KR100653510B1 - 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿공구대 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 공구 교환을 위한 인덱싱 동작시 구동축의 임의적인 회전을 방지함으로써, 툴 홀더의 결합이 정확하고 용이하게 이루어지도록 함과 동시에, 구동축과 툴 홀더의 충돌 및 그에 따른 부품 손상을 방지한 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대에 관한 것이다.

본 발명에서는, 회전 공구가 장착된 다수개의 툴 홀더가 인덱싱 휠에 방사상으로 설치되고, 상기 인덱싱 휠의 내부에는 가공 위치에 있는 툴 홀더의 회전 공구와 결합하여 해당 회전 공구를 회전시키는 구동축이 배치되며, 상기 구동축은 모터에 의해 회전하는 중간축에 의해 회전 구동되며, 상기 중간축은 본체 하우징에 삽입 설치되는 베어링 하우징내에서 다수의 베어링으로 지지되는 선반용 터릿 공구대에 있어서, 상기 중간축의 외주에 형성되는 멈춤용 홈과; 상기 멈춤용 홈에 선단부가 삽입, 이탈 가능한 작동 로드를 가지면서 공구 교환을 위한 상기 인덱싱 휠의 회전 동작 개시 직전에 상기 작동 로드를 전진시켜 상기 멈춤용 홈으로 삽입되도록 하여 상기 중간축을 회전불가하게 고정하고, 공구 교환이 완료된 이후 상기 작동 로드를 후퇴시켜 중간축의 고정을 해제하도록 상기 베어링 하우징에 설치되는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대가 제공된다.

선반, 터릿, 공구대, 구동축, 회전, 방지, 인덱싱, 공구, 교환

Description

인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대{Turret tool apparatus of the lathe able to prevent the drive shaft from free rotation when indexing}

도 1a 내지 도 1c는 일반적인 선반용 터릿 공구대 및 그에 장착된 회전 공구용 툴 홀더를 보여주는 것으로서, 도 1a는 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A 단면도이며, 도 1c는 도 1a의 B-B 단면도이다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대를 보여주는 것으로서, 도 2a는 전체 단면도이고, 도 2b는 회전 방지 장치 부분의 확대도이며, 도 2c는 측단면도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대를 보여주는 것으로서, 도 3a는 전체 단면도이고, 도 3b는 회전 방지 장치 부분의 확대도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 인덱싱 휠 20 : 회전 공구

30 : 툴 홀더 31 : 수컷 커플러

40 : 회전 방지대 41 : 테두리 단부면

50 : 구동축 51 : 커플링 홈

52, 62 : 베벨 기어 60 : 중간축

60a : 후향 연장부 61 : 치차

70 : 모터 71 : 모터 축

80 : 베어링 하우징 81 : 전방 베어링 하우징

82 : 후방 베어링 하우징 83 : 중간 베어링 하우징

100 : 회전 방지 장치 110 : 멈춤용 홈

120 : 액추에이터 121 : 실린더

122 : 피스톤 123 : 작동 로드

123a : 원추형 삽입 단부

본 발명은 선반용 터릿 공구대에 관한 것으로서, 특히 공구 교환을 위한 인덱싱 동작시 구동축의 임의적인 회전을 방지함으로써, 툴 홀더의 결합이 정확하고 용이하게 이루어지도록 함과 동시에, 구동축과 툴 홀더의 충돌 및 그에 따른 부품 손상을 방지한 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대에 관한 것이다.

선반에서 사용되는 터릿(turret) 공구대는 선삭용 공구(예 : 외경/내경 절삭용 바이트, 절단용 바이트 등)와 회전 공구(예 : 엔드 밀, 드릴 등)들이 공정 특성에 알맞게 방사상으로 여러개가 동시에 장착되고, 공정 진행에 맞추어 터릿 공구대를 회전시켜 필요한 공구를 선택하여 가면서 공작물을 가공하도록 되어 있다.

상기한 공구들 중 회전 공구를 사용하여 가공을 수행할 경우에는, 소망하는 어느 하나의 회전 공구를 대기 위치에서 가공 위치로 위치시키면, 해당 회전 공구에 터릿 공구대의 내부에 있는 구동축이 맞물리게 되어, 이 구동축이 해당 회전 공구 자체를 회전시키게 된다.

이와 같이, 가공 위치에서 작업하던 하나의 공구를 대기 위치로 옮김과 동시에 대기 위치에 있는 공구 중 하나를 가공 위치로 가져오는 공구 교환 동작(이를 인덱싱(indexing) 동작이라고 함)은, 터릿 공구대의 회전에 의해 방사상으로 장착된 어느 하나의 공구를 가공 위치로 이동시키는 것에 의해 이루어진다.

이러한 터릿 공구대는 특허출원 제10-2204-0110256호에 잘 설명되어 있는 데, 이를 첨부도면 도 1a ∼ 도 1c를 통해 구체적으로 살펴본다.

도시된 바와 같이, 터릿 공구대의 인덱싱 휠(10)에 방사상으로 회전 공구(20)가 설치되어 있는 툴 홀더(30)가 장착된다. 그리고, 상기 툴 홀더(30)의 단부에는 전후면이 평탄한 수컷 커플러(31)가 형성되어 있고, 대기 위치에 있는 수컷 커플러(31)의 한쪽면은 회전 방지대(40)의 테두리 단부면(41)에 접촉하고 있으며, 가공 위치에 있는 툴 홀더(30)의 수컷 커플러(31)는 구동력을 전달해 주는 구동축(50)의 커플링 홈(51)에 끼워져 있다.

따라서, 공구 교환을 위하여 상기 인덱싱 휠(10)을 회전시키면, 도 1b 및 도 1c와 같이 툴 홀더(30)의 수컷 커플러(31)가 회전 방지대(40)의 테두리 단부면(41)에 면접촉한 상태로 원주를 따라 이동하다가, 가공 위치에 이르러서는 구동축(50)의 커플링 홈(51)에 끼워지게 되어, 구동축(50)의 회전에 의해 툴 홀더(30)에 설치된 회전 공구(20)를 회전시켜 가공을 수행하게 된다.

이와 같이, 회전 공구(20)를 가공 위치로 이동시키는 공구 교환 동작에 있어서는, 구동축(50)에 형성된 커플링 홈(51)이 정위치에, 그리고 바르게 정렬된 상태를 유지하여야 툴 홀더(30)의 수컷 커플러(31)가 용이하고 정확하게 결합되고 서로간에 충돌이 발생하지 않게 된다.

그러나, 종래의 터릿 공구대에 있어서는, 공구 교환을 위해 인덱싱 휠(10)이 회전되는 도중에, 터릿 공구대에 진동이나 여러 가지 충격에 의하여 구동축(50)이 임의로 회전되어 구동축(50)에 형성된 커플링 홈(51)이 회전 방지대(40)의 테두리 단부면(41)과 평행을 이루지 못하고 비뚤어지는 현상이 발생하였다.

이러한 경우에는, 툴 홀더(30)의 수컷 커플러(31)가 구동축(50)의 커플링 홈(51)에 진입할 때 간섭에 의한 충격이 발생하여 부품에 손상을 입거나 또는 진입이 전혀 불가능하여 부품이 파손되고 공정을 더 이상 진행할 수 없는 상태가 되기 때문에, 인덱싱 동작시 구동축(50)의 회전을 방지해 줄 수 있는 별도의 수단이 필요하였다.

본 발명은 이와 같은 종래의 필요성에 따라 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은, 공구 교환을 위한 인덱싱 동작시 구동축의 임의적인 회전을 방지함으로써, 툴 홀더의 결합이 정확하고 용이하게 이루어지도록 함과 동시에, 구동축과 툴 홀더의 충돌 및 그에 따른 부품 손상을 방지한 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대를 제공하는 것에 있고, 이를 간단한 구조로 구현하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대는, 회전 공구가 장착된 다수개의 툴 홀더가 인덱싱 휠에 방사상으로 설치되고, 상기 인덱싱 휠의 내부에는 가공 위치에 있는 툴 홀더와 결합하여 해당 툴 홀더의 회전 공구를 회전시키는 구동축이 배치되며, 상기 구동축은 모터에 의해 회전하는 중간축에 의해 회전 구동되며, 상기 중간축은 본체 하우징에 삽입 설치되는 베어링 하우징내에서 다수의 베어링으로 지지되는 선반용 터릿 공구대에 있어서, 상기 중간축의 외주에 형성되는 멈춤용 홈과; 상기 멈춤용 홈에 선단부가 삽입, 이탈 가능한 작동 로드를 가지면서 공구 교환을 위한 상기 인덱싱 휠의 회전 동작 개시 직전에 상기 작동 로드를 전진시켜 상기 멈춤용 홈으로 삽입되도록 하여 상기 중간축을 회전불가하게 고정하고, 공구 교환이 완료된 이후 상기 작동 로드를 후퇴시켜 중간축의 고정을 해제하도록 상기 베어링 하우징에 설치되는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 있어서, 상기 멈춤용 홈은 원추형 홈으로 이루어지고, 상 기 작동 로드의 선단은 상기 원추형 홈에 끼워지는 원추형 삽입 단부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명에 있어서, 상기 액추에이터는 유체 실린더로 이루어지고, 상기 작동 로드는 상기 유체 실린더의 내부에서 유체의 압력에 의해 왕복 이동하는 피스톤에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 있어서, 상기 중간축의 후미부로부터 상기 베어링 하우징중 후방 베어링 하우징을 관통하도록 연장되는 연장축이 형성되어 상기 멈춤용 홈은 상기 연장축의 외주에 설치하며, 상기 액추에이터는 상기 베어링 하우징중 상기 연장축이 통과하는 후방 베어링 하우징에 설치하여도 좋다.

또한, 상기 액추에이터는 상기 베어링 하우징중 상기 중간축의 길이방향 중간 부분을 보호하는 중간 베어링 하우징에 설치하고, 상기 멈춤용 홈은 상기 중간 베어링 하우징에 설치되는 액추에이터의 위치에 대응하는 상기 중간축의 길이방향 중간부 외주에 형성하여도 좋다.

이하, 첨부된 예시 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

첨부도면 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대를 보여주는 것으로서, 도 2a에는 전체 단면도가 도시되어 있고, 도 2b에는 회전 방지 장치 부분의 확대도가 도시되어 있으며, 도 2c에는 측단면도가 도시되어 있다.

먼저, 도 2a에 도시된 것과 같이, 구동축(50)의 회전은 이를 구동하는 중간축(60)에 의하여 결정된다. 상기 중간축(60)은 모터(70)의 회전축(71)에 소정의 치차(61)에 의하여 구동 연결되어 있고, 구동축(50)과 중간축(60)은 서로 맞물린 한 쌍의 베벨 기어(52)(62)에 의하여 구동 연결되어 있다.

또한, 상기 중간축(60)은 베어링 하우징(80)에 의하여 회전 가능하게 지지되는데, 도면에 도시된 터릿 공구대에 있어서의 상기 베어링 하우징(80)은, 상기 중간축(60)의 전방 부분을 지지하기 위한 베어링을 수용하는 전방 베어링 하우징(81)과, 중간축(60)의 후방 부분을 지지하기 위한 베어링을 수용하는 후방 베어링 하우징(82), 그리고 상기 전방 하우징(81)과 후방 하우징(82) 사이에서 상기 중간축(60)을 보호하는 중간 베어링 하우징(83)으로 이루어져 있다.

본 발명은 이와 같은 터릿 공구대에 있어서, 공구 교환(인덱싱)시 구동축(50)에 맞물려 있는 중간축(60)을 고정하는 것에 의해 구동축(50)이 고정되도록 한 구성을 가진다.

이를 위하여, 본 발명은, 인덱싱 시 상기 중간축(60)의 회전을 방지하기 위한 회전 방지 장치(100)가 설치된다.

상기 회전 방지 장치(100)는, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 것과 같이, 중간축(60)의 외주에 형성되는 멈춤용 홈(110)과, 상기 멈춤용 홈(110)에 선단부가 삽입, 이탈 가능한 작동 로드(123)를 가지는 액추에이터(120, actuator)를 포함하여 이루어진다.

상기 액추에이터(120)는, 공구 교환을 위한 상기 인덱싱 휠(10)의 회전 동작 개시 직전에는 상기 작동 로드(123)를 전진시켜 상기 멈춤용 홈(110)으로 삽입되도록 함으로써 상기 중간축(60)을 회전불가하게 고정하고, 공구 교환이 완료된 이후에는 상기 작동 로드(123)를 후퇴시켜 중간축(60)의 고정을 해제하도록 작동한다.

본 실시예에 의한 회전 방지 장치(100)에 있어서는, 상기 중간축(60)의 후미부로부터 상기 베어링 하우징(80)중 후방 베어링 하우징(82)을 관통하는 연장축(60a)이 연장형성되어, 이의 연장축(60a)의 외주에 상기 멈춤용 홈(110)이 형성된 형태를 취한다. 따라서, 상기 액추에이터(120)는 상기 베어링 하우징(80)중 상기 연장축(60a)이 통과하는 후방 베어링 하우징(82)에 설치된다.

본 실시예에 있어서, 상기 멈춤용 홈(110)은 원추형의 홈으로 이루어지고, 상기 작동 로드(123)의 선단은, 상기 원추형 홈에 끼워지는 원추형 삽입 단부(123a)로 이루어진 형태로 구성되어 있다.

그리고, 상기 액추에이터(120)는 유압 또는 공압에 의해 작동하는 유체 실린더로 이루어져 있다. 따라서, 상기 작동 로드(123)는 상기 유체 실린더의 실린더(121) 내부에서 유체의 압력에 의해 왕복 이동하는 피스톤(122)에 연결되어 있다. 이와는 달리, 상기 액추에이터(120)는, 코일에 전류를 흘려주어 코일 내부이 작동 로드를 왕복 운동시키는 솔레노이드 액추에이터 등, 작동 로드를 왕복 운동시킬 수 있는 것이면 어떠한 액추에이터를 사용하여도 좋다.

이와 같이 액추에이터(120)가 유체 실린더로 이루어지는 경우에는, 도 2b에 도시된 것과 같이, 실린더(121)의 전,후단에는 유체 포트(124)(125)가 형성되고, 후방 베어링 하우징(82)에는 상기 유체 포트(124)(125)를 연장하는 형태의 유로 (82a)(82b)가 형성되며, 상기 유로(82a)(82b)의 입구에는 유체 배관(141)(142)을 연결하기 위한 플러그(131)(132)가 설치될 수 있다.

또한, 위와 같은 멈춤용 홈(110)과 액추에이터(120)는, 상기 중간축(60)의 양측에 각각 1개씩 모두 2개를 서로 마주보는 방향으로 설치할 수도 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은, 공구 교환을 위해 인덱싱 휠(10)을 회전시키기에 앞서, 먼저 구동축(50)을 고정하여 회전하지 못하도록 구속한다.

즉, 공구 교환 동작 직전에, 액추에이터(120) 즉, 유체 실린더의 실린더(121) 후단부의 유체 포트(124)로 유체를 공급하면, 유체의 압력에 의해 피스톤(122)이 전진하게 되고, 피스톤(122)의 전진에 따라 작동 로드(123)가 전진한다. 그러면, 작동 로드(123)의 선단에 형성된 원추형 삽입 단부(123a)가 중간축(60)의 멈춤용 홈(110)에 삽입되어 중간축(60)을 고정한다. 상기 중간축(60)은 베벨 기어(52)(62)와 같은 동력 전달 매체에 의해 구동축(50)에 맞물려 있으므로, 중간축(60)이 고정되면 당연히 구동축(50)도 회전할 수 없게 고정된다.

이와 같이 하여 구동축(50)을 고정한 이후, 인덱싱 휠(10)을 회전시켜 공구 교환을 실시하고, 공구 교환이 종료되면, 액추에이터(120)의 작동 로드(123)를 반대로 작동시켜, 작동 로드(123) 선단의 원추형 삽입 단부(123a)를 중간축(60)의 멈춤용 홈(110)으로부터 후퇴시킨다. 그러면, 중간축(60) 및 구동축(50)의 고정이 해제되어 절삭 적업을 속개할 수 있다.

첨부도면 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대를 보여주는 것으로서, 도 3a에는 전체 단면도가 도시되어 있고, 도 3b에는 회전 방지 장치 부분의 확대도가 도시되어 있다.

본 발명의 제2실시예는, 전술한 저1실시예에 비하여 멈춤용 홈(110)과 액축에이터(120)의 설치 위치만이 상이하고 나머지의 구성은 제1실시예와 동일하다.

본 발명의 제2실시예에 있어서는, 액추에이터(100) 즉, 유체 실린더(120)를 베어링 하우징(80)중 상기 중간축(60)의 길이방향 중간 부분을 보호하는 중간 베어링 하우징(83)에 설치한 구조를 가진다. 따라서, 멈춤용 홈(110a)도 상기 중간 베어링 하우징(83)에 설치되는 액추에이터(100)의 위치에 대응하여 상기 중간축(60)의 길이방향 중간부 외주에 형성된다.

이 경우에는, 유체 포트(125a)와 유로(83a), 그리고, 유체 배관(141)(142)을 연결하기 위한 플러그(131)(132)의 배치 위치를 제2실시예에 따른 액추에이터(100)의 설치 환경에 알맞은 형태로 꾸밀 수 있다.

이상에서는, 첨부도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예가 상세하게 설명되었으나, 이는 하나의 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예는 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대에 의하면, 공구 교환을 위한 인덱싱 동작시 구동축의 임의적인 회전을 방지함으로써, 툴 홀더의 결합이 정확하고 용이하게 이루어지도록 함과 동시에, 구동축과 툴 홀더의 충돌 및 그에 따른 부품 손상을 사전에 방지할 수가 있다.

또한, 본 발명에 따른 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대에 의하면, 인덱싱 시 중간축을 고정하는 것에 의해, 중간축에 맞물린 구동축이 고정되도록 한 구조를 가지므로, 구동축 부분에 직접 고정 장치를 설치하는 복잡하고 어려운 작업 대신에 중간축에 간단하게 설치할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 회전 공구가 장착된 다수개의 툴 홀더가 인덱싱 휠에 방사상으로 설치되고, 상기 인덱싱 휠의 내부에는 가공 위치에 있는 툴 홀더와 결합하여 해당 툴 홀더의 회전 공구를 회전시키는 구동축이 배치되며, 상기 구동축은 모터에 의해 회전하는 중간축에 의해 회전 구동되며, 상기 중간축은 본체 하우징에 삽입 설치되는 베어링 하우징내에서 다수의 베어링으로 지지되는 선반용 터릿 공구대에 있어서,

   상기 중간축의 외주에 형성되는 멈춤용 홈과;

   상기 멈춤용 홈에 선단부가 삽입,이탈가능한 작동 로드를 가지면서 공구 교환을 위한 상기 인덱싱 휠의 회전 동작 개시 직전에 상기 작동 로드를 전진시켜 상기 멈춤용 홈으로 삽입되도록 하여 상기 중간축을 회전불가하게 고정하고, 공구 교환이 완료된 이후 상기 작동 로드를 후퇴시켜 중간축의 고정을 해제하도록 상기 베어링 하우징에 설치되는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대.
2. 제1항에 있어서,

   상기 멈춤용 홈은 원추형 홈으로 이루어지고, 상기 작동 로드의 선단은 상기 원추형 홈에 끼워지는 원추형 삽입 단부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 액추에이터는 유체 실린더로 이루어지고, 상기 작동 로드는 상기 유체 실린더의 내부에서 유체의 압력에 의해 왕복 이동하는 피스톤에 연결되는 것을 특징으로 하는 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대.
4. 제1항에 있어서,

   상기 중간축의 후미부로부터 상기 베어링 하우징중 후방 베어링 하우징을 관통하도록 연장되는 연장축이 형성되어 상기 멈춤용 홈은 상기 연장축의 외주에 설치되며,

   상기 액추에이터는 상기 베어링 하우징중 상기 연장축이 통과하는 후방 베어링 하우징에 설치되는 것을 특징으로 하는 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대.
5. 제1항에 있어서,

   상기 액추에이터는 상기 베어링 하우징중 상기 중간축의 길이방향 중간 부분을 보호하는 중간 베어링 하우징에 설치되고,

   상기 멈춤용 홈은 상기 중간 베어링 하우징에 설치되는 액추에이터의 위치에 대응하는 상기 중간축의 길이방향 중간부 외주에 형성되는 것을 특징으로 하는 인덱싱 시 구동축의 회전 방지가 가능한 선반용 터릿 공구대.

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