KR20110005252A - 선반 공구, 특히 보링 공구 - Google Patents

Abstract

하나 이상의 보어러 몸체(6)와 이에 결합될 수 있는 보어러 헤드(4)로 구성된 멀티-피스 보링 공구에서, 슬라이딩 구역을 형성하기 위해 보어러 몸체(6)와 보어러 헤드(4)의 횡 방향 표면을 넘어 돌출된 환상 영역(78)을 구비하는 지지 요소(75)가 보어러 몸체(6)와 보어러 헤드(4) 사이에 배치된다.

Description

선반 공구, 특히 보링 공구{Lathe tool, in particular boring tool}

본 발명은 중앙축을 따라 연장되고 드라이버 연결을 통해 서로 탈착 가능하게 체결되는 수납부와 전방부를 포함하는 회전 절삭 공구, 특히 보링 공구에 관한 것이다.

일반적으로, 공구는 공작물을 기계 가공하기 위한 회전 공구이다. 공구는 멀티-피스, 특히 2-피스 설계로 이루어지고 수납부와 전방부를 포함한다. 보링 공구의 경우에, 수납부는 보어러 몸체이고 전방부는 보어러 헤드이다. 밀링 공구의 경우에는, 수납부가 밀링 커터 생크이고 전방부가 밀링 커터 헤드일 것이다. 중앙축(축 방향)을 따라 연장된 이러한 두 부분은 드라이버 연결을 통해 서로 탈착 가능하게 체결된다. 드라이버 연결은 서로 분리되고 중앙축에 대해 편심 배치되는 두 개의 결합 쌍을 구비한다. 이 경우에, 결합 쌍들 각각은 두 개의 결합 요소, 즉 한편으로는 드라이버 핀과 다른 한편으로는 상기 드라이버 핀을 완전히 에워싸는 수납 포켓을 맞물림에 의해 형성된다. 첫 번째로, 결합 요소들은 두 부분 간에 토크력을 전달하는 역할을 한다. 두 번째로, 두 개의 결합 요소는 또한 두 부분을 서로 일직선으로 배향하는 역할을 한다; 즉, 두 부분은 서로에 대해 그리고 결합 요소들을 통해 중앙축에 대해 센터링된다.

EP-A-1 524 052호는 보링 헤드와 보링 몸체를 갖는 보링 공구를 개시한다. 보링 헤드와 보링 몸체 사이에 중간 원판이 삽입된다.

본 발명의 목적은 서두에 언급된 유형의 공구를 그 운전 성능에 관해 개선하는 것이다.

상기 목적은 청구범위 제1항의 특징부의 조합에 의해 달성된다.

본 발명은 결합 영역, 즉 보어러 몸체와 보어러 헤드 사이의 분할선의 영역에 지지 요소를 장착하는 것이다. 지지 요소는 특별히 적응된 재료로 이루어질 수 있고 특히 공구를 결합 영역에서 안정화하는 역할을 한다. 지지 요소는 보어러 몸체와 보어러 헤드의 서로에 대한 모든 움직임 또는 진동을 약화시키는 역할을 한다. 특히, 보어러 몸체와 보어러 헤드의 마주하는 진동은 공구의 진동 마모를 감소시키기 위해 감소되거나 중화되어야 한다. 또한, 보어러 몸체와 보어러 헤드 사이의 분할선의 영역에서 고체-전파 사운드의 전달이 감소되거나 제거되어야 한다. 이러한 고체-전파 사운드의 감소는 또한 공구의 특성의 개선을 가져온다.

이러한 공구들은 특히 공작물에서 상당한 깊이의 가로 보어에 적합하다. 또한, 공구들은 경사 보어 출구를 갖는 보어에도 적합하다.

제1 구성에서, 지지 요소는 서로 인접한 보어러 몸체와 보어러 헤드의 단면들에 대해 평면-평행한 원판으로서 구성된다. 이 원판 형상의 지지 요소는 바람직하게는 보어러 몸체와 보어러 헤드의 횡 방향 표면들을 넘어 슬라이딩 링 세그먼트처럼 돌출되고, 따라서 보링 공구를 보어 벽에 대해 지지한다. 이런 방식으로, 보어러 헤드의 절삭 날들이 보어 벽을 기계 가공할 수 있는 동안에, 보어 내의 보링 공구의 코스가 안정화된다.

지지 요소의 다른 바람직한 실시예는 보어러 몸체의 횡 방향 표면 또는 보어러 헤드의 횡 방향 표면 또는 보어러 몸체와 보어러 헤드의 횡 방향 표면들 모두와 동시에 겹치는 링 형상의 일체형 부분을 구비한다. 이 실시예는 지지 요소가 보어 벽의 상당한 면적을 슬라이딩 링처럼 지탱한다는 이점을 갖는다. 또한, 평면-평행한 원판으로서 구성된 기본 몸체와 환상 일체형 부분을 구비하는 지지 요소의 보울 형상의 구성에서, 특히 결합 영역에서 보어러 몸체와 보어러 헤드의 양호한 장착이 보장된다. 다른 구성에서, 칩 제거를 최적화하기 위해 보어러 몸체와 보어러 헤드에 형성된 플루트들에 대응하는 리세스들이 지지 요소에 구비될 수 있다. 지지 요소의 링 형상의 일체형 부분의 비교적 큰 외주면은 보링 공구를 보어 벽 상에서 가이드하기 위한 특별한 가이드 요소들의 부착을 가능하게 한다. 이 가이드 요소들은 스트립 형상이거나 불룩하거나 또는 보어에서 공구의 동심 진행을 개선하기 위한 다른 형상으로 설계될 수 있다. 이 가이드 요소들은 링 요소의 외부 표면에 일체로 내장될 수 있다. 그러나, 가이드 요소들을 링 요소에 클램핑 방식으로 고정하는 것도 가능하다.

다른 구성에서, 지지 요소는 특히 링 형상의 일체형 부분의 영역에서 코팅을 가질 수 있다. 이 코팅은 보어 벽에 대해 링의 외부 표면의 마모를 방지하는 역할을 한다. 코팅은 또한 공구의 다른 진동 및 전달 특성에 영향을 줄 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 특히 수납 보울인 구성에서 링 형상의 일체형 부분은 동시에 굽힘 스프링으로서 구성될 수 있다. 그러므로, 이 구성에서 링 요소는 스프링 힘을 보어 벽에 인가하고, 작용하는 스프링 힘으로 공구가 그 센터링된 위치에서 벗어나는 것을 방지한다. 따라서, 공구는 보어 벽 상에서 탄력 있게 가이드된다. 이런 방식으로, 지지 요소는 기계 가공될 공작물에 대해 공구를 위한 감쇠 부재를 형성한다.

본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 이하에 보다 상세히 기술된다. 부분적으로는 개략 도시인 도면에서,
도 1은 지지 요소를 갖는 보링 공구의 제1 실시예의 구역의 전체 도면을 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 보링 공구의 분해도를 도시한다.
도 3은 도 1에 따른 보어러 헤드의 결합 표면의 도면을 도시한다.
도 4는 평면-평행한 원판으로서 설계된 도 1에 따른 지지 요소의 도면을 도시한다.
도 5는 도 1의 보어러 몸체의 결합 표면의 평면도를 도시한다.
도 6은 보어러 몸체와 양면 수납 보울을 갖는 지지 요소의 분해도를 도시한다.
도 7은 보어러 몸체의 방향으로 효과적인 수납 보울을 갖는 지지 요소를 구비한 도 6의 분해도를 도시한다.
도 8은 도 7에 도시된 실시예와 비교하여 변경된 확대 수납 보울을 갖는 지지 요소의 실시예를 도시한다.
도 9는 환상 일체형 부분의 외주면에 가이드 요소들을 갖는 지지 요소의 실시예를 도시한다.
도 10은 굽힘 스프링과 수납 보울로서 구성된 환상 일체형 부분의 실시예를 도시한다.
도 11은 도 10에 도시되고 굽힘 스프링으로서 구성되는 링 형상의 일체형 부분을 통한 단면을 도시한다.
도면에서 동일한 효과를 갖는 부분들에는 동일한 도면 부호가 부여된다. 드라이버 연결이 다양한 실시예 변형들에서 보링 공구를 참조하여 이하에 기술된다. 드라이버 연결은 또한 일반적으로 공구의 두 부분을 결합하기 위해 다른 절삭 공구들에도 적용될 수 있다. 다양한 변형들과 설계 구성들에 관해 이하에 기술되는 개개의 특징들은 상호 배타적이 아니라면 또한 서로 결합될 수 있다.

도 1의 보어러 헤드(4)는 그 절삭 측(62)에 보링 포인트(10)와 원주에서 서로 마주보는 두 개의 절삭 팁(12)을 구비한다. 또한, 냉각수 유로들(65)과 체결 수단들(66)이 보어러 헤드(4)의 영역에 구비된다. 체결 수단들(66)은 예를 들어 절삭 팁들(12)을 체결하거나 절삭 팁 홀더들 등을 체결하는 역할을 한다.

헤드 결합 측(67)은 보어러 헤드(4)의 절삭 측(62)에서 멀리 떨어져있다. 헤드 절삭 측(67)은 보어러 몸체(6)를 대향하는 보어러 헤드(4)의 단면을 구비한다. 실시예에서는, 헤드 결합 측(67)의 이러한 단면으로부터, 두 개의 드라이버 핀(18)이 헤드 결합 측(67)에서 보어러 몸체(6)의 방향으로 돌출된다. 다시, 드라이버 핀들(18)은 또한 냉각수 유로들(65)의 후방 개구들을 포함한다.

보어러 헤드(4)를 대향하는 보어러 몸체(6) 측은 생크 결합 측(70)이다. 생크 결합 측(70)과 헤드 결합 측(67)은 보어러 몸체(6)와 보어러 헤드(4) 사이에서 결합 영역을 형성한다. 드라이버 핀들(18)에 대해 보완적으로 설계된 두 개의 수납 포켓(20)이 생크 결합 측(70)의 표면에 형성된다. 냉각수 유로들(65)을 다시 수납 포켓들(20)에서 볼 수 있고, 상기 냉각수 유로들(65)은 최종 조립 상태에서 보어러 헤드(4)의 냉각수 유로들(65)과 일직선이 된다. 그러므로, 냉각수 유로들(65)이 전체 보링 공구를 관통한다. 마지막으로, 보어러 헤드(4)와 보어러 몸체(6) 모두는 각각 센터링 보어(72)를 갖는다. 보어러 헤드(4)와 보어러 몸체(6)의 플랭크들(73) 및 플랭크들(73) 사이에 통합된 나선형 플루트들(15)을 또한 볼 수 있다.

보어러 몸체(6)의 공구 장착 단(도면에 미도시)이 보어러 몸체(6)의 생크 결합 측(70)에서 멀리 떨어져있다. 공구 장착 단에 의해 공구 몸체(6)가 보링 공구에서 적소에 클램핑된다.

도 1과 도 2에 따른 실시예에서, 평면-평행한 플레이트로서 설계되는 지지 요소(75)가 보어러 헤드(4)와 보어러 몸체(6) 사이에 배치된다. 지지 요소(75)는 드라이버 핀들(18)의 외부 윤곽에 대응하는 관통 개구들(76)을 갖는다. 관통 개구들(76)에 의해 지지 요소(75)가 간단한 방식으로 보어러 헤드(4) 상으로 슬라이딩될 수 있고, 드라이버 핀들(18)이 관통 개구들(76)에서 지지 요소(75)를 통과한다. 그러므로, 드라이버 핀들(18)은 지지 요소(75)와 함께 형상 끼워맞춤을 이룬다. 도 1에 도시된 공구의 최종 조립을 위해, 드라이버 핀들(18)은 보어러 몸체(6)의 수납 포켓들(20)에 형상 끼워맞춤 방식으로 맞물리기 위해 먼저 관통 개구들(76)을 통과한다. 지지 요소(75)가 또한 센터링 보어(72)를 갖는다. 또한, 지지 요소(75)는 플루트들(15)에 대응하는 리세스들(77)을 포함한다.

지지 요소(75)가 플랭크들(73)에 의해 형성된 보어러 헤드(4)와 보어러 몸체(6)의 횡 방향 표면을 넘어 돌출된다는 것을 도 1의 도시에서 알 수 있다. 그러므로, 최종 조립된 보링 공구에서, 지지 요소(75)는 보링 공구, 즉 보어러 헤드(4)와 보어러 몸체(6)의 덮개 표면을 넘어 돌출되는 환상 돌출 영역(78)을 형성한다. 보링 작업 동안에, 지지 요소(75)는 이 환상 영역(78)으로 보어 벽을 지탱하고, 따라서 공구를 보어 벽에 대해 가이드한다.

도 6의 분해도는 도 1 내지 도 5와 동일한 보어러 몸체(6)를 도시한다. 도 6에 따른 실시예에서, 지지 요소(75)는 링 형상의 일체형 부분(79)을 구비한다. 일체형 부분(79)은 보링 공구의 중앙축(8)의 방향에서 보어러 헤드(4)의 헤드 결합 측(67)과 보어러 몸체(6)의 생크 결합 측(70) 모두와 겹쳐진다. 따라서, 도 6에 도시된 지지 요소(75)는 보어러 헤드(4)의 헤드 결합 측(67)과 보어러 몸체(6)의 생크 결합 측(70) 모두를 수납하기 위한 양면 수납 보울을 형성한다.

이와 대조적으로, 도 7에 도시된 지지 요소(75)의 실시예는 보어러 몸체(6)의 생크 결합 측(70)을 향해 보링 공구의 중앙축(8)의 방향으로 연장된 하나의 환상 일체형 부분(79)만을 구비한다. 다시 말하면, 환상 일체형 부분(79)은 보어러 몸체(6)의 생크 결합 측(70)에만 겹쳐지고, 동시에 평면-평행한 플레이트로서 보어러 헤드(4)의 헤드 결합 측(67)을 지탱한다.

이와 대조적으로, 도 6에 도시된 실시예의 환상 일체형 부분(79)은 보어러 몸체(6)의 생크 결합 측(70)과 보어러 헤드(4)의 헤드 결합 측(67) 모두와 겹쳐지고, 그러므로 보어러 몸체(6)의 생크 결합 측(70)과 보어러 헤드(4)의 헤드 결합 측(67) 모두를 위한 양면 수납 보울을 형성한다. 다른 한편으로, 도 7에 따른 실시예는 보어러 몸체(6), 즉 보어러 몸체(6)의 생크 결합 측(70)을 위한 하나의 수납 보울만을 형성한다.

도 8에 도시된 실시예는 다시 보어러 몸체(6)에 대해서만 효과적인 수납 보울과 보어러 헤드(4)를 지탱하는 평면-평행한 플레이트를 구비하는 지지 요소(75)를 도시한다. 도 7에 도시된 실시예와는 대조적으로, 본 실시예에서 환상 일체형 부분(79)은 훨씬 더 큰 양만큼 보어러 몸체(6)의 생크 결합 측(70)과 겹쳐진다. 공구가 조립되는 경우, 중앙축(8)의 방향에서의 일체형 부분(79)의 넓이는 도 7에 도시된 실시예에서보다 훨씬 더 크다. 이런 방식으로, 가이드 요소들(81)을 환상 일체형 부분(79)에 배치하는 것이 가능하다.

도 9에 도시된 실시예는 이러한 가이드 요소들(81)의 예로서 환상 일체형 부분(79)에 쌍으로 부착된 가이드 스터드들을 도시한다. 이 가이드 요소들(81)은 기계 가공 공정 동안에 보어 벽 상에서 슬라이딩 된다.

도 10에 도시된 실시예는 다시 보어러 몸체(6)의 방향에서만 효과적인 수납 보울을 구비하는 지지 요소(75)를 도시한다. 이 경우에, 환상 일체형 부분(79)은 굽힘 스프링으로서 구성된다. 이러한 목적으로, 스프링 슬롯(82)이 환상 일체형 부분(79)에 형성된다. 또한, 가이드 요소들(81)이 보어러 몸체(6)에서 환상 일체형 부분(79) 내부로 밀린다는 것을 도 11의 도시에서 알 수 있다. 이 스프링 작동으로 인해, 환상 일체형 부분(79)은 중앙축(8)에 대해 가로로 진행되는 가로 방향(83)으로 보링 공구에 탄력 있게 장착된다. 따라서, 지지 요소(75)가 굽힘 스프링 요소로서 설계된다.

물론, 보어러 몸체(6)와 관련하여 수납 보울로서 지지 요소(75)를 구성하는 것에 대한 도 7 내지 도 10의 실시예들 모두가 또한 보어러 헤드(4)에 동일하게 적용되는 것이 가능하다. 양 측에서 작동하는 수납 보울이 보어러 몸체(6)의 생크 결합 측(70)뿐만 아니라 보어러 헤드(4)의 헤드 결합 측(67)의 더 작은 영역과도 겹쳐져 있는 구성들을 또한 생각할 수 있다.

2 보링 공구 4 보어러 헤드
6 보어러 몸체 8 중앙축
10 보어러 포인트 12 절삭 팁
14 토출 개구 15 플루트
16 클램핑 나사 18 드라이버 핀
20 수납 포켓 22, 22' 냉각수 보어
24, 24' 체결 보어 26 냉각수 유로
28 외부 베어링 표면 30 드라이버 표면
32 보상 요소 34 체결 생크
36 생크 리셉터클 38 헤드리스 고정 나사
40 공구 42 관통 구멍
44 리셉터클 46 도그 포인트
48 클램핑 핀 50 수납 개구
52 클램핑 요소 54 리세스
62 절삭측 65 냉각수 유로
66 체결 수단 67 헤드 결합측
70 생크 결합측 72 센터링 보어
73 플랭크 75 지지 요소
76 관통 개구 77 리세스
78 환상 영역 79 일체형 부분
81 가이드 요소 82 스프링 슬롯
83 가로 방향 r₁, r₂ 곡률 반경
α 회전각

Claims (10)

1. 하나 이상의 보어러 몸체(6)와 이에 결합될 수 있는 보어러 헤드(4)로 구성된 멀티-피스 보링 공구로서,
   슬라이딩 구역을 형성하기 위해 보어러 몸체(6)와 보어러 헤드(4)의 횡 방향 표면을 넘어 돌출된 환상 영역(78)을 구비하는 지지 요소(75)가 보어러 몸체(6)와 보어러 헤드(4) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 공구.
2. 제1항에 있어서, 지지 요소(75)는 결합 영역에서 서로에게 할당되는 보어러 몸체(6)와 보어러 헤드(4)의 단면들에 대해 평면-평행한 원판을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구.
3. 제2항에 있어서, 일체형 부분(79)이 결합 영역에서 보어러 몸체(6)의 횡 방향 표면 또는 보어러 헤드(4)의 횡 방향 표면 또는 횡 방향 표면들 모두와 부분적으로 겹치는 방식으로, 링 형상의 일체형 부분(79)이 지지 요소(75)에 형성되는 것을 특징으로 하는 공구.
4. 제3항에 있어서, 원판 및 일체형 부분(79)은 각각의 경우에 결합 영역에서 보어러 몸체(6)와 보어러 헤드(4)의 단부들을 위한 수납 보울을 형성하는 것을 특징으로 하는 공구.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 리세스들(77)이 보어러 몸체(6)와 보어러 헤드(4)에 형성된 플루트들(15)에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 공구.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 가이드 요소들(81)이 보링 공구를 보어 벽 상에서 가이드하기 위해 링 형상의 일체형 부분(79)의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 공구.
7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 요소(75)가 적어도 부분적으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 공구.
8. 제7항에 있어서, 마모 방지 코팅이 특히 링 형상의 일체형 부분(79)의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 공구.
9. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 마모 방지 요소들이 환상 일체형 부분(79)의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 공구.
10. 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 링 형상의 일체형 부분(79)은 굽힘 스프링으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 공구.

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