KR20050008774A - 회전식 절삭 공구 - Google Patents

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KR20050008774A KR10-2004-7019636A KR20047019636A KR20050008774A KR 20050008774 A KR20050008774 A KR 20050008774A KR 20047019636 A KR20047019636 A KR 20047019636A KR 20050008774 A KR20050008774 A KR 20050008774A
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Abstract

회전식 절삭 공구(10, 110)는 절삭 헤드(16, 116), 나사 부재(18, 118) 및 공구 섕크(20)를 포함한다. 상기 절삭 헤드(16, 116)는 보어 표면(28, 128)으로부터 돌출된 잠금 윙(30, 130)을 구비하고 축방향으로 배향된 관통 보어(27, 127)를 가진다. 각 잠금 윙(30, 130)은 경사진 잠금 표면(34, 134) 및 지지 표면(40, 140)을 갖는 스토퍼(36, 136)를 가진다. 상기 나사 부재(18, 118)는 각각 경사진 클램핑 표면(70, 170)을 갖는 반경 방향 외향 돌출 클램핑 윙(66, 166) 및 합체된 측면 접합 표면(71', 175")을 가진다. 나사 부재는 공구 섕크와 나사 결합되고, 클램핑 윙 및 잠금 윙은 각 쌍의 잠금 표면(34, 134) 및 클램핑 표면(70, 170)과 접합하여 쌍으로 정렬되고,
그 전방 단부(58, 158) 상에 축방향으로 연장되고 과, 상기 클램핑 윙(66, 166)의 후방에 외부 나사산(72, 172)을 포함하고, 각 클램핑 윙은, 각 클램핑 윙은 을 가지고, 각 정지 표면(40, 140)은 소정의 측면 접합 표면(71', 175")과 접합한다.

Description

회전식 절삭 공구{ROTARY CUTTING TOOL}
상기 유형의 리머는 미국 특허 제4,040,765호에 개시되어 있다. 이 디자인에서 리머는 원추형 버트(butt)를 구비한 교체식 절삭 헤드를 가지며, 상기 버트는 리머 섕크 내의 정합 원추형 소켓에 삽입된다. 절삭 헤드는 나사 볼트를 통해 리머 섕크에 나사 고정된다. 절삭 헤드와 리머 섕크 사이의 원추형 결합은 유극(play)이 없는 연결을 보장한다. 그러나, 상기 배열은 특히 상당히 강한 이송력의 경우, 특히 원추형 결합이 자체 잠김성(self-locking)이 있기 때문에, 절삭 헤드가 리머 섕크로 가압되어 재밍(jamming)을 일으키는 단점을 가진다. 절삭 헤드는 리머 섕크로부터 제거하기 어렵고, 이에 의해 특히 유니언 핀(union pin)이 상당히 마모되어 인열(tear)되기 쉽다. 이 리머에는 절삭 헤드에 냉각 수단이 제공되지 않는다. 또한, 냉각 수단, 특히 절삭 에지에 인접하여 출구를 구비한 냉각 수단이 어떠한 방식으로 상기 리머에 일체화될 수 있는 지에 대해서도 명백하지 않다. 게다가, 원추형 버트가 내부 나사산을 갖기 때문에, 절삭 헤드 및 원추형 버트는 카바이드 분말(carbide powder)을 성형 프레스 및 소결함으로써 단일편 일체형 부재로 제조될 수 없다.
이러한 리머의 다른 예시가 미국 특허 제5,163,790호에 개시되어 있다. 리머는 교체식 절삭 헤드 및 절삭 블레이드로부터 이격되어 배치된 환형 노즐로부터 절삭 헤드를 공급하는 냉각 윤활제 공급부를 구비한다. 절삭 헤드 섕크는 원통형이며, 리머 섕크의 개구 내에 유지되고, 절삭 헤드를 통과하는 클램핑 볼트에 의해 리머 섕크에 고정된다. 클램핑 볼트는, 그에 의해 클램핑 볼트가 나사 고정 및 해제될 수 있는 리세스 형성된 육각형부를 포함한다. 절삭 헤드를 교체하기 위해, 바람직하지 못하게 클램핑 볼트는 리머 섕크로부터 완전히 제거되어야 한다. 상기 리머에는 냉각제를 절삭 헤드로 안내하는 것이 제공되지 않는다. 게다가, 절삭 헤드를 적소에 고정하기 위해 클램핑 볼트를 조이고 절삭 헤드를 교체하는 경우, 클램핑 볼트가 매번 동일한 회전 배향 위치에 도달하게 될 것이라는 보장이 없다. 따라서, 냉각제가 볼트의 헤드에 다소 공급되어 있고, 반경 방향으로 지향된 냉각제 개구가 볼트의 헤드에 제공되는 경우, 절삭 헤드가 적소에 고정될 때마다 개구가 절삭 헤드의 절삭 에지와 정렬되는 것이 확실하지 않다. 게다가, 절삭 헤드에 고정된 절삭 블레이드 대신에 고체 카바이드로부터 단일편 일체형 절삭 헤드 및 섕크를 형성하는 것이 유구되면, 절삭 헤드 섕크와 함께 절삭 헤드의 기다란 형태는 성형 프레스 및 소결을 매우 어렵게 한다.
본 발명의 목적은 상술된 단점을 상당히 감소시키거나 극복하는 절삭 공구 및 절삭 공구용 교체식 절삭 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명은 전체적으로 회전식 금속 절삭 공구에 관한 것이며, 특히 교체식 절삭 헤드를 구비한 리머(reamer)에 관한 것이다.
더 나은 이해를 위해, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예시적으로만 설명될 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전식 절삭 공구의 사시도이다.
도2는 도1의 회전식 절삭 공구의 분해 사시도이다.
도3은 도1의 회전식 절삭 공구의 종단면도이다.
도4는 도1에 도시된 회전식 절삭 공구의 절삭 헤드의 평면도이다.
도5는 도4의 선Ⅴ-Ⅴ을 따른 절삭 헤드의 단면도이다.
도6은 도4의 선Ⅳ-Ⅳ을 따른 절삭 헤드의 단면도이다.
도7은 도2의 나사 부재의 측면도이다.
도8은 도2의 나사 부재의 평면도이다.
도9는 도1의 공구 섕크의 종단면도이다.
도10은 절삭 헤드가 개방 위치에 있는 도3의 선Ⅹ-Ⅹ을 따른 절삭 헤드 및 나사 부재의 단면도이다.
도11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전식 절삭 공구의 나사 부재의 측면도이다.
도12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전식 절삭 공구의 절삭 헤드의 저면도이다.
도13은 도12의 선ⅩⅢ-ⅩⅢ을 따라 취한 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전식 절삭 공구의 절삭 헤드의 단면도이다.
도14는 선ⅩⅣ-ⅩⅣ를 따른 도11의 나사 부재의 단면도이다.
본 발명에 따르면, 전방 단부, 후방 단부 및 상기 전방 단부 및 후방 단부를 통과하는 종축(A)을 갖고, 절삭 헤드, 나사 부재 및 공구 섕크를 포함하는 회전식 절삭 공구이다.
상기 절삭 헤드는 대체로 원통형인 주 본체부, 후방으로 연장된 원추형부, 보어 표면을 갖는 축방향으로 배향된 통과 보어를 포함하고, 각각 경사진 잠금 표면을 가지며 축방향 연장되고 복수의 반경 방향 내향 돌출 잠금 윙은 보어 표면 상에 형성되고, 접선으로 면한 정지 표면을 갖는 축방향으로 연장된 스토퍼는 각 잠금 윙으로부터 돌출된다.
상기 나사 부재는 그 전방 단부 상에 축방향으로 연장되고 복수의 반경 방향 외향 돌출 클램핑 윙과, 상기 클램핑 윙의 후방에 외부 나사산을 포함하고, 각 클램핑 윙은 경사진 클램핑 표면을 갖고, 각 클램핑 윙은 대응 측면 접합 표면을 가진다.
상기 공구 섕크는 그 전방 단부로 개방되는 수용 보어를 가지며, 원추형 전방부 및 원추형부의 내부 나사형부를 포함하고,
나사 부재의 외부 나사산은 공구 섕크의 내부 나사형부와 나사 결합되고, 절삭 헤드의 원추형부는 공구 섕크의 원추형부 내에 위치되고, 클램핑 윙 및 잠금 윙은 접합 상태의 각각의 쌍의 잠금 및 클램핑 표면 및 소정의 측면 접합 표면과 접합하고 있는 각각의 정지면과 쌍으로 정렬된다.
본 발명의 제1 실시예에 따라, 스토퍼는 잠금 윙의 전방 단부에 위치된다.
통상적으로, 스토퍼는 잠금 표면으로부터 돌출된다.
또한 본 발명의 제1 실시예에 따라, 소정의 측면 접합 표면은 클램핑 윙의 측면의 적어도 일부분이다.
본 발명의 제2 실시예에 따라, 스토퍼는 잠금 윙의 후방 단부에 위치된다.
또한 본 발명의 제2 실시예에 따라, 소정 측면 접합 표면은 반경 방향 접합 부재의 측면의 하나 이상의 부분이다.
바람직하게는, 반경 방향 접합 부재는 외부 나사산에 인접하여 위치된다.
더 바람직하게는, 축방향 접합 부재는 연속 반경 방향 접합 부재들 사이에 위치된다.
본 발명에 따르면, 공구 섕크는 나사 부재 보어와 연통하는 채널을 갖고, 상기 나사 부재 보어는 나사 부재의 전방 단부에 인접한 반경 방향 지향 냉각제 출구와 연통하고, 상기 냉각제 출구는 절삭 헤드 내의 리세스와 정렬되고, 상기 리세스는 절삭 헤드의 절삭 에지에 인접한다.
또한 본 발명에 따르면, 나사 부재는 외부 나사산으로부터 나사 부재의 후방 단부로 연장되는 탄성 부재를 포함한다.
본 발명의 소정 응용에 따르면 회전식 절삭 공구는 리머이다.
본 발명에 따르면 본 발명의 회전 절삭 공구 조립 방법은 이하의 단계를 포함한다.
외부 나사산이 내부 나사형부와 초기 나사 결합될 때까지 수용 보어 내에 나사 부재를 위치 설정하는 단계와,
클램핑 윙들 사이를 통과하는 잠금 윙을 구비한 나사 부재 상부에 절삭 헤드를 위치시키는 단계와,
잠금 윙 및 클램핑 윙이 축방향으로 쌍으로 정렬되고, 정지 표면은 측면 접합 표면과 접할 때까지 절삭 헤드를 회전시키는 단계와,
각 쌍의 잠금 윙 및 클램핑 윙의 잠금 표면 및 클램핑 표면이 접합되고, 나사 부재가 내부 나사형부로 완전히 나사 고정될 때까지 절삭 헤드를 더 회전시켜서 절삭 헤드를 공구 섕크에 고정시키는 단계를 포함한다.
먼저, 리머(10)로 예시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 절삭 공구를 도시한 도1 내지 도3을 참조한다. 리머(10)는 전방 단부(12), 후방 단부(14) 및 전방 단부(12) 및 후방 단부(14)를 통과하여 전후 방향을 규정하는 회전 종축(A)을 가진다. 리머(10)는 절삭 헤드(16), 나사 부재(18) 및 공구 섕크(20)를 포함한다. 절삭 헤드(16)는 텅스텐 카바이드와 같은 카바이드 분말로 구성된 성형 프레스 및 소결된 초경합금 본체이다. 나사 부재(18) 및 공구 섕크(20)는 기계 가공 강 또는 다른 강성 재료로 구성된다. 공구 섕크(20)는 절삭 헤드(16)에 냉각제를 공급하기 위한 축방향으로 지향된 냉각제 채널(22)을 포함한다.
도4 내지 도6에 도시된 절삭 헤드(16)는 전방 단부(24), 후방 단부(26), 회전 대칭축(B) 및 보어 표면(28)을 갖는 축방향으로 지향된 절삭 헤드 보어(27)를 구비한다. 절삭 헤드(16)가 공구 섕크(20)에 고정되면, 절삭 헤드(16)는 평면도에서 볼 때 축(B)을 중심으로 시계 방향으로 회전된다. 이하에서, 용어 "선단" 및 "후단"은 절삭 헤드(16)의 시계 방향 회전에 관해서 사용될 것이다. 보어 반경(R1)은 보어 표면(28)과 회전 대칭축(B) 사이에 규정된다. 보어 표면(28)은, 절삭 헤드(16)의 후방 단부(26)에 인접하여 그로부터 돌출되는 3개의 동일한 일체 형성된 반경 방향 내향 돌출 잠금 윙(30)을 가지며, 각 윙은 잠금 윙(30)의 최내부 표면(31)과 회전 대칭축(B) 사이에 규정된 잠금 윙 반경 치수(R2)를 가지며, 상기 잠금 윙 반경 치수(R2)는 보어 반경(R1) 보다 작다. 잠금 윙(30)은 회전 대칭축(B)을 중심으로 보어 표면(28) 상에 동일하게 이격 배치된다. 인접한 잠금 윙(30)은 잠금 윙 간극(32)에 의해 분리된다. 각 잠금 윙(30)은 일반적으로 전방으로 지향된 경사진 잠금 표면(34)을 가진다. 스토퍼(36)는 그 후단 측면 상에 각 잠금 윙(30)의 전방 단부(35')로부터 돌출되고, 상기 잠금 윙은 잠금 표면(34)으로부터 축방향으로 돌출된다. 스토퍼(36)는 그 선단 측면 상에 대체로 반경 방향으로 연장되고 접선 대향하는 제1 정지 표면(38)을 가지며, 그 전단 측면 상에 대체로 반경 방향으로 연장되고 접선으로 면하는 제2 정지 표면(40)을 가진다. 제1 정지 표면(38) 및 제2 정지 표면(40)은 잠금 표면(34)을 바람직하게는 수직으로 또는 대체로 수직으로 횡단한다. 평면도에서, 잠금 윙(30)은 잠금 표면(34)에 의해 형성되는 제1 각도 범위(42)를 가진다. 스토퍼(36)는 제1 각도 범위(42)보다 더 작은 제2 각도 범위(44)를 가진다. 제1 각도 범위(42) 및 제2 각도 범위(44)는 단일 잠금 윙(30)의 전체 각도 범위(45)를 형성하기 위해 결합된다. 잠금 윙 간극(32)은 제3 각도 범위(46)를 가진다.
원추형부(48)는 절삭 헤드(16)의 후방 단부(26)에서 절삭 헤드(16)의 대체로원통형인 주 본체부(49)로부터 돌출된다. 원추형부(48)는 회전 대칭축(B)과 동축 정렬되고 후방으로 면한 환형 접촉 표면(48')에 대해 후방으로 테이퍼진 외부 원추형 표면(50)을 가진다. 외부 원추형 표면(50)은 외부 원추형 표면(50) 및 절삭 헤드(16)의 주본체부(49)의 후방으로 면한 편평 환형 접합 표면(52)에 의해 형성된 단차부(51)를 통해 절삭 헤드(16)와 병합된다.
절삭 헤드(16)는 그 전방 단부(24)에서 동일하게 이격된 6개의 동일한 절삭 에지(54) 및 리세스(56)를 갖는 크라운형 구조를 가지며, 각 리세스(56)는 합체된 절삭 에지(54)에 대체로 인접한다. 리세스(56)와 정합하는 돌출부를 갖는 키이(도시 생략)가 리머(10)의 조립 또는 조립 해제 동안 절삭 헤드(16)를 회전시키기 위해 절삭 헤드(16)의 전방 단부(24)와 정합한다.
나사 부재(18)를 도시하는 도7 및 도8을 참조한다. 나사 부재(18)는 전방 단부(58), 후방 단부(60), 종축(C) 및 후방 단부(60)에서 개방되고 축방향으로 배향된 나사 부재 보어(64) 및 주연 표면(62)을 갖는 대체로 튜브형인 본체를 포함한다. 주연 표면(62)은 종축(C)과 주연 표면(62) 사이에 형성된 주연 반경 치수(R3)를 가지며, 상기 주연 반경 치수(R3)는 잠금 윙 반경 치수(R2) 보다 작다. 나사 부재(18)는 전방 단부(58)를 향해 위치된 3개의 동일한 클램핑 윙(66)을 가진다. 클램핑 윙(66)은 회전 대칭축(B)에 따른 최대 클램핑 윙 반경 치수(R4)로 주연 표면(62)으로부터 반경 방향 외향 돌출되고, 최대 클램핑 윙 반경 치수(R4)는 잠금 윙 반경 치수(R2)보다 크지만, 보어 반경(R1)보다는 작다. 클램핑 윙(66)은 종축(C)을 중심으로 동일하게 이격되고, 인접한 클램핑 윙(66)은 클램핑 윙 간극(68)에의해 분리된다. 각 클램핑 윙 간극(68)의 각도 범위는 각 잠금 윙(30)의 전체 각도 범위(45)와 대체로 동일하다. 각 클램핑 윙(66)은 각 잠금 윙 간극(32)의 각도 범위 보다 대체로 작은 종축(C)에 따른 각도 범위를 가진다. 각 클램핑 윙(66)은 경사지고, 약간 볼록하고 외향 및 후방으로 면한 클램핑 표면(70) 및 대체로 반경 방향으로 연장된 대향하는 제1 접합 표면(71') 및 제2 측면 접합 표면(71")을 가진다.
나사 부재(18)는 그 후방 단부(60)를 향한 외부 나사산(72) 및 외부 나사산(72)으로부터 후방 단부(60)까지 연장되는 4개의 탄성 부재(74)를 포함한다. 탄성 부재(74)는 후방 단부(60)에 반경 방향으로 소정의 가요성을 제공한다. 접합 링(76)은 클램핑 윙(66)과 외부 나사산(72) 사이에서, 바람직하게는 이에 인접한 위치에서 나사 부재(18)로부터 반경 방향으로 외향 돌출된다. 나사 부재(18)의 전방에는 나사 부재 보어(64)와 주연 표면(62) 사이에서 연통하는 6개의 반경 방향 지향 냉각제 출구(78)가 있다.
공구 섕크(20)의 전방 단부(80)를 도시하는 도9가 참조되며, 상기 공구 섕크는 수용 보어(82), 편평한 전방으로 면한 환형 지지 표면(84), 종축(D) 및 수용 보어(82)로부터 외향 연장된 냉각제 채널(22)을 가진다. 수용 보어(82) 및 냉각제 채널(22)은 종축(D)과 동축 정렬된다. 수용 보어(82)는 후방으로 테이퍼진 원추형 전방부(86)를 가지며, 내부 나사형부(88)는 원추형 전방부(86)로부터 지지부(90)로 연장된다. 상기 지지부(90)는 나사 부재(18)의 후방 단부(60)의 직경 보다 약간 더 작은 직경을 가진다.
리머(10)의 조립은 나사 부재(18)의 후방 단부(60)를 공구 섕크(20)의 수용 보어(82) 내에 위치시키고, 외부 나사산(72)을 내부 나사형부(88)와 초기 나사 결합시킴으로 수행된다. 절삭 헤드(16)는 절삭 헤드(16)의 원추형부(48)의 환형 접촉 표면(48')이 접합 링(76)과 접합할 때까지, 나사 부재(18)의 전방 단부(58)의 상부에서 절삭 헤드(16)의 후방 단부(26)에 의해 나사 부재(18) 상에 위치된다. 상기 위치에서, 절삭 헤드(16)는 도10에 도시된 바와 같이 개방 위치로 언급될 것이다. 개방 위치에서, 클램핑 윙(66)은 절삭 헤드(16)의 잠금 윙 간극(32)에 있게되고, 잠금 윙(30)은 나사 부재(18)의 클램핑 윙 간극(68)에 있게 된다.
절삭 헤드(16)를 공구 섕크(20)에 고정하기 위해, 절삭 헤드(16)는 절삭 헤드(16)의 평면도에서 볼 때 회전 대칭축(B)을 중심으로 시계 방향으로 회전한다. 탄성 부재(72)는 나사 부재(18)의 자유 회전을 방지하는 탄성부(90)와 결합된다. 절삭 헤드(16)는 각 잠금 윙(30)이 잠금 표면(34) 및 클램핑 표면(70)과 접합 대응하는 클램핑 윙(66) 하부에서 활주하고, 스토퍼(36)의 각 제2 정지 표면(40)이 그 제2 측면 접합 표면(71")에서 대응하는 클램핑 윙(66)과 접합할 때까지 개방 위치로부터 회전된다. 절삭 헤드(16)가 더 회전될 때, 클램핑 윙(66)의 제2 측면 접합 표면(71")과 제2 정지 표면(40)의 결합으로 인해 나사 부재(18)는 클램핑 윙과 함께 회전되어, 나사형부(88) 내의 나사 부재(18)가 고정된다.
클램핑 윙(70)과 잠금 표면(34) 사이의 접합이 유지됨으로써, 절삭 헤드(16)의 환형 접합 표면(52)이 공구 섕크(20)의 환형 지지 표면(84)과 결합될 때까지, 나사 부재(18)는 절삭 헤드(16)의 원추형부(48)를 공구 섕크(20)의 원추형 전방부(86)로 당긴다. 절삭 헤드(16)의 원추형부(48)가 공구 섕크(20)의 원추형 전방부(86)에 위치됨으로써, 절삭 헤드(16)는 공구 섕크(20)에 대해 중심 위치된다.
절삭 헤드(16)가 나사형부를 포함하지 않는 것에 주목해야 한다. 대신에, 나사(threading)가 나사 부재(18) 상에 위치되어, 나사(threading)가 절삭 헤드(16)의 중심에 가질 수 있는 역효과를 효과적으로 완화시킨다. 상술된 바와 같이, 각 클램핑 윙(66)의 클램핑 표면(70)은 다소 볼록하고, 이로써, 절삭 헤드(16)는 절삭 헤드(16)를 소정 위치에서 견고히 클램핑하도록 절삭 헤드(16)가 시계 방향으로 회전될 때, 나사 부재(18)가 "부유"하는 것을 보장한다. 클램핑 윙(66) 및 잠금 윙(30)에 의한 표면 접촉은 절삭 헤드(16)의 원추형부(48)가 공구 섕크(20)의 원추형 전방부(86)에 위치됨으로써 형성되는 절삭 헤드(16)의 중심 위치에 작용하지 않도록 설계된다. 냉각제 출구(78)는 리머(10)가 조립될 때, 리세스(56)가 냉각제 출구(78)와 정렬되는 방식으로 클램핑 윙(66)에 대해 공간적으로 분배되어, 냉각제가 절삭 에지(54)에 각각 직접 공급되는 것을 보장한다. 각 스토퍼(36)의 제2 정지 표면(40)이 각 클램핑 윙(66)의 대응하는 제2 측면 접합 표면(71")과 접합한다는 사실로 인해, 리세스(56)에 의한 냉각제 출구(78)의 정렬이 가능해진다.
절삭 헤드(16)를 클램핑 해제하고, 이를 공구 섕크(20)로부터 제거하기 위해, 절삭 헤드(16)는 반시계 방향으로 회전한다. 초기에 제1 정지 표면(38)이 클램핑 윙(66)의 제1 측면 접합 표면(71')과 접합할 때까지 절삭 헤드(16)가 회전되어, 나사 부재(18)는 나사 해제된다. 나사 부재(18)가 수용 보어(82)를 빠져나올 때, 접합 링(76)은 절삭 헤드(16)의 원추형부(48) 상으로 밀어 올려져서, 수용 보어(82)의 원추형 전방부(86)의 외부로 가압된다. 상기 단계에서, 절삭 헤드(16)가 나사 부재(18)에서 들어올려질 수 있고, 새로운 절삭 헤드(16)가 나사 부재(18) 상에 위치될 수 있다. 이로써, 정상 작동에서 나사 부재(18)는 제거될 필요가 없고, 절삭 헤드(16)가 교체될 때마다 수용 보어(82)의 내부 및 외부로 단순하게 나사 고정된다. 나사 부재(18)의 제거가 요구되는 경우, 즉, 리머(10)의 조립 해제가 요구되는 경우, 상기는 나사 부재(18)가 완전히 나사 해제될 때까지 절삭 헤드(16)는 반시계 방향으로 지속적으로 회전된다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면 절삭 헤드와 나사 부재 사이의 회전 커플링은 나사 부재(18) 및 스토퍼(36)의 클램핑 윙(66)의 결합에 의해 달성되고, 상기 스토퍼는 잠금 윙(30)의 잠금 표면(34)으로부터 축방향으로 전방 돌출된다. 절삭 헤드(16)가 공구 섕크(20)에 부착되면, 각 잠금 윙(30)은 잠금 표면(34) 및 클램핑 표면(70)과 접합하는 대응 클램핑 윙(66)의 하부에 위치된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 절삭 헤드(116), 나사 부재(118) 및 리머(110)의 공구 섕크(20)를 도시하는 도11 내지 도14가 참조된다. 제2 실시예에 따른 리머(110)는 도시되지 않았지만, 도1에 도시된 바와 같은 제1 실시예에 따른 리머(10)의 외형과 동일하다. 제2 실시예에 따른 리머(110)의 공구 섕크(20)는 제1 실시예의 공구 섕크(20)와 동일하다. 제2 실시예에 따른 리머(110)의 조립 및 조립 해제 및 공구 섕크(20)로의 절삭 헤드(116) 부착 및 제거는 제1 실시예와 절차적으로 동일하다. 따라서, 제2 실시예에 따른 리머(110)의 설명은 원칙적으로 두 개의 실시예 사이의 상이한 특징에 집중될 것이다.
절삭 헤드(116)는 전방 단부(124), 후방 단부(126), 회전 대칭축(B1) 및 보어 표면(128)을 포함한 축방향으로 배향된 절삭 헤드 보어(127)를 포함한다. 보어 표면(128)은 절삭 헤드(116)의 후방 단부(126)에 인접하게 돌출되고 일체 형성되어 3개의 동일한 반경 방향 내향 돌출 잠금 윙(130)을 가진다. 잠금 윙(130)은 회전 대칭축(B1)을 중심으로 보어 표면(128) 상에서 동일하게 이격되고, 인접한 잠금 윙(130)들 사이에 잠금 윙 간극(132)을 가진다. 각 잠금 윙(130)은 대체로 전방으로 면한 경사진 잠금 표면(134)을 가지며, 스토퍼(136)는 잠금 윙(130)의 후방 단부(135")에 위치된다. 스토퍼(136)는 그 후단 측면 상에서 후방 단부(135")로부터 축방향으로 돌출된다. 스토퍼(136)는 그 후단 측면 상에서 대체로 반경 방향으로 연장되고 접선 대향하는 제1 정지 표면(138)과 그 선단 측면 상에 대응하는 반경 방향으로 연장되고 대체로 접선 대향하는 제2 정지 표면(140)을 가진다.
원추형부(148)는 절삭 헤드(116)의 후방 단부(126)에서 절삭 헤드(116)의 대체로 원통형인 주 본체부(149)로부터 돌출된다. 원추형부(148)는 회전 대칭축(B1)과 동축 정렬되고 후방으로 면한 환형 접촉 표면(148')에 대해 후방으로 테이퍼진 외부 원추형 표면(150)을 가진다. 외부 원추형 표면(150)은 외부 원추형 표면(150) 및 절삭 헤드(116)의 주 본체부(149)의 후방으로 면한 편평한 환형 접합 표면(152)에 의해 형성된 단차부(151)를 통해 절삭 헤드(116)와 병합된다. 제2 실시예에 따른 절삭 헤드(116)의 외부 형상은 제1 실시예와 동일하다.
절삭 헤드(116)는 그 전방 단부(124)에서 동일하게 이격된 6개의 동일한 절삭 에지(154) 및 리세스(56)를 갖는 크라운형 구조를 가지며, 각 리세스(156)는 합체된 절삭 에지(154)에 대체로 인접한다.
나사 부재(118)는 전방 단부(158), 후방 단부(160), 종축(C1) 및 후방 단부(160)에서 개방되고 축방향으로 배향된 나사 부재 보어(164) 및 주연 표면(162)을 갖는 대체로 튜브형인 본체를 포함한다. 나사 부재(118)는 전방 단부(158)를 향해 위치된 3개의 동일한 클램핑 윙(166)을 가진다. 클램핑 윙(166)은 주연 표면(162)으로부터 반경 방향 외향 돌출되고 종축(C1)을 중심으로 동일하게 이격되고 상기 윙들 사이에 클램핑 윙 간극(168)을 가진다. 각 클램핑 윙(166)은 경사지고, 바람직하게는 약간 볼록하고 외향 및 후방으로 면한 클램핑 표면(170) 및 대체로 반경 방향으로 연장된 제1 및 제2 측면(171' 171")을 가진다.
나사 부재(118)는 그 후방 단부(160)를 향해 위치된 외부 나사산(172) 및 4개의 탄성 부재(174)를 포함하고, 상기 탄성 부재는 나사산(172)으로부터 후방 단부(160)까지 연장되어 후방 단부(160)에 반경 방향으로 소정의 가요성을 제공한다. 주연 표면(162)으로부터 반경 방향 외향 돌출된 반경 방향 접합 부재(175)는 외부 나사산(172)과 상기 외부 나사산(172)에 인접한 클램핑 윙(166) 사이에 위치된다. 반경 방향 접합 부재(175)는 각 반경 방향 접합 부재(175)들 사이에 위치된 축방향 접합 부재(176)에 의해 주연 표면(162)의 주위에 동일하게 이격된다. 각 반경 방향 접합 부재(175)는 제1 측면 접합 표면(175') 및 제2 측면 접합 표면(175")을 가진다. 각 축방향 접합 부재(176)는 축방향 및 전방으로 면한 축방향 접합 표면(176')을 가진다. 나사 부재(118)는 주연 표면(162)과 나사 부재 보어(164)들 사이에서 연통하는 전방 단부(158)에 인접한 6개의 반경 방향으로 지향 냉각제 출구(178)를 가진다. 제1 실시예와 같이, 제2 실시예에서도 리머(110)가 조립될 때, 리세스(156)가 냉각제 출구(178)와 정렬되는 방식으로 클램핑 윙(166)에 대해 공간적으로 분배되어 냉각제가 절삭 에지(154)에 각각 직접 공급되는 것을 보장한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 리머(110)는 제1 실시예에 따른 리머(10)와 동일한 방식으로 조립된다. 나사 부재(118)의 후방 단부(160)는 공구 섕크(20)의 수용 보어(82) 내로 동축 정렬되어 위치되어, 외부 나사산(172)은 공구 섕크(20)의 내부 나사형부(88)와 초기 나사 결합된다. 절삭 헤드(116)는 나사 부재(118)의 전방 단부(158)의 상부에서 절삭 헤드(16)의 후방 단부(126)에 의해 나사 부재(118) 상에 위치되고, 원추형부(148)의 후방으로 대향한 환형 접촉 표면(148')은 축방향 접합 부재(176)의 전방으로 면한 축방향 접합 표면(176')과 접합한다. "개방 위치"로 언급되는 상기 위치에서, 클램핑 윙(166)은 절삭 헤드(116)의 잠금 윙 간극(132)에 있게되고, 잠금 윙(130)은 나사 부재(118)의 클램핑 윙 간극(168)에 있게 된다.
절삭 헤드(116)를 공구 섕크(120)에 고정하기 위해, 절삭 헤드(116)는 절삭 헤드(116)의 평면도에서 볼 때 회전 대칭축(B)을 중심으로 시계 방향으로 회전한다. 각 잠금 윙(130)이 대향 클램핑 윙(166)의 하부에서 활주할 때까지, 절삭 헤드(116)는 개방위치로부터 회전하여, 잠금 윙(130) 및 클램핑 윙(166)은 대향 윙 쌍을 형성한다. 각 윙 쌍에서, 클램핑 윙(166)의 클램핑 표면(170)은 잠금 윙(130)의 잠금 표면(134)과 접합한다. 상기 위치에서, 스토퍼(136) 및 반경 방형 접합 부재(175)는 반경 방향 접합 쌍을 형성한다. 각 반경 방향 접합 쌍에서, 스토퍼(136)의 제2 정지 표면(140)은 반경 방향 접합 부재(175)의 제2 측면 접합 표면(175")과 접합한다. 절삭 헤드(116)는 나사 부재(118)가 나사형부(88) 내로 완전히 나사 고정되고, 절삭 헤드(116)의 원추형부(148)는 공구 섕크(20)의 전방 단부에서 환형 지지 표면(84)과 결합된 절삭 헤드(116)의 환형 접합 표면(152)를 구비한 공구 섕크(20)의 원추형 전방부(86) 내에 위치될 때까지 회전한다.
절삭 헤드(116)를 클램핑 해제하고 공구 섕크(20)로부터 제거하기 위해, 절삭 헤드(116)는 반시계 방향으로 회전한다. 최초에, 절삭 헤드(116)는 제1 정지 표면(138)이 반경 방향 접합 부재(175)의 제1 측면 접합 표면(175')과 접합할 때까지 회전되어, 나사 부재(118)가 나사 해제된다. 나사 부재(118)가 수용 보어(82)를 빠져나올 때, 축방향 접합 부재(176)의 전방으로 면한 축방향 접합 표면(176')은 절삭 헤드(116)의 원추형부(148)의 환형 접촉 표면(148') 상으로 밀어올려져서 수용 보어(82)의 외부로 가압된다.
본 발명이 소정의 특성으로 설명되었지만, 다양한 교체 및 개조가 이하에 청구될 본 발명의 정신 또는 범주로부터 벗어나지 않고 형성될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (12)

  1. 전방 단부(12), 후방 단부(14) 및 상기 전방 단부 및 후방 단부를 통과하는 종축(A)을 갖고, 절삭 헤드(16, 116), 나사 부재(18, 118) 및 공구 섕크(20)를 포함하는 회전식 절삭 공구(10, 110)이며,
    상기 절삭 헤드(16, 116)는 대체로 원통형인 주본체부(49, 149), 후방으로 연장된 원추형부(48, 148) 및 보어 표면(28, 128)을 갖는 축방향으로 배향된 관통 보어(27, 127)를 포함하고, 경사진 잠금 표면(34, 134)을 각각 갖는 축방향으로 연장되고 복수의 반경 방향 내향 돌출 잠금 윙(30, 130)은 보어 표면(28, 128)으로부터 돌출되고, 접선으로 면한 정지 표면(40, 140)을 갖는 축방향으로 연장된 스토퍼(36, 136)는 각 잠금 윙(30, 130)으로부터 돌출되고,
    상기 나사 부재(18, 118)는 그 전방 단부(58, 158) 상에 축방향으로 연장되고 복수의 반경 방향 외향 돌출 클램핑 윙(66, 166) 및 상기 클램핑 윙(66, 166)의 후방에 외부 나사산(72, 172)을 포함하고, 각 클램핑 윙은 경사진 클램핑 표면(70, 170)을 갖고, 각 클램핑 윙은 대응 측면 접합 표면(71', 175")을 가지고,
    상기 공구 섕크(20)는 그 전방 단부(80)로 개방되는 수용 보어(82)를 가지며, 원추형 전방부(86) 및 원추형부(86)의 후방의 내부 나사형부(88)를 포함하고,
    나사 부재(18, 118)의 외부 나사산(72, 172)은 공구 섕크(20)의 내부 나사형부(88)와 나사 결합되고, 절삭 헤드(16, 116)의 원추형부(48, 148)는 공구 섕크(20)의 원추형부(86) 내에 위치되고, 클램핑 윙(66, 166) 및 잠금 윙(30, 130)은접합 상태의 각각의 쌍의 잠금 및 클램핑 표면(34, 70; 134, 170) 및 소정의 측면 접합 표면(71", 175")과 접합하고 있는 각각의 정지면과 쌍으로 정렬되는 회전식 절삭 공구.
  2. 제1항에 있어서, 스토퍼(36)는 잠금 윙(30)의 전방 단부(35')에 위치되는 회전식 절삭 공구.
  3. 제2항에 있어서, 스토퍼(36)는 잠금 표면(34)으로부터 돌출되는 회전식 절삭 공구.
  4. 제3항에 있어서, 소정의 측면 접합 표면(71")은 클램핑 윙(66)의 측면의 적어도 일부인 회전식 절삭 공구.
  5. 제1항에 있어서, 스토퍼(136)는 잠금 윙(130)의 후방 단부에 위치되는 회전식 절삭 공구.
  6. 제5항에 있어서, 소정의 측면 접합 표면(175")은 반경 방향 접합 부재(175)의 측면의 적어도 일부인 회전식 절삭 공구.
  7. 제6항에 있어서, 반경 방향 접합 부재(175)는 외부 나사산(172)에 인접하여위치되는 회전식 절삭 공구.
  8. 제5항에 있어서, 축방향 접합 부재(176)는 연속적인 반경 방향 접합 부재들(175) 사이에 위치되는 회전식 절삭 공구.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 공구 섕크(20)는 나사 부재 보어(64, 164)와 연통하는 채널(22)을 가지고, 상기 나사 부재 보어(64, 164)는 나사 부재(18, 18)의 전방 단부(58, 158)에 인접한 반경 방향 지향 냉각제 출구(78, 178)와 연통하고, 냉각제 출구(78, 178)는 절삭 헤드(16, 116) 내의 리세스(56, 156)와 정렬되고, 상기 리세스(56, 156)는 절삭 헤드(16, 116)의 절삭 에지(54, 154)에 인접하는 회전식 절삭 공구.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 나사 부재(18, 118)는 외부 나사산(72, 172)으로부터 나사 부재(18, 118)의 후방 단부(60, 160)로 연장된 탄성 부재(74, 174)를 갖는 회전식 절삭 공구.
  11. 제10항에 있어서, 상기 회전식 절삭 공구는 리머인 회전식 절삭 공구.
  12. 본 발명에 따른 회전식 절삭 공구 조립 방법이며,
    외부 나사산(72, 172)이 내부 나사형부(88)와 초기 나사 결합될 때까지 수용보어(82) 내에 나사 부재(18, 118)를 위치 설정하는 단계와,
    클램핑 윙들(66, 166) 사이를 통과하는 잠금 윙(30, 130)을 구비한 나사 부재(18, 118)의 상부에 절삭 헤드(16, 116)를 위치시키는 단계와,
    잠금 윙(30, 130) 및 클램핑 윙(66, 166)이 축방향으로 쌍으로 정렬되고, 정지 표면(40, 140)이 측면 접합 표면(71", 175")과 접합할 때까지 절삭 헤드(16, 116)를 회전시키는 단계와,
    각 쌍의 잠금 윙 및 클램핑 윙(30, 66; 130, 166)의 잠금 및 클램핑 표면(34, 70; 134, 170)이 접합되고, 나사 부재(18, 118)가 내부 나사형부(88)로 완전히 나사 고정될 때까지 절삭 헤드(16, 116)를 더 회전시켜서 절삭 헤드(16, 116)를 공구 섕크(20)에 고정시키는 단계를 포함하는 회전식 절삭 공구 조립 방법.
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