KR20030079211A - 이면구속형 클램핑 기구 - Google Patents

이면구속형 클램핑 기구 Download PDF

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Abstract

이면구속형 클램핑 기구가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 이면구속형 클램핑 기구는 공구홀더 및 클램프수단을 구비한다. 공구홀더는 선단부의 끝단에 형성되는 안착홈과, 상기 안착홈과 연통할 수 있도록 일측에 형성되어 지지공 및 지지공의 일측에 형성되는 위치결정공을 구비한다. 이때, 지지공의 내부에는 제 1 체결공이 형성된다. 한편, 클램프수단은 안착홈에 안치되면서 결합공이 형성된 인서트가 끼워질 수 있도록 지지돌기가 수직하게 돌출된 마름모형상의 안착판 및 안착판과 일체로 형성되어 지지공 내에 안치되는 지지홀더링을 구비하는 인서트안치대를 구비한다. 또한 클램프수단은 수직한 봉 형상을 가지며 하부 및 상부 원주면 상에 제 1 체결공에 결합되는 제 1 체결대 및 제 2 체결대를 구비하고 제 1 체결대 및 상기 제 2 체결대 사이에는 제 1 체결대와 제 2 체결대의 중심에서 편심되게 제작되어 인서트의 내측으로 클램프력을 제공하는 접촉부가 형성된 체결스크루와, 제 2 체결대에 체결되는 제 2 체결공이 형성되어 인서트의 하부면 상으로 또 다른 클램프력을 제공하는 클램프를 구비한다.

Description

이면구속형 클램핑 기구{A clamping devide for two faces binding of insert}
본 발명은 공작기계에 장착시켜서 피삭재의 일정부위를 절삭하기 위한 절삭공구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실제 절삭을 수행하는 절삭 인서트를 스크루와 클램프를 이용하여 공구홀더에 간단하면서도 신속, 정밀, 강력하게 고정시킴으로써, 가공 정도(精度), 가공 면조도, 고절입 가공능력을 향상시킬 수 있는 이면구속형 클램핑 기구에 관한 것이다.
일반적으로, 절삭공구는 주로 철계, 비철계 금속, 비금속 재료의 절삭에 이용되는 것으로서, 통상적으로 공작기계에 장착되어 피삭재를 원하는 형상으로 가공하기 위하여 절삭을 수행하는 공구이다. 통상적으로, 이러한 절삭공구는 절인(cutting edge)을 가지고 있는 절삭 인서트와 이 절삭 인서트를 고정시켜주는 몸체로 이루어진다.
또한, 절삭공구는 절삭 인서트를 몸체에 고정시켜주는 방법에 따라서 브레이징 타입(Brazing type)과 인덱서블 타입(Indexable type)으로 나눌 수 있는데, 브레이징 타입은 절삭 인서트를 몸체의 일부분에 브레이징 용접하여 영구히 고정시키는 것이며, 인덱서블 타입은 몸체에 구비되는 고정장치를 이용하여 절삭 인서트를몸체에 장·탈착시키는 것이다.
인덱서블 타입의 절삭공구는 절인이 수명을 다할 때 단시간에 새로운 절인으로 간단하게 교환할 수 있어서 종래의 브레이징 타입 절삭공구가 갖는 문제점, 즉 고숙련자가 장시간 인선을 재연삭 해야하는 단점을 보완한 새로운 형태의 절삭공구로서 현재 절삭공구 전부분에서 활용되고 있다.
인덱서블화를 위해서는 인서트를 홀더와 보링바에 부착시키기 위한 크램핑 기구가 필요한데, 지금까지 절삭공구의 가공형태와 용도에 따라서 여러 가지 타입의 클램핑 기구가 개발되었다. 개발된 클램핑 기구를 간단히 설명하면, 먼저 밀링공구분야에서는 "웨지방식(wedge)", "웨지방식+로케이터방식(wedge+locator)","스크루온방식(screw on)", "클램프온방식(clamp on)", "히꼬미핀방식" 등이 개발되었고, 선삭공구분야에서는 "레버록방식(lever lock)", "웨지 클램프방식(wedge clamp)", "스크루온방식", "클램프온방식", "램프+편심방식" 이 개발되었다.
이중에서 레버록방식은 인서트의 측면만을 구속시켜주는 일면 구속형으로 바닥면 방향의 클램핑력이 없고, 측면구속이 약한 인서트의 경우 절삭수행 중 인서트가 이탈 또는 파손되는 등의 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 개선하고자 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구들이 개발되고 있으나 절삭 칩 간섭으로 인하여 완전하게 인서트를 구속하지 못하는 강력한 이면구속이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 실제 절삭을 수행하는 절삭 인서트를 스크루와 클램프를 이용하여공구홀더에 간단하면서도 신속, 정밀, 강력하게 고정시킴으로써, 가공 정도(精度), 가공 면조도, 고절입 가공능력을 향상시킬 수 있는 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이면구속형 클램핑 기구의 분해 사시도이며,
도 2는 도 1의 결합상태 사시도이고,
도 3은 인서트에 작용하는 클램프력을 나타낸 도면이며,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이면구속형 클램핑 기구의 분해 사시도이고,
도 5는 도 4에 도시된 인서트안치대를 확대하여 나타낸 도면이다.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
100, 200 : 이면구속형 클램핑 기구
110 : 공구홀더 112 : 선단부
114 : 안착홈 116 : 지지공
118 : 위치결정공 130 : 인서트
132 : 결합공 140 : 클램프수단
142 : 인서트안치대 144, 244 : 안착판
146 : 지지홀더링 150 : 체결스크루
154a : 제 1 체결대 154b : 제 2 체결대
160 : 클램프 168 : 인서트지지부
170 : 클램프지지부
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,
선단부의 끝단에 형성되는 안착홈과, 상기 안착홈과 연통할 수 있도록 일측에 형성되어 내부에는 제 1 체결공이 형성된 지지공과, 지지공의 일측에 형성되는 위치결정공을 갖는 공구홀더; 및
안착홈에 안치되면서 결합공이 형성된 인서트가 끼워질 수 있도록 지지돌기가 수직하게 돌출된 마름모형상의 안착판 및 안착판과 일체로 형성되어 지지공 내에 안치되는 지지홀더링을 구비하는 인서트안치대와, 수직한 봉 형상을 가지며 하부 및 상부 원주면 상에 제 1 체결공에 결합되는 제 1 체결대 및 제 2 체결대를 구비하고 제 1 체결대 및 상기 제 2 체결대 사이에는 제 1 체결대와 제 2 체결대의 중심에서 편심의 원리로 인서트의 내측으로 클램프력을 제공하는 환형의 접촉부가 형성된 체결스크루와, 제 2 체결대에 체결되는 제 2 체결공이 형성된 몸체를 구비하고 몸체의 방사상 일측 및 타측에는 인서트의 하부면 상으로 또 다른 클램프력을 제공하는 인서트지지부 및 위치결정공에 끼워지는 클램프지지부가 형성된 클램프를 갖는 클램프수단으로 이루어진 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실제 절삭을 수행하는 절삭인서트를 스크루와 클램프를 이용하여 공구홀더에 간단하면서도 신속, 정밀, 강력하게 고정시킴으로써, 가공 정도(精度), 가공 면조도, 고절입 가공능력을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구의 분해 사시도이며, 그리고 도 2는 도 1의 결합상태 사시도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구(100)는 선단부(112)를 갖는 공구홀더(110) 및 결합공(132)이 형성된 인서트(130)가 안치되면서 인서트(130)를 공구홀더(110)에 고정시키는 클램프수단(140)을 구비한다.
이때, 공구홀더(110)의 선단부(112) 끝단에는 안착홈(114)이 형성되고, 안착홈(114)의 일측에는 안착홈(114)과 연통하는 지지공(116)이 형성되며, 다시 지지공(116)의 일측에는 위치결정공(118)이 형성된다. 이때, 안착홈(114)의 양측벽은 상부에서부터 하부측으로 방사상 벌어지는 계단형상을 가지며, 지지공(116)에는 내측에는 제 1 체결암나사(122)가 형성된 제 1 체결공(120)이 형성된다.
한편, 클램핑수단(140)은 인서트안치대(142), 스프링(149), 체결스크루(150) 및 클램프(160)를 구비한다. 먼저, 인서트안치대(142)는 안착홈(114)에 안치되는 인서트(130)와 유사한 형상을 갖는 마름모형상의 안착판(144) 및 안착판(144)과 일체로 형성되어 지지공(116) 내에 안치되는 지지홀더링(146)을 구비한다. 이때, 안착판(144)의 상부면 상에는 인서트(130)에 형성된 결합공(132)에 삽입될 수 있도록 지지돌기(148)가 수직하게 형성된다.
체결스크루(150)는 수직한 봉 형상을 가지며 하부 및 상부 원주면 상에 제 1 체결수나사(152a) 및 제 2 체결수나사(152b)가 형성된 제 1 체결대(154a) 및 제 2 체결대(154b)를 구비한다. 이때, 제 1 체결수나사(152a)는 제 1 체결암나사(122)에 대응하는 형상을 가진다. 또한, 체결스크루(150)는 제 1 체결대(154a) 및 제 2 체결대(154b) 사이에 환형의 접촉부(156)를 구비한다. 바람직하게는, 제 1 체결수나사(152a)는 좌승수나사이며, 제 2 체결수나사(152b)는 우승수나사이다. 더욱 바람직하게는, 제 1 체결수나사(152a)는 우승수나사로 제 2 체결수나사(152b)는 좌승수나사로 제작할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제 1 체결대(154a) 및 제 2 체결대(154b)의 단부에는 제 1 렌치삽입공(158a) 및 제 2 렌치삽입공(154b)이 각각 형성된다.
한편, 클램프(160)는 중앙부분에 수직하게 천공되면서 내주면 상에 제 2 체결수나사(152b)에 대응하는 제 2 체결암나사(164)가 형성된 몸체(166)를 구비한다. 이와 같이 형성된 몸체(166)에는 인서트지지부(168) 및 클램프지지부(170)가 각각 형성된다. 인서트지지부(168)는 몸체(166)의 방사상 일측에서 하측으로 만곡되는 소정의 곡률을 가지며 연장되고, 클램프지지부(170)는 몸체(166)의 방사상 타측에서 외부로 수평하게 연장되는 수평돌기(172) 및 수평돌기(172)의 끝단에서 하측으로 수직하게 절곡되는 수직돌기(174)를 형성한다. 이때, 수직돌기(174)의 내측면은 수직돌기(174)의 끝단에서 상측으로 방사상 좁아지게 연장되는 경사면(176)이 형성된다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구(100)의 결합상태를 간략하게 설명한다.
먼저, 클램프(160)의 제 2 체결공(162)에 체결스크루(150)를 결합시킨다. 즉, 통상의 렌치(도시되지않음)를 제 2 렌치삽입공(158b)에 삽입시킨 상태에서 제 2 체결수나사(152b)가 형성된 제 2 체결대(154b)를 제 2 체결암나사(164)가 형성된 제 2 체결공(162)에 결합시킨다. 이와 같이 클램프(160)에 체결스크루(150)를 체결한 상태 하에서 체결스크루(150)에 스프링(149)을 결합시킨다. 이때, 안착홈(114) 및 지지공(116)에는 인서트(130)가 안치된 안착판(144)과 지지홀더링(146)을 안착홈(114) 및 지지공(116)에 올려놓는다.
전술한 바와 같이 준비되면, 제 1 체결수나사(152a)가 형성된 제 1 체결대(154a)를 제 2 체결암나사(122)가 형성된 제 1 체결공(120)에 결합시킨다. 즉, 통상의 렌치를 선단부(112)의 하부에서부터 제 1 체결공(120)으로 삽입시킨 상태에서 렌치를 제 1 렌치삽입공(158a)에 삽입시켜서 제 1 체결대(154a)가 제 1 체결공(120)에 체결되게 한다. 이때, 접촉부(156)는 지지홀더링(146)을 지지공(116)의 내측으로 밀면서 클램프력(F1)을 작용시키며, 클램프(160)의 수직돌기(174)는 위치결정공(118)에 삽입된다. 이때, 수직돌기(174)에 형성된 경사면(176)은 위치결정공(118)으로 삽입을 원활하게 하면서 인서트지지부(168)의 하부가 인서트(130)의 상부면 상에 강력밀착되게 한다. 이렇게 강력밀착되는 인서트지지부(168)는 인서트(130) 및 안착판(144)을 안착홈(114)에 강력밀착시키면서 클램프력(F2)을 발생시킨다(도 3참조). 한편, 스프링(149)은 안착판(144) 및 지지홀더링(146)이 항상 안착홈(114) 및 지지공(116)에 접촉된 상태로 유지한다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구의 분해 사시도이며, 그리고 도 5는 도 4에 도시된 인서트안치대를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4 및 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구(200)는 제 1 실시예와 동일한 안착홈(114), 제 1 체결공(120)이 형성된 지지공(116) 및 위치결정공(118)을 갖는 공구홀더(110)와, 결합공(132)이 형성된 인서트(130) 및 인서트안치대(142), 스프링(149), 체결스크루(150) 및 클램프(160)를 갖는 클램프수단(140)을 구비한다.
이때, 인서트안치대(142)에는 지지홀더링(146)의 방사상 일측에서 막대형상을 가지며 외부로 수평하게 연장되는 안착판(244)이 형성되며, 안착판(244)의 연장부에는 수직하게 지지돌기(148)가 형성된다. 또한, 공구홀더(110)의 안착홈(114)에는 안착판삽입홈(246)이 형성된다. 이때, 안착판삽입홈(246)은 안착홈(114)의 중앙부분에서 지지공(116)까지 안착판(244)에 대응하는 형상을 가지며 형성된다. 이와 같은 막대형상의 안착판(244)이 결합되는 절삭공구(200)는 안착홈(114)의 공간이 작을 경우에 인서트(130)를 강력하게 이면구속을 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구(100, 200)는 공구홀더(110)의 선단부(112)와 인서트(130)의 상부를 덮는클램프(160)를 구비하고, 인서트(130)를 안착홈(114)의 내측 및 하부로 밀어 클램프력(F1, F2)을 발생시키게하는 체결스크루(150)를 구비함으로써, 인서트(130)가 공구홀더(110) 내에서 이면구속이 되기 때문에 강력하게 클램핑되며, 인서트(130)가 안치된 안착판(144, 244)의 전, 후 작동성이 원활하여 인서트(130)의 빠른 교환이 용이한 잇점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 선단부의 끝단에 형성되는 안착홈과, 상기 안착홈과 연통할 수 있도록 일측에 형성되어 내부에는 제 1 체결공이 형성된 지지공과, 상기 지지공의 일측에 형성되는 위치결정공을 갖는 공구홀더; 및
    상기 안착홈에 안치되면서 결합공이 형성된 인서트가 끼워질 수 있도록 지지돌기가 수직하게 돌출된 안착판 및 상기 안착판과 일체로 형성되어 상기 지지공 내에 안치되는 지지홀더링을 구비하는 인서트안치대와, 수직한 봉 형상을 가지며 하부 및 상부 원주면 상에 제 1 체결공에 결합되는 제 1 체결대 및 제 2 체결대를 구비하고 상기 제 1 체결대 및 상기 제 2 체결대 사이에는 상기 인서트의 내측으로 클램프력을 제공하는 환형의 접촉부가 형성된 체결스크루와, 상기 제 2 체결대에 체결되는 제 2 체결공이 형성된 몸체를 구비하고 상기 몸체의 방사상 일측 및 타측에는 상기 인서트의 하부면 상으로 또 다른 클램프력을 제공하는 인서트지지부 및 상기 위치결정공에 끼워지는 클램프지지부가 형성된 클램프를 갖는 클램프수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 클램프수단은 상기 안착판 및 상기 지지홀더링을 항상 상기 안착홈 및 상기 지지공에 접촉된 상태로 유지할 수 있도록 상기 지지홀더링과 상기 클램프의 하부면 사이에 배치되는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 결합공 및 상기 제 2 결합공의 내주면 상에는 제 1 체결암나사 및 제 2 체결암나사가 각각 형성되며, 상기 제 1 체결대 및 상기 제 2 체결대에는 상기 제 1 체결암나사 및 상기 제 2 체결암나사에 대응하는 제 1 체결수나사 및 제 2 체결수나사가 각각 형성되며, 상기 제 1 체결대 및 상기 제 2 체결대의 단부에는 제 1 렌치삽입공 및 제 2 렌치삽입공이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 안착홈의 양측벽은 상기 상부에서부터 하부측으로 벌어지는 계단형상을 갖는 것을 특징으로 하는 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 인서트지지부는 상기 몸체의 방사상 일측에서 하측으로 만곡되는 소정의 곡률을 가지며 연장되고, 상기 클램프지지부는 상기 몸체의 방사상 타측에서 외부로 수평하게 연장되는 수평돌기 및 상기 수평돌기의 끝단에서 하측으로 수직하게 절곡되는 수직돌기를 구비하며, 상기 수직돌기의 내측면은 상기 수직돌기의 끝단에서 상측으로 방사상 내측으로 연장되는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 안착판은 상기 안착홈의 공간이 작을 경우에 상기인서트를 강력하게 이면구속하기 위해서 상기 지지홀더링의 방사상 일측에서 막대형상을 가지도록 형성할 수 있으며, 상기 안착홈에는 상기 안착홈의 중앙부분에서 상기 지지공까지 연장되면서 상기 안착판에 대응하는 형상을 가지는 안착판삽입홈을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 인서트의 이면구속이 가능한 절삭공구.
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