KR102235468B1 - 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구 - Google Patents

공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구에 관한 것으로, 볼 스크류 너트의 리드부 절삭을 위한 절삭공구의 각도를 조절가능하게 구성함으로 인해, 볼 스크류 너트의 리드부 절삭 각도에 대응되게 조절하여 절삭시킬 수 있어서, 하나의 절삭공구로 다양한 각도의 리드부를 절삭시킬 수 있도록 하므로 인해, 절삭공구 구입에 따른 비용을 절감시킬 수 있도록 구성된다.

Description

공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구{Cutting tool of heavy metal material nut using built up edge angle}
본 발명은 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 볼 스크류 너트의 리드부 절삭을 위한 절삭공구의 각도를 조절가능하게 구성함으로 인해, 볼 스크류 너트의 리드부 절삭 각도에 대응되게 조절하여 절삭시킬 수 있어서, 하나의 절삭공구로 다양한 각도의 리드부를 절삭시킬 수 있도록 한 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구에 관한 것이다.
일반적으로 볼 스크류는, 위치결정 장비에 필수적인 부품으로 나사축 외면과 너트의 내면에 원호상 또는 고딕 형상의 단면을 갖는 나선 홈을 형성하여 그 사이로 복수의 강구를 넣고 전동하도록 함으로써 회전운동을 직선운동으로 전환할 수 있도록 구성된다.
상기와 같이 구성되는 볼 스크류는, 다른 이송기구에 비해 구름저항, 백래쉬, 마멸 특성 등이 우수해서 공작기계 및 정밀측정 장비의 이송시스템에 널리 사용되고 있으며, 최근에는 이송시스템의 정밀도에 대한 연구와 고속화에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
이에, 볼 스크류의 고속화를 이루기 위하여 너트의 리드 길이를 증가시키는 방법이 이용되고 있는데, 이와 같이 너트의 리드 길이를 증가시키게 될 경우, 너트의 내경을 따라 저석이 이동하면서 연마하는 과정에 볼스크류 너트의 리드 길이와 내경에 형성된 나선 홈의 리드 각에 의해 저석의 회전축과 너트의 내경이 간섭되는 부분이 발생하는 문제점을 가진다.
즉, 너트의 나선 홈을 연삭하기 위한 저석의 가공 시 로터리 다이아몬드 드레서(Rotary diamond dresser)를 통한 드레스 각과 나선 홈의 리드 각이 동일한 각도를 가지도록 기울기를 주어서 가공을 하게 된다.
따라서, 이와 같이 가공된 저석을 이용하여 나선 홈을 가공하게 될 경우에는 회전축의 기울기가 리드 각과 동일한 기울기를 가지게 되어 연마 깊이가 길어지면서 저석의 회전축과 너트의 내경 사이에 간섭이 발생하게 된다.
상기와 같은 간섭을 방지하기 위하여 저석 회전축의 기울기를 나선 홈의 리드 각보다 적게 형성한 경우에는 저석이 너트의 내경에 형성된 나선 홈과 직접 간섭을 일으켜서 나선 홈의 곡률이 변하여 정격하중이 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다.
즉, 저석의 회전축을 상기 리드 각 보다 적은 기울기를 가지도록 기울여 연마가공을 하게 되면, 저석의 측면과 나선 홈 사이에 간섭이 발생하게 되어 나선 홈의 폭이 넓게 가공되는 문제점이 발생하게 된다.
그리고, 이와 같은 문제점으로 인하여 강구의 접촉 각이 낮아지면서 정격하중이 작아지게 되는 문제점이 발생하게 된다.
이러한 점을 감안하여 특허출원번호 10-2010-0030438호에 대리드 볼 스크류 너트의 내경 나선 연마를 위한 숫돌이 제안된 바 있다.
살펴보면 종래의 일반적인 대리드 볼 스크류 너트의 내경 나선 연마를 위한 숫돌은, 모터의 회전축과 연결되는 축결합부와, 대리드 볼스크류 너트 내경의 나선 홈 제 1 반지름과 접하여 연마하는 제 1 연마부와, 대리드 볼스크류 너트 내경의 나선 홈 제 2 반지름과 접하여 연마하는 제 2 연마부 및 상기 제 1 연마부와 제 2 연마부를 연결하는 중심부가 포함되며, 상기 제 1 연마부 및 제 2 연마부는 상기 대리드 볼스크류 너트 내경의 중심을 기준으로 하는 상기 회전축의 경사도에 따라 각각 상기 제 1 반지름의 리드각 및 제 2 반지름의 리드각에 대응되는 기울기를 가지도록 형성되어 구성된다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 일반적인 대리드 볼스크류 너트의 내경 나선 연마를 위한 숫돌은, 상기한 바와 같이 너트의 내경 나선 홈 리드 각 보다 숫돌 회전축의 기울기를 적게 형성할 경우 숫돌과 나선 홈의 간섭량에 상당하는 부분이 가공되어 너트의 내경과 숫돌의 회전축이 간섭되지 않고, 숫돌의 측면에 의해 나선 홈의 폭이 확장되지 않도록 하고 있으나, 제 1 연마부와 제 2 연마부를 갖는 숯돌의 각도를 조절할 수 없어서, 상기 숯돌로는 볼스크류 너트의 내경 나선 연마에 한계가 있을 수 밖에 없는 단점이 있다.
특허출원번호 10-2010-0030438호, 출원일; 2010년04월02일
이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 볼 스크류 너트의 리드부 절삭을 위한 절삭공구의 각도를 조절가능하게 구성함으로 인해, 볼 스크류 너트의 리드부 절삭 각도에 대응되게 조절하여 절삭시킬 수 있어서, 하나의 절삭공구로 다양한 각도의 리드부를 절삭시킬 수 있도록 하므로 인해, 절삭공구 구입에 따른 비용을 절감시킬 수 있도록 한 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 기술이 진행되면서 명확해질 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구는, 바 형태로 형성되되, 일단이 각도조절수단(140)에 의해 각도 조절이 가능하게 구비되는 인서트 조립부(110), 상기 인서트 조립부(110)의 일단에 분리 및 고정되어 볼 스크류 너트의 리드부를 절삭 가능하게 구비되는 절삭용 인서트(120)와, 상기 인서트 조립부(110)의 타단에 일단이 용접에 의해 고정되어 마모로 인하여 재제작이 필요한 경우 용접부위를 분리시켜 필요한 부분만 재제작함으로써 비용을 절감시킬 수 있도록 구비되는 라운드 생크부(130)와, 상기 라운드 생크부(130)의 타단이 일단이 연결되고 타단은 절삭장치에 고정되어 상기 절삭장치의 구동에 의해 회전가능하게 구비되는 생크부(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 절삭공구는 절삭력에 따른 압축강도에 대응하도록 텅스텐(W, 91.5%)과, 니켈(Ni, 5.7%) 그리고 철(Fe. 2.8)을 압축소결 합금으로 비중은 5 이상의 헤비메탈로 제조된 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구에 따르면, 하나의 절삭공구로 다양한 각도의 리드부를 절삭시킬 수 있도록 하므로 인해, 절삭공구 구입에 따른 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 볼 너트의 볼 접촉곡면을 연속 하드터닝 절삭가공방법을 적용하여 절삭시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구를 도시한 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구의 절삭 상태를 도시한 도면이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구의 회동각도를 나타낸 도면이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구의 일실시 예를 들어 상세하게 설명한다.
우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구(100)는, 바 형태로 형성되되, 일단이 각도조절수단(140)에 의해 각도 조절이 가능하게 구비되는 인서트 조립부(110), 상기 인서트 조립부(110)의 일단에 분리 및 고정되어 볼 스크류 너트의 리드부를 절삭 가능하게 구비되는 절삭용 인서트(120)와, 상기 인서트 조립부(110)의 타단에 일단이 용접에 의해 고정되어 마모로 인하여 재제작이 필요한 경우 용접부위를 분리시켜 필요한 부분만 재제작함으로써 비용을 절감시킬 수 있도록 구비되는 라운드 생크부(130)와, 상기 라운드 생크부(130)의 타단이 일단이 연결되고 타단은 절삭장치에 고정되어 상기 절삭장치의 구동에 의해 회전가능하게 구비되는 생크부(150)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기한 절삭공구(100)는 절삭력에 따른 압축강도에 대응하도록 텅스텐(W, 91.5%)과, 니켈(Ni, 5.7%) 그리고 철(Fe. 2.8)을 압축소결 합금으로 비중은 5 이상의 헤비메탈로 제조된다.
이하에서, 상기한 본 발명에 따른 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구의 인서트 조립부와 절삭용 인서트를 첨부된 도면 도 1 및 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기한 본 발명에 따른 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구의 인서트 조립부(110)는, 바 형태로 형성되되, 각도 조절이 가능하게 구비되고, 일단 상면에는 절삭용 인서트(120)를 장탈착시킬 수 있도록 구비된다.
즉, 상기한 인서트 조립부(110)는, 원형의 단면으로 형성되되, 일단 외주면은 회전시 볼 스크류 너트의 내주면과 접촉되지 않도록 절취면(111a)이 형성되고, 상기 절취면(111a)으로부터 일측 방향으로 경사지게 절취되어 절삭용 인서트(120)를 장탈착시킬 수 있도록 장착면(111b)이 형성되며, 상기 장착면(111b)으로부터 전면까지 수평되게 수평면(111c)이 형성되되, 상기 장착면(111b)에는 상기 절삭용 인서트(120)의 일부를 수용하여 고정스크류를 매개로 고정시킬 수 있도록 고정나사홈이 바닥면에 형성된 장착홈(111d)이 형성되어 구비되는 제1인서트 조립부(111)와, 상기 제1인서트 조립부의 타단에 일단이 각도 조절수단(140)을 통하여 연결되어 상기 제1인서트 조립부(111)의 각도를 조절가능하게 구비되는 제2인서트 조립부(113)로 구성된다.
여기서, 상기한 제1인서트 조립부(111)의 후면은 볼록한 곡면으로 형성되고, 제2인서트 조립부(113)의 전면은 상기 각도 조절수단(140)을 통하여 상기 제1인서트 조립부(111)의 후면과 면접촉되면서 연결되도록 오목한 곡면으로 형성되어 구비된다.
또한, 상기한 각도 조절수단(140)은, 제1인서트 조립부(111)의 후면에 사각 형상의 단면을 갖는 수용홈(141)과, 상기 수용홈(141)에 삽입되도록 제2인서트 조립부(113)의 일면에 돌출된 바 형태로 형성되되, 바 상에는 각도조절용 홀(142a)이 형성된 각도조절용 연결부(142)와, 상기 제1인서트 조립부(111)의 타측 외주면에 형성된 것에 의해 수용홈(141)과 연통되게 형성된 각도조절용 고정홀(143)과, 상기 각도조절용 연결부(142)가 수용홈(141) 삽입되고 제1인서트 조립부(111)가 각도 조절됨에 따른 제1인서트 조립부(111)가 회동가능하게 제2인서트 조립부(113)에 연결될 수 있도록 일단 외주면에는 너트가 결합되어 이탈되지 않도도록 나사부가 형성되고, 머리부는 랜치홈이 형성되고 구비되는 각도조절용 고정부재(144)로 구성된다.
그로 인해, 볼 너트의 볼 접촉곡면을 연속 하드터닝 절삭가공방법을 적용하여 절삭시킬 수 있다.
그리고, 상기한 제2인서트 조립부(113)의 후면은 라운드 생크부(130)의 전면과 용접에 의해 고정연결되도록 노치 형상의 경사면으로 돌출 형성되어 구비된다.
상기한 라운드 생크부(130)는 상기 인서트 조립부(110)의 타단에 일단이 용접에 의해 고정되어 마모로 인하여 재제작이 필요한 경우 용접부위를 분리시켜 필요한 부분만 재제작함으로써 비용을 절감시킬 수 있도록 구비된다.
즉, 상기한 라운드 생크부(130)의 전면은 제2인서트 조립부의 후면을 수용하여 용접에 의해 고정 연결되도록 노치 형상의 경사면으로 오목하게 형성되어 구비된다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구를 조립하여, 절삭장치에 고정 설치한 후 볼 스크류 너트의 리드부 절삭시키고자 할 경우, 첨부된 도면 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 각도 조절수단(140)을 통하여 인서트 조립부(110)의 제1인서트 조립부(111)와, 제2인서트 조립부(113)가 각도 조절가능하게 고정 연결시킨다.
상기와 같이 인서트 조립부(110)의 제1인서트 조립부(111)와, 제2인서트 조립부(113)가 각도 조절수단(140)을 통하여 각도 조절가능하게 고정 연결되면, 상기 제1인서트 조립부(111)의 장착홈(111d)에 절삭용 인서트(120)를 삽입시킨 후 고정스크류를 매개로 고정시킨다.
상기와 같이 절삭용 인서트(120)가 제1인서트 조립부(111)의 장착홈(111d)에 고정되면, 상기 생크부(150)를 통하여 절삭장치에 고정 설치한다.
이후, 절삭장치에 고정 설치된 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구를 통하여 볼 스크류 너트의 리드부를 절삭시키게 된다.
그리고, 각도 조절수단(140)을 통하여 제1인서트 조립부(111)의 각도를 조절한 후, 볼 스크류 너트의 리드부를 절삭시킬 경우 볼 스크류 너트의 리드부가 큰과 작은 모두를 연속 하드 터닝이 가능한 절삭 가공방법으로 절삭시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 ; 절삭공구 110 ; 인서트 조립부
120 ; 절삭용 인서트 130 ; 라운드 생크부
140 ; 각도조절수단 150 ; 생크부

Claims (5)

  1. 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구는,
    바 형태로 형성되되, 일단이 각도조절수단(140)에 의해 각도 조절이 가능하게 구비되는 인서트 조립부(110);
    상기 인서트 조립부(110)의 일단에 분리 및 고정되어 볼 스크류 너트의 리드부를 절삭 가능하게 구비되는 절삭용 인서트(120)와;
    상기 인서트 조립부(110)의 타단에 일단이 용접에 의해 고정되어 마모로 인하여 재제작이 필요한 경우 용접부위를 분리시켜 필요한 부분만 재제작함으로써 비용을 절감시킬 수 있도록 구비되는 라운드 생크부(130)와;
    상기 라운드 생크부(130)의 타단이 일단이 연결되고 타단은 절삭장치에 고정되어 상기 절삭장치의 구동에 의해 회전가능하게 구비되는 생크부(150)를 포함하고,
    상기 인서트 조립부(110)는, 원형의 단면으로 형성되되, 일단 외주면은 회전시 볼 스크류 너트의 내주면과 접촉되지 않도록 절취면(111a)이 형성되고, 상기 절취면(111a)으로부터 일측 방향으로 경사지게 절취되어 절삭용 인서트(120)를 장탈착시킬 수 있도록 장착면(111b)이 형성되며, 상기 장착면(111b)으로부터 전면까지 수평되게 수평면(111c)이 형성되되, 상기 장착면(111b)에는 상기 절삭용 인서트(120)의 일부를 수용하여 고정스크류를 매개로 고정시킬 수 있도록 고정나사홈이 바닥면에 형성된 장착홈(111d)이 형성되어 구비되는 제1인서트 조립부(111)와, 상기 제1인서트 조립부(111)의 타단에 일단이 각도 조절수단(140)을 통하여 연결되어 상기 제1인서트 조립부(111)를 각도 조절시킬 수 있도록 구비되는 제2인서트 조립부로 구성된 것을 특징으로 하는 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각도 조절수단(140)은, 제1인서트 조립부(111)의 후면에 사각 형상의 단면을 갖는 수용홈(141)과, 상기 수용홈(141)에 삽입되도록 제2인서트 조립부(113)의 일면에 돌출된 바 형태로 형성되되, 바 상에는 각도조절용 홀(142a)이 형성된 각도조절용 연결부(142)와, 상기 제1인서트 조립부(111)의 타측 외주면에 형성된 것에 의해 수용홈(141)과 연통되게 형성된 각도조절용 고정홀(143)과, 상기 각도조절용 연결부(142)가 수용홈(141) 삽입되고 제1인서트 조립부(111)가 각도 조절됨에 따른 제1인서트 조립부(111)가 회동가능하게 제2인서트 조립부(113)에 연결될 수 있도록 일단 외주면에는 너트가 결합되어 이탈되지 않도도록 나사부가 형성되고, 머리부는 랜치홈이 형성되고 구비되는 각도조절용 고정부재(144)로 구성된 것을 특징으로 하는 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1인서트 조립부(111)의 후면은 볼록한 곡면으로 형성되고, 제2인서트 조립부의 전면은 상기 각도 조절수단(140)을 통하여 상기 제1인서트 조립부(111)의 후면과 면접촉되면서 연결되도록 오목한 곡면으로 형성되어 구비된 것을 특징으로 하는 공구 인선 각도 조정형 너트 헤비메탈재질 절삭공구.
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