KR100405092B1 - 회전형기계공구장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 정밀 보링 공구와 같은 회전형 기계공구는 섕크형 구동 요소(3)에 탈착가능하게 장착되는 헤드(2)를 포함한다. 헤드는 이동가능한 절삭 팁(9)을 지지하고 구동 요소(3) 내의 가로 안내면(7) 안에 웨지식으로 설치된 베어링부분(8)을 포함한다. 헤드(2) 내의 관통 구멍(20) 내에 장착된 슬라이드(11)는 구멍(20)과 헤드(2)의 단면(19) 사이에서 연장하는 슬롯(24)을 통해 통과하고 상기 슬라이드(11)에 부착된 수컷 부재(10)를 가진다. 수컷 부재(10)는 구동 요소(3) 내의 구멍(12) 안에 수용된다. 구동 요소(3) 내의 클램핑 나사(13)는 내부로 캠 맞물림을 하도록 수컷 부재(10)와 연동하므로 헤드(2)를 구동 요소(3) 상의 위치에 클램프한다. 상기 헤드(2)는 나사(13)를 풀어주고 수컷 부재(10)에 작용하는 헤드(2) 내의 대향 나사(32, 33)를 조절함으로써 안내면(7) 내에서 세로로 조절가능하다. 본 발명은 구동 요소(3)와 헤드(2) 사이의 구동 상호연결과 고강성을 제공하고, 헤드의 용이한 직경방향 조절을 제공하고, 용이하게 헤드를 다른 것으로 교환하기 위해 조립하고 분리할 수 있다.

Description

회전형 기계공구 장치

섕크와 같은 구동 요소로부터 분리되는 절삭 헤드를 구비하는 회전가능한 절삭 공구에 있어서는, 섕크와 헤드 사이의 구동 연결을 가능한한 강하게 하면서도 이들이 비교적 용이하게 조립 및 분해되도록 하는 것이 필요하다.

독일 공개 특허 출원 DE 31 30 484 A1 에는 섕크와 헤드를 포함하는 고속 교환 공구 홀더가 개시되어 있다 헤드에는 절삭기구가 마련되어 있고, 섕크에 탈착 가능하게 클램프 된다. 섕크와 헤드가 면하는 끝단부 표면은 서로가 "다중형태-잠김(multiple form-locking)"을 제공하는 형태로 된다. 공지된 다중형태-잠김은 각기 이등변 삼각형의 단면을 갖는 섕크 상의 두 개의 돌출부와, 헤드 내에 상기 돌출부를 수용하는 두 개의 면하는 오목부를 포함하고, 이때 오목부의 크기와 형태는 섕크 상의 돌출부와 정확히 암수로 일치한다. 이러한 다중형태-잠김은 높은 안정성을 제공하는 것으로 기재되지만, 이러한 상호연결의 강성은 하나의 부품과 다른 하나의 부품이 정확히 암수로 됨으로 인하여 제한된다.

상기한 독일 공보 DE 31 30 484 A1 에 개시된 섕크에 헤드를 클램프하는 수단은 섕크를 축방향으로 통과하고 단면이 대략 T자 형태로된 끝단부를 가지는 장력 볼트를 포함한다. 이러한 형태의 끝단부는 헤드 내에 이에 상응하여 형성된 장착 오목부에 수용가능하다. 그러나 장착 오목부는 끝단 정지부를 포함하고, 이 장치에서는 헤드가 하나의 안내면 방향으로만 섕크에 조립되게 된다. 더욱이 상기 헤드는 상기 끝단부가 장착 오목부로 들어가도록 정확히 배치되어야 한다. 이는 하나의 헤드가 섕크 상의 다른 헤드와 용이하고 신속하게 교환되는 것을 어렵게 한다.

상기한 독일 공보 DE 31 30 484 A1 에는 헤드 내의 장착 오목부의 끝단 정지부가 나사를 포함할 수 있다는 것이 기술되어 있다. 이것은 섕크에 대한 헤드 위치를 측면 조절하는 것을 가능하게 하지만 이러한 조절량은 매우 제한적이다.

(발명의 개시)

본 발명의 목적은 헤드를 직경 방향으로 조절할 수 있는 기계공구로서, 헤드 및 구동 요소를 구비한 개선된 회전가능한 기계공구를 제공하기 위한 것이다. 상술된 종래 기술과 비교하면, 본 발명에 따른 기계공구는 개선된 강성을 갖게 되며 또한 구동 요소 상의 다른 헤드에 대해 좀더 용이하게 교환 가능한 헤드를 갖고 있다.

본 발명의 제1특징에 따르면 회전형 기계공구 장치는:

절삭 수단을 가지는 헤드; 및

상기 헤드용 구동 요소를 포함하고,

상기 헤드 및 구동 요소는 상기 구동 요소에 헤드를 탈착 가능하게 장착하는 보조 수단을 포함하고,

상기 보조 수단은 가로 안내면과 이 안내면 내에 설치되는 베어링 부분 및 클램핑 시스템을 포함하고,

상기 구동 요소로부터 헤드로 토크를 전달하기 위해 베어링 부분이 상기 안내면에 웨지식으로 맞물리도록 클램핑 시스템이 동작가능하도록 상기 베어링 및 상기 안내면이 성형되며,

상기 클램핑 시스템은 구동 요소에 대하여 헤드를 세로로 조절하기 위해 안내면 내에서 베어링 부분을 미끄럼 이동시키도록 상기한 맞물림 힘을 해제하도록 동작 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 구동 요소는 섕크, 혹은 섕크에 연결될 수 있는 확장 부품 혹은 축소 부품일 수도 있다. 일반적으로 본 발명과 관련된 회전형 기계공구는 공구용 회전 구동 수단에 장착 가능한 섕크를 포함하거나 그러한 섕크에 연결 가능하다.

전형적으로 상기 헤드에는 하나 이상의 제거가능한 카바이드(carbide)기구 형태의 절삭 수단이 장착되고 상기 카바이드기구는 나사에 의해 헤드에 부착 가능하고 그 각각이 절삭팁을 제공하지만, 본 발명은 헤드가 하나 이상의 통합형 절삭 팁을 갖거나 그렇지 않으면 절삭 수단이 장착되는데 적절한 장치를 포함한다. 예를 들면 상기 헤드는 드릴 혹은 콜릿척(collet chuck)을 포함한다.

바람직하게 가로 안내면이 구동 요소 내에 형성되고 헤드 시트의 베어링 부분 내에 형성되는 슬롯일 수도 있고, 상기 베어링 부분은 슬롯 내를 미끄러진다. 상기 슬롯 및 보조 베어링 부분은 단면부에서 적당한 형상일 수 있고, 그러나 바람직하게, 상기 안내면 슬롯은 슬롯의 베이스를 향해 집중되는 경사진 측표면을 구비하고, 상기 베어링 부분은 경사진 표면을 포함하여 상기 슬롯 내에서 웨지식으로 결합된다. 베어링 부분의 표면의 경사도는 슬롯 표면의 경사도에 대응할 수 있고, 이러한 경우 슬롯의 베이스는 베어링 부분이 슬롯과 웨지식으로 맞물리도록 간극을 제공하는 채널부를 포함한다.

본 발명의 구동 요소와 헤드 사이의 토크 전달 상호 연결의 강성은 클램핑 시스템이 동작할 때 안내면 내로 베어링 부분을 웨지시켜 구동 요소와 맞물리는 헤드를 끌어당기는 힘을 인가하여, 세로 조절에 의해 선택된 위치에 헤드를 고정함으로써 개선된다.

바람직하게 클램핑 시스템은 수컷 부재 및 이 수컷 부재와 연동하는 나사 수단을 포함하고 상기 수컷 부재는 헤드 혹은 구동 요소 중 하나와 결합하고 상기 나사 수단은 헤드 혹은 구동 요소 중 다른 하나와 결합한다.

바람직하게 클램핑 시스템은 헤드 위에 있는 수컷 부재를 포함하고, 상기 구동 요소는 수컷 부재를 수용하고 이 수컷 부재와 연동하는 나사 부재를 포함하여헤드를 구동 요소와 맞물리게 하고 상기 하나를 다른 하나에 고정한다.

수컷 부재는 헤드와 통합된 부품일 수 있고, 그러나 바람직하게 헤드에 제거 가능하게 부착될 수 있는 분리된 부품일 수도 있으므로 헤드에 대하여 상대적인 위치를 축방향으로 조절할 수 있다. 이러한 형상은 나사 부재에 대한 수컷 부재의 위치가 가변적이어서 헤드를 구동 요소와 웨지식으로 맞물리도록 하는 나사 수단에 의하여 상기 수컷 부재에 인가할 수 있는 힘을 증가시킨다는 점에서 헤드와 구동 요소 사이의 웨지식으로 맞물림(즉 연결의 강성)을 지원할 수 있다. 수컷 부재와 나사 수단 사이의 상호작용은 각각의 위에 제공되는 램프 표면을 통하여 이루어지고 상기 나사 수단의 작동은 수컷부재와 캠접촉을 하므로, 헤드가 구동 요소를 향하게 한다. 바람직하게 나사 수단은 또한 헤드를 구동 요소에 고정하도록 수컷 부재와 연동한다. 이러한 연동은 나사 수단 시트 내의 수컷 부재 내에 원주홈을 제공함으로서 확실해진다. 따라서 헤드와 구동 요소 사이의 웨지식으로 맞물림을 확실하게 하는 상술된 램프 표면은 나사 수단의 원추형 끝단부와 원주홈을 위한 경사진 슬라이드를 구비하고, 홈의 각 면의 테이퍼 각도는 원추형 끝단부의 측면과 사실상 동일하다.

바람직하게 헤드와 결합된 슬라이드 수단을 통하여 헤드에 수컷 부재가 부착되고, 수컷 부재와 헤드가 수컷 부재의 길이방향축을 세로로 이동하여 헤드를 세로 조절의 선택된 위치에 제공한다.

바람직하게 상기 헤드는 세로 조절의 선택된 위치에 수컷 부재/슬라이드 수단 조립체를 고정하는 잠김 수단을 포함한다.

바람직하게 수컷 부재는 슬라이드 수단에 제거가능하게 부착된다. 잠김 수단은 예를 들면, 수컷 부재/슬라이드 수단 조립체 상에 작용하는 두 개의 대향 나사에 의해 구성되고, 한 나사의 "풀림"과 대응하는 다른 나사의 "조임"은 상술된 세로 조절을 할 수 있고 이러한 조절의 선택된 위치 내에서 부품이 확실히 잠기게 할 수 있다. 조절 메커니즘의 잠김 수단을 위한 이러한 대향 나사 형태의 장치로서 구동 요소의 세로방향으로 헤드의 매우 정밀 또는 다른말로 초정밀 수준의 조절성을 제공하고 선택된 조정 위치 내에서 헤드가 확실히 고정된다는 것을 알것이다. 이러한 아주 정밀하게 조절되고 높은 정확도로 고정된 상기 메카니즘이 정밀 절삭 공구에 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 회전형 기계공구 장치에 사용되는 조절 메카니즘을 포함한다. 따라서 본 발명의 제2구성에 따르면 조절 메카니즘을 제공하여 공구 수단의 구동 요소에 대하여 세로로 회전형 기계공구의 헤드의 위치를 조절하고, 상기 메카니즘은 헤드 및 수컷 부재와 결합되는 슬라이드 수단을 포함하고, 상기 수컷 부재는 슬라이드 수단에 부착되고 구동 요소와의 연결에 적절하며, 또한 헤드에 대하여 세로로 조절하는 선택된 위치에서 상기 헤드는 수컷 부재/슬라이드 수단 조립체를 고정하는 잠김 수단을 포함한다.

헤드로부터 연장하고 구동 요소 내에서 구멍에 수용가능한 수컷 부재를 포함하는 클램핑 시스템, 및 수컷 부재와 연동하는 구동 요소와 결합되는 나사수단은, 상술된 바와 같이, 구동 요소로부터 헤드의 용이한 조립과 분해를 제공한다. 요약하여, 수컷 부재로부터 나사 수단이 풀려나옴으로써 상기 수컷 부재가 구멍으로부터 빠져나와 상기 헤드가 구동 요소로부터 제거된다. 구동 요소와 헤드의 조립체는 수컷 부재를 구멍 내에 삽입하고(베어링 부분을 안내면에 정렬하기 위해 헤드를 회전시킴) 및 나사 수단을 조임으로써 이루어지며 - 이는 상술된 종래 기술에서 보다 더 용이하게 이루어진다.

다음에, 본 발명을 정밀 보링 공구 형태로 예시한 실시예를 도시하는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 예를 들어, 금속 드릴링 혹은 보링 작업에 사용되는 회전가능한 형태의 기계공구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 일반적으로 절삭 수단을 가지는 헤드가 구동 기계에 직접 장착가능한 섕크(shank)와 같은 구동 요소, 혹은 섕크에 차례로 조립될 수 있는 직경 확장 혹은 직경 축소 부품과 같은 중간 부품과 교체가능하게 조립되는 회전가능한 공구에 관한 것이다.

본 발명은 상기 공구의 헤드와 구동 요소 사이의 교체가능한 연결 및, 헤드의 위치를 세로방향으로 조절하여 구동 요소에 연결된 절삭수단의 위치를 조절함으로써, 예를 들면 여러 가지 직경의 보링 혹은 드릴링 작업이 가능하게 하는 메커니즘에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 보링 공구의 분해도,

도 2는 도 1의 공구의 헤드의 단면도,

도 3 및 도 4는 각각 도 1과 유사한 조립된 보링 공구의 부분 단면도 및 측면도,

도 5 내지 도 7은 각각 도 1의 공구의 헤드의 평면도, 측면도 및 단면도,

도 8 및 도 9는 각각 도 1에 도시된 바와 같은 헤드와 조립되는 섕크의 정면도 및 단면도,

도 10은 도 9의 섕크의 끝단부의 선 X-X를 따라 취한 단면도,

도 11 및 도 12는 각각 본 발명의 제 2실시예의 평면도 및 측면도,

도 13은 도 11에 도시된 바와 같은 제 2실시예의 단면도,

도 14는 도 12의 선 XIV-XIV를 따라 취한 단면도이다.

도면에서, 다양한 도면에서 대응하는 특징 및 요소는 동일한 참조번호로 표시되고, 단지 예외적인 것은 도 1 내지 도 10 에서는 일련번호 1 에서 99 까지이고 도 11 내지 도 14 에서는 일련번호 100 내지 199 이다.

도 1은 정밀 보링공구(1)를 도시하는 분해사시도이다. 이 보링공구(1)는 헤드(2)와, 공구를 그 길이방향(가로방향)축(4) 둘레로 회전시키는 구동 수단(도시되지 않음) 내에 장착될 수 있는 섕크형 구동 요소(3)를 포함한다. 구동 요소(3)는 테이퍼가 형성된 섕크부(6)로부터 연장되는 홀더부(5)를 포함한다. 도 1에 도시된 섕크의 특정한 형태는 본 발명에서 필수적인 아니므로, 구동 요소(3)는 구동 수단 내에 장착되는 여러 가지 형태를 갖는 섕크부로 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 8은 도 1 내지 도 4에서와 동일한 홀더부(5)를 갖는 구동 요소(3')를 도시하지만, 이것은 플랫(14)을 갖는 원통 형태의 섕크부(6')를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 구동 요소는 회전 구동 기계 내에 장착하는 섕크에 구동적으로 연결가능한 중간 확장 부품 혹은 축소 부품일 수도 있다.

구동 요소(3)의 홀더부(5)는 헤드(2)의 베어링부(8)가 설치되는 시트의 내에서 슬롯(7) 형태의 가로 안내면을 포함한다. 슬롯(7)과 베어링부(8)는 구동 요소(3)로부터 제거가능한 절삭 팁(9) 형태의 절삭 수단을 가지는 헤드(2)로 토크를 전달하는 기구로 된다. 토크 전달 장치(7-8)는 헤드가 구동 요소(3)의 길이방향축(4)의 세로로 조절되게 하여(다음에 설명될 메카니즘을 통하여) 보링 공구(1)가 여러 가지 직경으로 절삭가능하도록 설정되게 하고, 이렇게 조절가능한 반경방향 범위는 도 3에 도시된 치수선 a와 b로 도시된다.

슬롯(7)은 수평벽(16)과 베이스(17)에 의해 형성된 바닥 채널부을 향해 내부로 경사진, 서로 대향하는 두 측면(15)에 의해 형성된다. 바닥 채널부는 비교적 얕다. 각각의 측면 표면(15)은 축(4)에 대하여 30°의 경사도를 가지므로 두 표면(15)에 의해 형성되는 사이각은 60°가 된다.

헤드(2)의 베어링부분(8)은 헤드의 끝단면(19)으로부터 외부로 경사진, 서로 대향하는 플랫 혹은 표면(18)(도 2참조)에 의해 형성된다. 각각의 표면(18)은 축(4)에 대하여 30°의 경사도를 가지므로 각각의 표면(18)이 함께 형성하는 사이 각은 슬롯(7)의 경우와 같은, 즉 60°이다. 표면(15)과 플랫(18)의 사이각은 매우 근소한 오차로 이루어지고 표면(15)과 플랫(18) 각각은 매우 매끄러운 표면 다듬질이 행해져 헤드(2)의 베어링 부분(8)이 구동 요소(3)의 슬롯(7) 내에 정확히 안착되고, 이때, 이러한 안착은 각 표면(15)의 전체 면적이 면하는 플랫(18)과 효율적으로 접촉하여 놓이는 것을 말한다. 매끄러운 다듬질과 보조 요소의 정확한 정합으로 인해 표면(18)이 표면(15) 위로 쉽게 미끄럼가능하게 되어 구동 요소(3)에 대하여 헤드(2)(즉, 절삭기구(9))의 세로방향 조절이 용이해진다.

구동 요소(3)에 헤드(2)를 고정하는 클램핑 시스템은 슬롯(7)의 베이스 영역(17) 내의 구동 요소(3) 내에 형성된 구멍(12) 내에 수용된 수컷 부재(10)[슬라이드(11)를 통해 헤드(2)에 부착 가능한]를 포함한다. 수컷 부재(10)는 다음에 설명되는 바와 같이, 구동 요소(3) 내의 클램핑 나사(13)와 연동하여 구동 요소(3)에 헤드를 클램프 하고 잠겨지게 한다.

헤드(2)는 슬라이드(11)를 수용하기 위한 세로 관통 구멍(20)을 포함한다. 슬라이드(11)의 직경은 구멍(20)의 직경과 정합하고 각각의 표면은 매끄러운 다듬질이 행해져 슬라이드(11)가 구멍(20) 내에 미끄럼 가능하게 설치되고, 즉, 슬라이드(11)가 구멍(20)을 따라 축방향으로 용이하게 이동 가능하지만 축에 대하여 세로로 이동하지는 않는다. 슬라이드(11)는 중심에 위치한 나사 구멍(21)을 포함한다. 헤드(2)는 또한 끝단면(19)과 구멍(20) 사이에서 연장되는 슬롯(24)을 포함한다.

수컷 부재(10)는 또한 슬라이드(11)의 구멍(21)의 나사홈과 정합하는 나사가 형성된 끝단부(23)를 갖는 스템(22)을 포함한다. 드라이버 슬롯(25)이 스템(22)의 단면에 마련될 수도 있다. 수컷 부재(10)는 스템(22)이 슬롯(24)을 통과하여 구멍(20) 내의 슬라이드(11)의 나사홈이 형성된 구멍(21)에 맞물림으로써 헤드(2)에 연결된다.

수컷 부재(10)는 또한 그 내부에 형성된 원주홈(27)을 갖는 원통형 절단면(26)을 포함한다. 홈(27)은 홈의 베이스를 향해 내부로 경사진, 서로 대향하는 측면 벽(28)을 갖는다. 각각의 측면은 30°의 경사도를 가지므로 이들 측면(28)의 사이각은 60°이다.

구동 요소(3) 내의 구멍(12)은 다소 직경이 큰 틈새 끝단부(29)를 구비하고(도 10 참조), 또한 구멍(12)의 직경은 정확하고 매끄럽게 다듬질 된 원통형 끝단부(26)의 직경과 정합하도록 정확하고 매끄럽게 다듬질 되어, 수컷 부재의 원통형 끝단부(26)가 구멍(12) 내로 꽉 끼인 상태로 미끄러질 수 있다. 끝단면(26)의 원주면을 따라 작은 세로홈(도시되지 않음)이 공기 통로로 마련되어, 구멍(12) 내로 또는 구멍으로부터 수컷 부재(10)의 삽입과 제거를 용이하게 한다. 구동 요소(3)의 홀더부(5) 내의 나사구멍(30)은 구멍(12)과 교차한다. 원추형끝단부(31)(사이각이 60°인)를 구비한 고정 나사(13)[육각 드라이브 소켓을 갖는 그러브(grub) 나사일 수도 있는]가 구멍(30) 내에 끼워지면, 수컷 부재(10) 상의 홈(27)과 구동 요소(3) 내의 나사(13)의 상대적인 위치는 원추형 끝단부(31)의 경사진 표면이 나사(13)가 삽입되는 홈(27)의 경사진 측면(28)의 가장 깊은 곳과 연동하게 되어, 상기 수컷 부재(10)와 헤드(2)가 구동 요소(3)와 캠으로 맞물리게 된다.

슬롯(7)의 바닥 채널부(16-17)와 구멍(12)의 끝단부(29) 에는 틈새가 마련되어 나사(13)에 의해 [램프 혹은 캠표면(31, 28)을 통해] 수컷 부재(10) 상에 작용하는 내력이 헤드(2)의 베어링부(8)가 구동 요소(3)의 슬롯(7) 내에 확실히 설치되도록 한다. 그렇게 형성된 토크 전달 연결이 매우 강하여 우수한 표면 다듬질이 얻어지게 된다. 더욱이, 베어링부(8)와 슬롯(7)의 보완적인 쐐기형상이 똑같이 60° 이므로, 세로방향 조절을 하기 위해 나사(13)를 느슨하게 하면 헤드(2)가 즉각적으로 빠져나오는 장점이 있다.

헤드(2) 내의 슬롯(24)은 수컷 부재-슬라이드(10-11) 조립체를 헤드(2)에 대하여 세로로 상호이동 시키고, 이러한 이동의 최대 범위는 슬롯(24)의 양 끝단부와 스템(22)의 접촉에 의해 설정된다. 세로 조절을 위해 선택된 위치에 슬라이드 조립체(10-11)를 고정하는 잠김 수단은 스템(22)을 내측 끝단부가 지지하는 두 개의 대향하는 고정 나사(32, 33)(각각은 육각 드라이브 소켓을 갖는 그러브 나사일 수도 있다)를 포함한다(도 3 참조). 나사(32, 33)는 슬롯(24)의 끝단부에 개방된 헤드(2) 내의 나사홈이 형성된 구멍(34, 45) 내에 수용된다(도 5-7 참조).

슬롯(24)의 범위는 스템(22)이 일단부와 접촉할 때, 스템의 축이 보링 공구(1)의 축(4)과 동축으로 될 수 있다. 대향 고정 나사(32)에 의해 조여진 이러한 위치 내에서 스템이 잠길 때[다른 나사(33)가 스템(22)과 접촉하여 조여진 이후], 상기 공구는 최소 가공 직경으로 설정되고, 도 3에 전체 위치가 도시되고 반경 (a)로 도시된다. 최대 가공 직경은 도 3에서 반경 (b)로 나타난 슬롯의 다른 단부와 스템(22)이 접촉할 때 이루어지는 슬롯(24)의 길이에 의해 규정된다. 초기 데이터 위치로부터의 중간 조절[이는 이는 최소 직경 위치일 수도 있다]은 하나의 나사(32)를 설정된 양으로 풀고 상기 설정된 양과 동일한 양으로 대향 나사(33)를 조임으로써 이루어지고, 이는 헤드를 길이방향축(4)에 대하여 세로로 이동시킨다. 구멍(34, 35)과 나사(32, 33)의 피치의 적당한 선택에 의해, 절삭 공구에 대하여 대강의 또한 정밀한 수준의 조절성 중 어느 하나를 제공할 수 있다. 예를 들면, 도면에 도시된 바와 같이 정밀한 보링 공구를 위해서는, 1mm의 피치를 갖는 M6 사이즈의 고정 나사가 적당한 정밀 수준의 조절성을 제공한다.

도 1 - 도 7에 도시된 보링 공구(1)의 헤드(2)는 절삭기구(9)의 장착을 위한 시트를 제공하기 위해 안내면 부분이 제공된 표면(37)을 갖는 선단부(36)를 포함한다. 표면(37)과 그 안내면, 및 절삭기구(9)는 절삭기구(9)의 절삭 팁과 표면(37)의 인접한 부분이 헤드(2)의 직경면에 놓이도록 배치되고 크기가 정해진다. 선단부(36)의 다른 표면(38, 39)은 선단부(36)가 공작물(도시되지 않음)에 대하여 적당한 간극을 이루어 효과적인 절삭 동작으로 작업을 계속하도록 한다. 또한, 곡률적으로된 전이곡선(transition)이 헤드(2) 상의 표면 사이의 적당한 위치에 제공되어 헤드의 고장을 야기시킬 수 있는 응력 집중을 초래하는 코너 혹은 가장자리를 제거한다. 도 4 및 도 6은 헤드(2)의 주 본체에서 선단부(36)의 표면(37)에 이르는 전이곡선의 대안적인 형상을 도시한다. 따라서, 도 4에서는 곡률 반경이 큰 전이곡선 표면(40)을 도시하고, 도 6에서는 곡률 반경이 작은 전이곡선 표면(41)을 도시한다.

헤드(2)는 수컷 부재(10)의 스템(22) 내의 드라이버 슬롯을 수용하는 축방향 구멍(42)을 포함하기도 한다.

본 발명은 상기 도면에 도시되고 설명된 절삭 수단 장치에만 국한되지 않는다. 따라서 본 발명은, 헤드와 일체로 형성되고 또한 헤드에 장착가능하고 분리되는 바이트 중 어느 경우를 포함하는 모든 절삭 수단 장치를 포함하고, 절삭 헤드와 헤드용 구동 요소와 같이 적어도 두 부분으로 구성되는 회전형 기계공구에 사용되는데 적합하다.

본 발명에 따르는 구동 요소(3) 및 헤드(2)는 예를 들면 크롬-니켈-강 같은 적당한 금속의 원통형 자루(stock)로부터 제조되고, 이는 가공 및 연삭되어 원하는 형상 및 다듬질을 제공하여 요구된 바와 같이 경화된다.

도 11 내지 도 14는 구동 요소(103)와 조절 가능한 쌍 커터를 구비한 헤드(102)로 이루어진 정밀 보링 공구(101)를 도시한다. 헤드(102)와 구동 요소(103) 사이의 토크 전달 연결은 상술된 실시예에서와 동일하다(전체 설명을 참조). 따라서 헤드(102)는 헤드(102)를 통해 통과하는 구멍(120) 내에 수용되는 슬라이드(111)에 부착되는 수컷 부재(110)를 거쳐 구동 요소(103)에 연결된다. 도 11- 도 14의 실시예는 헤드(102)가 서로에 대하여 상대적으로 세로로 미끄러지는 2 개의 부분(150, 151)으로 이루어졌다는 점에서 상술된 실시예와는 다르다. 각 부분은 일반적으로 반 구멍(120) 및 끝단부면(119) 사이의 단면으로부터 분리되는 반 원통형이다. 따라서, 도 14를 참조하여, 부분(151)은 반 슬롯(124)의 일측면 상의 직립 단면부(152)를 구비하고(이 슬롯은 수컷 부재(110)의 스템(122)을 수용하기 위한 것이고 앞의 실시예의 슬롯(24) 보다 세로 길이가 짧다) 반 슬롯(124)의 대향하는 세로 측면 상의 단면은 제거된다. 유사하게, 부분(150)은 직립 단면부(154)와 대응하는 제거된 단면부를 구비한다. 부분(150, 151)이 조립될 때, 각각의 직립 단면부(152, 혹은 154)는 상대방의 제거된 단면부를 점유한다. 각각의 직립 단면부(152, 154)는 고정 나사(132, 133)가 수용되는 나사가 형성된 구멍을 포함한다. 따라서, 조절 나사(132)는 헤드(102)의 일 부분(150)과 결합하고 다른 조절 나사(133)는 헤드(102)의 다른 부분(151)과 결합하므로 각각은 수컷 부재(110)의 스템(122)에 대하여 상기 결합된 부분을 세로로 조절 할 수 있다. 스템(122)의 길이방향축이 공구(101)의 (회전의)길이방향축과 동축이므로, 헤드(102)의 각 부분(150, 151)은 개별적으로 조절 되어 도 11의 치수(a와 b)에 의해 표시된 최소 및 최대 사이의 원하는 절삭 직경을 이룬다.

각 부분(150, 151)의 평평한 직경 표면(137)은 매끄러워지도록 가공되고 연삭되어 각각의 절삭기구(109)의 부착을 위한 시트를 구비하고, 이들 각각은 상술된 실시예와 유사하게 나사(155)에 의해 부착가능하다. 또한 각 부분(150, 151) 상의 선단부를 제공하도록 연삭에 의해 표면(138, 139)이 이루어져 각각의절삭기구(109)를 지지한다. 그러나, 상술된 실시예와 같이, 다른 절삭 장치가 각 부분에 제공될 수도 있다.

상술된 절삭 기계공구는 공구의 헤드 및 이 헤드용 구동 요소의 용이한 조립 및 분해를 가능하게 한다. 이러한 형상은 가변적인 가공 요구를 충족시키기 위하여 여러가지 공구 헤드의 용이한 상호 교환을 가능하게 하고, 예를 들면 본 발명은 보링 헤드, 콜릿 혹은 드릴 척, 스폿 페이싱 공구, 카운터보어 공구, 스페이드 공구 및 다른 형상 혹은 형태의 절삭 공구 장치의 교환을 가능하게 한다. 본 발명의 토크 전달 조립체는 또한 매우 강하고 초정밀 가공 다듬질이 얻어질 수 있다. 특히, 구동 요소 상의 안내면을 위한 사이각이 60°이고 헤드 상의 베어링 부분을 위한 대응하는 사이각이 60°이므로, 통합형 공구 및 가공 다듬질 공구가 접근 할 수 있는 강성을 부여하고 어떤 환경에서는 일련의 연삭 혹은 호닝(honing) 혹은 다른 초정밀 다듬질이 필요 없게 한다. 본 발명의 웨지형 슬라이드 연결은 그 강성이 구동 요소에 대한 헤드의 세로 조절에 의해 사실상 영향을 받지 않는다. 이는 또한 헤드의 세로 조절을 하기 위해 용이하게 풀린다. 상술된 실시예의 다른 형태는 구동 요소에 대한 헤드의 초정밀 조절성이 한 쌍의 표준 고정 나사에 의해 제공된다. 상기 수컷-암컷 연동은 종래의 공구 홀더에서는 없었던 감쇄 효과로 인한 진동을 정지 시키기 때문에 강도에 있어서 일체형 홀더와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상술된 본 발명은 상술된 것 이외의 변경, 수정 및/혹은 부가를 수용할 수 있고 본 발명이 다음의 청구항의 정신과 범위에 벗어나지 않는 모든 변경, 수정 및/혹은 부가를 포함하고 있다는 것을 주목하여야 한다.

Claims (14)

1. 절삭 수단을 가지는 헤드 및 상기 헤드용 구동 요소를 포함하는 회전형 기계 공구 장치에 있어서,

   상기 헤드 및 상기 구동 요소는 상기 구동 요소에 상기 헤드를 탈착가능하게 장착하는 보조 수단을 포함하고,

   상기 보조 수단은, 그 베이스를 향해 좁아지는 경사진 측표면을 가진 슬롯인 가로 안내면과, 상기 안내면 내에 설치되는 베어링 부분 및 클램핑 시스템을 포함하고,

   상기 베어링 부분 및 상기 안내면은 상기 베어링 부분이 상기 안내면에 웨지되도록 성형되어 상기 클램핑 시스템의 동작시 상기 베어링 부분이 상기 안내면에 맞물리도록 하여, 상기 구동 요소와 상기 헤드 사이의 토크의 전달이 상기 안내면 내에 웨지된 상기 베어링부분을 경유하고,

   상기 클램핑 시스템은, 상기 구동 요소에 대하여 상기 헤드를 세로로 조절하기 위해 상기 안내면 내에서 상기 베어링 부분이 미끄럼 이동하도록 상기한 맞물림 힘을 해제하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 안내면은 상기 구동 요소 내에 형성되고 상기 베어링 부분은 상기 헤드와 통합된 부품인 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 베어링 부분은 상기 슬롯의 상기 측표면에 대응하여 경사진 표면을 포함하고, 상기 슬롯의 상기 베이스는 상기 베어링 부분이 상기 슬롯에 웨지식으로 맞물리도록 간극을 제공하는 채널부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 클램핑 시스템은 수컷 부재 및 상기 수컷 부재와 연동하는 나사 수단을 포함하고,

   상기 수컷 부재는 상기 헤드 혹은 상기 구동 요소 중 하나와 결합되고, 상기 나사 수단은 상기 헤드 혹은 상기 구동 요소 중 다른 하나와 결합되는 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 수컷 부재는 상기 헤드 혹은 상기 구동 요소 중 상기 다른 하나 내의 구멍 안에 수용되고,

   상기 수컷 부재 및 상기 나사 부재는 각각 램프 표면을 포함하여 상기 나사 수단의 동작이 상기 기계공구 장치의 회전축을 따르는 방향으로 작용하는 수컷 부재에 캠힘(camming force)을 인가하게 하는 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 수컷 부재는, 그 베이스를 향하여 좁아지는 경사진 측표면을 구비한 원주 홈을 포함하고,

   상기 나사 수단은 상기 원주 홈의 상기 경사진 측표면과 맞물리는 원추형 끝 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 수컷 부재는 상기 헤드와 결합되고, 상기 나사 수단은 상기 구동요소와 결합되는 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 수컷 부재는 상기 헤드에 탈착가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 수컷 부재는 상기 헤드 내에 장착된 미끄럼 수단에 고정됨으로써, 상기 구동 요소의 세로 방향으로 상기 헤드의 조절이 가능하도록 상기 수컷 부재의 길이 방향축의 세로 방향으로 상기 수컷 부재와 상기 헤드가 상대적으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 장치는 상기 구동 요소에 대한 세로 조절에 의해 선택된 위치에 상기 헤드를 고정하는 잠김 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
11. 제 4항에 있어서,

    상기 수컷 부재는 상기 헤드 내에 장착된 미끄럼 수단에 고정됨으로써, 상기 구동 요소의 세로 방향으로 상기 헤드의 조절이 가능하도록 상기 수컷 부재의 길이 방향축의 세로 방향으로 상기 수컷 부재와 상기 헤드가 상대적으로 이동 가능하고,

    상기 장치는, 상기 헤드의 세로로 선택된 위치에서 상기 미끄럼 수단 및 수컷 부재 조립체를 고정하기 위하여 상기 헤드와 결합된 나사 수단을 포함하는 잠김 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 나사 수단은 상기 수컷 부재 상에 작용하는 두 개의 대향 나사를 포함하고, 상기 헤드는 하나의 나사를 풀고 다른 나사를 대응하여 조임으로써 상기 구동 요소에 대하여 세로로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
13. 제 1항에 있어서,

    상기 헤드는, 각각 절삭 수단을 가지는 두 개의 상대적으로 세로로 이동 가능한 부분을 포함하고, 상기 부분 각각은 다른 부분의 직경 표면과 접촉하는 실질적인 평면 직경 표면을 포함하고, 상기 실질적인 직경 접촉 표면은 상기 안내면에 세로로 정렬된 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.
14. 제 3항에 있어서,

    상기 슬롯의 상기 경사진 측표면 및 상기 베어링 부분의 상기 대응하여 경사진 표면은 각각 실질적으로 60도의 사이각(included angle)을 형성하는 것을 특징으로 하는 회전형 기계공구 장치.

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