KR101633952B1 - 회전 절삭 공구 - Google Patents

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KR101633952B1
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Abstract

본 발명의 리밍 작업용 회전 절삭 공구(20)는 종방향 축(A1)을 갖고 반경방향으로 돌출하고 대체로 축방향으로 연장되는 복수의 클램핑 윙(38)을 갖는 대체로 원통형인 공구 섕크(22)와, 중심 보어(58) 및 축방향으로 연장되고 외측 절삭 직경(D)을 갖는 복수의 절삭 엣지(62)를 갖는 원통형 절삭 헤드(24)를 포함한다. 중심 보어(58)는 원주방향으로 그리고 교대로 이격된 복수의 보어 섹터(70)와 보어 리세스(72)를 가지며, 각각 보어 섹터(70)는 각각의 클램핑 윙(38)의 외측으로 경사진 수형 클램핑 표면(40)과 클램핑 접촉하는 외측으로 경사진 암형 클램핑 표면(74)을 갖는다. 공구 섕크(22)에 조립된 원통형 로킹 슬리브(26) 및 원통형 클램핑 너트(28)는 절삭 헤드(24)의 클램핑 접촉력 및 절삭 직경(D)을 조정하는 수단을 제공하고, 또한 로킹 슬리브(26) 및 클램핑 너트(28)의 제거 없이 절삭 헤드의 제거 및 교체를 가능하게 한다.

Description

회전 절삭 공구 {ROTARY CUTTING TOOL}
본 발명은 포괄적으로는 금속 절삭 공정에 사용하기 위한, 그리고 구체적으는 리밍(reaming) 작업을 위한 회전 절삭 공구에 관한 것이다.
금속 피가공재의 리밍 작업을 위한 회전 절삭 공구의 분야에서는, 회전 절삭 공구가 다양한 방법으로 구성될 수 있다.
미국 특허 제4,705,435호는 냉각 유체를 선단 엣지까지 보내는 냉각제 배출 채널을 갖는 섕크와 일체형의 커터 헤드를 갖는 조정 가능한 리머를 개시하고 있다. 나사형 섕크 내에 결합된 원추형 스크류의 원추형 헤드는 커터 헤드를 확장시킨다.
미국 특허 제5,163,790호는 교환 가능한 절삭 헤드 및 외부 노즐로부터 절삭 헤드로의 공급을 위한 냉각제 공급부를 갖고, 원추형 헤드를 가진 클램핑 볼트를 리머 섕크에 나사결합하여 절삭 헤드를 고정하고 확장시키는, 조정 가능한 리머를 개시하고 있다.
미국 특허 제7,004,692호는 공구 섕크와, 일반적인 작업 중에 공구 섕크 내에 잔류하는 스크루 부재와, 고정된 절삭 직경을 가진 교체 가능한 절삭 헤드를 구비한 리머를 개시하고 있다. 스크루 부재 내의 냉각제 채널은 냉각 유체를 절삭 헤드의 절삭 에지까지 보낸다.
본 발명의 목적은 개선된 회전 절삭 공구를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 공구 섕크, 절삭 헤드, 로킹 슬리브 및 클램핑 너트를 포함하는 회전 절삭 공구가 제공되며,
공구 섕크는 전방으로부터 후방으로 연장되는 종방향 축을 포함하고, 공구 섕크 전방 단부 표면에 인접한 절삭 헤드 수용부 및 절삭 헤드 수용부의 후방에 있는 수형 나사부를 가지며,
절삭 헤드 수용부는 반경방향으로 돌출하고 대체로 축방향으로 연장되는 복수의 클램핑 윙을 포함하고, 각각의 클램핑 윙은 전방을 향하면서 외측으로 경사진 수형 클램핑 표면을 가지며,
절삭 헤드는 종방향 축과 동축인 중심 보어 축을 갖는 중심 보어와, 외측 절삭 직경을 갖고 절삭 헤드 후방 단부 표면과 절삭 헤드 전방 단부 표면 사이에서 축방향으로 연장되는 복수의 절삭 엣지를 갖는 주연부 외측 표면을 포함하며,
중심 보어는 대체로 축방향으로 연장되는 복수의 보어 섹터를 포함하고, 각각의 보어 섹터는 절삭 헤드 전방 단부 표면을 향하면서 외측으로 경사진 암형 클램핑 표면을 가지며,
로킹 슬리브는 로킹 슬리브 후방 단부 표면과 로킹 슬리브 전방 단부 표면 사이에 관통 보어를 갖는 원통 형상을 가지며,
클램핑 너트는 클램핑 너트 전방 단부 표면과 클램핑 너트 후방 단부 표면 사이에 나사 보어를 가지며,
클램핑 너트의 나사 보어는 공구 섕크의 수형 나사부와 나사 결합되고, 로킹 슬리브 후방 단부 표면은 클램핑 너트 전방 단부 표면과 클램핑 접촉하고, 로킹 슬리브 전방 단부 표면은 절삭 헤드 후방 단부 표면과 클램핑 접촉하고, 복수의 암형 클램핑 표면은 복수의 수형 클램핑 표면과 클램핑 접촉하며,
클램핑 접촉력 및 절삭 직경은 클램핑 너트의 회전 위치를 조정함으로써 증가 및 감소될 수 있고, 로킹 슬리브 또는 클램핑 너트를 공구 섕크로부터 제거하지 않고 클램핑 너트의 회전에 이어 절삭 헤드가 제거 및 교체될 수 있다.
더 나은 이해를 위해, 본 발명은 오직 예시의 방법으로, 첨부된 도면을 참고하여 설명될 것이며, 도면에서 쇄선은 부재의 부분 도시를 위한 절결 경계를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 회전 절삭 공구의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회전 절삭 공구의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공구 섕크의 종방향 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 공구 섕크의 전방 단부도이다.
도 5는 본 발명에 따른 절삭 헤드의 전방 단부도이다.
도 6은 선 VI-VI를 따라 취한 도 5에 도시된 절삭 헤드의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 로킹 슬리브의 전방 단부도이다.
도 8은 선 VIII-VIII를 따라 취한 도 7에 도시된 로킹 슬리브의 단면도이다.
도 9는 도 1에 도시된 회전 절삭 공구의 종방향 단면도이다.
도 10은 선 X-X를 따라 취한 도 9에 도시된 회전 절삭 공구의 단면도이다.
도 11은 도 9에 도시된 회전 절삭 공구의 전방 단부도이다.
먼저, 본 발명에 따른 회전 절삭 공구(20)가 도시된 도 1 및 도 2를 참조한다. 회전 절삭 공구(20)는 공구 섕크(22), 절삭 헤드(24), 로킹 슬리브(26) 및 클램핑 너트(28)를 포함하는 확장 가능한 리머의 형태이다. 공구 섕크(22), 로킹 슬리브(26) 및 클램핑 너트(28)는 일반적으로 기계가공된 강으로 제조되고, 본 발명의 절삭 헤드(24)는 텅스텐 카바이드와 같은 카바이드 분말을 가압성형 및 소결하여 제조될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 공구 섕크(22)는 일반적으로 원통 형상으로서, 전방(F)에서 후방(R)으로 연장되는 종방향 축(A1)을 가지며, 공구 섕크 전방 단부 표면(32)에 인접한 절삭 헤드 수용부(30) 및 절삭 헤드 수용부(30)의 후방에 있는 수형 나사부(34)를 갖는다.
절삭 헤드 수용부(30)는 종방향 축(A1)을 중심으로 원주방향으로 동등하게 이격된 6개의 대체로 평평한 절삭 헤드 수용 표면(36)을 가지며, 이것은 종방향 축(A1)을 중심으로 원주방향으로 동등하게 이격된 6개의 반경방향으로 돌출하고 대체로 축방향으로 연장되는 클램핑 윙(38)과 교번하고, 6개의 절삭 헤드 수용 표면(36)과 6개의 클램핑 윙(38) 사이의 12개의 교선을 통해 종방향 축(A1)에 대해 직각인 평면에 형성된 가상의 원(C)은 수용 표면 제1 반경(R1)을 갖는다. 본 발명의 일부 실시예에서, 6개의 절삭 헤드 수용 표면(36)은 종방향 축(A1)에 대해 평행할 수 있다. 각각의 클램핑 윙(38)은 전방(F)을 향하면서 외측으로 경사진 수형 클램핑 표면(40)을 가지며, 이것은 클램핑 윙 제2 반경(R2)을 갖는 섕크 전방 단부 표면(32)에 인접하여 부분 원통형 외측 윙 표면(42)과 교차한다. 수형 클램핑 표면(40)은 종방향 축(A1)과 예각의 내부 제1 경사 각도(δ1)를 형성한다.
상세한 설명 및 청구범위 전체를 통하여, "내부 각도"는 내부에서 측정된 두 대상 사이의 각도를 지칭하는 한편, "외부 각도"는 외부에서 측정된 두 대상 사이의 각도를 지칭한다는 것이 이해되어야 한다.
6개의 클램핑 윙(38)은 60°인 클램핑 윙 제1 피치 각도(α1)를 가지며, 각각의 클램핑 윙(38)은 인접한 외측 윙 표면(42)에 대해 횡방향이고 원주방향으로 한정하는 선단 윙 표면(44) 및 후단 윙 표면(46)을 포함하고, 제1 윙 엣지(45)와 제2 윙 엣지(47) 사이에 클램핑 윙 제1 각도 범위(E1)를 갖는다. 제1 윙 엣지(45)는 선단 윙 표면(44)과 외측 윙 표면(42)의 교차부에 형성되고, 제2 윙 엣지(47)는 후단 윙 표면(46)과 외측 윙 표면(42)의 교차부에 형성된다. "선단 표면" 및 "후단 표면"이라는 용어는 공구 섕크 전방 단부 표면(32)의 방향에서 볼 때 회전 절삭 공구(20)의 작동 중에 공구 섕크(22)의 반시계방향 회전을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 다른 실시예에서, "선단 표면" 및 "후단 표면"은 반대로 공구 섕크 전방 단부 표면(32)의 방향에서 볼 때 회전 절삭 공구(20)의 작동 중에 공구 섕크(22)의 시계방향 회전을 나타낼 수 있고, 이들 실시예에서 회전 절삭 공구(20)의 다른 요소의 회전 방향은 상응하여 반대가 된다.
절삭 헤드 수용부(30)의 후방에 있는 수형 나사부(34)는 환형 베이스 표면(48)으로부터 전방(F)으로 연장되고, 전방(F)으로 더 연장되는 3개의 축방향 연장 로킹 돌기(50)를 포함하며, 각각의 로킹 돌기(50)는 전방 로킹 돌기 표면(52)을 갖는다. 3개의 로킹 돌기(50)는 120°인 로킹 돌기 제2 피치 각도(α2)를 갖고 원주방향으로 동등하게 이격되어 있고, 각각의 로킹 돌기(50)는 반경방향으로 연장되고 원주방향으로 한정하는 제1 및 제2 로킹 돌기 표면(54, 56)을 포함하고, 로킹 돌기 제2 각도 범위(E2)를 갖는다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 절삭 헤드(24)는 중심 보어(58)와, 절삭 헤드 후방 단부 표면(64)과 외측 절삭 직경(D)을 갖는 절삭 헤드 전방 단부 표면(66) 사이에서 축방향으로 연장되는 6개의 절삭 엣지(62)를 포함하는 주연부 외측 표면(60)을 갖는다. 각각의 절삭 엣지(62)는 주연부 외측 표면(60)에 대해 횡방향이고 절삭 헤드 전방 표면(66)의 방향에서 볼 때 대체로 반시계방향을 대면하는 인접 레이크 표면(68)을 갖는다.
중심 보어(58)는 원주방향으로 동등하게 이격되고 대체로 축방향으로 연장되는 6개의 보어 섹터(70)를 갖고, 이들은 원주방향으로 동등하게 이격되고 축방향으로 연장되는 6개의 보어 리세스(72)와 교번하며, 보어 섹터(70)와 보어 리세스(72)는 60°인 클램핑 윙 제1 피치 각도(α1)와 동일한 보어 리세스 제3 피치 각도(α3)를 각각 갖는다. 각각의 보어 섹터(70)는 절삭 헤드 전방 단부 표면(66)을 향하면서 외측으로 경사진 암형 클램핑 표면(74)을 가지며, 이것은 보어 섹터 제3 반경(R3)을 갖는 절삭 헤드 후방 단부 표면(64)에 인접하여 축방향 연장 보어 섹터 표면(76)과 교차한다. 암형 클램핑 표면(74)은 중심 보어 축(A2)과 예각의 외부 제2 경사 각도(δ2)를 형성한다. 각각의 보어 리세스(72)는 인접 보어 섹터 표면(76)에 대해 횡방향이고 원주방향으로 한정하는 제1 및 제2 보어 리세스 표면(78, 80)을 포함하고, 제1 보어 리세스 엣지(79)와 제2 보어 리세스 엣지(81) 사이에 보어 리세스 제3 각도 범위(E3)를 갖는다. 제1 보어 리세스 엣지(79)는 제1 보어 리세스 표면(78)과 그것의 인접 보어 섹터 표면(76)의 교차부에 형성되고, 제2 보어 리세스 엣지(81)는 제2 보어 리세스 표면(80)과 그것의 인접 보어 섹터 표면(76)의 교차부에 형성된다.
도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 클램핑 너트(28)는 원통 형상으로서, 클램핑 너트 전방 단부 표면(84a)과 클램핑 너트 후방 단부 표면(84b) 사이의 나사 보어(82)를 가지며, 클램핑 너트(28)는 나사 보어 축(A3)에 대해 직각인 중심 평면(P)을 중심으로 거울 대칭성을 갖는다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 로킹 슬리브(26)는 원통 형상으로서, 로킹 슬리브 후방 단부 표면(88)과 로킹 슬리브 전방 단부 표면(90) 사이의 관통 보어(86)를 갖는다. 로킹 슬리브 전방 단부 표면(90)은 원주방향으로 동등하게 이격되고 축방향으로 연장되는 6개의 정렬 돌기(92)를 가지며, 이들은 60°인 클램핑 윙 제1 피치 각도(α1)와 동일한 정렬 돌기 제4 피치 각도(α4)를 갖고, 로킹 슬리브 후방 단부 표면(88)은 원주방향으로 동등하게 이격되고 축방향으로 연장되는 3개의 로킹 슬롯(94)을 갖고, 이들은 120°인 로킹 돌기 제2 피치 각도(α2)와 동일한 로킹 슬롯 제5 피치 각도(α5)를 갖는다.
각각의 정렬 돌기(92)는 인접 관통 보어 표면(87)에 대해 횡방향이고 원주방향으로 한정하는 제1 및 제2 정렬 돌기 표면(96, 98)을 포함하고, 제1 정렬 돌기 엣지(97)와 제2 정렬 돌기 엣지(99) 사이에 정렬 돌기 제4 각도 범위(E4)를 갖는다. 제1 정렬 돌기 엣지(97)는 제1 정렬 돌기 표면(96)과 관통 보어 표면(87)의 교차부에 형성되고, 제2 정렬 돌기 엣지(99)는 제2 정렬 돌기 표면(98)과 관통 보어 표면(87)의 교차부에 형성된다.
각각의 로킹 슬롯(94)은 원주방향으로 한정하고 축방향으로 연장되는 제1 및 제2 로킹 슬롯 표면(100, 102)을 포함하고, 로킹 슬롯 제5 각도 범위(E5)를 갖는다. 각각의 로킹 슬롯(94)은 또한 관통 보어 축(A4)에 대해 직각인 후방 로킹 슬롯 표면(104)을 포함한다.
회전 절삭 공구(20)를 도시하는 도 9 내지 도 11을 참조하면, 다음의 4개의 단계로 초기 조립이 수행된다:
제1 조립 단계에서는, 나사 보어 축(A3)이 종방향 축(A1)과 대략 동축이 된 상태로 클램핑 너트(28)가 공구 섕크 전방 단부 표면(32)에 인접하여 위치된다. 그 후, 수형 나사부(34)가 나사 보어(82)와 결합될 때까지, 공구 섕크(22)가 클램핑 너트(28)의 나사 보어(82) 내로 삽입되고, 클램핑 너트 후방 단부 표면(84b)이 환형 베이스 표면(48)과 접촉할 때까지, 클램핑 너트(28)가 공구 섕크 전방 표면(32)으로부터 볼 때 반시계방향으로 회전된다.
제2 조립 단계에서는, 관통 보어 축(A4)이 종방향 축(A1)과 대략 동축이 된 상태로 로킹 슬리브 후방 단부 표면(88)이 공구 섕크 전방 단부 표면(32)에 인접하여 위치된다. 그 후, 공구 섕크(22)의 3개의 로킹 돌기(50)가 로킹 슬리브(26)의 3개의 로킹 슬롯(94)과 결합되고 각각의 전방 로킹 돌기 표면(52)이 각각의 후방 로킹 슬롯 표면(104)과 접촉할 때까지, 공구 섕크(22)가 로킹 슬리브(26)의 관통 보어(86) 내로 삽입된다. 그 후, 3개의 제1 로킹 슬롯 표면(100)이 3개의 제1 로킹 돌기 표면(54)과 접하고 로킹 슬리브(26)의 6개의 정렬 돌기(92)가 공구 섕크(22)의 6개의 클램핑 윙(38)과 원주방향으로 정렬될 때까지, 로킹 슬리브(26)가 공구 섕크 전방 단부 표면(32)으로부터 볼 때 반시계방향으로 회전된다.
제3 조립 단계에서는, 중심 보어 축(A2)이 종방향 축(A1)과 대략 동축이 된 상태로 절삭 헤드 후방 단부 표면(64)이 초기에 공구 섕크 전방 단부 표면(32)에 인접하여 위치되고, 6개의 보어 리세스(72)가 6개의 클램핑 윙(38)과 원주방향으로 정렬될 때까지 절삭 헤드(24)가 회전 배향된다. 그 후, 로킹 슬리브(26)의 6개의 정렬 돌기(92)가 절삭 헤드(24)의 6개의 보어 리세스(72)와 결합되고 절삭 헤드 후방 단부 표면(64)이 로킹 슬리브 전방 단부 표면(90)과 접촉할 때까지, 공구 섕크(22)가 절삭 헤드(24)의 중심 보어(58) 내로 삽입되고, 절삭 헤드(24)의 6개의 보어 섹터(70)의 6개의 보어 섹터 표면(76)은 공구 섕크(22)의 절삭 헤드 수용부(30)의 후방에 존재한다. 그 후, 로킹 슬리브(26)의 3개의 제2 로킹 슬롯 표면(102)이 공구 섕크(22)의 3개의 제2 로킹 돌기 표면(56)과 접하고 절삭 헤드(24)의 6개의 보어 섹터(70)가 공구 섕크(22)의 6개의 클램핑 윙(38)과 원주방향으로 정렬될 때까지, 로킹 슬리브(26)와 절삭 헤드(24)가 공구 섕크 전방 단부 표면(32)으로부터 볼 때 시계방향으로 동시에 회전된다.
제3 조립 단계에서는 공구 섕크(22)를 절삭 헤드(24)의 중심 보어(58) 안으로 삽입하고 6개의 정렬 돌기(92)를 6개의 보어 리세스(72)와 결합시키기 위해, 보어 리세스 제3 각도 범위(E3)가 클램핑 윙 제1 각도 범위(E1)보다 커야하고(E3>E1), 또한 정렬 돌기 제4 각도 범위(E4)보다 커야하며(E3>E4), 보어 섹터 제3 반경(R3)은 수용 표면 제1 반경(R1)보다 커야한다는 것이 이해되어야 한다(R3>R1).
또한, 제3 조립 단계에서는 3개의 제1 로킹 슬롯 표면(100)이 3개의 제1 로킹 돌기 표면(54)과 접하는 위치로부터 3개의 제2 로킹 슬롯 표면(102)이 3개의 제2 로킹 돌기 표면(56)과 접하는 위치까지의 로킹 슬리브(26)의 각도 회전 범위가 로킹 슬롯 제5 각도 범위(E5)와 로킹 돌기 제2 각도 범위(E2) 사이의 각도 범위 차이(E5-E2)와 동일하고, 6개의 보어 리스세(72)가 6개의 클램핑 윙(38)과 원주방향으로 정렬되는 위치로부터 6개의 보어 섹터(70)가 6개의 클램핑 윙(38)과 원주방향으로 정렬되는 위치까지의 절삭 헤드(24)의 동시 회전은 클램핑 윙 피치 제1 각도(α1)의 절반(α1/2)과 같으며, 여기서 E5-E2는 α1/2과 같고 30°의 값을 갖는다는 것이 이해되어야 한다.
제4 조립 단계에서는, 클램핑 너트 전방 단부 표면(84a)이 로킹 슬리브 후방 단부 표면(88)과 클램핑 접촉하고, 로킹 슬리브 전방 단부 표면(90)이 절삭 헤드 후방 단부 표면(64)과 클램핑 접촉하고, 6개의 보어 섹터(70)의 암형 클램핑 표면(74)이 6개의 클램핑 윙(38)의 수형 클램핑 표면(40)과 클램핑 접촉할 때까지, 클램핑 너트(28)가 공구 섕크 전방 단부 표면(32)으로부터 볼 때 시계방향으로 회전된다. 수형 클램핑 표면(40)이 종방향 축(A1)과 이루는 예각의 내부 제1 경사 각도(δ1)는 1°의 제조 공차 내에서 암형 클램핑 표면(74)이 중심 보어 축(A2)과 이루는 예각의 외부 제2 경사 각도(δ2)와 동일하다.
제4 조립 단계에서는, 6개의 보어 섹터(70)의 암형 클램핑 표면(74)과 6개의 클램핑 윙(38)의 수형 클램핑 표면(40) 사이의 클램핑 접촉을 얻기 위해, 보어 섹터 제3 반경(R3)이 클램핑 윙 제2 반경(R2)보다 작아야한다는 것이 이해되어야 한다(R3<R2).
본 발명의 회전 절삭 공구(20)는 절삭 직경(D)이 6개의 보어 섹터(70)의 암형 클램핑 표면(74)과 6개의 클램핑 윙(38)의 수형 클램핑 표면(40) 사이의 클램핑력의 반경방향 성분을 증가 또는 감소시킴으로써 조정될 수 있도록 구성된 절삭 헤드(24)를 가질 수 있고, 따라서 확장 가능한 리머로서 지칭될 수 있다. 클램핑 너트(28)가 공구 섕크 전방 단부 표면(32)으로부터 볼 때 시계방향으로 회전하면 반경방향 클램핑력과 절삭 직경(D)이 증가하고, 클램핑 너트(28)가 공구 섕크 전방 단부 표면(32)으로부터 볼 때 반시계방향으로 회전하면 반경방향 클램핑력 및 절삭 직경(D)이 감소한다.
본 발명의 회전 절삭 공구(20)는 또한 공구 섕크(22)의 절삭 헤드 수용부(30) 내에 6개의 소직경 냉각제 보어(106)를 포함함으로써 6개의 절삭 엣지(62) 각각에 냉각 유체를 보내도록 구성될 수 있고, 각각의 소직경 냉각제 보어(106)는 종방향 축(A1)과 동축인 대직경 냉각제 보어(108)로부터 각각의 클램핑 윙(38)의 외측 윙 표면(42)까지 반경방향으로 연장된다.
상술한 제4 조립 단계는 회전 절삭 공구(20)의 초기 조립에서만 요구되며, 초기 조립에 이어 절삭 헤드(24)를 제거 및 교체할 때 클램핑 너트(28) 및 로킹 슬리브(26)가 제거될 필요는 없다는 것이 이해되어야 한다.
회전 절삭 공구(20)의 일반적인 작업에 이은 절삭 헤드(24)의 제거 및 교체는 다음의 단계들로 수행된다.
제1 절삭 헤드 교체 단계에서는, 클램핑 너트 후방 단부 표면(84b)이 환형 베이스 표면(48)과 접촉할 때까지 클램핑 너트(28)가 공구 섕크 전방 표면(32)으로부터 볼 때 반시계방향으로 회전된다.
제2 절삭 헤드 교체 단계에서는, 3개의 제1 로킹 슬롯 표면(100)이 3개의 제1 로킹 돌기 표면(54)과 접하고 6개의 보어 리세스(72)가 6개의 클램핑 윙(38)과 원주방향으로 정렬될 때까지, 로킹 슬리브(26)와 절삭 헤드(24)가 공구 섕크 전방 단부 표면(32)으로부터 볼 때 반시계방향으로 동시에 회전되고, 그 후에 절삭 헤드(24)가 제거될 수 있다.
제3 및 제4 절삭 헤드 교체 단계는 회전 절삭 공구(20)의 초기 조립과 관련하여 상술한 제3 및 제4 조립 단계의 반복이다.
본 발명은 어느 정도의 특정적으로 설명되었지만, 다양한 변경 및 변형이 이하에 청구된 발명의 사상 및 범위 내에서 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (14)

  1. 공구 섕크(22), 절삭 헤드(24), 로킹 슬리브(26) 및 클램핑 너트(28)를 포함하는 회전 절삭 공구(20)이며,
    공구 섕크(22)는 전방(F)으로부터 후방(R)으로 연장되는 종방향 축(A1)을 포함하고, 공구 섕크 전방 단부 표면(32)에 인접한 절삭 헤드 수용부(30) 및 절삭 헤드 수용부(30)의 후방에 있는 수형 나사부(34)를 가지며,
    절삭 헤드 수용부(30)는 반경방향으로 돌출하고 축방향으로 연장되는 복수의 클램핑 윙(38)을 포함하고, 각각의 클램핑 윙(38)은 전방(F)을 향하면서 외측으로 경사진 수형 클램핑 표면(40)을 갖고, 수형 나사부(34)는 축방향으로 연장되는 복수의 로킹 돌기(50)를 포함하며,
    절삭 헤드(24)는 종방향 축(A1)과 동축인 중심 보어 축(A2)을 갖는 중심 보어(58)와, 외측 절삭 직경(D)을 갖고 절삭 헤드 후방 단부 표면(64)과 절삭 헤드 전방 단부 표면(66) 사이에서 축방향으로 연장되는 복수의 절삭 엣지(62)를 갖는 주연부 외측 표면(60)을 포함하며,
    중심 보어(58)는 축방향으로 연장되는 복수의 보어 섹터(70) 및 축방향으로 연장되는 복수의 보어 리세스(72)를 포함하고, 각각의 보어 섹터(70)는 절삭 헤드 전방 단부 표면(66)을 향하면서 외측으로 경사진 암형 클램핑 표면(74)을 가지며,
    로킹 슬리브(26)는 로킹 슬리브 후방 단부 표면(88)과 로킹 슬리브 전방 단부 표면(90) 사이에 관통 보어(86)를 갖는 원통 형상을 갖고, 로킹 슬리브 전방 단부 표면(90)은 복수의 정렬 돌기(92)를 갖고, 로킹 슬리브 후방 단부 표면(88)은 복수의 로킹 슬롯(94)을 가지며,
    클램핑 너트(28)는 클램핑 너트 전방 단부 표면(84a)과 클램핑 너트 후방 단부 표면(84b) 사이에 나사 보어(82)를 가지며,
    클램핑 너트(28)의 나사 보어(82)는 공구 섕크(22)의 수형 나사부(34)와 나사 결합되고, 로킹 슬리브 후방 단부 표면(88)은 클램핑 너트 전방 단부 표면(84a)과 클램핑 접촉하고, 로킹 슬리브 전방 단부 표면(90)은 절삭 헤드 후방 단부 표면(64)과 클램핑 접촉하고, 복수의 암형 클램핑 표면(74)은 복수의 수형 클램핑 표면(40)과 클램핑 접촉하고,
    클램핑 접촉력 및 절삭 직경(D)은 클램핑 너트(28)의 회전 위치를 조정함으로써 증가 및 감소될 수 있고, 로킹 슬리브(26) 또는 클램핑 너트(28)를 공구 섕크(22)로부터 제거하지 않고 클램핑 너트(28)의 회전에 이어 절삭 헤드(24)가 제거 및 교체될 수 있고,
    복수의 로킹 돌기(50)는 복수의 로킹 슬롯(94)과 결합되고, 복수의 정렬 돌기(92)는 복수의 보어 리세스(72)와 결합되는
    회전 절삭 공구.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 클램핑 윙(38), 복수의 보어 리세스(72) 및 복수의 정렬 돌기(92)는 각각 원주방향으로 동등하게 이격되어 클램핑 윙 제1 피치 각도(α1), 보어 리세스 제3 피치 각도(α3) 및 정렬 돌기 제4 피치 각도(α4)를 가지며,
    제1 피치 각도(α1)와 제3 피치 각도(α3)와 제4 피치 각도(α4)는 동일한
    회전 절삭 공구.
  3. 제2항에 있어서, 복수의 로킹 돌기(50) 및 로킹 슬롯(94)은 각각 원주방향으로 동등하게 이격되어 로킹 돌기 제2 피치 각도(α2) 및 로킹 슬롯 제5 피치 각도(α5)를 가지며,
    제2 피치 각도(α2)와 제5 피치 각도(α5)는 동일한
    회전 절삭 공구.
  4. 제2항에 있어서, 복수의 로킹 슬롯(94)은 원주방향으로 제한하고 반경방향으로 연장되는 제1 및 제2 로킹 슬롯 표면(100, 102)을 각각 포함하고, 로킹 슬롯 제5 각도 범위(E5)를 가지며,
    복수의 로킹 돌기(50)는 원주방향으로 제한하고 반경방향으로 연장되는 제1 및 제2 로킹 돌기 표면(54, 56)을 각각 포함하고, 로킹 돌기 제2 각도 범위(E2)를 가지며,
    제5 각도 범위(E5)는 제2 각도 범위(E2)보다 크고,
    제2 각도 범위(E2)와 제5 각도 범위(E5) 사이의 각도 범위 차이(E5-E2)는 제1 피치 각도(α1)의 절반(α1/2)인
    회전 절삭 공구.
  5. 제3항에 있어서, 60°인 제1 피치 각도(α1), 제3 피치 각도(α3) 및 제4 피치 각도(α4)를 각각 갖는 6개의 클램핑 윙(38), 6개의 보어 리세스(72) 및 6개의 정렬 돌기(92)를 포함하고,
    120°인 제2 피치 각도(α2) 및 제5 피치 각도(α5)를 각각 갖는 3개의 로킹 돌기(50) 및 3개의 로킹 슬롯(94)을 포함하는
    회전 절삭 공구.
  6. 제1항에 있어서, 복수의 클램핑 윙(38)은 공구 섕크 전방 단부 표면(32)에 인접한 부분 원통형 연장 외측 윙 표면(42)을 각각 포함하고, 클램핑 윙 제2 반경(R2)을 가지며,
    복수의 보어 섹터(70)는 절삭 헤드 후방 단부 표면(64)에 인접한 축방향 연장 보어 섹터 표면(76)을 각각 포함하고, 보어 섹터 제3 반경(R3)을 가지며,
    제2 반경(R2)은 제3 반경(R3)보다 큰
    회전 절삭 공구.
  7. 제6항에 있어서, 절삭 헤드 수용부(30)는 종방향 축(A1)을 중심으로 원주방향으로 동등하게 이격되고 복수의 클램핑 윙(38)과 교번하는, 평평한 복수의 절삭 헤드 수용 표면(36)을 가지며,
    복수의 절삭 헤드 수용 표면(36)과 복수의 클램핑 윙(38) 사이의 교차선을 통해 형성된 가상의 원(C)은 수용 표면 제1 반경(R1)을 가지며,
    제3 반경(R3)은 제1 반경(R1)보다 큰
    회전 절삭 공구.
  8. 제6항에 있어서, 복수의 보어 리세스(72)는 인접 보어 섹터 표면(76)에 대해 횡방향이고 원주방향으로 한정하는 제1 및 제2 보어 리세스 표면(78, 80)을 각각 포함하고, 보어 리세스 제3 각도 범위(E3)를 가지며,
    복수의 클램핑 윙(38)은 인접 외측 윙 표면(42)에 대해 횡방향이고 원주방향으로 한정하는 선단 및 후단 윙 표면(44, 66)을 포함하고, 클램핑 윙 제1 각도 범위(E1)를 가지며,
    복수의 정렬 돌기(92)는 인접 관통 보어 표면(86)에 대해 횡방향이고 원주방향으로 한정하는 제1 및 제2 정렬 돌기 표면(96, 98)을 각각 포함하고, 정렬 돌기 제4 각도 범위(E4)를 가지며,
    제3 각도 범위(E3)는 제1 각도 범위(E1)보다 크고, 제3 각도 범위(E3)는 제4 각도 범위(E4)보다 큰
    회전 절삭 공구.
  9. 제6항에 있어서, 소직경 냉각제 보어(106)는 종방향 축(A1)과 동축인 대직경 냉각제 보어(108)로부터 각각의 클램핑 윙(38)의 외측 윙 표면(42)까지 반경방향으로 연장되는
    회전 절삭 공구.
  10. 제1항에 있어서, 복수의 수형 클램핑 표면(40)과 종방향 축(A1) 사이에 형성된 예각의 내부 제1 경사 각도(δ1)는 복수의 암형 클램핑 표면(74)과 중심 보어 축(A2) 사이에 형성된 예각의 외부 제2 경사 각도(δ2)와 실질적으로 동일한
    회전 절삭 공구.
  11. 제1항에 있어서, 회전 절삭 공구(20)는 확장 가능한 리머인
    회전 절삭 공구.
  12. 제1항에 있어서, 절삭 헤드(24)는 시멘티드 카바이드로 제조되는
    회전 절삭 공구.
  13. 제1항에 따른 회전 절삭 공구(20)를 조립하는 방법이며,
    공구 섕크(22)의 수형 나사부(34)를 나사 보어(82)와 결합시키기 전에 클램핑 너트(28)의 나사 보어(82)를 종방향 축(A1)과 동축으로 위치시키고, 클램핑 너트(28)를 공구 섕크 전방 단부 표면(32)으로부터 볼 때 반시계방향으로 회전시키는 단계와,
    복수의 로킹 돌기(50)를 복수의 로킹 슬롯(94)과 결합시키기 전에 로킹 슬리브(26)의 관통 보어(86)를 종방향 축(A1)과 동축으로 위치시키고, 복수의 정렬 돌기(92)가 복수의 클램핑 윙(38)과 원주방향으로 정렬될 때까지 로킹 슬리브(26)를 공구 섕크 전방 단부 표면(32)으로부터 볼 때 반시계 방향으로 회전시키는 단계와,
    복수의 보어 리세스(72)를 복수의 클램핑 윙(38) 및 복수의 정렬 돌기(92)와 결합시키기 전에 절삭 헤드(24)의 중심 보어(58)를 종방향 축(A1)과 동축으로 위치시키고, 복수의 보어 섹터(70)가 복수의 클램핑 윙(38)과 정렬될 때까지 절삭 헤드(24)를 공구 섕크 전방 단부 표면(32)으로부터 볼 때 시계방향으로 회전시키는 단계와,
    클램핑 너트 전방 단부 표면(84a)과 로킹 슬리브 후방 단부 표면(88) 사이, 로킹 슬리브 전방 단부 표면(90)과 절삭 헤드 후방 단부 표면(64) 사이, 그리고 복수의 암형 클램핑 표면(74)과 복수의 수형 클램핑 표면(40) 사이에 클램핑 접촉이 이루어질 때까지, 클램핑 너트(28)를 공구 섕크 전방 단부 표면(32)으로부터 볼 때 시계방향으로 회전시키는 단계를 포함하는
    회전 절삭 공구 조립 방법.
  14. 삭제
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