KR20110005303A - 팁 임시고정기구 및 팁 임시고정기구를 구비한 인덱서블 절삭공구 - Google Patents

Abstract

팁 교환작업을 쉽게 하기 위하여 바람직한 팁 임시고정기구 및 이것을 구비한 스로우 어웨이식 절삭공구가 제공된다. 본 발명에 따른 팁 임시고정기구 및 그것을 구비한 스로우 어웨이식 절삭공구는, 팁의 소정의 위치에 적어도 1개의 오목홈 또는 볼록부를 구비하고, 팁설치시트 및 팁고정수단 중 적어도 어느 하나에 상기 오목홈 또는 볼록부와 맞물릴 수 있는 볼록부 또는 오목홈을 구비하여 이루어진다. 상기 오목홈은 팁설치시트의 시트면과 실질적으로 평행하게 뻗고, 상기 볼록부는 상기 팁을 상기 팁설치시트에 삽입, 제거할 때, 상기 오목홈에 맞물릴 수 있게 끼워져서 상기 팁을 상기 팁설치시트에 대하여 소정의 방향으로만 이동가능하게 한다.

Description

팁 임시고정기구 및 그것을 구비한 스로우 어웨이식 절삭공구{MECHANISM FOR TEMPORARILY HOLDING TIP, AND THROW-AWAY CUTTING TOOL PROVIDED WITH THE MECHANISM}

본 발명은 팁 임시고정기구 및 그것을 구비한 스로우 어웨이식 절삭공구에 관한 것이다.

이러한 종류의 절삭공구인 스로우 어웨이식 정면 프레이즈(fraise)에서는, 공구본체의 선단부 외주에 공구본체 직경방향의 외측 및 공구본체 선단측을 향하여 개구된 오목부가 구비되고, 이 오목부에는 절삭날을 가지는 인서트(팁)를 착탈이 가능하게 장착하기 위한 설치시트가 형성된다. 이 설치시트에는 시트부재가 배치되고, 시트부재는 공구본체 선단측을 향하여 뻗어 형성된 공구본체 직경방향의 외측을 향하는 벽면과 공구회전방향 전방측을 향하는 벽면을 가진다. 인서트(팁)는 시트부재의 공구회전방향 전방측을 향하는 벽면에 착좌(着座)하고, 상기 인서트(팁)의 공구본체 직경방향의 내측을 향하는 측면이 시트부재의 공구본체 직경방향의 외측을 향하는 벽면에 맞닿아서, 쐐기재에 의해 공구회전방향 후방측으로 눌린다(예를 들어, 일본특허공개공보 2007-130738호(도 4) 참조).

하지만, 일본특허공개공보 2007-130738호에 기재된 정면 프레이즈에서는, 공구본체의 오목부의 개구를 중력방향을 향하게 한 상태에서 쐐기재의 압착을 해제하여 인서트(팁)를 설치시트에 삽입 및 제거할 때, 인서트(팁)를 떨어뜨려서 분실할 우려가 있었다. 이 때문에, 소형 인서트(팁)의 교환작업이나 공작기계상에서의 교환작업이 용이하다고는 할 수 없었다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 팁설치시트에 대한 팁의 착탈작업을 용이하게 하기 위하여 바람직한 팁 임시고정기구 및 그것을 구비한 스로우 어웨이식 절삭공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 아래의 구성을 가진다.

본 발명은, 절삭공구의 공구본체에 설치한 팁설치시트에 삽입한 팁 임시고정기구로서, 시트면과 상기 시트면으로부터 세워지는 적어도 1개의 구속벽면을 구비하고, 절결단부 또는 오목홈으로 이루어지는 팁설치시트와, 상기 팁설치시트에 삽입된 팁을 상기 시트면측을 향하여 누르는 고정수단과, 상기 팁의 소정의 위치에 설치되는 적어도 1개의 오목홈 또는 적어도 1개의 볼록부와, 상기 오목홈 또는 볼록부에 맞물릴 수 있으며, 상기 팁설치시트 및 고정수단 중 적어도 어느 한쪽에 설치된 볼록부 또는 오목홈을 구비하고, 상기 오목홈은 팁설치시트의 시트면과 대략 평행하게 뻗으며, 상기 볼록부는 상기 팁을 상기 팁설치시트에 삽입, 제거할 때, 상기 오목홈에 맞물릴 수 있게 끼워지고, 상기 팁을 상기 팁설치시트에 대하여 소정의 방향으로만 이동가능하게 하는 것을 특징으로 하는 팁 임시고정기구이다.

상기 팁 임시고정기구에 따르면, 팁을 팁설치시트에 대하여 삽입, 제거할 때, 볼록부가 오목홈에 맞물릴 수 있게 끼워넣음으로써, 상기 끼워넣는 방향을 제외한 다른 방향으로의 팁의 이동이 제한된다. 이와 같이, 팁의 이동이 제한된 방향으로 중력이 작용하여도 팁이 팁설치시트 안에서 어긋나거나 팁설치시트로부터 탈락하지 않기 때문에, 팁의 착탈작업이 용이해지고, 그 작업에 필요한 시간이 단축된다.

상기 팁 임시고정기구에 있어서, 상기 오목홈이 적어도 1개의 상기 구속벽면에 따른 방향으로 뻗는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 팁은 팁설치시트 안에서 구속벽면에 따른 방향으로만 이동할 수 있기 때문에, 팁설치시트에 대한 팁의 삽입, 제거가 용이해진다. 이와 같이, 팁설치시트에 대한 팁의 착탈작업이 용이해지고, 그 작업에 필요한 시간의 단축이 도모된다.

더욱이, 상기 볼록부가 적어도 1개의 상기 구속벽면에 따른 방향으로 뻗거나 혹은 점재하여 있어도 된다. 그렇게 함으로써, 볼록부와 오목홈이 상기 구속벽면에 따른 방향에서 광범위하게 맞물리게 되어, 팁설치시트 안에서의 팁의 자세가 안정된다. 이에 의해, 팁설치시트에 대한 팁의 착탈작업이 용이해지고, 그 작업에 필요한 시간의 단축이 도모되는 동시에, 팁의 위치결정 정밀도가 향상된다.

더욱이, 볼록부의 단면형상과 오목홈의 단면형상을 서로 닮게 함으로써, 볼록부와 오목홈의 확실한 맞물림이 얻어지도록 하는 것이 바람직하다.

상술한 팁 임시고정기구를 구비한 스로우 어웨이식 절삭공구에 따르면, 팁을 팁설치시트에 삽입, 제거할 때, 볼록부가 오목홈에 맞물릴 수 있게 끼워넣음으로써, 상기 끼워넣는 방향을 제외한 다른 방향으로의 팁의 이동이 제한된다. 이와 같이, 팁의 이동이 제한된 방향으로 중력이 작용하여도 팁이 팁설치시트 안에서 어긋나거나 팁설치시트로부터 탈락하지 않기 때문에, 예를 들어, 상기 절삭공구를 공작기계의 주축이나 절삭공구대에 설치한 상태에서 팁을 코너 체인지하거나 팁 교환을 할 때, 상기 절삭공구에 대한 팁의 착탈작업이 용이해지고, 그 작업에 필요한 시간이 단축된다.

상기 스로우 어웨이식 절삭공구에 있어서, 상기 볼록부의 단면형상에 대한 상기 오목홈의 단면형상의 상대적인 크기가, 상기 절삭공구의 공구본체의 안쪽에 위치하는 상기 오목홈의 안쪽 끝부분보다, 상기 절삭공구의 공구본체의 외측에 위치하는 상기 오목홈의 외측 끝부분이 큰 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 팁을 팁설치시트에 삽입할 때 볼록부를 오목홈에 끼워넣기 쉬워지기 때문에, 상기 절삭공구에 대한 팁의 장착작업이 용이해진다. 게다가, 볼록부와 오목홈의 맞물림이 약해지지도 않는다.

더욱이, 상기 오목홈이 연직방향으로 교차하는 방향, 바람직하게는 연직방향에 대하여 60~90° 교차하는 방향으로 뻗은 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 팁을 팁설치시트에 삽입, 제거할 때, 연직방향으로 팁이 이동하는 것이 제한된다. 이에 의해, 예를 들어, 상기 절삭공구가 그 선단측(팁측)을 연직방향 아래쪽을 향하게 하여 입형(立型) 프레이즈반, 입형 머시닝센터 등의 공작기계에 설치되었을 때, 팁이 팁설치시트로부터 탈락하여 분실되지 않는 동시에, 상기 절삭공구에 대한 팁의 착탈작업이 용이해져서, 그 작업에 필요한 시간이 단축된다. 팁이 팁설치시트로부터 탈락하는 것을 확실하게 방지하기 위하여, 오목홈이 뻗는 방향은 연직방향에 대하여 60~90°의 각도로 교차하는 것이 바람직하다.

상술한 팁 임시고정기구 및 이것을 구비한 스로우 어웨이식 절삭공구에 따르면, 팁설치시트에 대한 팁의 삽입, 제거가 용이해짐으로써, 팁설치시트 및 상기 절삭공구에 대한 팁의 착탈작업이 용이해지고, 그 작업에 필요한 시간이 단축된다.

도 1은 본 발명을 적용한 스로우 어웨이식 엔드밀의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 엔드밀을 선단측에서 본 정면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 엔드밀의 평면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 엔드밀의 우측면도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 V-V선 단면확대도이다.
도 6은 도 1의 VI부 확대도이다.
도 7은 도 1에 나타내는 엔드밀에 사용되는 팁의 사시도이다.
도 8은 도 7에 나타내는 팁의 정면도이다.
도 9는 도 7에 나타내는 팁의 평면도이다.
도 10은 도 7에 나타내는 팁의 좌측면도이다.
도 11a는 본 발명을 적용한 스로우 어웨이식 정면 프레이즈의 부분 단면측면도이다.
도 11b는 도 11a의 XIB부의 확대도이다.
도 12는 본 발명을 적용한 다른 스로우 어웨이식 정면 프레이즈의 부분 단면측면도이다.

본 발명의 실시예로서, 본 발명을 적용한 팁 임시고정기구 및 이것을 구비한스로우 어웨이식 엔드밀(이하, '엔드밀'(end-mill)이라고 함)에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 상기 엔드밀을 선단측에서 본 사시도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 엔드밀을 선단측에서 본 정면도이다. 도 3, 도 4는 각각 도 1에 나타내는 엔드밀의 평면도와 우측면도이다. 도 5는 도 3에 나타내는 V-V선 단면의 확대도이다. 도 6은 도 1의 VI부 확대도이다. 도 7은 도 1에 나타내는 엔드밀에 사용되는 스로우 어웨이 팁(이하, '팁'이라고 함)의 사시도이다. 도 8은 도 7에 나타내는 팁의 정면도이다. 도 9, 도 10은 각각 도 7에 나타내는 팁의 평면도와 좌측면도이다.

도 1 내지 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 엔드밀의 공구본체(1)는 대략 축형상을 이루고, 그 축선방향 선단측의 날부(1A)와 후단측의 생크(shank)부(1B)로 이루어진다. 날부(1A)의 선단부에는 상기 날부(1A)의 외주면 및 선단면으로 개구되는 오목홈 형상의 팁설치시트(2)가 설치된다. 팁설치시트(2)는 상기 축선방향의 후단부가 선단부보다 공구회전방향(K) 후방이 되도록 상기 축선에 대하여 거의 경사져서 연장된다(도 4 참조). 이 팁설치시트(2)의 공구회전방향 전방측에는 팁 포켓(tip pocket; 4)이 형성된다. 팁 포켓(4)은 팁설치시트(2)를 연장한 방향에 따라 날부(1A)의 외주면을 잘라내어 이루어진다.

도 7 내지 도 10에 나타내는 바와 같이, 팁(10)은 평면에서 보아(도 9) 대략 직사각형 판형상의 팁 본체를 가진다. 팁(10)의 상면에는 레이크면(rake face)(11)이, 하면에는 착좌면(10a)이 형성되고, 상면 및 하면과 교차하는 측면에는 플랭크면(flank face)(12a, 12b, 12c)이 형성된다. 레이크면(11)이 형성되는 대략 직사각형 상면의 한쪽 코너부(C)에는 원호형상을 이루는 코너날(13a)이 형성되고, 이 코너날(13a)로부터 뻗은 상기 직사각형 상면의 긴 변 및 짧은 변에 각각 주(主)절삭날(13b) 및 부(副)절삭날(13c)이 형성된다. 레이크면(11)은 주절삭날(13b)의 능선에 이어져서 하면측으로 오목한 곡면형상을 이루고, 이 곡면의 주절삭날(13b)의 능선에서의 접선으로 정의된 레이크각이 정(正)이 되도록 형성된다. 코너날(13a) 및 부절삭날(13c)은 곡면형상의 레이크면에 대응하여, 하면측으로 오목한 곡선형상의 절삭날로 형성된다. 코너날(13a)의 단부에 인접하는 부절삭날(13c) 부분에는, 마무리면의 조도(粗度)를 향상시키기 위하여 직선형상 또는 원호형상을 이루는 플랫날(flat cutting edge; 13d)이 설치되는 것이 바람직하다. 코너날(13a), 주절삭날(13b) 및 부절삭날(13c)로부터 각각 뻗은 측면에 형성된 각 플랭크면(12a, 12b, 12c)은, 하면측으로 감에 따라 안쪽으로 경사지는 정(正)의 플랭크각을 가지는 플랭크면이 된다.

이하, 팁 임시고정기구의 주요 구성에 대하여 설명한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 팁(10)은 대략 직사각형의 상면을 가진다. 상면에서 코너날(13a)이 형성된 코너부(C)의 대각(對角)에는 다른 코너부(C')가 위치한다. 이 다른 코너부(C')로부터 직사각형의 긴 변이 뻗고, 이 긴 변으로부터 뻗은 상면 부분에는 하면측을 향하여 함몰된 오목부(14)가 설치된다. 오목부(14)는 상기 긴 변에 따라서 간격을 두고 2군데에 설치된다. 이들 오목부(14)의 바닥면(14a)은 도 5에 나타내는 암나사구멍(5)의 중심축선과 직교하는 평탄면이 된다. 또한, 도 8 내지 도 10으로부터 알 수 있듯이, 상기 다른 코너부(C')로부터 각각 뻗은 측면에는 하면에 대하여 대략 직각인 평탄면이 형성되어 있고, 이 평탄면들이 뒤에서 설명하는 팁설치시트의 구속벽면(3b, 3c)에 각각 맞닿는 피구속면(15a, 15b)이 된다.

더욱이, 도 7 내지 도 10에 나타내는 바와 같이, 상기 다른 코너부(C')로부터 뻗은 직사각형의 짧은 변에 따라, 그 짧은 변에 접하고 또한 위쪽으로 융기하는 볼록부(16)가 연장된다. 이 볼록부(16)는 반원형상의 단면을 가지고, 반원통형상을 나타내며, 팁(10)의 두께방향에서의 최고위치가 팁(10)의 상면보다 높게 형성된다.

한편, 도 1 내지 도 4에 나타내는 바와 같이, 날부(1A)에 설치한 팁설치시트(2)는 날부(1A)의 외주면 및 선단면으로 개구하는 오목홈 형상으로 형성되고, 공구본체(1)의 회전방향(K)을 향하는 측벽면에 팁(10)의 착좌면(10a)과 맞닿는 시트면(3a)이 형성되는 동시에, 외주측을 향하는 바닥면 및 선단측을 향하는 벽면에 팁의 피구속면(15a, 15b)과 맞닿는 구속벽면(3b, 3c)이 각각 형성된다. 상기 시트면(3a)과 이것과 마주보는 측벽면(3d)의 간격(T')은 팁의 두께(T)보다 약간 크기 때문에, 팁(10)을 팁설치시트의 시트면(3a)에 착좌시켰을 때, 팁(10)의 상면과 상기 측벽면(3d) 사이에 약간의 틈이 생긴다. 팁 포켓(3)보다 공구회전방향(K)의 전방측에 위치하는 날부(1A)의 외주면에는, 팁(10)에 설치한 2개의 오목부(14)를 향하는 위치에서 상기 측벽면(3d)으로 개구된 2개의 암나사구멍(5)이 설치된다. 이 암나사구멍(5)들은 팁설치시트(2)에 착좌시킨 팁의 오목부(14)를 향하도록 2군데에 설치된다.

더욱이, 공구본체(1)의 회전방향 반대측을 향하는 측벽면(3d)과 선단측을 향하는 구속벽면(3c)이 형성된 벽면의 교차부에는, 팁의 볼록부(16)를 끼워넣을(삽입할) 수 있게 하는 오목홈(6)이 형성된다. 이 오목홈(6)은 팁설치시트(2)의 개구단으로부터 구속벽면(3b)이 형성된 바닥면에 걸쳐서 연장된다.

이하, 위에서 설명한 팁 임시고정기구를 구비한 스로우 어웨이식 엔드밀에서 팁(10)을 설치, 제거하는 방법에 대하여 설명한다. 팁설치시트(2)에 대한 팁(10)의 삽입은, 팁의 볼록부(16)를 팁설치시트의 오목홈(6)에 끼워넣으면서 이루어진다. 이와 같이 상기 볼록부(16)를 상기 오목홈(6)에 끼워넣은 상태에서 팁의 피구속면(15a, 15b)과 팁설치시트의 구속벽면(3b, 3c)은 맞닿거나 혹은 약간의 간격을 두고 근접한다. 이에 의해, 팁(10)은 팁설치시트(2)에 대하여 원활하게 삽입, 제거된다. 팁(10)은 상기 오목홈(6)이 뻗은 방향으로 이동하여 팁설치시트(2)에 삽입된다. 이와 같이 팁설치시트(2)에 삽입된 팁(10)은, 날부(1A)에 설치된 2군데의 암나사구멍(5)에 육각구멍이 있는 고정나사(JIS B 1177) 등의 나사부재(20)가 나사결합되고, 나사부재(20)의 선단면이 상기 팁의 오목부(14)의 바닥면(14a)에 맞닿아서 팁설치시트의 시트면(3a)측으로 누름으로써 고정된다. 여기서, 상기 암나사구멍(5) 및 나사부재(20)의 중심선을 팁설치시트의 시트면(3a)의 수선(垂線)에 평행하게 하였을 경우에는, 팁(10)은 단지 팁설치시트의 시트면(3a)측으로 밀릴 뿐이다. 하지만, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 암나사구멍(5) 및 나사부재(20)의 중심선을 팁설치시트의 시트면(3a)에 근접시킴에 따라서 2개의 구속벽면(3b, 3c)에 점차 가까워지도록 상기 수선에 대하여 경사지게 하였을 경우에는, 팁(10)은 팁설치시트의 시트면(3a)측으로 밀리는 동시에, 상기 2개의 구속벽면(3b, 3c)측으로도 밀린다. 반대로, 팁설치시트(2)로부터의 팁(10) 제거는, 상기 나사부재(20)를 느슨하게 하여 나사부재(20)의 선단부와 팁의 오목부의 바닥면(14a)을 이간시킨 후, 팁(10)을 상기 오목홈(6)이 뻗은 방향으로 이동시켜서 팁설치시트(2)로부터 빼냄으로써 이루어진다.

공구본체(1)에 장착된 팁(10)은, 레이크면(11)을 공구본체(1)의 회전방향 전방측을 향하게 하는 동시에, 코너날(13a)이 공구본체(1)의 외주면 및 선단면으로부터 돌출하도록 설치된다. 공구본체(1)의 중심선 둘레로 회전하는 스로우 어웨이식 엔드밀은, 가공물(work material)을 상기 중심선에 대하여 직각방향으로 이송하여, 코너날(13a), 주절삭날(13b) 및 부절삭날(13c)이 가공물을 절삭함으로써, 가공물을 원하는 형상으로 가공한다.

이 스로우 어웨이식 엔드밀의 작용효과에 대하여 아래에 설명한다.

팁(10)을 팁설치시트(2)에 대하여 삽입 및 제거할 때, 팁의 볼록부(16)를 팁설치시트의 오목홈(6)에 끼워넣음으로써, 팁(10)은 상기 오목홈(6)이 뻗은 방향으로만 이동할 수 있으며, 그 밖의 방향으로는 이동할 수 없게 되어 있다. 상기 스로우 어웨이식 엔드밀에서는, 상기 오목홈(6)이 공구본체(1)의 중심선에 대하여 거의 직각방향으로 뻗어 있어서, 상기 중심선 방향으로 팁(10)이 이동하는 것이 특히 억제된다. 이로부터, 입형 프레이즈반, 입형 머시닝센터 등과 같이 연직방향으로 주축이 배치된 공작기계에 상기 스로우 어웨이식 엔드밀을 설치한 상태에서 팁(10)을 교환하거나 코너 체인지할 때, 팁설치시트(2)에 삽입한 팁(10)이 중력의 작용에 의해 떨어지거나 하지 않는다. 또한, 낙하하지 않도록 팁(10)을 손으로 잡지 않아도 되기 때문에, 팁(10)의 교환작업이 용이해지고, 작업시간이 단축된다. 이와 같이 공구본체의 중심선이 연직방향으로 평행하게 설치된 스로우 어웨이식 엔드밀에 있어서, 팁설치시트(2)로부터 팁(10)이 떨어지지 않도록 하기 위하여, 팁설치시트의 오목홈(6)이 뻗은 방향과 공구본체(1)의 중심선의 방향이 이루는 각도는 60~90°의 범위인 것이 바람직하다.

상기 스로우 어웨이식 엔드밀에서는, 팁의 볼록부(16)가 상면의 짧은 변에 따라 연장되어 있기 때문에, 팁(10)을 팁설치시트(2)에 삽입하였을 때, 상기 볼록부(16)가 설치시트의 오목홈(6)이 뻗은 방향의 거의 전체길이에 걸쳐서 맞물리고, 팁(10)이 팁설치시트(2) 안에서 크게 덜거덕거리는 것을 방지할 수 있다. 팁의 볼록부(16)를 상기 오목홈(6)의 길이방향의 2군데 이상에 점재시켜도, 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 이것으로 한정되지 않고, 팁의 볼록부(16)는 상기 오목홈(6)에 끼워넣을 수 있는 것이면 1군데에 설치되어도 상관없다. 이 경우, 팁설치시트의 오목홈(6)이 어느 한쪽 구속벽면(3b, 3c)에 평행하게 설치되어 있으면, 팁(10)을 팁설치시트(2)에 삽입할 때, 상기 구속벽면(3b, 3c)과 그것에 대응하는 팁의 피구속면(15a, 15b)이 맞닿거나 혹은 약간의 간격을 두고 근접하기 때문에, 팁(10)이 덜거덕거리는 것을 방지할 수 있다.

공구본체의 암나사구멍(5) 및 이 암나사구멍(5)에 나사결합하는 나사부재(20)의 중심선이, 팁설치시트의 시트면(3a)에 가까워짐에 따라서 2개의 구속벽면(3b, 3c)에 점차 가까워지도록, 상기 시트면(3a)의 수선에 대하여 경사져 있다. 이에 의해, 상기 나사부재(20)를 조였을 때, 팁(10)이 상기 2개의 구속벽면(3b, 3c)을 향하여 가압되고, 그 구속벽면(3b, 3c)으로 눌린다. 이로부터, 작업자가 팁(10)을 상기 2개의 구속벽면(3b, 3c)으로 일부러 수작업에 의해 누르지 않아도, 팁(10)을 팁설치시트(2)에 안정적이고 강고하게 고정할 수 있다.

팁(10)의 상면에 대한 볼록부(16)의 최대융기높이는 0.2~2mm의 범위에 있는 것이 바람직하다. 0.2mm 미만에서는, 팁의 볼록부(16)와 팁설치시트의 오목홈(6)이 맞물리지 않거나 혹은 충분히 맞물리지 않게 되어, 팁(10)이 팁설치시트(2)로부터 떨어질 우려가 있다. 볼록부의 최대융기높이가 2mm를 넘으면, 분말야금법으로 제작되는 팁에서 볼록부 및 오목홈의 성형이 어려워지기 때문에, 생산성이 떨어질 우려가 있다. 또한, 볼록부(16)와 오목홈(6)은, 팁(10)이 팁설치시트(2) 안에서 소정의 방향으로 이동하는 것을 방지하기 위한 것이며, 팁(10)을 소정의 위치에 위치결정하기 위한 것은 아니다. 따라서, 볼록부(16)와 오목홈(6)의 상대적인 위치관계를 엄밀하게 관리할 필요가 없고, 이 볼록부(16)와 오목홈(6)을 제작하는 것이 매우 용이해진다.

오목홈(6)에 볼록부(16)를 끼워넣었을 때 양자가 확실하게 맞물리게 하기 위하여, 볼록부(16)의 단면형상은 오목홈(6)의 단면형상보다 작고 서로 닮은 형상으로 하는 것이 바람직하다. 오목홈(6)에 볼록부(16)를 끼워넣기 쉽게 하기 위하여, 오목홈(6)의 입구측이 되는 팁설치시트(2)의 개구부에서의 단면형상을 다른 단면형상보다 크게 하거나, 또는 볼록부(16)의 오목홈(6)에 대한 삽입방향 전방부의 단면형상을 다른 단면형상보다 작게 하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 팁 임시고정기구 및 이것을 구비한 스로우 어웨이식 엔드밀은, 볼록부(16)를 팁(10)에, 오목홈(6)을 팁설치시트(2)의 측벽면(3d)에 각각 설치하였는데, 이와 반대로, 볼록부(16)를 팁설치시트의 측벽면(3d)에, 오목홈(6)을 팁(10)에 각각 설치하여도 상관없다. 또한, 팁(10)의 하면측에 볼록부(16) 또는 오목홈(6)을 설치하고, 이것에 대응하여 팁설치시트의 시트면(3a)에 오목홈(6) 또는 볼록부(16)를 설치하여도 상관없다.

본 발명에 따른 팁 임시고정기구 및 이것을 이용한 스로우 어웨이식 절삭공구는, 팁설치시트(2)의 형상이 오목홈 형상을 이루는 것으로 한정되지 않고, 절결단부로 이루어지는 것에 적용할 수도 있다. 도 11a, 도 11b 및 도 12는 다른 팁 임시고정기구를 적용한 스로우 어웨이식 정면 프레이즈를 나타낸다. 이 도면들에서, 앞서 설명한 스로우 어웨이식 엔드밀과 같은 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다.

상기 정면 프레이즈는, 대략 원반형상을 이루는 공구본체(1)의 선단부의 외주면에, 그 원주방향에 따라서 복수개의 팁(10)이 서포트 부재(30)를 통하여 설치되어 이루어진다. 각 팁(10)은 공구회전방향(K) 전방측을 향하는 서포트 부재(30)의 벽면의 선단부에 형성된 절결단부로 이루어지는 팁설치시트(2)에 착좌한다. 착좌한 팁(10)의 상기 공구회전방향(K) 전방측에 설치된 쐐기부재 삽입홈에는, 쐐기부재(40)가 삽입되어 있다. 이 쐐기부재(40)를 나사부재(50)를 이용하여 공구본체(1) 내부측(공구본체(1)의 직경방향 내측)으로 가라앉힘으로써, 팁(10)은 쐐기부재(40)의 압착면(40a)과 팁설치시트의 시트면(3a) 사이에 끼워져서 고정된다.

이하, 팁 임시고정기구의 주요 구성에 대하여 설명한다.

상기 정면 프레이즈에 사용되는 팁(10)은, 도 11a의 오른쪽 아래 코너부에 나타내는 바와 같이, 대략 정사각형의 판형상을 이루고, 팁(10)의 상면(종이 위쪽의 면)에는 레이크면(11)이 형성되고, 팁(10)의 하면(종이 안쪽 면)에는 착좌면(10a)이 형성되며, 상면으로부터 하면을 향하여 뻗은 팁(10)의 측면에는 내측을 향하여 경사진 정(正)의 플랭크각을 가지는 플랭크면(도 7 내지 도 10의 12b, 12c 참조)이 형성되어 있다. 레이크면(11)이 형성된 정사각형 상면의 4개의 코너부(C)의 능선에는 부절삭날(13c)이 형성되고, 상기 정사각형 상면의 4개의 변능부(邊稜部)에는 주절삭날(13b)이 형성된다. 더욱이, 착좌면(10a)이 형성된 하면과 마주보는 방향에서 보았을 때, 상기 하면에는 2개의 오목홈(6)이 형성된다. 이 오목홈(6)들은 하면의 중앙부에서 교차하는 십(十)자형상을 이루도록 배치된다. 각 오목홈(6)은 정삭각형 상면의 변능부에 대하여 평행하게 뻗고, 양단부가 팁(10)의 측면으로 개구되며, 직사각형의 단면형상을 가진다.

팁설치시트(2)는, 팁(10)이 착좌하는 시트면(3a)과, 이 시트면(3a)으로부터 세워지는 2개의 벽면을 구비한다. 상기 2개의 벽면에는 피구속면(도 9의 15a, 15b 참조)이 되는 팁의 측면에 맞닿는 2개의 구속벽면(3b, 3c)이 각각 형성된다. 더욱이, 도 11a에 나타내는 바와 같이, 팁설치시트의 시트면(3a)에는 이 시트면(3a)으로부터 돌출하는 볼록부(16)가 형성된다. 상기 볼록부(16)는, 상기 시트면(3a)과 마주보는 방향에서 보아 한쪽 구속벽면(3c)과 평행하게 뻗어 있고, 상기 오목홈(6)보다 약간 작은 직사각형의 단면형상을 가지며, 팁설치시트(2)에 삽입한 팁의 오목홈(6)에 끼워질 수 있게 되어 있다. 팁(10)은 상기 오목홈(6)에 상기 볼록부(16)를 끼워넣은 상태에서 쐐기부재(40)를 공구본체(1) 내부측(공구본체(1)의 직경방향 내측)으로 가라앉히어, 상기 쐐기부재의 압착면(40a)으로 팁(10)의 상면을 팁설치시트의 시트면(3a)측으로 누름으로써 고정된다.

이 정면 프레이즈에 팁(10)을 설치, 제거할 때, 팁설치시트(2)에 대한 팁(10)의 삽입은 팁에 설치한 오목홈(6)에 팁설치시트에 설치한 볼록부(16)를 끼워넣음으로써 이루어진다. 여기서, 쐐기부재(40)는, 상기 쐐기부재의 압착면(40a)이 팁(10)의 상면에 대하여 틈을 가지도록 공구본체(1)의 외측(공구본체(1)의 직경방향 외측)을 향하여 떠오른 상태로 되어 있다. 상기 볼록부(16)를 상기 오목홈(6)에 끼워넣은 상태에서 팁의 피구속면(15a, 15b)과 팁설치시트의 구속벽면(3b, 3c)은 맞닿거나 혹은 약간의 간격을 두고 근접한다. 이에 의해, 팁(10)을 팁설치시트(2)에 대하여 원활하게 삽입, 제거를 할 수 있다. 팁(10)은 상기 오목홈(6)이 뻗은 방향으로 이동하여 팁설치시트(2)에 삽입된다. 이와 같이 팁설치시트(2)에 삽입된 팁(10)은, 쐐기부재(40)를 공구본체(1) 내부측(공구본체(1)의 직경방향 내측)으로 가라앉히어, 쐐기부재의 압착면(40a)이 상기 팁(10)의 상면을 팁설치시트의 시트면(3a)측을 향하여 압착함으로써 고정된다. 반대로, 팁설치시트(2)로부터 팁(10)을 제거하기 위해서는, 상기 쐐기부재(40)를 공구본체(1) 외측(직경방향 외측)으로 떠오르게 함으로써, 쐐기부재의 압착면(40a)을 팁(10)의 상면으로부터 이간시킨 후, 팁(10)을 상기 오목홈(6)이 뻗은 방향으로 이동시켜서 팁설치시트(2)로부터 빼냄으로써 이루어진다.

이상 설명한 팁 임시고정기구에 있어서, 팁(10)의 하면에 형성한 오목홈(6) 및 팁설치시트에 형성한 볼록부(16)의 단면 형상은, 이 볼록부(16)와 오목홈(6)이 서로 맞물릴 수 있으면 직사각형으로 한정되지 않고, 도 11b에 예시하는 바와 같이 팁설치시트의 시트면(3a)으로부터 위쪽으로 멀어짐에 따라 확대되는 역테이퍼 형상으로 하여도 된다. 이와 같이 하였을 경우, 팁(10)이 팁설치시트의 시트면(3a)으로부터 이간하는 방향으로 떠오르는 것을 억제할 수 있기 때문에, 팁설치시트(2)로부터 팁(10)이 떨어지거나 팁이 분실되는 것을 매우 효과적으로 방지할 수 있다.

도 12에 예시하는 바와 같이, 상기 정면 프레이즈에서 볼록부(16)는 팁(10)의 상면에 설치하여도 상관없다. 이에 대응하여, 이 볼록부(16)를 끼워넣는 오목홈(6)은 쐐기부재의 압착면(40a)으로부터 움푹 패이도록 형성된다. 상기 오목홈(6)은, 팁설치시트의 시트면(3a)과 마주보는 방향에서 보아, 쐐기부재(40)가 떠올랐다 잠겼다하는 방향(도 12의 일점쇄선 L)과 평행한 방향으로 연장되고, 적어도 공구본체(1)의 직경방향 외측에 위치하는 일단부가 개구하도록 형성된다. 볼록부(16)는 팁(10)의 상면으로부터 융기하는 반구형상으로 형성되고, 팁(10) 상면의 정사각형면의 거의 중앙부에 배치됨으로써, 팁을 코너 체인지하였을 때에도 볼록부(16)의 위치가 변하지 않도록 배려되어 있다.

팁(10)의 고정수단은 이상 설명한 쐐기부재(40)로 한정되지 않고, 팁설치시트의 시트면(3a)과 함께 팁(10)을 끼워넣는 형식으로 대체할 수 있다. 예를 들어, 고정수단은 팁(10)의 상면을 팁설치시트의 시트면(3a)측을 향하여 누르는 누름금구로 하여도 된다(도시하지 않음).

본 발명은, 이상 설명한 엔드밀이나 정면 프레이즈라는 회전절삭 공구로 한정하여 적용되지 않고, 팁을 착탈가능하게 장착하는 형식의 절삭공구이면, 회전공구(turning tool), 보링공구(boring tool) 등의 선삭공구나 드릴, 리머(reamer) 등의 천공공구에도 당연히 적용할 수 있다.

1: 공구본체 1A: 날부
1B: 생크부 2: 팁설치시트
3a: 시트면 3b, 3c: 구속벽면
3d: 측벽면 4: 팁 포켓
5: 암나사구멍 6: 오목홈
10: 팁 10a: 착좌면
11: 레이크면 12a, 12b, 12c: 플랭크면
13a: 코너날 13b: 주절삭날
13c: 부절삭날 13d: 플랫날
14: 오목부 14a: 바닥면
15a, 15b: 피구속면 16: 볼록부
20: 나사부재 30: 서포트 부재
40: 쐐기부재 50: 나사부재

Claims (8)

1. 절삭공구의 공구본체에 설치한 팁설치시트에 삽입한 팁 임시고정기구로서,
   시트면과 상기 시트면으로부터 세워지는 적어도 1개의 구속벽면을 구비하고, 절결단부 또는 오목홈으로 이루어지는 팁설치시트와,
   상기 팁설치시트에 삽입된 팁을 상기 시트면측을 향하여 누르는 고정수단과,
   상기 팁의 소정의 위치에 설치되는 적어도 1개의 오목홈 또는 적어도 1개의 볼록부와,
   상기 오목홈 또는 볼록부에 맞물릴 수 있으며, 상기 팁설치시트 및 고정수단 중 적어도 어느 한쪽에 설치된 볼록부 또는 오목홈을 구비하고,
   상기 오목홈은 팁설치시트의 시트면과 실질적으로 평행하게 뻗으며,
   상기 볼록부는 상기 팁을 상기 팁설치시트에 삽입, 제거할 때, 상기 오목홈에 맞물릴 수 있게 끼워넣어지고, 상기 팁을 상기 팁설치시트에 대하여 소정의 방향으로만 이동가능하게 하는 것을 특징으로 하는 팁 임시고정기구.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 오목홈이 적어도 1개의 상기 구속벽면에 따른 방향으로 뻗는 것을 특징으로 하는 팁 임시고정기구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 볼록부가 적어도 1개의 상기 구속벽면에 따른 방향으로 뻗거나 혹은 점재하는 것을 특징으로 하는 팁 임시고정기구.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 볼록부의 단면형상과 상기 오목홈의 단면형상이 서로 닮은 것을 특징으로 하는 팁 임시고정기구.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 팁 임시고정기구를 구비한 스로우 어웨이식 절삭공구.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 볼록부의 단면형상에 대한 상기 오목홈의 단면형상의 상대적인 크기가, 상기 절삭공구의 공구본체의 안쪽에 위치하는 상기 오목홈의 안쪽 끝부분보다, 상기 절삭공구의 공구본체의 외측에 위치하는 상기 오목홈의 외측 끝부분이 큰 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이식 절삭공구.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 오목홈이 연직방향으로 교차하는 방향으로 뻗은 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이식 절삭공구.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 오목홈이 연직방향에 대하여 60~90° 교차하는 방향으로 뻗은 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이식 절삭공구.

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