KR100792807B1

KR100792807B1 - 위치조정기구

Info

Publication number: KR100792807B1
Application number: KR1020027017648A
Authority: KR
Inventors: 엔퀴스트라르스-에릭
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2008-01-14
Also published as: US6619892B2; EP1296794A1; SE0002407L; CN1206075C; SE0002407D0; WO2002000382A1; JP4672960B2; SE516612C2; DE60132087D1; JP2004501781A; CN1438929A; EP1296794B1; DE60132087T2; KR20030020894A; US20020053266A1

Abstract

본 발명은 칩제거 기계가공용, 바람직하게는 밀링커터용 툴의 커팅인써트(20;20')를 위한 위치조정기구에 관한 것으로, 상기 위치조정기구는 상기 커팅인써트(20)용 커팅시트(1)와 관련하여 툴 몸체에 후퇴되어 있는 제1구멍(3), 상기 구멍(3)내에 장착되는 슬롯을 가진 부싱(5) 및 상기 부싱(5)내에 수용되는 조정스크루(10)를 포함한다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 위치조정기구가 제공되는 툴에 관한 것이다. 본 발명의 위치조정기구는 상기 부싱(5)이 상기 제1구멍(3)내에 장착된 상태에서, 상기 부싱(5)의 상부와 상기 툴 몸체의 지지면(4) 사이에 오프셋된 맞닿음이 이루어지고, 툴 몸체의 상기 지지면(4)은 상기 제1구멍(3)과 관련하여 위치해 있는 것을 특징으로 한다.

Description

위치조정기구{POSITIONAL ADJUSTING MECHANISM}

본 발명은 칩제거 기계가공용 툴용, 바람직하게는 밀링커터용 커팅인써트를 위한 위치조정기구에 관한 것으로, 상기 위치조정기구는 커팅인써트를 위하여 커팅시트와 연결된 툴 몸체에 후퇴되어 있는 제1구멍, 상기 구멍내에 장착되는 슬롯을 가진(slotted) 부싱 및 상기 부싱내에 수용되는 조정스크루를 포함한다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 위치조정기구가 제공되는 툴에 관한 것이다.

이미 WO 98/43766에는 커팅인써트를 위한 조정가능한 멈춤부(stop)가 공지되어 있으며, 상기 멈춤부는 그 상부에 측방향으로 돌출된 설부(tongue)가 제공되는 슬롯을 가진 멈춤부 몸체를 포함하고, 그 자유끝단부는 멈춤면을 구성한다. 또한, 조정가능한 멈춤부는 부싱내에 나사가공된 조정스크루와 상호작동 하도록 되어 있는 암나사 및 멈춤부몸체의 상부 슬롯을 가진 부분과 상호작동하는 헤드를 구비하는 멈춤부몸체 내부에 장착된 부싱을 더욱 포함함으로써, 측방향으로 돌출된 설부상의 멈춤면에 의하여 측방향으로 변위되고, 상기 멈춤면은 커팅인써트에 영향을 미쳐 그것의 위치를 조정한다. 따라서, 상기 공지된 멈춤부는 적어도 3개의 개별적인 구성요소를 포함한다. 또한, 슬롯을 가진 멈춤부몸체는 비대칭으로서, 이는 개별적인 클램핑부에 의하여 장착되어야 한다는 것을 의미한다. 또 다른 단점은 상기 멈춤부몸체와 부싱 사이에는 유극이 존재하여 시스템의 정밀도가 떨어진다는 점이다.

이미 UA-A-5 391 023에는 커팅인써트를 위한 위치조정기구를 구비한 머신 리머(machine reamer)가 공지되어 있다. 즉, 슬롯을 가진 부싱은 툴 몸체에 수용되고, 상기 부싱과 상기 툴 몸체 사이에는 유극이 존재한다. 이는 시스템의 정밀도를 떨어뜨린다. 상기 부싱은 가압 끼워맞춤(press fit)에 의하여 툴 몸체의 구멍내에 고정되며, 이는 상기 부싱이 상기 부싱과 구멍 사이의 마찰에 의하여 회전에 대해서만 로킹된다는 것을 의미한다. 높은 회전속도와 관련된 큰 원심력에 의하여 야기될 수 있는 축선방향으로의 움직임에 대하여 부싱이 고정되는 것도 아니다.

본 발명의 주목적은 도입부에 정의된 유형의, 매우 높은 정밀도로 커팅인써트의 위치를 조정할 수 있는 위치조정기구에 대하여 설명하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 위치조정기구가 가능한 한 적은 수의 구성요소를 포함하고 기타 형태에 있어서 구조적으로 단순하게 구성되도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 위치조정기구에 포함되는 구성요소가 상기 툴상에 작용하는 힘과 관련하여 고정되어야 하며 또한 상기 툴이 위치조정기구의 조정과 무관하게 균형을 이루도록 하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 툴에 포함되는 커팅인써트를 설치할 때 최대의 재현정확도를 얻도록 위치조정기구를 잘 정의하는 것, 즉 엄밀하게 정의하는 것이다.

적어도 본 발명의 주 목적은 후속독립항들에서 정의되어 있는 특징들을 갖는 위치조정기구/툴에 의하여 실현된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들에서 정의되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 위치조정기구의 바람직한 실시예에 포함되는 구성요소들의 분해사시도로서, 커팅인써트와 밀링몸체의 커팅시트가 서로 분리되어 예시되어 있고, 상기 커팅인써트에는 홈이 제공되는 한편, 상기 커팅시트에는 융기치(ridged teeth)가 제공되어 있는 것을 나타내고 있는 도면,

도 2는 도 1에 예시되어 있는 구성요소/부품의 측면에서 본 분해도,

도 3은 본 발명에 따른 위치조정기구 및 상기 위치조정기구에 의하여 작동되는 커팅인써트의 평면도,

도 4는 도 1에 대응하는 분해도이나, 커팅시트와 커팅인써트 각각에 융기치(ridged teeth)와 홈이 없는 실시예를 나타내고 있는 도면,

도 5는 서로 분리된 상태의 부싱 및 조정스크루의 사시도,

도 6은 역시 서로 분리된 상태의 도 5에 따른 관상스크루 및 조정스크루의 측면도이다.

도 1은, 밀링커터의 커팅시트(1)를 나타내고 있는 도면으로, 제1원통구멍(3)이 상기 커팅시트(1)와 연결되어 배치되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 일반적으로 나사가공된 원통형 부싱(5)은 상기 제1구멍(3)내에 장착되도록 되어 있어, 상기 나사가공된 부싱(5)에는 제1구멍(3)의 암나사와 상호작동하는 수나사가 제공되어 있어 부싱(5)의 조립이 가능하다. 도 1에 있어서, 상기 나사가공된 부싱(5)의 상단부에는 상기 나사가공된 부싱(5)의 다른 부분에서 보다 더 큰 외경을 갖는 외측 원통면(7)을 갖는 칼라(6)가 제공된다. 상기 외측 원통면(7)에는, 직경방향으로 위치하는 2개의 각면(facets)(8)이 배치되는데, 도 1에는 그들 중 하나만 도시되어 있다. 그것의 내면에서, 칼라(6)는 본 발명에 따른 위치조정기구에 포함되는 조정스크루(10)와 상호작동하도록 되어 있는 원뿔면(9)을 가지며, 이에 대해서는 보다 상세히 후술하기로 한다. 도 1에서 알 수 있듯이, 나사가공된 부싱(5)은 그 상부에 직경방향으로 위치하여 축선방향으로 나아가는 2개의 슬롯(11)을 구비하여, 본 발명에 따른 위치조정기구에 의하여 조정작업이 수행되는 동안 큰 역할을 할 수 있도록 되어 있다. 또한, 나사가공된 부싱(5)은 칼라(6)로부터 축선방향으로 더욱 먼 곳에 위치한 암나사(19) 및 내부의 원통형 후퇴부(12)를 가지며, 상기 나사는 도 1에는 도시되어 있지 않고, 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.

조정나사(10)는 수나사(13)가 제공되는 섕크 및 외부의 원뿔면(15)이 제공되는 헤드(14)를 포함한다. 조정스크루(10)의 수나사(13)는 상기 나사가공된 부싱(5)의 암나사(19)와 상호작동하도록 되어 있는 한편, 상기 조정스크루(10)의 외부의 원뿔면(15)은 나사가공된 부싱(5)의 내부 원뿔면(9)과 상호작동하도록 되어 있다. 이에 대해서는 보다 상세히 후술하기로 한다.

도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 커팅시트(1)에는 암나사가공된 제2구멍(16) 및 융기치(17)가 제공되고, 예로 든 실시예에 따르면, 개수는 2개이다. 커팅시트(1)는 칩제거 기계가공용 커팅인써트(20)를 수용하도록 되어 있고, 상기 커팅인써트(20)에는 제3구멍(21)이, 그 저부면에는 홈(22)이 제공되며, 예로 든 실 시예에 따르면 상기 홈의 수는 2개이며 상기 커팅시트(1)의 융기치(17)와 상호작동하도록 되어 있다.

도 3에 따른 평면도는 나사가공된 부싱(5)이 제1구멍(3)에 장착되고 조정스크루(10)가 상기 나사가공된 부싱(5)내에 장착된 위치를 나타내고 있다. 나사가공된 부싱(5)을 제1구멍(3)에 장착할 시에, 나사가공된 부싱(5)의 직경방향으로 위치한 각면(8)은 상기 각면(8) 중 하나가 커팅인써트(20)와 맞닿는 방식으로 배향되어야 하며, 이렇게 하면 원칙적으로 나사가공된 부싱(5)이 회전될 염려가 없고, 커팅인써트(20)를 작동시키는 조정력이 융기치(17)와 평행하게 지향되어 작용한다. 구멍(3)에 인접한 표면들의 배치는, 나사가공된 부싱(5)을 구멍(3)내에 장착할 때, 상기 나사가공된 부싱(5)이 측방향으로 변위(offset)되도록 되어 있어서 그렇지 않은 경우에 구멍(3)과 나사가공된 부싱(5) 사이에 발생할지도 모를 나사 유극이 제거되도록 한다. 도 1 및 도 2에서 알 수 있듯이, 천이부(2)는 나사구멍(3) 윗쪽에 배치되고, 상기 천이부는 상기 천이부(2)가 나사가공된 부싱(5)의 외측과는 맞닿지 않는 굽힘반경을 가져 상기 천이부(2)와 나사가공된 부싱(5) 사이에는 작은 갭이 존재한다. 천이부(2) 윗쪽에는, 챔퍼(4A)가 위에 제공되는 지지면(4)이 배치된다(도 1, 도 2 및 도 4 참조). 지지면(4)은 원칙적으로 나사가공된 부싱(5)의 칼라(6)의 굽힘반경과 동일한 굽힘반경을 갖는다. 지지면(4)의 축선은 구멍(3)의 축선에 대하여 변위(offset)되어 있다. 즉, 구멍(3)의 중심축선은 지지면(4)의 굽힘중심과 일치하지 않는다. 보다 정확하게는, 지지면(4)의 축선이 구멍(3)의 축선의 왼쪽으로 변위되어 있어 나사가공된 부싱(5)이 구멍내에 나사결합될 때, 부싱(5) 상부의 칼라(6)가, 예를 들어, 커팅시트(1;1')로부터 먼쪽을 향하는 칼라 부분 쪽에서(도 1, 도 2 및 도 4 참조) 지지면(4)과 맞닿도록 되어 있다. 챔퍼(4A)는 칼라(6)가 지지면(4)과 접촉하도록 적절히 안내되도록 나사가공된 부싱(5)의 조립된 상태에서 상기 부싱(5)과 구멍(3) 사이의 반경방향 유극을 제거하기 위해 부싱(5)이 확실히 측방향으로 변위되도록 하는 힘에 의해서 부싱(5)의 외측 원통면(7)과 지지면(4)이 서로 맞닿게 한다. (즉, 상기 부싱(5)의 칼라(6)와 상기 지지면(4) 사이에 예비응력이 가해진 맞닿음이 이루어지도록 한다.)

도 4는 도 1에 대응하는 사시도이나, 커팅시트(1')가 어떠한 융기치도 갖지 않고, 커팅인써트(20')에 어떠한 홈도 제공되지 않은 실시예를 도시하고 있다. 위치조정기구에 포함되는 구성요소들은, 원칙적으로 도 1에 예시되어 있는 구성요소와 동일하기 때문에 상기 도 4의 구성요소는 도 1에 대응하는 참조부호를 사용하였다.

도 5 및 도 6에는, 나사가공된 부싱(5) 및 조정스크루(10)가 보다 자세히 도시되어 있다. 이와 관련하여, 조정스크루(10)는 수나사(13)와 헤드(14)의 외측 원뿔면(15) 사이의 천이부에 제1멈춤면(18)을 갖는다는 점에 주목해야 한다. 나사가공된 부싱(5)에는 내측의 원통형 후퇴부(12)와 내측의 원뿔면(9) 사이의 천이부에 제2멈춤면(22)이 제공된다. 나사가공된 부싱(5) 및 조정스크루(10)는, 초기에 스크루(10)의 수나사(13)가 상기 나사가공된 부싱(5)의 암나사(19)와 맞물리는 방식으로 상호작동한다. 그 다음, 스크루(10)의 외측 원뿔면(15)이 나사가공된 부싱(5)의 내측 원뿔면(9)과 맞닿게 되고, 상기 단계 동안 슬롯이 확장되어 칼라(6) 이분체의 나사가공된 부싱(5)의 길이방향 중심축선으로부터 반경방향 바깥쪽으로 변위되고, 그 중 각면(8)이 커팅인써트(20)와 맞닿는다. 이에 따라, 커팅인써트(20)가 도 3의 아랫쪽, 즉 융기치(17)의 방향으로 변위된다. 상기 커팅인써트(20)가 중심스크루(23)에 의해 커팅시트(1)에 고정됨에도 불구하고 상기 나사가공된 부싱(5)의 암나사(19)와 상호작동하여 커팅인써트(20)를 변위시키는 것이 가능한데, 본 경우에 있어서는 그 변위가 매우 작으며, 보다 정확하게는 0.001mm 내지 0.1mm 정도이다. 이 변위는 스크루(10)의 제1멈춤면(18)이 나사가공된 부싱(5)의 제2멈춤면(22)과 맞닿을 때까지 계속된다. 이에 따라, 나사가공된 부싱(5)과 조정스크루(10) 사이에 어떤 추가적인 축선방향의 변위가 일어날 수 없다. 본 명세서에서, 본 발명에 따른 위치조정기구는 나사가공된 부싱(5)의 상부가 넓혀져 영구변형이 남기 전까지 상기 멈춤면(18,22)이 서로 맞닿는 방식으로 최적화되는 것이 바람직하다는 점에 주목해야 한다.

커팅시트(1') 및 커팅인써트(20')에 각각 융기치 및 홈이 제공되지 않는 경우(도 4 참조), 여하간에 커팅인써트(20')는 나사가공된 부싱(5)으로부터 먼 방향으로 변위가 일어날 수 있으나, 이러한 변위는 그 방향과 관련하여 커팅시트에 융기치가 제공되고 커팅인써트가 홈과 상호작동하는 경우처럼 동일하게 잘 한정되지는 않을 것이다. 이와 관련하여, 본 발명은, 가장 바람직한 실시예의 경우에도, 융기치와 홈의 존재를 전제로 하지 않는다는 점에 주목해야 한다.

상술된 두 실시예에 있어서, 위치조정기구 및 커팅인써트가 반경방향으로 배치되는 밀링가공용 툴에 대하여 툴의 무게중심의 위치는, 위치조정기구가 커팅인써트의 변위를 야기할 경우에는 유효하지 않은 것이 일반적이다. 이는 불균형에 의하여 야기되는 힘에 대한 민감도가 특히 높은 회전속도에서 크기 때문에 툴이 높은 회전속도에 사용될 경우에는 매우 중요하다.

상술된 실시예에서, 조정스크루(10)는 나사가공된 부싱(5)과 상호작동한다. 하지만, 본 발명의 범위안에서는, 나사가공된 부싱 대신 소정의 부싱이 사용될 수도 있으며, 상기 부싱은 가압 끼워맞춤에 의하여 제1구멍(3)에 고정된다. 이와 관련하여, 상기 경우에 있어, 부싱이 반드시 회전대칭이어야 할 필요는 없다는 점에 주목해야 한다. 본 발명의 범위안에서는, 예를 들어, 소정 형태의 베이어닛(bayonet) 피팅에 의하여 부싱을 제1구멍(3)에 고정시키는 것도 가능하며, 이 경우의 부싱은 회전대칭으로 되어 있다. 소정의 부싱과 나사가공된 부싱 양자 모두가 사용될 수도 있음을 강조하기 위하여, 상기 부싱이란 용어는 후속청구항 중 일부에 사용하였고, 이와 관련하여 나사가공된 부싱은 한 종류의 부싱을 구성하고 있다는 것을 이해해야 한다.

도 1 내지 도 3에 따른 실시예에는, 2그룹의 융기치(17)가 커팅시트(1)에 배치되는 반면, 도 4에 따른 실시예에는 커팅시트(1')에 융기치가 없다. 하지만, 본 발명의 범위안에서는, 원칙적으로 커팅시트의 융기치의 수가 기능적 및 실질적으로 가능한 범위내에서 자유로이 변경될 수도 있다.

도 1 내지 도 3에 따른 실시예에서는, 나사가공된 부싱(5)이 조정력에 의해 커팅인써트(20)를 작동시키는데, 상기 조정력은 융기치(17)와 평행한 방향으로 작용한다는 점을 언급해둔다. 하지만, 본 발명의 범위안에서는 융기치와 조정력이 상호간에 소정의 각을 형성하는 것도 전적으로 가능하다.

도 1 내지 도 3에 따른 실시예에서, 융기치(17)는 커팅시트(1)에 배치되는 한편, 홈(22)은 커팅인써트(20)의 저부측에 배치된다. 하지만, 본 발명의 범위안에서는 커팅시트(1)에 홈이 제공되고 커팅인써트(20)가 융기치를 구비하는 것도 가능하다. 이 경우에도 물론, 홈 및 융기치의 수가 기능적 및 실질적으로 가능한 범위 안에서 변경될 수 있다.

Claims

칩제거 기계가공용 툴의 커팅인써트(20;20')를 위한 위치조정기구로서, 상기 커팅인써트(20;20')용 커팅시트(1;1')와 연결되어 있는 툴몸체에 후퇴되어 있는 제1구멍(3), 상기 구멍(3)에 장착되는 슬롯을 가진(slotted) 부싱(5) 및 상기 부싱(5)내에 수용되는 조정스크루(10)를 포함하는 상기 위치조정기구에 있어서,

상기 부싱(5)이 상기 제1구멍(3)에 장착된 상태에 있어서, 상기 부싱(5)의 상부와 상기 툴 몸체의 지지면(4) 사이에 측방향으로 변위된 맞닿음이 일어나고, 상기 지지면(4)은 상기 제1구멍(3)과 연결되게(in connection with) 위치해 있는 것을 특징으로 하는 위치조정기구.
제1항에 있어서,

상기 부싱(5)의 상부는 칼라(6)의 형태로 되어 있고, 상기 툴 몸체의 커팅시트(1;1')로부터 먼 쪽을 향하는 상기 칼라(6)의 부분에 대하여 상기 측방향으로 변위된 맞닿음이 일어나는 것을 특징으로 하는 위치조정기구.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 지지면(4)의 굽힘중심은 상기 제1구멍(3)의 길이방향 중심축선을 벗어나 위치하는 것을 특징으로 하는 위치조정기구.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 부싱(5)에 대한 챔퍼(4A)는 상기 지지면(4)의 윗쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 위치조정기구.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 부싱(5)은 상기 부싱(5)의 축선방향으로 연장되는, 직경방향으로 위치한 2개의 슬롯(11)을 갖는 것을 특징으로 하는 위치조정기구.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 부싱(5)의 상부에 슬롯을 가진 것을 특징으로 하는 위치조정기구.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 부싱(5)에는 직경방향으로 위치한 2개의 각면(facets;8)이 제공되고, 그들 중 하나는 상기 커팅인써트(20;20')와 맞닿도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 위치조정기구.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 조정스크루(10)의 헤드부(14)는 부싱(5) 내측의 원뿔면과 상호작동 하도록 되어 있는 외측 원뿔면(15)를 가지며, 이로 인해 상기 부싱(5)의 상부가 확장되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 위치조정기구.
제8항에 있어서,

상기 조정스크루(10)는 상기 부싱(5)의 제2멈춤면(22)과 맞닿도록 되어 있는 제1멈춤면(18)을 가지고, 상기 멈춤면들간의 맞닿음은 상기 부싱(5)의 상부에 영구적인 변형이 생기기 전까지 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치조정기구.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 부싱은 상기 제1구멍(3)의 암나사와 상호작동 하도록 되어 있는 수나사를 갖는 나사가공된 부싱(5)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치조정기구.
칩제거 기계가공용 툴로서, 툴 몸체의 커팅시트(1;1')내의 커팅인써트(20;20')를 위한 위치조정기구를 포함하고, 상기 위치조정기구는 상기 커팅인써트(20;20')를 위한 상기 커팅시트(1;1')와 연결되어 상기 툴 몸체내에 후퇴되어 있는 제1구멍(3), 상기 구멍(3)내에 장착되는 슬롯을 가진 부싱(5) 및 상기 부싱(5)내에 수용되는 조정스크루(10)를 포함하는 상기 툴에 있어서,

상기 부싱(5)이 상기 제1구멍(3)내에 장착된 상태에서, 상기 부싱(5)의 상부와 상기 툴 몸체의 지지면(4) 사이에는 부싱(5)이 측방향으로 변위되도록 하는 힘이 가해지는 맞닿음이 이루어지고, 상기 지지면(4)은 상기 제1구멍(3)과 연결되게 위치해 있는 것을 특징으로 하는 툴.
제11항에 있어서,

상기 커팅시트(1) 및 상기 커팅인써트(20)는 상호작동하는 융기치(17)와 홈(22)을 구비하는 것을 특징으로 하는 툴.