자 하는 위치를 맞추어 둔다. 상기 드릴 및 리이머 헤드(5)는 이송칼럼(4)을 따라 전후 방향으로 이송되고, 상하방향으로도 이송된다.

상기와 같이 위치의 결정은 수치제어 방식과 유입장치에 의해 복합적으로 구성할 수 있어 자동 또는 반자동으로 할 수 있다.

따라서 드릴 및 리이머 헤드(5)를 하강시켜 가공 위치에 드릴로 구멍을 내고, 다시 리이머로 소정의 넓이로 구멍을 가공하게 된다.

다음의 브로칭 가공을 하기 위하여 브로치 및 슬롯 헤드(6)가 이송칼럼(4)을 따라 후방으로 이송된 후 다시 하방으로 이송되어 브로칭 가공된다. 브로칭 가공은 브로치(9)라는 전용 공구로써 가공되는데, 본 고안은 브로치 및 슬롯 헤드(6)가 하방으로 이송되면서 가공하는 푸싱 방식으로 브로칭하게 된다. 따라서 이에 사용되는 브로치(9)는 도 4에 도시된 바와 같은 형상을 가지는데, 굴곡형고정공(8)의 모양과 비슷한 많은 날이 차례로 치수를 줄이면서 고정단부(10)에서 선단부(11)로 배열되어 구성된 푸싱형 브로치(9)이다.

따라서 상기의 푸싱형 브로치(9)의 날의 다양한 형상에 의해 도 5에 도시된 튜브시트(7)의 다양한 형상의 굴곡형고정공(8)이 가공된다. 뿐만 아니라 본 고안은 브로칭을 상부에서 하부로 브로치(9)를 푸싱하며 가공하므로써 연속 가공이 가능한 특징을 가진다. 즉, 본 고안에서는 푸싱 방식을 적용되므로 브로칭 후에 상부에서 바로 브로치(9)를 들어올리고 튜브시트(7)를 이송시켜 다음의 브로칭 가공을 하면된다. 그러나 종래의 경우는 브로치(9)를 당겨서 가공하는 풀링 방식이었으므로 하나의 굴곡형고정공(8)을 브로칭 가공하고 나면 브로치(9)를 해체하여 다시 설치하여야 튜브시트(7)을 이송할 수 있으므로 다음 가공을 하기 위해 매우 불편한 단계가 있게 되어 작업의 효율성이 저하되었다.

이와 같이 본 고안은 브로칭 가공뿐만 아니라 드릴링이나 리이밍을 독립적으로 행하는 가공을 드릴 및 리이머 헤드(5)의 단독으로 가공할 수 있고, 상기에서 본 바와 같이 브로칭이나 슬롯팅의 경우는 그 전 단계로써의 드릴링 과 리이밍을거친 후 바로 브로칭이나 슬롯팅을 행할 수 있는 등, 각개 다른 기능을 수행할 수 있는 2대의 헤드로 기능 전환하여 여러가지 형상의 수많은 홀을 한 기계에서 동시에 연속적으로 가공할 수 있게 된다.

이와 같이 본 고안은 하나의 장치에 드릴링 및 브로칭 가공 등을 수행할 수 있도록 좌우로 이송되는 작업대(2)의 상부에 각각 전후방향 및 상하 방향으로 이송되는 드릴 및 리이머 헤드(5)와 브로치 및 슬롯 헤드(6)가 장착되어, 연속 가공이 가능하고 다양한 가공을 하나의 장치에서 가능함으로써 작업의 효율성과 정밀성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 메인베드(1)의 상부에 얹혀 좌우로 이송되는 작업대(2); 상기 작업대(2)의 전후 양측에 입설된 지주(3); 상기 지주(3)의 상부에 가로질러 설치된 이송칼럼(4); 상기 이송칼럼(4)에 설치되어 전후방향으로 각각 이송되는 드릴 및 리이머 헤드(5)와, 브로치 및 슬롯 헤드(6);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 드릴링과 브로칭이 가능한 복합공작기계.
2. 제 1항에 있어서, 브로치 및 슬롯 헤드(6)는 상부에서 하부로 이송되면서 브로칭 또는 슬롯팅 가공하는 드릴링과 브로칭이 가능한 복합공작기계.