KR100849271B1 - 사이드 밀링 커터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭가공에 사용되는 사이드 밀링 커터에 관련되는 것으로, 특히 절삭팁의 결합구조를 개선하여 가공정도를 높일 수 있도록 한 것이며, 이를 위한 구성으로 중심부에 축결합공이 형성되며, 가장자리에는 절삭팁이 삽입되는 다수의 삽입홈이 형성되는 홀더와; 상기 홀더의 좌우 양측면에 밀착되게 결합되어 상기 절삭팁을 고정시키는 한쌍의 고정판;을 포함하여 구성되어, 절삭력이 고루 분배되도록 하며 절삭팁의 수명도 연장할 수 있게 되고, 가공할 제품의 품질도 향상시킬 수 있는 효과를 가지는 기술이다.

사이드밀링커터, 밀링, 커터, 홀더, 고정판, 웜가공, 절삭력

Description

사이드 밀링 커터{Side milling cutter}

도1은 종래기술에 따른 사이드 밀링커터의 사시도.

도2는 본 발명의 제1실시예를 보여주는 개략적인 사이드 밀링커터의 구성도.

도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 사이드 밀링커터의 개략적인 단면도.

도4는 사이드 밀링 커터의 측면도.

도5는 제2실시예에 따른 사이드 밀링커터의 개략적인 단면도.

도6은 제2실시예에 따른 사이드 밀링커터의 측면도.

<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>

100 : 홀더 110 : 축결합공

120 : 삽입홈 140 : 인선보호용홀

150 : 가이드 160 : 심

200 : 고정판 210 : 보링홀

200a: 제1고정판 200b: 제2고정판

300 : 절삭팁

본 발명은 절삭가공에 사용되는 사이드 밀링 커터에 관련되는 것으로, 특히 절삭팁의 결합구조를 개선하여 가공정도를 높일 수 있도록 한 것이다.

자동차용 부품으로 웜(worm)과 같은 나사 형태의 부품이 널리 사용되는데, 대개 전조가공이나 전용기를 사용하여 제조하게 된다. 전조가공은 소재를 전조다이스를 이용하여 소성 가공하는 방법으로서 가공시간이 짧고 비교적 저렴한 가격으로 가공할 수 있어 대량생산에 적합한 가공법이라 할 수 있다.

나사가공 전용기는 훨링공구(whirling tool)나 연삭숫돌과 같은 전용 공구를 사용하는 가공법으로 나사가공 시간이 일반적으로 선반을 이용한 선삭가공보다 생산성이 뛰어난 것이 장점이다. 특히 훨링공구(whirling tool)를 이용한 전용기는 그 가공성능이 전조가공의 생산성에 뒤지지 않을 뿐 아니라 가공정밀도, 표면조조 및 동시 열처리 등에 있어서도 탁월한 특성을 보여준다.

현대기술의 총화라 할 수 있는 자동차는 점차 그 성능과 기능이 향상되고 있으며, 수요자들의 요구조건도 더욱 까다로워지고 있다. 자동차는 단순히 이동을 위한 수단을 넘어 보다 쾌적하고 안락한 실내공간을 제공할 수 있어야 한다. 이러한 목적을 위해서는 차내 소음이나 진동을 최소화시켜야 하는데, 자동차의 각종 자동제어장치들은 모터를 이용하여 동작된다. 그러한 장치의 예로는 파워윈도우, 시트조절장치, 선루프, 미러조절 등과 같은 편의장치가 있다.

이와 같은 용도로 사용되는 자동차용 기어드 모터의 경우 좁은 공간에 설치가능하며 상대적으로 큰 토크를 낼 수 있어야 하고, 필요에 따라 좁은 공간에서 모터의 회전운동을 병진운동으로 바꿀 수 있어야 하고, 쾌적한 운전을 위한 저소음 설계가 되어야 하고, 사용 환경 변화에 대한 강인성을 가질 것 등이 요구된다. 이 때문에 자동차용 기어드 모터의 경우 대부분 웜(worm) 구조를 이용하여 모터의 출력을 증폭시키거나 회전운동을 병진운동으로 바꾸어 주도록 하고 있다.

특히, 기어드 모터의 품질은 동력전달을 하는 웜의 품질에 크게 좌우되는데, 웜의 치수정도나 표면정도가 나쁠 경우 소음, 진동이 발생하며, 상기 웜과 접촉되어 상대운동을 일으키는 부품들이 대부분 플라스틱과 같은 소재로 만들어지므로 상기 웜의 치수 및 표면정도가 나쁜 경우 과도한 마찰로 인해 플라스틱 부품의 수명이 짧아지고 고장을 일으키게 된다. 또한, 웜의 불량이 있게 되면 소음과 진동의 증가로 이어져 고객 클레임이 증가되며 결국에는 제품 경쟁력의 저하를 가져오게 된다.

종래에는 웜과 같은 부품을 전조 가공이나 전용기를 이용하여 주로 가공하였으나, 최근에는 그 정도 향상을 위해 자동선반에서 사이드 밀링 커터(side milling cutter)를 이용하여 웜을 가공하는 기술이 사용되고 있다. 종래의 사이드 밀링 커터는 원판형 부재의 가장자리를 따라 원을 이루면서 다수개의 절삭팁이 결합되는 형태를 가지고 있었다.

종래기술의 하나로 대한민국 실용신안등록번호 제307146호의 "절삭공구용 사이드밀링커터"가 공개된 바 있으며, 도1은 이에 따른 사이드밀링커터의 사시도를 보여준다. 도시된 바와 같이 종래기술에서의 사이드밀링커터는 하나의 몸체부(10)의 가장자리에 구획홈(12)을 형성시키고 초경칼날(20)을 용접한 것을 특징으로 한다. 이외에도 다수의 공개된 밀링커터들이 있으나 이들은 모두 하나의 몸체 부를 갖추고 그 가장자리에 절삭팁을 용접하거나 볼팅하여 탈부착될 수 있도록 구성된다. 즉, 종래기술에서는 절삭팁의 결합부를 어떻게 가공하느냐에 따라 동일한 절삭팁을 사용하더라도 실제 가공정도에 많은 편차를 보여주게 된다. 밀링커터를 이용한 가공에서 발생될 수 있는 가공오차는 절삭팁이 결합될 몸체부의 가공 정밀도, 절삭팁 자체의 정밀도 및 장착시의 오차 등에 의해 발생될 수 있다. 여기서 절삭팁 자체의 정밀도나 장착시의 오차는 작업자가 미세 조정을 통해서 어느 정도까지 보정이 가능한 부분이다. 하지만, 절삭팁이 장착될 몸체부 부분의 오차는 보정이 거의 불가능하다는 문제점이 있다.

정밀도를 요구하는 가공을 위한 사이드 밀링커터의 가공정도를 높이기 위해서는 무엇보다도 절삭팁이 장착되는 몸체부 부분이 단순한 형태를 이루어 쉽게 가공이 이루어져 정밀도를 확보할 수 있어야 한다.

종래의 사이드 밀링커터를 이용한 웜(worm) 가공시의 일반적인 문제점을 살펴보기로 한다. 자동선반을 이용하여 공구 본체를 고속 회전시키면서 웜을 가공하는 경우 사이드 밀링커터에 설치되는 다수의 절삭팁에 절삭력이 분산되면서 가공이 이루어진다. 하지만, 각각의 절삭팁의 설치가 정확하게 동일하지 않기 때문에 상기 절삭칩의 두께가 상이하게 되고, 그 결과로 절삭팁들에 작용되는 절삭력이 일정하지 않게 된다. 그리고 이러한 불규칙적인 절삭력은 외력으로 작용되어 공구와 공작물을 가진 시키는 결과를 초래하게 된다.

불규칙적인 절삭력의 작용은 특정 절삭팁의 수명을 단축시키며, 이로 인한 잦은 절삭팁의 교체는 생산성을 떨어뜨리는 주요한 원인이 된다. 또한, 공작물에 도 변형을 초래하여 웜의 정밀도를 떨어뜨리게 되는 요인이 된다. 이와 같은 불규칙한 절삭력도 언급한 여러가지 가공오차나 장착시의 오차 등에 기인하는 것이다.

따라서, 본 발명에서는 사이드 밀링커터의 가공정밀도를 높이기 위해 절삭팁의 연결구조를 단순화하여 오차발생 가능성을 감소시킬 수 있는 사이드 밀링커터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 정도가 높고 결합도 간편한 사이드 밀링커터를 통해서 보다 품질이 우수한 웜을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 중심부에 축결합공이 형성되며, 가장자리에는 절삭팁이 삽입되는 다수의 삽입홈이 형성되는 홀더와; 상기 홀더의 좌우 양측면에 밀착되게 결합되어 상기 절삭팁을 고정시키는 한쌍의 고정판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사이드 밀링 커터에 관한 것이다.

또한, 상기 고정판은 중심부는 천공되어 있고, 가장자리에 다수의 보링홀이 구비되어 상기 보링홀에 볼트가 삽입되어 홀더와 구속되는 것을 특징으로 하는 사이드 밀링 커터에 관한 것이다.

또한, 상기 볼트 중 일부는 절삭팁을 관통하여 결합되는 것을 특징으로 하는 사이드 밀링 커터에 관한 것이다.

또한, 상기 절삭팁은 삽입홈의 두께와 동일한 두께를 갖는 것으로 함을 특징 으로 하는 사이드 밀링 커터에 관한 것이다.

또한, 상기 삽입홈에는 절삭팁을 받쳐주는 심이 설치되는 것을 특징으로 하는 사이드 밀링 커터에 관한 것이다.

또한, 상기 삽입홈에는 절삭팁의 인선을 보호하는 인선보호홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 사이드 밀링 커터에 관한 것이다.

그리고 본 발명은 중심부에 축결합공이 형성되며, 가장자리에는 절삭팁이 삽입되는 다수의 삽입홈이 형성되는 홀더와; 상기 홀더의 일측면에 밀착되어 볼트에 의해서 상기 홀더와 결합되어 상기 절삭팁을 지지하는 고정판;을 포함하되, 상기 절삭팁은 또 다른 볼트에 의해서 상기 고정판과 결합되도록 함을 특징으로 하는 사이드 밀링 커터에 관한 것이기도 하다.

이하, 본 발명에 따른 사이드 밀링커터의 바람직한 실시예에 대해 보다 상세한 설명을 하기로 하며, 첨부되는 도면을 참조하기로 한다.

도2는 본 발명의 제1실시예를 보여주는 개략적인 사이드 밀링커터의 구성도이며, 특히 (A)는 조립상태도이며, (B)는 분해 구성도를 보여준다.

본 발명의 제1실시예에 따른 사이드 밀링커터는 도시된 바와 같이 홀더(100)와 한쌍의 고정판(200) 및 상기 홀더(100)에 끼워지는 절삭팁(300)을 포함하여 구성된다. 상기 홀더(100)의 중심부에는 축결합공(110)이 형성되며 고정을 위한 키홈이 마련되어 밀링유닛의 주축에 끼워져 고정시킬 수 있도록 한다. 상기 홀더(100)는 원판형태를 이루는데 가장자리에는 절삭팁(300)이 삽입되는 다수의 삽입 홈(120)이 형성된다. 상기 삽입홈(120)은 동일한 형태로 등간격을 이루면서 형성되며, 각 삽입홈(120)은 홀더(100)의 두께만큼 좌우로 관통되는 형상을 가진다. 그리고 상기 삽입홈(120) 각각에는 절삭팁(300)이 하나씩 삽입되는데, 상기 절삭팁(300)의 두께는 상기 삽입홈(120)의 두께(즉, 홀더의 두께)와 일치하도록 구성함이 바람직하다. 따라서 상기 삽입홈(120)에 절삭팁(300)이 삽입되면 연속적인 동일평면을 이루어 단차가 생기지 않게 된다.

물론, 상기 홀더(100)의 가장자리에는 다수의 삽입홈(120) 외 영역에 후술할 고정판(200)과의 결합을 위한 나사공(130)이 가공되어있다. 본 실시예의 경우 다이아몬드형의 절삭팁(300)을 사용하는 것을 예로 하며, 상기 삽입홈(120)의 가장 내측부위에는 절삭팁(300)의 인선 보호를 위한 인선보호용홀(140)이 갖추어진다. 상기 인선보호용홀(140)은 절삭팁(300)의 형상에 따라 그리고 인선의 갯수에 따라 적절한 변형을 가할 수 있다. 더 나아가 본 발명의 제1실시예에서는 상기 홀더(100)의 일측면 중심부에 돌출된 가이드(150)를 두도록 하고 있으며, 상기 가이드(150)의 중심으로 언급한 축결합공(110)이 형성된다. 상기 가이드(150)는 후술할 고정판(200)의 연결시에 결합 위치를 쉽게 찾을 수 있도록 도와주게 된다.

본 발명의 제1실시예에서는 상기 홀더(100)의 좌우 양측면으로 고정판(200)이 하나씩 결합되며, 상기 각 고정판(200)은 도시된 바와 같이 원형판으로서 중심부는 천공되어 회전력을 전달하는 축이 관통될 수 있도록 한다. 상기 홀더(100)의 양측면에 연결되는 한쌍의 고정판(200)은 홀더(100)와 밀착되게 고정 결합되어 상기 홀더(100)의 삽입홈(120)에 끼워진 절삭팁(300)을 고정될 수 있도록 기능하게 된다. 상기 홀더(100)와 고정판(200)은 정밀가공되어 편평한 면을 이루며 따라서 절삭팁을 유동없도록 고정시킬 수 있다. 특히, 상기 홀더(100)와 고정판(200)은 정밀한 가공이 용이한 평면 형태로서 상호간에 밀착되므로 절삭팁의 설치에 따른 설치오차를 최소화시킬 수 있고, 가공오차를 줄여 최종적으로는 가공대상물을 보다 정밀하게 가공할 수 있게 된다. 즉, 다수의 절삭팁을 정확하게 설치할 수 있으므로 모든 절삭팁에 절삭력이 고루 분배되어 가공시 진동이 감소되므로 정밀한 가공이 가능하게 된다.

한편, 첨부되는 도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 사이드 밀링커터의 개략적인 단면도를 보여주며, 도4는 사이드 밀링 커터의 측면도에 해당된다. 언급한 바와 같이 홀더(100)의 양측으로 고정판(200)이 하나씩 결합되며, 홀더(100)와 고정판(200)의 결합은 볼트(b)를 이용하여 고정되게 한다. 상기 고정판(200)들의 가장자리에는 다수의 보링홀(210)이 마련되며, 상기 보링홀(210)에 볼트(b)를 삽입시켜 홀더(100)와 결합시키며 다수의 볼트 중 일부는 절삭팁(300)을 관통하여 결합되어 절삭팁을 구속되게 한다.

보다 구체적으로 도3에 있어 홀더(100)의 우측에 위치하는 고정판을 제1고정판(200a)이라 하며, 좌측에 위치되는 것을 제2고정판(200b)이라 부르기로 한다. 제1고정판(200a)은 홀더(100)의 우측에 돌출되는 가이드(150)에 끼워지며, 다수의 볼트(b)들이 보링홀(210)에 끼워져 홀더(100) 또는 제2고정판(200b)과 체결되어 고정된다. 즉, 제1고정판(200a)에 마련되는 보링홀(210)을 통해 삽입되는 볼트(b)의 절반은 홀더(100)와 체결되며, 나머지 절반은 홀더를 지나 제2고정판(200b)에서 체결된다. 이러한 구조에 의해 상기 홀더와 고정판은 일체로 고정될 수 있다.

상기 홀더(100)의 삽입홈(120)에 끼워지는 각각의 절삭팁(300)의 최종적인 고정은 제2고정판(200b)에 형성되는 보링홀(210)에 설치되는 볼트(b)가 상기 절삭팁(300)을 관통하여 제1고정판(200a)과 체결되는 것에 의해 흔들림없이 장착이 된다.

상기 절삭팁(300)은 삽입홈(120)에서 다소의 유동이 되므로 절삭팁의 돌출 정도를 미세하게 조정이 가능하며, 이러한 미세 조정을 통해서 절삭깊이를 변경시킬 수 있게 된다. 그리고 상기 절삭팁(300)과 삽입홈(120) 간의 유격을 없애기 위해 상기 삽입홈(120)의 일측 벽면에 심(160)을 두어 삽입홈(120)에 끼워진 절삭팁(300)이 움직이지 않도록 함이 바람직하다. 상기 심은 절삭팁의 돌출 정도에 따라 그 두께나 갯수를 달리하도록 한다.

본 발명의 제1실시예에서는 상기 절삭팁으로 다이아몬드 형태를 갖는 것으로 하였으나, 삼각형의 절삭팁과 같은 것도 적용할 수 있다.

이어서 본 발명의 제2실시예에 따른 사이드 밀링커터에 대해 설명하기로 하며, 도5는 제2실시예에 따른 사이드 밀링커터의 개략적인 단면도를 나타내며, 도6은 측면도를 보여준다.

본 발명의 제2실시예에서는 기본적으로는 제1실시예와 동일하게 홀더(100)와 고정판(200) 및 절삭팁(300)을 포함하게 되는데, 여기에서는 고정판(200)이 하나만 구비되어 홀더(100)의 일측면에서 결합되고, 절삭팁(300)은 상기 홀더(100)에 마련 되는 삽입홈(120)에 끼워지되, 볼트(b)에 의해서 상기 고정판과 고정된다.

그리고 본 실시예에서는 절삭팁(300)으로 삼각형태의 것을 사용하며 각 모서리 마다 절삭을 행하는 인선이 마련된다. 따라서 상기 절삭팁(300)이 끼워지는 홀더(100)의 삽입홈(120)도 삼각형태를 갖추며 2개의 모서리 부분에 인선보호용홀(140)이 형성된다. 도시된 바와 같이 상기 홀더(100)의 우측으로 고정판(200)이 밀착되어 결합되는데, 볼트(b)를 이용하여 고정판(200)과 홀더(100)를 구속시키게 된다. 한편, 상기 고정판(200)의 좌측면에는 암나사산이 형성되어 절삭팁의 고정을 또 다른 볼트로써 행하도록 한다.

본 발명에 따른 사이드 밀링커터는 홀더의 가장자리에 절삭팁을 끼울수 있는 삽입홈을 좌우로 관통되게 형성시키고 여기에 절삭팁을 끼우고, 상기 홀더의 좌우양측 혹은 일측에 고정판을 밀착시켜 볼트로써 고정시키게 된다. 종래기술과 달리 본 발명은 가공이 용이한 형태로 홀더와 고정판을 별도로 제작하여 이들을 조립함으로서 하나의 사이드 밀링커터를 완성토록 하는데 특징이 있다. 홀더와 고정판이 평면으로 이루어져 서로 밀착되므로 가공정도를 높일 수 있고 따라서 절삭팁의 고정도 쉽게되고 오차를 최소화할 수 있게 된다. 홀더의 가장자리에 형성되는 삽입홈들은 동일형태로서 가공이 가능하므로 다수의 절삭팁을 일정하게 장착할 수 있게되며, 이 결과 각 절삭팁들에 동일한 절삭력을 부여하여 대상물의 가공 중 진동을 감소시키게 되어 가공 정도를 좋게 할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은 사이드 밀링커터의 조립 및 장착시의 오차를 최소화시킬 수 있어 균일한 두께의 절삭칩 생성이 가능하게 되고, 절삭팁들에 작용하는 절삭력을 골고루 분배시키게 되는 이점을 가진다.

이로 인해 절삭팁의 수명이 연장되며, 절삭팁의 교체주기를 장기로 할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

그리고 사이드 밀링커터 자체의 정밀도가 높아 절삭력이 고루 분배되므로 가공 대상물의 변형을 방지하며 제품의 치수 정밀도 및 표면조도도 향상시킬 수 있어 제품 자체의 성능이 차별화되고 이에 따라 높은 제품 경쟁력을 보장할 수 있다는 효과도 가진다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 중심부에 축결합공이 형성되며, 가장자리에는 절삭팁이 삽입되는 다수의 삽입홈이 형성되는 홀더와;

   상기 홀더의 좌우 양측면에 밀착되게 결합되어 상기 절탁팁을 고정시키되 중심부는 천공되고 가장자리에 다수의 보링홀이 구비되어 상기 보링홀에 볼트가 삽입되어 상기 홀더와 구속되고, 상기 볼트 중 일부는 절삭팁을 관통하여 결합되는 한쌍의 고정판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사이드 밀링 커터.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 중심부에 축결합공이 형성되며, 가장자리에는 절삭팁이 삽입되는 다수의 삽입홈이 형성되는 홀더와;

   상기 홀더의 일측면에 밀착되어 볼트에 의해서 상기 홀더와 결합되어 상기 절삭팁을 지지하는 고정판;을 포함하되, 상기 절삭팁은 또 다른 볼트에 의해서 상기 고정판과 결합되도록 함을 특징으로 하는 사이드 밀링 커터.

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