KR100431032B1

KR100431032B1 - 툴 홀더의 클램핑 기구

Info

Publication number: KR100431032B1
Application number: KR10-2002-0018068A
Authority: KR
Inventors: 김규년; 장병한; 지동룡; 김영흠; 김학규
Original assignee: 한국야금 주식회사
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2004-05-10
Also published as: KR20030079210A

Abstract

툴 홀더의 클램핑 기구가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 클램핑 기구는 공구홀더 및 클램프수단을 구비한다. 공구홀더는 결합공이 형성된 인서트가 안착되면서 상기 결합공과 연통하는 제 1 고정공이 형성된 안착홈을 형성하며, 안착홈의 일측 상부면 상에 제 2 고정공 및 위치결정공을 형성하는 선단부를 갖는다. 이때, 제 1 고정공 및 제 2 고정공의 내주면 상에는 제 1, 제 2 고정암나사가 각각 형성된다. 한편, 클램프수단은 선단부와 인서트의 상부면 일부분을 덮는 클램프와, 클램프를 관통하면서 인서트를 안착홈의 내측으로 밀면서 클램프력을 작용시키는 인서트스크루와, 클램프를 선단부에 고정시키면서 인서트의 상부를 밀착시켜 인서트와 안착홈 사이에 또 다른 클램프력을 작용시키는 클램프스크루 및 클램프의 위치를 결정하는 고정핀을 갖다.

Description

툴 홀더의 클램핑 기구{A tool holder have clamping devide}

본 발명은 공작기계에 장착시켜서 피삭재의 일정부위를 절삭하기 위한 절삭공구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실제 절삭을 수행하는 절삭 인서트를 스크루와 클램프를 이용하여 공구홀더에 간단하면서도 신속, 정밀, 강력하게 고정시킴으로써, 가공 정도(精度), 가공 면조도, 고절입 가공능력을 향상시킬 수 있는 툴 홀더의 클램핑 기구에 관한 것이다.

일반적으로, 절삭공구는 주로 철계, 비철계 금속, 비금속 재료의 절삭에 이용되는 것으로서, 통상적으로 공작기계에 장착되어 피삭재를 원하는 형상으로 가공하기 위하여 절삭을 수행하는 공구이다. 통상적으로, 이러한 절삭공구는 절인(cutting edge)을 가지고 있는 절삭 인서트와 이 절삭 인서트를 고정시켜주는 몸체로 이루어진다.

또한, 절삭공구는 절삭 인서트를 몸체에 고정시켜주는 방법에 따라서 브레이징 타입(Brazing type)과 인덱서블 타입(Indexable type)으로 나눌 수 있는데, 브레이징 타입은 절삭 인서트를 몸체의 일부분에 브레이징 용접하여 영구히 고정시키는 것이며, 인덱서블 타입은 몸체에 구비되는 고정장치를 이용하여 절삭 인서트를 몸체에 장·탈착시키는 것이다.

인덱서블 타입의 절삭공구는 절인이 수명을 다할 때 단시간에 새로운 절인으로 간단하게 교환할 수 있어서 종래의 브레이징 타입 절삭공구가 갖는 문제점, 즉고숙련자가 장시간 인선을 재연삭 해야하는 단점을 보완한 새로운 형태의 절삭공구로서 현재 절삭공구 전부분에서 활용되고 있다.

인덱서블화를 위해서는 인서트를 홀더와 보링바에 부착시키기 위한 크램핑 기구가 필요한데, 지금까지 절삭공구의 가공형태와 용도에 따라서 여러 가지 타입의 클램핑 기구가 개발되었다. 개발된 클램핑 기구를 간단히 설명하면, 먼저 밀링공구분야에서는 "웨지방식(wedge)", "웨지방식+로케이터방식(wedge+locator)","스크루온방식(screw on)", "클램프온방식(clamp on)", "히꼬미핀방식" 등이 개발되었고, 선삭공구분야에서는 "레버록방식(lever lock)", "웨지 클램프방식(wedge clamp)", "스크루온방식", "클램프온방식", "램프+편심방식" 이 개발되었다.

이중에서 레버록방식은 인서트의 측면만을 구속시켜주는 일면 구속형으로 바닥면 방향의 클램핑력이 없고, 측면구속이 약한 인서트의 경우 절삭수행 중 인서트가 이탈 또는 파손되는 등의 문제점하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 개선하고자 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구들이 개발되고 있으나 절삭 칩 간섭으로 인하여 완전하게 인서트를 구속하지 못하는 강력한 이면구속이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 실제 절삭을 수행하는 절삭 인서트를 스크루와 클램프를 이용하여 공구홀더에 간단하면서도 신속, 정밀, 강력하게 고정시킴으로써, 가공 정도(精度), 가공 면조도, 고절입 가공능력을 향상시킬 수 있는 툴 홀더의 클램핑 기구를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 툴 홀더의 클램핑 기구의 분해 사시도,

도 2는 도 1의 결합상태 사시도,

도 3은 도 2의 선 A-A를 따라서 도시된 단면도,

도 4는 인서트에 작용하는 클램프력을 나타낸 도면, 그리고

도 5a 내지 도 5c는 클램프의 다른 변형 실시예들을 나타낸 도면이다.

<도면의주요부분에대한부호의설명>

100 : 툴 홀더의 클램핑 기구

110 : 인서트 112 : 결합공

120 : 공구홀더 122 : 선단부

124 : 안착홈 126 : 제 1 고정공

130 : 제 2 고정공 134 : 위치결정공

140 : 클램프수단 142 : 클램프

144 : 인서트스크루안착공 146 : 클램프스크루안착공

148 : 위치결정핀공 150 : 인서트스크루

154 : 접촉부 160 : 클램프스크루

170 : 고정핀

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,

결합공이 형성된 인서트가 안착되면서 상기 결합공과 연통하는 제 1 고정공이 형성된 안착홈, 안착홈의 일측 상부면 상에 제 2 고정공 및 위치결정공을 형성하는 선단부를 갖는 공구홀더; 및

상기 선단부 및 인서트의 상부면 일부분을 덮으면서 상기 결합공과 연통하는 인서트스크루안착공, 제 2 고정공과 연통하는 클램프스크루안착공 및 위치결정공과 연통하는 위치결정핀공이 각각 형성된 클램프와, 인서트스크루안착공, 결합공을 지나 제 1 고정공에 체결되면서 인서트를 안착홈의 내측 및 하부로 밀면서 클램프력을 작용시키는 인서트스크루와, 클램프를 선단부에 고정시키는 클램프스크루와, 위치결정핀공과 위치결정공에 끼워지는 고정핀을 갖는 클램프수단으로 이루어진 툴 홀더의 클램핑 기구를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실제 절삭을 수행하는 절삭 인서트를 스크루와 클램프를 이용하여 공구홀더에 간단하면서도 신속, 정밀, 강력하게 고정시킴으로써, 가공 정도(精度), 가공 면조도, 고절입 가공능력을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 툴 홀더의 클램핑 기구에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 툴 홀더의 클램핑 기구의 분해 사시도이며, 그리고도 2는 도 1의 결합상태 사시도이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 툴 홀더의 클램핑 기구(100)는 결합공(112)이 형성된 인서트(110), 인서트(110)가 안치되는 선단부(122)를 가지는 공구홀더(120) 및 인서트(110)를 공구홀더(120)에 고정시키는 클램프수단(140)을 구비한다.

이때, 공구홀더(120)의 선단부(122)의 끝단에는 인서트(110)가 안착되는 안착홈(124)이 형성되고, 안착홈(124)에는 인서트(110)에 형성된 결합공(112)과 연통하는 제 1 고정공(126)이 형성된다. 바람직하게는 제 1 고정공(126)의 내주면 상에는 제 1 고정암나사(128)가 형성된다. 한편, 안착홈(124)이 형성된 선단부(122)의 상부면 상에는 제 2 고정공(130) 및 제 1 위치결정공(134)이 각각 형성된다. 마찬가지로 제 2 고정공(130)의 내주면 상에는 제 2 고정암나사(132)가 형성된다.

한편, 클램핑수단(140)은 클램프(142), 인서트스크루(150), 클램프스크루(160) 및 고정핀(170)을 구비한다. 먼저, 클램프(142)는 공구홀더(120)의 선단부(122) 및 인서트(110)의 상부면 일부분을 덮는다. 이러한 클램프(142)에는 제 1 고정공(126) 및 결합공(112)과 연통하는 인서트스크루안착공(144)이 형성되고, 인서트스크루안착공(144)의 일측에는 제 2 고정공(130)과 연통하는 클램프스크루안착공(146)이 형성되며, 다시 클램프스크루안착공(146)의 일측에는 위치결정공(134)과 연통하는 위치결정핀공(148)이 각각 형성된다. 이와 같이 형성된 클램프(142)에는 인서트스크루(150), 클램프스크루(160) 및 고정핀(170)이 각각 체결된다.

인서트스크루(150)는 인서트스크루안착공(144)에 안착되는 제 1 머리부(152)와, 제 1 머리부(152)의 하부에 형성되어 결합공(112)의 내주면에 밀착하면서 인서트(110)를 안착홈(124)의 내측으로 밀어내어 클램프력(F1)을 발생시키는 접촉부(154)를 구비한다. 또한 인서트스크루(150)의 접촉부(154)의 하부에는 제 1 고정암나사(128)에 대응하는 제 1 고정수나사(158)가 형성된 제 1 고정부(156)를 가진다. 바람직하게는, 접촉부(154)의 중심은 제 1 머리부(152) 및 제 1 고정부(156)의 중심의 일측으로 편심되게 제작된다.

클램프스크루(160)는 클램프스크루안착공(146)에 안착되는 제 2 머리부(162)와, 제 2 머리부(162)의 하부에서 연장되어 제 2 고정공(130)의 체결될 수 있도록 제 2 고정암나사(132)에 대응하는 제 2 고정수나사(166)가 형성된 제 2 고정부(164)를 가진다. 한편, 고정핀(170)은 위치결공핀공(148)을 지나 제 1 위치결정공(134)에 끼워진다. 바람직하게는 제 1 머리부(152) 및 제 2 머리부(162)에는 각각 제 1 렌치삽입공(159) 및 제 2 렌치삽입공(169)이 각각 형성된다.

한편, 클램프(142)는 도 5a 내지 도 5c에는 클램프(142)의 다양한 실시예들이 도시되어 있다. 먼저, 도 5a를 참조하면, 클램프(142)는 인서트스크루안착공(144) 및 클램프안착공(146)을 형성하며, 클램프안착공(146)의 일측에 위치결정돌기(149)를 형성한다. 이때 위치결정돌기(149)는 클램프안착공(146)의 일측 하부면 전체에서 돌출되게 형성될 수 있으며, 클램프안착공(146)의 일측 하부면 중앙부분에 형성될 수 있다(도 5b 참조). 한편, 위치결정돌기(149)는 클램프안착공(146)의 일측 하부면 양측으로 분할되어 돌출되게 형성할수 있다(도 5c 참조). 이와 같이 형성된 클램프(142)의 위치결정돌기(149)에 따라 선단부(122)의 위치결정공(134)은 위치결정돌기(149)에 대응하는 형상으로 제작한다.

하기에는 전술한 바와 같이 형성된 인서트의 툴 홀더의 클램핑 기구(100)의 결합상태를 간략하게 설명한다.

먼저, 고정핀(170)을 위치결정핀공(148) 및 위치결정공(134)에 끼워 클램프(142)를 선단부(122)에 고정시킨 상태 하에서 클램프스크루(160)를 이용하여 클램프(142)를 선단부(122)의 상부면 상에 고정시킨다. 이와 같이 클램프(142)가 선단부(122)의 결합되면, 인서트(110)를 안착홈(124)과 클램프(142)의 하부면 사이에 삽입시킨 상태에서 인서트스크루(150)를 이용하여 인서트(110)를 공구홀더(120)와 클램프(142) 사이에 고정시킨다(도 3 참조).

도 4는 인서트에 작용하는 클램프력을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 안착홈(124)과 클램프(142) 사이에 배치된 인서트(110)의 결합공(112)은 제 1 고정공(126) 및 인서트스크루안착공(144)은 서로 연통하게된다. 이러한 제 1 고정공(126), 결합공(112) 및 인서트스크루안착공(144)이 연통되면, 인서트스크루(150)를 인서트스크루안착공(144)에서부터 결합공(112)을 지나 제 1 고정공(126)에 체결시킨다. 이때, 인서트스크루(150)의 제 1 고정부(156)에 형성된 제 1 고정수나사(158)는 제 1 고정공(126)에 형성된 제 1 고정암나사(128)를 따라서 체결된다. 이렇게 제 1 고정부(156)가 제 1 고정공(126)에 체결되면, 접촉부(154)는 일측으로 회전하면서 인서트(110)를 안착홈(124)의 내측으로 밀면서클램프력(F1)을 작용시킨다. 한편, 인서트스크루(150)의 제 1 머리부(152)는 인서트스크루안착공(144)에 안착되면서 클램프(142)의 하부면이 인서트(110)의 상부면 상에 압착되게한다. 이때, 인서트(110)의 하부면은 안착홈(124)의 상부면 측으로 클램프력(F2)을 발생시킨다. 그 결과, 인서트(110)는 클램프(142)와 공구홀더(120) 사이에 강력한 이면구속이 이루어진다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 툴 홀더의 클램핑 기구(100)는 공구홀더(120)의 선단부(122)와 인서트(110)의 상부를 덮는 클램프(142)를 구비하고, 인서트(110)를 안착홈(124)의 내측 및 하부로 밀어 클램프력(F1, F2))을 발생시키게하는 인서트스크루(150) 및 클램프(142)를 공구홀더(120)에 체결시키는 클램프스크루(160)를 구비함으로써, 인서트(110)가 공구홀더(120) 내에서 이면구속이 되기 때문에 강력하게 클램핑되는 잇점이 있으며, 절삭작업시 떨림음이 작아 강성이 우수한 잇점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

결합공이 형성된 인서트가 안착되면서 상기 결합공과 연통하는 제 1 고정공이 형성된 안착홈, 상기 안착홈의 일측 상부면 상에 제 2 고정공 및 위치결정공을 형성하는 선단부를 갖는 공구홀더; 및

상기 선단부 및 인서트의 상부면 일부분을 덮으면서 상기 결합공과 연통하는 인서트스크루안착공, 상기 제 2 고정공과 연통하는 클램프스크루안착공 및 상기 위치결정공과 연통하는 위치결정핀공이 각각 형성된 클램프와, 상기 인서트스크루안착공, 상기 결합공을 지나 상기 제 1 고정공에 체결되면서 상기 인서트를 상기 안착홈의 내측 및 하부로 밀면서 클램프력을 작용시키는 인서트스크루와, 상기 클램프를 상기 선단부에 고정시키는 클램프스크루와, 위치결정핀공과 상기 위치결정공에 끼워지는 고정핀을 갖는 클램프수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 툴 홀더의 클램핑 기구.
제 1 항에 있어서, 상기 인서트스크루는 상기 인서트스크루안착공에 안착되는 제 1 머리부와, 상기 제 1 머리부의 하부에 형성되어 상기 결합공의 내주면에 밀착하면서 상기 인서트를 상기 안착홈의 내측으로 밀어내는 접촉부와, 상기 접촉부의 하부에 형성되면서 원주면 상에는 상기 제 1 고정공의 내주면에 형성된 상기 제 1 고정암나사에 대응하는 제 1 고정수나사가 형성되어 상기 제 1 고정공에 체결되는 제 1 고정부를 가지며, 상기 접촉부의 중심은 상기 제 1 머리부 및 상기 제 1고정부의 중심의 일측으로 편심된 것을 특징으로 하는 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구.
제 1 항에 있어서, 상기 클램프는 클램프안착공의 일측 하부면 전체에서 돌출되게 위치결정돌기가 형성될 수 있으며, 상기 선단부의 상기 위치결정공은 상기 위치결정돌기에 대응하게 형성하는 것을 특징으로 하는 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구.
제 3 항에 있어서, 상기 위치결정돌기는 상기 클램프안착공의 일측 하부면 중앙부분에만 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구.
제 3 항에 있어서, 상기 상기 위치결정돌기는 상기 클램프안착공의 일측 하부면 양측으로 분할되게 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구.