KR20020043193A - 교체 가능한 절단 헤드를 가진 천공기 - Google Patents

Abstract

천공기 샤프트(1) 및 이것에 분리 가능하게 고정되고 천공기의 팁 영역을 형성하는 절단 인서트 및 천공기 샤프트(1) 내에 배치되어 있고 절단 인서트(2) 내로 연장하는 적어도 하나의 절삭 홈(3)을 갖추고 있으며, 절단 인서트는 천공기의 중심 축선(8)에 대해 직각으로 연장되는 지지면(6)으로 천공기 샤프트(1)의 정면(7)에 접하고 지지면(6)의 중앙으로부터 돌출하는 고정핀(9)으로 천공기 샤프트(1)의 정면(7)에서 고정핀에 상보적으로 형성된 수용 공동(10) 내로 연장되어 있는 천공기에 있어서는, 고정핀(9)의 적어도 한 주위 섹션(13)은 제 1 종방향 섹션(15)을 갖고 있고, 그 섹션은, 천공기 샤프트(1)로부터 먼 쪽을 향해있고 천공기 회전 방향(18)을 따라 천공기 팁(5) 쪽으로 상승하여 연장되고 수용 공동(10)의 내벽(14)에 있는 대향면(19)과 협동하는 나사면(16)에 의해, 제 2 종방향 섹션(17)으로 이행한다.

Description

교체 가능한 절단 헤드를 가진 천공기{Drill bit having a replaceable cutting head}

상기 천공기에 있어서는 천공기 샤프트 위에 절단 헤드가 분리 가능하게 고정되어 있다. DE 196 05 157 A1호로부터, 절단 헤드가 스터드(핀)에 의해 천공기 샤프트의 정면측 수용 홈 내로 연장하여 거기에서 천공기 종축에 대해 횡으로 배치된 나사로 고정되어 있는 천공 공구가 공지되어 있다. WO 98/53943호로부터 공지된 천공기 공구에서는 천공 헤드는 축 방향 및 천공기 회전 방향으로 작용하는 압축 시트에 의해 천공기 샤프트 내에 고정되어 있다.

본 발명은 교체 가능한 절단 헤드를 가진 천공기에 관한 것이다.

도 1은 3 개의 절삭홈 및 거기에 따른 3 날 절단 인서트를 가진 천공기의 상부분의 측면도.

도 2는 도 1에 의한 절단 인서트의 측면도.

도 3은 도 2에 있는 화살표 Ⅲ 방향의 절단 인서트의 평면도.

도 4는 절단 인서트가 제거되어 있는 도 1에 의한 천공기의 측면도.

도 5는 도 4에 있는 화살표 Ⅴ 방향의 공구 샤프트의 정면에 대한 평면도.

도 6은 절단 인서트의 추가 실시예의 종단면도.

도 7은 절단 인서트의 추가 실시예의 종단면도.

도 8은 2 날 절단 인서트를 가진 천공기의 상부 영역의 측면도.

도 9는 절단 인서트가 제거된 천공기의 상부 종부분의 측면도.

도 10은 도 9에 있어 화살표 Ⅹ 방향의 평면도.

도 11은 2 날 절단 인서트의 측면도.

도 12는 도 11에 있어 화살표 ⅩⅡ 방향의 평면도.

본 발명의 목적은 절단 헤드를 선택적으로 고정할 수 있는 천공기를 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1의 특징을 가진 천공기에 의해 달성된다.

절단 헤드는, 지지면으로 천공기 샤프트의 정면에 접하고 지지면의 중앙으로부터 돌출하는 고정핀으로 천공기 샤프트의 정면에서 고정핀에 상보적으로 형성된 수용 공동 내로 연장된다. 리세스의 내벽과 협동하는 고정핀의 주위 영역은 두 개의 종방향 섹션을 갖고 있는 것으로, 즉 천공기 샤프트로부터 먼 쪽을 향해 있고 천공기 회전 방향을 따라 천공기 팁 쪽으로 상승하여 연장되고 수용 공동의 내벽에 있는 대향면과 협동하는 나사면에 의해, 제 2 종방향 섹션으로 이행하는 제 1 종방향 섹션을 갖고 있다. 그런 구성에서는 천공 헤드는 간단히 그의 고정핀에 의해 수용 공동 내에 삽입되어 천공기 회전 방향에 맞서 고정될 수 있다. 그때에는 나사면은 수용 공동의 대향면 위로 미끄럼 이동되어 절단 헤드는 그의 지지면에 의해 천공기 샤프트의 정면 위에 눌러질 수 있다. 이 고정력은 천공기가 작동하게 될 때에는 더욱 강화된다.

바람직한 실시형에 있어서는 고정핀의 제 2 종방향 섹션은 그의 자유 단부쪽으로 향해감에 따라 가늘어진다. 수용 공간도 그와 같은 정도로 그 바닥 쪽으로 향해 가늘어진다. 그것에 따라 수용 공동을 둘러싸는 샤프트 벽은 이 부위에서는 강도가 보다 더 커지고 안정성이 보다 높아진다. 그래서 공구 샤프트는, 천공기 축선에 대해 횡방향으로 절단 헤드 위로 작용하는 힘에 있어, 약간 제비 꼬리 모양으로 그 바닥쪽으로 향해 확대되는 수용 공동의 경우이면 있을 수 있는 것 보다도 더 안정성이 높아진다. 수용 공동 내에 고정핀이 특히 안정성 있게 수용되고 정중심에 자리잡게 되는 것은, 고정핀의 자유 단부가, 원통형 주위면 및 이 주위면에 이어져 나사면까지 연장되는 원추 주위면을 갖는 영역을 갖도록 형성되면, 보장될 수 있다.

절단 인서트와 천공기 샤프트 사이에서의 축방향 고정력을 억제하고 절단 인서트에 한정된(고정된) 단부 위치를 제공하기 위해, 추가의 실시예에서는 천공기샤프트의 정면으로부터 회전 스토퍼가 돌출하여 절단 인서트의 지지면에 있는 상보적 형상의 리세스 내로 연장되게 한다. 또한 천공 헤드의 지지면 및 공구 샤프트의 정면은 각각 바람직하게는 천공기 축선에 대해 직각이다. 나사면은 천공기 종축선과 90°의 각도를 이룰 수 있다. 그러나, 바람직하게는 나사면은 경사지게 배치되어 ＜90°이면서 ≥45°인 각도를 이룬다. 바람직하게는 각도는 60°이다. 나사면의 경사 상태에 의해, 절단 인서트에는 축방향 고정력에 추가하여 천공기의 중심 축선 쪽으로 배향되어 이 천공기를 중심 고정시키는 힘이 작용하게 된다.

본 발명은 이제 첨부된 도면에 도시된 실시예에 따라 상세히 설명될 것이다.

도면에 도시된 천공기는 천공기 샤프트(1)와 절단 인서트(2)로 구성되어 있다. 절단 인서트(2)는 도 1 내지 도 5에 의한 천공기에 있어서는 3 날로 되어 있다. 따라서 천공기 샤프트(1)에는 모두 3 개의 절삭 홈(3)이 존재하고 그들 홈은 절삭 홈 섹션들(3a)에 의해 절단 인서트(2a) 내로 연장하고 있다. 절단 인서트는 3 개의 주 날(4)을 갖고 있고, 이들은 도 3의 평면도에서 알 수 있는 것처럼 대략 별 모양으로 배치되어 천공기 팁(5)에 집결되어 있다. 절단 인서트가 3 개의 날로 되어 있기 때문에 이 인서트는 도 3의 평면도에서 보았을 때 대략 3 톱니 별의 형태를 갖게 된다.

절단 인서트(2a)는 평평한 지지면(6)을 갖고 있고, 이 지지면은 천공기 샤프트(1)의 정면(7)에 평평하게 접해 있다. 지지면(6)과 정면(7)은 천공기의 중심 종축선(8)에 대해 직각으로 연장되어 있다. 지지면(6)에는 중심 종축선(8) 방향으로 연장되은 중앙 고정핀(9)이 형성되어 있다. 고정핀(9)은 조립 상태에서는 천공기 샤프트(1) 내의 상보적 형상의 수용 공동(10) 내에 삽입되어 거기에서 축방향으로 작용하는 언더컷에 의해 고정된다. 수용 공동(10)은, 측방 정면(7) 내에까지 연장되는 개구(11)에 의해 절삭 홈(3) 내로 합해진다. 도 1에 의한 조립 상태에서는 천공기 샤프트(1)의 절삭 홈 섹션들(3a)의 영역과 절삭 홈(3)을 형성하는 절삭면 영역은 서로 합치해 있고, 그래서 그들은 단지 절단 인서트(2a)와 천공기 샤프트(1) 사이의 접합선(12)에 의해 중단되어 있다.

절삭 홈 섹션들(3a)은 고정핀(9)을 세 주위 섹션들(13)로 분할하고, 그들 섹션은 수용 공동(10)의 내벽들(14)과 협동 작용한다. 고정핀(9)은 제 1 종방향 섹션(15)을 갖고 있고, 이 섹션은, 천공기 팁(5) 쪽에 있고 방사방향 숄더처럼 주위 섹션(13)으로부터 돌출하는 나사면(16)으로 제 2 종방향 섹션(17)으로 이행한다. 나사면(16)은 천공기 회전 방향(18)으로 천공기 팁(5) 쪽으로 상승하고 수용 공동(10)의 내벽에 있는 상보적 형상의 대향면(19)과 협동한다. 절단 인서트를 천공기 샤프트(1)에 고정시키기 위해, 이 인서트는 고정핀(9)에 의해, 그의 주위 섹션들(13)이 개구(11)의 영역에 배치되도록, 수용 공동(10) 내에 삽입된다. 천공기 회전 방향(18)에 대한 반대 방향으로 회전시킴에 의해, 나사면들(16)은 대향면들(19) 아래로 내벽(14)에 도달하고, 그럼으로써 절단 인서트는 화살표(20)의 방향으로 그 지지면(6)에 의해 정면(7)에 눌러진다.

내벽면들(14)과 협동하는 제 2 종방향 섹션(17)의 면은 도 6에 도시된 것과 같은 원통면일 수 있다. 도 7에 의한 실시예에서는 제 2 종방향 섹션(17)은 천공기 샤프트 쪽으로 원추형으로 형성되어 있다. 그러나 나사면(16)에, 원통형 섹션(22)으로 이행하는 원추 영역(21)이 접하는, 도 2에 의한 형상이 특히 바람직하다. 원통 섹션(22)에 의해 절단 인서트(2a)는 수용 공동(10) 내로 바르게 중심 위치될 수 있다. 원통형 섹션(22)의 직경은, 팁 쪽으로 연접되어 있고 축방향 고정에 필요한 나사면들(16)을 가진 섹션에 비해서는 약간 작은 직경으로 형성될 수 있다. 따라서원통형 섹션(22)과 협동하는 수용 공동(10)의 영역(23)도 또한 작은 내경을 가질 수 있다. 이것은 다시 영역(23)에 있어 보다 큰 벽 두께, 따라서 상승된 안정성을 의미한다. 영역(23)에서의 직선은 지레 작용으로 인해 강화된 힘을 발휘한다. 이 영역에서 있어 큰 벽 두께(24)는 천공기 샤프트(1)의 증가된 안정성을 보장한다.

절단 인서트(2)의 고정핀에 있는 나사면(16)은 원칙적으로 천공기 또는 절단 인서트의 중심 축선(8)과 90°를 이룬다. 그러나 나사면(16)이 경사지게 배치되어 중심 축선(8)과 ＜90°와 ≥45 °인 각도를 이루는 것이 바람직하다.

도 8 내지 12에는 두 개의 절삭홈, 그리고 그것에 따라 두 날 절단 인서트(2b)를 가진 천공기가 표시되어 있다. 이 천공기의 고정핀(9)과 수용 공동(10)의 형상은 상기한 천공기의 형상에 해당한다. 천공기 샤프트(1)의 정면(7a)으로부터 두 개의 회전 스토퍼(25)가 돌출하는 것이 상이하다. 회전 스토퍼들(25)은 직경 방향으로 대향 위치해 있고 네 개의 면으로 실질적으로 쐐기 형으로 형성되어 있다. 그들의 외면(26)은 천공기 샤프트(1)의 주위면들에 의해 구성되어 있다. 그의 내면(27)은 상보적 형상의 대향면(28)과 협동하고, 이 대향면은 절단 인서트(2b)의 지지면(6)에 있는 회전 스토퍼(25) 수용 리세스(29)의 측면의 일부이다. 그리고 회전 스토퍼는 두 개의 경사면을 갖고 있는데, 한 경사면(30)은 천공기 회전 방향(18)으로 향하고 있고, 정면(7a)으로 이행한다. 다른 경사면(31)은 천공기 회전 방향(18)에 대해 반대 방향으로 향하고 있고 절삭홈(3)을 형성하는 절삭면(32)의 한 부분면이다. 경사면(30)은, 리세스(29)의 측면에 의해 형성된, 대향 스토퍼면으로서의 경사면(33)과 협동한다.

[도면 부재 번호]

1 : 천공기 샤프트2 : 절단 인서트

3 : 절삭홈3a : 절삭홈 섹션

4 : 주 날5 : 천공기 팁

6 : 지지면7 : 정면

8 : 중앙 종축선9 : 고정핀

10 : 수용 공동11 : 개구

12 : 접합선13 : 주위 섹션

14 : 내벽15 : 제 1 종방향 섹션

16 : 나사면17 : 제 2 종방향 섹션

18 : 천공 회전 방향19 : 대향면

20 : 화살표21 : 원추 섹션

22 : 원통형 섹션23 : 영역

24 : 벽 두께25 : 회전 스토퍼

26 : 외면27 : 내면

28 : 대향면29 : 리세스

30 : 경사면31 : 경사면

32 : 절삭면33 : 경사면

α : 각도

Claims (6)

1. 천공기 샤프트(1) 및 이것에 분리 가능하게 고정되고 천공기의 팁 영역을 형성하는 절단 인서트 및 천공기 샤프트(1) 내에 배치되어 있고 절단 인서트(2) 내로 연장되는 적어도 하나의 절삭 홈(3)을 갖추고 있으며, 상기 절단 인서트는 천공기의 중심 축선(8)에 대해 직각으로 연장되는 지지면(6)으로 천공기 샤프트(1)의 정면(7)에 접하고 지지면(6)의 중앙으로부터 돌출하는 고정핀(9)으로 천공기 샤프트(1)의 정면(7)에서 고정핀에 상보적으로 형성된 수용 공동(10) 내로 연장되어 있는 천공기에 있어서,

   고정핀(9)의 적어도 한 주위 섹션(13)은 제 1 종방향 섹션(15)을 갖고 있고, 그 섹션은, 천공기 샤프트(1)로부터 먼 쪽을 향해있고 천공기 회전 방향(18)을 따라 천공기 팁(5) 쪽으로 상승하여 연장되고 수용 공동(10)의 내벽(14)에 있는 대향면(19)과 상호작용하는 나사면(16)에 의해, 제 2 종방향 섹션(17)으로 이어지는 것을 특징으로 하는 천공기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 종방향 섹션(17)은 그 자유 단부를 향해 가늘어지는 것을 특징으로 하는 천공기.
3. 제 2 항에 있어서, 원통형 주위면을 갖고 있으며 원추 주위면을 가지고 나사면(16)에까지 연장되는 제 2 섹션(21)을 갖고 있는 자유 단부를 형성하는 제 1 축섹션(22)이 제공되는 것을 특징으로 하는 천공기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 천공기 샤프트(1)의 정면(7)으로부터 돌출해 있고, 절단 인서트(2)의 지지면(6)에 있는 실질적으로 대응하는 형상의 리세스 내로 연장하는 회전 스토퍼(25)가 제공되는 것을 특징으로 하는 천공기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나사면(16)은 천공기 축선(8)과 90°내지 45°의 각도(α)를 이루는 것을 특징으로 하는 천공기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 각도(α)는 60°인 것을 특징으로 하는 천공기.