KR20110093239A - A cutting tool holder using shape memory alloy - Google Patents

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KR20110093239A
KR20110093239A KR1020100013149A KR20100013149A KR20110093239A KR 20110093239 A KR20110093239 A KR 20110093239A KR 1020100013149 A KR1020100013149 A KR 1020100013149A KR 20100013149 A KR20100013149 A KR 20100013149A KR 20110093239 A KR20110093239 A KR 20110093239A
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Abstract

PURPOSE: A cutting tool holder using the shape memory alloy is provided to reduce the number of the tool holder component by widening or narrowing the interval of the tool mounting groove through the deformation of the external force applying unit and clamping or unclamping the cutting tool. CONSTITUTION: A cutting tool holder(100) using the shape memory alloy comprises a holder body and an external force applying unit(120). A tool mounting groove(112) in which the cutting tool is arranged is formed with the top clamping jaw and lower part clamping jaw(113) of the holder body. The external force applying unit is made of the shape memory alloy material in order that the external force applying unit offers the external force to the thickness direction of the cutting tool. The cutting tool is clamped or unclamped because the height of the tool mounting groove is compulsorily varied with the elastic deformation of the shape memory alloy material by the heating source or the cooling source.

Description

형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더{a cutting tool holder using shape memory alloy} Cutting tool holder using shape memory alloy

본 발명은 형상기억합금을 이용하여 절삭공구를 고정하는 홀더에 관한 것으로, 더욱 상세히는 온도변화에 따라 신축변형되는 형상기억합금(Shape Memory Alloy; SMA)의 변위를 이용하여 절삭공구를 클램핑하여 확고히 고정하고, 언클램핑하여 분리교체하는 작업을 간편하고 신속하게 수행할 수 있도록 개선한 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더에 관한 것이다. The present invention relates to a holder for fixing a cutting tool using a shape memory alloy, and more particularly, by clamping the cutting tool by using a displacement of a shape memory alloy (SMA) that is stretched and deformed according to temperature change. The present invention relates to a cutting tool holder using a shape memory alloy which can be fixed, unclamped, and separated and replaced.

일반적으로 절삭공구용 홀더는 공작기계의 주축에서 가공대상물의 외경을 가공하거나 단부면을 가공하거나 모방가공하는 절삭공구를 체결하여 고정하는 기능을 갖는다. In general, the cutting tool holder has a function of fastening by cutting the cutting tool for processing the outer diameter of the object to be processed, the end surface or mimics the machining tool.

이러한 절삭공구 홀더에 고정되는 절삭공구는 자세 변경 및 교환 가능하게 홀더에 결합하여 피삭물인 가공대상물을 절삭하는데 사용되는데, 절삭공구를 이용한 절삭작업시 진동발생을 줄이기 위해서는 절삭공구를 고정하는 힘이 절삭작업시 발생하는 힘보다 커야 하며, 구조적으로 절삭공구를 고정하는 힘의 방향은 절삭작업시 발생하는 힘을 방해하는 방향으로 작용해야만 한다. The cutting tool fixed to the cutting tool holder is used to cut the workpiece, which is a workpiece, by changing the posture and changing the posture. In order to reduce the occurrence of vibration during the cutting operation using the cutting tool, the force holding the cutting tool is cut. It must be larger than the force generated during the work, and the direction of the force that structurally holds the cutting tool must act in the direction that interferes with the force generated during the cutting operation.

도 1a와 도 1b는 종래기술에 따른 절삭공구홀더를 도시한 구성도로서, 일단부 또는 양단부에 절삭팁(12)을 구비하는 절삭공구(10)는 도 1a에 도시한 바와 같이, 상부 클래핑죠(21)와 하부 클램핑죠(23)사이에 절삭공구가 삽입배치되는 공구장착홈(22)을 형성한 절삭공구홀더(20)에 의해서 고정되는바, 절삭공구홀더(20)의 상면에 구비된 상부 스크류(27)의 체결력에 의해 공구장착홈(22)의 틈새를 좁힘으로써 상기 공구장착홈(22)에 배치된 절삭공구(10)를 견고하게 클램핑하여 절삭작업을 수행하고, 공구교체작업은 상부 스크류의 역회전 조작에 의해서 좁혀져 있던 틈새를 원상태로 복귀함으로써 상기 공구장착홈(22)에 배치된 절삭공구(10)를 언클램핑하여 새로운 것으로 교체할 수 있는 것이다. 1A and 1B illustrate a cutting tool holder according to the prior art, in which a cutting tool 10 having a cutting tip 12 at one or both ends thereof has an upper clapping as shown in FIG. 1A. It is fixed by the cutting tool holder 20 which forms the tool mounting groove 22 into which the cutting tool is inserted and disposed between the jaw 21 and the lower clamping jaw 23, which is provided on the upper surface of the cutting tool holder 20. By narrowing the gap of the tool mounting groove 22 by the fastening force of the upper screw 27, the cutting tool 10 is firmly clamped to the cutting tool 10 disposed in the tool mounting groove 22 to perform a cutting operation, and tool replacement work. By undoing the gap narrowed by the reverse rotation operation of the upper screw to the original state it is possible to unclamp the cutting tool 10 disposed in the tool mounting groove 22 to replace it with a new one.

또한, 상기와 같이 스크류를 사용하지 않고 절삭공구홀더의 자체 탄성력을 이용하여 절삭공구를 고정하는 방법으로는 도 1b에 도시한 바와 같이, 상,하부 클램핑죠(21,23)사이에 절삭공구의 두께보다 작은 크기의 틈새를 갖는 공구장착홈(22)에 절삭공구(10)를 맞물려 견고하게 클램핑하여 절삭가공을 수행하고, 절삭팁(12)의 마모가 과도해져 교체시기가 되면 작업자가 상기 공구장착홈(22)으로부터 연장되는 관통공(26)으로 삽입되는 언클램핑기구(30)의 일방향 회전에 의해서 상기 공구장착홈(22)의 틈새를 강제로 벌려 언클램핑한 다음 절삭공구(10)를 교체하는 작업을 수행하였다. In addition, as described above, as shown in FIG. 1B, the cutting tool is fixed between the upper and lower clamping jaws 21 and 23 without the use of a screw to fix the cutting tool using its own elastic force. The cutting tool 10 is securely engaged by clamping the cutting tool 10 to the tool mounting groove 22 having a smaller size than the thickness, and the cutting tool 12 is excessively worn and the operator is required to replace the tool. One-way rotation of the unclamping mechanism 30 inserted into the through hole 26 extending from the mounting groove 22 forcibly opens the gap of the tool mounting groove 22 to unclamp the cutting tool 10. Replacement was performed.

그러나, 이러한 종래의 절삭공구홀더(20)는 절삭공구를 클램핑하거나 언클램핑학 위해서는 스크류와 체결부재 또는 특수하게 제작된 별도의 언클램핑 기구를 이용해야 클램핑 작업 및 언클램핑작업을 수행해야만 하기 때문에, 절삭공구홀더에 절삭공구를 교체하는데 소요되는 시간이 길어지면서 작업생산성을 저하시키고, 작업자의 업무부하를 가중시키는 요인으로 작용하였다. However, in the conventional cutting tool holder 20, the clamping and unclamping operations must be performed in order to clamp or unclamp the cutting tool by using a screw and a fastening member or a special unclamping mechanism specially manufactured. As the time taken to replace the cutting tool in the cutting tool holder became longer, it lowered the work productivity and increased the work load of the worker.

또한, 스크류를 이용한 절삭공구의 클램핑 작업시 작업자의 숙련도 및 부하정도에 따라 공구장착홈에 절삭공구를 고정하는 고정력이 외부조건에 의해서 불균일해지는 문제점이 있었다. In addition, when clamping the cutting tool using a screw, there is a problem that the fixing force for fixing the cutting tool to the tool mounting groove according to the skill and load of the operator is uneven by external conditions.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 절삭공구를 홀더본체에 클램핑하고 언클램핑하는 작업을 작업자의 숙련도에 관계없이 신속하고, 간편하게 수행할 수 있어 작업생산성을 높일 수 있고, 외부조건에 관계없이 절삭공구를 항상 일정한 고정력으로 클램핑하여 고정할 수 있는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더를 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention is to solve the above problems, the object of which is to clamp and unclamp the cutting tool to the holder body can be performed quickly and simply regardless of the skill of the operator can increase the work productivity In addition, regardless of external conditions it is to provide a cutting tool holder using a shape memory alloy that can be fixed by clamping the cutting tool at a constant fixed force at all times.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명은 일단부 또는 양단부에 절삭팁을 구비하는 절삭공구를 고정하는 홀더에 있어서, 상기 절삭공구가 배치되는 공구장착홈을 형성하도록 상부 클램핑죠와 하부 클램핑죠를 구비하는 홀더본체 ; 상기 상부클램핑죠와 하부클램핑죠를 상기 절삭공구의 두께방향으로 외력을 제공하도록 형상기억합금소재로 이루어져 상기 홀더본체에 구비되는 외력인가부 ;를 포함하고, 상기 형상기억합금소재에 제공되는 가열원 또는 냉각원에 의한 상기 형상기억합금소재의 신축변형에 의해서 상기 공구장착홈의 높이를 강제 가변시켜 상기 절삭공구를 클램핑시키거나 언클램핑함을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더를 제공한다. As a specific means for achieving the above object, the present invention is a holder for fixing a cutting tool having a cutting tip at one or both ends, the upper clamping jaw to form a tool mounting groove in which the cutting tool is disposed; A holder body having a lower clamping jaw; The upper clamping jaw and the lower clamping jaw made of a shape memory alloy material to provide an external force in the thickness direction of the cutting tool, the external force applying portion provided in the holder body, including, the heating source provided to the shape memory alloy material Or a cutting tool holder using a shape memory alloy characterized in that the clamping or unclamping of the cutting tool by forcibly changing the height of the tool mounting groove by expansion and contraction of the shape memory alloy material by a cooling source. .

바람직하게, 상기 외력인가부는 상기 홀더본체에 양단이 각각 고정되고, 상기 공구장착홈으로부터 연장되는 슬릿의 상측에 관통형성되는 복수개의 상부공과, 상기 슬릿의 하부에 관통형성되는 복수개의 하부공을 통하여 적어도 1회 이상 권선되는 일정길이의 형상기억합금 와이어로 이루어진다. Preferably, the external force applying unit is fixed to both ends of the holder body, through a plurality of upper holes formed through the upper side of the slit extending from the tool mounting groove, and through a plurality of lower holes formed through the lower portion of the slit It consists of a shape-memory alloy wire of a certain length that is wound at least once.

바람직하게, 상기 외력인가부는 상기 홀더본체에 양단이 각각 고정되고, 상기 공구장착홈으로부터 연장되는 슬릿의 상측에 절개된 상부절개부에 형성되는 복수개의 상부요홈과 상기 슬릿의 하측에 절개된 하부절개부에 형성되는 복수개의 하부배치홈을 따라 적어도 1회 이상 권선되는 일정길이의 형상기억합금 와이어로 이루어진다. Preferably, the external force applying unit is fixed to both ends of the holder body, a plurality of upper grooves formed in the upper incision cut in the upper side of the slit extending from the tool mounting groove and the lower incision cut in the lower side of the slit It is made of a shape-memory alloy wire of a predetermined length that is wound at least once along a plurality of lower arrangement grooves formed in the portion.

바람직하게, 상기 외력인가부는 상기 홀더본체의 양측면에 함몰형성된 측면절개부에 면접하여 밀착되도록 사각공을 구비하고, 상기 홀더본체의 선단 또는 후단으로 억지끼움맞춤으로 삽입되는 형상기억합금 사각파이프로 이루어진다. Preferably, the external force applying portion is provided with a square hole to be in close contact with the side cut-out portion formed in both sides of the holder body in close contact, and is made of a shape memory alloy square pipe inserted into the front end or the rear end of the holder body by interference fit. .

바람직하게, 상기 외력인가부는 상기 공구장착홈으로부터 연장되는 슬릿과 연결되는 상부배치홈에 상단이 삽입배치되고, 상기 슬릿과 연결되는 하부배치홈에 하단이 삽입배치되는 일정길이의 형상기억합금 바아로 이루어진다. Preferably, the external force applying unit has a shape memory alloy bar of a predetermined length, the upper end of which is inserted into the upper batch groove connected to the slit extending from the tool mounting groove, the lower end is inserted into the lower batch groove connected to the slit. Is done.

더욱 바람직하게, 상기 외력인가부는 상기 공구장착홈으로부터 수평하게 연장되는 슬릿의 단부에 관통형성되는 원형공과 상기 공구장착홈사이에 배치된다. More preferably, the external force applying unit is disposed between the tool mounting groove and the circular hole formed through the end of the slit extending horizontally from the tool mounting groove.

더욱 바람직하게, 상기 형상기억합금 와이어는 상기 홀더본체의 양측면에 함몰형성된 측면절개부에 배치된다. More preferably, the shape memory alloy wire is disposed in the side cut-out portion recessed on both sides of the holder body.

더욱 바람직하게, 상기 외력인가부를 이루는 형상기억합금소재는 마르텐사이트 변태온도 이하로 냉각되어 연성화될 때 상기 상부클램핑죠와 하부클램핑죠의 탄성복원력에 의해서 상기 공구장착홈의 높이를 확장하도록 신축변형되어 절삭공구를 언클램핑하고, 상기 형상기억합금소재가 오스테나이트 변태온도 이상으로 가열되어 강성화될 때 형상복원 작용에 기인하는 형상기억합금소재의 수축변형력에 의해 상기 공구장착홈의 높이를 축소하여 절삭공구를 클램핑한다. More preferably, the shape memory alloy material forming the external force application portion is expanded and deformed so as to expand the height of the tool mounting groove by elastic restoring force of the upper clamping jaw and the lower clamping jaw when cooled to a martensite transformation temperature or less. Unclamps the cutting tool and reduces the height of the tool mounting groove by shrinkage deformation force of the shape memory alloy material resulting from the shape restoring action when the shape memory alloy material is heated and stiffened above the austenite transformation temperature. Clamp

더욱 바람직하게, 상기 외력인가부를 이루는 형상기억합금소재는 마르텐사이트 변태온도 이하로 냉각되어 연성화될 때 상기 상부클램핑죠와 하부클램핑죠의 탄성복원력에 의해서 상기 공구장착홈의 높이를 축소하도록 수축변형되어 절삭공구를 클램핑하고, 상기 형상기억합금소재가 오스테나이트 변태온도 이상으로 가열되어 강성화될 때 형상복원 작용에 기인하는 형상기억합금소재의 신축변형력에 의해 상기 공구장착홈의 높이를 확장하여 절삭공구를 언클램핑한다. More preferably, the shape memory alloy material constituting the external force applying portion is shrink-deformed to reduce the height of the tool mounting groove by the elastic restoring force of the upper clamping jaw and the lower clamping jaw when cooled and softened below the martensite transformation temperature. The cutting tool is clamped, and the height of the tool mounting groove is extended by the elastic deformation force of the shape memory alloy material due to the shape restoring action when the shape memory alloy material is heated and stiffened above the austenite transformation temperature. Unclamp.

더욱 바람직하게, 상기 외력인가부의 오스테나이트 변태종료 온도점은 가공실 내부 온도 이상이 되고, 마르텐사이트 변태시작 온도점은 가공실 내부온도 또는 가공 중에 절삭공구홀더가 도달할 수 없는 저온영역에 속하되 상기 영역의 상한경계 부근 수준의 온도특성을 가질 수 있다. More preferably, the austenite transformation end temperature point of the external force applying unit is higher than the processing chamber internal temperature, and the martensite transformation starting temperature point belongs to the processing chamber internal temperature or a low temperature region where the cutting tool holder cannot reach during processing. It may have a temperature characteristic of the level near the upper boundary of the region.

더욱 바람직하게, 상기 외력인가부의 마르텐사이트 변태시작 온도점은 가공실 내부 온도보다 높고, 오스테나이트 변태종료 온도점은 가공 중에 가열된 절삭공구홀더가 도달할 수 없는 고온영역에 속하되 상기 영역의 하한경계 부근 수준의 온도특성을 가질 수 있다. More preferably, the martensite transformation start temperature point of the external force applying unit is higher than the internal temperature of the processing chamber, and the austenite transformation end temperature point belongs to a high temperature region which cannot be reached by the cutting tool holder heated during processing, but the lower limit of the region is It can have temperature characteristics near the boundary.

더욱 바람직하게, 상기 외력인가부는 절삭공구의 언클랭핑 작동을 위한 가열장치로서 소형 온풍기를 구비할 수 있고, 절삭공구의 클램핑 작동을 위한 냉각장치는 가공실 내부의 주변환경과의 열전달에 의한 자연냉각 이루어져 필수적으로 필요하지 않으나 빠른 클램핑 작동으로의 변환을 위해서는 공랭장치 또는 냉각 스프레이가 선택적으로 구비될 수 있다. More preferably, the external force applying unit may include a small hot air heater as a heating device for the unclamping operation of the cutting tool, and the cooling device for the clamping operation of the cutting tool may be naturally cooled by heat transfer with the surrounding environment inside the processing chamber. Air conditioning or cooling spray may be optionally provided for conversion to fast clamping operation.

본 발명에 의하면, 홀더본체에 구비되고 형상기억합금소재로 이루어지는 외력인가부의 변형에 의해서 상부클램핑죠와 하부클램핑죠사이에 형성되는 공구장착홈의 간격을 넓히거나 좁힘으로써 절삭공구를 언클램핑시키거나 클램핑할 수 있기 때문에 구조적으로 공구홀더의 전체 구성부품 수를 줄여 누적공차를 줄이고, 고정밀 작동을 구현할 수 있다. According to the present invention, the clamping tool is unclamped by widening or narrowing the gap between the tool mounting groove formed between the upper clamping jaw and the lower clamping jaw by deformation of the external force applying portion provided in the holder body and made of a shape memory alloy material. The clamping allows structurally reducing the total number of components in the toolholder, reducing cumulative tolerances and enabling high precision operation.

또한, 절삭공구를 클램핑하고 언클램핑하는 작업을 작업자의 숙련도에 관계없이 신속하게 간편하게 수행할 수 있고 외부조건에 관계없이 절삭공구를 항상 일정한 고정력을 고정할 수 있어 작업생산성 및 가공정밀도를 높일 수 있다. In addition, the clamping and unclamping of cutting tools can be performed quickly and easily regardless of the operator's skill, and the cutting tools can be fixed at a constant holding force regardless of external conditions, thereby increasing work productivity and processing precision. .

그리고, 30도 정도의 온도차 조정을 통해 공구의 클램핑 및 언클램핑 작동이 가능하기 때문에 공구교환을 쉽고 빠르게 수행할 수 있고 공구교환 시 소형 가열장치를 적용할 수 있기 때문에 경제적 부담이 크지 않게 된다. In addition, since the tool can be clamped and unclamped by adjusting the temperature difference of about 30 degrees, the tool change can be easily and quickly performed, and a small heating device can be applied during the tool change, thereby reducing the economic burden.

도 1(a)(b)은 종래기술에 따른 절삭공구홀더를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 조립도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 조립도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 조립도이다.
도 8은 본 발명의 제4실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 조립도이다.Figure 1 (a) (b) is a block diagram showing a cutting tool holder according to the prior art.
2 is an exploded perspective view illustrating a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a first embodiment of the present invention.
3 is an assembly view showing a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a first embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view showing a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a second embodiment of the present invention.
5 is an assembly view showing a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a second embodiment of the present invention.
6 is an exploded perspective view illustrating a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a third embodiment of the present invention.
7 is an assembly view showing a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a third embodiment of the present invention.
8 is an exploded perspective view illustrating a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a fourth embodiment of the present invention.
9 is an assembly view showing a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 조립도이다.2 is an exploded perspective view showing a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a first embodiment of the present invention, Figure 3 is a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a first embodiment of the present invention Assembly diagram.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 절삭공구홀더(100)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 절삭팁을 갖는 절삭공구(101)를 고정하는 홀더본체(110)와, 형상기억합금소재로 이루어지는 외력인가부(120)를 포함하여 상기 외력인가부(120)의 상태변화에 의해서 홀더본체(110)를 탄성변형시켜 고정대상물인 절삭공구를 클램핑하거나 언클램핑하는 것이다. The cutting tool holder 100 according to the first embodiment of the present invention, as shown in Figures 2 and 3, the holder body 110 for fixing the cutting tool 101 having a cutting tip, and the shape memory alloy material The holder body 110 is elastically deformed by the state change of the external force applying unit 120, including the external force applying unit 120, to clamp or unclamp the cutting tool, which is a fixed object.

상기 홀더본체(110)는 상기 절삭공구(101)의 몸체가 삽입배치되는 공구장착홈(112)을 경계로 상측에 구비되어 절삭공구(101)의 상면과 접하는 상부 클램핑죠(111)와, 하측에 구비되어 절삭공구(101)의 하면과 접하는 하부 클램핑죠(113)를 포함한다.The holder body 110 is provided on the upper side of the tool mounting groove 112 in which the body of the cutting tool 101 is placed and arranged to contact the upper surface of the cutting tool 101 and the lower side of the clamping jaw 111. It is provided in the lower clamping jaw 113 in contact with the lower surface of the cutting tool 101.

이러한 홀더본체(110)는 탄소강과 같은 금속 탄성체로 이루어지고, 공작기계에 구비되는 홀더베이스(190)의 일측면에 형성된 조립홈(192)에 고정배치되도록 체결공(119)을 통하여 체결되는 복수개의 체결부재(195)를 매개로 하여 상기 홀더베이스(190)에 조립된다. The holder body 110 is made of a metal elastic body such as carbon steel, a plurality of fastening through the fastening hole 119 to be fixed to the assembly groove 192 formed on one side of the holder base 190 provided in the machine tool It is assembled to the holder base 190 via the two fastening members (195).

또한, 상기 홀더본체(110)는 상기 절삭공구(101)을 클램핑하거나 언클램핑하는 두께방향(도면상 상하방향)으로의 탄성변형이 더욱 용이하게 이루어지도록 상기 공구장착홈(112)과 연결되는 슬릿(115)을 일정길이 형성하고, 상기 슬릿(115)의 단부에는 원형공(116)을 관통형성한다. In addition, the holder body 110 is a slit connected to the tool mounting groove 112 so that the elastic deformation in the thickness direction (up and down direction in the drawing) for clamping or unclamping the cutting tool 101 is more easily made. A length 115 is formed, and a circular hole 116 is formed through the end of the slit 115.

여기서, 상기 절삭공구(101)는 일단부에 절삭팁(103)을 일체로 구비하는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 양단부에 절삭팁을 구비하거나 일단부 또는 양단부에 구비되는 절삭팁을 인서트타입으로 교체가능하도록 구비할 수도 있다. Here, the cutting tool 101 is illustrated and described as having a cutting tip 103 integrally at one end, but is not limited thereto. The cutting tool 101 includes a cutting tip at both ends or inserts a cutting tip provided at one end or both ends. It may be provided so that it can be replaced with a type.

상기 외력인가부(120)는 상기 상부클램핑죠(111)와 하부클램핑죠(112)를 상기 절삭공구(101)의 두께방향으로 탄성변형시키는 외력을 제공하도록 상기 홀더본체(110)에 구비되고, 가열원 또는 냉각원에 의해서 길이방향으로 길게 신장되거나 원상태로 수축복귀되도록 변형되는 형상기억합금소재로 이루어진다. The external force applying unit 120 is provided on the holder body 110 to provide an external force for elastically deforming the upper clamping jaw 111 and the lower clamping jaw 112 in the thickness direction of the cutting tool 101. It is made of a shape memory alloy material which is deformed to be elongated in the longitudinal direction by a heating source or a cooling source or to be returned to its original state.

이러한 외력인가부(120)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 홀더본체(110)에 양단이 각각 고정되고, 상기 공구장착홈(112)으로부터 연장되는 슬릿(115)의 상측에 관통형성되는 복수개의 상부공(118a)과, 상기 슬릿(115)의 하부에 관통형성되는 복수개의 하부공(118b)을 통하여 적어도 1회 이상 권선되는 일정길이의 형상기억합금 와이어(122)로 이루어질 수 있다. As shown in FIGS. 2 and 3, the external force applying unit 120 is fixed at both ends to the holder body 110 and penetrates the upper side of the slit 115 extending from the tool mounting groove 112. It may be formed of a shape-memory alloy wire 122 of a predetermined length that is wound at least once through a plurality of upper holes 118a to be formed and a plurality of lower holes 118b formed to penetrate the lower part of the slit 115. .

도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 조립도이다.4 is an exploded perspective view showing a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a second embodiment of the present invention, Figure 5 is a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a second embodiment of the present invention Assembly diagram.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 절삭공구홀더(100a)는 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상,하부절개부(117a,117b)에 감김배치되는 외력인가부(120a)를 포함하는바, 이러한 외력인가부(120a)는 상기 홀더본체(110)에 양단이 각각 고정되고, 상기 공구장착홈(112)으로부터 연장되는 슬릿(115)의 상측에 절개된 상부절개부(117a)에 형성되는 복수개의 상부요홈(119a)과 상기 슬릿(115)의 하측에 절개된 하부절개부(117b)에 형성되는 복수개의 하부배치홈(119b)을 따라 적어도 1회 이상 권선되는 일정길이의 형상기억합금 와이어(122)로 이루어질 수 있다. The cutting tool holder 100a according to the second embodiment of the present invention includes an external force applying unit 120a wound around the upper and lower cutouts 117a and 117b as shown in FIGS. 4 and 5. The external force applying unit 120a is formed at the upper cutout 117a which is fixed at both ends of the holder main body 110 and cut at the upper side of the slit 115 extending from the tool mounting groove 112. Shape memory alloy of a predetermined length that is wound at least once along the plurality of upper recesses 119a and the plurality of lower arrangement recesses 119b formed at the lower cutouts 117b cut in the lower side of the slit 115. It may be made of a wire 122.

도 6은 본 발명의 제3실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 분해 사시도이고, 도 7는 본 발명의 제3실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 조립도이다.6 is an exploded perspective view showing a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a third embodiment of the present invention, Figure 7 is a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a third embodiment of the present invention Assembly diagram.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 절삭공구홀더(100b)는 도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 홀더본체(110)에 삽입되어 측면절개부(117)에 삽입배치되는 외력인가부(120b)를 포함하는바, 이러한 상기 외력인가부(120b)는 상기 홀더본체(110)의 양측면에 형성된 측면절개부(117)에 면접하여 밀착되도록 사각공(126a)을 구비하고, 상기 홀더본체(110)의 선단 또는 후단으로 억지끼움맞춤으로 삽입되는 형상기억합금 사각파이프(126)로 이루어질 수 있다. As shown in FIGS. 6 and 7, the cutting tool holder 100b according to the third exemplary embodiment of the present invention is inserted into the holder body 110 and inserted into the side cutout 117. 120b), the external force applying unit 120b is provided with a square hole (126a) to be in close contact with the side cutout 117 formed on both sides of the holder body 110, the holder body ( It may be made of a shape memory alloy square pipe 126 inserted into the front end or the rear end of the 110 by interference fit.

이에 따라, 형상기억합금 와이어(122) 또는 사각파이프(126)로 이루어지는 외력인가부(120,120a,120b)가 냉각원에 의하여 냉각되어 상온상태에서 저온상태로 전환되면, 형상기억합금 와이어(122)의 강성은 상,하부 클램핑죠(111,113)의 탄성변형력보다 상대적으로 낮아지면서 형상기억합금 와이어(122)의 길이 또는 형상기억합금 파이프(126)의 부피가 확장변형되기 때문에, 상온에서 상기 절삭공구(101)가 삽입배치된 공구장착홈(112)을 오므리도록 내측으로 탄성변형되어 있던 상부 클램핑죠(111)와 하부 클램핑죠(113)는 상기 공구장착홈(112)을 외측으로 벌리는 방향으로 확장하도록 탄성복원되고, 이로 인해 상기 상,하부클램핑죠(111,113)의 탄성복원력에 의해 절삭공구(101)를 언클램핑하여 홀더본체(110)로부터 분리하고, 새로운 절삭공구를 교체장착할 수 있는 것이다. Accordingly, when the external force applying unit (120, 120a, 120b) consisting of the shape memory alloy wire 122 or the square pipe 126 is cooled by a cooling source and switched from the normal temperature state to the low temperature state, the shape memory alloy wire 122 Since the rigidity of the upper and lower clamping jaw (111, 113) is relatively lower than the elastic deformation force of the length of the shape memory alloy wire 122 or the volume of the shape memory alloy pipe 126 is expanded deformation, the cutting tool (at room temperature The upper clamping jaw 111 and the lower clamping jaw 113, which were elastically deformed inwardly to pinch the tool mounting groove 112 into which the 101 is inserted, are arranged to extend in the direction of opening the tool mounting groove 112 outward. It is elastically restored, and thus, the clamping tool 101 is unclamped by the elastic restoring force of the upper and lower clamping jaws 111 and 113 to be separated from the holder body 110, and a new cutting tool can be replaced. .

반면에, 형상기억합금 와이어(122)로 이루어지는 외력인가부(120,120a,120b)가 가열원에 의해 가열되어 저온상태에서 상온인 고온초기상태로 전환복귀되면, 형상기억합금소재 와이어(122) 또는 형상기억합금 사각파이프(126)의 강성은 상,하부 클램핑죠(111,113)의 탄성변형력보다 상대적으로 커지면서 형상기억합금 와이어(122)의 전체 길이 또는 형상기억합금 사각파이프(126)의 전체부피는 초기상태로 수축변형되기 때문에, 저온에서 상기 절삭공구(101)가 삽입배치된 공구장착홈(112)을 벌리도록 외측으로 탄성복원되어 있던 상부 클램핑죠(111)와 하부 클램핑죠(113)는 상기 공구장착홈(112)을 내측으로 오므리는 방향으로 축소하도록 탄성변형되고, 이로 인해 절삭공구(101)를 확고히 고정하는 클램핑력을 발생시켜 절삭공구를 이용하는 기계가공작업을 수행할 수 있는 것이다. On the other hand, when the external force applying portion (120, 120a, 120b) consisting of the shape memory alloy wire 122 is heated by a heating source and returned to the high temperature initial state at low temperature from the low temperature state, the shape memory alloy material wire 122 or The rigidity of the shape memory alloy square pipe 126 is relatively larger than the elastic deformation of the upper and lower clamping jaws 111 and 113, and the total length of the shape memory alloy wire 122 or the total volume of the shape memory alloy square pipe 126 is initially increased. Since the shrinkage deformation in the state, the upper clamping jaw 111 and the lower clamping jaw 113 is elastically restored to the outside to open the tool mounting groove 112 in which the cutting tool 101 is inserted and placed at a low temperature is the tool It is elastically deformed so as to shrink in the direction of retracting the mounting groove 112 inward, thereby generating a clamping force to firmly fix the cutting tool 101 to perform a machining operation using the cutting tool. It is.

여기서, 상기 형상기억합금 와이어(122)의 양단은 상기 홀더본체(110)의 측면에 조립되는 고정나사(123)에 각각 고정되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 홀더본체(110)의 측면에 형성된 고정공에 단부가 삽입되어 고정되거나 용접되어 고정될 수도 있다. Here, although both ends of the shape memory alloy wire 122 is shown and described as being fixed to each of the fixing screw 123 assembled to the side of the holder body 110, but is not limited to this of the holder body 110 The end may be inserted into the fixing hole formed in the side and fixed or welded and fixed.

또한, 상기 형상기억합금 와이어(122) 또는 형상기억합금 사각파이프(126)는 상기 공구장착홈(112)으로부터 연장되는 슬릿(115)의 단부에 관통형성되는 원형공(116)과 상기 공구장착홈(112)사이에 배치되는 것이 바람직하다. In addition, the shape memory alloy wire 122 or the shape memory alloy square pipe 126 is a circular hole 116 formed through the end of the slit 115 extending from the tool mounting groove 112 and the tool mounting groove. It is preferred to be arranged between (112).

그리고, 상기 형상기억합금 와이어(122) 또는 형상기억합금 사각파이프(126)는 홀더본체(110)의 양측면에 함몰형성된 측면절개부(117)에 배치됨으로써 상기 홀더본체(110)와 홀더베이스(190)와의 결합시 이들 사이에서 맞물려 변형되는 것을 방지하도록 한다. In addition, the shape memory alloy wire 122 or the shape memory alloy square pipe 126 is disposed in the side cutout 117 formed on both sides of the holder body 110, the holder body 110 and the holder base 190 When combined with), it is prevented from being deformed by engaging them.

도 8은 본 발명의 제4실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제4실시 예에 따른 형상기억합금을 이용한 절삭공구 홀더를 도시한 조립도이다.8 is an exploded perspective view showing a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a fourth embodiment of the present invention, Figure 9 is a cutting tool holder using a shape memory alloy according to a fourth embodiment of the present invention Assembly diagram.

본 발명의 제4 실시 예에 따른 절삭공구홀더(100c)는 도 8과 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 홀더본체(110)의 상부클램핑죠(111)와 하부클램핑죠(113)사이에 배치되는 외력인가부(120c)를 포함하는바, 이러한 외력인가부(120c)는 상기 공구장착홈(112)으로부터 연장되는 슬릿(115)과 연결되는 상부배치홈(115a)에 상단이 삽입배치되고, 상기 슬릿(115)과 연결되는 하부배치홈(115b)에 하단이 삽입배치되는 일정길이의 형상기억합금 바아(124)로 이루어질 수 있다. The cutting tool holder 100c according to the fourth embodiment of the present invention is disposed between the upper clamping jaw 111 and the lower clamping jaw 113 of the holder body 110 as shown in FIGS. 8 and 9. The external force applying unit 120c includes a bar, and the external force applying unit 120c has an upper end inserted into the upper placement groove 115a connected to the slit 115 extending from the tool mounting groove 112, It may be formed of a shape memory alloy bar 124 of a predetermined length, the lower end is inserted into the lower arrangement groove 115b connected to the slit 115.

여기서, 상기 형상기억합금 바아(124)는 사각단면상의 사각기둥부재로 이루어지는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니면 원형단면상의 원기둥 또는 다각단면상의 다각기둥으로 이루어질 수 있다. Here, the shape memory alloy bar 124 is shown and described as consisting of a rectangular column member on a rectangular cross-section, but is not limited to this may be a cylindrical column on a circular cross section or a polygonal pillar on a polygonal cross section.

이에 따라, 형상기억합금 바아(124)로 이루어지는 외력인가부(120)가 냉각원에 의하여 냉각되어 고온상태에서 저온인 상온상태로 전환되면, 형상기억합금 바아(124)의 강성은 상,하부 클램핑죠(111,113)의 탄성변형력보다 상대적으로 낮아지면서 형상기억합금 바아(124)의 전체 높이는 낮게 수축변형되기 때문에, 고온에서 상기 절삭공구(101)가 삽입배치된 공구장착홈(112)을 벌리도록 외측으로 탄성변형되어 있던 상부 클램핑죠(111)와 하부 클램핑죠(113)는 상기 공구장착홈(112)을 내측으로 오므리는 방향으로 축소하도록 탄성복원되고, 이로 인해 상기 상,하부클램핑죠(111,113)의 자체 탄성력에 의해 절삭공구(101)를 확고히 고정하는 클램핑력을 발생시켜 절삭공구를 이용한 기계가공작업을 수행할 수 있는 것이다. Accordingly, when the external force applying unit 120 formed of the shape memory alloy bar 124 is cooled by a cooling source and is switched from a high temperature state to a low temperature room temperature state, the rigidity of the shape memory alloy bar 124 is clamped up and down. Since the overall height of the shape memory alloy bar 124 is lower than the elastic deformation force of the jaw (111, 113) is shrinkage deformation, the outer side to open the tool mounting groove 112 in which the cutting tool 101 is placed at a high temperature The upper clamping jaw (111) and the lower clamping jaw (113) that has been elastically deformed are elastically restored to shrink in the direction of retracting the tool mounting groove (112), thereby the upper and lower clamping jaws (111,113) By generating a clamping force to firmly fix the cutting tool 101 by its own elastic force to be able to perform machining operations using the cutting tool.

반면에, 형상기억합금 바아(124)로 이루어지는 외력인가부(120c)가 가열원에 의해 가열되어 저온인 상온상태에서 고온상태로 전환복귀되면, 형상기억합금소재 의 강성은 상,하부 클램핑죠(111,113)의 탄성변형력보다 상대적으로 커지면서 형상기억합금 바아(124)의 전체 높이는 초기상태로 확장변형되기 때문에, 저온에서 상기 절삭공구(101)가 삽입배치된 공구장착홈(112)을 오므리도록 내측으로 탄성복원되어 있던 상부 클램핑죠(111)와 하부 클램핑죠(113)는 상기 공구장착홈(112)을 외측으로 벌리는 방향으로 확장하도록 탄성변형되고, 이로 인해 상기 절삭공구(101)를 언클램핑하여 홀더본체(110)로부터 분리하고, 새로운 절삭공구를 교체장착할 수 있는 것이다. On the other hand, when the external force applying unit (120c) consisting of the shape memory alloy bar 124 is heated by a heating source and returned to a high temperature state from a low temperature room temperature state, the rigidity of the shape memory alloy material is the upper and lower clamping jaw ( Since the overall height of the shape memory alloy bar 124 is expanded and deformed to an initial state while being relatively larger than the elastic deformation force of 111 and 113, at a low temperature, the cutting tool 101 is inserted inward to retract the tool mounting groove 112 into which the cutting tool 101 is placed. The upper clamping jaw 111 and the lower clamping jaw 113 which are elastically restored are elastically deformed so as to extend in the direction of opening the tool mounting groove 112 outwardly, thereby unclamping the cutting tool 101 to the holder. Separate from the main body 110, a new cutting tool can be replaced.

한편, 제1실시예 내지 제4실시예에 개시된 외력인가부(120,120a,120b,129c)를 구성하는 형상기억합금 와이어(122), 형상기억합금 사각파이프(126), 형상기억합금 바아(124)는 특정온도에 도달했을 때 변형 전 형태로 되돌아 갈 수 있는 형상기억합금 금속소재로 이루어지는데, 이러한 특수금속은 마르텐사이트 상이 되는 저온에서 연성화되어 강성이 약해지면서 외력에 의해 신장변형된 후 오스테나이트 상이 되는 상온에서 강성을 갖도록 원래 형상으로 복원하는 특성을 갖거나 반대로 마르텐사이트 상이 되는 상온에서 연성화되어 강성이 약해지면서 외력에 의해 수축변형된 후 오스테나이트 상이 되는 고온에서 강성을 갖도록 원래 형상으로 복원하는 특성을 가지며, 이러한 특성을 형상기억효과(Shape Memory Effect; SME)라고 하며, 상기 형상기억효과는 온도변화에 따른 마르텐사이트 변태에 의해 발생한다.On the other hand, the shape memory alloy wire 122, the shape memory alloy square pipe 126, the shape memory alloy bar 124 constituting the external force applying unit (120, 120a, 120b, 129c) disclosed in the first to fourth embodiments ) Is a shape memory alloy metal material that can be returned to its pre-deformation form when a certain temperature is reached.The special metal is softened at low temperature, which is martensite phase, and is deformed by external force after being deformed by external force. It has the property of restoring to its original shape to have rigidity at room temperature, or on the contrary, it is softened at room temperature to become martensite phase, and becomes stiffness weakened and contracted by external force and then restored to its original shape so as to have rigidity at high temperature of austenite phase. Characteristics, such characteristics are called Shape Memory Effect (SME), and the shape memory effect Caused by martensite transformation.

상기 형상기억합금 와이어(122) 또는 형상기억합금 사각파이프(126)를 이루는 형상기억합금소재는 Ni-Ti의 합금으로 이루어지고, 마르텐사이트 변태 시작온도는 -10℃이고, 오스테나이트 변태 종료온도는 20℃로서 오스테나이트 변태 종료온도 이상에서 원래 형상으로 회복되어 82GPa의 탄성계수를 지니게 된다.The shape memory alloy material constituting the shape memory alloy wire 122 or the shape memory alloy square pipe 126 is made of an alloy of Ni-Ti, the martensite transformation start temperature is -10 ℃, the austenite transformation end temperature is At 20 ° C, the original shape is recovered above the austenite transformation end temperature and has an elastic modulus of 82 GPa.

상기 형상기억합금 바아(124)를 이루는 형상기억합금소재는 Ni과 Ti의 합금으로 이루어지고, 마르텐사이트 변태 시작온도는 40℃이고, 오스테나이트 변태 종료온도는 70℃로서 오스테나이트 변태 종료온도 이상에서 원래 형상으로 회복되어 82GPa의 탄성계수를 지니게 된다.The shape memory alloy material constituting the shape memory alloy bar 124 is made of an alloy of Ni and Ti, the martensite transformation start temperature is 40 ℃, the austenite transformation end temperature is 70 ℃ above the austenite transformation end temperature It is restored to its original shape and has an elastic modulus of 82 GPa.

이에 따라, 상기 홀더본체(110)에 장착된 형상기억합금 와이어(122), 형상기억합금 사각파이프(126), 형상기억합금 바(124)에 직,간접적으로 제공되는 가열원 또는 냉각원에 의해서 형상기억합금소재로 이루어지는 와이어, 사각파이프 또는 바아의 길이 및 부피 변형을 유발하여 상기 절삭공구(101)가 삽입배치되는 공구장착홈(112)의 틈새높이를 가변시킴으로써 고정대상물인 절삭공구를 기계가공이 가능하도록 클램핑시키거나 절삭공구교환이 가능하도록 언클램핑할 수 있는 것이다. Accordingly, by a heating source or a cooling source provided directly or indirectly to the shape memory alloy wire 122, the shape memory alloy square pipe 126, and the shape memory alloy bar 124 mounted on the holder body 110. Machining the cutting tool, which is a fixed object, by varying the clearance height of the tool mounting groove 112 into which the cutting tool 101 is inserted by causing a length and volume deformation of a wire, square pipe or bar made of a shape memory alloy material. This can be clamped to enable or unclamped to allow cutting tool change.

즉, 상기 형상기억합금 와이어(122) 또는 상기 형상기억합금 사각파이프(126)의 형상기억효과를 이용하여 절삭공구를 클램핑하는 작업은 먼저 도 2 내지 7에 도시한 바와 같이, 상기 홀더본체에 구비된 형상기억합금 와이어(122) 또는 형상기억합금 파이프(126)가 냉각원에 의해서 일정온도까지 냉각되어 마르텐사이트 상이 되어 연성화되면, 형상기억합금소재의 강성은 상,하부 클램핑죠(111,113)의 탄성복원력보다 작아지면서 신축변형되기 때문에 상기 상부클램핑죠(111)와 하부클램핑죠(113)의 자체 탄성복원력에 의해서 외측으로 벌어져 이들 사이에 형성되는 공구장착홈(112)의 간격을 클램핑하고자 하는 절삭공구의 두께와 같거나 크게 형성할 수 있는 것이다. 이때, 작업자는 홀더본체로부터 절삭공구를 언클램핑하여 공구교체작업을 간편하게 수행할 수 있는 것이다. That is, the clamping of the cutting tool by using the shape memory effect of the shape memory alloy wire 122 or the shape memory alloy square pipe 126 is first provided in the holder body, as shown in Figs. When the shape memory alloy wire 122 or the shape memory alloy pipe 126 is cooled to a predetermined temperature by a cooling source to form a martensite phase and then softened, the rigidity of the shape memory alloy material is elastic in the upper and lower clamping jaws 111 and 113. The cutting tool to clamp the gap between the tool mounting groove 112 formed between them by the elastic resilience of the upper clamping jaw 111 and the lower clamping jaw 113 because the elastic deformation is smaller than the restoring force. It can be formed equal to or larger than the thickness of. At this time, the operator can easily perform the tool replacement work by unclamping the cutting tool from the holder body.

연속하여 공구교체작업이 종료되어 외측으로 벌어진 상,하부클램핑죠(111,113)사이의 공구장착홈(112)에 절삭공구(101)를 삽입배치한 상태에서, 상온이상의 높은 온도의 가열원을 제공하는 가열장치에 의해서 상기 형상기억합금 와이어(122) 또는 형상기억합금 사각파이프(126)에 직접 또는 간접적으로 가열원을 제공한다. In the state that the cutting tool 101 is inserted into the tool mounting groove 112 between the upper and lower clamping jaws (111, 113) that are continuously opened after the end of the tool replacement work, providing a heating source having a high temperature above room temperature The heating device provides a heating source directly or indirectly to the shape memory alloy wire 122 or the shape memory alloy square pipe 126.

이러한 경우, 형상기억합금소재는 상기 상,하부 클램핑죠(111,113)의 탄성복원력보다 큰 강성을 갖도록 오스테나이트 변태온도 이상으로 가열되어 고온인 상온초기상태로 전환복원됨으로써 상기 홀더본체(110)에 양단이 고정된 형상기억합금 와이어(122)는 최소길이를 갖도록 전체길이가 짧아지고, 상기 홀더본체(110)에 삽입배치된 형상기억합금 파이프(126)는 최소부피를 갖도록 전체부피가 축소되기 때문에 형상기억합금소재의 수축복원력에 기인하는 외력에 의해서 상기 상부클램핑죠(111)와 하부클램핑죠(113)는 절삭공구의 두께방향인 내측으로 오므림 변형되어 공구 장착홈의 간격을 강제로 좁혀 절삭공구를 확고히 고정하도록 클램핑할 수 있는 것이다. In this case, the shape memory alloy material is heated above the austenite transformation temperature so as to have a rigidity greater than the elastic restoring force of the upper and lower clamping jaws (111, 113) and converted to a high temperature room temperature initial state, thereby restoring both ends of the holder body 110. The fixed shape memory alloy wire 122 has a shorter overall length to have a minimum length, and the shape memory alloy pipe 126 inserted into the holder main body 110 has a minimum volume so that the total volume is reduced. The upper clamping jaw 111 and the lower clamping jaw 113 are deflected and deformed inwardly in the thickness direction of the cutting tool by external forces caused by the shrinkage restoring force of the memory alloy material, thereby forcibly narrowing the space between the tool mounting grooves. It can be clamped to fix it firmly.

한편, 상기 상,하부클램핑죠(111,113)사이에 배치된 형상기억합금 바아(124)의 형상기억효과를 이용하여 절삭공구를 언클램핑하는 작업은 먼저 도 8과 9에 도시한 바와 같이, 상기 홀더본체에 구비된 형상기억합금 바아(124)가 가열원에 의해서 일정온도까지 가열되어 오스테나이트 상이 되어 강성화되면, 형상기억합금소재의 강성은 상,하부 클램핑죠(111,113)의 탄성복원력보다 커지면서 높이방향으로 길어지도록 신축변형되기 때문에 형상기억합금소재의 신축변형력에 기인하는 외력에 의해서 외측으로 벌어져 이들 사이에 형성되는 공구장착홈(112)의 간격을 클램핑하고자 하는 절삭공구의 두께와 같거나 크게 형성할 수 있는 것이다. 이때, 작업자는 홀더본체로부터 절삭공구를 언클램핑하여 공구교체작업을 간편하게 수행할 수 있는 것이다. On the other hand, using the shape memory effect of the shape memory alloy bar 124 disposed between the upper and lower clamping jaw (111, 113) to unclamp the cutting tool first as shown in Figure 8 and 9, the holder When the shape memory alloy bar 124 provided in the main body is heated to a predetermined temperature by a heating source to become an austenite phase, and becomes rigid, the rigidity of the shape memory alloy material is greater than the elastic restoring force of the upper and lower clamping jaws (111, 113) in the height direction. Since it is stretched and deformed to be longer, the thickness of the cutting tool to be clamped is greater than or equal to the thickness of the tool mounting groove 112 formed therebetween by the external force caused by the elastic deformation force of the shape memory alloy material. It can be. At this time, the operator can easily perform the tool replacement work by unclamping the cutting tool from the holder body.

연속하여 공구교체작업이 종료되어 외측으로 벌어진 상,하부클램핑죠(111,113)사이의 공구장착홈(112)에 절삭공구(101)를 삽입배치한 상태에서, 상온이하의 낮은 온도의 냉각원을 제공하는 냉각장치에 의해서 상기 형상기억합금 바아(124)에 직접 또는 간접적으로 냉각원을 제공한다. In the state that the cutting tool 101 is inserted and placed in the tool mounting groove 112 between the upper and lower clamping jaws 111 and 113 that are continuously opened after completion of the tool replacement work, a cooling source having a low temperature below room temperature is provided. A cooling source is provided to the shape memory alloy bar 124 directly or indirectly.

이러한 경우, 형상기억합금소재는 상기 상,하부 클램핑죠(111,113)의 탄성복원력보다 낮은 강성을 갖도록 마르텐사이트 변태온도 이하로 냉각되어 저온인 상온초기상태로 전환복원됨으로써 상기 상,하부 클램핑죠(111,113)사이에 배치된 형상기억합금 바아(124)는 최소길이를 갖도록 전체길이가 짧아져 축소되기 때문에 형상기억합금소재에 의한 외력은 최소가 되고 상,하부클램핑죠(111,113)의 자체 탄성복원력에 의해서 상기 상부클램핑죠(111)와 하부클램핑죠(113)는 절삭공구의 두께방향인 내측으로 오므림 변형되어 공구 장착홈의 간격을 강제로 좁혀 절삭공구를 확고히 고정하도록 클램핑할 수 있는 것이다. In this case, the shape memory alloy material is cooled to below the martensite transformation temperature so as to have a lower rigidity than the elastic restoring force of the upper and lower clamping jaws (111, 113) and converted to the initial temperature at low temperature, thereby restoring the upper and lower clamping jaws (111,113). The shape memory alloy bar 124 disposed between the two is shortened to reduce the overall length to have a minimum length, so the external force by the shape memory alloy material is minimized and by the elastic resilience of the upper and lower clamping jaws (111, 113). The upper clamping jaw 111 and the lower clamping jaw 113 can be clamped to firmly fix the cutting tool by narrowing the gap between the tool mounting groove by forcibly deforming into the thickness direction of the cutting tool.

그리고, 상기 형상기억합금 와이어(122) 또는 형상기억합금 사각파이프(126)는 마르텐사이트 변태시작 온도점이 가공실 내부온도 또는 가공시 존재할 수 있는 공구홀더의 가열온도보다 낮은 영하의 온도특성을 보유하여 기계가공시 클램핑 작동되지 않도록 하고, 오스테나이트 변태종료 온도점이 기계 가공시 존재할 수 있는 공구홀더의 온도수준이 되기 때문에 소형 가열장치로 가열 가능한 온도 수준을 지니고 있어 공구 클램핑이 간소한 장치로 쉽게 이루어질 수 있도록 한다. In addition, the shape memory alloy wire 122 or the shape memory alloy square pipe 126 has a temperature characteristic of the martensite transformation starting temperature point is lower than the internal temperature of the processing chamber or the heating temperature of the tool holder that may exist during processing, Since the clamping does not operate during machining and the austenite transformation end point becomes the temperature level of the tool holder that may exist during machining, it has a temperature level that can be heated with a small heating device, so the tool clamping can be easily performed with a simple device. Make sure

또한, 상기 형상기억합금 바아(124)는 마르텐사이트 변태시작 온도점이 기계가공시 존재할 수 있는 공구홀더의 가열온도보다 높은 온도특성을 보유하여 기계가공시 클램핑력이 떨어지지 않도록 하고, 오스테나이트 변태종료 온도점은 기계 가공시 존재할 수 있는 공구홀더의 가열온도보다는 월등히 높으나 소형 가열장치로 가열 가능한 온도 수준을 지니고 있어 공구 언클램핑이 간소한 장치로 쉽게 이루어질 수 있도록 한다. In addition, the shape memory alloy bar 124 has a temperature characteristic higher than the heating temperature of the tool holder that may be present during the martensite transformation transformation temperature point so that the clamping force does not fall during machining, the austenite transformation end temperature The point is much higher than the heating temperature of the toolholder that may be present during machining, but it has a temperature level that can be heated by a small heater, making tool unclamping easy.

상기와 같이, 상기 외력인가부를 이루는 형상기억합금 와이어(122), 형상기억합금 사각파이프(126) 또는 형상기억합금 바아(124)의 길이,부피 신축변형 또는 높이신축변형은 절삭공구의 클램핑 또는 언클랭핑 작동을 위한 온도변화 장치로서, 소형 온풍기 또는 냉각 스프레이를 이용하게 되면 손쉽게 구현이 가능하다.As described above, the length, volume stretch deformation or height stretch deformation of the shape memory alloy wire 122, the shape memory alloy square pipe 126 or the shape memory alloy bar 124 constituting the external force is the clamping or unclamping of the cutting tool As a temperature changer for the actuating operation, it can be easily implemented using a small heater or cooling spray.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be understood that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.

110 : 홀더본체 111 : 상부클램핑죠
112 : 공구장착홈 113 : 하부클램핑죠
115 : 슬릿 116 : 원형공
117a : 상부 절개부 117b : 하부 절개부
118a : 상부공 118b : 하부공
119a : 상부요홈 119b : 하부요홈
122 : 형상기억합금 와이어 123 : 고정나사
124 : 형상기억합금 바아 126 : 형상기억합금 사각파이프110: holder body 111: upper clamping jaw
112: tool mounting groove 113: lower clamping jaw
115: slit 116: circular ball
117a: upper incision 117b: lower incision
118a: Upper hole 118b: Lower hole
119a: Upper groove 119b: Lower groove
122: shape memory alloy wire 123: fixing screw
124: shape memory alloy bar 126: shape memory alloy square pipe

Claims (12)

일단부 또는 양단부에 절삭팁을 구비하는 절삭공구를 고정하는 홀더에 있어서,
상기 절삭공구가 배치되는 공구장착홈을 형성하도록 상부 클램핑죠와 하부 클램핑죠를 구비하는 홀더본체 ;
상기 상부클램핑죠와 하부클램핑죠를 상기 절삭공구의 두께방향으로 외력을 제공하도록 형상기억합금소재로 이루어져 상기 홀더본체에 구비되는 외력인가부 ;를 포함하고,
상기 형상기억합금소재에 제공되는 가열원 또는 냉각원에 의한 상기 형상기억합금소재의 신축변형에 의해서 상기 공구장착홈의 높이를 강제 가변시켜 상기 절삭공구를 클램핑시키거나 언클램핑함을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. A holder for fixing a cutting tool having a cutting tip at one or both ends thereof,
A holder body having an upper clamping jaw and a lower clamping jaw to form a tool mounting groove in which the cutting tool is disposed;
And an external force applying part formed of the shape memory alloy material to provide the external clamping jaw with the upper clamping jaw and the lower clamping jaw in the thickness direction of the cutting tool.
The clamping or unclamping of the cutting tool by forcibly changing the height of the tool mounting groove by the expansion and contraction of the shape memory alloy material by a heating source or a cooling source provided to the shape memory alloy material Cutting tool holder using memory alloy. 제1항에 있어서,
상기 외력인가부는 상기 홀더본체에 양단이 각각 고정되고, 상기 공구장착홈으로부터 연장되는 슬릿의 상측에 관통형성되는 복수개의 상부공과, 상기 슬릿의 하부에 관통형성되는 복수개의 하부공을 통하여 적어도 1회 이상 권선되는 일정길이의 형상기억합금 와이어로 이루어짐을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. The method of claim 1,
The external force applying unit is fixed to the holder body at both ends, respectively, at least once through a plurality of upper holes formed through the upper side of the slit extending from the tool mounting groove, and a plurality of lower holes formed through the lower portion of the slit. Cutting tool holder using a shape memory alloy, characterized in that made of a predetermined length of the shape memory alloy wire wound over. 제1항에 있어서,
상기 외력인가부는 상기 홀더본체에 양단이 각각 고정되고, 상기 공구장착홈으로부터 연장되는 슬릿의 상측에 절개된 상부절개부에 형성되는 복수개의 상부요홈과 상기 슬릿의 하측에 절개된 하부절개부에 형성되는 복수개의 하부배치홈을 따라 적어도 1회 이상 권선되는 일정길이의 형상기억합금 와이어로 이루어짐을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. The method of claim 1,
The external force applying unit is fixed to both ends of the holder body, and formed in the upper incision formed in the upper incision cut in the upper side of the slit extending from the tool mounting groove and formed in the lower incision cut in the lower side of the slit. Cutting tool holder using a shape memory alloy, characterized in that made of a predetermined length of the shape memory alloy wire is wound at least once along a plurality of lower arrangement grooves. 제1항에 있어서,
상기 외력인가부는 상기 홀더본체의 양측면에 함몰형성된 측면절개부에 면접하여 밀착되도록 사각공을 구비하고, 상기 홀더본체의 선단 또는 후단으로 억지끼움맞춤으로 삽입되는 형상기억합금 사각파이프로 이루어짐을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. The method of claim 1,
The external force applying unit is provided with a square hole to be in close contact with the side cut-out portion formed in both sides of the holder body in close contact, and is made of a shape memory alloy square pipe inserted into the front end or the rear end of the holder body by interference fit. Cutting tool holder using shape memory alloy. 제1항에 있어서,
상기 외력인가부는 상기 공구장착홈으로부터 연장되는 슬릿과 연결되는 상부배치홈에 상단이 삽입배치되고, 상기 슬릿과 연결되는 하부배치홈에 하단이 삽입배치되는 일정길이의 형상기억합금 바아로 이루어짐을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. The method of claim 1,
The external force applying unit is formed of a shape-memory alloy bar of a predetermined length, the upper end of which is inserted into the upper batch groove connected to the slit extending from the tool mounting groove, and the lower end is inserted into the lower batch groove connected to the slit. Tool holder using shape memory alloy. 제1항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서,
상기 외력인가부는 상기 공구장착홈으로부터 수평하게 연장되는 슬릿의 단부에 관통형성되는 원형공과 상기 공구장착홈사이에 배치됨을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. The method according to any one of claims 1 to 5,
The external force applying unit is a cutting tool holder using a shape memory alloy, characterized in that disposed between the tool mounting groove and a circular hole penetrating through the end of the slit extending horizontally from the tool mounting groove. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 형상기억합금 와이어는 상기 홀더본체의 양측면에 함몰형성된 측면절개부에 배치됨을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. The method according to claim 2 or 3,
The shape memory alloy wire is a cutting tool holder using a shape memory alloy, characterized in that disposed in the side cut-out formed in both sides of the holder body. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외력인가부를 이루는 형상기억합금소재는 마르텐사이트 변태온도 이하로 냉각되어 연성화될 때 상기 상부클램핑죠와 하부클램핑죠의 탄성복원력에 의해서 상기 공구장착홈의 높이를 확장하도록 신축변형되어 절삭공구를 언클램핑하고, 상기 형상기억합금소재가 오스테나이트 변태온도 이상으로 가열되어 강성화될 때 형상복원 작용에 기인하는 형상기억합금소재의 수축변형력에 의해 상기 공구장착홈의 높이를 축소하여 절삭공구를 클램핑함을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. The method according to any one of claims 2 to 4,
The shape memory alloy material constituting the external force applying portion is expanded and deformed to expand the height of the tool mounting groove by elastic resilience of the upper clamping jaw and the lower clamping jaw when cooled and softened below the martensite transformation temperature. Clamping and clamping the cutting tool by reducing the height of the tool mounting groove by shrinkage deformation force of the shape memory alloy material due to the shape restoring action when the shape memory alloy material is heated and stiffened above the austenite transformation temperature. Cutting tool holder using the shape memory alloy characterized in that. 제5항에 있어서,
상기 외력인가부를 이루는 형상기억합금소재는 마르텐사이트 변태온도 이하로 냉각되어 연성화될 때 상기 상부클램핑죠와 하부클램핑죠의 탄성복원력에 의해서 상기 공구장착홈의 높이를 축소하도록 수축변형되어 절삭공구를 클램핑하고, 상기 형상기억합금소재가 오스테나이트 변태온도 이상으로 가열되어 강성화될 때 형상복원 작용에 기인하는 형상기억합금소재의 신축변형력에 의해 상기 공구장착홈의 높이를 확장하여 절삭공구를 언클램핑함을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. The method of claim 5,
The shape memory alloy material forming the external force application part is contracted and deformed to reduce the height of the tool mounting groove by the elastic restoring force of the upper clamping jaw and the lower clamping jaw when cooled and softened to below the martensite transformation temperature, thereby clamping the cutting tool. When the shape memory alloy material is heated above the austenite transformation temperature and stiffened, the tool mounting groove is expanded by the elastic deformation force of the shape memory alloy material due to the shape restoring action to unclamp the cutting tool. Cutting tool holder using the shape memory alloy characterized in that. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외력인가부의 오스테나이트 변태종료 온도점은 가공실 내부 온도 이상이 되고, 마르텐사이트 변태시작 온도점은 가공실 내부온도 또는 가공 중에 절삭공구홀더가 도달할 수 없는 저온영역에 속하되 상기 영역의 상한경계 부근 수준의 온도특성을 가짐을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. The method according to any one of claims 2 to 4,
The austenite transformation end temperature point of the external force applying unit is equal to or higher than the processing chamber internal temperature, and the martensite transformation starting temperature point belongs to the processing chamber internal temperature or a low temperature region where the cutting tool holder cannot reach during processing, and the upper limit of the region. Cutting tool holder using a shape memory alloy, characterized by having a temperature characteristic near the boundary. 제5항에 있어서,
상기 외력인가부의 마르텐사이트 변태시작 온도점은 가공실 내부 온도보다 높고, 오스테나이트 변태종료 온도점은 가공 중에 가열된 절삭공구홀더가 도달할 수 없는 고온영역에 속하되 상기 영역의 하한경계 부근 수준의 온도특성을 가짐을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. The method of claim 5,
The martensite transformation start temperature point of the external force applying unit is higher than the internal temperature of the processing chamber, and the austenite transformation end temperature point belongs to a high temperature region which cannot be reached by the cutting tool holder heated during processing, but is near the lower boundary of the region. Cutting tool holder using a shape memory alloy, characterized by having a temperature characteristic. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외력인가부는 절삭공구의 언클랭핑 작동을 위한 가열장치로서 소형 온풍기를 구비할 수 있고, 절삭공구의 클램핑 작동을 위한 냉각장치는 가공실 내부의 주변환경과의 열전달에 의한 자연냉각 이루어져 필수적으로 필요하지 않으나 빠른 클램핑 작동으로의 변환을 위해서는 공랭장치 또는 냉각 스프레이가 선택적으로 구비될 수 있음을 특징으로 하는 형상기억합금을 이용한 절삭공구홀더. The method according to any one of claims 1 to 5,
The external force applying unit may be provided with a small hot air heater as a heating device for the unclamping operation of the cutting tool, the cooling device for the clamping operation of the cutting tool is made of natural cooling by heat transfer with the surrounding environment inside the processing chamber is essential However, a cutting tool holder using a shape memory alloy, characterized in that the air-cooling device or cooling spray can be optionally provided to convert to a fast clamping operation.
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