KR20000068391A - 2개의 공구 부품 결합용 공구 커플링 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커플링, 공구, 절삭 헤드, 홀더 및 쐐기와, 칩 제거 가공에 사용하는 방법에 관한 것이다. 공구는 절삭 헤드(12)와 홀더(11)를 포함하고 절삭 헤드와 홀더는 2개의 협동면과 이들 협동면을 상호 강제 가압하기 위한 스크류(13)를 포함한다. 상기 협동면에는 형상에 의해 서로 로킹되게 하는 홈들이 형성된다. 상기 협동면(14, 22)은 특정 와플 패턴에 의해 서로에 대해 적어도 4개의 다른 위치를 가질 수 있도록 되어 있다.

Description

2개의 공구 부품 결합용 공구 커플링 및 그 방법{Tool coupling and method for coupling two tool parts}

독일 특허 출원 제34 46 455호를 통해 전술한 형태의 회전 공구가 이미 공지되어 있다. 공지의 공구는 절삭 인서트의 하부면에 홀더의 해당 홈들과 협동하는 4개의 톱니를 갖는다. 각 개별 홈 상에 가해지는 변형력은 점차 커져서 가공 결과의 정밀성을 떨어뜨리는 마모를 초래한다. 이는 방사상으로 돌출된 톱니를 포함하는 독일 특허 출원 제34 48 086호와 제19 50 718호에 따른 공구에도 동일하게 적용된다.

캐나다 특허 제2,170,450호를 통해 쐐기의 하부면에 회전 시 홀더에 해당 패턴을 직접 스탬핑할 수 있도록 된 정밀한 돌출부 패턴의 돌기가 마련된 전술한 형태의 다른 회전 공구가 공지되어 있다. 그러나, 이와 같은 스탬핑은 연속적으로 수행될 것이고, 따라서 절삭 인서트를 보유하는 스크류가 클램핑력을 잃으면 다시 조여야 한다. 또한, 반복적으로 사용할 경우 최초의 위치를 다시 찾는 것은 거의 불가능하므로 새로운 스탬핑이 수행되어야 하기 때문에 쐐기를 교체할 때마다 정확성이 저하되어 매 교체시 로킹 효과가 떨어진다.

또한, 협동 홈과 톱니가 한 방향으로 구비된 공구를 도시하는 스웨덴 특허 출원 제9404266-0호와 제9501687-9호를 참고한다.

본 발명은 각 독립 청구항의 전제부에 따른 커플링, 공구, 절삭 헤드, 홀더 및 쐐기와 방법에 관한 것이다.

도1A는 공지의 커플링면을 개략적으로 도시한 도면이다.

도1B는 본 발명에 따른 커플링면을 개략적으로 도시한 도면이다.

도1C는 2개의 V자형 홈 사이의 영역을 도시한 도면이다.

도1D는 언로드 편의된 상태의 본 발명에 따른 커플링면을 개략적으로 도시한 도면이다.

도2A는 본 발명에 따른 홀더의 사시도이다.

도2B는 본 발명에 따른 절삭 헤드의 사시도이다.

도2C는 본 발명에 따른 공구의 분해도이다.

도2D는 본 발명에 따른 공구의 사시도이다.

도2E와 도2F는 도2A의 선 IIE-IIE와 IIF-IIF를 따른 단면도이다.

도3은 본 발명에 따른 절삭 헤드의 다른 실시예의 사시도이다.

도4는 본 발명에 따른 공구의 다른 실시예의 사시도이다.

도5A 내지 도5C는 각각 본 발명에 따른 절삭 헤드의 다른 실시예를 도시한 2개의 측면도와 저면도이다.

도6A 내지 도6C는 각각 본 발명에 따른 홀더의 다른 실시예를 도시한 측면도, 평면도, 확대 측면도이다.

도7A와 도7B는 본 발명에 따른 공구의 다른 실시예를 도시한 분해도와 사시도이다.

도8A와 도8B는 각각 본 발명에 따른 공구의 다른 실시예를 도시한 분해도와 사시도이다.

도8C는 각각 쐐기를 상부 및 하부에서 본 저면도, 측면도, 평면도이다.

도8D는 본 발명에 따른 절삭 헤드의 다른 실시예를 도시한 저면도와 측면도이다.

도9A 내지 도9C는 본 발명에 따른 공구, 홀더 및 절삭 헤드의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

본 발명의 목적 중 하나는 큰 토오크를 전달할 수 있는 2개의 공구 부품에 대한 통용 커플링을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 계속적으로 강성인 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 정밀성이 양호한 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 조립이 간단한 홀더와 절삭 헤드를 제공하는 것이다.

상기 및 다른 목적들은 도면을 참조하여 첨부된 청구 범위에 정의된 바와 같은 커플링, 공구, 절삭 헤드, 홀더 및 쐐기와 방법에 의해 달성된다.

커플링의 토오크 전달에 관한 기술적 분석

다음은 본 발명에 포함된 이론을 찾기 위한 기술적인 분석이다. 폭 또는 간격(W)으로 종방향으로 평행한 N개의 홈들이 연삭된 측면의 길이가 a인 정사각형을 생각해 보기로 한다(도1A 참조). 유사한 홈이 형성된 대향면에 대하여, 각각의 홈에 대한 상대 토션이 각도(φ1) 이내인 것으로 가정한다. 이는 홈의 양 표면 사이의 간극 치수라 할 수 있다. N개의 홈이 동시에 상호 영향을 미치는 경우, 다음 식에 따라 총 상대 토션은 홈의 개수에 역비례하여 감소하는 협동이 얻어진다.

φ=φ1/N

다음은 동일 표면에 N/2개의 홈이 길이의 절반(a/2)을 따라 연삭된 경우를 생각해 보기로 한다. 다른 절반부에는, 전술한 것과 동일한 프로파일 및 간격의 홈이 N개 있지만 다른 홈들에 대하여 90 °로 연삭된다(도1B 참조). 서로에 대하여 90 °로 N+N 개의 홈이 연삭된 대향면이 다른 표면에 영향을 미치는 경우, N+N/2개의 홈 사이에서 결합이 이루어진다. 하나의 홈에 대한 상대 토션이 이전과 같이 φ1이라면, 총 상대 토션은 다음과 같다.

φ=φ1/(N+N/2)=2φ1/3N

즉, 이 커플링에서의 총 토션/이동은 공지의 연결부에서보다 33 ％ 작다.

도1C에 따른 2개의 홈 사이의 리지의 프로파일을 보기로 한다. 플랭크 상의 변형력은 얼마만큼의 하중이 가해질 수 있는지를 정하는 반경 최대 응력(바꿔 말하면 최대 전달 가능한 토오크)을 말한다. 프로파일이 깊이 방향으로 연장되므로, 응력은 단위 길이당 변형력에 좌우된다. 즉, 소정 하중이 분포될 수 있는 플랭크 길이가 길수록 응력은 작아지게 된다. 결국, 하중의 분포는 조인트의 양 부품 간의 상대 토션에 좌우된다.

이상적인 커플링은 모든 홈에서 홈 전체를 따라 접촉하는 것이다. 그러나, 실제로는 토션이 인가될 때 표면의 모서리를 따라서만 접촉이 일어난다(도1D 참조). 따라서, 하중을 늘리는 것은 커플링의 상대 토션에 직접적으로 종속한다. 소정 토오크에 있어서, 프로파일에서의 응력은 커플링에서의 상대 토션에 비례하여 변한다. 프로파일의 최대 응력이 σmax인 경우, 다음 식에 따라 변형력(f(n/㎜))이 계산된다.

σmax=f＊c

여기서 함수(c)는 재료와 프로파일의 기하학적 특성에 종속한다.

소정 토오크(m)와 플랭크가 x개인 경우(마찬가지로 도1A와 도1B에서 각각 2n과 2(n/2)+n)라면, f∼φ가 된다.

즉, 도1B의 커플링은 도1A의 커플링보다 1/(2/3)＊100 ％ = 50 ％ 더 큰 토오크를 전달할 수 있다.

이상의 이론적인 추론은 다음 설명하게 될 본 발명의 여러 실시예의 기초가 된다.

도2A 내지 도2D는 대략 원통형인 홀더(11)와, 다에지 절삭 헤드(multi-edged cutting head)(12) 및 스크류(13)를 포함하는 연삭용 공구(10)를 도시한다.

홀더(11)는 강(steel), 초경합금(cemented carbide) 또는 고속도 강(high speed steel)으로 만들어질 수 있다. 홀더(11)의 일 자유단은 연삭 기계의 회전 스핀들(도시되지 않음)에 고정되도록 만들어지는 한편, 대향한 제2 자유단은 전방면(14)과 나사 구멍(15)을 포함한다. 나사 구멍(15)은 원추형 입구 사면을 갖는다. 전방면(14)은 원형의 기본형을 가지며 2개의 홈 부분(16A, 16B)을 포함한다. 각 홈 부분은 전방면(14)의 대략 절반을 덮으며 서로 분리된 동일한 다수의 플루트 또는 홈(17A, 17B)을 포함한다. 홈 부분 내의 홈들은 2개의 주 방향(S1, S2)을 갖는데, 이 두 방향은 서로 직각이다. 제2 홈 부분(16A)은 제1 홈 부분(16B)에 인접해 있다. 대체로 제1 홈 부분(16B) 내의 각 홈(17B)은 2개의 지점에서 홀더의 외피면과 교차하지만, 대체로 제2 홈 부분(16A) 내의 각 홈(17A)은 한 지점에서 홀더의 외피면과 교차한다. 각 홈(17A, 17B)은 길고 단면이 대략 V자형이다. 각 홈은 최대 간격 또는 폭(W)과 깊이를 갖는다. 폭(W)의 치수는 0.2 내지 2 ㎜이고, 바람직하게는 약 1.5 ㎜이다. 각 홈은 각진 혹은 둥근 전이부를 매개로 바닥과 연결된 2개의 플랭크를 갖는다. 플랭크는 상호 예각을 형성한다. 각도는 40 ° 내지 80 °, 바람직하게는 55 ° 내지 60 °이다. 각 표면은 바람직하게는 평면으로 형성되며, 완만한 혹은 각진 둔각의 내측 전이부를 매개로 해당 플랭크에 연결된다. 각 홈 부분 내의 홈의 개수는 절삭 헤드의 지지면이 어떻게 형성되었는지에 좌우되며 그 개수는 5 내지 20 사이에서 선택된다. 이와는 다르게, 바닥의 반경이 약 0.2 내지 0.4 ㎜일 수 있다. 이와 같은 홈 부분(16A, 16B)의 형태는 홈 부분이 평면인 경우보다 상당히 넓은 단위 면적을 제공한다. 홈 부분(16A, 16B)은 전방면(14)의 가용 면적의 적어도 80 ％, 바람직하게는 90 내지 100 ％를 덮는다.

도2A내지 도2D 도시된 실시예에 있어서, 제1 홈 부분(16B)은 호빙 또는 연삭을 통해 방향(S2)에 평행한 공급 방향으로 만들어진다. 이어서, 제2 홈 부분(16A)은 방향(S1)과 평행한 방향으로 동일한 공구에 의해 가공된다. 제2 홈 부분(16A)에서의 각 홈(17A)의 충분한 깊이를 달성하기 위해, 공구는 제1 홈 부분(16B) 안으로 어느 정도 공급되는 것이 적절하다. 그런 다음, 상기 공구 역시 제2 홈 부분(16B)의 재료를 가공하는데, 이는 도2A의 실시예에 도시되어 있으며, 여기서 완전한 또는 부분적으로 피라밋형인 돌기들이 제1 홈 부분(16B) 내의 제2 홈 부분(16A)의 말단부에 형성된다. 도시된 실시예에 있어서, 제2 홈 부분(16A) 영역은 제1 홈 부분(16B)보다 다소 넓다. 결과적으로, 제2 홈 부분(16A)은 12개의 홈(17A)을 포함하지만 제1 홈 부분(16B)은 6개의 홈을 포함한다.

도2B에는, 절삭 헤드(12)를 아래에서 바라본 사시도가 도시되어 있다. 헤드는 초경합금, 서멧(cermet) 또는 고속도 강으로 만들어질 수 있으며 도브테일 슬롯의 연삭을 위해 사용될 수 있다. 헤드의 기본 형상은 원추대이며 원추대 헤드의 외주연에 10개의 절삭 에지(20)를 포함한다. 절삭 에지는 종래의 칩, 간극면 및 칩 공간에 의해 둘러싸여 있다. 헤드는 지지면(22)이 설치된 일체형 목부(21)를 갖는다. 지지면(22)은 원형의 기본형을 가지며 2개의 홈 부분(23A, 23B)을 포함한다. 각 홈 부분은 대체로 전체 지지면(22)을 덮고 서로 분리된 동일한 다수의 플루트 또는 홈(24A, 24B)을 포함한다. 홈 부분 내의 홈들은 서로 직각인 2개의 주 방향(S3, S4)을 갖는다. 절삭 헤드(12) 내의 홈 부분(23A, 23B)들은 전체가 서로 교차하며, 즉 구멍이 마련된 지점을 제외하고는 지지면 내에서 종결되지 않는다. 일반적으로 양 홈 부분(23A, 23B) 내의 각 홈(24A, 24B)은 2개의 지점에서 홀더의 외피면과 교차한다. 각 홈(24A, 24B)은 길고 단면이 대략 V자형이다. 각 홈은 최대 폭(W)과 깊이를 갖는다. 각 홈은 각진 혹은 둥근 전이부를 매개로 바닥과 연결된 2개의 플랭크를 갖는다. 플랭크는 상호 예각을 형성한다. 그 각도는 40 ° 내지 80 °, 바람직하게는 55 ° 내지 60 °이다. 각 표면은 바람직하게는 평면으로 형성되며, 완만한 혹은 각진 둔각의 내측 전이부를 매개로 해당 플랭크에 연결된다. 각 홈 부분 내의 홈의 개수는 절삭 헤드의 지지면이 어떻게 형성되었는지에 좌우되며 그 개수는 5 내지 20 사이에서 선택된다. 이와는 다르게 바닥의 반경이 약 0.2 내지 0.4 ㎜일 수 있다. 이러한 홈 부분(16A, 16B)의 형태는 홈 부분이 평면인 경우보다 상당히 넓은 단위 면적을 제공한다. 홈 부분(16A, 16B)은 전방면(14)의 가용 면적의 적어도 80 ％, 바람직하게는 90 내지 100 ％를 덮는다. 홈 부분(23A, 23B)은 공구의 회전축(CL)으로부터 홀더(11)의 홈 부분(16A, 16B)의 양 방향(S1과 S2)으로 거리(W/2)만큼씩 옮겨져 있다. 헤드는 스크류 또는 임의의 다른 클램핑 수단을 수용하기 위한 비나사식 구멍(25)을 갖는다. 이와는 다르게 클램핑 수단은, 구멍(25)이 당김 로드의 나사 자유단과 협동하는 일체형 나사부로 이루어진 내부 당김 로드로 형성될 수 있다. 이와 같은 대안을 통해, 절삭 단부를 드릴의 회전축측으로 제공할 수 있다. 도2B에 도시된 실시예에 있어서, 홈 부분(23A, 23B)은 직접 프레싱 및 소결 가공 또는 연마 가공을 통해 만들어진다.

연삭 공구(10)는 손으로 절삭 헤드(12)의 지지면(22)을 4개의 가능한 위치 중 하나의 위치로 홀더(11)의 전방면(14)에 대하여 위치시킴으로써 장착된다. 이로써 홈 방향(S3과 S4)은 홈 방향(S1과 S2)에 정렬된다. 키 그립과 맞물려 있는 키를 거쳐 스크류(13)를 회전시키면, 절삭 헤드는 전방면에 대하여 단단하게 당겨져서, 도2D에 따른 위치가 달성된다. 이렇게 해서 절삭 헤드(12)는 만족스럽게 홀더(11)에 고정된다.

일 표면에만 전체 영역에 걸쳐 와플 패턴이 형성되어 있는 이유는 공구가 양 표면에 와플 패턴이 형성되었을 경우보다 확실한 로킹 효과를 발휘하기 때문이다.

절삭 헤드(12)를 교체해야 할 때는 장착 공정을 역순으로 하여, 절삭 헤드를 홀더(11)로부터 제거한 후에 교체한다. 또한 절삭 헤드의 기하학적 형상도 동일한 홀더에 모두 맞는 도3에 도시된 실시예들로 교체될 수 있다. 도3의 좌측(아래)으로부터 우측(위)으로, 칩 분할 원통형 단부 연삭 헤드 또는 나사식 연삭 커터, 예를 들어 단부 연마 또는 리밍용 칩 비분할 원통형 헤드, 홈파기 헤드 및 도브테일 슬롯을 절삭하는 단부 연마용 원추대 헤드가 도시되었는데, 여기서 후자는 홀더 측으로 향한 원추 정점을 갖는다. 이들 공구의 공통점은, 일반적으로 직경이 보다 작은 것(5 내지 15 ㎜의 직경)이 바람직한 고속도 강으로 이루어진 종래의 단부 연삭기를 대신한다는 것이다.

도4는 홀더(11)와 절삭 헤드(12)가 전술한 바와 같은 전방면과 지지면을 각기 포함하는 홈파기용 연삭 공구 또는 홈파기 공구(30)를 도시한다. 공구가 연삭용으로만 사용되는 경우에는, 협동면에 대하여 단 하나의 위치만 필요하다. 공구가 회전에 사용되어야 한다면, 도시된 경우에 있어서 모든 절삭 에지를 작용 위치로 인덱스할 수 있기 위해서는 헤드의 4개의 상이한 위치가 필요하다. 인덱싱 시에, 홈 부분(23A)은 교대로 홈 부분(16A와 16B)들과 접촉하게 된다. 홈 부분(23B)에 대해서도 마찬가지로 적용된다.

도5A 내지 도6C에 도시된 본 발명에 따른 공구의 실시예는 소위 나선 드릴로 불리며, 절삭 헤드(41), 드릴 본체(42), 당김 로드 및 너트(도시되지 않음)를 포함한다.

절삭 헤드(41)에는 드릴 본체(42)의 먼쪽을 대면하는 단부에서 드릴 작업하기 위한 적어도 하나의 절삭 에지가 구비된다. 절삭 헤드(41)는 단단한 재료로 만들어지며, 바람직하게는 초경합금, 가장 바람직하게는 사출 성형 초경합금으로 만들어지고, 2개의 상부 간극면, 지지면(22) 및 이들을 연결하는 제1 및 제2 만곡면을 포함한다. 이들 모든 표면과 해당 에지들은 동일한 재료로 만들어지며, 즉 바람직하게는 사출 성형 초경합금으로 만들어진다. 제2 만곡면 또는 칩 플루트와 간극면 사이의 교차선은 바람직하게는 도시되지 않은 보강 모떼기를 통해 주 절삭 에지를 형성한다. 제1 만곡면과 칩 플루트 사이의 교차선은 제2 절삭 에지를 형성한다. 이와는 다르게 칩 플루트는 직선 칩 플루트가 형성된 드릴 본체에 적합할 수 있다. 또한 절삭 헤드는 절삭 헤드의 중심에 이르는 코어링 아웃(coring out) 표면을 포함한다. 절삭 헤드의 최대 직경은 제2 절삭 에지의 방사상 말단 지점 사이의 직경 방향 거리로 이루어진다. 절삭 헤드의 높이는, 절삭 헤드와 드릴 본체 사이의 조인트가 칩에 의해 마모되는 것을 최소화하기 위해 상기 거리와 같다. 지지면(16)의 최대 직경은 가공시 간격을 제공하기 위해 절삭 헤드의 최대 직경보다 작은 것이 바람직하다. 회전축과 대체로 평행한 플러싱 구멍은 지지면(22)으로부터 절삭 헤드를 통해 각 상부 간극면 내의 오리피스로 연장된다. 플러싱 구멍은 회전축의 각 측면의 선(L) 상에 마련된다. 또한, 드릴 공구의 기능은 스웨덴 특허 출원 제9501687-9호에 기재되어 있으며, 드릴의 기하학적 형상 및 드릴 본체와 절삭 헤드의 클램핑에 관해서는 본 명세서에 수록되었다.

절삭 헤드의 지지면(22)은, 지지면(22)이 중앙 나사 구멍 주위에 플러싱 채널을 포함하고 지지면이 칩 플루트에 의해 절단된 것을 제외하고는 도2B를 참조하여 설명된 바와 같이 형성된다. 방향(S1)은 선(L)과 평행하고 방향(S2)은 이에 직각이다.

도6A 내지 도6C에 도시된 드릴 본체에는 회전축으로부터 임의의 거리를 두고 나선 경로를 따라 드릴의 돌출 랜드를 좇는 플러싱 채널이 구비된다. 드릴 본체는 스크류형 칩 플루트 또는 직선 칩 플루트를 가지며 이들은 본체의 전체 혹은 일부를 따라 연장될 수 있다. 드릴 본체(42)에는 절삭 헤드(41)측을 대면하는 단부에 전방면(14)이 구비되고, 그 표면은 도2A 내지 도2D를 참조하여 이상 설명한 바와 같이 절삭 헤드(41)의 지지면(22)에 대하여 인접하게 마련된다. 전술한 실시예와의 차이점은 플러싱 채널과 칩 플루트가 각 부분에서 서로에 대하여 정렬되도록 드릴 본체(42)와 절삭 헤드(41)의 홈 부분 내의 홈들이 마련되어야 하는 점이다.

도7A와 도7B에는 본 발명에 따른 추가 실시예가 도시되었다. 공구는 예를 들어 나삿니 깎기 또는 홈파기용 회전 공구(50)이며, 홀더(51), 절삭 인서트(52) 및 스크류(53)를 포함한다. 홀더(51)는 정사각형 축이며 절삭 인서트의 접선 방향 장착을 위해 2개의 인서트 포켓을 갖는다. 각 절삭 인서트 위치는 도2A를 참조하여 이상 설명한 바와 같은 2개의 홈 부분(16A, 16B)을 포함한다. 그러나, 각 홈 부분(16A, 16B)은 한 지점에서만 홀더의 외피면과 교차한다. 절삭 인서트(52)는 다각형이며 구멍이 구비되고 도2B와 연계하여 설명한 바와 같은 지지면이 구비된 폭이 넓은 측면을 갖는다. 홈 부분 내의 홈들은 평행할 수 있으며 각각은 작업편의 회전축에 대하여 직각이거나, 하나 이상의 코너부가 절삭 에지를 포함하는 경우에 충분한 간격을 얻도록 경사질 수 있다. 절삭 인서트의 최대 표면에는 표면 전체에 전개되는 홈 부분이 구비되므로, 절삭 인서트는 양 좌측 및 우측 절삭 삽입 위치 상에 장착될 수 있다. 공구는 손으로 절삭 인서트(52)의 지지면을 4개의 가능한 위치 중 하나의 위치로 홀더(51)의 전방면에 대하여 위치시켜서 장착된다. 이로써 홈 방향(S3과 S4)은 각 홈 방향(S1과 S2)에 정렬된다. 스크류(53)는 홀더(51) 내의 나사 구멍 쪽으로 삽입 구멍을 통과한다. 키 그립과 맞물려 있는 키를 거쳐 스크류를 회전시키면, 절삭 인서트는 전방면에 대하여 단단하게 당겨져서, 즉 도7B에 도시된 바와 같은 위치를 달성한다.

도8A 내지 도8D에는 본 발명에 따른 공구의 추가 실시예가 도시되었다. 공구는 종방향 회전 공구(60)이며, 홀더(61), 원형 절삭 인서트(62), 스크류(63), 쐐기(64) 및 클램프(65)를 포함한다. 홀더(61)는 정사각형 축으로 구성되고 쐐기(64)를 장착시키기 위한 위치를 갖는다. 이 위치는 도2A를 참조하여 이상 설명한 바와 같은 2개의 홈 부분(16A, 16B)을 포함한다. 절삭 인서트(62)는 원형이며 결과적으로 둥근 절삭 에지를 가지며 다소간 경사진 간극면을 갖는다. 절삭 인서트의 하부면에는 도2B를 참조로 설명한 바와 같은 지지면이 구비되어 있으며, 이는 도8D에 보다 상세히 도시되었다. 홈 부분(16A, 16B) 내의 홈들은 평행할 수 있으며, 각각은 작업편의 회전축에 수직이거나 종방향 회전용으로 다각형 절삭 인서트가 사용되어야 하는 경우에 충분한 간극을 얻기 위해 경사져야 된다. 절삭 인서트 및 쐐기(64)는 사출 성형 초경합금으로 만들어지는 것이 바람직하다. 쐐기(64)는 원형이며 그 하부면은 절삭 인서트(62)와 마찬가지로 일련의 홈 또는 피라밋을 포함한다. 쐐기(64)의 상부면은 2개의 홈 부분(16A, 16B)이 설치된 홀더(61)의 절삭 삽입 위치와 같다. 또한 쐐기는 비나사식 관통 구멍을 갖는다. 공구는 손으로 쐐기의 하부면을 4개의 가능한 위치 중 하나의 위치로 홀더(61)에 대하여 위치시킴으로써 장착된다. 이로써, 홈 방향(S3과 S4)은 홈 방향(S1과 S2)에 각기 정렬된다. 스크류(63)는 삽입 구멍을 통과하여 홀더(61)의 나사 구멍에 위치된다. 스크류를 키를 거쳐 회전시키면, 쐐기는 전방면에 대하여 확고히 당겨진다. 절삭 인서트(62)를 장착할 때는 이와 같은 공정을 반복한다. 즉, 절삭 인서트의 하부면을 4개의 가능한 위치 중 하나의 위치로 쐐기의 상부면에 대하여 위치시킨다. 이로써, 홈 방향(S3과 S4)은 홈 방향(S1과 S2)에 각기 정렬된다. 그런 다음 클램프(65)가 홀더의 나사 구멍에 의해 절삭 인서트를 제위치에 확고히 고정시키면, 도8B에 도시된 상태가 얻어진다. 다른 실시예에 있어서, 쐐기의 상부면은 하부면에 대하여 45 。 회전되어 있는데, 이와 같은 쐐기는 절삭 인서트 둘레에 4개의 절삭 에지부를 추가로 이용할 수 있게 한다. 일반적으로, 2개의 측면을 갖는 절삭 인서트 실시예의 상부면은 또한 도8D의 절삭 인서트(62)의 하부면 상에 도시된 표면을 포함하고, 이 표면은 다소간 방사상 내측으로 각 측면 상의 절삭 에지에 배열된다.

도9A 내지 도9C에는 본 발명에 따른 공구의 추가 실시예가 도시되었다. 공구는 홈파기 또는 절단 공구(70)이고, 홀더(71)와, 블레이드(72), 절삭 인서트(도시되지 않음) 및 스크류(73)를 포함한다. 홀더(71)는 정사각형 축으로 구성되고 블레이드(72) 장착 위치를 갖는다. 이 위치는 도2B를 참조하여 앞에서 설명한 바와 같은 2개의 홈 부분을 포함하고, 이는 도9B에 보다 상세히 도시되어 있다. 즉, 서로에 대하여 직각인 2개의 일련의 홈 또는 피라밋이 S3과 S4 방향으로 배열되어 있다. 블레이드(72)의 내부는 도2A를 참조하여 설명한 바에 따른 홈 부분(16A)과 이에 인접한 홈 부분(16B), 2개의 홈 부분을 포함한다. 홈 부분(16A, 16B) 내의 홈들은 평행하고, 공구의 정상 공급 방향에 각각 직각이다. 블레이드(72)는 4개의 비나사식 관통 구멍을 더 갖는다. 공구는 손으로 블레이드의 내부를 도9A에 따라 위치된 홀더(71)에 대하여 위치시킴으로써 장착된다. 이로써 홈 방향(S3과 S4)은 각각 홈 방향(S1과 S2)에 정렬된다. 스크류(73)들은 블레이드 내의 관통 구멍을 통해 홀더(71)의 나사 구멍에 위치된다. 스크류를 조임으로써, 블레이드는 홀더(71)의 위치로 단단하게 당겨진다. 결과적으로, 절삭 인서트는 도시된 삽입 포켓 속으로 가압되고, 그후에 공구는 회전용 기계에 사용될 수 있게 된다. 후자의 공구의 이점은 블레이드의 내부 및 홀더 상의 표면들이 하나의 동일한 공구, 예를 들어 호브에 의해 가공될 수 있다는 것이다.

결과적으로 본 발명은 확실한 로킹 효과를 제공하며 큰 토오크의 전달을 허용하는 동시에 지금까지 공지된 커플링보다 제조가 간단한, 2개의 절삭 가공용 부품 사이의 커플링에 관한 것이다. 연삭과 관련하여 이와 같은 커플링을 사용하면 직경이 작은 공구들의 안정적 배열과 절삭 헤드의 간단한 교체가 가능하다. 회전과 관련하여 커플링을 사용하면 적어도 4개의 절삭 에지 또는 절삭 에지부가 인덱스될 수 있으며 확고히 보유될 수 있다.

Claims (17)

1. 2개의 협동면(14, 22)과 이 협동면들을 상호 강제 가압하기 위한 수단(13; 53; 63, 65; 73)을 포함하고, 상기 협동면에는 형상에 의해 서로 로킹될 수 있게 하는 홈(17A, 17B, 24A, 24B)이 형성된, 칩 제거 가공에 사용되는 제1 부품(11; 42; 51; 61; 71)과 제2 부품(12; 41; 52; 64, 62; 72) 사이의 커플링에 있어서,

   협동면(14, 22)은 서로에 대하여 적어도 4개의 상이한 위치를 구성하도록 마련되고, 홈(17A, 17B, 24A, 24B)의 개수는 상기 위치의 개수보다 많고, 각 협동면(14, 22)은 상기 홈으로 이루어진 적어도 2개의 홈 부분(16A, 16B, 23A, 23B)을 포함하고, 이 홈 부분들은 서로 직각이고 제1 부품(11; 42; 51; 61; 71) 내의 상기 홈 부분 중 하나(16B)는 다른 홈 부분(16A)에 인접해 있는 것을 특징으로 하는 커플링.
2. 제1항에 있어서, 제2 부품(12; 41; 52; 64, 62; 72) 내의 홈 부분(23A, 23B)들은 전체가 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 커플링.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 홈 부분(16A, 16B, 23A, 23B) 내의 홈(17A, 17B, 24A, 24B)들은 동일한 기본형을 가지며, V자형이고, 장착된 상태에서 서로에 대하여 한 평면 내에서 이동되어 있으며, 홈들은 폭(W)을 가지며 상기 평면 내에서 절반 폭(W/2)만큼 이동된 것을 특징으로 하는 커플링.
4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 홈 부분(16A, 16B, 23A, 23B)은 해당 표면(14, 22)의 가용 면적의 적어도 80 ％, 바람직하게는 90 내지 100 ％를 덮고, 각 표면(14, 22) 내의 홈들은 서로 직각인 2개의 주 방향(S1, S2, S3, S4)을 가지며, 커플링은 회전 및/또는 고정 공구용으로 구성된 것을 특징으로 하는 커플링.
5. 2개의 협동면(14, 22)과 이들 협동면을 상호 강제 가압하는 수단(13; 53; 63, 65; 73)을 포함하고 상기 협동면에는 형상에 의해 서로 로킹되게 하는 홈들이 형성된 절삭 헤드(12; 41; 52; 62; 72) 또는 쐐기(64)와 홀더(11; 42; 51; 61; 71) 사이에 제1항에 따른 커플링을 포함하는 공구에 있어서,

   협동면(14, 22)은 서로에 대하여 적어도 4개의 상이한 위치를 구성하도록 마련되고, 홈(17A, 17B, 24A, 24B)의 개수는 상기 위치의 개수보다 많고, 각 표면(14, 22)은 상기 홈들을 포함하는 적어도 2개의 홈 부분(16A, 16B, 23A, 23B)을 포함하고, 이 홈 부분들은 서로 직각이고, 제1 부품(11; 42; 51; 61; 71) 내의 홈 부분 중 하나(16B)는 다른 홈 부분(16A)에 인접해 있는 것을 특징으로 하는 공구.
6. 제5항에 있어서, 제2 부품(12; 41; 52; 64, 62; 72) 내의 홈 부분(23A, 23B)들은 전체가 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 공구.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 각 홈 부분(16A, 16B, 23A, 23B) 내의 홈(17A, 17B, 24A, 24B)들은 V자형이고, 장착되었을 때 서로에 대하여 한 평면 내에서 이동되어 있으며, 홈들은 폭(W)을 가지며, 상기 평면 내에서 절반 폭(W/2)만큼 이동된 것을 특징으로 하는 공구.
8. 제5항, 제6항 또는 제7항에 있어서, 홈 부분(16A, 16B, 23A, 23B)은 해당 표면(14, 22)의 가용 면적의 적어도 80 ％, 바람직하게는 90 내지 100 ％를 덮고, 각 표면(14, 22) 내의 홈들은 서로 직각인 2개의 주 방향(S1, S2, S3, S4)을 가지며 커플링은 회전 및/또는 고정 공구용으로 구성된 것을 특징으로 하는 공구.
9. 협동면(14)과, 지지면들을 상호 강제 가압하는 수단을 포함하고 상기 지지면에는 형상에 의해 서로 로킹되게 하는 홈(24A, 24B)들이 형성된 절삭 헤드(12; 41; 52; 62; 72)와 홀더 사이의 제5항에 따른 공구에 사용되는 절삭 헤드에 있어서,

   절삭 헤드(12; 41; 52; 62; 72)의 표면(14)은 적어도 4개의 상이한 위치를 구성하도록 마련되고, 홈의 개수는 상기 위치의 개수보다 많고, 상기 표면(14)은 상기 홈들을 포함하는 적어도 2개의 홈 부분(23A, 23B)을 포함하고, 이들 홈 부분은 서로 직각이며, 절삭 헤드(12; 41; 52; 64, 62; 72) 내의 홈 부분(23A. 23B)들은 전체가 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 절삭 헤드.
10. 제9항에 있어서, 각 홈 부분(23A, 23B) 내의 홈(24A, 24B)들은 동일하고, V자형이며, 홈들은 폭(W)을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 헤드.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 홈 부분(23A, 23B)은 해당 표면(14, 22)의 가용 면적의 적어도 80 ％, 바람직하게는 90 내지 100 ％를 덮고, 각 표면(14, 22) 내의 홈들은 서로 직각인 2개의 주 방향(S1, S2, S3, S4)을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 헤드.
12. 절삭 헤드/쐐기와 홀더(11; 42; 51; 61; 71)가 2개의 협동면(14)과 이 협동면들을 서로 강제 가압하기 위한 수단을 포함하고, 상기 협동면에는 형상에 의해 서로 로킹되게 하는 홈들이 형성된, 절삭 헤드 또는 쐐기에 연결되기 위해 제5항에 따른 공구에 사용되는 홀더에 있어서,

    홀더의 협동면(14)은 적어도 4개의 상이한 위치를 구성하도록 마련되고, 홈(17A, 17B)의 개수는 상기 위치의 개수보다 많고, 상기 표면(14)은 상기 홈들로 이루어진 적어도 2개의 홈 부분(16A, 16B)을 포함하고, 상기 홈 부분은 서로 직각이고, 홀더(11; 42; 51; 61; 71)의 홈 부분 중 하나(16B)는 다른 홈 부분(16A)에 인접해 있는 것을 특징으로 하는 홀더.
13. 제12항에 있어서, 각 홈 부분(16A, 16B) 내의 홈(17A, 17B)들은 동일한 기본형을 가지며, V자형이고, 홈들은 폭(W)을 갖는 것을 특징으로 하는 홀더.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 홈 부분(16A, 16B)은 해당 표면(14)의 가용 면적의 적어도 80 ％, 바람직하게는 90 내지 100 ％를 덮고, 표면(14) 내의 홈들은 서로 직각인 2개의 주 방향(S1, S2)을 갖는 것을 특징으로 하는 홀더.
15. 쐐기(64)와 홀더가 협동면(14)과, 지지면들을 상호 강제 가압하기 위한 수단을 포함하고, 상기 협동면에는 형상에 의해 서로 로킹되게 하는 홈들이 형성되어 있고, 하부면(22)과 상부면(14)을 갖는, 홀더에 연결되는 제5항에 따른 공구에 사용되는 쐐기에 있어서,

    쐐기(64)의 하부면(22)은 적어도 4개의 상이한 위치를 구성하도록 마련되고, 홈의 개수는 상기 위치의 개수보다 많고, 상기 측면(22)에는 상기 홈들로 이루어진 적어도 2개의 홈 부분(23A, 23B)을 포함하고, 이들 홈 부분은 서로 직각인 것을 특징으로 하는 쐐기.
16. 제15항에 있어서, 쐐기(64)의 상부면(14)은 적어도 4개의 상이한 위치를 구성하도록 마련되고, 홈의 개수는 상기 위치의 개수보다 많고, 상기 상부면(14)은 상기 홈들로 이루어진 적어도 2개의 홈 부분(16A, 16B)을 포함하고, 이들 홈 부분은 서로에 대해 직각인 것을 특징으로 하는 쐐기.
17. 형상에 의해 서로 로킹되게 하는 홈(17A, 17B, 24A, 24B)들이 형성된 2개의 협동면(14, 22)과 이 협동면들을 서로 강제 가압하는 수단(13; 53; 63, 65; 73)으로 구성된 2개의 공구 부품을 계면에서 커플링하는 방법에 있어서,

    서로에 대하여 적어도 4개의 상이한 가능 위치를 갖는 협동면(14, 22)을 마련하는 단계와,

    홈의 개수(17A, 17B, 24A, 24B)를 상기 위치의 개수보다 많게 마련하는 단계와,

    상기 홈들로 이루어진 적어도 2개의 홈 부분을 포함하고, 이들 홈 부분들이 서로에 대해 직각으로 배열되도록 각 표면(14, 22)을 마련하는 단계와,

    한 표면 내의 홈 부분 중 하나(16B)를 동일한 표면 내의 다른 홈 부분(16A)과 인접하게 마련하는 단계와,

    4개의 가능한 위치 중 하나의 위치에 공구 부품을 위치시키는 단계와,

    지지면들의 형상이 고정 위치로 서로 고정되도록 표면(14, 22)을 서로 당기는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.