KR20060122900A - 절삭 삽입체 홀더 및 절삭공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄으로 제조된 것보다 저렴한 비용으로 생산될 수 있는 경량의 절삭 삽입체 홀더를 갖는 절삭공구를 제공한다.

하나 이상의 절삭 삽입체가 고정되는 절삭 삽입체 홀더의 베이스는 30% 내지 60% 유리 파이버를 포함하는 비정질 플라스틱으로 제조된다. 상기 절삭 삽입체 홀더는 나선 코일(예를 들어, HELI-SERT® 또는 Heli-Coil® 삽입체) 등과 같은 하나 이상의 암형 나사부재를 포함하며, 이러한 나사부재는 절삭 삽입체가 고정되어 있는 조정부재를 헤드에 6각형 구멍이 형성된 볼트의 나사구동에 의해 베이스에 고정하기 위한 나사탭을 갖는다. 상기 암형 나사부재는 베이스에 형성되어 있는 삽입체-지지 리세스의 내단부에 고정가능하게 매립된다.

베이스, 플라스틱, 사출성형, 조정부재, 나사, 나사탭, 압입, 스로어웨이, 핀, 삽입성형, 볼트, 방열기, 충격강도, 절삭 엣지, 주형, 실린더, 스핀들, 밀링커터

Description

절삭 삽입체 홀더 및 절삭공구{CUTTING TOOL BODY AND CUTTING TOOL}

본 발명은 공구 및 회전 절삭공구를 회전시키기 위한 위한 절삭 삽입체 홀더와; 머시닝센터에 사용되는 면 밀링커터 및 보링 바아에 적합한, 스로어웨이 팁(throwaway tip) 등과 같은 하나 이상의 절삭 삽입체가 고정되는 절삭 삽입체 홀더를 갖는 절삭공구에 관한 것이다.

공구 및 회전절삭공구를 회전시키기 위해 사용되는 절삭 삽입체 홀더는 강재 등과 같은 철계 금속의 환봉재[환강(丸鋼)으로도 불리운다] 또는 각형재를 절단하여 얻은 소재를 기계가공하므로써 제조되는 것이 일반적이다. 소재로서 강재를 사용하고 있는 이유는 경제적인 이유뿐만 아니라, 강도와, 피가공성과, 절삭공구에 사용될 때 절삭 삽입체 홀더가 수용하는 내충격성 등이 적합하기 때문이다. 그러나, 작업부재가 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 제조되었을 때, 또한 절삭이 비교적 용이할 때, 상기 절삭 삽입체 홀더는 큰 강도를 필요로 하지 않는다. 따라서, 이러한 종류의 절삭에서는 절삭 속도와 효율을 증가시키고 공구의 중량을 감소시킬 수 있도록, 그 일부가 알루미늄 합금으로 제조된 절삭 삽입체 홀더가 제안되고 있다(일본 특허공개 제2000-95211호).

작업부재 가공시의 효율과 생산성을 향상시키기 위해서는 절삭 속도의 증가 뿐만 아니라, 자동 공구교환 장치(automatic tool changer: ATC)로 공구를 교환하는데 필요한 시간을 단축시키는 것이 중요하다. 절삭 속도를 증가시키기 위해서는 절삭공구의 회전속도, 즉 주축의 회전속도를 증가시킬 것과, 직경이나 길이 등과 같이 공구의 크기를 대형화시킬 것이 요망된다. 작업시의 아이들 타임인 공구 교환시간을 단축시키기 위해서는 공구 교환동작을 순간적으로 실행할 필요가 있는데; 이러한 공구 교환동작에는 주축으로부터 절삭공구를 제거하는 단계와, 제거된 절삭공구를 공구 매거진으로 복귀시키는 단계와, 상기 공구 매거진으로부터 또 다른 절삭공구를 인출하는 단계와, 절삭공구를 머시닝센터의 주축에 고정하는 단계를 포함한다. 이러한 교환은 초고속으로 실행될 것이 점진적으로 강력히 요망되고 있다.

상기 ATC에 의한 교환 속도를 증가시키기 위해, 절삭공구의 중량과 길이 및 외경에 대해 제한을 가하는 동시에, 절삭공구가 교환될 때 발생되는 모멘트에 대해서도 각각의 교환기마다 제한이 가해져야 한다. 절삭공구를 교환하기 위한 ATC의 교환기 아암(이하, 간단히 "아암" 이라 칭한다)은 절삭공구를 지지하여 이를 머시닝센터의 주축에 설치하거나; 또는 아암이 주축으로 이미 제거된 절삭공구를 공구 매거진에 수납할 때, 아암은 일반적으로 "아버(arbor)"로 불리우는 공구 홀더의 기단부를 파지한 후, 이를 신속히 이동시킨다. 이러한 신속한 이동은 모멘트를 발생시킨다. 특히, 절삭공구 주축에 순간적으로 설치되기 때문에, 교환시 발생된 모멘트(이하, 때로는 이러한 모멘트를 "교환 모멘트"라고도 한다)가 증가되어, 공구 홀더가 장치의 주축에 대해 경사져서 삽입되므로써, 공구의 정확한 삽입에 지장을 초래한다. 이 경우, 절삭공구는 공구 홀더에 낙하될 수도 있다. 따라서, 모멘트 크 기에 대한 제한이 매우 중요하다. 교환시의 모멘트는 공구 홀더의 기단부 근처에 배치된 아암에 의해 파지된 부분(이것은 "게이지 라인"으로부터 불리운다)과 절삭공구의 중력중심 사이의 거리와, 절삭공구의 중량의 곱으로 표현된다. 전형적인 머시닝센터에 있어서, 절삭공구의 중량은 8kg 이하로 제한되며, 그 모멘트는 6Nㆍm 이하로 제한된다.

절삭공구의 교환속도를 증가시키려는 요망에 부응하기 위해, 일부 절삭공구는 알루미늄 합금 등과 같은 경합금으로 제조된 절삭 삽입체 홀더를 사용하므로써, 절삭공구의 중량을 감소시키고 이로 인해 공구 교환시에 발생되는 모멘트를 감소시키기도 한다(일본 특허공개 제2000-95211호).

그러나, 알루미늄이나 알루미늄 합금(이하, 간단히 "알루미늄"이라 한다)으로 제조된 절삭 삽입체 홀더는 그 제조비용이 높다는 단점을 갖고 있다. 그 이유는 이러한 종류의 절삭 삽입체 홀더는 강재를 소재로 하는 경우와 마찬가지로, 알루미늄제의 환봉 등을 절단하여 얻는 소재를 기계가공하므로써 제조되기 때문이다. 즉, 알루미늄제의 절삭 삽입체 홀더를 제조하기 위해서는 강재로 이루어진 절삭 삽입체 홀더와 마찬가지로, 재료를 얻는 단계부터 시작하여 그 완성까지 여러가지 처리과정을 필요로 한다. 그 결과, 알루미늄제의 절삭 삽입체 홀더를 사용한 절삭과정은 홀더의 중량감소를 달성할 수는 있지만, 가공비용의 상승을 유발시킨다.

또한, 알루미늄으로 제조된 것보다 가벼운 절삭 삽입체 홀더가 강력히 요구되고 있다. 머시닝센터 등과 같은 NC공작기계에서는 절삭공구를 고속으로 회전시킬 뿐만 아니라 공구를 보다 신속히 교체할 것도 점진적으로 강력하게 요망되고 있 다.

종래의 절삭공구중에서 분할가능한 삽입체 또는 스로어웨이 팁이 고정되어 있는 절삭공구는 삽입체의 교환에 상당한 시간을 필요로 한다. 특히, 밀링커터 등과 같이 여러개의 분할가능한 절삭 삽입체를 갖는 절삭공구는 삽입체의 교환에 상당한 시간을 필요로 한다. 그 이유는 이러한 교환시에는 칩 및 절삭유의 처리 내지 제거 단계가 포함되고, 삽입체의 절삭 엣지의 높이 조정에 시간이 소요되기 때문이다. 삽입체의 교환에 필요한 시간은 아이들 타임이기 때문에, 작업시간이 길어지고, 이에 따라 작업 비용의 상승을 유발시킨다. 따라서, 이러한 문제점들에 대한 해결책이 요망되고 있다.

본 발명의 목적은 절삭공구의 중량 감소와 이러한 공구를 준비하는데 필요한 비용을 절감하는 동시에 절삭될 작업부재의 가공효율을 향상시켜, 가공비용을 감소시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 알루미늄으로 제조된 삽입체 홀더 보다 경량인 삽입체 홀더가 구비된 절삭 삽입체 홀더를 제공하고, 상기 알루미늄으로 제조된 삽입체 홀더 보다 저렴한 비용으로 준비될 수 있는 절삭 삽입체 홀더를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은 절삭 삽입체가 구비된 절삭 삽입체 홀더를 갖는 절삭공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 ATC에 의한 절삭공구의 교환을 가속시키고, 교환에 필요한 시간을 단축시켜, 가공효율을 향상시키는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 플라스틱으로 제조된 베이스를 포함하며 하나 이상의 절삭 삽입체가 고정되는, 절삭 삽입체 홀더를 제공한다.

양호한 실시예에서, 상기 베이스는 사출성형에 의해 제조된다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서, 절삭 삽입체 홀더는 구멍을 갖는 하나 이상의 조정부재와, 상기 베이스에 고정가능하게 매립된 하나 이상의 금속제 암형 나사부재를 부가로 포함하며; 상기 금속제 암형 나사부재는 수형 나사를 수용하기 위한 나사탭을 포함하며; 절삭 삽입체는 수형 나사를 절삭 삽입체를 통과시키고 또한 상기 조정부재의 구멍을 통과시키므로써, 또한 수형 나사를 나사탭내로 압입하므로써 상기 베이스에 고정된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 절삭 삽입체 홀더는 하나 이상의 금속제 암형 나사부재를 부가로 포함하며; 상기 금속제 암형 나사부재는 클램프 나사를 수용하기 위한 나사탭을 포함하며; 상기 절삭 삽입체는 클램프 나사를 상기 절삭 삽입체를 관통하여 형성된 구멍을 통해 나사탭내로 압입하므로써 상기 베이스에 고정된다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에서, 절삭 삽입체 홀더는 베이스에 고정가능하게 매립되는 하나 이상의 조정부재를 부가로 포함하며; 상기 조정부재는 클램프 나사를 수용하기 위한 나사탭을 포함하며; 상기 절삭 삽입체는 클램프 나사를 상기 절삭 삽입체에 관통형성된 구멍을 통해 나사탭내로 압입하므로써 상기 베이스에 고정된다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서, 상기 베이스 및 암형 나사부재는 삽입성형을 통해 일체로 형성된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 베이스와 조정부재는 삽입성형을 통해 일체로 형성된다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 회전 절삭공구를 위해 사용된다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 스로어웨이 절삭공구를 위해 사용된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 플라스틱은 30중량% 내지 60중량%의 유리 파이버를 포함하는 비정질 플라스틱이다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에서, 상기 비정질 플라스틱은 폴리에테르 이미드 수지이다.

본 발명은 상술한 내용중 어느 한가지에 따른 절삭 삽입체 홀더와, 상기 절삭 삽입체 홀더에 고정되는 하나 이상의 절삭 삽입체를 포함하는 절삭공구를 제공한다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서, 상기 절삭공구는 절삭 삽입체 홀더와 절삭 삽입체를 포함하며; 상기 절삭 삽입체는 절삭 삽입체 홀더의 조정부재에 고정된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 절삭공구는 절삭 삽입체 홀더가 고정되는 공구 홀더를 부가로 포함한다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 나사부재의 나사구동에 의해 상기 공구 홀더에 고정된다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 핀을 두드려 박아넣으므로써 공구 홀더에 고정된다.

본 발명은 베이스를 위해 플라스틱 물질을 사용하기 때문에, 알루미늄 물질을 사용하는 경우에 비해 절삭 삽입체 홀더의 중량을 감소시킬 수 있다. 또한, 플라스틱의 탁월한 가공성으로 인해, 절삭 삽입체 홀더의 제조비용을 절감할 수 있다. 요약한다면, 본 발명은 알루미늄으로 제조하는 경우 보다 가벼운 중량을 가지며 또한 베이스를 위해 플라스틱 물질을 사용하므로써 저렴한 비용으로 제조될 수 있는, 절삭 삽입체 홀더를 실현할 수 있다. 상기 절삭 삽입체 홀더는 알루미늄이나 알루미늄 합금 등과 같은 경금속으로 제조된 작업부재를 절삭하는데 적합하며, 절삭시 그 온도는 그다지 높아지지 않는다.

또한, 예를 들어 무인공장에서 기계가공의 심각한 손상을 유발시킬 수 있는 전형적인 요소로는 금속제 절삭 삽입체 홀더의 파손이나 또는 척으로부터의 분리에 기인한 머시닝센터 등과 같은 장치의 공구 자체의 파손과, 차량의 전동장치 케이스 등과 같은 값비싼 작업부재에 대한 손상을 예로 들 수 있다. 특히, 고속회전시 금속제 절삭 삽입체 홀더에 파손이 발생되었을 때, 파손된 조각에 의해 타격을 받은 장치는 심각한 손상을 입게 된다. 한편, 본 발명에서처럼 플라스틱으로 제조된 절삭 삽입체 홀더의 파손된 베이스로부터 분리된 조각이 그 주위의 작업부재나 장치를 타격하였을 때, 플라스틱 조각은 금속으로 제조된 베이스의 조각에 의한 손상보다는 주위의 작업부재나 장치에 심각한 손상을 가하지는 않는다. 그 이유는 플라스틱제 절삭 삽입체 홀더는 절삭 장치 및 작업부재 보다 단단하지도 않고 강하지도 않기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더는 문제가 발생하였을 때 손상을 감소시킬 수 있다.

절삭 삽입체가 고정되어 있는 베이스가 사출성형에 의해 제조되기 때문에, 베이스가 절삭 등의 기계가공에 의해 플라스틱 블럭이나 플라스틱 바아 등과 같은 플라스틱 물질로 제조되는 경우에 비해, 본 발명은 절삭 삽입체 홀더를 저렴하게 생산할 수 있게 한다.

또한, 본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더는 나사탭을 갖는 하나 이상의 금속제 암형 나사부재를 포함하거나, 또는 상술한 바와 같이 나사탭을 갖는 하나 이상의 조정부재를 포함한다. 베이스 및 상기 암형 나사부재 또는 조정부재가 삽입성형을 통해 일체로 형성되었을 때, 절삭 삽입체는 수형 나사를 절삭 삽입체를 통해 나사탭내로 압입하므로써, 절삭 삽입체 홀더에 강고하게 고정될 수 있다. 나사탭이 삽입성형을 실시하기 전에 암형 나사부재에 형성되거나 또는 조정부재를 관통하였을 때, 상기 나사탭의 위치는 정밀하게 결정될 수 있다. 나사탭은 삽입성형을 통해 태핑되지 않은 암형 나사부재 또는 태핑되지 않은 조정부재를 베이스와 일체로 형성한 후, 상기 태핑되지 않은 암형 나사부재 또는 태핑되지 않은 조정부재를 태핑하므로써 형성될 수도 있다. 이러한 방법은 암형 나사부재 또는 조정부재를 베이스와 일체로 형성할 수 있게 한다.

또한, 본 발명에 따른 절삭공구는 상당히 큰 절삭저항에 견딜 수 있는데; 그 이유는 삽입성형을 통해 일체로 형성된 베이스 및 조정부재를 갖는 절삭 삽입체 홀더가, 상기 절삭 삽입체가 받는 절삭저항을 모든 절삭 삽입체 홀더에 걸쳐 분산시킬 수 있기 때문이다. 절삭 삽입체가 고정되어 있는 조정부재 또는 절삭 삽입체는 수형 나사를 암형 나사부재의 나사탭내로 압입하므로써, 상기 베이스에 강고하게 고정된다. 또한, 절삭 삽입체는 클램프 나사를 베이스와 일체로 형성된 조정부재의 나사탭내로 구동시키므로써, 상기 베이스에 강고하게 고정된다. 본 발명의 절삭 삽입체 홀더를 사용하는 절삭공구는 절삭중 온도가 그다지 높게 상승하지 않는, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등과 같은 경금속으로 이루어진 작업부재를 절삭하는데 특히 적합하다.

스로어웨이 절삭공구를 위해 본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더를 사용하면, 절삭 삽입체 홀더의 중량 감소뿐만 아니라, 그 제조비용도 절감할 수 있다. 본 발명의 절삭 삽입체 홀더가 스로어웨이 절삭공구를 위해 사용되기 때문에, 또한 절삭 삽입체가 고정가능하게 고정되기 때문에, 절삭 삽입체를 갖는 절삭공구는 전체적으로 교환될 수 있다. 이러한 교환방법은 오직 분할가능한 삽입체만 교환되는 종래의 교환방법과는 상이하다. 따라서, 본 발명의 절삭공구는 종래의 공구에서는 필수적인 단계인, 절삭 엣지 높이의 균일화 등과 같은 조정단계를 필요로 하지 않는다. 본 발명은 실제 가공시 아이들 타임을 현저히 단축시켜, 작업효율을 향상시킬 수 있다. 인식할 수 있는 바와 같이, 본 발명은 절삭공구에 관련된 관리비용을 절감할 수 있으며, 이에 따라 전체적인 가공비용의 절감을 유발시킨다.

금속제 공구 홀더에 플라스틱제 절삭 삽입체 홀더가 고정되어 있는 본 발명은 전체적으로 금속으로 제조된 종래의 것에 비해, 절삭공구의 전체적인 중량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 종래의 것과 동일한 중량을 갖는 절삭공구는 대직경을 갖거나 또는 길이가 길다. 이러한 장점은 가공단계 및 작업시간 뿐만 아니라, 공구의 갯수도 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 여러개의 단계로 실행되는 가공과정은 본 발명의 절삭공구에 의해 단일의 단계로 실행될 수 있다. 또한, 공구의 중량 감소는 삽입체를 경사진 상태로 설치하거나 삽입체를 낙하시킬 위험없이, 공구를 정확하고 신속하게 교환할 수 있게 한다.

절삭 삽입체 홀더의 중량 감소로 인해, 절삭공구의 중력중심은 공구 홀더의 기단부를 향하거나 또는 머시닝센터의 주축을 향해 이동될 수 있으며, 이에 의해 절삭공구의 교환 모멘트를 감소시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 절삭 삽입체 홀더가 플라스틱으로 제조되기 때문에, 또한 절삭 삽입체 홀더의 중량이 금속제 절삭 삽입체 홀더의 중량에 비해 감소될 수 있기 때문에, 절삭공구의 중력중심은 절삭 삽입체 홀더로부터 이격되어 배치되어 있는 그 기단부를 향해 공구 홀더의 축선을 따라 이동될 수 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 이동은 절삭공구를 교환할 때의 모멘트를 감소시킬 수 있게 한다. 모멘트의 감소로 인해, ATC에서 절삭공구의 교환 속도를 더욱 고속으로 할 수 있고, 이러한 교환에 요구되는 시간도 감소시킬 수 있다. 요약하면, 본 발명은 머시닝센터에서의 가공을 보다 효율적이게 하거나 생산성을 향상시킨다.

도1은 본 발명의 일실시예인 회전 절삭공구의 부분 정단면도.

도2는 도1의 회전 절삭공구의 저면도.

도3은 도1의 화살표(A)의 방향으로 투시한, 도1의 공구의 부분측면도.

도4는 절삭 삽입체 홀더에 고정가능하게 매립된 나선 코일인 암형 나사부재를 도시한 확대도.

도5는 본 발명에 따른 회전 절삭공구의 또 다른 실시예를 도시한 부분 정단면도.

도6은 도5에 도시된 회전 절삭공구의 정면도.

도7은 절삭 삽입체 홀더에 고정가능하게 매립된 암형 나사부재를 설명하는 확대도.

도8은 도7의 선B-B를 따른 부분단면도.

도9는 수형 나사가 삽입된, 도6의 주요부의 확대도.

도10은 도9의 선C-C를 따른 부분단면도.

도11은 베이스 및 조정부재의 삽입성형에 의해 형성된 부분의 부분 측단면도.

도12는 도11의 선D-D를 따른 부분단면도.

도13은 도9의 선E-E를 따른 부분단면도.

도14는 본 발명에 따른 절삭공구의 실시예를 도시하는 부분 정단면도.

도15는 도14의 절삭공구의 저면도.

도16은 도14의 선A-A를 따른 부분단면도.

도17은 도14의 선B-B를 따른 부분단면도.

도18은 공구 홀더에 절삭 삽입체 홀더가 고정되는 방법을 설명한 확대도.

도19는 도14에 도시된 절삭공구에 포함되는 절삭 삽입체 홀더의 단면도로서, 상기 홀더의 후방 단부로부터 또는 도18의 상부측으로부터 투시한 상태를 도시한 도면.

도20은 도14에 도시된 절삭공구에 포함되는 절삭 삽입체 홀더의 단면도로서, 상기 홀더의 전방 단부로부터 또는 도18의 바닥측으로부터 투시한 상태를 도시한 도면.

도21은 그 축선을 따라 또 다른 절삭공구를 도시하는 수직단면도.

도22는 또 다른 절삭공구를 도시하는 부분 정단면도.

도23은 도22에 도시된 절삭공구의 정면도로서, 도21의 화살표(D)의 방향으로 투시한 상태를 도시한 도면.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 절삭 삽입체 홀더 1a: 베이스

1b: 상부 1c: 하부

1d: 후방 단부 1e: 홈

1f: 볼록부 2: 구멍

2a: 대형의 원통형 구멍 2b: 소형의 원통형 구멍

2c: 원통형 개구 3: 전방 단부

4: 외주면 4a: 나사

5: 삽입체 리세스(또는 삽입체 지지 리세스)

5a: 절삭 삽입체 시트 6: 내측 단부

8: 나사탭 9g: 오목부

10: 나사 10a: 나사 헤드

10b: 나사 생크 11: 절삭 삽입체

13: 클램프 나사 15: 조정부재

16: 계단형 볼트 구멍 17: 헤드에 6각형 구멍이 형성된 볼트

17a: 헤드 19: 암형 나사부재

19b: 외주 홈 20: 경사부

21: 헤드를 갖는 나사 22: 나사탭

24: 나사탭 51: 절삭 삽입체 홀더

61: 절삭 삽입체 홀더 65: 조정부재

66: 공동 71: 공구 홀더

72: 축 73: 돌출부

73a: 단부면 74: 볼트 오목부

76: 대형의 원통형 부분 76a: 전방 단부면

77: 돌기 79: 결합부

80: 대형의 원통형 위치조정부 81: 파지 홈

83: 장부구멍 84: 고정나사

91: 절삭 삽입체 홀더 95: 조정부재

101: 절삭공구 조립체 201:보링 바아

본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더 및 절삭공구는 다음과 같이 요약될 수 있다.

(1) 본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더는 플라스틱으로 제조되는 베이스를 포함하며, 이러한 베이스에는 하나 이상의 절삭 삽입체가 고정된다.

(2) 상기 (1)에 서술된 절삭 삽입체 홀더는 회전 절삭공구를 위해 사용되는 것을 특징으로 한다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 절삭 삽입체가 고정된 하나 이상의 조정부재와, 베이스에 고정가능하게 매립된 하나 이상의 금속제 암형 나사부재를 포함하며; 상기 금속제 암형 나사부재는 수형 나사를 수용하기 위한 나사탭을 포함하며; 수형 나사를 압입하여 조정부재를 베이스에 고정하기 위하여, 절삭 삽입체는 수형 나사를 수용하기 위한 나사탭을 포함한다.

(4) 상기 (1) 또는 (2)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 베이스에 고정가능하게 매립된 하나 이상의 금속제 암형 나사부재를 포함하며; 상기 금속제 암형 나사부재는 클램프 나사를 수용하기 위한 나사탭을 포함하며; 절삭 삽입체는 절삭 삽입체를 관통하는 구멍을 통해, 클램프 나사를 나사탭내로 압입하므로써 베이스에 고정된다.

(5) 상기 (1) 내지 (4)중 어느 하나에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 플라스틱은 30중량% 내지 60중량%의 유리 파이버를 포함하는 비정질 플라스틱이다.

(6) 상기 (1) 내지 (5)중 어느 하나에 서술된 절삭 삽입체 홀더를 갖는 절삭 공구에 있어서, 하나 이상의 절삭 삽입체는 상기 절삭 삽입체 홀더에 고정된다.

본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더 및 절삭공구의 기타 다른 양호한 실시예는 하기와 같이 요약된다.

(7) 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 본질적으로 베이스는 플라스틱의 사출성형을 통해 형성된다.

(8) 상기 (7)에 서술된 절삭 삽입체 홀더는 회전 절삭공구를 위해 사용되는 것을 특징으로 한다.

(9) 상기 (7) 또는 (8)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 나사탭을 갖도록 천공되는 하나 이상의 금속부재를 포함하며, 이러한 금속부재는 베이스의 사출성형시 삽입된다.

(10) 상기 (7) 또는 (8)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 나사탭을 갖는 하나 이상의 금속제 암형 나사부재를 포함하며, 상기 금속제 암형 나사부재는 베이스의 사출성형시 삽입된다.

(11) 상기 (7) 또는 (8)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 절삭 삽입체 홀더의 사출성형시 삽입되는 하나 이상의 조정부재를 포함한다.

(12) 상기 (9) 또는 (10)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 나사탭은 수형 나사를 나사탭내로 압입하여 절삭 삽입체를 베이스에 고정하기 위하여, 수형 나사를 수용한다.

(13) 상기 (9) 또는 (10)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 나사탭 은 수형 나사를 나사탭내로 압입하여 각각의 조정부재를 베이스에 고정하기 위하여, 수형 나사를 수용한다.

(14) 상기 (7) 또는 (8)에 서술된 절삭 삽입체 홀더의 베이스에 절삭 삽입체를 고정하므로써 제조된 절삭공구.

(15) 상기 (11)에 서술된 절삭 삽입체 홀더의 베이스에 조정부재를 고정하므로써 제조된 절삭공구.

(16) 절삭 삽입체 홀더가 갖는 나사탭내로 수형 나사를 압입하여, 상기 (12)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 절삭 삽입체를 고정하므로써 제조된 절삭공구.

(17) 절삭 삽입체 홀더가 갖는 나사탭내로 수형 나사를 압입하여, 상기 (13)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 절삭 삽입체가 이미 고정되어 있는 조정부재를 고정하므로써 제조된 절삭공구.

본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더 및 절삭공구의 또 다른 양호한 실시예는 하기와 같이 요약된다.

(18) 스로어웨이 절삭 삽입체 홀더로서 사용되는, 플라스틱으로 제조된 절삭 삽입체 홀더.

(19) 상기 (18)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 회전 절삭공구를 위한 것이다.

(20) 상기 (18) 또는 (19)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 플라스틱의 사출성형을 통해 형성된다.

(21) 상기 (18) 또는 (19)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 나사탭을 갖도록 이미 천공되어 있는 하나 이상의 금속 부재를 가지며, 이러한 금속 부재는 베이스의 사출성형시 삽입된다.

(22) 상기 (18) 또는 (19)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 나사탭을 갖는 하나 이상의 금속제 암형 나사부재를 가지며, 이러한 금속제 암형 나사부재는 베이스의 사출성형시 삽입된다.

(23) 상기 (20)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 절삭 삽입체 홀더의 사출성형시 이미 삽입되어 있는 하나 이상의 조정부재를 포함한다.

(24) 상기 (21) 또는 (22)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 수형 나사를 나사탭내로 압입하여 상기 절삭 삽입체를 베이스에 고정하기 위하여, 나사탭은 수형 나사를 수용한다.

(25) 상기 (21) 또는 (22)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 있어서, 수형 나사를 나사탭내로 압입하여 상기 조정부재를 베이스에 고정하기 위하여, 나사탭은 수형 나사를 수용한다.

(26) 상기 (18) 내지 (20)중 어느 하나에 서술된 절삭 삽입체 홀더에 절삭 삽입체를 고정하므로써 제조되며, 스로어웨이 절삭공구로서 사용되는 절삭공구.

(27) 상기 (23)에 서술된 절삭 삽입체 홀더의 조정부재에 절삭 삽입체를 고정하므로써 제조되며, 스로어웨이 절삭공구로서 사용되는 절삭공구.

(28) 절삭 삽입체 홀더가 갖는 나사탭내로 수형 나사를 압입하므로써 상기 (24)에 서술된 절삭 삽입체 홀더의 조정부재에 절삭 삽입체를 고정하여 제조되며, 스로어웨이 절삭공구로서 사용되는 절삭공구.

(29) 절삭 삽입체 홀더가 갖는 나사탭내로 수형 나사를 압입하므로써 상기 (25)에 서술된 절삭 삽입체 홀더에, 절삭 삽입체가 이미 고정되어 있는 조정부재를 고정하여 제조되며, 스로어웨이 절삭공구로서 사용되는 절삭공구.

본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더 및 절삭공구의 다른 양호한 실시예는 하기와 같이 요약된다.

(30) 공구 홀더와 이에 고정되는 절삭 삽입체 홀더를 포함하는 절삭공구에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 플라스틱으로 제조되며, 상기 공구 홀더는 금속으로 제조된다.

(31) 상기 (30)에 서술된 절삭공구에 있어서, 절삭공구 및 절삭 삽입체 홀더는 나사 부재를 절삭공구 및 절삭 삽입체 홀더에 구동시키므로써 고정된다.

(32) 상기 (30)에 서술된 절삭공구에 있어서, 절삭 삽입체 홀더 및 공구 홀더는 핀을 절삭 삽입체 홀더 및 공구 홀더에 핀을 두드려 박아넣으므로써 고정된다.

(33) 상기 (30) 내지 (32)중 어느 하나에 서술된 절삭공구에 있어서, 절삭공구 홀더는 사출성형을 통해 플라스틱으로 제조된다.

(34) 상기 (30) 내지 (32)중 어느 하나에 서술된 절삭공구에 있어서, 절삭 삽입체 홀더는 절삭 삽입체를 홀더에 고정하기 위한 나사탭을 갖는 하나 이상의 금속 부재를 포함하며, 상기 금속 부재는 절삭 삽입체 홀더에 매립된다.

(35) 상기 (30) 내지 (34)중 어느 하나에 서술된 절삭공구에 있어서, 절삭 삽입체는 절삭 삽입체 홀더에 고정된다.

(36) 상기 (30) 내지 (33)중 어느 하나에 서술된 절삭공구에 있어서, 절삭 삽입체 홀더는 조정부재를 홀더에 고정하기 위한 나사탭을 갖는 하나 이상의 금속 부재를 포함하며, 상기 금속 부재는 절삭 삽입체 홀더에 매립된다.

(37) 상기 (36)에 서술된 절삭공구에 있어서, 조정부재는 수형 나사를 나사탭내로 구동시키므로써 절삭 삽입체 홀더에 고정된다.

(38) 상기 (37)에 서술된 절삭공구에 있어서, 절삭 삽입체는 조정부재에 고정된다.

상기 절삭 삽입체 홀더 및 절삭공구의 양호한 실시예는 하기에 상세히 설명될 것이다.

절삭공구 홀더의 제1실시예

도1내지 도4에 도시된 면 밀링커터인 회전 절삭공구의 실시예로서, 절삭 삽입체 홀더 및 절삭공구의 가장 양호한 실시예가 설명될 것이다.

도1은 회전 절삭공구의 부분 정단면도이고; 도2는 도1에 도시된 회전 절삭공구의 저면도이며; 도3은 화살표(A) 방향에서 투시한, 도1에 도시된 공구의 부분 측면도이고; 도4는 암형 나사부재를 도시한 확대도로서, 이러한 실시예에서 상기 암형 나사부재는 HELI-SERT® 또는 Heli-Coil® 삽입체 등과 같은 나선 코일이며, 절삭 삽입체 홀더에 고정가능하게 매립된다.

이러한 도면에 있어서, 도면부호 1은 플라스틱제 회전 절삭 삽입체 홀더이다. 이러한 실시예에서 플라스틱의 종류와 상기 절삭 삽입체 홀더(1)의 제조방법 에 대해서는 하기에 상세히 서술될 것이다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체 홀더(1)는 원통형 베이스(1a)를 갖는다. 회전축선(G)을 포함하는 베이스(1a)의 중앙부에는 상기 축선(G)을 따라 베이스를 통과하는 구멍(2)이 관통되어 있다. 상기 구멍(2)은 절삭공구를 밀링커터의 스핀들(S)에 고정하기 위한 것이다. 도1을 포함하는 지면에서의 상부를 의미하는, 구멍(2)의 상부는 스핀들(S)의 단부를 수용하는 대형의 원통형 구멍(2a)을 형성하도록 확장된다. 그 중간부에서, 상기 구멍(2)은 소직경을 가지며, 이러한 부분은 작은 원통형 구멍(2b)으로 확장된다. 그 하부에서, 상기 구멍(2)은 홀더의 전방 단부(3)에서 원통형 개구(2c)를 형성하여, 헤드가 구비된 볼트인 나사의 헤드를 수용하므로써 절삭공구를 스핀들에 고정하기 위해, 다시 확장된다. 상기 나사(10)의 헤드는 헤드가 완전히 파묻히는 방식으로 개구에 수용된다. 외주면(4)에는 "삽입체-지지 리세스"로 불리우며 절삭 삽입체를 고정하는, 예를 들어 6개의 리세스가 규칙적인 각도 간격으로 형성된다. 상기 삽입체-지지 리세스(5)는 형상 및 크기가 동일하게 제조되므로, 절삭 삽입체(11)의 제거 및 칩의 제거가 촉진된다. 또한, 절삭 삽입체 홀더(1)의 외주면(4)의 적절한 위치에는 나사탭이 천공되어 있으며, 이러한 나사탭내에서는 평형을 위한 나사(4a)가 구동된다. 따라서, 이러한 실시예에서 절삭 삽입체 홀더의 외관 및 형상은 금속으로 제조된 종래의 절삭 삽입체 홀더의 외관 및 형상과 기본적으로 동일하다.

클램프 나사(13)에 의해 초경합금제의 절삭 삽입체(11)가 고정되어 있고 크롬 몰리브덴 스틸 등과 같은 금속으로 제조된 조정부재는, 강으로 제조된 통상의 헤드에 6각형 구멍이 형성된 볼트(17)를 나사구동시키므로써 각각의 삽입체-지지 리세스(5)에 고정된다. 특히 도4에 도시된 바와 같이, 헤드에 6각형 구멍이 형성된 볼트(17)가 그 내부로 구동되는 나사탭(8)은 각각의 삽입체-지지 리세스(5)의 내단부(6)에서 천공되며, 이러한 내단부는 회전축선 근처에 위치되어 있다. 헤드에 6각형 구멍이 형성된 볼트(17)는 조정부재(15)에 천공되어 있는 계단형 볼트구멍(16)을 통해 나사탭(8)에 나선결합된다. 상기 계단형 볼트구멍은 계단부처럼 형성된 길이방향 부분을 가지며, 도4의 수직벽은 볼트(17)를 위한 안착면을 형성한다. 상기 조정부재(15)는 헤드(17b)를 안착면에 대해 가압하므로써 고정된다. 이러한 고정수단은 종래의 금속제 절삭 삽입체 홀더의 고정수단과 동일하다.

삽입체-지지 리세스(5)의 내단부(6)에 있는 나사탭(8)은 베이스(1a)의 플라스틱에 직접적으로 천공되지 않는다는 것이 중요하다. 이러한 실시예에서, 그 직경이 볼트(17)의 직경 보다 큰 대형 나사탭은 플라스틱으로 제조되며; 그 내측 원통형 표면에 암형 나사를 갖는, 스프링강(예를 들어, SUP10) 등의 금속으로 제조되는 암형 나사부재(19)는 상기 대형 나사탭에 고정가능하게 매립된다. 달리 말하면, 상기 암형 나사부재는 베이스(1a)와 일체로 형성되어, 절삭 삽입체 홀더(1)를 형성한다. 플라스틱에 나사탭을 직접적으로 형성할 수는 있지만, 이러한 방법은 여러가지 문제점을 유발시킨다. 즉, 절삭 삽입체(11)가 교환될 때, 볼트(17)는 제거되어 나사탭내로 구동되고, 이러한 작업의 반복은 암형 나사의 나선을 마모 및 손상시키려는 경향을 띄게 된다. 이외에도, 암형 나사는 구동 토오크에 의해 파손되기도 한다. 한편, 암형 나사부재(19)의 사용은 손상이나 파손으로부터 암형 나 사를 보호하여, 암형 나사의 수명을 연장시킬 수 있다. 이러한 실시예에서는 HELI-SERT® 또는 Heli-Coil® 삽입체 처럼 6각 형태를 갖는 나선 코일이 상기 암형 나사부재(19)를 위해 사용된다. 특히, 상기 나선이 나선 코일의 외주면의 나선과 결합되기 때문에, 볼트(17) 및 내측 원통면의 직경 보다 큰 직경을 갖는 대형 나사탭이 플라스틱에 형성되며; 상기 나선 코일은 대형 나사탭내로 구동되고, 구동을 위해 절첩된 선단이 절단되어, 상기 나선 코일이 고정된다.

이러한 실시예에서, 각각의 절삭 삽입체(11)의 절삭 엣지의 높이는 조정부재(15)를 축선(G)을 따라 약간 이동시키므로써 조정될 수 있다. 특히, 절삭 엣지를 베이스(1a)의 전방 단부를 향해 이동시키기 위하여, 즉 도1을 포함하는 지면상에서 절삭 엣지를 하방으로 이동시키기 위하여, 높이를 조정하기 위해 헤드(21)를 갖는 나사는 베이스에 나선결합되며, 나사의 헤드(21)는 도1의 상단부인 조정부재(15)의 후방 단부에서 경사부(20)에 가압되므로써, 상기 조정부재(15)는 도면에서 축선(G)을 따라 하방으로 이동하게 된다. 이러한 조정을 위하여, 헤드를 갖는 나사(21)가 그 내부로 구동되는 나사탭(22)은 도1에서 상단부인, 리세스(5)의 내단부(6)의 후방 단부 근처의 부분에서 천공된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 이러한 나사탭은 상술한 나사탭(8)과 동일한 방식으로, 암형 나사부재인 나선 코일을 베이스(1a)에 고정가능하게 매립하므로써 제조된다.

따라서, 본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더(1)는 하기의 관점에서 종래의 절삭 삽입체 홀더와는 상이하다. 이러한 실시예의 절삭 삽입체 홀더(1)는 플라스틱으로 제조된 베이스(1a)를 포함한다. 플라스틱제 베이스(1a)는 베이스와는 독립적 인 부재인 나선 코일(19) 등과 같은 금속제 암형 나사부재에 이를 고정가능하게 매립하므로써 형성된 나사탭을 포함한다. 달리 말하면, 이러한 실시예의 절삭 삽입체 홀더(1)는 나선 코일 등과 같은 플라스틱제 베이스(1a)와 금속제 암형 나사부재(19)를 포함하며, 이들 각각은 그 내부로 구동되는, 헤드에 6각형 구멍이 형성된 볼트(17)를 수용하는 나사탭(8)을 갖는다. 한편, 절삭 삽입체(11)가 고정되는 조정부재(15)는 각각의 삽입체 리세스(5)에 배치되며, 상기 조정부재는 나사(17)를 나사탭(8)내로 압입하므로써 상기 리세스에 고정된다. 헤드(21)를 갖는 나사를 이용하여 상기 각각의 절삭 엣지의 높이를 조정하므로써 회전 절삭공구가 완료된다. 이러한 관점에서, 본 발명의 회전 절삭공구는 종래의 절삭공구와 상이하다.

이러한 실시예의 회전 절삭공구는 플라스틱제 베이스(1a)를 갖기 때문에, 절삭공구의 중량을 종래 알루미늄제 절삭공구의 중량 보다 경량으로 제조할 수 있다. 알루미늄은 2.7의 비중을 가지며, 대부분의 플라스틱은 1.2 내지 1.7 사이의 비중을 갖는다. 중량의 감소는 가공효율을 향상시키며, 회전속도를 고속으로 할 수 있게 하고, 절삭공구의 교환을 보다 신속히 실행할 수 있게 한다. 또한, 알루미늄 보다 절단이 용이한 베이스(1a)가 플라스틱으로 제조되기 때문에, 베이스(1a)의 제조가 현저히 촉진되며, 이에 따라 절삭 삽입체 홀더(1) 및 회전 절삭공구의 제조비용이 절감될 수 있다.

플라스틱제 베이스에 수형 나사부재(19)를 일체로 매립하여 나사탭(8, 22)이 형성되기 때문에, 이러한 특수한 구조는 플라스틱제 베이스로 직접 제조된 나사탭에 비해, 암형 나사의 나선이 수용하는 마모 및 손상을 감소시킬 수 있다. 그 결 과, 절삭 삽입체 홀더의 수명이 연장될 수 있다. 달리 말하면, 이러한 구조를 갖는 절삭 삽입체 홀더(1)는 나사 및 암형 나사 이외에, 마찰에 의해 마모되거나 손상되는 부분이나 마모특성 등과 같은 마찰특성이 문제가 되는 부분을 갖지 않기 때문에, 이러한 구조는 절삭 삽입체 홀더의 수명을 연장시키는데 기여할 수 있다. 또한, 금속제 암형 나사부재가 베이스(1a)에 고정가능하게 매립되기 때문에, 나선에서의 파손 가능성이 거의 없다. 만일 베이스가 마찰 및 마모에 대해 높은 강도, 경도, 및 저항을 갖는 플라스틱으로 제조된다면, 나사탭은 베이스에 직접 형성될 수 있다. 당연히, 암형 나사부재를 위해서는 나선 코일 대신에 너트형 암형 나사가 사용될 수 있다. 그 어떤 경우라도, 암형 나사부재는 마찰 및 마모에 강한 저항을 갖는 강으로 제조되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 실시예에서, 절삭 삽입체(11)는 조정부재(15)를 통해 베이스(1a)의 삽입체 리세스(5)에 고정되었으며, 절삭으로 인해 절삭 삽입체(11)의 온도가 높아졌을 때는 방열기로서 작용하여 자신을 통해 열을 방출한다. 조정부재의 존재는 삽입체 리세스를 갖는 플라스틱제 베이스(1a)가 고온으로 가열되는 것을 효과적으로 방지한다. 그러나, 본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더(1)는 조정부재(15)를 기본적인 구성요소로는 요구하지 않고 있다. 절삭 삽입체에 의해 발생된 열에 견딜 수 있는 플라스틱 물질이 베이스를 위해 사용되었을 때, 또는 열의 발생이 적고 절삭 삽입체의 온도가 높이 상승하지 않는 절삭공구가 절삭을 위해 사용되었을 때, 상기 절삭 삽입체는 도5 및 도6에 도시된 절삭 삽입체 홀더(51)로서, 조정부재를 마모시킬 필요가 없다. 특히 도6에 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체(11)는 삽입 된 조정부재가 없어도, 각각의 삽입체 리세스(5)의 절삭 삽입체 시트(5a)에 배치될 수 있다. 그후, 절삭 삽입체는 클램프 나사(13)를 절삭 삽입체 시트(5a)에 제조된 나사탭(24)에 구동시키므로써 직접 고정된다. 이러한 실시예에서, 클램프 나사를 수용하는 나사탭(24)은 나선 코일(예를 들어, HELI-SERT® 또는 Heli-Coil® 삽입체) 등과 같은 암형 나사부재를 홀더(51)에 고정가능하게 매립하므로써, 상술한 바와 동일한 방식으로 제조된다.

하기에 도1에 도시된 절삭 삽입체 홀더를 제조하는 방법의 실시예에 대해 설명하기로 한다. 완성된 홀더 보다 약간 큰 직경과 약간 긴 길이를 갖는 플라스틱제 환봉이 소재로서 사용된다. 그후, 상기 환봉은 도면에 도시된 바와 같이 원하는 형상 및 크기를 갖는 베이스로 기계가공된다. 금속제 암형 나사부재(19)를 베이스에 고정가능하게 매립하므로써, 절삭 삽입체 홀더(1)가 완성된다.

이러한 방법은 나사탭이 형성되는 점을 제외하고는, 종래의 금속 물질로 제조된 홀더의 제조방법과 상이하지 않다. 따라서, 본 발명의 절삭공구 홀더는 기본적으로 종래의 홀더와 동일한 가공단계로 제조된다.

그러나, 베이스(1a)가 절삭이 어려운 물질이 아닌 플라스틱으로 제조되어 절삭에 대한 저항이 작기 때문에, 상기 베이스(1a)는 가공이 용이하다. 따라서, 본 발명의 절삭 삽입체 홀더(1)는 금속제 암형 나사부재가 베이스(1a)에 고정가능하게 매립되었다 할지라도, 매우 저렴한 비용으로 제조될 수 있음이 자명하다. 도5에 도시된 절삭 삽입체 홀더(51)의 경우, 조정부재를 갖지 않는 홀더는 더욱 저렴한 비용으로 제조될 수 있다. 정밀한 가공을 필요로 하는 부분에서 정밀하게 가공될 마진을 갖도록, 예를 들어 사출성형에 의해 제조된 물질이 가공될 초기물질로서 사용되었다면, 제조는 더욱 간단해진다. 나사탭(8)을 갖는 암형 나사부재(19)는 금속제 너트형 부재이며; 이러한 너트형 부재는 그 내측면에 암형 나사를 가지며, 삽입성형을 통해 베이스(1a)에 고정가능하게 매립되어 제조된다. 달리 말하면, 금속제 암형 나사부재 또는 너트형 부재가 나사탭을 갖는 부재로 사용되었을 때, 이러한 부재는 베이스가 사출성형을 통해 형성되었을 때 주형에 상기 부재를 삽입하므로써 베이스에 고정가능하게 매립된다.

절삭 삽입체 홀더의 베이스를 위한 플라스틱은 절삭공구의 사용과 절삭 조건에 따라 필요로 하는 시간주기에 베이스로서 가공할 수 있는 플라스틱으로부터 선택된다. 이러한 플라스틱으로는 30% 내지 60%의 유리 파이버를 포함하여, 폴리에테르 이미드 수지 또는 나일론 6-6 등의 비정질 플라스틱이 바람직하다. 알루미늄 작업부재를 절삭하기 위해 사용되는 경우라도, 상기 수지는 당연히 가능한한 높은 내열성과, 강도와, 강성을 가져야만 한다. 30% 내지 60%의 유리 파이버를 포함하여, 폴리에테르 이미드 수지 등과 같은 비정질 플라스틱은 다음과 같은 물리적 특성을 갖는다. 내열성에 있어서, 유리 파이버를 포함하여 플라스틱은 하중하에서 즉, 1.82MPa 하에서 200℃ 이상의 변형 온도를 갖는다. 23℃에서의 항복점으로 표시되는 인장강도는 150MPa 이상이며, 아이조트(Izot) 충격강도(노치를 갖는 테스트부재를 사용하여, 23℃에서)는 100J/m 이상이며; 실온에서의 비중은 1.7 이하이다.

절삭 삽입체 홀더의 베이스에 적합한 플라스틱은 폴리설폰, 폴리에테르-설폰, 폴리페닐렌 황화물, 폴리아릴레이트, 폴리이미드-아미드, 상술한 폴리에테르 이미드, 폴리에테르-에터르케톤, 또는 폴리아미드 등과 같은 엔지니어링 플라스틱이다.

상술한 실시예에서, 본 발명은 면 밀링커터를 위한 절삭 삽입체 홀더에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더의 사용은 이러한 면 밀링커터에 한정되지 않으며, 다양한 절삭공구로 대체될 수 있다. 예를 들어, 절삭 삽입체 홀더는 회전 절삭을 위한 바이트의 홀더로도 사용될 수 있으며; 이러한 홀더에서, 절삭 삽입체는 홀더의 절삭 삽입체 시트 또는 절삭 삽입체 리세스에 고정된다. 또한, 절삭 삽입체가 홀더에 직접 고정되어 있는 실시예 또는 베이스가 갖는 나사탭내로 수형 나사를 압입하므로써 조정부재를 통해 간접적으로 홀더에 고정되어 있는 실시예에 대해 서술하였지만, 베이스 및 절삭 삽입체의 로킹은 나사 부재를 갖는 나사 구동에 한정되지 않으며, 기타 다른 수단이 사용될 수도 있다.

본 발명은 상술의 실시예에 대한 변형예에서도 사용될 수 있다. 베이스를 위한 플라스틱 물질은 나일론 6-6 등의 폴리아미드 또는 폴리에테르 이미드 이외에도, 작업부재와 절삭공구 홀더의 형상이나 구조 및 크기 등에 따라, 강도, 충격특성, 강성, 피로특성, 경도, 내열성, 열팽창계수, 내유성, 내수성 등과 같은 원하는 물리적 특성 및 기계적 특성을 갖는 물질로부터 선택될 수도 있다. 또한, 조정물질을 위한 물질은 크롬 몰리브덴강 이외에도, 스프링강(예를 들어, SUP10), 스텐레스강(예를 들어, SUS303) 등이 있다.

절삭공구 홀더의 제2실시예

하기에 절삭공구 홀더의 제2실시예가 상세히 서술될 것이다.

제2실시예는 하기에 서술되는 관점에서 상술의 제1실시예와는 상이하다.

도7에 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체(11)가 고정되어 있는 조정부재(15)를 고정하는데 사용되며 삽입체 리세스(5)의 내단부(6)에 있는 나사탭(8)은 베이스(1a)의 플라스틱에 직접적으로 형성되지 않으며; 베이스가 사출성형을 통해 제조될 때, 부재를 삽입하므로써 베이스(1a)에 매립된 금속제 암형 나사부재(19)로서 형성된다. 이러한 암형 나사부재(19)는 도7에 도시된 바와 같이 캡너트 등과 같은 가방(8)의 형상을 취하는 금속 부재이다. 암형 나사부재(19)는 베이스에 대한 고정을 향상시키기 위해 또는 암형 나사부재가 미끄러지는 것을 방지하기 위해, 그 외주면에 외주방향 홈(19b)을 갖는다. 또한, 부재 자체의 형상은 예를 들어 상술한 바와 같은 이유로 인해 6각 너트 형태를 취한다. 그러나, 암형 나사부재(19)는 통상의 너트이거나, 또는 스프링강(예를 들어, SUP10) 등과 같은 물질로 제조된 나선 형태를 갖는 부재이거나, 또는 나선 코일(이에 대한 실시예는 HELI-SERT® 또는 Heli-Coil® 삽입체) 이다.

따라서, 나사탭(8)의 내측면은 베이스(1a)의 플라스틱을 수형 나사부재에 노출시키지는 않지만, 금속제의 암형 나사부재(18)로 덮인다. 따라서, 절삭 삽입체(11)의 교환시 헤드에 6각형 구멍이 형성된 볼트를 나사탭(8)의 내외로 반복해서 구동시키면 나사탭(8)의 나선을 마모시키거나 손상시키지 않는다. 또한, 나선은 나사구동중에 인가된 구동 토오크에 의해 파손되지 않는다. 따라서, 암형 나사의 수명이 연장될 수 있다. 베이스(1a)가 사출성형될 때 금속제 암형 나사부재(19)가 삽입되어, 베이스(1a)가 형성된 후 베이스(1a)내로 가압되거나 구동되지 않기 때문 에, 상기 암형 나사부재(19)는 베이스(1a)에 밀착되어 고정된다. 따라서, 조정부재(15)를 베이스(1a)에 고정하기 위해 헤드에 6각형 구멍이 형성된 볼트(17)가 나사결합될 때 발생되는 구동 토오크는, 암형 나사부재(19)와 베이스(1a) 사이의 고정을 거의 느슨하게 하지 않는다.

제2실시예에서, 각각의 절삭 삽입체(11)의 절삭 엣지의 높이는 제1실시예의 방법과 동일한 방식으로, 조정부재(15a)를 축선(G)을 따라 약간 이동시키므로써 조정될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더(1)는 하기와 같은 관점에서, 종래의 절삭 삽입체 홀더와는 상이하다. 첫째로, 이러한 실시예의 절삭 삽입체 홀더(1)는 사출성형에 의해 제조되는 플라스틱제 베이스(1a)와, 금속제 암형 나사부재를 포함한다. 둘째로, 상기 플라스틱제 베이스(1a)는 금속제의 암형 나사부재(19)를 삽입하므로써 제조된 나사탭을 가지며; 이러한 암형 나사부재는 베이스가 사출성형을 통해 제조될 때, 주형에서 베이스와는 독립적인 부재가 된다. 달리 말하면, 이러한 실시예의 절삭 삽입체 홀더(1)는 금속제 암형 나사부재(19)를 갖는 상태로 사출성형에 의해 제조되며, 그 각각은 주형에 삽입되는 나사탭(8)을 포함한다. 도7에 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체(11)가 고정되어 있는 조정부재(15)는 각각의 삽입체 리세스(5)에 배치되며, 상기 조정부재는 나사(17)를 나사탭(8)에 구동시키므로써 상기 리세스에 고정된다. 헤드(21)를 갖는 나사를 이용하여 각각의 절삭 엣지의 높이를 조정하므로써 회전 절삭공구가 완성된다.

이러한 실시예의 회전 절삭공구는 플라스틱제 베이스(1a)를 갖기 때문에, 그 중량을 알루미늄 등의 경금속으로 제조한 종래의 중량 보다 경량으로 할 수 있다. 알루미늄은 2.7의 비중을 가지며, 대부분의 플라스틱은 1.2 내지 1.7 사이의 비중을 갖는다. 중량의 감소는 가공효율을 향상시키며, 회전속도를 고속으로 할 수 있고, 절삭공구의 교환을 보다 신속히 실행할 수 있게 한다. 또한, 베이스(1a)의 또 다른 특징은 플라스틱제 물품이라는 점 뿐만 아니라, 사출성형에 의해 제조되었다는 점이다. 따라서, 베이스 자체는 매우 효율적으로 제조되므로, 절삭 삽입체 홀더(1) 및 회전 절삭공구의 제조 비용을 절감시킨다.

또한, 나사탭(8, 22)은 플라스틱제 베이스가 사출성형될 때 주형에 금속제의 암형 나사부재(18)를 삽입하므로써 형성되기 때문에, 이러한 특수한 구조는 플라스틱제 베이스에 직접 형성된 암형 나사의 나선에 비해, 암형 나사의 나선이 수용하는 마모 및 손상을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 절삭 삽입체 홀더(1)의 수명이 연장된다. 달리 말하면, 이러한 실시예의 절삭 삽입체 홀더(1)가 나사 및 암형 나사 이외에, 마찰에 의해 마모되거나 손상되는 부분이나 마모특성 등과 같은 마찰특성이 문제가 되는 부분을 갖지 않기 때문에, 나사탭에서의 나사구동이 반복되는 경우라도, 이러한 구조는 절삭 삽입체 홀더의 수명을 연장시키는데 기여할 수 있다. 또한, 금속제 암형 나사부재(19)가 삽입성형에 의해 베이스(1a)에 고정되기 때문에, 조정부재(15)를 베이스(1a)에 고정하기 위해 헤드에 6각형 구멍이 형성된 볼트(17)가 나선결합될 때 발생되는 과도한 구동 토오크가 암형 나사부재(19)와 베이스(1a) 사이의 고정을 느슨하게 할 가능성이 감소된다.

상술한 실시예에서는 절삭 삽입체(11)가 조정부재(15)를 통해 베이스(1a)의 삽입체 리세스(5)에 고정되어 방열기로서 작용하며, 절삭 삽입체(11)의 온도가 절삭으로 인해 높이 상승하였을 때 자신을 통해 열을 방출한다. 조정부재의 존재는 삽입체 리세스를 갖는 플라스틱제 베이스(1a)가 고온으로 가열되는 것을 효과적으로 방지한다.

그러나, 본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더(1)는 조정부재(15)를 기본적인 구성요소로는 요구하지 않고 있다. 절삭 삽입체에 의해 발생된 열에 견딜 수 있는 플라스틱 물질이 베이스를 위해 사용되었을 때, 또는 열의 발생이 적고 절삭 삽입체의 온도가 높이 상승하지 않는 절삭공구가 절삭을 위해 사용되었을 때, 상기 절삭 삽입체는 도5 및 도6에 도시된 절삭 삽입체 홀더(51)로서, 조정부재를 마모시킬 필요가 없다. 특히 절삭 삽입체(11)는 삽입된 조정부재가 없어도, 각각의 삽입체 리세스(5)의 절삭 삽입체 시트(5a)에 배치될 수 있다. 그후, 절삭 삽입체는 클램프 나사(13)를 절삭 삽입체 시트(5a)에 제조된 나사탭(24)내로 구동시키므로써 직접 고정된다. 조정부재가 사용되지 않는 경우라도, 베이스(1a)는 도9 및 도10에 도시된 바와 같이 베이스가 사출성형될 때 이러한 사출성형을 통해 일체로 형성되고 상기 클램프 나사(13)가 압입되는 나사탭(24)을 갖는, 6각 너트 형태의 금속제 암형 나사부재(9)를 갖는다. 도9의 암형 나사부재(19)가 개방단부형인 경우에도, 상기 암형 나사부재는 상술한 바와 같이 가방 형태를 취한다. 도9의 도면부호 19b는 암형 나사부재가 미끄러지는 것을 방지하기 위한 외주방향 홈 이다.

가방 형상을 취하는 금속제의 암형 나사부재는 삽입성형시 편리하게 사용되는데, 그 이유는 상기 플라스틱이 삽입성형시 암형 나사인 부재의 내측에 고착되지 않기 때문이다. 이러한 가방형 암형 나사부재는 단부개방형의 암형 나사부재가 사출성형시 주형에 삽입될 때 필요한 보호수단을 요구하지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 나사탭(8, 24)을 갖는 절삭 삽입체 홀더(1, 51)는 베이스(1a)가 사출성형될 때 금속제의 암형 나사부재(19)를 주형에 삽입하므로써 제조된다. 본 발명의 절삭 삽입체 홀더는 하기와 같은 방법으로도 제조될 수 있다. 특히, 금속 부재는 베이스가 사출성형될 때 주형에 삽입되며, 나사탭은 차후 단계에서 부재에 형성된다. 이러한 방법은 상술한 바와 같은 보호수단에 대한 필요성을 제거할 뿐만 아니라, 각각의 나사탭의 위치에 대한 정밀성도 개선시킬 수 있다.

절삭 삽입체 홀더가 갖는 나사탭은, 조정부재나 절삭 삽입체를 베이스에 고정하기 위해 또는 조정부재를 이동시켜 절삭 엣지의 높이를 조정하기 위해 사용되었다. 상기 베이스는 평형 나사(4a)를 수용하기 위해 나사탭을 부가로 포함한다.

도11 내지 도13에 있어서, 절삭 삽입체를 베이스에 고정하기 위해 도1에 도시된 조정부재는 절삭 삽입체 홀더가 사출성형될 때, 삽입성형에 의해 베이스와 일체로 형성되며; 이러한 실시예에서 조정부재는 나사구동에 의해 베이스에 고정되지 않는다. 이러한 실시예에서는 도11에 도시된 바와 같이 조정부재(65)가 나사탭을 갖지 않도록, 도1과 도4 또는 제7에 도시된 바와 같이 나사탭(16)을 갖는 조정부재(15)로 교환되었다. 조정부재(65)는 절삭 삽입체 홀더(61)의 베이스(1a)가 사출성형될 때 주형에서 조정부재가 배치되는 삽입체 리세스의 부분에 대응하는 위치에 조정부재를 배치하므로써, 베이스(1)에 고정된다. 이러한 실시예의 조정부재(65) 는 조정부재(65)가 삽입성형에 의해 베이스(1a)에 고정되었다는 점에서, 도1에 도시된 조정부재와 상이하다. 따라서, 이러한 두 실시예에 공통적인 부분에는 동일한 도면부호가 부여되었으며, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이러한 실시예에서, 조정부재(65)는 베이스(1a)가 그 삽입된 조정부재와 함께 사출성형될 때 도1에 도시된 절삭 삽입체 홀더(1)의 삽입체 리세스(5)에 대응하는 위치에 고정된다. 따라서, 베이스(1a)는 조정부재를 베이스에 고정하기 위한 나사탭을 갖지 않으며, 또한 축선을 따라 조정부재를 이송하기 위한 나사탭도 갖지 않는다. 또한, 각각의 조정부재(65)는 그 자체를 베이스(1a)에 고정하기 위한 나사탭을 갖지 않는다. 도11 내지 도13으로부터 인식할 수 있는 바와 같이, 특히 조정부재가 베이스로부터 반경방향으로 튀어나오는 것을 방지하기 위해, 또한 베이스(1a)에 대한 조정부재의 고정을 개선하기 위해, 각각의 조정부재(65)의 측면에는 적절한 위치에 리세스(66)가 형성되어, 삽입성형을 통해 베이스(1)에 대한 조정부재의 밀착 조임을 보장한다. 절삭 삽입체(11)는 상술한 실시예와 동일한 방식으로 클램프 나사(13)에 의해 상기 조정부재에 고정된다. 도1에는 절삭 삽입체(11)의 고정을 위해 조정부재의 절삭 삽입체(11)가 도시되어 있지는 않지만, 나사탭은 도1에 도시된 절삭 삽입체 홀더(1)와 동일한 방식으로 조정부재에 형성된다. 이러한 관점에서 볼 때, 상기 실시예의 조정부재(65)는 나사탭을 갖는 부재로 불리워질 수 있다. 이러한 조정부재에는 나사구동이 아니라 클램핑에 의해 절삭 삽입체가 고정될 수 있다.

상술한 바와 같은 절삭 삽입체 홀더를 제조하는 방법이 하기에 상세히 설명 될 것이다. 앞서 설명한 각각의 절삭 삽입체 홀더는 삽입체인 암형 나사부재 또는 조정부재를 금속 주형의 설정 위치에 설치하는 단계와, 정위치에 유지되어 있는 삽입체로 이들을 폐쇄하는 단계와, 플라스틱 물질을 이에 사출하는 단계에 의해 형성된다. 삽입체 핀 등과 같은 위치조정 수단이 사용될 수도 있으므로, 삽입체는 적절히 정위치에 유지된다. 밀링커터의 스핀들(S)이 삽입되는 구멍(2)의 내원주면 등과 같이 정밀한 칫수를 필요로 하는 부분과, 절삭 삽입체가 고정될 부분에는 차후에 정밀하게 가공될 마진이 제공된다. 이러한 부분에 대한 정밀가공은 칫수에 있어서 필요로 하는 정밀도를 보장한다.

본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더의 베이스는 플라스틱 물질의 사출성형에 의해 제조되기 때문에, 암형 나사부재 또는 조정부재는 삽입체로서 베이스에 고정가능하게 매립될 수 있으며, 이에 따라 상기 삽입체는 베이스에 강고하게 고정될 수 있다("매립된" 이라는 용어는 다양한 매립 상태를 의미한다. 즉, 이것은 삽입체가 베이스에 완전히 삽입된 상태로부터 삽입체의 일부만 고정된 상태 까지를 포함한다). 이러한 방법은 암형 나사부재 등과 같은 삽입체를 베이스에 강고하게 일체화시키는 절삭 삽입체 홀더를 실현할 수 있게 한다. 또한, 알루미늄으로 제조된 경우에 비해 경량인 절삭 삽입체 홀더는 저렴한 비용으로 효율적으로 생산될 수 있다. 또한, 매우 정밀한 칫수를 요하는 부분의 기계가공이 용이한데, 그 이유는 상기 베이스가 플라스틱이기 때문이다. 금속제의 암형 나사부재 등과 같은 삽입체가 베이스에 고정가능하게 매립된다 하더라도, 본 발명의 절삭 삽입체 홀더는 매우 저렴한 비용으로 생산될 수 있다.

상술한 바와 같이, 암형 나사부재 등과 같은 일부 부분은 베이스가 사출성형될 때 주형에 삽입되는 실시예를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 만일 베이스에 대한 절삭 삽입체 또는 조정부재의 고정에 큰 고정력을 필요로 하지 않는다면, 또는 대형 나선을 갖는 나사의 사용에 의해 베이스의 플라스틱이 절삭 삽입체를 베이스에 고정하기 위해 수형 나사를 통해 인가된 구동 토오크를 견딜 수 있다면, 나사탭은 사출성형을 통해 제조된 베이스 자체에 형성된다. 이 경우, 절삭 삽입체 홀더의 생산비용은 더욱 절감된다.

베이스 또는 절삭 삽입체 홀더가 제조되는 플라스틱은 제1실시예와 동일하다. 따라서, 플라스틱에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 회전 절삭공구의 실시예인 면 밀링커터를 위한 절삭 삽입체 홀더에 사용된다. 그러나, 이러한 실시예의 절삭 삽입체 홀더는 제1실시예의 절삭 삽입체 홀더와 마찬가지로 커터에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 절삭 삽입체 홀더는 스로어웨이 절삭공구에도 적용될 수 있다.

절삭 삽입체 홀더(1)의 베이스(1a)가 플라스틱으로 제조되고 또한 1회용이기 때문에, 본 발명은 중량이 가볍고 저렴한 비용으로 생산될 수 있는 스로어웨이 절삭공구를 실현할 수 있다. 개선된 절삭 삽입체 홀더는 개선된 효율로 작업부재를 가공할 수 있게 하므로 가공비용을 절감할 수 있게 한다. 특히, 베이스(1a)가 사출성형에 의해 생산되는 이러한 실시예는 비용을 대폭적으로 절감시킬 수 있다. 제2실시예의 절삭 삽입체 홀더를 사용하는 절삭공구가 설정의 시간주기동안 사용된 후, 또는 설정의 가공처리 횟수동안 사용된 후, 절삭공구 전체는 새로운 것으로 교환될 수 있다. 새로운 공구가 절삭 삽입체(11)를 갖고 있기 때문에, 그 절삭 엣지는 동일한 레벨로 정렬되도록 조정되고 또한 절삭 삽입체 홀더에 고정되므로, 아이들 타임없이 간단하면서도 신속한 공구 교환이 달성될 수 있다. 이러한 교환작업은 가공효율을 개선시키고, 가공비용을 절감시킨다. 달리 말하면, 1회용 절삭 삽입체 홀더의 사용은 전체적인 가공비용을 절감시키는데, 그 이유는 1회용 절삭 삽입체 홀더의 생산비용이 절삭 삽입체의 교환 및 조정에 필요한 아이들 타임동안의 작업중지로 인한 손실 보다 낮기 때문이다.

절삭공구의 실시예

도14 내지 도20에 도시된 바와 같이, 예를 들어 면 밀링커터 등의 절삭공구의 실시예에 기초하여 본 발명을 실행하기 위한 최적의 모드에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도14에서 도면부호 101는 이러한 실시예의 절삭공구를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 면 밀링커터를 위한 절삭공구(101)는 절삭 삽입체 홀더(1)와 공구 홀더(71)를 포함한다. 상기 절삭 삽입체 홀더(1)는 도14에 도시된 바와 같이 플라스틱 또는 수지로 제조되는 베이스(1a)와, 도16에 도시된 바와 같은 암형 나사부재(19)를 포함하며; 상기 베이스와 암형 나사부재는 일체로 형성된다.

상기 베이스(1a)는 상부 실린더(1b) 및 하부 실린더(1c)를 포함하는, 조합된 실린더의 형태를 취하며; 상기 두 실린더는 동일한 중앙축선을 가지며, 그 상부(1b)는 소직경을 가지며, 그 하부(1c)는 대직경을 갖는다. 베이스(1a)는 여러개의, 예를 들어 6개의 리세스(5)를 포함하며; 이러한 리세스는 베이스의 외주 근처 에서 베이스(1a)의 전방 단부(3)에서 절삭 삽입체 및 배출 팁을 수용하기 위하여, 회전축선이나 중앙축선(G) 주위에서 동일한 각도 간격으로 정렬된다. 상기 전방 단부(3)는 도14에 도시된 절삭 삽입체 홀더(1)가 수직으로 배치될 때 바닥 단부인 것임을 인식해야 한다. 각각의 리세스(5)에는 절삭 삽입체가 고정되는 절삭 삽입체 시트(5a)가 형성된다. 예를 들어 초경합금으로 제조된 분할가능한 절삭 삽입체(11)는 수형 나사인 클램프 나사(13)를 사용하여 나사구동시키므로써, 각각의 절삭 삽입체 시트(5a)에 고정된다. 도16 및 도17에 도시된 바와 같이, 클램프 나사(13)는 베이스(1a)의 사출성형시 주형에 삽입되어 있는 금속제의 암형 나사부재(19)에 형성된 나사탭(24)내로 구동된다. 달리 말하면, 금속제의 암형 나사부재(19)는 나사탭(24)을 가지며, 그 내부에는 암형 나사가 형성된다. 상기 금속 부재(19)는 예를 들어 6각 너트의 형태를 취하며; 베이스(1a)에 대한 고정을 개선시키거나 또는 그 자체가 베이스(1a)로부터 미끄러지는 것을 방지하기 위해, 그 외벽에 외주방향 홈(19b)을 갖는다.

도14 및 도18에 도시된 바와 같이, 회전축선(G)을 포함하는 홀더의 중앙부에는 절삭 삽입체 홀더(1)를 수직으로 관통하는 구멍(2)이 천공되어 있다. 상기 구멍(2)의 횡단면은 원형의 형상을 취한다. SCM415 등과 같은 물질로 제조되며 그 횡단면이 직경이 상이한 원형 형상을 취하는 공구 홀더(71)는 구멍(2)의 상부와 결합되므로, 상기 절삭공구는 공구 홀더에 고정된다. 도14 또는 도18을 포함하는 지면상에서의 상부를 의미하는, 구멍(2)의 상부는 공구 홀더(71)에 속하는 축(72)의 전방 단부면(76a)의 중앙부로부터 돌출되는 돌출부(73)를 수용하도록 대형의 원통 형 구멍(2a)으로 확장되므로, 공구 홀더(71)의 중앙축선과 상기 대형의 원통형 구멍(2a)의 중앙축선이 정렬된다. 그 중간부에서, 상기 구멍(2)은 소직경을 가지며, 이러한 부분은 소형의 원통형 구멍(2b)으로 불리운다. 그 하부에서, 상기 구멍은 절삭 삽입체 홀더(1)의 전방 단부(3)에 원통형 개구(2c)를 형성하도록 다시 확장된다. 상기 구멍(2)은 대형의 원통형 구멍(2a)의 중앙축선과 소형의 원통형 구멍(2b)의 중앙축선과 상기 원통형 개구(2c)의 중앙축선이 정렬되는 형상을 취한다. 상기 원통형 개구(2c)는 절삭 삽입체 홀더(1)를 공구 홀더(71)에 고정하기 위해, 나사(10)의 헤드를 수용하며; 이러한 나사의 실시예로는 헤드를 갖는 볼트가 있다. 상기 나사(10)의 헤드는 헤드가 완전히 파묻히는 방식으로 상기 개구(2c)에 수용된다. 도18에 도시된 바와 같이, 공구 홀더(71)는 돌출부(73)의 단부면(73a)의 중앙부에 천공된 볼트 오목부(74)를 포함하므로, 상기 볼트 오목부(74)의 축선은 회전축선(G)과 동일하게 된다.

도14에 도시된 바와 같이, 공구 홀더(71)는 그 축(72)의 상단부에서 결합부(78)를 가지며, 이러한 결합부의 외주벽은 그 상단부를 향해 경사져 있다. 상기 결합부(79)는 머시닝센터의 스핀들(S)과 결합되어 척에 결합된다. 또한, 공구 홀더(71)는 그 하부에 대형의 원통형 위치조정부(80)를 가지며, 상기 하부는 도14를 포함하는 지면상에서 하부를 의미한다. ATC(도시않음)의 교환기 아암에 의해 파지될 파지홈(81)은 상기 대형의 원통형 위치조정부(80)의 외주면을 따라 형성되어 있다. 상기 파지홈은 때로는 "아암-파지홈"으로도 불리운다. 공구 홀더(71)는 홀더의 전방 단부면(76a)으로부터 상승하는 외주벽의 일부인, 대형의 원통형 부분(76) 을 포함한다. 상기 대형의 원통형 부분(76)의 외경은 절삭 삽입체 홀더(1)의 상부(1)의 외경과 동일하다. 절삭 삽입체 홀더(1)가 공구 홀더(71)에 고정될 때, 전방 단부면(76a)은 상부(1b)의 후방 단부에 대해 가압된다. 도18 및 도19에 도시된 바와 같이, 홈(1e)은 그 직경을 따라 후방 단부(1d)에서 절단된다. 한편, 전방 단부면(76a)상의 돌출부(73)의 직경방향 양측에는 돌기(77)가 형성되어 있으며, 상기 돌기는 홈(1e)과 결합될 수 있다. 돌기(77)가 상기 홈(1e)과 결합될 수 있도록 절삭 삽입체 홀더(1)의 상부에서 공구 홀더(71)의 돌출부(73)를 대형의 원통형 구멍(2a)에 삽입하므로써, 상기 공구 홀더 및 절삭 삽입체 홀더는 축선(G) 주위로 독립적으로 회전하는 것이 방지된다.

그후, 공구 홀더(71)의 돌출부(73)는 절삭 삽입체 홀더(1)의 상부에서 대형의 원통형 구멍(2a)에 삽입되며, 공구 홀더의 돌기(77)는 절삭 삽입체 홀더의 홈(1e)과 결합된다. 이러한 삽입 및 결합이 유지됨에 따라, 헤드(10a)를 갖는 나사(10)는 원통형 개구(2c)로부터 소형의 원통형 구멍(2b)을 통해 볼트 오목부(74)내로 압입된다. 따라서, 도21에 도시된 바와 같이, 공구 홀더(71)를 갖는 절삭공구 조립체(101)와, 베이스(1a)가 공구 홀더(71)에 고정된 절삭 삽입체 홀더(1)와, 상기 절삭 삽입체 홀더(1)에 고정되는 절삭 삽입체(11)가 조립된다.

절삭공구 조립체(101)의 베이스(1a)가 플라스틱으로 제조되기 때문에, 그 비중은 이러한 실시예에서는 약 1.5 이며; 절삭공구 조립체(101)는 베이스가 알루미늄으로 제조된 절삭공구 조립체 보다 중량이 가벼우며, 그 비중은 2.7 이다. 이러한 가벼운 중량으로 인해 절삭 삽입체 홀더의 전체 길이 및 직경을 확장시킬 수 있 으며, 가공단계수나 가공 시간주기를 감소시킬 수 있다. 또한, 이러한 가벼운 중량은 절삭 삽입체 홀더가 금속으로 제조된 종래의 절삭공구 조립체에 비해, 절삭공구 조립체(101)의 질량중심(G2)의 위치를 축선(G)을 따라 머시닝센터를 향해 또는 공구 홀더(71)의 파지홈(81)을 향해 이동시키는 작용도 실행한다. 이러한 질량중심의 이동은 게이지 라인과 질량중심(G2) 사이의 길이(L1)가 단축된다는 것을 의미한다. 그 결과, 절삭공구 조립체(101)가 교환될 때 발생되는 모멘트가 감소되고, 이것은 ATC의 교환기 아암으로 공구를 교환하는데 필요한 시간주기의 단축을 유발시킨다. 따라서, 가공 생산성이나 효율이 개선된다.

베이스(1a)가 플라스틱으로 제조되는한, 절삭 삽입체 홀더(1)의 베이스(1a)를 형성하는 방법은 한정되지 않는다. 그러나, 형성 및 가공뿐만 아니라, 베이스(1a)의 생산이 촉진되는데, 그 이유는 베이스(1a)가 사출성형을 통해 형성되었기 때문이다. 절삭 삽입체(11)를 고정하기 위해 클램프 나사(13)가 내부로 구동되는 나사탭(24)은, 베이스(1a)의 사출성형시 삽입성형된 암형 나사부재(19)에 형성되기 때문에; 상기 나사탭(10)은 마모가 적어지며, 수형 나사 및 암형 나사의 고정 강도도 유지할 수 있게 된다. 베이스(1a)와 함께 삽입성형되는 암형 나사부재(19)가 통상적으로 고유의 나사탭(24)을 갖는다해도, 상기 나사탭은 금속 부재가 삽입성형을 통해 베이스에 일체로 고정가능하게 매립된 후, 나사 탭을 갖지 않지만 암형 나사부재(19)의 형상과 동일한 형상을 갖는 금속 부재에 형성된다. 또한, 암형 나사는 플라스틱제 베이스(1a)에 직접 형성되거나 또는 금속 부재에 암형 나사를 태핑하여 형성되며, 베이스(1a)의 형성후 플라스틱제 베이스(1a)에 형성된 구멍에 매립 되거나 가압된다.

상술한 바와 같은 실시예에서 공구 홀더(71) 및 절삭 삽입체 홀더(1)는 헤드(10)가 구비된 나사를 축선(G)을 따라 공구 홀더 및 절삭 삽입체 홀더내로 구동시키므로써 조합되지만, 상기 공구 홀더 및 절삭 삽입체 홀더는 기타 다른 고정수단에 의해 조합될 수도 있다. 그러한 수단의 실시예에 대해 도21을 참조하여 설명하기로 한다.

하기의 설명에서는 상술의 실시예에서 대응하는 부분과는 일부만 상이한 고정수단에 대해서만 서술하기로 한다. 상술의 실시예와 동일하거나 공통적인 부분 및 부품들은 도21에서는 동일한 도면부호가 부여되었다.

이러한 실시예에서, 공구 홀더(71)는 그 단부면의 중앙부에서 절삭 삽입체 홀더(1)와 결합되는 장부구멍(83)을 갖는다. 한편, 절삭 삽입체 홀더(1)의 베이스(1a)는 그 후방 단부로부터 돌출되어 상기 장부구멍(83)과 결합될 원통형 볼록부(1f)를 갖는다. 상기 볼록부(1f)가 장부구멍(83)에 삽입된 후, 고정 나사(84)는 홀더(71)의 외주상에 배치되어 장부구멍(83)의 측벽 외측을 횡단하는 측부로부터, 공구 홀더(71)를 통해 볼록부(1f)의 측벽에서 절단된 오목부(9g)내로 구동된다. 도21에 있어서, 공구 홀더(71) 및 절삭 삽입체 홀더(1)는 고정나사(84)를 그 반경방향으로 공구 홀더(71)내로 구동시키므로써 고정된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 고정나사(84)를 구동시키는 대신에 핀을 두드려 박아넣으므로써 고정이 이루어진다.

면 밀링커터에 사용되는 이러한 실시예에서 절삭 삽입체(11)는 삽입체-지지 리세스(5)의 절삭 삽입체 시트(5a)에 형성된 나사탭내로 클램프 나사(3)를 직접 구동시키므로써, 절삭 삽입체 홀더(1)에 고정된다. 그러나, 상기 절삭 삽입체는 도1과 도4 및 도7에 도시된 바와 같이 조정부재를 통해 절삭 삽입체 시트(5a)에 고정될 수 있다. 도1과 도4 및 도7에 도시된 절삭 삽입체를 조정부재에 고정하는 구조에 대한 설명과, 축선(G)을 따라 조정부재를 이동시켜 각각의 절삭 엣지의 높이를 미세하게 조정하는 기구에 대한 설명은 제1 및 제2실시예에서 상세히 서술하였기 때문에 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

각각의 절삭 엣지의 높이가 조정되지 않았지만, 조정부재 자체는 삽입체 홀더(1)가 사출성형을 통해 형성될 때 주형에 삽입된다. 이 경우, 나사탭 등과 같은 절삭 삽입체를 고정하기 위한 고정수단은 삽입성형 전후에 각각의 조정부재에 형성된다. 조정부재의 삽입성형은 절삭 삽입체 홀더의 중량을 감소시키는데, 그 이유는 조정부재를 홀더에 고정하기 위한 나사를 필요로 하지 않기 때문이다.

면 밀링커터를 위한 여러개의 실시예가 서술되었다. 그러나, 본 발명에 따른 절삭공구는 이러한 실시예에 한정되지 않으며; 도22 및 도23에 도시된 바와 같이, 보링 바아(201)를 위해 사용될 수도 있다. 상기 보링 바아(201)는 도21에 도시된 면 밀링커터에 사용되는 절삭 삽입체 홀더(1)와 동일한 방식으로, 공구 홀더(71)에 고정되는 보링 헤드로서 절삭 삽입체 홀더(91)를 포함한다. 상기 공구 홀더(71)는 절삭공구 홀더(91)와 결합하기 위해, 그 단부면의 중앙부에 장부구멍(83)을 갖는다. 한편, 절삭공구 홀더(91)의 베이스(1a)는 그 후방 단부로부터 돌출되어 상기 장부구멍(83)과 결합되는 원통형 볼록부(1f)를 갖는다. 상기 볼록 부(1f)가 장부구멍(83)에 삽입된 후, 고정 나사(84)는 홀더(71)의 외주상에 배치되어 장부구멍(83)의 측벽 외측을 횡단하는 측부로부터, 공구 홀더(71)를 통해 볼록부(1f)의 측벽에서 절단된 오목부(9g)내로 구동된다. 이러한 실시예에서, 고정수단 및 공구 홀더(71)는 상술한 바와 동일하기 때문에, 도면에서 동일한 부분이나 부품에는 동일한 도면부호가 부여되었으며, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 절삭 삽입체 홀더(91)의 플라스틱제 베이스(1a)는 그 전방 단부의 측부에 매립된 조정부재(95)를 갖는다. 상기 조정부재(95)에는 클램프 나사(13)에 의해 절삭 삽입체(11)가 고정된다. 조정부재(95)는 베이스(1a)가 사출성형될 때 삽입성형에 의해 베이스(1a)에 고정된다. 상기 조정부재(95)는 나사를 조정부재를 통해 조정부재 고정용 구멍내로 구동시키므로써 고정되며, 상기 조정부재 고정용 구멍은 사출성형후 베이스(1a)에 형성된다.

보링 바아(201)는 상술한 면 밀링커터와 동일한 장점을 제공하는데, 그 이유는 절삭 삽입체 홀더(91)의 베이스(1a)가 플라스틱으로 제조되어, 절삭공구의 중량 감소와 상기 절삭공구가 교환될 때 발생되는 모멘트를 감소시키기 때문이다. 중량 감소 및 모멘트 감소를 효과적으로 달성하기 위해서는 절삭공구의 단부에서 절삭 공구 홀더의 체적을 증가시키는 것이 바람직하다. 공구의 최대 설정중량과 교환시의 최대 모멘트 뿐만 아니라 절삭공구의 강도 및 내인성을 고려하여, 사용자는 체적을 결정해야 한다.

절삭 삽입체 홀더의 베이스를 형성하기 위해 사출성형이 사용되었을 때, 베이스는 매우 효과적으로 생산될 수 있다. 그러나, 상기 베이스는 블록으로부터 깍 여야만 한다. 베이스가 사출성형에 의해 형성된 경우라도, 공구 홀더와 결합되는 부분 등과 같이 정밀한 가공을 요하는 베이스의 부분과 삽입체-지지 리세스에서 절삭 삽입체 시트에 대응하는 부분은 정밀하게 가공될 마진을 가져야만 한다.

만일 절삭 삽입체 홀더에 대한 절삭 삽입체 또는 조정부재의 고정에 큰 고정력을 필요로 하지 않는다면, 또는 대형 나선을 갖는 나사의 사용에 의해 베이스의 플라스틱이 절삭 삽입체를 베이스에 고정하기 위해 수형 나사를 통해 인가된 구동 토오크를 견딜 수 있다면, 나사탭은 사출성형을 통해 제조된 베이스 자체에 직접 형성된다.

베이스를 위한 플라스틱에 대한 설명은 제1 및 제2실시예의 베이스를 위한 플라스틱과 동일하기 때문에, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭공구는 면 밀링커터의 일부 또는 보링 바아의 일부에 대해 실행되었다. 그러나, 본 발명의 절삭공구는 면 밀링커터 및 보링 바아 뿐만 아니라, 머시닝센터에 사용된 공구 홀더를 갖는 다양한 절삭공구에도 사용될 수 있다. 본 발명은 절삭공구의 축선이 길고 직경이 클 때 더욱 유리하다. 그 이유는 이러한 형태의 절삭공구 홀더를 갖는 절삭공구에서는 교환작업시의 중량 및 모멘트가 문제가 되지 않기 때문에 더욱 유리하기 때문이다.

Claims (16)

1. 하나 이상의 절삭 삽입체가 고정되는 플라스틱제 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체 홀더.
2. 제1항에 있어서, 상기 베이스는 사출성형에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체 홀더.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 구멍을 갖는 하나 이상의 조정부재와, 상기 베이스에 고정가능하게 매립된 하나 이상의 금속제 암형 나사부재를 부가로 포함하며; 상기 금속제 암형 나사부재는 수형 나사를 수용하기 위한 나사탭을 포함하며; 상기 절삭 삽입체는 수형 나사를 절삭 삽입체를 통과시키고 또한 상기 조정부재의 구멍을 통과시키므로써, 또한 수형 나사를 나사탭내로 압입하므로써, 상기 베이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체 홀더.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 금속제 암형 나사부재를 부가로 포함하며, 상기 금속제 암형 나사부재는 클램프 나사를 수용하기 위한 나사탭을 포함하며, 상기 절삭 삽입체는 클램프 나사를 절삭 삽입체에 관통형성된 구멍을 통해 나사탭내로 압입하므로써 상기 베이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체 홀더.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 베이스에 고정가능하게 매립되는 하나 이상의 조정부재를 부가로 포함하며, 상기 조정부재는 클램프 나사를 수용하기 위한 나사탭을 포함하며, 상기 절삭 삽입체는 클램프 나사를 절삭 삽입체에 관통형성된 구멍을 통해 나사탭내로 압입하므로써 상기 베이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체 홀더.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 베이스 및 암형 나사부재는 삽입성형을 통해 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체 홀더.
7. 제5항에 있어서, 상기 베이스 및 조정부재는 삽입성형을 통해 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체 홀더.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 회전 절삭공구를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체 홀더.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 스로어웨이 절삭공구를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체 홀더.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라스틱은 30중량% 내지 60중량%의 유리 파이버를 포함하는 비정질 플라스틱인 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체 홀더.
11. 제10항에 있어서, 상기 비정질 플라스틱은 폴리에테르 이미드 수지인 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체 홀더.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 절삭 삽입체 홀더와, 상기 절삭 삽입체 홀더에 고정되는 하나 이상의 절삭 삽입체를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
13. 제3항, 제5항, 제7항 내지 제10항, 제11항 중 어느 한 항에 따른 절삭 삽입체 홀더와, 하나 이상의 절삭 삽입체를 포함하며; 상기 절삭 삽입체는 절삭 삽입체 홀더의 조정부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한항에 따른 절삭 삽입체 홀더와, 상기 절삭 삽입체 홀더가 고정되는 공구 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
15. 제14항에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 나사부재의 나사구동에 의해 상기 공구 홀더에 고정되는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
16. 제14항에 있어서, 상기 절삭 삽입체 홀더는 핀을 두드려 박아넣으므로써 공구 홀더에 고정되는 것을 특징으로 하는 절삭공구.

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