KR100903586B1 - 밀링커터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀링커터에 관한 것으로서, 알루미늄 또는 마그네슘합금으로 구성된 본체부와; 상기 본체부에 결합되며 스틸로 구비되며 적어도 하나의 절삭팁을 갖는 절삭부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 무게를 경량화하면서 강도를 유지하여 작업속도와 생산성을 향상시킬 수 있는 밀링커터를 제공할 수 있다.

밀링커터, 경량화, 스틸, 알루미늄

Description

밀링커터{MILLING CUTTER}

본 발명은 밀링커터에 관한 것으로, 구체적으로는 무게를 경량화한 밀링커터에 관한 것이다.

밀링커터는 절삭날이 원주방향을 따라 일정간격으로 배치되며 밀링머신에 장착되어 가공물을 가공한다. 밀링커터는 작업의 종류에 따라 다양한 형태로 마련될 수 있다.

종래 밀링커터는 가공물에 대한 절삭강도를 확보하기 위해 비중이 무거운 스틸재질로 구성되었다. 이에 따라 밀링커터의 중량이 무거우므로 밀링커터를 교체하거나 작업하는 작업자의 신체에 부담이가고, 밀링머신의 주축에 밀링커터를 체결할 때 무게에 의한 처짐이 발생하게 되므로 편심이 발생하는 경우가 있었다. 편심이 발생하는 경우 가공물이 진원으로 가공되지 않고 타원으로 가공되어 가공품질이 저하되는 추가적인 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 가공속도를 낮추어 가공하게 되므로 생산효율이 저하되고 면조도도 떨어지는 문제가 있었다.

상술한 스틸재질의 밀링커터에서 야기되는 문제를 해결하기 위해 비중이 가벼운 알루미늄으로 구성한 밀링커터가 개발되었다.

그러나, 알루미늄 밀링커터는 무게가 가벼우므로 작업자의 체력적 부담이 저하되고 고속가공이 가능한 장점이 있는 반면 밀링커터의 표면경도가 낮아 이상마모가 생기는 문제가 있었다. 또한, 알루미늄의 특성상 밀링커터의 인장강도와 비틀림강도가 낮아 절삭부하를 견디지 못해 비철가공에는 적합하나 주철가공에는 부적합한 제한이 있었다.

또한, 알루미늄 밀링커터의 표면에 인서트팁을 장착하기위해 스크류를 체결할 경우에도 알루미늄이 하중을 견디지 못해 스크류 체결 면적을 넓혀야 하는 제한이 있었다.

한편, 이와 관련하여 미국특허공보 6,488,456에는 절삭부의 작업의 편리성을 위해 스틸절삭부를 별도로 가공하고 이를 스틸바디에 열수축으로 접합하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 관련 공보는 스틸바디와 스틸절삭부라는 동일 재질을 사용한 것으로 단지 절삭부 가공시 가공원가를 줄이기 위한 것으로 경량화와는 관련이 없었다.

또한, 일본공개특허 소57-071717에는 알루미늄 재질의 커터본체에 칩을 삽입하여 부착하는 방식이 개시되어 있다. 관련 공보에 개시된 발명은 커터의 경량화는 가능하나 부착 부위의 강도가 약해 부하전달측면에서 제한이 있어 고속, 정밀가공은 불가능한 구조이다.

또한, 한국공개특허 2007-020521에는 스틸재질의 지지링과 알루미늄재질의 베이스케리어가 결합된 밀링커터가 개시되어 있다. 그러나, 관련 공보에 개시된 밀링커터는 경량화의 목적으로 알루미늄 베이스케리어에 스틸재질의 지지링을 스크류 와 핀으로 고정시킨 구조로 가공시 절삭저항이 스크류와 핀에 집중되어 접착부위에서 탁착이나 물리적인 변형이 발생하 수 있다. 이에 비철 피삭체 가공만 가능하고 정밀, 고속 가공이 불가능한 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로 스틸 밀링커터의 강도와 알루미늄 밀링커터의 가벼움을 동시에 충족시킬 수 있는 밀링커터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 바디와 절삭부를 상호 경사지게 구비하고, 경사면을 따라 열박음에 의해 상호 결합시켜 결합부위를 보강하여 바디와 절삭부의 결합력을 높인 밀링커터를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 밀링커터에 있어서,알루미늄 또는 마그네슘합금으로 구성된 본체부와; 상기 본체부에 결합되며 스틸로 구비되며 적어도 하나의 절삭팁을 갖는 절삭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 본체부는 제1경사면을 가지고 상기 절삭부는 상기 제1경사면에 대응하는 제2경사면을 가지며, 상기 절삭부는 상기 본체부의 제1경사면에 상기 제2경사면이 열박음 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 밀링커터에 의하면 주축에 결합하는 본체부는 비중이 가벼운 제1재질로 구비하여 무게를 경량화하고, 가공물을 가공하는 인서트팁이 부착되는 커팅부는 비중이 무거운 제2재질로 구비하여 충분한 절삭강도를 확보할 수 있는 밀링커터를 제공할 수 있다.

또한, 비철금속인 알루미늄 본체부와 스틸 커팅부를 이종금속간 열박음하여 초고속가공이거나 절삭저항이 매우 큰 피삭체 가공시 발생할 수 있는 착탈이나 접착부위 손상을 방지할 수 있는 밀링커터를 제공할 수 있다.

또한, 본체부와 커팅부에 상호 대응되는 경사면을 두고, 경사면을 상호 열박음하므로 접착부위를 2중으로 보강하여 커팅부의 절삭저항을 알루미늄 바디에 100% 전달이 가능하여 절삭저항을 균일하게 분산시킬 수 있어 비철, 철강재질의 모든 피삭체를 초정밀, 고속가공이 가능한 밀링커터를 제공할 수 있다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀링커터(1)의 구성을 도시한 사시도이고, 도2는 도1의 밀링커터(1)의 분해사시도이고, 도3은 도1의 단면구성을 도시한 복합단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀링커터(1)는 비중이 가벼운 제1재질로 구성된 본체부(100)와, 본체부(100)에 장착되며 제1재질에 비해 비중이 무거운 제2재질로 구성되며 가공물을 절삭가공하는 커팅부(200)를 포함한다.

본체부(100)는 밀링머신(미도시)의 주축(미도시)에 결합되어 커팅부(200)가 승강 및 회전운동하여 가공물을 가공하도록 커팅부(200)를 지지한다. 본체부(100)는 소정 직경을 가지며 밀링머신(미도시)의 주축(미도시)에 결합하는 본체(110)와, 본체(110) 보다 작은 직경을 가지며 후술할 커팅부(200)의 내경에 삽입되어 본체(110)와 커팅부(200)를 상호 결합시키는 결합부(120)를 포함한다.

결합부(120)에는 일정 간격으로 후술할 측면고정부(250)와 하부고정부(240)에 각각 결합된 나사영역이 수용되는 측면고정나사수용부(121)와 하부고정나사수용부(123)가 마련된다. 결합부(120)의 외면은 축방향에 대해 소정각도 경사지게 구비되어 단면형상이 원불형상이 되도록 마련된다. 즉, 결합부(120)의 외면은 축방향에 대해 소정각도 경사진 제1경사면(130)을 갖는다. 제1경사면(130)은 후술할 커팅부(200) 의 제2경사면(260)과 상호 대응되게 구비되며 열박음에 의해 결합된다.

본체(110)와 결합부(120)는 비중이 가벼운 제1재질로 일체로 마련되며 밀링커터(1) 전체의 무게를 경량화한다. 이를 위해 제1재질은 비중이 작은 알루미늄합금 또는 마그네슘 합금으로 마련되는 것이 바람직하다.

커팅부(200)는 본체부(100)에 결합되며 가공물과 접촉하며 가공물의 표면을 가공한다. 커팅부(200)는 본체부(100)를 형성하는 제1재질에 비해 비중이 큰 제2재질로 구비되어 제1재질의 취약한 강도를 보강한다. 이를 위해 제2재질은 스틸로 마련되는 것이 바람직하다. 그러나 이는 일례일 뿐이며 경우에 따라 스틸 보다 비중이 더 큰 재질로 마련될 수도 있다.

커팅부(200)는 결합부(120)에 결합되는 스틸재질의 환형의 커팅본체(210)와, 커팅본체(210)의 외주연에 일정간격으로 결합되며 가공물의 표면을 절삭하는 절삭팁(220)과, 절삭팁(220)이 커팅본체(210)에 고정되도록 절삭팁(220)의 측면과 하측을 지지하는 측면고정부(250)와 하부고정부(240)를 포함한다.

커팅본체(210)는 도2에 도시된 바와 같이 일정직경 관통형성된 링형상으로 구비된다. 커팅본체(210)는 결합부(120)의 외경에 끼워맞춤되어 본체부(100)에 결합된다. 여기서, 커팅본체(210)의 외주면은 결합부(120)의 제1경사면(130)에 대응되는 제2경사면(260)을 갖도록 구비된다.

여기서, 커팅본체(210)는 가공물 가공시 본체부(100)와 별도로 회전하거나 겉돌지 않도록 하기 위해 본체부(100)에 열박음, 융착 또는 단조를 통해 결합된다. 이 때, 제1경사면(130)과 제2경사면(260)이 상호 열박음에 의해 결합될 경우 열박 음시 발생되는 팽창력으로 인해 본체부(100)와 커팅본체(210)가 일체로 결합될 수 있어 커팅부(200)의 절삭저항을 본체부(100)에 100% 전달할 수 있다.

여기서, 측면고정부(250)와 하부고정부(240)는 단부영역으로 연장형성되어 커팅본체(210)와 결합부(120)에 수용되는 나사영역을 포함한다. 측면고정부(250)와 하부고정부(240)는 각각 일영역에 절삭팁(220)의 형상과 대응되는 경사면을 포함하며 경사면이 절삭팁(220)의 측면과 하면에 접촉하며 절삭팁(220)이 커팅본체(210)에 장착되도록 한다.

한편, 커팅부(200)의 개방된 영역은 커버부(300)에 의해 커버된다. 커버부(300)는 도2에 도시된 바와 같이 커버본체(310)와, 커버본체(310)의 상면에 구비되어 커팅부(200)의 개방된 영역을 커버하는 커버(320)와, 커버본체(310)의 하부영역에 마련되어 밀링머신(미도시)의 주축(미도시)에 결합되는 주축결합부(330)를 포함한다.

여기서, 주축결합부(330)의 형상은 밀링커터(1)의 종류와 밀링머신(미도시)의 종류에 따라 상호 대응되게 변경될 수 있다.

도4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀링커터(1)의 가공물 가공과정을 도시한 예시도이다.

도시된 바와 같이 밀링커터(1)는 본체부(100)가 주축(미도시)에 의하 화살표 방향으로 회전하며 이동할 경우 절삭팁(220)이 가공물(M)의 표면을 절삭한다. 이 때, 주축(미도시)과 결합한 본체부(100)는 비중이 가벼운 재질로 구성되므로 작업자와 밀링머신(미도시)에 부담을 주지 않는다. 한편, 절삭팁(220)이 결합된 커팅부(200)는 비중이 큰 스틸로 구비되므로 절삭팁(220)의 장착시 충분한 하중이 받쳐 주며, 가공물(M)의 가공시 가공물의 재질에 관계없이 가공을 할 수 있다.

또한, 본체부(100)와 커팅부(200)가 상호 대응되는 경사면이 열박음되어 일체화되므로 스틸재질의 밀링커터의 장점인 경도, 강도를 지니면서 알루미늄 밀링커터의 장점인 경량화를 동시에 실현할 수 있다. 또한, 경사면을 통한 열박음에 의해 본체부(100)와 커팅부(200)의 결합력이 높으므로 커팅부(200)의 절삭저항을 본체부(100)로 100% 절달이 가능하여 절삭저항을 균일하게 분산시킬 수 있어 비철, 철강재질의 모든 피삭체를 초정밀, 고속가능이 가능한 내마모성, 내구성을 지닐 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에서는 밀링커터가 가공물의 표면을 가공하는 페이스커터(face cutter)인 것으로 설명하였으나, 이는 일실시예일 뿐이며 여타 종류의 밀링커터에도 모두 적용될 수 있음을 밝힌다.

이상에서 설명된 본 발명의 밀링커터의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀링커터의 구성을 도시한 사시도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀링커터의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,

도 3은 도1의 밀링커터의 단면구성을 도시한 복합단면도,

도 4는 본 발명에 따른 밀링커터의 동작과정을 도시한 예시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 밀링커터 100 : 본체부

200 : 커팅부 300 : 커버부

Claims (2)

1. 밀링커터에 있어서,

   알루미늄 또는 마그네슘합금으로 구성된 본체부와;

   상기 본체부에 결합되며 스틸로 구비되며 적어도 하나의 절삭팁을 갖는 절삭부를 포함하며;

   상기 본체부는 제1경사면을 가지고 상기 절삭부는 상기 제1경사면에 대응하는 제2경사면을 가지며, 상기 절삭부는 상기 본체부의 제1경사면에 상기 제2경사면이 열박음 결합되는 것을 특징으로 하는 밀링커터.
2. 삭제

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