KR20020019387A - 복합공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선삭 및 밀링가공이 가능한 공작기계에 장착되는 복합공구에 관한 것으로서,

본체(21a)를 갖고, 본체에 선삭가공용 인서트(22, 23, 26)를 장착하는 동시에, 본체에 밀링가공용 인서트(22, 25)나 드릴가공용 인서트(22, 25)를 장착하며, 본체에 장착된 인서트에 의해 공구교환을 실시하는 일 없이 선삭 및 드릴/밀링가공을 함께 실시할 수 있도록 하여 구성되고, 공구교환을 실시하는 일 없이 선삭 및 드릴/밀링가공을 실시할 수 있어서 공구교환의 시간 및 수고를 덜은 형태에서의 효율적인 가공이 가능하게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

복합공구{COMPLEX TOOL}

본 발명은 선삭가공이나 밀링가공이 가능한 복합가공공작기계에 장착되는 공구이며, 단일한 홀더부에 복수의 인서트가 장착되고, 1개의 공구로 선삭가공과 드릴/밀링가공 등의 회전공구가공을 실시할 수 있는 복합공구에 관한 것이다.

종래 이 종류의 공작기계에 있어서는, 공구가 선삭가공용 공구와 드릴/밀링가공용 공구로 구분되어 있으며, 가공내용이 변환할 때마다 절삭공구대에 장착된 공구를 앞으로 실시해야 할 가공에 적용시켜서 착탈교환함으로써 가공을 실시하고 있다.

이러한 공작기계는 가공내용이 변화할 때마다 공구교환동작이 필요하게 되어 공구교환에 시간을 요하고, 그만큼 가공효율이 저하하는 불합리가 있다. 그래서 복수의 공구를 장착한 복합공구를 사용하여 공구교환의 수고를 덜어서 가공효율을 향상시키고자 하는 제안이 이루어지고 있다.

그러나 종래의 복합공구는 복수의 바이트를 그대로 원통형의 홀더케이스 등에 장착한 것이기 때문에 해당 복합공구는 대직경화해 버린다. 또 복수종류의 선삭가공은 할 수 있지만, 드릴/밀링가공을 실시할 수는 없다는 문제가 있다.

그래서 본 발명은 상기 사정을 감안하여 소직경이고, 또한 1개로 복수종류의 선삭가공과 드릴/밀링가공을 실시할 수 있는 복합공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1의 발명은, 선삭 및 밀링가공이 가능한 공작기계에 장착되는 복합공구에 있어서,

선단에 인서트가 착탈 자유롭게 장착되는 막대상의 본체를 갖고,

상기 본체에 해당 본체의 외주부로부터 본체축심방향을 향하여 오목부를 상기 본체의 선단부로부터 축심방향을 따라서 형성하고,

상기 본체에 인서트장착면을 상기 오목부를 끼우는 형태로 복수 형성하며,

해당 인서트장착면에 상기 인서트를 직접 장착하여 구성된다.

청구항 1의 발명은, 본체의 외주부로부터 본체축심방향을 향하여 형성된 오목부에 인서트장착면을 해당 오목부를 끼우는 형태로 복수 형성하고, 해당 인서트장착면에 인서트를 직접 장착하는 것에서 복수의 인서트를 본체에 고밀도로 배치할 수 있고, 복수의 인서트를 장착해도 복합공구의 외경을 소형화할 수 있으며, 해당 복합공구를 이용한 내경, 엔드밀가공을 작은 구멍직경으로부터 실시할 수 있어서 효율 좋은 가공이 가능하게 된다.

또 1개의 오목부에 의해 해당 오목부에 배치된 2개의 인서트의 절삭부스러기를 배출할 수 있다. 그에 따라 복합공구를 더욱 소형화할 수 있다. 또 공구직경을 소형화할 수 있기 때문에 해당 복합공구의 고속회전에 의한 가공의 안정성이 향상한다.

청구항 2의 발명은, 상기 오목부는 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하여 구성된다.

청구항 2의 발명은, 복수의 오목부를 구비하고, 각 오목부에 복수의 인서트를 구비할 수 있기 때문에 보다 많은 종류의 가공을 실시할 수 있다.

청구항 3의 발명은, 상기 오목부를 끼우는 형태로 배치된 인서트는 서로 그 절삭방향이 역방향으로 되도록 상기 인서트장착면에 장착되어 구성된다.

청구항 3의 발명은, 오목부를 끼우는 형태로 배치된 인서트는 서로 그 절삭방향이 역방향으로 되도록 상기 인서트장착면에 장착되어 있기 때문에 오목부를 공용한 형태에서의 인서트의 대향배치가 가능하게 되어 고밀도의 인서트배치가 가능하게 된다.

청구항 4의 발명은, 상기 본체에는 상기 인서트에 대한 릴리프가 형성되어 있는 것을 특징으로 하여 구성된다.

청구항 4의 발명은, 복합공구의 본체에 인서트에 대한 릴리프를 구비하고 있기 때문에 본 복합공구는 가공을 실시할 때에 사용하는 인서트가 워크에 간섭하는 일 없이 가공을 실시할 수 있다.

청구항 5의 발명은 청구항 2의 발명에 있어서, 상기 복수의 오목부에 배치된 복수의 인서트 중 동일한 절삭방향을 갖는 적어도 2개의 인서트는 그 날끝이 상기 본체의 축심에 대하여 동등한 거리에 배치되어 있는 것을 특징으로 하여 구성된다.

청구항 5의 발명은, 동등한 거리에 배치된 적어도 2개의 인서트를 이용하여 적어도 2개의 인서트의 날끝거리에 대응한 직경의 드릴가공이 가능하게 될 뿐만 아니라 밀링가공도 복수의 인서트를 효율적으로 활용한 형태로 실행할 수 있다.

청구항 6의 발명은 청구항 2의 발명에 있어서, 상기 인서트는 상기 인서트의날끝이 상기 본체의 축심을 중심으로 하는 방사면상으로부터 소정 거리, 상기 오목측에 오프셋한 형태로 배치되어 있는 것을 특징으로 하여 구성된다.

청구항 6의 발명은, 인서트가 복합공구의 본체의 축심을 중심으로 하는 방사면상으로부터 소정 거리, 상기 오목부측에 오프셋한 형태로 배치되어 있기 때문에 인서트를 장착하는 본체부분의 두께를 두껍게 할 수 있으며, 가공시에 발생하는 응력을 견딜 수 있는 두께를 구비할 수 있어서 진동 등을 방지할 수 있다.

청구항 7의 발명은 청구항 4의 발명에 있어서, 상기 릴리프는 1개의 인서트에 대하여 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하여 구성된다.

청구항 7의 발명은, 각 인서트에 복수의 릴리프가 형성되어 있기 때문에 각 인서트에 대하여 해당 릴리프에 따른 복수의 다른 가공을 설정할 수 있어서 보다 다양한 가공이 가능하게 된다.

청구항 8의 발명은 청구항 4의 발명에 있어서, 상기 릴리프는 상기 본체의 선단에 해당 본체의 중앙부가 움푹 패이는 형태로 형성되어 있는 릴리프를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

청구항 8의 발명은, 본체의 선단에 해당 본체의 중앙부가 움푹 패이는 형태로 릴리프가 형성되기 때문에 해당 릴리프가 드릴가공이나 밀링가공시에 절삭부스러기의 내뿜음을 조장하여 원활한 가공이 가능하게 된다.

청구항 9의 발명은, 선삭 및 밀링가공이 가능한 공작기계에 장착되는 복합공구에 있어서,

본체를 갖고,

상기 본체에 선삭가공용 인서트를 장착하는 동시에,

상기 본체에 밀링가공용 인서트를 장착하고,

해당 본체에 장착된 인서트에 의해 공구교환을 실시하는 일 없이 선삭 및 밀링가공을 함께 실시할 수 있도록 하여 구성된다.

청구항 9의 발명은, 본체에 장착된 선삭가공용 인서트에 의해 선삭가공을, 밀링가공용 인서트에 의해 밀링가공을 실시할 수 있으며, 공구교환을 실시하는 일 없이 선삭 및 밀링가공을 실시할 수 있어서 공구교환의 시간 및 수고를 덜은 형태에서의 효율적인 가공이 가능하게 된다.

청구항 10의 발명은, 선삭 및 공구를 회전시킨 형태의 드릴가공이 가능한 공작기계에 장착되는 복합공구에 있어서,

본체를 갖고,

상기 본체에 선삭가공용 인서트를 장착하는 동시에,

상기 본체에 드릴가공용 인서트를 장착하며,

해당 본체에 장착된 인서트에 의해 공구교환을 실시하는 일 없이 선삭 및 공구를 회전시킨 형태의 드릴가공을 함께 실시할 수 있도록 하여 구성된다.

청구항 10의 발명은, 본체에 장착된 선삭가공용 인서트에 의해 선삭가공을, 드릴가공용 인서트에 의해 드릴가공을 실시할 수 있으며, 공구교환을 실시하는 일 없이 선삭 및 드릴가공을 실시할 수 있어서 공구교환의 시간 및 수고를 덜은 형태에서의 효율적인 가공이 가능하게 된다.

청구항 11의 발명은 청구항 9 또는 10의 발명에 있어서, 상기 인서트는 상기본체에 대하여 착탈 자유롭게 설치되어 있는 것을 특징으로 하여 구성된다.

청구항 11의 발명은, 인서트가 착탈 자유롭게 설치되어 있는 것에 의해 마모나 파손된 인서트를 간단하게 교환할 수 있어서 관리상 매우 편리하다.

청구항 12의 발명은 청구항 9 또는 10의 발명에 있어서, 상기 선삭가공용 인서트는 밀링가공용 인서트를 겸하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

청구항 12의 발명은, 선삭가공용 인서트가 밀링가공용 인서트를 겸함으로써 적은 수의 인서트에 의해 보다 많은 종류의 가공이 가능하게 된다.

청구항 13의 발명은 청구항 9 또는 10의 발명에 있어서, 상기 선삭가공용 인서트는 드릴가공용 인서트를 겸하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

청구항 13의 발명은, 선삭가공용 인서트가 드릴가공용 인서트를 겸함으로써 적은 수의 인서트에 의해 보다 많은 종류의 가공이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 관련되는 복합공구와 그것이 적용되는 복합가공공작기계의 한 예를 나타내는 제어블록도.

도 2는 본 복합공구의 한 예를 나타내는 도면이고, (a)는 정면도, (b)는 (a)의 I화살표시도, (c)는 (a)의 J화살표시도.

도 3은 본 복합공구의 한 예를 나타내는 사시개략도.

도 4는 본 발명에 관련되는 복합공구를 사용했을 때의 드릴가공을 나타내는 개략도.

도 5는 본 발명에 관련되는 복합공구를 사용했을 때의 선삭드릴가공을 나타내는 개략도.

도 6은 본 발명에 관련되는 복합공구를 사용했을 때의 엔드밀가공을 나타내는 개략도.

도 7은 본 발명에 관련되는 복합공구를 사용했을 때의 외경의 선삭거칠음가공을 나타내는 개략도.

도 8은 본 발명에 관련되는 복합공구를 사용했을 때의 외경단면의 선삭거칠음가공을 나타내는 개략도.

도 9는 본 발명에 관련되는 복합공구를 사용했을 때의 외경단면의 선삭거칠음가공을 나타내는 개략도.

도 10은 본 발명에 관련되는 복합공구를 사용했을 때의 (a)는 외경홈가공, (b)는 외경나사가공을 나타내는 개략도.

도 11은 본 발명에 관련되는 복합공구를 사용했을 때의 (a)는 내경홈가공, (b)는 내경나사가공을 나타내는 개략도.

도 12는 본 발명에 관련되는 복합공구를 사용했을 때의 외경홈넣음가공을 나타내는 개략도.

도 13은 본 발명에 관련되는 복합공구를 사용했을 때의 홈따냄가공을 나타내는 개략도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 복합가공공작기계 2: 주제어부

3: 버스선 5: 키보드

6: 시스템프로그램메모리 7: 공구파일

9: 가공프로그램메모리 10: 주축제어부

11: 절삭공구대제어부 12: 디스플레이

13: 주축모터 15: 주축

16: 척 17: 워크

19: 절삭공구대구동모터 20: 절삭공구대

21: 복합공구

22, 23, 25, 26: 인서트

도 1은 본 복합공구가 적용되는 복합가공공작기계의 한 예를 나타내는 제어블록도이다.

복합가공공작기계(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이 주제어부(2)를 갖고 있으며, 주제어부(2)는 버스선(3)을 통하여 키보드(5) 등의 입력부, 시스템프로그램메모리(6), 공구파일(7), 가공프로그램메모리(9), 주축제어부(10), 절삭공구대제어부(11) 및 디스플레이(12)가 접속되어 있다. 주축제어부(10)에는 주축모터(13)가 접속되어 있다. 주축모터(13)에는 화살표 A, B방향, 즉 Z축에 평행하게 설치된 축심(CT)을 중심으로 회전구동위치결정 자유롭게 설치된 주축(15)이접속되어 있으며, 주축(15)에는 워크장착수단의 한 예인 척(16)이 설치되어 있다. 척(16)에는 클램프(16a, 16a)가 외경(D1)의 가공해야 할 워크(17)를 홀딩개방 자유롭게 화살표 C, D방향으로 이동구동 자유롭게 설치되어 있다.

절삭공구대제어부(11)에는 절삭공구대구동모터(19)(복수)가 접속되어 있으며, 절삭공구대구동모터(19)에는 절삭공구대(20)가 해당 절삭공구대구동모터(19)에 의해 Z축 및 Z축으로 직각인 방향인 화살표 E, F방향, 즉 X축방향으로 이동구동 자유롭게 접속되어 있다. 또한 절삭공구대(20)는 절삭공구대구동모터(19)에 의해 X, Z축으로 직각인, 지면과 직각인 방향인 Y축방향으로, 또 해당 Y축을 중심으로 B축방향인 화살표 G, H방향으로 이동구동 자유롭게 설치되어 있다.

절삭공구대(20)에는 공구홀딩부(20a)가 형성되어 있으며, 공구홀딩부(20a)에는 선삭공구, 밀링/드릴가공이 가능한 본 발명에 관련되는 복합공구(21)(상세하게는 후술한다.)가 착탈교환 자유롭게 설치되어 있다. 공구홀딩부(20a)는 상기한 복합공구를 비롯한 공구를 소정의 홀딩상태로 고정홀딩 자유롭게, 또한 회전축(축심)(CT2) 주위로 회전구동위치결정 자유롭게 설치되어 있다. 또한 복합공구(21)의 본체(21a)는 절삭공구대(20)에 장착될 때에 절삭공구대의 회전축(축심)(CT2)과 해당 본체의 축심(「복합공구의 축심」과도 일치한다.)(CT3)이 일치하도록 장착된다.

도 2는 본 복합공구의 한 예를 나타내는 도면이고, (a)는 정면도, (b)는 (a)의 I화살표시도, (c)는 (a)의 J화살표시도이다. 또 도 3은 본 복합공구의 한 예를 나타내는 사시개략도이다.

복합공구(21)는 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이 둥근 막대상이고 도 2(a) 오른쪽측이 테이퍼상으로 형성된 본체(21a)를 갖고 있으며, 본체(21a)는 복합가공공작기계(1)의 공구홀딩부(20a)에 복합공구(21)를 걸어맞추어서 장착하기 위한, 대략 원판상과 측면에서 보아 대략 コ자상으로 이루어지는 걸어맞춤부(21c)(도 2(a) 중앙부근으로부터 오른쪽)를 갖고 있다. 본체(21a)의 선단에는 인서트장착부(21b)가 형성되어 있다.

인서트장착부(21b)에는 오목부(이하 「칩포켓」이라 한다.)(21d, 21d)가 본체(21a)의 선단(21n)으로부터 본체(21a)의 축심(CT3)을 따라서 거리(L1)으로 형성되어 있으며, 각 칩포켓(21d)은 인서트장착부(21b) 부근에서 본체외주부(21p)로부터 깊이(L2)로 L자형의 홈을 형성하는 형태로 형성되어 있다. 칩포켓(21d)은 본체(21a)의 기부, 즉 도 2(a) 오른쪽으로 감에 따라서 그 깊이(12)가 작아지는 형태로 형성되어 있으며, 칩포켓(21d, 21d)은 도 2(c)에 나타내는 바와 같이 본체(21a)의 축심(CT3)을 중심으로 하여 약 90°피치의 대략 점대칭으로 2군데에 형성되어 있다. 또 해당 인서트장착부(21b)의 선단의 본체(21a)에는 각 칩포켓(21d)을 끼우는 형태로 인서트장착부(21q)가 형성되어 있으며, 각 인서트장착면(21q)에는 칩포켓(21d, 21d)에 대향하도록 4개의 인서트(22, 23, 25, 26)가 착탈 자유롭게 각각 장착되어 있다.

4개의 인서트(22, 23, 25, 26) 중 인서트(22, 25)는 그 칩포켓(21d)을 향한 측의 표면에 작용하는 수직인 힘(f)이 도 2(c)의 축심(CT3)을 중심으로 하여 좌회전을 발생하도록 배치되어 있으며, 인서트(23, 26)는 그 칩포켓(21d)을 향한 측의표면에 작용하는 수직인 힘(f)이 도 2(c)의 축심(CT3)을 중심으로 하여 우회전을 발생하도록 배치되어 있다. 즉 인서트(22, 25)와 인서트(23, 26)는 그 절삭가능방향을 서로 역방향으로 한 형태로 배치되어 있으며, 또한 동일한 칩포켓(21d)에 서로 대향하는 형태로 배치되는 인서트(22와 26), 인서트(23과 25)는 그 절삭가능방향을 서로 역방향으로 한 형태로 배치되어 있다.

다른 칩포켓(21d)에 각각 배치되고, 또한 동일한 절삭방향을 갖는 인서트(22)와 인서트(25)는 도 2(c)에 나타내는 바와 같이 그 외주부선단(22a, 25a)과 축심(CT3)까지의 거리가 동등한 거리(L3)로 되도록 장착되어 있다. 이에 따라 복합공구(21)를 축심(CT3) 주위로 회전시키면 인서트(22)와 인서트(25)의 선단(22a, 25a)을 동심원의 궤적상으로 회전시킬 수 있다. 그에 따라 예를 들면 드릴가공이나 밀링가공에 있어서는, 1회전당에 인서트(22, 25)에 의해 2회분의 절삭을 실행할 수 있어서 가공의 효율을 올릴 수 있다.

도 2(c)에 나타내는 바와 같이 인서트(22, 23, 25, 26)의 주변부분에는 각각의 가공에 대응할 수 있도록 릴리프가 형성되어 있다. 인서트(22)의 장착면(21q)측에 있어서는, 본체(21a)의 선단(21n)을 복합공구(21)의 근원(도면 중 지면의 안쪽방향) 및 본체외주부(21p)방향으로 완만하게 경사시킨 릴리프(21f)가 형성되어 있다. 또한 해당 릴리프(21f)에는 해당 릴리프(21f)에 연속하는 형태로 본체(21a)의 외주부(21p)를 향하여 경사시킨 릴리프(21g)가 형성되어 있다.

인서트(23)의 장착면(21q)측에 있어서는, 본체(21a)의 선단(21n)을 복합공구(21)의 근원(도면 중 지면의 안쪽방향)을 향하여 외주부방향으로 완만하게경사시킨 릴리프(21h)가 형성되어 있다. 또한 해당 릴리프(21h)의 외주측은 본체(21a)의 외주부(21p)를 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 소정량(L6)만큼 오프셋한 릴리프(21i)가 형성되어 있다.

인서트(25)의 장착면(21q)측에 있어서는, 본체(21a)의 선단(21n)을 복합공구(21)의 근원(도면 중 지면의 안쪽방향)을 향하여 외주부(21p)방향으로 완만하게 경사시킨 릴리프(21j)가 형성되어 있다.

인서트(26)의 장착면(21q)측에 있어서는, 본체(21a)의 선단(21n)을 복합공구(21)의 근원(도면 중 지면의 안쪽방향)을 향하여 외주부(21p)방향으로 완만하게 경사시킨 릴리프(21k)가 형성되고, 또한 외주부(21p)가 도 2(a)에 나타내는 바와 같이 일부 노치된 형상으로 형성된 릴리프(21l)가 형성되어 있다.

또한 본체(21a)의 선단(21n)의 표면에는 본체(21a)의 중앙부의 축심(CT3) 부근을 중심으로 하여 오목형상으로 되는 릴리프(21m)가 4개의 인서트(22, 23, 25, 26)에 둘러싸이는 형태로 형성되어 있다. 이상에 의해 각 가공시에 각 인서트(22, 23, 25, 26)의 워크(17)에 대한 간섭을 효과적으로 막을 수 있다.

또 각 인서트(22, 23, 25, 26)는 그들 인서트가 인서트장착면(21q)을 통하여 지지되는 인서트지지부(21e)(칩포켓(21d, 21d)으로 끼워진 부분)의, 특히 본체축심(CT3)부 주변의 두께를 확보하기 위해 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 축심(CT3)을 중심으로 하는 방사면(RP)보다도 그 날끝이 인서트지지부(21e)의 두께를 두껍게 하는 방향, 즉 칩포켓(21d)방향으로 소정 오프셋량만큼 어긋나서 배치되어 있다. 즉 인서트(22)는 거리(o), 인서트(23)는 거리(p), 인서트(25)는거리(q), 인서트(26)는 거리(r)만큼 축심(CT3)을 중심으로 하는 방사면(RP)에 대하여 오프셋한 형태로 배치되어 있다.

종래 날끝을 공구중심인 축심(CT3)에 대하여 어긋나게 하는 것은 정확히 날끝을 워크에 접촉시키는 것이 곤란하게 되기 때문에 가공 후의 치수오차 등의 문제를 발생하고 있었는데, 절삭공구대(20)를 Y축방향으로 상기한 오프셋량만큼 이동시켜서 위치결정시킴으로써 날끝을 워크중심(Z축)과 대응한 적정한 위치에 위치결정할 수 있다. 이에 따라 인서트지지부(21e)의 축심(CT3) 중심부근의 두께가 보다 확보되고, 선삭저항에 대한 강도를 얻을 수 있기 때문에 복합공구(21)를 소형화할 수 있다.

또한 드릴가공시에는 복합공구(21)를 회전시키면서 해당 복합공구(21)를 나선상으로 이동하면서 본체(21a)의 직경보다도 커다란 직경의 구멍을 헬리컬가공에 의해 가공한다. 그러나 인서트(22 또는 25)의 날끝을 축심(CT3)까지 연장시킴으로써 날끝(22a, 25d)이 축심(CT3)으로부터 등거리에 배치된 인서트(22, 25)를 이용하여 본체(21a)를 회전시킴으로써 본체(21a)와 대략 동등한, 인서트(22, 25)간의 거리(L5)와 동등한 직경의 구멍을 호칭직경(Nominal-diameter)이 L5인 드릴을 이용하는 것과 마찬가지로 가공할 수 있다.

복합공구(21)에는 칩포켓(21d, 21d)의 경사면상에 걸어맞춤부(21c)의 내경측의 대략 중심부분으로부터 절삭유 등을 첨가하기 위한 구멍(27, 27)이 뚫어 설치되어 있다. 이에 따라 본 복합공구(21)에 있어서는, 예를 들면 내경가공 등의 절삭유를 첨가하기 어려운 가공 중에도 절삭유를 첨가할 수 있다. 또 해당 구멍(27,27)을 인서트장착부(21b)의 선단부분은 아니고 칩포켓(21d, 21d)에 뚫어 설치하는 것으로 해당 선단부의 강도를 확보할 수 있기 때문에 복합공구(21)를 소직경화할 수 있다.

이상과 같이 본 복합공구(21)는 소직경화할 수 있기 때문에 고속회전시에 있어서의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또 소직경의 내경가공이나, 고속회전시킬 수 있기 때문에 드릴/밀링가공도 실시할 수 있다.

본 복합공구(21)는 이상과 같은 구성을 갖기 때문에 복합가공공작기계(1)에 장착하는 것으로 복수의 가공을 실시할 수 있다. 이하 본 복합공구(21)에 의한 가공방법을 도면에 따라서 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이 본 복합공구(21)를 사용하여 가공을 실시하는 경우는 우선 오퍼레이터는 키보드(5)를 조작하여 공지의 자동프로그램의 수법으로 가공데이터를 입력하고, 가공프로그램을 작성해 간다. 이 때 주제어부(2)는 시스템프로그램메모리(6)에 격납된 공지의 자동프로그램에 따라서 오퍼레이터가 입력한 가공데이터에 의거하여 가공프로그램을 작성하고, 해당 작성된 가공프로그램은 가공프로그램메모리(9)에 격납된다.

워크(17)에 관한 가공프로그램이 작성된 곳에서 오퍼레이터는 키보드(5)를 통하여 주제어부(2)에 대하여 워크(17)의 가공을 지령하고, 이것을 받아서 주제어부(2)는 가공프로그램메모리(9)로부터 해당 워크(17)에 관한 가공프로그램을 판독하며, 주축제어부(10) 및 절삭공구대제어부(11)를 적절히 구동하면서 가공을 실행해 간다.

이 때에 사용하는 공구는 가공프로그램에서 지정된다. 주제어부(2)는 가공프로그램에서 사용하는 공구가 지정되면 공구파일(7)을 참조하여 대응하는 공구의 공구데이터를 판독한다. 또한 공구파일(7)에는 가공에 필요한 공구데이터가 일람데이터로서 각 공구에 대하여 설정되어 있다.

즉 복합공구(21)는 이 공구파일(7) 속에 해당 복합공구(21)로 가공할 수 있는 가공내용에 따라서 인서트(22, 23, 25, 26)마다 그 공구홀딩부(20a)의 축심(CT2(CT3)) 주위(A축)의 산출각도가 지정되어 있으며, 이 A축산출각도에 의해 복합공구(21)는 절삭공구대(20)의 공구홀딩부(20a)의 축심(CT2) 주위에(도 3 화살표 K, L방향) 원점각도위치로부터 소정 A축각도 회전구동되고, 이에 따라 인서트가 선택되며, 앞으로의 가공에 사용되는 인서트(22 또는 23 또는 25 또는 26)가 워크에 대하여 소정의 위치에 위치결정된다.

또 공구파일(7)에는 각 인서트(22, 23, 25, 26)의 가공내용마다 해당 인서트(22, 23, 25, 26)로 가공할 때의 B축산출각도가 격납되어 있으며, 이 B축산출각도에 의해, A축각도산출에 의해 소정의 인서트가 선택된 상태에서 해당 선택된 인서트를 이번에는 B축 주위로 회전시켜서 B축각도산출을 실시하고, 인서트를 X-Z평면에 평행한 평면내에서 화살표 G, H방향으로 회전이동시키며, 앞으로 실시할 가공에 적합한 위치에 선택된 인서트를 위치결정한다.

이렇게 하여 A축산출각도 및 B축산출각도를 공구파일(7) 속에서 지정함으로써 복수의 인서트(22, 23, 25, 26)가 장착된 공구를 적절히 선택하여 가공용으로 이용할 수 있다.

절삭공구대제어부(11)는 도시하지 않는 공구교환장치를 구동하여 도시하지 않는 공구매거진으로부터 복합공구(21)를 선택하고, 절삭공구대(20)에 장착한다. 복합공구(21)가 절삭공구대(20)에 장착된 곳에서 절삭공구대제어부(11)는 가공프로그램 속에서 지정된 복합공구(21) 속의 공구(인서트)에 대하여, 공구파일(7)로부터 대응하는 인서트에 관한 공구의 상세데이터를 참조하여 A축산출각도 및 B축산출각도를 판독한다.

절삭공구대제어부(11)는 판독된 A축산출각도 및 B축산출각도에 의거하여 절삭공구대 속에 내장된 도시하지 않는 공구구동모터를 구동제어해서 복합공구(21)를 그 축심(CT3) 주위로 회전하고, 가공에 사용하는 인서트(22, 23, 25, 26)를 선택위치결정하며, 또 B축구동모터를 구동하여 절삭공구대(20)를 화살표 G, H방향으로 이동구동하여 해당 선택된 인서트를 소정의 위치에 위치결정한다.

그 후 주축(15)을 주축구동모터(13)에 의해 소정 회전수로 회전구동시켜서 워크(17)를 회전상태로 하거나, 또는 공구구동모터에 의해 공구홀딩부(20a)를 축심(CT2) 주위로 회전구동하여 복합공구(21)를 회전상태로 한다. 그리고 상기와 같이 가공프로그램에 따라서 주축제어부(10)를 통하여 워크(17), 또는 절삭공구대제어부(11)를 통하여 복합공구(21)를 적절히 구동하면서 가공을 실행해 간다.

이상과 같이 복합가공공작기계(1)에 의해 복합공구(21)의 인서트(22, 23, 25, 26)를 소정의 A축산출각도로 산출위치결정함으로써 선택하고, 또한 복합공구(21)를 B축산출각도로 산출위치결정함으로써 선택된 인서트를 워크에 대하여 소정의 가공위치에 배치하며, 또한 절삭공구대(20)를 X, Z방향으로 적절히 구동하면서 워크(17) 또는 복합공구(21)의 회전수와 회전방향을 구동제어하는 것으로 복수의 가공을 실행할 수 있다.

즉 1개의 복합공구(21)에 의해 복수종류의 선삭가공과 드릴가공/밀링가공을 실시할 수 있기 때문에 종래 필요했던 선삭가공과 드릴/밀링가공의 공구교환시간을 없앨 수 있다.

또 종래는 선삭가공용의 공구와 드릴/밀링가공용의 공구를 별도로 준비할 필요가 있었지만, 본 복합공구(21)는 1개의 공구를 준비하면 좋다. 따라서 복수의 가공을 필요로 할 때에는 공구의 코스트다운을 할 수 있다.

이하 본 발명의 복합공구(21)를 사용했을 때의 실시예를 도면에 따라서 설명한다.

도 4는 본 발명에 관련되는 복합공구를 사용했을 때의 드릴가공을 나타내는개략도, 이하 마찬가지로 도 5는 선삭드릴가공, 도 6은 엔드밀가공, 도 7은 외경의 선삭거칠음가공, 도 8, 도 9는 외경단면의 선삭거칠음가공, 도 10(a)는 외경홈가공, 도 10(b)는 외경나사가공, 도 11(a)는 내경홈가공, 도 11(b)는 내경나사가공, 도 12는 외경홈넣음가공, 도 13은 홈따냄가공을 나타내는 개략도이다.

도 4에 나타내는 바와 같이 드릴가공을 실행하는 경우에는 상기한 가공프로그램에 따라서 B축구동모터에 의해 절삭공구대(20)를 화살표 G, H방향으로 구동하고, 축심(CT3)의 각도를 0°(이하 주축(15)의 축심(CT)과 평행한 축심(CT3)의 각도를 0°로 한다.)로 위치결정한다. 워크(17)는 주축제어부(10)에 의해 주축(15)을 고정홀딩하여 고정된 상태로 하고, 복합공구(21)를 축심(CT3) 주위의 화살표 K방향으로 소정 회전수로 회전시킨다. 그리고 절삭공구대제어부(11)에 의해 워크(17)에 대하여 복합공구(21)의 상대위치를 적절히 이동구동해 간다. 그러면 인서트(22, 25)에 의해 워크(17)를 드릴링하여 드릴가공을 실행할 수 있다. 또 본체(21a)의 인서트지지부(21e)의 선단부분에는 상기한 릴리프(21f, 21g, 21j)와 선단중심부분이 오목형상인 릴리프(21m)를 갖고 있으며, 워크(17)와 본체(21a)의 선단부의 인서트지지부(21e)가 간섭하는 일 없이 가공을 실행할 수 있다. 또한 워크(17)를 고정홀딩한 상태에서 절삭공구대제어부(11)에 의해 복합공구(21)를, 축심(CT3)의 B축각도를 0°인 채 워크의 축심(CT) 주위로 적절히 회전구동시키는 헬리컬가공을 실시하는 것으로 복합공구(21)의 외경(L5)보다도 큰 직경의 드릴가공을 실행하는 것이 가능하다. 또한 절삭에 동반하는 절삭부스러기는 칩포켓(21d)을 통하여 외부에 배출된다.

도 5에 나타내는 바와 같이 선삭드릴가공을 실행하는 경우에는 마찬가지로 가공프로그램에 따라서 복합공구(21)의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 10°로 위치결정하여 복합공구(21)를 고정하고, 워크(17)를 화살표 N방향으로 소정 회전수로 회전시킨다. 그리고 워크(17)에 대하여 복합공구(21)를 적절히 이동구동해 간다. 그러면 인서트(22)에 의해 워크(17)를 선삭하여 선삭드릴가공을 실행할 수 있다. 또 본체(21a)의 선단부의 인서트지지부(21e)의 선단부분에는 상기한 릴리프(21f, 21g)와 선단중심부분이 오목형상인 릴리프(21m)를 갖고 있으며, 워크(17)의 벽부(17a)와 인서트지지부(21e)가 간섭하는 일 없이 가공을 실행할 수 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이 엔드밀가공을 실행하는 경우에는, 마찬가지로 가공프로그램에 따라서 복합공구(21)의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 0°로 위치결정하여 워크(17)를 고정하고, 복합공구(21)를 화살표 K방향으로 소정 회전수로 회전시킨다. 그리고 복합공구(21)를 워크(17)에 대하여 축심(CT3)의 B축각도(α)를 0°로 고정한 상태에서 X, Y평면내에서 적절히 이동구동해 간다. 그러면 인서트(22, 25)에 의해 워크(17)를 밀링하여 엔드밀가공을 실행할 수 있다. 또 인서트지지부(21e)의 선단부분에는 상기한 릴리프(21f, 21g, 21j)와 선단중심부분이 오목형상인 릴리프(21m)를 갖고 있으며, 워크(17)의 벽부(17a)와 인서트지지부(21e)가 간섭하는 일 없이 가공을 실행할 수 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이 외경의 선삭거칠음가공을 실행하는 경우에는, 마찬가지로 가공프로그램에 따라서 복합공구(21)의 인서트(22)를 선택하고, 복합공구(21)의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 예를 들면 92°로 위치결정하여 복합공구(21)를 고정하고, 워크(17)를 화살표 N방향으로 소정 회전수로 회전시킨다. 그리고 워크(17)에 대하여 복합공구(21)를 적절히 이동구동해 간다. 그러면 인서트(22)에 의해 워크(17)를 선삭하여 외경의 선삭거칠음가공을 실행할 수 있다. 또한 외경의 선삭마무리가공을 실행하는 경우에는 가공프로그램에 따라서 인서트(25)를 선택하고, 복합공구의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 92°로 위치결정하여 똑같이 실행할 수 있다. 또 본체(21a)의 인서트지지부(21e)의 선단부분에는 상기한 릴리프(21f, 21g, 21j)와 선단중심부분이 오목형상인 릴리프(21m)를 갖고 있으며, 워크(17)와 인서트지지부(21e)가 간섭하는 일 없이 가공을 실행할 수 있다.

도 8에 나타내는 바와 같이 외경단면의 선삭거칠음가공을 실행하는 경우에는, 마찬가지로 가공프로그램에 따라서 인서트(22)를 선택하고, 복합공구(21)의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 91°로 위치결정하여 복합공구(21)를 고정하며, 워크(17)를 화살표 N방향으로 소정 회전수로 회전시킨다. 그리고 워크(17)에 대하여 복합공구(21)를 적절히 이동구동해 간다. 그러면 인서트(22)에 의해 워크(17)를 선삭하여 외경단면의 선삭거칠음가공을 실행할 수 있다. 또한 외경단면의 선삭마무리가공을 실행하는 경우에는 가공프로그램에 따라서 인서트(25)를 선택하고, 복합공구(21)의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 91°로 위치결정하여 똑같이 실행할 수 있다. 또 인서트지지부(21e)의 선단부분에는 상기한 릴리프(21f, 21g, 21j)와 선단중심부분이 오목형상인 릴리프(21m)를 갖고 있으며, 워크(17)와 본체(21a)의 인서트지지부(21e)가 간섭하는 일 없이 가공을 실행할 수 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이 외경단면의 선삭거칠음가공을 실행하는 경우에는, 마찬가지로 가공프로그램에 따라서 인서트(22)를 선택하고, 복합공구(21)의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 0°로 위치결정하여 복합공구(21)를 고정하며, 워크(17)를 화살표 M방향으로 소정 회전수로 회전시킨다. 그리고 워크(17)에 대하여 복합공구(21)를 적절히 이동구동해 간다. 그러면 인서트(22)에 의해 워크(17)를 선삭하여 외경단면의 선삭거칠음가공을 실행할 수 있다. 또한 외경단면의 선삭마무리가공을 실행하는 경우에는 가공프로그램에 따라서 인서트(25)를 선택하고, 복합공구(21)의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 0°로 위치결정하여 똑같이 실행할 수 있다. 또 인서트지지부(21e)의 선단부분에는 상기한 릴리프(21f, 21g, 21j)와 선단중심부분이 오목형상인 릴리프(21m)를 갖고 있으며, 워크(17)와 인서트지지부(21e)가 간섭하는 일 없이 가공을 실행할 수 있다.

도 10(a)에 나타내는 바와 같이 외경홈가공, 또는 도 10(b)에 나타내는 바와 같이 외경나사가공을 실행하는 경우에는, 마찬가지로 가공프로그램에 따라서 인서트(26)를 선택하고, 복합공구(21)의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 20°로 위치결정하여 복합공구(21)를 고정하며, 워크(17)를 화살표 N방향으로 소정 회전수로 회전시킨다. 그리고 워크(17)에 대하여 복합공구(21)를 축심(CT)방향으로 적절히 이동구동해 간다. 그러면 인서트(26)에 의해 워크(17)를 선삭하여 외경홈가공 또는 외경나사가공을 실행할 수 있다. 또한 외경홈가공시는 인서트(26)의 형상에 의해 홈(17b)의 양단부(17c, 17c)를 선삭과 동시에 챔퍼링할 수 있다. 또 인서트지지부(21e)의 선단부분에는 상기한 릴리프(21k, 21l)와 선단중심부분이 오목형상인 릴리프(21m)를 갖고 있으며, 워크(17)와 인서트지지부(21e)가 간섭하는 일 없이 가공을 실행할 수 있다.

도 11(a)에 나타내는 바와 같이 내경홈가공, 또는 도 11(b)에 나타내는 바와 같이 내경나사가공을 실행하는 경우에는, 마찬가지로 가공프로그램에 따라서 인서트(26)를 선택하고, 복합공구(21)의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 20°로 위치결정하여 복합공구(21)를 고정하며, 워크(17)를 화살표 M방향으로 소정 회전수로 회전시킨다. 그리고 워크(17)에 대하여 복합공구(21)를 적절히 이동구동해 간다. 그러면 인서트(26)에 의해 워크(17)를 선삭하여 내경홈가공 또는 내경나사가공을 실행할 수 있다. 또한 내경홈가공시는 인서트(26)의 형상에 의해 홈(17b)의 양단부(17c, 17c)를 선삭과 동시에 챔퍼링할 수 있다. 또 인서트지지부(21e)의 선단부분에는 상기한 릴리프(21k, 21l)와 선단중심부분이 오목형상인 릴리프(21m)를 갖고 있으며, 워크(17)와 인서트지지부(21e)가 간섭하는 일 없이 가공을 실행할 수 있다.

도 12에 나타내는 바와 같이 외경홈넣음가공을 실행하는 경우에는, 마찬가지로 가공프로그램에 따라서 인서트(23)를 선택하고, 복합공구(21)의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 110°로 위치결정하여 복합공구(21)를 고정하며, 워크(17)를 화살표 M방향으로 소정 회전수로 회전시킨다. 그리고 워크(17)에 대하여 복합공구(21)를 적절히 이동구동해 간다. 그러면 인서트(23)에 의해 워크(17)를 선삭하여 외경홈넣음가공을 실행할 수 있다. 또 인서트지지부(21e)의 선단부분에는 상기한 릴리프(21h, 21i)와 선단중심부분이 오목형상인 릴리프(21m)를 갖고 있으며, 워크(17)와 본체(21a)의 인서트지지부(21e)가 간섭하는 일 없이 가공을 실행할 수 있다.

도 13에 나타내는 바와 같이 홈따냄가공을 실행하는 경우에는, 마찬가지로 가공프로그램에 따라서 인서트(23)를 선택하고, 복합공구(21)의 축심(CT3)의 B축각도(α)를 105°로 위치결정하여 복합공구(21)를 고정하며, 워크(17)를 화살표 M방향으로 소정 회전수로 회전시킨다. 그리고 워크(17)에 대하여 복합공구(21)를 적절히 이동구동해 간다. 그러면 인서트(23)에 의해 워크(17)를 선삭하여 홈따냄가공을 실행할 수 있다. 또 인서트지지부(21e)의 선단부분에는 상기한 릴리프(21h, 21i)와 선단중심부분이 오목형상인 릴리프(21m)를 갖고 있으며, 워크(17)와 인서트지지부(21e)가 간섭하는 일 없이 가공을 실행할 수 있다.

이상 복합공구(21)에 의한 복수의 가공을 설명했는데, 상기의 가공예에 한정되지 않고 다른 인서트가 간섭하지 않는 한 그 밖의 가공도 인서트를 적절히 선택하고, 축심(CT3)의 B축각도(α)를 적절히 설정함으로써 실행하는 것이 가능하다.

또 상기의 가공예에 있어서는, 가공프로그램에 따라서 자동적으로 인서트와 축심(CT3)의 B축각도(α)를 위치결정했는데, 수동제어에 의한 위치결정을 실시하는 것도 가능하다.

또한 각 칩포켓(21d)에 대향하여 배치되는 각 인서트장착면(21q)에 장착되는 인서트는 상기의 실시예에서는 각 1개당 배치했는데, 반드시 1개에 한정되지 않고 2개 이상 배치해도 좋다.

이상 본 발명을 실시예에 의거하여 설명했는데, 본 발명에 기재한 실시예는 예시적인 것으로, 한정적인 것은 아니다. 또 발명의 범위는 첨부한 클레임에 의해 나타내어져 있으며, 실시예의 기술에 구속되는 것은 아니다. 따라서 클레임에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위의 것이다.

Claims (13)

1. 선삭 및 밀링가공이 가능한 공작기계에 장착되는 복합공구에 있어서,

   선단에 인서트가 착탈 자유롭게 장착되는 막대상의 본체를 갖고,

   상기 본체에 해당 본체의 외주부로부터 본체축심방향을 향하여 오목부를 상기 본체의 선단부로부터 축심방향을 따라서 형성하고,

   상기 본체에 인서트장착면을 상기 오목부를 끼우는 형태로 복수 형성하며,

   해당 인서트장착면에 상기 인서트를 직접 장착하여 구성한 것을 특징으로 하는 복합공구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 오목부는 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 복합공구.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 오목부를 끼우는 형태로 배치된 인서트는 서로 그 절삭방향이 역방향으로 되도록 상기 인서트장착면에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 복합공구.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 본체에는 상기 인서트에 대한 릴리프가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합공구.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 복수의 오목부에 배치된 복수의 인서트 중 동일한 절삭방향을 갖는 적어도 2개의 인서트는 그 날끝이 상기 본체의 축심에 대하여 동등한 거리에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 복합공구.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 인서트는 상기 인서트의 날끝이 상기 본체의 축심을 중심으로 하는 방사면상으로부터 소정 거리, 상기 오목부측에 오프셋한 형태로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 복합공구.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 릴리프는 1개의 인서트에 대하여 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합공구.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 릴리프는 상기 본체의 선단에 해당 본체의 중앙부가 움푹 패이는 형태로 형성되어 있는 릴리프를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합공구.
9. 선삭 및 밀링가공이 가능한 공작기계에 장착되는 복합공구에 있어서,

   본체를 갖고,

   상기 본체에 선삭가공용 인서트를 장착하는 동시에,

   상기 본체에 밀링가공용 인서트를 장착하고,

   해당 본체에 장착된 인서트에 의해 공구교환을 실시하는 일 없이 선삭 및 밀링가공을 함께 실시할 수 있도록 하여 구성한 것을 특징으로 하는 복합공구.
10. 선삭 및 공구를 회전시킨 형태의 드릴가공이 가능한 공작기계에 장착되는 복합공구에 있어서,

    본체를 갖고,

    상기 본체에 선삭가공용 인서트를 장착하는 동시에,

    상기 본체에 드릴가공용 인서트를 장착하며,

    해당 본체에 장착된 인서트에 의해 공구교환을 실시하는 일 없이 선삭 및 공구를 회전시킨 형태의 드릴가공을 함께 실시할 수 있도록 하여 구성한 것을 특징으로 하는 복합공구.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 인서트는 상기 본체에 대하여 착탈 자유롭게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 복합공구.
12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 선삭가공용 인서트는 밀링가공용 인서트를 겸하는 것을 특징으로 하는 복합공구.
13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 선삭가공용 인서트는 드릴가공용 인서트를 겸하는 것을 특징으로 하는 복합공구.