KR100292963B1 - 세레이션카트리지를구비한밀링커터헤드 - Google Patents

Abstract

알루미늄 가공을 위해 우선적으로 의도된 밀링 커터 헤드는 절삭 삽입체 보유 카트리지(2) 및 간격판(3)에 장착된다. 접촉 상태에 있는 카트리지의 측면 및 간격판은 동일한 방향으로 세레이션되어 있다. 간격판의 다른 측면 및 이와 접촉하는 홈의 측벽은 제1 세레이션에 수직한 방향으로 세레이션형으로 되어있다. 이런 방식에 있어서, 측벽은 축방향 및 방사상으로 모두 서로 독립적으로 정밀하게 절삭 엣지를 조절 가능하다.

Description

세레이션 카트리지를 구비한 밀링 커터 헤드

본 발명은 절삭 삽입체가 헤드의 외주 주위의 홈 내에 위치한 카트리지에 의해 지지되고 간격판도 각각의 홈에 위치되는 밀링 커터 헤드에 관한 것이다. 절삭 엣지는 청구항 제1항의 특징부에 따른 세레이션을 갖는 카트리지 및 간격판을 형성함으로써 방사상 및 축방향으로 정밀 조정될 수 있다.

밀링 커터 헤드의 겉표면의 주위에 원주상으로 위치한 절삭 요소를 구비한 절삭 공구들은 예컨대, 독일 연방 공화국 특허 명세서 제1 102 526에 개시되어 있다. 이 특히 명세서에 따르면, 절삭 요소들은 세레이션형 웨지 및 나사에 의해 고정된다. 그러나, 이러한 구조는 방사상 또는 축방향 위치의 변동이 세레이션부의 폭에 해당하는 단계마다 단계적으로 변동되고 연속적이지 못하기 때문에 절삭 엣지의 정밀한 조정이 불가능하다. 또한, 이러한 구조는 원심력에 관한 안정성도 거의 없다.

또한, 미합중국 특허 제3,214,825호에서는 밀링 커터 본체 내의 절삭 요소들을 위한 체결 구조가 개시되어 있으며, 축방향, 방사상 및 대각선으로 배치된 세레이션 웨이(serration way)를 가진 복수의 세레이션 표면도 포함하고 있다. 이러한 구조는 축방향 및 방사상 방향으로 모두 조정 가능하기는 하지만, 두 방향 중 어느한 방향을 선형으로 조정하거나 독립적으로 조정할 수가 없고, 두 조정 방향이 서로 연관되어 있는 것이다. 따라서, 예컨대 방사상으로만 조정해도 대각선 방향으로 조정이 일어나고 축방향 변위까지 발생하게 된다. 게다가, 이러한 조정 및 고정 구조는 다수의 각종 부품을 요하게 되어 구조를 불필요하게 복잡하게 한다. 특히, 이 구성은 피로로 인해 자주 파괴되는 두개의 약한 파단 웨지를 포함한다. 더구나, 원심력에 대해 충분히 안전한 구조는 전혀 아니다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 축방향 및 방사상 모두 절삭 엣지의 극히 정밀한 조정이 가능한 밀링 공구를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 정밀하고 완전히 상호 독립적인 축방향 및 방사상 조정이 가능한 밀링 공구를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 체결 구조의 모든 부품이 원심력으로 인해 갑자기 외부로 이탈하는 위험을 제거하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 예컨대 알루미늄 가공에 일반적인 고속 절삭에도 영향을 미치지 않는 균형이 잘 잡힌 밀링 커터 본체를 얻는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 가능한 한 소수의 별도 부품으로 축방향 및 방사상으로 밀링 커터 헤드 내의 절삭 엣지의 정밀 조정을 얻는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 가능한 한 소수의 별도 부품으로 간단하고 안정된 절삭 삽입체 체결 구조를 제공하는 데 있다.

이러한 다른 목적들을 청구 범위 제1항의 특징부에 기술된 특징을 포함한 밀링 공구를 구성하므로써 훌륭하게 성취된다.

이하에 본 발명을 그 양호한 실시예를 도시한 첨부된 도면과 관련해 상세히 설명하기로 하는데, 이는 설명을 위한 것이지 제한적인 것은 아니다.

제1도는 본 발명에 따른 밀링 커터 헤드의 사시도로서, 절삭 위치 중 하나를 분해하여 도시한 도면이다.

제2도는 본 발명에 따른 삽입체 지지 카트리지의 분해도이다.

제3도는 카트리지와 간격판을 보유하고 있는 카트리지 홈의 평면도이다.

제4도는 본 발명에 따른 간격판의 분해도이다.

밀링 커터 헤드(1)는 중심 회전축(Z) 주위를 회전한다. 그 외주연 겉표면 주위에는 밀링 커터 헤드의 회전축에 대체로 평행하게 연장하는 리세스(4)가 제공된다. 각각의 리세스(4)는 삽입체 지지 카트리지(2) 및 간격판(3)을 수납하게 된다. 카트리지(2)는 로킹 나사(6)에 의해 적절한 절삭 삽입체(5)의 고착에 적합한 삽입체 포켓(14)을 포함한다. 절삭 삽입체 자체는 본 발명의 특징 구성이 아니다. 그러나, 본 발명을 적용하기에 알맞은 분야는 절삭 코너 중 하나에 다이아몬드 요소를 포함한 절삭 삽입체로 알루미늄을 가공하는 것이다. 도시된 실시예에 따르면, 절삭 삽입체는 정방형의 편면 인덱스 가능 삽입체이다. 밀링 커터 헤드에서 각각의 절삭 삽입체의 회전 방향 전방에는 칩 리세스 또는 칩 포켓(22)이 제공된다.

서로 대면하는 카트리지(2) 표면과 간격판(3) 표면에는 세레이션(15,17)이 형성된다. 양호하게는 이들 표면 전체에 세레이션을 형성할 수도 있다. 도시된 실시예에 따르면, 이들 세레이션은 대체로 방사상이다. 또한, 이들은 물론 서로 잘 끼워지도록 형성되며, 리지폭과 상부각이 동일하고 리지들 사이의 깊이도 대체로 동일하게 형성된다. 두 개의 인접한 리지의 사이 간격은 본 발명에서는 중요하지 않지만, 0.5 내지 3 mm가 적합하며, 더욱 적합하게는 1 내지 2 mm이다.

표면(17)에 대향한 간격판(3)의 표면(18)에도 전체적으로 세레이션이 제공되는 것이 좋다. 이 표면의 세레이션 방향은 표면(17) 상의 세레이션 방향에 거의 직각이고, 즉 밀링 커터 헤드의 회전축에 거의 수직하다. 방사상 방향 및 축방향의 미세 조정이 서로 독립적으로 이루어질 수 있도록 두개의 세레이션 방향 사이의 각은 직각으로부터 2°이상, 양호하게는 0°30' 이상 어긋나면 안된다. 이들 세레이션의 형태 및 치수에 관해서는 세레이션(15, 17)과 관련해서도 상술된 바와 마찬가지로 적용 가능하다.

혹은, 세레이션 방향을 바꿀 수도 있다. 따라서, 이 실시예에 따르면, 세레이션(15, 17)은 밀링 커터 본체의 회전축에 거의 평행하지만, 세레이션(16, 18)은 이들에 대해 직각 방향이다.

제3도에 도시된 것처럼, 카트리지 홈(4)의 두 측벽(16, 20)은 서로를 향해 방사 외향으로 수렴한다. 이러한 방식으로, 카트리지 및 간격판이 원심력에 의해 홈으로부터 방사상으로 이탈하는 것을 확실히 방지한다. 표면(16, 20) 사이의 각은 2°내지 6°, 양호하게는 3.5°내지 4.5°이다.

탭(8)은 홈(4)의 하부 표면의 오리피스에 삽입되는데, 이 탭의 헤드는 탭의 매끄러운 원통부에 대해 편심된다. 이 편심 헤드는 카트리지의 배면 상의 리세스 또는 관통 홈(13) 내에 위치된다. 편심 헤드에는 절삭 삽입체(5) 상의 절삭 엣지를 회전 및 축방향으로 조정하기 위해 6각형 구멍 등이 적절하게 제공된다. 탭(8)의 이러한 회전은 구멍(10)을 통해 6각형 키이 등을 찔러 끼움으로써 이루어진다. 이 구멍의 직경은 탭(8)을 방사상으로 고정시킬 수 있도록 상기 편심 헤드의 직경보다 더 작게 한다.

절삭 엣지를 방사상으로 조정하기 위해, 카트리지 내의 나사 구멍(11)에 결합하는 나사(9)가 사용된다. 알맞은 키이에 의해 나사의 회전이 가능하도록 이런 나사가 6각형 구멍 등에 제공된다. 이런 키이는 나사부(11)보다 작은 직경을 갖는 구멍(12)을 통해 삽입된다. 이렇게 직경을 작게 하면 나사(9)를 방사상으로 고정할 수 있고, 또, 그 직경은 나사(9) 상의 6각형 구멍을 형성하기 쉬워진다는 두가지 장점이 있다. 혹은, 카트리지에 두개의 나사(9)를 위한 구멍들이 제공될 수도 있다.

홈(4)은 방사 외향으로 테이퍼지기 때문에, 카트리지 및 간격판은 홈 내에 축방향으로 삽입되어야 한다. 카트리지 및 간격판의 완전한 장착이 가능해지도록, 홈(4) 내로 돌출하는 편심 탭(8)의 헤드가 카트리지 방사 내측으로 통과시키고 그 후에 홈(13)이 편심 헤드와 같은 레벨에 오면 카트리지를 홈(4)의 바닥까지 방사내측으로 밀 수 있도록 홈의 일체형 카트리지-간격판과 측벽(16, 20) 사이에 소정의 자유 간극이 필요하다. 만약 표면(16,20) 사이의 각도를 α라하고 편심 탭(8)의 헤드 두께를 b라 하면, 편심 헤드의 통과를 위해서는 카트리지 표면(23)과 홈 표면(20) 사이에 b·sinα의 간격이 필요하다. 예를 들어, 만약 b가 4 mm이고 α가 4°이면, 이론상 상기 간격은 적어도 0.28 mm이어야 한다. 그런 후에, 절삭 엣지는 나사(9)에 의해 방사상으로, 편심 탭(8)에 의해 축방향으로 정밀 조정된다. 이들 두가지 방향의 조정은 서로 완전히 독립적으로 이루어질 수 있고 이로써, 최종 위치는 소위 천분의 1 게이지로 정밀하게 이루어질 수 있다. 소정의 축방향 및 방사상 위치가 도달되었을 때, 절삭 위치는 나사 결합된 클램핑 나사(7A, 7B)에 의해 헤드 본체 내의 관통 나사 구멍(21A, 21B)으로 각각 고정된다. 이들 클램핑 나사(7A, 7B)는 실제로 카트리지의 매끄러운 표면(23) 상에 직접 압력을 가하게 되고 이로써 카트리지 및 간격판과, 나아가서는 잘삭 엣지까지도, 소정 위치에 고착 및 고정된다. 도시된 실시예에 따르면, 두 개의 클램핑 나사(7A, 7B)가 배치되어 있다. 그러나, 예컨대, 클램핑 나사(7)를 한 개 또는 세 개 갖는 것도 적합할 수 있다. 클램핑 나사(7)는 방사상으로 거의 수직한 위치에 장착되기 때문에, 이들도 원심력에 대향한 위치로 고정된다. 이외에도, 이는 밀링 커터 본체의 우수성에 부정적인 영향을 미치지 않는 이점이 있다.

상술한 구조에 따라서, 축방향 및 방사 방향으로 모두 절삭 엣지의 위치에 대하여 2 ㎛의 측정 정확도가 얻어졌다. 축방향 및 방사 방향의 조정 범위는 0.5 내지 1.55 mm로 될 수 있다. 이렇게 하여 얻어진 두가지 치수의 정밀 조정은 예컨대, 알루미늄 가공에서 가공된 공작물 상에 매끄러운 표면을 얻을 수 있다. 그러므로, 절삭 엣지가 마모될 때마다 필요에 따라 절삭 위치를 후에 조정할 수 있으므로 동일한 절삭 삽입체로 몇 번에 걸쳐 재연삭에 사용될 수 있기 때문에, 절삭 경제성을 상당히 개선시킨다. 이러한 것은 값비싼 절삭 삽입체 특히, 절삭 삽입체의 코너중 하나에 다이아몬드 또는 입방 붕소 질화물의 내마모 부재를 구비한 절삭 삽입체를 이용할 때 아주 유리하다.

Claims (8)

1. 절삭 삽입체가 밀링 커터 헤드의 외주 주의의 홈(4) 내에 위치한 카트리지(2)에 의해 지지되고 간격판(3)도 각각의 홈 내에 배치되며, 각 홈의 일측면(16)은 세레이션 처리되어 간격판(3) 상의 대응하여 세레이션 처리된 면(18)과 접촉하고, 카트리지의 일측면(15)은 세레이션 처리되어 간격판 상의 다른 대응 세레이션 측면(17)과 접촉하고, 이 측면은 간격판(3)의 상기 세레이션 처리된 면(18)에 대향하는 밀링 커터 헤드에 있어서, 간격판의 두개 측면(17, 18) 상의 세레이션 방향이 서로 거의 수직하고, 하나의 세레이션 방향은 대체로 축방향이고 다른 세레이션 방향은 대체로 방사 방향이어서 조정은 각 세레이션 방향을 따라 이루어진 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
2. 제1항에 있어서, 서로 대면하는 각 홈(4)의 두개의 측벽(16, 20)은 원심력에 대항하여 카트리지(2) 및 간격판(3)을 고정하기 위해 방사 외향 수렴하는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 카트리지(2)를 축방향으로 조정하기 위한 편심 탭(8)이 카트리지(2)에 대해 방사상 내측으로 배열되어, 편심 탭(8)의 헤드는 카트리지의 방사상 내측면 상의 리세스 또는 홈(13) 내에 위치하고, 카트리지(2)에는 상기 리세스 또는 홈(13)에서 종단하는 구멍(10)이 제공되며 이 구멍은 편심 탭(8)을 회전시키기 위한 적절한 키이가 삽입되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
4. 제1항에 있어서, 카트리지(2)의 방사 방향 조정을 위한 나사(9)는 카트리지(2)의 방사 연장 관통 구멍(11, 12) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
5. 제1항에 있어서, 하나 또는 복수의 클램핑 나사(7A, 7B)는 카트리지의 세레이션 측면에 대향한 카트리지의 실제로 매끄러운 측면(23)에 대향하여 가압하도록 배치되어, 홈 내에 카트리지 및 간격판 모두를 체결하는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
6. 제5항에 있어서, 카트리지의 매끄러운 측면(23)과 홈의 인접한 측면(20) 사이에 간격을 두고, 상기 간격의 폭은 편심 탭(8)의 헤드의 두께를 b, 홈의 두개의 대향 측벽(16, 20) 사이의 각도를 α라 할 때 b·sinα 이상인 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
7. 제1항에 있어서, 홈(4)의 두개의 대면한 측면(16, 20) 사이의 각도는 2°내지 6°인 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
8. 제7항에 있어서, 홈(4)의 두개의 대면한 측면(16, 20) 사이의 각도는 3.5°내지 4.5°인 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.