KR101678023B1

KR101678023B1 - 밀링용 커터 어셈블리

Info

Publication number: KR101678023B1
Application number: KR1020160014870A
Authority: KR
Inventors: 박광오; 남궁충; 조병훈; 박정완
Original assignee: 주식회사 다인정공
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2016-11-21

Abstract

본 발명은, 자리홈을 구비하는 몸체; 상기 자리홈에 장착되며, 인서트를 구비하는 카트리지; 및 상기 인서트에 대해 서로 교차하는 2개의 방향으로 절삭유를 분사하도록 구성되는 절삭유 분사 유닛을 포함하고, 상기 절삭유 분사 유닛은, 상기 인서트의 인선과 평행 방향으로 상기 절삭유를 분사하도록 상기 몸체에 형성되는 평행 분사구; 및 상기 인서트의 인선과 교차 방향으로 상기 절삭유를 분사하도록 상기 몸체에 형성되는 교차 분사구를 포함하며, 상기 카트리지는, 상기 교차 분사구에 대응하도록 형성되며, 상기 절삭유를 상기 교차 방향으로 안내하는 안내 유로를 더 포함하는, 밀링용 커터 어셈블리를 제공한다.

Description

밀링용 커터 어셈블리{CUTTER ASSEMBLY FOR MILLING}

본 발명은 밀링 가공을 위해 사용되는 커터 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 밀링 공구는 공구 몸체의 외주면에 절삭인선 즉, 절삭인을 가진 공구를 회전 절삭운동시키면서 가공물에는 직선 이송운동을 시켜 평면을 절삭하는데 사용되는 공구이다. 따라서 밀링 공구는 절인(cutting edge)에 의한 절삭 가공방법 중 하나에 사용되는 공구이다.

절인에 의한 가공 중에는, 가공물의 표면이 절삭됨에 따라 칩이 다수 발생하게 된다. 이러한 칩이 제때 배출되지 못하면, 대상물 절삭이 불량해질 수 있다. 그 결과, 대상물의 절삭된 표면이 매끄럽지 못하게 된다.

이를 해결하기 위해, 밀링 작업 중에 대상물에 절삭유를 분사하는 방식이 사용되고 있다. 그러나, 절삭유를 대상물의 어떤 부분에 분사하는 것이 적절한지에 대한 명확한 기술이 없는 실정이다.

본 발명의 목적은, 대상물 절삭시 발생하는 칩의 배출에 효과적인 절삭유 분사 구조를 갖는, 밀링용 커터 어셈블리를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 측면과 관련된 밀링용 커터 어셈블리는, 자리홈을 구비하는 몸체; 상기 자리홈에 장착되며, 인서트를 구비하는 카트리지; 및 상기 인서트에 대해 서로 교차하는 2개의 방향으로 절삭유를 분사하도록 구성되는 절삭유 분사 유닛을 포함하고, 상기 절삭유 분사 유닛은, 상기 인서트의 인선과 평행 방향으로 상기 절삭유를 분사하도록 상기 몸체에 형성되는 평행 분사구; 및 상기 인서트의 인선과 교차 방향으로 상기 절삭유를 분사하도록 상기 몸체에 형성되는 교차 분사구를 포함하며, 상기 카트리지는, 상기 교차 분사구에 대응하도록 형성되며, 상기 절삭유를 상기 교차 방향으로 안내하는 안내 유로를 더 포함할 수 있다.

삭제

여기서, 상기 안내 유로는, 상기 인선을 향해 갈수록 깊이가 얕아지는 것일 수 있다.

여기서, 상기 몸체는, 상기 절삭유를 공급받는 중앙 유로; 상기 중앙 유로와 연통되며, 상기 교차 분사구와 연통되는 교차 유로; 및 상기 중앙 유로와 연통되며, 상기 평행 분사구와 연통되는 평행 유로를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 교차 유로는, 상기 몸체의 외면에서 상기 중앙 유로를 향해 연장되는 제1 관통 라인; 상기 제1 관통 라인에서 분기되며, 상기 교차 방향을 따라 연장되는 제2 관통 라인; 및 상기 제1 관통 라인의 외측 단부를 밀봉하는 플러그를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 절삭유 분사 유닛은, 상기 몸체에 결합되며, 상기 중앙 유로를 통해 공급되는 상기 절삭유를 차단하여 상기 절삭유가 상기 교차 유로 및 상기 평행 유로 측으로 유동하게 하는 커버 플레이트를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 절삭유 분사 유닛은, 상기 몸체와 상기 커버 플레이트 사이에 개재되어, 상기 몸체와 상기 커버 플레이트 사이의 누설을 차단하는 오링을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 커버 플레이트는 상기 몸체에 대해 틈새를 가지도록 결합되어, 상기 절삭유가 상기 틈새를 통해 토출되게 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따른 밀링용 커터 어셈블리는, 둘레 방향을 따라 이격 배열되는 복수의 자리홈을 구비하는 몸체; 상기 복수의 자리홈에 장착되며, 인서트를 구비하는 복수의 카트리지; 및 상기 인서트의 인선과 교차 방향으로 절삭유를 분사하도록 상기 몸체에 형성되는 교차 분사구를 구비하는 절삭유 분사 유닛을 포함하고, 상기 카트리지는, 상기 교차 분사구에 대응하도록 형성되며, 상기 절삭유를 상기 교차 방향으로 안내하는 안내 유로를 더 포함할 수 있다.

삭제

여기서, 상기 절삭유 분사 유닛은, 상기 인서트의 인선과 평행 방향으로 절삭유를 분사하도록 상기 몸체에 형성되는 평행 분사구를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 밀링용 커터 어셈블리에 의하면, 대상물 절삭시 발생하는 칩의 배출에 효과적인 절삭유 분사 구조가 제공될 수 있다.

이는 대상물의 절삭 표면의 거칠기를 효과적으로 낮추어 밀링 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀링용 커터 어셈블리(100)에 대한 부분 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 카트리지(130) 부분을 확대하여 보인 조립 사시도이다.
도 3은 도 1의 절삭유 분사 유닛(150)에 대한 절삭유 공급 형태를 보인 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀링용 커터 어셈블리에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀링용 커터 어셈블리(100)에 대한 부분 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 카트리지(130) 부분을 확대하여 보인 조립 사시도이다.

본 도면들을 참조하면, 밀링용 커터 어셈블리(100)는, 몸체(110), 카트리지(130), 및 절삭유 분사 유닛(150)을 포함할 수 있다.

몸체(110)는 대체로 원판체의 형태를 가질 수 있다. 몸체(110)는, 구체적으로, 바닥부(111)와, 돌출부(115)를 가질 수 있다.

바닥부(111)는 몸체(110)의 중앙에 위치한다. 바닥부(111)에는 중앙 유로(112)가 형성될 수 있다. 중앙 유로(112)는 바닥부(111)를 관통하는 방향으로 배열될 수 있다.

돌출부(115)는 바닥부(111)를 둘러싸며, 바닥부(111) 보다 돌출된 형태를 가질 수 있다. 본 실시예에서 돌출부(115)는 대략 도넛과 같은 형태를 가질 수 있다. 돌출부(115)는 바닥부(111)와 함께 수용 공간(S)을 형성한다. 돌출부(115)에는 자리홈(116), 평행 유로(117), 및 교차 유로(118)가 형성될 수 있다.

자리홈(116)은 돌출부(115)의 외주 방향을 따라 복수 개로 구비될 수 있다. 복수의 자리홈(116)은 서로 등 간격으로 이격 배치될 수 있다.

평행 유로(117)는 수용 공간(S)을 통해 중앙 유로(112)와 연통되며, 돌출부(115)에 개구되어 형성된다. 평행 유로(117)는 중앙 유로(112)를 중심으로 방사상으로 연장되는 형태이다. 평행 유로(117)는 후술할 평행 분사구(151)와 연통된다.

교차 유로(118) 역시 수용 공간(S)을 통해 중앙 유로(112)와 연통되며, 돌출부(115)에 개구되어 형성된다. 교차 유로(118) 또한 일 부분은 중앙 유로(112)를 중심으로 방사상으로 연장되는 형태이다. 교차 유로(118)은 후술할 교차 분사구(155)와 연통된다.

카트리지(130)는 자리홈(116)에 장착되어, 인서트(132)를 구비하는 구성이다. 카트리지(130)는, 구체적으로, 메인 블럭(131), 체결 웨지(135), 및 조절 웨지(137)를 가질 수 있다.

메인 블럭(131)은 인서트(132)가 설치되는 블럭이다. 인서트(132)는, 예를 들어 다결정 다이아몬드 재질의 절삭 팁일 수 있다. 인서트(132)의 일 모서리는 대상물을 절삭하는 부분으로서, 인선(cutting edge, 132')로 불리운다. 메인 블럭(131)은 교차 분사구(155)에 대응하는 안내 유로(133)를 가질 수 있다. 안내 유로(133)는 인선(132')에 교차 방향으로 배열되며, 인선(132')을 향해 갈수록 깊이가 얕아지는 그루브(groove)일 수 있다.

체결 웨지(135)는 메인 블럭(131)이 자리홈(116)에 견고하게 장착되게 하는 구성이다. 조절 웨지(137)는 메인 블럭(131)의 위치에 대한 미세 조정이 가능하게 하는 구성이다.

절삭유 분사 유닛(150)은 인서트(132)의 인선(132')에 대해 2개의 방향에서 절삭유를 분사하는 구성이다. 이때, 상기 2개의 방향은 서로 교차하는 것들일 수 있다.

절삭유 분사 유닛(150)은, 구체적으로, 평행 분사구(151)와, 교차 분사구(155)와, 커버 플레이트(159)를 가질 수 있다.

평행 분사구(151)는 인선(132')과 평행한 방향(P)으로 절삭유를 분사하게 된다. 나아가, 평행 분사구(151)에서 나온 절삭유는 몸체(110)의 회전 방향(R)을 기준으로 인선(132')의 전방에 분사된다.

교차 분사구(155)는 인선(132')과 교차하는 방향(I)으로 절삭유를 분사하게 된다. 나아가, 교차 분사구(155)에서 나온 절삭유는 몸체(110)의 회전 방향(R)을 기준으로 인선(132')의 후방에서 전방을 지향해 분사된다.

커버 플레이트(159)는 몸체(110)의 결합되어 수용부(S)를 덮는 부재이다. 그에 의해, 커버 플레이트(159)는 중앙 유로(112)를 통해 공급되는 절삭유의 직진을 차단한다. 그 결과, 직진 유동이 차단된 절삭유는 수용 공간(S)의 측방으로 유동하여 평행 유로(117) 및 교차 유로(118)로 유동하게 된다. 이러한 유동을 확실히 보장하기 위해, 커버 플레이트(159)와 몸체(110) 사이에는 실링을 위한 오링이 개재될 수 있다.

이와 달리, 커버 플레이트(159)는 몸체(110)와 일정한 틈새(Gap)를 가지도록 결합될 수도 있다. 이 경우에는, 몸체(110)와 커버 플레이트(159) 사이의 틈새를 통해, 절삭유가 추가로 분사될 수 있게 된다. 이는 절삭유 공급을 풍부하게 하려는 경우에 사용할 수 있는 방식이다.

도 3은 도 1의 절삭유 분사 유닛(150)에 대한 절삭유 공급 형태를 보인 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 교차 유로(118)는, 제1 관통 라인(118a), 제2 관통 라인(118b), 및 플러그(118c)를 포함할 수 있다.

제1 관통 라인(118a)은, 몸체(110), 구체적으로 돌출부(115)의 외면에서 내면, 나아가 중앙 유로(112)를 향해 연장되는 관통 채널이다.

제2 관통 라인(118b)은, 제1 관통 라인(118a)에서 분기되어, 교차 방향(I)으로 연장된다. 제2 관통 라인(118b)의 개방된 단부는 교차 분사구(155)를 형성한다.

플러그(118c)는 제1 관통 라인(118a)의 외측 단부를 밀봉하는 부재이다.

이러한 구성에 의하면, 중앙 유로(112)를 통해 공급되는 절삭유(112')는 수용 공간(S)에 일차로 모여진다. 수용 공간(S)에 모인 절삭유는 평행 유로(117)로 유동하는 절삭유(117')와, 교차 유로(118)로 유동하는 절삭유(118')로 나뉘게 된다.

평행 유로(117)로 유동하는 절삭유(117')는, 평행 분사구(151)를 통해 인선(132')에 대체로 평행하게 분사된다.

교차 유로(118)로 유동하는 절삭유(118')는, 제1 관통 라인(118a)을 따라 유동하다가 플러그(118c)에 막히면서 제2 관통 라인(118b)을 통해 유동한다. 그에 의해, 제2 관통 라인(118b)을 통과하는 절삭유는 교차 분사구(155)로 분사되어, 안내 유로(133)를 통해 인선(132')을 향해 분사된다.

이러한 밀링용 커터 어셈블리(100)를 이용한 실린더 블록에 대한 밀링 가공 특성은, 표 1에서와 같이 비교예와 대비하여 평가되었다. 여기서, 비교예는 밀링용 커터의 내부에서 절삭유가 분사되는 것이 아니라, 커터의 외부에서 절삭유가 분사되는 방식이다.

	검사항목	진입부		퇴각부
	검사항목	BORE1	BORE4	BORE1	BORE4
실시예	Rt	1.346	2.049	2.985	1.834
실시예	Ra	0.230	0.277	0.263	0.245
비교예	Rt	2.614	2.431	4.351	4.343
비교예	Ra	0.273	0.285	0.383	0.358

위 표 1에서, BORE1, BORE4는 실린더 블록의 4개의 피스톤 삽입 구멍 중 첫째와 넷째의 것을 말한다. 또한, Rt, Ra는 밀링 가공된 실린더 블록의 표면 거칠기를 나타내는 기호이다.

이러한 실험은, 직경 250mm의 보어를 갖는 실린더 블록을 대상으로 하였다. 또한 이 실험은, 절삭속도는 500 mm/min, 테이블이송속도는 764 mm/min, 날당이송은 0.08 mm/edge, 회전속도는 637 rpm, 절입 깊이는 AL 타입 몸체(110)에 대해서는 0.4 mm Fe 타입 몸체(110)에 대해서는 0.04 mm라는 동일한 조건 하에서 이루어졌다.

실험 결과에 따르면, 본 실시예에 따른 밀링 커터 어셈블리(100)가 일반적인 밀링 커터에 비하여 거칠기가 최대 절반 가량 낮은 것을 확인할 수 있다.

상기와 같은 밀링용 커터 어셈블리는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100: 밀링용 커터 어셈블리 110: 몸체
111: 바닥부 115: 돌출부
130: 카트리지 131: 메인 블럭
132: 인서트 150: 절삭유 분사 유닛
151: 평행 분사구 155: 교차 분사구
159: 커버 플레이트

Claims

자리홈을 구비하는 몸체; 상기 자리홈에 장착되며, 인서트를 구비하는 카트리지; 및 상기 인서트에 대해 서로 교차하는 2개의 방향으로 절삭유를 분사하도록 구성되는 절삭유 분사 유닛을 포함하고,
상기 절삭유 분사 유닛은, 상기 인서트의 인선과 평행 방향으로 상기 절삭유를 분사하도록 상기 몸체에 형성되는 평행 분사구; 및 상기 인서트의 인선과 교차 방향으로 상기 절삭유를 분사하도록 상기 몸체에 형성되는 교차 분사구를 포함하며,
상기 카트리지는, 상기 교차 분사구에 대응하도록 형성되며, 상기 절삭유를 상기 교차 방향으로 안내하는 안내 유로를 더 포함하는, 밀링용 커터 어셈블리.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 안내 유로는,
상기 인선을 향해 갈수록 깊이가 얕아지는 것인, 밀링용 커터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 몸체는,
상기 절삭유를 공급받는 중앙 유로;
상기 중앙 유로와 연통되며, 상기 교차 분사구와 연통되는 교차 유로; 및
상기 중앙 유로와 연통되며, 상기 평행 분사구와 연통되는 평행 유로를 포함하는, 밀링용 커터 어셈블리.
제5항에 있어서,
상기 교차 유로는,
상기 몸체의 외면에서 상기 중앙 유로를 향해 연장되는 제1 관통 라인;
상기 제1 관통 라인에서 분기되며, 상기 교차 방향을 따라 연장되는 제2 관통 라인; 및
상기 제1 관통 라인의 외측 단부를 밀봉하는 플러그를 포함하는, 밀링용 커터 어셈블리.
제5항에 있어서,
상기 절삭유 분사 유닛은,
상기 몸체에 결합되며, 상기 중앙 유로를 통해 공급되는 상기 절삭유를 차단하여 상기 절삭유가 상기 교차 유로 및 상기 평행 유로 측으로 유동하게 하는 커버 플레이트를 더 포함하는, 밀링용 커터 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 절삭유 분사 유닛은,
상기 몸체와 상기 커버 플레이트 사이에 개재되어, 상기 몸체와 상기 커버 플레이트 사이의 누설을 차단하는 오링을 더 포함하는, 밀링용 커터 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 커버 플레이트는 상기 몸체에 대해 틈새를 가지도록 결합되어, 상기 절삭유가 상기 틈새를 통해 토출되게 구성되는, 밀링용 커터 어셈블리.
둘레 방향을 따라 이격 배열되는 복수의 자리홈을 구비하는 몸체;
상기 복수의 자리홈에 장착되며, 인서트를 구비하는 복수의 카트리지; 및
상기 인서트의 인선과 교차 방향으로 절삭유를 분사하도록 상기 몸체에 형성되는 교차 분사구를 구비하는 절삭유 분사 유닛을 포함하고,
상기 카트리지는, 상기 교차 분사구에 대응하도록 형성되며, 상기 절삭유를 상기 교차 방향으로 안내하는 안내 유로를 더 포함하는, 밀링용 커터 어셈블리.
삭제
제10항에 있어서,
상기 절삭유 분사 유닛은,
상기 인서트의 인선과 평행 방향으로 절삭유를 분사하도록 상기 몸체에 형성되는 평행 분사구를 더 포함하는, 밀링용 커터 어셈블리.