KR20120029089A - Tool bar for mounting cutting tool and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 절삭공구 장착용 공구 바에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절삭 안정성과 절삭 속도를 향상시키고, 절삭 과정에서 발생하는 금속 칩에 의한 손상을 방지할 수 있는 절삭공구 장착용 공구 바에 관한 것이다.The present invention relates to a tool bar for mounting a cutting tool, and more particularly, to a tool bar for mounting a cutting tool capable of improving cutting stability and cutting speed and preventing damage caused by metal chips generated during a cutting process.
보링 바(Boring bar)나 리밍 바(Reaming bar) 등 종래의 절삭공구 장착용 공구 바는 깊은 구멍을 가공하기 위하여 길고 가늘게 만들어진다. 이러한 형상적인 특징 때문에 굽힘 강성과 강도가 낮아서 절삭 공정 시에 굽힘 현상이 발생하고 가공 정밀도가 떨어질 수 있고, 낮은 고유진동수 때문에 가공면에 채터링(Chattering) 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 절삭 속도와 피드율(Feed rate)의 한계가 낮으며, 깊은 구멍을 가공할 수 없는 단점이 있다.Conventional cutting tool mounting tool bars, such as boring bars and reaming bars, are made long and thin to machine deep holes. Due to this geometric feature, bending stiffness and strength may be low, so that bending may occur during the cutting process, and machining accuracy may be reduced, and chattering may occur on the machining surface due to low natural frequency. Therefore, the limits of cutting speed and feed rate are low, and there is a disadvantage in that deep holes cannot be machined.
이러한 단점을 보안하기 위하여 여러 가지 형상의 절삭공구 장착용 공구 바가 개발되었고, 강성과 강도 특성이 우수한 텅스텐 카바이드 합금 및 공구강을 이용한 절삭공구 장착용 공구 바가 개발된 바 있다. 하지만, 이와 같은 초경재료는 가공이 어려우며, 최적의 성능을 발휘하는 공구 바를 제조하기 위해서는 제조 비용이 매우 높아지게 된다. 또한, 텅스텐 카바이드 및 공구강은 밀도가 높아서 이를 사용할 경우 공구 바의 고유 진동수가 낮아지며, 이로 인해 절삭 속도 향상에 한계가 생기게 된다.In order to secure such disadvantages, various shapes of cutting tool mounting tool bars have been developed, and cutting tool mounting tool bars using tungsten carbide alloy and tool steel having excellent rigidity and strength characteristics have been developed. However, such a cemented carbide material is difficult to process, and the manufacturing cost is very high in order to manufacture a tool bar exhibiting optimal performance. In addition, tungsten carbide and tool steel have a high density, which reduces the natural frequency of the tool bar when used, which limits the cutting speed.
절삭 안정성과 절삭 속도를 동시에 향상시키기 위하여 복합재료를 사용하는 방안이 제시된 바 있다. 복합재료를 사용하여 절삭공구 장착용 공구 바를 제작할 경우, 복합재료가 가진 높은 정적 강성, 비강성 및 감쇠능에 의해 절삭 안정성과 절삭 속도를 동시에 향상시킬 수 있기 때문에 깊은 구멍을 고속으로 가공할 수 있는 장점이 있다. 그런데 복합재료가 가공 환경에 노출될 경우, 절삭 과정에 발생하는 금속 칩(Metallic chip)에 의해 충격에 약한 복합재료의 표면이 손상될 수 있다.In order to simultaneously improve cutting stability and cutting speed, a method of using a composite material has been proposed. When manufacturing tool bars for cutting tool mounting using composite materials, high static stiffness, specific stiffness, and damping ability of the composite material can simultaneously improve cutting stability and cutting speed, so that deep holes can be processed at high speed. There is this. However, when the composite material is exposed to the processing environment, the surface of the composite material that is susceptible to impact may be damaged by the metal chip generated during the cutting process.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복합재료로 이루어진 공구 바 몸체의 표면에 얇은 두께의 금속 외피를 장착함으로써, 절삭 안정성과 절삭 속도를 향상시킴과 동시에 절삭 과정에서 발생하는 금속 칩에 의한 손상을 방지할 수 있는 절삭공구 장착용 공구 바를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve this problem, by mounting a thin metal shell on the surface of the tool bar body made of a composite material, to improve the cutting stability and cutting speed, and at the same time damage caused by the metal chip during the cutting process It is an object of the present invention to provide a tool bar for cutting tool mounting that can prevent the damage.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바는 공구 바 몸체와 금속 외피를 포함한다. 상기 공구 바 몸체는, 공작기계의 회전부에 결합되는 그립부, 절삭공구가 장착되는 공구 장착부 및 상기 그립부와 상기 공구 장착부를 연결하는 지지부를 갖고, 복합재료로 이루어진다. 상기 금속 외피는, 두 개의 끝단을 갖고, 상기 지지부의 외면에 감겨 상기 지지부의 외면을 감싼다. 상기 지지부의 외면에는 상기 금속 외피의 가장자리부가 서로 대면하는 이음부가 형성된다.Cutting tool mounting tool bar according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a tool bar body and a metal shell. The tool bar body has a grip part coupled to a rotating part of a machine tool, a tool mounting part on which a cutting tool is mounted, and a support part connecting the grip part and the tool mounting part, and is made of a composite material. The metal shell has two ends and is wound around the outer surface of the support portion to surround the outer surface of the support portion. An outer surface of the support portion is provided with a joint portion in which the edge portions of the metal shell face each other.
상기 금속 외피는 하나가 상기 지지부의 길이 방향과 수직인 방향으로 상기 지지부에 감김으로써 상기 이음부가 상기 지지부의 길이 방향을 따라 일직선으로 마련될 수 있다.The metal shell may be provided in a straight line along the longitudinal direction of the support part by winding the support part in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the support part.
상기 금속 외피는 복수가 차례로 상기 지지부의 길이 방향과 수직인 방향으로 감김으로써 상기 이음부는 복수가 상기 지지부의 길이 방향과 평행하게 형성될 수 있다.The plurality of metal shells may be sequentially wound in a direction perpendicular to the length direction of the support part, so that the plurality of joint parts may be formed in parallel with the length direction of the support part.
상기 복수의 이음부는 인접하는 것끼리 서로 어긋나게 배치될 수 있고, 상기 복수의 이음부는 전체적으로 상기 지지부의 외면에 나선형으로 배치될 수 있다.The plurality of joints may be disposed to be adjacent to each other, and the plurality of joints may be disposed spirally on the outer surface of the support part as a whole.
상기 금속 외피는 하나가 상기 지지부의 길이 방향을 따라 사선으로 감김으로써, 상기 이음부는 상기 지지부의 외면에 나선형으로 형성될 수 있다.One of the metal shells is wound diagonally along the longitudinal direction of the support, so that the joint portion may be formed spirally on the outer surface of the support.
상기 금속 외피는 복수가 차례로 상기 지지부의 외측을 겹겹이 감싸고, 상기 이음부는 복수가 상기 지지부의 외측에 차례로 형성될 수 있다.The plurality of metal shells may be sequentially wrapped on the outside of the support, and the joint may be formed on the outside of the support.
상기 각각의 금속 외피는 상기 지지부의 길이 방향과 수직인 방향으로 감기고, 상기 복수의 이음부는 각각 상기 지지부에 대해 사선 방향으로 형성될 수 있다.Each of the metal shells may be wound in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the support, and the plurality of joints may be formed in an oblique direction with respect to the support, respectively.
상기 복수의 이음부 중에서 상대적으로 내측에 배치되는 어느 하나의 금속 외피와 이에 감기는 다른 금속 외피에 의해 마련되는 두 개의 이음부는 상기 지지부를 사이에 두고 대칭적으로 배치될 수 있다.Two joints provided by one of the metal shells disposed inward of the plurality of joints and the other metal shell wound around the joints may be symmetrically disposed with the support portion therebetween.
상기 공구 바 몸체를 구성하는 복합재료는 탄소 섬유와 고분자 기지가 함침(Impregnation)된 것일 수 있다.The composite material constituting the tool bar body may be impregnated with carbon fiber and a polymer matrix.
상기 지지부는 원형 실린더 형상으로 이루어질 수 있다.The support may have a circular cylinder shape.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바의 제조방법은, (a) 공작기계의 회전부에 결합되는 그립부, 절삭공구가 장착되는 공구 장착부 및 상기 그립부와 상기 공구 장착부를 연결하는 지지부를 갖고, 복합재료로 이루어지는 공구 바 몸체를 준비하는 단계, (b) 두 개의 끝단을 갖는 금속 외피를 준비하는 단계, (c) 상기 금속 외피를 상기 지지부의 외면에 감아 상기 지지부를 감싸는 단계를 포함한다.Method for manufacturing a cutting tool mounting tool bar according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, (a) a grip portion coupled to the rotating portion of the machine tool, a tool mounting portion is mounted with the cutting tool and the grip portion and the tool Preparing a tool bar body made of a composite material, (b) preparing a metal sheath having two ends, and (c) winding the metal sheath around the outer surface of the support to support the support part. The step of wrapping.
본 발명의 일실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바의 제조방법은, 상기 (c) 단계 이전에, 상기 금속 외피를 상기 지지부에 대응하는 형상을 갖되 상기 지지부보다 두께가 가는 성형부재의 외면에 감아 상기 금속 외피를 상기 지지부에 대응하는 형상으로 소성 변형(Plastic deformation)시키는 단계를 더 포함하고, 상기 (c) 단계는 변형된 상기 금속 외피를 탄성 변형시켜 상기 지지부에 감는 단계를 포함할 수 있다.Method for manufacturing a cutting tool mounting tool bar according to an embodiment of the present invention, before the step (c), the metal shell on the outer surface of the forming member having a shape corresponding to the support portion, but thinner than the support portion The method may further include a step of plastic deformation of the metal shell to a shape corresponding to the support, and the step (c) may include a step of elastically deforming the deformed metal shell to the support. .
상기 (b) 단계는 상기 지지부의 길이에 대응하는 길이 및 상기 지지부의 둘레 길이에 대응하는 폭을 갖는 상기 금속 외피를 하나 준비하는 단계를 포함하고, 상기 (c) 단계에서 상기 금속 외피 하나를 상기 지지부의 길이 방향과 수직인 방향으로 상기 지지부에 감아 상기 지지부를 감쌀 수 있다.The step (b) includes the step of preparing one of the metal shell having a length corresponding to the length of the support portion and a width corresponding to the circumferential length of the support portion, and in step (c) The support may be wound around the support in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the support.
상기 (b) 단계는 두 개의 끝단 사이의 길이가 상기 지지부의 외부 둘레 길이에 대응하는 상기 금속 외피를 복수 개 준비하는 단계를 포함하고, 상기 (c) 단계에서 상기 복수의 금속 외피를 상기 지지부의 길이 방향과 수직인 방향으로 차례로 상기 지지부에 감아 상기 지지부를 감쌀 수 있다.The step (b) includes the step of preparing a plurality of the metal shell having a length between the two ends corresponding to the outer circumferential length of the support portion, and in the step (c) the plurality of metal shells The support may be wound in turn in the direction perpendicular to the longitudinal direction.
상기 (b) 단계는 상기 두 깨의 끝단 사이의 길이가 상기 지지부의 길이보다 긴 상기 금속 외피를 하나 준비하는 단계를 포함하고, 상기 (c) 단계에서 상기 금속 외피를 상기 지지부의 길이 방향을 따라 사선으로 감아 상기 지지부를 감쌀 수 있다.The step (b) includes the step of preparing one of the metal sheath having a length between the ends of the two sesame longer than the length of the support, and in the step (c) the metal sheath along the longitudinal direction of the support It can be wound in a diagonal line to wrap the support.
본 발명의 일실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바의 제조방법은, 상기 (c) 단계 이후에, 두 개의 끝단을 갖는 또다른 금속 외피를 상기 지지부의 외면에 부착된 금속 외피의 외면에 감아 상기 지지부의 외면에 부착된 금속 외피를 감싸는 단계를 더 포함할 수 있다.In the method for manufacturing a cutting tool mounting tool bar according to an embodiment of the present invention, after the step (c), another metal shell having two ends is wound around the outer surface of the metal shell attached to the outer surface of the support part. The method may further include wrapping a metal sheath attached to the outer surface of the support.
본 발명에 의한 절삭공구 장착용 공구 바는, 두 개의 끝단을 갖는 멤브레인 형태의 금속 외피를 공구 바 몸체의 외면에 감아서 공구 바 몸체의 외면에 부착함으로써, 절삭 과정에서 발생하는 금속 칩에 의한 손상을 방지할 수 있고, 제조가 용이하고 생산성을 높일 수 있다.The tool bar for cutting tool mounting according to the present invention is wound by a metal chip generated during a cutting process by attaching a membrane-shaped metal shell having two ends to the outer surface of the tool bar body by attaching it to the outer surface of the tool bar body. Can be prevented, manufacturing is easy and productivity can be improved.
또한, 금속 외피의 두께를 최소화하여 높은 감쇠능을 확보할 수 있고, 피가공물에 대한 가공성을 높일 수 있다.In addition, it is possible to secure a high damping capacity by minimizing the thickness of the metal shell, it is possible to increase the workability for the workpiece.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 절삭공구 장착용 공구 바를 제조하는 과정을 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바 및 그 제조 과정을 나타낸 것이다.Figure 1 shows a cutting tool mounting tool bar according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a process of manufacturing a tool bar for cutting tool mounting shown in FIG. 1.
3 to 5 illustrate a cutting tool mounting tool bar according to various embodiments of the present invention.
Figure 6 shows a cutting tool mounting tool bar and a manufacturing process according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail with respect to the cutting tool mounting tool bar according to an embodiment of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In describing the present invention, the sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated or simplified for clarity and convenience of explanation. In addition, terms that are specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. These terms are to be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the contents throughout the present specification.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바(10)는, 복합재료로 이루어지는 공구 바 몸체(11)와 공구 바 몸체(11)의 외주면 일부를 감싸는 금속 외피(12)를 포함한다. 공구 바 몸체(11)는 그립부(13), 공구 장착부(14) 및 지지부(15)를 포함하고, 절삭공구(20)는 공구 장착부(14)에 장착된다.As shown in Figure 1, the cutting tool
그립부(13)는 공작 기계의 회전부에 장착되는 부분으로, 그립부(13)의 대부분은 회전부의 내부에 밀착되어 장착되므로 공구 바(10)의 강성과 감쇠 성능에는 큰 영향을 주지 않는다. 지지부(15)는 그립부(13)와 공구 장착부(14)를 연결하도록 길게 연장된 부분으로 공구 바(10)의 강성과 감쇠능에 가장 큰 영향을 주며, 지지부(15)의 구조나 이를 구성하는 재료에 따라 공구 바(10)의 성능이 결정된다.The
피가공물의 가공에 있어서 절삭면에 접촉하는 절삭공구(20)에 의해 공구 바(10)의 길이 방향에 대해 수직력(V)이 작용한다. 이러한 수직력(V)에 의해 회전하는 공구 바(10)에 굽힘 변형이 발생하면 채터링이 발생하여 가공 중에 피가공물 표면을 손상시킬 수 있다. 그리고 수직력(V)의 작용에 의해 지지부(15)에는 길이 방향으로 인장력(T)과 압축력(C)이 반복적으로 작용하며, 이러한 힘은 공구 바(10)의 표면을 손상시키는 원인이 된다.In the processing of the workpiece, the vertical force V acts on the longitudinal direction of the
따라서, 강(Steel) 재질로 공구 바를 제조할 경우, 비강성이 낮고 감쇠능이 떨어지기 때문에 굽힘 현상이 발생하여 채터링이 발생하고, 표면이 손상될 수 있는 것이다. 강성을 향상시키기 위해 텅스텐 카바이드 합금 등의 초경재료로 공구 바를 제조하는 방법이 제시된 바 있지만, 가공이 어려워 제작 단가가 높아지는 문제점이 있다.Therefore, when the tool bar is manufactured from steel, the non-rigidity and low damping ability may cause bending, chattering may occur, and the surface may be damaged. In order to improve rigidity, a method of manufacturing a tool bar from a cemented carbide material such as tungsten carbide alloy has been proposed, but it is difficult to process, resulting in a high manufacturing cost.
이러한 문제를 고려하여 본 발명에 의한 공구 바(10)의 공구 바 몸체(11)는 복합재료로 제조된다. 공구 바 몸체(11)를 복합재료로 제조하면, 복합재료가 갖는 높은 정적 강성, 비강성 및 감쇠능으로 절삭 안정성과 절삭 속도를 동시에 향상시킬 수 있다. 여기에서, 복합재료는 통상적으로 알려진 것과 같이 이종의 재료를 조합하여 만든 재료를 의미하며, 높은 비강성 특성을 갖는 탄소 섬유와 고분자 기지를 함침(Impregnation)시켜 제조한 탄소 섬유 복합재료가 공구 바 몸체(11)를 구성하는 소재로 사용될 수 있다. 물론, 공구 바 몸체(11)는 탄소 섬유 복합재료 이외에 높은 비강성 특성을 갖는 다른 복합재료로 이루어질 수 있다.In view of this problem, the
복합재료로 이루어지는 공구 바 몸체(11)는 절삭 과정에서 발생할 수 있는 충격력에 취약할 수 있다. 즉, 절삭 과정에 발생하는 금속 칩 등이 공구 바 몸체(11)에 충격을 가하면 공구 바 몸체(11)의 표면이 손상될 수 있다. 이러한 이유로 공구 바 몸체(11)의 지지부(15)는 금속 외피(12)에 의해 보호된다.
금속 외피(12)로 공구 바 몸체(11)를 보호하기 위해 금속 외피(12)를 일체형 중공형 실린더 형태로 제작하여 지지부(15)에 부착하는 방법을 고려해 볼 수 있다. 그런데 일체형 중공형 실린더 형태의 구조는 길이가 긴 지지부(15)에 장착하기 쉽지 않은 구조이고, 그 두께가 증가할 경우 공구 바(10)의 감쇠능이 떨어질 수 있다. 또한, 공구 바(10)가 높은 감쇠능과 균일한 성능을 유지하기 위해서는 금속 외피(12)의 두께가 1mm 이하, 접착 두께는 0.3mm 이하로 되는 것이 바람직한데, 공구 바 몸체(11)의 지지부(15) 길이가 길어질수록 일체형 중공형 실린더 구조는 얇은 두께로 제작하기 힘들고, 접착 길이가 넓고 길어지므로 균일한 접착 두께를 유지하기 어렵게 된다.In order to protect the
본 발명은 금속 외피(12)를 멤브레인 형태로 만들어 공구 바 몸체(11)의 외부 둘레에 감는 방법을 이용한 것이다. 이렇게 금속 외피(12)를 멤브레인 형태로 만들어 공구 바 몸체(11)에 감으면, 금속 외피(12)를 균일한 접착 두께로 장착할 수 있고 공구 바(10)의 감쇠능을 향상시킬 수 있다. 금속 외피(12)의 구체적인 구조와 공구 바 몸체(11)에 부착하는 방법은 다음과 같다.The present invention utilizes a method of winding the outer shell of the
도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 일실시예에 의한 공구 바(10)는 금속 외피(12)가 두 개의 끝단(16)을 갖는 멤브레인 형태로 이루어진 것으로, 금속 외피(12)의 길이는 지지부(15)의 길이에 대응하는 길이로 이루어진다. 금속 외피(12)의 일면이나 지지부(15)의 외면에 접착제를 도포하고 금속 외피(12)를 지지부(15)의 길이 방향과 수직인 방향으로 지지부(15)의 외면에 감으면 금속 외피(12)로 지지부(15)의 외면을 감쌀 수 있다.
여기에서, 금속 외피(12)의 끝단(16)은 금속 외피(12)가 감기는 방향에 배치되는 금속 외피(12)의 양쪽 가장자리를 나타내며, 금속 외피(12)의 두 끝단(16)을 제외한 나머지 두 가장자리는 측면(17)으로 정의된다. 그리고 금속 외피(12)의 길이는 두 가장자리 사이의 거리와 나머지 두 가장자리 사이의 길이 중 긴 부분을, 금속 외피(12)의 폭은 두 가장자리 사이의 거리와 나머지 두 가장자리 사이의 길이 중 짧은 부분을 나타내는 상대적인 개념으로 정의된다. 이러한 정의는 후술한 다른 실시예에 대해서도 적용된다. Here, the ends 16 of the
금속 외피(12)의 폭은 두 개의 끝단(16)이 서로 겹치지 않도록 지지부(15) 둘레의 길이에 대응하는 길이나 이보다 다소 짧은 길이로 이루어질 수 있다. 금속 외피(12)가 지지부(15)를 감싸면, 지지부(15)의 외면에는 금속 외피(12)의 가장자리 일부, 즉 두 끝단(16)이 서로 대면하는 이음부(18)가 형성된다. 그리고 금속 외피(12)의 두 측면(17)은 그립부(13) 및 공구 장착부(14)에 각각 근접하게 배치된다. 이음부(18)는 지지부(15)의 길이 방향을 지지부(15)의 길이 방향과 평행하게 일직선으로 형성된다.The width of the
금속 외피(12)를 효과적으로 지지부(15)에 감는 방법은 도 2에 도시된 것과 같다. 먼저, 지지부(15) 둘레의 길이에 대응하는 길이나 이보다 다소 짧은 길이를 갖는 금속 외피(12)와 금속 외피(12)를 지지부(15)의 형상에 대응하는 형상으로 변형시키기 위한 성형부재(25)를 준비한다. 성형부재(25)는 지지부(15)에 대응하는 형상을 갖되 지지부(15)보다 가는 두께를 갖는 것이다. 본 실시예에서, 지지부(15)는 원형 실린더 형상이며, 성형부재(25) 역시 원형의 실린더 형상으로 이루어진 것이다.The method of effectively winding the
다음으로, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 것과 같이, 금속 외피(12)를 성형부재(25)의 외면에 감고 성형부재(25)의 외면에 압착시킴으로써 금속 외피(12)를 원형의 실린더 형상으로 소성 변형(Plastic deformation)시킨다. 다음으로, 금속 외피(12)의 내면 또는 지지부(15)의 외면에 접착제를 도포하고, 도 2의 (c) 및 (d)에 도시된 것과 같이, 변형된 금속 외피(12)를 탄성 변형시켜 지지부(15)의 외면에 감는다. 이때, 금속 외피(12)는 변형된 형태로 탄성 복원되면서 지지부(15)의 외면에 압착된다.Next, as shown in (a) and (b) of FIG. 2, the
이렇게, 금속 외피(12)를 먼저 소성 변형시킨 후 지지부(15)에 감으면 금속 외피(12)의 두 끝단(16)에 압축력이 발생함으로써, 금속 외피(12)를 평판 형태로 부착할 때 탄성 복원력에 의해 금속 외피(12)의 두 끝단(16)에 응력(Peel stress)이 작용하여 금속 외피(12)가 지지부(15)에서 분리되는 문제를 해결할 수 있다.As such, when the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바(30)를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 공구 바(30)의 공구 바 몸체(11)는 도 1에 도시된 공구 바(10)의 그것과 같은 것이다. 금속 외피(31)는 두 끝단(32) 사이의 길이가 지지부(15)의 길이보다 긴 것으로, 금속 외피(31)는 지지부(15)의 외면에 지지부(15)의 길이 방향을 따라 사선으로 감겨 지지부(15)를 감싼다. 지지부(15)의 외면에는 금속 외피(31)의 가장자리, 즉 금속 외피(31)의 측면(33)이 연속적으로 대면하는 나선형의 이음부(34)가 마련된다. 본 실시예는 금속 외피(31)가 지지부(15)의 길이 방향을 따라 연속적으로 감김으로써 접착 두께를 균일하게 할 수 있고, 두께가 얇은 금속 외피(31)를 사용할 수 있다.Figure 3 shows a cutting tool mounting
도 4 및 도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바(40)(50)를 각각 나타낸 것이다. 도 4 및 도 5에 도시된 각 공구 바(40)(50)는 상술한 것과 같은 공구 바 몸체(11)를 갖는 것으로, 복수의 금속 외피(41)를 포함한다. 각 금속 외피(41)는 두 끝단(42) 사이의 길이가 지지부(15)의 외부 둘레 길이에 대응하는 길이로 이루어진다.4 and 5 respectively show the tool bar mounting
이러한 금속 외피(41)를 복수 개 준비하고, 각 금속 외피(41)의 일면이나 지지부(15)의 외면에 접착제를 도포한 후, 복수의 금속 외피(41)를 지지부(15)의 길이 방향과 수직인 방향으로 차례로 지지부(15)에 감음으로써 지지부(15)를 감쌀 수 있다. 각 금속 외피(41)의 두 끝단(42)이 대면하는 이음부(43)는 지지부(15)의 길이 방향과 평행한 방향으로 배치되고, 금속 외피(41)와 금속 외피(41)의 사이에는 각 금속 외피(41)의 측면(44)이 대면하는 마디(45)가 형성된다.After preparing a plurality of
이들 공구 바(40)(50) 중에서 도 5에 도시된 공구 바(50)는, 복수의 이음부(43)가 지지부(15)의 길이 방향을 따라 차례로 일정 간격씩 어긋나게 배치된 것으로, 이들 이음부(43)는 전체적으로 지지부(15)의 외면에 나선형으로 배치된다. 이렇게 복수의 이음부(43)가 전체적으로 지지부(15)의 외면에 나선형으로 배치되면, 피가공물의 가공 시 지지부(15)에 길이 방향으로 인장력 및 압축력이 반복적으로 발생할 때, 이음부(43)를 따라 균열이 전파되는 것을 방지할 수 있다.Among these tool bars 40 and 50, the
도 4 및 도 5에 도시된 공구 바(40)(50)를 제조함에 있어서, 도 2에서 설명한 것과 같이, 금속 외피(41)를 지지부(15)의 외면에 감기 전에 별도의 성형부재(25)를 이용하여 금속 외피(41)를 지지부(15)에 대응하는 형상으로 변형시키면 금속 외피(41)를 지지부(15)에 안정적으로 밀착시킬 수 있다. In manufacturing the tool bars 40 and 50 shown in FIGS. 4 and 5, as described in FIG. 2, a
한편, 피가공물의 가공 중에 피가공물의 가공면에 가까울수록 충격력이 발생할 확률이 높다. 따라서, 공구 바(40)(50)의 파손을 효율적으로 방지하기 위해서 상대적으로 충격력이 크게 발생할 수 있는 공구 장착부(14) 쪽에 상대적으로 두께가 두꺼운 금속 외피(41)를 부착할 수 있다.On the other hand, the closer the workpiece surface is to the workpiece during processing of the workpiece, the higher the probability of impact force. Therefore, in order to effectively prevent the breakage of the tool bars 40 and 50, a relatively
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 절삭공구 장착용 공구 바(60) 및 그 제조과정을 나타낸 것이다. 도 6에 도시된 공구 바(60)는 상술한 것과 같은 공구 바 몸체(11)를 갖는 것으로, 복수의 금속 외피(61)로 지지부(15)의 외측을 겹겹이 감싼 것이다. 이러한 공구 바(60)의 제조 과정은 다음과 같다.6 shows a cutting tool mounting
먼저, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 것과 같이, 하나의 금속 외피(61)를 지지부(15)의 길이 방향과 수직인 방향으로 감아 지지부(15)의 외면을 감싼다. 이때, 금속 외피(61)의 두 끝단(62)이 대면하는 이음부(63)가 지지부(15)에 대해 사선 방향으로 형성되도록 한다.First, as shown in (a) and (b) of FIG. 6, one
다음으로, 도 6의 (c)에 도시된 것과 같이, 또다른 금속 외피(61)를 지지부(15)의 외면에 부착된 금속 외피(61)의 외면에 지지부(15)의 길이 방향과 수직인 방향으로 감아 먼저 부착된 금속 외피(61)를 감싼다. 이때, 금속 외피(61)의 두 끝단(62)이 대면하는 이음부(63)가 상대적으로 내측에 배치되는 금속 외피(61)에 의해 마련되는 이음부(63)와 지지부(15)를 사이에 두고 서로 대칭을 이루도록 한다.Next, as shown in FIG. 6C, another
이와 같이, 지지부(15)의 외면을 복수의 금속 외피(61)로 겹겹이 감싸고 각 금속 외피(61)에 의해 형성되는 이음부(63)를 지지부(15)를 중심으로 대칭으로 배치하면, 지지부(15)의 외면에 이음부(63)가 비대칭으로 배치되는 경우에 비해 공구 바(60) 전체의 감쇠능을 향상시킬 수 있다.As described above, when the outer surface of the
이 밖에 지지부(15)의 외면에는 세 개 이상의 금속 외피(61)가 겹겹이 감길 수 있다. 이 경우, 각 금속 외피(61)에 의해 형성되는 복수의 이음부(63)의 배치를 대칭 또는 일정한 각도가 되도록 함으로써 공구 바(60) 전체의 감쇠능을 향상시킬 수 있다.In addition, three or
상술한 것과 같이, 본 발명에 의한 절삭공구 장착용 공구 바는, 두 개의 끝단을 갖는 멤브레인 형태의 금속 외피를 공구 바 몸체의 외면에 감아서 공구 바 몸체의 외면에 부착함으로써, 절삭 과정에서 발생하는 금속 칩에 의한 손상을 방지할 수 있고, 제조가 용이하고 균일한 접착 두께를 확보할 수 있다.As described above, the tool bar for cutting tool mounting according to the present invention is formed in the process of cutting by attaching a membrane-shaped metal shell having two ends to the outer surface of the tool bar body by winding it on the outer surface of the tool bar body. The damage by the metal chip can be prevented, manufacturing is easy, and uniform adhesive thickness can be ensured.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can improve and modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention as long as it will be apparent to those skilled in the art.
10, 30, 40, 50, 60 : 절삭공구 장착용 공구 바
11 : 공구 바 몸체 12, 31, 41, 61 : 외피
13 : 그립부 14 : 공구 장착부
15 : 지지부 18, 34, 43 : 이음부
20 : 절삭공구 25 : 성형부재10, 30, 40, 50, 60: Tool bar for cutting tool mounting
11:
13
15:
20: cutting tool 25: forming member
Claims (17)
두 개의 끝단을 갖고, 상기 지지부의 외면에 감겨 상기 지지부의 외면을 감싸는 금속 외피;를 포함하고,
상기 지지부의 외면에는 상기 금속 외피의 가장자리부가 서로 대면하는 이음부가 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바.A tool bar body made of a composite material having a grip part coupled to a rotating part of a machine tool, a tool mounting part on which a cutting tool is mounted, and a support part connecting the grip part and the tool mounting part; And
It includes a two ends, a metal shell wound around the outer surface of the support portion to surround the outer surface of the support portion;
Cutting tool mounting tool bar, characterized in that the outer surface of the support portion is formed with a joint portion facing the edge portion of the metal shell.
상기 금속 외피는 하나가 상기 지지부의 길이 방향과 수직인 방향으로 상기 지지부에 감김으로써 상기 이음부가 상기 지지부의 길이 방향을 따라 일직선으로 마련되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바.The method of claim 1,
The metal shell is one of the cutting tool mounting tool bar, characterized in that the joint is provided in a straight line along the longitudinal direction of the support by winding the support in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the support.
상기 금속 외피는 복수가 차례로 상기 지지부의 길이 방향과 수직인 방향으로 감김으로써 상기 이음부는 복수가 상기 지지부의 길이 방향과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바.The method of claim 1,
And a plurality of the metal shells are sequentially wound in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the support part, so that the plurality of joint parts are formed parallel to the longitudinal direction of the support part.
상기 복수의 이음부는 인접하는 것끼리 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바.The method of claim 3, wherein
The tool bar for cutting tool mounting, characterized in that the plurality of joints are arranged to be adjacent to each other adjacent to each other.
상기 복수의 이음부는 전체적으로 상기 지지부의 외면에 나선형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바.The method of claim 4, wherein
Cutting tool mounting tool bar, characterized in that the plurality of joints are disposed on the outer surface of the support portion as a whole.
상기 금속 외피는 하나가 상기 지지부의 길이 방향을 따라 사선으로 감김으로써, 상기 이음부는 상기 지지부의 외면에 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바.The method of claim 1,
The metal shell is one of the cutting tool mounting tool bar, characterized in that the one is wound in an oblique line along the longitudinal direction of the support portion, the joint portion is formed spirally on the outer surface of the support portion.
상기 금속 외피는 복수가 차례로 상기 지지부의 외측을 겹겹이 감싸고, 상기 이음부는 복수가 상기 지지부의 외측에 차례로 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바.The method of claim 1,
The metal shell is a plurality of metal bar in turn wraps the outer side of the support, the joint is a cutting tool mounting tool bar, characterized in that the plurality is formed on the outside of the support in turn.
상기 각각의 금속 외피는 상기 지지부의 길이 방향과 수직인 방향으로 감기고, 상기 복수의 이음부는 각각 상기 지지부에 대해 사선 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바.The method of claim 7, wherein
The respective metal shell is wound in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the support portion, and the plurality of joints are formed in a diagonal direction with respect to the support portion, respectively.
상기 복수의 이음부 중에서 상대적으로 내측에 배치되는 어느 하나의 금속 외피와 이에 감기는 다른 금속 외피에 의해 마련되는 두 개의 이음부는 상기 지지부를 사이에 두고 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바.The method of claim 8,
Cutting tool mounting, characterized in that the two joints provided by any one of the plurality of metal shells that are disposed relatively inwardly and the other metal shell wound around it are arranged symmetrically with the support portion therebetween. Tool bar.
상기 공구 바 몸체를 구성하는 복합재료는 탄소 섬유와 고분자 기지가 함침(Impregnation)된 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바.The method of claim 1,
The composite material constituting the tool bar body is a cutting tool mounting tool bar, characterized in that the impregnated carbon fiber and polymer matrix (Impregnation).
상기 지지부는 원형 실린더 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바.The method according to any one of claims 1 to 9,
Cutting tool mounting tool bar, characterized in that the support portion is made of a circular cylinder shape.
(b) 두 개의 끝단을 갖는 금속 외피를 준비하는 단계; 및
(c) 상기 금속 외피를 상기 지지부의 외면에 감아 상기 지지부를 감싸는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바의 제조방법.(a) preparing a tool bar body made of a composite material having a grip part coupled to a rotating part of a machine tool, a tool mounting part on which a cutting tool is mounted, and a support part connecting the grip part and the tool mounting part;
(b) preparing a metal sheath having two ends; And
(c) winding the metal shell on the outer surface of the support part to wrap the support part.
상기 (c) 단계 이전에, 상기 금속 외피를 상기 지지부에 대응하는 형상을 갖되 상기 지지부보다 두께가 가는 성형부재의 외면에 감아 상기 금속 외피를 상기 지지부에 대응하는 형상으로 소성 변형(Plastic deformation)시키는 단계를 더 포함하고,
상기 (c) 단계는 변형된 상기 금속 외피를 탄성 변형시켜 상기 지지부에 감는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바의 제조방법.The method of claim 12,
Before the step (c), the metal shell is wound on the outer surface of the forming member having a shape corresponding to the support portion and having a thickness thinner than the support portion to plastic deformation the metal shell to a shape corresponding to the support portion. More steps,
The step (c) is a method of manufacturing a cutting tool mounting tool bar, characterized in that it comprises the step of elastically deforming the deformed metal shell wound on the support.
상기 (b) 단계는 상기 지지부의 길이에 대응하는 길이 및 상기 지지부의 둘레 길이에 대응하는 폭을 갖는 상기 금속 외피를 하나 준비하는 단계를 포함하고,
상기 (c) 단계는 상기 금속 외피 하나를 상기 지지부의 길이 방향과 수직인 방향으로 상기 지지부에 감아 상기 지지부를 감싸는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바의 제조방법.The method of claim 12,
The step (b) includes the step of preparing one of the metal shell having a length corresponding to the length of the support and a width corresponding to the circumferential length of the support,
The step (c) is a method for manufacturing a tool tool mounting tool bar, characterized in that for wrapping the support by winding the support portion in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the support.
상기 (b) 단계는 두 개의 끝단 사이의 길이가 상기 지지부의 외부 둘레 길이에 대응하는 상기 금속 외피를 복수 개 준비하는 단계를 포함하고,
상기 (c) 단계는 상기 복수의 금속 외피를 상기 지지부의 길이 방향과 수직인 방향으로 차례로 상기 지지부에 감아 상기 지지부를 감싸는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바의 제조방법.The method of claim 12,
The step (b) includes the step of preparing a plurality of the metal shell whose length between the two ends corresponding to the outer circumferential length of the support,
The step (c) is a method for manufacturing a tool tool mounting tool bar, characterized in that for wrapping the support by winding the plurality of metal shells in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the support.
상기 (b) 단계는 상기 두 깨의 끝단 사이의 길이가 상기 지지부의 길이보다 긴 상기 금속 외피를 하나 준비하는 단계를 포함하고,
상기 (c) 단계는 상기 금속 외피를 상기 지지부의 길이 방향을 따라 사선으로 감아 상기 지지부를 감싸는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바의 제조방법.The method of claim 12,
The step (b) includes the step of preparing one of the metal sheath is longer than the length of the support between the ends of the two sesame seeds,
The step (c) is a method for manufacturing a tool tool mounting tool bar, characterized in that for wrapping the support by winding the metal shell in a diagonal direction along the longitudinal direction of the support.
상기 (c) 단계 이후에, 두 개의 끝단을 갖는 또다른 금속 외피를 상기 지지부의 외면에 부착된 금속 외피의 외면에 감아 상기 지지부의 외면에 부착된 금속 외피를 감싸는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구 장착용 공구 바의 제조방법.The method of claim 12,
After the step (c), further comprising the step of wrapping another metal shell having two ends on the outer surface of the metal shell attached to the outer surface of the support portion to surround the metal shell attached to the outer surface of the support portion Method for manufacturing a tool bar for cutting tool mounting.
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KR1020100090941A KR20120029089A (en) | 2010-09-16 | 2010-09-16 | Tool bar for mounting cutting tool and method for manufacturing the same |
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CN104972271A (en) * | 2015-04-22 | 2015-10-14 | 天津大学 | Method for manufacturing mold core of microstructure array device |
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