KR20050048535A - 기계가공 공구용 공구 헤드 - Google Patents

Abstract

절삭 인서트 (3) 를 가지는 칩제거 금속 기계 가공 공구용 공구 헤드로서, 기본 홀더 (1) 와, 이 기본 홀더와 연결된 인서트 홀더 (4) 를 포함하며, 인서트 홀더의 전방부에는 하부 지지부 (6) 와 상부 클램핑부 (5) 사이에 인서트 포켓 (7) 이 형성되어 있고 가압수단에 의해 상부 클램핑부 (5) 는, 인서트 포켓 내부로 삽입가능한 절삭 인서트 (3) 와 클램핑면 결합되며, 공구 헤드에는 상기 인서트 포켓으로 부터 이격된 슬롯 (20) 이 형성되어 있고, 상기 가압 수단은 기본 홀더의 보어 (15) 에 수용된 클램핑 스크류 (19) 및 클램핑 스크류를 수용하며 기본 홀더의 리세스 (10a) 에 수용되는 너트롤 (11a) 를 포함하며, 상기 리세스 (10a) 는 절삭 인서트 및 인서트 포켓의 길이 방향과 수직으로 향해있으며, 클램핑 스크류의 조임 중에, 클램핑 스크류 (19) 와의 상호작용할 때 너트롤 (11a) 은 실질적으로 클램핑 스크류의 축선 방향을 따라 반경방향 외측으로 이동하여 슬롯 (20) 안으로 가고, 이에 따라 홀더의 상부가 편향되어 절삭 인서트 (3) 의 클램핑이 이 편향에 의해 이루어진다.

Description

기계가공 공구용 공구 헤드{TOOL HEAD FOR A MACHINING TOOL}

본 발명은 금속 칩 제거 기계 가공용 공구 헤드에 관한 것이다.

공구 헤드는 기본 홀더와 이 홀더와 연결된 인서트 홀더를 포함한다. 좀 더 구체적으로, 공구는 분단 (parting) 및 홈가공과 같은 종류의 기계 가공을 위한 것이다.

칩 제거 기계 가공 분야에는 (다양한 종류의 선삭 공구에는 흔하더라도) 다른 홀더와 어댑터 사이의 토크 저항 연결을 이루기 위해서 다양한 종류의 커플링이 있다. 예를 들면, 스웨덴 특허 출원 7813038-2 은 클램핑 수단으로서 클램핑 스크류를 지닌 상호작용 톱니가 사용되는 분단 및 홈가공용 공구를 개시한다. 어댑터를 홀더에 클램핑하기 위한 나사의 수는 이 경우에 3 개이며, 이는 3 개의 비교적 긴 나사를 푼 다음, 인서트를 교체한 후에 상기 나사들을 다시 조이는 작업은 인서트 교환에 긴 시간이 요구됨을 의미한다. 더구나, 스웨덴 특허 출원 9004032-0 은 홀더 블레이드의 인서트 포켓에 클램프된 절삭 인서트를 포함하는 절삭 공구를 개시하는데, 절삭 인서트는 인서트 포켓 쪽으로 경사진 슬롯에 결합되는 가압 수단에 의해 클램프되며, 홀더 블레이드의 상부 클램핑 암 부분이 탄성 변형되고 이로 인해 인서트의 상부면을 향하는 힘이 발생한다. 가압 수단이 비교적 긴 핀으로 구성되어 있기 때문에, 이 시스템은 분단 공구용 좁은 홀더 블레이드에서 비교적 공간을 많이 차지하게 된다.

본 발명의 목적은 공지된 공구의 문제점과 관련된 칩 제거 금속 기계 가공용 공구 헤드를 제공하는 것이며, 절삭 인서트의 클램핑에 관한 향상된 특성을 제공하며, 간단한 인서트 교체를 가능케 한다.

본 발명에 따르면, 이 목적은 청구항 제 1 의 특징을 가지는 공구 헤드에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시 형태는 종속항으로 다시 한정된다.

본 발명의 구체적 실시 형태는 실시예로 설명되었으며, 도면에 도면기호가 제공되어 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 칩 제거 금속 기계 가공 공구용 공구 헤드를 도시한다. 공구 헤드는 공구 기계와의 결합을 위한 중앙 보어 (9a) 를 갖는 기본 홀더 (1) 를 포함한다. 기본 홀더 (1) 는 이 홀더와 연결된 인서트 홀더 (4) 를 가지며, 이 인서트 홀더는 전방 및 측면 돌출부 형상으로 되어있다. 기본 홀더는 이러한 목적에 적합한 연결부를 통하여, 예를 들어 다목적 선반과 같은 공구 기계에 바람직하게 연결된다. 인서트 홀더 (4) 의 전방부 즉, 전방 및 측면 돌출부의 전방부는 블레이드형부로 형성되어 있고, 칩 제거 기계 가공용 절삭 인서트 (3) 를 수용하기 위한 클램핑 슬롯 형상의 인서트 포켓 (7) 이 제공되어 있다. 인서트 포켓 (7) 은 인서트 (3) 를 지지하는 하부 지지부 (6) 및 하부 지지부 (6) 와 일체로 된 상부 클램핑부 (5) 사이에 형성되며, 상부 클램핑부는 기본 홀더 (1) 의 나머지 부분 보다 작은 폭을 가진다. 절삭 인서트 (3) 는 그의 후단부 (3a) 로 숄더 (8) 에 접촉하게 되며, 이 숄더는 절삭 인서트가 축방향 안쪽으로 변위하는 것을 제한한다. 숄더 (8) 는 돌출부 (4) 의 하부지지부 (6) 에 돌출되어 형성되어 있다. 이것 때문에, 클램핑 슬롯 (7) 은 뒷쪽으로 홀더 (1) 의 길이 방향으로 뻗어 있는 슬롯 연장부 (9) 와 연결되어 있으며, 이 슬롯 연장부 (9) 는 전방 클램핑 슬롯 (7) 보다 상당히 낮은 슬롯 높이를 가진다. 슬롯 연장부 (9) 의 단부는 도면부호 "9a" 로 지시되어 있다. 절삭 인서트의 하부면 (3b) 은 바람직하게 절삭 인서트의 후단부 (3a) 와 수직으로 향해 있으며, 동시에 상기 하부면 (3b) 은 의도된 이송 방향과 평행하다. 절삭 인서트 상부면의 후부 및 절삭 인서트의 하부면 (3b) 에는 스웨덴 특허 출원 9703434-2 에 도시 및 개시된 방법으로 오목한 V 형의 쐐기 형상 그루브가 바람직하게 형성되어 있다.

기본 홀더에는 기본 홀더의 중심축선 (CL) 과 평행하게 횡방향으로 형성된 복수의 이격된 리세스 (10a, 10b, 10c, 10d) 가 제공되어 있다. 리세스 (10b, 10c, 10d) 에 수용된 세개의 클램핑 스크류 (11b, 11c, 11d) 는 적절한 결합부에 있는 대응 보어에 나사 결합하게 되며, 기본 홀더는 상기 결합부를 통해 부속 기계 (도시안됨) 에 고정된다.

인서트 (3) 및 인서트 포켓 (7) 의 길이 방향과 수직으로 향해있는 리세스 (10a) 는, 너트롤 (11a) 이 미끄럼 가능하게 끼워져 수용되며, 너트롤의 축방향 길이는 기본 홀더 (1) 의 두께와 대응하며, 인서트 홀더 (4) 는 기본 홀더와 일체로 형성된다. 클램핑부 (5) 로 부터 위로 조금 떨어져서 경사지게 위치된 리세스 (10a) 의 근처에는, 리세스 (10a) 와 수직하게 형성된 원통형 보어 (15) 가 있다. 보어 (15) 는 구멍 (9a) 으로 부터 일정 거리의 위치까지 반경 방향 내측으로 뻗어있으며, 힌지 (17) 가 보어 (15) 와 구멍 (9a) 사이에 형성되어 있다. 보어 (15) 는 클램핑 스크류 (19) 를 수용하며, 이 스크류의 나사부는 너트롤 (11a) 의 나사부 (21) 와 결합하게 된다. 도 1 에서 보인 바와 같이, 공구 헤드 (1) 는 리세스 (10a) 와 연결되어 측방향으로 형성된 슬롯 (20) 을 또한 가지며, 이 슬롯 (20) 은 인서트 포켓 (7) 과 분리되어 있다. 슬롯 (20) 은 보어 (15) 의 중심을 지나서 헤드를 측방향으로 관통해 있다. 또한 도 1 에서 보듯이, 인서트 수용 클램프 슬롯 (7) 이 인서트 홀더 (4) 뿐만아니라 기본 홀더 (1) 를 통해서 측방향으로 형성되어 있다.

기본 홀더 (1) 의 보어 (15) 에 수용되는 클램핑 스크류 (19) 를 너트롤 (11a) 에서 나사결합시켜 조이면, 너트롤 (11a) 은 클램핑 스크류의 축선 방향으로 반경 방향 외측으로 이동하여 슬롯 (20) 안으로 가게된다. 이렇게 해서, 인서트 홀더의 상부가 편향되어 상부 클램핑부 (5) 는 절삭 인서트 (3) 상부면과 클램핑 결합하게 되며, 이에 따라서, 절삭 인서트 (3) 는 인서트 포켓 (7) 에 클램핑된다. 이러한 구성의 이점은, 상기 언급된 종류의 분단 및 홈가공용 공구의 경우에서 처럼 공간이 제한될 지라도, 클램핑 스크류를 조일 때 발생하는 힘의 레버를 비교적 길게 유지할 수 있다는 것이다. 너트롤 (11a) 이 클램핑 스크류 (19) 의 축선방향으로 헤드 (18) 를 향하여 바깥쪽으로 이동하기 때문에, 클램핑부 (5) 의 편향시 발생하는 클램핑 스크류의 굽힘이 비교적 작게 일어나며, 이 결과 굽힘과 관련한 클램핑 스크류의 손상 위험이 감소하게된다.

도 1 에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따르면, 너트롤 (11a) 은 실질적으로 원통형으로 형성되어 있으며, 너트롤을 수용하는 리세스 (10a) 는 편심되어 있는데 즉, 원형이 아닌 다른 형상, 예컨대 타원형상으로 되어 있다. 편심 구성은 도 1 에서 원형과는 다른 곡선 형상을 지닌 편심부 (24) 로 도시되어 있다. 이러한 구성으로, 클램핑 스크류를 조이면, 너트롤은 클램핑 스크류의 축선 방향을 따라 반경방향 외측으로, 즉 클램핑 스크류의 헤드 (18) 를 향해 슬롯 (20) 내로 이동하게 된다. 그러나 이것은 본 발명의 신규한 기술적 사상을 실현하는 유일한 방법은 아니다.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 리세스 (10a) 는 내주부가 슬롯 (20) 을 향하는 테이퍼형, 예를 들어 통상의 쐐기형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 클램핑 스크류 (19) 를 조이면 너트롤 (11a) 은 슬롯 (20) 안으로 이동하게 된다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 리세스 (10a) 는 원통형으로 형성되어 있다. 이 경우에, 너트롤 (11a) 의 외형은 쐐기 형상으로 되는 것이 바람직하다. 이 실시 형태에서도 도 1 에 도시된 본 발명의 실시형태와 마찬가지로, 클램핑 스크류를 조이면 너트롤 (11a) 이 슬롯 (20) 안으로 이동하여, 인서트 홀더 (4) 의 상부 클램핑부가 편향되어 인서트 포켓에 절삭 인서트 (3) 를 클램핑하게 된다.

도 2 는 본 발명의 다른 실시 형태를 도시하는데, 너트롤을 수용하는 리세스 (10a) 는 편심되어 있고 너트롤 (11a) 의 외형은 쐐기 형상으로 되어 있다. 너트롤 (11a) 의 외형은 슬롯을 향해 테이퍼링된 다른 형상 예를 들어, 볼록 곡면으로 할 수도 있다. 리세스 (10a) 와 너트롤 (11a) 의 구성의 조합으로, 클램프 스크류의 축선 방향을 따라 반경방향 외측으로 이동하는 너트롤의 신규한 운동이 가능하게 된다. 도 2 에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따르면, 클램핑 스크류 (19) 는 이 목적에 부합하도록 피팅 부재 (22) 와 협동하며, 이 피팅 부재의 상부면은 편평하며, 하부면은 볼록한 윤곽을 가진다. 피팅 부재 (22) 는 클램핑 스크류를 수용하기 위한 대한 원통형 관통 구멍을 가지며, 이 관통 구멍은 클램핑 스크류 (19) 의 헤드 (18) 직경 보다 작은 직경을 가진다. 더욱이, 클램핑 스크류는 피팅 부재의 관통 구멍에 회전가능하게 삽입된다. 기본 홀더의 보어 (15) 의 끝에는 리세스 (23) 가 있으며, 이 리세스는 피팅 부재 (22) 의 하부면 윤곽과 대응하는 윤곽을 가진다. 그래서, 피팅 부재 (22) 는 리세스 (23) 와 접하게 되고, 클램핑 스크류가 피팅 부재의 관통 구멍에 삽입되면, 조임을 위해 자유롭게 회전가능하며 피팅 부재는 상기 조임 중에는 회전하지 않는다.

도 1 에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따르면, 클램핑 스크류 (19) 에는 원뿔형 헤드 (18) 가 제공되어 있고, 보어 (15) 의 상부는 밖으로 열린 원뿔형 리세스 (16) 로 끝난다. 클램핑 스크류 (19) 를 조이면 이동하여 원뿔형 헤드 (18) 가 슬롯 (20) 내부로 진입하고, 이로 인해 인서트 홀더 (4) 의 상부가 편향되어 인서트 포켓 (7) 에 절삭 인서트 (3) 가 클램핑된다.

새로운 절삭 인서트 (3) 를 삽입할 때, 절삭 인서트의 클램핑은 클램핑 스크류 (19) 의 조임으로 이루어지며, 너트롤 (11a) 이 클램핑 스크류의 축선방향으로 나사 헤드 (18) 를 향해서 이동하면, 슬롯 (20) 이 확장되며 인서트 홀더 (4) 의 상부 클램핑부 (5) 는 편향되어 절삭 인서트 (3) 의 상부면과 함께 잠금작용을 하게 된다. 절삭 인서트를 교환할 때, 이 클램핑 스크류 (19) 만 약간 풀면 되고, 너트롤 (11a) 은 클램핑 스크류 (19) 의 축선 방향을 따라 헤드 (18) 로 부터 멀어지는 방향으로 이동하며, 슬롯의 폭은 다시 작은 슬롯 폭 (이완 위치로 규정됨) 으로 되며, 이렇게 해서 스크류 (19) 를 완전히 풀어내지 않고도 절삭 인서트 (3) 를 교환할 수 있다.

나사 수용 리세스 (15) 는 인서트 포켓의 길이 방향에 대해 25 - 105 °의 각도를 갖는 방향으로 형성되어야 한다. 바람직하게는, 이 각도는 힌지 (17) 에 대해 최적의 모멘트 레버를 얻기 위해서 35 - 90 °이다. 기본 홀더 (1) 는 절삭 인서트 지지 홀더부를 구성하는 인서트 수용부 (4) 의 폭의 수배인 폭을 갖는 것이 바람직하다. 도 1 및 도 2 에서 도시한 본 발명의 실시 형태에 따르면, 도 1 및 도 2 에서 보인 바와 같이, 절삭 인서트 (3) 의 길이는 인서트 홀더 (4) 의 하부지지면 (4a) 의 길이 보다 더 커야 하며, 이로써 절삭 인서트 (3) 는 기본 홀더로 부터 측면 지지를 받게 된다.

본 발명은 상기에 설명된 실시형태로 한정되지 않으며, 본 청구 범위에서 한정된 바와 같이, 당업자라면 본 발명과 별도로 취급함 없이, 많은 변형 실시 형태를 적용할 수 있다.

도 1 및 도 2 에 도시되었고 상기 설명된 실시형태는 기본적으로 분단 및 홈가공과 같은 선삭 작업에 사용되는 공구 헤드에 관한 것이지만, 많은 다른 종류의 공구 헤드도 생각할 수 있다. 비한정 예로서, 원주 방향으로 이격된 복수의 절삭 인서트를 가지는 슬리팅 작업을 위한 디스크형 밀링커터 형태의 공구 헤드가 언급될 수 있으며, 각 인서트는 상기 기술된 방법으로 각 인서트 포켓에 클램핑된다.

본 발명은 절삭 인서트의 클램핑에 관한 향상된 특성을 제공하며, 간단한 인서트 교체를 가능케 한다.

도 1 은 절삭 공구 헤드의 형상으로 홀더 및 어댑터를 포함하며, 어댑터 뿐만 아니라 홀더 또한 개략적으로 도시된, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 공구를 도시하는 분해 사시도 및,

도 2 는 본 발명의 다른 실시 형태에 따르는 기본 홀더 및 이와 일체로 형성된 인서트 홀더의 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 도면 부호의 설명 *

1: 기본 홀더 3: 절삭 인서트

3a: 후단부 3b: 하부면

4: 인서트 홀더 5: 클램핑부

6: 하부 지지부 7: 인서트 포켓

8: 숄더 9: 슬롯 연장부

10a, 10b, 10c, 10d: 리세스 11a: 너트롤

15: 보어 17: 힌지

19: 클램핑 스크류 20: 슬롯

21: 나사부 24: 편심부

Claims (12)

1. 절삭 인서트 (3) 를 가지는 칩제거 금속 기계 가공 공구용 공구 헤드로서, 기본 홀더 (1) 와, 이 기본 홀더와 연결된 인서트 홀더 (4) 를 포함하며, 인서트 홀더의 전방부에는 하부 지지부 (6) 와 상부 클램핑부 (5) 사이에 인서트 포켓 (7) 이 형성되어 있고 가압수단에 의해 상부 클램핑부 (5) 는, 인서트 포켓 내부로 삽입가능한 절삭 인서트 (3) 와 클램핑면 결합되며, 공구 헤드에는 상기 인서트 포켓으로 부터 이격된 슬롯 (20) 이 형성되어 있고, 상기 가압 수단은 기본 홀더의 보어 (15) 에 수용된 클램핑 스크류 (19) 및 클램핑 스크류를 수용하며 기본 홀더의 리세스 (10a) 에 수용되는 너트롤 (11a) 를 포함하며, 상기 리세스 (10a) 는 절삭 인서트 및 인서트 포켓의 길이 방향과 수직으로 향해있는 상기 공구 헤드에 있어서,

   클램핑 스크류의 조임 중에, 클램핑 스크류 (19) 와의 상호작용할 때 너트롤 (11a) 은 실질적으로 클램핑 스크류의 축선 방향을 따라 반경방향 외측으로 이동하여 슬롯 (20) 안으로 가고, 이에 따라 홀더의 상부가 편향되어 절삭 인서트 (3) 의 클램핑이 이 편향에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 공구 헤드.
2. 제 1 항에 있어서, 리세스 (10a) 는 편심되어 형성됨을 특징으로 하는 공구 헤드.
3. 제 1 항에 있어서, 리세스 (10a) 의 내주부는 슬롯 (20) 을 향하는 테이퍼 형상을 가짐을 특징으로 하는 공구 헤드.
4. 제 1 항에 있어서, 리세스 (10a) 는 원통형으로 형성됨을 특징으로 하는 공구 헤드.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 너트롤 (11a) 은 실질적으로 원통형으로 형성됨을 특징으로 하는 공구 헤드.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 너트롤 (11a) 의 외형은 쐐기 형상으로 된 것을 특징으로 하는 공구 헤드.
7. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 클램핑 스크류 (19) 는 원뿔형 헤드 (18) 를 가지며, 클램핑 스크류의 조임중에 너트롤 (11a) 과의 상호 작용할 때 축선 방향으로 이동하여, 원뿔형 헤드와 함께 상기 슬롯 (20) 안으로 들어가며, 홀더의 상부를 편향시켜 절삭 인서트의 클램핑을 이루는 것을 특징으로 하는 공구 헤드.
8. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 기본 홀더 (1) 는 인서트 홀더 (4) 보다 더 큰 폭을 가지며, 상기 기본 홀더 및 인서트 홀더는 일체로 형성됨을 특징으로 하는 공구 헤드.
9. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 클램핑 스크류 (19) 를 수용하는 보어 (15) 는 인서트 포켓 (7) 의 길이 방향에 대하여 35 - 90 도의 각도로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 헤드.
10. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 인서트 (3) 를 수용하는 클램핑 슬롯 (7) 의 뒷쪽에는 앞의 슬롯 (7) 보다 낮은 슬롯 높이를 가지는 슬롯 연장부 (9) 가 있는 것을 특징으로 하는 공구 헤드.
11. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 인서트의 후단부 (3a) 는 인서트 홀더 (4) 에 형성된 지지면 (8) 에 축선방향으로 접촉하도록 되어있고, 상기 지지면은 절삭 인서트의 하부면 (3b) 과 실질적으로 수직으로 형성되어 있음을 특징으로 하는 공구 헤드.
12. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 인서트 (3) 의 길이는 인서트 홀더 (4) 의 하부 지지면 (4a) 의 길이 보다 더 길며, 이리하여 절삭 인서트는 기본 홀더의 일측면으로 부터 측면 지지될 수 있음을 특징으로 하는 공구 헤드.