KR20100062997A - 작동화된 소재 제거 공구 - Google Patents

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KR20100062997A
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Abstract

본 발명은 원뿔 또는 절두체와 같은 형상의 작동표면(362)를 갖춘 이동 바아(360)를 구비한 소재 제거 공구(310)에 관한 것으로, 이동 바아(360_의 길이에 걸쳐 원뿔 또는 절두체의 축위치가 절단 인서트(316)가 장착된 가변장착 카트리지(312)와 작동가능하게 접촉되어 있는 푸시 로드(364)의 위치와 상응하게 되어 있다. 이동 바아(360)는 제1 및 제2 위치 사이에서 작동하여 반경방향 최외곽 위치에서 다른 절단 위치(a-d)로부터 절단 인서트(316)의 다른 조합과 위치한다. 절단 위치(a-d)와 절단 인서트(316)의 다양한 조합은 공지된 소재 제거 공구(310)를 사용하여 소재를 제거하는 다양한 방법을 따라서 공지된다.

Description

작동화된 소재 제거 공구{Actuated Material Removal Tool}
본 발명은 공구에 대한 상대위치가 조절가능한 적어도 하나의 절단부재를 구비하는 형식의 절단 공구에 관한 것이다. 특히, 공구에 대해 적어도 하나의 절단부재의 위치를 변경시킬 수 있는 이동 바아(translating bar)를 구비하는 소재 제거 공구에 관한 것이다.
다음과 같은 배경 기술에 대한 설명에서, 어떤 구조나 방법에 관하여 참고 자료를 검토한다. 그러나, 아래의 참고 자료는 이러한 구조나 방법이 선행기술을 구성하는 것으로 해석되어서는 안된다. 출원인은 그러한 구조나 방법이 선행기술의 자격을 갖지 않는다는 사실을 주장할 권리를 유보하고 있음을 명확히 밝혀둔다.
위치 조정 절단부재를 구비하는 공지의 회전식 공구는 절단부재의 위치를 변경시키기 위해, 기계식 액츄에이터, 유압 또는 공압 등을 포함하여 다양한 수단을 사용한다. 통상적으로, 회전식 공구에 장착된 이동바아와 같은 작동장치는 정밀하게 조립되고 높은 마찰 표면을 가지고, 작동운동을 위해 높은 기계식 동력 또는 유압식 동력을 요구한다. 위치 조정식 절단부재를 갖는 공지의 회전식 공구의 예로는, 유럽특허출원 제1123766호, 일본실용신안출원 제62-201231호, 미국특허 4941782호, 6394710 및 6846136이 있다.
소재 제거 공구의 바람직한 실시예는 결합단부에 커넥터를 구비하는 하우징 본체와, 하우징 본체에 내장되는 작동실에 구비되는 피스톤 헤드, 작동표면을 구비하는 이동바아, 및 소재제거 공구의 작동부에 가변하게 장착된(가변장착) 제1 카트리지를 구비하여 이루어지고, 제1 카트리지는 절단 인서트를 위한 적어도 하나의 안착 포켓을 구비하고, 상기 이동바아는, 피스톤 헤드가 이동할 때, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 축방향으로 이동가능하도록 피스톤 헤드에 작동가능하게 연결된 제1 단부를 구비하고, 상기 제1 위치에서, 상기 작동부는 제1 작동체적을 가지고, 상기 가변하게 장착된 제1 카트리지 위의 상기 안착 포켓에 안착된 절단 인서트의 반경방향 최외곽면은 상기 제1 작동체적으로부터 반경방향 안쪽으로 향하고, 상기 제2 위치에서, 상기 가변하게 장착된 제1 카트리지 위의 상기 안착 포켓에 안착된 절단 인서트의 반경방향 최외곽면은 상기 제1 작동체적으로부터 반경방향 바깥쪽으로 향하고, 상기 작동표면은 원뿔 또는 절두체(frustum)로 이루어지고, 상기 원뿔 또는 절두체의 상기 이동바아의 길이에 걸친 축방향 위치는 상기 가변하게 장착된 제1 카트리지와 작동가능하게 접촉되어 있는 푸시 로드의 위치에 상응하게 되어 있다.
보어를 형성하기 위하여 회전하는 소재 제거 공구로 공작물에서 소재를 제거하기 위한 방법의 실시예는, 제1 고정장착 절삭 인서트의 최외곽면의 직경이 제1 작동체적을 형성하고, 상기 제1 고정장착 절삭 인서트로 공작물에 접촉시키면서 회전하는 소재 제거 공구를 제1 방향으로 이동시키는 단계; 상기 소재 제거 공구의 제1 가변장착 카트리지의 안착 포켓에 장착된 제2 절삭 인서트 부분을 상기 제1 작동체적의 반경방향 바깥쪽으로 이동시키기 위해 상기 소재 제거 공구를 작동시키는 단계; 및 상기 제2 고정장착 절삭 인서트로 공작물에 접촉시키면서 회전하는 소재 제거 공구를 제2 방향으로 이동시키는 단계;를 구비하되, 소재 제거 공구를 축방향으로 작동시키는 것은 이동 바아를 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키는 것이 되고, 상기 이동 바아는 작동면을 구비하고, 상기 작동면은 원뿔 또는 원뿔대를 구비하고, 상기 이동 바아의 길이방향에 따른 상기 원뿔 또는 원뿔대의 축방향 위치는, 상기 제1 가변장착 카트리지와 작동가능하게 접촉되는 푸시 로드의 위치에 상응하게 되어 있다.
보어를 형성하기 위하여 회전하는 소재 제거 공구로 공작물에서 소재를 제거하기 위한 방법의 실시예는, 제1 가변장착 카트리지의 제1 가변장착 절삭 인서트 부분을 제2 가변장착 카트리지의 제1 가변장착 절삭 인서트의 반경방향 바깥쪽으로 이동시키기 위해 소재 제거 공구를 작동시키는 단계; 상기 제1 고정장착 절삭 인서트로 공작물에 접촉시키면서 회전하는 소재 제거 공구를 제1 방향으로 이동시키는 단계; 상기 제2 가변장착 카트리지의 상기 제2 가변장착 절삭 인서트 부분을 상기 제1 가변장착 카트리지의 상기 제1 가변장착 절삭 인서트의 반경방향 바깥쪽으로 이동시키기 위해 소재 제거 공구를 작동시키는 단계; 및 상기 회전하는 소재 제거 공구를 제2 방향으로 이동시키는 단계를 포함하되, 상기 소재 제거 공구를 작동시키는 것은 이동 바아를 제1 위치에서 제2 위치로 축방향으로 이동시키는 것이 되고, 상기 이동 바아는 작동면을 포함하고, 상기 작동면은 원뿔 또는 원뿔대를 구비하고, 상기 이동 바아의 길이방향에 따른 상기 원뿔 또는 원뿔대의 축방향 위치는, 상기 제1 가변장착 카트리지와 작동가능하게 접촉되는 푸시 로드의 위치에 상응하게 되어 있다.
보어를 형성하기 위하여 회전하는 소재 제거 공구로 공작물에서 소재를 제거하기 위한 방법의 실시예는, 소재 제거 공구의 제1 가변장착 카트리지의 제1 가변장착 절삭 인서트 부분을 소재 제거 공구의 작동체적의 반경방향 바깥쪽으로 이동시키기 위해 소재 제거 공구를 작동시키는 단계; 상기 제1 고정장착 절삭 인서트는 상기 제1 가변장착 절삭 인서트로부터 상기 제1 방향을 향해 축방향으로 위치하고, 제1 고정장착 절삭 인서트의 최외곽면의 직경이 제1 작동체적을 형성하면서, 상기 제1 가변장착 절삭 인서트로 공작물에 접촉시키면서 회전하는 소재 제거 공구를 제1 방향으로 이동시키는 단계; 상기 제1 작동체적으로부터 반경방향 안쪽으로 상기 제1 가변장착 절삭 인서트를 이동시키기 위해 상기 소재 제거 공구를 작동시키는 단계; 및 제2 방향으로 상기 회전하는 소재 제거 공구를 이동시키는 단계;를 포함하되, 상기 소재 제거 공구를 작동시키는 것은 이동 바아를 제1 위치에서 제2 위치로 축방향으로 이동시키는 것이 되고, 상기 이동 바아는 작동면을 포함하고, 상기 작동면은 원뿔 또는 원뿔대를 구비하고, 상기 이동 바아의 길이방향에 따른 상기 원뿔 또는 원뿔대의 축방향 위치는, 상기 제1 가변장착 카트리지와 작동가능하게 접촉되는 푸시 로드의 위치에 상응하게 되어 있다.
보어를 형성하기 위하여 회전하는 소재 제거 공구로 공작물에서 소재를 제거하기 위한 방법의 실시예는, 제1 고정장착 절삭 인서트의 최외곽면의 직경이 제1 작동체적을 형성하고, 상기 제1 고정장착 절삭 인서트로 공작물에 접촉시키면서 회전하는 소재 제거 공구를 제1 방향으로 이동시키는 단계; 상기 회전하는 소재 제거 공구를 제2 방향으로 이동시키는 단계; 상기 소재 제거 공구의 제1 가변장착 카트리지의 제1 가변장착 절삭 인서트 부분을 상기 제1 작동체적의 반경방향 바깥쪽으로 이동시키기 위해 상기 소재 제거 공구를 작동시키는 단계; 상기 회전하는 소재 제거 공구를 상기 제2 방향으로 이동시키는 단계;를 구비하되, 상기 소재 제거 공구를 작동시키는 것은 이동 바아를 제1 위치에서 제2 위치로 축방향으로 이동시키는 것이 되고, 상기 이동 바아는 작동면을 구비하고, 상기 작동면은 원뿔 또는 원뿔대를 구비하고, 상기 이동 바아의 길이방향에 따른 상기 원뿔 또는 원뿔대의 축방향 위치는, 상기 제1 가변장착 카트리지와 작동가능하게 접촉되는 푸시 로드의 위치에 상응하게 되어 있다.
소재 제거 공구의 바람직한 실시예는 결합단부에 커넥터를 구비하는 하우징 본체와, 하우징 본체에 내장되는 작동실에 구비되는 피스톤 헤드, 2개 이상의 작동표면을 구비하는 이동바아, 커넥터로부터 원단부에 구비되는 다수의 지지 패드, 및 커넥터와 다수의 지지 패드 사이에 소재 제거 공구의 길이부를 따라 축방향으로 배열된 2개 이상의 절단위치를 구비하는데, 2개 이상의 절단위치는 소재 제거 공구의 작동부를 형성하고, 각각의 절단위치는 제1 가변장착 카트리지를 구비하는데, 이 제1 가변장착 카트리지는 절단 인서트를 위한 적어도 하나의 안착 포켓을 구비하고, 이동 바아는, 피스톤 헤드가 이동할 때, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 축방향으로 이동가능하도록 피스톤 헤드에 작동가능하게 연결된 제1 단부를 구비하고, 제1 위치에서, 작동부는 이 작동부 내에 하우징 본체의 최대반경으로 결정될 제1 작동체적을 가지고 제1 가변장착 카트리지 위의 안착 포켓에 안착된 절단 인서트의 반경방향 최외곽면은 작동체적의 표면에서 반경방향 안쪽으로 향하고, 제2 위치에서, 제1 가변장착 카트리지 위의 안착 포켓에 안착된 절단 인서트의 반경방향 최외곽면은 작동체적의 표면으로부터 반경방향 바깥쪽으로 향하고, 2개 이상의 작동표면은 원뿔 또는 절두체(frustum)로 이루어지고, 이동 바아의 길이에 걸친 제1 작동표면의 축방향 위치는 제1 절단위치에서 제1 가변장착 카트리지와 작동가능하게 접촉되어 있는 푸시 로드의 위치에 상응하게 되어 있고, 이동 바아의 길이에 걸친 제2 작동표면의 축방향 위치는 제2 절단위치에서 제1가변장착 카트리지와 작동가능하게 접촉되어 있는 푸시 로드의 위치에 상응하게 되어 있다.
커넥터와 다수의 지지 패드 사이에 소재 제거 공구의 길이에 걸쳐 축방향으로 배열된 2개 이상의 절단위치를 구비하며, 각각의 절단위치는 제1 가변장착 카트리지를 구비하는데, 이 제1 가변장착 카트리지는 절단 인서트를 위한 적어도 하나의 안착 포켓을 구비하여, 회전하는 소재 제거 공구로 공작물에서 소재를 제거하기 위한 방법의 실시예는, 미리 존재하고 있는 보어 구멍으로 다수의 지지 패드의 적어도 일부를 삽입하기 위해 공작물의 내부에 있는 개구부를 통해 적어도 절단위치를 삽입하는 단계와; 2개 이상의 절단위치의 제1 가변장착 카트리지의 안착 포켓에 장착된 절단 인서트의 일부를 외부 반경방향으로 이동하도록소재 제거 공구를 작동하는 단계; 및 공작물의 내부에서 소재를 제거하도록 소재 제거 공구를 회전하는 단계;를 포함하고, 이동 바아는 2개 이상의 작동표면을 구비하고, 2개 이상의 작동표면은 원뿔 또는 절두체로 이루어지고, 이동 바아의 길이에 걸친 제1 작동표면의 축방향 위치는 제1 절단위치에서 제1 가변장착 카트리지와 작동가능하게 접촉되어 있는 푸시 로드의 위치에 상응하게 되어 있고, 이동 바아의 길이에 걸친 제2 작동표면의 축방향 위치는 제2 절단위치에서 제1가변장착 카트리지와 작동가능하게 접촉되어 있는 푸시 로드의 위치에 상응하게 되어 있다.
상기한 개략적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적이고, 설명을 위한 것이며, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서 이에 한정되지 않음을 분명히 해둔다.
본 발명은 공구에 대한 상대위치가 조절가능한 적어도 하나의 절단부재를 구비하는 형식의 절단 공구에 관한 것이다. 특히, 공구에 대해 적어도 하나의 절단부재의 위치를 변경시킬 수 있는 이동 바아를 구비하는 소재 제거 공구에 관한 것이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하며 동일한 보재는 동일한 부호를 사용하였다.
도 1은 소재 제거 공구의 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 소재 제거 공구의 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3a와 도 3b는 작동면과 가변장착 카트리지의 실시예를 더욱 자세하게 나타내는 도면이다.
도 4a는 도 3b에서 A-A선을 따른 단면을 나타낸다.
도 4b는 푸시 로드의 제1 단부를 나타내는 단면도이다.
도 5a와 5b는 제1 위치에서 이동 바아를 개략적으로 나타낸다.
도 6은 제2 위치에서 이동 바아를 개략적으로 나타낸다.
도 7은, 참고로, 도 5a, 5b 및 6에 보인 소재 제거 공구의 단면도의 위치를 보여준다.
도 8은 5개의 가변장착 카트리지와 5개의 직접 장착 인서트를 구비한 소재 제거 공구의 다른 실시예의 제1 단부를 나타낸다.
도 9와 도 10은 조정 조립체의 실시예를 나타낸다.
도 11과 12는 도 9와 도 10에 보인 조정 조립체의 실시예를 취급조작하는 것을 개략적으로 나타낸다.
도 13은 소재 제거 공구의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1은 소재 제거 공구(10)의 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에는, 소재 제거 공구(10)의 외관이 측면도로 도시되어 있다. 이 소재 제거 공구(10)는, 가변하게 장착된 가변장착 인서트(16)들과 고정적으로 장착된 다수의 고정장착 절삭 인서트(14)들을 구비하는 가변하게 장착된 다수의 가변장착 카트리지(12)를 구비하고, 상기 고정장착 절삭 인서트(14)들은, 상기 소재 제거 공구의 하우징 본체(18)에 형성된 포켓(15)의 안착면에 직접 고정적으로 장착되어 있다. 다른 선택으로서, 상기 고정장착 인서트(14)들은 고정장착 카트리지 상의 포켓에 안착될 수도 있다. 상기 각각의 가변장착 카트리지(12)와 고정장착 카트리지는 절삭 인서트를 수용하기 위한 안착면을 구비한 하나 이상의 포켓을 구비한다. 적절한 절삭 인서트로는 어떠한 형태로 될 수 있는데, 예컨대, 밀링, 선반, 보링 등이 있다. 적절한 절삭 인서트의 예로서 측면 잠금 인서트가 있는데, 이는 2006년 4월 24일 '측면 잠금 인서트와 이를 구비한 소재 제거 공구'라는 명칭으로 출원된 미국특허출원 11/409,089호에 공개되어 있다.
도 1에 보인 소재 제거 공구의 다른 특징은, 예컨대 제1 단부(22)에 조정 조립체(20), 제2 단부(26)에 커넥터(24)와 같은 한계부재(delimting structure)를 구비한다. 기계공구에 장착되었을 때, 상기 제1 단부(22)는 기계공구에 대해 원단부가 되고 상기 제2 단부(26)는 상기 기계공구에 부착되는 연결단부가 된다. 다른 특징으로서, 소재 제거 공구(10)의 조립과 작동을 위한 다양한 개구부, 커텍터 및 조작부를 구비한다.
상기 소재 제거 공구(10)의 제2 단부(26)의 커넥터(24)는 작동을 위해, HAAS VF6 밀링 머신과 같은 기계공구에 부착된다. 상기 커넥터(24)는 적절한 기계공구에 부착될 수 있는 어떠한 적절한 형태라도 가능하다. 실시예에서, 커넥터(24)는 테이퍼진 면(30), 예컨대 상기 제2 단부(26)의 뒤쪽 또는 앞쪽으로 테이퍼진 면을 구비한다. 중간부재(32)는 커넥터(24)에 선택적으로 구비될 수 있다. 중간부재(32)의 예는 저장 시스템이나 작동 기계에 연결되기 위한 하나 이상의 요소를 구비하는데, 예를 들어, 중간부재(32)는 원주 홈(34)을 구비할 수 있다. 상기 원주 홈(34) 또는 유사한 구조는, 다수의 소재 제거 공구를 보관하기 위하여 소재 제거 공구(10)를 기계 작업에 사용되는 회전식 보관 시스템에 연결하기 위한 부착점을 제공한다. 다른 예로서, 중간부재(32)는 열쇠홈(key slot, 36)을 구비할 수 있다. 이 열쇠홈(36), 또는 유사한 구조는, 상기 소재 제거 공구가 사용을 위해 장착되었을 때, 기계공구에 이에 상응하는 부재와 결합을 가능하게 할 수 있다.
도 2는 소재 제거 공구(10)의 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2에는, 소재 제거 공구(10)의 측면도가 보여지는데, 내부의 부재를 볼 수 있도록 도시되어 있다. 소재 제거 공구(10)는 하우징 본체(18) 내부에 작동 체임버(102) 안에 피스톤 헤드(100)를 구비한다. 이동 바아(104)는, 피스톤 헤드(100)에 작동가능하게 연결된 제1 단부를 구비하여, 피스톤 헤드(100)가 이동할 때, 상기 제1 단부가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 제1 축(106)을 따라 축방향으로 왕복이동(T)하게 되어 있다. 상기 이동 바아(104)는 어떤 적절한 수단, 예컨대 도 2에 보인 가이드 핀(101)과 같은 것으로 피스톤 헤드(100)에 연결될 수 있다. 피스톤 헤드(100)는 작동 유체에 의해 이동된다. 작동유체는 통로(108)를 통해 피스톤 헤드(100) 위쪽에서 공급된다. 작동유체는 액체나 기체가 될 수 있다.
가압되면, 피스톤 헤드(100) 위쪽의 작동유체는 부재(110)의 편향력을 극복하게 된다. 편향부재(110)의 예는 기계식을 포함하는데, 예컨대 스프링, 대시포트, 피스톤과 벨로우즈, 탄성재, 그리고 비기계식으로서 압축성 액체나 압축성 기체가 포함될 수 있다. 편향력은 그외 다른 기술로도 달성가능하다. 예를들어, 기계식 편향부재는 예컨대 도 2에 보인 스프링이 사용될 수 있다. 실시예에서는, 편향부재는 상기 소재 제거 공구(10)의 제2 단부(26)쪽으로 피스톤 헤드(100)를 밀어부치는 힘을 작용하도록 세팅되어 있으나, 그 반대의 배치로도 구성할 수 있다. 역시 도 2에 내부 냉각통로(103)가 도시되어 있는데, 이는 스핀들(105)을 통해 소통된다.
이동 바아(104)는 제2 단부에 작동면(112)을 구비한다. 실시예에서 작동면(112)은 원뿔 또는 원뿔대의 형상을 가지는 외면을 구비한다. 상기 작동면(112)은 견고하고 내마모성 소재, 예컨대 강화 카바이드(cemented carbide)로 형성된다. 실시예에서, 원뿔 또는 원뿔대는 상기 이동 바아(104)에 용접되지만, 어떤 다른 부착수단도 사용될 수 있다. 상기 작동면은 바람직한 매끄러움을 얻기까지 표면처리될 수 있다. 작동면에 적절한 매끄러움은 약 (±10%) 4RMS 정도이다.
도 2에는 상기 가변장착 절삭 인서트(16)과 고정장착 절삭 인서트(14)도 도시되어 있다. 이 실시예에서, 가변장착 절삭 인서트(16)는 가변장착 카트리지(12)의 포켓의 안착면에 장착되고, 고정장착 절삭 인서트(14)는 하우징 본체(18)의 포켓의 안착면에 직접 고정적으로 장착된다. 상기 고정장착 절삭 인서트(14)의 전체 또는 일부는 상기 하우징 본체(18)에 형성된 안착면에 바로 고정적으로 장착될 수 있다. 상기 가변장착 카트리지(12)는 슬롯(114)에 안착되고 하나 이상의 절삭 인서트를 장착시킬 수 있다. 가변하게 또는 고정적으로 장착되는 것에 관계없이 절삭 인서트의 절삭면은 상기 소재 제거 공구(10)의 제1 축(106)에 대해 반경방향으로 돌출하게 되지만, 각각의 형식의 절삭 인서트에서, 상기 하우징 본체(18)의 볼륨을 벗어나거나 그 안쪽에 있거나 하는 돌출정도는 서로 다르게 되는데, 이하에서 더 설명될 것이다.
도 3a와 3b는 상기 작동면(112)과 가변장착 카트리지(12)의 실시예를, 더욱 자세하게 나타낸다.
작동면(112)에 대해서는, 연속된 원주면(80)을 가지는 실시예가 도시되어 있는데, 즉, 끊김없이 연속되는 작동면(112)의 하나 이상의 단면이 나타나 있다. 또 3a는 (i)에 그러한 연속 원주면(80)을 단면으로 나타낸다. 다른 실시예에서, 원주면(80)은 비연속적이다. 원주면이 비연속적일 때, 상기 작동면(112)은 분할구조(90)를 구비하는데, 그러나 이 분할구조(90)는 원주부 또는 대체로 원뿔 또는 원뿔대의 형상을 가지는 주변부의 돌출부(92)에 위치한다. 다른 예로서 분할구조(90)의 수는 독립적으로 장착되는 가변장착 카트리지의 수와 동일하다. 도 3a는 비연속 주변면(82)을 단면 (ii)에서 보여준다. 추가의 실시예에서는, 상기 작동면(112)은, 제1 축(106)을 따른 축방향 위치의 단면에서 연속된 주변면(80)과, 제1 축(106)을 따른 축방향의 다른 위치의 단면에서 비연속된 주변면(82)의 결합을 보여준다. 연속된 주변면이 있는 경우, 원뿔 또는 원뿔대의 외면은 단면도에서 보았을 때 원주 크기인, 즉, 점유된 원주의 전체합인, 360도가 된다. 비연속된 주변면이 있는 경우, 원뿔 또는 원뿔대의 외면은 단면도에서 보았을 때 원주 크기인, 즉, 점유된 원주의 전체합인, 약 120도에서 360도 미만이, 또는 270도에서 360도 미만이, 또는 120도에서 약300도 사이, 또는 120도에서 약 180도 사이, 또는 150도에서 약 180도 사이, 또는 150도에서 300도 사이가 된다. 원주 크기 또는 비연속면의 예로서, 도 3a는 (iii)에서 원주부분 A, B, C, D의 원주각 합 즉, A+B+C+D= 원주 크기를 보여준다.
도 3b에 예시한 가변장착 카트리지(12)에 대해 살펴보면, 상기 가변장착 카트리지(12)는, 패스너나 캡스크루, 볼트 또는 스크루와 같은 적절한 장착 기구(116)에 의해 하우징 본체(도시되지 않음)에 제1 단부쪽에 고정된다. 도 2와 3에는 상기 장착 기구(116)로서 캡스크루를 예시하고 있다. 추가로, 상기 가변장착 카트리지는 선택적으로, 상기 가변장착 카트리지의 축방향 위치를 슬롯(114) 내에서 조정할 수 있는 위치조정 스크루(118)과 같은 축방향 위치조정기구를 구비할 수 있다.
상기 가변장착 카트리지(12)의 제2 단부에서, 가변장착 카트리지(12)는 푸시로드(120)에 접촉되거나 푸시로드(120)에 작동가능하게 접촉되며, 또는 푸시로드(120)가 상기 가변장착 카트리지(12)에 장착된다. 핀이라는 용어가 사용될지라도, 푸시로드는 예컨대, 곡선 기하학 형상, 규칙 또는 불규칙적 다각형과 같은 어떤 기하학적 형상을 가질 수 있다. 도 4a(도 3b의 A-A선에서 취한)에 보인 단면도에서, 푸시로드(120)는 제2축(122)을 따라 작동면(112)에 대하여 반경방향으로(t) 이동가능하게 되어 있다. 푸시로드(120)의 제1 단부(126)의 면(124)은 작동면(112)에 선접촉으로 접촉된다. 푸시로드(120)의 제2 단부(130)의 면(128)은 예컨대, 접촉핀(132)을 통해 상기 가변장착 카트리지(12)에 직접 또는 작동가능하게 접촉된다. 이동바아(104)의 축방향 길이를 따른 작동면(112)의 축방향 위치는 가변장착 카트리지(12)와 작동가능하게 접촉된 푸시로드(120)의 위치에 상응하게 된다.
도 4b에서, 푸시로드(120)의 제1 단부(126)가 측면도로 도시되어 있다. 푸시로드(120)의 제1 단부(126)의 면(124)은 테이퍼진 면을 가지고, 푸시로드(120)의 테이퍼진 면과 상기 작동면(112)의 대응면 사이의 접촉이 보다 명확히 도시되어 있다. 예를 들어, 푸시로드(120)의 제1 단부(126)의 면(124)은 작동면(112)의 원뿔 또는 원뿔대에 상호작용하는 각진 면을 구비한다. 이동 바아(104)가 T 방향으로 이동할 때, 상기 면(124)은 (단면도에서 보아) 상기 작동면(112)의 축방향으로 이어지는 길이를 따라 선접촉을 유지하고, 푸시로드(120)는 t 방향으로 이동한다. 푸시로드(120)의 제2 단부(130)는 상기 가변장착 카트리지(12)와 작동가능하게, 또는 도 4a에 보인 접촉핀(132)과 같은 중간부재를 통해 접촉된다.
앞에 기재한 바와 같이, 이동 바아(104)는, 피스톤 헤드(100)가 이동할 때,제1 축(106)을 따라 제 위치와 제2 위치 사이에서 축방향으로 이동할 수 있도록 피스톤 헤드(100)에 작동가능하게 연결된 제1 단부를 구비한다. 도 5a와 도 5b 및 도 6은 제1 위치(도 5a와 도 5b) 및 제2 위치(도 6)에서 이동 바아를 개략적으로 나타낸다. 도 7은 참고로, 도 5a, 5b 및 6에 도시된 소재 제거 공구의 실시예에서 단면도의 위치를 보여준다. 도 5a는 섹션 A-A에, 도 5b와 도 6은 섹션 B-B에 따른 것이다.
도 5a와 도 5b에서 보인 제1 위치에서, 가변장착 카트리지의 위치와 고정장착 절삭 인서트의 위치가, 고정 카트리지를 통해 장착되든 직접 장착되든, 보여진다. 도 5a의 실시예에서, 하우징 본체(18)에 직접 장착된 고정장착 절삭 인서트(14)가 도시되어 있다. 상기 고정장착 절삭 인서트(14)는 직경(D1)으로 나타나는 최대 직경크기를 가진다. 상기 절삭 인서트(14)의 최대 직경크기는 통상 절삭 인서트의 절삭면 또는 절삭날이다. 도 5b의 실시예에서, 가변장착 카트리지(12)에 장착된 가변장착 절삭 인서트(16)가 도시되어 있다.
이동 바아(104)가 제1 위치에 있을 때, 가변장착 카트리지(12)에 장착된 가변장착 절삭 인서트(16)는 반경방향으로 수축된 위치(이동 바아가 제2 위치에 있을 때 그들의 위치에 대해)에 있다. 반경방향으로 수축된 위치에서, 가변장착 카트리지(12)에 있는 상기 절삭 인서트(16) 직경(DF1)으로 나타내는 최대 직경크기를 가진다. 직경 D1은 하우징 본체(18) 자체의 직경보다 크고, 직경 D1은 직경 DF1 보다 커서 소재 제거 작동을 위해 회전시킬 때, 직경 D1에서 상기 고정장착 절삭 인서트(14)는, 공작물에 접촉하는 직경Df1에서가변장착 절삭 인서트없이 소재를 제거할 수 있다. 직경 DF1 은, 하우징 본체(18) 보다 큰 값을 포함하여 직경 D1보다 작은 어떤 값이 될 수 있는데, 하우징 본체(18)의 직경과 같거나 보다 작거나 또는 선택적으로 이들의 복합, 예컨대, 다른 가변장착 카트리지에 있는 절삭 인서트는 선택적으로 서로 다른 직경 DF1을 가질 수 있다.
도 6은 이동 바아(104)가 제2 위치에 있을 때 가변장착 카트리지(12)의 위치를 나타낸다. 이동 바아(104)가 제2 위치에 있을 때, 상기 가변장착 카트리지(12)의 절삭 인서트(16)는 반경방향으로 확장된 위치에 있게 된다(이동 바아가 제1 위치에 있을 때 절삭 인서트의 위치에 비해). 반경방향으로 확장된 위치에서, 가변장착 카트리지(12) 상의 상기 절삭 인서트(16)는 DF2로 도시된 최대 직경크기를 갖는다. 직경 DF2는 직경 D1보다 커서, 소재 제거 공구를 회전시키고자 할 때 직경 DF2에서의 상기 절삭 인서트(16)가, 직경 D1에서의 절삭 인서트(14)가 공작물에 접촉하지 않은 채, 소재를 제거할 수 있다. 직경 DF2은 직경 D1보다 큰 어떤 값을 가질 수 있다. 선택적으로, 다른 가변장착 카트리지에 있는 절삭 인서트는 선택적으로 서로 다른 직경 DF2을 가질 수 있다.
도 5a와 도 5b 및 도 6에는 또한 제1 위치와 제2 위치에 관련된 이동 바아(104)의 상대위치를 나타낸다. 제1 위치에서, 이동 바아(104)는, 예컨대 도 3b에 나타낸 반환 정지부(142)와 같은 제1 제한부재에 접촉되고, 조정 조립체(20)와 같은 제2 제한부재로부터 이격되어 있다. 제2 위치에서, 이동 바아(104)는 제1 제한부재로부터 이격되고, 예컨대 조정 조립체(20)의 접촉면(144)과 같은 제2 제한부재에 접촉되어 있다. 조정 조립체(20)를 조정함에 의해 조정 조립체(20)의 접촉면(144)은 이동할 수 있다.예를 들어, 손잡이(146)를 회전시키면 제1 축(106)을 따라 접촉면(144)을 이동시켜 이동 바아(104)의 이동 거리(T)를 변화시키게 된다. 예시된 도면에서, 반환 정지부(142)와 조정 조립체(20)는 이동 바아(104)의 이동 거리(T)를 제한하나 다른 제1, 제2 제한부재가 사용될 수도 있다. 추가로, 제1 및 제2 제한부재는 조정가능하며, 둘 다 고정할 수도, 또 어느 하나만 조정가능하게 하는 것도 가능하다. 여기서 반환 정지부로 기술하였지만, 제1 제한부재는 어떤 다른 적절한 구조를 사용하는 것도 가능하다. 유사하게, 여기서 조정 조립체로 기술하였지만, 제2 제한부재도 어떤 다른 적절한 구조를 사용하는 것이 가능하다. 추가로, 반환 정지부나 조정 조립체나 다른 적절한 부재가 없는 경우, 피스톤이 이동하는 작동 부재의 내벽을, 이동 바아(104)의 축방향 이동을 제한하기 위하여 제1 또는 제2 제한부재로 사용하는 것도 가능하다.
제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 바아(104)의 이동이 어떤 절삭 인서트 세트가 반경방향으로 가장 멀리 확장될지를 변경한다. 제1 위치에서, 가변장착 카트리지 상의 포켓에 안착된 절삭 인서트의 반경방향 최외곽면은, 고정장착 카트리지 상의 포켓에 안착된 절삭 인서트의 반경방향 최외곽면으로부터 안쪽에 위치한다. 따라서, 고정장착 카트리지 상의 포켓에 안착된 또는 직접 장착된 절삭 인서트만이 공작물에 접촉되고 작동중에 소재를 제거하게 된다. 제2 위치에서, 가변장착 카트리지 상의 포켓에 안착된 절삭 인서트의 반경방향 최외곽면은, 고정장착 카트리지 상의 포켓에 안착된 절삭 인서트의 반경방향 최외곽면으로부터 바깥쪽에 위치한다. 따라서, 가변장착 카트리지 상의 포켓에 안착된 또는 직접 장착된 절삭 인서트만이 공작물에 접촉되고 작동중에 소재를 제거하게 된다. 이런 식으로, 이동 바아의 작동 상태에 따라 다른 형식의 절삭 인서트가 소재 제거 공구에 의해 사용될 수 있다. 하나의 예에서, 고정장착 카트리지의 포켓에 안착되거나 직접 장착된 절삭 인서트는 세미 피니시(semi-finish) 인서트이고 고정장착 카트리지의 포켓에 안착된 절삭 인서트는 피니시 인서트이다.
도 5a, 5b, 6 및 7과 관련하여 보인 실시예는 본 출원에 개시된 기술사상을 구현하는 소재 제거 공구의 단순한 일례일 뿐이라는 점을 명확히 해둔다. (a) 절삭 인서트를 구비하는 가변장착 카트리지, (b) 절삭 인서트를 구비하는 고정장착 카트리지 및 (c) 고정식 절삭 인서트의 다른 조합도 사용될 수 있다. 추가로, 절삭 인서트를 구비하는 가변장착 카트리지, 절삭 인서트를 구비하는 고정장착 카트리지 및 고정식 절삭 인서트는 모두 같은 형식일 필요도 없고, 상기 (a), (b) 및 (c)의 어느 것이라도 절삭 인서트가 소재 제거를 위해 모두 동시에 작동할 필요도 없다. 다른 실시예로서, 가변장착 카트리지에만 장착된 절삭 인서트 또는 한 세트의 가변장착 카트리지 상에 단지 하나의 절삭 인서트 세트만을 구비하는 것도 가능하다.
실시예에서, 소재 제거 공구는 일반적으로 작동부와 장착부를 가지는 것으로 기술된다. 도 1에 보인 실시예를 다시 참고하면, 작동부(I)는 구분선(40)에서 장착부(II)와 구분된다. 구분선(40)은 중간부재(32)와 일치시킬 수 있고, 또는 보인 바와 같이, 소재 제거 공구(10)의 다른 위치에 할 수도 있다. 작동 중에 예컨대 보링 작업 중에, 작동부(I)는 공작물의 체적 안쪽 또는 가까이에 배치되고, 장착부(II)는 일반적으로 공작물의 체적 안쪽에 놓이지 않게 된다. 이렇게, 작동부(I)에서의 위치와 특징은 소재 제거 작업을 가능하게 한다. 도 1의 실시예에서, 작동부(I)는 일반적으로 규칙형이고 장착부(II)의 직경보다 다른 직경을 가진다. 실린더와 같은 규칙형을 가지는 작동부(I)에 대해, 작동부(I)의 어떤 지점에서의 직경은 축방향 길이를 따라 실질적으로 일정하고, 소재 제거 공구(10)의 작동 체적은 작동부(I)의 직경에 기초하여 소재 제거 공구의 회전에 의해 점유되는 체적으로 정의된다. 불규칙형 작동부에 대해서는, 작동체적은 작동부의 어느 지점의 최대 직경에 기초하여 소재 제거 공구의 회전에 의해 점유되는 체적으로 정의된다. 소재 제거 공구의 작동부가 절삭 인서트를 구비하고 작동부를 따라 반경 방향 최외곽면에 있을 때, 절삭 인서트의 최외관면에서의 직경은 작동체적을 결정하는 데 사용된다.
작동체적에 대한 상기의 관점에서, (a) 절삭 인서트를 구비하는 가변장착 카트리지, (b) 절삭 인서트를 구비하는 고정장착 카트리지 및 (c) 고정식 절삭 인서트의 다른 조합에 대해 각각의 조합에 대한 작동체적의 결정을 예상할 수 있을 것이다.
예를 들어, 소재 제거 공구가, 소재 제거 공구의 작동부에 장착되는 제1 가변장착 카트리지와, 절삭 인서트를 위한 하나 이상의 안착 포켓을 구비한 상기 제1 가변장착 카트리지와, 고정장착 절삭 인서트를 위한 하나 이상의 고정장착 위치를 구비하는 경우, 이동 바아가 제1 위치에 있을 때 고정장착 절삭 인서트의 반경방향 최외곽면에 기초하여 제1 작동체적이 결정된다. 이동 바아가 제2 위치에 있을 때, 고정장착 절삭 인서트의 반경방향 최외곽면에 기초하여 제2 작동체적이 결정된다. 이 실시예에서, 제1 가변장착 카트리지는, 이동 바아가 제1 위치에 있을 때 수축되고, 이동 바아가 제2 위치에 있을 때 확장된다. 상기 하나 이상의 고정장착 위치는고정장착 카트리지의 안착면이 될 수 있고 또는 바로 하우징 본체의 안착면이 될 수 있고, 또는 더 많은 경우 고정장착 위치, 고정장착 카트리지의 안착면과 하우징 본체 상의 안착면 등이 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 소재 제거 공구는 소재 제거 공구의 작동부 상의 제1 가변장착 카트리지와, 절삭 인서트를 위힌 하나 이상의 안착포켓을 구비하는 상기 제1 가변장착 카트리지와, 소재 제거 공구의 작동부 상의 제2 가변장착 카트리지, 제2 절삭 인서트를 위한 하나 이상의 안착포켓을 구비하는 상기 제2 가변장착 카트리지를 구비하는 경우, 이동 바아가 제1 위치에 있을 때 제2 가변장착 카트리지에 안착된 제2 고정장착 절삭 인서트의 반경방향 최외곽면에 기초하여 제1 작동체적이 결정된다. 이동 바아가 제2 위치에 있을 때, 제1 가변장착 카트리지의 반경방향 최외곽면에 기초하여 제2 작동체적이 결정된다. 이 실시예에서, 제1 가변장착 카트리지는, 이동 바아가 제1 위치에 있을 때 수축되고, 이동 바아가 제2 위치에 있을 때 확장되며, 제2 가변장착 카트리지는 이동 바아가 제2 위치에 있을 때 수축되고, 이동 바아가 제1 위치에 있을 때 확장된다.
실시예에서, 상기 가변장착 카트리지(12)는, 이동 바아(104)의 작동하에서 상기 가변장착 카트리지(12)의 바람직한 가변성을 획득하기 위하여 장착될 수 있다. 예를 들어, 어떤 실시예에서, 상기 카트리지(12)는 도 3b에 보인 가변성 슬롯(140)을 구비할 수 있다. 이 가변성 슬롯(140)은 앞에 설명된 슬롯(114)의 면을 향하는 상기 카트리지(12)의 면에 위치한다. 가변성 슬롯(140)이 캡 스크루와 같은 장착기구(116)를 상기 카트리지(12)와 절삭 인서트를 구비하는 푸시로드(120)의 제2 단부의 접촉점, 또는 작동 접촉점으로부터 분리할 때, 상기 카트리지(12)는 절삭 인서트와 함께 상기 제2 단부에서 반경방향으로 보다 용이하게 변위된다.
상기 가변성 슬롯과, 상기 장착기구, 및 푸시로드의 제2 단부의 접촉점 또는 작동 접촉점에 대한 절삭 인서트의 위치는, 공구 설계자에 의해 조절되어 절삭 인서트의 조정성에 영향을 주게 되는 추가 변수를 제공한다. 예를 들어, 캡스크루의 축방향 위치와 푸시로드의 축방향 위치 사이에서 상기 절삭 인서트가 축방향으로 위치를 잡으면, 절삭 인서트는 푸시로드의 이동 거리보다는 짧은 반경방향 거리를 이동할 것이다. 이러한 이동은 계산되고 고려될 수 있다. 캡스크루의 축방향 위치로부터 푸시로드의 축방향 위치까지 분리거리의 75%인, 캡스크루의 축방향 위치로부터 일정거리 떨어져 있는 절삭 인서트의 축방향 위치를 예로 들 수 있다.
앞에서 기술한 바와 같이, 상기 카트리지의 가변성으로부터 일어나는 카트리지의 복원력은 작동면 상의 푸시로드를 통한 복원력으로 작용한다. 이 복원력은 이동 바아를 중심맞추고, 이동 바아를 안내하거나 조절하는 반경방향 편향력을 제공한다. 이 반경방향 편향력은 약 (±10%) 1 ㎛의 작동의 반복성에 기여한다. 다시 말하면, 소재 제거 공구의 반복적인 작동은 상기 가변장착 카트리지를 반경방향 바깥쪽으로 어떤 거리만큼 이동시키는데, 이 거리는 바람직한 이동 거리의 약 (±10%) 1 ㎛ 범위내로 연속적인 작동에 따라 반복된다.
도 3과 도 4a는 네개의 가변장착 카트리지를 구비하는 소재 제거 공구를 나타낸다. 그러나, 어떤 수의 가변장착 카트리지가 사용될 수 있는데, 예를 들어, 2개 또는 그 이상, 3개 또는 그 이상, 5개 또는 그 이상, 6개 또는 그 이상, 7개 또는 그 이상 등등이다. 또한, 도 3과 도 4a는 동일한 간격을 갖고 이동 바아 주위에 배치된 가변장착 카트리지를 구비하는 소재 제거 공구를 나타내는데, 상기 간격은 예컨대, 상기 가변장착 카트리지의 수에 따라 정해진다. 예를 들어, 네개의 카트리지에 대해서는, 각 카트리지는 90도로 분리된다 (즉 360도/4). 그러나 이동 바아에 대해 반경방향 편향력을 제공하는 복원력이 반경방향으로 균형을 유지하는 한, 균일한 간격이 필요한 것은 아니다. 네개의 카트리지에 대한 다른 실시예로서, 가변장착 카트리지는 다음의 반경방향 위치에 위치할 수 있다 : 30도, 150도, 210도, 330도. 도 8은 5개의 가변장착 카트리지와 5개의 직접장착 인서트를 구비하는 소재 제거 공구(10)의 다른 실시예의 제1 단부(22)를 보여준다.
도 2를 다시 참조하면, 이동 바아(104)의 이동을 제한하는 몇 가지 부재를 보여준다. 예를 들어, 반환 정지부(142)와 같은 제1 제한부재가 도시되어 있다. 또한 예를 들면, 조정 조립체(20)와 같은 제2 제한부재가 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 이동 바아(104)의 축방향 슬롯에 회전키(150)가 도시되어 있다. 회전키(150)는 이동 바아(104)가 제1 축(106)을 따라 이동운동(T)을 허용하나, 제1 축(106) 주위로 이동 바아(104)가 회전운동하는 것을 방지하고 제한한다. 회전키(150)는 선택사항이다.
도 9와 도 10은 조정 조립체(20)의 실시예를 예시한다. 이 조정 조립체(20)는 손잡이(146) 또는 적절한 조정점을 구비하는데, 이를 조작함으로써 제2 제한부재의 정지동작을 생성하는 접촉면(144)를 이동시킬 수 있다.
나사 연결부(152)가 상기 손잡이(146)와 접촉면(144) 사이에 이어진다. 이 접촉면(144)은 나사 연결부에 통합되어 형성되거나, 나사 연결부의 한 면이 될 수 있다. 상기 나사 연결부(152)는 조정기(160)를 통과하여 나선이 형성된다. 상기 조정기(160)는 가변하거나 연성인 부재이고, 나사 연결부(152)의 우연한 이동을 포함한 이동에 저항을 제공한다. 보정기(160)에 적절한 소재의 예는 나일론이다. 보정기(160)는 나사 연결부(152)를 수용하기 위한 나사선이 형성된 중앙 개구부(162)를 구비한다. 조립 중에, 보정기(160)는 공간을 제공하기 위하여 베이스(154)로부터 뒤로 물러나 있다. 뒤로 물러날 때, 보정기(160)는 나사 연결부(152) 위에서 회전할 수 있다. 다양한 각도의 회전을 가능하게 하기 위해, 그에 따라 베이스(154)로부터 다양한 크기의 간격을 확보하기 위해, 보정기(160)의 주변을 향해 다수의 구멍(164)이 구비되어 있다. 이런 구멍(164)들은 조정 조립체(20)를 장착하기 위해 볼트(156)와 같은 장착 장치를 구비할 수 있다. 조정 조립체(20)가 하우징 본체(18)에 장착될 때, 주변부에서 보정기(160)와 베이스(154)의 사이의 공간은 닫히게 되나, 나사가 형성된 중앙 개구부(162) 영역의 공간은 남아 있다. 조정기(160)의 종국적인 변형은 회전에 저항하여 나사 연결부(152)에 힘을 생성한다. 변형량은, 결과적으로 회전에 저항하는 힘의 량은, 베이스(154)로부터 조정기(160)가 뒤로 물러나는 동안 공급된 공간의 량에 다소 비례하게 된다.
보정기(160)의 변형에 의해 공급되는 회전에 대한 저항력은 조정 조립체(20)의 접촉면(144)을 접촉하는 이동 바아(104)에 의해 적용되는 힘과 동일한 방향이다. 그리하여, 이동 바아(104)를 작동시킬 때, 영(0) 또는 영에 가까운 백래시(backlash)가 존재하고, 가변장착 카트리지(12)의 작동은 높은 반복성이 있고, 조정 조립체(20)에 의해 만들어지는 조정은 높은 정밀도를 가진다. 이러한 속성들은 가변장착 카트리지(12)에 장착된 절삭 인서트(16)들의 개선되고 정확한 위치잡음에 도움이 되는데, 반경방향으로 확장된 위에 있을 때이고 - 기술된 특징을 사용하는 소재 제거 공구가 1 ㎛ 이내의 반경방향 위치의 반복성으로 5000회 이상 작동되었다.
도 11과 도 12는 도 9와 도 10에서 보인 조정 조립체(20)의 실시예의 조작을 개략적으로 나타낸다. 조작기 커플링(202)은 파악부(204)를 구비한다. 조작기 커플링(202)은 소재 제거 공구(10)의 도달 가능한 위치 내에 장착된다. 기계공구는 소재 제거 공구(10)를 움직여 조정 조립체(20)의 조작점을 상기 파악부(204)에 놓이도록 하여 물리게 한다. 파악부(204)는 기계공구가 작동하는 동안 정지되어 있는 조작지점을 잡아 소재 제거 공구를 정확한 각도만큼 회전시켜서, 조정 조립체(20)의 접촉면(144)의 궁극적인 이동을 발생하게 된다. 이러한 이동은 접촉면(144)과 같은 제한부재의 초기 위치조정 또는 연속적인 재위치조정이 될 수 있다. 다른 조정가능한 제한부재는 유사한 시스템 또는 다른 어떤 적절한 시스템으로 조작될 수 있다.
여기에 공개된 소재 제거 공구로 공작물로부터 소재를 게거하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 소재 제거 공구로 공작물에 삽입 또는 접촉함에 있어서, 제1 가변장착 절삭 인서트로서 장착된 절삭 인서트, 고정장착 절삭 인서트로서 장착된 절삭 인서트, 또는 제2 고정장착 절삭 인서트로서 장착된 절삭 인서트가 공작물로부터 소재를 제거하기 위하여 작동될 수 있다. 소재 제거 공구는 소재의 추가적인 제거 없이도 제거될 수 있고, 또는 다른 방법으로, 제1 가변장착 절삭 인서트로 장착된 절삭 인서트 또는 고정장착 절삭 인서트로 장착된 절삭 인서트 또는 제2 고정장착 절삭 인서트로 장착된 절삭 인서트 중에서 선택된 다른 절삭 인서트를 제 위치에 놓도록 작동될 수 있어서 추출 또는 제2 접촉으로 공작물로부터 소재를 제거할 수 있다. 추가의 소재 제거 없이 소재 제거 공구가 제거될 경우에, 제1 가변장착 절삭 인서트로 장착된 절삭 인서트 또는 고정장착 절삭 인서트로 장착된 절삭 인서트 또는 제2 고정장착 절삭 인서트로 장착된 절삭 인서트 중에서 선택된 다른 절삭 인서트를 제 위치에 놓도록 공작물로부터 떨어져서 작동될 수 있어서 연속적인 삽입 또는 제2 접촉으로 공작물로부터 소재를 제거할 수 있다. 이런 다양한 방법은, (a) 고정장착 절삭 인서트 또는 (b) 다른 가변장착 절삭 인서트를 활용하여 고정장착 절삭 인서트의 어떤 조합이라도 사용할 수 있다. 몇 가지 비 제한적 예를 제공한다.
보어(bore)를 형성하기 위하여 소재 제거 공구를 회전시켜 공작물에서 소재를 제거하는 예시적인 방법은, 제1 고정장착 절삭 인서트로 공작물을 접촉시키면서, 제1 방향으로 회전하는 소재 제거 공구를 이동시키는 공정을 포함한다. 여기서 상기 제1 고정장착 절삭 인서트의 최외곽면의 직경이 제1 작동 체적을 정의하게 된다. 소재 제거 공구는 소재 제거 공구의 제1 가변장착 카트리지의 안착 포켓에 장착된 제2 절삭 인서트 부분을 상기 제1 작동 체적의 반경방향 바깥쪽으로 이동시키도록 작동된다. 실시예에서, 소재 제거 공구를 작동시키는 것은 작동 바아를 제1 위치에서 제2 위치로 축방향으로 이동시키는 것을 의미한다. 그러고 나서 소재 제거 공구는, 제2 절삭 인서트로 공작물에 접촉하는 동안 제2 방향으로 이동된다. 실시예에서, 상기 제1 방향은 소재 제거 공구를 보어로 삽입하는 것을, 제2 방향은 보어로부터 공구를 추출하는 것을 나타낸다.
보어를 형성하기 위하여 소재 제거 공구를 회전시켜 공작물에서 소재를 제거하는 다른 예시적인 방법은, 소재 제거 공구의 제1 가변장착 카트리지의 제1 가변장착 절삭 인서트 부분을 소재 제거 공구의 작동 체적의 반경방향 바깥쪽으로 이동하도록 소재 제거 공구를 작동하는 공정을 포함한다. 회전하는 소재 제거 공구는, 제1 가변장착 절삭 인서트로 공작물에 접촉하는 동안, 그리고 소재 제거 공구의 제1 고정장착 절삭 인서트로 공작물에 접촉하는 동안, 제1 방향으로 이동된다. 제1 고정장착 절삭 인서트는, 제1 가변장착 절삭 인서트로부터 제1 방향에서 축방향으로 앞쪽으로 위치되고, 제1 고정장착 절삭 인서트의 최외곽면의 직경이 제1 작동체적을 정의한다. 이런 전형적인 방법으로, 축방향 앞쪽에서, 먼저 제1 깊이로 소재를 제거하는 제1 고정장착 절삭 인서트를 구비하고, 다음으로 제2 깊이로 소재를 제거하는 제1 가변장착 카트리지의 제1 가변장착 절삭 인서트를 구비하는데, 상기 제2 깊이는 상기 제1 깊이 보다 깊다. 이렇게 하여, 축방향 앞쪽의 제1 고정장착 절삭 인서트는 거친 인서트가 될 수 있고, 제1 가변장착 카트리지의 제1 가변장착 절삭 인서트는 마무리 공정용 인서트가 될 수 있다.
제1 방향으로 이동 후에, 소재 제거 공구는 제1 가변장착 절삭 인서트를 제1 작동체적으로부터 반경방향 안쪽으로 이동시키도록 작동된다. 회전하는 소재 제거 공구는 제2 위치로 이동되고, 제1 고정장착 절삭 인서트나 제1 가변장착 절삭 인서트 어느 것도 처리가 완료된 공작물에 접촉되지 않는다.
보어를 형성하기 위하여 회전하는 소재 제거 공구로 공작물로부터 소재를 제거하기 위한 다른 예시적인 방법은, 소재 제거 공구의 제1 고정장착 절삭 인서트로 공작물에 접촉시키면서 제1 방향으로 회전하는 소재 제거 공구를 이동시키는 공정을 포함한다. 상기 제1 고정장착 절삭 인서트의 최외곽면의 직경은 제1 작동체적을 정의한다. 그리고 나서 회전하는 소재 제거 공구는 제2 방향으로 이동한다. 일반적으로, 소재 제거 공구는 제2 방향으로의 이동으로 공작물 영역에서 제거된다. 그러고 나서, 소재 제거 공구는 가변장착 카트리지의 제1 가변장착 절삭 인서트를 제1 작동체적의 반경방향 바깥쪽으로 이동하도록 작동된다. 이어서 회전하는 소재 제거 공구는 제1 가변장착 절삭 인서트로 공작물에 접촉시키면서 제1 방향으로 이동되고, 소재 제거 공구가 제1 가변장착 절삭 인서트를 제1 작동체적의 반경방향 안쪽으로 이동시키도록 작동된 후, 회전하는 소재 제거 공구는 제2 방향으로 이동된다. 일반적으로, 소재 제거 공구는 제2 방향으로의 이동에 의해 공작물 영역으로부터 제거된다.
보어를 형성하기 위하여 회전하는 소재 제거 공구로 공작물로부터 소재를 제거하기 위한 추가의 방법은, 제1 가변장착 카트리지의 제1 가변장착 절삭 인서트 부분을 제2 가변장착 카트리지의 제1 가변장착 절삭 인서트의 반경방향 바깥쪽으로 이동하도록 소재 제거 공구를 작동시키는 공정을 포함한다. 그러고 나서, 회전하는 소재 제거 공구는 제1 고정장착 절삭 인서트로 공작물에 접촉시키면서 제1 방향으로 이동되고, 소재 제거 공구는 제2 가변장착 카트리지의 제2 가변장착 절삭 인서트 부분을 제1 가변장착 카트리지의 제1 가변장착 절삭 인서트의 반경방향 바깥쪽으로 이동시키도록 작동된 후에, 회전하는 소재 제거 공구는 제2 방향으로 이동된다.
다른 예시적인 방법에서, 공작물의 완성된 면은 소재 제거 공구의 한번의 삽입 도는 접촉 사이클로 형성되는데; 다른 실시예에서, 공작물의 완성된 면은 소재 제거 공구의 한번의 삽입 또는 추출 사이클로, 또는 한번의 접촉 또는 제거 사이클로 형성되고; 또 다른 실시예에서, 공작물의 완성된 면은 소재 제거 공구의 한번 이상의 삽입 또는 추출 사이클로, 또는 한번 이상의 접촉 또는 제거 사이클로 형성된다. 어떤 실시예에서, 완성된 면은 흠집이나 스크래치를 포함하여 공구의 추출 마크가 생기지 않는다.
도 13은 소재 제거 공구의 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 도 13에서, 소재 제거 공구(310)의 외부가 단면도로 나타내고 있다. 소재 제거 공구(310)는 위에 장착된 절단 인서트(316)과 함께 다수의 가변장착 카트리지(312)를 구비한다(또한 가변장착 절단 인서트라고 불려짐). 선택적으로, 소재 제거 공구(310)는 소재 제거 공구(310)의 하우징 본체(318)에 형성된 포켓의 안착표면에 직접 고정장착될 하나 이상의 고정장착 절단 인서트를 구비할 수 있거나 고정장착 카트리지에 형성된 포켓의 안착표면에 고정장착될 수 있다. 적절한 절삭 인서트로는 어떠한 형태로 될 수 있는데, 예컨대, 밀링, 선반, 보링 등이 있다. 적절한 절삭 인서트의 예로서 측면 잠금 인서트가 있는데, 이는 2006년 4월 24일 '측면 잠금 인서트와 이를 구비한 소재 제거 공구'라는 명칭으로 출원된 미국특허출원 11/409,089호에 공개되어 있고, 이의 전반적인 내용들은 여기에 참조로 병합된다.
도 13에 보인 소재 제거 공구(310)의 다른 특징은, 예컨대 제1 단부(322)에 조정 조립체(320), 제2 단부(326)에 커넥터(324)와 같은 한계부재를 구비한다. 기계공구에 장착되었을 때, 제1 단부(322)는 기계공구에 대해 원단부가 되고 제2 단부(326)는 기계공구에 부착되는 연결단부가 된다. 다른 특징으로서, 소재 제거 공구(310)의 조립과 작동을 위한 다양한 개구부, 커넥터 및 조작부를 구비한다.
소재 제거 공구(310)의 제2 단부(326)의 커넥터(324)는 작동을 위해, HAAS VF6 밀링 머신과 같은 기계공구에 부착된다. 커넥터(324)는 적절한 기계공구에 부착될 수 있는 어떠한 적절한 형태라도 가능하다. 실시예에서, 커넥터(324)는 테이퍼진 면(330), 예컨대 근단부(326)의 뒤쪽 또는 앞쪽으로 테이퍼진 면을 구비한다. 중간부재(332)는 커넥터(324)에 선택적으로 구비될 수 있다. 중간부재(332)의 예는 저장 시스템이나 작동 기계에 연결되기 위한 하나 이상의 요소를 구비하는데, 예를 들어, 중간부재(332)는 원주 홈(334)을 구비할 수 있다. 원주 홈(334) 또는 유사한 구조는, 다수의 소재 제거 공구를 보관하기 위하여 소재 제거 공구(310)를 기계 작업에 사용되는 회전식 보관 시스템에 연결하기 위한 부착점을 제공할 수 있다. 다른 예로서, 중간부재(332)는 열쇠홈(336)을 구비할 수 있다. 이 열쇠홈(336), 또는 유사한 구조는, 소재 제거 공구가 사용을 위해 장착되었을 때, 기계공구에 이에 상응하는 부재와 결합 또는 방위설정을 가능하게 할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 도 13의 기계공구(310)는 크랭크 축 또는 캠 축과 같은 축의 베어링을 위해 베어링 지지 위치를 형성하고 있다. 전형적으로, 이러한 목적을 위한 기계공구는 길이방향으로 배열된 절단 인서트를 위한 하나의 반경방향 절단 인서트 위치를 사용한다. 예컨대, 절단 인서트는 길이방향의 길이에 걸쳐 배열되지만 동일한 반경방향 위치에 놓이는데, 다시 말하자면 각 절단 인서트는 단면에서 0°로 보이게 된다. 가공할 경우에, 공구의 길이방향의 길이 중심이 편향될 수 있다. 추가로, 절단 인서트는 사용됨으로 마모된다. 이와 함께, 공구 편향 및 인서트 마모는 바람직한 특성을 유지하기 위해서 공구의 주파수를 크게 변화시킨 기계가공의 부품의 다른 위치에서 크기 변형을 초래한다. 빈번한 공구 변화는 효율성을 떨어뜨리고 비용을 야기한다. 도 13의 기계공구(310)는 이러한 문제점(들)에 주의를 기울이고 최소화시키기 위해, (a) 각각의 베어링 지지가 동시에 기계가공될 수 있도록 각각의 베어링 지지를 위한 절단 인서트 위치를 제공하고, (b) 공작물에 대해 기계공구를 확실하게 위치 및 지지하도록 원거리 지지대를 구비하고, 또는 (c) 기계공구의 이송 바아에 사용될 반경방향으로 균형을 유지하는 반경방향의 편향력을 사용하여서, 공구 편향을 최소화한다.
기계공구(310)는 기계공구의 길이에 걸쳐 축방향으로 배열된 다수의 절단 위치를 구비한다. 도 13에서, 네개의 절단 위치가 도시되되(참조부호 a,b,c,c), 임의의 적절한 갯수의 절단 위치가 사용될 수 있으며, 일반적으로 공작물의 구조와 기계가공된 형상 및 기계공구의 크기로 결정된다. 각각의 절단 위치(a,b,c,d)는 하나 이상의 가변장착 카트리지(312)와 그 위에 절단 인서트(316)를 구비한다. 도 13은 각 절단 위치에서 카트리지(316)의 길이방향의 길이에 일치되게 뻗어 있는 각각의 절단 위치(a,b,c,d)를 도시하고 있으나, 다른 시작 위치와 끝 위치가 장착 메카니즘(317)의 위치와 같이 카트리지를 따라서 사용될 수 있다. 가변장착 절단 인서트는 이동 바아를 작동표면에 작동시켜 독립적으로 혹은 집합적으로 외부 반경방향으로 굽어진다. 작동표면의 배열과, 이동 바아의 작동, 및 가변장착 절단 인서트의 외부 반경방향을 향한 만곡은 도시된 실시예에 대해 여기서 기술되어 지고 도 1 내지 도 12를 참조로 하여 기술된다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 절단 위치에 하나 이상의 가변장착 절단 인서트가 여기서 기술되었듯이 고정장착 절단 인서트로 교체될 수 있다.
개별적인 절단 위치의 경계는 임의의 적절한 위치에 위치되고, 추가로 절단 위치의 특징은 다른 절단 위치와 겹쳐져 있다는 점이다. 예를 들어 도 13에 도시된 바와 같이, 절단 위치의 카트리지의 일부가 다른 절단 위치의 카트리지의 일부에 겹쳐지는데, 예컨대 a와 b, b와 c, c와 d 사이에서 경계를 보이게 한다. 이러한 반경방향의 엇갈린(staggered) 결합이, 예컨대 반경방향의 단면에서 볼 때 절단 위치(a)에 인서트들은 절단 위치(b)에 인서트와 90°로 위치되되, 기계공구의 길이방향의 길이 마다 절단 위치의 고밀도를 허여한다. 다른 반경방향의 엇갈린 위치들은 30°, 45°, 120°와 같이 사용될 수 있거나 엇갈리지 않은 위치가 사용될 수 있고, 혹은 엇갈린 위치와 엇갈리지 않은 위치가 조합되어 사용될 수 있다.
추가로 도 13에 대해서, 이동 바아(360)는 여기서 기술된 바와 같이 가변장착 카트리지(312)와 그 위에 절단 인서트(312)에 상호작용하는 작동표면(362)을 구비할 수 있다. 다른 카트리지(312)를 위한 푸시 로드(364)는 작동표면(362)의 가변하는 표면에 대응하여 다른 길이를 가질 수 있다. 변형예로, 이동 바아는 마주보는 경사진 작동표면을 구비할 수 있어 제1 방향으로 이동이 절단 위치에서 하나 이상의 제1 절단 인서트를 외부 반경방향을 작동하는 동시에 동일한 절단 위치에서 하나 이상의 제2 절단 인서트로부터 굴절력을 제거한다. 제1 절단 인서트는 동일하거나 다른 유형일 수 있고, 또한 세미-피니시 인서트 및 피니시 인서트와 같은 인서트일 수 있으며, 제2 절단 인서트의 위치보다 작동될 때에 동일하거나 다른 반경방향으로 뻗은 위치일 수 있다. 이러한 마주보는 자동작업은 또한 절단 위치를 가로지른 절단 인서트들 중에 실시될 수 있는데, 예컨대 제1 절단 위치에서 하나 이상의 제1 절단 인서트와 제2 절단 위치에서 하나 이상의 제2 절단 인서트로 실시한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 기계공구(310)는 제1 단부(322)에 일련의 지지 패드(350)를 구비한다. 지지 패드(350)는 제1 단부(322)의 원주에서 다양한 반경위치에서 축방향으로 방위설정된다. 지지 패드(350)는 견고하고 내마모성 소재, 예컨대 강화 카바이드로 형성된다. 지지 패드(350)는 (ⅰ) 공작물에 적어도 부분적으로 형성, 선택가능하기로 공작물에 완전히 형성된 미리 존재하는 보어 구멍, (ⅱ) 기계공구를 위한 부싱(bushing) 처럼 작동하는 선기계처리된 베어링 지지 위치, 또는 (ⅲ) 공작물을 지나 외부 지지부로 관통하는 돌출부일 수 있는 지지대로 삽입된다. 지지대 내에 기계공구(310)의 허용오차는 약 ±1~2㎛이다. 작업중에, 지지대에 지지 패드(350)가 기계공구(310)의 제1 단부(322)에 지지력을 제공하여, 작동상태 중에 길이에 걸쳐 만곡하려는 기계공구의 경향에 대해 반작용한다. 이러한 예에서, 지지대가 기계공구용 부싱으로 작동하는 선기계처리된 베어링 지지 위치에서, 전 기계가공이 더 이상 만곡되지 않게 짧은 기계공구를 사용하여서 고정밀로 실행될 수 있다.
예시적인 작동모드에서, 가변장착 절단 인서트는 반경방향 최내곽 위치에 있고, 기계공구(310)는 보어 구멍을 관통해 공작물의 내부로 삽입될 수 있다. 보어 구멍은, 가변장착 절단 인서트가 이의 직경에서 내부 반경방향으로 향해 있기 때문에, 예컨대 기계공구의 하우징의 직경일 수 있다. 선택가능하기로, 보어 구멍은 분리, 심지어 약간 분리될 수 있는 공작물의 2개 부분의 경계면에 형성되어 기계공구의 삽입을 허용하고 그런 다음에 재안착된다. 하나의 반경 위치에서 수축된 절단 인서트 혹은 절단 인서트를 갖춘 분리하는 2개의 부분은 필요한 분리 거리를 최소화시킬 수 있다.
보어 구멍에 삽입하는 동안에, 기계공구의 제1 단부에 지지 패드(350)가 지지대에 삽입된다. 일단 공작물의 내부로 들어가면, 가변장착 절단 인서트는 외부 반경방향으로 작동하여 베어링 지지 위치를 기계가공할 수 있다. 완료된 후에, 가변장착 절단 인서트는 내부 반경방향의 위치로 복귀하고 기계공구는 제거된다. 이 실시예에서, 통상의 2개 부분을 갖춘 공작물은 기계공구의 길이에 걸쳐 있는 절단 인서트들 사이에 줄어든 마모차와 줄어든 편향 때문에 기계가공된 특성 중 줄어든 차와 함께 조립된 형상에서 동시에 기계가공되는 2개의 부분에 표면을 가질 수 있다. 이는 최종 생산품의 정밀도와 내성을 증가시킨다.
전술된 바와 같이, 카트리지의 만곡으로 야기되는 가변장착 카트리지의 복귀력이 작동표면에 푸시 핀을 통해 후진력을 가한다. 이 후진력은 반경방향의 편향력을 제공하여 이동 바아의 중심맞추기, 이동 바아의 안내 및/또는 이동 바아의 조정을 한다. 반경방향의 편향력은 약 (±10%)1㎛의 작동을 반복시킨다. 다시 말하자면, 소재 제거 공구의 반복 작동이 가변장착 카트리지를 외부 반경방향으로 이동시켜 바람직한 이동거리의 (±10%)1㎛ 내에서 후속 작동을 반복시킨다.
바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 기술분야의 숙련자는 여기서 특별히 언급하지 않은 부재의 추가나, 감축, 변경 또는 대체가 가능한데, 이는 청구범위에 정의된 대로 본 발명의 정신과 범위에서 벗어나지 않는다는 점을 밝혀둔다.

Claims (19)

  1. 결합단부에 커넥터(324)를 구비하는 하우징 본체(318)와;
    상기 하우징 본체(318)에 내장되는 작동실에 구비되는 피스톤 헤드;
    2개 이상의 작동표면(362)을 구비하는 이동바아(360);
    상기 커넥터(324)로부터 원단부에 구비되는 다수의 지지 패드(350); 및
    상기 커넥터(324)와 다수의 지지 패드(350) 사이에 소재 제거 공구의 길이부를 따라 축방향으로 배열된 2개 이상의 절단위치(a-d)를 구비하고,
    상기 2개 이상의 절단위치(a-d)는 소재 제거 공구(310)의 작동부를 형성하고,
    각각의 절단위치(a-d)는 제1 가변장착 카트리지(312)를 구비하고, 이 제1 가변장착 카트리지(312)는 절단 인서트(316)를 위한 적어도 하나의 안착 포켓을 구비하고,
    상기 이동 바아(360)는, 피스톤 헤드가 이동할 때, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 축방향으로 이동가능하도록 피스톤 헤드에 작동가능하게 연결된 제1 단부를 구비하고,
    상기 제1 위치에서, 상기 작동부는 이 작동부 내에 상기 하우징 본체(318)의 최대반경으로 결정될 제1 작동체적을 가지고 제1 가변장착 카트리지(312) 위의 안착 포켓에 안착된 절단 인서트(316)의 반경방향 최외곽면은 작동체적의 표면에서 반경방향 안쪽으로 향하고,
    상기 제2 위치에서, 상기 제1 가변장착 카트리지(312) 위의 안착 포켓에 안착된 절단 인서트(312)의 반경방향 최외곽면은 작동체적의 표면으로부터 반경방향 바깥쪽으로 향하고,
    상기 2개 이상의 작동표면(362)은 원뿔 또는 절두체로 이루어지고, 상기 이동 바아(360)의 길이에 걸친 제1 작동표면(362)의 축방향 위치는 제1 절단위치(a-d)에서 제1 가변장착 카트리지(312)와 작동가능하게 접촉되어 있는 푸시 로드(364)의 위치에 상응하게 되어 있고, 상기 이동 바아(360)의 길이에 걸친 제2 작동표면(364)의 축방향 위치는 제2 절단위치(a-d)에서 제1가변장착 카트리지(312)와 작동가능하게 접촉되어 있는 푸시 로드(364)의 위치에 상응하게 되어 있는, 소재 제거 공구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절단 위치(a-d)는 제2 가변장착 카트리지(312)를 구비하고, 이 제2 가변장착 카트리지(312)는 제2 절단 인서트(316)를 위한 하나 이상의 안착 포켓을 구비하는, 소재 제거 공구.
  3. 제1항에 있어서, 하나 이상의 절단 위치(a-d)는 2개 이상의 가변장착 카트리지(312)를 구비하며,
    상기 2개 이상의 가변장착 카트리지(312)는 병합된 푸시 로드(354)를 갖추고,
    상기 2개 이상의 가변장착 카트리지(312)는 상기 병합된 푸시 로드(364)를 내부 반경방향으로 밀어부치는 외력을 발생하며,
    발생된 외력은 상기 소재 제거 공구(310)에서 상기 이동 바아(360)를 중심에 맞춰 균형을 유지하는 하는, 소재 제거 공구.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가변장착 카트리지(312)는 상기 병합된 푸시 로드(364)를 내부 반경방향으로 밀어부치는 외력을 발생하고, 이 발생된 외력은 상기 소재 제거 공구(310)에서 상기 이동 바아(360)를 중심에 맞춰 균형을 유지하는, 소재 제거 공구.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원뿔 혹은 절두체의 외부표면은 하나 이상의 푸리 로드(364)와 선접촉을 형성하고, 상기 각각의 푸시 로드(364)는 다른 가변장착 카트리지(312)와 병합되는, 소재 제거 공구.
  6. 제5항에 있어서, 상기 푸시 로드(364)와 선접촉하는 원뿔 혹은 절두체의 외부표면이 연마되는, 소재 제거 공구.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원뿔 혹은 절두체는 강화 카바이드로 형성되는, 소재 제거 공구.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 한계부재와 제2 한계부재(320)를 구비하고, 상기 제2 한계부재(320)는 조정가능한 고정자(adjustable positive stop)이며, 상기 조정가능한 고정자는 제1 방향으로 상기 이동 바아(360)의 축이동을 제한하는, 소재 제거 공구.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소재 제거 공구(310)는 축(shaft)를 위한 베어링 지지대를 형성하는, 소재 제거 공구.
  10. 제9항에 있어서, 상기 축은 엔진용 크랭크 축으로 되어 있는, 소재 제거 공구.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개 이상의 작동표면(362)은 각각 연속되어 있는 외주표면을 가지고 있는, 소재 제거 공구.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 작동표면(362)은 비연속적인 외주표면을 가지고 있는, 소재 제거 공구.
  13. 제12항에 있어서, 상기 외주표면의 외주 크기는 반경방향의 단면에서 보여질 때 약 120°에서 360°사이로 되어 있는, 소재 제거 공구.
  14. 소재 제거 공구(310)는 커넥터(324)와 다수의 지지 패드(350) 사이에 소재 제거 공구(310)의 길이에 걸쳐 축방향으로 배열된 2개 이상의 절단위치(a-d)를 구비하며, 각각의 절단위치(a-d)는 제1 가변장착 카트리지(312)를 구비하는데, 이 제1 가변장착 카트리지(312)는 절단 인서트(316)를 위한 적어도 하나의 안착 포켓을 구비하고, 상기 회전하는 소재 제거 공구(310)로 공작물에서 소재를 제거하기 위해,
    미리 존재하고 있는 보어 구멍으로 다수의 지지 패드(350)의 적어도 일부를 삽입하기 위해 공작물의 내부에 있는 개구부를 통해 적어도 절단위치(a-d)를 삽입하는 단계와;
    2개 이상의 절단위치(a-d)의 상기 제1 가변장착 카트리지(312)의 안착 포켓에 장착된 상기 절단 인서트(316)의 일부를 외부 반경방향으로 이동하도록 상기 소재 제거 공구(310)를 작동하는 단계; 및
    상기 공작물의 내부에서 소재를 제거하도록 상기 소재 제거 공구(310)를 회전하는 단계;를 포함하고,
    상기 이동 바아(360)는 2개 이상의 작동표면(362)을 구비하고,
    상기 2개 이상의 작동표면(362)은 원뿔 또는 절두체로 이루어지고, 상기 이동 바아(360)의 길이에 걸친 제1 작동표면(362)의 축방향 위치는 제1 절단위치(a-d)에서 제1 가변장착 카트리지(312)와 작동가능하게 접촉되어 있는 푸시 로드(364)의 위치에 상응하게 되어 있고, 상기 이동 바아(360)의 길이에 걸친 제2 작동표면(362)의 축방향 위치는 제2 절단위치(a-d)에서 상기 제1가변장착 카트리지(312)와 작동가능하게 접촉되어 있는 푸시 로드(364)의 위치에 상응하게 되어 있는, 소재를 제거하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 방법은 축의 베어링을 위한 베어링 지지대 위치를 형성하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 축은 엔진의 크랭크 축으로 되어 있는 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 다수의 베어링 지지대 위치가 동시에 형성되는 방법.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 반경방향 위치는 상기 공작물의 내부에 상기 개구부의 직경보다 작으며, 상기 내부 반경방향으로 향해 있는 상기 2개 이상의 절단 위치(a-d)의 제1 가변장착 카트리지(312)의 안착 포켓에 장착된 상기 절단 인서트(316)의 일부를 이동시키기 위해 상기 소재 제거 공구(310)를 작동하는 단계와;
    상기 내부 혹은 공작물에서 상기 소재 제거 공구(310)를 추출하는 단계;를 포함하는 방법.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소재 제거 공구(310)의 한번의 삽입-추출 사이클로 마감표면을 형성하는 방법.
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