KR100554880B1 - 칩제거 가공용 공구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칩제거 가공용, 바람직하게는 그루빙(grooving) 및/또는 분리(parting)용 공구에 관련된다. 본 발명에 따른 공구는 홀더본체와, 절삭공구포켓(14)과 관련된 슬롯(16)을 홀더본체와의 사이에 최소한 부분적으로 형성하는 클램프수단(13, 13')을 포함하여 이루어지는 홀더(11, 11'), 상기 클램프수단과, 상기 클램프수단을 작동시키도록 적용된 상기 홀더본체를 맞물리도록 하는 스크류(17), 및 상부면(18)과 하부면(29)을 포함하며 상기 절삭공구 포켓(14)내에 클램프된 절삭공구(12, 12')를 포함하여 이루어진다. 클램프수단 및 홀더는 스크류(17)과는 독립적으로 하나 이상의 방향으로의 상기 클램프수단의 이동을 제한하는 수단(40, 41)을 더욱 포함한다. 상기 수단(40)은 공구포켓(14)의 최대크기를 결정한다.

Description

칩제거 가공용 공구{TOOL FOR CHIP REMOVING MACHINING}
본 발명은 독립 청구항의 전문에 정의된 바와 같은, 칩제거 가공용, 바람직하게는 그루빙(grooving) 또는 분리(parting)용 공구에 관한 것이다.
국제공보 WO 96/17706호에, 상술된 형태의 공구가 개시되어 있다. 이 공구에서는 절삭공구와 홀더가 상호작동하는 홈이 파여진 면을 구비하고, 상부의 클램핑 표면은 일반적으로 V형이며, 하부의 클램핑 표면은 톱니모양으로 되어 있다. 때때로, 절삭공구(cutting insert)가 공구포켓의 하부 클램핑 표면에 잘못 삽입되는, 즉 절삭공구 세레이션(serration)이 시트(seat)내로 삽입되지만, 절삭공구의 측방향으로 잘못 위치되는 경우가 발생한다. SU-A1-1720803호에는, 공구삽입포켓(insert pocket)의 최소 크기가 결정되어 있는, 상술된 형태의 다른 공구가 개시된다.
본 발명의 목적은 얇은 홀더와 얇은 절삭공구에 적합하도록 견고한 공구를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 클램핑 아암이 소성변형되는 것이 방지되는 공구를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 절삭공구가 잘못 위치될 수 없는 공구를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 가공하는 동안 절삭공구의 비틀림이 방지되는 공구를 제공하는 것이다.
이러한 목적 및 다른 목적은 도면을 참조하여 첨부된 청구범위에 개시된 바와 같은 공구에 의해 달성된다.
도 1은 본 발명에 따른 공구의 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 공구의 평면도,
도 3a는 개방위치에서 부분적으로 절단된, 본 발명에 따른 공구의 다른 측면도,
도 3b는 클램프된 위치의 공구를 나타내는 도,
도 4는 홀더의 정면도,
도 5는 공구에 사용되는 절삭공구의 정면도, 및
도 6은 부분적으로 절단된, 본 발명에 따른 공구의 대안적인 실시예의 측면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여, 홀더(11)와 절삭공구(12)를 포함하여 이루어지는 공구(10)가 도시된다. 홀더(11)는 홀더와 일체인 아암 즉, 클램프수단(13)이 공구포켓(14)의 상측(15)을 구성하는 형태로 되어 있다. 스크류(17)와 슬롯(16)에 의해 아암이 피벗(pivot; 27) 주위로 이동 가능하다. 슬롯(16)은 절삭공구 포켓에서 종결된다. 슬롯은 클램프수단(13)에 영향을 미치는 스크류(17)를 넘어서, 절삭공구의 길이방향으로 적당한 거리만큼 연장된다. 스크류(17)은 도 3a에 도시되어 있듯이, 대체로 가늘고 긴 슬롯(16)의 중심에 마련된다. 중심축(CL)을 갖는, 나사산이 형성된 공동부(boring; 45)내로 스크류(17)가 끼워 맞춰진다. 슬롯(16)의 하부 경계선과 연결되어 접합면(abutment surface; 34)이 마련되고, 이 접합면(34)은 길이방향으로의 절삭공구용 스톱(stop)을 구성한다. 그 상측(15)은 절삭공구를 향하여 수렴하는 플랭크를 갖는, 일반적으로 볼록한 V형의 단면을 갖는다. 플랭크는 120°내지 160°사이에 있는 둔각의 상호 내각을 형성한다. 절삭공구와의 중심접촉을 피하기 위해 플랭크 사이에 간극면이 마련된다. 아암은 절삭공구 포켓의 하측(19)에 대해 절삭공구를 클램핑할 목적으로 설치된다. 하측은 단면이 대체로 사다리꼴이고, 상호 분리되고 동일한 복수의 요홈부(26)를 구비하여 형성된다. 이 요홈부는 가늘고 길며, 하측(19) 전체를 따라 연장된다. 공구가 분리용 공구(parting tool)로서 사용될 때 이송방향인 방향(F)과, 공구가 길이방향 터닝(longitudinal turning)용 공구로서 사용될 때 이송방향인 방향(L)이 도 2에 도시된다. 방향(F)과 방향(L) 사이의 각(σ)은 90°±15°일 수 있다. 요홈부(26)는 날카롭거나 모서리가 둥근 천이점(transition)을 거쳐 요홈부 저부에 연결되는 두 개의 플랭크를 더욱 구비한다. 이 플랭크는 상호 예각을 형성한다.
절삭공구(12)는 상부면(18), 하부면(29), 및 상부면(18)과 하부면(29)을 연결하는 측면(20, 21, 22, 23)을 포함하여 이루어지고, 측면(22, 23)과 상부면(18) 사이의 교차선은 절삭에지(24, 25)를 형성한다. 간극을 위해서, 바람직하게는 절삭공구가 절삭공구 포켓보다 약간 넓다. 절삭에지(24)의 길이는 상부면(18)과 하부면(29) 사이의 절삭공구의 높이보다 짧다. 상부면은 대체로 상술된 내각에 대응하는 외각으로 하부면(29)을 향해 수렴하는 두 개의 플랭크를 구비한다. 하측은 서로 분리되고, 대체로 동일한 복수의 리지(ridge; 30)에 의해 형성된다. 리지는 단면상, 하나의 선을 중심으로 진동하는, 대략 사인곡선을 형성한다. 리지는 가늘고 길며, 하측(29) 전체를 따라 연장된다. 리지(30)는 바닥(31)에 접촉하여 연결된 두 개의 플랭크를 구비한다. 이 플랭크들은 서로 예각을 형성한다.
지금까지의 설명부분은 종래기술과 같다. 하지만, 본 발명에 따른 공구는 외부에 나사산이 형성된 슬리브 또는 고정나사(40), 고리형상의 부재 또는 스페이서(41), 및 와셔(42)를 더욱 포함하고, 이들 모두는 스크류(17)의 축에 대해 거의 대칭적으로 위치된다. 스크류(17)의 축은 슬롯(16)에 대해 거의 직각이다. 고정나사(40)는 원통형상이고, 홀더내의 상보적(complementary)이며 나사산이 형성된 공동부(44)내로 끼워 맞춰지는 플랜지(43)를 자유단에 구비한다. 고정나사 플랜지(43)와 공동부의 쇼울더(shoulder)가 공구포켓의 최대크기를 한정한다. 스페이서(41)는 바람직하게는, 슬리브(40) 주위로 슬롯(16)내에 위치된 금속제 원형링이다. 장착된 위치내의 슬롯(16)의 폭이 E로 표시된다. 스페이서(41)의 두께는 T로 표시되며 폭(E)보다 거리(S)만큼 얇다. 이러한 거리 또는 갭(S)으로 인하여 스크류(17)가 조여질때 클램프수단(13)이 어느 정도 탄성변형할 수 있게 된다. 또한 와셔(42)를 마련함으로써, 스크류(17)의 섕크(shank)가 홀더내의 공동부와 나사산 결합하도록 하지만, 스크류가 조여질 때 스크류의 헤드가 슬리브(40)에 도달하지 않도록 한다. 혼동을 피하기 위해, 스페이서(41)의 내경은 와셔(42)의 내경보다 크다.
본 발명에 따른 공구의 조립은 다음과 같다. 스페이서(41)는 슬롯(16) 내의 슬롯바닥(slot floor; 46)상에서 중심축(CL)과 정렬된다. 스페이서는 슬롯으로부터 공구의 외측으로 돌출되지 않고, 공구포켓으로 연장하지 않거나 공구포켓과 간섭하지 않는다. 그 다음 고정나사(40)가 스페이서를 통해서 공동부(44)내로 조여지고, 클램프수단(13)의 상부위치가 결정된다. 고정나사 플랜지(43)가 클램프수단(13) 내의 고리형상 쇼울더와 접합할 때, 아암이 슬롯에 어느 정도 근접하도록 압박된다. "Go/No go"타입의 표준공구가 포켓내로 삽입되고, 공구의 "Go"부분만 삽입될 수 있고 "No go"부분은 삽입될 수 없을 때까지 고정나사가 조여진다. 고정나사의 우발적인 변위를 피하기 위해 바람직하게는, 나사잠금수단(thread lock means)이 고정나사에 제공된다. 와셔(42)를 관통해 스크류(17)가 삽입되고, 공동부(45)내로 삽입되어 어느 정도 조여진다. 이러한 공정은 바람직하게는, 공구 제작소에서 수행된다. 스크류(17)가 풀려져 포켓이 최대 크기를 가질때, 클램프수단(13)에 유도된 탄성에너지를 방출함으로써 절삭공구 포켓(14)이 넓어진다. 이렇게 함으로써, 절삭공구가 홀더와 정렬될 수 있고 접촉할 수 있게 되어, 관련된 리지(30)와 요홈부(26)가 서로 맞물린다. 연속하여 절삭공구가 삽입되고, 공구의 내부 에지표면(23)이 접합면(34)에 접합할 때까지 상기 맞물림에 의해 안내된다. 연속하여 스크류(17)가 작동되어 클램프수단(13)의 플랭크가 절삭공구상의 관련 플랭크에 접합하도록 하고, 리지가 요홈부에 대해 단단히 압착된다. 공구파손이나 아암의 영구적 뒤틀림의 원인인 클램프수단(13)의 과잉 클램핑을 피하기 위해, 보정된(calibrated) 스페이서(41)가 사용된다. 즉, 스크류(17)가 조여지고 공구가 단단히 클램핑되면, 거리(S)가 플랜지(43)와 관련 쇼울더 사이에서 이동할 때까지만 스크류가 더욱 조여질 것이다. 그 위치에서, 슬롯의 천장(47)이 스페이서와 접합하여 스크류가 더욱 조여지는 것을 방지한다. 절삭공구가 교체되거나 지시(indexed)될 때, 스크류(17)만이 풀어져 도 3에 도시된 위치에 갭(S)이 다시 나타날 것이다.
본 발명에 따른 공구의 다른 실시형태(10')가 도 6에 도시되고, 이 실시형태에서는 홀더(11')상에 조여질 클램프수단(13')이 홀더(11')에 제공된다. 이 경우에 있어서, 두 개의 접합선이나 접합면(48, 49)에 의해 피벗(27')이 구성된다. 아암에 유도된 탄성에너지가 없다는 것을 제외하고, 상술된 방법으로 절삭공구가 클램핑된다. 이러한 탄성에너지는 바람직하게는, 방사상 외측으로 및 스페이서 주위에 적용되는 스프링에 의해 제공된다.
경우에 따라서는, 예를 들어, 아암이 매우 안정적인 경우처럼, 스페이서(41)가 생략될 수도 있다. 또한, 스크류(17)의 헤드가 도시된 것보다 직경이 큰 경우에는, 와셔(42)가 생략될 수도 있다.
본 발명에 따른 공구는 포켓내에서 공구의 위치지정하는 동안 클램핑 아암의 소성변형에 대해 안정적이고, 공구에 최적의 잠금력(locking force)를 제공하여 클램프의 파손이나 영구적인 뒤틀림을 피할 수 있고, 잠금나사가 과잉으로 조여진 경우에도 고장이 없는 잠금기구를 제공하는 장점이 있다.

Claims (8)

  1. 홀더본체와, 홀더본체와의 사이에 절삭공구포켓(14)과 관련된 슬롯(16)을 최소한 부분적으로 형성하는 클램프수단(13, 13')을 포함하여 이루어지는 홀더(11, 11');
    상기 클램프수단과, 상기 클램프수단을 작동시키도록 적용된 상기 홀더본체를 맞물리도록 하는 스크류(17); 및
    상부면(18)과 하부면(29)을 포함하고 상기 절삭공구 포켓(14)내에 클램프된 절삭공구(12, 12')를 포함하여 이루어지는 칩제거 가공용, 바람직하게는 그루빙 및/또는 분단용 공구에 있어서,
    상기 클램프수단 및 홀더는 상기 스크류(17)과는 독립적으로 하나 이상의 방향으로의 상기 클램프수단의 이동을 제한하는 수단(40, 41)을 포함하며, 상기 클램프수단의 이동을 제한하는 수단 중 하나(40)가 공구포켓(14)의 최대크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 칩제거 가공용 공구.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 클램프수단의 이동을 제한하는 상기 수단은 상기 스크류(17)의 중심축(CL)에 대해 대칭적으로 배치된, 외부에 나사산이 형성된 슬리브(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩제거 가공용 공구.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 슬리브(40)는 원통형상이고, 상기 홀더본체내의 상보적이며 나사산이 형성된 공동부(44)내로 끼워 맞춰지는 플랜지(43)를 자유단에 구비하고, 상기 플랜지(43)와 상기 공동부(44)의 쇼울더가 상기 공구포켓(14)의 최대크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 칩제거 가공용 공구.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램프수단(13, 13')의 과잉클램핑을 방지하기 위해서 상기 슬롯(16)내에 스페이서(41)이 배치되는 것을 특징으로 하는 칩제거 가공용 공구.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 스페이서(41)은 상기 슬리브(40)의 주위에 배치되고, 바람직하게는 원형의 금속링인 것을 특징으로 하는 칩제거 가공용 공구.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 슬리브(40)와 상기 스페이서(41)은 상기 스크류(17)의 상기 축(CL)에 대해 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 칩제거 가공용 공구.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스크류(17)의 상기 축(CL)은 상기 슬롯(16)에 대해 수직인 것을 특징으로 하는 칩제거 가공용 공구.
  8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스크류(17)은 긴 상기 슬롯(16)의 중앙에 마련되는 것을 특징으로 하는 칩제거 가공용 공구.
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