KR100956248B1

KR100956248B1 - 절삭공구의 구조

Info

Publication number: KR100956248B1
Application number: KR1020080047917A
Authority: KR
Inventors: 박성진
Original assignee: 박성진
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2010-05-06
Also published as: KR20090121825A

Abstract

본 발명은 밀링머시인에 사용되는 엔드밀이나 드릴링머시인에 사용되는 드릴 등의 절삭공구의 구조에 관한 것으로서, 밀링머시인, 드릴링머시인 또는 선반 등의 척(chuck)에 물리는 부분으로서 일단부의 내부에는 소정의 길이의 암나사가 형성된 제1몸체부와; 피가공체를 절삭하기 위한 커팅부가 구비되고 상기 제1몸체부의 상기 암나사에 체결되는 제1나사가 형성된 체결부가 구비된 제2몸체부;를 포함하되, 상기 제2몸체부의 체결부는 스틸소재(steel material)로 되어 있고, 나머지는 초경합금으로 되어 있으며, 상기 체결부를 관통하여 상기 제2몸체부의 중심축상으로 상기 체결부에 형성된 나사와는 반대방향의 암나사가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 절삭공구의 구조는, 절삭가공시 제2몸체부의 체결부에 가해지는 충격으로 인한 파단을 방지할 수 있으며, 제1몸체부와 제2몸체부 사이의 체결력을 증대할 수 있을 뿐만 아니라, 절삭가공 도중에 체결부가 제1몸체부와 체결된 상태로 파단이 되더라도 이를 용이하게 분리해 냄으로써 제1몸체부를 폐기하는 일없이 안정적으로 재활용할 수 있게 되는 효과가 있다.

엔드밀,초경합금,고속도강,리코일,취성,나사

Description

절삭공구의 구조{Structure of a cutting tool}

본 발명은 절삭공구의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 밀링머시인에 사용되는 엔드밀이나 드릴링머시인에 사용되는 드릴 등의 절삭공구의 구조에 관한 것이다.

절삭공구는 연강이나 주철 등의 피가공체를 절삭하기 위해 피가공체보다 경도가 큰 소재로 이루어져야 한다. 절삭공구는 일반적으로 텅스텐-코발트분말을 소결처리한 초경합금이 주로 사용되고 있는데, 경도가 대단히 높고 압축강도가 높아 절삭공구로서 널리 사용되고 있다.

이하, 밀링머시인에 사용되는 엔드밀을 예로 들어, 도 1을 참조하여 종래의 기술을 설명한다.

도 1의 엔드밀은 종래의 엔드밀의 구조를 보여주는 분해 단면도로서, 도 1의 엔드밀은, 크게 제1몸체부(1)와 제2몸체부(2)로 분리되어 있으며, 스크류 형상의 커팅부(30)는 제2몸체부(2)에 형성되어 있다.

엔드밀이 제1몸체부(1)와 제2몸체부(2)로 분리되어 있는 이유는, 이를 일체의 하나로 제작하게 되면 커팅부가 마모되거나 파손이 생기면 커팅부를 지지하기 위한 제1몸체부(1)까지도 함께 폐기해야만 하기 때문에, 재료의 절감과 경제적인 측면에서 마모 등의 이유로 교체가 필요한 부분만 폐기하고 나머지부분을 재활용하기 위함이다.

이러한 이유로 커팅부가 형성된 제2몸체부의 일단부에는 제1몸체부와 결합하기 위한 나사(20a)가 형성된 체결부(20)가 마련된다.

또한, 제1몸체부(1)의 내부의 일단부에는 상기 제2몸체부(2)의 체결부(20)의 나사(20a)가 체결되도록 하는 암나사(10a)가 소정의 깊이로 형성되어 있다.

따라서, 절삭가공 중 발생하는 커팅부(30)의 마모나 파손으로 인해 교체가 필요하면 제2몸체부(2)를 제1몸체부(1)와 다시 분리하여 제2몸체부(2)만을 폐기하고 새로운 제2몸체부(2)를 결합하는 방식으로 제1몸체부(1)를 재활용하는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 절삭공구는 다음과 같은 문제가 발생하였다.

첫째, 절삭공구는 모두 초경합금으로 제조되는데, 초경합금은 높은 압축강도와 경도를 가지는 반면에 취성(brittleness)이 매우 높으므로 조그마한 가공상의 충격이 가해지더라도 쉽게 부러지는 경향이 있다.

특히, 일반적인 절삭공구는 제1몸체부(1)와 제2몸체부(2)가 결합되어 있는 구조이기 때문에 절삭가공시 제2몸체부(2)의 체결부(20)에 회전모멘트가 집중되고 이로 인해 체결부(20)의 목(neck)에서 파단이 일어난다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위해서 제2몸체부(2)의 체결부(20)는 인장강도가 초경합금보다 상대적으로 큰 소재로 이루어지는 것이 바람직하다는 결론이 도출된다.

둘째, 상기 첫번째 문제점에서 지적했듯이, 제2몸체부(2)의 체결부(20)의 목부분에서 파단이 생기면 체결부에 형성된 나사가 제1몸체부(1)의 암나사에 체결된 상태에서 이를 빼내야 하는데, 파단된 상태의 체결부(2)를 제1몸체부(1)로부터 빼낼 방법이 적당치 않아 제1몸체부(1)를 재활용하지 못하고 이를 모두 폐기해야 하는 문제가 발생하였다.

셋째, 제1몸체부(1)의 내부의 일단부에 형성된 암나사(10a)와 제2몸체부(2)의 체결부(20)의 나사(20a) 사이의 체결력에 의해 제1몸체부(1)와 제2몸체부(2)가 결합되어 있으나 나사의 피치나 나사산의 개수 등이 적당치 않아 가해지는 하중을 견디지 못하는 문제가 발생하였다. 따라서, 나사와 암나사의 체결강도를 보강하고 각 몸체부를 보호할 수 있는 보강재가 요구되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 제2몸체부의 체결부에 가해지는 충격으로 인한 파단을 방지할 수 있는 절삭공구의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 제2몸체부의 일단부에서 파단이 생기더라도 파단된 부분을 제1몸체부로부터 용이하게 분리해 냄으로써 제1몸체부를 재활용할 수 있는 절삭공구의 구조를 제공하는 것을 목적으로 하며, 또한, 제1몸체부의 암나사와 제2몸체부의 나사 사이의 체결력을 보강할 수 있는 절삭공구의 구조를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절삭공구의 구조는, 밀링머시인, 드릴링머시인 또는 선반 등의 척(chuck)에 물리며 일단부의 내부에는 소정의 길이의 암나사가 형성된 제1몸체부와; 피가공체를 절삭하기 위한 커팅부가 구비되고 상기 제1몸체부의 상기 암나사에 체결되는 제1나사가 형성된 체결부가 구비된 제2몸체부;를 포함하는 절삭공구의 구조에 있어서, 상기 제2몸체부의 체결부는 스틸소재(steel material)로 되어 있고, 상기 체결부를 관통하여 상기 제2몸체부의 중심축상으로 상기 체결부에 형성된 나사와는 반대방향의 암나사가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2몸체부의 체결부는 고속도강(HSS)으로 되고, 나머지는 모두 초경합금으로 된 것이 바람직하다. 다만, 위 제2몸체부의 체결부는 고속도강에 한 정되지 않고, 초경합금과의 결합성이 좋고 필요한 강도 및 내충격성을 가지는 기계적특성이 있는 한 이에 한정되지 않고 사용되어 질 수 있다.

또한, 상기 제1몸체부의 내부에 형성된 암나사와 상기 제2몸체부의 체결부에 형성된 나사 사이에는 체결력강화와 강도보강을 위한 리코일(recoil)이 더 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2몸체부의 체결부에는 상기 제2몸체부의 상기 커팅부에 결합하기 위한 제2나사가 더 형성되고, 상기 제2몸체부의 상기 커팅부의 내부의 일단부에는 상기 제2나사와 체결되도록 하는 암나사가 더 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 스틸소재와 초경합금의 접합기술이 불완전하거나 불필요한 경우에 있어 기계적으로 상기의 문제를 해결하기 위한 방안이 된다.

이하, 본 발명의 절삭공구의 구조를 바람직한 실시예에 의해 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

이하에서 설명하는 도면 및 실시예는 본 발명의 이해를 돕고자 하는 목적일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 하는 것이 아니며, 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서만 정하여 짐은 당연하다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 절삭공구의 구조를 보여주는 분해 단면도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 절삭공구의 구조는 종래의 절삭공구와 같이, 제1몸체부(100)와 제2몸체부(200)가 체결되어 사용된다.

제1몸체부(100)는 밀링머시인이나 드릴링머시인의 척(chuck)에 물리는 부분이며, 내부의 일단부에는 제2몸체부(200)의 체결부(220)와 나사체결되도록 하는 소정 깊이의 암나사(110a)가 형성되어 있다. 이 암나사(110a)의 피치와 나사산의 개수는 제2몸체부(200)의 체결부(220)에 형성된 제1나사(220a)의 피치와 나사산의 개수와 같음은 물론이다.

제2몸체부(200)는 제1나사(220a)와 체결지지부(220b)로 된 체결부(220)와, 피가공체를 절삭하는 스크류형상의 커팅부(230)로 이루어지고, 위 체결부(220)를 관통하여 위 커팅부(230)의 소정깊이까지 중심축상에 형성된 암나사(250)를 포함하고 있다.

본 실시예에 따른 엔드밀의 구조에 있어서, 체결부(220)를 제외한 나머지 부분은 초경합금으로 되어 있으며, 체결부(22)는 고속도강(HSS)으로 되어 있다. 왜냐하면, 고속도강은 초경합금에 비해 인장강도가 크고 충격에 강하며, 출원인의 실험에 의하면 초경합금과의 접합성이 우수한 것으로 판명되었다. 그러나, 초경합금의 취성으로 인한 파단의 위험을 방지하기 위한 목적이라면 고속도강 이외에도 다양한 스틸소재가 사용될 수 있을 것이다.

본 실시예의 엔드밀은, 체결부(220)를 관통하여 위 커팅부(230)의 소정깊이까지 중심축상에 형성된 암나사(250)를 포함하고 있는데, 이는 절삭가공 중에 체결부(220) 또는 커팅부(230)의 일단부에서 파단이 발생하면, 파단된 부분이 제1몸체부(100)의 암나사(110a)에 체결된 상태가 되므로 이를 용이하게 빼내기 위한 구성이다. 만일 체결부(220)를 관통하여 위 커팅부(230)의 소정깊이까지 중심축상에 형성된 암나사(250)가 없이 중실봉의 형태라면 파단이 일어난 후 제1몸체부(100)에 박혀 있는 파단부위를 제거할 방법이 없기 때문이다.

위와 같은 이유로, 본 실시예의 엔드밀은, 제2몸체부(200)의 체결부(220)에 형성된 나사(220a)와는 다른 방향의 암나사, 예를 들면, 체결부(220)에 형성된 나사(220a)는 오른나사이면, 왼나사인 암나사가 형성되어 있기 때문에 설령 파단이 발생하여 제2몸체부(200)의 체결부(220)가 제1몸체부(100)에 박히더라도 별도의 탭 등을 이용해 이를 빼낼 수 있게 되는 것이다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 의한 엔드밀의 구조를 보여주는 분해사시도이다.

도 3에 나타낸 본 실시예에 따른 엔드밀의 구조는, 제1몸체부(100)의 암나사(110a)와 제2몸체부(200)의 체결부(220)에 형성된 제1나사(220a) 사이에 나사의 체결력을 보강하고 외경의 차이로 인한 헐거움을 방지하기 위한 리코일(recoil,R)이 개재된 것을 제외하고는 도 2의 엔드밀의 구조와 동일하다. 위 리코일은 제1몸체부(100)의 암나사(110a)가 부분적으로 파손되어 소망하는 체결력 을 얻을 수 없을 경우에 내경을 확장하는 보오링작업을 한 후, 다시 암나사를 만들어 제1몸체부를 재활용하고자 할 때 확장된 내경으로 인한 헐거움을 방지하는데 특히 유용하다. 일반적으로 리코일(R)은 용수철형상으로 되어 있으나 중공축의 외주면에 나사가 형성된 형상일 수도 있다.

도 4a는, 본 발명의 제3실시예에 의한 엔드밀의 구조를 보여주는 분해단면도이고, 도 4b는 도 4a의 엔드밀 중 제2몸체부(200)의 분해단면도이다.

본 실시예에 의한 엔드밀의 구조와 도 2 및 도 3의 엔드밀의 구조와의 다른 점은, 도 2 및 도 3의 엔드밀의 구조는 스틸소재(특히,고속도강)로 된 체결부(220)가 커팅부(230)의 말단에 접합되어 있는 구조이지만, 본 실시예에 따른 엔드밀의 구조는, 커팅부(230)의 내부 일단부에 암나사(210b)가 형성되어 있고, 위 암나사(210b)에 체결되는 제2나사(210a)가 체결부(220)에 형성되어 있다는 점이다.

이러한 구조는, 스틸(특히,고속도강)과 초경합금의 접합이 용이하지 않거나 접합이 부적당할 경우 이를 기계적 결합으로 해결하기 위함이다.

이와 같은 구조에 상기 설명한 리코일(R)을 사용할 수 있음은 물론이다.

이상, 본 발명의 절삭공구의 구조를 실시예에 따라 설명하였으나, 이는 본 발명의 이해를 돕고자하는 목적일 뿐 본 발명의 범위가 위 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적사상을 벗어나지 않고서도 다양한 변형이나 개조가 이루어질 수 있음은 당연하다. 예를 들어, 초경합금에 접합되거나 체결되는 스틸소재의 종류는 필요에 따라 선택할 수 있는 것이다.

또한, 위 실시예는 밀링머시인에 사용되는 엔드밀에 관해서만 설명하였으나, 드릴링머시인에 사용되는 드릴공구나 선반에 사용되는 바이트구조 등에 사용될 수 있음은 물론이다.

도 1은 종래의 엔드밀의 구조를 보여주는 분해단면도,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 엔드밀의 구조를 보여주는 분해단면도,

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 엔드밀의 구조를 보여주는 분해사시도,

도 4a는 본 발명의 제3실시예에 따른 엔드밀의 구조를 보여주는 분해단면도,

도 4b는 도 4a의 제2몸체부의 분해단면도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1:제1몸체부 2:제2몸체부

10a:암나사 20:체결부

20a:나사 30:커팅부

100:제1몸체부 110a:암나사

200:제2몸체부 220:체결부

220a:제1나사 220b:체결지지부

230:커팅부 250:암나사

210a:제2나사 210b:암나사

Claims

밀링머시인, 드릴링머시인 또는 선반 등의 척(chuck)에 물리는 부분으로서 일단부의 내부에는 소정의 길이의 암나사(110a)가 형성된 제1몸체부(100)와; 피가공체를 절삭하기 위한 커팅부(230)가 구비되고 상기 제1몸체부(100)의 상기 암나사(110a)에 체결되는 제1나사(220a)가 형성된 체결부(220)가 구비된 제2몸체부(200);를 포함하는 절삭공구의 구조에 있어서,

상기 제2몸체부(200)의 체결부(220)는 스틸소재(steel material)로 되어 있고, 나머지는 초경합금으로 되어 있으며,

상기 체결부(220)를 관통하여 상기 제2몸체부(200)의 중심축상으로 상기 체결부(220)에 형성된 상기 제1나사(220a)와는 반대방향의 암나사(250)가 형성된 것을 특징으로 하는 절삭공구의 구조.
제1항에 있어서,

상기 제2몸체부(200)의 체결부(220)가 고속도강(HSS)으로 된 것을 특징으로 하는 절삭공구의 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1몸체부(100)의 내부에 형성된 암나사(110a)와 상기 제2몸체부(200)의 체결부(220)에 형성된 상기 제1나사(220a) 사이에는 체결력 강화와 강도보강을 위한 리코일(recoil)(R)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 절삭공구의 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제2몸체부(200)의 체결부(220)에는 상기 제2몸체부(200)의 상기 커팅부(230)에 결합하기 위한 제2나사(210a)가 더 형성되고, 상기 제2몸체부(200)의 상기 커팅부(230)의 내부의 일단부에는 상기 제2나사(210a)와 체결되도록 하는 암나사(210b)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 절삭공구의 구조.
제3항에 있어서,

상기 제2몸체부(200)의 체결부(220)에는 상기 제2몸체부(200)의 상기 커팅부(230)에 결합하기 위한 제2나사(210a)가 더 형성되고, 상기 제2몸체부(200)의 상기 커팅부(230)의 내부의 일단부에는 상기 제2나사(210a)와 체결되도록 하는 암나사(210b)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 절삭공구의 구조.