KR20090068030A - 엔드밀 절삭공구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔드밀 절삭공구에 관한 것으로서, 엔드밀 절삭공구를 냉각시킬 수 있도록 냉각수단이 내장된 구조를 개시한다. 본 발명에 따른 엔드밀 절삭공구는, 외면에 커터가 형성되고, 작동 유체가 수용되도록 중공부가 형성된 공구 바디; 및 상기 공구 바디의 중공부에 배치되고, 상기 작동유체가 모세관현상에 의해 증발 및 응축되면서 순환함에 따라 상기 공구 바디를 냉각시키는 냉각수단을 포함한다. 본 발명에 의하면, 엔드밀 절삭공구를 냉각시키므로 절삭 속도를 증대시키고 냉각을 위한 냉각유를 분사시키지 않고 피가공물을 가공할 수 있다.
엔드밀 절삭공구, 냉각수단
Description
본 발명은 공작기계에 적용되는 엔드밀 절삭공구에 관한 것이다.
일반적으로 밀링머신은 가공물을 홈가공, 초정밀 측면절삭 및 평면절삭 등을 수행할 수 있는 장치이다. 상기 밀링머신의 스핀들에는 홀더가 배치되고, 상기 홀더에는 엔드밀 절삭공구가 결합된다.
상기 엔드밀 절삭공구는 외면에 커터가 형성된 긴 봉형태를 갖는다. 이러한 엔드밀 절삭공구는 가공물을 정밀 가공하기 위해 적절한 절삭속도와 상기 가공물이 고정된 베드의 이송 속도 등으로 제어된다.
그러나, 종래의 엔드밀 절삭공구는 스핀들에 의해 고속 회전되면서 가공물과 마찰을 일으키므로 고열의 발열량에 의해 커터가 쉽게 마모되거나 엔드밀 절삭공구 자체가 고열에 의해 변형되는 현상이 빈번하게 발생되었다. 나아가, 상기 엔드밀 절삭공구가 변형됨에 따라 상기 엔드밀 절삭공구 자체가 부러지는 경우가 빈번하게 발생되었다. 또한, 상기 엔드밀 절삭공구의 냉각을 위해 별도의 냉각유를 분사시켜야했다.
상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 엔드밀 절삭공구가 자체적으로 냉각시킴에 따라 커터가 마모되거나 엔드밀 절삭공구 자체가 변형되는 것을 최소화할 수 있는 엔드밀 절삭공구를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 엔드밀 절삭공구의 냉각을 위해 별도의 냉각유를 분사시키지 않거나 분사량을 최소화할 수 있는 엔드밀 절삭공구를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 엔드밀 절삭공구는, 외면에 커터가 형성되고, 작동 유체가 수용되도록 중공부가 형성된 공구 바디; 및 상기 공구 바디의 중공부에 배치되고, 상기 작동유체가 모세관현상에 의해 증발 및 응축되면서 순환함에 따라 상기 공구 바디를 냉각시키는 냉각수단을 포함한다.
상기 냉각수단은 상기 중공부에 2중관 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 냉각수단은 응축된 작동유체와 증발된 작동유체가 모세관 현상에 의해 통과할 수 있는 다공성 재질로 형성된 히트 파이프일 수 있다. 또한, 상기 중공부는 진공 상태로 밀봉된다.
본 발명에 의하면, 엔드밀 절삭공구의 내부에 배치된 냉각수단에 의해 냉각시키므로, 커터가 마모되거나 엔드밀 절삭공구 자체가 변형되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 가공물의 가공시 별도의 냉각유를 분사시키지 않거나 냉각유의 분사량을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 엔드밀 절삭공구의 변형을 방지하여 절삭 치수가 상대적으로 정확해질 수 있도록 하는 효과가 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 실시예에 관해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 엔드밀 절삭공구가 밀링머신의 스핀들에 장착된 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 상기 엔드밀 절삭공구를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 밀링 머신(미도시)의 스핀들(10)에는 홀더(11)가 배치되고, 상기 홀더(11)에는 엔드밀 절삭공구(100)가 끼워진다. 상기 엔드밀 절삭공구(100)는 외면에 커터가 형성된 바디(110)와, 상기 바디(110)의 내부에 배치되는 냉각수단(120)을 포함한다.
상기 바디(110)의 외면에는 커터가 형성된다. 예를 들면, 상기 바디(110)의 외주면에는 측면 커터(111)가 형성되고, 상기 바디(110)의 하단부에는 하단 커터(112)가 형성된다. 상기한 엔드밀 절삭공구(100)는 가공물(20)을 일정한 형상으로 절삭한다.
도 3은 상기 엔드밀 절삭공구를 도시한 종단면도이고, 도 4는 상기 엔드밀 절삭공구를 도시한 횡단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 바디(110)의 내부에는 상기 바디(110)의 길 이방향을 따라 중공부가 형성된다. 상기 중공부에는 작동유체(미도시)가 수용된다. 상기 작동유체는 메탄올, 아세톤, 물, 수은 등 휘발성 물질이 적용될 수 있다.
이때, 상기 중공부는 대략 
torr 정도의 진공 상태로 밀봉될 수 있다. 이러한 중공부의 직경과 깊이는 바디(110)의 직경, 상기 엔드밀 절삭공구(100)의 용도 및 작동유체의 종류 및 물성 등에 따라 적절하게 결정되어야 할 것이다.
이러한 중공부에는 파이프 형태의 냉각수단(120)이 배치된다. 이때, 상기 냉각수단(120)의 양끝단은 상기 바디(110)의 중공부 상하단에 고정된다.
상기 냉각수단(120)은 중공부에 이중관 형태로 배치된다. 이때, 상기 냉각수단(120)의 외면과 상기 중공부의 내면은 소정 간격 이격되어 외측 유로(115)를 형성하고, 상기 냉각수단(120)의 중심부에는 내측 유로(125)가 형성된다. 상기 외측 유로(115)와 내측 유로(125)는 실질적으로 냉각수단(120)에 의해 구획된 중공부이다.
또한, 상기 냉각수단(120)은 모세관 현상에 의해 작동유체가 통과할 수 있는 다공성 부재로 형성된 히트 파이프일 수 있다. 따라서, 상기 외측 유로(115)의 증발된 작동유체는 냉각수단(120)을 통과하여 내측 유로(125)에 유입되도록, 상기 내측 유로(125)의 응축된 작동유체는 냉각수단(120)을 통과하여 상기 외측 유로(115)에 유입된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 엔드밀 절삭공구(100)의 작용에 관해 설명하기로 한다.
상기 공작기계는 엔드밀 절삭공구(100)를 회전시켜 가공물(20)을 홈가공 및 절삭가공한다. 이때, 상기 엔드밀 절삭공구(100)는 가공물(20)과의 마찰에 의해 고온으로 발열된다.
상기 엔드밀 절삭공구(100)의 발열량(Q)은 다음과 같이 식에 의해 결정된다.
여기서, d는 절삭깊이(mm), f는 1회전당 절삭깊이(mm/rev), V는 절삭속도(m/min)이다.
도 5는 상기 엔드밀 절삭공구에서 유체의 유동 상태를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 엔드밀 절삭공구(100)의 하측과 상측에는 온도 구배가 발생된다. 예를 들면, 상기 엔드밀 절삭공구(100)의 하측에는 마찰에 의해 고온부가 형성되고, 상기 엔드밀 절삭공구(100)의 상측에는 상대적으로 저온부가 형성된다. 도 4에서 좌측은 엔드밀 절삭공구(100)의 고온부이고, 우측은 엔드밀 절삭공구(100)의 저온부이다.
이때, 상기 고온부의 작동유체는 상기 엔드밀 절삭공구(100)의 열을 흡수함에 의해 증발된다. 상기 고온부의 증발된 작동유체는 상기 냉각수단(120)을 통과하여 내측 유로(125)에 유입된다. 이때, 상기 증발된 작동유체의 잠열은 상당히 크기 때문에 상기 고온부와 저온부의 작은 온도차에서도 신속하게 저온부로 이동한다.
상기 저온부로 유동된 작동유체는 응축되면서 잠열을 방출함에 따라 액화되고, 이러한 작동유체는 냉각수단(120)을 통고하여 외측 유로(115)에 유입된다. 상 기 액화된 외측 유로(115)의 작동유체는 외측 유로(115)를 따라 고온부로 유동된다. 이러한 작동유체의 작용이 계속적으로 진행되면 열전도도가 구리의 열전도도보다 수 백배에 이르게 된다.
이때, 상기 작동유체의 냉각작용에 의해 상기 엔드밀 절삭공구(100)가 냉각되므로, 상기 엔드밀 절삭공구(100)의 커터가 발열되어 마모되는 것을 최소화시킬 수 있다. 또한, 상기 엔드밀 절삭공구(100)가 고온의 발열에 의해 변형됨에 따라 축방향을 기준으로 휘는 것을 최소화시킬 수 있다. 나아가, 상기 엔드밀 절삭공구(100)가 휜 상태로 회전됨에 의해 부러지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 엔드밀 절삭공구(100)가 변형되는 것을 방지함으로써 보다 정확한 치수의 가공이 가능할 수 있다.
본 발명은 엔드밀 절삭공구를 자체적으로 냉각시키므로 커터가 마모되거나 변형되는 것을 최소화시키고, 냉각유를 분사시키지 않거나 분사량을 최소화시킬 수 있으므로,
도 1은 본 발명에 따른 엔드밀 절삭공구가 밀링머신의 스핀들에 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 엔드밀 절삭공구를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 엔드밀 절삭공구를 도시한 종단면도이다.
도 4는 도 1의 엔드밀 절삭공구를 도시한 횡단면도이다.
도 5는 도 1의 엔드밀 절삭공구에서 유체의 유동 상태를 도시한 단면도이다.
Claims (4)
- 외면에 커터가 형성되고, 작동 유체가 수용되도록 중공부가 형성된 공구 바디; 및상기 공구 바디의 중공부에 배치되고, 상기 작동유체가 모세관현상에 의해 증발 및 응축되면서 순환함에 따라 상기 공구 바디를 냉각시키는 냉각수단을 포함하는 엔드밀 절삭공구.
- 제 1 항에 있어서,상기 냉각수단은 상기 중공부에 2중관 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 엔드밀 절삭공구.
- 제 1 항에 있어서,상기 냉각수단은 응축된 작동유체와 증발된 작동유체가 모세관 현상에 의해 통과할 수 있는 다공성 재질로 형성된 히트 파이프인 것을 특징으로 하는 엔드밀 절삭공구.
- 제 1 항에 있어서,상기 중공부는 진공 상태로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 엔드밀 절삭공구.
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| KR1020070135884A KR20090068030A (ko) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | 엔드밀 절삭공구 |
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN102430790A (zh) * | 2011-11-07 | 2012-05-02 | 山东大学 | 一种热管式立铣刀 |
| CN102500807A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-06-20 | 山东大学 | 一种热管阻尼器铣刀 |
| CN103537950A (zh) * | 2013-09-25 | 2014-01-29 | 安徽农业大学 | 基于热管相变的提高端铣刀使用寿命的方法 |
| CN103586525A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-19 | 河海大学常州校区 | 一种铣刀 |
| CN104526027A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-22 | 河海大学常州校区 | 水冷钻头 |
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2007
- 2007-12-21 KR KR1020070135884A patent/KR20090068030A/ko not_active Application Discontinuation
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