KR100855334B1

KR100855334B1 - 절단 및 홈가공 작업용 절삭공구

Info

Publication number: KR100855334B1
Application number: KR1020020022244A
Authority: KR
Inventors: 시라이와아키오; 한손페르
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2008-09-04
Also published as: US6814526B2; JP4331439B2; EP1252954B1; JP2002337009A; SE0101419D0; CN1382552A; KR20020082780A; EP1252954A1; DE60226193D1; SE0101419L; DE60226193T2; US20020154959A1; SE522930C2

Abstract

본 발명은 블레이드 텅(blade tongue)(7)과 클램핑 핑거(clamping finger)(8) 사이의 시트에 클램핑될 수 있는 좁은 절삭인서트(2)용 홀더(1)를 포함하는, 절단(parting) 및 홈가공(grooving) 작업을 위한 절삭공구에 관한 것으로, 상기 블레이드 텅과 클램핑 핑거는 상기 홀더의 더 두꺼운 상부 및 하부 전방부(3, 4)의 연장선상으로 연장된다. 상기 블레이드 텅 및 클램핑 핑거가 시작위치로부터 서로를 향하여 회전될 수 있도록, 더욱 정확하게는 홀더(1)내에 조립되는 클램핑기구에 의하여 회전될 수 있도록 갭(5)이 전방부들(3, 4)을 분리시킨다. 본 발명에 따르면, 상기 클램핑기구는, 한편으로, 일 끝단부는 전방부(4)에 고정되고, 반대쪽 끝단부는 제2전방부(3)의 보어(27)내에서 이동가능하고 원뿔면(20)을 갖는 헤드(17)를 구비하여 형성되는 당김막대(drawbar)(13)를 포함하고, 다른 한편으로는, 상기 당김막대용 상기 보어에 대하여 소정 각을 이루며 연장되고, 제2전방면(12)에서 포트를 형성하는 상기 제2전방부(3)에 형성되는 스크루홀(29)내의 암나사부와 맞물리는 수나사부(22)를 갖는 조임스크루(14)를 포함하며, 이에 의하여 조임스크루를 조일때는 헤드의 원뿔면(20)에 대하여 안쪽 끝단부가 가압될 수 있다.

Description

절단 및 홈가공 작업용 절삭공구{CUTTING TOOL FOR PARTING AND GROOVING OPERATIONS}

도 1은 본 발명에 따른 절삭공구의 제1실시예를 도시하고 있는 분해사시도,

도 2는 도 1에 따른 절삭공구에서, 절삭인서트가 공구의 시트내에 삽입될 수 있는 클램핑기구의 시작위치가 도시되어 있는 부분 종단면도,

도 3은 도 2에 대응하는 도면으로, 클램핑된 상태의 절삭인서트(cutting insert)를 도시하고 있는 종단면도,

도 4는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 절삭공구를 도시하고 있는 도면으로, 절삭인서트가 느슨하게 장착된 상태를 도시하고 있는 부분 종단면도,

도 5는 클램핑된 상태의 절삭인서트를 도시하고 있는 종단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 홀더

2 절삭인서트

3 하부 전방부

4 상부 전방부

5 갭

6 캐비티

7 블레이드 텅

8 클램핑 핑거

9 저면

10 최상면

11 긴 측면

12 전방면

13 당김막대

14 조임스크루

16 샤프트

17 헤드

18 수나사

19 원통부

20 원뿔면

21 원통면

22 수나사부

23 키 그립

24 원뿔면

25 끝단면

26 홀

27 보어

28 중공공간

29 스크루 홀

30 암나사부

본 발명은 블레이트 텅(blade tongue)과 클램핑 핑거(clamping finger) 사이의 시트에 클램핑될 수 있는 좁은 절삭인서트용 홀더를 포함하는 형태의, 절단 및 홈가공 작업(parting 및 grooving operations)을 위한 절삭공구에 관한 것으로, 상기 블레이드 텅 및 클램핑 핑거는 홀더의 하부 및 상부 전방부의 연장부로서 돌출되어 있으며, 여기서, 전방부는 블레이드 텅 및 클램핑 핑거보다 더 두껍고, 전방부를 선회시킬 수 있는 갭에 의하여 이격되며, 이것에 의하여 시작위치로부터 서로를 향하는 방향으로, 더욱 정확하게는 홀더내에 조립된 클램핑기구에 의하여 블레이드 텅과 클램핑 핑거 또한 각각 선회될 수 있다.

상술된 유형의 절삭공구는 회전하는 가공물, 주로 금속가공물의 안쪽에 홈이 절삭되는 그루빙, 절단 또는 기타 작업을 위하여 사용된다. 일반적인 목적은 가능한 한 좁은 절삭인서트를 형성시키는 것이다(최신 기술을 사용하여, 절삭인서트는 1 내지 2mm 사이의 작은 두께를 가질 수 있다). 이러한 이유로, 블레이드 텅 및 클램핑 핑거는 홀더 폭의 단지 일부에 해당하는 두께 또는 폭을 갖는다.

이미 공지되어 있는 유형의 해당 절삭공구에서(예를 들어, EP 0568515 참조), 클램핑기구는 위쪽에서 상부 전방부의 보어내로 삽입되고 하부 전방부의 나사구멍에서 단단히 나사결합되는 간단한 스크루의 형태를 가지며, 이에 의하여 상기 스크루 헤드는 상부 전방부의 최상부면으로부터 접근할 수 있다. 이러한 방식은 이웃한 툴 사이의 한정된 공간에서 키를 삽입하고 조작하는 것이 어렵게 되기 때문에 복수의 절삭공구를 동일 평면내에서 서로 근접하게 장착하고자 하는 응용에서는 문제가 있다. 스크루조임시의 만족스럽지 못한 접근성(accessibility)에 대한 단점은, 특히 Swiss Tools라 명명된 종류의 소형 커팅툴에서 특히 두드러진다. 이미 공지된 절삭공구의 또 다른 단점은 조임스크루의 조임토오크 및 이것에 의한 절삭인서트의 클램핑력이 소정의 잘 정의된 방식으로 결정될 수 없다는 점이다.

본 발명의 목적은 이미 공지된 절단 및 홈가공 작업용 절삭공구의 상술된 단점을 해결하고, 개량된 이런 형식의 절삭공구를 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명의 주요 목적은 절삭공구, 즉, 복수의 공구가 서로 근접하게 장착되는 경우에도 키 등의 접근을 용이하게 하는 클램핑기구를 제공하는 것이다. 부가적인 목적은 구조적으로 단순하면서 신뢰할 수 있는 방식으로 작동하는 클램핑기구를 가진, 절삭공구를 제공하는 것이며, 이에 의하여, 단순한 방식으로 절삭인서트상에 정확한 클램핑력이 얻어지며, 보다 정확하게는 절삭공구의 계속적이고 반복적인 교환과 관련되는 이 문제에 대하여 작업자가 정신적 노력을 기울이게 할 필요가 없게 하는 것이다.

도 1 내지 도 3에는, 홀더(1) 및 절삭인서트(2)를 포함하는 절삭공구가 도시되어 있다. 본 예시에서, 홀더(1)는 가늘고 긴 샤프트의 형상을 가지며, 단면형상은 사각형이고, 전방끝단부에 하부 및 상부 전방부(3, 4)가 각각 형성되어 있다. 상기 전방부(3, 4)는 뒷쪽에서 원통의 관통 캐비티(6)로 변형되는 갭(5)에 의하여 이격되어 있다. 홀더(1)는 전체가 강 또는 소정의 고유탄성을 가지고 있는 기타 재료로 제조된다. 상기 갭(5)이 존재하므로, 전방부(3, 4)가 서로에 대하여 선회될 수 있다. 소위 블레이드 텅(blade tongue)(7)은 하부 전방부(3)에 연장되어 형성되어 있다. 클램핑 핑거(clamping finger)(8)는 상부 전방부(4)에 연장되어 형성되어 있다. 블레이트 텅(7)은 클램핑 핑거(8)와 함께 절삭인서트(2)가, 그 안에 조립 및 클램핑될 수 있는 조-형상 시트(jaw-like seat)를 형성한다. 실제로, (절삭인서트(2)와 함께) 블레이드 텅(7) 및 클램프 핑거(8)는 홀더(1) 폭의 단지 일부에 해당하는 두께를 가진다. 따라서, 홀더의 폭은 블레이드 텅 및 클램핑 핑거의 두께보다 5 내지 20배에 이른다.

도면에서, 참조부호 9는 홀더의 저면을 나타내는 한편, 참조부호 10은 상부 전방부(4)의 최상면을 나타낸다. 홀더에서 대향하고 있는 2개의 긴 측면은 참조부호 11로 표기되어 있다. 전방에서, 홀더는 전체가 참조부호 12로 표기되어 있는 전방면을 가지며, 상기 전방면은 상부 및 하부 전방부상에 복수의 부분면(참조부호 없음)으로 형성되어 있다.

지금까지 기술된 절삭공구에 대해서는 이미 기본적으로 공지되어 있다.

본 발명에 따르면, 툴은 클램핑기구를 포함하며, 상기 툴의 주요 구성요소는 당김막대(drawbar)(13) 및 조임스크루(14)로 이루어져 있다. 당김막대(13)는 가늘고 긴 샤프트(16) 및 헤드(17)로 구성되어 있다. 샤프트(16)는 매끄러운 외피면을 가진 원통부(19) 및 헤드(17)의 반대쪽 끝단부에 수나사부(18)를 포함한다. 헤드(17)에는 원통면(21)으로 변형되는 원뿔면(20)이 형성되어 있다. 보다 정확하게는, 상기 원뿔면(20)은 잘린 원뿔형이며, 원통부(19)에 인접한 좁은 끝단부 및 상기 원통면(21)에 인접한 좁은 끝단부 사이에서 연장되어 있다. 원뿔의 각은 가변적이지만, 상기 예시에서는 45°이다(이중 원추각(double cone angle) = 90°).

조임스크루(14)에는 수나사부(22) 및 키 그립(key grip)(23)이 형성되어 있으며, 상기 키 그립은 스크루의 일 끝단부 안쪽에서 포트를 형성한다(ports). 대향 끝단부에서, 상기 스크루는 원뿔대면의 형상으로 원뿔면(24)을 형성하고, 상기 원뿔대면의 가는 끝단부는 스크루의 기하학적 중심축선에 수직하게 연장되어 있는 평면 끝단면(25)으로 변형된다.

당김막대(13)는, 한쪽은 수나사부(18)로 다른 한쪽은 전방부(4)의 홀(26)내의 암나사부(참조부호 없음)로 형성되어 있는 나사결합조인트에 의하여 전방부 중의 하나, 즉, 상부 전방부(4)에 고정된다. 본질적으로는 전방부(4)의 최상면(10)으로부터 소정 거리에서 끝나도록 상기 홀을 형성시키는 것도 실행가능하지만, 본 예시에서, 상기 홀(26)은 관통홀이다. 당김막대를 또다른 방식, 예를 들어, 전방부(4) 최상면의 가압된 너트에 의하여 고정시키는 것도 실행가능하다.

당김막대 샤프트(16)의 원통부(19)는 하부 전방부(3)의 원통형 보어(27)내에 서 전후방향으로 움직일 수 있다. 상기 보어(27)는 원뿔면 및 원통면에 의하여 경계지워진 중공공간(hollow space)(28)으로 넓어지며, 상기 중공공간내에 당김막대의 헤드(17)가 수용된다. 중공공간(28)은 홀더의 최저부측(9)안쪽에서 포트를 형성한다.

스크루(14)는 하부 전방부(3)내에 형성되어 있는 암나사부(30)를 가지는 스크루홀(29)에 나사결합된다. 도 1 내지 도 3에 따른 예시에서, 스크루홀(29)의 기하학적 중심축선은 보어(27)의 기하학적 중심축선에 수직하게 연장되어 있으며, 이에 의하여 당김막대 헤드(17)의 원뿔면(20)이 스크루의 원뿔면(24)과 상호작동하도록 배치된다. 스크루 홀(29)은 홀더 전방면(12)의 안쪽에서 포트를 형성하고, 더욱 정확하게는 상기 블레이드 텅으로부터 어느 정도의 거리에 있긴 하지만, 블레이드 텅(7)에 비교적 가깝게 위치한 지점에 형성되어 있다는 점을 더욱 유의해야 한다.

도 2에는, 전방부(3, 4)(및 상기 전방부의 블레이드 텅(7) 및 클램핑 핑거(8))가 최대한으로 갈라져 있는 시작위치에서의 조임스크루 및 당김막대가 도시되어 있다. 이 상태에서는, 절삭인서트(2)가 각각 블레이드 텅 및 클램프 핑거 사이에 형성되어 있는 시트로부터 자유로이 삽입 및 제거될 수 있다. 절삭인서트가 시트에 클램핑되어야 할 때에, 조임스크루(14)가 조여진다. 이에 의하여, 스크루의 원뿔면(24)은 당김막대 헤드(17)의 원뿔면(20)에 대하여 가압되고, 이어서 보어(27)내에서 아래쪽으로 당김막대를 가압하게될 것이다. 이러한 방식으로, 캐비티(6) 부근의 재료의 탄성변형에 의하여 절삭인서트를 시트내에 클램핑시키면서 상부 전방부(4)를 아래쪽방향으로 회전시킨다. 스크루의 평면 끝단면(25)이 당김막대 원통부(19)의 외피면과 만나게 되면, 스크루를 더 조이는 것이 불가능해진다. 이 상태에서, 절삭인서트는 (선택된 재료 및 구조체에 포함된 구성요소의 상이한 기하학적 변수들에 의하여 결정되는) 소정의 최적인장력으로 클램핑된다.

절삭인서트(2)를 해제시키기 위하여 도 2에 따른 시작위치로 클램핑 핑거(8)가 되돌아가야 되면, 조임스크루(14)를 스크루(29)내에서 소정 거리만큼 간단히 풀면 된다.

도 4 및 도 5에는, 당김막대(13)의 보어(27)에 대하여 예각을 이루며 연장되어 있는 스크루홀(29)과 관련한 대안적인 실시예가 도시되어 있다. 당김막대 헤드의 원뿔면(20)의 원뿔각이 45°라면, 스크루홀(29)과 보어(27)간의 선단각(nose angle)은 45°가 되어야 한다. 이 경우에, 스크루의 평면 끝단면(25)은 헤드의 원뿔면(20)에 대하여 가압될 것이다. 상술된 실시예에서와 동일한 방식으로, 조임스크루가 도 4에 따른 시작위치로부터 도 5에 따른 클램핑위치로 조여지면, 당김막대는 부속보어내에서 아래쪽으로 당겨질 것이다. 스크루의 원뿔면(24)이 당김막대의 원통부(19)의 외피면과 만나는 때에, 상술된 것과 동일한 방식으로 소정의 최적클램핑력에 도달하게 된다.

본 발명은 상술되고, 도면으로 예시된 실시예로만 제한되는 것은 아니다. 따라서, 나사홀이 홀더의 2개의 긴 측면 중 어느 하나에서 포트를 형성하도록, 조임스크루용 나사구멍을 위치시키는 것이 가능하다. 또한, 상기 예시에서 나타난 바와 같이, 홀더의 하부 전방부 대신에 상부 전방부에 조임스크루 및 당김막대의 헤드를 조립시키는 것도 실행가능하다. 나사결합조인트에 의한 것과는 또다른 방식으로 전 방부 중 하나에 당김막대를 고정시키는 것 또한 실행가능하다.

본 발명에 의해서, 복수의 절삭공구가 서로 근접하게 장착되는 경우에도 키 등의 접근을 용이하게 하고, 구조적으로 단순하면서 신뢰할 수 있는 방식으로 작동하는 클램핑기구가 얻어진다. 이러한 절삭공구를 사용함으로써, 절삭인서트는 단순한 방식으로 정확한 클램핑력을 얻을 수 있으며, 절삭공구의 계속적이고 반복적인 교환작업이 필요한 때에도 작업자는 별다른 정신적 노력을 기울일 필요가 없게 된다.

Claims

블레이드 텅(7) 및 클램핑 핑거(8) 사이에 있는 시트에 클램핑할 수 있는 좁은 절삭인서트(2)용 홀더를 포함하며, 상기 블레이드 텅 및 클램핑 핑거는 홀더의 하부 및 상부 전방부(3, 4)의 연장부로 연장됨에 의하여, 상기 전방부는 상기 블레이트 텅 및 상기 클랭핑 핑거보다는 더 두꺼우며, 상기 전방부를 선회시킬 수 있는 갭(5)에 의하여 이격됨에 의하여 시작위치로부터 서로를 향하는 방향으로, 홀더내에 조립된 클램핑기구에 의하여, 블레이드 텅과 클램핑 핑거 또한 각각 선회시킬 수 있는 절단 및 홈가공 작업(parting and grooving operation)용 절삭공구에 있어서,

상기 클램핑기구는 한편으로는, 일 끝단부가 전방부(4)에 고정되고, 반대쪽 끝단부는 제2전방부(3)의 보어(27)내에서 이동가능하고 원뿔면(20)을 갖는 헤드(17)를 구비하여 형성되는 당김막대(13)를 포함하고, 다른 한편으로는, 상기 보어(27)에 대하여 소정 각을 이루며 연장되고, 상기 제2전방부(3)내에 포트를 형성하는(porting) 스크루홀(29)내의 암나사부(30)와 맞물리는 수나사부(22)를 갖는 조임스크루(14)를 포함하여, 상기 조임스크루가 조이고 있는 동안에는 안쪽 끝단부가 상기 헤드의 상기 원뿔면(20)에 대하여 가압될 수 있는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
제1항에 있어서,

상기 스크루(14)의 상기 안쪽 끝단부에는 원뿔대면 형태의 원뿔면(24)이 형성되어 있으며, 그것의 좁은 부분은 평면 끝단면(25)으로 변형되는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 스크루홀(29)은 상기 당김막대(13)용 상기 보어(27)에 수직하게 연장됨에 의하여, 상기 스크루의 상기 원뿔면(24)은 상기 당김막대 헤드(17)의 상기 원뿔면(20)과 맞닿도록 배치되는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 스크루홀(29)은 상기 당김막대(13)용 상기 보어(27)에 대하여 소정의 예각을 이루며 연장됨에 의하여, 상기 스크루의 상기 평면 끝단면(25)은 상기 당김막대의 상기 헤드(17)의 상기 원뿔면(20)과 맞닿도록 배치되는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 스크루홀(29)은 상기 홀더(1)의 전방면(12)내에서 포트를 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 당김막대(13)는 나사결합조인트에 의하여 상기 전방부(4) 중 하나에 고정되는 것을 특징으로 하는 절삭공구.