KR100932814B1 - 금속 커팅 공구 및 도넛 형태로 제공되는 커팅 플레이트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실질적으로 지지 공구(13)로 이루어진 금속 커팅 공구에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 지지 공구(13)는 커팅 플레이트(10)를 수용하기 위한 리세스를 가지고, 상기 커팅 플레이트(10)는 클램핑 트로프(11)를 가지며, 상기 클램핑 트로프(11)는 클램핑 클로(16)에 의해서 지지 공구(13) 내에서 유지되고, 상기 클램핑 클로(16)는 클램핑 스크류(17)에 의해서 상기 지지 공구(13) 상에 고정되고, 상기 클램핑 클로(16) 상에 압력편(14)이 배치되며, 상기 압력편(14)은 상기 커팅 플레이트(10)를 향하는 하부측에서 캠을 가지고, 상기 캠은 상기 클램핑 트로프(11)와 접촉하며, 상기 클램핑 클로(16)는 상기 압력편(14)을 클램핑 스크류(17)를 향하여 잡아당긴다. 상기 클램핑 트로프(11)는 원형으로 형성되고 중심에 구형 또는 원형의 제 1 융기부(12)를 가지며, 상기 압력편(14) 상에 제공된 캠은 상기 캠에 맞춰진 원형의 제 2 융기부(21)를 포함하고, 상기 원형의 제 2 융기부(21)는 상기 제 1 융기부(12)를 둘러싸면서 상기 클램핑 트로프(11) 내에 단단히 맞물린다.

Description

금속 커팅 공구 및 도넛 형태로 제공되는 커팅 플레이트{METAL CUTTING TOOL AND CUTTING PLATE PROVIDED IN THE SHAPE OF A DONUT}
본 발명은 청구항 1항의 전제부에 따른 금속 커팅 공구 및 관련 커팅 플레이트에 관한 것이다.
종래의 커팅인서트(여기서는 세라믹으로 만들어진 분할형(indexable) 커팅 플레이트)는 매끈한 표면 또는 상이한 클램핑 트로프(clamping trough)를 갖는 커팅 플레이트이며, 상기 커팅 플레이트는 금속 재료를 커팅하기 위해서 지지 공구 내에 단단히 맞물린다. 이러한 매끈한 표면을 갖는 커팅 플레이트의 단점은 클램핑력에 관련하여 지지 공구와의 형상결합 연결이 없다는데 있다. 클램핑 트로프를 갖는 커팅 플레이트의 경우에는 일반적으로 추가의 형상결합 연결이 존재하긴 하지만, 클램핑 트로프 내에서의 클램핑의 결과, 커팅 플레이트는 클램핑 부재에 의해 비교적 작은 영역에 걸쳐서 힘에 대해 매우 크게 하중을 받으며, 이로 인해 커팅 플레이트 내에 응력이 발생하거나 심지어는 파손이 초래될 수도 있다. 또한, 오늘날 존재하는 클램핑 시스템의 경우에는, 하나의 시스템 내에 모든 가능한 형상결합 요소들이 모두 결합되지는 않는다.
EP 0 753 366 B1로부터, 실질적으로 지지 공구로 이루어진 금속 커팅 공구가 공지되어 있으며, 상기 지지 공구는 커팅 플레이트를 수용하기 위한 리세스를 가지며, 상기 커팅 플레이트는 클램핑 트로프를 구비하며, 상기 클램핑 트로프는 클램핑 클로(clamping claw)에 의해서 지지 공구 내에서 유지되고, 상기 클램핑 클로는 클램핑 스크류(clamping screw)에 의해서 지지 공구상에 고정된다. 상기 클램핑 클로 상에 압력편(pressure piece)이 제공되고, 상기 압력편은 커팅 플레이트를 향하는 하부측에서 캠(cam)을 구비하고, 상기 캠은 클램핑 트로프와 밀착한다. 또한, 상기 클램핑 클로는 압력편을 클램핑 스크류의 방향으로 잡아당긴다.
본 발명의 목적은 간단한 부품들을 이용하여 가능한 많은 형상결합 요소들을 하나의 시스템 내에 결합시켜서, 상기 인자들의 조합에 의해 최적의 클램핑 상황을 달성하는 데 있다. 이때 상이한 부품들의 제조공차가 보정되어야만 하고, 제어된 클램핑력 제한부와의 추가의 형상결합 연결이 달성되어야만 하며, 가공력과 반작용하는 부품들의 형태가 사용중에 발생하는 클램핑력 손실을 막기 위한 기초로서 사용되어야 한다.
본 발명에 따르면 상기 목적은 청구항 1항의 특징부에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면 클램핑 트로프는 원형으로 형성되면서, 중심에 구형 또는 원형 융기부를 갖는다. 압력편 상에 제공된 캠은 상기 클램핑 트로프에 맞춰진 원형 링을 포함하고, 상기 원형 링은 융기부를 둘러싸면서 클램핑 트로프 내에 단단히 맞물린다. 그 결과, 지지 공구 내에서 커팅 플레이트의 최적의 맞물림이 보장된다.
바람직한 실시예에서는, 클램핑 클로가 압력편 위쪽에 위치되는 하부측에 구형 융기부를 가지며, 상기 구형 융기부는 압력편 상의 구형 홈 내로 맞물린다.
여기서 바람직하게는 클램핑 클로 상에 제공된 구형 융기부의 반경이 압력편 내에 제공된 구형 홈의 반경보다 크며, 그 결과 외부 에지에 의한 힘 전달이 이루어질 수 있다.
압력편은 스크류에 의해서 클램핑 클로에 간극을 두고 고정된다.
이때 클램핑 클로에 부딪치는 줄밥(filings)으로부터 클램핑 클로를 보호하기 위해서 압력편은 편의상 전방측에 상승부를 갖는다.
바람직하게는 압력편은 경질 금속, HSS 또는 세라믹과 같은 내마모성 재료로 이루어진다.
바람직한 실시예에서, 개방 영역은 압력편 상의 링을 동심으로 둘러싸고, 이러한 개방 영역은 지지면에 의해 동심으로 둘러싸이며, 상기 지지면은 링의 중심을 향하여 각도를 이루어 상승한다.
유리하게 클램핑 클로는 클램핑력 제한부의 형태로 경사면에 의해서 지지 공구 상에서 안내된다.
대안적인 실시예에서는, 클램핑 클로는 두 개의 경사면에 의해서 지지 공구 상에서 안내되며, 상기 두 개의 경사면은 평행하게 연장되고 슬릿에 의해서 서로 분리된다.
유리하게 두 개의 경사면은 클램핑 클로의 종축선에 대해 10°내지 45°의 각도로 연장된다.
유리하게 두 개의 경사면은 원통형 표면을 가지며, 지지 공구는 상기 원통형 표면에 맞춰진 원통형 측면 표면을 갖는다.
바람직한 실시예에서, 커팅 플레이트를 수용하기 위한 리세스를 갖는 지지 공구를 포함하는 칩 성장 커팅 공구에서 사용하기 위한 클램핑 수단은 상기 커팅 플레이트가 클램핑 클로에 의해 상기 지지 공구내에서 유지되는 클램핑 트로프를 구비하고, 상기 클램핑 클로는 클램핑 스크류에 의해 상기 지지 공구에 부착되며, 상기 클램핑 클로 상에 압력편이 배치되고, 상기 압력편은 커팅 플레이트를 향하는 바닥에 클램핑 트로프와 접촉하여 형성되는 캠을 구비하고, 상기 캠은 상기 커팅 공구의 상기 클램핑 트로프 내의 융기부와 맞물리기 위한 원형 링을 포함한다.
본 발명에 따른 커팅 플레이트는 클램핑 트로프를 구비하며, 상기 클램핑 트로프는 원형으로 형성되고, 중심에 구형 또는 원형 융기부를 가지며, 설명된 커팅 공구 내에 설치될 수 있다.
상기 커팅 플레이트는 유리하게 분할형 커팅 플레이트로서 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징들은 하기에 설명되는 도면으로부터 나타난다
도 1은 본 발명에 따른 커팅 플레이트의 사시도이고,
도 2는 커팅 플레이트가 삽입된 커팅 공구의 사시도이며,
도 3은 도 2에 따른 커팅 공구의 분해 사시도이고,
도 4는 도 2에 따른 커팅 공구의 단면도이며,
도 5는 클램핑 클로-압력편-커팅 플레이트의 조합의 확대도이고,
도 6은 클램핑 트로프의 단면도이며,
도 7은 압력편의 상부측의 사시도이고,
도 8은 압력편의 하부측의 사시도이며,
도 9는 클램핑 클로의 사시도이고,
도 10은 클램핑 클로-압력편-커팅 플레이트의 확대된 단면도이다.
도 1은 커팅 인서트 또는 금속공작물의 금속 제거 가공을 위한 분할형 커팅 플레이트로서 형성된 커팅 플레이트(10)를 도시한 것이다. 상기 커팅 플레이트(10)는 중심에 원형 클램핑 트로프(11)를 가지며, 상기 클램핑 트로프의 중심에는 구형 또는 원형의 제 1 융기부(12)가 배치된다. 이러한 클램핑 트로프(11) 및 제 1 융기부(12)는 커팅 플레이트를 적합한 지지 공구상의 적합한 수용부(여기서는 플레이트시트(plate seat)라고 함) 내에 고정시키기 위해서 사용되어야 한다.
도 2는 지지 공구(13)에 클램핑된 상태로 도시된 커팅 플레이트(10)의 사시도이다. 여기서는 특히 압력편(14)(도 3 참조)이 주목되는데, 상기 압력편(14)은 그 하부측에 전술한 커팅 플레이트 내에 제공된 클램핑 트로프에 대향하는 형태를 갖는다. 여기서 클램핑 스크류(17)를 조인 결과로 발생되는 클램핑력은 클램핑 클로(16)를 통해서 커팅 플레이트(10)로 전달된다. 상기 클램핑 클로는 커팅 플레이트 위쪽에 위치되는 하부측에 구형 융기부(18)를 갖게 되는 것이 특징적이며, 상기 구형 융기부(18)는 압력편(14)의 구형 홈(19) 내로 돌출하여서, 스크류(15)에 의해서 간극을 두고 고정된다.
도 4는 플레이트시트의 횡단면을 도시하는데, 이는 클램핑 부재들이 함께 작용하는 것을 보여준다. 클램핑 스크류(17)를 조일 때 클램핑 클로(16)는 하부로 이동되고, 이와 동시에 지지 공구의 유사하게 경사진 면 상에 놓이는 경사면(20)에 의해서 후방으로 슬라이딩한다. 상기 클램핑 클로는, 경사면에 마주하여 놓인 측면상의 구형 융기부(18) 및 결과적으로 발생된 클램핑력에 의해, 구형홈(19)을 통해 압력편(14)에 형상결합으로 연결되기 때문에, 또한 압력편의 제 2 융기부(21)가 커팅 플레이트의 트로프 내부로 형상결합으로 맞물리기 때문에, 플레이트시트 에지 내부로 측방향으로 실행되는 이동은 개별적인 클램핑 부재를 통하여 커팅 플레이트로 전달된다. 이에 관해서는 도 10에서도 알 수 있다. 클램핑 클로의 이러한 지렛대 운동은 클램핑력 제한부(22)에 도달하면 증대된다. 압력편(14)은 커팅 플레이트상에 좀 더 큰 압력을 가하고 지지면(23)에 의해서 커팅 플레이트의 표면을 추가적으로 누른다. 이러한 상호 작용의 두드러진 특징은, 모든 부재의 결합시에 주어진 형태 및 경사면에 의해서 더 이상은 커팅 플레이트가 플레이트시트로부터 빠지는 일이 발생할 수 없다는데 있다.
도 5는 클램핑 클로-압력편-커팅 플레이트의 조합을 확대한 것이다.
도 6은 커팅 플레이트의 원형 트로프(11)의 단면을 도시한다. 상기 트로프(11)의 중심에는 원형 또는 구형의 제 1 융기부(12)가 제공된다. 여기서는 상기 제 1 융기부(12)가 구 형태를 가지며 트로프의 바닥 상에 및 커팅 플레이트 표면의 아래에 놓인다는 사실이 특징적이다. 트로프 윤곽은 횡단면으로 볼 때 원형이고 말하자면 구의 수직축 둘레에서 연장되므로, 이는 미국식 도넛을 굽는 틀을 연상시킨다.
도 7에는 압력편(14)의 상부측이 도시되며, 상기 상부측은 구관(球冠)(19) 또는 구형 함몰부 또는 홈을 갖는다는 것이 특징적이다.
도 8에는 압력편(14)의 하부측이 도시되고, 상기 하부측은 커팅 플레이트 상의 클램핑 트로프에 대향하는 도넛 형태의 제 2 융기부(21)를 갖는다는 것이 특징적이다. 또 다른 특징은 도넛 중심을 향하여 각도를 이루어 상승하는 지지면(23) 및 개방 영역(25)이 제공된다는 것이고, 상기 개방 영역(25)은 커팅 플레이트의 트로프 에지를 표면 접촉, 그로 인한 손상 및 불충분한 시팅(seating)으로부터 보호한다. 이에 관해서는 도 10에서도 알 수 있다.
압력편의 또 다른 특징은, 그것의 재료가 경질 금속, HSS 또는 세라믹과 같은 내마모성 재료이며, 가공중에 형성되는 줄밥으로부터 클램핑 클로를 보호하는 외부 윤곽의 상승부(24)를 갖는다는데 있다(도 7 참조). 구형/구관형 연결부는 또한 클램핑 부재와 커팅 플레이트 간의 제조 공차 및 위치를 보정하기 위해 사용된다.
도 9는 구형 융기부(18)를 갖는 클램핑 클로의 하부측을 도시한다. 또한, 이러한 구의 특징은, 원형/구관형 외부 에지(32)에 의한 힘 전달을 가능하게 하고(도 10 참조), 구관 바닥 및 구의 꼭대기에 점 형태의 하중에 의해 힘 전달이 가능하지 않도록 하기 위해서, 구의 직경이 압력편(14) 내 구관의 직경보다 약간 더 크다는 점이다. 또 다른 특징은 클램핑 클로 상의 경사면(20)이 제공된다는 것이며(도 4 및 도 9 참조), 상기 경사면(20)은 지지 공구 내에 제공된 경사면 위로 안내된다. 이러한 경사면들은 클램핑 스크류를 죌 때 클램핑 부재의 측방 운동을 가능하게 하는 효과를 가지며, 이러한 측방 운동은 커팅 플레이트를 플레이트시트의 에지쪽으로 끌어당길 것이다. 이러한 클램핑 클로는 비교적 작은 치수의 지지 공구를 위한 것이다.
도 11은 설명된 구형 융기부(18)를 갖는 클램핑 클로(16)의 하부측의 또 다른 변형예이다. 이러한 클램핑 클로(16)는 구조 방식으로 인해 비교적 큰 이러한 부재를 설치할 수 있는 치수를 갖는 지지 공구를 위한 것이다. 이러한 클램핑 클로의 특징은 후방 영역에 도 9와는 다른 형태의 경사면(26)을 갖는 점이다. 상기 경사면(26)은, 도 12에서 도시된 바와 같이, 슬릿(27)에 의해 10°내지 45°의 각도로 분리되어서 연장된다. 이러한 두 개의 경사면(26)의 특징은 원통형 표면(28)을 갖는다는 것이다. 이러한 원통형 표면(28)은, 클램핑 스크류를 조일 때 클램핑 클로의 측방 운동뿐만 아니라 상응하는 지지 공구(13) 상의 고유 리세스(29) 내에서 자체 중심화(self-centering)를 달성하는 효과를 갖는다. 이에 관해서는 도 13을 참조하면 된다.
도 13의 지지 공구(13) 상에 제공된 리세스(29)에서는 서로 평행하게 연장되는 두 개의 경사면(30)의 원통형 표면이 특징적이며, 상기 원통형 표면은 클램핑 클로의 원통형 표면(28)보다 약간 더 큰 반경을 갖도록 설계된다. 이로 인해 두 개의 경사면 사이의 대략적인 선접촉 및 접촉될 측방향 원통형 표면(28 및 30)을 따라 자체 중심화 슬라이딩 운동이 가능해진다. 도 14는 클램핑 클로와 지지 공구의 이러한 조합을 횡단면으로 도시한 것이다.

Claims (17)

  1. 지지 공구(13)를 포함하는 금속 커팅 공구로서, 상기 지지 공구(13)가 커팅 플레이트(10)를 수용하기 위한 리세스를 가지고, 상기 커팅 플레이트(10)가 클램핑 트로프(11)를 구비하며, 상기 클램핑 트로프(11)가 클램핑 클로(16)에 의해서 상기 지지 공구(13) 내에서 유지되고, 상기 클램핑 클로(16)가 클램핑 스크류(17)에 의해서 상기 지지 공구(13) 상에 고정되며, 상기 클램핑 클로(16) 상에는 압력편(14)이 배치되며, 상기 압력편(14)이 상기 커팅 플레이트(10)를 향하는 하부측에서 캠을 구비하고, 상기 캠이 상기 클램핑 트로프(11)와 접촉하며, 상기 클램핑 클로(16)가 상기 압력편(14)을 상기 클램핑 스크류(17)의 방향으로 잡아당기는, 금속 커팅 공구에 있어서,
    상기 클램핑 트로프(11)가 원형으로 형성되고 상기 클램핑 트로프(11)의 중심에 구형 또는 원형의 제 1 융기부(12)를 가지며, 상기 압력편(14) 상의 캠이 상기 제 1 클램핑 트로프(11)에 맞춰진 원형의 제 2 융기부(21)로 이루어지고, 상기 제 2 융기부(21)가 상기 제 1 융기부(12)를 둘러싸면서 상기 클램핑 트로프(11) 내에 단단히 맞물리는 것을 특징으로 하는
    금속 커팅 공구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램핑 클로(16)가 상기 압력편(14) 위쪽에 위치되는 하부측에 구형 융기부(18)를 가지며, 상기 구형 융기부(18)가 상기 압력편(14) 상의 구형 홈(19) 내부로 맞물리는 것을 특징으로 하는
    금속 커팅 공구.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 클램핑 클로(16) 상의 구형 융기부(18)의 반경이 상기 압력편(14) 내의 상기 구형 홈(19)의 반경보다 큰 것을 특징으로 하는
    금속 커팅 공구.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력편(14)이 스크류(15)에 의해서 상기 클램핑 클로(16)에 간극을 두고 고정되는 것을 특징으로 하는
    금속 커팅 공구.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력편(14)이 전방측에 상승부(24)를 갖는 것을 특징으로 하는
    금속 커팅 공구.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력편(14)이 경질 금속, HSS 또는 세라믹과 같은 내마모성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    금속 커팅 공구.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력편(14) 상의 제 2 융기부(21)를 개방 영역(25)이 동심으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는
    금속 커팅 공구.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 개방 영역(25)이 지지면(23)에 의해 동심으로 둘러싸이며, 상기 지지면(23)이 상기 제 2 융기부(21)의 중심을 향하여 각도를 이루어 상승하는 것을 특징으로 하는
    금속 커팅 공구.
  9. 삭제
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 클로(16)가 후방 영역의 두 개의 경사면(26)에 의해서 상기 지지 공구(13) 상에서 안내되며, 상기 두 개의 경사면(26)이 평행하게 연장되고 슬릿(27)에 의해서 서로 분리되는 것을 특징으로 하는
    금속 커팅 공구.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 두 개의 경사면이 상기 클램핑 클로의 종축선에 대해 10°내지 45°의 각도로 연장되는 것을 특징으로 하는
    금속 커팅 공구.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 두 개의 경사면(26)이 원통형 표면을 가지며, 상기 지지 공구(13)가 상기 원통형 표면에 맞춰진 원통형 측면 표면(30)을 갖는 것을 특징으로 하는
    금속 커팅 공구.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 커팅 플레이트를 수용하기 위한 리세스를 갖는 지지 공구를 포함하는 칩 성장 커팅 공구에서 사용하기 위한 클램핑 수단으로서,
    상기 커팅 플레이트가 클램핑 클로에 의해 상기 지지 공구내에서 유지되는 클램핑 트로프를 구비하고,
    상기 클램핑 클로가 클램핑 스크류에 의해 상기 지지 공구에 부착되며,
    상기 클램핑 클로 상에 압력편이 배치되고, 상기 압력편이 커팅 플레이트를 향하는 바닥에 클램핑 트로프와 접촉하도록 형성되는 캠을 구비하고,
    상기 캠이 상기 커팅 공구의 상기 클램핑 트로프 내의 융기부와 맞물리기 위한 원형 링을 포함하는
    클램핑 수단.
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