KR20080108493A - 공구 홀더 어셈블리 - Google Patents

Abstract

공구 홀더 어셈블리는 공작 기계에 고정되기에 적합한 공구 홀더 부재와, 절단 삽입물을 클램핑하고 지지하기 위한 절단 삽입물 지지대/클램프를 포함한다. 상기 지지대/클램프 부재는 상기 공구 홀더 상에 상보적으로 형성된 톱니들과 맞물릴 수 있는 다수의 톱니들을 포함하고, 이에 따라 분리 가능한 패스너들을 이용하여 단단한 맞춤 맞물림이 달성될 수 있다. 상기 지지대/클램프는 지지 베이스를 향해 탄성적으로 이동가능하고 상기 지지 베이스로부터 멀어지게 탄성적으로 이동 가능한 클램핑 암, 및 나사가 형성된 클램핑 볼트로부터 클램핑력들을 받기에 적합한 연결 암에 연결된 클램핑 블록을 포함한다. 상기 클램핑 볼트는 제1 평면에 위치한 힘 인가 면을 한정하고, 상기 클램핑 블록은 제2 평면에 위치한 힘 수용 면을 한정하며, 상기 제1 평면과 제2 평면은 서로에 대해 발산각의 위치에 있다. 상기 클램핑 블록은 상기 클램핑 암으로부터 거리를 두고 떨어져 있는 상기 공구 홀더 상의 단차와 맞물릴 수 있는 모서리 부분을 포함한다. 발산 평면들, 및 상기 단차 부분과 상기 클램핑 블록의 맞물림은 상기 클램핑 볼트의 조정을 위해서 상기 절단 삽입물에 상기 클램핑 암에 의해 가해지는 힘을 증가시키고, 상기 삽입물의 롤오버를 방지한다.

공구 홀더 어셈블리, 공구 홀더 부재, 절단 삽입물 지지대/클램프, 클램핑 암, 클램핑 블록, 클램핑 볼트

Description

공구 홀더 어셈블리{TOOL HOLDER ASSEMBLY}

본 발명은 금속 절단 장치 및 방법들에 관한 것으로서, 특히 공작 기계 내의 가공 위치에서 절단 삽입물(cutting insert)을 지지하고 클램핑하는 공구 홀더 어셈블리에 관한 것이다.

교체 가능한 부품들(replaceable components)을 갖는 절단 시스템 및 홈파기 시스템은 당해 기술분야에 주지되어 있으며 선반들 및 다른 회전 장비에 이용된다. 교체 가능한 부품들의 사용은 전체 도구 홀더를 교체하지 않고 덜 비싼 지지대 부재 및 클램핑 부재들을 교체하는 것을 허용함으로써 절단 시스템 또는 홈파기 시스템의 전체 비용을 감소시킨다. 종래의 몇몇 시스템들은 상기 지지대 부재 또는 클램핑 부재를 따로 따로 교체하는 것을 허용한다. 다른 시스템들은 재고 단순화를 위해 이 두 개의 부품들을 하나의 부재로 결합한다.

일반적으로, 상기 절단 삽입물을 최적으로 지지하고 클램프하는 방식으로 각 부품이 따로 따로 고정되고 상기 공구 홀더에 결합되어야 하기 때문에, 그들의 통합된 생크(shank) 균등물들과 비교하면 종래의 시스템들은 더 경제적이지만 성능이 떨어진다. 이는 전체 공구 홀더의 높이가 줄어듦으로써 부품들을 효과적으로 지지 하는 능력이 크게 감소되는, 낮은 생크의 높이를 갖는 시스템들에서 특히 두드러지게 나타난다.

상기 교체 가능한 부품을 상기 공구 홀더에 결합시키는 종래의 방법의 하나는 상기 공구 홀더와 부품의 각각의 두 인접 면들에 있는 톱니모양들을 이용하는 것에 의한 것이다. 이 방법은 '교체 가능한 헤드'를 가지는 내부 가공 공구 홀더들과 함께 사용될 때 만족스럽다는 것이 증명되었다. 이는 다수의 금속 제거 기능들을 수행하는 다양한 다른 '헤드들'의 특징을 갖는 전용 생크 구성부품들을 갖는 공구 홀더들에도 유용하다는 것이 증명되었다. 톱니모양의 결합 면들을 갖는, 종래의 부품 스타일의 절단 시스템 및 홈파기 시스템들은 앞에서 설명한 내부 가공 공구 홀더들의 변형이고, 부피가 크며, 작은 생크 높이의 공구를 수용하는 터릿들(turrets)을 갖는 공작 기계들에 사용하기 어렵다. 또한, 이들은 부품의 위치와 관련된 목적을 위하여 원통형 중앙 부재를 요구하고, 이는 상기 시스템의 비용을 증가시키고 상기 시스템을 복잡하게 한다.

본 발명은 회전하는 가공품에 대하여 작용 가능한 가공 위치에서 절단 삽입물을 지지하고 클램핑 할 수 있는 새로운 개선된 공구 홀더 어셈블리를 제공한다.

본 발명의 목적은 비용 측면에서 부품 형태의 시스템의 이점들을 실현하면서 통합 시스템에 가능한 한 가까운 기능을 수행하는, 부품 스타일의 절단 삽입물 지지/클램핑 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 공작 기계 내에서 작동 가능한 위치에 절단 삽입물을 클램핑하고 지지하는 지지대/클램프가 개시된다. 상기 지지대/클램프는 지지 베이스를 향해서 탄성적으로 이동 가능하고 상기 지지 베이스로부터 탄성적으로 멀어지게 이동 가능한 클램핑 암(clamping arm)을 포함한다. 클램핑력들(clamping forces)을 받아들이는 구조체는 상기 클램핑 암과 연결되고, 나사가 형성된 클램핑 부재에 의해 인가되는 클램핑력들을 받아들이기에 적합하다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 클램핑 부재는 제1 평면에 위치한 힘 인가 면(force applying surface)을 한정한다. 상기 클램핑력 수용 구조체는 제2 평면에 위치한 힘 수용 면을 한정한다. 바람직하게는 상기 제2 평면은 상기 클램핑 부재의 상기 힘 인가 면의 일부분만이 상기 힘 수용 면과 초기에 맞물리도록 상기 제1 평면에 대하여 발산각(diverging angle)에 위치한다. 이 구조로, 모멘트 암이 상기 클램핑 부재에 의해서 상기 클램핑력 수용 구조체에 인가되는 힘 벡터와 상기 클램핑 암 사이에서 결정된다. 여기서, 상기 클램핑 암은 상기 클램핑 암과 클램핑 부재의 축 사이의 거리보다 짧다. 이 구조로, 상기 지지대/클램프에 의해 지지되는 절단 삽입물 상에 상기 클램핑 암에 의해 행사되는 힘이 커진다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 클램핑력 수용 구조체는 상기 클램핑 암으로부터 거리를 두고 떨어져 있는 받침대(abutment)에 의해 맞물릴 수 있는 영역을 포함한다. 이 구조로, 상기 지지대/클램프 부재에 의해 지지되는 절단 삽입물 상에 상기 클램핑 암에 의해 행사되는 힘이 상기 클램핑 부재의 조정을 위해 커진다.

상기 공구 홀더와 톱니 모양의 면들을 따른 짝을 이루는 부품들 사이의 증가된 접촉 면적 때문에, 원통형 부재를 사용하지 않고 단차가 있는 배열(stepped arrangement)의, 톱니 모양의 맞물리는 면들을 사용하는 더 간단한 시스템은 종래의 시스템에 비하여 비용이 적게 들고 우수한 지지력을 전달한다. 상기 단차가 있는 배열은 상기 공구 홀더와 부품들이 맞물리는, 넓은 접촉 면적을 허용함으로써 이 디자인이 작은 생크 홀더들 상에서 더 효과적으로 작용하게 한다. 또한, 상기의 개시된 시스템은 상기 삽입물을 클램핑 하는 동안에 발생할 수 있는 과도한 롤오버 모멘트(rollover moment)를 줄이기 위하여, 우선적으로 상기 클램핑력들을 유도한다.

본 발명은 몇 개의 수단들을 통해서 이 문제들을 해결하도록 제안한다. 상기 개시된 절단 삽입물 지지대/클램프는 홈파기 또는 절단 삽입물을 지지하고 클램핑 한다. 상기 삽입물 지지대/클램프는 상기 톱니 모양의 맞물리는 면들의 면적을 최대로 하는 지지 섹션의 섹션 높이로 형성된 단차를 특징으로 한다. 고정 구멍들은 비슷하게 단차지게 형성되어 부품의 강도와 완전성(integrity)을 유지한다. 상기 부품의 축소된 섹션 높이 부분은 장착 작업이 이루어질, 가장 낮은 공구 홀더 시스템의 높이와 같다.

클램핑력들의 조심스런 유도는 상기 특징들을 조합함으로써 달성된다. 그의 하나는 상기 삽입물 홀더의 클램핑력 수용 면의 구조이다. 이는 상기 클램핑 볼트의 상기 힘 인가 면에 대하여 두 방향으로 각지게 되어 있다. 상기 개시된 각도로, 상기 클램핑 볼트는 클램핑 조(clamping jaw)에 가까운 클램핑 면 위에 있는 영역과 우선적으로 접촉한다. 이는, 상기 삽입물 홀더의 질량의 중심을 따르는 것과 같이, 제어된 방식으로 유도되는 클램핑력들을 초래한다.

상기 클램핑 면과 클램핑 볼트 힘 인가 면 사이의 각도 평면성 (angular planarities)의 주 목적은 이것이 오직 하나의 면에서 상기 삽입물과 맞물리는 상기 클램핑 부재 또는 조의 섹션을 움직이는 것을 확실하게 하는 데에 있다. 이와 같이 유도되는 클램핑력들로, 클램핑 작용은 상기 클램핑 섹션의 몸체가 롤오버 하지 않고 상기 절단 삽입물 상에 상당한 수직력을 행사하게 할 것이다. 다음에, 상기 클램핑 섹션은 절단 및 홈파기 응용에서 일반적으로 나타나는 롤오버 모멘트를 저지하는, 종래 기술의 공구들에서 현재 보이는 섹션보다 더 넓은 섹션을 이용한다. 클램핑 면적은 패스너(fastener)의 조임 공정 중에 상기 클램핑 섹션의 롤오버를 방지하기 위해 외부의, 위치결정 패드(locating pad)를 사용한다. 이는 전체 구성 부품의 롤오버에 추가될 수 있는, 어떠한 추가적인 힘 부품들이 도입되지 않는 것을 보장한다. 마지막으로, 클램프 조임의 최종 단계들 중에 상기 공구 홀더와 접촉하는 제2 클램핑 존 패드(second clamping zone pad)가 사용된다. 이는 또한 전체 클램핑 공정을 통하여 클램핑 영역의 롤오버가 방지되는 것을 보장한다.

첨부된 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 본 발명의 추가적인 특징들과 본 발명의 완전한 이해를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 도구 지지대 어셈블리의 사시도이며;

도 2는 도 1의 도구 지지대 어셈블리의 분해도이며;

도 3은 도2의 위치로부터 90도 회전한 도구 지지대 어셈블리의 다른 분해도이며;

도 4는 도구 지지대 어셈블리의 측면도이며;

도 5는 도구 지지대 어셈블리의 부분 측면도이며;

도 6은 도 4의 6-6선에 의해 제시된 면으로부터 본 도구 지지대 어셈블리의 단부도(end view)이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 공구 홀더 어셈블리(10)의 전체 구조를 나타낸다. 상기 공구 홀더 어셈블리(10)는 가공품(도면에 나타내지 않음)에 대한 가공 위치에서 절단 삽입물(12)을 지지하기 위해 사용된다. 상기 공구 홀더 어셈블리는 공작 기계에 적절하게 설치되거나 부착된 막대형 공구 홀더(10a)를 포함한다. 일반적으로, 상기 공구 홀더(10a)는 상기 공작 기계의 일부를 형성하는 터릿의 포켓(pocket)에 고정된다. 이는 바 또는 튜브 스톡(bar or tube stock) (도면에 나타내지 않음)과 같은 회전하는 가공품에 대한 절단 동작을 수행하기 위해 상기 공구 홀더 어셈블리(10)와 이와 연계된 상기 절단 삽입물(12)이 여러 위치로 움직일 수 있게 한다.

본 발명에 따르면, 도면 부호 10b로 표시한 절단 삽입물 지지대/클램프는 한 쌍의 소켓 볼트들(16)에 의해서 분리 가능하게 공구 홀더(10a)에 고정된다. 도 2와 도 3을 참조하면, 상기 삽입물 지지대/클램프(10b)는 블레이드(blade) 형으로 형성되며, 측면으로 연장된 블레이드 형 베이스(20)를 포함하며, 이 블레이드-형 베이 스(20)는 상기 지지대/클램프(10b)의 장착부(22)로부터 측면으로 연장된다. 바람직한 실시예에서, 상기 베이스 블레이드(20)는 V-형의 홈(24)을 형성하고, 이 V-자 홈(24)은 상기 절단 삽입물(12)의 바닥에 형성된 V-형 면(12a)을 수용하기에 적합하게 형성된다.

또한 상기 삽입물 지지대/클램프(10b)는 탄성적으로 이동 가능한 상부 조(upper jaw) 또는 클램핑 암(26)을 한정하고, 상기 암(26)은 상기 지지 베이스(20)에 대하여 정렬되어 마주보는 위치에 있다. 간극 (g) (도 4에 나타냄)은 상기 상부 조(26)와 상기 지지 블레이드 (20) 사이에 형성되어 있고, 상기 절단 삽입물(12)을 수용할 정도의 크기로 구성된다. 바람직하게는, 상기 상부 조는 뒤집어진 V-형의 리세스(28) 형상의 클램핑 면을 포함하고, 상기 리세스(28)는 상기 절단 삽입물(12)의 상부(12b)에 형성된, 뒤집어진 V-자 모양의 면과 상보적으로 맞물리게 되어 있다. 상기 지지 블레이드(20)와 상기 클램핑 조(26)는 V-형의 면 또는 뒤집어진 V-형의 리세스를 가질 수 있고, 상기절단 삽입물은 상기 클램핑 조(26) 위에 있는 클램핑 면(28)의 구조에 따라 상보적으로 형성된 V-형의 리세스 또는 뒤집어진 V-형의 면을 포함한다는 것을 주목해야 한다. 미국 의장 특허 번호 제D502,473호는 지지 블레이드 클램핑 면 (24)과 조 클램핑 면(28)에 의해서 클램핑되도록 구성된 면들을 갖는 절단 삽입물을 설명하며, 참고문헌으로서 여기에 포함된다.

상기 설명된 실시예에서, 상기 절단 삽입물 지지대/클램프(10b)는 인접한 평면 받침 면들 (30, 32)을 한정하고, 이 면들 중의 하나는 상기 절단 삽입물(12)의 끝 면(12c)과 맞물리게 된다. 이 평면 면들(30, 32)의 구조와 절단 삽입물들에 의 한 이들 면들의 맞물림은 참고문헌으로서 여기에 포함된 국제출원 공개번호 제WO2004/0352557 A2호(2004. 4. 29. 에 공개됨)에 충분하게 서술되어 있다. 설명된 상기 받침 면들(30, 32), 및 이 면들과 상기 절단 삽입물(12) 사이를 맞물리게 하는 수단은 본 발명의 일부를 형성하지 않는다.

도 4를 참고하면, 상기 지지 블레이드(20)와 상기 클램핑 암 또는 조 (26)는 하나의 재료로부터 일체로 형성된다. 도 4에 잘 나타나 있듯이, 그 한 쪽 끝을 간극(g)으로 개방하고 구멍(38)에서 끝나는 슬롯(36)이 상기 삽입물 지지대/클램프(10b)에 형성된다. 이 구조체는 탄성이 있는 경첩형 영역(40)을 형성하고, 이 경첩형 영역(40)은 상기 삽입물 지지/클램핑(10b)의 장착부(22)에 상기 클램핑 조(26)을 연결시킨다. 상기 개시된 구조체는 상기 클램핑 암(26)이 상기 베이스 블레이드(20)를 향해 탄성적으로 이동하고 상기 베이스 블레이드(20)로부터 멀리 탄성적으로 이동하게 한다.

클램핑력들은 나사가 형성된 패스너(50)에 의해 간극에 위치한 상기 절단 삽입물(12)에 가해지며, 상기 나사가 형성된 패스너(50)는 상기 삽입물 지지대/클램프(10b)에 일체로 형성된 힘 수용 블록 모양의 부품(force receiving block-like element; 52)을 통하여 연장되는 소켓 헤드 볼트일 수 있다. 도 6에 잘 나타낸 것과 같이, 상기 블록(52)은 상기 상부 클램핑 암 또는 조(26)와 인접하여 위치하고 상기 슬롯(36)을 부분적으로 한정한다. 상기 슬롯(36)의 위에 있는, 52a 로 표시되는 블록(52)의 세그먼트는 상기 상부 클램핑 암(26)과 일체로 형성되어 함께 움직인다. 설명을 위해서 클램핑 볼트라고 불려질 수 있는 상기 나사가 형성된 클램핑 패스너(50)는 상기 블록(52)에 형성된 구멍(56)을 통하여 연장되고, 상기 공구 홀더(10a)에 있는 나사가 형성된 원통 구멍 (58) (도 2와 도 3에 잘 나타나 있음)에 의해 나사로 수용된다. 도 5에 잘 나타낸 것과 같이, 상기 클램핑 볼트(50)가 아래로 내려감으로써 경사진 클램핑 면(60)과 접촉한다. 상기 클램핑 볼트(50)의 추가 회전은 상기 클램핑 블록(52)을 아래 방향으로 밀고, 상기 클램핑 블록(52)은 상부 클램핑 암(26)과 일체로 형성되어 있기 때문에, 상기 클램핑 블록(52)은 클램핑 암에서 동시에 아래로 이동한다. 절단 삽입물(12)이 간극(g)에 장착되면, 상기 클램핑 볼트(50)에 의해서 상기 클램핑 블록(52)에 가해지는 클램핑력은 상기 클램핑 암(26)에 전달되고, 그에 따라 상기 절단 삽입물(12)에 클램핑력이 가해지는 결과를 초래하여 상기 상부 조(26)와 베이스(20) 사이에 상기 삽입물(12)을 클램핑 한다. 본 발명의 특징에 따르면, 블록 클램핑 면(60)의 평면(60a)은 상기 클램핑 볼트(50)의 하부 면(62)이 위치한 평면(50a)에 대하여 두 방향으로 약간 각이 져있다. 다시 말하면, 상기 클램핑 볼트(50)의 하부 면(62)은 상기 클램핑 블록(52)의 클램핑 면(60)과 평행이 아니다. 이들 면들(60, 62) 사이에 있는 모난 모양은 도 5에서는 각 a로 표시하였고 도 6에서는 각 b로 표시하였다. 바람직한 실시예에서, 이 각들은 바람직하게는 2도의 범위 내에 있다. 이 구조로써, 상기 클램핑 볼트(50)의 헤드(50a)에 의해 행사되는 클램핑력은 상기 클램핑 볼트(50)의 중심선으로부터 벗어난 클램핑 면의 영역에 제일 먼저 가해진다.

도 6과 도 7을 참조하면, 상기 각진 클램핑 면(60)에 초기에 접촉하는 상기 클램핑 볼트(50)의 바닥 면(62)의 세그먼트 또는 부분(70a)은, 도 7에 나타낸 것과 같이, 호(arc; 70)로 표시된다. 바람직한 실시예에서, 상기 호(70)는 약 50이다. 상기 클램핑 볼트(50)가 조여짐에 따라, 상기 호(70)으로 표시된, 상기 볼트 헤드(50a)의 바닥 면(62)의 세그먼트는 상기 클램핑 면(60)과 제일 먼저 접촉하고 상기 클램핑 볼트(50)의 중심선으로부터 벗어난 클램핑력을 행사한다. 상기 클램핑 볼트(50)에 의해서 가해지고 있는 힘의 궤적은, 도 6에 나타낸 것과 같이, 화살표(71)로 표시된다. 즉, 힘 벡터(71)는 그 자체와 상기 상부 조/클램핑 암(26)의 중심 평면 사이의 모멘트 암 (moment arm; MA)을 정의한다. 상기 모멘트 암(MA)이 상기 클램핑 면(60)이 상기 클램핑 볼트(50)의 하부(62)와 평행이었더라면 존재했을 모멘트 암보다 더 짧을 것이며, 즉, 상기 모멘트 암은 상기 클램핑 볼트(50)의 중심선과 상기 클램핑 암(26)의 중심 평면 사이에서 연장될 것이다. 이 모멘트 암 (MA)의 감소는 상기 삽입물 지지대/클램프(10b) 내에서 상기 절단 삽입물(12)의 길이방향의 비틀림 또는 롤 오버(roll over)의 경향을 감소시킨다.

이 특징의 추가적인 양상에 따르면, 상기 공구 홀더(10a)는 롤 오버의 경향을 더 줄이는 단차 면을 포함한다. 특히 도 2, 도 3, 도6 및 도 7을 참조하면, 상기 공구 홀더(10a)는 제1 오목 면(76)과, 인접한 상승된 단차 면(78)을 형성한다. 특히 도 7을 참조하면, 상기 클램핑 블록(52)은 아래로 당겨짐에 따라 상기 클램핑 볼트(50)에 의해서 아래로 이동되고, 바닥 모서리(52c)의 일부분은 상승된 단차 면(78)과 인접하여 맞물린다. 상기 단차 면(78)과 상기 클램핑 블록(52)의 바닥 모서리(52c) 사이의 접촉 영역은 도면 부호 79로 표시한다. 도 6에 나타낸 것과 같이, 이는 상기 바닥 모서리(52c)의 다른 부분들과 상기 오목 면(76) 사이의 간 극(81)을 초래한다. 상기 단차 면(78)과 바닥 모서리 부분(79)의 처음 접촉 후의 상기 클램핑 볼트(50)의 추가적인 조임은 상기 클램핑 볼트(50)가 상기 클램핑 암(26)에 더 가까워 지도록 상기 클램핑 볼트(50)에 의해서 가해지고 있는 힘의 궤적을 바꾸는 데에 더 도움이 된다. 이 힘의 궤적의 변경은 상기 지지 베이스(20)와 상기 클램핑 암(26) 사이에 지지되는 상기 삽입물의 비틀림이나 롤 오버의 발생을 더 감소시킨다. 상기 개시된 구조는 상기 클램핑 볼트(50)에 의해서 행사되는 클램핑력을 상기 클램핑 볼트(50)의 축에 대하여 도 5에서 오른쪽으로 이동시키고, 도 6에서 오른쪽으로 이동시킨다. 앞서 자세히 설명한 것과 같은 힘 벡터의 이동은 모멘트 암(MA)의 길이를 감소시키고, 상기 삽입물 지지대/클램프(10b) 내에서 상기 절단 삽입물(12)의 길이방향 비틀림이나 롤 오버의 감소를 초래한다.

도 2와 도 3을 다시 참조하여, 본 발명의 다른 특징을 설명한다. 이 특징에 따르면, 상기 절단 삽입물 지지대/클램프(10b)는 상기 공구 홀더(10a)로부터 독립적으로 교체될 수 있다. 많은 종래 기술의 구조들에서, 상기 공구 홀더는 단일 구조이다. 상기 절단 삽입물을 장착하는 상기 공구 홀더의 일부분이 손상되면, 그 공구 홀더의 전체가 교체되어야 한다. 설명된 실시예에서는, 오직 손상된 부분만 교체하면 된다.

이러한 특징을 달성하기 위하여, 도 2에서 참조번호 (80)으로 표시된 다수의 톱니들(serrations) 또는 리브들(ribs)/홈들(grooves)이 상기 공구 홀더(10a)의 한 쪽 측면에 형성된다. 도 3에서 참조번호 (82)로 표시된 다수의, 상보적으로 형성된 톱니들 또는 리브들/홈들이 상기 절단 삽입물 지지대/클램프(10b)의 장착부(22)의 한쪽 측면에 형성된다. 톱니들(80, 82)을 형성하는 개별 표면 부품들이 이들의 맞물림과 함께 도 6에 잘 나타나 있으며 참조번호 (80a, 82a)로 표시된다.

상기 톱니들(80, 82)은 서로 단단하게 맞물리도록 구성됨으로써, 장착 볼트들(16)이 고정될 때, 상기 절단 삽입물 홀더(10b)가 상기 공구 홀더(10a)에 단단하게 고정된다. 설명된 실시예에서, 상기 고정 볼트들(16)은 상기 공구 홀더 (10a)에 형성된 구멍들(90)을 관통하여 연장되고 상기 삽입물 지지대/클램프(10b)에 형성된 나사가 형성된 구멍(92)과 나사로 맞물린다(도2, 도 3 참조). 상기 공구 홀더(10a)와 절단 삽입물 지지대/클램프(10b)에 있는 톱니들(80, 82)은 상기 공구 홀더(10a)와 절단 삽입물 지지대/클램프(10b) 사이의 단단한 끼워 맞춤을 위하여 서로 맞물리는, 리지(ridge), 평행 홈들, 나선형 홈들(flutes)과 같은 다른 구조체들로 교체될 수 있다는 것을 주목해야 한다.

본 발명은 다른 형태의 공구 홀더 구조들과 삽입물 지지대/클램프들에 적용될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 예를 들어, 원통형 공구 홀더들이 본 발명에 의해 고려될 수 있다. 안쪽으로 또는 바깥쪽으로 움직이는 구부러진 조 및/또는 구부러진 베이스 블레이드를 갖는 삽입물 지지대/클램프들도 본 발명을 이용할 수 있다.

본 발명은 어느 정도의 특수성으로 설명되었으나, 다음에 청구되는 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 당해 업계의 기술자들이 이를 다양하게 변경할 수 있다고 이해되어야 한다.

Claims (12)

1. a) 공작 기계에 고정되기에 적합한 공구 홀더 부재; 및

   b) 상기 공작 기계 내에서 작동 가능한 위치에 절단 삽입물을 클램핑하고 지지하기 위한 절단 삽입물 지지대/클램프를 포함하고;

   c) 상기 지지대/클램프는 상기 공구 홀더 부재에 분리 가능하게 고정되고;

   d) 상기 절단 삽입물 지지대/클램프는 지지 베이스를 향해 탄성적으로 이동가능하고 상기 지지 베이스로부터 탄성적으로 멀어지게 이동 가능한 클램핑 암을 포함하고;

   e) 상기 클램핑 암에 연결되고, 나사가 형성된 클램핑 부재로부터 클램핑력을 수용하기에 적합한 클램핑 블록을 포함하고;

   f) 상기 클램핑 부재는 제1 평면에 위치한 힘 인가 면을 한정하고;

   g) 상기 클램핑 블록은 제2 평면에 위치한 힘 수용 면을 한정하고, 상기 제2 평면은 상기 제1 평면에 대하여 발산각에 위치함으로써, 상기 클램핑 부재의 상기 힘 인가 면의 일부분만이 상기 클램핑 블록 위에 있는 상기 힘 수용 면과 초기에 맞물리고, 이에 따라 모멘트 암이 상기 클램핑 부재에 의해서 상기 클램핑 블록으로 인가되는 힘 벡터, 및 상기 클램핑 암과 상기 클램핑 부재의 축 사이의 거리보다 짧은 상기 클램핑 암 사이에서 결정되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 어셈블리.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 클램핑 부재는 상기 공구 홀더에 의해 나사로 수용되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 어셈블리.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 공구 홀더는 단차 면을 포함하고, 상기 단차 면은 상기 클램핑 블록 모서리의 다른 일부분과 상기 공구 홀더에 의해서 한정되는 리세스 면 사이에 간극이 형성되도록 상기 클램핑 블록의 모서리의 일부분에 의해 맞물릴 수 있는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 어셈블리.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 삽입물 지지대/클램프는 상기 공구 홀더 상에 상보적으로 형성된 구조체와 맞물릴 수 있는 공구 홀더 맞물림 구조체를 포함하고, 이에 따라 상기 공구 홀더와 상기 삽입물 지지대/ 클램프 사이에 단단한 끼워 맞춤이 달성되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 어셈블리.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 맞물림 구조체는 다수의 톱니인 것을 특징으로 하는 공구 홀더 어셈블리.
6. 공작 기계 내에서 작동 가능한 위치에 절단 삽입물을 클램핑하고 지지하기 위한 지지대/클램프 부재에 있어서,

   a) 지지 베이스를 향해 탄성적으로 이동가능하고 상기 지지 베이스로부터 탄성적으로 멀어지게 이동 가능한 클램핑 암; 및

   b) 조정 가능한 클램핑 부재로부터 클램핑력들을 받기 위해, 상기 클램핑 암에 연결된 구조체를 포함하며;

   c) 상기 클램핑 부재는 제1 평면에 위치한 힘 인가 면을 한정하고;

   d) 상기 힘 수용 구조체는 제2 평면에 위치한 힘 수용 면을 한정하고, 상기 제2 평면은 상기 제1 평면에 대하여 발산각에 위치함으로써, 상기 클램핑 부재의 상기 힘 인가 면의 오직 일부분만이 상기 구조체 상의 상기 힘 수용 면과 초기에 맞물리고, 이에 따라 상기 지지대/클램프에 의해서 지지된 삽입물의 롤오버(rollover)가 방지되는 것을 특징으로 하는 지지대/클램프 부재.
7. 제6 항에 있어서,

   상기 클램핑 암으로부터 간격을 두고 떨어져 있는 받침대(abutment)와 맞물릴 수 있는 상기 힘 수용 구조체 상의 영역을 더 포함하고, 이에 따라 상기 지지대/클램프에 의해서 지지되는 삽입물에 상기 클램핑 부재에 의해서 가해지는 힘들이 증가되는 것을 특징으로 하는 지지대/클램프 부재.
8. 제7 항에 있어서,

   상기 받침대는 상기 지지대/클램프가 고정되는 공구 홀더 부재의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. a) 공작 기계에 고정되기에 적합한 공구 홀더 부재; 및

   b) 상기 공작 기계 내에서 작동 가능한 위치에 절단 삽입물을 클램핑하고 지지하기 위한 절단 삽입물 지지대/클램프를 포함하고;

   c) 상기 절단 삽입물 지지대/클램프는 지지 베이스를 향해 탄성적으로 이동가능하고 상기 지지 베이스로부터 탄성적으로 멀어지게 이동 가능한 클램핑 암을 포함하고;

   d) 상기 클램핑 암에 연결되고, 조정 가능한 클램핑 부재로부터 클램핑력들을 받기에 적합한 클램핑력 수용 구조체를 포함하며;

   e) 상기 클램핑 부재는 클램핑력들을 상기 구조체에 인가하기 위한 힘 인가 면을 한정하고, 이에 따라 상기 클램핑 암은 상기 클램핑 암과 상기 지지 베이스 사이에 지지된 상기 절단 삽입물과의 클램핑 맞물림으로 이동하며;

   f) 상기 구조체는 상기 클램핑 암으로부터 간격을 두고 떨어져 있는 상기 공구 홀더 어셈블리의 일부를 형성하는 받침대와 맞물릴 수 있는 영역을 한정함으로써, 상기 절단 삽입물에 상기 클램핑 부재에 의해서 가해지는 클램핑력들이 증가되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 어셈블리.
10. 제9 항에 있어서,

    상기 클램핑 부재에 의해서 한정되는 상기 힘 인가 면은 제1 평면에 위치하고, 상기 힘 수용 구조체는 제2 평면에 위치한 힘 수용 면을 한정하고, 상기 제2 평면은 상기 제1 평면에 대하여 발산각에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제9 항에 있어서,

    상기 받침대는 상기 공구 홀더 부재의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. a) 공작 기계에 고정되기에 적합한 공구 홀더 부재; 및

    b) 상기 공작 기계 내에서 작동 가능한 위치에 절단 삽입물을 클램핑하고 지지하기 위한 절단 삽입물 지지대/클램프를 포함하고;

    c) 상기 지지대/클램프 부재는 상기 공구 홀더 부재에 분리 가능하게 고정되며, 상기 지지대/클램프는 상기 공구 홀더 상에 상보적으로 형성된 톱니들과 맞물릴 수 있는 다수의 톱니들을 포함하고, 이에 따라 상기 공구 홀더와 상기 삽입물 지지대/클램프 사이의 단단한 맞춤 맞물림이 행해지며;

    d) 상기 절단 삽입물 지지대/클램프는 지지 베이스 쪽으로 탄성적으로 이동가능하고 상기 지지 베이스 쪽으로부터 탄성적으로 멀어지게 이동 가능한 클램핑 암을 포함하고;

    e) 상기 클램핑 암과 연결되고, 나사가 형성된 클램핑 볼트로부터 클램핑력 들을 수용하기에 적합한 클램핑 블록을 포함하며;

    f) 상기 클램핑 볼트는 제1 평면에 위치한 힘 인가 면을 한정하고;

    g) 상기 클램핑 블록은 제2 평면에 위치한 힘 수용 면을 한정하고, 상기 제2 평면은 상기 제1 평면에 대하여 발산각에 위치하고;

    h) 상기 클램핑 블록은 상기 클램핑 암으로부터 간격을 두고 떨어져 있는 상기 공구 홀더 상의 단차 부분과 맞물릴 수 있는 모서리 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 어셈블리.

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