KR0129555B1 - 절삭공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 초경합금재 등으로 이루어지는 생크의 선단에 강 등으로 이루어지는 헤드를 설치한 구조의 공구에 있어서, 제작을 용이하게 함과 아울러, 생크 헤드의 위상맞춤을 확실하게 하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 위해 본 발명은, 생크와 헤드의 어느한쪽에 볼록부를, 다른쪽에 오목부를 설치함과 아울러, 이들 볼록부 및 오목부의 접합면을, 생크, 축선방향으로 직경이 점차변화하는 데이터로 하거나 오목부를 관통하여 내측으로 돌출하는 나사를 설치하는 것에 의해, 양자의 상대적인 회전을 규제하도록 한 것이다.

Description

절삭공구

제1도는 본 발명의 제1실시예의 평면도.

제2도는 제1도의 공구의 좌측면도.

제3도는 제1도의 공구의 우측면도.

제4도는 제1도의 공구의 헤드와 생크를 분해한 상태의 정면도.

제5도는 제4도에 나타내는 부분을 조립한 상태에 있어서의 종단면도.

제6도는 본발명의 제2실시예에 있어서 헤드와 생크의 조립상태를 나타내는 종단면도.

제7도는 본발명의 제3실시예에 있어서 헤드와 생크의 조립상태를 나타내는 종단면도.

제8도는 본발명의 제4실시예의 요부 종단면도.

제9도는 제8도에 나타내는 헤드의 화살표(가)방향에서 본 도면.

제10도는 제8도에 나타내는 생크의 화살표(나)방향에서 본 도면.

제11도는 본발명의 제5실시예의 요부 종단면도.

제12도는 제11도에 나타내는 헤드의 화살표(다)방향에서 본 도면.

제13도는 제11도에 나타내는 생크의 화살표(라)방향에서 본 도면.

제14도는 본발명의 제6실시예의 요부 평면도.

제15도는 본발명의 제7실시예 요부 평면도.

제16도는 절삭공구의 종래의 한가지 실시예의 평면도.

제17도는 제16도의 공구의 좌측면도.

제18도는 절삭공구의 다른 종래예의 생크 및 헤드의 분해상태의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 생크 2 : 헤드

3 : 드로우어웨이팁 20 : 볼록부

21 : 오목부 22 : 나사

23 : 평면부 24 : 선단부

25 : 간격부 30 : 위치결정돌기

31 : 위치결정돌기 32 : 홈부

33 : 돌출부 34 : 헤드

본 발명은 절삭공구에 관하여, 특히 헤드와 생크와의 사이를 테이퍼면을 계재하여 접속하도록 한 공구에 관한 것이다.

제16도 및 제17도는 절삭공구의 한가지 종래예를 나타낸 것이다. 이 절삭공구는, 공작기계의 척(chuck)등에 부착되는 생크(1)와, 이 생크(1)의 선단에 고착된 헤드 (2)로 구성되고, 이 헤드(2)의 선단에는, 드로우어웨이팁(3)이 나사(4)로 고정되어 있다. 그리고, 생크(1)는 처침(deflection)이나 채터진동을 방지하도록 강성이 높은 초경합금으로 형성되며, 한편 헤드(2)는 가공성을 고려하여 강 등의 재료에 의하여 형성되어 있다. 또 상기한 생크(1)와 헤드(2)의 사이는, 납땜부(5)를 계재하여 서로 접함되어 있다.

또, 제18도는 다른 종래예를 나타내는 것으로, 이 절삭공구는 생크(11)의 선단에 설치된 수나사(12)를 헤드(13)의 암나사(도시생략)에 나사체결하는 것에 의하여 고정되어 있다.

상기한 한가지 종래예의 공구에는, 하기한 문제가 있다.

① 생크(1)와 헤드(2)가 납땜되어 있으므로, 예를 들어 용도변경이나, 헤드부분이 손상되었을 경우 등에 새로운 헤드로 교체하려고 해도 그 교체가 용이하지 않다.

② 생크(1)와 헤드(2)는 둘레방향으로 정확히 위치결정하여 조합시키지 않으면 안되지만, 이 위치결정을 정확하게 행하기 위한 배려가 하등되어 있지 않으므로, 납땜 할 때에는 이들의 위치결정 및 위치 결정상태를 유지하기 위한 지그가 필요하게 된다.

또, 다른 종래예의 공구에 있어서는, 상기한 ①항의 문제를 해결할 수는 있지만, 생크(11)와 헤드(12)의 고정이 나사를 통해 행해지고 있으므로, 나사의 공차에 의하여, 양자를 체결한 상태에 있어서도 둘레방향으로의 상대위치가 변화되게 되므로(구체적으로는, 생크(11)를 나사체결할 때에, 모떼기부(14)와 드로우어웨이팁(3)과의 둘레방향으로의 위치가 특정되지 않는다), 선삭공구에는 적용할 수 없고, 전삭공구에만적용할 수 밖에 없다고 하는 문제가 있다. 또, 채터진동의 방지등의 목적으로서 생크(11)를 초경합금에 의하여 형성했을 경우, 생크(11)에 나사를 형성하는 가공이 용이하지는 않다. 더욱이, 가공을 용이하게 위하여, 나사부분을 강 등의 별도부재로서 구성하여, 초경합급재의 생크(11)에 납땜하는 것이 고려되지만, 이 경우 부품수의 증가나, 가공공수의 증가라고 하는 제조기술상의 문제가 발생한다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 헤드의 교환이 가능하며, 또한 헤드와 생크의 위치결정성이 양호한 절삭공구를 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 커터가 부착되는 헤드와, 공작기계에 지지되는 생크로 구성된 절삭공구에 있어서, 이들 헤드와 생크의 어느 한쪽에는, 생크의 축선과 평행한 방향으로 돌출하는 볼록부가 설치되고, 다른 한쪽에는 전기한 볼록부에 끼워맞춤되는 오목부가 설치되며, 이를 오목부와 볼록부의 외주에는, 전기한 축선방향으로 점차 외경이 변화하는 테이퍼면이 각각 설치되고, 전기한 볼록부와 오목부와의 사이에는, 양자의 상대적인 회전을 규제하기 위한 규제수단으로서 볼록부의 선단에는 위치결정돌기가 형성되어 있고, 오목부의 단부(端部)에는 위치결정구멍이 형성되어 있는 것이다.

또한, 본 발명에 있어서, 전기한 생크는 볼록부를 보유하고, 또한 초경합금에 의하여 형성된 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하며, 헤드와 생크가 테이퍼면을 개재하여 접속되어 있으므로, 이들 사이에 충분한 고정력을 작용시킬 수 있다. 테이퍼면을 개재한 끼워맞춤은 원주방향으로의 임의의 위치에서 행할 수 있다. 또, 규제수단에 의하여 헤드와 생크의 상대적인 회전이 규제되며, 볼록부를 보유하는 측의 부재가 초경합금에 의하여 형성되어 있으므로, 공구전체중, 강성이 높은 부분이 차지하는 비율이 높게 된다.

(실시예)

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 또한, 도면중 종래예와 공통된 부분에는 동일부호를 붙여서, 설명을 간략화한다.

제1도 내지 제5도는 본 발명의 제1실시예를 나타내는 것이다.

생크(1)의 선단에는 볼록부(20)가 설치되고, 또 헤드(2)의 기단부에는 오목부(21)가 설치되어 있다. 이들 볼록부(20)의 외주 및 오목부(21)의 내주는 선단측으로 향해서 서서히 소경(小涇)으로 되는 원추형상의 레이퍼면으로 되어 있다.

상기한 헤드(2)에는, 상기한 생크의 측선에 대하여 a의 각도로써 나사(22)가 끼워져 있으며, 이 나사(22)의 선단은 테이퍼면의 내측으로부터 돌출하도록 되어 있다.

또 상기한 생크(1)의 테이퍼부의 외주는, 일부가 모떼기(beveling)되는 것에 의해 평면부(23)가 형성되어 있다. 이 평면부(23)는, 제6도에 도시하는 바와같이, 생크(1)의 축선에 대하여, β(β=α-90°)가 되는 각도로 경사져 있다. 또, 상기한 평면부(23)는 상기한 생크(1)의 원주방향을 향해서, 모떼기부(14)와 동일한 방향으로 설정되어 있다.

그리고, 생크(1)에 헤드(2)를 부착한 상태에서는, 상기한 나사(22)의 선단면(24)이 평면부(23)와 대략 평행하게 마주보는 상태로 되고, 이 상태에서는, 제2도에 도시하는 바와 같이, 드로우어웨이팁(3)의 면이 상기한 생크(1)의 모떼기부(14)에 대하여 특정한 각도θ(실시예의 경우θ=90°)로 위치결정되도록 되어 있다. 즉, 상기한 나사(22)가 체결되는 것에 의해서, 드로우 어웨이팁(3)이 생크(1)에 대하여 소정의 각도로 위치결정되고, 생크(1)의 회전방향을 따라 드로우어웨이팁(3)이 특정한 위상으로 설정된다.

또 부호(25)는, 생크(1)의 선단의 볼록부(20)의 가장 대경(大涇)인 부분과 대략 동일한 지름이거나 혹은 약간의 소경으로 형성된 간격부이며, 이 간격부(25)의 존재에 의하여, 상기한 테이퍼면의 접촉이 다른 부분의 접촉에 의하여 방해가 되지 않도록 배려되어 있다.

이상과 같이 구성된 절삭공구는, 아래와 같은 순서에 의해 일체로 조립된다.

① 나사(22)를 오목부(21)의 내면으로부터 돌출하지 않는 위치까지 끼워 넣어둔다.

② 생크(1)와 헤드(2)를 원주방향으로 대략 위치를 맞추고, 제4도에 화살표로 나타내는 바와 같이, 오목부(21)에 볼록부(20)를 삽입한다.

③ 볼록부(20)와 오목부(21)와의 테이퍼면이 서로 약간 접촉하는 정도(이들의 상대회전이 방해되지 않을 정도)까지 삽입한다.

④ 나사(22)를 나사체결하여 오목부(21)내로 서서히 돌출시키면, 나사(22)의 선단면(24)이 평면부(23)에 밀착하고, 이 것에 따라 생크(1)와 헤드(2)가 원주방향으로 위치결정되며, 드로우어웨이팁(3)이 생크(1)의 모떼기부(14)에 대하여 90°를 이루는 위치결정됨과 아울러, 헤드(2)가 생크(1)에 고정된다.

실시예의 경우, 볼록부(20)의 근본부분에 간격부(25)가 형성되어 있으므로, 헤드(2)와 생크(1)사이에 간격이 확보된다. 또, 실시예에는, 나사(22)의 각도(a)가 90°이상으로 설정되어 있으므로, 선단면(24)과 평면부(23)의 접촉에 의하여 생크(1)와 헤드(2)의 원주방향으로의 위치결정 뿐만 아니라, 헤드(2)의 빠짐도 방지할 수 있다.

제6도는 제2실시예를 나타내는 것으로, 이 실시예에서는, 나사(22)의 각도(a)가 90°로 설정되어 있다. 이 각도로 설정했을 경우, 나사(22)는 둘레방향으로 위치결정작용만을 행한다.

제7도는 제3실시예를 나타내는 것이다. 이 실시예의 공구는, 지그보링바이트(jigboring tool)와 같은, 기능상 드로우어웨이팁(3)을 생크(1)에 대하여 특정한 위상으로 위치결정할 필요가 없는 공구에 적용되는 것으로, 상기한 나사(22)및 평면부(23)가 생략되어 있다. 이 제3실시예에 있어서는, 볼록부(20)와 오목부(21)의 테이퍼면이 서로 접촉하는 것에 의한 끼워맞춤힘에 의하여, 헤드(2)가 생크(1)에 고정되도록 되어있다.

또, 제8도 내지 제10도는 본발명의 제4실시예를 나타내는 것이다.

이 실시예는, 상기한 제1실시예, 혹은 제2실시예에서는 사용되고 있었던 나사를 사용하지 않고 헤드를 생크에 고정한 경우의 구조를 나타내는 것이다. 생크(1)의 볼록부(20)선단에는 위치결정돌기(30)가 설치되어 있고, 이 위치결정돌기(30)의 상하의 면(30a), (30b)은, 모떼기부(14)와 평행한 평면형상으로 형성되어 있다. 또, 헤드(2)의 오목부(21)의 단부에는, 위치결정돌기(30)가 삽입되는 위치결정구멍(31)이 설치되어 있고, 이 위치결정구멍(31)은 위치결정돌기(30)에 대하여 헤드(2)를 특정한 각도(실시예에서는 드로우어웨이팁(3)이 모떼가부(14)와 평행하게 되는 각도)로 되는 위치에 설치되어 있다. 또 위치결정구멍(31)의 높이(t')(상하의 평면(31a), (31b)사이의 거리)는, 상기한 평면(30a), (30b)사이의 거리(t)에 대하여 약간 크게 설정되고, 양측의 부분은 반원형상으로 형성되어 있다. 또, 구멍(31)의 회전방향으로의 이동을 규제하고, 그 이외의 방향, 특히 축선방향으로의 이동을 규제하는 일이 없도록 배려되어 있다.

이 제4실시예에서는, 상기한 헤드(2)에 생크(1)를 삽입하면, 구멍(31)에 돌기(30)가 삽입되는 것에의 해 드로우어웨이팁이 소정의 위상으로 설정되고, 그후 볼록부(20)와 오목부(21)와의 테이퍼면의 끼워맞춤에 의하여 양자가 고정된다.

제11도 내지 제13도는 본발명의 제5실시예를 나타내는 것이다. 이 실시얘는, 제2실시예의 것에 있어서, 생크(1)의 볼록부(20)에 홈부(32)를 설치하고, 이 홈부(32‘)에 나사(22‘)를 삽입하도록 한 것이다. 이 나사(22‘)의 선단에는, 나사부보다 소경으로 형성된 돌출부(33)가 형성되고, 또 이 돌출부(33)의 선단이 상기한 제1실시예 등과 마찬가지로 평면형상의 선단면(24)으로 되어 있다.

또 상기한 홈부(32)의 저면(32a)은, 생크(1)의 모떼기부(14)와 대략 평행한 평면형상을 이루고 있다.

따라서, 나사(22)를 삽입하면, 나사(22)의 이동이 홈부(32)의 내측의 측면(32b)에 맞닿는 것에 의해 제한 되므로, 헤드(2)의 생크(1)에 대한 회전이 규제되고, 그 결과 위상이 일정하게 결정된다. 또한 돌출부(33)의 외경(h)은, 생크의 홈부(32)의 폭(h')에 대하여 약간 작게 설정되어 있다.

이 제5실시예에 있어서도, 생크(1)를 헤드(2)에 삽입하고 나사(22)를 체결하는 것에 의하여 양자가 소정의 위상으로 설정된 상태로 고정된다.

또, 상기한 실시예에서는, 생크(1)의 볼록부(20)의 기단부에 간격부(25)를 설치하게 하였지만, 이 대신에 제14도의 제6실시예 도시하는 바와 같이, 생크(1)의 볼록부(20)의 길이를 헤드(2)의 오목부(21)의 길이보다 충분히 크게하여, 테이퍼면의 접촉을 확실하게 하여도 좋다.

더욱이, 제15도에 나타내는 본 발명의 제7실시예와 같이, 본원발명을 볼엔드밀(ball end mill)로서도 사용할 수 있으며, 이 경우, 상기한 각 실시예와 공통의 생크(1)를 이용하여, 헤드(34)및 이 헤드(34)에 부착되는 드로우어웨이팁만을 변경하면 된다.

또한, 상기한 실시예에서는 생크에 대한 헤드의 고정(빠짐방지)를 레이퍼면상호의 접촉에 의하여, 혹은 나사의 체결틱에 의하여, 또는 기계적인 걸어맞춤에 의하여 확보하도록 하였지만, 이들 각 방식은, 공구의 절삭조건(요구되는 절삭력)에 따라 적당히 선택하면 된다.

또, 상기한 각 실시예에서는, 생크축에 볼록부를 설치하고, 헤드축에 오목부를 설치하였지만, 이것과는 반대로 생크축에 오목부를 헤드측에 볼록부를 설치하여도 좋다.

이상의 설명에서 명확한 바와 같이, 본발명에 의하면, 커터가 부착되는 헤드와 공작기계에 부착되는 생크로 구성된 절삭공구에 있어서, 이들 헤드와 생크의 어느 한쪽에는, 생크의 축선과 평행한 방향으로 돌출하는 볼록부가 설치되고 다른 한쪽에는, 볼록부에 끼워맞춤되는 오목부가 설치되며, 이들 볼록부와, 오목부의 축선방향으로 점차외경의 빈화하는 테이퍼면이 각각 설치된 것이므로, 생크와 헤드가 착탈가능하게 결합되고, 따라서, 파손, 용도변경등에 대응하여 용이하게 헤드를 교환할 수 있다. 또, 비교적 단순한 형상인 생크부분을 비교적 복잡한 형상인 헤드부분과 별개체로 하였으므로, 생크부분이 초경합금과 같은 경질재료로 형성되어 있는 경우에도, 방전가공 등의 특수한 가공을 필요로 하지 않고(예를들어 분말형성과 약간의 연삭가공만으로)용이하게 제작할 수 있다.

또, 본발명에 의하면, 상기한 볼록부와 오목부 사이에 헤드와 생크와의 상대적인 회전을 규제하는 규제수단을 설치한 것이므로, 양자를 특정한 위상으로 위치결정할 수 있고, 따라서 보오링바아, 바이트 등과 같은, 생크와 날끝과의 위상맞춤이 필요한 공구에도 적용할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 생크측에 볼록부를 설치함과 아울러, 헤드측에 오목부를 설치한 구조로 하였으므로, 생크측을 초경합금에 의하여 형성했을, 공구전체에서 강성이 높은 부재가 차지하는 비율이 높아져서, 전체적으로 공구의 강성을 높일 수 있다.

Claims (2)

1. 커터가 부착되는 헤드(2)와 공작기계에 지지되는 생크(1)로 구성된 절삭공구에 있어서, 이들 헤드(2)와 생크(1)의 어느 한쪽에는, 생크의 축선과 평행한 방향으로 돌출하는 볼록부(20)가 설치되고, 다른 한쪽에는, 전기한 볼록부(20)에 끼워맞춤되는 오목부(21)가 설치되며, 이들 오목부와 볼록부의 외주에는 전기한 축선방향으로 점차외경이 변화하는 테이퍼면이 각각 설치되고, 이들 오목부와 볼록부의 외주에는, 전기한 축선방향으로 점차외경이 변화하는 테이퍼면이 각각 설치되고, 전기한 볼록부와 오목부와의 사이에는, 양자의 상대적인 회전을 규제하기 위한 규제수단으로서 볼록부의 선단에는 위치결정돌기(30)가 형성되어 있고, 오목부의 단부(端部)에는 위치 결정구멍(31)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
2. 제1하에 있어서, 상기한 생크(1)는 볼록부를 보유하고, 또한, 초경합금으로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 절삭공구.