KR20100014460A - 절삭 부재를 커터 본체에 부착하기 위한 절삭 공구 및 시스템 - Google Patents

절삭 부재를 커터 본체에 부착하기 위한 절삭 공구 및 시스템 Download PDF

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Abstract

절삭 부재(30, 230, 430, 530)를 커터 본체(13, 513)에 부착시키는 본 발명에 따른 시스템은 핀(50, 150, 250, 450, 550), 클램핑 볼트(60, 260, 460, 560) 및 조정 볼트(70, 270, 470, 570)를 포함한다. 핀은 종방향 축과 적어도 제1 부착 보어(52, 152, 452) 및 제2 부착 보어(53, 153, 453)를 갖는다. 클램핑 볼트는 절삭 부재를 커터 본체에 해제가능하게 고정시키도록 형성되는 클램핑 섹션을 갖고, 핀의 제1 부착 보어 내에 해제가능하게 고정되도록 형성되는 제1 부착 섹션(61)을 갖는다. 시스템은, 커터 본체에 대하여 절삭 부재의 위치를 조정하도록 형성되는 조정 섹션을 갖고 핀의 제2 부착 보어 내에 해제가능하게 고정되도록 형성되는 제2 부착 섹션(71)을 갖는 조정 볼트를 가질 수 있다.
절삭 부재, 커터 본체, 핀, 클램핑 볼트, 조정 볼트, 부착 보어

Description

절삭 부재를 커터 본체에 부착하기 위한 절삭 공구 및 시스템 {CUTTING TOOL AND SYSTEM FOR ATTACHING A CUTTING MEMBER TO A CUTTER BODY}
본 발명은 절삭 인서트 또는 카트리지와 같은 절삭 부재를 커터 본체 및 핀에 부착하는 절삭 공구에 대한 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 대응하게 구성된 절삭 인서트, 카트리지 및 커터뿐만 아니라 그와 같은 것을 형성하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 공작물을 밀링하기 위한 이러한 요소들에 관한 것이다.
인서트를 지지하는 카트리지 또는 카세트를 이용하는 커터들이 공지되어 있다. 이러한 커터들에 대한 몇몇 특허들의 예는 미국특허 제5,567,092호, 유럽특허 제EP0624415호, 미국특허 제6,254,319호 및 제4,547,100호이다.
미국특허 제4,592,680호는 교체가능한 절삭 인서트를 유지하기 위한 회전 커터에 관한 것이다. 커터는 인서트 절삭면과 예각을 이루는 대체로 방사상 배치된 축을 갖는 원통형 보어를 포함하고, 이에 따라 보어의 축과 인서트 지지면 사이에서 홀더 내에 웨지 형상부를 형성한다. 원통형 로킹 부재는 보어 내에 수용된다. 인서트 유지 로킹 나사의 나사부는 로킹 부재와 맞물린다. 홀더의 웨지 형상부는 절삭 인서트 상에 그리고 원통형 로킹 부재 상에 인가된 원심력으로 인하여 고속의 회전 속도에서 커터의 회전 동안 로킹 나사 내의 장력의 증가를 초래한다.
미국특허 제5,160,228호에 대응하는 유럽특허 제EP 0 449 253호는 공구 본체의 단부에 형성된 복수의 장착 리세스들을 갖는 공구 본체를 포함하는 절삭 공구에 관한 것이다. 각각의 장착 리세스는 바닥부에서 각각 형성된 장착면을 갖는다. 장착면은 내부에 형서된 제1 나사결합 구멍을 갖는다. 복수의 인서트들은 장착면 상에 각각 배치되고, 제1 나사결합 구멍 내로 나사결합된 클램핑 나사에 의해 장착면 상의 압력 하에 고정된다. 절삭 공구는 공구 본체 내부의 장착면 아래에서 각각 형성된 복수의 감소된 경도 영역들을 갖는 것을 특징으로 하며, 각각의 감소된 경도 영역은 내부에 형성된 제1 나사결합 구멍을 갖고 공구 본체의 경도보다 더 낮은 경도를 갖는다. 일 실시예에서, 감소된 경도 영역은 공구 본체의 각각의 장착면 아래에서 형성된 둥근 단면의 직선 구멍 내로 우측 원통형 컬럼을 매설함으로써 형성된다.
본 발명의 목적은 절삭 부재, 핀, 커터 본체를 포함하는 절삭 공구를 위한 부착 시스템과 이들 요소들을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명은 절삭 부재를 커터 본체, 선택적으로 회전 커터 본체 또는 대안적으로 비회전 커터 본체에 부착시키기 위한 시스템에 관한 것이다. 핀은 종방향 축을 갖도록 형성되는 것이 바람직하고, 핀은 적어도 제1 부착 보어 및 제2 부착 보어를 포함한다. 전형적으로 양쪽의 보어들은 대체로 방사상으로 연장하고 서로에 대해 적어도 대체로 평행하다. 또한, 클램핑 볼트는 절삭 부재를 커터 본체에 해제가능하게 고정하도록 특정하게 형성되는 클램핑 섹션을 갖도록 형성된다. 클램핑 볼트는 핀의 제1 부착 보어 내에 해제가능하게 고정되도록 형성되는 제1 부착 섹션을 갖는다. 조정 볼트는 커버 본체에 대한 절삭 부재의 위치를 조정하도록 형성되는 조정 섹션을 갖도록 형성된다. 조정 볼트는 핀의 제2 부착 보어 내에 해제가능하게 고정되도록 형성되는 제2 부착 섹션을 갖는다.
또한, 본 발명은 대안적으로 또는 부가적으로 제1 경도의 제1 재료로 이루어진 부재를 제1 경도보다 작은 경도의 제2 재료로 이루어진 본체에 부착시키기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 종방향 축을 갖는 핀을 포함하고, 핀은 적어도 제1 부착 보어를 포함하고, 본체의 제2 재료의 경도보다 더 큰 경도의 제3 재료로 이루어진다. 클램핑 볼트는 부재를 본체에 견고하게 부착하도록 형성되는 클램핑 섹션을 갖고, 핀의 제1 부착 보어 내에 견고하게 부착되도록 형성되는 제1 부착 섹션을 갖는다. 양호하게, 부재는 절삭 부재이고, 본체는 회전 절삭 본체 또는 대안적으로 비회전 절삭 본체일 수 있는 커터 본체이다.
핀 내의 부착 보어는 나사결합 보어일 수 있고, 클램핑 볼트 및 조정 볼트의 부착 섹션들은 나사결합 섹션들일 수 있다. 다른 실시예에서, 클램핑 볼트 및 조정 볼트는 바이오넷 연결부(bayonet connection)를 통해 또는 또 다른 실시예에서 후크식 연결을 통해 해제가능하게 고정될 수 있다.
핀은 선택적으로 대체로 원통형 외부 형상을 갖는다. 그러나, 또한 타원형, 다각형 또는 임의의 다른 적합한 형상이 형성될 수 있다.
핀은, 견고하게 또는 해제가능하게, 선택적으로 서로에 대해 탄성적으로 결합되거나 선택적으로 서로 분리되는, 두 개 이상의 세그먼트들로 분할되는 것이 바람직하다. 핀 세그먼트들이 분리되는 하나의 실시예에서, 두 개의 세그먼트들의 회전 맞물림을 위한 맞물림 수단이 선택적으로 형성된다. 이 맞물림 수단은 클로우 커플링(claw coupling)과 같이 축방향으로 해제될 수 있다. 키 및 홈 맞물림이 또한 가능하다. 이것은 외부 세그먼트가 회전되고, 이어서 내부 세그먼트가 양쪽 세그먼트 내에 형성된 보어들을 정렬시키기 위해서 또한 회전되는 경우에 회전 맞물림을 허용한다.
핀은 부착 보어들 사이에서 적어도 리세스 또는 하나 이상의 홈을 가질 수 있다. 핀은 핀을 이루는 재료보다 더 탄성적인 다른 재료로 이루어진 두 개의 세그먼트들 사이에서 연결 요소를 대안적으로 가질 수 있다. 이러한 탄성적인 중간 요소는 두 개의 세그먼트들 사이에서 부착될 수 있는 임의의 적합한 플라스틱 또는 고무 재료일 수 있다.
핀은 핀을 선삭하고 부착 보어들을 커터 본체와 정렬시키기 위하여 단부면에서 형성된 하나 이상의 토크 전송기를 더 갖는다. 선택적으로, 단부면은 핀의 조정 보어 및 클램핑 보어의 방향을 지시하는 지시기를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 클램핑 나사인 클램핑 볼트의 클램핑 섹션은 절삭 부재를 커터 본체에 클램핑하기 위하여 절삭 부재 내의 대응 형상 클램핑 구멍과 맞물리는 경사진 헤드일 수 있다.
또한 선택적으로, 조정 나사인 조정 볼트의 조정 섹션은 커터 본체에 대하여 한정된 위치에서 절삭 부재를 조정하기 위하여 절삭 부재의 조정 섹션의 대응 형상 경사부와 맞물리는 경사진 헤드일 수 있다.
필요하다면, 시스템은 마찰 나사일 수 있는 마찰 볼트를 더 포함할 수 있고, 핀은 제3 보어 또는 마찰 보어를 더 포함할 수 있다. 전형적으로, 제3 보어는 제2 부착 보어에 적어도 대체로 평행하다.
또한, 본 발명은 특히 상술한 바와 같이 시스템용 절삭 부재에 관한 것이다. 절삭 부재는 클램핑 볼트가 절삭 부재를 관통하여 연장하게 하기 위하여 그리고 클램핑 볼트의 헤드의 맞물림을 허용하기 위하여 클램핑 구멍을 포함한다. 절삭 부재는 커터 본체에 대하여 절삭 부재를 적절하게 조정하도록 조정 볼트의 맞물림을 허용하기 위하여 하나 이상의 경사부를 더 갖는다.
또한, 이전에 기술된 경사부는 절삭 부재의 절삭 섹션에 대한 대향 단부에서 위치되는 오목한 리세스부 내에 형성되는 것이 바람직하다.
절삭 부재는 절삭 인서트, 절삭 플레이트, 또는 절삭 인서트 또는 절삭 플레이트를 위한 카트리지인 것이 더 바람직하다.
카트리지는 절삭 인서트 또는 절삭 플레이트를 위한 카트리지 포켓을 갖는 것이 바람직하다.
더욱 양호하게, 본 발명은 특히 이전에 기술된 바와 같은 시스템 및/또는 절삭 부재를 위한 절삭 공구에 관한 것이다. 커터 본체는 알루미늄 합금, 더욱 바람직하게 고강도 알루미늄 합금과 같은 경합금으로 이루어질 수 있다. 커터 본체에서는, 상술한 핀이 전방면으로부터 핀 보어 내로 도입되게 하기 위하여 커터 본체의 전방면에서 하나 이상의 핀 보어가 형성된다. 하나 이상의 핀 보어 각각은 절삭 부재를 커터 본체에 부착되도록 하기 위하여 커터 포켓과 합체된다. 또한, 각각의 포켓은 포켓으로부터 핀 보어까지 포켓 클램핑 개구가 형성된다.
전형적으로, 커터 본체는 포켓으로부터 핀 보어까지 형성된 포켓 조정 보어가 더 형성된다.
필요하다면, 포켓 클램핑 개구는 클램핑 보어이다.
선택적으로, 커터 본체는 대체로 원통형 형상인 커터 주연면으로부터 핀 보어까지 형성된 마찰 보어가 또한 형성된다.
또한, 본 발명은 상술된 실시예들 중 어느 하나를 따른 부착 시스템, 절삭 부재 및/또는 커터 본체를 형성하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 고속 밀링에 대하여 상술한 어느 부분에 따른 부착 시스템, 절삭 부재 및/또는 커터 본체의 사용을 포함한다.
본 발명은, 실린더 헤드와 엔진 블록 사이에서의 고품질의 표면 마무리 및 완전한 정합을 얻기 위해서, 정확한 연마 작업에 대한 대용으로서, 알루미늄 엔진 블록의 상단면 및 알루미늄 실린더 헤드의 바닥면에 대한 마무리 단계로서 수행되는 것이 바람직한 초고속 밀링 작동을 위해 특히 유리하다.
절삭 공구는 양호하게 알루미늄으로 이루어진 대체로 원통형 커터 본체를 와, 복수의 축방향 조정 가능한 절삭 부재, 선택적으로 카트리지를 포함하는 것이 바람직하고, 각각은 커터 본체 내에 형성되고 커터면에 대해 축방향 전방으로 그리고 공구 주연면에 대해 방사상 외부로 개방되는 대응 포켓 내에 위치된다. 카트리지 및 포켓을 수직으로 관통하여 취해진 축방향 섹션에서, 카트리지 및 포켓은 절삭 공구의 종방향 회전축에 축방향으로 대체로 평행하게 연장하고 도브테일 형상을 형성하면서 외부로 테이퍼링되는 대응 사다리꼴 단면을 갖는 것이 바람직하다.
각각의 카트리지는 선택적으로 강철로 이루어지고, 후방으로 연장하고 일체로 형성되는 전방 절삭부와 카트리지 본체를 포함하는 것이 더 바람직하다.
카트리지는 관통 연장하는 클램핑 보어를 갖고, 클램핑 보어는 핀 내에 형성된 나사결합 클램핑 보어 내에 나사결합으로 맞물려지도록 연장한다.
본 발명은 임의의 배향 방식으로 알루미늄 본체와 맞물리는 부착 체결구를 사용하지 않으면서 강철 카트리지가 해제가능하게 고정되는 알루미늄 공구 본체를 제공하는 바람직한 이점을 갖는다. 연성 알루미늄 재료 내로 나사결합되기 보다는, 카트리지는 강철 핀 내로 나사결합된 볼트에 의해 고정된다. 핀은 볼트 나사결합에 의해 얻어질 수 있는 것보다 훨씬 더 큰 영역에 걸쳐서 볼트에 의해 가해진 하중을 분산시키므로, 알루미늄 본체가 견딜 수 있는 수준으로 국부 클램핑 응력을 감소시킨다.
핀은 종방향 공구 축에 평행한 종방향 핀 축 둘레를 회전할 수 있다는 점에서 부가적인 가장 양호한 기능을 갖는다. 따라서, 핀을 본체에 고정시키는 클램핑 볼트가 핀 상에 가해지는 힘의 방향과 자체로 정렬할 수 있고, 그에 의해 클램핑 볼트는 이러한 회전(또는 정렬) 이동이 방지된 경우에 일어나는 인장, 전단 및 굽힘 하중보다는 주로(및 양호하게는 오로지) 인장 하중을 전달하는 것을 보장한다. 공구가 초고속 회전 속도에서 사용되기 때문에, 클램핑 볼트 상의 하중을 최소화하는 것은 절삭 공구의 견고성, 정확성 및 안정성에 대해 그리고 증가된 허용가능한 회전 속도에 대해 크게 공헌함으로써, 제작성 및 완성된 제품 품질을 증가시킨다.
카트리지의 절삭부는 그에 납땝된 절삭 플레이트 또는 내부에 제거가능하게 고정된 절삭 인서트를 가질 수 있다. 절삭부는 납땜된 플레이트 또는 교체가능한 인서트일 수 있고, 플레이트 또는 인서트는 임의의 적절한 재료로 이루어질 수 있다. 플레이트 또는 인서트는 여러 가지의 공지된 방법으로 카트리지에 부착되거나 고정될 수 있다. 인서트 또는 플레이트의 절삭 에지는 임의의 종래 방식으로 형성되거나 형상화되거나 수행될 수 있다.
커터의 본체는 경합금 또는 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하고, 50,000 - 60,000 rpm만큼 높은 초고속의 회전 속도로 생각하는 것이 더 바람직하다. 본 발명은 절삭 공구의 작동 동안 인가된 큰 원심력을 견디는 커터 본체에 인서트 또는 인서트 자체의 견고한 부착을 허용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 특히 커터 본체가 경합금으로 이루어진 경우에 절삭 공구의 수명을 제한하는 커터 본체 내의 나사결합 표면이 없다는 것은 바람직한 이점을 갖는다.
핀과 핀 보어 사이에서 그리고 카트리지와 포켓 사이에서 표면 대 표면 접촉이 존재한다. 모든 나사결합 면들은 절삭 공구의 상당히 더 긴 사용 수명으로 더욱 단순한 맞물림을 양호하게 초래하는 볼트 및 핀 상에 있다.
핀 및 카트리지는 볼트들이 결합된 응력을 견디면서 커터 본체에 대한 압축력을 가한다. 이 설계는 커터 본체가 경합금으로 이루어지도록 허용한다. 또한, 이 설계는 커터 포켓들이 서로에 대하여 더 근접되게 하여서 커터 본체의 주연 둘레에 더 가깝게 넣어지고, 절삭 공구가 소정 직경에 대하여 더 가까운 피치를 갖게 한다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 절삭 공구의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 절삭 공구의 측면도를 도시한다.
도 3은 도 1에 도시된 절삭 공구의 정면도를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 절삭 공구의 포켓의 정면도를 도시한다.
도 5는 제거가능 고정 핀, 절삭 부재, 클램핑 볼트 및 조정 볼트와 함께 도 1에 도시된 절삭 공구의 포켓의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 포켓의 확대된 사시도이다.
도 7은 도 2에서 선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 취한 포켓의 측단면도를 도시한다.
도 8은 도 7에서 선 Ⅷ-Ⅷ을 따라 취한 단면도를 도시한다.
도 9는 도 7에서 선 Ⅸ-Ⅸ를 따라 취한 단면도를 도시한다.
도 10은 도 6에서 도시된 핀의 사시도를 도시한다.
도 11은 도 10에 도시된 핀의 측면도를 도시한다.
도 12는 도 11에서 선 XII-XII를 따라 취한 도 10에 도시된 핀의 단면도를 도시한다.
도 13은 도 6에 도시된 절삭 부재 및 인서트의 사시도를 도시한다.
도 14는 도 13에 도시된 절삭 부재 및 인서트의 정면도를 도시한다.
도 15는 도 13에 도시된 절삭 부재 및 인서트의 측면도를 도시한다.
도 16은 도 15에서 선 XVI-XVI을 따라 취한 도 13에서 도시된 절삭 부재의 단면도를 도시한다.
도 17은 도 6에 도시된 포켓의 사시도를 도시한다.
도 18은 도 17에 도시된 포켓의 정면도를 도시한다.
도 19는 숨겨진 클램프 볼트와 함께 도 18에 도시된 포켓의 정면도를 도시한다.
도 20은 도 17에 도시된 포켓의 측면도를 도시한다.
도 21은 도 19에서 선 XXI-XXI을 따라 취한 도 17에서 도시된 포켓의 방사상 단면도를 도시한다.
도 22는 도 21에서 선 XXII-XXII를 따라 취한 클램핑 폴트 보어에서의 포켓의 축방향 단면도를 도시한다.
도 23은 도 21에서 선 XXIII-XXIII을 따라 취한 조정 볼트 보어에서의 포켓의 축방향 단면도를 도시한다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할 핀의 사시도를 도시한다.
도 25는 도 24에 도시된 분할 핀의 측면도를 도시한다.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 공구의 포켓의 사시도를 도시한다.
도 27은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 공구의 포켓의 사시도를 도시한다.
도 28은 제거가능 고정 핀, 절삭 부재, 클램핑 볼트 및 조정 볼트와 함께 도 26 또는 도 27에서 도시된 절삭 공구의 포켓의 사시도를 도시한다.
도 29는 해제가능 고정 핀, 절삭 부재, 클램핑 볼트, 조정 볼트 및 마찰 볼트와 함께 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 공구의 포켓의 사시도를 도시한다.
도 30은 핀과 마찰 볼트와 함께 도 29에서 도시된 포켓을 도시한다.
도 31은 도 30에 도시된 핀과 마찰 볼트의 사시도를 도시한다.
도 32는 도 31에 도시된 핀의 사시도를 도시한다.
도 33은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 공구를 도시한다.
도 1, 도 2 및 도 3은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 고속 밀링 또는 더욱 바람직하게 초고속 밀링 작동을 위한 절삭 공구(10)의 구조를 도시한다. 특히, 절삭 공구(10)는 제3 경도를 갖는 재료로 형성된 커터 본체(13)를 갖는다. 전형적으로, 초고속 밀링에 사용될 때, 커터 본체(13)는 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 커터 본체(13)는 종방향 회전축(A)과 동축으로 커터 전방면(12)으로부터 후방으로 연장하는 대체로 원통형 형상인 절삭 주연면(11)을 갖는다. 양호하게, 복수의 커터 포켓(14)은 커터 전방면(12)의 외부 주연에서 형성되고, 커터 포켓(14)은 방사상 외부로 그리고 축방향 전방으로 선택적으로 개방된다. 각각의 절삭 포켓은 제1 경도를 갖는 재료로 형성되는 절삭 부재(30)를 수용하는 것이 바람직하다. 절삭 부재(30)는 강철로 이루어질 수 있다. 절삭 부재(30)는 내부에 형성된 하나 이상의 절삭 에지(32)를 구비하는 절삭부(31)를 갖는다. 커터 포켓(14)에는 축방향으로 연장하고 방사상 외부로 수렴하는 한 쌍의 포켓 접선 접촉면(21)이 형성된다. 절삭 부재(30)에는 포켓 접선 접촉면(21)과 크기 및 형상에서 정합하는 축방향으로 연장하고 방사상 외부로 수렴하는 부재 접선 접촉면(22)이 형성된다. 따라서, 커터 포켓(14)과 각각의 절삭 부재(30)는, 커터 본체(13)의 방사상 외부 방향에서 명확하게 맞물릴 수 있도록 도 4 및 도 8에서 잘 도시된 바와 같이, 대응 도브테일형 또는 웨지 형상이다. 이 구성은 초고속 밀링 작동 동안 절삭 부재에 작용하는 방사상 외부로 배향된 원심력에 대하여 절삭 부재(30)에 대한 지지를 제공할 수 있다. 따라서, 절삭 부재(30)는 커터 본체(13)에 의해 방사상 방향으로 또한 지지됨으로써 절삭 부재(30)에 작용하는 원심력으로 인한 클램핑 볼트(60) 내의 응력을 감소시킨다. 이것은 더욱 안정된 기계가공 작동과 더욱 신뢰가능한 절삭 공구(10)를 제공하고, 초고속 기계가공 속도에서 안전하게 절삭 공구(10)를 사용할 수 있게 한다. 몇몇 실시예에서, 부재 접선 접촉면(22)은 부재 릴리프면(member relief surface, 23)에 의해 방해받을 수 있다(도 15 참조). 절삭부(31)의 특정한 형상, 형태 및 구성과, 절삭 부재(30)와 일체로 형성되든지 또는 절삭 부재에 분리가능하게 고정되든지 어느 쪽인지는 다른 실시예의 주제일 수 있다. 또한, 절삭 부재(30)는 절삭 인서트일 수 있거나, 납땜되거나 달리 부착된 절삭 플레이트 또는 교체가능한 절삭 인서트를 갖는 카트리지일 수 있다. 그 경우에, 카트리지는 절삭 인서트 또는 절삭 플레이트(28)를 유지하기 위하여 카트리지 포켓(27)을 포함한다. 이러한 절삭 부재(30)를 밀링 커터 본체(13)에 부착시키기 위한 부착 시스템은 도 1 내지 도 3에서 참조 부호(20)로 나타내고, 도 4 내지 도 9에서 더욱 상세하게 도시되며, 이러한 부착 시스템의 특정한 부재들은 도 10 내지 도 16에 도시된다.
각각의 커터 포켓(14)은 커터 전방면(12)으로부터 연장하는 핀 보어(40)와 합체되고, 핀 보어(40)는 종방향 회전축(A)에 임의로 대체로 평행하게 연장하는 핀 보어 축(P)을 갖는다. 그러나, 핀 보어 축(P)은 종방향 회전 축(A)에 대해 또한 경사질 수 있다. 각각의 핀 보어(40)는, 핀 축(N)을 갖고 대체로 원통형 외부 형상을 갖고(도 10 참조) 형상 및 치수에서 핀 보어(40)에 부합하는 핀(50)을 수용한다. 핀(50)은 제2 경도를 갖는 재료로 형성된다. 전형적으로, 핀(50)은 강철로 이루어진다. 핀 보어(40) 내로의 핀(50)의 삽입을 촉진하기 위해서 핀(50)이 핀 보어(40)보다 더 작은 것이 바람직하다는 것은 명확하다.
도 1 및 도 2에서는 커터 본체(13)에 절삭 부재(30)를 클램핑하기 위한 클램핑 볼트(60)와 커터 본체(13)에 대하여 절삭 부재(30)를 조정하기 위한 조정 볼트(70)가 명백히 또한 존재한다.
도 4 내지 도 7은 부착 시스템(20)을 도시한다. 도 4에서는, 부착 시스템(20)의 정면도가 핀(50)의 단부면(55)과 핀의 단부면(55) 내에 선택적으로 형성된 나사 드라이브 또는 토크 전송기(torque transmitter; 51)를 포함하여 도시되어 있다. 토크 전송기(51)는 선택적으로 슬롯이거나, 다른 실시예에서는 교차점, 별 형상, 육각형 또는 사각형과 같은 다른 알려진 구성을 가질 수 있다. 또한, 도 4는 절삭 플레이트 또는 절삭 인서트(33)와 각각의 절삭 에지(32)를 갖는 절삭 부재(30)뿐만 아니라 커터 본체(13) 내에 형성된 커터 포켓(14)을 더욱 상세하게 도시한다. 도 5는 이들 요소들을 사시도로 도시한다. 본 발명에 따른 절삭 공구(10)의 장점은 비교적 연성 금속이고 굽혀지고 마모되기 쉬운 알루미늄으로 절삭 본체가 이루어지기 때문에 커터 본체(13) 내의 임의의 나사결합이 회피된다는 점이다. 그러므로, 절삭 공구(10)는 부정적인 영향을 받지 않으면서 고속의 기계가공 속도에서 더 높은 하중을 견딘다. 절삭 부재(30)의 제1 경도와 핀(50)의 제2 경도는 커터 본체(13)의 제3 경도보다 양쪽 모두 더 크다.
도 6은 클램핑 볼트(60) 및 조정 볼트(70)와 함께 밀링 커터의 절삭 부재(30), 핀 보어(40), 핀(50), 커터 포켓(14)의 확대된 사시도를 도시한다. 커터 포켓(14)은 포켓 기부(15)와, 핀 보어(40)와 연통하는 포켓 클램핑 보어(16)로서 형성된 포켓 클램핑 개구를 포함한다. 포켓 클램핑 보어(16)는 핀 보어 축(P)으로부터 대체로 방사상 외부로 연장하는 포켓 클램핑 보어 축(C)을 갖는다. 커터 포켓(14)은 핀 보어(40)와 연통하는 포켓 조정 보어(17)를 또한 포함한다. 포켓 조정 보어(17)는 핀 보어 축(P)으로부터 대체로 방사상 외부로 연장하는 포켓 조정 보어 축(B)을 갖는다. 따라서, 포켓 클램핑 보어(16)와 포켓 조정 보어(17) 양쪽 모두는 포켓 기부(15)로부터 핀 보어(40) 내의 개구까지 연장한다. 핀(50)이 핀 보어(40) 내부에 위치될 때, 포켓 클램핑 보어(16)가 이하, 핀 클램핑 보어(52)라고 칭해지는 핀(50) 내의 제1 부착 보어와 정렬되도록 그리고 포켓 조정 보어(17)가 이하, 핀 조정 보어(53)라고 칭해지는 핀(50) 내의 제2 부착 보어와 정렬되도록 배향된다. 또한, 토크 전송기(51)는 핀 보어(40)에 대한 핀 조정 보어(53) 및 핀 클램핑 보어(52)의 방향을 지시하는 지시기로서 역할을 할 수 있다. 대안적으로, 만입부(indentation)와 같은 별도의 지시기(도시 생략)가 핀(50)의 단부면(55) 상에 형성될 수 있다.
클램핑 볼트(60)는 전형적으로 나사부, 헤드(62) 및 그 사이의 중간부(63)인 제1 부착 섹션(61)을 갖는다. 클램핑 볼트(60)의 헤드(62)는 중간부(63)를 향하여 테이퍼진 클램핑 섹션을 구성하는 경사진 원뿔형 헤드부(64)(도 7 참조)를 갖는다. 대안적인 실시예에 따라서, 클램핑 볼트(60)의 경사진 원뿔형 헤드부(64)는 원뿔형이지 않고 다른 방식으로 경사질 수 있다. 유사하게, 조정 볼트(70)는 전형적으로 나사부, 헤드(72) 및 그 사이의 중간부(73)인 제2 부착 섹션(71)을 갖는다. 조정 볼트(70)의 헤드(72)는 중간부(73)를 향하여 테이퍼진 조정 섹션을 구성하는 경사진 원뿔형 헤드부(74)를 갖는다. 대안적인 실시예에 따라서, 조정 볼트(70)의 경사진 원뿔형 헤드부(74)는 원뿔형이지 않고 다른 방식으로 경사질 수 있다.
도 7은 밀링 커터 본체(13), 절삭 부재(30), 핀(50), 클램핑 볼트(60) 및 조정 볼트(70)의 일부분에 대한 섹션 측면도를 도시한다. 클램핑 볼트(60)와 조정 볼트(70)는 나사결합되는 것이 바람직하고, 핀(50) 내에 형성된 각각의 핀 클램핑 보어(52) 및 조정 보어(53)와의 맞물림이 도시된다. 또한 양호하게, 핀(50)은 핀 조정 보어(53)에 대하여 핀 클램핑 보어(52)의 핀 보어(40)를 따른 약간의 축방향 이동을 허용하기 위하여 탄성부(54)가 형성된다. 전체적으로 참조부호 56으로 도시된 홈 또는 리세스의 형태일 수 있는 탄성부(54)는, 핀(50)의 클램핑 세그먼트(24) 내에 형성된 핀 클램핑 보어(52)와 핀(50)의 조정 세그먼트(25) 내에 형성된 핀 조정 보어(53) 사이에서의 단면을 약화시키기 위해서, 그리고 그 사이의 축방향 탄성을 증가시키기 위해서, 형성되는 것이 바람직하다. 탄성부(54)에는 홈(56)이 필수적으로 형성되지는 않는다. 대안적으로, 핀(50)의 두 개의 세그먼트 들 사이의 연결은 핀(50)과 일체로 형성될 수 있거나 핀으로부터 분리될 수 있는 다른 적절한 수단에 의해 수행될 수 있다.
도 8은 핀 클램핑 보어(52)와 클램핑 볼트(60)의 맞물림을 도시한다. 도시된 바와 같이, 클램핑 볼트(60)는 절삭 부재 클램핑 구멍(38)을 관통하여 커터 포켓(14) 내부에 절삭 부재(30)를 유지시킨다. 도 9는 핀 조정 보어(53)와 조정 볼트(70)의 맞물림을 도시한다. 특히, 특정하게 형성된 경사부들을 갖는 조정 볼트의 헤드(72)와 클램핑 볼트의 헤드(62)의 맞물림은 이들 도면들에서 볼 수 있다. 조정 볼트(70)의 헤드(72)의 경사진 원뿔형 헤드부(74)의 테이퍼링 각도(β)는 클램핑 볼트(60)의 헤드(62)의 경사진 원뿔형 헤드부(64)의 테이퍼링 각도(γ)보다 더 작을 수 있다. 조정 볼트(70)의 헤드(72)의 단부가 커터 본체(13)의 포켓 조정 보어(17)의 후방 벽(75)과 접하는 경우에, 조정 볼트(70)의 중간부(73)를 향하여 조정 볼트(70)의 헤드(72)의 단부로부터 떨어져 커터 본체(13)와 조정 볼트(70)의 헤드(72) 사이에 갭(gap)이 존재하는 것이 바람직하다. 이것은 절삭 부재(30)를 조정하기 위하여 핀(50) 내로 조정 볼트(70)가 나사결합되도록 허용한다. 즉, 조정 볼트(70)의 내향 이동은 조정 볼트(70)의 헤드(72)가 절삭 부재(30)의 오목한 경사부(36)에 대하여 가압할 때 커터 본체(13)에 대하여 절삭 부재(30)의 위치의 양호한 축방향 조정을 허용한다.
도 10 내지 도 12는 양호한 실시예의 핀(50)의 구조를 더욱 상세하게 도시한다. 이미 전술된 요소들, 즉, 리세스 및/또는 홈(56)으로서 도시된 탄성부(54)뿐만 아니라 슬롯(51), 핀 클램핑 보어(52) 및 핀 조정 보어(53)는 이들 도면에서 더 욱 상세하게 도시된다. 복수의 단일 홈들은 교대로 배치되어 형성된다. 각각의 단일 홈(56)은 핀(50)의 직경의 80-98%에 걸쳐 연장되는 것이 바람직하다. 또한, 각각의 단일 홈(56)은 핀(50)의 직경의 90-95%에 걸쳐 연정되는 것이 더욱 바람직하다. 전형적으로, 두 개 내지 다섯 개의 홈(56)들이 형성되어 있다. 또한, 세 개의 홈(56)들이 형성되는 것이 더욱 전형적이다.
도 13 내지 도 16은 카트리지의 형태로 절삭 부재(30)의 일 실시예를 도시한다. 도 13 내지 도 16에서 볼 수 있는 바와 같이, 절삭 부재(30)는 두 개의 대향 단부들을 갖는다. 근접한 제1 단부는 절삭 플레이트 또는 절삭 인서트(33)로서 형성될 수 있는 절삭부(31)이다. 절삭 플레이트의 경우에, 절삭 플레이트는 카트리지 상에 납땜되는 것이 바람직하다. 절삭 인서트의 경우에는, 해제가능한 방식으로 카트리지에 고정되고, 인덱싱 가능한 것이 바람직하다.
절삭부(31)는 하나 이상의 절삭 에지(32)를 갖는다. 절삭 에지(32)의 특정한 구성에 따라서, 4개의 절삭 에지부들이 형성된다. 제1 절삭 에지부(41)는 주연 절삭 에지로서 기능하고, 절삭 부재(30)가 커터 본체(13) 내의 커터 포켓(14)에 장착될 때 종방향 회전 축(A)에 대체로 평행하게 연장한다. 제2 절삭 에지부(42)는 제1 절삭 에지부(41)로부터 내향으로 연장하고 제1 절삭 에지부에 대하여 경사지게 연장한다. 제3 절삭 에지부(43)는 제2 절삭 에지부(42)로부터 내향으로 연장하고 제2 절삭 에지부에 대하여 그리고 종방향 회전축(A)에 대하여 경사지게 연장한다. 제4 절삭 에지부(44)는 제3 절삭 에지부(43)로부터 내향으로 연장하고 종방향 회전축(A)에 대체로 수직이다. 절삭 섹션(37)은 절삭 부재(30)의 절삭부(31)에서 또는 주변에 위치된다. 절삭 섹션(37)에 대향하는 절삭 부재(30)의 제2 단부에서, 절삭 부재(30)에는 도 15에 가장 잘 도시되어 있는 조정 섹션(35)이 형성된다. 조정 섹션(35)은 조정 볼트(70)(도 13 내지 도 16에 미도시)를 미리 규정된 방식으로 오목한 경사부(36)와 맞물리게 하기 위하여 그리고 핀(50) 내로의 조정 볼트(70)의 추가 진입시에 절삭 부재(30)의 위치 조정을 허용하기 위하여 오목한 경사부(36)를 갖는다. 절삭 부재(30)의 부재 접선 접촉면(22)들 사이의 도브테일 형상은 절삭 부재(30)의 절삭 섹션(37)과 절삭 부재의 오목한 조정 섹션(35) 사이에서 연장될 수 있다.
양호하게, 오목한 경사부(36)는 복수의 경사진 세그먼트(45)로부터 형성된다. 경사진 세그먼트(45)의 구성은 조정 볼트(70)와 오목한 경사부(36) 사이의 접촉 영역을 한정할 수 있다. 따라서, 접촉 영역은 조정 볼트(70)의 경사진 원뿔형 헤드부(74)가 커터 본체(13)에 대하여 축방향으로 절삭 부재(30)를 이동시키도록 도 15에서 화살표(26)에 의해 도시된 방향으로 조정 섹션(35)의 오목한 경사부(36)에 대하여 가압 힘(W)을 인가하는 방식으로 한정된다. 동시에, 가압 방향은, 부재 릴리프면(23)에 의해 이격되는 절삭 부재(30)의 이격된 부재 접선 접촉면(22)이 기계가공 동안 인가된 접선방향으로 배향된 절삭력에 대하여 절삭 부재(30)를 접선방향으로 지지하는 대응 포켓 접선 접촉면(21)과 견고하게 접촉하여 유지하는 것을 보장한다. 그러므로, 오목한 경사부(36) 상의 조정 볼트(70)의 경사진 원뿔형 헤드부(74)에 의해 인가된 힘(W)은 절삭 부재(30)의 양쪽 측면들 상의 부재 접선 접촉면(22)에 평행하지 않아야 하지만, 화살표(26)에 의해 도시된 바와 같이 그에 대 해 횡방향으로 배향되어야 한다는 점에서 유리하다.
도 15에 도시된 바와 같이, 오목한 경사부(36)는 경사면(34)이 형성되는 절삭 부재 클램핑 구멍(38)으로부터 이격된다. 도 15 및 도 16에서, 절삭 부재 클램핑 구멍(38)의 경사면(34)은 (도 15 및 도 16에서 도시되지 않은) 클램핑 볼트(60)의 각각의 헤드(62)와 맞물리도록 도시된다. 도 16에서, 절삭 부재(30)의 기부 상의 방사상 접촉면(39)이 또한 도시된다. 절삭 부재(30)가 커터 본체(13)의 커터 포켓(14) 내에 장착될 때, 절삭 부재(30)의 방사상 접촉면(39)은 커터 포켓(14)의 포켓 기부(15)와 접한다.
도 4, 도 14 및 도 16에서 도시된 바와 같이, 절삭 부재(30)에는 부재 접선 접촉면(22)과 절삭 부재(30)의 방사상 접촉면(39) 사이에 연장하는 두 개의 모따기 면(chamfered surface, 47)이 선택적으로 형성된다. 모따기 면(47)은 절삭 본체(13) 내의 커터 포켓(14) 내부에 장착될 때 절삭 부재(30)에 대해 적절한 공차를 제공한다.
절삭 부재(30)는 절삭 부재 클램핑 구멍(38)을 관통하여 포켓 클램핑 보어(16)를 통해 핀 클램핑 보어(52) 내로 나사결합되는 클램핑 볼트(60)에 의해 커터 본체(13)의 커터 포켓(14) 내에 제거가능하게 고정되는 것이 바람직하다. 조정 볼트(70)는 포켓 조정 보어(17)를 관통하여 핀 조정 보어(53) 내로 나사결합된다. 조정 볼트(70)의 헤드(72)는 절삭 부재(30)의 오목한 경사부(36)와 접한다.
도 17 내지 도 23은 커터 본체(13) 내에 모두 형성되어 있는 핀 보어(40) 및 각각의 커터 포켓(14)의 설계 및 정렬을 또한 도시한다. 커터 본체(13) 내에는 하 나 이상의 핀 보어(40) 및 커터 포켓(14)가 존재하는 것이 바람직하다. 선택적으로, 도 1에 예로서 도시된 바와 같이, 비교적 많은 수의 핀 보어(40)들과 합체된 커터 포켓(14)이 존재할 수 있다. 도 17 내지 도 23으로 되돌아가면, 포켓 클램핑 보어(16)와 포켓 조정 보어(17)가 또한 존재한다. 특히, 도 21에서, 핀(50) 내로의 조정 볼트(70)의 추가 맞물림의 경우에 규정된 방식으로 커터 포켓(14) 내에 장착된 (도면에 도시되지 않은) 절삭 부재(30)를 (도면에 도시되지 않은) 조정 볼트(70)가 적절하게 조정하도록 하기 위해서 이들 포켓 보어(16, 17)들이 대체로 평행하게 위치되는 것을 알 수 있다. 포켓 조정 보어(17)는 조정 볼트(70)의 세그먼트들에 양호하게 대응하는 세그먼트들, 즉 커터 주연면(11)에 인접한 원통형 섹션(18)과, 핀 보어(40)로 수렴하는 원뿔형 섹션(19)을 갖는다. 클램핑 볼트(60)의 특정하게 상술된 요소들의 맞물림에 대한 상부도가 도 19에 도시된다. 포켓 클램핑 보어(16) 및 포켓 조정 보어(17)의 양호한 배향은 도 22 및 도 23에서 또한 도시된다.
도 19에서 도시된 바와 같이, 포켓 클램핑 보어 축(C)은 보어 축 경사 각도(α)에서 절삭 공구(10)의 방사상 방향(R)에 대하여 경사진다. 포켓 클램핑 보어 축(C)은 절삭 공구(10)의 회전 방향(46)에 대하여 후방으로 경사진다. 보어 축 경사 각도(α)는, 절삭 부재(30)가 커터 본체(13)의 커터 포켓(14)에 대하여 접선방향으로 명확하게 가압되어, 절삭 부재(30)의 일 측면에서의 부재 접선 접촉면(22)이 대응 포켓 접선 접촉면(21)과 견고하게 접하게 되는 것을 보장한다. 또한, 기계가공 동안 절삭 인서트(28) 상에 인가된 접선방향 절삭력(F)이 대응 포켓 접선 접촉면(21)에 대하여 동일한 부재 접선 접촉면(22)을 가압하려 하므로, 따라서 커터 본체의 커터 포켓(14) 내부에 절삭 부재(30)의 견고한 클램핑을 보조한다.
절삭 공구(10)의 조립이 도 1 내지 도 23을 참조하여 이제 기술될 것이다.
조립은 다음의 단계들을 포함한다.
1. 핀(50)을 핀 보어(40) 내로 삽입하는 단계.
2. 핀 클램핑 보어(52) 및 핀 조정 보어(53)를 포켓 클램핑 보어(16) 및 포켓 조정 보어(17)와 정렬하는 단계.
이 정렬 단계는 단지 필요에 따라 실행된다. 예를 들어, 핀(50)을 핀 보어(40) 내로 삽입한 후에 핀 클램핑 보어(52) 및 핀 조정 보어(53)가 포켓 클램핑 보어(16) 및 포켓 조정 보어(17)와 이미 정렬된 경우에는, 이 단계가 실행되지 않는다. 또한, 핀(50) 및 핀 보어(40)가 원통형이 아니고 그 사이의 상대 회전이 방지된 경우에도, 이 단계는 실행되지 않는다.
3. 절삭 부재(30)의 방사상 접촉면(39) 및 절삭 부재(30)의 부재 접선 접촉면(22)이 포켓 기부(15) 및 포켓 접선 접촉면(21)에 대하여 각각 활주하도록 절삭 부재(30)를 커터 전방면(12)으로부터 축방향 후방으로 커터 본체(13)의 커터 포켓(14) 내로 삽입시키는 단계.
4. 절삭 부재 클램핑 보어(38)를 관통하고 포켓 클램핑 보어(16)를 관통하여 클램핑 볼트(60)를 삽입시키고, 클램핑 볼트의 최종 조임 없이 핀 클램핑 보어(52) 내로 클램핑 볼트(60)를 나사결합으로 맞물리는 단계.
5. 절삭 부재(30)의 오목한 경사부(36) 아래에서 포켓 조정 보어(17)를 관통 하여 조정 볼트(70)를 삽입시키고, 핀 조정 보어(53) 내로 조정 볼트(70)를 나사결합으로 부분적으로 맞물리는 단계.
6. 조정 볼트(70)의 헤드(72)가 포켓 조정 보어(17)의 원통형 섹션(18)에 대하여 지지되도록 조정 볼트(70)를 계속 조이는 단계. 동시에, 조정 볼트의 헤드의 경사진 원뿔형 헤드부(74)는 절삭 부재(30)의 오목한 경사부(36)를 축방향 전방으로 가압한다.
7. 절삭 부재(30)가 커터 본체(13) 내의 다른 절삭 부재들에 대하여 요구된 절삭 부재의 축방향 위치에 도달할 때까지 절삭 부재(30)가 커터 본체(13)에 대하여 축방향 전방으로 이동하여서, 모든 절삭 부재(30)들의 절삭 에지(32)들이 동일한 레벨에 있게 되도록 조정 볼트(70)를 계속 조이는 단계.
8. 커터 포켓(14) 내부에 절삭 부재(30)를 긴밀하게 유지하도록 클램핑 볼트(60)를 최종적으로 조이는 단계.
9. 조정 볼트(70)를 최종적으로 조이는 단계.
절삭 부재(30)를 축방향 후방으로 이동하도록 요구되는 경우에, 단계 7은 조정 볼트(70)를 조임 해제하는 단계에 뒤따르게 함으로써 절삭 부재(30)가 축방향 후방으로 이동되게 할 수 있다. 만약 핀(50)의 두 개의 세그먼트들 사이에서 연결하는 탄성부(54)가 인장 상태에 있다면, 수축될 것이고, 이에 따라 절삭 부재(30)는 축방향 후방으로 이동할 것이다.
도 24 및 도 25는 부착 시스템(20)에 사용될 수 있는 제2 핀(150)의 대안적인 실시예를 도시한다. 제2 핀(150)은 두 개의 세그먼트들을 포함하는 분할 핀이 다. 제1 세그먼트는 클램핑 세그먼트(124)이고, 제2 세그먼트는 조정 세그먼트(125)이다. 분할 핀(150)의 클램핑 세그먼트(124)는 핀 클램핑 보어(152)를 갖고, 분할 핀(150)의 조정 세그먼트(125)는 핀 조정 보어(153)를 갖는다. 분할 핀(150)은 (도 24 및 도 25에 도시되지 않은) 조정 볼트(70)가 핀 조정 보어(153) 내로 나사결합될 때 분할 핀의 클램핑 세그먼트(124)에 대하여 분할 핀(150)의 조정 세그먼트(125)의 약간의 축방향 이동을 가능하게 한다. 클램핑 세그먼트(124)는 클램핑 세그먼트와 조정 세그먼트 사이의 상대 회전을 한정할 수 있고 포켓 조정 보어(17)와 핀 조정 보어(153)의 정렬을 가능하게 하는 임의의 적절한 방식(도시 생략)으로 조정 세그먼트(125)에 결합될 수 있다. 클램핑 세그먼트(124)는, 예를 들어, 장부촉이음 구성(tenon and mortise arrangment), T-슬롯, 스프링, 고무, 도브테일 구성, 핀 등에 의해 조정 세그먼트(125)에 결합될 수 있다.
도 28은 이제 더욱 상세하게 기술되는 본 발명의 두 개의 실시예들 중 어느 하나, 즉 부착 시스템(220) 또는 부착 시스템(320)에 따른 조립된 부착 시스템을 도시한다. 부착 시스템(220) 및 부착 시스템(320)은 핀(250), 절삭 부재(230), 클램핑 볼트(260) 및 조정 볼트(270)를 양쪽 모두 구비하고, 그 모든 구성요소들은 위에서 기술된 부착 시스템(20)의 각각의 구성요소들과 유사하다. 클램핑 볼트(260) 및 조정 볼트(270)는 포켓 내에 절삭 부재(230)를 고정하고, 부착 시스템(20)에서 기술된 바와 유사한 방식으로 핀(250) 내에 맞물린다.
도 26에 도시된 부착 시스템(220)은 부착 시스템(20) 내의 커터 포켓(14) 및 핀 보어(40)와 대체로 유사한 커터 포켓(214) 및 합체된 핀 보어(240)를 또한 갖는 다. 커터 포켓(214)은 위에서 기술된 커터 포켓(14)에 유사하게 선택적으로 도브테일형이고 절삭 부재(230)를 수용한다. 커터 포켓(214)은 핀 보어(240)와 연통하는 포켓 조정 보어(217)를 포함하고, 위에서 기술된 포켓 조정 보어(17)와 대체로 유사하다. 그러나, 위에서 기술된 포켓 클램핑 보어(16)와 같은 보어로서 형성되는 대신에, 포켓 클램핑 개구는 포켓 클램핑 슬롯(216)의 형태로 되어 있다. 포켓 클램핑 슬롯(216)은 핀 보어(240)와 연통하고 포켓 기부(215)로부터 핀 보어(240) 개구까지 연장한다. 포켓 클램핑 슬롯(216)은 클램프 개구 기부(229)로부터 축방향 전방으로 커터 전방면(212)까지 또한 연장한다. 포켓 클램핑 슬롯(216) 및 포켓 조정 보어(217)는 위에서 각각 기술된 클램핑 볼트(60) 및 조정 볼트(70)의 포켓 클램핑 보어(16) 및 포켓 조정 보어(17)의 수용과 각각 대체로 유사한 클램핑 볼트 및 조정 볼트를 수용한다. 따라서, 부착 시스템(220)에서, 클램핑 볼트(260)는 포켓 클램핑 슬롯(216) 내에 수용되지만, 조정 볼트(270)는 포켓 조정 보어(217) 내에 수용된다.
도 27에 도시된 부착 시스템(320)은 부착 시스템(20) 내의 커터 포켓(14) 및 핀 보어(40)와 대체로 유사한 커터 포켓(314)과 합체된 핀 보어(340)를 또한 갖는다. 커터 포켓(314)은 위에서 기술된 커터 포켓(14)과 유사하게 선택적으로 도브테일형이고 절삭 부재(230)를 수용한다. 커터 포켓(314)은 포켓 조정 보어(17)와 같이 별도의 포켓 조정 보어(17)가 결여되어 있다. 포켓 클램핑 개구는 핀 보어(340)와 연통하는 긴 포켓 클램핑 슬롯(316)의 형태로 되어 있고 포켓 기부(315)로부터 핀 보어(340) 개구까지 연장한다. 포켓 클램핑 슬롯(316)은 클램프 개구 기부(375)로부터 축방향 전방으로 커터 전방면(212)까지 또한 연장한다. 클램프 개구 기부(375)는 위에서 기술된 포켓 조정 보어(17)의 후방 벽(75)에 대체로 유사하다. 부착 시스템(320)에서, 부착 시스템(220) 내에 클램핑 볼트(260)가 있는 바와 같이, 클램핑 볼트(260)는 긴 포켓 클램핑 슬롯(316) 내에 수용된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 부착 시스템(420)은 도 29 및 도 30에 도시된다. 부착 시스템(420)은 절삭 부재(430), 클램핑 볼트(460), 조정 볼트(470) 및 커터 포켓(414)을 포함하고, 커터 포켓은 절삭 부재(430), 포켓 클램핑 보어(416) 및 포켓 조정 보어(417)를 수용하고 선택적으로 도브테일형이며, 이들 모든 구성요소들은 위에서 기술된 부착 시스템(20)의 각각의 구성요소들과 대체로 유사하다. 핀 보어 축(P4)을 갖는 핀 보어(440)는 부착 시스템(20)에 대하여 기술된 바와 같이 부착 시스템(420)의 커터 포켓(414)과 합체된다. 부착 시스템(420)은 포켓 조정 보어(417)에 인접하고 대체로 평행한 커터 포켓(414)과 합체되는 마찰 보어(478)와 마찰 볼트(480)를 더 포함한다. 마찰 보어(478)는 핀 보어 축(P4)으로부터 대체로 방사상 외부로 연장하는 마찰 보어 축(D)을 갖는다. 마찰 보어(478)는 커터 주연면(411)으로부터 핀 보어(440) 내의 개구까지 연장한다.
각각의 핀 보어(440)는 도 31에서 더욱 상세하게 도시된 핀(450)을 수용한다. 핀(450)은 핀(50)에 대하여 위에서 기술된 각각의 구성요소들과 대체로 유사한 탄성부(454)뿐만 아니라 핀 클램핑 보어(452) 및 핀 조정 보어(453)를 갖는다. 핀(450)은 핀 조정 보어(453)에 인접한 핀 마찰 보어(457)를 더 포함한다. 핀(450)이 핀 보어(440) 내에 위치될 때, 모든 포켓 보어들, 즉, 포켓 클램핑 보 어(416), 포켓 조정 보어(417) 및 마찰 보어(478)가 핀(450) 내의 핀 클램핑 보어(452), 핀 조정 보어(453) 및 핀 마찰 보어(457)와 각각 정렬되도록 세 개의 핀 보어들 모두가 배향된다.
클램핑 볼트(460) 및 조정 볼트(470)는 부착 시스템(20)에 대하여 기술된 바와 유사한 방식으로 핀(450) 내에 맞물려지고 커터 포켓(414) 내의 절삭 부재(430)를 해제가능하게 고정시킨다. 마찰 볼트(480)는 세 개의 주 섹션, 즉 핀 마찰 보어(457)과 맞물릴 수 있는 나사 결합부, 중간부, 마찰 볼트 헤드(482)를 가질 수 있다. 또한, 마찰 볼트(480), 특히 마찰 볼트 헤드(482)의 선택적 형상은 도 31로부터 도출될 수 있다. 마찰 볼트(480) 및 특히 마찰 볼트 헤드(482)의 맞물림이 도 29 내지 도 31에서 볼 수 있다. 마찰 볼트(480)가 마찰 보어(478) 내에 그리고 핀 마찰 보어(457) 내에 맞물려질 때, 마찰 볼트 헤드(482)는 포켓 조정 보어(417)의 원통형 섹션(418)과 접하는 주연 섹션(483)을 갖는다. 따라서, 조정 볼트(470)가 절삭 부재(430)를 조정하기 위하여 핀(450) 내에 맞물려질 때, 조정 볼트 헤드(472)는 마찰 볼트 헤드 주연 섹션(483)과 접한다. 결과적으로, 조정 보어의 내부 벽을 포함하는 커터의 본체 재료보다 더 단단한 재료인 조정 볼트 헤드의 경우에, 내부 벽은 조정 볼트 헤드와의 마찰 접촉에 의해 영향을 받지 않는다.
본 발명의 다른 실시예(도시 생략)에서, 절삭 공구는 도 26 및 도 27에 대하여 기술된 포켓 클램핑 슬롯(216, 316)들 중 어느 하나와 유사한 포켓 클램핑 슬롯과 커터 포켓(414)에 대하여 기술된 바와 같은 마찰 보어 및 마찰 볼트를 갖는 하나 이상의 포켓을 가질 수 있다.
도 33은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선삭, 분할 및 홈 형성(grooving)에서 사용될 수 있는 개략적으로 도시된 비회전 절삭 공구(510)를 도시한다. 절삭 공구(510)는 전방 방향 내지 후방 방향을 한정하는 종방향 축(L)을 갖는 커터 본체(513)와 커터 전방면(512)으로부터 후방으로 연장하는 한 쌍의 대향 커터 주연면(511)을 갖는다. 하나 이상의 부착 시스템(520)은 커터 본체(513)의 전방 단부에서 위치된다. 부착 시스템의 커터 포켓(514)은 커터 전방면(512)에서 전개하여 커터 주연면(511)들 중 하나로 개방한다. 커터 전방면(512)으로부터 후방으로 연장하는 핀 보어(540)가 커터 포켓(514)과 합체된다. 핀 보어(540)는 선택적으로 종방향 축(L)에 대체로 평행하게 연장하는 핀 보어 축(P5)을 갖는다. 그러나, 핀 보어 축(P5)은 커터 본체(513)의 종방향 축(L)에 또한 경사질 수 있다. 부착 시스템(520)은 위에서 기술된 부착 시스템(20)에 대체로 유사하고 절삭 부재(530), 클램핑 볼트(560) 및 조정 볼트(570)를 포함한다. 핀(550)은 부착 시스템(20)에 대하여 기술된 핀(50)이나 도 24 및 도 25에 대하여 기술된 분할 핀(150)에 유사할 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 위에서 기술된 임의의 부착 시스템(220, 320, 420)이 사용될 수 있다.
본 발명이 특정의 임의의 각도로 기술되었지만, 이후에 주장하는 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 여러 가지의 변형 및 수정이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 부재를 본체에 부착시키고 본체에 대하여 부재를 조정하기 위하여 위에서 기술된 시스템은 단지 절삭 공구로서 사용되도록 제한되지 않고, 래핑 공구(lapping tool)와 같은 다른 종류의 공구와 함께 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 절삭 공구(10, 510)이며,
    종방향 축(A, L)을 갖고 회전(13) 또는 비회전(513) 하는 커터 본체(13, 513)로서, 전방면(12, 212, 512) 및 상기 전방면으로부터 후방으로 연장하는 주연면(11, 411, 511)과, 상기 커터 본체의 전방면에서 형성된 하나 이상의 핀 보어(40, 240, 340, 440, 540)와, 하나 이상의 핀 보어와 연통하고 선택적으로 포켓 클램핑 보어(16, 216, 316, 416) 및 포켓 조정 보어(17, 217, 417)를 포함하는 포켓 클램핑 개구(16, 216, 316, 416)를 구비하여 상기 커터 본체의 주연면에 형성된 하나 이상의 커터 포켓(14, 214, 314, 414, 514)을 포함하는 커터 본체(13, 513)와,
    상기 하나 이상의 커터 포켓 내에 위치되고, 클램핑 구멍(38)을 포함하는 절삭 부재(30, 230, 430, 530)와,
    상기 하나 이상의 핀 보어 내에 위치되고, 선택적으로 나사결합되는 제1 부착 보어(52, 152, 452)와 제2 부착 보어(53, 153, 453)를 포함하는 핀(50, 150, 250, 450, 550)과,
    상기 핀의 제1 부착 보어와 맞물리는 제1 부착 섹션(61)을 갖고, 상기 커터 본체에 상기 절삭 부재를 해제가능하게 고정시키는 클램핑 볼트(60, 260, 460, 560)와,
    상기 핀의 제2 부착 보어와 맞물리는 제2 부착 섹션(71)을 갖고, 상기 절삭 부재와 접하는 조정 볼트(70, 270, 470, 570)를 포함하는
    절삭 공구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핀(50, 150, 250, 450, 550)은 두 개 이상의 세그먼트(24, 25; 124, 125)로 분할되는
    절삭 공구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 핀(50, 150, 250, 450, 550)은 상기 제1 부착 보어(52, 152, 452)와 상기 제2 부착 보어(53, 153, 453) 사이에 탄성부(54, 454)를 갖는
    절삭 공구.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성부(54, 454)는 상기 제1 부착 보어(52, 152, 452)와 상기 제2 부착 보어(53, 153, 453) 사이에 위치된 하나 이상의 리세스 또는 홈(56)을 포함하는
    절삭 공구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 핀의 단부면(55)은 상기 핀(50, 150, 250, 450, 550)을 선삭하도록 그 리고 상기 제1 부착 보어(52, 152, 452) 및 상기 제2 부착 보어(53, 153, 453)를 상기 포켓 클램핑 개구와 정렬시키도록 구성된 하나 이상의 토크 전송기(51)를 갖고, 상기 토크 전송기는 선택적으로 상기 부착 보어들의 방향을 지시하는 지시기인
    절삭 공구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 부재(30, 230, 430, 530)는 상기 클램핑 구멍(38)으로부터 이격되는 하나 이상의 경사부(36)를 갖고, 선택적으로 하나 이상의 경사부는 상기 절삭 부재의 절삭 섹션(37)에 대향하는 상기 절삭 부재의 오목한 조정 섹션(35) 내에 형성되고,
    상기 조정 볼트(70, 270, 470, 570)는 상기 커터 본체(13, 513)에 대하여 한정된 위치로 상기 절삭 부재를 조정하기 위하여 상기 절삭 부재의 상기 하나 이상의 경사부(36)와 맞물리는 경사진 헤드부(74)를 갖는
    절삭 공구.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 핀(450)은 제3 보어(457)를 더 포함하고,
    상기 커터 본체는 상기 커터 본체 주연면으로부터 상기 핀 보어까지 연장하는 마찰 보어(478)를 포함하고,
    마찰 볼트(480)가 상기 마찰 보어 및 상기 제3 보어와 맞물리고, 선택적으로 조정 볼트(70, 270, 470, 570)는 상기 마찰 볼트의 헤드(482)의 주연 섹션(483)과 접하는 조정 볼트 헤드(72)를 갖는
    절삭 공구.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 부재(30, 230, 430, 530)는 절삭 인서트(28), 절삭 플레이트(33), 또는 절삭 인서트나 절삭 플레이트를 위한 카트리지(30)를 포함하고, 선택적으로 상기 카트리지는 절삭 인서트 또는 절삭 플레이트를 유지하기 위한 카트리지 포켓(27)을 포함하는
    절삭 공구.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 부재(30, 230, 430, 530)는 도브테일 형상을 갖는
    절삭 공구.
  10. 제9항에 있어서,
    하나 이상의 커터 포켓(14, 214, 314, 414, 514)에는 절삭 부재의 부재 접선 접촉면(22)의 도브테일 형상과 정합하는 도브테일 형상을 갖는 포켓 접선 접촉면(21)이 형성되고,
    절삭 공구의 조립된 위치에서, 상기 절삭 부재의 하나 이상의 부재 접선 접 촉면(22)은 대응 포켓 접선 접촉면(21)과 접하는
    절삭 공구.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 부재(30, 230, 430, 530)는 제1 경도를 갖는 재료로 형성되고,
    상기 핀(50, 150, 250, 450, 550)은 제2 경도를 갖는 재료로 형성되고,
    상기 커터 본체(13, 531)는 제3 경도를 갖는 재료로 형성되며,
    상기 제1 경도와 상기 제2 경도 모두는 상기 제3 경도보다 큰
    절삭 공구.
  12. 제1 경도의 제1 재료로 선택적으로 이루어진 부재(30, 230, 430, 530)를 상기 제1 재료의 상기 제1 경도보다 선택적으로 더 작은 제2 경도의 제2 재료로 선택적으로 이루어진 본체(13, 513)에 부착하기 위한 시스템이며,
    종방향 축(N)을 갖고, 적어도 제1 부착 보어(52, 152, 452) 및 제2 부착 보어(53, 153, 453)를 포함하고, 상기 제2 재료의 제2 경도보다 선택적으로 더 큰 제3 경도의 제3 재료로 선택적으로 이루어진 핀(50, 150, 250, 450, 550)과,
    상기 본체에 상기 부재를 해제가능하게 고정시키도록 형성되는 클램핑 섹션(64)을 갖고, 상기 핀의 제1 부착 보어 내에 해제가능하게 고정되도록 형성되는 제1 부착 섹션(61)을 갖는 클램핑 볼트(60, 260, 460, 560)와,
    상기 본체에 대하여 상기 부재의 위치를 조정하도록 형성되는 조정 섹션(74) 을 갖고, 상기 핀의 제2 부착 보어 내에 해제가능하게 고정되도록 형성되는 제2 부착 섹션(71)을 갖는 조정 볼트(70, 270, 470, 570)를 포함하는
    부재 부착 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 조정 볼트(70, 270, 450, 570)는 상기 절삭 부재 상의 조정 볼트에 의해 인가된 힘(W)이 부재 접선 접촉면(22)에 횡방향으로(26) 배향되도록 상기 절삭 부재의 경사부(36)와 접하는
    절삭 공구.
  14. 제1항에 있어서,
    포켓 클램핑 보어 축(C)이 보어 축 경사 각도(α)로 절삭 공구의 방사상 방향(R)으로부터 경사지고, 선택적으로, 상기 포켓 클램핑 보어 축(C)은 절삭 공구의 회전 방향(46)에 대하여 후방으로 경사지는
    절삭 공구.
  15. 절삭 공구(10, 510)를 조립하는 방법이며,
    (a) 핀 클램핑 보어(52, 152, 452) 및 핀 조정 보어(53, 153, 453)를 갖는 핀(50, 150, 250, 450, 550)을 커터 본체(13, 513)의 커터 전방면(12, 212, 512)으로부터 축방향 후방으로 연장하는 핀 보어(40, 240, 340, 440, 540) 내로 삽입하는 단계와,
    (b) 커터 전방면으로부터 축방향 후방으로 커터 본체의 커터 포켓(14, 214, 314, 414, 514) 내로 절삭 부재(30, 230, 430, 530)를 삽입시키는 단계로서, 상기 커터 포켓은 절삭 부재의 방사상 접촉면(39)과 절삭 부재의 부재 접선 접촉면(22)이 포켓 기부(15)와 포켓 접선 접촉면(21)에 대하여 각각 활주하도록 커터 본체의 주연면(11, 411, 511) 내에 위치되는, 삽입 단계와,
    (c) 절삭 부재 클램핑 구멍(38)을 관통하고 커터 포켓 내에 형성된 포켓 클램핑 개구(16, 216, 316, 416)를 관통하여 클램핑 볼트(60, 260, 460, 560)를 삽입시키고, 상기 클램핑 볼트의 최종 조임 없이 핀 클램핑 보어 내로 상기 클램핑 볼트를 나사결합으로 맞물리는 단계와,
    (d) 절삭 부재의 오목한 경사부(36) 아래에서 포켓 클램핑 개구를 관통하여 조정 볼트(70, 270, 470, 570)를 삽입시키고, 핀 조정 보어 내로 조정 볼트를 나사결합으로 부분적으로 맞물리는 단계와,
    (e) 조정 볼트의 헤드(72, 472)가 포켓 클램핑 개구의 원통형 섹션(18, 418)에 대하여 지지되는 동시에, 조정 볼트의 헤드의 경사진 헤드부(74)가 절삭 부재의 오목한 경사부(36)를 대체로 축방향 전방으로 가압하도록 조정 볼트(70)를 계속 조이는 단계와,
    (f) 절삭 부재가 커터 본체 내의 다른 절삭 부재들에 대하여 절삭 부재의 요구된 축방향 위치에 도달할 때까지 절삭 부재가 커터 본체에 대하여 축방향 전방으로 이동하여서, 모든 절삭 부재들의 절삭 에지(32)들이 동일한 레벨에 있게 되도록 조정 볼트를 계속 조이는 단계와,
    (g) 커터 포켓 내부에 절삭 부재를 긴밀하게 유지하도록 상기 클램핑 볼트를 최종적으로 조이는 단계와,
    (h) 상기 조정 볼트를 최종적으로 조이는 단계와,
    (i) 선택적으로, 핀 삽입 이후에 포켓 클램핑 개구와 핀 보어를 정렬시키는 단계와,
    (j) 선택적으로, 조정 볼트를 조임 해제하고 절삭 부재를 축방향 후방으로 이동시키는 단계를 포함하는
    절삭 공구 조립 방법.
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