KR900003575B1

KR900003575B1 - 공구 호울더

Info

Publication number: KR900003575B1
Application number: KR1019860009317A
Authority: KR
Inventors: 켄지 나까타
Original assignee: 켄지 나까타; 타까하시 도시타께
Priority date: 1985-11-30
Filing date: 1986-11-05
Publication date: 1990-05-26
Also published as: CA1264923A; US4741650A; GB2183779A; IT8621750A0; IT1197248B; KR870004762A; FR2590821B1; DE3640254C2; FR2590821A1; JPS62130123A; DE3640254A1; IT8621750A1; CH670973A5; GB8626400D0; GB2183779B

Abstract

내용 없음.

Description

공구 호울더

제 1 도는, 본 발명의 1 실시예를 나타낸 종단면도.

제 2 도는, 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 종단면도.

제 3 도는, 제 1 도의 일부 분해 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 원동축 2 : 케이싱

3 : 주축 4 : 감속 장치

5 : 웨브 제너레이터 6 : 플렉스 플레인

7 : 서어큘러스 플레인 8 : 고정용 서어큘러스 플레인

9 : 회전 호울더 10 : 암나사부

11 : 공구 호울더 장착 주축 12 : 크랭크축

13, 14 : 크랭크 아암 15 : 안내 요홈

16 : 편심핀 17 : 슈(Shoe)

18 : 편심핀 19 : 슈

20 : 운동전달축 21 : 안내 요홈

22 : 사각형 구멍 23 : 사각형 봉

24 : 풀스터트 25, 26, 27 : 너트

28, 29 : 축받이 30, 31 : 오일 시일

32 : 처크 33 : 회전 방지 부재

34 : 블럭 35 : 부쉬

36 : 모우터 37 : 암나사부

38 : 고정 부재 39 : 기계체

본 발명은, 태핑 머시인이나 밀링 머시인, 또는 머니싱 센터 등에 사용할 수 있게 한, 진동 절삭법에 의한 나사의 절삭 가공과, 내경 절삭 가공의 공구 호울더에 관한 것이다.

종래에, 나사 절삭 가공을 할때에, 절삭 가루를 배출시키는 데 원활성이 결여되며, 또한 과대한 절삭 저항에 의하여 절삭 공구가 파손되는 경우가 있고, 이 때문에, 나사 절살 가공은 매우 번거로운 것으로 여겨지고, 특히 지름이 작은 나사 절삭 가공을 할시에는 세심한 주의가 요구되고 있다.

그러므로, 나사 절삭 가공을 용이하게 하기 위하여 여러가지의 연구가 이루어지고, 그중 가장 효과가 큰 것으로서, 진동 절삭법이 개발되어 있다.

이 진동 절삭법이란, 절삭 공구(탭) 또는 피가공물을 강제적으로 요동시키면서 나사 절삭 가공을 하는 방법이며, 이 방법에 의하면, 이론적으로는 절삭 저항이 작아지고, 절삭가루의 배출이 양호하며, 플래쉬가 생기지 않는 양호한 절삭가공을 할 수 있을 뿐만 아니라, 지름이 작은 나사 절삭 가공도 용이하게 할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다는 것은 주지의 사실도 되어 있으므로, 그러한 진동 절삭법을 채택한 태핑 머시인이나 밀링 머시인, 또는 공구 호울더 등이 많이 연구되고 개발되어 있다.

그러나, 상술한 종래의 공구 호울더는 다음과 같은 문제들을 가지고 있다.

현재 개발되고 있는 것을 보면, 절삭 공구의 회전과 진동의 구동원을 별개로 구비하고, 절삭 공구를 회전시켜 피가공물을 요동시키는 구조로 되어 있으므로, 장치의 구조가 복잡하여지고, 대형화되는 경향을 피할 수 없고, 취급도 번거로운 것으로 되어 있다.

또한, 동일한 구동원에 의하여 절삭 공구에 회전과 요동을 주게 한 것도 개발되어 있으나, 절삭 공구의 회전과 요동에 원활성이 결여되고, 또한 그 회전속도가 느리기 때문에, 요동에 따르는 이론상의 효과를 나타내지 못하여, 어느 것이나, 실용성이 결여되어 거의 실용화되지 못하고 있다.

본 발명자는, 장기간에 걸쳐 진동 절삭법을 연구하여, 진동 절삭 이론을 확립시킨 한 사람으로서, 더욱 실용화를 위한 연구를 계속하여, 마침내 진동 절삭법의 효과를 충분히 발휘하고, 소형으로서 취급이 용이하고, 또한 태핑 머시인이나 밀링 머시인, 또는 머니싱 센터 등에 사용될 수 있게 한, 진동 절삭법에 의한 나사 절삭 가공과 내경 절삭 가공을 위한 공구 호울더를 완성하였다.

본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명은, 케이싱(2)내에 있어서, 이 케이싱(2)의 한끝단에서 외부로 돌출하여, 외부에서의 회전을 받는 원동축(1)에, 웨브 제네레이터(5)와, 플렉스 플레인(6)과 서어큘러스 플레인(7)이 동일한 축의 3층 구조로써 구성되는 감속장치(4)의 웨브 제네레이터(5)를 접속하고, 플렉스 플레인(6) 또는 서어큘러스 플레인(7)의 어느 한쪽을 케이싱(2)에 고정시키고, 다른쪽을 출력부로 하고, 이 출력부에 회전 호울더(9)를 고정시키고, 이 회전 호울더(9)의 앞끝단에는 공구 호울더의 장착 주축(11)을 상기한 원동축(1)과 축심을 일치시켜 지지하여 받치고, 이 공구 호울더 장착 주축(11)의 앞끝단을 케이싱(2)의 밖으로 돌출시키고, 또한 회전 호울더(9)의 내벽에는 크랭크 축(12)을 상기의 원동축(1)과 편심되는 위치에 동일한 축심을 중심으로 자유로이 회동되게 착설하고, 이 크랭크축(12)의 양끝단에 크랭크 아암(13), (14)을 고정시키고, 이 양쪽 크랭크 아암(13), (14)의 한쪽 크랭크 아암을 상기의 웨브 제네레이터(5)와, 다른쪽 크랭크 아암을 상기 공구 호울더 장착 주축(11)의 뒤끝단과 각각의 축심을 편심되는 위치에서 걸어 맞추고, 웨브 제네레이터(5)의 회전에 의하여 양쪽 크랭크 아암(13), (14)과 크랭크축(12)을 통하여 공구 호울더 장착 주축(11)을 요동시키도록 하는 동시에, 상기 감속장치(4)의 출력부의 회전에 의하여 회전되는 상기의 회전 호울더(9)를 통하여 공구 호울더 장착 주축(11)을 회전 운동시키도록 하였다.

외부에서의 회전을 받아 원동축(1)이 회전하면, 감속장치(4)의 출력부가 되는 플렉스 플레인(6), 또는 서어큘러스 플레인(7)에 고정된 회전 호울더(9)가 소정의 회전수로 낮추어서 회전하고, 회전 호울더(9)의 앞끝단에 지지되어 받쳐진 공구 호울더 장착 주축(11)이, 상기 회전 호울더(9)의 회전을 받아 회전한다.

이와 동시에, 원동축(1)의 고속 회전을 그대로 받아 고속으로 회전하는 웨브 제네레이터(5)의 회전에 의하여, 크랭크 아암(13)과, 크랭크축(12)과, 크랭크 아암(14)을 통하여 공구 호울더 장착 주축(11)이, 이 축(11)의 원둘레 방향으로 고속으로 요동 운동을 한다.

이것에 의하여, 공구 호울더 장착주축(11)은 회전 호울더(9)의 회전을 받아 느린 속도로 회전하는 동시에, 상기의 요동 운동을 받아 이 축(11)의 축심을 중심으로 고속으로 요동 운동을 행한다.

[실시예]

본 발명에 관한 공구 호울더의 1실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는, 머니싱 센터에 사용되는 이 발명의 실시예를 나타낸 것이다.

도면에서, (1)은, 케이싱(2)의 안팎으로 연이어 통하는 원동축으로서, 이 원동축(1)은 머니싱 센터의 주축(3)에 접속시킴으로써, 이 주축(3)의 회전을 받아 회전된다.

(4)는, 케이싱(2)내에서 상기의 원동축(1)에 접속되어 원동축(1)의 회전을 감속시키는 감속 장치이다. 이 감속장치에 있어서는 ,웨브 제네레이터(5)와 플렉스 플레인(6)과 서어큘러스 플레인(7)이 1개의 축에 3층 구조로써 구성되는 가요성의 이 맞물림 식으로 된 감속 장치이며, 감소비를 크게 구할 수 있는 것으로서, 일반적으로 하아모닉 드라이브(상표)라는 상품명으로서 알려져 있는 것이다.

이 감속장치(4)의 웨브 제네레이터(5)를 상기의 원동축(1)에 접속하여 입력부로 한다.

출력부에 있어서는, 플렉스 플레인(6) 또는 서어큘러스 플레인(7)의 어느 한쪽을 고정하였을때, 다른쪽이 출력부가 된다.

실시예에서는, 플렉스 플레인(6)을 고정시키고, 서어큘러스 플레인(7)을 출력부로 하고 있다.

(8)은, 플렉스 플레인(6)을 고정시키는 고정용 서어큘러스 플레인이며, 이고정용 서어큘러스 플레인(8)은 케이싱(2)에 고정되어 있다.

(9)는, 감속장치(4)의 출력부가 되는 서어큘러스 플레인(7)에 고정된 회전 호울더로서, 이 회전 호울더(9)의 앞끝단에는 상기의 원동축(1)과 웨브 제네레이터(5)와 동일한 축상에 암사나부(10)를 형성한다.

이 암사나부(10)의 피치에 있어서는, 내경 절삭가공을 하는 경우에는 특별히 한정되는 것이 아니라, 나사절삭 가공을 하는 경우에는 구하는 나사와 동일한 피치로 한다.

이 암나사부(10)에는 공구 호울더 장착 주축(11)을 나사로 맞추고, 그리고 이 공구 호울더 장착 주축의 앞 끝단을 케이싱(2)의 바깥쪽으로 돌출시킨다.

상기 회전 호울더(9)의 내벽에는, 크랭크 축(12)을 상기의 원동축(1)과 웨브 제네레이터(5)와 편심되는 위치에서 동일한 축심을 중심으로 자유로이 회동되게 착설한다.

이 크랭크축(12)의 양끝단에는 각각 크랭크 아암(13), (14)을 고정시키고, 크랭크 아암(13)을 상기의 웨브 제네레이터(5)와, 크랭크 아암(14)을 상기의 공구 호울더 장착 주축(11)과 각각 축심이 편심되는 위치에서 걸어맞추고 있다.

이것을 더욱 상세히 설명하면, 크랭크 아암(13)에 직사각형 방향으로 안내 요홈(15)을 형성하고, 그리고, 웨브 제네레이터(5)에는 동일한 축심과 편심되는 위치에서 편심핀(16)을 착설하고, 이 편심핀(16)에 슈(17)를 끼워 맞추고, 이 슈(17)를 상기 크랭크 아암(13)의 안내요홈(15)에 걸어맞추고 있다.

슈(17)는, 안내요홈(15)을 따라 적은 마찰로 미끄럼 동작하게 되어 있고, 상기의 웨브 제네레이터(5)가 회전하면 슈(17)는 크랭크아암(13)의 안내 요홈(15)을 미끄러지면서 회전 운동을 하고, 이 슈(17)의 회전운동에 의하여 크랭크아암(13)은 상기 편심핀(16)의 편심량에 비례한 각도로써, 크랭크축(12)을 지지점으로 하여 요동운동을 하도록 되어 있다.

또한, 크랭크축(12)의 다른 끝단에 걸어맞춰진 크랭크 아암(14)에는, 크랭크 축(12)의 축심 및 회전 호울더(9)의 앞끝단에에 나사로 맞춰진 공구 호울더 장착 주축(11)의 축심에 편심되는 위치에 편심핀(18)을 착설하고, 이 편심핀(18)에 슈(19)를 끼워 맞춘다.

(20)은, 회전 호울더(9)에 의하여 상기의 공구 호울더 장착 주축(11)과 동일한 축상에 축심을 중심을 자유로이 회동되게 지지되어 받쳐진 운동 전달축이다.

이 운동 전달축(20)의 한끝단부에 상기의 크랭크 아암(14)과 평행으로 된 안내 요홈(21)을 형성하고, 이 안내 요홈(21)에 상기의 슈(19)가 걸어맞춰져 있다.

슈(19)는, 안내요홈(21)을 따라 적은 마찰로 미끄럼 동작하도록 되어 있고, 상기 웨브 제네레이터(5)의 회전에 의하여 크랭크 아암(13)을 통하여 크랭크축(12)이 축심을 중심으로 요동 운동을 하면, 크랭크축(12)을 지지점으로 하여 크랭크 아암(14)도 요동운동을 하고, 슈(19)는 안내 요홈(21)을 미끄러지면서 요동운동을 한다.

그 슈(19)의 요동운동에 의하여 운동 전달축(20)은 축심을 중심으로 요동운동을 하게 되어 있다.

이 운동축(20)의 다른 끝단부를 상기의 공구 호울더 장착 주축(11)의 뒤끝단에 걸어 맞춘다. 이 공구 호울더 장착 주축(11)과 운동 전달축(20)들을 걸어맞추는데 있어서는, 공구 호울더의 장착 주축(11)의 끝단부에 축심의 방향으로 사각형구멍(22)을 형성하고, 한편, 운동 전달축(20)의 걸어 맞춤 끝단부를 상기의 사각형 구멍(22)과 같은 형의 사각형봉(23)으로 형성하고, 이 사각형의 봉(23)을 상기의 사각형의 구멍(22)에 축방형으로 자유로이 미끄러져 움직이게 걸어맞춤으로써 구성되어 있다.

이렇게 하여, 원동축(1)이 회전하면, 감속장치(4)의 출력부가 되는 서어큘러스 플레인(7)에 고정된 회전 호울더(9)가 소정의 회전수로 낮춰져 회전하고, 회전 호울더(9)의 앞끝단에 형성된 암나사부(10)에 나사로 맞춰지는 공구 호울더 장착 주축(11)이 회전된다.

동시에, 원동축(1)의 고속 회전을 그대로 받아 고속으로 회전하는 웨브 제네레이터(5)의 회전에 의하여 크랭크 아암(13)과 크랭크 축(12)과 크랭크 아암(14) 및 운동 전달축(20)을 통하여 공구 호울더 장착 주축(11)의 원둘레 방향으로 고속의 요동 운동이 전하여진다.

이것에 의하여, 공구 호울더 장착 주축(11)은 회전 호울더(9)외 회전을 받아 느린 속도로 회전하는 동시에, 상기의 요동 운동을 받아 암나사부(10)의 리이드각 방향으로 운동 전달축(20)의 사각봉(23)을 미끄러지면서 고속으로 요동 운동을 하도록 되어 있다.

(24)는, 풀스터트, (25), (26), (27)은 너트, (28), (29)는 축받이, (30), (31)은 오일 시일, (32)는 공구 호울더 장착 주축(11)의 앞끝단부에 고정시킨 처크, (33)은 케이싱(2)의 외벽에 착설한 회전 방지부재로서, 이 발명에 관한 호울더를 머니싱 센터의 주축(30에 세트하였을때, 머니싱 센터에 착설한 위치를 정하는 블럭(34)에 걸어맞추어서 케이싱(2)의 회전을 방지하는 것이다.

(35)는 부쉬이다.

이상과 같은 구성으로 된 공구 호울더를 머니싱 센터에 사용하여 나사와 절삭 가공을 할 경우는, 회전 호울더(9)의 앞끝단에 형성한 암나사부(10)의 피치에 합치시켜서 행하는 것이며, 머니싱 센터의 주축(3)의 회전에 의하여 처크(32)에 고정시킨 절삭 공구는 암나사부(10)의 리이드 각 방향으로 고속으로 요동 운동을 행하면서 회전하고, 머니싱 센터가 구하는 나사의 피치에 대응하는 높이의 이송에 의하여 나사의 절삭 가공을 한다.

또한, 내경의 절삭 가공을 함에 있어서는 상기의 나사 절삭 가공의 경우와 같은 방법으로 하게 되지만, 이 경우에는 암나사부(10)의 피치에 대하여는 주의할 필요가 없다.

제 2 도는, 태핑 머시인이나 밀링 머시인에 사용되는 본 발명의 실시예를 나타낸 것이며, 그 기본적인 구성은 상기의 제 1 도에 나타낸 실시예와 동일하다.

원동축(1)은, 태핑 머시인이나 밀링 머시인의 기계체(39)에 내장된 모우터(36)에 직접 또는 간접으로 접속되고, 모우터(36)의 회전을 받아 회전한다.

또한, 공구 호울더 장착 주축(11)은 회전 호울더(9)의 앞끝단에 축심을 중심으로 자유로이 회전되고, 또한, 축방향으로 자유로이 이동되게 지지되어 받쳐지고, 그 앞끝단이 케이싱(2)의 밖으로 돌출되어 있다.

또한, 케이싱(2)의 앞끝단에는, 상기의 원동축과 동일한 축상에 암나사부(37)가 형성되어 있고, 이 암나사부(37)에 상기의 공구 호울더 장착 주축(11)이 나사로 맞춰져 있다.

이렇게 하면, 원동축(1)이 회전하면, 감속장치(4)의 출력부가 되는 서어큘러스 플레인(7)에 고정된 회전 호울더(9)가 소정의 회전수로 낮춰져서 회전하고, 이 회전 호울더(9)의 회전에 의하여 크랭크 축(12)과 크랭크 아암(14)가 운동 전달축(20)을 통하여 공구 호울더 장착 주축(11)이 축심을 중심으로 회전한다.

이와같이 하여, 회전하는 공구 호울더 장착 주축(11)은 케이싱(2)의 앞끝단에 형성한 암사나부(37)에 나사로 맞추어 있으므로, 그 회전에 의하여 암나사부(37)의 피치에 대응한 축심 방향으로 이동한다.

즉, 공구 호울더 장착 주축(11)은, 모우터(36)의 정방향의 회전과 역방향의 회전에 따라 동일한 방향으로 회전하면서 축심 방향으로 전진하며, 또한 후퇴한다.

이와 동시에, 원동축(1)의 고속회전을 그대로 받아 고속으로 회전하는 웨브 제네레이터(5)의 회전에 의하여, 크랭크 아암(13)과 크랭크 축(12)과 크랭크 아암(14) 및 운동 전달축(20)을 통하여 공구 호울더 장착 주축(11)에 축의 원둘레 방향으로 고속의 유동 운동을 전한다.

이것에 의하여, 공구 호울더 장착 주축(11)은 회전 호울더(9)의 회전을 받아 느린 속도로 회전하면서 축심방향으로 정방향으로 회전하는 경우에는 전진하고, 역방향으로 회전하는 경우에는 후퇴하는 동시에, 상기의 요동 운동을 받아 암나사부(10)의 리이드각 방향으로 운동 전달축(20)의 사각봉(23)을 미끄러지면서 고속으로 요동 운동을 하도록 되어 있다.

(38)은 공구 호울더를 기계체(39)에 고정시키며, 또한, 케이싱(2)의 회전방지를 겸한 고정 부재이다.

이상과 같은 구성으로 된 공구 호울더를 태핑 머시인에 사용하여 나사의 절삭 가공을 행하는 경우는 케이싱(2)의 앞끝단에 형성하는 암나사부(10)를 구하는 나사의 피치에 합치시켜서 행한다.

밀링 머시인에 사용하여 내경의 절삭 가공을 하는 경우에는, 상기 암나사부(10)의 피치에 대하여 주의할 필요는 없다.

또한, 상기의 회전하면서 전진하고, 후퇴하는 공구 호울더 장착 주축(11)의 위치를 정하는 제어는, 컴퓨우터에 의한 회전수의 카운트로 행하여도 좋고, 또는 전진 끝단과 후퇴 끝단에 리밋 스위치를 착설하여 행하여도 좋다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 절삭 공구의 회전 운동과 요동운동은 원활히 행하여지고 그리고, 본 발명에 사용되고 있는 감속 장치는 감속비를 크게 구할 수있는 것이므로, 회전 운동과 요동 운동의 속도차이를 크게 구할 수 있고, 진동 절삭 이론상의 효과를 매우 효과적으로 발휘할 수가 있다.

또한, 구성이 단순하기 때문에, 소형화가 경량화를 도모 할 수 있어 취급이 용이할 뿐더러, 원동축과 절삭 공구를 1개의 축에 위치시켰으므로 태핑 머시인이나 멀링 머시인 이외에 머니싱 센터에도 사용할 수 있는 등, 공구 호울더로서 뛰어난 효과가 있다.

Claims

케이싱(2)내에 있어서, 이 케이싱(2)의 한 끝단에서 외부로 돌출하여, 외부에서의 회전을 받는 원동축(1)에, 웨브 제네레이터(5)와, 플렉스 플레인(6)과 서어큘러스 플레인(7)이 동일한 축의 3층 구조로써 구성되는 감속 장치(4)의 웨브 제네레이터(5)를 접속하고, 플렉스 플레인(6) 또는 서어큘러스 플레인(7)의 어느 한쪽을 케이싱(2)에 고정시키고, 다른쪽을 출력부로 하고, 이 출력부에 회전 호울더(9)를 고정시키고, 이 회전 호울더(9)의 앞끝단에는 공구 호울더 장착 주축(11)을 상기의 원동축(1)과 축심을 일치시켜 지지하여 받치고, 이 공구 호울더 장축 주축(11)의 앞끝단을 케이싱(2)의 밖으로 돌출시키고, 또한 회전 호울더(9)의 내벽에는 크랭크 축(12)을 상기의 원동축(1)과 편심되는 위치에 동일한 축심을 중심으로 자유로이 회동되게 착설하고, 이 크랭크 축(12)의 양끝단에 크랭크 아암(13), (14)을 고정시키고, 이 크랭크 아암(13), (14)의 한쪽 크랭크 아암을 상기의 웨브 제네레이터(5)와, 다른쪽 크랭크 아암을 상기 공구 호울더 장착 주축(11)의 뒤끝단과 각각의 축심을 편심된 위치에서 걸어 맞추고, 웨브 제네레이터(5)의 회전에 의하여 크랭크 아암(13), (14)과 크랭크 축(12)을 통하여 공구 호울더 장착 주축(11)을 요동시키도록 하는 동시에, 상기 감속장치(4)의 출력부의 회전에 의하여 회전되는 상기의 회전 호울더(9)를 통하여 공구 호울더 장착 주축(11)을 회전 운동시키도록 한 공구 호울더.
제 1 항에 있어서, 상기 회전 호울더(9)의 앞끝단에 원동축(1)과 동일한 축상에 암나사부(10), (37)를 형성하고, 이 암나사부(10), (37)에 공구 호울더 장착 주축(11)을 나사로 맞춘 것을 특징으로 하는 공구 호울더.
제 1 항에 있어서, 상기 회전 호울더(9)의 앞끝단에 공구 호울더 장착 주축(11)을 축방향을 자유로이 이동되게 지지하여 받치고, 상기 케이싱(2)의 앞끝단에는 원동축(1)과 동일한 축상에 암나사부(10), (37)를 형성하고, 이 암나사부(10), (37)에 상기의 공구 호울더 장착 주축(11)을 나사로 맞춘 것을 특징으로 하는 공구 호울더.