KR20120016467A

KR20120016467A - 대직경 커터 공구

Info

Publication number: KR20120016467A
Application number: KR1020100078845A
Authority: KR
Inventors: 조승호
Original assignee: 대구텍 유한회사
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2010-08-16
Publication date: 2012-02-24
Also published as: KR101221509B1

Abstract

본 발명에 따른 커터 공구는 스핀들에 고정되는 디스크 형상의 어댑터, 상기 어댑터에 결합되는 환형 링 형상의 인서트 홀더, 및 상기 절삭 인서트 홀더를 어댑터에 고정하는 복수의 클램핑 부재를 포함하는 커터 공구로서, 상기 링 형상의 인서트 홀더는 그 외주부에 복수의 절삭 인서트가 고정되는 복수의 인서트 포켓이 구비되며, 상기 어댑터는 그 외주부에 전방 및 반경방향 외측으로 개방되는 L-자형 단면을 가지며, 상기 링 형상의 인서트 홀더가 안착되는 환형 안착 그루브를 지니며, 상기 클램핑 부재는 회전축부와 조임나사를 포함하며, 회전축부는 그 선단에 직각으로 형성된 장완부를 지닌 판상 헤드부를 가지며, 축홀이 상기 회전 축부 중심과 판상 헤드부를 관통하여 형성되어, 상기 조임나사를 수용하며, 상기 클램핑 부재는 상기 어댑터 전면상의 인서트 홀더와의 인접부에 형성된 결합공에 체결되며, 상기 조임나사가 이완되면, 장완부가 인서트 홀더의 전방 표면에 부분적으로 걸치는 클램핑 자세 또는 인서트 홀더의 전방 표면으로부터 완전히 이탈되는 언클램핑 자세를 취할 수 있도록 상기 판상 헤드부가 회동 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

대직경 커터 공구{A Cutting Tool of Large Diameter}

본 발명은 디스크형 대직경 커터 공구에서 복수의 커팅 인서트가 장착된 인서트 홀더를 신속하고 용이하게 탈착할 수 있는 체결구조를 제공하는 기술에 관한 것이다.

강 및 주철재의 Face milling 하는데 있어서 커터 공구가 사용되고 있다. 이러한 커터 공구는 링 형상의 홀더에 복수의 절삭 인서트들이 원주면을 따라 배치된다.

공구 홀더 상의 절삭 인서트가 마모된다면, 마모된 절삭 인서트는 교체되어야 하는데, 종래에는 커터 상에서 모든 개별 절삭 인서트를 해제하고 그 절삭 인서트를 새로운 절삭 인서트로 교체하여 새로운 절삭 인서트를 장착시키거나, 또는 공구 홀더 전체를 먼저 해제하고 마찬가지로 새로이 고정하여야 했다.

그런데 종래 방법에 따른 커팅 인서트 교체작업은 시간이 많이 소요되고, 작업이 매우 어렵고 복잡하여, 여러 작업자가 동시에 협력하여 교체 작업을 수행하여야 하는 불편이 있었다. 또한 맞춤 공차가 과다하여 래디얼 런아웃이 발생하여 공구의 수명이 단축되는 단점이 있었다.

본 발명은 대직경 커터 공구에서 간단한 클램핑 메커니즘을 이용하여 인서트 홀더의 교체를 용이하게 하여, 교체 시간을 감소시키며, 래디얼 런 아웃을 감소시켜 공구수명을 증대시키기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 커터 공구는 스핀들에 고정되는 디스크 형상의 어댑터, 상기 어댑터에 결합되는 환형 링 형상의 인서트 홀더, 및 상기 절삭 인서트 홀더를 어댑터에 고정하는 복수의 클램핑 부재를 포함하는 커터 공구로서, 상기 링 형상의 인서트 홀더는 그 외주부에 복수의 절삭 인서트가 고정되는 복수의 인서트 포켓이 구비되며, 상기 어댑터는 그 외주부에 전방 및 반경방향 외측으로 개방되는 L-자형 단면을 가지며, 상기 링 형상의 인서트 홀더가 안착되는 환형 안착 그루브를 지니며, 상기 클램핑 부재는 회전축부와 조임나사를. 포함하며, 회전축부는 그 선단에 직각으로 형성된 장완부를 지닌 판상 헤드부를 가지며, 축홀이 상기 회전 축부 중심과 판상 헤드부를 관통하여 형성되어, 상기 조임나사를 수용하며, 상기 클램핑 부재는 상기 어댑터 전면상의 인서트 홀더와의 인접부에 형성된 결합공에 체결되며, 상기 조임나사가 이완되면, 장완부가 인서트 홀더의 전방 표면에 부분적으로 걸치는 클램핑 자세 또는 인서트 홀더의 전방 표면으로부터 완전히 이탈되는 언클램핑 자세를 취할 수 있도록 상기 판상 헤드부가 회동 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 커터 공구는 클램핑 부재의 회전축부 후단측으로 돌출되는 조임나사의 몸체부에 압축 스프링이 장착되어 상기 조임나사 헤드부와 회전축부 사이에 가압력을 제공하는 곳을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 커터 공구는 조임나사의 헤드부 측벽에는 원주방향 그루브가 형성되며, 원주방향 그루브에는 다중 절곡형 스프링이 장착된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 커터 공구는 대직경의 인서트 홀더의 래디얼 런아웃이 감소하여 공구 수명이 향상되는 효과가 있다. 또한, 조임나사와 회전축부 사이에 탄성적 가압력이 작용하여 렌치의 회전 동작에 의하여 장완부가 회전축부와 일체적으로 회전하므로 클램핑 부재의 조작이 매우 용이하다는 효과가 있다. 또한 장완부가 언클램핑 자세에서 가고정 되므로 인서트 홀더의 탈착이 매우 용이한 효과가 있다. 또한 본 발명에 따른 키 결합 구조에 의하여 특히 수직식 커터 공구에서 인서트 홀더의 안전한 탈장착이 가능하다.

도1은 본 발명에 따른 커터 공구의 전체적인 분해 사시도이다.
도2는 본 발명에 따른 커터 공구의 전체적인 단면도이다.
도3은 본 발명에 따른 클램핑 부재의 사시도이다.
도4는 인서트 홀더가 클램핑 상태에 있는 커터 공구의 사시도이다.
도5는 인서트 홀더가 언클램핑 상태에 있는 커터 공구의 사시도이다.
도6은 본 발명에 따른 조임나사의 사시도이다.
도7은 본 발명에 따른 다중 절곡형 선스프링의 사시도이다.
도8은 본 발명에 따른 어댑터의 결합공을 나타내는 사시도이다.
도9는 본 발명에 따른 인서트 홀더의 사시도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서 상대적인 척도는 과장되거나 변경될 수 있으며, 본 발명의 특징을 더욱 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다.

도1은 본 발명에 따른 커터 공구의 전체적인 분해 사시도를 나타내며, 도2는 전체적인 단면도를 나타낸다.

본 발명에 따른 커터 공구는 스핀들(미도시)에 고정되는 디스크 형상의 어댑터(100), 상기 어댑터(100)에 결합되는 환형 링 형상의 인서트 홀더(200), 및 상기 절삭 인서트 홀더(200)를 어댑터에 고정하는 복수의 클램핑 부재(300)를 포함한다.

링 형상의 인서트 홀더(200)는 그 외주부에 복수의 절삭 인서트(211)가 고정되는 복수의 인서트 포켓(210)이 구비된다. 상기 어댑터(100)에는 도2에 도시된 바와 같이 그 외주부에 전방 및 반경방향 외측으로 개방되는 L-자형 단면을 가지며 상기 링 형상의 인서트 홀더(200)가 안착되는 환형 안착 그루브(110)가 형성된다.

클램핑 부재(300)는 도3에 도시된 바와 같이 회전축부(310)와 조임나사(330)를 포함하며, 회전축부(310)는 그 선단에 직각으로 형성된 장완부(321)를 지닌 판상 헤드부(320)를 가지며, 축홀(335)이 상기 회전 축부(310) 중심과 판상 헤드부(320)를 관통하여 형성되어, 상기 조임나사(330)를 수용한다. 여기서 클램핑 부재(300)는 상기 어댑터(100) 전면상의 인서트 홀더(200)와의 인접부에 형성된 결합공(120)에 체결되며, 상기 조임나사(330)가 이완되면, 장완부(321)가 인서트 홀더(200)의 전방 표면에 부분적으로 걸치는 클램핑 자세(clamping orientation; 도4 참조) 또는 인서트 홀더의 전방 표면으로부터 완전히 이탈되는 언클램핑 자세(unclamping orientation; 도5 참조)를 취할 수 있도록 상기 판상 헤드부(320)가 회동 가능한 구조를 갖는다.

어댑터(100) 전방 표면과 인서트 홀더(200)의 전방 표면에는 각각 상기 판상 헤드부(320)가 회동하여 그리는 궤적면적을 바닥면으로 갖는 함몰부(191,291)를 갖는 것이 바람직하다. 함몰부(191,291)는 판상 헤드부(320)를 안내하고, 커터 공구의 회전시 판상 헤드부(320)에 가해지는 외부 간섭을 감소시키는 효과를 갖는다.

도6에 도시된 바와 같이 조임나사(330)는 헤드부(331)와 나선부가 형성된 몸체부(332)를 가진다. 상기 헤드부(331)는 몸체부(332)보다 직경이 더 큰 원기둥 형상을 지니며 그 상면에 렌치홀(333)이 형성된다. 상기 클램핑 부재(300)의 회전축부(310) 후단측으로 돌출되는 조임나사(330)의 몸체부(322)에는 압축 스프링(340)이 장착되어 상기 조임나사(330) 헤드부(331) 하면과 회전축부(310)의 축홀(335) 단턱 사이에 탄성적 가압력을 제공한다.

상기 조임나사(330)의 헤드부(331) 측벽에는 원주방향 그루브(334)가 형성되며, 원주방향 그루브(334)에는 다중 절곡형 선스프링(336)이 장착된다. 다중 절곡형 선스프링(336)은 도7에 도시된 바와 같은 형상을 가지며, 상기 원주방향 그루브(334)에 장착될 때 도6에 도시된 바와 같이 절곡부분이 반경방향으로 탄성적으로 돌출된다. 다중 절곡형 선스프링(336)이 장착된 조임나사(330)가 회전 축부(310)의 축홀(335)에 수용되면, 다중 절곡형 선스프링(336)의 탄성적 돌출부에 의하여 조임나사(330) 헤드부(331) 측면과 회전축부(310)의 축홀(335) 내벽 사이에 탄성적 가압력을 제공한다.

조임나사(330)와 회전축부(310) 사이의 탄성적 가압력은 인서트 홀더(200)의 교체 작업시 매우 중요한 역할을 제공한다. 즉, 조임나사(330)와 회전축부(310)가 탄성적으로 일체가 되므로, 조임나사(330)가 이완되면, 렌치홀(333)에 결합된 렌치의 회전 동작에 의하여 조임나사(330)와 회전축부(310)가 함께 회전한다. 그러므로 장완부(321)의 자세를 별도로 조작할 필요없이 한 손만으로 클램핑 및 언클램핑 작업이 가능하게 된다. 또한, 압축 스프링(340)의 가압력은 렌치의 회전 동작에 의하여 결정된 장완부(321)의 현재 자세를 가고정하는 기능을 제공한다.

상기 클램핑 부재(300)의 회전축부(310) 측면에는 스프링 플런저(311)가 형성되며, 상기 어댑터(100)의 결합공(120) 측벽에는 도8에 도시된 바와 같이 상기 장완부(321)의 언클램핑 자세에서 스프링 플런저(311)의 돌출단부를 수용하는 가고정 홈(121)이 형성된다. 스프링 플런저(311)의 단부는 후퇴된 상태에 있다가, 회전축부(310)가 회전함으로써 가고정 홈(121)과 얼라인 되면 돌출되어 장완부(321)의 언클램핑 자세를 가고정 하게 된다.

그러므로, 본 발명에 따른 커팅 공구에서는 인서트 홀더(200)를 어댑터(100)에 탈거하고 장착할 때에 장완부(321)의 간섭을 배제하기 위하여 여러 작업자가 협동하여 복수개의 장완부(321)를 언클램핑 자세로 붙잡아 주어야 할 필요가 없게 된다.

상기 어댑터(100)의 환형 안착 그루브(110)는 축방향 지지면(111)과 반경방향 지지면(112)으로 형성되며, 상기 반경방향 지지면(112)은 전방을 향하여 축경되는 테이퍼 형상이며, 상기 링 형상의 인서트 홀더(200)는 상기 환형 안착 그루브(110)에 형합되는 형상이다. 따라서 2면 구속에 의하여 인서트 홀더(200)에 대한 클램핑력이 증가되고, 테이퍼진 반경방향 지지면(112)의 면접촉에 의하여 대직경의 인서트 홀더(200)의 래디얼 런아웃(radial runout)이 현저히 감소함으로써 공구 수명이 향상되는 효과를 가져온다.

도1 및 도9에 각각 도시된 바와 같이, 어댑터(100)의 환형 안착 그루브(110)의 축방향 지지면(111)에는 원주방향으로 연장된 복수의 걸림 구조의 키(key; 192)가 형성되며, 상기 인서트 홀더(200)의 후면의 각 대응 위치에는 대응되는 걸림 구조의 키웨이(keyway; 292)가 형성된다. 걸림 구조의 단면은 예컨대 'Γ' 또는 'Ｔ'형태를 띨 수 있다.

상기 키(192)가 키웨이(292)에 삽입되어 원주방향으로 슬라이딩 됨에 의하여 상기 어댑터(100)와 홀더(200)가 상호 견고하게 결합되므로, 특히, 수직식으로 배열된 커터 공구에서 인서트 홀더(200)의 안전한 탈장착을 담보해 준다.

위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 따라서, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 일 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 한다. 첨부된 청구항의 균등물로의 치환은 첨부된 청구항의 보호범위에 속하는 것이다.

100: 어댑터 110: 안착 그루브
111: 축방향 지지면 112: 반경방향 지지면
191,291: 함몰부 120: 결합공
121: 가고정 홈 192: 키
200: 인서트 홀더 210: 인서트 포켓
211: 절삭 인서트 292: 키웨이
300: 클램핑 부재 310: 회전축부
311: 스프링 플런저 320: 판상 헤드부
321: 장완부 330: 조임나사
331: 헤드부 332: 몸체부
333: 렌치홀 334: 원주방향 그루브
335: 축홀 336: 다중 절곡형 선스프링
340: 압축 스프링

Claims

스핀들에 고정되는 디스크 형상의 어댑터, 상기 어댑터에 결합되는 환형 링 형상의 인서트 홀더, 및 상기 절삭 인서트 홀더를 어댑터에 고정하는 복수의 클램핑 부재를 포함하는 커터 공구로서,
상기 링 형상의 인서트 홀더는 그 외주부에 복수의 절삭 인서트가 고정되는 복수의 인서트 포켓이 구비되며,
상기 어댑터는 그 외주부에 전방 및 반경방향 외측으로 개방되는 L-자형 단면을 가지며, 상기 링 형상의 인서트 홀더가 안착되는 환형 안착 그루브를 지니며,
상기 클램핑 부재는 회전축부와 조임나사를 포함하며, 회전축부는 그 선단에 직각으로 형성된 장완부를 지닌 판상 헤드부를 가지며, 축홀이 상기 회전 축부 중심과 판상 헤드부를 관통하여 형성되어, 상기 조임나사를 수용하며,
상기 클램핑 부재는 상기 어댑터 전면상의 인서트 홀더와의 인접부에 형성된 결합공에 체결되며, 상기 조임나사가 이완되면, 장완부가 인서트 홀더의 전방 표면에 부분적으로 걸치는 클램핑 자세 또는 인서트 홀더의 전방 표면으로부터 완전히 이탈되는 언클램핑 자세를 취할 수 있도록 상기 판상 헤드부가 회동 가능한 커터 공구.
제1항에 있어서, 상기 어댑터 전방 표면과 인서트 홀더의 전방 표면에는 각각 상기 판상 헤드부가 회동하여 그리는 궤적면적을 바닥면으로 갖는 함몰부를 갖는 커터 공구.
제1항에 있어서, 상기 조임나사는 헤드부와 나선부가 형성된 몸체부를 가지며, 상기 헤드부는 몸체부 보다 직경이 더 큰 원기둥 형상을 지니며 그 상면에 렌치홀이 형성되며, 상기 클램핑 부재의 회전축부 후단측으로 돌출되는 조임나사의 몸체부에 압축 스프링이 장착되어 상기 조임나사 헤드부와 회전축부 사이에 가압력을 제공하는 커터 공구.
제1항에 있어서, 상기 조임나사는 헤드부와 나선부가 형성된 몸체부를 가지며, 상기 헤드부는 원기둥 형상을 지니며 그 상면에 렌치홀이 형성되며, 상기 조임나사의 헤드부 측벽에는 원주방향 그루브가 형성되며, 원주방향 그루브에는 다중 절곡형 스프링이 장착된 커터 공구.
제1항에 있어서, 상기 클램핑 부재의 회전축부 측면에는 스프링 플런저가 형성되며, 상기 어댑터의 결합공 측벽에는 상기 장완부의 언클램핑 자세에서 스프링 플런저의 돌출단부를 수용하는 가고정 홈이 형성된 커터 공구.
제1항에 있어서, 상기 어댑터의 환형 안착 그루브는 축방향 지지면과 반경방향 지지면으로 형성되며, 상기 반경 방향 지지면은 전방을 향하여 축경되는 테이퍼 형상이며, 상기 링 형상의 인서트 홀더는 상기 환형 안착 그루브에 형합되는 형상인 커터 공구.
제6항에 있어서, 상기 어댑터의 환형 안착 그루브의 축방향 지지면과 상기 인서트 홀더의 후면의 상호 대응 위치에 각각 원주방향으로 연장된 걸림 구조의 키 및 이에 대응되는 걸림 구조의 키웨이가 형성되며, 상기 키가 키웨이에 삽입되어 원주방향으로 스라이딩 됨에 의하여 상기 어댑터와 홀더가 상호 결합되는 커터 공구.