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4 편      절  삭   가   공

6 장   planer 가공(planing)(교과서 p.351)

shaper, slotter 및 planer가 평면을 가공하는 공작기계라는 점에서는 공통점을 갖고 있으나, shaper와 slotter에서는 소형물(小形物)을 가공하며 공구에 절삭운동을 주고 가공물에 이송을 준다. planer에서는 대형물(大形物)을 가공하며 가공물에 절삭운동을 주고 공구(bite)에 이송을 준다. 따라서 planer는 각종 기준면 및 안내면이 될 평면가공에 많이 사용된다.

planer의 block diagram

[1] planer의 종류

planer의 종류는 분류기준에 따라 다음과 같다.

  1. 직주(直柱; column)의 수에 따라
    • 쌍주식 planer(雙柱式 planer; double-housing planer, closed type planer)
    • 단주식 planer(單柱式 planer; open-side planer)
  2. 용도에 따라
    • 일반용 planer
    • 특수용 planer
  3. table의 구동방식에 따라
    • gear 식 planer
      • spur gear 식 planer
      • helical gear 식 planer
      • worm gear 식 planer
    • 나사식 planer
    • belt-pulley 식 planer
    • 변속전동기식 planer
    • 유압식 planer(hydraulic planer)

등이 있다.

(1) 쌍주식 planer:

그림과 같이 2개의 직주(直柱; column)가 있고, 그 사이에 있는 횡주(橫柱; cross rail)가 상하로 이동하게 되어 있다. 공작물을 고정하는 table 이 왕복운동하여 절삭행정이 되고, 공구를 고정하는 공구대가 횡주에 따라 운동하여 이송을 준다. 쌍주식 planer의 크기는 table의 크기(길이×폭), 공구대의 수평 및 상하 이동거리, 공구선단에서 table까지의 최대거리로 표시한다.

실물사진 쌍주식 planer

(2) 단주식 planer:

그림과 같이 측부(側部)에 단일직주가 있어 횡주(cross rail)와 공구대를 지지한다. 폭이 넓은 공작물도 가공할 수 있는 장점이 있으며, 가공할 수 있는 최대폭은 직주의 내측면에서 공구대까지의 최대거리이다. 필요에 따라 rolling table을 설치하고 planer table과 함께 그 위에 공작물을 올려 놓고 가공한다. 단주이기 때문에 중절삭(重切削)에서는 직주와 횡주가 변형하는 단점이 있다.

단주식 planer

(3) 특수용 planer:

(3-1) plate planer 또는 edge planer:

edge planer는 압력용기용 강판(鋼板) 등의 가장자리(edge)의 가공에 편리하게 제작된 planer로서, 가공물인 판(plate)은 bed에 고정하고, 대부분의 edge planer에서는 bite 대신에 milling cutter가 사용된다.

(3-2) pit 형 planer:

pit 형 planer는 대형으로서, table이 고정되어 있고 직주가 bed 안내에 따라 활동(滑動)하며 ram 형 공구대가 cross rail에 설치되어 있다.

[2] planer 기구

(1) table의 운동기구:

(1-1) gear식:

그림은 spur gear식 table로서, pinion의 회전운동이 rack을 통하여 table에 직선운동을 준다. pinion은 여러가지 방법으로 구동할 수 있으나 belt-pulley에 의한 예를 든다. 그림에서 1은 동력전달차, 2 와 3은 idle 차, 4, 5, 6, 7, 8, 9는 gear(spur gear), 10은 rack, 11은 table이며, 동력전달은 1 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 - 10의 순서에 의하여 이루어진다.

spur gear에 의한 table의 구동

아래 그림(a)는 강력한 구조를 갖는 helical gear에 의한 table의 구동기구이고, 그림 (b)는 worm gear 식 table의 구동기구로서 A는 역전용 motor, B와 C는 helical gear, D는 worm, E는 rack이다.



(1-2) 나사식:

아래 그림과 같이 nut을 table 하부에 고정하고 이것에 나사봉을 연결하여 table을 구동시킨다.

나사에 의한 table의 구동

(1-3) 변속전동기식:

아래 그림은 Ward Leonard 제어직류전동기에 의한 table의 구동기구이며, 직류전동기에 의해서 변속과 회전방향을 바꾸는 방식이다. 속도의 조정범위가 크고 운전이 용이하나 설비비가 많이 든다.

변속전동기에 의한 table의 구동

(1-4) 유압식:

bed에 cylinder를 설치하고 table 하부에 piston rod를 고정하면 유압에 의하여 piston이 왕복운동을 하여 절삭행정과 귀환행정이 이루어지며, 유압식 shaper의 ram 운동 기구와 같다.
유압식 planer의 특징은 무단변속을 할 수 있어 임의 절삭속도와 귀환속도를 얻을 수 있다. 유압 cylinder의 수에 따라 단 cylinder 식, 복 cylinder 식이 있으며, 복 cylinder 식에서는 절삭행정과 귀환행정에 각각 cylinder를 갖고 있는 경우가 많다.

(1-5) belt-pulley 식 역전장치:

앞에서 설명한 gear 식 및 나사식 planer에 사용되는 장치로서, 귀환행정에서는 아래 그림 (a)와 같이 중간 belt 차의 지름을 크게 하며, 十字 belt 걸기를 하여 절삭행정방향과 반대방향으로 table을 구동시킨다. 공작물의 길이에 따라 dog 4, 5의 위치를 정하면 절삭행정을 마칠 때 dog 4는 6을 밀어 7의 좌측으로 당기며, belt shift가 내측으로 이동하여 open belt를 idle pulley에 옮기고 cross belt를 구동 pulley에 옮겨 귀환행정을 수행한다. 귀환행정을 마칠 때 dog 5가 8을 밀어 7이 우측으로 밀리면서 belt shift를 돌려 절삭행정을 수행하도록 belt가 이동한다.
그림 (b)는 table의 급유장치(給油裝置)로서 V 형 홈에 적당한 간격으로 유조(油槽; oil basin)를 두고 조합된 원추 roller를 유조에 침지시켜 table이 운동하면 원추 roller가 table과 접촉마찰을 하면서 활면(滑面)에 윤활유를 공급하도록 되어 있다.

belt-pulley식 역전장치의 운동을 보여준다.

belt-pulley 식 역전장치
table의 급유장치

(2) 공구대(工具臺; tool post, tool head)의 운동 기구:

공구대는 bite를 고정하고 cross rail상에서 이동하면서 수평이송을 주고, 공구대의 이송나사에 의하여 상하방향의 절삭깊이를 조정한다. 공구대의 이송은 table의 귀환행정 중 이루어지며, 귀환행정에서 bite가 가공면과 접촉마찰을 하여 가공면에 손상을 주고 bite가 마멸되는 것을 피하기 위하여 hinge를 중심으로 clapper가 들리도록 되어 있다. planer의 clapper는 shaper의 것에 비하여 크기 때문에 압축공기 또는 전자석의 자력으로 들어올리는 것이 보통이다.
그림 (a)는 공구대의 단면으로서 1은 이송 handle, 2는 이송나사, 3은 활자(滑子; slide), 4는 apron, 5는 saddle, 6은 이송축, 7, 8, 9, 10은 bevel gear, 11은 이송나사, 12는 clapper, 13은 공구 holder이다. 공구대의 상하이송은 6 - 7 - 8 - 9 - 10 - 2 순의 운동전달에 의하여 이루어진다. 그림 (b)는 그림 (a)의 6과 11을 회전시키는 기구이다.

planer 공구대

clapper

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