KR20100001098A

KR20100001098A - 조절 가능한 더블헤드 절삭공구

Info

Publication number: KR20100001098A
Application number: KR1020080060876A
Authority: KR
Inventors: 이철호
Original assignee: 대구텍 유한회사
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2010-01-06
Also published as: KR100982788B1; WO2009157606A1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 절삭공구 어셈블리는 절삭공구와 공구홀더를 포함하며, 상기 절삭공구는 절삭날 또는 절삭인서트 포켓이 구비된 양 절삭헤드와 상기 절삭헤드 사이에 연장되는 생크를 포함하며, 상기 생크는 외주표면상에 형성되며 상기 양 절삭헤드 사이에서 연장되는 칩 배출홈을 구비하며; 상기 공구홀더는 하우징과 후방한계스크류를 포함하며, 상기 하우징은 전방면으로부터 축방향 내측으로 연장되어 절삭공구의 일단부를 수용하는 소켓이 구비되고, 또한 후방면으로부터 축방향 내측으로 연장되어 소켓과 연통되는 축방향 나사공이 구비되고, 상기 소켓은 내벽상에 축방향으로 연장되는 내부 돌출부가 형성되되, 상기 후방한계스크류는 축방향 나사공에 체결되어 고정된 것을 특징으로 한다. 본 발명은 수명이 증가되며, 진동을 감소시키는 효과를 갖는다.

절삭공구, 행오버, 진동, 조절, 더블헤드

Description

조절 가능한 더블헤드 절삭공구 {ADJUSTABLE DOUBLE HEAD CUTTING TOOLS}

본 발명은 일반적으로 절삭 공구(cutting tool)에 관한 것으로, 특히 양쪽에 절삭헤드를 구비한 공구와 이것이 공구홀더(tool holder)에 조절 가능하게 결합되는 절삭공구 어셈블리에 관한 것이다.

종래에는 원기둥 형상의 피삭재를 가공하기 위한 절삭용 공구는 한쪽에만 헤드부가 형성되는 것이 대부분이었다. 또한 기존의 절삭 공구는 공구홀더에 결합되면 최대 절삭 깊이가 정해지게 되며, 절삭 깊이가 얕은 경우에도 공구의 돌출길이(overhang)가 불필요하게 길어서 진동에 취약하였다. 또한, 종래의 절삭 공구의 생크부는 원통형이어서, 공구가 공구홀더의 소켓에 수용될 때에 공구의 절삭날의 라디얼 각도가 정열되도록 세심한 주의가 필요하였다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 절삭공구 및 이를 이용한 절삭공구 어셈블리는 조립이 간편하며, 공구의 행오버 조절이 가능하며, 서비스 수명의 연장되는 절삭공구를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 절삭공구 어셈블리는 절삭공구와 공구홀더를 포함하며, 상기 절삭공구는 절삭날 또는 절삭인서트 포켓이 구비된 양 절삭헤드와 상기 절삭헤드 사이에 연장되는 생크를 포함하며, 상기 생크는 외주표면상에 형성되며 상기 양 절삭헤드 사이에서 연장되는 칩 배출홈을 구비하여, 생크가 부분원형의 횡단면을 지니며, 상기 칩 배출홈은 상기 회전축에서 교차하며 서로 직각으로 마주보는 두 반경방향평면으로 형성되고, 하나의 절삭날 또는 절삭인서트 포켓이 하나의 절삭헤드의 한 반경방향평면 상에 형성되고, 다른 절삭날 또는 절삭인서트 포켓은 다른 절삭헤드의 다른 반경방향평면 상에 형성되며; 상기 공구홀더는 하우징과 후방한계스크류를 포함하며, 상기 하우징은 전방면으로부터 축방향 내측으로 연장되어 절삭공구의 일단부를 수용하는 소켓이 구비되고, 또한 후방면으로부터 축방향 내측으로 연장되어 소켓과 연통되는 축방향 나사공이 구비되고, 상기 소켓은 내벽상에 축방향으로 연장되는 내부 돌출부가 형성되되, 절삭공구의 칩배출홈에 안착되도록 형성되며, 상기 후방한계스크류는 축방향 나사공에 체결되어 고정된 것을 특 징으로 한다.

본 발명에 따른 절삭공구는 양 절삭헤드를 번갈아 사용하는 것이 가능하므로, 단일 절삭헤드를 갖는 절삭공구에 비하여 수명이 2배로 증가되는 효과를 갖는다.

본 발명에 따른 절삭공구 어셈블리는 절삭공구가 소켓 내로 삽입될 수 있는 깊이의 조정이 가능하므로 피삭재의 절삭 깊이가 얕을 경우 오버행을 최소화할 수 있도록 하여, 진동을 감소시키는 효과를 갖는다.

본 발명에 따른 절삭공구 어셈블리는 구조적 결합에 의하여 공구홀더의 구동 토크가 절삭공구로 전달될 수 있는 효과가 있다. 또한 절삭공구와 공구홀더 간의 상호 래디얼 각도 정열이 매우 용이하다.

본 발명에 따른 절삭공구 어셈블리는 냉각수가 내부 경로를 통하여 절삭날로 원활히 공급될 수 있는 유로가 형성되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 절삭공구와 그 절삭공구를 포함하는 절삭공구 어셈블리에 대한 구체적인 실시예가 설명된다. 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것이며, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수도 있다.

절삭공구 어셈블리(900)는 공구홀더(200)에 고정된 절삭공구(100)를 포함하 여 구성된다.

도1은 본 발명에 따른 절삭공구의 일 실시예의 사시도로서, 가상선으로 표시된 공구홀더 하우징(210)에 견주어 도시되었다.

도1의 절삭공구(100)는 절삭날(112,122)이 구비된 양 절삭헤드(110,120)와 상기 절삭헤드 사이에 연장되는 생크(130)를 포함하며, 상기 생크(130)는 그 내부를 통과하는 회전축(S)을 지니며, 외주표면(132) 상에 형성되며 상기 양 절삭헤드 사이에서 연장되는 칩 배출홈(140)을 구비하여, 생크(130)가 대략 3사분원형의 횡단면을 지닌다. 물론 상기 횡단면은 3사부분원 보다 크거나 작은 부분원형일 수 있다.

칩 배출홈(140)은 통상적으로 대면하는 대략 대칭상의 임의 형상인 한 쌍의 내표면으로 형성될 수 있으며, 상기 내표면은 곡면일 수 있다. 도1은 상기 칩 배출홈(140)은 회전축(S)에서 직각으로 교차하며 서로 대면하는 두 반경방향평면(141,142)으로 형성되어 대략 V-형상 홈을 지니는 칩 배출홈의 예를 도시한다.

여기서 하나의 절삭날(112)이 하나의 절삭헤드(110)의 한 내표면(141) 쪽에 형성되고, 다른 절삭날(122)은 다른 절삭헤드(120)의 다른 내표면(142) 쪽에 형성된다.

도2는 본 발명에 따른 절삭공구의 다른 실시예의 사시도이다. 도2의 절삭공구는 양 절삭헤드(110,120) 상에 절삭날 대신 포켓(115,117)이 형성되고 이 포켓 중의 하나에 절삭 인서트(113)가 장착될 수 있다. 도2의 절삭공구는 통상 인덱싱형(indexing type)이라 칭하는 반면, 도1의 절삭공구는 솔리드형(solid type)이라 칭하여 진다. 일반적으로 인서트 포켓이 구비된 인덱싱형 절삭공구의 직경은 솔리드형 절삭공구의 직경보다 크다. 절삭인서트가 장착되지 아니한 절삭헤드(120)는 공구홀더(200)에 결합되어 절삭공구 어셈블리를 형성할 때, 이하에 설명될 공구홀더의 소켓에 삽입된다.

본 발명에 따른 절삭공구는 양 절삭헤드(110,120)를 번갈아 사용하는 것이 가능하므로, 단일 절삭헤드를 갖는 절삭공구에 비하여 수명이 2배로 증가되는 효과를 갖는다.

한편, 절삭공구(100)는 하우징(210)과 후방한계스크류(400)를 포함하는 공구홀더(200) 내에 고정되어 절삭공구 어셈블리(900)가 구성된다. 공구홀더(200)는 공구홀더 하우징(210)에 나사 결합되는 하나 또는 그 이상의 측면고정스크류(500)를 더 포함할 수 있다.

도3은 본 발명에 따른 절삭공구 어셈블리(900)의 일 실시예의 분해 사시도이다. 도4는 본 발명에 따라 결합된 상태의 절삭공구 어셈블리의 일 실시예를 나타내는 부분 단면도이다. 도4에서 단면은 회전축(S)과 내부 돌출부(230)를 가로지르는 면이다.

상기 하우징(210)은 전방면(221)으로부터 축방향 내측으로 연장되어 절삭공구를 수용하는 소켓(220)이 구비되고, 또한 후방면(241)으로부터 축방향 내측으로 연장되어 소켓(220)과 연통되는 축방향 나사공(240)이 구비된다. 소켓(220)과 축방향 나사공(240)은 종방향으로 정렬된 상태로 서로 연통되어 있다. 상기 소켓은 내벽상에 축방향으로 연장되는 내부 돌출부(230)를 구비하되, 내부 돌출부(230)는 절 삭공구의 칩배출홈(140)에 안착되도록 형성된다. 소켓(220)의 최대 내경은 축방향 나사공(240)의 내경 보다 작은 것이 바람직하다.

도3 및 도4에 도시되었듯이, 절삭공구(100)는 한쪽 헤드(120)를 공구홀더 하우징(210)에 삽입함으로써 공구홀더(200)에 조립된다. 절삭공구의 헤드(120)는 축방향 나사공(240)에 나사 체결되어 있는 후방한계스크류(400)의 선단에 접촉될 때까지 삽입된다. 후방한계스크류(400)는 절삭공구(100)가 소켓(220) 내로 삽입될 수 있는 깊이를 결정하는 조정 가능한 플러그의 기능을 갖는다. 이러한 기능은 피삭재의 절삭 깊이가 얕을 경우 오버행(돌출 거리)을 최소화할 수 있도록 하여, 진동을 감소시킨다. 후방한계스크류(400)의 헤드단부에는 육각렌치의 헤드부가 삽입될 수 있는 육각 함몰부가 형성되어, 절삭공구의 오버행을 변경시키고자 할 때 후방한계스크류(400)를 회전시킬 수 있도록 한다. 상기 육각 함몰부는 일직선 또는 십자형의 드라이버 홈으로 대체될 수 있다.

절삭공구(100)가 소켓(220) 내로 안내될 때, 절삭공구(100)의 칩 배출홈(140)은 내부 돌출부(230)와 결합한다. 칩 배출홈(140)과 내부 돌출부(230)의 이러한 결합관계는 공구홀더(200)의 소켓 내에서 절삭공구(100)가 독립적으로 회전되는 것을 방지하게 된다. 그러므로 부가적인 조임 수단이 없더라도 이러한 결합구조에 의하여 공구홀더(200)의 구동 토크가 절삭공구(100)로 전달될 수 있다. 또한 절삭공구(100)가 공구홀더(200)에 결합될 때, 절삭공구의 칩 배출홈(140)이 소켓의 내부 돌출부(230)에 의하여 안내되기 때문에, 절삭공구(100)와 공구홀더(200)간의 상호 래디얼 각도 정열이 매우 용이하게 된다.

공구홀더 하우징(210)은 하우징의 측벽을 관통하는 하나 또는 그 이상의 반경방향 나사통공(250)을 더 구비할 수 있다. 나사통공은 내부 돌출부(230)와 대향되는 반경방향 위치에 형성되고, 소켓과 연통한다. 이 경우, 공구홀더(200)는 나사통공(250)에 나사 체결되는 하나 또는 그 이상의 측면고정스크류(500)를 더 포함한다. 측면고정스크류(500)는 절삭공구의 외주표면(132)에 단단히 가압되도록 회전하여 조여진다. 측면고정스크류(500)의 외주표면(132)에 대한 견고한 가압 조임은 절삭공구(100)가 공구홀더(200)에 견고히 결합되도록 하여 공구홀더의 소켓으로부터 절삭공구가 축방향으로 빠지지 않게 한다.

도5에 도시된 바와 같이, 절삭공구 어셈블리(900)는 후방지지어댑터(300)을 더 구비할 수 있다. 후방지지어댑터(300)는 절삭공구와 대응되게 실질적인 부분원(예컨대 3사분원) 단면의 원기둥형상을 지니며, 소켓(220)과 축방향 나사공(240) 사이 경계영역에 걸쳐 축방향으로 연장되어, 후방지지어댑터(300)가 적어도 부분적으로 소켓에 수용되는 것이 바람직하다. 도6은 후방지지어댑터의 일 실시예의 사시도이다. 후방지지어댑터(300)는 절삭공구(100)와 후방한계스크류(400)의 사이에 위치하여, 양자간의 직접 접촉을 방지한다. 후방지지어댑터(300)는 도1에 보인 바와 같이 양쪽 헤드에 절삭날을 지니는 솔리드형 절삭공구에 특히 유용하다. 왜냐하면, 절삭공구(100)와 후방한계스크류(400)의 직접적인 접촉은 절삭공구(100)의 절삭날 뿐만 아니라 후방한계스크류(400)의 지지면에도 손상을 야기할 수 있기 때문이다. 따라서, 도6 및 도7에 보인 바와 같이, 후방지지어댑터(300)의 전방 단부면은 날카로운 절삭날 부분을 피하여 비교적 평편한 영역에서 절삭공구(100)의 대 향면과 접촉하도록 형성됨으로써 부분적인 접촉만으로도 충분히 견고한 축방향 지지가 제공된다.

절삭공구는 일 절삭헤드(110)의 개방공(151,153)으로부터 타 절삭헤드(12)의 대향 개방공(152)으로 냉각수의 유동을 안내하는 적어도 하나의 냉각유관(150)이 구비되며, 각 개방공은 각 절삭헤드에서 각 절삭날에 대한 상대적 위치가 실질적으로 동일하게 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 개방공의 배치를 위하여 냉각유관의 중간 직선연장부는 절삭공구 내에서 회전축에 비스듬히 경사진 방향으로 가공되는 것이 바람직하다(도8 참조). 도8의 예에서는 보다 효율적인 냉각을 위하여 절삭공구의 양 단부면에 형성된 개방공(151,152)을 폐색하고, 절삭날의 인접 위치에 중간 직선연결부에 연통되도록 다른 개방공이 뚫려있다.

도6에 도시된 바와 같이, 후방한계스크류(400)는 회전축을 따라 축방향으로 관통하는 중앙공을 구비하는 것이 바람직하며, 또한 후방지지어댑터(300)는 회전축을 따라 축방향으로 연장하는 중공부를 구비하는 것이 바람직하다.

냉각유는 절삭공구 어셈블리 후방으로부터 축방향 나사공(240), 후방한계스크류(400)의 중앙공, 후방지지어댑터(300)의 중공부를 차례로 거쳐, 절삭공구의 냉각유관을 통하여 절삭날에 공급된다.

도9는 절삭공구 어셈블리의 다른 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서는 공구홀더 하우징(210)은 하우징의 측벽을 관통하는 반경방향 슬릿(260)을 구비하되, 슬릿은 내부 돌출부(230)와 대향되는 반경방향 위치에 형성되고, 또한 슬릿을 가로질러 서로 대향하는 측방공을 구비하며, 측방조임스크류(510)가 공구홀더 하우 징(210)의 측방공에 나사 결합됨으로써 절삭공구가 공구홀더에 조여지게 된다.

위에서 개시된 절삭공구 및 절삭공구 어셈블리는 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 개시된 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 일 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 한다. 첨부된 청구항의 균등물로의 치환은 첨부된 청구항의 보호범위에 속하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 절삭공구의 실시예로서 가상선으로 표시된 공구홀더 하우징에 견주어 도시된 사시도이다.

도2는 본 발명에 따른 절삭공구의 다른 실시예의 사시도이다.

도3은 본 발명에 따른 절삭공구 어셈블리의 일 실시예의 분해 사시도이다.

도4는 본 발명에 따라 결합된 상태의 절삭공구 어셈블리의 일 실시예를 나타내는 부분 단면도이다.

도5는 후방지지어댑터가 구비된 어셈블리의 실시예를 나타내는 부분 단면도이다.

도6은 후방지지어댑터와 후방한계스크류의 일 실시예를 도시한 사시도이다.

도7은 후방지지어댑터가 절삭공구와 후방한계스크류 사이에 위치된 상태를 나타내는 측면도이다.

도8은 절삭공구내에서의 냉각유관의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도9는 절삭공구 어셈블리의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

Claims

절삭날(112,122) 또는 절삭인서트 포켓(115,117)이 구비된 양 절삭헤드(110,120)와 상기 절삭헤드 사이에 연장되는 생크(130)를 포함하는 절삭공구(100)에 있어서,

상기 생크(130)는 외주표면(132) 상에 형성되며 상기 양 절삭헤드 사이에서 연장되는 칩 배출홈(140)을 구비하여, 생크(130)가 부분원형의 횡단면을 지니며,

상기 칩 배출홈(140)은 대면하는 한 쌍의 내표면(141,142)으로 형성되고, 하나의 절삭날(112) 또는 절삭인서트 포켓이 하나의 절삭헤드(110)의 한 내표면(141) 쪽에 형성되고, 다른 절삭날(122) 또는 절삭인서트 포켓은 다른 절삭헤드(120)의 다른 내표면(142) 쪽에 형성되는 절삭공구.
제1항에 있어서, 상기 대면하는 한 쌍의 내표면(141,142)은 절삭공구의 회전축(S)에서 교차하며 서로 각을 지니고 마주보는 두 반경방향평면(141,142)인 절삭공구.
제1항에 있어서, 절삭공구는 일 절삭헤드(110)의 개방공(151,153)으로부터 타 절삭헤드(12)의 대향 개방공(152)으로 냉각수의 유동을 안내하는 냉각유관(150)이 구비되며, 각 개방공은 각 절삭헤드에서 각 절삭날 또는 절삭 인서트 포켓에 대한 상대적 위치가 동일하게 배치되도록 냉각유관의 중간 직선연장부는 절삭공구 내 에서 회전축에 비스듬히 경사지게 가공된 것인 절삭공구.
절삭공구(100)와 공구홀더(200)를 포함하는 절삭공구 어셈블리(900)에 있어서,

상기 절삭공구(100)는 절삭날(112,122) 또는 절삭인서트 포켓이 구비된 양 절삭헤드(110,120)와 상기 절삭헤드 사이에 연장되는 생크(130)를 포함하며,

상기 생크(130)는 그 내부를 통과하는 회전축(S)을 지니며, 외주표면(132) 상에 형성되며 상기 양 절삭헤드 사이에서 연장되는 칩 배출홈(140)을 구비하여, 생크(130)가 부분원형의 횡단면을 지니며,

상기 칩 배출홈(140)은 대면하는 한 쌍의 내표면(141,142)으로 형성되고, 하나의 절삭날(112) 또는 절삭인서트 포켓이 하나의 절삭헤드(110)의 한 내표면(141) 쪽에 형성되고, 다른 절삭날(122) 또는 절삭인서트 포켓은 다른 절삭헤드(120)의 다른 내표면(142) 쪽에 형성되며;

상기 공구홀더(200)는 하우징(210)과 후방한계스크류(400)를 포함하며,

상기 하우징(210)은 전방면(221)으로부터 축방향 내측으로 연장되어 절삭공구의 일단부를 수용하는 소켓(220)이 구비되고, 또한 후방면(241)으로부터 축방향 내측으로 연장되어 소켓(220)과 연통되는 축방향 나사공(240)이 구비되고,

상기 소켓은 내벽상에 축방향으로 연장되는 내부 돌출부(230)가 형성되되, 절삭공구의 칩배출홈(140)에 안착되도록 형성되며,

상기 후방한계스크류(400)는 축방향 나사공에 체결되어 고정된 것을 특징으 로 하는 절삭공구 어셈블리.
제4항에 있어서, 공구홀더 하우징(210)은 하우징의 측벽을 관통하는 하나 또는 2 이상의 반경방향 나사통공(250)을 더 구비하되, 나사통공은 내부 돌출부(230)와 대향되는 반경방향 위치에 형성되고, 소켓과 연통하며,

공구홀더(200)는 나사통공(250)에 나사 체결되는 하나 또는 2 이상의 측면고정스크류(500)를 더 포함하는 것인 절삭공구 어셈블리.
제4항에 있어서, 절삭공구 어셈블리(900)는 부분원의 원기둥형상을 지니며 절삭공구(100)과 후방한계스크류(400)의 사이에 위치하는 후방지지어댑터(300)을 더 구비하되, 후방지지어댑터(300)는 소켓(220)과 축방향 나사공(240) 사이 경계영역에 걸쳐 축방향으로 연장되어, 후방지지어댑터(300)가 적어도 부분적으로 소켓에 수용되는 것인 절삭공구 어셈블리.
제6항에 있어서, 소켓(220)의 최대 내경은 축방향 나사공(240)의 내경 보다 작은 절삭공구 어셈블리.
제4항에 있어서, 공구홀더 하우징(210)은 하우징의 측벽을 관통하는 반경방향 슬릿(260)을 더 구비하되, 슬릿은 내부 돌출부(230)와 대향되는 반경방향 위치에 형성되고, 또한 슬릿을 가로질러 서로 대향하는 측방공을 더 구비하며,

공구홀더(200)는 측방공에 장착되는 적어도 하나의 측방조임스크류(510)를 더 포함하는 것인 절삭공구 어셈블리.
제4항에 있어서, 후방한계스크류(400)는 회전축을 따라 축방향으로 관통하는 중앙공을 구비하는 절삭공구 어셈블리.
제6항에 있어서, 후방지지어댑터(300)는 회전축을 따라 축방향으로 연장하는 중공부를 구비하는 절삭공구 어셈블리.