KR101161771B1

KR101161771B1 - 커터 장치

Info

Publication number: KR101161771B1
Application number: KR1020100032291A
Authority: KR
Inventors: 정현화
Original assignee: 대구텍 유한회사
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2012-07-03
Also published as: WO2011126231A3; EP2555892A2; JP2013523468A; KR20110112996A; WO2011126231A2

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 커팅 장치는 몸체에 인서트를 수용하는 포켓을 구비하며, 상기 포켓의 인접부에 형성된 나사공에 체결되는 스크류에 의하여 변위되는 변형 그리핑부에 의하여 인서트를 클램핑하는 커터 장치로서, 상기 인서트는 상면과 하면이 서로 평행하며, 대향 측면이 서로 평행한 육면체 형상으로서 상기 대향 측면의 어느 한 쌍은 길이 방향으로 연장된 그루브가 형성되며, 다른 한 쌍의 대향 측면은 상하부 모서리에 절삭날이 형성되며, 상기 포켓은 두개의 측벽, 후면벽, 및 저면벽으로 형성되며, 전면 및 상면이 개방되고, 일측벽은 상기 인서트의 일측면에 형성된 그루브에 구조적으로 부합되는 형상의 안내 돌출부가 길이 방향으로 연장되어 형성되고, 타측벽은 상기 변형 그리핑부의 일부로서 인서트의 타측면에 형성된 그루브에 구조적으로 부합되는 안내 돌출부가 길이 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 스크류는 헤드단부 방향으로 확경되는 테이퍼부를 가지며, 상기 변형 그리핑부는 상기 나사공을 경사지게 가로지르는 슬롯과 상기 타측벽의 하부 모서리에 의하여 형성되는 목부를 가지며, 상기 스크류가 조여질 때 테이퍼부의 가압에 의하여 상기 양 안내 돌출부의 간격이 좁아지도록 탄성 변위되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 커터장치는 인서트 교체 작업이 크게 단축되는 효과가 있다.

Description

커터 장치{Cutter device}

본 발명은 인서트를 신속하게 교환할 수 있는 커터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 피삭재로부터 한꺼번에 많은 양을 가공하기 위해 밀링 커터(Edge Mill Cutter)가 많이 사용된다. 이러한 밀링 커터는 예컨대 도1에 보인 바와 같이 다수의 스크류 직접 고정식(Screw-on-type) 인서트가 장착된다. 스크류 직접 고정식 인서트가 여러 가지 장점을 가지고 있음에도 불구하고, 많은 사용자들은 인서트 교체 시간에 대하여 불만을 가지고 있다. 스크류 직접 고정식 인서트 하나를 교체 하기 위하여는 스크류를 인서트 탭으로부터 완전히 뽑아 내야 하므로, 특히 다수의 인서트를 구비하는 밀링 커터에 있어서는 시간이 많이 걸리고 매우 번거로운 작업이 된다. 대형 밀링 커터의 경우 인서트 교체 시간 지연은 곧 제품의 생산성 저하로 이어지게 된다. 만일 도1에 보인 바와 같이 접선(tangential) 방식의 스크류 직접 고정식 인서트가 사용될 경우 인서트의 스크류 홀 때문에 인서트 길이가 그만큼 길어지므로 주어진 밀링 커터의 헤드에 장착할 수 있는 유효 날의 개수에 한계가 있게 된다.

본 발명은 간단한 클램핑 메커니즘으로 인서트를 신속히 교환할 수 있는 커터 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 커팅 장치는 몸체에 인서트를 수용하는 포켓을 구비하며, 상기 포켓의 인접부에 형성된 나사공에 체결되는 스크류에 의하여 변위되는 변형 그리핑부에 의하여 인서트를 클램핑하는 커터 장치로서, 상기 인서트는 상면과 하면이 서로 평행하며, 대향 측면이 서로 평행한 육면체 형상으로서 상기 대향 측면의 어느 한 쌍은 길이 방향으로 연장된 그루브가 형성되며, 다른 한 쌍의 대향 측면은 상하부 모서리에 절삭날이 형성되며, 상기 포켓은 두개의 측벽, 후면벽, 및 저면벽으로 형성되며, 전면 및 상면이 개방되고, 일측벽은 상기 인서트의 일측면에 형성된 그루브에 구조적으로 부합되는 형상의 안내 돌출부가 길이 방향으로 연장되어 형성되고, 타측벽은 상기 변형 그리핑부의 일부로서 인서트의 타측면에 형성된 그루브에 구조적으로 부합되는 안내 돌출부가 길이 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 스크류는 헤드단부 방향으로 확경되는 테이퍼부를 가지며, 상기 변형 그리핑부는 상기 나사공을 경사지게 가로지르는 슬롯과 상기 포켓의 타측벽의 하부 모서리에 의하여 형성되는 목부를 가지며, 상기 스크류가 조여질 때 테이퍼부의 가압에 의하여 상기 양 안내 돌출부의 간격이 좁아지도록 탄성 변위되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 슬롯의 형성 방향은 상기 목부의 단면이 평행한 대향변을 갖도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 변형 그리핑부는 상기 포켓으로부터 커터 몸체 내측을 향하여 형성되는 보조 슬롯에 의하여 몸체로부터 구획되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 인서트의 그루브는 그 단면이 대칭의 오목 원호 형상을 띠는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 양 안내 돌출부 사이의 비변위 간격은 인서트의 상면 및 하면의 폭 보다는 작고, 인서트의 양 그루브가 형성하는 최소폭 보다는 큰 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 커터장치는 인서트 교체 작업이 크게 단축되는 효과가 있다. 본 발명의 인서트는 종래보다 다이 세트 제작이 용이하며, 인서트의 강성이 크게 증가하는 장점이 있다. 또한 인서트의 길이가 감소됨으로써 커터 장치 헤드에 장착되는 유효 날의 수가 증가되는 장점이 있다.

도1은 종래의 커터 장치를 나타낸 사시도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커터 장치의 일부를 나타낸 분해 사시도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커터 장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따라 인서트가 장착된 커터 장치의 부분을 나타낸 사시도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커터 장치의 부분 사시도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 커터 장치에 대한 구체적인 실시예가 설명된다. 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것이며, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수도 있다.

본 발명에 따른 커터 장치는 인서트(100)를 수용하는 포켓(200)을 몸체에 구비하며 포켓(200)의 인접부에 형성된 나사공(420)에 체결되는 스크류(400)에 의하여 변위되는 변형 그리핑부(300)에 의하여 인서트(100)를 클램핑한다.

인서트(100)는 상면(111)과 하면(112)이 서로 평행하며, 대향 측면(121,122,123,124)이 서로 평행한 육면체 형상으로서 상기 대향 측면의 어느 한 쌍(121,122)은 길이 방향으로 연장된 그루브(131,132)가 형성되며, 다른 한 쌍의 대향 측면(123,124)은 상하부 모서리에 절삭날이 형성된다. 인서트는 정사각형, 직사각형, 평행사변형, 또는 마름모형 등의 형상을 가질 수 있다.

상기 포켓(200)은 두개의 측벽(210,220), 후면벽(240), 및 저면벽(230)으로 형성되며, 전면 및 상면이 개방된다. 일측벽(210)은 상기 인서트(100)의 일측면(121)에 형성된 그루브(131)에 구조적으로 부합되는 형상의 안내 돌출부(211)가 길이 방향으로 연장되어 형성되며, 타측벽(220)은 변형 그리핑부(deformable gripping part, 300)에 의하여 형성되며, 인서트(100)의 타측면(122)에 형성된 그루브(132)에 구조적으로 부합되는 안내 돌출부(311)가 길이 방향으로 연장되어 형성된다. 포켓(200)의 전면 개방부는 커터 장치 몸체의 칩 배출홈(chip gullet)에 형성된다. 포켓(200)의 인접부에는 상기 스크류(400)가 체결될 수 있는 나사공(420)이 구비된다. 스크류(400)는 헤드 상면에 렌치 홀이 형성되며, 헤드단부 방향으로 확경되는 테이퍼부(410)를 갖는다.

상기 변형 그리핑부(300)는 포켓의 타측벽(220)과 상기 나사공(420)을 경사지게 가로지르는 슬롯(510)에 의하여 몸체로부터 구획되며, 상기 슬롯(510)과 상기 포켓의 타측벽(220)의 하부 모서리에 의하여 형성되는 목부(neck portion; 520)를 갖는다. 변형 그리핑부(300)는 상기 스크류(400)가 조여질 때 테이퍼부(410)의 가압에 의하여 상기 안내 돌출부(211,311)의 간격이 좁아지도록 탄성 변위되어, 그 사이에 삽입된 인서트(100)가 견고하게 클램핑 된다. 상기 슬롯(510)의 형성 방향은 상기 목부(520)의 단면이 평행한 대향변을 갖도록 하여 변형 그리핑부(300)가 대향변에 수직한 방향으로 탄성 변위가 용이하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 변형 그리핑부(300)는 상기 포켓으로부터 커터 몸체 내측을 향하여 형성되는 보조 슬롯(530)에 의하여 몸체로부터 구획될 수 있다. 이 보조 슬롯(530)은 변형 그리핑부(300)가 더욱 용이하게 탄성 변위가 가능하도록 한다.

상기 인서트(100)의 그루브(131,132)는 그 단면이 대칭의 오목 원호 형상을 가짐으로써 인서트의 자세가 상하좌우로 바뀌어도 동일한 체결 구조를 유지한다. 이에 따라 포켓(200)의 양 안내 돌출부(211,311)도 그 단면이 볼록 원호 형상을 가지게 되어 내마모성의 구조를 갖는다. 그 외에 상기 인서트(100)의 그루브(131,132)는 오목 V형 또는 오목 노치(notch)형 등으로 형성될 수 있다.

본 명세서에서 길이방향은 인서트(100)가 인서트(100)의 그루브(131,132)에 포켓(200)의 안내 돌출부(211,311)가 끼워진 상태로 미끄러져 삽입되거나 탈거되는 방향을 의미한다.

본 발명에 따른 커터 장치에 인서트를 장착 및 해제하는 동작은 다음과 같이 설명된다.

포켓(200)의 인접부에 형성된 나사공(420)에 스크류(400)를 체결한다. 이때, 스크류(400)는 커터 장치 몸체의 나사공(420)에 완전히 조여지지 않으며, 변형 그리핑부(300)는 비변위 상태이다.

다음, 인서트(100)의 양 그루브(131,132)가 포켓(200)의 안내 돌출부(211,311)에 정합되도록 인서트(100)를 칩 배출홈내에서 포켓(200)의 전면 개방부 앞에 에 위치시킨 후, 인서트(100)의 후방 측면(124)이 포켓(200)의 후면벽(240)에 접촉하도록 길이 방향으로 밀어 넣는다. 여기서, 변형 그리핑부(300)의 비변위 상태에서 양 안내 돌출부(211,311)에 의하여 형성되는 간격은 인서트의 상면(111) 및 하면(112)의 폭 보다는 작고, 인서트(100)의 양 그루브(131,132)가 형성하는 최소폭 보다는 크게 하여, 밀어 넣어진 인서트(100)가 전후 이동은 가능하나, 포켓(200)에서 상향으로 이탈되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

다음, 헤드단부 방향으로 확경되는 테이퍼부(410)를 갖는 스크류(400)를 조이면, 테이퍼부(410)가 변형 그리핑부(300)를 가압하여 변형 그리핑부(300)가 탄성 변위 되면서 슬롯(510)의 틈새가 벌어진다. 그 결과, 양 안내 돌출부(211,311)에 의하여 형성되는 간격이 좁아지고, 양 안내 돌출부(211,311)의 하부 사면이 인서트(100)의 양 그루브(131,132)의 하부 사면을 압박하여 인서트(100)의 하면(112)이 포켓(200)의 저면벽(230)에 강하게 밀착되도록 하여 인서트(100)의 클램핑이 완료된다.

절삭 공정 중에는 발생되는 절삭 저항 하중은 주로 포켓(200)의 저면벽(230) 및 후면벽(240)에 의하여 상쇄되므로 변형 그리핑부(300) 및 스크류(400)가 직접적으로 부담하는 하중은 매우 작다.

인서트(100)를 탈거할 때에는 스크류(400)를 풀면 탄성 변위되었던 변형 그리핑부(300)가 비변위 상태로 복귀되면서 양 안내 돌출부(211,311) 사이의 간격이 넓어져 인서트(100)가 헐거워 진 상태에서, 인서트(100)를 포켓의 전면 개방부를 통하여 칩 배출홈 쪽으로 잡아당겨서 빼낸다.

위에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 커터장치는 스크류를 부분적으로만 풀러도 인서트의 교체가 가능하므로 인서트 교체 작업이 단축되는 효과가 있다. 본 발명은 인서트에 스크류 홀이 없으므로 종래보다 다이 세트 제작이 용이하며, 인서트의 강성이 크게 증가하는 장점이 있다. 또한 인서트에 스크류 홀이 없으므로 종래 보다 인서트의 길이를 작게 하여도 되므로 주어진 커터 장치 헤드에 장착되는 유효 날의 수가 증가되는 장점이 있다. 본 발명에 따른 커터장치는 도5에 보인 바와 같이 다수의 인서트가 구비되는 커터 장치에 대하여 특히 유용하다.

위에서 개시된 커터 장치는 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 따라서, 앞에서 개시된 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 일 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 한다. 첨부된 청구항의 균등물로의 치환은 첨부된 청구항의 보호범위에 속하는 것이다.

100:인서트 111:상면
112:하면 121,122,123,124:측면
131,132:그루브
200:포켓 210,220:측벽
240:후면벽 230:저면벽
211:안내 돌출부
300: 변형 그리핑부 311:안내 돌출부
400:스크류 410:테이퍼부
510:슬롯 520:목부
530:보조슬롯

Claims

몸체에 인서트를 수용하는 포켓을 구비하며, 상기 포켓의 인접부에 형성된 나사공에 체결되는 스크류에 의하여 변위되는 변형 그리핑부에 의하여 인서트를 클램핑하는 커터 장치로서,
상기 인서트는 상면과 하면이 서로 평행하며, 대향 측면이 서로 평행한 육면체 형상으로서 상기 대향 측면의 어느 한 쌍은 길이 방향으로 연장된 그루브가 형성되며, 다른 한 쌍의 대향 측면은 상하부 모서리에 절삭날이 형성되며,
상기 포켓은 두개의 측벽, 후면벽, 및 저면벽으로 형성되며, 전면 및 상면이 개방되고, 일측벽은 상기 인서트의 일측면에 형성된 그루브에 구조적으로 부합되는 형상의 안내 돌출부가 길이 방향으로 연장되어 형성되고, 타측벽은 상기 변형 그리핑부의 일부로서, 인서트의 타측면에 형성된 그루브에 구조적으로 부합되는 안내 돌출부가 길이 방향으로 연장되어 형성되며,
상기 스크류는 헤드단부 방향으로 확경되는 테이퍼부를 가지며,
상기 변형 그리핑부는 상기 나사공을 경사지게 가로지르는 슬롯과 상기 포켓의 타측벽의 하부 모서리에 의하여 형성되는 목부를 가지며, 상기 스크류가 조여질 때 테이퍼부의 가압에 의하여 상기 양 안내 돌출부의 간격이 좁아지도록 탄성 변위되는 것을 특징으로 하는 커터 장치.
제1항에 있어서,
상기 슬롯의 형성 방향은 상기 목부의 단면이 평행한 대향변을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 커터 장치.
제1항에 있어서,
상기 변형 그리핑부는 상기 포켓으로부터 커터 몸체 내측을 향하여 형성되는 보조 슬롯에 의하여 몸체로부터 구획되는 것을 특징으로 하는 커터 장치.
제1항에 있어서,
상기 인서트의 그루브는 그 단면이 대칭의 오목 원호 형상을 띠는 것을 특징으로 하는 커터 장치.
제1항에 있어서,
상기 양 안내 돌출부 사이의 비변위 간격은 인서트의 상면 및 하면의 폭 보다는 작고, 인서트의 양 그루브가 형성하는 최소폭 보다는 큰 것을 특징으로 하는 커터 장치.