KR20110104515A - 조정 기구를 가진 절삭 공구 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 절삭 공구(10)는 내부에 안착되는 절삭 인서트(15)의 위치를 조정하기 위한 조정 기구를 갖는다. 절삭 공구(10)는 조정 보어(50) 및 조정 보어(50)와 교차하는 접촉 부재 보어(32)가 제공된 공구 본체(11)를 가지며, 또한 접촉 부재(30) 및 웜 스크류(40)를 갖는다. 접촉 부재(30)는 접촉 부재 보어(32) 내에 위치하고, 웜 스크류(40)는 조정 보어(50) 내에 위치하며 웜 스크류 보어(56) 안으로 나사결합된다. 접촉 부재(30)는 웜 스크류(40)가 제1 스크류 회전 위치에 있을 때 접촉 부재 보어(32)를 따라 제1 위치에 위치하고, 접촉 부재(30)는 웜 스크류(40)가 제2 스크류 회전 위치에 있을 때 접촉 부재 보어(32)를 따라 제2 위치에 위치한다.

Description

조정 기구를 가진 절삭 공구 {CUTTING TOOL HAVING AN ADJUSTMENT MECHANISM}
본 발명은 인서트 포켓 내에 고정되는 절삭 인서트의 위치를 조정하기 위한 조정 기구를 가진 절삭 공구에 관한 것이다.
인서트 포켓 내에 고정되는 절삭 인서트의 위치를 조정하기 위한 다양한 기구가 당해 분야에 공지되어 있다. 이들 기구 중 일부는 높은 작동 속도에서 기계가공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,716,167호는 조정 기구를 가진 밀링 커터를 개시한다. 이 커터는 조정 정밀도면에서 단점을 가지며, 공구에 응력을 가하는 반경방향 원심력이 인서트를 고정하는 카트리지의 변위를 유발할 수 있다. 도 2로부터, 카트리지를 조정하기 위한 스크류가 반경방향 구성요소를 갖는 것을 볼 수 있다. 이 기하학적 형상은 공구가 고속으로 작동할 때 가장 회피되는데, 그 이유는 원심력의 작은 반경방향 성분조차도 부정확함을 초래할 정도로 충분히 클 수 있기 때문이다.
미국 특허 제6,086,290호는 절삭 인서트를 유지하는 카트리지를 활용한다. 절삭 인서트와 카트리지는 모두 세장형 고정 보어 및 절삭 인서트 또는 카트리지의 위치를 고정하고 조정하는데 사용되는 대응 스크류를 갖는다. 조정 기구는 또한 카트리지의 하면에 있는 접촉 조정 스크류에 의해 카트리지의 배향을 조정하는 방법을 제공한다. 스크류들 중 적어도 2개는 원심력에 의해 부정확함을 유발할 가능성이 있는 상당히 큰 반경방향 구성요소를 갖는다.
상술한 조정 기구는 적어도 하나의 나사 보어가 공구 본체에 드릴가공될 것을 요구한다. 이것은 예를 들어 알루미늄으로 만들어진 공구 본체의 사용을 저해하는데, 이는 알루미늄 기반의 나사가 예를 들어 강철 기반의 나사에 비해 현저히 약하기 때문이다. 또한, 나사 보어를 공구 본체에 드릴가공해야 하는 것은 생산의 복잡함을 증가시키고, 결과적으로 생산 비용을 증가시킨다. 본 발명의 목적은 상술한 단점들을 현저히 감소시키거나 극복하는 조정 기구를 제공하는 것이다.
일 태양에서, 본 발명은 조정 기구를 갖는 절삭 공구에 관한 것이다. 본 발명의 일 태양에 따른 절삭 공구는,
베이스면 및 측벽을 갖는 인서트 포켓과; 측벽에 위치하는 측벽 개구와; 측벽 개구에서 측벽을 향해 개방되는 접촉 부재 보어로서, 상하 방향을 정의하는 접촉 부재 축(M)을 갖는 접촉 부재 보어와; 접촉 부재 보어와 교차하는 조정 보어로서, 내측으로부터 외측으로의 방향을 정의하는 조정 보어 축(B) 및 조정 보어 직경(DAB)을 갖는 조정 보어를 포함하는 공구 본체와,
접촉 부재 상면과 접촉 부재 하면 사이에서 연장되는 접촉 부재 주연면과; 접촉면과; 접촉 부재 주연면에 형성된 웜 스크류 보어로서, 웜 스크류 보어 축(W)을 갖는 웜 스크류 보어를 포함하는 접촉 부재와,
웜 스크류 나사, 웜 스크류 단부면 및 직경(DAB)보다 작은 웜 스크류 직경(DWS)을 갖는 웜 스크류를 포함하고,
접촉 부재는 접촉 부재 보어를 차지하고,
웜 스크류는 웜 스크류 나사가 접촉 부재에 형성된 웜 스크류 보어와 결합하는 상태로 조정 보어를 차지하고,
웜 스크류는, 접촉 부재가 접촉 부재 보어 축(M)을 따라서 제1 위치에 있는 제1 스크류 회전 위치와 접촉 부재가 접촉 부재 보어 축(M)을 따라서 제2 위치에 있는 제2 스크류 회전 위치 사이에서 회전 가능하다.
웜 스크류는 웜 스크류 단부면을 가질 수 있고, 조정 보어는 조정 보어의 내측 단부에 위치한 단부면을 가질 수 있고, 웜 스크류 단부면은 조정 보어 단부면과 접할 수 있고, 웜 스크류를 일 방향으로 회전시키면 웜 스크류가 조정 보어 내에서 접촉 부재 축(M)을 따라서 상방으로 이동할 수 있다.
접촉 부재 보어는 접촉 부재 보어 바닥을 가질 수 있고; 제1 스크류 회전 위치에서, 접촉 부재 하면은 접촉 부재 보어 바닥으로부터 제1 거리(d1)에 있고; 제2 스크류 회전 위치에서, 접촉 부재 하면은 접촉 부재 보어 바닥으로부터 제2 거리(d2)에 있으며; d2>d1이다.
접촉 부재 보어와 조정 보어는 모두 나사가공되지 않을 수 있다.
웜 스크류는 제1 스크류 회전 위치로부터 제2 스크류 회전 위치로 회전됨에 따라서 접촉 부재 보어 축(M)을 따라서 이동할 수 있다.
절삭 공구는 회전축(A)을 가질 수 있고, 접촉 부재 보어 축(M)은 절삭 공구의 회전축(A)에 대해 횡방향이다.
웜 스크류는 접촉 부재에 형성된 웜 스크류 보어 축(W)을 중심으로 회전 가능하다.
접촉 부재는 대체로 원통형인 단면을 가질 수 있다.
조정 보어는 대체로 원통형인 단면을 가질 수 있다.
절삭 인서트가 인서트 포켓 내에 안착될 수 있고, 고정 스크류가 절삭 인서트를 인서트 포켓에 고정할 수 있다.
접촉 부재의 접촉면은 접촉 부재 주연면 및 접촉 부재 상면 중 하나 또는 모두에 형성되고, 접촉 부재의 접촉면은 측벽 개구로부터 적어도 부분적으로 돌출할 수 있고, 절삭 인서트는 인서트 접촉면을 가질 수 있고, 접촉 부재의 접촉면은 인서트 접촉면에 접한다. 웜 스크류를 일 방향으로 회전시키면, 접촉 부재의 접촉면이 절삭 인서트를 측벽으로부터 멀어지는 방향으로 가압하고, 또한 웜 스크류가 조정 보어 내에서 접촉 부재 축(M)을 따라 상방으로 이동된다.
본 발명의 양호한 이해를 위해, 그리고 본 발명이 실제로 어떻게 수행되는지를 보여주기 위해, 첨부된 도면을 참고할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 절삭 공구의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 절삭 공구의 절삭부의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 조정 위치에 있는 절삭 인서트를 도시하는, 도 1에 도시된 절삭 공구의 절삭부의 측면도이다.
도 4는 제2 조정 위치에 있는 절삭 인서트를 도시하는, 도 3에 도시된 절삭부의 측면도이다.
도 5는 도 3의 선 V-V를 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 4의 선 VI-VI를 따라 취한 단면도이다.
도시의 단순함 및 명료함을 위해, 도면에 도시된 요소들이 반드시 정밀하게 또는 실축에 따라 도시된 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 요소들 중 일부의 치수는 명료함을 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수 있고, 또는 몇몇 물리적 구성요소들은 하나의 기능 블록 또는 요소 내에 포함될 수 있다. 또한, 적절하다고 여겨지는 경우에, 도면 부호는 대응하거나 또는 유사한 요소들을 표시하기 위해 도면들 사이에서 반복될 수 있다.
도면을 참조하면, 특히 도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 절삭 공구(10)를 도시하고, 도 2는 절삭 공구(10)의 절삭부(12)를 도시한다. 절삭 공구(10)는 회전축(A) 및 적어도 3개의 절삭부(12)가 제공된 공구 본체(11)를 갖는다. 각각의 절삭부(12)는 인서트 접촉면(15)을 갖는 절삭 인서트(14)가 고정 스크류(16)에 의해 내부에 보유될 수 있는 인서트 포켓(18)을 갖는다. 절삭부(12)의 개수는 3개로 제한되지 않는다. 절삭 인서트(14)는 일반적으로 시멘티드 카바이드와 같은 극히 단단하고 내마모성을 갖는 재료를 폼-프레싱(form-pressing)에 의해 또는 바인더 내의 카바이드 분말을 사출성형 및 소결하는 것에 의해 만들어진다. 시멘티드 카바이드는 예를 들어 텅스텐 카바이드일 수 있다. 절삭 인서트는 코팅되거나 코팅되지 않을 수 있다. 회전축(A)은 전후 방향을 정의하며, 절삭부(12)는 절삭 공구(10)의 전방 단부에 위치한다. 각각의 절삭 인서트(14)는 조정 기구(20)와 연결되고, 조정 기구에 의해 절삭 인서트(14)의 위치가 조정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서는 절삭 인서트(14)의 축방향 위치가 조정될 수 있다.
인서트 포켓(18)은 베이스면(22) 및 베이스면(22)으로부터 연장되는 측벽(24)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 측벽(24)은 축방향 측벽을 구성한다. 일부 실시예에 따르면, 인서트 포켓(18)은 또한 반경방향 측벽을 구성하는 추가의 측벽(23)을 갖는다. 일부 실시예에 다르면, 측벽(24)에는 측벽 개구(26)가 제공될 수 있다. 조정 기구(20)는 접촉 부재 보어(32) 내에 위치한 접촉 부재(30)를 포함한다. 접촉 부재 보어(32)는 측벽 개구(26)에서 측벽(24)을 향해 개방된다. 접촉 부재 보어(32)는 상하 방향을 정의하는 접촉 부재 보어 축(M) 및 접촉 부재 보어 바닥(34)을 갖는다(도 6 참조). 조정 보어(50)는 조정 보어 축(B), 조정 보어 직경(DAB) 및 조정 보어 단부면(52)을 갖는다. 조정 보어(50)는 접촉 부재 보어(32)와 교차한다. 접촉 부재 보어(32)와 조정 보어(50)는 나사가공되지 않을 수 있다. 웜 스크류 단부면(42) 및 웜 스크류 나사(44)를 갖는 웜 스크류(40)(도 5 참조)가 조정 보어(50) 내에 위치한다. 일부 실시예에 따르면, 측벽 개구(26)는 측벽(24) 대신에 측벽(23) 내에 위치할 수 있다.
접촉 부재(30)는 접촉 부재 상면(46)과 접촉 부재 하면(48) 사이에서 각각 연장되는 접촉 부재 주연면(36)을 갖는 대체로 원통 형상이다. 접촉 부재 상면(46)으로부터 연장되는 것은 측벽 개구(26)로부터 부분적으로 돌출할 수 있는 접촉면(54)이다. 접촉 부재 상면(46)과 접촉면(54)은 공통의 평면에 있지 않을 수 있다. 접촉 부재(30)는 접촉 부재 보어 축(M)에 대해 횡방향인 웜 스크류 보어 축(W)을 가진 웜 스크류 보어(56)를 갖는다. 웜 스크류 보어(56)는 관통 보어이며, 웜 스크류 보어 나사(58)를 갖는다. 웜 스크류 보어(56)는 접촉 부재 주연면(36)을 향해 개방된다. 웜 스크류(40)는 웜 스크류 축(S) 및 직경(DAB)보다 작은 웜 스크류 직경(DWS)를 갖는다(DWS<DAB).
절삭 인서트(14)의 위치를 조정하기 위해, 웜 스크류(40)는 웜 스크류 보어(56) 내에서 웜 스크류 축(S)을 중심으로 스크류 회전되는 한편, 웜 스크류 단부면(42)은 조정 보어 단부면(52)과 접촉한다. 도 5를 참조하면, 조정 기구(20)가 제1 조정 위치에 있고, 이 위치에서는 웜 스크류(40)가 제1 스크류 회전 위치에 있고 접촉 부재(30)가 접촉 부재 보어 축(M)을 따라 접촉 부재 보어 바닥(34)에 대해 제1 거리(d1)[이 거리(d1)는 0일 수 있음]에 있다. 웜 스크류(40)를 시계방향으로[오른 나사(right-handed thread)의 경우임] 제2 회전 위치까지 회전시킴으로써, 접촉 부재(30)는 접촉 부재 보어 축(M)을 따라서 접촉 부재 보어 바닥(34)에 대해 제2 거리(d2)까지 상방으로 이동된다(d2>d1). 일부 실시예에 따르면, 이러한 상향 축방향 변위는, 도 3의 측면도에 도시된 바와 같이, 인서트 접촉면(15)과 접촉면(54) 사이의 접촉에 의해 회전축(A)의 방향을 따른 절삭 인서트(14)의 전방 축방향 변위로 전환된다. 웜 스크류(40)는 웜 스크류 보어(56) 내로 나사 결합되는 동안 접촉 부재(30)와 동시에 조정 보어(50) 내에서 접촉 부재 보어 축(M)을 따라 상방으로 이동할 것이다.
도 6을 참조하면, 조정 기구(20)는 제2 위치에 있고, 웜 스크류(40)는 제2 스크류 회전 위치에 있다. 접촉면(54)은 이제 접촉 부재 보어 바닥(34)에 대해 제2 위치에 있고, 따라서 절삭 인서트(14)는 제2 위치에 있다. 접촉 부재 보어 축(M)을 따른 접촉 부재(30)와 웜 스크류(40)의 이러한 동시적인 축방향 이동은 웜 스크류(40)의 웜 스크류 단부면(42)이 조정 보어 단부면(52)과 접촉함으로써 조정 보어 축(B)을 따라서 내측으로 이동할 수 없다는 사실에 기인한다. 결론적으로, 웜 스크류(40)가 시계방향으로(오른 나사의 경우임) 스크류 회전됨에 따라서, 접촉 부재(30)는 접촉 부재 보어 축(M)을 따라서 접촉 부재 보어(32) 내부로 상방으로 강제 이동되고 웜 스크류 보어(56) 내에 위치한 웜 스크류(40)가 그것과 함께 이동한다. 이것은 조정 보어 직경(DAB)이 웜 스크류 직경(DWS)보다 크기 때문에 가능하다.
일부 실시예에 따르면, 접촉 부재(30)는 접촉 부재 보어 축(M)을 중심으로 한 이동의 특정한 크기의 회전 자유도를 갖는다. 일부 실시예에 따르면, 웜 스크류 보어 나사(58)와 웜 스크류 나사(44) 사이에 특정한 크기의 이동의 자유도가 존재할 수 있다. 웜 스크류(40)가 회전되면, 이들 자유도는 접촉면(54)이 인서트 접촉면(15)에 평행하게 될 때까지 그 배향을 조정하는 것을 허용한다.
높은 작동 속도에서 부정확함을 유발할 수 있는 접촉 부재 보어 축(M)의 방향으로의 원심력을 최소화하기 위해, 접촉 부재 보어 축(M)은 절삭 공구 회전축(A)에 대해 횡방향으로 배향된다.
본 발명은 하나 이상의 구체적인 실시예를 참고하여 설명되었지만, 설명은 전적으로 예시를 위한 것이며, 발명을 도시된 실시예에 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 명세서에 구체적으로 나타나지 않지만 발명의 범위에 포함되는 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것이 통상의 기술자들에게 이해될 것이다.

Claims (12)

  1. 절삭 공구(10)이며,
    베이스면(22) 및 측벽(24)을 갖는 인서트 포켓(18)과; 측벽(24)에 위치하는 측벽 개구(26)와; 측벽 개구(26)에서 측벽(24)을 향해 개방되는 접촉 부재 보어(32)로서, 상하 방향을 정의하는 접촉 부재 축(M)을 갖는 접촉 부재 보어(32)와; 접촉 부재 보어(32)와 교차하고, 내측으로부터 외측으로의 방향을 정의하는 조정 보어 축(B) 및 조정 보어 직경(DAB)을 갖는 조정 보어(50)를 포함하는, 공구 본체(11)와,
    접촉 부재 상면(46)과 접촉 부재 하면(48) 사이에서 연장되는 접촉 부재 주연면(36)과; 접촉면(54)과; 접촉 부재 주연면(36)에 형성되고, 웜 스크류 보어 축(W)을 갖는 웜 스크류 보어(56)를 포함하는, 접촉 부재(30)와,
    웜 스크류 나사(44) 및 직경(DAB)보다 작은 웜 스크류 직경(DWS)(DAB>DWS)을 갖는 웜 스크류(40)를 포함하고,
    접촉 부재(30)는 접촉 부재 보어(32)를 차지하고,
    웜 스크류(40)는 웜 스크류 나사(44)가 접촉 부재(30)에 형성된 웜 스크류 보어(56)와 결합하는 상태로 조정 보어(50)를 차지하고,
    웜 스크류(40)는 접촉 부재(30)가 접촉 부재 보어 축(M)을 따라서 제1 위치에 있는 제1 스크류 회전 위치와 접촉 부재(30)가 접촉 부재 보어 축(M)을 따라서 제2 위치에 있는 제2 스크류 회전 위치 사이에서 회전 가능한
    절삭 공구.
  2. 제1항에 있어서, 웜 스크류(40)는 웜 스크류 단부면(42)을 가지며,
    조정 보어(50)는 조정 보어(50)의 내측 단부에 위치한 단부면(52)을 가지며,
    웜 스크류 단부면(42)은 조정 보어 단부면(52)과 접하고,
    웜 스크류(40)를 일 방향으로 회전시키면 웜 스크류(40)가 조정 보어(50) 내에서 접촉 부재 축(M)을 따라서 이동하는
    절삭 공구.
  3. 제1항에 있어서, 접촉 부재 보어(32)는 접촉 부재 보어 바닥(34)을 가지며,
    제1 스크류 회전 위치에서, 접촉 부재 하면(48)은 접촉 부재 보어 바닥(34)으로부터 제1 거리(d1)에 있고,
    제2 스크류 회전 위치에서, 접촉 부재 하면(48)은 접촉 부재 보어 바닥(34)으로부터 제2 거리(d2)에 있으며,
    d2>d1인
    절삭 공구.
  4. 제1항에 있어서, 접촉 부재 보어(32)와 조정 보어(50)는 모두 나사가공되지 않는
    절삭 공구.
  5. 제1항에 있어서, 웜 스크류(40)는 제1 스크류 회전 위치로부터 제2 스크류 회전 위치로 회전됨에 따라서 접촉 부재 보어 축(M)을 따라서 이동하는
    절삭 공구.
  6. 제1항에 있어서, 절삭 공구(10)는 회전축(A)을 가지며,
    접촉 부재 보어 축(M)은 절삭 공구의 회전축(A)에 대해 횡방향인
    절삭 공구.
  7. 제1항에 있어서, 웜 스크류(40)는 접촉 부재(30)에 형성된 웜 스크류 보어 축(W)을 중심으로 회전 가능한
    절삭 공구.
  8. 제1항에 있어서, 접촉 부재(30)는 대체로 원통형인 단면을 갖는
    절삭 공구.
  9. 제1항에 있어서, 조정 보어(50)는 대체로 원통형인 단면을 갖는
    절삭 공구.
  10. 제1항에 있어서, 인서트 포켓(18) 내에 안착된 절삭 인서트(14)를 더 포함하는
    절삭 공구.
  11. 제10항에 있어서, 절삭 인서트(14)를 인서트 포켓(18)에 고정하는 고정 스크류(16)를 더 포함하는
    절삭 공구.
  12. 제10항에 있어서, 접촉 부재(30)의 접촉면(54)은 접촉 부재 주연면(36) 및 접촉 부재 상면(46) 중 하나 또는 모두에 형성되고,
    접촉 부재(30)의 접촉면(54)은 측벽 개구(26)로부터 적어도 부분적으로 돌출하고,
    절삭 인서트(14)는 인서트 접촉면(15)을 가지며,
    접촉 부재(30)의 접촉면(54)은 인서트 접촉면(15)에 접하고,
    웜 스크류(40)를 일 방향으로 회전시키면, 접촉 부재(30)의 접촉면(54)이 절삭 인서트(14)를 측벽(24)으로부터 멀어지는 방향으로 가압하고, 웜 스크류(40)가 조정 보어(50) 내에서 접촉 부재 축(M)을 따라 상방으로 이동되는
    절삭 공구.
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