KR20010022358A - 조정 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포켓(16) 내에 장착된 삽입체(18)의 위치를 변경시키기 위해 삽입체 포켓벽의 맞닿음면(22, 26, 27)을 조정하는 조정 기구에 관한 것이다. 조정 기구는 조정 보어(46) 내에 위치된 조정 나사(38) 및 조정 볼(44)을 포함한다. 조정 볼(44)은 포켓벽(20, 24) 근방에 위치되고, 조정 나사(38)를 조일 때 조정 볼(44)이 포켓벽(20, 24)에 대해 가압된다. 조정 볼(44)에 의해 인가된 힘은 조정 볼(44)과 포켓벽(20, 24) 사이의 접촉 구역(52, 54)에서 포켓벽을 변형시켜 요구되는 맞닿음면(22, 26, 27)의 조정이 이루어진다.

Description

조정 기구{ADJUSTMENT MECHANISM}

절삭 공구 상에 장착된 절삭 삽입체의 절삭날을 정확하게 위치시키는 것이 중요한 많은 절삭 공구 관련 기계 가공 작업이 있다. 절삭 공구 내에 형성된 삽입체 포켓 내에 클램핑되는 삽입체에 대해, 절삭날의 정확한 위치는 삽입체 및 포켓이 제조되는 정밀도에 따라 좌우된다. 2가지 요인 중 어느 하나의 부정확성은 특히 불규칙한 절삭면의 원인이 된다. 예컨대, 커터 본체의 대향면들에서 절삭되어 있는 삽입체 포켓을 갖고 반경방향 삽입체를 구비한 슬로팅 커터(slotting cutters)는 좌측 삽입체와 우측 삽입체 사이의 부정합과, 반경방향 및 축방향 이탈(runout)을 겪을 수도 있다.

삽입체, 특히 삽입체의 절삭날은 모든 삽입체가 절삭 공구 상에 균일하게 장착되도록 연마될 수 있다. 그러나, 2개의 인접한 포켓벽을 구비한 공구 포켓은 연마될 수 없어서, 기본적으로 삽입체와 맞닿는 포켓벽의 위치 부정확성으로 인해 장착된 삽입체의 위치에서의 소정의 부정확성이 있을 수도 있다.

상기 관점에서, 삽입체와 맞닿는 포켓벽의 위치 부정확성을 제거하거나 허용 가능한 한계 내로 감소시켜, 포켓 내에 장착된 삽입체의 위치 부정확성을 감소시키는 조정 기구를 제공할 필요성이 존재한다는 것은 분명하다.

본 발명은 삽입체 포켓 내에서의 삽입체의 위치 조정 기구에 관한 것이다.

도1은 하나의 절삭 삽입체가 제거된 슬로팅 커터의 사시도이다.

도2는 도1에 도시된 슬로팅 커터의 삽입체 포켓 내에 위치된 삽입체의 평면도이다.

도3은 도2의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이다.

도4는 도3의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이다.

도5는 2개의 조정 기구가 제공된 삽입체 포켓이라는 점을 제외하면 도4와 유사한 단면도이다.

본 발명의 목적은 삽입체 포켓 내에 장착된 삽입체의 위치를 변경시키는 포켓의 맞닿음 특징부를 조정하는 기구를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 삽입체 포켓벽 근방에 위치된 전방 부분과 후방 부분을 갖는 조정 보어와, 조정 보어의 전방 부분에 인접한 전방 단부를 갖고 조정 보어의 후방 부분 내에 위치된 조정 부재를 포함하며, 조정 부재를 조정 보어의 전방 부분 내로 가압할 때 적어도 일부분의 삽입체 포켓벽의 위치를 변형을 통해 변경시키기 위해 소정의 힘이 삽입체 포켓에 인가되도록 구성되는 삽입체 포켓 조정 기구가 절삭 공구 내에 제공된다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 조정 보어의 적어도 일부의 후방 부분에는 나사산이 형성되고, 조정 부재는 전방 단부 및 나사산 형성 후방 단부를 갖고 조정 보어의 후방 부분과 나사 결합되는 조정 나사이며, 조정 나사의 전방 단부는 조정 나사가 조여질 때 조정 보어의 전방 부분을 향해 가압된다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 조정 기구는 포켓벽에 인접한 조정 보어의 전방 부분 내에 위치된 조정 볼을 추가로 포함하며, 조정 나사를 조일 때 조정 나사의 전방 단부가 조정 볼과 결합되어 조정 볼을 조정 보어의 전방 부분과 접촉된 상태로 가압함으로써, 적어도 일부의 포켓벽의 위치를 변형을 통해 변경시키기 위해 조정 볼이 소정의 힘을 포켓벽에 인가한다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 조정 볼은 제1 및 제2 접촉 구역에서 조정 보어의 전방 부분과 접촉된 상태로 가압되며, 제1 접촉 구역이 변형되어 포켓의 후방 맞닿음면이 포켓 내로 팽창되게 된다.

바람직하게는, 조정 보어의 전방 부분은 납작한 절두 원추형 형태이다.

전형적으로는, 제1 접촉 구역 및 제2 접촉 구역을 통과하고 조정 보어의 횡방향 평면 내에서 취해진 조정 보어의 전방 부분의 단면 형상은 대체로 타원형이다.

또한, 전형적으로는, 제1 접촉 구역 및 제2 접촉 구역을 통과하고 조정 보어의 종방향 평면 내에서 취해진 조정 보어의 전방 부분의 단면은 웨지형 형상을 갖는다.

필요에 따라, 조정 나사의 전방 단부에는 원추형 리세스가 제공된다.

양호한 이해를 위해, 본 발명은 이제 첨부 도면을 참조하면서 예를 통해 설명될 것이다.

본 발명은 슬로팅 커터에 대해 설명되겠지만 일반적인 밀링 커터와 삽입체 보유 포켓 내에 장착되는 교체 가능한 절삭 삽입체를 갖는 다른 종류의 절삭 공구에 대해서도 동일하게 적용된다는 것을 이해하여야 한다.

우선, 샤프트(14)에 의해 구동되는 공구 본체(12)를 포함하는 슬로팅 커터(10)를 도시하는 도1 및 도2를 주목하기로 한다. 슬로팅 커터는 회전축(15)을 갖는다. 공구 본체(12)에는 절삭 삽입체(18)를 수용하는 복수개의 절삭 삽입체 수용 포켓(16)이 제공된다. 각각의 포켓(16)은 측방 맞닿음면(22)을 갖는 측벽(20)과, 내부 후방 맞닿음면(26) 및 외부 후방 맞닿음면(27)을 갖는 후방벽(24)을 포함한다. 삽입체(18)는 삽입체 내의 나사 보어(29, 도3 참조)를 통과하여 포켓(16)의 기부(32) 내에 형성된 나사산 형성 나사 보어(30) 내에 수용되는 클램핑 나사(28)에 의해 포켓(16)에 고정된다. 삽입체는 대체로 직립인 4개의 주변벽(31a, 31b, 31c, 31d; 도4 참조)을 갖는다. 삽입체(18)의 하나의 주변벽(31a)은 측방 맞닿음면(22)과 맞닿고, 삽입체의 인접한 주변벽(31b)은 내부 후방 맞닿음면(26) 및 외부 후방 맞닿음면(27)과 각각 맞닿아, 삽입체 수용 포켓(16) 내에서의 절삭 삽입체(18)의 위치를 결정한다.

도시된 유형의 슬로팅 커터에서, 삽입체(18)는 공구 단부면(33) 및 공구 후방면(34) 상에 엇갈려 배치되어 각각 "좌측" 삽입체 및 "우측" 삽입체가 한정된다. 공작물의 정밀한 기계 가공을 위해, 공구 상에 장착되는 절삭 삽입체의 절삭날(36)이 올바르게 정렬되는 것이 중요하다. 올바르지 않게 정렬된 절삭날은 반경방향 이탈 및/또는 좌측 삽입체와 우측 삽입체 사이의 부정합을 발생시킬 수도 있다. 소정 삽입체의 반경방향 이탈은 하나의 삽입체가 다른 삽입체에 대해 반경방향을 따라 외향으로 변위되는 상황과 관련되는데, 이러한 변위는 삽입체의 클램핑 나사를 중심으로 한 회전 없이 삽입체의 반경방향 병진 운동(translation)에 의해 제공된다. 좌측 삽입체와 우측 삽입체 사이의 부정합은 삽입체 중 하나 또는 모두가 삽입체의 클램핑 나사를 중심으로 회전됨으로써 삽입체의 절삭날이 서로에 대해 회전 변위되는 상황과 관련된다. 따라서, 정밀한 기계 가공을 위해, 반경방향 이탈 및 좌측 삽입체와 우측 삽입체 사이의 부정합이 제거되거나 최소로 감소되어야 한다.

삽입체가 가장 정밀하게 제조되었다고 가정하면, 본 발명은 포켓의 맞닿음면의 위치를 조정 나사(38)에 의해 조정하는 조정 기구를 제공한다. 바람직하게는, 이하에서 상세하게 설명되겠지만 2개의 조정 나사가 사용된다. 구체적으로, 도1에 도시된 슬로팅 커터에 대해, 포켓의 후방 맞닿음면의 위치는 조정 나사를 조정함으로써 좌측 삽입체와 우측 삽입체 사이의 부정합과 반경방향 이탈이 제거되거나 요구되는 최소값으로 감소될 수 있도록 조정된다.

도3을 참조하면, 조정 나사(38)는 전방 단부(40)와, 조정 나사를 조이거나 느슨하게 하기 위해 렌치를 수용하는 육각형 또는 스플라인(spline) 소켓 등의 소켓(43)이 제공된 후방 단부(42)를 갖는다. 조정 볼(44)은 조정 나사(38)의 전방 단부(40)에 근접하게 위치되어 조정 나사(38)의 전방 단부(40)에 의해 결합될 수 있다. 조정 나사 및 조정 볼은 공구 본체(12) 내에 제공된 조정 보어(46) 내에 위치된다. 조정 보어(46)는 조정 나사(38)와 결합되도록 적어도 일부에 나사산이 형성된 후방 부분(48)과, 조정 볼(44)과 결합되도록 형태가 적어도 부분적으로 원추형인 전방 부분(50)을 갖는다. 이하에서 상세하게 설명되겠지만, 전방 부분(50)은 납작한 절두 원추형 형태인 것이 바람직하다.

조정 나사(38)가 조여짐에 따라, 조정 나사는 조정 보어(46) 내로 진행되어 조정 볼(44)을 조정 보어의 전방 부분(50)과 접촉된 상태로 가압한다. 조정 나사는 제1 접촉 구역(52) 및 제2 접촉 구역(54)에서 조정 보어의 전방 부분(50) 상에 소정의 힘을 차례로 인가하는 조정 볼 상에 소정의 힘을 인가한다. 조정 나사(38)의 전방 단부(40)에는 예컨대 원추형 또는 구형 형태일 수 있는 리세스(56)가 제공되는 것이 바람직하다. 이는 전방 단부(40)가 평평한 경우에 비해 조정 나사와 조정 볼 사이의 접촉 면적을 크게 한다. 도면에 도시된 바와 같은 원추형 형상의 리세스의 경우에 대해, 접촉 구역(58)은 원추형 절결 구역의 기부인 원형 림(rim)이다. 제1 접촉 구역(52) 근방에서 포켓벽의 위치를 조정 나사(38)에 의해 조정할 때, 클램핑 나사(28)는 느슨해지거나 완전히 제거된다.

이제 도3 및 도4를 모두 참조하면, 조정 보어의 전방 부분(50)의 단면 형상은 비대칭이라는 것을 주목하여야 한다. 실제로, 전방 부분(50)은 납작한 절두 원추형 형태를 갖는다. 도3에 도시된 전방 부분(50)의 단면은 반경방향 평면[즉, 슬로팅 커터의 회전축(15)에 수직한 평면, 또는 조정 보어(46)에 대해 제1 접촉 구역(52) 및 제2 접촉 구역(54)을 각각 통과하는 조정 보어의 종방향 평면]에서 각각 취해지고, 도3에서 축방향 평면 즉 절두 원추형 표면의 축을 포함하는 평면에서 취해진 절두체 형상을 갖는다. 바꿔 말하면, 제1 접촉 구역(52) 및 제2 접촉 구역(54)을 각각 통과하는 조정 보어의 종방향 평면에서 취해진 전방 부분(50)의 단면은 웨지형 형상을 갖는다. 도4에 도시된 전방 부분(50)의 단면은 축방향 평면[즉, 슬로팅 커터의 회전축(15)에 평행한 평면, 또는 조정 보어(46)에 대해 제1 접촉 구역(52) 및 제2 접촉 구역(54)을 각각 통과하는 조정 보어의 횡방향 평면]에서 취해지고, 알 수 있는 바와 같이 도4에서 형상은 거의 타원형이다. 조정 보어의 전방 부분(50)의 이러한 특정한 형상은 조정 볼(44)이 힘을 제1 접촉 구역(52) 및 제2 접촉 구역(54)에서만 전방 부분(50)에 인가하여, 인가된 힘을 이러한 구역에서 집중시킨다. 한편, 전방 부분(50)이 납작한 절두 원추형 형태가 아니라 일반적인 절두 원추형 형태였다면, 도4에 도시된 단면 형상은 타원형이 아니라 원형이었을 것이고, 조정 볼(44)은 2개의 개별적인 접촉 구역(52, 53)에서가 아니라 연속적인 원형 구역에서 조정 보어의 전방 부분과 접촉되었을 것이다. 도3에 도시된 바와 같이, 전방 부분(50)의 타원형 단면 형상의 결과로써, 조정 보어의 전방 부분(50) 상에서의 조정 볼에 의해 인가된 힘은 대체로 반경방향이다.

도3 및 도4에서 알 수 있는 바와 같이, 포켓 후방벽(24)은 조정 보어(46)의 전방 부분(50)에 인접한 구역에서 비교적 두께가 얇다. 따라서, 제1 접촉 구역(52) 상에서의 조정 볼(44)에 의해 인가된 힘은 내부 후방 맞닿음면(26) 구역에서 포켓의 후방벽(24)을 변형시켜, 후방 맞닿음면(26)을 포켓 내로 팽창되게 한다. 한편, 조정 보어의 전방 부분(50)에서의 제2 접촉 구역(54)은 공구 본체(12)의 비교적 부피가 큰 구역(도3에서 제2 접촉 구역의 좌측)에 의해 지지된다. 따라서, 제2 접촉 구역(54) 상에서의 조정 볼(44)에 의해 인가된 힘의 주요 효과는 제2 접촉 구역(54) 근방에서 공구 본체를 약간 압착하기만 할 것이다.

본 발명에 따르면, 조정 나사의 조임에 이은 포켓벽의 변형은 포켓벽 위치의 부정확성을 수정하기 위해 사용된다. 구체적으로, 도면에 도시된 슬로팅 커터에 대해, 조정 나사(38)의 조임에 이은 내부 후방 맞닿음면(26) 구역에서의 포켓 후방벽(24)의 변형은 이하에서 설명되겠지만 포켓 후방벽(24)의 부정확한 기계 가공으로 인한 좌측 삽입체와 우측 삽입체 사이의 부정합을 제거하기 위해 사용된다.

도면에는 본 발명의 하나뿐인 조정 기구가 도시되어 있다. 이러한 경우에, 나사의 조임은 내부 후방 맞닿음면(26)을 변형시켜, 포켓 내로 팽창하게 하여 내부 후방 맞닿음면을 주로 외향 반경방향으로 변위시킨다. 결국, 삽입체(18)는 외향 반경방향으로 이동될 것이다. 그러나, 반경방향으로 내부 후방 맞닿음면(26)에서 변위되면서 측방 맞닿음면(22) 및 외부 후방 맞닿음면(27)과 접촉된 상태를 유지하는 삽입체에 대해, 삽입체는 클램핑 나사(28)를 중심으로 시계 방향(도4에 도시된 삽입체에 대해)으로 회전될 것이다. 이러한 유형의 조정은 도1에 도시된 절삭 공구의 좌측 삽입체와 우측 삽입체 사이의 부정합을 수정하는 데 사용될 수 있으며, 도4에 도시된 삽입체는 클램핑 나사를 중심으로 한 시계 방향 회전을 요구한다. 제한되지 않는 특정예에서, 내부 후방 맞닿음면(26)과 조정 볼과 접촉되는 제1 접촉 구역(52) 사이의 포켓벽의 두께는 대략 0.34 ㎜이다. 일반적으로, 내부 후방 맞닿음면의 변형은 수백분의 몇 ㎜, 전형적으로 2/100 ㎜의 변위를 일으킨다. 일반적으로, 이러한 변형은 소성 변형이어서, 일단 조정 나사를 조임으로써 삽입체의 위치가 조정되었다면 조정 나사를 풀어서 이러한 작용을 취소시키는 것이 불가능하다.

삽입체의 반경방향 이탈을 수정하기 위해, 또는 부정합을 수정하기 위해, 도4에 도시된 삽입체는 클램핑 나사를 중심으로 한 반시계 방향 회전을 요구하는데, 2개의 조정 기구가 요구된다. 도4를 참조하면, 조정 볼(44)이 후방벽(24)의 내부 후방 맞닿음면(26) 근방에 배치된다는 것을 알 수 있다. 조정 나사(38, 도3에 도시되지 않음) 및 조정 볼(44)은 제1 조정 기구를 구성한다. 제2 조정 나사(도면에 도시되지 않음) 및 이와 관련된 제2 조정 볼을 포함하는 제2 조정 기구가 외부 후방 맞닿음면(27) 근방에 제공될 수 있다는 것은 분명하다. 도5는 이러한 제2 조정 기구의 제2 조정 볼(60)을 도시하고 있다. 제1 조정 기구 및 제2 조정 기구의 조정 나사를 조임으로써, 내부 후방 맞닿음면(26) 및 외부 후방 맞닿음면(27)이 모두 변형되어, 각각 포켓 내로 팽창되어서, 내부 후방 맞닿음면(26) 및 외부 후방 맞닿음면(27)이 외향 반경방향으로 변위될 것이다. 내부 후방 맞닿음면 및 외부 후방 맞닿음면이 모두 동일한 거리로 외향 반경 방향으로 변위되면, 삽입체는 클램핑 나사(28)를 중심으로 한 회전 없이 모든 3개의 맞닿음면(22, 26, 27)과 접촉된 상태를 유지하면서 외향 반경 방향으로 이동될 것이다.

삽입체의 축방향 조정을 위해 추가적인 제3 조정 기구가 제공될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 도5를 참조하면, 제3 조정 기구는 이와 관련된 조정 볼이 측방 맞닿음면(22) 근방에 위치되는 방식으로 위치될 것이다.

조정 나사 및 별도의 조정 볼을 사용하여 조정 기구가 설명되었지만, 나사의 전방 단부(40)가 조정 보어의 전방 부분(50)과 직접 접촉된 상태로 조정 나사만을 사용하는 것을 착상할 수 있다.

본 발명이 어느 정도 구체적으로 설명되었지만, 이하의 청구의 범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 기술적 사상 및 범주를 벗어나지 않고도 각종의 변경예 및 변형예가 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 된다. 예컨대, 조정 보어의 전방 부분(50)과 접촉된 상태에서의 접촉 볼(44)의 가압이 조정 나사(38)에 의해 수행되어야 할 필요가 없다는 것은 분명하다. 이러한 작용은 전방 단부에서 조정 볼과 결합되어 조정 보어(46) 내로 진입되도록 된 소정의 적절한 조정 부재에 의해 수행될 수 있다.

Claims (7)

1. 절삭 공구의 삽입체 포켓 조정 기구에 있어서,

   삽입체 포켓벽(20, 24) 근방에 위치된 전방 부분(50)과 후방 부분(48)을 갖는 조정 보어(46)와,

   조정 보어(46)의 전방 부분(50)에 인접한 전방 단부(40)를 갖고 조정 보어(46)의 후방 부분(48) 내에 위치된 조정 부재(38)와,

   포켓벽(20, 24)에 인접한 조정 보어(46)의 전방 부분(50) 내에 위치된 조정 볼(44)을 포함하며,

   조정 부재(38)를 조정 보어(46)의 전방 부분(50) 내로 가압할 때, 조정 부재(38)의 전방 단부(40)가 조정 볼(44)과 결합되어 조정 볼(44)을 조정 보어의 전방 부분(50)과 접촉된 상태로 가압함으로써, 적어도 일부분의 포켓벽(24)의 위치를 변형을 통해 변경시키기 위해 조정 볼(44)이 소정의 힘을 포켓벽(20, 24)에 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 삽입체 포켓 조정 기구.
2. 제1항에 있어서, 조정 부재(38)는 조정 보어(46)의 후방 부분(48)과 나사 결합되는 조정 나사이고, 조정 나사(38)는 조정 보어(46)의 전방 부분(50)에 인접한 전방 단부(40)를 가지며, 조정 나사를 조일 때 조정 나사가 조정 보어(46)의 전방 부분(50) 내로 가압되고 조정 나사(38)의 전방 단부(40)가 조정 볼(44)과 결합되어 조정 볼(44)을 조정 보어의 전방 부분(50)과 접촉된 상태로 가압함으로써, 적어도 일부분의 포켓벽(24)의 위치를 변형을 통해 변경시키기 위해 조정 볼(44)이 소정의 힘을 포켓벽(20, 24)에 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 삽입체 포켓 조정 기구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 조정 볼(44)은 제1 및 제2 접촉 구역(52, 54)에서 조정 보어(46)의 전방 부분(50)과 접촉된 상태로 가압되며, 제1 접촉 구역(52)이 변형되어 포켓의 후방 맞닿음면(26, 27)이 삽입체 포켓 내로 팽창되게 되는 것을 특징으로 하는 삽입체 포켓 조정 기구.
4. 제3항에 있어서, 조정 보어(46)의 전방 부분(50)은 납작한 절두 원추형 형태인 것을 특징으로 하는 삽입체 포켓 조정 기구.
5. 제4항에 있어서, 제1 접촉 구역 및 제2 접촉 구역을 통과하고 조정 보어의 횡방향 평면 내에서 취해진 조정 보어의 전방 부분(50)의 단면 형상은 대체로 타원형인 것을 특징으로 하는 삽입체 포켓 조정 기구.
6. 제5항에 있어서, 제1 접촉 구역 및 제2 접촉 구역을 통과하고 조정 보어의 종방향 평면 내에서 취해진 조정 보어의 전방 부분의 단면은 웨지형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 삽입체 포켓 조정 기구.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 조정 나사의 전방 단부에는 원추형 리세스가 제공되는 것을 특징으로 하는 삽입체 포켓 조정 기구.