KR101564789B1 - 절삭 공구 - Google Patents

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Abstract

절삭 가공용 공구는, 일차 공구 부품 (1), 이차 공구 부품 (2) 및 샤프트부 (3) 를 포함한다. 상기 일차 공구 부품 (1) 은, 일차 연결면 (5) 과 반대편면 (6) 뿐만 아니라 상기 일차 연결면에서부터 반대편면 쪽으로 연장하는 리세스 (7) 를 구비한다. 상기 일차 공구 부품은 상기 리세스의 바닥면 (9) 과 반대편면 사이에 벽부 (8) 를 구비한다. 상기 이차 공구 부품 (2) 은, 이차 연결면 (11) 과, 상기 이차 연결면에서부터 연장하여 장착 상태에서 리세스 안으로 연장하는 돌출부 (12) 를 구비한다. 상기 돌출부는 상기 바닥면에 대향하는 단부면 (13) 을 가진다. 체결 요소 (20) 는 수축력에 의해 벽부 (8) 와 돌출부 (12) 를 연결한다. 상기 일차 공구 부품 및 이차 공구 부품은 절삭 인서트 각각을 수용하는 시트를 포함한다. 상기 벽부는 탄성적으로 가요적이고 또한 장착 상태에서 수축력에 의해 단부면 쪽으로 굽혀진다.

Description

절삭 공구 {A CUTTING TOOL}
본 발명은 일반적으로 절삭 가공을 위한 공구에 관한 것으로, 보다 자세하게는 금속의 칩 제거 가공을 위한 공구에 관한 것이다.
본원은, 소위 긴 날 밀링 커터, 나선형 엔드밀, 연장된 플루트 엔드밀을 포함하는 밀링 공구 등의 회전식 공구에 특히 적용가능하다. 보다 자세하게는, 본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 공구에 관한 것으로, 예를 들어 US-A-5,551,811 를 참조하면 된다.
상기 공구, 특히 이러한 공구의 주변에 분포되고 또한 이 공구의 종방향 중심 축선을 따라 분포되는 다수의 절삭 인서트가 형성된 공구는 제조하기 값비싸고 복잡하다. 이러한 공구는 절삭 인서트를 위한 많은 수의 시트를 포함한다. 이러한 시트가 파괴되면, 최악의 경우에는 전체 공구를 교체해야 한다. 특히, 상기 공구의 전방 단부에 위치되는 상기 절삭 인서트 및 시트는 공구의 사용시 큰 응력을 받게 된다.
상기 공구를 적어도 2 개의 연결된 공구 부품, 즉 공구의 샤프트와 연결되는 주 본체와 이 주 본체와 분리가능하게 상호 연결되는 단부 본체로 분할함으로써, 상기 문제점을 해결할 수 있다. 공구 부품의 시트가 파괴되면, 이 공구 부품을 교체하기만 하면 충분하다. 이러한 분할가능한 공구는 US-5,800,098 및 전술한 US-5,551,811 에 기재되어 있다.
US-5,551,811 에는, 일차 공구 부품, 이차 공구 부품 및 기계 공구에 고정시키도록 형성되는 샤프트부를 포함하는 절삭 가공용 공구가 기재되어 있다. 일차 공구 부품은 일차 연결면과 샤프트부 쪽의 반대편면 뿐만 아니라 이 일차 연결면에서부터 반대편면 쪽으로 연장하는 리세스를 구비한다. 일차 공구 부품은 리세스의 바닥면과 반대편면 사이에 벽부를 구비한다. 이차 공구 부품은 이차 연결면 및 이 이차 연결면에서부터 축방향으로 연장하고 또한 장착 상태에서는 리세스안으로 연장하는 돌출부를 구비한다. 이 돌출부는, 장착 상태에서 바닥면에 대향하는 단부면을 구비한다. 비교적 긴 고정 나사는, 장착 상태에서 수축력에 의해 벽부와 돌출부를 연결한다. 중심 축선은 공구의 종방향으로 일차 공구 부품과 그 리세스, 이차 공구 부품과 그 돌출부, 및 샤프트부를 통하여 연장한다. 일차 공구 부품 및 이차 공구 부품은 절삭 인서트를 각각 수용하도록 형성된 각각의 시트를 포함한다.
US-5,607,263 에는 분리가능한 공구 헤드를 구비한 다른 절삭 공구가 기재되어 있고, 상기 절삭 인서트는 절삭 헤드의 일체부이다.
하지만, 분할가능한 공구, 특히 일차 공구 부품과 이차 공구 부품을 연결하는 연결시 여러 가지 문제가 있다. 공구의 사용시 공구 부품들 사이에서 발생하는 온도차는 치수 변경을 유발할 수 있고 또한 일차 공구 부품을 이차 공구 부품에 대하여 이동시킬 수 있다. 공구를 사용할 때 발생하는 응력 및 진동은 고정 나사 등의 유용한 연결 부재를 느슨하게 할 수 있다. 공구 부품간의 연결이 종종 헐거워고 또한 공구 위에 또는 공구 내에 다른 공구 구성품, 예를 들어 감쇠 기구를 배열할 수 있는 가능성을 방해한다. 공구 부품의 장착 및 분리는 복잡하고 또한 시간 소모적인 작업이다. 상기 공구는 공구 부품을 상호 연결하는 특별한 구성을 각각 필요로 하는 2 개의 공구 부품을 포함하거나 이로 구성된다는 점에서 이러한 공구의 제조는 복잡하다.
본 발명의 목적은 도입부에 기재된 유형의 공구를 제공하는 것으로, 전술한 문제점 또는 전술한 문제점 중 적어도 일부를 해소하거나 저감시킬 수 있는 공구를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 벽부가 탄성적으로 가요적이고 또한 장착 상태에서 수축력에 의해 단부면 쪽으로 굽혀지는 것을 특징으로 하는, 도입부에 기재된 공구에 의해 달성된다.
상기 탄성 벽부에 의해, 그럼으로써 체결 요소를 신뢰가능하게 고정시키는데 기여하는 예비응력을 체결 요소에 가하는 수축력을 제공한다. 이러한 예비응력은, 사용시 공구가 진동하더라도, 체결 요소가 느슨해지는 것을 방지한다. 탄성 벽부 덕분에, 체결 요소가 어떠한 고유 탄성을 가질 필요가 없기 때문에, 비교적 짧은 체결 요소, 예를 들어 짧은 길이 연장부를 가진 비교적 짧은 고정 나사가 사용될 수 있다. 그리하여, 공구의 종방향으로의 공간이 절약될 수 있다. 공구의 사용시 온도차는 유리한 방식으로 관리될 수 있다. 탄성 벽부 덕분에, 공구 부품은 모든 작동 조건에서, 즉 사용시 사용하는 모든 온도에서 서로에 대하여 가압된다. 그럼으로써, 온도 변화로 인해 공구 부품의 재료의 팽창 또는 수축으로 인하여, 체결 요소가 느슨해지거나 불량으로 고정되는 것이 방지된다.
일차 공구 부품 및 이차 공부 부품은, 예를 들어 벽부를 통하여 연장하여 돌출부의 나사산 안으로 연장하는 고정 나사일 수 있는 체결 요소에 의해 간단한 방식으로 장착 및 분리될 수 있다. 그리하여, 이러한 공구 부품 중 하나가 파괴된 경우에 신속하고 간단하게 교체될 수 있고, 손상되지 않은 다른 공구 부품은 유지될 수 있다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 일차 공구 부품 및 이차 공구 부품은, 장착 상태에서 단부면과 바닥면 사이에 제 1 갭을 형성하도록 치수결정된다. 이러한 방식으로, 탄성 벽부는 돌출부의 단부면 쪽으로 이동할 수 있고 또한 그로부터 이동할 수 있음을 보장해준다.
본원의 다른 실시형태에 따라서, 상기 돌출부는 단부면 쪽으로 좁아지는 원주면을 가지고, 상기 리세스는 바닥면 쪽으로 좁아지는 대응 내부면을 구비하며, 상기 원주면 및 내부면은 중심 축선에 대하여 각 (α) 을 형성한다. 상기 원주면 및 내부면의 이러한 테이퍼형 또는 원뿔형 구성은 또한 2 개의 공구 부품을 서로 신뢰가능하게 장착하는데 기여한다. 유리하게는, 상기 각 (α) 은 ≤ 10°, 바람직하게는 ≥ 2°및 ≤ 7°, 보다 바람직하게는 ≥ 3°및 ≤ 6°이다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 일차 연결면은, 장착 상태에서 이차 연결면에 대향하고, 상기 일차 공구 부품 및 상기 이차 공구 부품은, 장착 상태에서 일차 연결면과 이차 연결면 사이에 제 2 갭을 형성하도록 치수결정된다. 제 1 갭 및 제 2 갭을 가진 이러한 구성 덕분에, 2 개의 공구 부품은 돌출부의 테이퍼형 또는 원뿔형 원주면 및 리세스의 테이퍼형 또는 원뿔형 내부면에 의해서만 서로에 대하여 인접할 것이다. 그리하여, 제 2 갭은 2 개의 공구 부품의 신뢰가능한 상호연결에 기여한다. 더욱이, 탄성 벽부와 상호 작용하는 제 2 갭은, 공구 부품, 보다 자세하게는 2 개의 연결면, 돌출부의 원주면 및 리세스의 내부면에 대한 다소 완화된 공차 요건에 기여한다. 더 완화된 공차 요건 덕분에, 하나의 동일한 셋업으로 1 개 이상의 기계 작동으로 제조를 용이하게 하고 또한 실시할 수 있다. 공구 부품 및 그 표면을 완성하기 위해서 연삭 형태 등의 마무리가 필요하지 않다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 돌출부와 상기 리세스는 중심 축선에 대하여 단면이 비원형 형상이다. 이러한 방식으로, 공구의 사용시 이차 공구 부품에 대하여 원주 방향으로 일차 공구 부품의 위치를 결정할 수 있고 보장할 수 있다. 유리하게는, 상기 비원형 형상은 다각형 형상, 예를 들어 삼각형 형상을 포함할 수 있다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 체결 요소는, 벽부의 개구부를 통하여 연장하고 또한 돌출부의 나사가공된 구멍과 결합하는 나사를 포함한다. 이러한 나사는 2 개의 공구 부품의 간단한 장착 및 분리를 보장해준다. 이러한 나사는 전술한 바와 같이 비교적 짧은 것이 유리하고, 예를 들어 1/1 ~ 4/1 의 길이/직경비를 가진다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 벽부의 개구부에는 내부 나사산이 형성되고, 이 나사산은 나사가공된 구멍의 직경보다 큰 직경을 가지며 또한 풀러 나사를 수용하도록 형성된다. 그리하여, 공구 부품의 분리시, 고정 나사는 제 1 단계로 제거될 수 있다. 제 2 단계에서, 풀러 나사는 돌출부와 인접하여 벽부의 내부 나사산에 나사결합되어, 풀러 나사를 조임으로써, 2 개의 공구 부품이 서로에 대하여 이동되어 분리된다. 유리하게는, 상기 돌출부는 나사가공된 구멍 주변에 배열되어 풀러 나사용 맞닿음면을 형성하도록 형성되는 맞닿음면을 구비한다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 샤프트부는 이차 공구 부품과 일체로 형성되거나 그에 연결된다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 이차 공구 부품은 감쇠 기구를 수용하도록 형성되는 중심 공동을 포함한다. 감쇠 기구가 공구 전방에 가능한 한 멀리, 즉 가능한 한 공구의 일차 공구 부품의 반대편면 근방에 적용될 수 있다면, 기술적으로 유리하다. 상기 실시형태에 있어서, 상기 면은 공구의 사용시 최대 변형이 발생하는 곳에 위치되는 공구의 원위 단부면을 형성한다. 일차 공구 부품이 비교적 얇은 벽부를 구비하고 또한 고정 나사가 비교적 짧게 형성될 수 있기 때문에, 중심 공동은 공구의 전방 멀리 연장할 수 있고, 이렇게 함으로써 감쇠 기구는 원위 단부면 근방에 위치될 수 있다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 공구는, 적어도 공동을 통하여 연장하고 또한 단부면을 통과하는 개구부를 통하여 외부로 연장하는 냉각 매체 덕트를 포함한다. 그리하여, 상기 개구부는 제 1 갭에서 개방하고 또한 그로부터 냉각될 절삭 인서트 또는 영역 쪽으로 더 연장될 수 있다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 일차 공구 부품은, 절삭 인서트 각각을 수용하도록 형성되고 또한 일차 공구 부품의 원주면 주변에 분포되는 적어도 한 세트의 시트를 포함한다.
본원의 추가 실시형태에 따라서, 상기 이차 공구 부품은, 절삭 인서트 각각을 수용하도록 형성되고 또한 이차 공구 부품의 원주면 주변에 분포되는 적어도 한 세트의 시트를 포함한다.
본원은, 첨부된 도면을 참조하여, 상이한 실시형태를 설명함으로써 이하 보다 자세히 설명된다.
도 1 은 본원의 제 1 실시형태에 따른 공구의 개략적인 사시도,
도 1a 는 도 1 의 공구의 개략적인 측면도,
도 2 는 도 1 의 공구의 일차 공구 부품의 뒤편에서 본 개략도,
도 3 은 도 2 의 선 III-III 을 따른 개략적인 종방향 절단도,
도 4 는 도 1 의 공구의 이차 공구 부품의 전방에서 본 개략도,
도 5 는 도 4 의 선 V-V 을 따른 개략적인 종방향 절단도,
도 6 은 공구 부품이 함께 있는 도 1 의 공구의 개략적인 종방향 절단도,
도 6a 는 도 6 과 유사하지만 공구 부품이 장착 상태인 개략적인 종방향 절단도,
도 7 은 공구 부품의 분리시 도 1 의 공구의 개략적인 종방향 절단도,
도 8 은 본원의 제 2 실시형태에 따른 공구의 전방에서 본 개략도, 및
도 9 는 도 8 의 공구의 개략적인 종방향 절단도.
도 1 ~ 도 7 에서는 제 1 실시형태에 따른 금속의 칩 제거 가공을 위한 절삭 공구를 도시한다. 이 공구는, 일차 공구 부품 (1), 이차 공구 부품 (2) 및 샤프트부 (3) 를 포함한다. 도시한 제 1 실시형태에 있어서, 일차 공구 부품 (1) 은 단부 본체를 형성하는 반면, 이차 공구 부품 (2) 은 단부 본체와 샤프트부 (3) 사이에 중간 공구 본체를 형성한다. 샤프트부 (3) 는 기계 공구 (도시하지 않음) 에 직접 고정시키거나 연장 부재 (도시하지 않음) 를 통하여 고정시키도록 형성된다. 샤프트부 (3) 는 이차 공구 부품 (2) 의 일체부일 수 있거나 이차 공구 부품 (2) 에 분리가능하게 연결될 수 있다.
중심 축선 (x) 은 일차 공구 부품 (1), 이차 공구 부품 (2) 및 샤프트부 (3) 를 통하여 공구의 종방향으로 연장한다. 도시한 제 1 실시형태에 있어서, 중심 축선 (x) 은 또한 공구의 회전 축선을 형성한다.
도시한 실시형태에 있어서, 이 공구는 기계 공구에 고정되도록 된 회전식 공구이다. 도 1 ~ 도 7 에 도시한 공구는 밀링 공구, 보다 자세하게는 소위 긴 날 밀링 커터, 나선형 엔드밀 또는 연장된 플루트 엔드밀이다. 하지만, 본원은 어떠한 방식으로 이러한 유형의 공구에 제한되지 않고 상이한 밀링 및 드릴링 공구를 포함하는 모든 가능한 유형의 회전식 공구에 적용될 수 있다. 또한, 본원은 정지 공구, 예를 들어 선삭 공구에도 적용될 수 있다.
일차 공구 부품 (1) 은, 도 2 및 도 3 을 참조하면, 일차 연결면 (5) 과, 제 1 실시형태에서 공구의 원위 단부면을 형성하는 반대편면 (6) 을 구비한다. 일차 공구 부품 (1) 은 또한 일차 연결면 (5) 에서부터 축방향으로 반대편면 (6) 쪽으로 연장하는 리세스 (7) 를 구비한다. 그에 따라, 일차 공구 부품 (1) 은 리세스 (7) 의 바닥면 (9) 과 반대편면 (6) 사이에 벽부 (8) 를 구비한다.
이차 공구 부품 (2) 은, 도 4 및 도 5 를 참조하면, 이차 연결면 (11) 및 이 이차 연결면 (11) 에서부터 축방향 전방으로 돌출하는 돌출부 (12) 를 구비한다. 이 돌출부 (12) 는, 도 6 을 참조하면, 일차 공구 부품 (1) 의 리세스 (7) 안으로 연장하도록 형성된다. 돌출부 (12) 는 이차 공구 부품 (2) 의 직경보다 작은 최대 직경을 가진다. 돌출부 (12) 는, 도 6 을 참조하면, 리세스 (7) 의 바닥면 (9) 에 대향하는 단부면 (13) 을 구비한다.
본원은, 또한 돌출부 (12) 를 포함하는 이차 공구 부품 (2) 이 공구의 단부 본체를 형성하고, 리세스 (7) 를 포함하는 일차 공구 부품 (1) 이 중간 공구 본체를 형성하는 공구에도 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
그에 따라, 중심 축선 (x) 은 또한 일차 공구 부품 (1) 의 리세스 (7) 및 이차 공구 부품 (2) 의 돌출부 (12) 를 통하여 연장한다.
도시한 제 1 실시형태에 있어서, 일차 공구 부품 (1) 및 이차 공구 부품 (2) 둘 다는 절삭 인서트 (16) 각각을 수용하도록 형성되는 다수의 시트 (15) 를 포함한다. 일차 공구 부품 (1) 및 이차 공구 부품 (2) 은 강으로 제조될 수 있지만, 절삭 인서트 (16) 는 통상적으로 예를 들어 초경합금 등의 경질 재료로 제조된다. 도시한 제 1 실시형태에 있어서, 일차 공구 부품 (1) 은 이 일차 공구 부품 (1) 의 원주에 분포되는 적어도 한 세트의 시트 (15) 를 포함한다. 시트 (15) 는 또한 중심 축선 (x) 에 평행한 종방향으로 분포된다. 또한, 이차 공구 부품 (2) 은, 절삭 인서트 (16) 각각을 수용하도록 형성되고 또한 이 이차 공구 부품 (2) 의 원주면 주변에 분포되는 적어도 한 세트의 시트 (15) 를 포함한다. 이러한 경우에, 중심 축선 (x) 에 평행한 이차 공구 부품 (2) 의 종방향으로 분포되는 여러 세트의 시트 (15) 가 있다.
공구는 또한 다수의 칩 플루트 (17) 를 포함하고, 이 칩 플루트는 공구의 주변, 즉 일차 공구 부품 (1) 의 주변과 이차 공구 부품 (2) 의 주변을 따른 나선형 경로에서 연장한다. 시트 (15) 및 그로 인한 절삭 인서트 (16) 는 상기 칩 플루트 (17) 에 인접하게 배치된다.
일차 공구 부품 (1) 은 이차 공구 부품 (2) 에 분리가능하게 연결될 수 있다. 공구는, 도 6a 를 참조하면, 장착 상태에서 수축력에 의해, 벽부 (8) 와 돌출부 (12) 를 연결하는 체결 요소 (20) 를 포함한다. 도시한 제 1 실시형태에 있어서, 체결 요소 (20) 는 벽부 (8) 의 개구부 (22) 를 통하여 연장하는 나사 (21) 를 포함하거나 또는 이러한 나사로 구성된다. 이 나사 (21) 는 돌출부 (12) 의 나사가공된 구멍 (23) 과 결합하게 된다.
벽부 (8) 는 탄성적으로 가요성이거나 탄성적으로 변형가능한다. 이러한 탄성은 비교적 얇은 벽부 (8) 에 의해 제공된다. 벽부 (8) 는 두께 (t) 및 내접원 직경 또는 최대 횡방향 치수 (d) 를 가질 수 있고, t/d = 0.05 ~ 0.2, 바람직하게는 0.08 ~ 0.18 이다. 도시한 제 1 실시형태에 있어서, 벽부 (8) 는 평탄하고 균일한 두께를 가진다. 하지만, 벽부 (8) 의 두께는 변할 수 있음을 알아야 한다. 특히, 이 두께는 체결 요소 (20) 주변의 벽부 (8) 의 중심부에서 최대일 수 있고 또한 벽부 (8) 의 반경방향 외부에서 더 얇아질 수 있다. 또한, 본원은 상이한 치수로 된 공구에도 적용될 수 있음을 알아야 한다. 제 1 실시형태에서는 공구의 치수의 실시예만을 도시한 것이므로, 일차 공구 부품 (1) 및 이차 공구 부품 (2) 의 직경은 60 ~ 70 ㎜, 예를 들어 64 ㎜ 또는 대략 64 ㎜ 일 수 있음을 말할 수 있다. 횡방향 치수 (d) 는 25 ~ 30 ㎜, 예를 들어 28 ㎜ 또는 대략 28 ㎜ 일 수 있고, 두께 (t) 는 2 ~ 5 ㎜, 예를 들어 3 또는 대략 3 ㎜ 일 수 있다. 리세스는 9 ~ 13 ㎜, 예를 들어 11 또는 대략 11 ㎜ 의 깊이를 가질 수 있다.
이차 공구 부품 (2) 의 돌출부 (12) 는 단부면 (13) 쪽으로 좁아지는 원주면 (25) 을 구비한다. 일차 공구 부품 (1) 의 리세스 (7) 는 바닥면 (9) 쪽으로 좁아지는 대응 내부면 (26) 을 구비한다. 그에 따라, 원주면 및 내부면은, 도 6 을 참조하면, 중심 축선 (x) 에 대하여 각 (α) 을 형성한다. 상기 각 (α) 은 ≤ 10°, 바람직하게는 ≥ 2°및 ≤ 7°, 보다 바람직하게는 ≥ 3°및 ≤ 6°이다.
나사 (21) 가 3 ~ 10 kN, 바람직하게는 4 ~ 8 kN 일 수 있는 수축력을 가할 때, 벽부 (8) 는, 도 6a 를 참조하면, 탄성적으로 변형되고 돌출부 (12) 의 단부면 (13) 쪽으로 굽혀진다. 일차 공구 부품 (1) 및 벽부 (8) 는 수축력에 의해 소성 변형이 발생하지 않도록 형성되는 것이 중요하다. 벽부 (8) 의 만곡부 (b) 또는 아치부 또는 불룩부는, 장착 상태에서 형성되는 단부면 (13) 과 바닥면 (9) 사이의 제 1 갭 (x1) 보다 크지 않다. 제 1 갭 (x1) 은 벽부 (8) 의 표면에 따라 변하고 또한 만곡부 (b) 가 최대인 곳에서 최저값을 갖는다. 벽부 (8) 의 중심부, 즉 체결 요소 (20) 근방에 가장 근접해서 최대 만곡부 (b) 가 얻어진다. 벽부 (8) 의 만곡부 (b) 는 0.015 ~ 0.15 ㎜, 바람직하게는 0.02 ~ 0.1 ㎜ 일 수 있다.
장착 상태에서, 일차 연결면 (5) 은 이차 연결면 (11) 에 대향하고, 일차 연결면 (5) 과 이차 연결면 (11) 사이에는 제 2 갭 (x2) 이 형성된다. 제 1 갭 (x1) 은 제 2 갭 (x2) 보다 항상 큰 것이 유리하고, 즉 x1 > x2 이며, 이는 제 1 갭 (x1) 의 최저값이 제 2 갭 (x2) 보다 커야 한다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 갭 (x2) 이 영에 접근하더라도, 체결 요소 (20) 상의 예비응력이 보장된다.
탄성 벽부 덕분에, 공구 부품은 모든 작동 상태, 즉 사용시 발생하는 모든 온도에서 서로에 대하여 가압될 것이다. 그럼으로써, 온도 변화로 인해 공구 부품의 재료의 팽창 또는 수축으로 인해, 체결 요소가 느슨해지거나 또는 불량으로 고정되는 것이 방지된다. 본원에서, 또한 도 6a 를 참조하면, 장착 상태의 일차 공구 부품 (1) 및 이차 공구 부품 (2) 이 돌출부 (12) 의 테이퍼형 또는 원뿔형 원주면 (25) 및 리세스 (7) 의 테이퍼형 또는 원뿔형 내부면 (26) 에 의해서만 서로에 대하여 접함으로써, 제 1 갭 (x1) 및 제 2 갭 (x2) 을 가진 도시한 구성이 생김을 알아야 한다.
공구의 사용시, 일차 공구 부품 (1) 은 통상적으로 이차 공구 부품 (2) 보다 더 따뜻하게 된다. 이는, 일차 공구 부품 (1) 및 리세스 (7) 가 이차 공구 부품 (2) 및 돌출부 (12) 보다 더 팽창한다는 것을 의미한다. 리세스 (7) 및 돌출부 (12) 의 테이퍼형 또는 원뿔형 형상 덕분에, 일차 공구 부품 (1) 이 이차 공구 부품 (2) 에 신뢰가능하고 또한 고정되도록 연결됨과 동시에 소정의 작은 축방향 상대 운동이 허용될 수 있다. 그럼으로써, 사용시 갭 (x2) 이 다소 줄어들 수 있다. 벽부 (8) 는 이러한 탄성 변형이 가능하도록 형성되어, 공구의 사용 내내 체결 요소 (20) 에 충분한 예비응력을 가한다.
더욱이, 돌출부 (12) 및 리세스 (7) 는 중심 축선 (x) 에 대하여 단면이 원형이 아니다. 비원형 형상은 다각형 형상을 포함하거나 다각형 형상일 수 있으며, 도시한 제 1 실시형태에 있어서, 단면 형상은, 도 2 및 도 4 를 참조하면, 삼각형 형상이다. 그리하여, 일차 공구 부품 (1) 및 이차 공구 부품 (2) 은 장착 상태에서 서로에 대하여 회전할 수 없다.
이차 공구 부품 (2) 은, 예를 들어 WO 2008/002145 에 기재된 유형의 감쇠 기구 (31) 를 수용하도록 형성되는 중심 공동 (30) 을 포함한다. 비교적 짧은 체결 요소 (20) 덕분에, 감쇠 기구 (31) 는 공구 전방에 비교적 멀리, 즉 비교적 공구의 원위 단부면 근방에 배열될 수 있다.
공구는, 공동 (30) 을 통하여 연장하고 또한 단부면 (13) 을 통과하는 1 개 이상의 개구부 (32) 를 통하여 외부로 연장하는 냉각 매체 덕트를 더 포함한다. 개구부 (32) 는 단부면 (13) 과 바닥면 (9) 사이의 제 1 갭 (x1) 에서 개방한다. 냉각 덕트를 통하여 제 1 갭 (x1) 안으로 이송되는 냉각 매체는, 그 후 도 2 를 참조하면, 적절한 통로 (33) 를 통하여 냉각될 절삭 인서트 또는 영역으로 더 이송될 수 있다. 도 5 에서 볼 수 있는 바와 같이, 감쇠 기구 (31) 는 2 개의 나선형 홈 (34) 이 형성되는 원주면을 구비한다. 그럼으로써, 냉각 매체 덕트를 통하여 공급되는 냉각 매체는, 상기 나선형 홈 (34) 의 공동 (30) 안으로 이송되어 개구부 (32) 및 통로 (33) 까지 이송된다. 도 5 ~ 도 7 에서 볼 수 있는 바와 같이, 나선형 홈 (34) 에서부터 이차 공구 부품 (2) 을 통과하여 이 이차 공구 부품 (2) 의 외주에서 냉각될 절삭 인서트 (16) 및 영역 외부로 냉각 매체를 위한 통로 (33) 가 있다. 감쇠 기구 (31) 는 1 개 이상의 홈 (34) 을 포함할 수 있음을 알아야 한다. 이 홈 (34) 은 나선형일 필요는 없지만 축방향으로 직선으로 연장할 수 있다.
공구 부품 (1, 2) 의 분리, 즉 이차 공구 부품 (2) 으로부터 일차 공구 부품 (1) 의 당김을 용이하게 하기 위해서, 벽부 (8) 의 개구부 (22) 에는 돌출부 (12) 의 나사가공된 구멍 (23) 의 직경보다 큰 직경을 가진 내부 나사산 (37) 이 형성된다. 그럼으로써, 도 7 을 참조하면, 풀러 나사 (puller screw; 35) 를 수용하도록 벽부 (8) 의 개구부 (22) 가 형성된다. 돌출부 (12) 는, 나사가공된 구멍 (23) 주변에 배열되고 또한 풀러 나사 (35) 용 맞닿음면을 형성하도록 형성되는 맞닿음면 (36) 을 또한 구비한다. 풀러 나사 (35) 는 맞닿음면 (36) 에 대하여 접하여 개구부 (22) 안에 나사결합됨으로써, 일차 공구 부품 (1) 은 이차 공구 부품 (2) 으로부터 외부로 가압되고, 공구는 간단하게 분리될 수 있다. 벽부 (8) 의 중심부의 전술한 더 큰 두께는 내부 나사산 (37) 의 충분한 길이를 보장하는데 유리할 수 있다.
도 8 및 도 9 에서는 제 1 실시형태와 상이한 제 2 실시형태를 도시하였고, 이 실시형태에서는 본질적으로 더 긴 축방향 연장부를 가진 밀링 공구의 다소 변형된 다른 유형을 도시한다. 동일하거나 대응하는 기능을 가진 요소에는 도시한 실시형태에서 동일한 도면 부호로 나타내었다. 제 2 실시형태의 이차 공구 부품 (2) 은 도 8 및 도 9 에 도시한 것보다 상당히 더 많은 시트 (15) 및 절삭 인서트 (16) 를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본원은 도시한 실시형태에만 한정되지 않고 이하의 청구범위의 관점내에서 변형되고 수정될 수 있다.
예를 들어, 다른 실시형태에 따라서, 갭 (x2) 은 매우 작고 또한 영 근방 또는 심지어 영일 수 있음을 알아야 한다. 탄성적으로 변형가능한 벽부 (8) 및 x1 > 0 덕분에, 이러한 경우에 또한 충분히 단단한 연결이 얻어질 수 있다.
또 다른 실시형태에 따라서, 공구는 도시한 공구 부품보다 많은, 예를 들어 1 개 이상의 추가의 일차 공구 부품을 포함할 수 있다. 그 후, 체결 요소 (20) 는 일차 공구 부품 전부를 통하여 연장할 수 있지만, 단지 최외부 원위 일차 공구 부품은 탄성적으로 변형가능한 벽부 (8) 를 포함한다.
1 : 일차 공구 부품 2 : 이차 공구 부품
3 : 샤프트부 5 : 일차 연결면
6 : 반대편면 7 : 리세스
11 : 이차 연결면 12 : 돌출부
15 : 시트 16 : 절삭 인서트
20 : 체결 요소 30 : 공동

Claims (15)

  1. 절삭 가공용으로 형성되는 공구로서,
    일차 연결면 (5) 과 반대편면 (6) 뿐만 아니라 상기 일차 연결면 (5) 에서부터 반대편면 (6) 쪽으로 연장하는 리세스 (7) 를 구비하고, 상기 리세스 (7) 의 바닥면 (9) 과 반대편면 (6) 사이에 벽부 (8) 를 구비하는 일차 공구 부품 (1),
    이차 연결면 (11) 과, 상기 이차 연결면 (11) 에서부터 연장하여 장착 상태에서 리세스 (7) 안으로 연장하고 또한 상기 장착 상태에서 상기 바닥면 (9) 에 대향하는 단부면 (13) 을 가진 돌출부 (12) 를 구비하는 이차 공구 부품 (2),
    기계 공구에 고정되도록 형성되는 샤프트부 (3), 및
    상기 장착 상태에서 수축력에 의해 상기 벽부와 상기 돌출부를 연결하는 체결 요소 (20) 를 포함하고,
    중심 축선 (x) 은 상기 공구의 종방향으로 상기 일차 공구 부품 (1) 과 그 리세스 (7), 상기 이차 공구 부품 (2) 과 그 돌출부 (12), 및 상기 샤프트부 (3) 를 통하여 연장하고,
    상기 일차 공구 부품 (1) 및 상기 이차 공구 부품 (2) 중 적어도 하나는 절삭 인서트 (16) 각각을 수용하도록 형성된 시트 (15) 를 포함하는 공구에 있어서,
    상기 벽부 (8) 는 벽 두께 t 및 최대 횡방향 치수 d 를 가지며 t/d 가 0.05 ~ 0.2 이어서, 상기 벽부 (8) 는 탄성적으로 가요적이고 또한 상기 장착 상태에서 수축력에 의해 상기 단부면 (13) 쪽으로 굽혀지는 것을 특징으로 하는 공구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일차 공구 부품 (1) 및 상기 이차 공구 부품 (2) 은, 상기 장착 상태에서 상기 단부면 (13) 과 상기 바닥면 (9) 사이에 제 1 갭 (x1) 을 형성하도록 치수결정되는 공구.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부 (12) 는 상기 단부면 (13) 쪽으로 좁아지는 원주면 (25) 을 가지고, 상기 리세스 (7) 는 상기 바닥면 (9) 쪽으로 좁아지는 대응 내부면 (26) 을 구비하며, 상기 원주면 (25) 및 상기 내부면 (26) 은 상기 중심 축선 (x) 에 대하여 각 (α) 을 형성하는 공구.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 각 (α) 은 2°~ 7° 인 공구.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 일차 연결면 (5) 은, 상기 장착 상태에서 상기 이차 연결면 (11) 에 대향하고, 상기 일차 공구 부품 (1) 및 상기 이차 공구 부품 (2) 은, 상기 장착 상태에서 상기 일차 연결면 (5) 과 상기 이차 연결면 (11) 사이에 제 2 갭 (x2) 을 형성하도록 치수결정되는 공구.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 돌출부 (12) 와 상기 리세스 (7) 는 상기 중심 축선 (x) 에 대하여 단면이 비원형 형상인 공구.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 비원형 형상은 다각형 형상을 포함하는 공구.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 체결 요소 (20) 는, 상기 벽부 (8) 의 개구부 (22) 를 통하여 연장하고 또한 상기 돌출부 (12) 의 나사가공된 구멍 (23) 과 결합하는 나사 (21) 를 포함하는 공구.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 벽부 (8) 의 상기 개구부 (22) 에는 내부 나사산 (37) 이 형성되고, 이 내부 나사산은 상기 나사가공된 구멍 (23) 의 직경보다 큰 직경을 가지며 또한 풀러 나사 (35) 를 수용하도록 형성되는 공구.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 돌출부는, 상기 나사가공된 구멍 (23) 주변에 배열되어 상기 풀러 나사 (35) 용 맞닿음면을 형성하도록 형성되는 맞닿음면 (36) 을 구비하는 공구.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샤프트부 (3) 는 상기 이차 공구 부품 (2) 과 일체로 형성되거나 그에 연결되는 공구.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 이차 공구 부품 (2) 은 감쇠 기구 (31) 를 수용하도록 형성되는 중심 공동 (30) 을 포함하는 공구.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공구는, 적어도 상기 중심 공동 (30) 을 통하여 연장하고 또한 상기 단부면 (13) 을 통과하는 개구부 (32) 를 통하여 외부로 연장하는 냉각 매체 덕트를 포함하는 공구.
  14. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일차 공구 부품 (1) 은, 절삭 인서트 (16) 각각을 수용하도록 형성되고 또한 상기 일차 공구 부품 (1) 의 원주면 주변에 분포되는 적어도 한 세트의 시트 (15) 를 포함하는 공구.
  15. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이차 공구 부품 (2) 은, 절삭 인서트 (16) 각각을 수용하도록 형성되고 또한 상기 이차 공구 부품 (2) 의 원주면 주변에 분포되는 적어도 한 세트의 시트 (15) 를 포함하는 공구.
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