KR101025355B1 - 절삭 인서트 고정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절삭 인서트를 툴 홀더에 고정하는 절삭 인서트 고정장치에 관한 것이다. 본 발명의 내부장착공동을 포함하는 툴 홀더와, 절삭인서트의 관통 구멍에 삽입되는 클램프부와 내부장착공동에 설치되는 레버부를 포함하는 클램프 레버와, 클램프 레버의 레버부를 가압하여 절삭 인서트를 툴 홀더에 고정시키는 고정나사를 포함한다. 고정나사는 툴 홀더의 측면부터 내부장착공동까지 아래로 경사져서 연장되는 구멍에 나사체결 되며, 고정나사의 일단부에는 고정나사의 회전축에 수직인 가압면이 형성되고, 클램프 레버의 레버부의 측면에는 상기 고정나사의 가압면과 접촉하는 경사면이 형성된다. 본 발명의 절삭 인서트 고정장치에 의하면 절삭 인서트를 툴 홀더에 견고하게 지지할 수 있다.
절삭 인서트 고정장치, L자형 클램프 레버, 고정나사, 클램프, 레버

Description

절삭 인서트 고정장치{DEVICE FOR FIXING CUTTING INSERT}
본 발명은 절삭 인서트를 툴 홀더에 고정하는 절삭 인서트 고정장치에 관한 것이다.
도1에 도시된 바와 같이 관통 구멍을 갖는 절삭 인서트(1)를 툴 홀더(3)의 지지 시트(9)에 고정시키기 위해 L자형 클램프 레버(7)와 이를 가압하는 고정나사(5)를 이용하는 절삭 인서트 고정장치가 알려져 있다.
일본 특허 제2877140호는 그러한 종래의 절삭 인서트 고정장치로서 도2 및 도3에 도시된 절삭 인서트 고정장치를 개시하고 있다. 툴 홀더(3)의 내부장착공동(10)에 L자형 클램프 레버(7)가 설치된 후 절삭 인서트(1)가 툴 홀더(3)의 지지 시트(9)에 위치된다. 이 때, 절삭 인서트(1)의 관통 구멍(1a)으로 클램프 레버(7)의 클램프부(7a)가 삽입된다. 툴 홀더(3) 측면에는 내부장착공동(10)까지 연장하는 고정나사 체결 구멍(8)이 형성된다. 고정나사 체결 구멍(8)에 고정나사(5)를 삽입 체결한 뒤, 고정나사(5)를 회전시켜 고정나사(5)를 전진시키면 고정나사(5)의 단부에 형성된 원뿔대의 경사면(5a)이 상기 클램프 레버(7)의 레버부(7b)의 단부와 접촉하고, 경사면(5a)이 클램프 레버(7)의 레버부(7b) 위를 미끄러지면서 가압한 다. 이에 따라, 클램프 레버(7)는 지지부(7c)를 기준으로 시계방향으로 회전하며, 클램프부(7a)가 상기 절삭 인서트(1)의 관통 구멍 (1a) 내벽에 맞닿아 절삭 인서트(1)를 툴 홀더(3) 지지 시트(9) 쪽으로 압착함으로써, 절삭 인서트(1)가 툴 홀더(3)의 지지 시트(9)에 고정된다.
클램프 레버(7)의 클램프부(7a)가 절삭 인서트(1)의 관통 구멍(1a)을 압착하는 클램핑력은 주로 고정나사(5)가 클램프 레버(7)의 레버부(7b)를 아래 방향으로 누르는 것에 의해 발생된다. 클램프 레버(7)의 레버부(7b)를 위에서 아래로 직접 밀어 내릴 수 있도록 고정나사(5)를 툴홀더 상면으로부터 수직 체결하는 것이 이상적이지만, 스위스형 선반과 같이 다수의 툴홀더들이 동시에 사용되고 툴홀더 사이의 간격이 작은 경우에는 공간상의 제약으로 인해서 고정나사(5)를 툴홀더의 측면에 설치할 수 밖에 없다.
그러나, 일본 특허 제2877140호의 클램프 레버(7)에서와 같이 고정나사(5) 단부의 원뿔대 부분의 경사면이 L자형 클램프 레버(7)의 레버부(7b)를 슬라이딩하면서 가압하는 경우, 고정나사(5)의 가압력은 클램프 레버의 레버부(7b)를 지지부(7c) 방향으로 압착하는, 클램핑력과는 실질적인 관계가 없는 힘으로 많이 분배되어 버린다. 그 결과, 고정나사(5)의 가압력이 클램핑에 실질적으로 필요한 레버부(7b)를 아래로 미는 힘으로는 적게 분배되어, 절삭 인서트를 툴 홀더에 견고하게 지지하지 못하는 문제점이 발생한다.
또한, 종래의 L자형 클램프 레버(7)에서는 레버부(7b)와 고정 나사(5)가 서로 선접촉하거나 곡면과 곡면이 서로 상대적인 위치가 이동되면서 접촉하므로, 레 버부(7b)와 고정 나사(5)가 서로 완벽한 면접촉을 달성할 수 없는데, 이 경우 절삭 인서트(1)에 큰 힘이 걸리면 고정나사(5)와 레버부(7b)의 접촉 부분에 심한 슬라이딩이 발생하여 상호 이탈하게 되고 비정상적인 클램핑 상태가 유지되는 문제점이 존재한다.
또한, 고정나사(5)와 레버부(7b)의 접촉 지점에서 나사의 회전에 의해 슬라이딩이 일어나면 마찰에 의해 미세한 마모가 발생한다. 이러한 슬라이딩이 수없이 반복되면 마모 부분이 심해져서 고정나사(5)와 레버부(7b)의 접촉 지점이 변동하게 된다. 이 경우 클램핑 상태에서의 두 부품의 상대적인 위치가 변화하므로 의도하지 않았던 비정상적인 클램핑 상태로 유지된다.
본 발명은 종래 기술의 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고정나사의 가압력이 실질적인 클램핑력으로 전환되는 비율을 높이고, 절삭인서트에 큰 힘이 걸릴 때 고정나사와 레버부의 접촉 지점에서의 슬라이딩을 방지하고, 고정나사와 레버부의 접촉부분이 마모되더라도 고정나사와 레버부의 상호 위치가 변하지 않는 절삭인서트 고정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치는 절삭 인서트 지지 시트와, 상기 지지 시트의 일부를 통해 개방되는 내부장착공동을 포함하는 툴 홀더와, 절삭 인서트의 관통 구멍에 삽입되는 클램프부와 상기 내부장착공동에 설치되는 레버부를 포함하는 클램프 레버와, 상기 클램프 레버의 레버부를 가압하여 상기 절삭 인서트를 툴 홀더에 고정시키는 고정나사를 포함한다. 상기 고정나사는 상기 툴 홀더의 측면부터 상기 내부장착공동까지 아래로 경사져서 연장되는 구멍에 나사체결된다. 상기 고정나사의 일단부에는 고정나사의 회전축에 수직인 가압면이 형성되고, 상기 클램프 레버의 레버부의 측면에는 상기 고정나사의 가압면과 접촉하는 경사면이 형성된다.
클램프 레버 레버부의 경사면의 경사각도는 20도 내지 70도, 바람직하게는 50도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치에서, 툴 홀더의 고정나 사 체결 구멍은 상기 툴 홀더의 양 측면에 각각 형성되며, 상기 클램프 레버의 레버부 양 측면에는 경사면이 각각 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 절삭 인서트 고정장치는 클램프 레버 레버부의 경사면과 클램프부 사이에 결합되는 스냅링을 더 포함할 수 있다. 스냅링은 폭방향으로 탄성변형가능하고, 상기 클램프 레버가 상기 내부장착공동에 장착되기 전의 스냅링의 최대폭은 상기 내부장착공동의 양 측벽 사이의 거리보다 크다.
본 발명에 의하면, 고정 나사를 툴 홀더 측면에 체결해야 하는 경우, 고정 나사의 가압력이 실질적인 클램핑력으로 전환되는 비율을 높일 수 있어, 절삭 인서트를 툴 홀더에 견고하게 지지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 레버부의 경사면과 고정나사의 가압면이 서로 완전히 면접촉 가능하므로, 절삭 인서트가 클램핑된 상태에서 절삭 인서트에 큰 힘이 걸리더라도 레버부의 경사면과 고정나사의 가압면 사이에 작용하는 마찰력에 의해 면과 면사이의 상호 이탈이 방지되어, 이상적인 클램핑 구조를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 레버부의 경사면과 고정나사의 가압면 중 어느 쪽의 접촉부분이 마모되든 고정나사를 더 죄여주기만 하면 마모되기 전과 같은 이상적인 클램핑 구조를 유지할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치의 분해도이다. 툴 홀더(103)의 선단부에는 절삭 인서트(101)가 위치하게 되는 지지 시트(109)가 형성된다. 지지 시트(109)는 툴 홀더(103) 폭방향으로 배치되는 제1 측면(109a)과 툴 홀더(103) 길이방향으로 배치되는 제2 측면(109b)을 포함한다. 툴 홀더(103)의 선단부 내부에는 L자형 클램프 레버(107)가 삽입되는 내부장착공동(110)이 형성되며, 내부장착공동(110)은 지지 시트(109)의 일부분을 통해서 개방된다. 내부장착공동(110)은 고정나사 체결 구멍(108)과 연통된다. 고정나사 체결 구멍(108)은 툴 홀더(103)의 측면으로부터 내부장착공동(110)까지 아래로 경사져서 연장된다.
도5 및 도6에는 본 발명의 일실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치에서, 고정나사(105)가 L자형 클램프 레버(107)를 가압하여 절삭 인서트(101)가 클램핑된 모습이 도시된다.
L자형 클램프 레버(107)와 닿는 고정나사(105)의 단부에는 고정나사(105)의 회전 축과 수직하는 가압면(105a)이 형성된다. 고정나사 체결 구멍(108)은 툴 홀더(103)의 측면으로부터 내부장착공동(110)까지 아래로 경사지게 연장되며, 이에 체결되는 고정나사(105)도 비스듬히 아래로 경사지게 장착된다.
L자형 클램프 레버(107)는 세로로 연장하는 클램프부(107a)와 가로로 연장하는 레버부(107b)를 포함한다. 클램프부(107a)의 단부는 절삭 인서트(101)의 관통 구멍(101a)에 삽입된다. 레버부(107b)의 측면에는 고정나사(105)의 가압면(105a)과 맞닿는 경사면(107d)이 형성된다.
고정나사(105)가 L자형 클램프 레버(107)의 레버부(107b) 경사면(107d)을 밀 면서 가압하면, L자형 클램프 레버(107)가 지지부(107c)를 기준으로 시계 방향으로 회전하여 클램프부(107a)의 단부가 절삭 인서트(101)의 관통 구멍(101a) 내면을 가압한다. 이에 따라, 절삭 인서트(101)가 툴 홀더(103)의 지지 시트(109)에 고정된다.
도7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 절삭 인서트 고정 시 발생하는 클램핑력에 대해서 설명한다. 고정나사(105)의 가압면은 고정나사(105)의 진행방향, 즉 고정나사(105)의 회전축에 수직으로 형성된다. L자형 클램프 레버(107)가 회전하여 클램프부(107a)의 단부가 절삭 인서트(101)의 관통 구멍 내면에 닿을 때, L자형 클램프 레버(107)의 경사면 (107d)은 고정나사(105)의 회전축과 수직이 되도록 형성된다. 이 때, 클램프 레버(107)의 경사면(107d)은 고정나사(105)의 가압면(105a)과 면접촉한다. 이 상태에서 고정나사(105)를 조여 발생되는 가압력은 L자형 클램프 레버(107)의 레버부(107b)에 전달되며, 이러한 가압력은 실질적으로 모두 레버부(107b)를 아래로 미는 힘(Fd)과 레버부(107b)를 측방향으로 미는 힘(Fb)으로 분배되며, 레버부(107b)를 지지부(107c) 쪽으로 압착하는 힘으로는 분배되지 않는다. 레버부(107b)를 아래로 미는 힘(Fd)에 의해 L자형 클램프 레버(107)는 지지부(107c)를 중심으로 시계 방향으로 회전되며, 클램프부(107a)가 절삭 인서트(101)를 툴 홀더(103)의 지지 시트 측면들(109a, 109b) 사이로 압착한다. 한편, 레버부(107b)를 측방향으로 미는 힘(Fb)은 고정나사(105)를 측면에서 아래로 비스듬히 배치하기 때문에 필연적으로 발생하지만, 실질적으로 클램핑력으로 이용되지는 않는다. 레버부(107b)를 아래로 미는 힘(Fd)과 레버부(107b)를 측방향으로 미는 힘(Fb)의 분배 비율은 레버부(107b)의 경사면(107d)의 경사진 각도와 고정나사(105)의 회전축의 방향을 바꾸어서 조절할 수 있다. 레버부(107b) 경사면(107d)의 측면으로부터의 경사각은 대략 20도 내지 70도 범위에서 설정되며, 바람직하게는 대략 50도로 설정된다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 고정나사(105)의 가압력이 L자형 클램프 레버(107)의 레버부(107b)를 지지부(107c) 쪽으로 압착하는 힘으로는 거의 전환되지 않기 때문에 레버부(107b)를 아래 방향으로 미는 힘으로 많이 분배되고, 그 결과 고정나사(105)의 가압력이 클램핑력으로 전환되는 비율이 높아진다.
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치를 도시한다. 본 실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치는, 툴 홀더의 고정나사 체결 구멍(108, 118)이 툴 홀더(103)의 양 측면에 각각 형성되고, 이에 대응하여 클램프 레버(107)의 레버부의 경사면도 레버부의 양 측면에 각각 형성된다. 이를 제외한 타 구성은 제1 실시예와 동일하다. 본 실시예에 의하면 툴 홀더(103)가 특수한 작업 위치에 있어 한쪽 측면의 체결 구멍(108)을 통해서 고정나사(105)를 체결하기 어려운 경우, 반대편 측면에 형성된 체결 구멍(118)을 통해서 고정나사(105)를 체결하여 절삭 인서트(101)를 클램핑할 수 있어 작업 효율 및 다양성을 향상시킬 수 있다.
도9에는 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예의 절삭 인서트 고정장치에 장착될 수 있는 스냅링(120)이 도시된다. 스냅링(120)은 스프링강으로 이루어진 판을 절곡하여 형성되며, 상부 일부는 개방된다. 스냅링(120)은 클램프 레버(107)의 레버부(107b)의 경사면(107d)과 클램프부(107a) 사이에 결합된다. 스냅링(120)은 폭 방향으로 탄성변형가능하고, 클램프 레버(107)가 내부장착공동(110)에 장착되기 전의 스냅링(120)의 최대폭은 내부장착공동(110)의 양 측벽 사이의 거리보다 크다. 따라서, 스냅링(120)을 장착한 클램프 레버(107)가 내부장착공동(110)에 끼워지면 스냅링(120)은 폭이 줄어들도록 탄성변형되어 내부장착공동(110)의 측벽에 접촉한다. 이때, 내부장착공동(110)의 측벽과의 사이에서 발생하는 마찰력에 의해서 클램프 레버(107)가 내부장착공동(110)으로부터 이탈하는 것이 방지된다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 이로부터 다양한 변형 실시가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 일실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치는 고정 나사의 가압력이 L자형 클램프 레버의 지지부 쪽으로 L자형 클램프 레버를 압착하는 힘으로는 실질적으로 분배되지 않지만, 경사면의 방향을 일부 조정하여 고정 나사의 가압력 중 일부만이 L자형 클램프 레버의 지지부 쪽으로 L자형 클램프 레버를 압착하는 힘으로 분배되게끔 할 수 있다. 또한, 절삭 인서트 지지 시트의 측벽의 위치 및 형상은 절삭 인서트의 형상 및 클램핑 위치에 따라 달라질 수 있다. 이러한 변형은 당업자에게 자명한 사항에 지나지 않는다.
도1은 종래의 절삭 인서트 고정장치의 분해도.
도2는 종래의 절삭 인서트 고정장치의 평면도.
도3은 종래의 절삭 인서트 고정장치의 측단면도.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치의 분해도.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치의 일부 측단면도.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치의 일부 사시도.
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치에서의 힘의 분배를 도시하는 도면.
도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 인서트 고정장치.
도9는 본 발명의 절삭 인서트 고정장치의 스냅링을 도시하는 도면.

Claims (5)

  1. 절삭 인서트 지지 시트와, 상기 지지 시트의 일부를 통해 개방되는 내부장착공동을 포함하는 툴 홀더와,
    절삭인서트의 관통 구멍에 삽입되는 클램프부와 상기 내부장착공동에 설치되는 레버부를 포함하는 클램프 레버와,
    상기 클램프 레버의 레버부를 가압하여 상기 절삭 인서트를 툴 홀더에 고정시키는 고정나사를 포함하며,
    상기 고정나사는 상기 툴 홀더의 측면부터 상기 내부장착공동까지 아래로 경사져서 연장되는 구멍에 나사체결 되며,
    상기 고정나사의 일단부에는 고정나사의 회전축에 수직인 가압면이 형성되고, 상기 클램프 레버의 레버부의 측면에는 상기 고정나사의 가압면과 접촉하는 경사면이 형성되는, 절삭 인서트 고정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 클램프 레버 레버부의 경사면의 경사각도는 20도 내지 70도인, 절삭 인서트 고정장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 클램프 레버 레버부의 경사면의 경사각도는 50도인, 절삭 인서트 고정장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서, 상기 툴 홀더의 고정나사 체결 구멍은 상기 툴 홀더의 양 측면에 각각 형성되며, 상기 클램프 레버의 레버부 양 측면에는 경사면이 각각 형성되는, 절삭 인서트 고정장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서, 상기 클램프 레버 레버부의 경사면과 클램프부 사이에 결합되는 스냅링을 더 포함하며, 상기 스냅링은 폭방향으로 탄성변형가능하고, 상기 클램프 레버가 상기 내부장착공동에 장착되기 전의 스냅링의 최대폭은 상기 내부장착공동의 양 측벽 사이의 거리보다 큰, 절삭 인서트 고정장치.
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