KR20000068547A - 평면 절삭기 - Google Patents

Abstract

구동모터를 구비하고, 그 구동모터는 작동축(13)과 연결되어 있고, 그 작동축은 그 자유단에 절삭헤드(26)를 구비하고 있고, 그 절삭헤드는 정면(28)에 바이트(40, 50)를 가지고 있으며, 거기에 있어 절삭헤드(26)는 특히 원반형이고 가공재면에 평행으로 뻗은 부재로 형성되어 있고, 이때 절삭칼날은 특히 평평하고 분리가능하게 절삭헤드에 배치가능하고 주절삭날과 보조절삭날을 가진 바이트(38, 40)에 의해 지지되는, 목재가공용 평면 절삭기(10)는, 평면 절삭기(10)가 결과적으로 소형이면서 경량이고 손잡이(14)를 지닌 케이싱(12)을 갖고 있으며, 절삭헤드(26)가 주절삭날 없이 적어도 하나의 보조절삭날(48)을 지닌 바이트(38)를 갖게 함으로써, 특히 성능좋은 수동공구로 형성된다.

Description

평면 절삭기{Flat-surface Milling machine}

기술잡지 HK 6/94의 페이지 762에는 멀티 블레이드 톱 K34G/1200이 인용되어있는데, 여기에는 동시에 목재를 톱질도 하고 대패질도 하는 절삭공구가 장착되어있다. 이 절삭공구는 두 톱니 유형인 청소톱니와 대패질톱니를 갖고 있다. 절삭선반의 최외주에 반경방향으로 배치된 청소톱니가 단지 주 절단날만으로 원래의 절단작업을 수행한다. 각각의 두 청소톱니 다음에는 대패질톱니가 후속하는데 이 톱니가 축방향 절단날에 의해 앞서 청소된 대략 톱질된 조악한 절단표면을 후처리한다. 톱질된 부분의 절단면은 영역에 따라서는 평활하지만 방법에 따라서는 적어도 분명히 식별가능한 링모양의 홈이 생긴다. 그래서 모든 경우에 대패질과 같은 추가의 후처리가 라커칠이나 함침과정 전에 생략될 수 있는 것은 아니다.

독일 공개특허 제 195 43 992 호에 의한 수동 선반기도 알려져 있는데, 그것에 있어서는 목재원료층, 특히 묵은 라커층이 박리될 수 있다. 그렇게 해서 달성될 수 있는 표면질은 비교적 거칠고 그래서 연마등과 같은 절삭 후작업을 하지 않으면 도장이나 함침이 수행될 수 없다. 따라서 이 공지의 기계는 통상적인 절단날형상을 지닌 평면 선반에 해당하는 것으로 평면선반의 성능에는 도달될 수 없다.

그리고 공지의 정지형 평면선반에 의해서는 정면목재를 대패질 할 때 그리고 대패질톱니를 가공재로부터 제거할 때 그다지 양호한 표면질이 얻어지지 않는데 그 이유는 비교적 거친 가장자리 파열형상이 나타나기 때문이다.

본 발명은 청구항 1의 특징에 따른 평면 선반에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 평면 절삭기의 실시예의 투시도.

도 2는 바닥판의 영역에 있어 도 1에 의한 평면 절삭기의 부분단면도.

도 3은 바닥판의 저면도.

도 4는 두 개의 동일한 바이트를 가진 절삭헤드의 정면도.

도 5는 두 개의 상이한 바이트를 가진 추가 절삭헤드의 정면도.

도 6은 절삭헤드의 부분투시도.

도 7은 도 2에 의한 절삭헤드의 클로소이드형 보조절삭날을 가진 바이트를 도시한 도면.

상기한 종래 기술에 반하여 청구항 1의 특징을 가진 본 발명에 의한 평면 절삭기는, 정면목재면과 가장자리를 포함하는 모든 표면이 현재까지 알려진 어떤 종류의 대패질- 및 절삭기로도 달성될 수 없는 높은 품질로 절삭적으로 처리가공될 수 있다는 이점을 갖는다.

본 발명에 의한 평면 절삭기는 그 외에도, 정지형 기계로 처리하기에는 너무 크거나 무거운 목재가공재를 마무리처리하는 수동공구로 사용될 수 있다는 이점을 갖는다. 그래서 이 신규의 평면 절삭기는 유리하게 옮겨온 목재패널, 목재발판을 최종 완성처리하는데 또한 가구를 수리하는데 사용될 수 있는데, 절삭칩은 대체로 분진물 없이, 즉 여과하기 어렵고 건강을 해치는 미분 발생 없이 발생된다.

절삭헤드는 유효한 주절삭날 없이 단일의 유효한 보조절삭날만을 가진 단일의 바이트를 갖게 됨으로써 최종 품질에서의 표면처리가 보장되고, 유일한 동작원이기 때문에 조립/조정 및 바이트 교환이 간단해 진다.

단일의 유효한 주절삭날을 가진 제 2 바이트가 배치되게 함으로써, 약 3 mm의 칩두께(대팻밥 두께)로 제 2 바이트에 의한 조대칩의 전 절삭과, 약 0.3 mm의 칩 두께로 제 1 바이트에 의한 후 절삭이 대단히 높은 박리청소성능과 높은 표면품질로 실현될 수 있다.

보조절삭날이, 피가공재 내에 절삭침투하고 가공재 내에 절삭침투하지 않는 비 클로소이드형 영역 내로 접선적으로 이행하는 대체로 클로소이드형인 영역을 갖게 함으로써, 특히 청결하고 매끈한 절단면이 얻어질 수 있다.

두 개의 상이한 바이트가 절삭헤드 상에 직경방향으로 대향하여 고정될 수 있게 함으로써 예리한 절삭이 가능해진다.

바이트는 평평하고 납작한 부재로서, 그 좁은 측면으로 가공재를 향해 절삭헤드의 정면 위로 돌출하여 배치되게 함으로써, 바이트와 절삭헤드의 제조가 서로 독립적으로 수행되므로 경제적으로 특히 유리해진다.

제 2 바이트, 즉 보조절삭날을 가진 바이트의 축각도 λn가 보조절삭날의 xy 평면상의 수직투사에 상당하게 하며, λn = 45˚ 내지 75˚가 절삭헤드의 정면에 의해 결정되는 xy 평면의 한 반경에 대해 회전방향으로 개방된 각도로 배치되게 하며(도 5), 그 경우 경사각도 λn = 45˚ 내지 75˚를 가진 보조절삭날(도 6)이 절삭헤드의 정면에 수직으로 정의된 Z 축을 향해 정면 위로 향해 배치되게 하며, 보조절삭날이 20˚ 내지 30˚의 칩각도(γn)를 갖고 50˚ 내지 55˚의 쐐기각도(βn)를 갖게 함으로써, 보조절삭날에 의한 파열없고 질적으로 우수한 절삭칩이 보장된다. 그 위에 그것에, 바닥판에 대해 90˚에서 작은 각도만큼 경사진 작동축이 기여하는데, 그 작동축은 그 경사에 의해 처음에는 바이트를 가공재 내에 비교적 깊이 침투되게 하지만 점차적으로 가공재로부터 얕아지면서 빠지게 한다.

보조절삭날이 10˚ 내지 20˚의 자유각 αn을 갖게 함으로써, 먼지발생 없이 큰 절삭칩이 생김으로써 청결한 절삭칩 수송이 보장된다.

주절삭날이 보조절삭날 보다 약 0.5 내지 5 mm 더 반경방향으로 깊이 가공재면 내로 침투되게 함으로써, 주절삭날에 의해서는 특히 효과적인 전 절삭이 행해지고 또한 보조절삭날에 의해서는 질적으로 양호한 후절삭이 행해질 수 있다.

본 발명에 의한 평면 절삭기를 적어도 한 바이트가 직경 80 mm의 작동원을 그리게 하면서 약 10 000 rpm의 회전속도로 구동함으로써, 절삭칩 속도와 표면질 사이에 최적 조정치가 얻어질 수 있다.

절삭헤드가 단 하나의 유효한 보조절삭날을 가진 단일 바이트를 가지고 특별히 청결한 절삭질로 작동하게 함으로써, 절삭칩을 발생시키는 후가공없이 절삭가공이 행해질 수 있고 절삭헤드는 특히 경제적으로 제조가능하다.

평면 절삭기의 이점은 절삭헤드 및 바이트의 양태로부터도 발생하기 때문에, 이들 부재도 각각 마찬가지의 발명적 특징을 갖는다.

본 발명의 실시예는 첨부된 도면에 따라 이하의 기재에서 상세히 설명될 것이다.

도 1에 입체적으로 표시된 평면 선반(10)은 축방향 관찰방향으로 위로부터 아래로 뻗은 대략 원통형의 케이싱(12)을 갖고 있다. 이 케이싱은 위에서 뻗어나오는 인입케이블(16) 및 평면 선반(10)을 도시생략한 가공재 위로 안내하기 위한 측방 방사방향으로 돌출하는 두 손잡이(14)(그들 중 단지 하나만 도시됨)를 갖고 있다.

케이싱(12)의 하부 영역은 가공재 상에 지지될 바닥판(18)과 연결되어 있고 바닥판은 축방향으로 이동조절가능한 전방의 광폭부분(20)과 고정된 후방의 협폭부분(22)으로 구성되어 있다. 바닥판(18)에는 케이싱(12)의 축방향으로 연장된 원형의 관통개구(24)가 형성되어있고, 이 개구에는 도시 않된 가공재 내에 삽입고정될 원판형의 절삭헤드(26)가 삽입 장착된다. 관통개구(24)는 바닥판(18)의 부분들(20, 22) 사이에 배치되어 있는데, 이 개구(24)의 비교적 작은 영역은 - 관찰방향에서 좌측 - 고정된 협폭부분(22)의 가장자리에 의해 또한 큰 쪽 영역은 가동성 광폭부분(20)의 가장자리에 의해 형성되어있고 가동부분(20)은 고정부분(22)의 외곽을 부분적으로 둘러싼다.

바닥판(18)의 가동부분(20)은 원통형 케이싱(12)의 축을 따라 케이싱(12)에 대해 또한 절삭헤드(26)에 대해 이동가능하고 헤드의 절단날은 고정부분(22)의 하부면으로 거의 일렬로 뻗어 있다. 가동부분(20)의 고정부분(22)에 대한 조절거리가 평면절삭시의 칩(대팻밥) 두께를 결정한다. 바닥판(18)의 가동부분(20)은 원판형 절삭헤드(26)의 직경 또는 날개반원(52) 보다 넓고 고정부분(22)은 그것 보다 좁다.(도3).

도 2는 가공재(51) 상에 놓여 있는 바닥판(18)의 영역에 있어 평면선반(10)의 종단면도를 보여주는데, 관찰방향으로 좌측하단에 고정부분(22) 그리고 관찰방향에서 우측에서는 가동부재(20)를 볼 수 있다. 고정부분과 가동부분(20, 22) 사이에서 관통개구(24)를 볼 수 있고, 이 관통개구는 작동축(13)의 자유단부에서 쇄선표시의 절삭헤드(26)의 둘레를 밀접하게 둘러싸고, 거기에 있어 작동축(13)은 거기에 직각으로 지지되어 있는 절삭헤드(26)와는 바닥판(18)의 고정부분(22)의 저면(22')에 대해 약간 전방쪽으로 경사져 있는 것을 볼 수 있다. 그럼으로써 절삭헤드(26)의 전진방향 반대쪽에서의 절삭헤드가장자리(26')는 고정부분(22)의 저면(22') 내부로 뻗게 되어, 절삭헤드(26)의 절삭날은 관찰방향에서 후측에 있어 전방보다 피가공재에 대해 보다 얕은 절삭깊이를 갖는다. 그리하여 절삭헤드(26)의 절삭날은 후방으로 향하면서 앞서 절삭헤드(26)의 전방영역에 의해 절삭칩을 발생하면서 가공된 가공재의 영역으로부터 아주 점차적으로 또는 유연하게 벗어난다. 그럼으로써 가공 질을 저하시키거나 칩들이 파열되는 것이 방지된다.

바닥판(18)의 가동부분(20)은 안내저널(58)을 갖고 있는데, 이것은 바닥판(18)의 격리된 영역의 안내공(60) 내에 맞물려있어 틈새없이 지지를 확실하게 한다.

부분(20)에는 안내저널(58)에 평행으로 이것과 격리되어 축모양의 나삿니 볼트(62)가 내회전적으로 고정되어 있고, 이 볼트는 바닥판(18)의 격리된 상부영역(18')을 관통하여 그 자유단에서는 조절너트(64)에 의해 맞물려 있고 이 너트는 내 회전적으로 조절손잡이(66)와 연결되어 있다. 조절손잡이(66)를 사용함에 의한 조절너트(64)의 회전방향에 의해 가동부분(20)은 바닥판(18)의 상부영역에 대해 상측 또는 하측으로 평행하게 이동된다. 그리하여 바닥판(18)의 가동부분(20)은 전진방향에 있는 절삭헤드(26)의 영역을 가공재(51) 내에 팁으로 맞물리도록 하기 위해 방면한다.

도 3은 가동부재와 고정부재(20, 22)를 가진 바닥판(18)을 아래에서 본 것을 보여준다. 거기에서는 관통개구(24)는 가동부분(22) 내에서는 대체로 볼록한 잘린 부분에 의해 형성되어 있고 관통개구의 작은 영역은 고정부분(20) 내에서 원호형의 융기형에 의해 형성되어 있다.

평면 절삭기(10으로 작업하기 위해서는 이것을 바닥판(18)의 가동부분(20)으로 가공재(51) 상에 올려놓는다. 이때에 가동부분(20)은, 칩 두께 0.1 내지 0.5 mm가 얻어지고 칩이 단단히 접한 채 유지되도록, 절삭헤드(26)에 대해 축방향으로 후퇴되게 한다. 도시되지 않은 스위치에 의해 통전시킨 뒤 모터에의 에너지 공급을 조절하여 모터가 절삭헤드(26)를 회전시키게 한다. 평면선반(10)이 관찰방향으로 우측으로 전진할 때, 절삭헤드(26)는 그 부분은 도시되지 않은 가공재 내로 팁위로 맞물리게 된다. 절삭헤드(36)가 전체 폭에 있어 가공재를 다 넘기게 될 때까지 바닥판의 후방의 고정영역은 계속적으로 방금 가공된 가공재 위에 놓여지게 된다. 그래서 이제는 바닥판(18)이 가공재 위에 특별히 안정되게 놓여지고 균일하고 확실한 평면 절삭이 보장될 수 있다.

도 4는 원판형 절삭헤드(126)의 추가 실시예의 정면(128)에 대한 평면도로서 그 절삭헤드는 각각 한 지지면(132) 및 두 개의 동일하게 납작한 바이트(138)를 고정하기 위한 고정나사(136)를 수용할 두 나삿니 홀(134)을 가진 두 개의 반경방향 모서리잘린 부분(130)를 갖고 있다. 바이트(138)는 그의 바이트 전방부에 의해 지지면(132)에 지지되어있다. 화살표(142)는 중심 고정나사(144)에 의해 평면선반(10)의 작동축(13)에 고정되어 있는(도 1) 절삭헤드(126)의 회전방향을 보여준다.

화살표(142)를 따라 절삭헤드(126)를 볼 때, 각각 축방향 반경방향으로 뻗는 오목홈으로 형성된 칩용 홈(146)이 정면표면(128) 상에서 반경방향 지지면(132)에 이어져 있는데, 그 오목홈은 절삭헤드가 사용될 때 칩수송을 촉진한다. 바이트(138)는 단지 한 보조절삭날(148)을 갖고 있는데, 이 절삭날은 전적으로 축방향으로, 즉 도면평면으로부터 수직하게 돌출하여 작용하고 반경방향으로는 작용하지 않는다.

바이트(138)의 반경방향 외부윤곽이, 단지 형상적으로만 존재하고 절삭기술적으로는 효과를 내지 않는 원형날개(152)의 경로를 결정한다. 반경선과 바이트(138)의 중점 또는 보조절삭날(148)의 중점 사이의 교차점이 반경방향 내측의 작동원(154)을 결정한다. 작동원(154)은, 보조절삭날(148)이 최고의 표면 질로 견인식 절삭작업을 하는 원형 영역의 중앙부를 나타낸다.

도 5에는 각 방사형 잘린 부분(30')에 두 개의 상이한 바이트(38, 40)를 싣고있는 절삭헤드(26)의 추가 실시예를 나타낸다. 제 1 바이트(38)와 제 2 바이트(40) 사이의 차이 및 그들의 상이한 기능은 관찰할 때 명확히 정면(28) 또는 작동원에서 뻗고 있는 반경에 대한 경사각도이다. 기술적 해법의 이해를 용이하게 하도록 하기 위해, 절삭헤드(26)의 정면(28)의 중앙에는 x-y-z 공간좌표계가 표시되어있다.

단일 유효 절삭날, 보조절삭날(48)을 가진 바이트(38)는 x-y 평면에 있어 바이트(38)가 중앙에서 교차하는 반경에 대해 축각도(λn) 45°내지 75°만큼 경사져있고, 거기에 있어 보조절삭날의 작동원(54)은 회전할 때 절삭날(48)에 의해 휩쓸려지는 원형 영역의 대략 중앙을 표시한다. 바이트(40)도 단일의 유효한 절삭날인 주절삭날(50)을 갖고 있다. 이 절삭날은 둥근톱날의 톱니선단과 비슷하게 반경방향 외향으로 선단과 교차하는 반경에 대해 λHn = 0 내지 20°의 각도로 배치되어 있다.

주절삭날(50)은 쐐기각 βH ＜ 70°, 자유각 αH 약70°및 약 30°의 음의 칩각도 γH을 갖고 있다.

도 6은 단일 작용 보조절삭날(48)(또한 주절삭날은 갖지 않은)을 가진 바이트(38)가 표시된 절삭헤드(26)의 약시 입체도를 보여주는데, 바이트(38)가 바이트전방부(39)에 의해 지지되어있는, 절삭헤드(26)에 있는 반경방향 지지면(32)의 가장자리를 명백히 볼 수 있다. 여기서도 도 5에 의한 xyz 좌표계가 명시되어있다.

선반축(13')에 대해 경사진 또는 yz 평면에 대해 각도(λ) 20°만큼 경사진 바이트(38)는 도시 않된 지지나사를 위한 관통개구(56)를 갖고 있고, 그 지지나사는 절삭헤드(26)와 나사연결되어 바이트(38)를 지지면(32)에 고정시킨다.

클로소이드 형 모양의 만곡된 보조절삭날(48)에서 자유각(αn), 쐐기각(βn) 및 칩각도(γn)를 명백하게 알 수 있다. 사이클로이드 또는 클로소이드 형상으로 된 보조절삭날(48)은 가공재면에 진입되거나 퇴출될 때 표면이 평활하고 청결해지게 하며, 그래서 가장 정밀하게 가공된 한 절삭칩이 절삭헤드(26)의 칩 홈(46)을 통해 분리되어 얻어질 수 있다. 축각도를 45 - 75˚의 범위에서 선정함으로써 견인적 절삭이 이루어질 수 있다.

도 7은 클로소이드형 보조절삭날(48)을 가진 바이트(38)의 단위도를 보여주는데, 그 보조절삭날은 쇄선(47)과의 대략 교차점에서 곡선 및 직선영역으로 접선적으로 이행한다. 칼등(39')은 두 홀(56)을 갖고 있는데 그들의 기하학적 연결선은 직선(47)에 대해 경사지게 뻗는다. 이런 홀들(56)의 배치에 의해 바이트는 절삭헤드(26)에 특히 확실하게 고정될 수 있다.

상기 실시예들로부터 절삭헤드 및 대패질 바이트의 새로운 특징에 의해 수동공구로서 또는 고정된 기계로 형성된 평면선반의 경우 합목적적 작용이 행해진다는 것을 알 수 있다.

Claims (12)

1. 구동모터를 구비하고, 상기 구동모터는 작동축(13)과 연결되어 있고, 작동축은 자유단에 절삭헤드(26, 126)를 구비하고 있으며, 절삭헤드는 정면(28, 128)에 바이트(38, 40, 138)를 갖고 있으며, 여기서 절삭헤드(26, 126)는 가공재면에 평행하게 뻗은 원반형 부재로 형성되고, 절삭날은 특히 평평하고 분리가능하게 절삭헤드(26, 126)에 배치가능하고 주절삭날과 보조절삭날을 가진 바이트(38, 40, 138)에 의해 지지되는, 목재 가공용 평면 절삭기(10)에 있어서,

   바람직하게는 수동공구로 형성되고 손잡이(14)를 지닌 케이싱(12)을 갖는 평면 절삭기(10)의 절삭헤드(26, 126)는 단일의 제1 바이트(38, 138)만을 가지고, 상기 바이트는 클로소이드형의 윤곽을 가진 유효한 보조절삭날(48)을 갖으며, 이 때 주절삭날은 유효하지 않은 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.
2. 제 1 항에 있어서, 절삭헤드(26)는 유효한 보조절삭날은 없이 단지 하나의 주절삭날(50)을 가진 추가의 바이트(40)를 갖는 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 두 개의 바이트(38, 40)가 절삭헤드(26) 상에서 직경방향으로 반대쪽에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.
4. 제 3 항에 있어서, 바이트(38, 40, 138)는 평평하고 납작한 부재로서, 그 바이트의 팁이 가공재(51)를 향해 절삭헤드(26, 126)의 정면(28, 128) 위로 돌출하여 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 보조절삭날(48)은 절삭헤드(26)의 정면에 의해 결정된 xy 평면에서의 반경에 대한 회전방향으로 45˚ 내지 75˚의 축각도(λn) 이하로 배치되는 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.
6. 제 5 항에 있어서, 보조절삭날(48)을 가진 바이트(38)는 0 - 20˚(도 6)의 경사각도(λ)로 절삭헤드(26)의 정면(28) 위로 돌출하여 배치되는 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 보조절삭날(48)은 20˚ 내지 30˚의 칩각도(γn)를 갖는 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 보조절삭날(48)은 50 내지 55˚의 쐐기각도(βn)를 갖는 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 보조절삭날(48)은 10˚ 내지 20˚의 자유각도(αn)를 갖는 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 바이트(40)의 주절삭날(50)은 3 mm의 유효길이를 가지며, 그 길이로 가공재 표면 내에 침투하며, 보조절삭날(48)은 0.2 내지 0.5 mm의 유효길이를 가지며 그 길이만큼 주절삭날(50) 위로 축방향으로(z 방향으로) 돌출하는 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.
11. 제 10 항에 있어서, 바이트(40)의 주절삭날(50)의 작용선은 반경방향으로 보조절삭날(48)의 작동선을 지나, 특히 작동원(54)(도 5)을 지나, 바람직하게는 약 0.5 내지 2 mm 만큼 외측으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.
12. 제 1 항 내지 제 11 항중의 어느 한 항에 있어서, 작동축(13)은 절삭헤드(26)와 공동으로 절삭날(48, 50)에 의해 결정된 외측 절삭헤드 가장자리(26')가 바닥판(18)의 저면(22')아래에서 후측으로 기계측 내향으로 뻗도록, 고정부분(22)의 저면(22')에 대해 전진방향으로 전방으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 평면 절삭기.