KR100760318B1 - 구멍과 ｌ형상의 지지핀을 갖는 커팅툴 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 인덱서블 커팅인써트를 위하여 인써트홀더(10)가 있다. 인써트시트와 관련하여, L형상의 토글조인트(18)를 포함하는 클램핑장치가 위치되고, 상기 조인트의 제1아암은 커팅인써트의 구멍(13)에 수용되고, 제2아암은 가압부재(19)에 의하여 작동된다. 본 발명의 특징은 커팅인써트의 구멍(13)은 막힌 구멍이며, 상기 부재(19)와 상호작동하는 상기 암(22)의 끝단부는 상기 부재(19)의 허리부(24)를 에워싸기 위하여 V형상의 캐비티(23)를 갖는다.

Description

구멍과 Ｌ형상의 지지핀을 갖는 커팅툴{CUTTING TOOL WITH A HOLE AND A L-SHAPED SUPPORT PIN}

본 발명은 커팅인써트가 기저면에 대하여 놓이도록 홀더몸체의 커팅시트에 캐비티가 제공되는 인덱서블 커팅인써트를 클램핑하기 위한 인써트홀더 및 상기 홀더의 보어내에서 고정되고 커팅인써트의 보어내에서 위로 연장되며, 커팅시트의 적어도 하나의 측방향 지지부에 대하여 커팅인써트를 클램핑하기 위한 커팅인써트의 안정된 위치를 확보하기 위하여 배치되는 로크핀을 포함하는 새로운 형식의 커팅 툴에 관한 것이다.

커팅인써트의 구멍내에서 위로 연장되는 핀을 사용하여 커팅인써트가 클램핑되고, 홀더에 놓인 압력발생부재와 상호작동하는 핀의 대향끝단부에 의하여 핀의 레버가 움직이는, 여러가지의 다양한 핀형식의 인써트홀더가 공지되어 있다. 스웨덴특허 제 357316호에 상기 핀형식의 인써트홀더의 일례를 보여주고 있다. 하지만, 상기 형식의 홀더로는, 기계가공작업의 진행중에 때때로 커팅인써트에 바람직하지 않은 위치변화가 일어났었다.

더욱이, 예를 들어 스웨덴특허 제 368786호에는 이미 인써트홀더의 보어내에 고정되고 커팅인써트의 구멍내에서 위로 연장되는 로크핀이 인써트홀더에 위치한 가압부재와 상호작동하도록 배치되어 커팅시트의 적어도 하나의 측방향 지지부에 대하여 커팅인써트를 클램핑하는 핀홀더가 공지되어 있다. 하지만, 인써트구멍과 맞물리기 위한 내장형 토글조인트(toggle joint)를 구비한 상기 형식의 홀더는 커팅인써트 전체를 통하여 위로 연장되는 중앙의 관통구멍을 가지는 형식의 커팅인써트와 함께 작용하는 것으로만 고려된다. 또한, 커팅인써트와 상호작동하는 L형상의 아암 또한 커팅인써트를 심에 대하여 위로부터 아래로 밀 수 있도록 배치되는 측면의 돌출부를 가져야 한다고 가정한다면, 상기 스웨덴특허 제 368786호에 제시된 방법이 필요하다. 하지만, 상기 형식의 홀더는 커팅인써트가 반드시 중심구멍을 가져야만 하는 단점이 있다. 특히, 상기 형식의 커팅인써트는 더욱 더 많이 사용되고 있는 커팅재료로서 혼합세라믹 또는 순수세라믹으로 커팅인써트가 만들어지는 경우 커팅인써트가 파손될 위험이 큰 것이 특징이다. 상기 형식의 인써트홀더와 관련된 또 다른 단점은 기계가공작업이 진행됨에 따라, 먼지 및 입자가 중앙의 인써트 구멍안으로 떨어지고 토글조인트로서 형성된 로크장치를 수용하는 캐비티의 저부내에 모인다는 것이다. 이로 인하여, 인써트교환시 커팅인써트를 해제하기 어려울 수도 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점에 의하여 손상되지 않는 새롭고 개선된 형식의 공구를 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면, 절삭날을 관통하지 않는 구멍이 구비되어 있고, 그 구멍에 실질적으로 L형상의 지지핀을 수용하는 인써트홀더를 제안하고 있다. 동시에, 가장 먼저 상술한 지지핀을 수용하는 캐비티로부터 분리되 는 홀더내에 보어가 형성되고, 상기 캐비티내에 상기 V형상의 캐비티와 상호작동하기 위한 두드러진 허리부를 가진 가압부재가 배치된다. 가압부재가 회전될 때, 한편에서는 지지핀의 한쪽 아암부상에 하향력이 발생되어, 커팅인써트가 커팅시트의 저부면에 대하여 가압되게 하고, 동시에 홀더몸체를 향하여 안쪽으로 향하는 지지핀이 경사지게 하여 힘이 발생되기 때문에, 이로 인하여 지지핀을 통하여 측면지지부 또는 측면지지부들에 대하여 커팅인써트가 클램핑된다. 본 발명에 의하여 특징지어지는 그 밖의 특징들은 후속하는 청구항에 보다 상세히 서술되어 있다.

본 발명은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보여주는 이하의 설명 및 도면으로 보다 더 이해될 것이다.

도 1은 인써트홀더의 평면도,

도 2는 라인 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면도,

도 3은 도 1의 라인 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도,

도 4는 도 1의 홀더의 사시도,

도 5는 커팅인써트 및 그것의 클램핑부재의 사시도,

도 6은 또 다른 실시예의 평면도,

도 7은 도 6의 라인 Ⅴ-Ⅴ을 따른 단면도, 및

도 8은 도 7의 확대상세도.

도면에서, 인써트홀더몸체는 10으로 표기되며, 끝단부에서 저부에 연결된 보어(11)를 갖는 커팅시트를 갖는다. 저부(14)가 있는 중앙구멍(13)을 갖는 인덱서블 인써트(12)는 커팅시트내에 고정된다. 인써트시트는 홀더내에 일체로 형성되거나 분리가능한 심(shim)에 의하여 형성되는 기저면(15)을 포함하며, 상기 기저면(15)은 그 경도 및 평탄도를 유지하기 위하여 초경합금으로 구성될 수 있다. 커팅인써트(12)는 중앙에 상승된 플래토(plateau; 12a)가 있는 둥근 모양이다. 인써트시트의 측방향지지부는 표면(16, 17)에 의하여 형성되고, 커팅인써트의 형상에 대응하여 오목한 굴곡부를 갖는다. 상기 표면(16, 17)은 커팅인써트의 플랭크면(12b)에 대응하는 원뿔형상이며, 통상적으로 클리어런스각은 4°내지 8°이다. 커팅인써트의 보어(13)내에 지지핀(18)이 장착되고, 이 지지핀(18)은 가압부재의 영향하에서 양쪽아암레버(double armed lever)로서 작용하도록 되어 있고, 상기 가압부재는 홀더(10)에 나사결합된 원통형상의 핀(19)의 형태로 주어져 있으며 홀더의 저부 아래쪽으로 향해 채널(20)내에서 수용되고, 이 채널은 지지핀(18)을 수용하는 커팅인써트내의 후퇴부(13)에 대체로 평행하게 향해진다.

상기 핀(18)은 L형상이며, 커팅인써트의 구멍벽과 맞물리도록 한 쪽의 끝단부에 원통형부분(21)을 갖는 한편, 상기 부분(21)에 실질적으로 직각으로 형성된 아암(22)은 상기 가압부재(19)와 상호작동하도록 배치된다. 아암(22)의 2개의 웨지형상의 끝단부(22a, 22b)는 그들사이에, 상기 가압부재(19)에 조성된 반경방향후퇴부(24) 형식의 허리부에 수용되게 한 V형상의 캐비티(23)를 형성하고, 끝단부(22a, 22b)의 상단면(26)과 후퇴부(24)의 링형상의 상한면(25)은 상기 가압부재(19)를 수용하는 보어(20)의 중앙축선에 대하여 기울어진 방위를 가진다. 측방향으로, 또한 지지핀(18)을 수용하는 홀더내의 후퇴부의 안쪽의 표면(28)에 대하여 맞닿는 보다 작은 돌기부(27)가 지지핀(18)에 제공되어 있다.

커팅인써트는 적합한 키부재(도시안됨)를 상기 가압부재(19)상의 카운터싱킹된 키후퇴부(countersunk key recess; 19a)와 맞물리는 상기 가압부재(19)를 조임으로써 클램핑된다. 상기 가압부재(19)는 상한면(25)과 상단면(26)이 접촉하게 되도록 아래쪽으로 가압된다. 상기 가압부재(19)를 계속 조이면, 돌기부(27)가 표면(28)과 접촉한 상태에서 아암(22)이 아래쪽으로 슬라이딩되도록 돌기부(27)를 중심으로 아암(22)이 회전하는 효과를 얻게 된다. 그 결과, 커팅인써트내의 구멍(13)의 내면에 대하여 원통형부분(21)이 강제로 가압되므로 커팅인써트가 측방향으로 효과적으로 클램핑된다. 상기 부분(21)과 접촉부(29)내의 구멍(13)의 벽 사이의 마찰결합 및 상기 가압부재(19)로 인한 눌림(depression) 때문에, 커팅인써트 또한 아래쪽으로 클램핑력이 가해진다. 커팅인써트는 가압부재(19)를 반대방향으로 돌림으로써 해제된다.

도 6 내지 도 7에 도시된 대안적인 실시예에서는, 상기 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같은 동일한 클램핑원리가 유지된다. 본 실시예에 보충되는 것은, 이번에는 인써트홀더에 상부클램프(30)가 구비되고 상기 클램프는 클램프를 관통하는 체결스크루(31)를 사용함으로써 클램핑되도록 배치되며, 스크루의 헤드(32)는 클램프의 저부후퇴부에 그 전체가 실질적으로 카운터싱킹되므로, 헤드(32)의 상부면(33)이 클램프의 최상면과 대체로 같은 평면에 놓여지게 된다. 이러한 방식으로, 배면쪽 방향으로 칩의 흐름이 촉진된다. 클램프(30)의 전방부(34)는 그것의 저부측이 커팅인써트의 중심의 상승된 플래토(12a)에 닿게 놓여져야 한다. 상기 플래토(12a)와 절삭날(12c) 사이의 커팅인써트(12)의 상부면은, 커팅인써트를 향하여 안쪽으로 변형된, 칩브레이커로서 역할하는 쇼울더(12d)를 향하여 위쪽으로 향하는 오목하게 둥글어지는 외측이 평면인 것이 특징이다. 하지만, 도 7에서 가장 잘 보여주는 바와 같이, 커팅인써트의 이 부분 즉, 에지(12c)로부터 플래토(12a)안쪽까지는 클램프(30)와의 면접촉으로부터 완전히 자유로워야 한다. 커팅인써트(12)가 중앙의 상승된 플래토(12a)로 형성되어 있기 때문에, 커팅재료가 순수세라믹 또는 혼합세라믹으로 이루어져 있을지라도, 커팅인써트의 강도에 부정적인 영향을 미치지 않으면서, 구멍(13)의 깊이를 커팅인써트의 두께의 40 내지 60%에 해당하는 거리만큼 위로 연장시킬 수 있게 된다. 이러한 환경하에서, 플래토(12a)의 높이(h)는 커팅인써트의 두께의 15 내지 40%, 바람직하게는 20 내지 30%가 되도록 선택되어야 한다.

일 실시예에 따르면, 클램프(30)의 전방부의 저부측은 약간의 곡률을 가지도록 형성되거나, 도 8에 도시된 바와 같이, 상호간에 1 내지 4°의 각도를 형성하는 다수의 평면 세그먼트(35, 36, 37)로 구성되어 있다. 각도(V₁, V₂)는 대략 2°로 같은 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 평면접촉은 더욱 뚜렷한 평면부(37)로 제한되므로, 어떠한 방식에서도 클램프부(34)의 저부측 및 플래토(12a) 평면의 절대 평탄도에 관한 정밀한 공차의 유지 및 절대 평탄도의 요건은 각각 더이상 중요하지 않다.

홀더(10)와 접촉하도록 된 클램프(30)의 배면부(38)에는 홀더(10)의 대응하는 평면(40)에 대하여 평면맞닿음을 위한 평면 저부면(39)이 있다. 이 평면(40)은 상부 플래토(12a)에 대하여 면평행이어야 한다. 동시에, 클램프(30)의 저부측은 앞쪽방향으로 평면(42)으로 바뀌는 완만하게 둥근 천이부표면(41)을 가져야 하고, 상기 표면(41)의 전방부(42)는 플래토(12a)에 대하여 맞닿게 되어 있다.

Claims (6)

1. 구멍(13)이 제공된 커팅인써트(12) 및 인써트홀더(10)를 포함하는 커팅툴로서, 인써트는 인써트홀더의 전방부에 있는 인써트시트의 기저면(11)에 대하여 놓여 있도록 배치되고, 실질적으로 L형상인 지지핀(18)은 인써트홀더내에 수용되고, 커팅인써트의 구멍(13)안으로 제1아암부가 수용되도록 배치되고, 압력생성부재(19)에 의하여 작동되는 제2아암부를 사용하여, 상기 압력생성부재를 조이면 커팅인써트가 기저면(11)에 대하여 아래쪽으로 향하여 클램핑되는 커팅툴에 있어서,

   a) 커팅인써트내의 구멍(13)은 막힌 구멍(blind hole)이고, 또한

   b) 상기 구멍(13)에 수용되는 아암에 실질적으로 수직으로 배치되는 상기 제2아암의 끝단부에는 2개의 웨지형상의 끝단부(22a, 22b)가 형성되어 있으며, 상기 웨지형상의 끝단부(22a, 22b)는 이들 사이에 상기 압력생성부재(19)의 잔여부에 비하여 보다 가는 허리부(24)를 부분적으로 에워싸도록 배치된 V형상의 캐비티(23)를 형성하는 것을 특징으로 하는 커팅툴.
2. 제1항에 있어서,

   상기 커팅인써트(12)에 있는 구멍(13)의 연장길이는 상기 커팅인써트(12)의 두께(t)의 40% 내지 60%와 같은 것을 특징으로 하는 커팅툴.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 커팅인써트(12)의 중앙의 플래토(plateau; 12a)의 높이(h)는 커팅인써트의 두께(t)의 15% 내지 40% 가 되는 것을 특징으로 하는 커팅툴.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 웨지형상의 끝단부(22a, 22b)의 상단면(26)은 클램핑시에 상기 압력생성부재(19)의 상기 허리부(24)의 대응하는 경사진 상한면(25)과 맞물리게 되기 위하여 상기 압력생성부재(19)와 함께 상호작동하기 위한 경사진 평면윤곽을 가지는 것을 특징으로 하는 커팅툴.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   클램프(30)의 전방부상의 저부측은 상호간에 1°내지 4°의 각도를 형성하는 다수의 평면 세그먼트(35, 36, 37)로 구성되어 있으며, 그 중 하나의 세그먼트(37)는 상승된 플래토와 평면접촉하는 것을 특징으로 하는 커팅툴.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 커팅인써트(12)의 중앙의 플래토(plateau; 12a)의 높이(h)는 커팅인써트의 두께(t)의 20% 내지 30% 가 되는 것을 특징으로 하는 커팅툴.

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