KR100473418B1 - 밀링공구용 인선조정장치 - Google Patents

Abstract

클램핑 기구의 해체없이 밀링공구용 인선을 정밀 조정할 수 있는 밀링공구용 인선 조정장치가 개시되어 있다. 본 발명에 의하면, 공구몸체의 커터부와 로케터를 강력 고정한 상태에서 로케터의 위치를 미세조절할 수 있는 조정스크루와 상기 조정스크루의 백래시를 없애고 조정스크루를 고정상태로 위치시키기 위한 조정세트스크루로 구성되며, 상기 조정스크루는 조정세트스르루가 체결되는 부위에는 나사산이 형성되지 않고 이 무나사산 부위 양쪽으로는 반대 되는 좌.우승수 나사산이 형성된다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 인선 조정장치는 공구몸체에 고정되는 로케터를 절삭 가공이 가능한 완전 클램핑 상태에서 상기 조정스크루로 로케터를 미세조정하여 이 로케터에 체결되는 인서트의 인선을 용이하게 미세 조정할 수 있게 한다.

Description

밀링공구용 인선조정장치{Run out adjustable assembly for milling cutter}

본 발명은 밀링공구의 인선조정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로케터(locator)를 사용하여 인서트를 몸체에 고정시키는 밀링공구에서 인서트를 완전 체결한 상태에서 기준높이 즉, 인선을 양방향으로 미세 조정할 수 있는 인선조정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 밀링공구는 공구 몸체의 외주면에 절삭인선 즉, 절삭인을 가진 공구를 회전 절삭운동 시키면서 가공물에는 직선 이송운동을 시켜 평면을 절삭하는데 사용되는 공구로서 절인에 의한 절삭 가공방법중 하나에 사용되는 공구이다.

통상적으로 이러한 절삭공구는 위와 같은 절인(cutting edge)을 가지고 있는 절삭 인서트와 이 절삭인서트를 고정시켜주는 몸체로 이루어진다.

상기와 같이 절삭 인서트를 몸체에 고정시키는 방법의 하나로서 어떤 고정장치를 이용하여 몸체에 직접 고정시켜 주는 방법 또는 절삭인서트를 로케터에 먼저 고정시키고 이 로케터를 어떤 고정장치를 이용하여 몸체에 고정시켜주는 인덱서블 타입(Indexable Type)이 있다.

이러한 인덱서블 타입은 필요시 인서트를 용이하게 교환할 수 있어서 현재 절삭공구 전분야에서 사용되는 방법이다. 여기서 인서트를 용이하게 교환하기 위해 절삭 인서트를 몸체에 고정시키기 위한 클램핑 기구가 필요하게 되고, 다음의 "웨지 방식(wedge)","웨지 방식 + 로케터 방식(wedge + locator)", "스크루온 방식(screw on)", "클램프온 방식(clamp on)" 및 "히코미핀 방식" 등의 클램핑 기구가 밀링 공구 분야에서 개발되어 단독 또는 혼용으로 사용되고 있다. 그런데 밀링 공구에서 피삭재의 가공면 조도를 좋게 하기 위해서는 절삭인서트의 높이가 정밀하게 같아야 하는데 이를 위해서는 절삭인서트 높이를 미세 조정할 수 있는 조정장치를 필요로 한다.

여기서 인서트 높이차를 런아웃(run out)이라고 한다

그러나 종래의 클램핑 기구들은 조정장치가 없거나 있어도 절삭인서트의 런아웃을 최소 5μ 이내로 하기 위하여는 상당한 불편함이 뒤따름은 물론 그 조정범위에 한계가 있어왔고, 또한 극미세 조정을 하기가 어려웠다.

즉, 종래의 밀링공구 조정장치의 인선을 조정하기 위해서는 인서트 또는 로케터의 클램핑 상태를 풀어줘야 하는데 이 과정에서 클램핑 전.후의 인선 조정상태가 약 10μ이상 변하게 되어 이를 다시 정확히 조정하기가 용이하지 않게된다. 웨지 클램프 방식에서는 웨지력에 의해 인서트의 위치가 변하게 되는데 클램핑 전.후의 높이 차이가 약 10∼20μ정도 변하고 몸체 전체의 벤딩이 약 15∼20μ정도 발생하게 된다. 이러한 웨지 클램프 방식에서의 인선 조정을 개선하고자 채택되는 스크루온 방식에서도 통상적으로 로케터와 함께 사용되므로 로케터의 클램핑 상태를 풀어줘야 하므로 상기와 같은 문제점은 항상 존재하게 된다. 따라서 종래의 모든 클램핑 기구를 사용하는 밀링공구에서 인선을 조정하기 위하여는 반드시 인서트나 또는 로케터 등의 클림핑 상태를 풀어야만 하고 이 과정에서 정밀 인선이 용이하지 않게 되며, 단지 인선조정의 보조 역할에 지나지 않게된다.

따라서 보다 간단하면서도 용이하게 밀링공구의 인선을 조정할 수 있고 인서트나 로케터의 클램핑 상태에서 인선 조정을 할 수 있는 장치의 개발이 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 밀링공구 몸체의 커터부에 고정된 인서트나 로케터의 클램핑 상태를 유지하면서 절삭부의 인선을 미세 조정할 수 있는 인선 조정장지를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 공구 몸체의 커터부와 로케터를 직접 고정 연결하며 로케터를 조정할 수 있는 조정 스크루와, 상기 조정스크루의 고정 및 백래시(back lash)를 없애기 위한 조정세트 스크루로 이루어지는 밀링공구용 인선 조정장치를 제공한다.

여기서 상기 조정스크루는 중앙 부위에는 나사산이 없고, 좌우로는 서로 반대되는 왼나사와 오른나사로 형성시킴이 바람직하다.

또한 상기 조정 세트 스크루는 그 나사산에 풀림 방지 나사인 나사록이 갖춰지게 함이 바람직하다.

또한 본 발명은 위치 결정을 용이하게 하기위해 그 바닥면이 경사진 로케터를 제공한다.

이하에서는 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1는 밀링공구 몸체(100)의 커터부(110)와 커터부(110)에 장착되는 로케터(112) 및 인서트(111)를 보여주는 공구의 커터부의 개략 도면이다.

여기서 인서트(111)는 인서트스크루(117)에 의해 체결되고, 인서트(111)가 체결된 로케터(112)는 공구몸체(100)의 커터부(110)에 형성된 안치부에 조정스크루(116, 제 2도 참조)를 이용하게 조립된다. 그 다음 조립볼트(113)로 로케터(112)를 완전 고정시킨 후 밀링공구는 사용할 수 있는 상태가 되는 것이다.

도 2는 도 1의 Y 방향에서 본 도면으로서 도 1에서 나타나지 않은 조정스크루(116)를 보여주기 위한 도면이다.

도 3은 도 1의 X방향에서 본 도면으로서 도 3은 본 발명의 특징부라 할 수 있는 조정스크루(116)와 조정세트 스크루(115) 및 그 작동관계를 나타내 주는 도면이다.

본 발명에서의 인서트(111) 고정방식은 공구몸체 커터부(110)에 형성되는 안치부(도시하지 않았음)의 탄성 변형에 의한 인선의 높이 변화를 피하기 위해 웨지 클램핑 방식이 아닌 스크루 온식 클램핑 방식을 채택하였다.

도 3에서, 조정스크루(116)는 이중 스크루로서 왼쪽나사 태핑(tapping)된 몸체 커터부(110)와 오른쪽나사 태핑된 로케터(112) (또는 이와 반대로 태핑 될 수도 있다)를 동시에 결합시킬 수가 있는데, 이는 조정스크루(116)가 몸체 커터부(110)와 로케터(112)의 태핑 형태에 따라 좌우 반대의 나사산을 형성하고 있기 때문에 가능하다.

이러한 상태에서 조정스크루(116)를 육각 L형 렌치(200)를 사용하면 커터부(110)의 인선을 조정할 수 있다. 즉, 도 5에서와 같은 다이얼 인디게이터(114)를 위치(A)에 위치시킨 다음, 기준높이(h)에 따라 도 5의 하부에 위치하는 조정스크루(116, 도 2참조)를 육각 L렌치를 우회전하면 로케터(112)는 도 3의 A방향으로 이동하고 반대로 렌치를 죄회전하면 로케터(112)는 B방향으로 이동하게 되므로 이 로케터(112)에 인서트 스크루(117)로 체결된 인서트(111)은 따라서 상하 이동이 가능하므로 인선의 높이(h) 조정이 가능하게 된다. 조정후는 조정세트 스크루(115)로 조정상태를 유지시킨다.

여기서 작용힘에 대해 살펴보변, 몸체 커터부(110)의 인선조정(h)이 끝난 상태에서 조립볼트(113)를 강력하게 체결하면 도4(도 1의 B방향)에서와 같이 로케터(112)의 경사진 C면과 D면이 접촉되고 로케터(112)와 몸체(100)는 동일한 각도인 65°∼ 85°(θ)로 경사가 이루어졌기 때문에 C,D면에 완전접촉됨과 동시에 위치 결정이 된다. 이때 로케터(112)가 받은 힘은 조립볼트(113) 안착면에 수직력인 F2와 커터부(110)에서 발생되는 동일하고 반대 방향인 힘 F3가 발생하게 된다.

조정세트스크루(115)를 적당히 체결하면 조정스크루(116)의 태핑부와 몸체커터부(110)의 태핑부의 접촉부인 E와 G부위에서 나사산의 백래시가 완전히 없어진 상태로 되고 조정스크루(116)를 육각렌치로 돌려주면 F1의 스크루의 힘이 발생이 되고 작용점 및 방향은 접촉부인 E와 G를 통해 로케터(112)로 전달하게 된다. 이때 마찰력인 μF2와 μF3가 발생하게 되나 로케터 조립볼트 재질이 모두 강으로 마찰계수 μ= 0.15 정도가 되기 때문에 이들 마찰력의 크기는 조정스크루가 발생하는 F1보다 작기 때문에 결국 로케터(112)가 조정스크루의 조정방향에 따라 A,B 방향으로 움직임이 발생되고 이때 백래시가 없으므로 양방향 모두 정밀하게 인선조정이 가능하게 된다.

물론 조정세트스크루(115)의 경우는 적절한 힘으로 체결 하기 때문에 조정스크루를 돌려주기 위한 토르크력의 손상은 크게 발생하지 않는다. 절삭가공시 조정세트스크루(115)의 풀림방지를 위해 조정세트스크루(115)에는 상기와 같이 조정세트스크루(115) 나사산에 나이록(나이롱의 일종으로 나사산의 마찰력을 높여 풀림방지 역할 수행) 처리를 할 수있다. 그리고 로케터(112)의 A또는 B방향 유동시 경사면 C면(도 4)이 조정스크루(116)에 의해 정확히 위치결정이 되므로 매우 정밀한 인선조정이 본 발명에의해 가능해진다.

인선조정 능력은 조정스크루(116)가 M6*0.75(피치)일 경우 360°회전시(1회전) 0.75mm가 움직이므로 1°회전시 0.002mm가 움직이므로 충분히 2μ 이내로 정밀 조정이 가능하다.

또한 조립볼트(113)를 매우 강력하게 체결하여 로케터(112)를 강력하게 고정시켜주고, 조정세트스크루(115)를 이용하여 조정스크루(116)의 백래시 방지 및 고정이 되기 때문에 절삭 가공시 발생되는 배분력(P)이 아무리 크더라고 로케터(112)는 절대로 움직이지 않게된다. 로케터(112)가 움직이려면 E와 G의 나사부 접촉부가 움직여야 하나 이는 조절스크루 회전을 제외하고는 가공물과의 충돌과 같은 무한대의 힘이 작용하는 경우에만 해당될 것이다.

상기와 같은 본 발명의 장치를 사용하는 방법을 살펴보면, 먼저 공구몸체(100)의 커터부(110)에 형성된 안치부를 세척한다.

또한 로케터(112)에 인서트스크루(117)를 이용하여 인서트(111)를 체결하고, 인서트(111)가 체결된 로케터(112)를 조정스크루(116)를 이용하여 상기 커터부(110)에 결합시킨다. 이때 인서트(111)를 기준하여 육각L렌치(200)를 이용하여 조정스크루(116)를 통해 로케터(112)를 조정시켜 인선 기준높이 ±0.05 이내로 맞춘다. 다음에 조립볼트(113)를 최대한 조여주어 로케터(112)를 적당히 고정시키고 조정세트스크루(115)를 이용하여 적절한 힘으로 조정스크루(116)를 조여주어 백래시를 없애준다.

위와같이 부품을 조립한다음, 로케터(112)의 인서트 안치부(도시되지 않았음)를 세척하고 인서트스크루(117)를 이용하여 로케터(112)에 인서트(111)를 체결한다. 그다음 다이얼 인디케이터(114)를 0점 기준한 다음 각날별로 도5에서와 같이 다이얼인디케이터(114)를 기준점(A)에 맞추고 육각L렌치(200)를 이용하여 조정스크루(116)을 좌 또는 우회전시켜 정면 인선조정을 마치고 곧바로 공작기계에 밀링공구 몸체(100)를 장착하여 사용한다.

인서트(111)의 교환시 등에는 인서트(111)만 분리한 후 새 인서트를 상기한 바와같은 방법으로 체결, 조정하여 사용하면 된다.

상기한 바와 같이. 본 발명의 인선 조정장치에 따르면 종래의 웨지클램핑에 의한 공구 몸체 커터부의 안치부의 몸체 벤딩발생, 인서트 또는 로케터의 클램핑 해제후의 인선조정에 따른 문제점이 완전히 해소되었다.

따라서 본 발명의 인선조정 장치는 스크루온 식의 클램핑 기구 특히 로케터를 공구 몸체에 완전 클램핑한 상태에서도 절인의 인선을 미세 조정할 수 있음은 물론 조정과 동시에 고정역활도 할 수 있어서 사용자의 특성에 따라 용이하게 사용할 수 있고 인선 조정시간 또한 대폭 단축되는 효과를 기대할 수가 있다. 또한 위와같이 인서트의 인선을 정밀조정 할 수 있으므로 가공물의 면조도 역시 종래보다 우수한 효과를 기대할 수 있게 한다. 또한 조정스크루가 하부에 위치하고 있어서 커터부의 공간 확보가 용이하여 공구의 설계자유도가 높아 그 적용 범위를 확대시킬 수 있다.

상기에서는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 기술하였지만, 해당기술의 당업자들은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역내에서 본 발명은 다양하게 변경 및 수정시킬 수 있음을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명의 밀링공구용 인선조정장치가 설치된 밀링공구의 커터부를 보여주는 개략사시도.

도 2는 도1의 Y방향에서 본 도면.

도 3은 본 발명의 밀링공구 인선 장치를 보여주는 도1의 X방향에서 본 도면.

도 4는 도1의 B방향에서 본 도면.

도 5는 본 발명의 장치를 사용하는 방법을 나타내는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 공구몸체 110 : 밀링공구몸체 커터부

111 : 인서트 112 : 로케터

113 : 조립볼트 114 : 다이얼인디케이터

115 : 조정세트스크루 116 : 조정스크루

117 : 인서트스크루

Claims (3)

1. (정정)밀링공구용 인선조정장치에 있어서, 공구 몸체(100)의 커터부(110)와 로케터(112)를 고정연결하고 상기 로케터(112)에 체결되는 인서트(111)의 인선을 조절할 수 있으며, 로케터(112)의 하부쪽에 위치하는 조정스크루(116)와; 상기 조정스크루(116)의 고정 및 백래시를 없애기 위해 상기 커터부(110)내에서 상기 조정스크루(116)와 체결되는 조정세트스크루(115)로 이루어지며, 상기 조정스크루(116)는 상기 조정세트스크루(115)가 체결되는 부위에는 나사산이 형성되어 있지않고, 상기 무나사산 부위를 중심으로 서로 반대되는 왼나사와 오른나사 나사로 형성되어 있음을 특징으로하는 밀링공구용 인선조정장치.
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