KR100634609B1 - 밀링커터의 구조 - Google Patents

Abstract

밀링커터의 구조가 개시된다. 개시된 밀링커터의 구조는, 밀링머신의 스핀들에 장착되기 위해 테이퍼 가공된 테이퍼부가 상부에 형성되며, 상기 테이퍼부의 하부에 형성되며, 그 내부에는 쿨런트가 유입되도록 제1쿨런트유입경로가 형성된 툴 홀더와; 상기 툴 홀더의 하부와 결합되며, 그 내부에는 상기 제1쿨런트유입경로와 연결되는 제2쿨런트유입경로가 형성되고, 상기 제2쿨런트유입경로와 연결되어 쿨런트가 토출되도록 하는 쿨런트토출구가 형성된 연결볼트와; 상기 연결볼트가 그 내부에 설치되고, 상기 툴 홀더와 연결되며, 그 하부 가장자리에는 다 수개가 설치되어 공작물을 절삭하는 인서트 팁이 설치된 커터바디;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 쿨런트의 압력을 이용하여 물리적으로 칩을 직접 쳐낼 수 있고, 빠른 칩 배출로 가공정도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

밀링커터, 칩, 쿨런트

Description

밀링커터의 구조{STRUCTURE OF MILLING CUTTER}

도 1은 종래의 기술에 따른 밀링커터의 구조를 개략적으로 나타내 보인 구성도.

도 2는 도 1의 작동 상태를 나타내 보인 개략적인 도면.

도 3은 본 발명에 따른 밀링커터의 구조의 구성을 개략적으로 나타내 보인 구성도.

도 4a는 도 3의 툴 홀더를 나타내 보인 개략적인 도면.

도 4b는 도 3의 연결볼트를 나타내 보인 개략적인 도면.

도 5a 및 도 5b는 각각 도 3의 커터바디를 나타내 보인 개략적인 정면도 및 평면도.

도 6은 도 3의 커터바디에서 쿨런트 분사경로를 나타내 보인 개략적인 도면.

도 7은 본 발명을 이용한 칩 배출 상태를 나타내 보인 개략적인 도면.

도 8 및 도 9는 본 발명을 이용하여 밀링황삭 가공과 밀링정삭 가공에 따른 시험 결과를 종래와 비교한 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31. 커터바디

31c. 칩포켓

31e. 쿨런트분사경로

32. 툴 홀더

32b. 연결부

34. 인서트 팁

35a. 제1쿨런트유입경로

41. 연결볼트

41b. 제2쿨런트유입경로

41c. 쿨런트토출구

41d. 캡

100. 밀링커터

본 발명은 밀링커터의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 칩 배출 능력이 향상되고, 냉각 효과가 증대되기 위해 그 구조가 개선된 밀링커터의 구조에 관한 것이다.

기계가공 중 하나인 밀링(milling)이란, 공작물은 회전하지 않고 고정시킨 상태에서 다수의 절삭날(인서트 팁)을 가진 커터(cutter)가 회전하면서 공작물을 절삭하는 가공방법이다.

이러한 밀링 가공시 사용되는 절삭유는, 절삭 가공시 공급으로 커터와 공작 물간의 냉각작용, 칩 배출, 윤활 활동을 하기 위한 것이다.

상기와 같은 밀링 가공시 이용되는 종래의 기술에 따른 밀링커터의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 커터바디(cutter body)(11), 툴 홀더(tool holder)(12), 연결볼트(connecting bolt)(13) 및 인서트 팁(insert tip)(14) 등을 포함하여 구성된다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

상기 툴 홀더(12)는 장비의 스핀들(spindle)(미도시)과 밀링커터를 연결해주고, 상기 커터바디(11)는 후술하는 인서트 팁(14)을 장착할 수 있도록 한다.

그리고 상기 연결볼트(13)는 툴 홀더(12)와 커터바디(11)를 고정시키고, 상기 인서트 팁(14)은 실제 공작물(21)을 절삭하는 절삭날이다.

이와 같은 종래의 밀링커터를 이용한 가공시 절삭유(스핀들 유 또는 쿨런트(coolant))(이하, 쿨런트라 함)의 공급은, 도 2에 도시된 바와 같이, 머시닝 센터(machining center) 내에 쿨런트 공급을 위해 별도로 설치된 쿨런트 공급 노즐(nozzle)(15)을 통하여 외부에서 밀링커터와 피삭재(또는 공작물)(21)에 쿨런트를 분사하는 방식으로 이루어진다.

그런데, 상기와 같이 쿨런트를 공급하면 밀링커터 내부로 칩(chip) 배출이 잘 이루어지지 않고, 이 칩이 밀링커터 내부로 잔류하게 된다. 따라서 이렇게 잔류된 칩으로 인하여 가공 품질이 저하된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 쿨런트 의 압력을 이용하여 물리적으로 칩을 직접 쳐내게 하여 가공정도가 향상되도록 한 밀링커터의 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 밀링커터의 구조는, 밀링머신의 스핀들에 장착되기 위해 테이퍼 가공된 테이퍼부가 상부에 형성되며, 상기 테이퍼부의 하부에 형성되며, 그 내부에는 쿨런트가 유입되도록 제1쿨런트유입경로가 형성된 툴 홀더와; 상기 툴 홀더의 하부와 결합되며, 그 내부에는 상기 제1쿨런트유입경로와 연결되는 제2쿨런트유입경로가 형성되고, 상기 제2쿨런트유입경로와 연결되어 쿨런트가 토출되도록 하는 쿨런트토출구가 형성된 연결볼트와; 상기 연결볼트가 그 내부에 설치되고, 상기 툴 홀더와 연결되며, 그 하부 가장자리에는 다 수개가 설치되어 공작물을 절삭하는 인서트 팁이 설치된 커터바디;를 포함하고,
이때, 상기 툴 홀더의 하단부에는 암나사가 형성되어 있고, 상기 연결볼트의 상단부에는 상기 암나사와 체결되도록 하는 숫나사가 형성된 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3에는 본 발명에 따른 밀링커터의 구조의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 밀링커터(100)의 구조는, 커터바디(31)와, 툴 홀더(32)와, 연결볼트(41)로 크게 대별된다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 우선 상기 툴 홀더(32)는, 도 4a 및 도 4b에 각각 도시된 바와 같이, 상기 툴 홀더(32)의 하단부에는 암나사(32c)가 형성되 어 있고, 상기 연결볼트(41)의 상단부에는 툴 홀더(32)의 암나사(32c)와 체결되도록 하는 숫나사(41a)가 형성된다.

그리고 상기 툴 홀더(32)의 상부에는 밀링머신의 스핀들에 장착되기 위해 테이퍼(taper) 가공된 테이퍼부(32a)가 형성되며, 이 테이퍼부(32a)의 하부에 형성되어 그 내부에 쿨런트가 유입되도록 제1쿨런트유입경로(35a)가 형성된다.

그리고 상기 연결볼트(41)는 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 툴 홀더(32)의 하부와 결합되며 그 내부에는 상기 툴 홀더(32)의 제1쿨런트유입경로(35a)와 연결되는 제2쿨런트유입경로(41b)가 형성되고, 이 제2쿨런트유입경로(41b)와 연결되어 쿨런트가 토출되도록 하는 쿨런트토출구(41c)가 형성된다.

또한 이 툴 홀더(32)의 가장자리에는 상기 커터바디(31)와 연결되어 장착되도록 하는 연결부(32b)가 형성된다.

또한 상기 제1,2쿨런트유입경로(35a,41b)는 상부에서 하부로 수직으로 형성되고, 상기 쿨런트토출구(41c)는 상기 제2쿨런트유입경로(41b)에서 여러 방향으로 분기되어 다 수개가 형성된다.

그리고 상기 연결볼트(41)의 하단부에는, 연결볼트(41)의 쿨런트토출구(41c)를 통해 토출된 쿨런트를 커터바디(31)로 유입되도록 하고, 유입된 쿨런트의 누유를 방지하기 위한 캡(41d)이 형성된다.

또한 상기 커터바디(31)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 연결볼트(41)가 그 내부에 설치되고, 상기 툴 홀더(32)와 연결되며, 그 하부 가장자리에는 다 수개가 설치되어 공작물(21)을 절삭하는 인서트 팁(34)이 설치된다.

이와 같은 커터바디(31)에는 상기 쿨런트토출구(41c)로 토출된 쿨런트가 인서트 팁(34)으로 분사되도록 하는 쿨런트분사경로(31e)가 형성된다. 특히, 이 쿨런트분사경로(31e)는 커터바디(31)의 저부에 방사상으로 인서트 팁(34)의 수만큼 형성된다. 여기서는 상기 인서트 팁(34)이 4개가 형성되므로 쿨런트분사경로(31e)도 4개가 형성된다.

그리고 상기 인서트 팁(34)이 설치된 커터바디(31)의 일측에는 칩이 배출되도록 칩포켓(chip pocket)(31c)이 형성된다. 이 칩포켓(31c)은 인서트 팁(34)의 전방으로 커터바디(31)의 일부를 절개하여 일정한 공간을 형성하며 이루어진다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 밀링커터의 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 밀링커터(100)의 구조는, 머시닝 센터의 스핀들을 통하여 밀링커터(100) 내부를 거쳐 쿨런트의 공급 압력을 이용하여 각 인서트 팁(인선부)(34)에 직접 강제 분사 가능한 구조이므로, 밀링커터(100)에서 쿨런트에 의한 강제 칩 배출 및 냉각효과를 극대화 할 수 있다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

상기 툴 홀더(32)와 연결볼트(41)에는 각각 제1,2쿨런트유입경로(35a,41b)를 각각 형성하고, 동시에 연결볼트(41)의 하부에는 쿨런트가 토출되도록 하는 쿨런트토출구(41c)를 형성한다. 그리고 상기 쿨런트토출구(41c)로 배출된 쿨런트가 커터바디(31)의 인서트 팁(34) 쪽으로 배출되도록 커터바디(31) 저부에 쿨런트분사경로(31e)를 형성한다.

이때, 상기 연결볼트(41)의 저부에는 캡(41d)을 형성하여 커터바디(31)로 쿨런트가 유도되는 동시에 다른 곳으로 쿨런트가 누유되지 않도록 캡(41d)을 형성하고, 상기 인서트 팁(34)의 일측에는 칩 배출이 용이하도록 칩포켓(31c)을 각각 형성한다.

이에 따라 머시닝 센터의 스핀들을 통하여 쿨런트를 공급하면, 이 쿨런트는 도 3에 도시된 바와 같이, 툴 홀더(32) 및 연결볼트(41) 내부의 제1,2쿨런트유입경로(35a,41b)를 통하여 흐른다. 그리고 계속해서 이 쿨런트는 상기 연결볼트(41) 내부의 쿨런트토출구(41c)를 통과하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 연결볼트(41)와 커터바디(31) 사이의 공간을 통과한다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이, 커터바디(31)의 쿨런트분사경로(31e)를 따라 각 인서트 팁(34)에 직접 쿨런트를 분사하여 칩을 강제배출 시킨다.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 쿨런트의 압력으로 물리적으로 칩을 직접 쳐내는 것을 볼 수 있다.

종래에는 가공시 칩이 잔류하여 공작물(21)에 긁힘 현상이 나타났으나, 본 발명을 적용함으로써 빠르게 칩이 배출됨으로써 가공정도가 향상되고, 인서트 팁(34) 및 공작물(21)로의 열전도가 줄어든다.

따라서 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 종래에 비해 본 발명의 밀링커터(100)로 황삭 및 정삭가공시 절삭속도, RPM, 이송량 및 분당 이송 성능이 향상되고, 즉, 고속의 절삭조건 선정으로 생산성 및 조도가 향상된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 밀링커터의 구조는 다음과 같은 효과를 갖는다.

쿨런트의 압력을 이용하여 물리적으로 칩을 직접 쳐낼 수 있고, 빠른 칩 배출로 가공정도를 향상시킬 수 있다.

즉, 칩 배출 능력이 향상되고, 냉각 효과가 증대될 수 있게 되었다.

그리고 빠른 칩 배출로 인서트 및 공작물로의 열전도를 줄일 수 있고, 공구수명을 증대시킬 수 있다.

고속 절삭조건 선정 및 표준화가 가능하여 가공시간을 단축시킬 수 있고, 장비대수의 절감으로 생산성 향상 및 투자비를 절감할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

1. 밀링머신의 스핀들에 장착되기 위해 테이퍼 가공된 테이퍼부가 상부에 형성되며, 상기 테이퍼부의 하부에 형성되며, 그 내부에는 쿨런트가 유입되도록 제1쿨런트유입경로가 형성된 툴 홀더와;

   상기 툴 홀더의 하부와 결합되며, 그 내부에는 상기 제1쿨런트유입경로와 연결되는 제2쿨런트유입경로가 형성되고, 상기 제2쿨런트유입경로와 연결되어 쿨런트가 토출되도록 하는 쿨런트토출구가 형성된 연결볼트와;

   상기 연결볼트가 그 내부에 설치되고, 상기 툴 홀더와 연결되며, 그 하부 가장자리에는 다 수개가 설치되어 공작물을 절삭하는 인서트 팁이 설치된 커터바디;를 포함하고,

   이때, 상기 툴 홀더의 하단부에는 암나사가 형성되어 있고, 상기 연결볼트의 상단부에는 상기 암나사와 체결되도록 하는 숫나사가 형성된 것을 특징으로 하는 밀링커터의 구조.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1,2쿨런트유입경로는 상부에서 하부로 수직으로 형성된 것을 특징으로 하는 밀링커터의 구조.
4. 제1항에 있어서,

   상기 쿨런트토출구는 상기 제2쿨런트유입경로에서 여러 방향으로 분기되어 다 수개가 형성된 것을 특징으로 하는 밀링커터의 구조.
5. 제1항에 있어서,

   상기 툴 홀더의 가장자리에는 상기 커터바디와 연결되어 장착되도록 하는 연결부가 형성된 것을 특징으로 하는 밀링커터의 구조.
6. 제1항에 있어서,

   상기 연결볼트의 하단부는, 상기 쿨런트토출구를 통해 토출된 쿨런트를 상기 커터바디로 유입되도록 하고, 유입된 쿨런트의 누유를 방지하기 위한 캡이 형성된 것을 특징으로 하는 밀링커터의 구조.
7. 제1항에 있어서,

   상기 커터바디에는 상기 쿨런트토출구로 토출된 쿨런트가 상기 인서트 팁으로 분사되도록 하는 쿨런트분사경로가 형성된 것을 특징으로 하는 밀링커터의 구조.
8. 제7항에 있어서,

   상기 쿨런트분사경로는 상기 커터바디의 저부에 방사상으로 상기 인서트 팁의 수만큼 형성된 것을 특징으로 하는 밀링커터의 구조.
9. 삭제
10. 삭제

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