KR20010040894A - 치형물품을 생산하기 위한 절삭공구 - Google Patents

Abstract

원형의 커터 몸체부재(2)를 가진 절삭공구는 그 외주면에서 커터 몸체 둘레에서 서로로부터 이격되어 배치되는 복수개의 독립된 돌출부(10)를 가지며 연속된 돌출부 사이의 공간은 절삭 블레이드(80,82)를 위한 수용 슬롯(12)을 형성한다. 독립된 돌출부(10)는 외면으로 구성되며, 이의 적어도 하나는 돌기부(16)를 포함한다. 슬롯(12) 각각은 대향하는 제 1 및 제 2 측면(29,22)과 내단부로 구성되며 내단부가 한쌍의 각이진 장착면(24,26)을 가진다. 각이진 장착면 각각은 그 각각의 측면에 대하여 90도 보다 작은 각도로 방향지워 진다. 바람직하게는, 장착면의 하나는 60도 정도의 각도로 방향지워지며 한편 장착면의 나머지 하나는 30도 정도의 각도로 방향지워진다.

Description

치형물품을 생산하기 위한 절삭공구{CUTTING TOOL FOR PRODUCING TOOTHED ARTICLES}

복수개의 절삭 블레이드 예를 들면, 블레익슬리에게 허여된 미국특허 제4,575,285호에 도시된 것과 같은 바 스톡으로부터 제조되는 스틱-타입 절삭 블레이드가 위치결정되어 있는 헤드 부분으로 구성된 절삭공구에 의해 베벨 및 하이포이드 기어와 같은 치형물품을 생산하는 것은 당업계에서 공지되어 있다.

전술한 타입의 절삭공구에서, 커터 몸체에서 절삭 블레이드를 수용 및 위치결정하기 위해 커터 몸체의 원주로부터 소정의 거리로 안쪽으로 뻗어있는 복수개의 슬롯을 가지는 원형의 커터 몸체를 구비하는 것이 통상적이다. 많은 경우에, 클램핑 링(또는 잠금링)은 커터 몸체의 원주의 둘레에서 뻗어있으며 이 클램핑 링이 커터 몸체로 고정되며 그리고 이 내에서 위치결정 슬롯 각각에 하나 또는 그 이상의 절삭 블레이드를 클램핑하는 수단이 장착된다. 클램핑 링 및 블레이드 클램핑 수단을 포함하는 절삭공구는 예를 들면, 키친 등에게 허여된 미국특허 제4,621,954호, 코트하우스에게 허여된 미국특허 제3,760,476호, 바흐만 등에게 허여된 미국특허 제4,093,391호, 또는 힙 등에게 허여된 미국특허 제4,197,038호에서 볼 수 있다.

전통적으로, 커터 헤드의 위치결정 슬롯은 대향하는 측벽의 전체적으로 장방형 형태의 대향하는 측벽 및 측벽에 수직인 내부 끝벽을 가진다. 커트 헤드 내로 이 슬롯을 가공할 때, 일정의 클리어런스는 슬롯에서 위치결정되는 절삭 블레이드를 위해 슬롯의 치수에 포함되어야 한다는 것이 이해되어야 한다. 이와 같이, 가장 정확한 가공방법에 의해서도, 일정 정도의 클리어런스는 절삭 블레이드가 수용 슬롯에서 위치로 클램핑될 때 절삭 블레이드와 측벽면 사이에서 항상 존재한다.

사각-모서리 형태의 종래 기술 수용 슬롯과 절삭 블레이드와 슬롯의 측벽면 사이에서 존재하는 클리어런스에 의해, 절삭 블레이드는 특정 절삭작업의 힘에 종속될 때 수용 슬롯에서 비틀리는 경향을 나타내며 이에 의해 바람직하지 못한 치 기하구조의 형성을 야기한다.

블레이드 비틀림의 문제를 완화하기 위한 하나의 장치는 클라크 등에게 허여된 국제공개공보 WO 97/39851호에 소개되어 있다. 블레이드 수용 슬롯은 블레이드 장착면으로 구성되는 끝 부분 및 대향하는 측면으로 구성되며 이 블레이드 장착면은 서로를 향하여 각이져 있으며 장착면 각각이 그 관계된 측면에 대하여 바람직하게는 45도 정도의 각도로 뻗어있다. 이 장치에 의해, 상보하는 형상의 측부를 가진 절삭 블레이드는 클램핑될 이 각이진 장착면에 대하여 확실하게 장착될 수 있으며 따라서 불필요한 블레이드 클리어런스와 절삭 동안의 블레이드의 비틀림을 제거한다.

전술한 WO 97/39851호는 커터 헤드 몸체부재의 바깥부분 상에 위치된 복수개의 이중 도브테일 형상의 돌출부로 구성된 커터 헤드를 개시한다. 이중 도브테일 돌출부는 두 부분 커터 링의 상보적인 형상의 채널에서 위치결정된다. 커터 링의 부분은 돌출부의 위 및 아래에 위치결정되며 그리고 복수개의 스크루에 의해 함께 당겨져서 따라서 커터 헤드 몸체로 클램핑 링을 고정한다. 이러한 방법으로 클램핑 링을 부착함으로써, 커터 헤드의 어떠한 가열도 필요로 하지 않으며 따라서 용접 및/또는 열 수축에 기인하는 어떠한 가열과 관련된 변형도 제거된다.

그러나, 열 관련된 변형을 피하는 반면에, 이중 도브테일 돌출부의 형성은 많은 시간을 요하는 상당한 가공 정밀도를 요구한다. 커터 링의 두 부분을 결합하는 스크루의 죔은 도브테일 부분에서 절삭 작업 동안에 커터 헤드의 돌출부 사이에서 크랙의 형성을 야기하는 원하지 않은 장력을 발생시키거나 도브테일 부분은 커터 헤드 몸체부재로부터 떨어져 나갈 수 있다. 후속하는 블레이드 클램핑 볼트의 죔은 도브테일 부분에 더 많은 장력을 부가하며 이에 의해 크랙의 발생 및/또는 파손의 가능성을 더 높인다.

본 발명의 목적은 커터 헤드를 제공하는 것이며, 이 커터 헤드에서 커터 링이 전술한 바람직하지 못한 결과를 피하는 방식으로 커터 헤드 몸체부재로 부착된다.

본 발명의 추가의 목적은 커터 헤드를 제공하는 것이며, 이 커터 헤드에서 절삭 블레이드의 장착면이 커터 헤드의 강도를 향상시키도록 배치된다.

본 발명의 또 다른 목적은 블레이드 클램핑 장치를 제공하는 것이며 이는 블레이드 클램프가 절삭 블레이드가 없을 때에도 커터 헤드 슬롯 내에서 유지되며 그리고 절삭 블레이드의 슬롯 내로의 삽입을 방해하지 않도록 커터 헤드 슬롯에서 위치를 유지하는 것을 허용한다.

본 발명은 일반적으로 기어 그리고 이와같은 종류의 것과 같은 치형물품용의 절삭공구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 절삭공구의 가공 정밀도를 향상시키기 위한 커터 헤드 및 절삭 블레이드에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 절삭공구의 커터 몸체부재를 나타내는 정면 사시도,

도 2는 본 발명의 절삭공구의 커터 몸체부재를 나타내는 배면 사시도,

도 3은 본 발명의 절삭공구의 커터 몸체부재를 도시하는 평면도,

도 4는 커터 몸체부재를 도시하는 단면도,

도 5는 연속된 절삭 블레이드 수용 슬롯을 나타내는 커터 몸체부재의 단면의 확대도,

도 6은 그 내에 위치결정된 절삭 블레이드를 가지는 연속된 절삭 블레이드 수용 슬롯을 나타내는 커터 몸체부재의 단면의 확대도,

도 7은 본 발명에 따른 클램핑 링을 도시하는 배면 사시도,

도 8은 도 7의 클램핑 링의 내부를 도시하는 단면도,

도 9는 본 발명에 따른 조립된 절삭공구를 도시하는 정면 사시도,

도 10은 본 발명에 따른 조립된 절삭공구를 도시하는 배면 사시도,

도 11은 본 발명에 따른 클램핑 블록을 나타내는 단면의 측면도,

도 12는 도 11의 클램핑 블록을 나타내는 정면도,

도 13은 도 11의 클램핑 블록을 도시하는 평면도,

도 14는 클램핑 링에서 위치결정된 본 발명의 클램핑 장치를 나타내는 단면도,

도 15는 본 발명에 따른 조립된 절삭공구를 도시하는 상부 단면도,

도 16은 본 발명의 절삭공구를 위한 절삭 블레이드가 형성되는 절삭 블레이드 블랭크를 나타내는 도면,

도 17은 도 16의 절삭 블레이드 블랭크의 단면도,

도 18 및 도 19는 도 15에서 나타낸 절삭 블레이드의 단면도,

도 20은 도 16의 절삭 블레이드 블랭크로부터 형성된 절삭 블레이드를 도시하는 도면.

본 발명은 전체적으로 원형의 형상, 정면, 배면, 그리고 회전축을 가지는 커터 몸체부재로 구성되는 절삭공구에 관한 것이며, 절삭 몸체부재는 커터 몸체 둘레에서 서로로부터 이격되어 배치되는 복수개의 독립된 돌출부로 구성되는 바깥부분을 포함하며 연속된 돌출부 사이의 공간이 절삭 블레이드를 위한 수용 슬롯을 형성한다. 독립된 돌출부 각각은 외면으로 더 구성되며 적어도 하나의 외면이 돌기부를 포함한다.

블레이드 수용 슬롯 각각은 대향하는 제 1 및 제 2 측면과 내단부로 구성되며 내단부가 한쌍의 각이진 장착면을 가지며, 장착면의 하나는 제 1 측면으로부터 뻗어있으며 그리고 장착면의 나머지 하나는 제 2 측면으로부터 뻗어있으며 각이진 장착면이 서로를 향하여 뻗어있다. 각이진 장착면 각각은 그 각각의 측면에 대하여 90도 보다 작은 각도로 방향지워진다.

클램핑 링은 커터 몸체부재 둘레에서 위치결정되며 이 클램핑 링은 커터 몸 체부재 돌출부 상에 돌기부를 수용하기 위해 적어도 하나의 슬롯을 포함한다. 클램핑 링은 내부 채널을 포함하며 이는 클램핑 수단이 부분적으로 그 내로 끌려 들어갈 수 있도록 클리어런스를 제공하며 따라서 블레이드 수용 슬롯에서 절삭 블레이드를 제거 및/또는 삽입하도록 충분한 공간을 만들어 낸다.

본 발명은 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명될 것이다.

본 발명의 절삭공구는 커터 몸체부재 및 클램핑 링으로 구성되며 이는 함께 커터 헤드를 구성한다. 커터 헤드에 더하여, 절삭공구는 절삭 블레이드와 커터 헤드에서 절삭 블레이드를 위치로 고정하는 클램핑 수단을 더 포함한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 커터 몸체부재(2)는 축선(T)에 대하여 회전가능하며 그리고 정면(4)와 배면(6)으로 구성되며, 배면(6)은 키홈(8)을 포함할 수 있으며, 키홈(8) 내로 절삭공구가 기계공구 상에 장착될 때 기계공구 스핀들 상의 키가 삽입된다. 커터 몸체부재(2)의 바깥부분은 복수개의 독립된 돌출부(10)를 포함하며, 돌출부(10) 사이에서 절삭 블레이드 수용 슬롯(12)이 형성되며, 슬롯은 당업계에 공지된 바와 같이 소정의 훅 앵글로 방향지워진다. 돌출부(10) 각각은 외면(14)을 가지고 최소 하나 그리고 바람직하게는 모든 돌출부 외면(14)은 통상 장방형의 돌기부(16)를 포함하며, 이는 아래에서 설명되는 것과 같은 클램핑 링의 각각의 수용 슬롯에 일반적으로 대응한다.

커터 헤드의 정면(4)은 축선(T)에 대하여 동심으로 위치된 환형의 움푹한 부분(18)을 더 포함할 수 있다. 피니언 절삭과 같은 절삭 공정에서, 간섭이 공작물과 절삭공구의 면 사이에서 발생할 수 있다. 환형의 움푹한 부분(18)을 포함하므로써, 충분한 클리어런스는 공구와 공작물이 간섭없이 절삭을 위해 적절하게 위치결정되는 것을 허용하도록 만들어진다.

도 5는 두개의 연속된 블레이드 수용 슬롯(12)의 확대도이지만, 이하의 설명은 커터 헤드의 모든 슬롯에 적용된다. 슬롯 각각은 대향하는 제 1 및 제 2 측면(20,22)으로 구성된다. 또한 각 슬롯은 제 1 장착면(24) 및 제 2 장착면(26)으로 구성되는 내단부를 포함한다.제 1 및 제 2 장착면(24,26)은 제 1 장착면(24)이 제 1 측면(20)에 대하여 90도 이하의 각인 각도(A)로 뻗어있고, 제 2 장착면(26)이 제 2 측면(22)에 대하여 90도 이하의 각인 각도(B)로 뻗어있는 상태로 서로를 향하여 뻗어있다. 제 1 및 제 2 장착면(24,26)은 서로를 향하여 뻗어있으며 그리고 "첵(check)"으로 알려진 최심부 홈(28)에서 그 교차선에 못미치고 말단을 가지며, 공구가 적절하게 반복적으로 날카로운 모서리를 가공할 수 없고 더하여 날카로운 모서리가 응력집중을 야기하기 때문에 이 첵은 장착면을 다듬질할 때 가공 클리어런스를 제공하는 역할을 한다.

바람직하게는, 제 1 측면(20)이 제 2 측면(22)을 커터 회전방향 화살표(R)에 의해 도시된 것과 같은 절삭방향으로 앞서갈 때, 각도(A)는 60도 정도가 되며 그리고 각도(B)는 30도 정도가 된다. 물론, 회전방향이 나타낸 것과 반대로 되면, 장착면의 각방위는 반대로 될 것이다. 모든 경우에서, 더 가파른 장착면(도 5의 경우 26)이 나머지 장착면보다 더 큰 절삭력을 흡수하도록 위치결정되는 것이 바람직하다. 더 가파른 면은 절삭력의 더 많은 부분을 커터 헤드의 중심을 향하여 내부로 향하게 하며 따라서 돌출부 상에 부가되는 접선방향 힘이 덜하기 때문에 돌출부(10) 사이에서 나타나는 크랙의 경향을 감소시킨다. 이와 같이, 절삭 블레이드의 배면은 더 가파른 장착면에 대하여 위치결정되어야만 한다.

커터 헤드의 강도를 조사하기 위하여, 아래의 커터 헤드가 검토되어야 한다.

(1)전체적으로 장방형의 슬롯을 가지는 커터 헤드,

(2)각각이 그 인접한 측면에 대하여 45도로 방향지워진 내부 끝의 블레이드 장착면을 가지는 전술한 WO 97/39851호의 커터, 그리고,

(3)전술한 바와 같이, 그 인접하는 측면에 대하여 60도(각도 A) 및 30도(각도 B)로 방향지워진 내부 끝 블레이드 장착면을 가지는 본 발명의 커터 헤드.

시험은 절삭 블레이드를 상기 커터 헤드 각각의 슬롯에 장착하고 실제 절삭에 필적하도록 절삭 블레이드의 절삭 에지상에 적절한 방향으로 힘을 가함으로써 실행된다. 힘은 크랙이 커터 헤드에 나타날 때까지 각 커터 헤드 상에서 증가된다. 종래의 커터 헤드(1)는 4,800 파운드의 힘에서 크랙을 나타낸다. 한편, 45도 장착면을 가진 커터 헤드(2)는 6,100 파운드에서 크랙이 발생한다. 본 발명의 커터 헤드(3)는 9,200 파운드에서 크랙이 발생하며, 따라서 다른 두개의 커터 헤드에 대하여 강도면에서 상당한 증가를 명확히 보여준다.

각 블레이드 수용 슬롯(12)은 바람직하게는 각 측면과 그 장착면의 교차부에서 제 1 쇼울더(30)와 제 2 쇼울더(32)를 더 포함한다. 이 쇼울더의 목적은 절삭 블레이드(34)와 수용 슬롯(12)의 제 1 및 제 2 측부 사이에서 작은 크기의 클리어런스(C)(예를 들면, 0.005 인치(0.127mm) 정도)를 제공하는 것이다. 도 6에 잘 나타나 있다. 이 장치에 의해, 절삭 블레이드(34)와 수용 슬롯(12) 사이의 모든 접촉은 장착면(24,26)에서 일어나며 따라서 이 장착면에 대한 절삭 블레이드의 확실한 장착을 가져온다.

클램핑 링(40)은 그 저면도를 도시하는 도 7에 나타낸 바와 같이 커터 몸체부재(2) 둘레에서 위치결정된다. 클램핑 링(40)은 400°F(204°C) 정도로 가열되어, 가열된 링이 커터 몸체부재(2)에 대하여 위치되는 것을 허용하도록(도 9) 링 직경이 충분히 팽창한다. 냉각할 때, 링 직경은 수축하며 따라서 커터 몸체부재(2)에 클램핑 링(40)을 부착시킨다. 클램핑 링(40)은 커터 몸체부재의 둘레에 위치되어 돌출부(10) 외면(14)상의 돌기부(16)가 클램핑 링(40)의 내부에 위치된 각각의 슬롯(42)으로 삽입된다(도 10). 일단 돌기부(16)가 수용 슬롯(42) 내로 삽입되면, 돌기부(16) 및 수용 홈(42)은 도 10의 52에 의해 나타낸 바와 같이 함께 점용접되어서, 커터 몸체부재(2)로의 클램핑 링(40)의 부착을 더 확실히 하며 그리고 절삭작업 동안의 두 구성요소 사이의 어떠한 상대운동도 방지한다. 예시를 위한 목적으로, 도 9 및 도 10에서 두개의 절삭 블레이드 블랭크(34)는 수용 슬롯에서 위치되어 도시되어 있다.

또한 도 8에 도시된 바와 같이 내부 채널(44)은 클램핑 링(40)에 포함되어 있다. 아래에서 설명될 블레이드 클램핑 수단은 나사진 구멍(46)을 통해 뻗어있는 스크루에 의해 위치결정된다. 이 장치에 의해, 클램핑 수단은 스크루가 후퇴되며 따라서 절삭 블레이드가 수용 슬롯(12) 내로 삽입되고 이로부터 제거되는 것이 허용될 때 클램핑 수단이 수용 슬롯으로부터 떨어짐없이 채널에서 유지될 수 있다. 또한 수용 슬롯(42)은 도 8에 나타나 있으며, 이 안으로 돌기부(16)가 클램핑 링(40)이 커터 몸체부재(2) 둘레에 위치될 때 삽입된다. 클램핑 링은 상면(48)과 함께 테이퍼진 저면(50)을 포함하며, 이는 커터 헤드의 중량을 감소시킬 뿐만아니라, 커터 헤드를 이동시키기 위해 잡는 편리한 핸들을 형성한다.

절삭 블레이드 클램핑 수단은 도 11 내지 도 14에 나타나 있다. 클램핑 블록(60)은 도 11에 나타나 있으며 이 클램핑 블록은 클램핑되지 않은 위치에서 도시되어 있다. 클램핑 블록은 절삭 블레이드와 접촉하는 정면(70) 및 배면(72)을 포함한다. 클램핑 수단은 도 14에 도시된 바와 같이 클램핑 스크루(66)의 머리부분(64)을 수용하도록 클램핑 블록(60)과 일체로 된 하우징(62)을 포함한다. 클램핑 스크루(66)의 나사진 부분은 목부분(68)을 통해 머리부분(64)에 연결되어 있다. 수용 하우징(62)은 전체적으로 박스와 같은 형상으로 구성되며 개방 저면 및 정면부(74)가 그에 형성된 반원형 개구부(76)(도 12)를 가진다. 반원형 개구부(76)는 클램핑 스크루(66)의 목부분(68)에 대해 끼워맞춤되도록 충분히 크지만 이를 통한 큰 직경 머리부분(64)의 통과를 방지하도록 충분히 작다. 클램프 블록의 상면(79)은 도 12에 도시된 바와 같이 커터 헤드에서 수용 슬롯(12)의 훅 앵글과 들어맞는 크기로 각이 질 수 있다.

수용 하우징(62) 내에서, 클램프 블록(60)의 배면(72)은 도 13에서 78로 나타낸 바와 같이 정면(70)과 필수적으로 평행하게 가공되어야만 하는 것이 이해되어야 한다. 이것은 클램프 스크루(66)의 머리부분(64)이 도 15에서 도시한 바와 같이 수용 슬롯(12)의 위치내로 절삭 블레이드를 클램핑할 때 배면(72)에 대하여 평행하게 장착되는 것을 허용한다.

커터 헤드의 수용 슬롯(12) 내로 절삭 블레이드를 삽입하거나 제거하는 것이 필요할 때, 클램핑 스크루(66)는 클램핑 링(40)으로부터 그것을 후퇴시키도록 회전된다. 이 운동은 머리부분(64)이 수용 하우징(62)의 정면(74)의 내면과 맞물리는 결과를 가져오며 따라서 클램프 블록(60)을 클램핑 링(40)의 내면을 향하여 이동시킨다. 수용 하우징(74)은 도 14에서 보여질 수 있는 바와 같이 클램핑 링(40)의 내부 채널(44) 내로 끼워맞춤되도록 크기를 가진다. 클램프 블록(60)의 배면(72)은 도 13에 보여진 바와 같이 각이 진 표면이며, 이는 클램핑 링(40)의 내면의 곡률과 가까우며 이에 의해 클램프 블록(60)의 배면(72)이 클램핑 링(40)의 내면에 대하여 위치결정되는 것이 허용된다. 이 장치에 의해, 충분한 클리어런스는 커터 헤드의 수용 슬롯(12)에서 클램프 블록(60)의 위치를 유지하는 동안에 수용 슬롯으로부터 절삭 블레이드를 삽입 및/또는 제거하도록 제공된다.

클램핑 블록(60)의 정면(70)의 형태는 전술한 WO 97/39851호에 개시된 것과 유사하며, 이는 정면(70)의 형태가 전체적으로 오목한 형상이며 바람직하게는 무심 담금질 스프링 강으로 만들어진다는 점에 그러하다. 절삭 블레이드에 대하여 클램핑될 때, 이 형태의 이점은 그것이 절삭 블레이드에 대하여 그 본래의 오목한 형상으로부터 본질적으로 평평한 형태로 탄성적으로 일그러질 때 클램핑 블록(60)의 단부에서 발생되는 증가된 힘 및 클램핑 블록(60)의 형태로 인하여 클램핑력이 클램핑 블록(60)의 단부에서 존재할 뿐만아니라 클램핑력이 클램핑 스크루(66)의 힘과 선상에 있다는 것이다. 또한, 클램핑력에 더하여 마찰력은 단부 및 클램프 스크루를 클램핑력 사이에서 존재하며 이는 커터 헤드 슬롯에서 절삭 블레이드를 그 위치에 고정하는 것을 도와준다. 오목 형상이 펴진 후에, 토크의 증가가 클램핑 스크루 상에서 일어난다. 이것은 정지신호로 감지되며, 그러므로 토크 렌치가 불필요하다.

도 11의 클램핑 블록에 의해, 클램프 스크루 및/또는 부착 수단이 클램프 블록의 길이방향을 따라 비대칭적으로 위치되며 따라서 클램프 블록의 단부에서 다른 클램프 압력이 제공된다는 것을 알 수 있다. 이 장치는 절삭 블레이드의 상당한 길이가 커터 헤드의 면을 지나 뻗어있는 상황과 같이 부가적인 클램핑 압력이 절삭 블레이드의 절삭 단부 근처에서 요구될 때 유익하다.

오목한 클램프 블록은 클램프 블록과 절삭 블레이드 사이의 클램프 힘 및 압력 분포를 제어한다. 주로, 오목한 클램프 블록의 곡률반경이 제어 파라미터이며 그리고 이것은 클램프 블록의 곡률반경을 변화시킴으로써 클램핑 압력을 제어하는 "빌트-인" 메카니즘을 허용한다. 클램프 블록의 클램핑력을 제어함으로써, 허용 최대 클램프 힘은 클램프 블록 내에서 설계될 수 있으며, 이는 절삭력이 최대 클램핑력보다 클 때와 같이 과도할 때 커터 헤드 슬롯에서 절삭 블레이드의 이동을 허용하며 따라서 커터의 손상을 방지한다.

도 15는 본 발명의 커터 헤드에서의 위치로 클램핑된 절삭 블레이드(80,82)를 도시한다. 클램프 스크루(66)는 안쪽으로 회전되어져 있으며 따라서 수용 하우징(62) 내에서 면(78)과 클램프 스크루 머리부분(64)을 맞물림하며 이에의해 내부 채널(44)로부터 안쪽방향으로 수용 하우징(62)을 이동시키며 한편 동시에 절삭 블레이드(80,82)의 측면과 접촉하도록 안쪽으로 클램프 블록(60)을 이동시킨다.

절삭 블레이드(80,82)는 각 레이크면(84,86)이 대향하는 방향으로 경사진 채 도 15에 도시되어 있으며, 이에 의해 도시된 바와 같이 커터 회전방향(R)이 주어질 때 절삭 블레이드(80)는 외부 절삭 블레이드이며 그리고 공작물의 오목한 치 플랭크를 절삭하는 한편 절삭 블레이드(82)는 내부 절삭 블레이드이며 그리고 공작물의 볼록한 치 플랭크를 절삭한다는 것을 당업자는 이해할 수 있다.

본 발명의 절삭공구의 수용 슬롯(12)에 대하여 위치결정에 적절한 절삭 블레이드 블랭크(88)가 도 16에 도시되어 있다. 절삭 블레이드의 전체 형태는 전술한 WO 97/39851호에서 나타난 것과 같으며, 앞에서 언급한 간행물의 경우에 바람직하게는 장착면(96,98) 각각이 그 각각의 측면(90,92)에 대하여 45도로 방향지워져 있는 반면에 장착면이 도 17에 보여진 바와 같이 각도(A)가 60도로 그리고 각도(B)가 30도로 방향지워져 있는 점에서 차이가 있다. 이 각도는 도 5 및 도 6에서의 블레이드 수용 슬롯(12)의 장착면(24,26)에 대하여 도시된 각도(A,B)에 대응한다. 절삭 블레이드 블랭크(88)는 외단면(94) 및 내단면(100)을 더 포함한다.

절삭 블레이드 블랭크(88)는 하나 또는 그 이상의 Co, Ti, 및 Ta를 가지는 K-P등급 WC 또는 파인 그레인 또는 울트라-파인 그레인 K-등급 WC-Co와 같은 카바이드 또는 고속도 공구강(예를들면 M4)과 같은 적절한 공구재료로 만들어질 수 있다.

도 18 및 도 19는 레이크면(84,86)(도 15에 도시)을 가지는 절삭 블레이드(80,82)의 단면도를 확대된 형태로 도시하며, 점선이 도시된 레이크면을 형성하도록 도 16 및 도 17의 블레이드 블랭크와 같은 블레이드 블랭크로부터 제거되는 재료를 의미한다. 물론, 단부(102)는 그 위에 형성된 절삭 및 클리어런스 측 윤곽면을 가질 수 있다. 또한 각도(A)는 레이크면(84 또는 86)이 존재한다면 측면(92)에 대하여 측정될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.

도 20은 그 단면이 도 18에 도시되어 있는 종류의 절삭 블레이드(80)를 도시한다. 절삭 블레이드(80)는 절삭측 윤곽면(108)을 포함하며 이는 정면 레이크면(84)과의 교차부에서 절삭 에지(110)를 형성한다. 클리어런스측 윤곽면(도시 생략)은 절삭 블레이드(80)의 대향하는 측에 형성되어 있으며 정면 레이크면 (84) 및 장착면(96)과 그 교차선이 각각 클리어런스 에지(112,114)를 형성한다. 또한 절삭 블레이드(80)는 릴리프 각도(α)로 방향지워진 팁(116)을 포함한다. 요구된다면, 절삭 블레이드(80)는 전술한 미국특허 제4,575,285호로부터 공지된 바와 같이 제 2 절삭 에지를 형성하기 위하여 블레이드의 정면에서 길이방향으로 뻗어있는 슬롯을 더 포함할 수 있다.

도 15에 도시된 커터 회전의 방향이 반대로 된다면, 도 16에 도시된 바와 같은 절삭 블레이드 블랭크(88)는 단부에 대해 단부가 180도 회전되며(단부(102)와 단부(104)가 반대로 된다) 따라서 절삭 및 클리어런스 윤곽면은 단부(104)상에서 형성된다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명이 바람직한 실시예를 참고로 하여 설명되었지만 본 발명은 이의 구체예에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 첨부된 청구범위의 정신과 범위를 벗어남이 없이 주요내용이 관련된 분야에서의 당업자에게 명확한 변형을 포함하는 것을 의도하고 있다.

Claims (23)

1. 치형 공작물을 생산하기 위한 절삭공구에 있어서, 전체적으로 원형의 형상, 정면, 배면, 그리고 회전 축을 가지는 커터 몸체부재; 상기 커터 몸체 둘레에서 뻗어있는 클램핑 링; 그리고 적어도 하나의 절삭 블레이드로 구성되며,

   상기 커터 몸체부재는 상기 커터 몸체 둘레에서 서로로부터 이격되어 배치된 복수개의 독립된 돌출부로 구성되는 바깥부분을 가지며, 연속된 돌출부 사이의 공간은 절삭 블레이드를 위한 수용 슬롯을 형성하고,

   상기 독립된 돌출부 각각은 외면으로 더 구성되며 적어도 하나의 상기 외면이 상기 외면으로부터 바깥으로 돌출한 키를 포함하고,

   상기 클램핑 링은 적어도 하나의 키홈을 포함하며 상기 적어도 하나의 외면상의 상기 키가 상기 적어도 하나의 키홈에서 위치결정되고,

   상기 적어도 하나의 절삭 블레이드는 적어도 하나의 상기 블레이드 수용 슬롯에서 위치결정되는 것을 특징으로 하는 치형 공작물을 생산하기 위한 절삭공구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 블레이드 수용 슬롯 각각은 대향하는 제 1 및 제 2 측면과 내단부로 구성되며, 상기 내단부가 한 쌍의 각이진 장착면을 가지며, 상기 장착면의 하나가 상기 제 1 측면으로부터 뻗어있으며 그리고 상기 장착면의 나머지 하나가 상기 제 2 측면으로부터 뻗어있으며 상기 각이진 장착면이 서로를 향하여 뻗어있으며, 상기 각이진 장착면 각각이 그 각각의 측면에 대하여 90도 보다 작은 각도로 방향지워지는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
3. 제 2 항에 있어서, 커터 회전의 방향에 대하여 상기 제 1 측면은 상기 제 2 측면을 앞서가며 그리고 상기 제 1 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도는 제 2 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도보다 큰 것을 특징으로 하는 절삭공구.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도는 60도 정도이며 그리고 제 2 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도는 30도 정도인 것을 특징으로 하는 절삭공구.
5. 치형 공작물을 생산하기 위한 절삭공구에 있어서, 전체적으로 원형의 형상, 정면, 배면, 그리고 회전 축을 가지는 커터 몸체부재; 상기 커터 몸체 둘레에서 뻗어있으며 그리고 상기 환형 돌출부로 고정되는 클램핑 링; 그리고 적어도 하나의 절삭 블레이드로 구성되며,

   상기 커터 몸체부재는 상기 커터 몸체 둘레에서 서로로부터 이격되어 배치된 복수개의 독립된 돌출부로 구성되는 바깥부분을 가지며, 연속된 돌출부 사이의 공간은 절삭 블레이드를 위한 수용 슬롯을 형성하고,

   상기 블레이드 수용 슬롯 각각은 대향하는 제 1 및 제 2 측면과 내단부로 구성되며, 상기 내단부가 한쌍의 각이진 장착면을 가지며, 상기 장착면의 하나는 상기 제 1 측면으로부터 뻗어있으며 그리고 상기 장착면의 나머지 하나는 상기 제 2 측면으로부터 뻗어있으며 상기 각이진 장착면은 서로를 향하여 뻗어있으며, 상기 각이진 장착면 각각은 그 각각의 측면에 대하여 90도 보다 작은 각도로 방향지워지고,

   상기 적어도 하나의 절삭 블레이드는 적어도 하나의 상기 블레이드 수용 슬롯에서 위치결정되며, 측면을 가지며 이 측면부분이 상기 각이진 장착면의 부분과 상보하는 형상으로 되는 것을 특징으로 하는 치형 공작물을 생산하기 위한 절삭공구.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 독립된 돌출부 각각은 외면으로 더 구성되며 적어도 하나의 상기 외면이 상기 외면으로부터 바깥으로 돌출한 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도는 60도 정도이며 그리고 제 2 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도는 30도 정도인 것을 특징으로 하는 절삭공구.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절삭 블레이드는 제 1 측면에 대하여 60도 정도의 각도로 방향지워지며 그리고 블레이드 수용 슬롯의 제 1 각이진 상보하는 제 1 각이진 장착면으로 구성되며, 제 2 측면에 대하여 30도 정도의 각도로 방향지워지며 그리고 블레이드 수용 슬롯의 제 2 각이진 장착면과 상보하는 제 2 각이진 장착면으로 더 구성되는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
9. 치형 공작물을 생산하기 위한 절삭공구에 있어서, 회전축 및 복수개의 블레이드 수용 슬롯을 가지는 커터 몸체부재와 적어도 하나의 상기 블레이드 수용 슬롯에서 위치결정되는 적어도 하나의 절삭 블레이드로 구성되며,

   상기 블레이드 수용 슬롯 각각은 대향하는 제 1 및 제 2 측면과 내단부로 구성되며, 상기 내단부가 한쌍의 각이진 장착면을 가지며, 상기 장착면의 하나가 상기 제 1 측면으로부터 뻗어있으며 그리고 상기 장착면의 나머지 하나가 상기 제 2 측면으로부터 뻗어있으며 상기 각이진 장착면이 서로를 향하여 뻗어있고,

   커터 회전의 방향에 대하여 상기 제 1 측면은 상기 제 2 측면을 앞서가고, 그리고 상기 제 1 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도는 60도 정도이며 그리고 제 2 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도는 30도 정도이고,

   상기 적어도 하나의 절삭 블레이드는 측면을 가지며 이 측면의 부분이 상기 각이진 장착면의 부분과 상보하는 형상으로 되는 것을 특징으로 하는 치형 공작물을 생산하기 위한 절삭공구.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절삭 블레이드는 제 1 측면에 대하여 60도 정도의 각도로 방향지워지며 그리고 블레이드 수용 슬롯의 제 1 각이진 장착면과 상보하는 제 1 각이진 장착면으로 구성되며, 제 2 측면에 대하여 30도 정도의 각도로 방향지워지며 그리고 블레이드 수용 슬롯의 제 2 각이진 장착면과 상보하는 제 2 각이진 장착면으로 더 구성되는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
11. 제 9 항에 있어서,상기 내단부는 상기 제 1 및 제 2 각이진 장착면 사이에서 뻗어있는 끝면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
12. 치형물품을 생산하기 위한 절삭공구의 커터 몸체부재에 있어서, 전체적으로 원형의 형상으로 구성되며 그리고 정면, 배면, 그리고 회전축을 가지며,

    상기 커터 몸체부재는 상기 커터 몸체 둘레에서 서로로부터 이격되어 배치되는 복수개의 독립된 돌출부로 구성되는 바깥부분을 가지며, 연속된 돌출부 사이의 공간은 절삭 블레이드를 위한 수용 슬롯을 형성하고,

    상기 독립된 돌출부 각각은 외면으로 더 구성되며 적어도 하나의 상기 외면이 상기 외면으로부터 바깥으로 돌출한 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 치형물품을 생산하기 위한 절삭공구의 커터 몸체부재.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 정면에서 환형의 움푹한 부분으로 더 구성되며, 상기 환형의 움푹한 부분은 상기 바깥부분의 방사상 안쪽으로 그리고 상기 축과 동심으로 배치되는 것을 특징으로 하는 커터 몸체부재.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 독립된 돌출부 각각은 그 각각의 외면으로부터 돌출한 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 커터 몸체부재.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 블레이드 수용 슬롯 각각은 대향하는 제 1 및 제 2 측면과 내단부로 구성되며, 상기 내단부가 한쌍의 각이진 장착면을 가지며, 상기 장착면의 하나가 상기 제 1 측면으로부터 뻗어있으며 그리고 상기 장착면의 나머지 하나가 상기 제 2 측면으로부터 뻗어있으며 상기 각이진 장착면이 서로를 향하여 뻗어있고, 상기 각이진 장착면 각각이 그 각각의 측면에 대하여 90도 보다 작은 각도로 방향지워지는 것을 특징으로 하는 커터 몸체부재.
16. 제 15 항에 있어서, 커터 회전의 방향에 대하여 상기 제 1 측면은 상기 제 2 측면을 앞서가며 그리고 상기 제 1 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도는 제 2 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도보다 큰 것을 특징으로 하는 커터 몸체부재.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도는 60도 정도이며 그리고 제 2 측면과 이에 대한 각이진 장착면 사이의 각도는 30도 정도인 것을 특징으로 하는 커터 몸체부재.
18. 전체적으로 원형의 형상, 정면, 배면 그리고 회전축을 가지는 커터 몸체부재 둘레에서 위치결정가능한 커터 링 부재에 있어서,

    제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 소정의 높이로 뻗어있는 외면;

    상기 외면의 안쪽으로 배치되며 그리고 상기 외면과 전체적으로 평행한 내면;

    쇼울더면; 그리고

    테이퍼진 저면으로 구성되며,

    상기 커터 몸체부재는 상기 커터 몸체 둘레에서 서로로부터 이격되어 배치되는 복수개의 독립된 돌출부로 구성되는 바깥부분을 가지며, 연속된 돌출부 사이의 공간은 절삭 블레이드를 위한 수용 슬롯을 형성하고,

    상기 내면은 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 뻗어있으며, 상기 외면의 제 1 단부와 상기 내면의 제 1 단부 사이의 공간이 커터 링의 상면을 형성하고,

    상기 쇼울더면은 상기 내면의 상기 제 2 단부에 인접하여 위치되며, 상기 외면을 향하여 바깥으로 뻗어있으며 그리고 그 안에 적어도 하나의 키홈으로 구성되고,

    상기 테이퍼진 저면은 상기 쇼울더면과 상기 외면의 상기 제 2 단부 사이에서 각이져서 뻗어있는 것을 특징으로 하는 커터 링 부재.
19. 커터 헤드에서 하나 또는 그 이상의 절삭 블레이드를 고정하기 위한 클램핑 수단에 있어서, 상기 커터 헤드에서 하나 또는 그 이상의 절삭 블레이드를 맞물림하기 위한 클램프 블록으로 구성되며,

    상기 클램프 블록은 길이방향의 오목한 형상을 클램핑되지 않은 조건에서 가지며 그리고 상기 클램핑 수단을 상기 커터 헤드의 부분에 부착하기 위한 부착 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 커터 헤드에서 하나 또는 그 이상의 절삭 블레이드를 고정하기 위한 클램핑 수단.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 부착 수단은 상기 클램핑 블록의 길이를 따라 비대칭적으로 상기 클램핑 블록에 고정되는 것을 특징으로 하는 클램핑 수단.
21. 전체적으로 원형의 형상, 정면, 배면 그리고 회전축을 가지는 커터 몸체부재 내로 삽입가능한 절삭 블레이드에 있어서, 팁, 정면 및 배면, 상기 정면 및 배면 사이에서 뻗어있는 면으로 구성되는 제 1 측부, 제 1 및 제 2 각이진 부분으로 구성되는 제 2 측부, 절삭 윤곽면, 그리고 클리어런스 윤곽면으로 구성되고,

    상기 커터 몸체부재는 상기 커터 몸체 둘레에서 서로로부터 이격되어 배치되는 복수개의 독립된 돌출부를 가지며, 연속된 돌출부 사이의 공간은 절삭 블레이드를 위한 수용 슬롯을 형성하고,

    상기 제 1 각이진 부분은 상기 정면으로부터 뻗어있으며 그리고 상기 제 2 각이진 부분은 배면으로부터 뻗어있으며, 상기 각이진 부분은 서로를 향하여 뻗어있으며, 상기 제 1 각이진 부분이 상기 배면에 대하여 60도 또는 30도 중의 하나의 각도로 배치되며 그리고 상기 제 2 각이진 부분은 상기 배면에 대하여 60도 또는 30도 중의 나머지 하나의 각도로 배치되고,

    상기 절삭 윤곽면은 상기 길이의 단부에서 상기 제 1 및 제 2 측부 중의 하나 위에 위치되며, 상기 절삭 윤곽면은 상기 정면으로부터 상기 배면으로 뻗어있으며, 제 1 절삭 에지는 상기 절삭 윤곽면과 상기 정면의 교차선에서 형성되고,

    상기 클리어런스 윤곽면은 상기 길이의 상기 단부에서 상기 제 1 또는 제 2 측부 중의 나머지 하나에 위치되며, 상기 정면으로부터 상기 배면으로 뻗어있으며, 클리어런스 에지는 상기 절삭 윤곽면과 상기 정면의 교차선에서 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 블레이드.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 각이진 면 사이에서 뻗어있는 끝면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 블레이드.
23. 제 21 항에 있어서, 소정의 레이크 각도로 방향지워지는 상기 정면의 적어도 일부분으로 더 구성되는 것을 특징으로 하는 절삭 블레이드.