KR102469646B1 - 냉각제 그루브 배열을 가진 회전 척 - Google Patents

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Abstract

회전 척은 회전 척의 섕크-수용 보어를 따라 일체인 냉각제 그루브 배열을 포함한다. 그루브 배열은 전방 및 후방 보어 단부와 유체 연통하는 유동 경로를 형성한다. 그루브 배열은 회전 척의 전방 척 단부쪽으로 개방되고 내측으로 경사진 하나 이상의 경사진 그루브 부분을 포함한다.

Description

냉각제 그루브 배열을 가진 회전 척
본 출원의 주제는 공구의 섕크를 수용하고 유지하도록 구성된 섕크-수용 보어를 따라 일체로 형성된 그루브 배열을 포함하는 회전 척에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 섕크-수용 보어를 통과하여 회전 척을 빠져나가는 흐름 경로가 공구의 샤프트 및 섕크-수용 보어에 형성된 그루브 배열에 의해서만 정의된다.
US 2011/0156363은 냉각제 그루브 배열을 갖는 척을 공개한다. 일부 실시예에서, 공구의 샤프트 및 그루브 배열에 의해서만 한정되는 섕크-수용 보어를 통한 냉각제 유동 경로가 있다.
US 5,358,360는 냉각제 그루브를 갖는 척을 공개한다. 그러나, 냉각제 유로는 공구 및 그루브 배열(도 3) 이외에, 척의 전방 단부에 고정적으로 조여지는 착탈식 노즐 링의 형태인 여분의 부품을 포함한다(칼럼 2, 첫 단락 전체). 노즐 링 또는 노즐의 탈착성은 사용자가 유리하게 다양한 도구에 대한 냉각제 흐름을 선택적으로 지시할 수 있게 한다(배경의 마지막 단락 및 칼럼 2, 제 5 단락 전체).
본 출원의 목적은 새롭고 개선된 회전 척을 제공하는 것이다.
본 출원의 주제의 제 1 양태에 따르면, 척의 섕크-수용 보어를 따라 일체로 형성된 그루브 배열을 포함하는 회전 척이 제공된다. 그루브 배열은 섕크-수용 보어의 전방 및 후방 보어 단부와 유체 연통하는 유동 경로를 한정한다. 그루브 배열은 척의 전방 척 단부를 향해 개방되고 내측으로 경사진 하나 이상의 경사진 그루브 부분을 포함한다.
탈착가능한 노즐 링으로 적어도 부분적으로 한정된 유동 경로를 공개하는 US5,358,360와는 달리, 본원의 주제에 따른 회전 척은 섕크-수용 보어을 따라 일체로 형성된 그루브 배열을 통한 유동 경로를 한정한다는 것이 이해될 것이다. 다르게 말하면, 그루브 배열의 모든 부분은 일체형 구조를 갖는 회전 척의 부분 상에 형성된다.
본원의 주제의 제 2 양태에 따르면, 다음을 포함하는 회전 척이 제공된다: 전방 척 단부; 및 상기 전방 척 단부에 후방으로 개방되고 상기 전방 척 단부로부터 후방으로 연장되는 섕크-수용 보어; 상기 섕크-수용 보어는 원주 방향으로 연장된 보어 표면에 의해 형성되고, 상기 섕크-수용 보어의 중심을 통해 연장되고 전방 및 후방 방향을 한정하는 보어 축을 가지며; 척의 전방 척 단부에 근접한 전방 보어 단부 및 전방 보어 단부의 후방에 있는 후방 보어 단부를 포함하며; 상기 보어 표면은: 보어 직경을 한정하는 하나 이상의 섕크 인접 서브 표면(abutment sub-surface); 및 상기 중앙 보어 축으로부터 상기 하나 이상의 섕크 인접 서브-표면보다 상기 섕크-수용 보어에 리세스된 그루브 배열을 포함하며; 상기 그루브 배열은 상기 전방 및 후방 보어 단부와 유체 연통하는 유동 경로를 한정하고, 상기 후방 보어 단부에 환형 입구 그루브; 상기 전방 척 단부쪽으로 개방되고 상기 전방 척 단부를 향해 내향으로 경사지는 하나 이상의 경사진 그루브 부분들; 및 상기 환형 입구 그루브와 상기 하나 이상의 경사진 그루브 부분을 연결하는 하나 이상의 중간 그루브을 포함하여 구성되고; 여기서 그루브 배열을 포함하는 상기 섕크-수용 보어는 일체형 단일 구조를 갖는 상기 회전 척의 부분 상에 형성된다.
본원의 주제에 따른 바람직한 그루브 배열은 다음을 용이하게 할 수 있다.:
- 한편으로는 외측 원심력에 대해 충분히 안쪽으로 향하고, 다른 한편으로는 생크 수용 구멍의 중심에 충분히 가까운 위치로부터 회전 척을 빠져 나가서 회전 척에 의해 유지되는 공구와 접촉하는 냉각제의 현저한 편향이 냉각되는 공구의 비교적 큰 부분을 허용하도록 크지않은 적절히 배향된 냉각제 유동; 및/또는
- 적은 구성요소(예를 들어, 미국 특허 제 5,358,360 호에 공개된 유형의 탈착 가능한 노즐 링이 없는)로 인한 단순화된 제조; 전방 척 단부로 개방되는 중간 및 경사 홈 부분의 형성은 제조의 약간의 복잡성(표준 3보다는 4 자유도를 갖는 보다 희귀한 머시닝 센터를 갖는 부품 가공을 요할 수 있음)을 요구하지만, 제조상의 어려움은 노즐 링과 같은 여분의 부품의 제조 및 조립과 관련된 어려움보다는 적은 것으로 여겨지는 것으로 이해되어야 한다.
이러한 그루브 배열은 밀링 분야, 특히 고형 엔드 밀을 사용하여 수행되는 분야에 특히 유익한 것으로 여겨진다. 이것은 가공 공구를 극도의 고온으로 가열하는 인코넬(Inconel)과 같은 공작물 재료 가공에 특히 유용하다고 믿어진다.
본원의 주제의 제 3 양태에 따르면, 척의 섕크-수용 보어를 따라 일체로 형성된 그루브 구성을 포함하는 회전 척이 제공된다. 그루브 배열은 섕크-수용 보어의 전방 및 후방 보어 단부와 유체 연통하는 유동 경로를 한정한다. 그루브 배열은 척의 전방 척 단부를 향해 개방되고 내측으로 경사진 하나 이상의 경사진 그루브 부분을 포함한다. 그루브 배열은 보어 표면으로부터 척의 외부 표면까지 연장하는 종 방향 그루브 부분을 더 포함한다. 다르게 말하면, 종 방향 그루브 부분은 척의 보어 표면 및 외부 표면 모두로 개방될 수 있다.
본 출원의 주제의 제 4 양태에 따르면, 이전의 양태에 따른 척 및 상기 척을 유지하도록 구성된 공구 홀더를 포함하는 척 조립체가 제공된다. 공구 홀더는 척을 수용하기 위한 공구 홀더 보어를 포함한다. 공구 홀더 보어는 척의 외부 표면에서 종 방향 그루브 부분을 밀봉하는 내부 공구 홀더 표면을 포함한다.
제 1 및 제 2 양태는 CNC 기계에 의해 직접 유지되도록 설계된 척에 관한 것이고, 제 3 양태는 CNC 기계에 의해 차례로 유지되는 공구 홀더에 의해 유지되도록 설계된 척에 관한 것이다.
상세히 설명하면, 제 3 양태는 내측으로 경사진 경사진 그루브 부분으로 추가로 형성된다는 점에서, 공지된 척(예를 들어, 종 방향 그루브 부분이 외측 표면으로 개방된 원통형 척)과 다르다. 전체 생산시간 동안 보어 표면으로부터 재료를 비교적 간단하게 제거하는 것보다 외부 표면까지 보어 표면으로부터 재료를 제거하기 위해서는 더 많은 가공이 필요하지만, 이는 기존의 척을 개조하여 본 출원의 주제에 따른 장점을 가지도록 변환할 수 있다. 예를 들어, 척의 그루브 배열은 노즐 링과 같은 여분의 부품을 필요로 하지 않고 일체로 형성된다. 유체가 종 방향 그루브 부분을 빠져나가는 것을 방지하기 위해 공구 홀더가 필요하지만, 그러한 공구 홀더는 어떠한 경우에도 필요하고 표준(비 수정된) 부품이므로 지시된 냉각제 유동은 단순화된 제조로 여전히 달성될 수 있다.
제 5 양태에 따르면, 척의 전방 척 단부에 경사진 그루브 부분, 바람직하게는 복수의 경사진 그루브 부분을 밀링하는 단계를 포함하는 척을 개조하는 방법이 제공된다.
전술한 것은 요약이며, 상기 양태들 중 임의의 것은 하기에서 설명되는 임의의 특징을 더 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특히 다음 특징을 단독으로 또는 조합하여 상기 모든 양태에 적용할 수 있다.
A. 하나 이상의 경사진 그루브 부분은 각각 전방 방향에 대해 경사각 α로 기울어질 수 있으며, 경사각 α는 2°≤α≤20° 범위 내에 있다. 바람직하게는, 경사각(α)은 4°≤α≤12° 범위 내에 있다.
B. 다수의 경사진 그루브 부분을 갖는 회전 척에서, 경사진 그루브 부분의 각 경사각(α)은 동일할 수 있다. 회전 척은 공구의 선택된 다른 부분을 냉각시키거나 다른 크기의 공구에 대해 조절 가능하게 구성되지는 않지만, 단일 각도로 제공되는 제조의 단순성은 그러한 단점을 보완할 수 있다고 믿어진다.
C. 그루브 배열은 종 방향 그루브 부분보다 더 경사진 그루브 부분을 포함할 수 있다. 관련된 더 작은 그루브 부분을 제조하고, 척의 단부 근처에 위치하며, 관련된 종 방향 그루브 부분을 각각 가지지 않는 것이 더 간단하다는 것이 이해될 것이다.
D. 하나 이상의 중간 그루브는 중앙 보어 축과 평행하게 연장되는 하나 이상의 종 방향 그루브 부분을 포함할 수 있다. 하나 이상의 중간 그루브는 보어 표면 내측으로 또는 보어 표면 및 회전 척의 외부 표면 모두 내측으로만 개방될 수 있다. 보다 정확하게는, 중간 그루브가 하나 이상의 종 방향 그루브 부분을 포함하는 경우에, 하나 이상의 종 방향 그루브 부분은 보어 표면에만 개방되거나 척 표면 및 척 외부 표면 모두로 개방될 수 있다.
E. 보어 축에 수직으로, 각각의 종 방향 그루브 부분은 일정한 단면 영역을 가질 수 있다. 이러한 설계는 유체 흐름 경로의 일부분에 대해 균일한 압력을 유지할 수 있다. 경사진 그루브과 함께 종 방향 그루브 부분은 "구부러진" 형상을 갖는 유동 경로를 한정할 수 있다.
F. 하나 이상의 중간 그루브는 경사진 그루브 부분과 유체 연통하는 전방 보어 단부에 환형 출구 그루브를 더 포함할 수 있다. 환형 출구 그루브는 또한 하나 이상의 종 방향 그루브 부분과 유체 연통할 수 있다.
G. 환형 출구 그루브는 경사진 그루브 부분 및/또는 종 방향 그루브 부분보다 보어 표면 내측으로 반경 방향 외측으로 연장될 수 있다.
H. 그루브 배열은 후방 보어 단부에 환형 입구 그루브를 더 포함할 수 있다.
I. 보어 축에 수직으로, 각각의 경사진 그루브 부분은 전방 척 단부에 대한 근접성이 증가함에 따라 감소하는 단면 영역을 가질 수 있다.
J. 전방 척 단부에서, 적어도 하나 또는 각각의 경사진 그루브 부분은 최대 반경 크기를 갖는 중앙 단면 영역을 가질 수 있다. 적어도 하나 또는 각각의 경사진 그루브 부분은 최대 반경 크기보다 작은 반경 크기를 갖는 단면 영역을 가질 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나 또는 각각의 경사진 그루브 부분은 중앙 단면 영역으로부터 거리가 증가함에 따라 단면 영역이 감소하는 선단 단면 영역을 포함할 수 있다. 선단 단면 영역은 중앙 단면 영역에 인접할 수 있다. 중앙 단면 영역의 대향 측면에 위치된 두 개의 선단 단면 영역이 있을 수 있다.
K. 전방 척 단부에서, 적어도 하나 또는 각각의 경사진 그루브 부분은 초승달 형상을 가질 수 있다.
L. 선단 척 단부의 단부에서, 경사진 그루브 부분의 하나 또는 각각의 최대 반경 크기(DMR)는 0.1mm≤DMR≤0.9mm의 범위를 만족하는 범위 내에 있을 수 있다. 바람직하게는, 경사진 그루브 부분의 하나 또는 각각의 최대 반경 크기(DMR)는 0.1mm≤DMR≤0.5mm의 조건을 만족시키는 범위 내에 있다.
M. 전방 척 단부에서, 각 경사진 그루브 부분은 가상 원을 한정하는 곡률 반경을 가질 수 있다. 각각의 경사진 그루브 부분은 경사진 그루브 부분과 섕크 인접 서브-표면의 가상 연속 아크 사이에 한정된 출구 영역을 가질 수 있다. 출구 영역은 가상 원의 원형 영역의 20% 미만일 수 있다.
척은 하나 이상의 외향 경사진 그루브 부분을 포함할 수 있다. 하나 또는 각각의 외향 경사진 그루브 부분은 전방 척 단부쪽으로 개방될 수 있고, 전방 척 단부를 향해 외향 경사질 수 있다.
내향 경사진 그루브 부분와 선단 척 단부 사이에는 외향 경사진 그루브 부분이 형성될 수 있다. 선택적으로, 외향 경사진 그루브 부분이 환형 출구 그루브과 정면 척 단부 사이에 형성될 수 있다.
각 외향 경사진 그루브 부분은 전방 방향에 대해 외향 경사각(β)으로 경사 질 수 있다. 각 경사진 부분의 외향 경사각(β)은 5°≤β≤60°의 범위 내에 있을 수 있다. 바람직하게는, 외향 경사각(β)은 10°≤β ≤40°의 범위 내에 있다. 이론에 구애받지 않고, 25°에 가까운 값이 더 나은 성능을 제공할 수 있다고 믿어진다.
척은 내향 경사진 그루브 부분만을 포함할 수 있다. 이러한 옵션은 가장 비용 효율적인 해결책이다. 선택적으로, 척은 내향 경사진 그루브 부분 및 외향 경사진 그루브 부분을 포함할 수 있다. 후자의 경우에, 외향 경사진 그루브 부분 중 하나 또는 일부 또는 전부가 각각의 내측 경사진 그루브 부분과 전방 척 단부 사이에 형성될 수 있다. 선택적으로, 내향 경사진 그루브 부분과 외향 경사진 그루브 부분은 서로 완전히 분리될 수 있다.
이론에 구애됨이 없이, 경사진 그루브 부분의 위에서 정의된 바와 같이 및/또는 초승달 모양의 선단의 일부와 같은 작은 감소 단면 영역은 냉각되는 공구에 잠재적으로 유익한 미립자 미스트를 제공할 수 있다고 믿어진다. 유사하게, 이론에 구애됨이 없이, 경사진 그루브 부분의 상기 정의된 바와 같이 및/또는 삼각형 형상의 중심부인 충분한 반경 방향 크기를 갖는 단면 영역을 제공하는 것이 냉각되는 공구의 흐름에 유익한 냉각제를 제공할 수 있다고 믿어진다. 결과적으로, 상기 정의된 경사진 그루브 형상 중 일부는 유익한 것으로 여겨지는 공구 상에 이중의 미스트 및 냉각제 스트림을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
본원의 주제를 더 잘 이해하고 실제로 어떻게 수행될 수 있는지를 나타내기 위해 첨부된 도면을 참조할 것이다.
도 1은 본 발명의 주제에 따른 척의 사시도;.
도 2A는 도 1의 척의 전방 척 단부의 단부도;
도 2B는 도 2A의 IIB-IIB 선을 따른 단면도;
도 3A는 도 2A의 IIIA로 표시된 원형 부분의 확대도;
도 3B는 도 2B의 IIIB 부분의 확대도;
도 3C는 인접한 섕크 인접 서브 표면(24)의 부분과 함께 도 3A의 경사진 그루브 부분의 확대 개략도;
도 4는 프리셋 나사 및 공구를 더 포함하는 도 2B에 도시된 척의 단면도. 상기 조립체는 냉각제 흐름을 이용하여 작업 물을 개략적으로 가공한다;
도 5A는 본원의 주제에 따른 다른 척의 확대 부분이고, 상기 도면은 도 3A와 유사하다;
도 5B는 도 5A의 척의 VB-VB 선을 따른 측면도 및 부분 단면도;
도 5C는 도 5B의 VC로 표시된 부분의 확대도; 및
도 6은 본원의 주제에 따른 다른 척 및 공구 홀더의 분해도.
도 1 내지 도 2B에는 회전축(AR)을 중심으로 회전하도록 구성된 회전 척(10)이 도시된다.
회전 척(10)은 대향하는 전방 및 후방 척 단부(12, 14)를 포함할 수 있다.
회전 척(10)은 또한 전방 척 단부(12)로 개방되고 후방으로 연장되는 섕크-수용 보어(16)을 포함할 수 있다.
섕크-수용 보어(16)는 원주 방향으로 연장하는 보어 표면(18)에 의해 형성될 수 있다.
섕크-수용 보어(16)은 회전축(AR)과 동축이 될 수 있는 보어 축(AB)을 가질 수 있다.
보어 축(AB)은 섕크-수용 보어(16)의 중심을 통해 연장되어 전후 방향(DF, DR)을 한정한다.
섕크-수용 보어(16)는 또한 전방 척 단부(12)에 근접한 전방 보어 단부(20) 및 전방 보어 단부(20)의 후방에 있는 후방 보어 단부(22)를 포함할 수 있다.
보어 표면(18)은 보어 직경(DB)을 한정하는 하나 이상의 섕크 접합면(24)을 포함할 수 있다(도 3A).
보어 표면(18)은 또한 하나 이상의 섕크 인접 서브 표면(24)보다 섕크-수용 보어(16)에 리세스된 그루브 배열(26)을 포함할 수 있다.
그루브 배열(26)은 전방 및 후방 보어 단부(20, 22)와 유체 연통하는 유동 경로(28)(도 4)를 형성한다.
그루브 배열(26)은 후방 보어 단부(22)에 환형 입구 그루브(30)를 포함할 수 있다.
그루브 배열(26)는 전방 척 단부(12)를 향해 개방되고 내측으로 경사져있는 하나 이상의 경사진 그루브 부분(32)을 포함한다. 예시로써 도 3A에 도시된 바와 같이, 6개의 동일한 원주 방향으로 이격된 경사진 그루브 부분(32)(32A, 32B, 32C, 32D, 32E, 32F)이 있다.
기울기는 전방 방향에 대해 경사각 α(도 3B)가 될 수 있다. 상기 예시에서 각 경사진 부분의 경사각(α)은 10°이다.
그루브 배열(26)는 또한 중간 그루브(36)를 포함한다.
중간 그루브(36)는 중앙 보어 축(AB)과 평행하게 연장되는 하나 이상의 종 방향 그루브 부분(38) 및 환형 출구 그루브(40)를 포함할 수 있다.
도 3B에 도시된 바와 같이, 환형 출구 그루브(40)은 경사진 그루브 부분(32) 및 종 방향 그루브 부분(38)의 반경 방향 외측으로 연장될 수 있다.
본 예시에서, 3 개의 균일하게 원주 방향으로 이격된 종 방향 그루브 부분(38)(38A, 38B, 38C)이 있다.
각 종 방향 그루브 부분은 일정한 단면 영역을 가질 수 있다. 상세히 설명하면, 상기 예시에서 각각의 종 방향 그루브 부분(38)(38A, 38B, 38C)은 일정한 단면 영역의 특성을 포함하는 동일한 구조를 갖는다. 따라서, 도 2B에서, 임의의 단일 종 방향 그루브 부분에는 두 가지 관점에서 보았을 때 동일한 제 1 및 제 2 종 방향 그루브 부분(38A, 38B)의 측면 및 정면도가 존재한다는 것이 이해될 것이다. 도시된 바와 같이, 종 방향 그루브 부분(38A, 38B)의 각각의 단면은 환형 입구 그루브(34)으로부터 환형 출구 그루브(40)까지 일정하다.
본 예시의 각 경사진 그루브 부분(32)는 동일한 구성을 가지기 때문에, 제 1 및 제 2 경사진 그루브 부분(32A, 32B)이 동일한 경사진 그루브 부분에 의해 공유된 각 부-요소에 대해 동일한 참조 특징과 함께 상세하게 설명한다.
도 3A 및 도 3C를 참조하면, 제 1 경사진 그루브 부분(32A)은 환형 출구 그루브(40)과 유체 연결되지만, 후방 방향(DR)으로 연장되는 종 방향 그루브 부분이 없음이 도시된다.
또한, 전방 척 단부(12)에서, 제 1 경사진 그루브 부분(32A)은 내부 방향(DI), 즉 보어로 개방되는 아크형 에지(42A)를 갖는다. 도시되지는 않았지만, 종 방향 그루브 부분(38)은 또한 내향 DI로 개방되는 아크형 에지를 가질 수 있음을 이해할 것이다. 바람직하게는, 그러나 선택적으로 보어 축 AB(예를 들어, 도 3)에 수직으로, 경사진 그루브 부분의 아크형 에지는 종 방향 그루브 부분(38)의 아크 형 에지보다 좁을 수 있음을 이해할 것이다. 어떠한 경우에도, 밀링에 의해 간단하고 효율적으로 제조될 수 있는 아크 모양의 엣지일 수 있다(예: 보어 축 AB에 평행한 경로를 따라 보어 축 AB에 기울어진 방향으로 솔리드 엔드 밀을 움직여서).
일반적으로, 명세서 및 청구 범위에서, 경사진 그루브 부분과 같은 그루브 배열의 부분의 단면 영역에 대한 언급은 보어 직경에 상응하는 직경을 가지는 공구의 섕크에 의해 한정되어야 한다. 도 3A에 도시된 공구 섕크가 없더라도, 이러한 g한정은 섕크 인접 서브-표면(24)의 가상 연속 아크에 의해 구성될 수도 있음을 이해할 것이다.
예를 들어, 도 3A 및 도 3C에 도시된 단부도에서, 제 1 경사진 그루브 부분(32A)의 초승달 모양 단면 영역(42B)(출구 영역(OA)라고도 함)은 아크형 엣지(42A) 및 섕크 인접 접촉면(24)과 유사하게 보어 직경(DB)에서 연장되는 가상 연속 아크(42C)에 의해 경계가 정해진다. 가상의 연속 아크(42C)는 공구 섕크(도 4)가 섕크-수용 보어(16)에 삽입될 때, 제 1 경사진 그루브 부분(32A)의 경계뿐만 아니라 선단 척 단부(12)에서 그 단면 영역(42B)을 나타낸다.
단면 영역(42B)의 중앙 영역(42D)에서, 제 1 경사진 그루브 부분(32A)는 최대(즉, 가장 큰) 반경 방향 크기(DMR)를 갖는다. 선단 단면 영역(42E, 42F)은 중심(42D)의 어느 한 측면 및 본 예시에서는 양 측면 상에 위치될 수 있다. 각각의 선단 단면 영역은 중심(42D)으로부터 거리가 증가함에 따라 단면 영역이 감소한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 선단 반경 크기(Dㄸ1, DE2)는 최대 반경 크기(DMR)보다 작다.
도 3A를 참조하면, 제 2 경사진 그루브 부분(32B)는 가상 원(IC)를 형성하는 곡률 반경(RS)을 가질 수 있다. 출구 영역(OA)은 경사진 그루브 부분(32B) 또는 더 정확하게 도시된 예시 형상, 그 아크형 에지(42A) 및 가상 연속 아크(42C)사이에서 정의될 수 있다. 상기 예시에서 출구 영역은 원 영역(CA)의 약 6%이다.
이제 도 3B를 참조하면, 경사진 그루브 부분(32)은 전방 척 단부(12)에 근접하여 증가함에 따라 감소하는 단면 영역을 갖는다. 예를 들어, 지점(44A)에서 그루브 부분(32A)은 지점(44B)에서 보다 넓다.
다시 도 3B를 참조하면, 하나 이상의 경사진 그루브 부분(예를 들어, 경사진 그루브 부분(32A))은 모든 종방향 그루브 부분과 축 방향으로 동일 선상에 있지 않을 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 공구(46), 예를 들어 솔리드 엔드 밀(solid end mill)은 인코넬로 제조된 공작물(48)을 개략적으로 가공하는 것으로 도시된다.
공구(46)는 보어 직경(DB)에 대응하는 섕크 직경을 갖는 섕크(shank)(47)를 갖는다.
공구(46)는 그 축 방향 위치를 결정하는 프리셋 나사(50)에 접한다.
작동 중에, 냉각제(52)는 다음의 유동 경로(28)를 따른다 : 섕크-수용 보어(16)의 후방인 회전 척(10)의 부분으로부터 유동 경로(28A)의 제 1 부분은 섕크-수용 보어(16) 및 보다 구체적으로는 환상의 입구 그루브(34) 내로 연장되고; 환형 입구 그루브(34)으로부터 유로(28B)의 제 2 부분은 종 방향 그루브 부분(38) 내로 계속된다; 종 방향 그루브 부분(38)으로부터 유로(28C)의 제 3 부분은 환형 출구 그루브(40) 내로 계속되고; 환형 출구 그루브(40)로부터 유로(28D)의 제 4 부분은 경사진 그루브 부분(32) 내로 계속된다.
경사진 그루브 부분(32)로부터, 냉각제(52)는 공구(46)의 길이를 따라 연속하는 하나 이상의 스트림(52A)의 형태로 공구(46) 상에 투사되고, 미립자 미스트(52B)가 또한 형성되고 점으로 개략적으로 도시된다.
도 5A 내지 도 5C를 참조하면, 회전축(Aㄲ)을 중심으로 회전하도록 구성된 또 다른 회전 척(100)을 도시된다.
회전 척(100)은 상술한 바와 같이 척(10)과 같은 모든 특성을 갖는 것으로 간주될 수 있으며, 주로 그루브 배열(126)이 전방 척 단부(112)로 개방되고 외측으로 경사진 하나 이상의 외향 경사진 그루브 부분(102)(102A, 102B, 102C, 102D, 102E, 102F )을 포함하는 것과는 다르다.
각각의 외향 경사진 그루브 부분(102)은 전방 방향에 대해 경사각(β)으로 경사질 수 있다. 상기 예시에서 각 경사진 부분의 경사각(β)은 25°이다.
결과적으로, 내측으로 경사진 그루브 부분(132)은 공구에서 화살표(104)로 개략적으로 도시된 냉각제 흐름을 제공하는 한편, 추가로 외향 경사진 그루브 부분(102)은 칩 배출을 돕기 위해 화살표(106)로 개략적으로 도시된 추가적인 냉각제 흐름을 제공할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
외향 경사진 그루브 부분(102)은 내향 경사진 그루브 부분(132)과 전방 척 단부(112) 사이에 형성될 수 있다.
선택적으로, 내향 및 외향 경사진 그루브 부분은 개별적으로(즉, 도 1 내지도 4에 도시된 내행 경사진 그루브 부분(32)으로, 원주 둘레로 교대로) 위치될 수 있다. 경사진 그루브 부분(예를 들어, 원하는 결합, 분리 및 임의의 원하는 수)의 임의의 조합이 존재할 수 있음을 이해할 것이다.
도 6을 참조하면, 척(200) 및 척(200)을 유지하도록 구성된 공구 홀더(202)가 도시된다.
척(200)은 공구 홀더(202)에 의해 유지되도록 구성되어 있기 때문에 전술한 척들(10, 100)과 다른 유형의 척이며, 공구 홀더(202)는 CNC 기계로 직접 고정되도록 구성되기 보다는 차례로 CNC 기계에 의해 고정된다.
척(200)은 주로 전방 척 단부(212)에 하나 이상의 경사진 그루브 부분(232)을 포함한다는 점에서 공지의 척(상술한 척(10, 100)과 유사한)과 다르다. 경사진 그루브 부분(232)은 전술한 임의의 형태(내향 경사, 외향 경사 또는 내측 및 외향 경사의 조합)일 수 있음을 이해할 것이다.
그루브 배열의 단부에서 경사진 그루브 부분을 단순히 제공함으로써(예를 들어 짧은 밀링 작업에 의해) 공지된 척을 변형시키는 것이 유리할 수 있음을 이해할 수 있다.
특히, 이러한 경사진 그루브는 보어 표면(218)으로부터 그 외부 표면(204)으로 연장되는 종 방향 그루브 부분(238)(즉, 보어 표면 (218) 및 외부 표면 (204) 모두로 개방되는 종 방향 그루브 부분(238))을 포함하는 척 (200) 상에 제공될 수있다. 이것은 공구 홀더(202)의 공구 홀더 보어(208)의 내부 공구 홀더 표면(206)이 종 방향 그루브 부분을 밀봉하기 때문일 수 있다.
상기 설명은 예시적인 실시예 및 세부 사항을 포함하고, 본원의 청구 범위로부터 예시되지 않은 실시예 및 세부 사항을 배제하지 않는다.

Claims (20)

  1. 회전 척에 있어서,
    전방 척 단부; 및
    상기 전방 척 단부로 개방되고, 상기 전방 척 단부로부터 후방으로 연장되는 섕크-수용 보어를 포함하고,
    원주 방향으로 연장된 보어 표면에 의해 규정되는 상기 섕크-수용 보어는,
    섕크-수용 보어의 중심을 통해 연장되고 전방 및 후방 방향을 규정하는 보어 축을 가지고;
    척의 전방 척 단부에 근접한 전방 보어 단부 및 전방 보어 단부의 후방에 있는 후방 보어 단부를 포함하며,
    상기 보어 표면은,
    보어 직경을 규정하는 하나 이상의 섕크 인접 서브-표면(abutment sub-surface); 및
    상기 보어 축으로부터 상기 하나 이상의 섕크 인접 서브-표면보다 더 바깥쪽으로, 상기 섕크-수용 보어에서 리세스된 그루브 배열을 포함하고,
    상기 전방 및 후방 보어 단부와 유체 연통하는 유동 경로를 형성하는 상기 그루브 배열은,
    상기 후방 보어 단부의 환형 입구 그루브;
    상기 전방 척 단부로 개방되고, 상기 전방 척 단부를 향해 내향으로 경사지는 하나 이상의 경사진 그루브 부분들; 및
    상기 환형 입구 그루브와 하나 이상의 경사진 그루브 부분을 연결하는 하나 이상의 중간 그루브를 포함하며,
    상기 하나 이상의 중간 그루브는 보어 표면 내측으로만 개방되거나 또는 보어 표면과 회전 척의 외부 표면 모두로 개방되고,
    상기 그루브 배열을 포함하는 섕크-수용 보어가 일체형 단일 구조를 갖는 회전 척의 부분 상에 형성되고,
    상기 하나 이상의 중간 그루브는 상기 보어 축과 평행하게 연장되는 하나 이상의 종 방향 그루브 부분을 포함하는 회전 척.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 경사진 그루브 부분은 각각 상기 전방 방향에 대해 경사각 α로 경사지고, 상기 경사각 α는 2°≤α ≤20°의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 경사각(α)은 4°≤α≤12°의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 경사진 그루브 부분은 복수의 경사진 그루브 부분이고, 각 경사진 그루브 부분의 경사각(α)은 동일한 것을 특징으로 하는 회전 척.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 그루브 배열은 종 방향 그루브 부분보다 많은 개수의 경사진 그루브 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  6. 제 1 항에 있어서, 보어 축에 수직인 각각의 종 방향 그루브 부분은 일정한 단면 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 중간 그루브는 상기 경사진 그루브 부분과 유체 소통하는 상기 전방 보어 단부에서 환형 출구 그루브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 하나 이상의 중간 그루브는 하나 이상의 종 방향 그루브 부분을 더 포함하고; 환형 출구 그루브는 또한 하나 이상의 종 방향 그루브 부분과 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 그루브 배열은 종 방향 그루브 부분보다 많은 개수의 경사진 그루브 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  10. 제 1 항에 있어서, 보어 축에 수직인, 각각의 경사진 그루브 부분은 전방 척 단부에 근접하여 감소하는 단면 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 전방 척 단부의 단면에서 볼 때, 적어도 하나의 경사진 그루브 부분은 초승달 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방 척 단부에서 적어도 하나의 경사진 그루브 부분은 최대 반경 치수를 갖는 중앙 단면 영역과 상기 중앙 단면 영역으로부터 거리가 증가함에 따라 단면적이 감소하는, 상기 중앙 단면 영역에 인접하는 적어도 하나의 선단 단면 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 전방 척 단부의 단면에서 볼 때, 적어도 하나의 경사진 그루브 부분의 최대 반경 크기(DMR)는 0.1mm≤DMR≤0.9mm의 범위를 만족하는 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 경사진 그루브 부분의 최대 반경 크기(DMR)는 0.1mm≤DMR≤0.5mm의 범위를 만족하는 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 전방 척 단부의 단면에서 볼 때, 상기 하나 이상의 경사진 그루브 부분의 각 경사진 그루브 부분의 최대 반경 크기(DMR)는 0.1mm≤DMR≤0.9mm의 범위를 만족하는 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 하나 이상의 경사진 그루브 부분의 경사진 그루브 부분의 최대 반경 크기(DMR)는 0.1mm≤DMR≤0.5mm의 범위를 만족하는 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  17. 제 1 항에 있어서,
    전방 척 단부에서, 각각의 경사진 그루브 부분은 가상의 원을 형성하는 곡률 반경 및 상기 경사진 그루브 부분과 상기 섕크 인접 접촉면의 가상의 연속 아크 사이에 형성된 출구 영역을 가지며; 및
    상기 출구 영역은 가상 원의 원 영역의 20% 이하인 것을 특징으로 하는 회전 척.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 출구 영역은 상기 원 영역의 10%이하 인 것을 특징으로 하는 회전 척.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 전방 척 단부 및 전방 단부를 향해 개방되고 상기 전방 척 단부 및 전방 단부를 향해 내측으로 경사지는 상기 경사진 그루브 부분들 중 하나 사이에 형성되거나 또는 상기 그루브 부분과는 별도로 형성되는 하나 이상의 외향 경사진 그루브 부분을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 척.
  20. 삭제
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