KR20000067810A - 절삭 인서트 클램핑 기구 - Google Patents

절삭 인서트 클램핑 기구 Download PDF

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에란 마르쿠스
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Abstract

절삭 공구용 절삭 인서트(insert) 클램핑 기구로서, 절삭 공구는 몸체부와 클램핑부를 포함하고, 클램핑부는 베이스 조오(base jaw)와 클램핑 조오를 포함하며, 클램핑 조오는 후방 클램핑면으로부터 요홈에 의해 분리된 전방 클램핑면을 그 하면에 갖고 있다. 제 1 소폭 브릿지부(narrow bridge section)는 클램핑 조오를 절삭 공구의 몸체부에 연결시키고, 제 2 소폭 브릿지부는 후방 클램핑면을 향해 연장되어 있다. 상기 두개의 소폭 브릿지부의 결과로서, 전후방 클램핑면은 서로 독립적인 탄성 벤딩(bending)이 가능하게 되어 인서트에 클램핑력을 독립적으로 가할 수 있게 되어 있다.

Description

절삭 인서트 클램핑 기구{RESILIENT CLAMPING MECHANISM FOR INSERTS}
본 발명은 절삭 공구의 인서트 수납 포켓(insert receiving pocket)을 위한 탄성 클램핑 기구에 관한 것이다.
절삭 인서트를 클램핑하기 위하여 탄성 클램핑 기구를 이용하는 절삭 공구는 일반적으로 그 두께가 좁다. 예로서, 홈파기나 절단 등의 절삭 작업은 비교적 좁은 홀더 블레이드(holder blade)의 상하 조오(jaw)의 클램핑면 사이에 위치한 인서트 포켓에 지지된 절삭 인서트에 의해 실시될 수 있다. 홀더 블레이드는 다음에 블레이드 지지 블록에 일반적으로 클램핑된다. 홀더 블레이드는 일반적으로 인서트 포켓 근처에 적합하게 설계된 개구부를 가지며, 이로써 형성된 비교적 좁은 브릿지부가 홀더 블레이드의 조오 중 하나의 다른 하나에 대한 제한적 탄성 이동을 가능하게 해준다. 일반적으로 하부 조오는 고정체이며, 상부 조오는 탄성 이동체이다. 개구부는 구멍이나 슬롯, 또는 구멍에서 종료하는 슬롯일 수 있다. 이러한 절삭 공구의 예는 미국 특허 제 3,785,021 호 및 제 4,580,930 호에 기재되어 있다. 탄성 인서트 클램핑 기구를 이용하는 로터리 슬롯 절삭 공구는 미국 특허 제 5,059,068 호에 기재되어 있다. 컷터 몸체는 디스크 형태이고, 그 두께가 비교적 좁으며, 디스크 원주 주위에 배치된 절삭 인서트 포켓을 갖고 있다. 홀더 블레이드에서와 같이, 인서트 포켓은 두개의 조오를 가지며, 그 사이에서 인서트는 클램핑 조오의 벤딩(bending)에 의해 발생하는 탄성력에 의해 클램핑된다.
절삭 공구가 홀더 블레이드인지 로터리 슬롯 절삭 공구이든지 간에, 클램핑 조오의 벤딩은 인서트 포켓을 조오의 클램핑면간의 간격이 클램핑면간에 위치한 인서트 부분의 높이보다 작게되도록 제조함으로써 얻어진다. 결국, 인서트가 인서트 포켓에 위치할 때, 클램핑 조오는 탄성력을 일으키는 벤딩 위치에서 유지되고, 탄성력에 의해 인서트가 제위치에서 클램핑되는 것이다.
이와 같은 형태의 클램핑 기구의 잘 알려진 단점은 특정 절삭조건하의 특정 절삭 공구에서 클램핑된 절삭 인서트의 불안정성이다. 로터리 슬롯 절삭 공구에 있어서, 개개의 절삭 인서트는 공구가 그 회전축을 중심으로 회전할 때 가공물과 간헐적으로 접촉하게 된다. 그 결과, 절삭 공구는 가공물과 부딪칠 때마다 타격을 받게되며, 클램핑력의 감소로 인해 이동이 생길 수 있다. 인서트의 일부만이 그와 같은 이동을 받게 되거나, 또는 다른 반경방향 거리만큼 이동되는 경우에, 이동되지 않은 나머지 또는 덜 이동된 나머지는 슬롯형성 작업에 참여하지 않게 되어 인서트의 균일하지 않은 마모가 발생하게 된다. 또한 절삭 인서트의 불안정성이 예로서 홈파기 작업시에 홀더 블레이드에 지지된 인서트의 사용에서 나타나게 된다. 홀더 블레이드가 완성된 홈으로부터 빠져나가면, 인서트가 홀더 블레이드로부터 뜻하지 않게 빠져나갈 수 있다.
상기한 문제의 해결방안은 미국 특허 제 5,743,680 호에서 개시하고 있는데, 이것은 특수하게 설계된 절삭 인서트와, 그에 상응하도록 특수하게 설계된 인서트 포켓을 홀더 블레이드에 위치시키는 방안을 기술하고 있다. 이와 유사하게, 로터리 슬롯 절삭 공구에서의 인서트의 불안정성에 대한 해결방안은 미국 특허 제 5,059,068 호에서 개시하고 있는데, 이것은 특수하게 설계된 인서트와, 그에 상응하도록 특수하게 설계된 인서트 포켓을 컷터 몸체에 위치시키는 방안을 기술하고 있다.
본 발명의 목적은 인서트를 위한 탄성 클램핑 기구, 특히 전술한 인서트의 이동가능성 문제를 신규하고 신뢰성 있는 방법으로 극복하는 탄성 클램핑 기구를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서 몸체부와 클램핑부를 포함하는 절삭 공구에 사용하기 위한 절삭 인서트 클램핑 기구가 제공되는데, 상기 기구는 베이스 조오(base jaw)와, 상기 베이스 조오와의 사이에서 인서트 수납 포켓을 형성하는 갭을 내재하며, 상하면을 갖는 클램핑 조오와, 인서트 수납 포켓의 후방 상부로부터 전방향 및 상방향으로 연장된 개구부와, 클램핑 조오를 절삭 공구의 몸체부로 연결시키는 제 1 소폭 브릿지부와, 및 제 2 클램핑면을 향하여 연장된 제 2 소폭 브릿지부를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 클램핑 조오의 하면은 후방 제 2 클램핑면으로부터 요홈에 의해 분리된 전방 제 1 클램핑면을 포함하고 있다.
전형적으로 제 1 소폭 브릿지부는 클램핑 조오의 상면과 개구부 사이에 일반적으로 위치하고, 제 2 소폭 브릿지부는 요홈과 개구부 사이에 일반적으로 위치하고 있다.
개구부의 전방부는 제 2 클램핑면보다 더 앞쪽에 바람직하게 위치하고 있다.
본 발명에 따라서, 제 1 탄성 회전축은 제 1 소폭 브릿지부와 관련되어 있고, 제 2 탄성 회전축은 제 2 소폭 브릿지부와 관련되어 있다.
또한 제 1 클램핑력은 제 1 클램핑면과 관련되어 있고, 제 2 클램핑력은 제 2 클램핑면과 관련되어 있다. 제 1 클램핑력은 제 2 클램핑력과는 바람직하게 독립적이다.
본 발명의 한 특정 실시예에 따라서, 긴 슬롯이 개구부의 후방부로부터 후방향으로 연결 블록 내로 연장되어 있고, 클램핑 스크류는 연결 블록에서 긴 슬롯을 가로질러 하향 연장되어 있다.
필요에 따라서는 인서트 수납 포켓이 인서트 제거기를 수용하기 위한 개구부를 제공받으며, 상기 개구부는 인서트 수납 포켓의 후방부로부터 후방향으로 연장되어 있다.
또한 인서트 수납 포켓의 후방부는 절삭 공구의 몸체부로부터 연장된 돌출부를 제공받으며, 상기 돌출부는 인서트 고정면을 이루는 전면을 갖고 있다.
또한 절삭 인서트 클램핑 기구의 클램핑 조오는 그 상하면 사이의 중간에 상기한 인서트 고정면을 이루는 전면을 갖고 있다.
본 발명의 한 용도에 따라서, 절삭 공구는 로터리 슬롯 절삭 공구이며, 또 다른 용도에 따라서는 절삭 공구가 홀더 블레이드를 포함하는 몸체부를 갖는 선반 공구이다.
필요에 따라서는 인서트 수납 포켓에 지지된 절삭 인서트가 상하부 인접면을 포함하는데, 상부 인접면은 후방 제 2 인접면으로부터 상면 요홈에 의해 분리된 전방 제 1 인접면을 포함하고 있다.
본 발명의 한 특정 실시예에 따라서, 클램핑 조오의 하면의 후방 제 2 클램핑면은 인서트 수납 포켓에 지지된 절삭 인서트의 상면 요홈의 후방 영역에 접촉하게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 클램핑 조오의 하면은 전방 제 1 클램핑 영역과 후방 제 2 클램핑 영역 각각에서 전방 제 1 인접면과 후방 제 2 인접면에 접촉하게 된다.
일반적으로 제 1 클램핑력은 전방 제 1 클램핑 영역과 관련되어 있고, 제 2 클램핑력은 후방 제 2 클램핑 영역과 관련되어 있다.
필요에 따라서는 제 1 클램핑력을 제 2 클램핑력에 독립적이 되도록 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인서트 포켓 클램핑 기구와 포켓에 지지되는 인서트의 부분 측면도,
도 2는 포켓에 지지된 인서트를 갖는 도 1의 절삭 공구의 부분 측면도,
도 3a는 오목한 V형 단면을 갖는 인서트의 측방향 이동을 방지하기 위한 기구를 나타낸 것으로서, 도 2의 절삭 공구의 전방 제 1 클램핑면 또는 후방 제 2 클램핑면을 수직으로 절취한 부분 단면도,
도 3b는 도 3a에서 볼록한 V형 단면을 갖는 인서트를 위한 절삭 공구의 부분 단면도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따라서 인서트 수납 포켓에 인서트를 고정하기 위한 다른 구성체의 인서트 포켓 클램핑 기구와 인서트의 부분 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 절삭 인서트 클램핑 기구를 갖는 로터리 슬롯 절삭 공구의 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 절삭 인서트 클램핑 기구를 갖는 홀더 블레이드의 측면도,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인서트 포켓 클램핑 기구와 포켓에 지지되는 인서트의 부분 측면도,
도 8은 포켓에 지지된 인서트를 갖는 도 7의 절삭 공구의 부분 측면도,
도 9는 포켓에 지지된 도 4의 인서트를 가지며, 클램핑 조오가 크램핑 스크류에 의해 기동되는 절삭 공구의 부분 측면도,
도 10은 포켓에 지지된 평행한 상하 인접면을 갖는 인서트를 가지며, 클램핑 조오가 클램핑 스크류에 의해 기동되는 절삭 공구의 부분 단면도,
도 11은 클램핑 조오 하면의 후방 제 2 클램핑면이 절삭 공구의 상면에서 상면 요홈의 후방 영역에 접촉하는 절삭 공구의 부분 측면도,
도 12는 절삭 공구로부터 제거된 인서트를 갖는 도 11의 절삭 공구의 부분 측면도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 절삭 공구 12 : 클램핑부
14 : 몸체부 16 : 인서트 수납 포켓
18 : 절삭 인서트 20 : 클램핑 조오
22 : 베이스 조오 24, 26 : 개구부
44 : 제 1 소폭 브릿지부 46 : 제 2 소폭 브릿지부
이하 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 절삭 공구(10)가 클램핑부(12)와 몸체부(14)룰 포함하고 있다. 클램핑부(12)에 형성된 것은 절삭 인서트(18)를 수납하기 위한 인서트 수납 포켓(16)이다. 인서트 수납 포켓(16)은 클램핑 조오(20)와 베이스 조오(22) 사이에 위치한다. 인서트 수납 포켓의 상후방부로부터 상전방향으로 연장된 것은 전방부(25)를 갖는 개구부(24)이다. 하기에서 상세히 설명하겠지만 개구부(24)는 본 발명의 본질적인 특징부이다.
또 다른 개구부(26)가 인서트 수납 포켓(16)의 후방으로부터 후방향으로 연장되어 있는데, 이것은 인서트 제거기를 수용하기 위한 것이다. 인서트 제거기는 예로서 인서트를 인서트 수납 포켓으로부터 제거하도록 힘을 가하는 탈취기일 수 있다. 이와는 달리 인서트 제거기가 예로서 미국 특허 제 5,803,675 호에 기재된 바와 같은 인서트 수납 포켓을 열기 위한 키일 수 있다. 그러나 미국 특허 제 5,697,271 호에 기재된 바와 같이 인서트 수납 포켓을 열기 위한 다른 구성체를 채택할 수 있는데, 이 경우에 인서트 수납 포켓에 지지된 인서트와 그 주위간의 공차를 주기에 충분한 정도로 개구부(26)의 크기를 최소화시킬 수 있는 것이다. 개구부(24, 26)는 인서트 고정면을 이루는 전면(30)을 갖는 돌출부(28)에 의해 분리되어 있다.
베이스 조오(22)는 인서트 인접면(32)을 갖고, 클램핑 조오(20)는 상하면(34, 36)을 갖고 있다. 하면은 후방 제 2 클램핑면(42)으로부터 요홈(40)에 의해 분리된 전방 제 1 클램핑면(38)을 포함하고 있다. 개구부(24)의 전방부(25)는 제 2 클램핑면(42)보다 더 앞쪽에 위치하도록 도시하고 있음을 유의해야 한다. 그러나 전방부(25)가 제 2 클램핑면(42)보다 얼마나 더 앞쪽에 위치해야 하는가는 적정 설계의 문제이다. 전방부(25)가 제 2 클램핑면(42)보다 뒤쪽에 있어서는 안되지만 제한된 경우에 한해서 그것에 정렬될 수는 있다. 즉 그 경우에 전방부(25)가 도 1의 제 2 클램핑면 바로 위에 위치할 수 있다.
클램핑 조오(20)는 클램핑 조오(20)를 절삭 공구(10)의 몸체부(14)로 연결시키는 제 1 소폭 브릿지부(44)를 갖고 있다. 제 1 소폭 브릿지부(44)는 클램핑 조오(20)의 상면(34)과 개구부(24) 사이에 일반적으로 위치한다. 제 2 소폭 브릿지부(46)는 일반적으로 제 2 클램핑면(42)을 향해서 연장되며, 요홈(40)과 개구부(24) 사이에 위치한다. 두개의 소폭 브릿지부(44, 46)는 하기에 상술되어 있는 바와 같이 본 발명의 클램핑 기구에 필수적인 것으로서, 이들은 인서트(18)가 인서트 수납 포켓(16)에의 삽입시에 전방 제 1 클램핑면(38)과 후방 제 2 클램핑면(42) 양자에 의해서만 클램핑되도록 하지 않으며, 또한 안정하게 클램핑되게 하는 수단을 제공한다.
클램핑 조오(20)의 클램핑 작용을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 인서트(18)의 클램핑을 보증하기 위하여, 인서트 수납 포켓(16)에 인서트가 삽입되지 않은 상태에서 제 1 클램핑면(38)과 베이스 조오의 인서트 인접면(32) 사이의 간격 h1은 제 1 클램핑면(38)이 인서트 수납 포켓에 삽입된 인서트에 접촉하는 지점에서 택한 인서트의 높이 H1보다 작다. 마찬가지로 인서트 수납 포켓에 인서트가 삽입되지 않은 상태에서 제 2 클램핑면(42)과 베이스 조오의 인서트 인접면(32) 사이의 간격 h2는 제 2 클램핑면(42)이 인서트 수납 포켓에 삽입된 인서트에 접촉하는 지점에서 택한 인서트의 높이 H2보다 작다. 이 경우에 인서트를 인서트 수납 포켓(16)에 힘을 주어 삽입하면, 제 1 및 제 2 클램핑면(38, 42)이 인서트 인접면(32)으로부터 밀려나서 두개의 접촉지점, 즉 제 1 클램핑면(38)에서의 한 지점과 제 2 클램핑면(42)에서의 다른 지점에서 탄성 클램핑력이 클램핑 조오(20)에 의해 인서트에 가해지게 된다. 본원에서 언급하는 "지점"은 수학적 의미에서의 점이 아니라 작은 영역을 의미하는 것이다. H2는 H1과 같거나 작을 수 있다는 것에 유의해야 한다.
두개의 소폭 브릿지부(44, 46)는 두개의 이격된 탄성 회전축(P, Q)의 근원이다. 소폭이라 함은 결과적인 구조물이 탄성 벤딩을 부여받는 것을 의미한다. 브릿지부가 얼마나 좁으냐 하는 질문과 이와 상응하여 탄성 벤딩은 어느 정도이냐 하는 질문은 소폭 브릿지부의 요구된 강도와 요구된 클램핑력을 고려한 최적 설계의 일이다. 제 1 클램핑면(38)은 회전축 P를 중심으로 탄성 이동이 가능하며, 제 2 클램핑면(42)은 회전축 Q를 중심으로 독립적 탄성 이동이 가능하다. 결국, 제 1 클램핑면(38)은 인서트(18) 상면의 전방부에 제 1 힘 F1을 가하고, 제 2 클램핑면(42)은 인서트(18) 상면의 후방부에 제 2 힘 F2를 가하게 된다. 이것이 클램핑면이 똑바르게 되어 있는 클램핑 조오를 포함하는 탄성 클램핑 기구를 갖는 종래기술의 절삭 공구와 비교되는 것이며, 종래기술에서는 클램핑이 인접면의 길이에 걸쳐 작용하도록 설계되어 있지만, 대부분의 경우에 제조상 공차로 인해 클램핑력이 인서트의 전방향을 향해 오직 한 지점에서 인서트에 가해지고 있는 실정이다.
제 1 소폭 브릿지부는 탄성 회전축 P가 제 2 힘 F2의 작용선에 놓이도록 적합하게 설계되어야 한다. 작용선은 제 2 클램핑면(42)에서 화살표로 표시되어 있다. 이러한 구성체로써 제 2 클램핑면(42)은 제 1 클램핑면(38)이 인서트 인접면(32)에 가하는 힘 F1의 크기를 바꾸지 않고 탄성 회전축 Q를 중심으로 자유롭게 이동할 수 있다. 따라서 이러한 구성체로써 제 1 및 제 2 힘 F1, F2는 각각 서로 독립적이다. 만약 탄성 회전축 P가 제 2 힘 F2의 작용선 상에 놓이지 않고 근접하게 놓이면, 제 1 및 제 2 힘 F1, F2는 각각 서로 완전히 독립적이지 못하게 된다. 독립성의 정도는 탄성 회전축 P가 제 2 힘 F2의 작용선에 얼마나 근접하느냐에 따른다.
상기한 바로부터 개구부(24)는 본 발명의 클램핑 기구에서 본질적인 역할을 하는 것을 알 수 있을 것이다. 개구부(24)의 위치와 형상은 두개의 소폭 브릿지부(44, 46)의 형성에 일체로 되는 것으로서, 이것이 미국 특허 제 5,743,680 호에 기재된 클램핑 기구와 다른 점이다. 상기 특허에도 특허의 도 8에서 도면부호(108)로 표시한 클램핑 조오의 후방으로 개구부가 있지만, 이 개구부는 형상이 원형이고, 또 전방부가 제 2 클램핑면보다 더 앞쪽에 위치하여 소폭 브릿지부가 개구부에 의해 형성되지 않는다.
본 발명에 따라서, 두개의 독립적인 또는 실질적으로 독립적인 클램핑력을 가진 구성체는 클램핑된 인서트의 안정성에 도움을 준다. 예로서 로터리 슬롯 절삭 공구에 있어서, 클램핑력은 진동으로 인하여 매우 작아질 수 있다. 클램핑력을 오직 한 지점에서만 인서트에 가하는 종래기술의 로터리 슬롯 절삭 공구에 있어서, 그것은 인서트가 원심력의 영향하에서 인서트 수납 포켓으로부터 미끄러져 빠져 나올 수 있다는 것을 의미한다. 본 발명에 따라서, 제 1 클램핑면(38)이 인서트 인접면(32)에 가하는 힘 F1이 진동으로 인해 매우 작아지게 되면, 제 2 클램핑면(42)이 인서트 인접면(32)에 가하는 힘 F2에 의해서 인서트가 여전히 제위치에서 클램핑된다. 본 발명의 클램핑 기구는 측면 힘(즉 도면의 평면에 대해 실질적으로 수직인 힘)의 영향에 대해서도 인서트의 안정성에 도움을 준다.
미국 특허 제 5,743,680 호가 두개의 클램핑 접촉면을 가진 클램핑 아암을 개시하고 있으나, 여기에는 타원형의 요홈이 절삭 인서트를 수납하기 위해 슬롯형 요홈으로부터 연장된 직후 계속되는 슬롯의 연장과 관련되는 오직 하나의 탄성 회전축이 있을 뿐이다. 따라서 상기 특허에서 금속 제거기의 두개의 클램핑 접촉면은 독립적으로 또 연속적으로 탄성 벤딩이 자유롭지 못하므로 두개의 접촉면이 서로 독립적으로 인서트에 힘을 가하지 못하게 된다. 더욱이 상기 특허의 금속 제거기와 사용하기 위해 의도된 절삭 인서트는 주어진 특정각에서 서로 경사진 3개의 분할면을 가지며, 주어진 특정각 범위에 놓이는 특이하게 구성된 상면을 갖고 있다.
도 3a를 참조하면, 절삭 공구(10)에 대해서 인서트(18)의 측방향 이동을 방지하기 위한 기구가 도시되어 있다. 종래기술(예로서 미국 특허 제 4,580,930 호 및 제 4,887,945 호)에서 잘 알려진 바와 같이, 인서트의 측방향 안정성은 클램핑 조오(20)의 클램핑면(38, 42)과 베이스 조오(22)의 인접면(32)을 인서트의 대응 인접면과 합치하는 단면형상을 갖도록 형성함으로써 얻을 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따라서, 클램핑 조오(20)의 클램핑면(38, 42)과 베이스 조오(22)의 인접면(32)은 볼록한 V형 단면과, 이에 합치하는 오목한 V형 단면을 갖는 인서트(18)의 상하면을 갖고 있다. 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인서트(18)의 측방향 이동을 방지하기 위한 기구를 도시한 것으로서, 클램핑 조오(20)의 클램핑면(38, 42)과 베이스 조오(22)의 인접면(32)이 오목한 V형 단면과, 이에 합치하는 볼록한 V형 단면을 갖는 인서트(18)의 상하면을 갖고 있다.
도 1 및 2에 도시된 실시예에서, 인서트(18)는 인서트의 후단부가 돌출부(28)의 인서트 고정면(30)에 결합될 때까지 인서트 수납 포켓(16)에 삽입된다. 그러나 도 4에 도시된 바와 같이 인서트의 상면으로부터 돌출된 노스형 부재(nose like member, 52)를 갖는 인서트(50)도 있다. 이 경우에는 인서트를 인서트 수납 포켓에 고정시키기 위하여 다른 구성체를 인서트 고정면으로서 작용하는 클램핑 조오(20)의 전면(54)과 함께 사용할 수 있다. 인서트는 노스형 부재(52)의 후면(56)이 클램핑 조오의 전면(54)에 결합될 때까지 인서트 수납 포켓에 삽입된다. 상기 구성체에 따라서 또한 노스형 부재(52)의 후면(56)과 클램핑 조오(20)의 전면(54)간의 접촉을 확실히 하기 위하여, 도 4의 돌출부(28)가 도 1 또는 2에 도시된 것보다 짧게 되어 있거나, 또는 도 4의 인서트가 도 1의 것보다 짧게 되어 있다. 그러나 만약 전술한 바와 같이 개구부(26)가 최소의 크기로 감소된다면, 본 발명의 상기 다른 실시예에 따라서 돌출부(28)를 없앨 수도 있다.
본 발명의 절삭 인서트 클램핑 기구는 비교적 좁은 두께의 몸체부를 가지면서 탄성 벤딩이 가능한 재료로 된 어떠한 절삭 공구에도 사용할 수 있다. 도 5는 공구의 주위를 따라 배열된 인서트 수납 포켓을 갖는 복수개의 로터리 슬롯 절삭 공구(60)를 도시한 것으로서, 개개의 인서트 수납 포켓은 본 발명의 절삭인서트 클램핑 기구를 채택하고 있다. 도 6은 홈파기 또는 절단과 같은 절삭 작업을 위한 홀더 블레이드(62)를 본 발명의 절삭 인서트 클램핑 기구를 채택한 인서트 수납 포켓(16)과 함께 도시한 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 절삭 공구(10)의 클램핑부(12)의 클램핑 조오(20)의 하면(36)에 요홈(40)이 있다(도 1 참조). 요홈(40)은 제 1 및 제 2 클램핑면(38,42) 각각을 규정하는데 중요하다. 도 7 및 8에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 절삭 공구(10)의 클램핑부(12)의 클램핑 조오(20)의 하면(36)에는 요홈이 없다. 그 대신에 인서트(70)가 그 상부 인접면(74)에 상면 요홈(70)을 갖고 있다. 상면 요홈은 상부 인접면(74)을 전방 제 1 인접면(76)과 후방 제 2 인접면(78)으로 분할하고 있다. 인서트(70)의 상부 인접면(74) 상에서 전방 제 1 인접면(76)과 후방 제 2 인접면(78)에 대응하는 것은 클램핑 조오(20)의 하면(36) 상의 전방 제 1 클램핑 영역(80)과 후방 제 2 클램핑 영역(82)이다. 결국, 도 8에 도시된 바와 같이 인서트(70)가 인서트 수납 포켓(16)에 완전히 삽입되면, 전방 제 1 클램핑 영역(80)이 제 1 클램핑력 f1으로 전방 제 1 인접면(76)에 접촉하고, 후방 제 2 클램핑 영역(82)은 제 2 클램핑력 f2로 후방 제 2 인접면(78)에 접촉한다. 제 1 실시예에서와 같이, 클램핑 조오는 탄성 회전축 P가 제 2 힘 f2의 작용선에 놓이도록 설계할 수 있다. 이러한 구성으로서, 제 2 클램핑 영역(82)은 제 1 클램핑 영역(80)이 제 1 인접면(76)에 가하는 힘 f1의 크기를 바꾸지 않고 탄성 회전축 Q를 중심으로 자유롭게 이동된다. 따라서 제 1 및 제 2 힘 f1,f2는 각각 서로 독립적이다.
본 발명의 클램핑 기구는 "셀프 그립(self-grip)" 구성체에 대해서 기술된 것으로서, 클램핑 조오가 클램핑 조오의 탄성 이동에 의해 베이스 조오를 향하여 힘을 가하고 있다. 도 9 내지 12를 참조하면, 클램핑 조오가 클램핑 스크류에 의해서 기동하는 본 발명에 따른 클램핑 기구를 도시한 것이다.
도 9 및 도 10에서, 절삭 공구의 비교적 얇은 클램핑부(80)는 비교적 두꺼운 연결 블록(82)으로 이어져 있다. 비교적 얇은 클램핑부와 비교적 두꺼운 연결 블록은 또한 일체의 구조로 될 수 있다. 어떠한 경우에서도 둘 사이의 경계는 수직 점선(84)으로 표시되어 있다. 긴 슬롯(86)은 개구부[88, 도 1의 도면부호(24)에 해당]의 후방부로부터 후방향으로 연결 블록(82) 내로 연장되어 있다. 클램핑 스크류(90)는 연결 블록에서 긴 슬롯(86)을 가로질러 하향 연장되어 있다. 클램핑 스크류를 단단히 조이지 않으면, 클램핑 조오와 베이스 조오간의 갭이 최고로 커져서 인서트가 인서트 포켓에 위치할 수 있게 된다. 클램핑 조오를 단단히 조이게 되면, 클램핑 조오가 인서트에 힘을 가하게 되고, 이 힘은 인서트가 제위치에 완전히 클램핑될 때까지 커진다.
도 9는 도 2에서 규정한 바와 같이 서로 다른 H1과 H2를 갖는 인서트를 도시한 것으로서, 인서트의 상하 인접면은 평행하지 않다. 도 10은 동일한 H1과 H2를 갖는 인서트를 도시한 것으로서, 인서트의 상하 인접면이 평행하다. 도 11 및 12에 도시한 실시예에서, 클램핑 조오의 후방 제 2 클램핑면(100)은 인서트(98)의 상부 인접면(96)의 상면 요홈(94)의 후방부(92)에 적합하게 접촉하도록 되어 있다. 상기와 같은 특수 구성체는 인서트의 돌발적 이탈에 대한 추가 안전에 도움을 준다.
이상 본 발명을 특정 실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 발명적 개념과 첨부된 특허청구범위의 정신과 범위 내에서는 여러 가지로 변형 및 수정될 수 있음을 이해해야 할 것이다.
본 발명은 전후방 클램핑면을 서로 독립적인 탄성 벤딩(bending)이 가능하도록 하여 인서트에 클램핑력을 독립적으로 가할 수 있게 함으로써 특히 인서트의 이동가능성 문제를 신규하고 신뢰성 있는 방법으로 극복한다.

Claims (19)

  1. 몸체부와 클램핑부를 포함하는 절삭 공구에 사용하기 위한 절삭 인서트 클램핑 기구에 있어서,
    베이스 조오(base jaw)와,
    상면 및 하면을 갖되, 상기 하면은 후방 제 2 클램핑면으로부터 요홈에 의해 분리된 전방 제 1 크렘핑면을 포함하며, 상기 베이스 조오와의 사이에서 인서트 수납 포켓(insert receiving pocket)을 형성하는 갭을 내재하는 클램핑 조오와,
    인서트 수납 포켓의 후방부로부터 전방향 및 상방향으로 연장된 개구부와,
    클램핑 조오를 절삭 공구의 몸체부로 연결시키는 제 1 소폭 브릿지부와, 그리고
    제 2 클램핑면을 향하여 연장된 제 2 소폭 브릿지부를 포함하는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 소폭 브릿지부는 클램핑 조오의 상면과 개구부 사이에 위치하는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 2 소폭 브릿지부는 요홈과 개구부 사이에 위치하는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부의 전방부는 제 2 클램핑면보다 더 앞쪽에 위치하는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 1 탄성 회전축은 제 1 소폭 브릿지부와 관련되어 있고, 제 2 탄성 회전축은 제 2 소폭 브릿지부와 관련되어 있는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  6. 제 1 항에 있어서,
    제 1 클램핑력은 제 1 클램핑면과 관련되어 있고, 제 2 클램핑력은 제 2 클램핑면과 관련되어 있는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제 1 클램핑력은 제 2 클램핑력과는 독립적인
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  8. 제 1 항에 있어서,
    긴 슬롯이 개구부의 후방부로부터 후방향으로 연결 블록 내로 연장되어 있고, 클램핑 스크류가 연결 블록에서 긴 슬롯을 가로질러 하향 연장되어 있는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  9. 제 1 항에 있어서,
    인서트 수납 포켓은 인서트 제거기를 수용하기 위한 개구부를 포함하며, 상기 개구부는 인서트 수납 포켓의 후방부로부터 전방향으로 연장되어 있는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  10. 제 1 항에 있어서,
    인서트 수납 포켓의 후방부는 절삭 공구의 몸체부로부터 연장되는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부는 인서트 고정면을 이루는 전면을 갖는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  11. 제 1 항에 있어서,
    클램핑 조오는 상기 상하면 사이의 중간에 인서트 고정면을 이루는 전면을 더 포함하는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  12. 제 1 항에 있어서,
    절삭 공구는 로터리 슬롯 절삭 공구인
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  13. 제 1 항에 있어서,
    절삭 공구는 홀더 블레이드를 포함하는 몸체부를 갖는 선반 공구인
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  14. 제 1 항에 있어서,
    인서트 수납 포켓에 지지된 절삭 인서트는 상하부 인접면을 포함하며, 상부 인접면은 후방 제 2 인접면으로부터 상면 요홈에 의해 분리된 전방 제 1 인접면을 포함하는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  15. 제 1 항에 있어서,
    인서트 수납 포켓에 지지된 절삭 인서트는 상하부 인접면을 포함하며, 상부 인접면은 후방 제 2 인접면으로부터 상면 요홈에 의해 분리된 전방 제 1 인접면을 포함하는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  16. 제 15 항에 있어서,
    클램핑 조오의 하면은 전방 제 1 클램핑 영역과 후방 제 2 클램핑 영역 각각에서 전방 제 1 인접면과 후방 제 2 인접면에 접촉하는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  17. 제 16 항에 있어서,
    제 1 클램핑력은 전방 제 1 클램핑 영역과 관련되고, 제 2 클램핑력은 후방 제 2 클램핑 영역과 관련되는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  18. 제 17 항에 있어서,
    제 1 클램핑력은 제 2 클램핑력과는 독립적인
    절삭 인서트 클램핑 기구.
  19. 제 15 항에 있어서,
    클램핑 조오의 하면의 후방 제 2 클램핑면은 인서트 수납 포켓에 지지된 절삭 인서트의 상면 요홈의 후방 영역에 접촉하는
    절삭 인서트 클램핑 기구.
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