KR101846154B1 - 헬리컬 코어를 포함하는 가공용 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 헬리컬 코어를 포함하는 가공용 공구는, 가공장치에 장착되어 축회전에 의해 가공대상을 가공하며, 내측에 길이 방향을 따라 연장된 삽입홀이 형성된 공구 본체 및 상기 삽입홀에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 삽입홀 내부에 삽입되는 헬리컬 코어를 포함하고, 상기 삽입홀의 내주면에는, 상기 삽입홀의 길이 방향을 따라 나선 형태로 함몰된 하나 이상의 고정부가 형성되며, 상기 헬리컬 코어의 외주면에는, 상기 고정부에 대응되도록 나선 형태로 돌출된 하나 이상의 돌출부가 형성된다.

Description

헬리컬 코어를 포함하는 가공용 공구{Working Tool Having Helical Core}

본 발명은 가공대상을 가공하는 가공용 공구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내측에 헬리컬 코어가 삽입되어 가공 과정에서의 진동을 최소화할 수 있는 가공용 공구에 관한 것이다.

공작기계를 이용한 절삭가공은 다양한 절삭공구를 이용하게 되며, 그 종류에 따라 평삭가공, 측면가공, 구멍가공, 나사가공 등으로 분류될 수 있다.

이와 같은 절삭가공 시에는 가공장치 및 공구에 심한 진동 및 열이 발생하게 되며, 이는 공구의 마모를 유발하는 동시에 장치의 수명을 단축시키고, 가공품질을 저하시키게 된다.

그리고 이와 같은 절삭가공에 사용되는 절삭공구는, 절삭가공 시에 발생하는 1000~1500℃의 높은 온도의 열을 냉각시키기 위하여 절삭유와 같은 냉각용 유체를 사용하는 것이 일반적이다.

한편 절삭가공 시에는 열과 함께 진동이 발생하게 되며, 이에 따라 진동을 감쇠시키기 위한 방법들이 고안되고 있다. 다만, 현재까지 제안되고 있는 방법들은 제어가 어려울 뿐만 아니라, 진동을 효과적으로 감쇠시키지 못한다는 문제가 있다.

따라서 절삭가공 시 발생하는 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.

한국등록실용신안 제20-0436345호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 가공용 공구를 이용한 가공 공정 시 발생하는 진동을 효과적으로 감쇠시키기 위한 방법을 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 헬리컬 코어를 포함하는 가공용 공구는, 가공장치에 장착되어 축회전에 의해 가공대상을 가공하며, 내측에 길이 방향을 따라 연장된 삽입홀이 형성된 공구 본체 및 상기 삽입홀에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 삽입홀 내부에 삽입되는 헬리컬 코어를 포함하고, 상기 삽입홀의 내주면에는, 상기 삽입홀의 길이 방향을 따라 나선 형태로 함몰된 하나 이상의 고정부가 형성되며, 상기 헬리컬 코어의 외주면에는, 상기 고정부에 대응되도록 나선 형태로 돌출된 하나 이상의 돌출부가 형성된다.

그리고 상기 고정부 및 상기 돌출부의 나선 진행 방향은 상기 공구 본체의 축회전 방향과 반대 방향으로 형성될 수 있다.

또한 상기 삽입홀의 내주면과 상기 헬리컬 코어의 외주면 사이에 구비되며, 상기 헬리컬 코어보다 상대적으로 강성이 작은 감쇄부재를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 고정부 및 상기 돌출부는 복수 개가 형성될 수 있다.

또한 상기 복수 개의 고정부 및 상기 복수 개의 돌출부 중 적어도 일부는 횡단면이 나머지 일부와 서로 다르게 형성될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 헬리컬 코어를 포함하는 가공용 공구는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 공구 본체와 헬리컬 코어의 나선형 구조 결합에 의해 비틀림 강성을 증가시켜 가공 과정에서의 진동을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 종래 대비 더 넓은 주파수 범위 내의 진동을 상쇄시킬 수 있으며, 실효적인 진동제어가 가능하다는 장점이 있다.

셋째, 진동의 효과적 감쇠로 인해 공구 및 장치의 수명을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

넷째, 이에 따라 가공 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가공용 공구의 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 가공용 공구에 있어서, 공구 본체에 헬리컬 코어가 삽입된 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 가공용 공구에 있어서, 공구 본체 및 헬리컬 코어의 회전 방향을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 가공용 공구의 모습을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 가공용 공구에 있어서, 헬리컬 코어의 단면을 나타낸 도면; 및
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 가공용 공구에 있어서, 헬리컬 코어의 단면을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가공용 공구의 모습을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 가공용 공구에 있어서, 공구 본체(100)에 헬리컬 코어(200)가 삽입된 모습을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 가공용 공구는 공구 본체(100)와, 헬리컬 코어(200)를 포함한다.

상기 공구 본체(100)는 별도의 가공장치(미도시)에 장착되어 축회전됨에 따라 상기 공구 본체(100)의 외주면에 형성된 가공부(102)를 통해 가공대상을 가공하며, 내측에는 길이 방향을 따라 연장된 삽입홀(104)이 형성된다.

본 실시예에서 상기 삽입홀(104)은 상기 공구 본체(100)의 중심부에 형성되며, 전방이 개구된 상태를 가진다. 여기서 전방이라 함은, 상기 공구 본체(100)가 별도의 가공장치에 장착되는 방향의 반대 방향인 것으로 정의하도록 한다.

그리고 상기 헬리컬 코어(200)는 상기 삽입홀(104)에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 삽입홀(104) 내부에 삽입된다.

이때 본 실시예에서 상기 헬리컬 코어(200)는 원기둥 형태의 코어부(210)와, 상기 코어부(210)의 외주면에 돌출된 형태의 돌출부(220)를 포함한다. 본 실시예의 경우 상기 돌출부(220)는 상기 코어부(210)의 외주면에 복수 개가 나선 형태로 돌출된 형태를 가진다.

또한 상기 삽입홀(104)은, 상기 헬리컬 코어(200)의 코어부(210)에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 코어부(210)가 삽입될 수 있도록 하는 코어삽입부(105)와, 상기 삽입홀(104)의 내주면에 상기 삽입홀의 길이 방향을 따라 나선 형태로 함몰된 고정부(106)를 포함한다.

상기 고정부(106)는 상기 돌출부(220)에 대응되는 형태를 가지며, 이에 따라 상기 돌출부(220)는 상기 고정부(106)에 끼워질 수 있다. 특히 상기 돌출부(220) 및 상기 고정부(106)는 나선 형태로 형성되므로, 상기 헬리컬 코어(200)를 상기 삽입홀(104)에 삽입하는 과정에서는 도 2와 같이 상기 헬리컬 코어(200)를 나선의 형성 방향으로 회전시키며 삽입시킬 수 있다.

또한 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예에서 상기 복수 개의 고정부(106) 및 상기 복수 개의 돌출부(220)는 횡단면이 사각형 형태로 형성되며, 이에 따라 상기 헬리컬 코어(200)는 상기 삽입홀(104) 에 안정적으로 고정될 수 있다.

이에 따라 본 발명은 공구 본체(100)와 헬리컬 코어(200)의 나선형 구조 결합에 의해 비틀림 강성을 증가시킬 수 있으며, 가공 과정에서의 진동을 최소화할 수 있게 된다.

특히 본 발명은 국소적인 영역 내에서의 주파수 범위만을 상쇄시키는 종래 기술 대비 더 넓은 주파수 범위 내의 진동을 상쇄시킬 수 있으며, 실효적인 진동제어가 가능하다는 장점이 있다.

한편 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공구 본체(100)의 고정부(106) 및 상기 헬리컬 코어(200)의 돌출부(220)의 나선 진행 방향은, 가공 시 상기 공구 본체(100) 축회전 방향과 반대 방향으로 형성될 수 있다.

예컨대 상기 공구 본체(100)의 전방에서 바라볼 경우를 기준으로 하여 상기 공구 본체(100)의 축회전 방향이 반시계 방향이라 할 때, 상기 공구 본체(100)의 고정부(106) 및 상기 헬리컬 코어(200)의 돌출부(220)의 나선은 전방에서 후방으로 진행하는 과정에서 시계 방향을 형성할 수 있다.

이때 상기 공구 본체(100)의 고정부(106) 및 상기 헬리컬 코어(200)의 돌출부(220)의 나선 곡률은 서로 동일하게 형성될 수도 있으나, 이와 달리 미세하게 서로 다른 곡률을 가지도록 형성할 수도 있다. 이와 같은 경우에는 상기 헬리컬 코어(200)가 상기 공구 본체(100)에 다소 억지끼움 방식으로 결합되어 보다 강하게 삽입홀(104) 내에 고정될 수 있다.

또한 도시되지는 않았으나, 상기 헬리컬 코어(200)를 상기 삽입홀(104)로부터 분리하게 될 경우 작업을 용이하게 하기 위해, 상기 공구 본체(100)에는 상기 삽입홀(104)의 후방으로부터 상기 공구 본체(100)의 후방까지를 관통하는 관통홀이 형성되어, 상기 관통홀을 통해 별도의 공구를 삽입하여 상기 헬리컬 코어(200)를 밀어내도록 할 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 가공용 공구의 모습을 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 본 발명의 제2실시예는 전술한 제1실시예와 전체적으로 동일한 구성요소를 가지며, 공구 본체(100) 및 헬리컬 코어(200) 역시 동일한 형태로 형성된다.

다만, 본 실시예의 경우 상기 공구 본체(100)의 삽입홀(104) 내주면과 상기 헬리컬 코어(200)의 외주면 사이에 구비되는 감쇄부재(300)가 더 구비된다는 점이 다르다.

상기 감쇄부재(300)는 상기 헬리컬 코어(200)보다 상대적으로 강성이 작게 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 헬리컬 코어(200)를 보다 안정적으로 정착시키고, 상기 공구 본체(100)로부터 전달되는 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

상기 감쇄부재(300)로는 유연성을 가지는 고무, 우레탄 등 다양한 재질이 적용될 수도 있으며, 또는 다소의 강성을 가지더라도 상기 헬리컬 코어(200)에 비해 상대적으로 강성이 작은 합성수지, 금속 재질이 적용될 수도 있다.

특히 본 실시예에서 상기 감쇄부재(300)는 상기 헬리컬 코어(200)의 코어부(210)와 상기 공구 본체(100)의 코어삽입부(105, 도 2 참조) 사이에 구비되는 제1감쇄부(310)와, 상기 헬리컬 코어(200)의 돌출부(220)와 상기 공구 본체(100)의 고정부(105, 도 2 참조) 사이에 구비되는 제2감쇄부(310)를 포함하여 상기 헬리컬 코어(200)를 전체적으로 감싸는 형태를 가진다.

다만, 이와 달리 상기 감쇄부재(300)는 상기 헬리컬 코어(200)의 일부만을 감싸는 형태로 형성될 수도 있음은 물론이다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 가공용 공구에 있어서, 헬리컬 코어(200)의 단면을 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우, 상기 헬리컬 코어(200)의 돌출부(220)의 횡단면이 전술한 실시예들과 다르게 형성된다.

구체적으로 본 실시예에서 상기 돌출부(220)는 외측면이 라운드지게 형성되며, 이에 따라 상기 헬리컬 코어(200)는 상기 공구 본체(100)에 보다 부드럽게 결합될 수 있다.

이와 같이 상기 돌출부(220)의 횡단면 형상을 다양하게 이루어질 수 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 가공용 공구에 있어서, 헬리컬 코어(200)의 단면을 나타낸 도면이다.

도 7에 도시된 본 발명의 제4실시예의 경우, 상기 헬리컬 코어(200)의 복수 개의 돌출부(220) 중 적어도 일부는, 나머지 일부와 횡단면이 서로 다르게 형성되는 특징을 가진다.

구체적으로 본 실시예에서 상기 헬리컬 코어(200)는 횡단면이 사각형으로 형성된 제1돌출부(220a)와, 횡단면이 라운드지게 형성된 제2돌출부(220b)를 포함하며, 상기 제1돌출부(220a) 및 상기 제2돌출부(220b)는 상기 코어부(210)의 외주면을 따라 서로 교대로 형성된다.

이에 따라 본 실시예는 전술한 제1실시예 및 제3실시예의 특성을 동시에 발현시킬 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 공구 본체 102: 가공부
104: 삽입홀 105: 코어삽입부
106: 고정부 200: 헬리컬 코어
210: 코어부 220: 돌출부
300: 감쇄부재

Claims (5)

1. 가공장치에 장착되어 축회전에 의해 가공대상을 가공하며, 내측에 길이 방향을 따라 연장된 삽입홀이 형성된 공구 본체; 및
   상기 삽입홀에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 삽입홀 내부에 삽입되는 헬리컬 코어;
   를 포함하고,
   상기 삽입홀의 내주면에는, 상기 삽입홀의 길이 방향을 따라 나선 형태로 함몰된 하나 이상의 고정부가 형성되며,
   상기 헬리컬 코어의 외주면에는, 상기 고정부에 대응되도록 나선 형태로 돌출된 하나 이상의 돌출부가 형성되고,
   상기 공구 본체에는, 상기 삽입홀의 후방으로부터 상기 공구 본체의 후방까지를 관통하도록 형성된 관통홀이 더 형성되어,
   상기 관통홀을 통해 별도의 공구를 삽입하여 상기 삽입홀에 고정된 상태의 상기 헬리컬 코어를 밀어 분리 가능하도록 형성된 가공용 공구.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정부 및 상기 돌출부의 나선 진행 방향은 상기 공구 본체의 축회전 방향과 반대 방향으로 형성되는 가공용 공구.
3. 제1항에 있어서,
   상기 삽입홀의 내주면과 상기 헬리컬 코어의 외주면 사이에 구비되며, 상기 헬리컬 코어보다 상대적으로 강성이 작은 감쇄부재를 더 포함하는 가공용 공구.
4. 제1항에 있어서,
   상기 고정부 및 상기 돌출부는 복수 개가 형성된 가공용 공구.
5. 제4항에 있어서,
   상기 복수 개의 고정부 및 상기 복수 개의 돌출부 중 적어도 일부는 횡단면이 나머지 일부와 서로 다르게 형성된 가공용 공구.

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