KR20070041594A - 공구 홀더 및 공구 홀더 조립체용 절삭 인서트 - Google Patents

공구 홀더 및 공구 홀더 조립체용 절삭 인서트 Download PDF

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케나메탈 아이엔씨.
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Abstract

공구 홀더 조립체(5)에 대한 공구 홀더(25)와 절삭 인서트(100)로서, 상기 절삭 인서트는 상기 공구 홀더 내에서 연장되는 보어(35)의 테이퍼부와 탄성 끼워맞춤 결합되는 테이퍼 섕크를 구비한다. 추가적으로, 상기 절삭 인서트(100)상의 후방면(120)은 상기 공구 홀더 내의 절삭 인서트를 적절히 배치시키도록 공구 홀더(25) 상의 후방면(40)과 접한다.
공구 홀더, 절삭 인서트

Description

공구 홀더 및 공구 홀더 조립체용 절삭 인서트{Toolholder and cutting insert for a toolholder assembly}
본 발명은 금속 가공 작업에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 공구 홀더 및 대응 결합되는 절삭 인서트에 관한 것이다. 본 발명의 주제는 상기 공구 홀더를 조립하는 방법 및 공구 홀더 조립체를 형성하기 위하여 대응 결합되는 절삭 인서트를 조립하는 방법에 관한 것이다.
금속 가공 작업중에, 절삭 인서트는 작업 시편에 대하여 강제될 때 절삭 인서트를 고정하는 공구 홀더상에 장착되는 것이 일반적이다. 상기 절삭 인서트는 공구 홀더 내의 향상 가공된 포켓에 끼워 맞춰지며 홀드 다운 스크류(hold-down screw) 또는 클램프에 의해 포켓 내에 지지된다. 그러나, 상기 절삭 인서트가 포켓 내에 지지될 때, 포켓 내에 인서트의 절삭 에지에 간극을 제공하는 것은 중요한데 , 이를 통하여 절삭 인서트는 손상되지 않게 되고, 나아가, 작업 시편과 접촉하는 인서트의 절삭 에지가 적절하게 배치되도록 하기 위하여 포켓을 가공하는 것도 중요하다.
공구 홀더 및 공구 홀더를 위한 절삭 인서트가 필요하게 됨으로써, 절삭 인서트는 상기 공구 홀더 내에 정확하게 배치되며 동시에 비교적 간단한 방식으로 공 구 홀더 내에 고정된다.
본 발명의 일실시예는 테이퍼진 섕크와 그 상측에서 후방으로 향하는 면(이하 '후방면')을 가진 절삭 인서트를 수용하도록 된 공구 홀더에 관한 것이다. 상기 공구 홀더는 공구 홀더 본체, 그 내부에서 후방으로 연장되며 이를 통하여 연장되는 중심축을 가지는 보어, 상기 인서트의 후방면과 접하는 보어에 대하여 연장되는 전방을 향하는 면(이하 '전방면')을 구비한다. 상기 보어는 상기 전방면이 후방면과 접할 때 섕크와 탄성적 끼워맞춤 결합되도록 배치되어, 테이퍼진 부분은 보어가 후방으로 연장될수록 폭이 좁아지게 된다.
본 발명의 두번째 실시예는 그 내부에 후방으로 연장되는 보어, 그 상측에서 전방으로 연장되는 전방면을 가지는 공구 홀더 내에 장착되는 절삭 인서트에 관한 것이다. 상기 인서트는 그 상측에 절삭 에지를 구비한 전방 단부와, 상기 전방 단부로부터 후방으로 연장되며 보어에서 수용가능한 섕크, 그를 통하여 연장되는 중앙 축, 상기 공구 홀더의 전방면과 접하는 인서트의 섕크와 전방단부 사이의 후방면을 구비하는 절삭 인서트를 포함한다. 상기 섕크는 상기 인서트의 후방면이 공구 홀더의 전방면과 접할 때 상기 보어와 탄성적 끼워맞춤 결합하도록 배치되는 테이퍼진 부분을 구비한다.
본 발명의 세번째 실시예는 공구 홀더 및 절삭 인서트를 구비한 공구 홀더 시스템에 관한 것이다. 상기 공구 홀더는 그 내부에서 후방으로 연장되는 공구 홀더 보어, 그를 통하여 연장되는 중앙 축, 상기 보어에 대하여 연장되는 전방면을 구비한 본체를 구비한다. 상기 절삭 인서트는 그 상측에 절삭 에지와, 상기 전방 단부로부터 후방으로 연장되며 그를 통하여 연장되는 중앙 축을 가진 인서트 섕크, 및 후방면을 구비한 전방단부를 구비한다. 상기 공구 홀더의 전방면은 상기 인서트의 후방면과 접한다. 상기 공구 홀더 보어는 테이퍼진 부분을 구비하며, 상기 섕크는 약간 오정렬된 테이퍼를 구비하여, 상기 공구 홀더의 전방면이 상기 인서트의 후방면과 접할 때 서로 탄성적 끼워맞춤되도록 서로 배치된다.
본 발명의 네번째 실시예는 그 내부에서 후방으로 연장되는 보어와 상기 보어에 대하여 연장되는 전방면을 가지는 공구 홀더에 절삭 인서트를 해제가능하게 장착하는 방법에 관한 것이다. 상기 인서트는 전방 단부, 그로부터 후방으로 연장되는 섕크, 및 후방면을 구비한다. 상기 섕크는 상기 전방 단부로부터 폭이 좁아지는 테이퍼부를 구비한다. 상기 방법은 a) 상기 공구 홀더 보어에 인서트를 삽입하는 단계, b) 상기 공구 홀더 보어에 테이퍼진 섕크를 탄성적으로 끼워맞추는 단계, c) 상기 공구 홀더의 전방면에 대하여 상기 인서트의 후방면을 접촉시키는 단계를 포함한다.
도 1은 공구 홀더 내에 절삭 인서트가 장착될 때 공구 홀더 조립체의 등각 투영도이다.
도 2는 공구 홀더에 대하여 배치되는 인서트의 전개도이다.
도 3은 상기 공구 홀더 내에 삽입된 도 2의 인서트의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 상세부를 도시하는 등각 투명도이다.
도 5는 공구 홀더 및 절삭 인서트의 제 2 실시예의 등각 투영도이다.
도 6은 도 5에 도시된 공구 홀더 조립체의 측면도이다.
도 7a는 타원 형상을 나타내는 공구 홀더 보어/인서트 섕크의 평면도이다.
도 7b는 삼각형을 나타내는 공구 홀더 보어/인서트 섕크의 평면도이다.
도 7c는 로빙된 삼각형을 나타내는 공구 홀더 보어/인서트 섕크의 평면도이다.
도 1은, 예를 들어, 선반에 작업 시편(10)이 장착될 때, 화살표(20)에 의해 표시된 방향으로 중심선(15)에 대하여 회전하는 작업 시편(10)을 도시한다. 공구 홀더(25)는 그 상측에 장착되며 절삭 인서트(100)는 공구 홀더 조립체(5)를 형성하게 된다. 공구 홀더(25) 상에 장착된 인서트(100)는 화살표(110)에 의해 표시된 방향으로 상기 인서트 섕크(도 2의 115)를 통하여 연장되는 중앙 축(105)에 대하여 회전가능하다. 상기 공구 홀더(25)는 회전 없이 고정된다. 여기서 논의되는 목적을 위하여, 상기 공구 홀더 조립체는 고정 또는 회전 장치 모두에서 사용될 있다.
상기 인서트의 추가적인 상세부, 공구 홀더를 지지하는 지지부재의 상세부는 본원에 편입되어 있으며 본 출원인에 양도되어 2003년 9월 2일에 출원된 "유체 침범부 및 그 내부에 인서트를 구비한 절삭 인서트를 회전시키는 방법 및 조립체"로 명명된 미국 특허 출원 10/653,712호에서 설명되고 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 절삭 인서트(100) 및 공구 홀더(25)의 분해도이다. 표시를 위하여, 도 2의 저부로부터 상부로의 방향은 전방으로 정해지며, 그 반대방향은 후방으로 정해진다. 상기 공구 홀더(25)는 그를 통하여 연장되는 중앙 축(105) 및 그 상측의 후방면(120)을 구비한 테이퍼진 섕크(115)를 가진 절삭 인서트(100)를 수용하도록 된다. 상기 후방면(120)은 인서트 본체(125)의 섕크(115) 및 인서트 본체(125)의 전방 단부(130) 사이에 배치된다. 상기 공구 홀더(25)는 그 내부에서 후방으로 연장되는 보어(35) 및 공구 홀더 본체(30)를 구비한다. 상기 보어(35)는 그를 통하여 연장되는 중앙 축(36)을 구비한다. 상기 공구 홀더 보어(30)는 상기 인서트(100)의 후방면(120)과 접하는 보어(35)에 대하여 연장되는 전방면(40)을 구비한다.
이러한 목적을 위하여, 상기 절삭 인서트 섕크(115)가 중심 축(105)을 구비하고, 상기 공구 홀더 보어(35)가 중심축(36)을 구비하더라도, 상기 인서트(100)가 상기 공구 홀더(25) 내에 장착될 때, 이러한 축(105, 36)은 동축방향의 관계에 놓인다. 따라서, 본 명세서에서, 상기 인서트(100)와 공구 홀더(25)가 조립되고 분리될 때, 두가지 축(105, 36)에 그것이 적용될 수 있다는 이해하에 하나의 축(105)에 참조번호가 부여되며, 상기 인서트 섕크(115) 및 공구 홀더 보어(35)는 각각 분리된 중심축(105, 36)을 구비한다.
상기 보어(35)는 전방면(40)이 후방면(120)과 접할 때, 상기 섕크(115)에 대하여 탄성 끼워맞춤 결합되도록 테이퍼부(45)를 구비한다. 상기 테이퍼부(45)는 후방으로 보어(35)가 연장될수록 폭이 좁게 된다. 공구 홀더 본체(30)의 보어(35) 내에 완전히 인서트(100)가 삽입된 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 절삭 인서트(100)의 후방면(120)은 공구 홀더 본체(30)의 전방면(40)에 접하며, 동시에 절삭 인서트 본체(125)의 테이퍼진 섕크(115)는 탄성 끼워맞춤 결합을 제공하도록 상기 보어(35)의 벽(37)과 접촉하게 된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 보어(35)의 테이퍼부(45)의 벽(37)은 상기 중심 축(36)에 대하여 5도 내지 15도, 바람직하게는 10도의 테이퍼각(A)을 형성한다.
추가적으로, 상기 절삭 인서트 본체(125)의 상기 섕크(115)는 상기 중심축(105)에 대하여 5 내지 15도, 바람직하게는 10도의 테이퍼각(F)을 형성하지만, 상기 섕크(115)의 테이퍼와 상기 공구 홀더 본체(30)의 테이퍼부(45)는 약 0.5 내지 3도, 바람직하게는 0.5도의 범위에서 약간 오정렬된다.
특히, 상기 섕크(115)의 테이퍼각(F)은 상기 보어(35)의 테이퍼각(A)보다 커서, 탄성 끼워맞춤 결합은 가능한 한 공구 홀더 본체(30)의 전방면(40)에 가깝게 형성된다.
바람직한 실시예에서, 상기 중심축(105)에 대하여 측정된 바로서, 상기 보어(35)의 테이퍼각(A)과 상기 섕크(115)의 테이퍼각(F) 사이의 차이는 0.5도이다. 상기 공구 홀더 테이퍼각(A)은 9.5도이며, 상기 섕크 테이퍼각(F)은 10도이다.
추가적으로, 상기 공구 홀더 본체(30)의 전방면(40)은 상기 보어(35)의 중심축(36)에 수직한 것이 바람직하거나, 도면에서 각 B와 C로 도시된 바와 같이 중심축(36)과 80 내지 100도의 각을 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 절삭 인서트(100)는 전방 단부(130)와 그 상부의 절삭 에지(135)를 구비한 절삭 인서트 본체(125)를 구비한다. 상기 절삭 인서트(100)의 후방면(120)은 상기 전방 단부(130)와 섕크(115) 사이에 배치된다. 상 기 공구 홀더 본체(30)의 전방면(40)은 80 내지 100도 이내의 각을 구비하며, 너무 심하면, 상기 절삭 인서트 본체(125)의 후방면(120)은 중심축(105)에 대하여 80 내지 100도의 각(D, E)을 형성하게 된다. 그러나, 상기 후방면(120)은 절삭 인서트 본체(125)의 중심 축(105)에 수직한 것이 바람직하다.
상기 절삭 인서트(100)가 상기 공구 홀더(25) 내에 장착되는 것은 완전히 가능하며, 상기 절삭 인서트(100)가 보어(35)의 테이퍼부(45) 및 절삭 인서트(100)의 테이퍼 섕크(115) 사이에서 탄성 끼워맞춤 결합되어 완전히 그 내부에 유지되는 것도 가능하다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 절삭 인서트(100)를 홀드 다운 볼트(200)의 도움으로 공구 홀더(25) 내에 고정하는 것도 가능하다. 상기 홀드 다운 볼트(200)는 상기 절삭 인서트 본체(125) 내의 통로(140)를 통하여 연장된다. 상기 홀드 다운 볼트(200)의 헤드(205)는 상기 절삭 인서트 본체(125)의 통로(140) 보다 커서, 상기 홀드 다운 볼트(200)가 상기 공구 홀더 본체(30) 내에 고정될 때, 상기 절삭 인서트 본체(125)는 그 내부에 고정되어 유지된다. 특히, 상기 홀드 다운 볼트(200)는 상기 통로(140)의 헤드보다 큰 헤드(212)를 구비하며, 쓰레드부(207)를 구비한다. 넉아웃 스크류(210: knock-out screw)는 상기 공구 홀더 본체(30)를 통하여 연장되는 통로(220) 내의 결합 헤드(215)와 쓰레드 결합되는 쓰레드부(212)를 구비한다. 상기 홀드 다운 볼트(200)의 쓰레드(207)는 상기 넉아웃 스크류(210) 내의 내측 쓰레드(225)와 쓰레드 결합되어, 상기 홀드 다운 볼트(200)는 공구 홀더 본체(30)의 보어(35) 내에서 절삭 인서트 본체(125)를 유지하여, 절삭 인서트 본체(125)의 후방면(120)은 공구 홀더 본체(30)의 전방면(40)과 접하게 되며, 나아가 절삭 인서트 본체(125)의 테이퍼 섕크(115)는 공구 홀더 보어(35)의 테이퍼부(45)와 탄성 끼워맞춤 결합된다.
상기 넉아웃 스크류(210)는 상기 공구 홀더(25)내에서 절삭 인서트(100)를 유지시키는 것을 보조할 뿐 아니라, 공구 홀더(30)로부터 절삭 인서트(100)를 제거하는 것을 보조하게 된다. 특히, 상기 통로(220)는 상기 공구 홀더 본체(30)의 길이를 통하여 연장되어, 상기 통로(220)로의 접근은 공구 홀더 본체(30)의 타측에서 가능하게 된다. 상기 넉아웃 스크류(210)의 단부(230)는 결합 공구를 수용하기 위하여 육각형 개구와 같은 개구를 구비하여, 상기 넉아웃 스크류(210)는 공구 홀더(25)로부터 상기 인서트(100)를 가압하고 배출시키도록 회전하게 된다. 이러한 것은 상기 공구 홀더 보어(35)의 테이퍼부(45)와 절삭 인서트(100)의 테이퍼진 섕크(115)가 서로 탄성 끼워맞춤 결합을 제공하기 때문에 중요하다.
상기 절삭 인서트 본체(125)는 침탄 텅스텐 카아바이드, 실리콘 나이트라이드계 세라믹, 또는 시알론계 세라믹(sialon-based ceramic)과 같은 상대적으로 단단한 소재로 형성되어, 공구 홀더 보어(35)의 테이퍼부(45)와 섕크(115) 사이의 탄성 끼워맞춤 결합은 강철(예를 들어 H13 공구강)으로 되는 공구 홀더 본체(30)의 신장부를 통하여 대부분 형성되는 것이 가능하다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 상기 공구 홀더 조립체의 실제 실시예에서, 상기 인서트 본체(125)는 원형의 절삭 에지(135) 및 전체 1000인치의 직경을 구비한다. 테이퍼 주요 직경은 공구 홀더 테이퍼부(45)에 대하여 0.707인치이며, 절삭 인서트 본체(125)의 테이퍼진 섕크(115)에 대한 테이퍼 주요 직경은 0.709 인치이다. 공 칭 10도의 테이퍼 각도와 결합된 이러한 0.002 인치의 직경 차이는 절삭 인서트(125)의 후방면(120)과 0.0056인치의 공구 홀더 본체(25)의 전방면(40) 사이에 "스탠드오프"(standoff) 를 형성한다. 이러한 치수를 사용함으로써, 평균적 후프는 인서트 본체(125)의 후방면(120)과 공구 홀더 본체(30)의 전방면(40)이 완전히 접촉해 있을 때 단위 인치당 약 0.0028 인치의 공구 홀더 테이퍼부(45)의 전방 단부에서 스트레인(strain)하게 된다. 이러한 스트레인은 공구 홀더 재료의 항복 스트레인보다 충분히 낮지만, 온도 및 신장률 차이가 존재한다면, 작동시에 간섭을 유지하는데 충분하다. 이러한 실시예에서, 상기 공구 홀더는 45 Rc 경도를 가진 H13 강철로 형성되며, 시알론계 세라믹 재료인 KYON® 1540 재료로 절삭 인서트가 형성된다.
당업자는 하나의 공구 홀더와 인서트 사이즈에 대하여 이러한 수치들이 선택될 수 있다는 것을 충분히 인식한다. 공구 홀더 및/또는 인서트의 다른 크기와 스타일, 또는 공구 홀더 및/또는 인서트에 대한 다른 재료, 이러한 범위를 벗어난 수치는 균등한 결과를 달성하는데 적절하다.
본 발명에 따른 공구 홀더 조립체의 설계는 인서트 사이즈의 큰 범위를 수용하는데 사용된다. 그러나, 작은 인서트 사이즈(예를들어, 1/2 인치 I.C.)에 있어서, 공구 홀더 본체(30)의 전방면(40)의 영역에서의 과도한 인장 응력 발생을 방지하기 위하여, 끼워맞춤 결합을 감소시키는 것이 가능한데, 이를 통하여 탄성 끼워맞춤 결합은 여전히 존재하지만 이에 의해 발생되는 응력은 완화된다. 이러한 조건하에서, 포지티브 정지부를 사용하여 상기 보어 내에 인서트 본체(125)의 회전 을 방지하는 것이 바람직하다.
도 5 및 도 6에서, 공구 홀더 조립체(305)는 본체(330)를 가지는 공구 홀더(325)와, 절삭 인서트 본체(425)를 가지는 절삭 인서트(400)로 구성된다. 상기 공구 홀더 본체(30)는 공구 홀더 본체(330)가 추가적으로, 공구 홀더 본체(330)의 전방면으로부터 후방으로 연장되는 길이방향 연장 슬롯(350)을 포함하는 것을 제외하고는, 도 5 및 도 6에 나타난 공구 홀더 본체(330)와 동일하다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 슬롯(350)은 공구 홀더 보어 중심축(315)에 대하여 대칭적으로 배치된다.
한편으로, 상기 절삭 인서트 본체(425)는 인서트 테이퍼 섕크의 중심축(405)에 대하여 대칭적으로 배치되는 길이방향 연장 돌출부(450)를 구비한다.
이러한 구조체의 목적은 두가지이다. 우선, 공구 홀더 본체(330)의 슬롯(350)은 보어(3350의 테이퍼부(345)의 신장부에 보다 큰 가요성을 제공하게 된다. 추가적으로, 공구 홀더 본체(330)의 슬롯(350) 내의 절삭 인서트 본체(425)의 돌ㅊ루부(450)를 연결함으로써, 상기 절삭 인서트 본체(425)는 상기 공구 홀더(325) 내에 절삭 인서트(400)의 회전을 방지하도록 확실하게 배치된다.
도 5에 도시된 바와 동일한 슬롯(350)을 가지는 공구 홀더 본체(330) 내에서, 도 4에 도시된 바와 같은, 특히 돌출부(450)(도 5)를 가지지 않는 절삭 인서트(100)의 특징과 유사한 특징을 가지는 절삭 인서트를 고정하는 것이 가능하다. 이러한 것은 특히 작은 직경의 절삭 인서트에 유용한데, 전방면(340)의 영역에서의 직경은 상기 보어(335) 내의 섕크(415)의 삽입에 의해 야기되는 탄성 신장의 스트 레인을 허용하기에는 충분하지 않다. 도 4를 참조하면, 상기 절삭 인서트 본체(125)의 섕크(115)가 공구 홀더 본체(30)의 상기 보어(35) 내에서 길이방향 연장 돌출부를 확대시키는, 그 내부의 길이방향 연장 슬롯을 구비하는 것이 가능하게 된다. 또한, 공구 홀더 본체(30)의 전방면(40) 또는 절삭 인서트 본체(125)의 후방면(120)으로부터 연장되는 돌출부를 구비하는 것이 가능하여, 전방면(40) 또는 후방면(120) 중 다른 것에 있는 결합 리쎄스에 맞물리게 된다.
도 6을 참조하면, 도 4에 도시된 것과 유사하게, 홀드 다운 볼트(500)는 공구 홀더 본체(330) 내에서 절삭 인서트 본체(425)를 유지하는데 사용하게 된다. 또한, 넉아웃 스크류(510)(파선으로 도시)는 상기 절삭 인서트(425)의 제거가 필요할때 공구 홀더 본체(330)로부터 절삭 인서트 본체(425)를 배치하는 장치로서 사용되게 된다.
본 발명에 따른 설계를 사용하는 것은 우수한 동일중심성을 가진 공구 홀더(25)상에 상기 인서트(100)을 안착시키고 상기 인서트(100) 및 상기 공구 홀더(25) 사이의 상대적 회전을 방지하는 장치를 제공한다. 또한, 이러한 장치는 상기 인서트(100)를 적절하게 않착시키고 지지하는 적절한 강도를 구비해야 하는 홀드 다운 볼트(200)의 사용을 가능하게 한다. 이것은 있을법하지 않은 선행 기술의 장치로서, 상기 홀드 다운 볼트는 공구 홀더로부터 상기 인서트를 배치하고 배출시크는 절삭력에 대하여 공구 홀더 내에 상기 인서트를 유지하기에 충분한 강도가 되게 된다.
비록 전술한 사항들은 원뿔의 테이퍼부, 예를 들어, 상기 공구 홀더(25)의 보어(35) 내의 테이퍼부(45) 및 상기 절삭 인서트(100)의 테이퍼진 섕크(115)일 수 있지만, 상기 공구 홀더의 테이퍼부 및 상기 절삭 인서트의 테이퍼진 섕크는 도 7a에 도시된 바와 같이, 그 형상이 여전히 테이퍼지게 형성되어 있듯이 타원(600)의 비원형 형상을 가질 수 있으며, 상기 보어의 테이퍼부와 상기 인서트의 테이퍼진 섕크 사이에 탄성 끼워맞춤 결합을 제공할 수 있다. 또한, 상기 보어의 테이퍼부 및 테이퍼진 섕크는 각각 다각형, 예를 들어, 삼각형(도 7b)의 형상, 또는 로빙된 삼각형(610)(도 7c)의 대응 결합 형상을 구비한다.
상기 절삭 인서트(100)는 원형의 절삭 에지(135)로 도시된다. 상기 절삭 에지의 형상은 그 자체로 원뿔 형상에 한정되지 않는 상기 섕크(115)에 의해 지지되는 임의의 형상일 수 있다.
전술한 상기 공구 홀더 조립체는 회전 공구 홀더 또는 고정식 공구 홀더에 대하여사용될 수 있다. 본원이 회전식 공구 홀더 또는 고정식 공구 홀더에 관한 것인 경우, 도 5를 참조하면, 슬롯(350) 및 중심축(405, 315)에 대한 돌출부(450)의 대칭성이 중요하게 되는데, 그 이유는 공구 홀더 조립체(305)는 회전 애플리케이션에 대하여 균형이 이루어져야 하기 때문이다. 그러나, 공구 홀더 조립체(305)가 고정식 애플리케이션에 적용되는 경우에, 공구 홀더 본체(330)의 하나 이상의 슬롯(350)에 맞물리는 비대칭 돌출부의 다른 구조체 또는 단일 돌출부(450)를 포함할 수 있다. 동일중심성을 유지하고 절삭 인서트 본체(425)상의 균일한 지지력을 유지하기 위하여, 도 5에 도시된 공구 홀더 본체(330)의 슬롯(350)은 대칭적이기 시작해야 한다.
도 4를 참조하면, 상기 절삭 인서트(100)는 하기의 방식으로 공구 홀더 본체(30)에 장착된다. 넉아웃 스크류(210)는 상기 통로(220) 내에 쓰레드 결합된다. 상기 절삭 인서트(100)는 상기 보어(35) 내에 배치되며, 상기 홀드 다운 볼트(200)는 회전하게 되어, 상기 넉아웃 스크류(210) 내에서 쓰레드(225)에 맞물리게 된다. 상기 홀드 다운 볼트(200)는 상기 절삭 인서트(100)가 상기 공구 홀더(25) 내에서 완전히 안착될 때까지 그리고 상기 절삭 인서트(100)의 후방 절삭 인서트(120)가 상기 공구 홀더(25)의 전방면(40)와 완전히 접촉하게 될 때까지 조여지게 된다. 이점에서, 상기 공구 홀더 조립체(5)는 사용하기에 적절하다. 상기 공구 홀더(25)로부터 절삭 인서트(100)를 제거하기 위하여, 상기 홀드 다운 볼트(200)는 느슨하게 되며, 공구는 상기 넉아웃 스크류(210)의 단부(230) 내에 삽입되며 회전하게 되어, 상기 넉아웃 스크류(210)는 도 4에 대하여 우측으로 축방향으로 절삭 인서트(100)에 대하여 강제되게 된다. 상기 인서트(100)를 통하여 연장되는 통로의 직경은 홀드 다운 볼트(200)보다 크기 때문에, 상기 홀드 다운 볼트(200)는 상기 절삭 인서트 본체(125)에 대하여 회전하게 된다. 상기 넉아웃 스크류(210)의 회전으로인하여 상기 공구 홀더(25)로부터 인서트(100)는 우측으로 축방향으로 운동하게 되고 후속적으로 변위하게 된다.
본 발명은 전술한 바와 같이 공구 홀더(25)에 절삭 인서트(100)를 해제가능하게 장착하는 방법에 관한 것이며, 상기 공구 홀더 보어(35)에 인서트(100)를 삽입하는 단계와, 상기 공구 홀더(35)에 테이퍼진 섕크(115)를 탄성 끼워맞추는 단계와, 상기 공구 홀더(25)의 전방면(40)에 대하여 인서트(100)의 후방면(120)을 접촉 시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 특정 실시예는 상세하게 설명되었지만, 당업자는 이러한 상세한 사항에 대하여 다양한 변형 또는 수정을 가할 수 있으며, 이러한 변형이나 수정은 설명된 사항의 전해 내용하에서 행해질 수 있다. 전술한 바람직한 실시예들은 예시적인 것이며, 첨부된 청구범위의 완전 범위가 되는 본 발명의 범위에서 한정되지 않는다.

Claims (30)

  1. 테이퍼진 섕크와 그 상부에 후방면을 구비한 절삭 인서트를 수용하는 공구 홀더에 있어서,
    a) 공구 홀더 본체;
    b) 이를 통하여 연장되는 중심축을 가지며 그 내부에서 후방으로 연장되는 보어;
    c) 상기 인서트의 후방면에 접하는 보어에 대하여 연장되는 전방면을 구비하며,
    d) 상기 보어는 상기 전방면이 후방면에 접할 때 상기 섕크에 탄성 끼워맞춤 결합되는 치수의 테이퍼부를 구비하며, 상기 테이퍼부는 상기 보어가 후방으로 연장될수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 테이퍼부의 벽은 중심축에 대하여 5 내지 15도의 테이퍼각을 형성하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 테이퍼각은 약 10도인 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
  4. 제 1 항에 있어서,
    테이퍼진 상기 보어는 원뿔 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
  5. 제 1 항에 있어서,
    테이퍼진 상기 보어는 비원형 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
  6. 제 1 항에 있어서,
    테이퍼진 상기 보어는 다각형 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공구 홀더의 전방면으로부터 후방으로 연장되는 길이방향 연장 슬롯을 추가로 구비하는 공구 홀더.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 슬롯은 공구 홀더 중심축에 대하여 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방면은 원뿔형상이며, 중심축에 대하여 80 내지 100도의 원뿔각을 형성하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방면은 상기 보어의 중심축에 수직한 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 보어는 그 내부에 장착된 절삭 인서트의 변위 및 제거를 허용하도록 공구 홀더의 후방 단부로부터 접근가능한 것을 특징으로 하는 공구 홀더.
  12. 테이퍼진 섕크와 그 상부에 후방면을 구비한 절삭 인서트를 수용하는 공구 홀더에 있어서,
    a) 공구 홀더 본체;
    b) 그 내부에서 후방으로 연장되며, 그를 통하여 연장되는 중심축을 구비하는 보어로서, 상기 보어는 테이퍼진 테이퍼부를 구비하며, 상기 보어가 후방으로 연장될수록 폭이 더 좁아지는 보어;
    c)상기 보어에 대하여 연장되며 상기 중심축에 대하여 일반적으로 수직인 전방면을 포함하는 공구 홀더.
  13. 그 내부에서 후방으로 연장되는 보어와 그 상부에 전방면을 구비한 공구 홀더 내에 장착되는 절삭 인서트에 있어서,
    a) 그 상부에 절삭 에지를 구비한 전방 단부를 가진 절삭 인서트 본체;
    b) 상기 보어에 수용될 수 있으며, 상기 전방 단부로부터 후방으로 연장되며, 그를 통하여 연장되는 중심축을 가지는 섕크;
    c) 상기 공구 홀더의 전방면과 접촉하기 위하여 상기 인서트 본체의 섕크와 상기 인서트 본체의 전방 단부 사이의 후방면;을 구비하며,
    d) 상기 섕크는 상기 인서트 본체의 후방면이 공구 홀더의 전방면과 접할 때 상기 보어와 탄성 끼워맞춤 결합되는 치수의 테이퍼부를 구비하며, 상기 테이퍼진 섕크는 후방으로 갈수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 섕크의 벽은 중심축에 대하여 5 내지 15도의 테이퍼각을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 섕크 테이퍼각은 바람직하게 10도인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 섕크는 원뿔형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 섕크는 비원형 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 섕크는 다각형 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 공구 홀더에 대응 결합 슬롯에 맞물리도록 상기 인서트의 후방면으로부터 후방으로 연장되는 길이방향 연장 돌출부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 인서트 중심축에 대하여 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 후방면은 원뿔형이며, 중심축에 대하여 80 내지 100도의 원뿔각을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 후방면은 상기 인서트 중심축에 수직한 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  23. 그 내부에서 후방으로 연장되는 보어와 상기 보어에 대하여 연장되는 전방면을 가지는 공구 홀더 내에 장착되는 절삭 인서트에 있어서,
    a) 절삭 인서트 본체;
    b) 상기 보어내에 수용가능하며, 상기 인서트 본체의 전방으로부터 후방으로 연장되며, 그를 통하여 연장되는 중심축을 구비하는 섕크로서, 상기 섕크는 테이퍼진 테이퍼부를 구비하며, 후방으로 연장될수록 폭이 좁아지는 섕크; 및
    c) 상기 중심축에 일반적으로 수직하며, 상기 인서트 본체의 섕크와 인서트 본체의 전방 단부 사이에 배치되는 후방면을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  24. a) 공구 홀더 본체로서,
    1) 그 내부에서 후방으로 연장되며 그를 통하여 연장되는 중심축을 구비하는 공구 홀더 보어;와
    2) 상기 보어에 대하여 연장되는 전방면을 구비하는 공구 홀더 본체;
    b) 절삭 인서트 본체로서,
    1) 그 상부에 절삭 에지를 구비한 전방 단부;
    2) 상기 전방 단부로부터 후방으로 연장되며 그를 통하여 연장되는 중심축을 구비하는 인서트 섕크; 및
    3) 상기 인서트의 전방 단부와 상기 인서트의 섕크 사이의 후방면을 포함하는 절삭 인서트 본체;를 포함하며,
    c) 상기 공구 홀더의 전방면은 상기 인서트의 후방면과 접촉하며,
    d) 상기 공구 홀더 보어는 테이퍼부를 구비하며, 상기 섕크는 약간 오정렬된 테이퍼를 구비하며, 각각은 상기 공구 홀더의 전방면이 상기 인서트의 후방면과 접할때 서로 탄성 끼워맞춤 결합되도록 치수가 정해진 것을 특징으로 하는 공구 홀더 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 공구 홀더 보어 테이퍼는 상기 중심축에 대하여 보어 테이퍼각을 형성하며, 테이퍼진 상기 섕크는 상기 중심축에 대하여 섕크 테이퍼각을 형성하며, 상기 보어 테이퍼각 및 섕크 테이퍼각은 최대 3도 차이가 나는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 보어 테이퍼각 및 섕크 테이퍼각은 최대 1.0도 차이가 나는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 시스템.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 공구 홀더 보어는 중심축에 대하여 9.5도의 테이퍼각을 형성하며, 테이퍼진 상기 섕크는 중심축에 대하여 10도의 섕크 테이퍼각을 형성하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 시스템.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 절삭 인서트 본체는 그 내부에 적어도 하나의 길이방향 연장 슬롯을 구비하며, 상기 공구 홀더 본체의 보어는 그로부터 연장되는 적어도 하나의 길이방향 연장 돌출부를 구비하며, 적어도 하나의 돌출부는 적어도 하나의 슬롯에 맞물리며, 적어도 하나의 돌출부는 적어도 하나의 슬롯에 맞물리는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 시스템.
  29. 제 24 항에 있어서,
    적어도 하나의 돌출부는 공구 홀더 본체의 전방면 또는 인서트 본체의 후방면 중 하나로부터 연장되며, 적어도 하나의 대응 결합 리쎄스는 상기 공구 홀더 본체의 전방면 또는 상기 인서트 본체의 후방면 중 다른 것으로 연장되며, 적어도 하나의 돌출부는 적어도 하나의 슬롯에 맞물리는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 시스템.
  30. 그 내부에서 후방으로 연장되는 보어와, 상기 보어에 대하여 연장되는 전방 면을 가지는 공구 홀더상에 절삭 인서트를 해제가능하게 장착하는 방법으로서, 상기 인서트는 전방 단부, 그로부터 후방으로 연장되는 섕크, 및 후방면을 구비하며, 상기 섕크는 상기 전방 단부로부터 멀어질수록 폭이 좁아지는 테이퍼를 구비하는, 절삭 인서트를 해제가능하게 장착하는 방법으로서,
    a) 상기 공구 홀더 보어에 상기 인서트를 삽입하는 단계;
    b) 상기 공구 홀더 보어에 테이퍼진 섕크를 탄성 끼워맞춤 결합하는 단계;
    c) 상기 공구 홀더의 전방면에 대하여 상기 인서트의 후방면을 접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 절삭 인서트를 해제가능하게 장착하는 방법.
KR1020077004554A 2004-09-07 2005-09-01 공구 홀더 및 공구 홀더 조립체용 절삭 인서트 KR20070041594A (ko)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/935,480 2004-09-07
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