KR102086702B1

KR102086702B1 - 절삭공구 홀더용 콜렛

Info

Publication number: KR102086702B1
Application number: KR1020180106433A
Authority: KR
Inventors: 박광오; 남궁충; 정우창; 이종근; 정희진
Original assignee: 주식회사 다인정공
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2020-03-09

Abstract

본 발명은, 오목부를 가진 절삭공구를 수용하도록 형성된 중공부를 가지는 몸체와, 상기 몸체에 관통 형성되어 상기 중공부를 외부와 연통시키는 관통홀을 구비하는 하우징; 및 상기 오목부에 안착되도록 상기 관통홀에 삽입되는 걸림편과, 상기 걸림편이 상기 오목부를 향하는 가압 방향 및 그에 반대되는 이완 방향 모두를 따라 외력을 받는 경우에 상기 관통홀 내에 정위치하게 하는 위치결정체를 구비하는 걸림 유닛을 포함하는, 절삭공구 홀더용 콜렛을 제공한다.

Description

절삭공구 홀더용 콜렛{COLLET FOR CUTTING BITE HOLDER}

본 발명은 절삭공구를 절삭공구 홀더에 결합시키는데 사용되는 콜렛에 관한 것이다.

일반적으로, 공작 기계는 절삭공구를 이용하여 공작물을 절삭하는 등의 가공을 하는 장치이다.

이러한 공작기계는 홀더를 통해 절삭공구와 연결된다. 이 연결 구조상, 홀더가 절삭공구를 견고하게 클램핑해 주어야, 절삭공구가 공작물에 대해 정확하게 가공 작용할 수 있게 된다.

그러나, 홀더와 절삭공구 간의 체결에 부족함이 있거나, 그 체결을 위한 요소의 마모에 의해 체결이 불량해지거나, 가공 작업 중 절삭공구에 가해지는 압력이 허용 한도를 초과하는 경우가 있을 수 있다.

이때는, 절삭공구가 홀더에서 이탈되거나 슬립이 발생하여, 절삭공구가 공작물의 파손을 야기하거나, 공작물에 대한 정확한 가공을 못 할 수도 있다. 이를 보완하기 위해, 홀더용 콜렛이 사용되기도 한다.

본 발명의 일 목적은, 콜렛이 하나의 단일체로 작동하도록 형성되어 절삭공구를 콜렛에 끼우는 것만으로 절삭공구가 콜렛에 결합될 수 있도록 하는, 절삭공구 홀더용 콜렛을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 콜렛에서 절삭공구를 빼면 콜렛은 다시 절삭공구가 삽입되어 결합될 수 있는 준비 상태로 복원되는, 절삭공구 홀더용 콜렛을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 절삭공구 홀더용 콜렛은, 오목부를 가진 절삭공구를 수용하도록 형성된 중공부를 가지는 몸체와, 상기 몸체에 관통 형성되어 상기 중공부를 외부와 연통시키는 관통홀을 구비하는 하우징; 및 상기 오목부에 안착되도록 상기 관통홀에 삽입되는 걸림편과, 상기 걸림편이 상기 오목부를 향하는 가압 방향 및 그에 반대되는 이완 방향 모두를 따라 외력을 받는 경우에 상기 관통홀 내에 정위치하게 하는 위치결정체를 구비하는 걸림 유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 위치결정체는, 상기 걸림편을 상기 가압 방향을 향해 상기 정위치로 탄성적으로 복원시키는 탄성 부재를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 탄성 부재는, 상기 하우징의 외주면을 감싸도록 배치되어, 상기 걸림편을 상기 가압 방향으로 압박하는 오링을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 하우징은, 상기 탄성 부재를 수용하는 수용 그루브를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 걸림편은, 강구를 포함하고, 상기 탄성 부재는, 상기 가압 방향을 따르는 상기 강구의 중심축에서 벗어난 위치에서 상기 강구를 압박하도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 위치결정체는, 상기 몸체에서 상기 관통홀의 중심을 향해 돌출하여 상기 이완 방향을 향해 상기 걸림편을 지지하는 지지턱을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 위치결정체는, 상기 걸림편을 상기 가압 방향을 향해 탄성적으로 상기 정위치로 복원시키는 탄성 부재를 더 포함하고, 상기 탄성 부재는, 상기 걸림편을 상기 지지턱을 향해 가압하도록 상기 관통홀의 중심에서 벗어나 위치할 수 있다.

여기서, 상기 걸림편은, 강구를 포함하고, 상기 탄성 부재는, 상기 관통홀의 일 측부와 접하도록 배치되는 오링을 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 절삭공구 홀더용 콜렛에 의하면, 몸체의 관통홀에 위치하는 걸림편은 가압 방향 및 이완 방향 모두에 대해 위치결정체에 의해 정위치하게 됨에 의해, 하우징 내로 절삭공구가 들어오면 걸림편은 이완 방향으로 밀렸다가 다시 가압 방향으로 이동되면서 정위치에서 절삭공구와 맞물리게 된다. 그에 의해, 콜렛과 절삭공구 간의 결합이 간단하게 완성된다.

이와 반대로, 콜렛에서 절삭공구를 분리하면, 걸림편은 이완 방향으로 이동하면서 절삭공구가 배출되게 한 후에, 다시 가압 방향으로 이동하여 정위치하게 된다. 그에 의해, 콜렛은 언제라도 다시 절삭공구가 삽입되면 그와 결합할 준비가 된 상태로 복원된다.

이러한 과정에서, 콜렛은 하우징과 걸림 유닛이 하나의 단일체를 이루고 있음에 의해, 절삭공구와의 결합/분리 시에 콜렛의 세부 구성을 분해, 조립하는 등의 작업이 불필요하게 된다. 이는 작업자의 작업 편의성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭공구 홀더용 콜렛(130)을 채용한 홀더(100)에 절삭공구(C)가 클램핑된 상태를 보인 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭공구 홀더용 콜렛(200)에 절삭공구(C)가 삽입된 상태를 보인 결합 사시도이다.
도 3은 도 2의 절삭공구 홀더용 콜렛(200) 및 절삭공구(C)에 대한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 라인(Ⅳ-Ⅳ)을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 도 4의 요부에 대한 부분 확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절삭공구 홀더용 콜렛에 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 절삭공구 홀더용 콜렛(130)을 채용한 홀더(100)에 절삭공구(C)가 클램핑된 상태를 보인 결합 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 절삭공구 홀더(100)는 바디(110), 절삭공구 홀더용 콜렛(130), 및 클램핑 유닛(150)을 가질 수 있다.

바디(110)는 절삭공구(C)와 콜렛(130)을 수용한 채로 공작 기계에 체결되는 구성이다. 이를 위해, 바디(110)는, 장착부(111)와, 생크부(115)를 가질 수 있다.

장착부(111)는 절삭공구(C)와 콜렛(130)을 수용하는 부분이다. 생크부(115)는 장착부(111)에 연결되고, 공작 기계의 스핀들에 체결되는 부분이다. 이상에서, 절삭공구(C)는 밀링, 태핑, 또는 드릴링 등의 가공에 사용되는 엔드 툴일 수 있다.

절삭공구 홀더용 콜렛(130)은 절삭공구(C)를 수용하여 압착하기 위한 구성이다. 절삭공구 홀더용 콜렛(130)은 절삭공구(C)를 수용한 채로 바디(110)의 장착부(111) 내에 삽입 배치된다.

클램핑 유닛(150)은 장착부(111)에 결합되어, 장착부(111)가 콜렛(130)을 조이게 하는 구성이다. 이를 위해, 클램핑 유닛(150)은 장착부(111)를 감싸도록 장착부(111)에 결합된다. 클램핑 유닛(150)은, 예를 들어 장착부(111)의 외주면에 형성되는 수나사산과 결합되는 암나사산을 가지는 너트의 형태를 가질 수 있다

이러한 구성의 절삭공구 홀더용 콜렛(130)의 구체적 구조에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 이하에서, 설명의 편의상 절삭공구 홀더용 콜렛(130)은 참조번호 200으로 지칭된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭공구 홀더용 콜렛(200)에 절삭공구(C)가 삽입된 상태를 보인 결합 사시도이고, 도 3은 도 2의 절삭공구 홀더용 콜렛(200) 및 절삭공구(C)에 대한 분해 사시도이다.

본 도면들을 참조하면, 먼저 절삭공구(C)는 몸체(C_B)와, 오목부(C_R)를 가질 수 있다. 몸체(C_B)는 대체로 막대 형상으로서, 그의 상당 부분에는 절삭날이 형성된다. 오목부(C_R)는 몸체(C_B) 중 콜렛(130) 내로 삽입되는 부분에 오목하게 형성된 부분이다. 오목부(C_R)는 상기 절삭날이 형성된 부분이 아닌 부분에 위치할 수 있다.

절삭공구 홀더용 콜렛(200)은, 하우징(210)과, 걸림 유닛(230)과, 조임 슬릿(250)을 선택적으로 가질 수 있다.

하우징(210)은 전체적으로 실리더와 유사하게 내부가 관통된 몸체(211)를 가질 수 있다. 몸체(211)의 내부는 빈 공간으로 형성되고, 이는 중공부(212)라 칭해진다. 중공부(212)는 대체로 동일한 직경으로 개구된 형태로서, 절삭공구(C)를 수용한다. 몸체(211)의 외면은 바디(110, 도 1 참조)의 내부로 갈수록 외경이 작아지는 형태를 가질 수 있다. 몸체(211)의 외면에는 원주 방향을 따라서 수용 그루브(213)가 형성될 수 있다. 몸체(211)에는 중공부(212)를 외부와 연통시키는 관통홀(215)이 또한 구비된다. 관통홀(215)은 대체로 원형으로 개구될 수 있다. 몸체(211)는, 절삭공구(C)가 중공부(212)에 삽입되는 방향(I, 도 4 참조)으로 갈수록 외경이 좁아지도록 테이퍼진 외주면(217)을 가진다.

걸림 유닛(230)은 하우징(210)에 설치되어 절삭공구(C)가 하우징(210)으로부터 이탈하지 않게 하는 구성이다. 걸림 유닛(230)은 걸림편(231)과, 위치결정체(235)를 구비할 수 있다. 걸림편(231)은 관통홀(215)에 삽입되어 오목부(C_R)에 안착되는 구성이다. 걸림편(231)으로는, 예를 들어, 강구가 채용될 수 있다. 위치결정체(235)는 걸림편(231)을 가압 방향(P) 및 이완 방향(R) 모두를 따른 외력에 대해 관통홀(215) 내에서 정위치하게 한다. 여기서, 가압 방향(P)은 걸림편(231)이 오목부(C_R)를 가압하는 방향을 말하고, 이완 방향(R)은 가압 방향(P)에 반대되는 방향으로서 걸림편(231)이 오목부(C_R)에서 이탈되는 방향을 말한다. 위치결정체(235)는 걸림편(231)을 가압 방향(P)을 따라 정위치로 탄성적으로 복원시키는 탄성 부재(236)를 구비할 수 있다. 탄성 부재(236)는 오링으로서, 몸체(211)의 외주면을 감싸도록 배치될 수 있다. 나아가, 탄성 부재(236)는 수용 그루브(213)에 안착되어, 제자리를 유지할 수 있다. 탄성 부재(236)는 수용 그루브(213)에 안착됨에 의해, 관통홀(215)의 일 측부{관통홀(215)의 내주면 중 일 부분}와 접하도록 배치될 수 있다.

조임 슬릿(250)은 하우징(210)의 연장 방향을 따라 하우징(210)에 형성되는 슬릿이다. 조임 슬릿(250)은 하우징(210)이 클램핑 유닛(150, 도 1 참조)의 힘에 의해 중심 방향으로 압착되어 절삭공구(C)를 조이도록 유도한다. 나아가, 관통홀(215)에 조임 슬릿(250)에 형성되면, 관통홀(215)에 걸림편(231)을 넣을 때 조임 슬릿(250)이 공간을 만들어주어 수월한 이점이 있다.

이제, 위치결정체(235)의 추가적인 구성에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

도 4는 도 2의 라인(Ⅳ-Ⅳ)을 따라 취한 단면도이고, 도 5는 도 4의 요부에 대한 부분 확대 단면도이다.

본 도면들을 참조하면, 위치결정체(235)는 몸체(211)에서 관통홀(215)의 중심을 향해 돌출 형성되는 지지턱(237)을 더 구비할 수 있다. 지지턱(237)은 걸림편(231)을 이완 방향(R)을 향해 원위치하도록 지지하게 된다.

이러한 지지턱(237)에 대하여, 탄성 부재(236)는 걸림편(231)을 압박하게 된다. 구체적으로, 탄성 부재(236)는, 가압 방향(P) 및 이완 방향(R)을 따른 걸림편(231){구체적으로, 강구}의 중심축(CL)을 벗어나서 위치한다. 다시 말해, 탄성 부재(236)는 관통홀(215)의 중심에서 벗어나 위치하는 것이다. 나아가, 탄성 부재(236)인 오링의 중심은 상기 강구의 중심과 상기 강구의 외측 경계(윤곽선) 사이에 위치하게 된다. 이에 의해, 탄성 부재(236)는 상기 강구를 지지턱(237)을 향해 대각선 방향으로 가압할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 하우징(210)의 관통홀(215)에 걸림편(231)으로서 상기 강구가 삽입되면, 상기 강구는 지지턱(237)에 의해 이완 방향(R)을 따라 제위치를 유지하도록 지지된다. 이 상태에서, 탄성 부재(236)로서 상기 오링이 수용 그루브(213)에 안착되면, 상기 강구는 가압 방향(P)을 따라 제위치를 유지하도록 가압된다. 그에 의해, 하우징(210){몸체(211) 및 관통홀(215)} 및 걸림 유닛(230){걸림편(231), 탄성 부재(236), 그리고 지지턱(237)}은 하나의 단일체를 구성하게 된다.

이렇게 단일체를 구성한 상태에서, 걸림편(231)은 이완 방향(R)으로 이탈하지도 않고 가압 방향(P)으로 낙하하지도 않는다. 결과적으로, 걸림편(231)이 양 방향으로 힘을 받더라도, 걸림편(231)은 제위치를 유지할 수 있다. 이러한 제위치에서 걸림편(231)은 몸체(211)의 내주면 보다 다소 돌출한 상태가 된다.

절삭공구 홀더용 콜렛(200)에 절삭공구(C)가 삽입되면, 절삭공구(C)는 중공부(212) 내로 투입된다. 그 과정에서, 절삭공구(C)는 걸림편(231)이 오목부(C_R)에 대응하기 전에는 걸림편(231)을 이완 방향(R)으로 밀어내게 된다. 절삭공구(C)가 추가 이동하여 걸림편(231)이 오목부(C_R)에 대응하게 되면, 탄성 부재(236)의 탄성 복원력에 의해, 이완 방향(R)으로 밀려났던 걸림편(231)은 가압 방향(P)으로 내려오면서 절삭공구(C)의 오목부(C_R)에 안착하게 된다. 그에 의해, 걸림편(231)이 오목부(C_R)에 걸려 있음으로 인해, 절삭공구(C)는 하우징(210)에서 빠지지 않게 된다.

절삭공구(C)를 교체하는 경우에, 작업자는 절삭공구(C)를 하우징(210)으로부터 빼내야 한다. 이 과정에서, 걸림편(231)은 절삭공구(C)의 오목부(C_R)가 아닌 부분에 의해 밀려 올라가서 이완 방향(R)으로 이동하게 된다. 그때도 역시 걸림편(231)이 오목부(C_R)에 대응하게 되는 시점에, 걸림편(231)은 탄성 부재(236)에 의해 제위치로 복귀하게 된다. 이렇게 절삭공구(C)가 빠져나간 상태에서도, 걸림편(231)은 하우징(210)의 중심을 향해 낙하하지는 않다. 이는 걸림편(231)이 지지턱(237)에 의해 이완 방향(R)을 향해 지지받고 있기 때문이다.

이상에서 알 수 있듯이, 절삭공구 홀더용 콜렛(200)에 절삭공구(C)가 삽입되거나 그로부터 절삭공구(C)가 빠지는 과정은 간단한 방식으로 수행될 수 있다. 구체적으로, 작업자는 걸림편(231)이나 탄성 부재(236)를 하우징(210)으로부터 분리할 필요가 전혀 없이, 단지 절삭공구(C)을 하우징(210) 내로 삽입하거나 그로부터 빼내기만 하면 된다.

상기와 같은 절삭공구 홀더용 콜렛은 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.

130,200: 절삭공구 홀더용 콜렛 210: 하우징
211: 몸체 213: 수용 그루브
215: 관통홀 230: 걸림 유닛
231: 걸림편 235: 위치결정체
236: 오링 237: 지지턱
250: 조임 슬릿

Claims

오목부를 가진 절삭공구를 수용하도록 형성된 중공부를 가지는 몸체와, 상기 몸체에 관통 형성되어 상기 중공부를 외부와 연통시키는 관통홀을 구비하는 하우징; 및
상기 오목부에 안착되도록 상기 관통홀에 삽입되는 걸림편과, 상기 걸림편이 상기 오목부를 향하는 가압 방향 및 그에 반대되는 이완 방향 모두를 따라 외력을 받는 경우에 상기 관통홀 내에 정위치하게 하는 위치결정체를 구비하는 걸림 유닛을 포함하고,
상기 몸체는, 상기 절삭공구가 상기 중공부에 삽입되는 방향으로 갈수록 외경이 좁아지도록 테이퍼진 외주면을 포함하고,
상기 걸림편은, 강구를 포함하고,
상기 위치결정체는, 상기 걸림편을 상기 가압 방향을 향해 탄성적으로 상기 정위치로 복원시키는 탄성 부재를 더 포함하고,
상기 탄성 부재는, 상기 관통홀의 내주면과 내접한 채로 상기 몸체의 외주면을 감싸도록 배치되고, 그의 중심은 상기 강구의 중심과 상기 강구의 외측 경계 사이에 위치하는 오링을 포함하는, 절삭공구 홀더용 콜렛.
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제1항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 오링을 수용하며, 상기 관통홀과 연통되는 수용 그루브를 포함하는, 절삭공구 홀더용 콜렛.
삭제
제1항에 있어서,
상기 위치결정체는,
상기 몸체에서 상기 관통홀의 중심을 향해 돌출하여 상기 이완 방향을 향해 상기 걸림편을 지지하는 지지턱을 더 포함하는, 절삭공구 홀더용 콜렛.
제6항에 있어서,
상기 오링은,
상기 강구를 상기 지지턱을 향해 가압하도록 상기 관통홀의 중심에서 벗어나 위치하는, 절삭공구 홀더용 콜렛.
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