KR100450439B1 - 절삭 인서트의 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭 인서트를 툴 홀더(Tool Holder)에 고정하기 위한 고정장치에 관한 것으로, 특히 중심부에 구멍이 있는 절삭 인서트를 툴 홀더의 시트부에 견고하게 고정할 수 있도록 구성된 절삭 인서트의 고정장치에 관한 것이다.

본 발명은 중심구멍이 있는 절삭 인서트(1); 상기 절삭 인서트가 놓여지도록 바닥면과 벽면이 있는 시트부와, 스프링을 위치시키기 위한 스프링 리세스(51c)와, 클램프와 접촉하면서 클램프를 이동시키기 위한 경사면이 있는 툴 홀더(51); 상기 툴 홀더의 상방에 위치되고 절삭 인서트의 중심구멍으로 삽입되어 절삭 인서트를 시트부 바닥면과 벽면쪽으로 누르기 위한 돌기가 있는 돌출부(53a)와, 스크류와 스프링의 삽입을 위한 스크류 리세스(53f)와 보아(53g) 및 스프링 리세스(53h)와, 툴 홀더의 경사면과 접촉하는 경사면으로 구성되어 툴 홀더에 놓여진 절삭 인서트를 고정시키는 클램프(53); 상기 클램프의 스크류 리세스와 보아를 통해 툴 홀더에 나사결합 되어 클램프를 툴 홀더에 고정시키면서 힘을 가해주는 스크류; 상기 툴 홀더의 스프링 리세스와 클램프의 스프링 리세스 사이에 위치되어 클램프에 회전력을 작용시키는 스프링으로 구성된 절삭 인서트의 고정장치이다.

Description

절삭 인서트의 고정장치{fixing device for cutting insert}

본 발명은 절삭 인서트를 툴 홀더(Tool Holder)에 고정하기 위한 고정장치에 관한 것으로, 특히 중심부에 구멍이 있는 절삭 인서트를 툴 홀더의 시트(Seat)부에 견고하게 고정할 수 있도록 구성된 절삭 인서트의 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 절삭 인서트는 두 코너 이상을 사용할 수 있도록 다각형의 형상으로 만들어지며, 툴 홀더에 장착되어 레버 또는 클램프에 의해 고정된 상태로 사용된다.

도 1은 절삭 인서트가 레버에 의해 고정되는 종래 장치의 일예를 나타낸 단면도로서, 툴 홀더(11)에 절삭 인서트(1)를 장착하기 위한 시트부가 형성되어 있고 상기 툴 홀더(11)의 바닥면(11a)과 절삭 인서트(1)의 밑면 사이에는 절삭 인서트에 가해지는 충격을 완화시키는 완충재(12)가 설치되어 있다.

상기 툴 홀더(11)에는 레버(13)가 설치되어있고 상기 레버(13)의 상단부는 절삭 인서트(1)의 중심구멍으로 끼워져 있으며, 상기 레버(13)는 스크류(14)의 조임력에 의해 도면상 시계방향으로 회전력을 받도록 되어 있다.

따라서 스크류(14)를 조이면 레버(13)의 회전력에 의해 절삭 인서트(1)가 도면상 우측으로 밀리면서 툴 홀더(11)의 시트부 벽면(11b)에 밀착 고정된다.

도 2는 절삭 인서트가 클램프에 의해 고정되는 종래 장치의 예를 나타낸 단면도로서, 툴 홀더(21)의 시트부에 완충재(22)와 절삭 인서트(1)가 장착되어 있고 상기 툴 홀더(21)의 일측에 클램프(23)가 설치되어 그 일측이 절삭 인서트의 상면과 접속되어 있으며, 클램프(23)에는 스크류(24)가 결합되어 있다.

따라서 스크류(24)를 조이면 클램프(23)가 도면상 하방으로 이동하게 되고 절삭 인서트(1)도 하방으로 밀려나면서 툴 홀더(21)의 바닥면(21a)에 밀착되도록 되어 있다.

그러나 도 1과 같은 장치는 절삭 인서트가 툴 홀더(11)의 벽면(11b)쪽으로만 밀착되는 구조이므로 절삭 인서트의 코너부(1a)가 들려 올라가 바닥면(11a)에서 이탈되는 문제가 있고, 반대로 도 2와 같은 장치는 클램프(23)가 절삭 인서트(1)의 상면을 눌러 시트부의 바닥면(11a)쪽으로만 밀착시키는 구조이기 때문에 절삭 인서트가 툴 홀더(21)의 벽면(21b)에서 이탈되어 밀착이 느슨하게 되는 문제가 있다.

그리고 상기와 같은 종래 장치는 모두 절삭 인서트를 툴 홀더의 바닥면과 벽면에 동시에 밀착시키는 것이 아니라 절삭 인서트를 툴 홀더의 시트부 벽면과 바닥면 중 어느 일측면에만 밀착시키는 구조이므로 절삭 인서트를 견고하게 고정하는 것이 불가능하였으며, 이는 절삭 인서트나 툴 홀더의 파손을 유발시키고 수명을 단축시키는 원인이 되었다.

도 3은 종래 장치의 다른예를 나타낸 단면도로서, 툴 홀더(31)의 시트부에 완충재(32)와 절삭 인서트(1)가 장착되어 있고 상기 절삭 인서트는 스크류(34)를 조일때 클램프(33)에 의해 도면상 하방으로 힘을 받으면서 툴 홀더(31)의 바닥면(31a)쪽으로 밀착되며, 절삭 인서트의 중심구멍에는 편심 핀(35)이 삽입되어 이 편심 핀(35)이 절삭인서트를 시트부 벽면(31b)쪽으로 밀착시키게 되어 있다.

그러나 도 3과 같은 장치는 절삭 인서트를 비교적 견고하게 고정할 수는 있으나, 편심 핀 등의 여러가지 부품이 필요하여 절삭 인서트를 조립하는 시간이 오래 걸리고 절삭 작업시 강한 힘으로 발생되는 칩이 클램프의 상면과 충돌하여 절삭부하의 증가는 물론 부품 손상의 원인이 되었다.

도 4는 종래 장치의 또 다른예를 나타낸 단면도로서, 툴 홀더(41)의 시트부에 완충재(42)와 절삭 인서트(1)가 장착되어 있고 상기 툴 홀더(41)의 상부에는 클램프(43)와 스크류(44)가 설치되어 있으며, 상기 클램프(43)의 일측부분은 절삭 인서트의 중심구멍으로 삽입되어 있다.

또한 상기 툴 홀더(41)와 클램프(43)의 후방에는 각각 경사면이 형성되어 이들이 미끄럼 접촉을 하고 있으며, 클램프(43)의 상면은 수평면에 대해 소정의 각도만큼 경사지게 형성되어 있다.

따라서 스크류(44)를 조이면 클램프(43)가 하방 및 후방으로 동시에 이동하여 절삭 인서트를 시트부의 바닥면(41a)은 물론 벽면(41b)쪽으로도 밀착시킬 수 있게 된다.

그러나 상기와 같은 장치는 클렘프(43)와 절삭 인서트(1)의 접촉부위(X)(Y)가 너무 작기 때문에 장기간 사용시 클램프(43)의 접촉면이 쉽게 마모되어 클램프의 파손 원인이 되며, 스크류(44)가 접촉점(Z)을 눌러 절삭 인서트에 하방으로 강한 힘이 작용하게 되므로 상대적으로 시트부의 벽면(41b)방향으로의 클램핑력이 약화되고 심한 절삭조건에서는 절삭 인서트의 견고한 고정이 어렵게 되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 절삭 인서트를 툴 홀더에 보다 견고하게 고정할 수 있고 장기간 사용시에도 클램프 등의 부품이 쉽게 파손되지 않는 절삭 인서트의 고정장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따라 중심구멍이 있는 절삭 인서트; 상기 절삭 인서트가 놓여지도록 바닥면과 벽면이 있는 시트부와, 스프링을 위치시키기 위한 스프링 리세스와, 클램프와 접촉하면서 클램프를 이동시키기 위한 경사면이 있는 툴 홀더; 상기 툴 홀더의 상방에 위치되고 절삭 인서트의 중심구멍으로 삽입되어 절삭 인서트를 시트부 바닥면과 벽면쪽으로 누르기 위한 돌기가 있는 돌출부와, 스크류와 스프링의 삽입을 위한 스크류 리세스와 보아 및 스프링 리세스와, 툴 홀더의 경사면과 접촉하는 경사면으로 구성되어 툴 홀더에 놓여진 절삭 인서트를 고정시키는 클램프; 상기 클램프의 스크류 리세스와 보아를 통해 툴 홀더에 나사결합 되어 클램프를 툴 홀더에 고정시키면서 힘을 가해주는 스크류; 상기 툴 홀더의 스프링 리세스와 클램프의 스프링 리세스 사이에 위치되어 클램프에 회전력을 작용시키는 스프링으로 구성된 절삭 인서트의 고정장치가 제공된다.

도 1은 종래 장치의 일예를 나타낸 단면도

도 2는 종래 장치의 다른예를 나타낸 단면도

도 3은 종래 장치의 또 다른예를 나타낸 단면도

도 4는 종래 장치의 또 다른예를 나타낸 단면도

도 5는 본 발명에 따른 장치를 나타낸 평면도

도 6은 도 5의 A - A선 단면도

도 7은 본 발명에 적용되는 클램프의 평면도

도 8은 본 발명에 적용되는 클램프의 저면도

도 9는 도 7의 B - B선 단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 절삭 인서트 51 : 툴 홀더

51c : 스프링 리세스 53 : 클램프

53a : 돌출부 53b,53c : 돌기

53f : 스크류 리세스 53g : 보아

53h : 스프링 리세스

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 절삭 인서트 고정장치를 나타낸 평면도와 단면도로서, 본 발명 장치는 툴 홀더(51)와, 상기 툴 홀더의 시트부에 장착되는 절삭 인서트(1) 및 완충재(52)와, 상기 절삭 인서트를 툴 홀더에 밀착 고정시키기 위한 클램프(53)와, 상기 클램프를 툴 홀더에 체결하는 스크류(54)와, 상기 클램프에 일방향으로 힘을 작용시키는 스프링(55)으로 구성되어 있다.

상기 툴 홀더(51)의 시트부는 절삭 인서트(1)의 한면을 수용하는 평평한 바닥면(51a)과 두면 이상의 수직의 벽면(51b)으로 이루어지며, 바닥면(51a)위에 설치된 완충재(52)는 툴 홀더(51)의 충격이 절삭 인서트(1)에 전달되는 것을 완화하여 파손을 방지하는 역할을 하고 이 완충재(52)는 스크류(56)에 의해 툴 홀더(51)의 바닥면에 고정된다.

따라서 절삭 인서트(1)의 저면은 시트부의 바닥면(51a)과 직접 접촉하는 것이 아니라 바닥면 위에 설치된 완충재(52)와 접촉하게 되고 두면 이상의 측면은 툴 홀더(51)의 벽면(51b)과 접촉한다.

상기 툴 홀더(51)의 후방에는 스프링 리세스(Spring Recess)(51c) 및 클램프(53)와의 접촉을 위한 경사면(51d)이 형성되어 있으며, 상기 스프링 리세스(51c)의 중심선은 절삭 인서트(1)의 중심구멍의 중심선과 평행하게 형성되어 있고 상기 경사면(51d)은 시트부 바닥면의 연장선에 대해 45°내외의 각도로 형성되어 있다.

이는 후방과 하방으로의 백터 힘을 동일한 크기로 발생시켜 절삭 인서트(1)를 시트부의 바닥면과 벽면의 두 방향으로 동시에 밀착시키기 위한 것이다.

상기 절삭 인서트(1)는 두개의 코너부(1a) 이상을 절삭날로 사용할 수 있도록 다각형의 형상으로 되어 있으며, 상면과 저면은 평행하고 이에 접하는 측면은 수직면으로 형성되어 있다.

또한 상기 절삭 인서트(1)는 두 면 이상의 수직면이 툴 홀더(51)의 시트부 벽면(51b)과 밀착되어야 하는데, 이는 절삭 인서트가 하나의 벽면에 구속되는 경우클램핑력이 너무 약해서 정상적인 가공이 불가능하기 때문이다.

상기 클램프(53)는 툴 홀더(51)의 상부에 설치되는데, 이 클램프(53)는 측면에서 볼때 대략 "ㄱ"자 형상으로 되어 있고 전면에는 절삭 인서트(1)의 중심구멍에 삽입될 수 있는 크기의 돌출부(53a)가 형성되어 있으며, 상면은 가공시 배출되는 칩과의 간섭을 최소화하기 위해 경사면(53e)으로 형성되어 있다.

또한 상기 클램프(53)에는 스크류(54)를 위한 스크류 리세스(53f)와 보아(Bore)(53g)가 형성되어 있고 이들은 절삭 인서트(1)의 중심구멍과 서로 평행하도록 되어 있으며, 보아(53g)의 하부에는 스프링 리세스(53h)가 형성되어 있다.

상기 클램프(53)의 전면 돌출부(53a)에는 두개의 돌기(53b)(53c)가 설치되어 있다.

그 중 하나의 돌기(53b)는 절삭 인서트(1)의 중심구멍으로 삽입되어 중심구멍의 벽면과 접촉하면서 절삭 인서트를 툴 홀더(51) 시트부의 벽면(51b)으로 밀착시키는 역할을 하며, 또 다른 돌기(53c)는 절삭 인서트의 상면을 눌러 절삭 인서트를 시트부의 바닥면(51a)으로 밀착시키는 역할을 한다.

상기 돌출부(53a)에 형성된 돌기(53b)는 절삭 인서트 중심구멍의 중심선과 서로 평행하고 넓은 형상으로 되어 장기간 사용시 또는 강력한 클램핑력이 가해질 때에도 마모와 파손이 일어나지 않는다.

그리고 또 다른 돌기(53c)는 절삭 인서트(1)의 코너를 이등분하는 대각선(C - C선)의 후면에서 중심구멍을 피한 위치에 위치되어 있는데, 이는 코너 대각선의 전면에서 절삭 인서트를 누르는 경우 시트부의 바닥면(51a)쪽으로 누르는 힘이 벽면(51b)쪽으로 누르는 힘보다 과도하게 커지고 결과적으로 시트부의 벽면(51b)쪽으로 누르는 힘이 상대적으로 약화되어 절삭 인서트의 견고한 고정이 어렵기 때문이다.

또한 상기 돌기(53c)는 마모가 발생하지 않도록 절삭 인서트의 상면과 평행하게 넓은 면적으로 형성되어 있고 절삭 인서트와의 접촉 상태를 보다 좋게 하기 위하여 모서리부에는 오목한 리세스(53d)가 형성되어 있다.

상기 클램프(53)의 후방 아래부분에는 툴 홀더(51)의 경사면(51d)과 접촉하여 클램핑력을 발생시키도록 경사면(53i)이 형성되어 있는데, 이 경사면(53i)은 툴 홀더(51)에 형성된 경사면(51d)과 접촉하면서 양호한 미끄럼이 발생할 수 있도록 툴 홀더(51)의 경사면(51d)보다 5 - 10°정도 작은 예각으로 설계되어 있으며, 경사면(53i)의 하부에는 스크류(54)를 이완시킬 때 클램프(53)가 툴 홀더(51)에서 완전히 벗어나지 않도록 하기위한 연장핀부(53j)가 형성되어 이 연장핀부(53j)가 툴 홀더(51)의 리세스 내에서 움직이도록 되어 있다.

상기 스크류(54)는 클램프(53)를 툴 홀더(53)에 고정하기 위해 사용되며, 클램프(53)의 스크류 리세스(53f)와 보아(53g)를 통해 삽입되어 툴 홀더(51)에 나사결합되며, 스크류 리세스(53f)와 보아(53g)의 중심선은 클램프(53)의 전체 길이를 기준으로 2/3 길이 만큼 후방으로 치우치게 위치되어 있다.

이는 클램프(53)의 후방 아래쪽 경사면(53i)이 툴 홀더(51)의 경사면(51d)과 접촉하면서 미끄럼 운동을 할 때 클램프(53)가 경사면을 따라 후방 및 하방으로 보다 확실하게 이동될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 스프링(55)은 그 한쪽이 클램프(53)의 스프링 리세스(53h)에 위치하고 다른 한쪽이 툴 홀더(51)의 스프링 리세스(51c)에 위치하며, 도 9와 같이 클램프(53)에 형성된 스프링 리세스(53h)의 중심선은 보아(53g)의 중심선에 비해 일정 거리(L1)만큼 후방으로 편심되어 있다.

이는 스크류(54)의 체결로 스프링(55)이 압축될 때 편심량(L1)에 의해 스프링(55)이 스프링 리세스(53h)의 뒷쪽으로 이동하면서 클램프(53)를 윗쪽으로 밀어 올리기 위한 것이며, 상기와 같은 편심량으로 인한 지렛대 작용에 의해 클램프(53)의 전면 돌출부(53a)는 보다 확실하게 하방으로 이동하여 절삭 인서트(1)의 중심구멍으로 용이하게 삽입되고 절삭 인서트 상면과의 접촉도 확실하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 하나의 클램프에 의해 절삭 인서트에 툴 홀더의 시트부 바닥면 방향과 벽면 방향 등 두 방향으로 힘을 발생시켜 절삭 인서트를 견고하게 고정할 수 있게 된다.

따라서 절삭 인서트를 툴 홀더의 시트부 바닥면 또는 벽면 중 어느 일측 방향으로 밀어서 고정시키던 종래 장치에 비해 절삭 인서트를 안정적으로 견고하게 고정시킬 수 있으며, 절삭 인서트에 두 방향으로 힘을 가하기 위해 별도의 부품을 사용하는 종래 장치에 비해 부품수를 줄이고 조립시간을 단축할 수 있게 된다.

그리고 하나의 클램프로 절삭 인서트에 두 방향의 힘을 가해 고정하는 종래 장치에 비해서는 공구를 장기간 사용하여도 클램프에 급격한 마모나 손상이 발생되지 않고 절삭 인서트를 보다 견고하게 고정할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 중심구멍이 있는 절삭 인서트;

   상기 절삭 인서트가 놓여지도록 바닥면과 벽면이 있는 시트부와, 스프링을 위치시키기 위한 스프링 리세스와, 클램프와 접촉하면서 클램프를 이동시키기 위한 경사면이 있는 툴 홀더;

   상기 툴 홀더의 상방에 위치되고 절삭 인서트의 중심구멍으로 삽입되어 절삭 인서트를 시트부 바닥면과 벽면쪽으로 누르기 위한 돌기가 있는 돌출부와, 스크류와 스프링의 삽입을 위한 스크류 리세스와 보아 및 스프링 리세스와, 툴 홀더의 경사면과 접촉하는 경사면으로 구성되어 툴 홀더에 놓여진 절삭 인서트를 고정시키는 클램프;

   상기 클램프의 스크류 리세스와 보아를 통해 툴 홀더에 나사결합 되어 클램프를 툴 홀더에 고정시키면서 힘을 가해주는 스크류;

   상기 툴 홀더의 스프링 리세스와 클램프의 스프링 리세스 사이에 위치되어 클램프에 회전력을 작용시키는 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 절삭 인서트의 고정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 클램프의 스크류 리세스와 보아 및 스프링 리세스의 중심선은 절삭 인서트 중심구멍의 중심선과 평행한 것을 특징으로 하는 절삭 인서트의 고정장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 클램프의 전면 돌출부에 형성된 돌기중 절삭 인서트를 시트부의 벽면쪽으로 누르는 돌기는 절삭 인서트 중심구멍의 중심선과 평행하고 넓은 면적의 접촉면을 가지는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트의 고정장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 클램프의 전면 돌출부에 형성된 돌기중 절삭 인서트를 시트부 바닥면쪽으로 누르는 돌기는 절삭 인서트의 상면과 평행하면서 넓은 면적의 접촉면을 가지고 절삭 인서트 코너를 이등분하는 대각선의 후방에 위치하며 모서리부에 리세스가 형성된 것을 특징으로 하는 절삭 인서트의 고정장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 클램프에 형성된 스크류 리세스와 보아의 중심선은 클램프 전체 길이에서 후방으로 2/3 만큼 치우친 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트의 고정장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 클램프의 스프링 리세스의 중심선은 보아의 중심선에 대해 후방으로 편심되게 위치하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트의 고정장치.