KR100596596B1 - 절삭 공구 조립체 및 공구 홀더 - Google Patents

절삭 공구 조립체 및 공구 홀더 Download PDF

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Abstract

종방향 축을 갖는 절삭 공구 조립체는 공구 홀더(1) 내에 해제 가능하게 보유되는 절삭 삽입체(3)를 포함한다. 절삭 삽입체(3)에는 이격되어 외주연으로 위치된 반경 방향 지지 날개부(22)를 구비한 관통 보어(21)가 형성된다. 공구 홀더(1)에는 반경 방향으로 연장하는 복수개의 대응 맞닿음 날개부(15)를 구비한 결합 부재(11)가 제공된다. 공구 홀더(1)의 결합 부재는 공구 홀더에 대해 회전 가능하고 축방향으로 변위 가능하다.
절삭 공구 조립체, 절삭 삽입체, 지지 날개부, 공구 홀더, 날개부

Description

절삭 공구 조립체 및 공구 홀더{A CUTTING TOOL ASSEMBLY AND A TOOL HOLDER}
<발명의 분야>
본 발명은 교환 가능한 절삭 삽입체를 구비한 종류의 절삭 공구 조립체에 관한 것이다.
<발명의 배경>
특히, 절삭 삽입체가 나사 클램핑(screw clamping)에 의해 공구 홀더 상에 또는 공구 홀더 내부에 교환 가능하게 보유되는 절삭 공구 조립체는 오랜 기간 공지되어 왔다. 이러한 공지된 대부분의 조립체에 있어서, 절삭 삽입체의 제거 또는 교환시에 통상 클램핑 나사의 해제, 제거 및 나사 삽입을 수반함과 동시에 절삭 삽입체를 보유하여야 한다는 취급상의 문제점에 직면한다.
본 출원과 동시 계속 중인 국제 공보 제WO 98/50187호에서는, 절삭 삽입체 및 절삭 삽입체가 해제 가능하게 보유되는 공구 홀더를 구비한 절삭 공구가 제공된다. 절삭 삽입체는 외주연 절삭부 및 절삭 삽입체의 본체에 형성된 관통 보어에 의해 구성된 중앙 결합부를 구비하며, 관통 보어는 이격되어 외주연에 위치된 복수개의 반경 방향 지지 날개부를 구비한다. 공구 홀더는 이에 대해 축방향으로 변위 가능하도록 내부에 장착된 결합 부재를 구비하고, 결합 부재는 절삭 삽입체의 지지 날개부와 상호 작용하도록 반경 방향으로 연장하는 복수개의 대응 맞닿음 날개부를 구비한다. 절삭 공구는 맞닿음 날개부들이 연속 지지 날개부들 사이를 각각 통과하고 맞닿음 날개부가 지지 날개부 위에 놓일 때까지 공구 홀더에 대해 절삭 삽입체를 회전시키고 맞닿음 날개부가 지지 날개부에 클램핑되게 맞닿을 때까지 공구 홀더의 결합 부재를 내향으로 축방향 변위시키는 상태로, 절삭 삽입체의 공동 내부로 공구 홀더의 결합 부재를 삽입함으로써 조립된다.
본 발명의 목적은 상기의 동시 계속 중인 특허 출원에 개시된 종류의 신규한 절삭 공구 조립체를 제공하는 것이다.
<발명의 요약>
본 발명의 일 태양에 따르면, 공구 홀더 내에 해제 가능하게 보유되는 절삭 삽입체를 포함하고 종방향 축을 구비하는 절삭 공구 조립체가 제공되고, 상기 절삭 삽입체에는 이격되어 외주연에 위치된 반경 방향 지지 날개부를 구비한 관통 보어가 형성되며, 상기 공고 홀더에는 절삭 삽입체의 지지 날개부와 상호 작용하도록 반경 방향으로 연장하는 복수개의 대응 맞닿음 날개부가 제공되고, 상기 공구 홀더의 결합 부재는 공구 홀더에 대해 회전 가능하고 축방향으로 변위 가능하며, 상기 공구 홀더에 대한 상기 절삭 삽입체의 보유 결합이 상기 맞닿음 날개부들이 연속 지지 날개부들 사이에서 이들을 지나 통과하고 상기 맞닿음 날개부들이 상기 지지 날개부들에 클램핑되게 맞닿을 때까지 상기 결합 부재를 변위시키면서 상기 맞닿음 날개부들이 상기 지지 날개부들 위에 놓여 정렬되도록 상기 결합 부재를 회전시키는 상태로, 절삭 삽입체의 관통 보어 내부로 공구 홀더의 결합 부재를 삽입함으로써 달성되도록 구성된다.
바람직하게는, 절삭 공구 조립체에는 공구 홀더의 상기 결합 부재의 회전과 내향 및 외향 축방향 변위를 위한 변위 수단이 추가로 제공된다. 이러한 변위 수단은, 예컨대 상기 체결 부재 상에서 작동하도록 상기 공구 홀더에 나사식으로 장착되는 나사의 형태일 수 있고, 상기 나사의 대향 방향들로의 회전이 공구 홀더의 결합 부재의 상기 회전과 상기 내향 및 외향 축방향 변위를 발생시킨다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 반경 방향으로 연장하는 맞닿음 날개부들이 형성된 결합 부재를 구비한 공구 홀더 상에 해제 가능하게 장착되는 절삭 삽입체가 제공되고, 상기 절삭 삽입체는 실질적으로 다각형 형상이며 이격되어 사이에서 상기 맞닿음 날개부들의 자유 통로를 확보하도록 외주연에 위치된 대응 반경 방향 지지 날개부들이 형성된 관통 보어를 구비한다.
<도면의 간단한 설명>
본 발명의 보다 양호한 이해와 본 발명이 실제로 수행되는 방법을 도시하기 위하여, 본 발명에 따른 절삭 공구 조립체가 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도1은 공구 홀더의 횡단면이 도시된, 본 발명에 따른 절삭 공구 조립체의 분해 사시도이다.
도2, 도3 및 도4는 절삭 삽입체 및 공구 홀더가 횡단면으로 도시된, 도1의 도시된 공구 조립체의 공구 홀더에 대한 절삭 삽입체의 결합 및 클램핑의 연속 단계를 도시하는 도면이다.
<양호한 실시예의 상세한 설명>
도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 절삭 공구 조립체는 공구 홀더(1)를 포함하고, 공구 홀더에는 사각 절삭 삽입체 수용 포켓(2)이 형성되어 대응하는 사각 형상인 절삭 삽입체(3)를 수용하도록 되어 있다. 절삭 삽입체는 이하에서 설명되는 클램핑 기구에 의해 보유된다.
최하부 단부에서 견부(5)를 구비한 원통형 보어(4)가 공구 홀더(1)를 통해 하향 연장하여 포켓(2) 내부로 개방되어 있다. 원통형 보어(4) 내부로 개방되어 있는 나사형성 보어(6)가 공구 홀더(1)를 통해 축방향으로 연장한다.
나사형성 보어(6) 내에서 나사식으로 맞물리도록 변위 나사(7)에는 육각형 구동 리세스(8)가 일 단부에 형성되어 있고, 대향 단부에는 원추형 팁(9)이 형성되어 있다.
길이가 긴 결합 부재(11)가 반경 방향으로 연장하고 등각으로 분포된 복수개의 맞닿음 날개부(15)를 구비한 단부 결합부(14)와 함께 폭이 좁은 목부(13)를 통해 일체형으로 형성된 원통형 본체부(12)를 포함한다. 날개부(15)는 목부(13)를 향해 내측으로 테이퍼진 돌출부의 형태이다.
홈(16)이 본체부(12)에 형성된다. 홈(16)은 목부(13)를 향해 넓어지고 깊어지면서 나선형으로 상향 연장한다. 나선형 홈(16)은 좁은 목부(13) 부근의 단부에서 확대된 원추형 잠금 리세스(17)와 합쳐진다. 공구 조립체는 편의 압축 스프링(18)도 포함한다.
절삭 삽입체(3)는 4개의 인덱싱 가능한 절삭날을 갖는 외주연 절삭부와, 절삭 삽입체(3)의 상부면(20)에 대해 하향 설치되고 관통 채널 통로(23)에 의해 서로 로부터 각각 분리되는 이격되어 외주연에 위치되고 축방향으로 연장되는 복수개의 반경 방향 지지 날개부(22)를 구비한 중앙으로 위치된 관통 구멍(21)을 형성하는 결합 요소(19)를 구비한다. 각각의 날개부(22)는 상부면(20)을 향해 외향 및 상향으로 테이퍼진 상부 부분(22")과 합쳐지는 축방향으로 연장하는 하부 부분(22')을 구비한다.
절삭 삽입체를 공구 홀더에 장착하기에 앞서, 클램핑 기구가 조립된다. 일단 조립되면, 절삭 삽입체를 보유 및 해제하기 위해 제위치에 유지된다.
클램핑 기구는 다음과 같이 조립된다.
압축 스프링(18)이 견부(5) 상에 놓이도록 원통형 보어(4) 내부로 도입된다. 이어서, 결합 부재(11)의 단부 결합부(14)가 삽입체 수용 포켓(2) 위로 돌출하고 홈(16)이 나사형성 보어(6)에 대향하여 배치되는 상태로, 결합 부재(11)는 압축 스프링(18) 상에 놓이도록 원통형 보어(4) 내부로 삽입된다. 이 위치에서, 변위 나사(7)는 나사형성 보어(6) 내부로 나사식으로 삽입되어, 원추형 팁(9)이 나선형 홈(16)의 최하부 단부에 진입한다.
이 위치에서, 결합부(14)가 삽입체 수용 포켓(2) 내의 절삭 삽입체(3)의 위치 설정시에, 결합 부재(11)의 맞닿음 날개부(15)가 절삭 삽입체(3)의 채널 통로(23)와 정렬되도록 배향된다.
절삭 삽입체(3)의 장착 및 클램핑은 다음과 같이 수행된다.
절삭 삽입체(3)가 포켓(2) 내의 제위치에 위치됨에 따라, 결합 부재(11)의 반경 방향으로 연장하는 맞닿음 날개부(15)는 채널 통로(23)를 통해 이를 지나 통 과한다.
변위 나사(7)는 이제 화살표(25)로 도시한 바와 같이 시계 방향으로 회전되어, 결합 부재(11)를 향해 내향으로 진행한다. 그리고 나서, 나선형 홈(16) 내에서 변위 나사(7)의 원추형 팁(9)의 위치에 의하여, 맞닿음 날개부들이 채널 통로(23)로부터 절삭 삽입체(3)의 지지 날개부(22)의 상부 부분(22") 위에 놓이는 위치로 맞닿음 날개부(15)를 변위시키기에 충분한, 화살표(26)로 도시한 반시계 방향 회전 변위가 결합 부재(11)에 가해진다.
동시에, 결합 부재(11)의 회전은, 절삭 삽입체(3)가 지지 날개부(22)의 상부 부분(22") 상에서 맞닿음 날개부(15)에 의해 인가된 하향으로 배향된 힘에 의해 포켓(2) 내에서 클램핑됨으로써 하향 축방향 변위를 수반한다.
변위 나사(7)가 내향으로 추가로 진행됨에 따라서, 원추형 팁(9)이 최종적으로 잠금 리세스(17) 내부로 나선형 홈(16)으로부터 통과되어, 절삭 삽입체(3)는 공구 홀더(1) 내에서 잠금식으로 클램핑된다.
공구 조립체로부터의 절삭 삽입체(3)의 해제는 반대 작동에 의해 수행된다. 따라서, 반시계 방향으로의 변위 나사(7)의 회전은 잠금 리세스(17)로부터 나사 팁(9)의 외향으로의 변위를 발생시키고, 편의 스프링(18)의 영향 하에서 상향 변위를 위해 결합 부재(11)를 해제시킨다. 이때, 변위 나사(7)의 원추형 팁(9)이 나선형 홈(16) 내에 위치되기 때문에, 스프링(18)의 영향 하의 결합 부재(11)의 상향 변위는 결합 요소의 제한된 회전에 의해 시계 방향으로 이루어지고, 이에 따라 결합 부재(11)의 맞닿음 날개부(15)는 절삭 삽입체(3)의 채널 통로(23)를 지나 정렬 되는 위치로 변위되고 절삭 삽입체는 삽입체 수용 포켓(2)으로부터 제거될 수 있도록 자유로워진다.
절삭 삽입체(3)가 삽입체 수용 포켓(2) 내에 위치된 때, 포켓(2)의 대응하는 위치설정 측벽(32)과 함께 절삭 삽입체의 인접 측면(30)의 상호 작용에 의해 공구 홀더에 대한 회전이 방지된다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 절삭 공구 조립체 및 절삭 삽입체는 도면에 도시되고 전술된 것과 다른 특징을 가질 수 있다. 그러므로, 예컨대 절삭 삽입체는 사각형일 필요 없이, 어떠한 다른 다각형 형상도 가능하다. 공구 홀더는 적용 분야에 대한 적절한 임의의 설계가 가능하다. 변위 수단은 공구 홀더의 결합 부재의 축방향 및 회전 변위를 제공하는 임의의 다른 적절한 설계 또한 가능하다.

Claims (8)

  1. 공구 홀더의 대응 형상인 삽입체 수용 포켓 내에 해제 가능하게 보유되는 절삭 삽입체를 포함하고 종방향 축을 갖는 절삭 공구 조립체이며,
    상기 절삭 삽입체에는 이격되어 외주연에 위치된 반경 방향 지지 날개부를 구비한 관통 보어가 형성되고,
    상기 공구 홀더에는 공구 홀더 내에 배치되는 본체부 및 상기 본체부와 일체로 형성되어 상기 삽입체 수용 포켓으로부터 돌출하는 단부 결합부를 구비하고 공구 홀더를 통해 축방향으로 연장하는 길이가 긴 결합 부재가 제공되며,
    상기 결합부에는 절삭 삽입체의 지지 날개부와 상호 작용하도록 반경 방향으로 연장하는 복수개의 대응 맞닿음 날개부가 형성되고,
    상기 공구 홀더의 결합 부재는 공구 홀더 내에서 상기 결합 부재의 본체부 상에서 작용하도록 상기 공구 홀더 내에 나사식으로 장착된 나사에 의하여 공구 홀더에 대해 회전 가능하고 축방향으로 변위 가능하고, 대향 방향들로의 상기 나사의 회전은 공구 홀더의 결합 부재의 대향 방향들로의 회전 및 내측 및 외측 축방향 변위를 발생시키고,
    상기 맞닿음 날개부들이 연속 지지 날개부들 사이에서 이를 지나 통과하고, 상기 맞닿음 날개부들이 상기 지지 날개부 위에 놓여 클램핑되게 맞닿아 정렬되는 위치에 나사 및 결합 부재가 도달할 때까지 상기 결합 부재의 본체부 상에서 상기 나사에 의해 작용함으로써 상기 결합 부재를 회전시키고 축방향으로 변위시키는 상태로, 공구 홀더의 결합 부재의 상기 결합부를 절삭 삽입체의 관통 보어를 통해 통과시켜 삽입체를 삽입체 수용 포켓 내에 위치시킴으로써, 상기 공구 홀더에 대한 상기 절삭 삽입체의 보유 결합이 수행되도록 구성된 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 나사는 상기 종방향 축에 대해 횡방향으로 배향된 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공구 홀더의 결합 부재에는 나선형 홈이 형성되어 있고, 상기 나사는 상기 홈으로 진입하여 나사의 회전시 홈을 따라 이동할 수 있는 나사 팁을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 홈은 맞닿음 날개부들이 지지 날개부들에 클램핑되게 맞닿을 때, 공구 홀더 내에서의 절삭 삽입체의 잠금을 보장하도록 상기 홈을 따른 최종 이동 단계에서 상기 나사 팁을 내부에 수용하도록 된 원추형 잠금 리세스에서 종료하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 결합 부재는 압축 스프링에 의해 상향 편의되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 절삭 삽입체는 다각형 형상인 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 결합부 및 상기 본체부는 실질적으로 결합부보다 폭이 좁은 목부를 통해 합쳐지는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  8. 제1항에 따른 절삭 공구 조립체에 사용되는 결합 부재를 구비한 공구 홀더.
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