KR100262970B1 - 밀링헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전면에 여러 절삭판이 있는 밀링헤드에 관한 것으로, 특히 복사기계 및 CNC - 밀링머신의 밀링헤드에 관한 것으로, 이와같은 밀링헤드를 샤프트밀링커터 또는 핑거밀링커터라고 하며, 특히 복사밀링커터로써 삽입시 밀링가공 및 무제한 보링가공을 할 수 있는 밀링헤드를 만들어내는 것이며, 최소한 두개의 절삭판(4)이 대개 밀링커터축(5)의 진행중에 있는 전면(11)이 (회전하는 절삭날(10)에 의해 경계를 이루는) 직경면에 있는 정도로 배열되어 있으며. 절삭날(10)은 적어도 잇닿아(13)있거나 겹쳐져(15) 있으며 다른 한편으로는 밀리헤드의 표면을 덮는 것을 특징으로 하는 밀링헤드인 것이다.

Description

밀링헤드

본 발명은 단부에 다수의 절삭용 팁(tip)을 갖는 밀링헤드에 관한 것으로, 특히 복제 및 수치제어(CNC)형의 밀링머신용 밀링헤드에 관한 것이다. 이와 같은 밀링헤드를 샤프트 밀링커터 또는 핑거 밀링커터라고도 한다.

팁의 전면이 적당히 돌출된 경우에 밀링헤드는 제한된 밀링헤드의 축방향 진입을 위하여 사용될 수 있으나, 천공작업, 즉 제한없이 축방향으로 진입시키는 절삭작업을 수행할 수는 없다. 이는 천공진입(회전축선을 중심으로 한 천공진입)이팁사이의 밀링헤드부분에 의하여 제한되기 때문이다.

본 발명의 과제는 특히 복제용 밀링커터로 사용하는 경우 절삭작업 및 제한없는 천공작업을 실시할 수 있고, 이러한 경우 천공작업시에 스스로 중심이 맞추어지는 자기중심조절작용이 이루어지는 밀링헤드를 제공하는 데 있다.

이러한 과제는 본 발명에 따라서 적어도 2 개의 팁이 거의 밀링커터의 축선의 연장선내에 위치하고 회전하는 절삭인변(切削刃邊)에 의하여 제한된 팁의 전면이 직경평면내에 위치하도록 배치되며, 이와 같은 경우 절삭인변이 적어도 접촉하거나 또는 중첩되게 하는 한편 밀링헤드의 주면으로부터 돌출되게 함으로서 해결된다.

밀링헤드의 회전축선내에 위치하는 한 평면내에 절삭인변을 배치함으로서 천공작업시에 절삭가공으로 발생되어 팁에 작용하는 작업압력이 밀링헤드에 균일하고 대칭적으로 작용하게 된다. 밀링헤드의 회전축선의 범위에 팁이 접촉 또는 중첩되게 함으로서 특히 천공작업시에 자기중심조절작용이 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 천공진입되게 밀링헤드를 사용하는 경우, 먼저 천공내에 중앙의 원추체가 남게되나 이러한 원추체는 팁의 절삭인변이 밀링헤드의 회전축선내에서 접촉하는 경우에는 팁의 반경의 반 정도의 높이에 있다. 다음으로 밀링헤드는 천공진입으로부터 측방향으로 향하는 절삭진입으로 전환될 때 남아 있는 중앙의 원추체가 곧바로 절삭된다. 이러한 작업방식은 예를 들어 특히 복제절삭작업의 경우 및 플라스틱성형용의 성형공구를 제작하는 경우에 특히 유리하다. 그 이유는 이러한 공구가 블록소재로 가동되기 때문이다. 따라서 본 발명에 따른 밀링헤드에 있어서는 먼저 천공진입으로 블록내에 깊게 공동이 제작되고 다음으로 공구를 교환하지 않고 곧바로 측방향 진입이 이루어지도록 하여 절삭가공이 이루어질 수 있도록 한다. 따라서 먼저 천공절삭공구를 이용하여 작업한 다음 공구를 교환할 필요가 없고 또한 절삭가공되는 요구된 깊이까지 매 층마다 절삭가공할 필요가 없다.

본 발명의 다른 구성에서, 팁은 밀링헤드에 대하여 중심이 맞추어진다. 즉, 팁이 접촉하거나 중첩되는 것이나 접촉점이 밀링헤드내에 위치하거나 중첩되는 것이 상기 축선에 대하여 대칭적으로 조절된다. 이로써 천공작업시에 힘이 완전하고 균일하게 분배된다.

특히 유리한 밀링헤드는 절삭인변에 의하여 제한된 팁의 전면이 밀링헤드부분의 형상에 맞게 접속되어 매입된 부분에서 상기 밀링헤드부분에 의하여 중첩되게 구성되는 것이다. 이와 같은 중첩부분은 직접 팁의 접촉 또는 중첩부분내에서 시작하여 적어도 팁의 1/8 원호부분을 포함하는 것이 유리하다.

이러한 중첩부분(또는 팁이 이에 의하여 배치되는 경우 팁의 중첩점)은 밀링헤드의 측방향 진입의 경우, 즉 밀링헤드가 비대칭적으로 부하를 받는 경우 작업압력이 작용하게 되는 팁의 부분에 거의 대각선 방향으로 대치된다. 따라서, 팁은 고정나사에 의하여서만 고정되고 중앙에서의 고정에 비하여 기울어짐이 특히 효과적으로 방지되어 측방향 진입의 작업압력이 강하게 또는 비대칭적으로 작용하는 경우에도 팁의 경사가 확실하게 방지된다.

또한 팁은 이 팁의 배면이 전면에 걸처 밀링헤드부분에 접촉되어 있어 이 경우 밀링헤드는 적합하게 구성될 수 있다.

이와 같이 전면에 걸처 접촉함으로서 천공작업시에 그리고 절삭작업시에 절삭에 의하여 발생되는 작업압력이 확실하고 균일하게 팁으로부터 밀링헤드로 전달된다. 팁은 원형 또는 사각형으로 제한된다. 팁에 서로 대향되게 직선적인 절삭인변이 형성되는 경우 절삭인변이 경사져 절삭부분을 향하여 서로 밀접하게 함으로서 유리한 고정이 이루어진다.

이에 의하여 유리한 절삭효율을 얻을 수 있다. 그 이유는 특히 팁이 부하가 짧은 거리로 밀링헤드부분에 전달되거나 상호작용하는 힘이 서로 역방향으로 작용하여 서로 상쇄되는 범위에서 서로 지지되기 때문이다.

팁의 시이트를 형성하는 밀링헤드내의 성형부는 절삭된 재료, 즉 절삭설(切削屑)을 유리하게 배출하는 홈으로서 고정샤프트의 방향으로 안내된다. 이와 같은 경우 홈은 나선상으로 형성되는 것이 유리하다. 따라서, 절삭설은 확실하게 배출되며 특히 절삭설은 천공과정시 나선상으로 형성된 홈을 통하여 배출된다. 이러한 홈은 드릴의 홈과 같이 작용하기 때문에다.

본 발명에 있어서는 특히 소형공구로서, 즉 직경이 작은 밀링커터로서 매우 안정적이며 특별한 구성에 기초하여 특히 천공시에 발생하는 힘을 대칭적으로 흡수 및 안내하는 밀링헤드를 얻을 수 있고, 일측으로 치우친 부하에 의한 파괴의 위험이 일어나지 않는다. 이로써 절삭공구로 사용할 수 있게 구성되고 완전한 천공을 위하여 사용될 수 있으며 최상의 안전성을 갖는 포인트절삭공구를 얻을 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 밀링헤드 또는 핑거 밀링커터가 제 1 도에 측면도로 도시되어 있다. 밀링헤드는 고정부분(1), 샤프트(2) 및 본래의 헤드부분(3)을 가지며, 이 헤드부분(3)에는 경질금속의 팁(4)이 회전축선(5)의 방향으로, 즉 팁의 절삭인변이 반경방향에서 축선방향으로 돌출되고 팁의 절삭인변이 측방향을 향하여 반경방향으로 돌출되게 고정된다. 밀링헤드의 내부에는 축방향으로 냉각수공급용 공급통로(6)가 형성되어 있고 이 공급통로의 개방부(7)는 직접 팁(4)의 상측에 위치한다. 팁으로부터 절삭설을 배출하기 위하여 샤프트의 방향으로 홈(8)이 형성되어 있으며, 이 경우 홈(8)은 드릴의 경우와 같이 나선형으로 형성되어 있다.

제 2 도 및 제 3 도의 실시예에 따라서, 밀링헤드의 전면에는 2 개의 원형 팁(4)이 중앙의 고정나사(9)에 의하여 고정되어 있다.

이와 같은 경우 절삭인변(10)에 의하여 제한된 원형의 전면(11), 즉 절삭가공시에 팁의 전면으로서의 면이 직경평면내에 위치하도록 고정된다. 이는 특히 밀링헤드의 단부의 평면도를 보인 제 2 도에서 상세히 도시되어 있다. 따라서 전면(11)은 한 평면내에 위치하지만 그 평면은 원형으로 제한된 밀링헤드의 직경평면이다.

이러한 팁(4)은 밀링헤드의 직경평면내에 위치하는 팁의 절삭인변(10)이 서로 접촉함으로서 정확히 중앙에, 즉 밀링헤드의 회전축선내에 접촉하여 고정된다. 팁의 절단인변(10)은 외측이 밀링헤드의 외부윤곽으로부터 돌출된다.

이와 같은 팁의 특별한 배치형식에 의하여 밀링헤드는 천공작업 및 절삭작업을 위하여 사용될 수 있다. 회전축선(5)의 방향으로 천공 진입하는 경우 팁(4)의 절삭인변(10)에 의하여 절삭작업 전에 공작물의 재료가 절삭된다. 이 경우 양측 팁사이에는, 즉 천공의 중심에는 먼저 양측 팁의 중앙의 접촉점에 이르는 원추체가 남게 된다. 이러한 원추체의 주면은 천공진입할 때 절삭되고, 이 경우 절삭작업은 중심 또는 회전축선에 접근하면서 점차로 감소되며 실제로 절삭설은 회전축선(5) 내에서 발생되지만 회전축선의 주변에 이르러 점차 감소된다. 따라서, 회전축선과 회전축선의 주변에서는 재료가 절삭되지만 오히려 측방향으로 물러남이 없이 통상적인 드릴을 사용하여 실시되는 천공작업과는 다른 상황이 일어난다.

즉, 본 발명에 따른 밀링헤드를 이용한 천공작업의 경우는 그 상황이 매우 유리하여 천공진입이 효과적으로 이루어져 가공될 수 있다. 또한 원형인 팁의 절삭인변의 형상에 따라 절삭설이 충분히 파쇄 또는 분쇄되고 천공작업에 있어서 이러한 절삭설의 배출시 현저한 곤란성과 이로 인한 장애를 보이는 종래의 기다란 나선형 절삭설을 발생하지 아니한다. 양측 팁의 배치형식 및 회전축선내에서의 팁의 접촉점의 배치형식에 따라서, 천공작업시 자기중심조절작용이 이루어진다. 이는 절삭인변(10)이 위치하는 상기 직경평면에서 발생하는 전체의 힘이 회전축선(5)에 대하여 완전히 대칭을 이루고 또한 서로 반대방향이므로 간단히 상쇄되기 때문이다.

팁의 힘의 흡수 및 고정을 양호하게 하기 위하여 본 발명에 있어서는 팁이 밀링헤드에 광범위하게 접속하여 매입된다. 즉, 절삭인변이 사용되지 않는 장소에 팁은 형상에 맞추어 접속되게 홈에 삽입되고 이 경우 밀링헤드의 재료는 실제로 전면에서 팁의 배면(12)에 접촉하여 팁은 특히 측방향의 절삭진입의 경우에도 양호하게 지지되며 또한 특히 측방향에서 발생하는 힘, 즉 절삭인변의 측방향의 돌출부에서 발생하는 힘(작업압력)이 양호하고 균일하게 안내된다.

또한 밀링헤드는 직접 양측 팁의 중앙의 접촉점(13)에서 밀링헤드의 재료가 각각 팁의 전면(11)을 덮도록 구성되어 있다. 이러한 피복부분(14)은 거의 반대측으로 작용하는 작업압력에 따른 경사모멘트가 작용하는 부분으로서 특히 효과적으로 팁을 둘러싼다. 이러한 작업압력은 팁을 고정나사(9)를 관통하는 선회축을 중심으로 하여 팁 배면에 대한 지지부에 대하여 선회하게 된다.

피복부분(14)은 절삭설을 배출하기 위한 홈(8)에 의하여서만 제한되며, 따라서, 피복부분은 예를 들어 냉각수 통로에 상응하는 효과적인 안내에 의하여 절삭설의 완전한 배출이 보장될 수 있도록 하는 경우에는 제 3 도에서 보인 바와 같이 폭을 현저히 넓게 형성할 수 있다. 팁의 고정작용에 대항하여 팁의 경사를 효과적으로 방지하는 팁의 매입에 의하여 상기의 별도 조치에 부가하여 진입속도를 높이고 경제성을 높일 수 있다. 또한 팁의 사용수명이 길다. 이는 불충분한 고정에 의하여 팁이 흔들리는 것이 효과적으로 방지될 수 있기 때문이다.

제 4 도 및 제 5 도의 실시예는 부분적으로 제 2 도 및 제 3 도의 변형실시예를 보인 것이다. 이 실시예에서 양측 팁은 전면(11)이 회전축선의 범위에서 서로 중첩되어 고정된다. 이러한 중첩부분(15)은 이 실시예의 경우 극단적으로 도시되어 있다. 축방향으로 천공진입시키는 경우 공작물재료의 비교적 낮고 매우 편평한 원추체가 천공의 중심에 남게되나 이러한 구성에 의하여서도 완전한 천공작업을 실시할 수 있다.

당연히 이 실시예의 경우 양측 팁의 중첩부분(15)에는 지지작용을 갖는 밀링헤드재료의 피복부분(14)의 구성이 대응하기 때문에 이 실시예에 따른 팁은 밀링헤드의 회전축선의 부분에서 이중으로 지지되고 팁이 서로 지지되어 밀링헤드의 재료에 지지된다. 상호지지되므로 팁의 외면에 작용하는 작업압력은 직접 상호작용하나 서로 상쇄되고 밀링헤드의 배면이 절삭에 관여하므로 팁이 배면에서 각각 부하를 받지 않고 측방향의 절삭진입의 경우 전면에 진입방향으로 작용하는 힘은 피복부분(14)에서 밀링헤드의 재료에 직접 또는 중첩되어 위치하는 팁을 통하여 안내된다.

이상의 두 실시예의 설명으로부터 명백하게 되는 바와 같이, 도시된 바와 같은 원형의 제한된 팁을 대신하여 편평타원형의 제한부를 갖는 팁을 사용할 수 있다. 이와 같은 경우 양측 팁의 직선상으로 연장된 절삭인변은 각각 서로 대향하여 위치하거나 외측으로 서로 이반되게 조정될 수 있는 바, 직선적으로 제한된 절삭인변은 회전축선의 범위에서 접촉 또는 중첩된 팁의 변부범위이다. 편평타원형으로 제한된 팁을 사용하는 경우 유리한 팁은 절삭인변의 서로 대향된 직선범위에서 회전축선에 대하여 경사지게 고정되는 것으로, 이 경우 절삭인변은 전면에 직접 접속하거나 중첩되어 제 3 도 또는 제 5 도에 상응하는 구성을 이루는 것에 대하여 절삭인변은 전면으로부터 멀어지는 부분으로 서로 떨어져 있어 절삭인변의 서로 대향된 부분이 천공내에서 사실상 원추체를 형성한다. 이러한 배치방식에 의하여 특히 밀링헤드의 개량된 자유절삭이 이루어질 수 있다.

제 6 도 및 제 7 도의 실시예에서는 상기 언급된 직선적인 절삭인변의 관계가 정방형(또는 장방형)으로 제한된 팁을 사용하기 위하여 이용된다. 제 6 도 및 제 7 도의 실시예에서 팁(11a)은 대각선, 즉 모서리사이의 결합선 또는 절삭인변이회전축선에 대하여 경사지게 놓여 사용된다. 최내측의 모서리는 서로 중첩되는 피복부분(14)을 형성하여 정방형으로 제한된 양측 팁(4)이 내측의 모서리에서 서로 지지된다. 부가적으로 이 부분에서는 직선적인 제한부를 갖는 팁이 내측의 고정부분에서 사실상 밀링헤드의 형상에 맞추어 접속되게 매입되므로 팁은 부하를 받아도 기울어지지 않고 작업압력에 의하여 중첩부분에 작용하는 압력이 직접 서로 상쇄되고 피복부분(15)에 작용하는 힘은 밀링헤드로 안내된다. 회전축선의 부위에서 절삭인변(10)이 경사져 있어 천공작업시에 비교적 예리한 원추체가 형성되며 이경우에도 천공진입에 의하여 절삭이 현저히 촉진되고 이에 의하여 진입속도가 빨라질 수 있다. 다른 한편으로 이에 의하여 외향된 절삭인변은 편평한 각도를 이루므로 측방향의 절삭진입의 경우 비교적 넓은 범위에서 얕은 절삭이 이루어진다. 따라서 비교적 깊게 절삭되는 절삭층의 경우 절삭작업은 비교적 용이하고 이에 따라 절삭공구의 부하 또는 절삭공구의 사용수명이 현저히 개선된다.

제 1 도는 밀링헤드의 측면도.

제 2 도는 제 1 도의 평면도.

제 3 도는 제 1 실시예의 헤드부분의 측면도.

제 4 도는 제 3 도의 평면도.

제 5 도는 제 2 실시예의 측면도.

제 6 도는 제 5 도의 평면도.

제 7 도는 다른 실시예의 측면도.

Claims (9)

1. 밀링커터회전축선(5)상에 위치하며 절삭인변(10)에 의해 제한된 팁의 전면(11)이 직경면에 위치하도록 밀링헤드고정부분(1)의 정면에 설치되는 두개이상의 팁(4)을갖되, 절삭인변(10)은 중앙접촉점(13)에서 서로 접촉하거나 중첩부분(15)에서 서로 겹쳐지는 한편 밀링헤드 고정부분(1)의 동체영역 넘어로 돌출하는 복제 및 CNC 밀링머신의 밀링헤드에 있어서, 절삭인변(10)에 의해 제한된 팁(4)의 전면(11)이 밀링헤드고정부분(1)의 재료내로 매입되어 이 재료에 의해 피복되며 상기 팁이 고정나사(9)에 의해 고정됨을 특징으로 하는 밀링헤드.
2. 제 1 항에 있어서, 피복부분(14)이 홈의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 밀링헤드.
3. 제 1 또는 2 항에 있어서, 팁(4)을 덮는 피복부분(14)이 밀링헤드의 재료에 의하여 팁(4)의 중첩부분(15) 또는 중앙접촉점(13)바로 안에서 시작하며 적어도 팁의 8 분원을 덮음을 특징으로 하는 밀링헤드.
4. 제 1 항에 있어서, 팁(4)의 배면(12)은 이와 상응하는 형상을 갖는 밀링헤드고정부분(1)의 재료에 그 전영역이 지지됨을 특징으로 하는 밀링헤드.
5. 제 1 항에 있어서, 팁(4)이 사각형 형상을 가짐을 특징으로 하는 밀링헤드.
6. 제 5 항에 있어서, 팁(4)은 이팁의 상호 마주보는 직선 변부가 회전축선(5)에 대해 경사지도록 고정되되 이 변부사이의 거리는 절삭영역 방향으로 감소함을 특징으로 하는 밀링헤드.
7. 제 2 항에 있어서, 팁(4)의 고정부를 형성하는 밀링헤드고정부분(1)의 피복부분(14)이 밀링헤드고정부분(1)의 고정부분방향을 향하는 절삭설제거용 홈(8)으로 연속됨을 특징으로 하는 밀링헤드.
8. 제 7 항에 있어서, 절삭설제거용 홈(8)이 나선형상임을 특징으로 하는 밀링헤드.
9. 제 1 항에 있어서, 축방향의 냉각수 공급통로(6)가 밀링헤드 고정부분(1)에 제공되되, 그 출구는 팁(4)의 고정부 바로위에서 고정나사 위치의 축방향 평행 연장부에 위치함을 특징으로 하는 밀링헤드.