KR101073676B1

KR101073676B1 - 스토퍼를 구비하는 회전공구

Info

Publication number: KR101073676B1
Application number: KR1020080123574A
Authority: KR
Inventors: 박순섭; 이재설
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2011-10-14
Also published as: KR20100064923A

Abstract

본 발명은 주축에 장착시 주축의 회전중심과 절삭부분의 회전중심을 일치시켜 가공오차를 최소화할 수 있는 스토퍼를 구비하는 회전공구에 관한 것으로, 본 발명에 따른 스토퍼를 구비하는 회전공구는 회전에 의해 가공대상물을 절삭가공하는 것으로, 상기 가공대상물의 가공면에 접촉하는 절삭부와, 상기 절삭부로부터 연장되며 상기 절삭부에 회전력을 전달할 수 있도록 상단이 공작기계의 주축에 체결되는 생크부와, 상기 주축의 회전중심과 상기 절삭부의 회전중심이 일치하도록 상기 생크부의 외주면으로부터 반경방향으로 소정길이 돌출되며, 상면이 상기 주축의 하면에 접촉하는 스토퍼를 포함한다.

본 발명은 스토퍼를 통해 회전공구의 회전중심과 주축의 회전중심을 용이하게 일치시켜 회전공구에 의한 가공대상물의 가공정밀도를 향상시킬 수 있으며, 스토퍼의 구조가 간단하여 회전공구의 생산이 용이한 이점이 있다.

회전공구, 편심방지, 스토퍼

Description

스토퍼를 구비하는 회전공구 {Turning tool with stopper}

본 발명은 스토퍼를 구비하는 회전공구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주축에 장착시 주축의 회전중심과 절삭부분의 회전중심을 일치시켜 가공오차를 최소화할 수 있는 스토퍼를 구비하는 회전공구에 관한 것이다.

일반적으로 절삭공구는 회전되는 주축에 장착되어 주축의 회전에 연동되어 함께 회전하면서 가공대상물의 접촉부분을 절삭함으로써 가공대상물을 목적한 바에 따라 절삭 가공하는데 사용된다.

이러한 절삭공구는 회전력을 통해 가공이 이루어지므로 회전공구라고도 칭하는데, 종래에는 회전공구가 세 개 이상의 반경방향으로 배향된 스크루에 의해 주축에 장착되었다.

회전공구를 주축에 장착할 때 유의해야 할 부분 중 하나는 주축의 회전중심과 회전공구의 회전중심을 일치시키는 것이다.

회전공구가 주축에 잘못 장착되면 회전공구의 회전중심축이 주축의 회전중심축과 소정각도 어긋난 상태로 연장되거나, 편심된 상태로 결합될 수 있다.

이렇게 주축과 회전공구의 회전중심이 일치하지 않게되면, 고속으로 회전하 는 주축의 내부에서 원심력이 발생하여 회전공구의 진동을 유발하게 되며, 회전공구의 진동은 공구마모의 증가, 치핑유발, 가공정밀도 저하와 같은 문제점들을 유발시키게 된다.

특히 초정밀가공에 사용되는 회전공구의 경우 이러한 회전중심의 불균일은 가공정밀도가 매우 중요한 초정밀가공을 불가능하게 만드는 요인이 된다.

따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있도록 구조가 단순하면서도 주축와 회전공구의 회전중심을 용이하게 일치시킬 수 있는 회전공구에 대한 요구가 끊임없이 제기되었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 간단하게 회전공구의 회전중심과 주축의 회전중심을 일치시켜 회전공구와 주축의 회전중심의 불균일에 따른 가공오차 발생을 최소화할 수 있는 스토퍼를 구비하는 회전공구를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스토퍼를 구비하는 회전공구는 회전에 의해 가공대상물을 절삭가공하는 것으로, 상기 가공대상물의 가공면에 접촉하는 절삭부와, 상기 절삭부로부터 연장되며 상기 절삭부에 회전력을 전달할 수 있도록 상단이 공작기계의 주축에 체결되는 생크부와, 상기 주축의 회전중심과 상기 절삭부의 회전중심이 일치하도록 상기 생크부의 외주면으로부터 반경방향으로 소정길이 돌출되며, 상면이 상기 주축의 하면에 접촉하는 스토퍼를 포함한다.

상기 생크부에는 제1 핀고정홀이 형성되어 있으며, 상기 스토퍼는 상기 생크부에 착탈 가능하게 결합될 수 있도록 상면에 상기 주축의 하단에 접촉하는 접촉부가 형성되어 있으며 상·하면을 관통하는 관통홀이 마련된 바디와, 상기 생크부가 상기 관통홀을 통과하여 상기 바디에 관통 결합되었을 때, 상기 바디와 상기 생크부를 상호 고정 결합시키는 고정부를 구비하되, 상기 고정부는 상기 바디의 외주면으로부터 내주면으로 관통된 제2 핀고정홀을 통과하여 상기 생크부의 제1 핀고정홀에 삽입되는 고정핀을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 스토퍼는 상기 생크부의 외주면으로부터 반경방향으로 소정길이 돌출되며 상면이 상기 주축의 하단면과 접촉하는 제1 부재와, 상기 제1 부재의 가장자리로부터 상방으로 소정길이 돌출되며, 내주면이 상기 주축의 하부 외주면에 접촉되도록 상기 주축의 하부에 대응하는 형상으로 형성된 제2 부재를 포함할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스토퍼(130)를 구비하는 회전공구(이하 '회전공구'라 함)를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 회전공구(100)의 제1 실시예가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 회전공구(100)는 회전하는 주축(10)에 설치되어 주축(10)의 회전에 의해 가공대상물을 절삭 가공하는 것으로서, 가공대상물의 가공면에 접촉하는 절삭부(110)와, 절삭부(110)로부터 소정길이 연장되는 생크부(120)와, 생크부(120)에 설치되는 스토퍼(130)를 포함한다.

절삭부(110)는 가공대상물과 접촉하여 가공대상물을 절삭하여 목적하는 형태로 가공대상물을 가공하는 것이다.

본 실시예에서는 절삭부(110)로 드릴이 적용되었는데, 드릴은 주축(10)의 회 전시 함께 회전하여 가공대상물에 구멍을 형성한다.

절삭부(110)는 본 실시예에 적용된 드릴 외에도 엔드밀, 연삭숫돌, 컷터와 같이 주축(10)의 회전력을 이용해 가공대상물을 가공하는 다양한 절삭공구가 적용될 수 있다.

생크부(120)는 절삭부(110)로부터 상방으로 소정길이 연장되며 상단이 상기 주축(10)의 공구장착부(20)에 장착되는 것으로, 상기 주축(10)에 체결되어 절삭부(110)에 회전력을 전달하게 된다.

스토퍼(130)는 상기 생크부(120)의 일측에 형성되는 것으로서, 생크부(120)의 상단으로부터 소정간격 하방으로 이격된 지점에 형성되며 원통형으로 형성되어 있다.

상기 스토퍼(130)는 상면이 상기 공구장착부(20)의 하단면과 접촉할 수 있도록 형성되어 있으며, 상기 스토퍼(130)의 상면과 공구장착부(20)의 하단면의 접촉을 통해서 회전공구(100)의 회전중심을 주축(10)의 회전중심과 일치시킬 수 있다.

즉, 상기 회전공구(100)가 주축(10)에 결합될 때, 주축(10)의 회전중심과 소정각도 어긋나게 생크부(120)가 장착되는 경우에는 스토퍼(130)의 상면 전체가 공구장착부(20)의 하단면과 접촉하지 못하게 된다. 따라서 상기 회전공구(100)를 공구장착부(20)에 장착할 때, 상기 스토퍼(130)의 상면 전체가 공구장착부(20)의 하단면에 온전히 접촉하도록 생크부(120)를 공구장착부(20)에 장착하면 회전공구(100)의 회전중심과 주축(10)의 회전중심을 일치시킬 수있으며, 각각의 회전중심의 불일치에 따른 가공오차의 발생과 절삭부(110)의 편마모를 방지할 수 있다.

상기 스토퍼(130)는 생크부(120)와 일체로 형성되어 있는데, 이와는 달리 스토퍼(130)를 생크부(120)에 별도로 체결할 수 있도록 착탈 가능하게 형성할 수도 있다.

도 4에는 스토퍼(230)가 착탈 가능하게 형성되어 있는 회전공구(200)의 제2 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 회전공구(200)도 가공대상물을 절삭하는 절삭부(210)와, 절삭부(210)로부터 연장되는 생크부(220)와, 생크부(220)에 착탈 가능하게 결합되는 스토퍼(230)를 포함한다.

본 실시예의 절삭부(210)는 연삭숫돌이 적용되었는데, 제1 실시예와 마찬가지로 회전에 의해 가공대상물을 가공하는 다양한 종류의 절삭공구가 절삭부(210)로써 적용될 수 있다.

생크부(220)는 절삭부(210)로부터 상방으로 연장되어 있으며 상단으로부터 하방으로 소정거리 이격된 위치에 생크부(220)의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 생크부(220)의 중심을 관통하는 제1 핀고정홀(221)이 형성되어 있다.

스토퍼(230)는 상기 생크부(220)에 착탈 가능하게 결합되는 것으로서, 바디(231)와, 바디(231)를 상기 생크부(220)에 고정시키는 고정부(234)를 포함한다.

바디(231)는 상면에 공구장착부(20)의 하단면과 접촉 가능한 접촉부가 형성되어 있으며, 중앙에 생크부(220)가 체결될 수 있도록 상·하면을 관통하는 관통홀(232)이 형성되어 있다.

그리고 상기 바디(231)의 측면에는 외주면과 상기 관통홀(232)에 의해 형성 된 바디(231)의 내주면을 상호 연통시키는 제2 핀고정홀(233)이 형성되어 있는데, 상기 제2 핀고정홀(233)은 상기 관통홀(232)을 중심으로 바디(231)의 양측에 형성되어 있으며, 이 두 개의 제2 핀고정홀(233)은 모두 바디(231)의 외주면으로부터 상기 관통홀(232)의 중심을 향해 연장되어 있기 때문에 전체적으로 일직선을 이룬다.

본 실시예의 고정부(234)는 상기 생크부(220)가 관통홀(232)을 관통하여 바디(231)와 체결되었을 때, 상기 제2 핀고정홀(233)과 제1 핀고정홀(221)을 관통하여 연장되는 고정핀(235)과 고정핀(235)의 단부에 나사결합되는 고정너트(236)가 적용되었다.

상기 고정핀(235)의 단부에는 나사산이 형성되어 있어서, 제1, 제2 핀고정홀(221,233)을 관통하여 돌출된 고정핀(235)의 단부에 고정너트(236)가 나사결합되어 상기 바디(231)를 생크부(220)에 고정시키게 된다.

본 실시예의 스토퍼(230)는 생크부(220)에 탈착 가능하게 형성되었기 때문에 회전공구(200)가 장착되는 주축(10)의 크기나 형상 또는 기타 필요에 따라서 스토퍼(230)의 형상이나 크기를 다양하게 선택하여 생크부(220)에 장착할 수 있다.

도 5 및 도 6에는 회전공구(300)의 제3 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 회전공구(300) 역시 절삭부(310)와 생크부(320) 및 스토퍼(330)를 포함한다.

본 실시예의 스토퍼(330)는 생크부(320)와 일체로 형성되어 있는데, 상기 스토퍼(330)는 상면이 공구장착부(20)의 하단면에 접촉하며 외경이 상기 생크부(320) 의 외경보다 상대적으로 크게 형성된 제1 부재(331)와, 제1 부재(331)의 가장자리로부터 상방으로 소정길이 돌출되어 있는 제2 부재(332)를 포함한다.

제1 부재(331)는 상술한 바와 같이 상면이 공구장착부(20)의 하단면과 접촉함으로써 회전공구(300)의 회전중심이 주축(10)의 회전중심과 어긋나는 방향으로 연장되는 것을 방지한다.

제2 부재(332)는 제1 부재(331)의 가장자리로부터 상방으로 연장되며, 내주면이 상기 공구장착부(20)의 하부외주면과 접촉할 수 있도록 공구장착부(20)의 형상에 대응하게 형성되어 있다.

제1 부재(331)와 제2 부재(332)는 전체적으로 공구장착부(20)의 하단면과 하부 외주면을 감싸는 형태로 공구장착부(20)에 접촉하게되며, 제2 부재(332)가 공구장착부(20)의 하면을 감싸기 때문에 회전공구(300)의 회전중심과 주축(10)의 회전중심이 나란하게 연장될 뿐 아니라 각각의 회전중심이 수평방향으로 이격되는 것도 방지할 수 있다.

본 실시예의 스토퍼(330)는 생크부(320)와 일체로 형성되어 있으나, 제2 실시예와 같이 본 실시예의 스토퍼(330) 역시 생크부(320)에 착탈 가능하게 형성되어 장착되는 공구장착부(20)의 크기나 형상에 대응하는 스토퍼(330)로 교체하여 사용할 수 있도록 할 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스토퍼를 구비하는 회전공구의 제1 실시예로, 회전공구가 주축에 장착된 상태를 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 실시예가 주축과 분리된 상태를 도시한 분리 사시도,

도 3은 도 1의 실시예의 부분 절단 측면도,

도 4는 스토퍼를 구비하는 회전공구의 제2 실시예를 도시한 분리사시도,

도 5는 스토퍼를 구비하는 회전공구의 제3 실시예를 도시한 분리사시도,

도 6은 도 5의 부분절단 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,200,300; 회전공구

110,210,310; 절삭부

120,220,320; 생크부

130,230,330; 스토퍼

Claims

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회전에 의해 가공대상물을 절삭 가공하는 것으로, 상기 가공대상물의 가공면에 접촉하는 절삭부(310)와;

상기 절삭부(310)로부터 연장되며 상기 절삭부(310)에 회전력을 전달할 수 있도록 상단이 공작기계의 회전되는 주축(10)에 체결되는 생크부(320)와;

상기 주축(10)의 회전중심과 상기 절삭부(310)의 회전중심이 일치하도록 상기 생크부(320)의 외주면으로부터 반경방향으로 소정길이 돌출 형성되는 스토퍼(330)를 포함하며,

상기 주축(10)은 단부에 상기 생크부(320)가 삽입될 수 있는 공구삽입홈이 하단면으로부터 상방으로 인입되게 형성되어 있고 하단으로부터 상방으로 연장될수록 외경이 점점 커지는 절두 원추형의 공구장착부(20)를 포함하며,

상기 스토퍼(330)는 상기 생크부(320)의 외주면으로부터 반경방향으로 소정길이 돌출되며 상면이 상기 공구장착부(20)의 하단면과 접촉하는 제1 부재(331)와, 상기 제1 부재(331)의 가장자리로부터 상방으로 소정길이 연장되되, 내주면이 상기 공구장착부(20)의 외주면에 접촉되도록, 상방으로 연장될수록 내경이 상기 공구장착부(20)의 외경에 대응하게 점점 커지도록 형성되어 있는 제2 부재(332)를 포함하는 스토퍼를 구비하는 회전공구(300).