KR0158776B1 - 조정장치를 지니는 신속변환 공구홀더 - Google Patents

조정장치를 지니는 신속변환 공구홀더

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KR0158776B1
KR0158776B1 KR1019950701332A KR19950701332A KR0158776B1 KR 0158776 B1 KR0158776 B1 KR 0158776B1 KR 1019950701332 A KR1019950701332 A KR 1019950701332A KR 19950701332 A KR19950701332 A KR 19950701332A KR 0158776 B1 KR0158776 B1 KR 0158776B1
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로버트 에이. 에릭슨
제임스 에이. 오시녹
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데이비드 티. 코퍼
케나메탈 아이엔씨
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Abstract

신속 변환 공구홀더(10)는 공작기계의 선반 터릿 또는 장착 볼록상에 장착되기에 적합한 공구지지부재(12), 절삭공구(38)를 수용하기 위한 시트(36)와 함께 형성된 절삭헤드(14) 및 지지부재(12)에 절삭헤드(14)를 클램핑시키기 위한 클램핑 장치(16)를 포함한다. 공구 지지부재(12)는 절삭유닛(14)의 관형 생크(32)를 수용하는 축방향 보어 (28)를 포함한다. 클램핑장치 (16)는 축방향 보어 (28)내부에 배치되며, 절삭 유닛 (14)의 관형 생크(32)와 교합하는 한쌍의 방사확장가능한 쇄정요소들을 포함한다. 클램핑 장치 (16)는 절삭유닛(14)을 각도에 따라 배치시키기 위한 관형 생크(32)상의 상응 키이홈(48)과 교합하는 키이(82)를 포함한다. 절삭유닛(14)의 각 위치를 변화시키도록 지지부재(12)의 종축에 관하여 클램핑 수단(16)을 회전시키기 위한 수단이 제공된다.

Description

[발명의 명칭]
조정장치를 지니는 신속변환 공구홀더
[발명의 배경]
본 발명은 일반적으로 보링 및 터어닝과 같은 금속가공용 신속변환 공구에 관한것이며, 특히 절삭인서트의 센터 - 높이 조정을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
신속변환 공구홀더는 전형적으로 2 가지 독립 구성요소 - 공구 지지부재 및 절삭헤드를 포함한다. 공구 지지부개가 기계상에 설치되며, 절삭헤드가 지지부재에 고정된다. 공구 지지부재는 통상 상호간에 비교적 신속하게 교체될 수 있는 다수의 상이한 형태의 절삭헤드를 수용한다. 따라서, 신속변환 공구는 한가지 기계조작에서 다른 기계조작으로 전환할 때 조립시간을 매우 단축시킨다.
그러나, 신속변환 공구의 단점은 절삭인서트의 센터 - 높이를 적절하게 조정하는 것이 어렵다는 것이다. 신속변환 공구는 종래의 고정공구보다 더 많은수의 부품들을 필요로 한다. 부품들이 정밀공사(close tolerance)로 제조될때 조차, 그러한 공차의 누적효과는 센터 - 높이 조정에 대하여 상당한 영향을 미친다. 부적절한 센터 - 높이 조정은 공구에 증가된 절삭력이 발생하게 하여 공구 수명에 상당한 악영향을 준다. 부적절한 센터 - 높이 조정과 연관된 다른문제점들은 기계가공중 과도한 금이간 무늬(chatter), 공작물상의 거친 표면 다듬질 및 완성된 공작물 치수의 수용할 수 없는 변화를 포함한다.
본 출원과 동시에 출원된 당사의 공동 - 출원중인 출원에는, 신속변환 공구홀더 조립체 절삭인서트의 센터 - 높이 조정용 장치가 개시되어 있다. 간단히 말하면, 클램핑 장치는 절삭헤드를 각도에 따라 배치시키기 위해 절삭헤드의 생크내에서 상응하는 키이홈과 맞물리는 키이를 포함한다. 클램핑 장치는 지지부재의 축장향 보어에 장착되며, 클램핑 장치를 회전시키기 위한 수단이 제공된다. 절삭 공구의 센터 - 높이가 절삭헤드의 각도배치(angular location) 에 따르기 때문에, 클램핑 장치의 회전은 절삭인서트의 센터 - 높이 조정을 위한 편리한 방법을 제공한다.
상기 시스템은 가장 실시하기가 어려운 경우에 조차도 적용이 가능하다. 그러나, 조정장치는 정확한 센터 - 높이 반복성을 보장하지 않는다. 필연적으로, 클램핑장치상의 키이와 절삭헤드상의 키이홈 사이에 약간의 간극이 존재하여야 한다. 절삭헤드가 지지부재에 클램프될 때마다, 키이의 상이한 측은 키이홈의 인접측과 맞물리지 않도록 절삭헤드를 배치시킬 수 있다. 결국, 절삭 헤드의 정확한 배치는 보장될 수 없다.
따라서, 센터 - 높이 반복성을 보장하도록 절삭헤드의 정확한 각도배치가 달성될 수 있는 센터 - 높이 조정를 필요로 한다.
[발명의 개요 및 목적]
본 발명은 절삭인서트의 센터 - 높이 조정 장치를 지니는 신속변환 공구홀더이다. 그 공구홀더는 선반 터릿 또는 장착 블록 상에 장착되는 지지부재, 절삭인서트에 수용하기 위한 시트로 형성된 절삭헤드 및 절삭헤드를 지지부재에 클램핑하기 위한 장치를 포함한다. 그 클램핑 장치는 절삭헤드상의 관형 생크내에 형성된 구경들과 맞물리도록 구동되는 한쌍의 쇄정볼들을 사용한다. 그 쇄정볼들은 작동 부재에 의해 관형생크와 맞물리도록 구동된다. 그 쇄정볼들 및 작동부재는 지지부재의 축방향보어에 배치된 볼 캐니스터(ball canister)내부에 포함된다. 볼 캐니스터는 절삭헤드를 각도에 따라 배치시키도록 관형 생크상의 키이홈과 상호작용하는 키이를 포함한다
종축에 관하여 볼 캐니스터를 회전시킴으로써 센터 - 높이가 조정된다. 볼 캐니스터를 회전시키기 위해 다양한 방법들이 사용될 수 있다. 개시된 실시예에서는 볼 및 스크루 장치를 사용한다. 특히 볼 캐니스터는 한쌍의 저지구(detent) 또는 리세스(recess)로 형성된다. 그 저지구들은 볼들을 전동하는 힘에 의해 맞물리며, 각각의 볼은 오목끝(cup - point) 조정용 스크루에 의해 작동된다. 그 조정용 스크루들의 축들은 캐니스터의 축에 관하여 오프셋되어, 캐니스터상에 평형 토그를 제공한다. 한 스크루를 풀고 대향 스크루를 조임으로써 공구의 센터 - 높이를 조정하도록 캐니스터가 한 방향으로 회전될 수 있다.
센터 - 높이 조정의 반복성을 보장하기 위해, 캐니스터상의 키이는 절삭헤드의 관형 생크내의 상응 키이홈에 관하여 약간 편심 이동된다. 그 편심키이는 지지부재의 축방향 보어내로 삽입될 때 절삭헤드가 약간 어긋나게 한다.
따라서, 쇄정볼들이 관형 생크와 맞물릴 때, 쇄정볼들이 절삭헤드에 토크력을 부과하여 키이홈의 인접측과 키이의 한측을 기능적으로 맞물리게 한다. 편심 키이의 사용은 키이의 동일측이 항상 키이홈의 측들과 맞물리도록 한다.
전술한 사항들에 따르면, 본 발명의 주목적은 절삭 공구의 센터 - 높이 조정용 장치를 지니는 신속변환 공구홀더를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 센터 - 높이 조정상의 공차의 영향이 크게 배제되는 신속 변환 공구홀더를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 센터 - 높이 조정의 반복성을 보장하는 신속변환 공구용 센터 - 높이 조정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기계가공중 정상위치를 유지할 수 있는, 충분한 부하 수용능력을 지니는 센터 - 높이 조정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 구조가 비교적 간단하고 저렴하게 생산될 수 있는 센터 - 높이 조정장치를 지니는 신속변환 공구홀더를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 비교적 용이하게 사용할 수 있고 비교적 신속하게 조정될 수 있는 센터 - 높이 조정장치를 지니는 신속변환 공구홀더를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들 및 특장점들이 첨부도면을 참고로한 후술명세서에서 자명해질 것이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 공구홀더 조립체의 일 실시예의 분해 사시도.
제2도는 지지부재의 중앙 단면을 따라 취해진 공구 지지부재의 부분단면도.
제3도는 제2도의 선 III - III 을 따라 취해진 공구 지지부재의 단면도.
제4도는 일부가 단면으로 도시된 공구홀더 조립체의 정면도.
제5도는 제4도의 선V -V 를 따라 취해진 공구 지지부재의 단면도.
제6도는 리세스를 도시하기 위해 일부가 단면으로 도시된 볼 캐니스터의 부분 평면도.
제7도는 제6도의 선 ⅤII -VII을 따라 취해진 볼 캐니스터의 단면도.
제8a도는 절삭헤드 관형 생크의 단면도.
제8b도는 지지부재 및 볼 캐니스터의 단면도.
제9a도는 절삭헤드가 삽입되고 쇄정볼들이 해제된 위치에 있는 지지부재의 단면도.
제9b도는 절삭헤드가 삽입되고 쇄정볼들이 맞물린 위치에 있는 지지부재의 단면도.
[발명의 상세한 설명]
이제, 도면들 특히 제1도를 참조하면, 본 발명의 공구홀더 조립체(10)가 도시되어있다. 그 공구홀더 조립체(10)는 공구 지지부재(12), 절삭인서트를 수용 및 구속하는 절삭헤드(14) 및 지지부재(12)에 절삭헤드(14)를 클램핑하기 위한 클램핑 장치(16)를 포함한다.
지지부재(12)는 기계의 터릿 또는 장착블록(도시되지 않았음)에 형성된 축방향 보어에 수용되는 일반 원통형 생크(18)를 포함한다. 생크는 그 표면에 형성된 하나 또는 그 이상의 평탄부(18a)들을 지니는 바, 그 평탄부들을 세트 스크루(도시되지 않았음)에 의해 맞물려, 터릿 또는 장착 블록에 지지부재(12)를 체결시킨다.
지지부재(12)의 전방 단방에 접하여 플랜지(20)가 형성된다. 그 플랜지(20)는 터릿 또는 장착 블록의 면에 대하여 설치되는 배향면(22)을 포함한다.
플랜지(20)의 일 측부상에 평탄면(24)이 형성된다. 지지부재(12)의 전방단부에 축방향 보어(28)가 형성되어, 전방향 시팅 표면(26)에 의해 포위된다. 그 축방향 보어(28)는 약간의 원추 절단형태를 지녀, 후술되는 바와같이 절삭 헤드(14)를 수용하기에 적합하다.
이제, 절삭헤드(14)를 살펴보면, 그것은 전방부(30) 및 배향 연장하는 관형 생크(32)를 포함한다. 관형 생크(32)와 전방부(30)사이의 접합부에 배향 접합표면(34)이 형성된다. 전방부(30)는 종래의 절삭인서트(38)와 끼움쇠(40;shim)를 수용하기에 적합한 공구소용 포켓(36)으로 형성된다. 절삭인서트(38)는 둥근 절삭 팁(tip)을 형성하는 2개의 수렴성 절삭에지들을 포함한다.
절삭인서트(38)의 상부가 클램핑부재(42)에 의해 맞물려, 공구수용 포켓(36)에 인서트(38)와 끼움쇠(40)를 체결시킨다. 전방부(30)상부의 상응하는 구멍(도시되지 않았음)내로 나사연결되는 클램프 스크루(44)에 의해 클램핑부재(42)가 전방부에 체결된다.
관형 생크(32)가 전방부(30)와 일체로 형성되며, 강철재 단일 피스(single piece)로 기계 가공되는 것이 바람직하다. 그 생크(32)는 지지부재(12)의 축방향 보어(28)에 정합하는 원추절단형태를 지닌다. 2개의 정대향구경 (46) 들이 관형 생크(32)를 천공한다. 관형 생크(32)는 또한 구경(46)들의 축에 수직한 방사축을 따라 배치된 2개의 정대향 키이홈(48)들을 포함한다.
지지부재(12)에 절삭헤드(14)를 장착시킬 때, 관형 생크(32)가 축방향 보어(28)내로 수용된다. 지지부재(12)상에 절삭헤드(14)를 체결시키기 위해 클램핑 장치(16)가 축방향보어 (28)내에 배치된다.
제2도 및 제3도에 도시된 바와 같이, 클램핑 장치(16)는 양단 스크루 (52 ; double - ended serew)에 의해 지지부재(12)의 축방향 보어(28)에 체결되는 볼 캐니스터 (50) 를 포함한다. 양단 스크루 (52)의 제 1단부는 축방향 보어(28)하부의 상응 스크루 구멍(54)내로 나사 결합된다. 그 스크루 (52)의 제 2단부는 캐니스터(50) 베이스(58)의 상응 스크루 구멍(56)으로 나사 결합된다.
볼 캐니스터 (50)는 절삭헤드(14)의 관형생크(32)상의 하나의 키이홈(48)내로 조립되도록 치수되는 외측상에 형성된 키이 (82)를 지니는 상부(60)를 포함한다. 공구홀더의 종축에 수직하에 연장하는 2 개의 횡방향 통로(62 및 64)들이 캐니스터(50)내에 형성된다. 볼 캐니스터 (50) 상부의 종방향 통로 (68)에 범프 - 오프 핀 (66 ; bump - off pin)이 헐겁게 장착된다.
그 범프- 오프 핀 (66)은 종방향 통로(68)에 범프 - 오프 핀(66)을 보지하도록 2개의 소형 스크루(72)들에 의해 맞물리는 견부(70)를 포함한다.
볼 캐니스터(50)의 제 1횡방향 통로 (62)에 작동부재 (74)가 배치된다. 그 작동부재(74)는 헤드부(76)와 생크부(78)를 포함한다. 생크부(78)는 외부에 나사가공되어 있다. 작동 스크루(80)가 작동부재 (74)를 왕복이동시키기 위한 수단을 제공한다. 그 작동 스크루(80)는 작동부재(74)의 생크부(78)상의 나사들과 맞물리는 내부 나사가공된 보어(84)를 포함한다. 작동 스크루(80)는 또한 나사 가공된 보어(84)내의 나사에 대응하는 수나사(86)를 포함한다. 그 수나사 (86)는 지지부재(12)의 나사사공된 개구부(88)와 맞물린다. 지지부재 (12)의 외측으로부터 이용가능한 작동 스크루(80)의 단부상에, 알렌 렌치(Allen Wrench)에 의해 맞물리기에 적합한 육방 함몰부(90)가 존재한다.
작동부재 (74)의 헤드부(76)는 그것의 대향측상에 한쌍의 볼 구동 램프( 92 ; ball driving ramp)들을 포함한다. 그 볼 구동 램프 (92)들은 횡방향 통로(64)에 헐겁게 수용되는 쇄정볼 (94)들과 맞물리기에 적합하다. 그 볼 구동램프 (92)들은 오목 - 구형 함몰부(96)들과 결합할 때까지 생크부(78)로부터 이격연장함에 따라 내향으로 경사진다. 작동부재 (74)는 또한 범프 - 오프 핀 (66) 하부위 상응 표면 (100)과 맞물리기에 적합한 경사진 표면 (98)을 포함한다.
작동 스크루 (80)가 제 1 방향으로 회전될 때, 작동부재(74)는 구형 함몰부(96)들을 벗어나 볼 구동 램프(92)들 상으로 쇄정볼(94)들을 진행시키도록 이동한다는 것이 전술한 설명으로부터 자명하다. 따라서, 쇄정볼(94) 들은 제 3 도 및 제 4도에 최상으로 도시된 바와같이 외향으로 구동된다. 자동 스크루 (80)가 제 2방향으로 회전될 때, 작동부재 (74)는 쇄정볼 (94)들이 구형 함몰부(96) 들내로 배향 진행하는 것을 허여하도록 제 2방향으로 이동된다. 동시에 , 작동부재(74)상의 경사진 표면(98)은 펌프 - 오프 핀 (66)상의 상응 경사진 표면(100)과 맞물려 그것을 상향으로 민다.
그 다음, 범프 -오프 핀 (66)은 절삭헤드 (14)에 대하여 상향으로 밀어, 지지부재 (12) 로 부터 절삭헤드(14)를 분리시킨다.
사용시, 지지부재 (12) 의 축방향 보어 (28)내로 절삭헤드 (14)의 관형 생크(32)를 삽입시킴으로써, 절삭헤드 (14)가 지지부재(12) 상에 장착된다.
지지부재 (12)내로 절삭헤드(14)를 삽입시킨후, 작동 스크루(80)가 제 1방향정상적으로 시계방향으로 회전되어, 지지부재 (12)에 절삭헤드 (14)를 클램프시킨다전술된 바와같이, 작동 스크루 (80)의 회전은 작동부재(74) 들로 하여금 쇄정볼 (94)들을 방사외향으로 강제하게하여, 관형 생크(32) 내의 구경 (46) 들과 맞물리게 한다. 제 4도에 최상으로 도시된 바와같이, 구경 (46) 의 벽들은 약간 경사져서, 구경(46) 들과 쇄정볼 (94)들의 맞물림이 절삭헤드(14) 상에 배향력을 가하고, 지지부재(12)상의 시팅표면(26)에 대하여 접합표면(34)을 안착시킨다. 일단 절삭헤드(14)가 지지부재(12)상에 장착되면, 절삭헤드 (14)의 관형생크(32) 내의 상응 키이홈 (48) 과 볼 캐니스터 (50) 상의 키이 (82)의 맞물림에 의해 절삭헤드(14)의 각도배치가 결정된다. 이론적으로, 키이와 키이홈 (48)은 적절한 센터 - 높이 조정이 달성되도록 항상 절삭헤드 (14) 를 배치시켜야 한다. 그러나, 실제로, 다수의 구성요소들과 그들의 제조상의 공차로 인하여 적절한 센터 - 높이 조정은 보장될 수 없다
본 발명은 절삭인서트의 센터 - 높이 조정장치를 제공함으로써 센터 - 높이 조정상의 상기 공차의 영향을 크게 배제한다.
이제, 제 4도 내지 제 7도를 참조하면, 센터 - 높이 조정장치는 볼 캐니스터 (50) 상에 평형 토크 (counter - balancing torque)를 가하는 한쌍의 오목끝 조정스크루 (102)들을 포함한다. 그 조정 스크루 (102) 들은 지지부재 (12) 의 플랜지 (20)내의 조정 - 스크루 구멍 (104)들에 나사 결합된다. 각각의 조정스크루 (102)는 볼 캐니스터 (50) 베이스 (58)의 오목부 (108)와 맞물리는 구형 힘 - 전달 효소 (106) 와 맞물린다. 그 오목부 (108)는 힘 전달 요소 (106)가 접촉하는 시팅부(110)와 간극부 (112)를 포함한다. 시팅부 (110)는 직경이 힘 전달요소(106)의 직경와 거의 동일한 볼 노우즈 엔드밀 (ball nose end mill)로 형성된다. 간극부(112)는 약간 더 큰 직경을 지니는 볼 노우즈 엔드 밀로 형성된다.
제 6도에 최상으로 도시된 바와같이, 오목부 (108) 의 시팅부 (110)는 수평면에서 측면으로 엔드 밀을 이동시킴으로써 형성된 평탄부 (110a)를 포함한다. 시팅부 (110)는 제 7 도에 도시된 바와같이 일반원형을 유지한다.
이러한 배치는 캐니스터 (50) 조정 전반에 걸쳐 힘 전달 요소 (106)가 시팅부 (110)와 선접촉 하는것을 허여한다. 힘 전달 요소 (106)는 또한 오목 끝 조정 스크루 (102)와 선접촉한다. 기계가공중 이동에 저항하도록 조정장치에 충분한 토크 - 수용능력을 제공하는데 있어서 선 접촉은 중요하다.
절삭 공구위 센터 - 높이 조정을 위해, 제 1조정 스크루 (102)가 풀려지고 제 2조정 스크루 (102)가 조여져 , 볼 캐니스터(50)를 회전시킨다.
원하는 위치가 달성되면, 제1조정 스크루(102)가 다시 조여져, 조정된 위치에 볼 캐니스터 (50)를 쇄정시킨다. 볼 캐니스터의 회전은 키이 (82) 를 재조정하여, 절삭 헤드 (14)의 각도배치를 변화시킨다.
절삭 공구의 센터 - 높이가 절삭헤드(14)의 각도배치에 의해 결정된다.
실질적인 적용에 있어서, 절삭인서트의 센터 - 높이가 반복가능하게 되는 것이 중요하다. 즉, 다시 말하면, 절삭 헤드가 지지부재에 고정될 때마다, 절삭인서트의 센터 - 높이를 결정하는 절삭헤드의 정확한 각도배치가 달성되는 것이 바람직하다. 약간의 변형으로, 상기 조정장치는 절삭인서트 센터 - 높이의 반복성르 보장하도록 설계될 수 있다.
본 발명의 쇄정장치는 자체 - 중심조절 (self - centering) 되는 경향이 있다. 절삭헤드가 편심되면, 클램핑 장치가 절삭헤드상에 토크력을 가하여 절삭헤드를 중심잡힌 위치로 회전시킨다. 클램핑 장치의 자체 - 중심 조절 특성은 절삭헤드의 정확한 각도배치를 보장하는데 사용될 수 있다.
이제, 절삭헤드(14)의 관형 생크 (32)의 단면도인 제 8a 도를 참조하면, 제 1레이디얼 축(r₁)을 따라 볼 수용 구경 (46)들이 배치되고, 제 2 레이디얼 축(r₂)을 따라 키이홈 (48)이 배치되어 있다.
상기 레이디얼 축 (r₁및 r₂)들은 상호 수직이다. 제 8b 도에서는, 동일한 레이디얼측 (r₁및 r₂)들이 지지부재(12)의 단면도에 중첩되어 있다. 절삭헤드 (14)의 관형 생크 (32)내의 볼 수용 구경 (46)들과 같은 레이디얼 축 (r₁)을 따라 볼 캐니스터(50)내의 횡방향 통로 (64)가 놓여있다. 그러나, 볼 캐니스터(50)상의 키이 (82)는 키이홈 (48)의 중심선 (CL)으로 되는 레이디얼 축(r₂)으로 부터 거리 a 만큼 약간 오프셋 된다.
절삭헤드(14)가 지지부재(12)의 축방향 보어 (28)내로 삽입되면, 오프셋키이(82)는 절삭헤드(14)가 중심을 벗어나 회전되게 하여, 제 9a 도에 도시된 바와같이 구경(46)들은 쇄정볼 (94)들과 정확히 정렬하지 않는다.
쇄정볼(94)들이 반경방향 외향으로 이동함에 따라, 그 쇄정볼 (94)들은 제 9b 도에서 화살표로 도시된 바와같이 절삭헤드(14)에 토크력을 가하는 것과 같은 방식으로 조정불량의 구경 (46)들과 맞물린다. 절삭헤드 (14)상에 부과된 합성토크가 중심잡힌 위치를 향해 배향으로 절삭헤드(14)를 회전시켜, 소위 위치결정측(locating side) 인, 키이(82)의 한측이 키이홈(48)의 상응하는 측과 맞물리도록 한다.
키이 (82)가 중심을 벗어나 이동되기 때문에 , 키이 (82)의 동일측은 키이홈(48)과 항상 접촉하여 센터 - 높이 반복성을 보장한다. 센터 - 높이가 적절히 조정되면, 본 발명은 센터 - 높이 조정상의 간극의 영향을 효과적으로 배제한다.
전술한 내용에 의하면, 센터 - 높이 조정장치가 공구홀더의 센터 - 높이조정을 위한 용이하고 편리한 방법을 제공한다는 것이 자명하다. 센터 - 높이를 조정함으로써, 절삭헤드상의 힘은 감소될 수 있고, 금이간 무늬가 배제될 수 있으며, 공작물상의 더 나은 표면 마무리가 달성될 수 있다. 더우기, 본 발명은 가장 실시하기가 힘든 적용에 있어서도 적합한 센터 - 높이 반복성을 보장한다.
물론, 본 발명은 본 발명의 정신 및 근본적인 특성들에서 벗어나지 않는 다른 특정한 방식으로 실행될 수 있다. 따라서, 본 실시예들은 모든 관점에서 제한적이 아니라 해설적으로 여겨지며, 첨부된 특허정구 범위의 의미 및 동등한 범위 내에서의 모든 변화가 본원에 포함되도록 의도되어 진다.

Claims (18)

  1. (a) 제 1 배치 표면을 구비한 키이홈(48)을 지니는 배향 연장하는 생크(32)를 포함하며, 절삭인서트(38)를 구속하기 위한 절삭헤드(14) ; (b) 상기 절삭헤드(14)의 생크(32)를 수용하기 위한 축방향 보어(28)를 지니는 지지부재(12); (c)상기 지지부재(12)의 축방향 보어 (28) 내부에 배치되어, 상기 지지부재 (12)내로 절삭헤드(14)를 끌어당겨 상기 지지부재(12)에 절삭헤드(14)를 해제가능하게 체결하기 위한 클램핑 장치(16);를 포함하여 구성되며, 공구홀더 조립체(10)에 관하여 절삭헤드(14)를 반경방향으로 쇄정시킬 수 있으며, 상기 공구홀더 조립체(10)에 관한 예정된 각위치에 절삭헤드(14)를 반복배치시킬 수 있는 신속변환 공구홀더 (quick-change tool holder)로서, 상기 클램핑 장치(16)는 상기 제 1배치표면에 의해 맞물려 상기 절삭헤드(14)를 각도에 따라 배치시키기에 적합한 제 2 배치표면을 구비한 키이(82)를 포함하며, 상기 키이(82)의 중심선(CL)과 상기 키이홈(48)의 중심선(r2)은 상호 오프셋되며, 상기 클램핑 장치(16)의 작동시 상기 클램핑 장치 (16)는 절삭헤드(14)를 회전 시켜 절삭헤드(14)상의 제 1 배치표면을 클램핑 장치 (16)상의 제 2 배치표면과 맞물리게 함으로써 공구홀더 조립체(10) 관한 예정된 각위치에 절삭헤드(14)를 반복배치 시키는 신속변환 공구홀더.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 절삭인서트(38)의 센터 - 높이 조정을 위한 센터 - 높이 조정장치를 더 포함하는 공구홀더.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 센터 높이 조정장치는 다수의 선택된 각 위치 사이에서 지지부재(12)의 종축에 대하여 클램핑 장치(16)를 회전시키고, 상기 선택된 각 위치에 클램핑 장치 (16)를 체결시키기 위한 수단을 더 포함하는 공구홀더.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 조정장치는 지지부재(12)의 조정 스크루 구멍에 나사 결합되고 상기 종축에 관하여 클램핑 장치(16)를 회전시키기 위해 클램핑 장치(16)와 맞물릴 수 있는 적어도 하나의 조정 스크루를 포함하며, 상기 조정스크루의 축은 클램핑 장치(16)의 종축으로부터 편심되어 클램핑 장치 (16)에 회전토크를 가하는 공구홀더.
  5. 제 4 항에 있어서, 클래핑 장치(16)와 조정 스크루 사이에 배치된 구형 힘 - 전달 요소(106)를 더 포함하여 클램핑 장치(16)에 조정 스크루의 힘을 전달하는 공구홀더.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 조정스크루는 오목끝 ( cup - point) 스크루인 공구홀더.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 조정장치는 지지부재 (12)의 상응 조정 스크루 구멍들에 나사 결합되는 한쌍의 조정 스크루들을 포함하며, 상기 조정 스크루들의 쌍은 클램핑 장치에 대향력을 가하는 공구홀더.
  8. (a) 적어도 하나의 키이홈(48)을 지니는 배향연장 관형 생크(32)를 포함하며, 절삭인서트(38)를 수용 및 구속하기 위한 절삭헤드(14); (b) 키이홈(48)의 한측을 따라 관형 생크(32)에 형성된 배치표면; (c) 상기 절삭헤드(14)의 관형 생크(32)를 수용하기 위한 축방향 보어 (28)를 지니는 공구 지지부재(12); (d) (i) 지지부재(12)의 축방향 보어(28)에 배치되고 절삭헤드(14)의 관형생크(32)내로 삽입가능한 캐니스터 (50); (ii) 상기 캐니스터(50)상에 형성되고 상기 절삭헤드(14)를 각도에 따라 배치시키기 위해 관형 생크(32)에서 키이홈(48)과 맞물릴 수 있는 제 2 배치 표면을 지니는 키이(82); (iii) 절삭헤드(14)의 관형 생크(32)와 맞물릴 수 있고 캐니스터(50)상에 형성된 적어도 하나의 쇄정볼(94) ; 을 포함하여 구성되며, 상기 절삭헤드(14)의 생크(32)와 쇄정볼(94)의 맞물림은 절삭헤드상에 토크력을 가하여, 공구홀더에 관한 예정된 각 위치에 절삭헤드(14)를 각도에 따라 배치시키도록 키이홈(48)상의 제 1배치표면이 키이 (82)상의 제 2 배치표면과 맞물리도록 하며, 지지부재(12)에 절삭헤드 (14)를 해제가능하게 체결시키기 위하여 지지부재(12)의 축방향 보어 (28) 내부에 배치된 클램핑에 장치(16) ; 및 (e) 절삭인서트의 센터 - 높이를 조정하기 위한 센터 - 높이 조정장치 ; 를 포함하는, 홀더에 절삭헤드(14)를 반경방향으로 쇄정시킬 수 있으며 상기 홀더에 관한 예정된 각 위치에 상기 절삭헤드(14)를 반복배치시킬 수 있는 신속 변환 공구홀더.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 센터 - 높이 조정장치는 종축에 관하여 캐니스터(50)를 회전시키도록 캐니스터(50)에 회전력을 가하기 위한 수단을 포함하는 신속 - 변환 공구홀더.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 조정장치는 지지부재(12)의 각각의 조정스크루 구멍에 나사 결합된 한쌍의 조정 스크루들을 포함하며, 상기 조정스크루가 캐니스터(50)에 평형 토크를 가하는 신속 - 변환 공구홀더.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 센터 - 높이 조정장치는 캐니스터(50)에 조정 스크루들의 회전력을 전달하기 위한 한쌍의 힘 전달 요소(106)들을 더 포함하는 신속 변환 공구홀더.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 힘 전달 요소(106)들은 일반 구형 배치를 지니는 신속변환 공구홀더.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 캐니스터(50)는 구형 힘 전달 요소(106)들에 의해 맞물리는 한쌍의 요면 오목부(108)들을 포함하는 신속변환 공구홀더.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 힘 전달 요소 (106)들은 캐니스터 (50)의 요면 오목부(108)들과 선접촉(line contact)하는 신속변환 공구홀더.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 조정스크루들은 오목끝 스크루이며, 힘전달 요소(106)들과 선접촉하는 신속 변환 공구홀더.
  16. (a)지지부재(12)의 축방향 보어(28)내로 절삭헤드(14)의 생크(32)를 삽입시키는 단계; (b)절삭헤드(14)의 생크(32)를 지지부재(12)의 축방향 보어(28)내에 배치된 쇄정볼과 맞물리게함으로써 절삭헤드(14)를 지지부재(12)에 클램핑시키는 단계 ;를 포함하며, (c) 제 2 배치 표면과 접촉 관계로 제 1 배치표면을 구동시키기 위하여 절삭헤드에 회전코드를 가하도록 절삭헤드와 상기 쇄정볼이 맞물림으로써, 절삭헤드가 홀더에 체결된 때마다 절삭헤드는 지지부재상에서 반복가능하고 고정된 각 위치를 취하는 것을 특징으로하는, 절삭헤드의 관형생크를 수용하기 위한 축방향 보어와 제 2 배치표면을 지니는 지지부재에 관형 생크와 제 1 배치표면을 지니는 절삭헤드를 체결시키고 각도에 따라 배치시키기 위한 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 쇄정볼(94)은 절삭헤드(14)에 형성된 한쌍의 구경(46)들과 맞물리도록 또한 해제되도록 이동하는 한쌍의 쇄정볼들을 포함하며, 홀더에 관하여 절삭헤드(14)를 쇄정하고 각도에 따라 고정시키는 방법은 초기에 볼들을 구경들과 불량정렬시키고, 그후 볼들을 구경들과 맞물리도록 이동시키며, 홀더에 관하여 절삭헤드를 회전시킴으로써 볼들을 구경들과 자체 - 정렬되도록하고, 홀더에 관하여 절삭헤드의 각 위치를 고정시키도록 키이와 키이 홈이 회전구동되어 상호 맞물리도록 하는 것을 포함하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 홀더는 키이(82)를 포함하고 상기 절삭헤드(14)는 키이홈(48)을 포함하며, 상기 방법은 홀더상에 고정된 각 위치를 반복적으로 확립하도록 절삭헤드(14)와 연관된 키이홈(48)과 접촉관계로 키이 (82)를 회전 및 구동시키는 단계를 포함하는 방법.
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