KR101275033B1

KR101275033B1 - 인서트의 공용 사용이 가능한 공구홀더

Info

Publication number: KR101275033B1
Application number: KR1020120099984A
Authority: KR
Inventors: 이재홍
Original assignee: (주)코리아툴링; 주식회사 글로툴바이오테크
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2013-06-17

Abstract

본 발명은 다양한 조립각도를 갖는 절삭인서트를 공용으로 장착하여 사용할 수 있는 인서트의 공용 사용이 가능한 공구홀더에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 공구홀더에 의하면 다양한 조립각도를 갖는 절삭인서트를 공용으로 장착하여 사용할 수 있으므로 공용화가 가능하여 공구홀더의 활용도가 높은 장점이 있다. 또한 공구홀더에 맞지 않는 인서트를 장착하는 장착 오류가 방지되므로 가공정밀도의 저하가 발생하지 않아서 절삭되는 제품의 불량을 줄일 수 있다.

Description

인서트의 공용 사용이 가능한 공구홀더{cutting insert compatible toolholder}

본 발명은 다양한 조립각도를 갖는 절삭 인서트를 장착하여 공용으로 사용할 수 있는 공구홀더에 관한 것이다.

각종 산업용 부품을 만들기 위한 직접가공 및 금형 형상 가공에 있어서 기계적인 절삭에 사용되는 절삭공구는 앞날 교환 방식의 초경, 하이스인서트를 베이스(몸체)에 조립하여 사용한다.

그러나 제조사 또는 제조방법에 따라 인서트 조립날의 조립각도가 다르기 때문에 인서트마다 그에 맞는 베이스(몸통)을 구비해야 하므로 비용이 증가되고 및 관리측면에서도 불편함이 있다.

또한 인서트의 조립각도가 육안으로는 잘 구별이 되지 않기 때문에 인서트를 짝이 맞지 않는 베이스에 장착하여 사용하는 경우에는 가공정밀도가 저하되는 문제가 있다.

공구홀더에 관한 종래기술로는 한국공개특허 제10-2011-0034590호가 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에 따른 공구홀더는 다양한 조립각도를 갖는 절삭인서트를 공용으로 장착하여 사용할 수 있는 공구홀더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적은 가공머신의 회전축과 결합하는 축결합부 및 인서트를 장착하기 위한 결합공이 형성된 바닥면과 측부안착부가 구비된 인서트 장착부를 포함하고, 상기 측부안착부는 상기 바닥면의 측방향으로 서로 다른 경사각도를 갖는 제1경사면과 제2경사면이 상하방향으로 순차적으로 형성되고, 상기 제1경사면 또는 상기 제2경사면이 인서트의 측방향에 형성된 밀착면과 밀착하는 것을 특징으로 하는 공구홀더에 의하여 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위해, 상기 바닥면으로부터 상기 제1경사면과 상기 제2경사면의 경계지점까지의 높이는 상기 인서트 장착부에 장착될 상기 인서트들의 상기 밀착면들의 교차점의 높이와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 인서트 장착부의 외측으로 상기 인서트 장착부에 장착될 상기 인서트를 가압하여 눌러주는 고정용클램프가 더 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 공구홀더에 의하면 다양한 조립각도를 갖는 절삭인서트를 공용으로 장착하여 사용할 수 있으므로 공용화가 가능하여 공구홀더의 활용도가 높은 장점이 있다.

또한 공구홀더에 맞지 않는 인서트를 장착하는 장착 오류가 방지되므로 가공정밀도의 저하가 발생하지 않아서 절삭되는 제품의 불량을 줄일 수 있다.

또한 인서트마다 이에 대응되는 공구홀더를 매칭하여 보관하는 등의 별도 관리가 불필요하므로 인서트 및 공구홀더에 대한 사용자의 관리가 수월하고, 인서트마다 서로 다른 공구홀더를 구비할 필요가 없어서 공구홀더의 재고 부담을 줄일 수 있다.

또한 고정용클램프가 절삭인서트의 일측을 추가로 눌러서 고정하기 때문에 절삭인서트의 들뜸 및 회전이 방지되어 가공정밀도가 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 절삭인서트가 장착되는 부분을 도시한 부분 평면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 인서트 장착부에 인서트가 장착되는 방향을 도시한 부분 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더에 장착되는 인서트의 하부사시도 및 상부사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더에 장착되는 서로 다른 조립각도를 갖는 인서트의 조립각도를 비교한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 인서트 장착부의 밀착면의 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 인서트 장착부에 서로 다른 조립각도를 갖는 인서트가 장착된 상태를 단면을 기준으로 비교한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 인서트 장착부에 고정된 인서트가 고정용클램프에 의해 고정되는 상태를 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절삭인서트의 공용 사용이 가능한 공구홀더의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 절삭인서트가 장착되는 부분을 도시한 부분 평면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 인서트 장착부에 인서트가 장착되는 방향을 도시한 부분 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더에 장착되는 인서트의 하부사시도 및 상부사시도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더에 장착되는 서로 다른 조립각도를 갖는 인서트의 조립각도를 비교한 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 인서트 장착부의 밀착면의 단면을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 인서트 장착부에 서로 다른 조립각도를 갖는 인서트가 장착된 상태를 단면을 기준으로 비교한 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더(1)는 가공머신의 회전축에 결합되는 축결합부(2)와 절삭인서트(40)가 장착되는 인서트 장착부(10), 절삭인서트(40)를 고정하는 고정볼트(20) 및 절삭인서트(40)의 일측을 고정하는 고정용클램프(30)를 포함하여 구성된다.

축결합부(2)는 공구홀더(1)를 회전시키기 위해 가공머신의 회전축이 결합되는 부분으로서 회전축과 결합하기 위해 관통된 형상을 가진다.

인서트 장착부(10)는 절삭인서트(40)가 장착되는 부분으로서 크게 바닥면(11)과 측부안착부(15) 및 고정볼트(20)로 구성된다.

바닥면(11)은 절삭인서트(40)의 저면이 접촉하는 면으로서 평면으로 형성되며 바닥면(11)의 가운데에는 절삭인서트(40)를 고정하기 위한 고정볼트(20)가 결합되는 결합공(12)이 형성되어 있다.

측부안착부(15)는 바닥면(11)에 수직한 수직면(16)과 수직면(16)의 위쪽으로 형성된 제1경사면(17)과 제1경사면(17)의 위쪽으로 형성된 제2경사면(18)으로 구성된다.

수직면(16)은 절삭인서트(40)와의 접촉을 목적으로 하고 있지 않으며 따라서 절삭인서트(40)가 장착되더라도 절삭인서트(40)와의 사이에 여유공간을 형성하고 있다.

제1경사면(17)은 바닥면(11)의 법선과 대략 11도(11°)의 각도로 형성된 면으로서 대략 11도의 조립각도를 갖는 절삭인서트(40)와 밀착하기 위한 면이다.

제2경사면(18)은 바닥면(11)의 법선과 대략 15도(15°)의 각도로 형성된 면으로서 대략 15도의 조립각도를 갖는 절삭인서트(40)와 밀착하기 위한 면이다.

측부안착부(15)에 형성된 여유홈(19)은 절삭인서트(40)의 냉각을 위한 절삭유의 침투를 용이하게 하기 위해 형성된 것이다.

고정용클램프(30)는 인서트 장착부(10)에 인접하게 위치하여 장착된 절삭인서트(40)의 상면의 일측을 추가로 가압하여 절삭인서트(40)를 더욱 견고하게 고정시키기 위한 것으로서, 가압돌기(32)가 형성된 가압부(31)와 가압부(31)를 축방향으로 관통하여 가압부(31)를 가압하기 위한 가압볼트(35)로 구성된다. 가압볼트(35)는 가압부(31)를 승강 또는 하강시키기 위해 공구홀더(1)에 형성된 결합공에 나사결합한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 절삭인서트(40)는 상단에 둘레가 원형으로 형성된 절삭날(41)이 형성되고 측면에는 동일한 각도로 경사진 다수개의 밀착면(43)이 형성되며 중앙에는 고정볼트(20)가 결합되는 관통공(45)이 형성된다.

밀착면(43)은 공구홀더(1)의 인서트 장착부(10)의 제1경사면(17) 또는 제2경사면(18)에 밀착하는 부분이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 절삭인서트(40)의 밀착면(43)의 경사각은 절삭인서트(40)마다 다르게 형성될 수 있으며 가장 많이 사용되는 것은 경사각이 11도 및 15도인 것이다. 밀착면(43)의 경사각이 11도인 절삭인서트(40)를 제1절삭인서트(40a)라 하고 밀착면(43)의 경사각이 15도인 절삭인서트(40)를 제2절삭인서트(40b)라 하기로 한다. 따라서 제1절삭인서트(40a)와 제2절삭인서트(40b)를 겹치면 밀착면(43)들의 교차점(P)이 존재하게 된다. 절삭인서트(40)의 저면에서부터 교차점(P)까지의 높이는 h이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 인서트 장착부(10)의 측부안착부(15)의 제1경사면(17)과 제2경사면(18)이 구분되는 지점은 인서트 장착부(10)의 바닥면(11)에서부터의 높이가 h이다. 즉 제1경사면(17)과 제2경사면(18)이 구분되는 지점은 앞서 도 5에서 도시한 제1절삭인서트(40a)와 제2절삭인서트(40b)의 밀착면(43b)들의 교차점(P)에 대응되는 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 밀착면(43)의 경사각이 11도인 제1절삭인서트(40a)를 공구홀더(1)의 인서트 장착부(10)에 고정볼트(20)를 조여서 고정하면 제1절삭인서트(40a)의 밀착면(43a)은 인서트 장착부(10)의 측부안착부(15) 중에서 제1경사면(17)에 밀착하게 된다.

또한 밀착면(43)의 경사각이 15도인 제2절삭인서트(40b)를 공구홀더(1)의 인서트 장착부(10)에 고정볼트(20)를 조여서 고정하면 제2절삭인서트(40b)의 밀착면(43b)은 인서트 장착부(10)의 측부안착부(15) 중에서 제2경사면(18)에 밀착하게 된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절삭인서트(40)의 공용 사용이 가능한 공구홀더의 작용효과에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더에 장착되는 서로 다른 조립각도를 갖는 인서트의 조립각도를 비교한 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 인서트 장착부의 밀착면의 단면을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 인서트 장착부에 서로 다른 조립각도를 갖는 인서트가 장착된 상태를 단면을 기준으로 비교한 도면이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공구홀더의 인서트 장착부에 고정된 인서트가 고정용클램프에 의해 고정되는 상태를 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 절삭인서트(40)에서 대표적으로 많이 사용되는 밀착면(43)의 경사각도는 11°와 15°이다. 그러나 11°와 15°는 미세한 차이이므로 사람의 육안으로는 이러한 절삭인서트(40)의 밀착면(43)의 경사각도의 차이점을 정확하게 구분하기 어렵다. 이와 마찬가지로 공구홀더(1)에 구분되는 표시를 하지 않으면 사람의 육안으로는 특정 공구홀더(1)가 몇 도의 절삭인서트 장착용인지 구분하기 어렵다.

따라서 공구홀더(1)와 절삭인서트(40)가 서로 경사각이 불일치하는 것들을 실수로 조립하여 사용하는 경우가 있으며, 이 경우 절삭인서트(40)의 밀착면과 공구홀더(1)의 사이에 면접촉(또는 선접촉)이 발생하지 않기 때문에 절삭인서트(40)의 고정이 불안정하게 된다. 그 결과 가공시에 절삭인서트(40)에 진동이나 떨림이 발생하여 결과적으로 가공정밀도가 저하된다.

그러나 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공구홀더(1)는 절삭인서트 장착부(10)의 측부안착부(15)가 절삭인서트들(40a, 40b)의 밀착면들(43a, 43b)의 교차점(P)의 높이에서 제1경사면(17)과 제2경사면(18)으로 구분되어 있기 때문에 경사각이 다른 절삭인서트(40a, 40b)를 장착하더라도 측부안착부(15)의 제1경사면(17) 또는 제2경사면(18)에 밀착하게 되어 면접지력(또는 선접지력)이 발생하도록 하였다.

즉 공구홀더(1)에 밀착면(43a)의 경사각이 11°인 제1절삭인서트(40a)를 고정볼트(20)를 조여서 고정하면 제1절삭인서트(40a)의 밀착면(43a)은 인서트 장착부(10)의 측부안착부(15) 중에서 제1경사면(17)에 밀착하게 되고, 동일한 공구홀더(1)에 밀착면(43b)의 경사각이 15°인 제2절삭인서트(40b)를 고정볼트(20)를 조여서 고정하면 제2절삭인서트(40b)의 밀착면(43b)은 인서트 장착부(10)의 측부안착부(15) 중에서 제2경사면(18)에 밀착하게 된다.

따라서 경사각이 다른 절삭인서트(40a, 40b)를 장착하더라도 절삭인서트(40a, 40b)의 밀착면(43a, 43b)이 공구홀더(1)의 제1경사면(17) 또는 제2경사면(18)에 밀착되어 면접지력(또는 선접지력)을 발생시키기 때문에 절삭인서트(40a, 40b)가 안정적으로 견고하게 고정된다.

이 때 제1경사면(17)과 제2경사면(18)의 경계지점의 높이를 2개 절삭인서트들(40a, 40b)의 밀착면들(43a, 43b)의 교차점(P)의 높이와 동일하게 형성한 이유는 제1경사면(17)과 제2경사면(18)의 경계지점의 높이가 2개 절삭인서트들(40a, 40b)의 밀착면들(43a, 43b)의 교차점(P)의 높이와 불일치하면 2개 절삭인서트들(40a, 40b)들 중 하나는 측부안착부(15)에 밀착할 수 없기 때문이다.

결론적으로 본 발명에 따른 공구홀더(1)는 경사각이 다른 절삭인서트(40a, 40b)들을 구분없이 장착하더라도 인서트 장착부(10)의 바닥면(11)과 측부안착부(15)의 제1경사면(17) 또는 제2경사면(18)을 통해 절삭인서트(40)에 대한 면접지력(또는 선접지력)을 확실하게 발생시키게 되므로 절삭인서트(40)의 안정적이고 확실한 고정이 가능하다.

또한 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공구홀더(1)는 인서트 장착부(10)에 인접하게 고정용클램프(30)가 형성되어 인서트 장착부(10)에 볼트고정된 절삭인서트(40)의 일측면을 가압하여 눌러줌으로써 절삭인서트(40)의 제자리 회전을 더 확실하게 방지하며 부하를 받는 반대방향에서 절삭인서트(40)의 들뜸이 발생하는 것을 더 확실하게 방지할 수 있다. 따라서 가공정밀도의 저하기 방지된다.

절삭인서트(40)는 일측면이 부하를 받기 때문에 부하는 받는 지점의 반대측이 공구홀더(1)에서 들뜨거나 또는 그 들뜸에 의해 진동이 발생할 수 있는데 본 발명의 공구홀더(1)는 고정용클램프(30)가 부하를 받는 지점의 반대쪽 지점을 가압하여 눌러주기 때문에 들뜸이나 진동이 발생하는 것을 방지시켜 주는 것이다.

또한 절삭인서트(40)의 형상이 원형이기 때문에 가공시에 절삭인서트(40)가 미세하게 원주방향으로 움직일 수 있는데 본 발명의 공구홀더(1)는 절삭인서트(40)의 중심에서 떨어진 지점을 고정용클램프(30)가 가압하여 눌러주기 때문에 이러한 절삭인서트(40)의 원주방향의 움직임을 방지할 수 있어 가공정밀도를 향상시키게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 측부안착부(15)의 수직면(16), 제1경사면(17), 제2경사면(18)을 원형의 곡면으로 형성하여 절삭인서트(40)의 밀착면(43)과 정확하게는 선접촉을 하는 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 특징은 "공구홀더의 측부안착부를 2개의 서로 다른 각도를 갖는 경사면들로 구성한 것"에 있기 때문에 절삭인서트의 밀착면의 형상에 대응되도록 측부안착부의 제1경사면, 제2경사면을 인접한 면들끼지 소정의 각도를 이루는 다수의 연결된 평면들로 형성하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다. 이 경우에는 절삭인서트의 밀착면과 측부안착부의 제1경사면 또는 제2경사면이 완전한 밀착을 이룰 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

1 공구홀더, 2 축결합부, 10 절삭인서트 장착부, 11 바닥면, 17 제1경사면, 18 제2경사면, 20 고정볼트, 30 고정용클램프

Claims

가공머신의 회전축과 결합하는 축결합부; 및
인서트를 장착하기 위한 결합공이 형성되고 상기 인서트의 저면과 밀착하는 바닥면과 상기 인서트의 측면의 밀착면과 밀착하는 측부안착부가 구비된 인서트 장착부를 포함하고,
상기 측부안착부는 각각이 서로 다른 경사각을 갖는 제1경사면과 제2경사면이 상하방향으로 순차적으로 형성되고,
상기 제1경사면 및 상기 제2경사면 중의 어느 하나가 상기 인서트의 상기 측면의 상기 밀착면과 밀착하는 것으로서,
상기 인서트를 상기 인서트 장착부에 장착할 때에, 상기 인서트의 상기 밀착면의 경사각이 상기 제1경사면의 경사각과 동일한 경우에는 상기 인서트의 상기 밀착면이 상기 제1경사면과 밀착하고, 상기 인서트의 상기 밀착면의 경사각이 상기 제2경사면의 경사각과 동일한 경우에는 상기 인서트의 상기 밀착면이 상기 제2경사면과 밀착하는 것을 특징으로 하는 인서트의 공용 사용이 가능한 공구홀더.
삭제
제1항에 있어서,
상기 인서트 장착부의 외측으로 상기 인서트 장착부에 장착될 상기 인서트를 가압하여 눌러주는 고정용클램프가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 인서트의 공용 사용이 가능한 공구홀더.