KR20130004434A - 절삭 공구용 공구 홀더 및 공구 홀더용 슬리브 - Google Patents

Abstract

공구 홀더(22), 특히 척은 절삭 공구(2), 특히 밀링 공구의 축 방향 풀-아웃 방지를 위해, 블로킹 요소(16)를 가진 슬리브(38, 70)가 배치되는 수용부(26)을 포함한다. 공구 자루(8)의 축 방향 조절을 위해, 슬리브(38, 70)는 축 방향으로 조절 가능하다. 그 결과, 예를 들어, 공구 교체의 경우 또는 공구 마모의 경우, 간단한 종축 적응이 가능하게 된다.

Description

절삭 공구용 공구 홀더 및 공구 홀더용 슬리브{Tool holder for a cutting tool and sleeve for a tool holder}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 절삭 공구, 특히 드릴링 또는 밀링(milling) 공구용 공구 홀더, 특히 척(chuck) 및 공구 홀더용 슬리브에 관한 것이다.

본 명세서에서, 절삭 공구는 작동 시, 그 종축을 중심으로 회전하고 클램핑 자루(shank)의 형태로 된 공구 자루를 갖는 공구로서, 이 공구 자루는, 척으로 알려져 있는 공구 홀더내에, 토크를 전달하도록 클램핑 체결되어 강제 끼움 방식으로 유지되며, 여기서 상기 공구 홀더는 이 목적을 위하여 제공된다. 이 경우, 클램핑 자루는 대개 실린더형 방식으로 형성되고 공구 홀더의 마찬가지로실린더형인 공구 수용부 내에 클램핑된다.

절삭 공구들 및 대응하는 공구 홀더들 모두 이 기술에서 통상의 지식을 가진 자에게 원론적으로 알려져 있다. 종종, 이러한 절삭 공구들은 단단한 물질들을 고정밀도로 기계가공하기 위하여 사용되고, 그래서 한편으로는 양호한 동심 러닝(running) 속성들이 요구되고, 다른 한편으로는 큰 힘 또는 큰 토크가 공구 홀더로부터 절삭 공구로 그리고 궁극적으로는 절삭 공구로부터 재료까지 전달되는 것이 필요하다. 게다가, 일부 회전 절삭 공구들, 특히 밀링 공구들에서, 기계가공 작동 동안 일어나는 진동 및 축 방향의 풀-아웃(pull-out)력 때문에, 이들 공구들은 공구 홀더로부터 축 방향으로 이동되려는 경향이 있다.

국제공개 WO 2007/118626 A1은 청구항 1의 전제부에 따른 공구 홀더를 개시하는데, 이 공구 홀더는 공구 수용부 및 내부에 수용된 공구 클램핑 자루를 가지고, 상기 공구 홀더는 공구가 축 방향으로 이동하는 것을 멈추기 위하여 풀-아웃 방지 수단을 갖는다. 이를 위해, 다수의 홈들이 공구 자루의 원주 둘레에 분배 방식으로 제공되고, 상기 홈들은 특히 자루의 끝에서부터 나선 방식으로 연장된다. 각 경우, 블로킹 요소는 각 홈 내로 결합된다. 설명된 예시적 실시예들의 일부에서, 슬리브(sleeve)는 공구 홀더의 수용부에 고정된다.

밀링 공구용 공구 홀더에서 언더컷(undercut)의 형성에 의한 축 방향 풀-아웃 방지는 JP 2002/355727 A1에 더 개시된다. 이 실시예에서, 트랜스버스(transverse) 볼트는 블로킹 요소로서 척 내에 직접 제공된다. 밀링 공구가 축 방향으로 끼워질(plugged-in) 수 있고 돌리는 것에 의해 트랜스버스 볼트로 언더컷을 형성할 수 있도록, 밀링 공구는 편평부와 트랜스버스 홈을 갖는 특별히 형성된 자루를 갖는다.

또한 DE 11 2008 000 350 T5는 밀링 공구의 축 방향 빠짐 방지가 제공되는 유사한 실시예를 개시한다.

종래기술에 대하여, 본 발명의 목적은 개선된 공구 홀더를 특정하는 데 있다.

이 목적은 청구항 1의 특징들을 가진 공구 홀더 및 청구항 13에 따른 공구 홀더용 슬리브에 의한 본 발명에 따라 달성된다.

슬리브의 축 방향 조절 때문에, 공구 홀더 내에 위치된 절삭 공구, 특히 밀링 공구의 축 방향 조절이 가능하게 되도록 슬리브를 축 방향으로 조절 가능하다는 것이 특히 이점이다. 축 방향 길이 설정은, 예를 들어, 공구 교체의 경우, 공작기계 상에서 설정이 변경될 필요 없이 절삭 공구의 축 방향 위치가 빠르고 쉽게 설정될 수 있도록 한다. 구체적으로, 사용된 절삭 공구들의 길이는 마모 및 재연마 작업 때문에 변할 수 있다.

블로킹 요소는 공구 홀더에 대하여 적소에 바람직하게는 영구적으로 고정, 특히 강제(captively) 연결된다. 특히, 블로킹 요소를 위한 어떤 조절 기구이든 제공되지 않고, 그 결과 축 방향 고정 수단의 구성이 특히 쉽게 유지될 수 있다.

편리한 개선에서, 이 경우 슬리브는 슬리브 베이스를 구비하여 대략적으로 포트형(pot-like) 방식으로 형성된다. 이 경우 슬리브 베이스는 특히 슬리브 내에서 공구 자루를 적어도 간접적으로 지지하도록 돕는다. 편리한 개발에서, 스프링 요소는 슬리브의 베이스에 배치되고, 상기 스프링 요소는 특히 슬리브 베이스 상에 지지된다. 복원력은 스프링 요소를 통하여 공구 자루에 대하여 발휘된다. 그 결과, 예를 들어, 블로킹 요소와 블로킹 위치의 트랜스버스 홈 사이에서 생성-유도되지만 원치 않는 유극(play)을 보상하는 것이 가능하다. 또한, 절삭 공구는 척에 의한 클램핑 이전에 정의된 위치로 옮겨진다.

축 방향 조절을 위해, 슬리브는 편리하게도 수용부의 해당 나사산 부분과 상호작용하는 나사산을 갖는다. 그 결과, 축 방향 위치는 쉽고 정밀하게 설정될 수 있다. 이를 위해, 슬리브는 그의 베이스에 축 방향으로 돌출된 나사산 볼트를 갖고서 편리하게 제공된다. 상기 나사산 볼트는 수용부의 해당 나사산 부분의 베이스에 제공된다. 나사산을 갖는 본 실시예의 결과로서, 축 방향 조절 가능성과 더불어 슬리브의 교체가능성이 동시에 가능해진다.

나사산 볼트에 대한 대안적 개선에서, 슬리브는 바람직하게 그의 횡 방향 표면 상에 나사산을 구비한다. 이 결과, 축 방향 조절 가능성에도 불구하고, 나사산을 갖는 슬리브의 매우 짧은 물리적 길이가 달성된다. 나사산 볼트를 갖는 실시예와 대비하여, 전체 길이는 사실상 반이 될 수 있다. 그 결과, 척의 물리적 길이가 전체적으로 더 짧아질 수 있다. 특히 유압식 척들의 경우, 실험은 가능한 한 짧은 전체 척의 물리적 길이가 가능한 한 진동을 작게 갖는 작동에 대하여 긍정적인 효과를 가진다는 것을 보여주었다.

가능한 한 쉬운 슬리브의 조절에 대하여, 상기 슬리브는 조절 공구를 위한 공구 접촉면을 갖는다. 이는 예를 들어, 각 경우 조절 공구가 조절을 위하여 맞물리는 간단한 슬롯, 또는 외부 또는 내부 다각형 접촉면이다. 유리한 실시예에서, 공구 접촉면은 수용부를 넘어서 연장되는 슬리브 칼라(collar) 위의 외부 접촉면에 의하여 형성된다. 작동은 척의 전방 단부 상에서 단부 개방형 렌치(open-end wrench)의 도움으로 간단한 방식으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 공구 접촉면은 나사산 볼트의 단부측 상에 형성된다. 이 실시예에서, 작동은 조절 공구를 후면측으로부터 공구 홀더 내로 도입함으로써 이루어진다.

적어도 하나의 트랜스버스 볼트는 블로킹 요소, 즉 축 방향으로 가로질러서 그리고 반경방향으로 가로질러서 연장되는 볼트로서 제공된다. 절삭 공구의 적절하게 설계된 공구 자루는 상기 볼트의 뒤에서 맞물린다. 이를 위해, 일반적으로 공구 자루는 편평부 및 적어도 국지적으로 원주의 트랜스버스 홈을 가진다. 블로킹 요소로서 트랜스버스 볼트를 갖는 실시예는 제조가 매우 쉽고 비용 효율적이다. 동시에, 양호한 풀-아웃 방지가 보장된다.

편리하게, 블로킹 요소는 대략 슬리브의 크기에 제한된다. 즉, 블로킹 요소는 수용부의 벽을 관통하지 않는다. 대체로, 슬리브는 풀-아웃 방지를 보장하는 자신이 포함된, 별도의 부품을 생성한다. 수용부에서 슬리브의 실제 고정은 바람직하게는 나사산을 통하여 이루어진다.

가능한 한 간단한 구성에 대해, 블로킹 요소 자체는 또한 슬리브 내로 횡단하여 도입되는 별도 부분, 특히 볼트의 형태를 가진다. 이 때문에, 슬리브는 적어도 일측에 블로킹 요소가 삽입될 수 있는 관통 개구를 갖는다.

다른 유리한 실시예에 따르면, 슬리브는 축소 슬리브(reducing sleeve)의 형태로 되어 있다. 이 경우 공구 자루는 축소 슬리브에서 그의 전체 길이를 따라서 클램핑되고 축소 슬리브 내에서 변위되지 않는 것이 특히 유리하다. 그 결과, 클램핑력 및 그에 따른 토크의 전달은 높게 유지되고, 이는 고 하중을 받고 있는 가공, 특히 밀링 작동의 경우 가공 결과를 계속 양호하게 유지하는데 상당히 중요하다. 블로킹 요소는 축소 슬리브의 일부이므로, 이러한 축 방향 고정 기구는 공구 홀더를 갖는 모든 공작기계들을 위한 리트로핏(retrofit) 세트로서 특히 적합하고, 이는 또한 축소 슬리브의 용도로 제공된다.

이 경우, 축소 슬리브는 대략 수용부의 전체 길이를 따라서 연장되고, 그 결과 그의 횡단면을 전체적으로 감소시킨다. 축소 슬리브들은 대략 다른 직경을 갖는 공구들을 하나로 그리고 동일한 공구 홀더로 신뢰성 있게 클램핑할 수 있도록 교체가능한 요소들로서 사용된다.

공구 자루가 클램핑되는 축소 슬리브의 실시예에 대한 대안으로서, 슬리브 자체는 클램핑 기능을 갖지 않지만, 단지 축 방향의 풀-아웃 방지에 도움을 준다. 이를 위해, 슬리브는 바람직하게는 공구 자루를 클램핑하지 않고서 공구 자루의 후방부 만을 수용한다. 이러한 변형 실시예에서, 따라서 바람직하게는 수용부는 공구 자루가 클램핑되는 전방 클램핑 영역과, 슬리브가 조절 가능한 방식으로 배치되는 후방 조절 영역으로 분할되어 제공된다. 이에 따라, 후방 조절영역은 또한 클램핑 영역에 비하여 더 큰 직경을 갖는다. 슬리브의 축 방향 크기가 조절 영역 내에서 조절되도록, 조절 영역의 축 방향 길이는 이 경우 슬리브의 축 방향 크기보다 크다. 수용부의 실제 클램핑 영역은 바람직하게는 추가적인 슬리브들 없이 공구 홀더에 의해 직접 형성된다.

더욱이, 유압식 팽창 척 방식으로 구성된 공구 홀더가 바람직하다. 이러한 유압식 팽창 척은 이 기술에서 통상의 지식을 가진 자에게 원론적으로 알려져 있고, 예를 들어, 본 출원인에게 기여한 공개공보 WO 2005/097383에 설명되어 있다. 이러한 공구 홀더들을 갖는 공작기계들은 그 중에서도 양호한 동심 러닝 속성들에 의하여 구별되므로, 낮은 제조 공차(tolerance)가 요구될 때 특히 적합하다.

이 경우, 유압식 팽창 척은 전형적으로는 내벽에 의해 둘러싸인 유압식 챔버를 갖는다. 이러한 연결에서, 블로킹 요소는 유압식 챔버의 내벽을 관통하지 않는 것이 유리하다. 그러므로 블로킹 요소와 유압식 챔버 사이의 공간적 분리가 형성된다.

특히, (축소) 슬리브와 유압식 팽창 척의 조합은 팽창 척을 구비한 엔드 밀링 절삭기의 신뢰성 있는 사용을 가능하게 한다. 축 방향 풀-아웃 방지 때문에, 엔드 밀링 절삭기는 축 방향으로 생기는 힘들에도 불구하고, 척 내에 견고하게 유지된다. 동시에, 척 내에서 공구 자루의 클램핑 때문에 물론 강제 끼움에 의해서만 일어나는 필요한 토크 흡수(take-over)를 위하여 충분히 높은 클램핑력이 보장된다. 이는 축 방향 고정이 내부에서만 일어나기 때문에, 즉 축 방향 고정이 팽창 척의 기능에 영향을 미치지 않기 때문에, 유압식으로 작동된 클램핑 영역은 매우 긴 축 방향 길이를 따라서 연장될 수 없기 때문이다.

본 발명은 부분적인 도해들을 통하여 다음 본문에서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1a는 편평부와 부분적 환형 홈의 형태를 가진 트랜스버스 홈을 갖는 바람직한 실시예에서 절삭 공구의 정면도를 도시한다.
도 1b는 절삭공구를 부분적으로는 측면도로 부분적으로는 단면도로 도시한다.
도 1c는 절삭 공구의 공구 자루의 상세 측면도를 도시한다.
도 2a는 두 개의 편평부 및 원주 환형 홈을 가진 대안적 절삭 공구의 정면도를 도시한다.
도 2b는 대안적 절삭공구를 부분적으로는 측면도로 부분적으로는 단면도로 도시한다.
도 2c는 대안적 절삭 공구의 공구 자루의 상세 측면도를 도시한다.
도 3a는 제1 실시예에 따른 축소 슬리브 및 클램핑된 절삭 공구와 함께 공구 홀더의 제1 변형 실시예의 단면도를 도시한다.
도 3b는 클램핑된 축소 슬리브 및 슬리브 내에 클램핑되고 매우 간략화된 방식으로 예시된 절삭 공구와 함께 공구 홀더의 사시도를 도시한다.
도 4a는 도 1a 내지 도 1c에 따른 절삭 공구의 바람직한 실시예에서 축소 슬리브의 정면도를 도시한다.
도 4b는 축소 슬리브의 사시도를 도시한다.
도 4c는 축소 슬리브의 측면도를 도시한다.
도 4d는 도식적으로 나타낸 내부 가공들을 가진 축소 슬리브의 측면도를 도시한다.
도 4e는 도 4a의 A-A를 따른 단면도를 도시한다.
도 4f는 도 4c의 B-B를 따른 단면도를 도시한다.
도 4g은 축소 슬리브의 저면도를 도시한다.
도 4h은 도 4g의 C-C를 따른 단면도를 도시한다.
도 5a는 대안적 축소 슬리브의 정면도를 도시한다.
도 5b는 축소 슬리브의 대안적 실시예의 사시도를 도시한다.
도 5c는 대안적 축소 슬리브의 측면도를 도시한다.
도 5d는 도식적으로 나타낸 내부 작동 방식들을 가진 대안적 축소 슬리브의 측면도를 도시한다.
도 5e는 도 5a의 D-D를 따른 단면도를 도시한다.
도 5f은 도 5c의 E-E를 따른 단면도를 도시한다.
도 5g은 대안적 축소 슬리브의 저면도를 도시한다.
도 5h은 도 5g의 F-F를 따른 단면도를 도시한다.
도 6a는 슬리브 및 슬리브 내에 클램핑되고 매우 간략화된 방식을 예시된 절삭 공구와 함께 공구 홀더의 제2 변형 실시예의 단면도를 도시한다.
도 6b는 도 6a에 따른 공구 홀더의 사시도를 도시한다.
도 7a는 도 6a에 예시된 슬리브의 사시도를 도시한다.
도 7b는 도 7a에 따른 슬리브를 통한 종단면도를 도시한다.
도 7c는 도 7b에 따른 슬리브를 통한 횡단면도를 도시한다.
도 8a는 슬리브의 대안적 실시예의 사시도를 도시한다.
도 8b는 도 8a에 따른 슬리브의 제1 종단면도를 도시한다.
도 8c는 도 8d의 절단선 J-J를 따라 취해진 슬리브의 제2 종단면도를 도시한다.
도 8d는 도 8a에 따른 슬리브의 후방측 평면도를 도시한다.
도 8e는 도 8f의 절단선 L-L을 따라 취해진 단면도를 도시한다.
도 8f은 도 8a에 따른 슬리브의 측면도를 도시한다.
서로 대응하는 부분들은 도면들 모두에서 동일한 참조 부호들로 제공된다.

다음 설명에 기재된 예시적 실시예에서, 절삭 공구(2)는 절삭부(4), 및 절삭부(4)를 축 방향(6)에 반대 방향으로 인접한 공구 자루(8)를 갖는다. 도 1b 및 도 1c에 도시된 것처럼, 편평부(10), 및 편평부에 바로 인접하고 부분 환형 홈(12)의 형태를 가진 트랜스버스 홈이 공구 자루(8)에 가공된다.

편평부(10) 때문에, 실린더형 공구 자루(8)의 자유단의 자루 횡단면적은, 축 방향(6)에서 알 수 있듯이, 이 점에 관해서 제시되고 있는 급격한 또는 계단형 변화로 감소된다. 편평부(10) 영역에 이런 방식으로 형성된 공구 자루(8)의 표면은 실질적으로는 평면이자 직육면체이다. 축 방향(6) 및 거기에 수직한 방향 모두에서 공구 자루(8)의 직경의 반 정도 크기의 특별한 값들이 직육면체 표면의 크기를 위하여 제공된다. 축 방향(6)에 수직하게 연장된 부분 환형 홈(12)은 아치형 횡단면, 및 특히 원의 단편 형태의 횡단면을 갖는 홈으로 형성되고, 약 180°의 각(angular) 영역에 대하여 원주 방향(13)으로 연장된다. 이 경우, 절삭 공구(2)의 중앙 종축(14)으로부터 부분 환형 홈(12)의 반경방향 거리는 원주 방향(13)에서 전체 크기에 대하여 일정하다. 게다가, 부분 환형 홈(12)은 편평부(10)의 직육면체 표면의 절삭부(4)와 마주보는 주변 영역에 배치된다. 부분 환형 홈(12)의 일단은 편평부(10)로 이어지고, 반면에 반대단은, 더 상세히 예시되지 않은 방식으로, 원주 방향(13)으로 작용하는 멈춤쇠(stop)를 형성한다. 부분 환형 홈(12)의 깊이와 편평부(10)의 영역의 자루 횡단면적의 감소 형태는 비슷한 정도의 크기로서, 블로킹 요소(16)가 절삭 공구(2)용 공구 수용부(18)로 반경방향으로 돌출하는 크기에 맞추어진다(도 3a 참조).

절삭 공구(2)의 공구 자루(8)의 대안적 형태는 도 2a 내지 도 2c에 예시적으로 도시된다. 여기서, 절삭 공구(2)는 공구 자루(8)의 단부에 실질적으로 동일하고, 상기에서 설명된 유형 및 형태의 두 편평부(10)를 가지고, 상기 편평부(10)는 실린더형 공구 자루(8)의 자유단에 원주방향으로 그리고 서로 반대로 위치된다. 이전의 예시적 실시예의 부분 환형 홈(12)의 축 방향 레벨에서, 이러한 절삭 공구(2)에, 그 횡단면은 차례로 아치형이거나 원의 단편 형태로 되어 있는 원주형태의 완전한 환형 홈(20)이 제공된다. 이러한 변형 실시예에서도, 역시, 각 편평부(10)의 크기 및 완전한 환형 홈(20)의 깊이는 공구 수용부(18)의 블로킹 요소(16)의 형태 및 위치에 맞추어진다.

축 방향 고정 기구는 부분 환형 홈(12) 또는 완전한 환형 홈(20) 외에도, 고정 또는 블로킹 요소(16)를 포함한다. 고정 또는 블로킹 요소는 공구 자루(8)용 공구 수용부(18) 내로 돌출되고, 공작기계의 작동 상태 시, 부분 환형 홈(12) 또는 완전한 환형 홈(20)과 함께 형태 끼움 연결을 형성하며 이에 의해 절삭 공구(2)가 공구 수용부(18)의 이탈(shifting out)에 대항하여 고정된다. 해당 작동 상태는 도 3a과 도 3b 및 도 6a과 도 6b에서 예시적으로 도시된다. 이 경우, 유압식 팽창 척(22)은 더 상세히 예시되지 않은 방식으로 공작 기계에 중공형 자루 테이퍼-가공 스핀들 인터페이스(hollow shank taper-machine interface(HSK))(24)를 통해 연결된다. 가능한 한 양호한 호환성의 이익을 위하여, 대안으로서, 추가적인 인터페이스들, 예를 들어, 스티프 테이퍼 자루(steep taper shank(SK)) 또는 케나메탈 수요용부 (Kennametal receptacle(KM))을 갖는 인터페이스와 같은 표준화된 특정 인터페이스들이 제공된다.

예시된 유압식 팽창 척(22)의 구조는 공개 명세서 WO 2005/097383에 상세히 설명된 실시예와 유사하다. 이에 따라, 출원인에게 기여한 이 문서의 전체 개시를 빨리 참조할 수 있다.

척(22)은 수용부(26)을 갖는다. 이는 실린더형이라서 유압식 팽창 척(22)의 중앙 종축(28)에 회전 대칭인 것과 매우 근사적으로 설명될 수 있다. 수용부(26)은 그 베이스에 원형 횡단면과 내부 나사산(32)을 가진 덕트(duct)(30)에 의해 계속된다. 덕트(30)는 그 중에서 냉매 및/또는 윤활유의 공급 라인으로서 기능한다. 나사산 볼트(36)의 외부 나사산(34)은 내부 나사산(32)에 맞물리고, 상기 나사산 볼트(36)는 축소 슬리브(38)의 베이스 측 상에 일체로 형성된 부분을 위한 것이다. 예시된 작동 상태에서, 나사산 볼트(36)는 덕트(30)와 나사체결되고, 그래서 축소 슬리브(38)는 수용부(26)에 고정되고 유압식 팽창 척(22)에 대한 축 방향의 상대적 위치에 대하여 추가로 조절된다.

작동 상태에서 절삭 공구(2)가 공구 자루(8)를 거쳐 클램핑되는 실린더형 공구 리셉터클(18)(클램핑 수용부)은 축소 슬리브(38)에 중앙 가공된다. 이 경우, 여기서 예시적으로 블로킹 요소(16)로서 작용하고, 축 방향(6)에 대하여 횡 방향으로 위치되고 또한 반경 방향(43)에 대하여 횡 방향으로 위치되는 두 개의 반대 트랜스버스 볼트(42)는 절삭 공구(2)의 완전한 환형 홈(20) 내에 맞물린다. 그 결과, 형태 끼움 연결이 축소 슬리브(38)와 절삭 공구(2) 사이에 형성되고, 상기 형태 끼움 연결은 절삭 공구(2)의 축 방향 움직임을 차단한다. 게다가, 축소 슬리브(38)의 베이스에, 실린더형 압축 스프링(44)이 배치되는데, 압축 스프링의 복원력은 축 방향(6)을 향하여 공구 자루(8)의 단부 면에 대하여 작용한다. 따라서, 압축 스프링(44)은 축 방향(6) 쪽으로 공구 자루(8)를 밀고, 그리하여 각 트랜스버스 볼트(42) 및 완전한 환형 링(20) 간에 존재하는 임의의 생성 유도 유극(play)이 보상된다. 바람직한 실시예에서, 트랜스버스 볼트(42)는 트랜스버스 볼트(42)와 축소 슬리브(38)의 베이스 간 축 방향 거리가 축소 슬리브(38)의 직경의 약 반에 해당하도록 위치된다. 게다가, 공구 수용부(18)은 유체-전달 방식으로 덕트(30)에 연결된다. 이를 위해 제공되는 공급 덕트(45)는 나사산 볼트(36)를 통하여 그리고 축소 슬리브(38)의 베이스를 통하여 중앙으로 통과하고, 그 결과 냉각유 및/또는 윤활유는 상기 공급 덕트(45)를 경유하여 절삭 공구(2)의 자유단 내 단부측에 가공된 공급 개구 내로 유입된다.

축소 슬리브(38) 및 절삭 공구(2)를 유압식 팽창 척(22)에 클램핑하기 위해, 유압식 저장부의 체적은 예시되지 않은 방식으로 그럽 스크류(grub screw)에 의해 감소된다. 저장부에 위치된 유압 오일은 이후 연결 덕트(46)를 경유하여 유압 챔버(48) 내로 가압되고, 그 결과 막과 같은 팽창 부시(bush)(50)가 팽창하거나 오히려 중앙 종축(28)의 방향으로 변형된다. 결과적으로, 수용부(26)과 축소 슬리브(38) 간 및 축소 슬리브(38)와 절삭 공구(2) 간 모두에 가압 연결이 형성된다.

축소 슬리브(38)에 대한 더 상세한 예시는 도 5a 내지 도 5h에 예시적으로 제공된다. 공구 수용부(18)이 가공되는 실린더형 기본 몸체(52), 및 베이스 측 상에 일체로 형성된 나사산 볼트(36) 외에, 축소 슬리브(38)는 그의 단부에 기본 몸체(52) 상의 나사산 볼트(36)와 반대로 일체로 형성된 디스크 형상의 축소 슬리브 칼라(54)를 갖는다. 도 5a로부터 알 수 있듯이, 축소 슬리브 칼라(54)는 반경 방향으로 편평하여, 렌치 편평부들(56)이 디스크 원주 상에 생성된다. 이들 렌치 편평부들(56)은 축소 슬리브(38)에 나사조임 하기 위한 공구 접촉면을 형성한다 (축 방향 조절). 렌치 편평부들(56)의 방위는 두 개의 트랜스버스 볼트들(42)의 종축들의 실질적으로 평행한 배열을 보조 방식으로 반영하고, 그리하여 절삭 공구(2)가 삽입될 때 조립 보조부로서 작용하고, 여기서 공구 자루(8)를 공구 수용부(18) 내로 도입하기 위해, 편평부(10)는 렌치 편평부들(56)과 대략 면-평행하게 정렬되어야 한다. 정확하게 이 방위에서, 편평부(10)와 트랜스버스 볼트들(42)은 수용부(18) 내의 절삭 공구(2)의 축 방향 변위가 가능하도록 서로에 대하여 향하게 된다.

축소 슬리브(38)의 기본 몸체(52)는 네 개의 종방향 슬롯들(58)을 가지는데, 이들 슬롯들은 동일 분배 방식으로 원주방향으로 가공되고, 원주에 대하여 압력이 발휘될 때, 이들 슬롯들을 거쳐서 축소 슬리브(38)의 중앙 종축(60) 방향으로 기본 몸체(52)의 가역적 일딩(yielding)이 촉진된다. 이 경우, 이들 종 슬롯들(58)은 중앙 종축(60)에 대략 평행하게 연장되고 축 방향(6)으로 기본 몸체(52)의 크기의 약 80%를 따라서 연장된다. 아울러, 종방향 슬롯들(58)은 슬리브 풋(foot)(54) 내에 이어지고, 이러한 이어짐은 절삭 공구(2)가 공구 수용부(18) 내로 도입되는 개구 영역에 완전히 구성되지 않는다.

축소 슬리브(38)의 간단한 제조의 이익을 위해, 두 개의 프레스-인(press-in) 덕트들(62)은 트랜스버스 볼트(42)가 조립 단계의 일부로서 가압되고, 그 가압 과정에서 의도한 단부 위치에 고정 위치되는 기본 몸체(52) 내에 가공된다. 도 5h에 예시된 것처럼, 트랜스버스 볼트들(52)은 또한 실린더형 압축 스프링이 빠짐(falling out)에 대항하여 고정되도록 실린더형 압축 스프링(44)의 멈춤쇠로서 작용한다

축소 슬리브(38)의 대안적인 바람직한 설계는 도 4a 내지 도 4h에 예시적으로 도시된다. 이러한 설계는 하나의 트랜스버스 볼트(42)만이 블로킹 요소(16)로서 제공된다는 점에서 다르다. 이 설계는 특히 공구 자루를 간단히 생산하는 장점을 갖는다. 이 경우 멈춤쇠가 형성되어 정의되고 절삭 공구의 삽입이 쉽게 허용되도록, 트랜스버스 홈은 부분 환형 홈(12)의 형태를 갖는다. 대략, 편평부(들) 및 트랜스버스 홈은 모든 예시적 실시예들에서 최초 실린더 형태의 자루에 바람직하게는 간단한 연마 방법들에 의해 가공된다.

도 6과 7은 축 방향 풀-아웃 방지 목적으로만 작용하고 클램핑 기능을 갖지 않는 슬리브(70)를 가진 공구 홀더의 제2 변형 실시예를 예시한다. 블로킹 요소로서 트랜스버스 볼트(42), 수용부(26)에 나사체결하기 위한 나사산 볼트(36), 및 슬리브(70)의 내부에 배치된 압축 스프링(44)을 갖는 슬리브(70)의 기본 구조는, 도 4b에서 예를 들어 제시된 것처럼, 축소 슬리브(38)의 경우 풀-아웃 방지 수단의 구성과 동일하거나 적어도 대체로 동일하다. 도 6a과 7b에서, 압축 스프링(44)이 지지되는 슬리브 베이스(72)를 갖는 슬리브(70)의 포트형 구성을 매우 명료하게 알 수 있다.

특히 도 7a과 도 7c으로부터 이해될 수 있듯이, (축소 슬리브(38)와 같은) 슬리브(70)는 그의 외벽에 관통홀 방식으로 형성된 개구(74)를 가져서, 트랜스버스 볼트(42)가 개구(74) 내로 쉽게 밀쳐질 수 있다. 이는 간단한 제조를 가능하게 한다. 특히 도 7c으로부터 알 수 있듯이, 트랜스버스 볼트(42)는 적어도 슬리브(70)의 외벽을 넘어서 돌출되지 않는다.

도 6a에 따른 공구 홀더는 부분 단면도로 예시되는데, 여기서 공구 홀더의 후방부만이 단면도로 예시된다. 이러한 변형 실시예에서, 수용부(26)은 도 6a에서 해칭되지 않은 서브영역으로 형성된 전방 클램핑 영역(76)으로 서브분할된다. 후방부에서, 수용부(26)은 조절 영역(78)을 형성하고, 여기서 슬리브(70)는 길이방향 조절 방식으로 제공된다. 클램핑 영역(76)은 바람직하게는, 예를 들어, 축소 슬리브 등과 같은 추가적인 슬리브의 사용 없이 척에 의해 바로 형성된다. 특히, 클램핑 영역은 팽창 척에 의해 바로 형성되고, 공구 자루(8)는 바람직하게는 척의 유압 챔버를 구획하는 해당 내벽에 의해 바로 형성된다.

공구 자루(8)의 삽입 및 트랜스버스 볼트(42)를 통한 언더컷의 형성에 의한 그의 축 방향 풀-아웃 방지는, 도 4b에 설명된 것처럼, 축소 슬리브에 대한 것과 동일한 방식으로 일어난다. 원론적으로, 슬리브(70)의 축 방향 풀-아웃 방지는 도 5b에 따른 축소 슬리브의 경우에서처럼, 두 개의 트랜스버스 볼트들(42)을 이용하여 이루어질 수도 있다.

슬리브(70)의 축 방향 조절은 공구 접촉면의 도움으로 이루어지는데, 슬리브(70)의 예시적 실시예의 경우, 상기 공구 접촉면은 나사산 볼트(36)의 후방 단부측 상에 트랜스버스 슬롯(80)의 형태를 가진다.

도 8a 내지 도 8f은 슬리브(70)의 바람직한 대안을 예시한다. 특히 도 8b와 8c의 단면도로부터 이해할 수 있듯이, 슬리브는 그의 외부 케이스(82)에 외부 나사산(34)을 갖는다. 도 7a 내지 도 7c에 대하여 설명된 예시적 실시예와 비교하면, 이 슬리브는 나사산 볼트(36)가 없다는 점이 다르고, 대신 외부 케이스(82)가 나사산(34)을 갖고서 제공된다. 실시예의 나머지, 특히 트랜스버스 볼트(42) 및 압축 스프링(44)의 배치는 도 7a 내지 도 7c에 따른 예시적 실시예와 동일하다. 슬리브(70)의 대안적 실시예에 대응하는 방식으로, 수용부(26)은 그 측표면에 관련된 내부 나사산을 갖고서 형성된다. 내부 나사산은 바람직하게는 전방 단부측에서 시작하여 특히 인터페이스(24)의 방향으로 적어도 사실상 수용부(26)의 전체 길이를 따라 연장된다. 도 6a에 예시된 변형 실시예와 비교하면, 나사산 볼트(36)가 둘러지는 중간부가 없어졌다. 이에 따라, 전체 공구 홀더(22)는 도 6a의 예시적 실시예에 비하여 중간부에 의해 짧아진다.

도 7a 내지 도 7c의 예시적 실시예와 대비하면, 슬리브(70)는 외부 케이스(82) 상에 나사산(34)이 형성되기 때문에 후방 영역보다 나사산(34)의 전방 영역에서 더 큰 직경을 갖는다. 예시적 실시예에서, 나사산(34)은 단부측으로부터 슬리브(70) 길이의 약 2/3를 따라서 연장된다.

(앞선 실시예들에서처럼) 슬리브의 종방향 조절은 슬리브를 돌림으로써 일어난다. 트랜스버스 볼트(42)를 통한 공구(2)의 형태 끼움 및 회전 잠금 체결 때문에, 이는 삽입된 공구(2)를 이용하여, 예를 들어, 아직 클램핑되지 않은 상태로 있는 공구(2)의 수동 회전식 운동에 의해 이루어질 수도 있다. 대안적으로, 슬리브(70)를 종방향으로 조절하기 위해, 공구 접촉면(80)가 (본원에 더 상세하게 설명되지 않은 방식으로) 바람직하게는 척(22)의 수용부(26)내의 후방측상에 형성되어, 원하는 종방향 조절이 슬리브(70)의 회전 운동을 통하여 이루어진다. 이를 위해, 편리한 실시예에서, 공급 덕트(45)의 형태로 된 후방 관통 개구는 다각형 수용부, 예를 들어, 대응적으로 형성된 팔각형 렌치가 작용할 수 있는 팔각형 수용부의 형태로 된다.

Claims (14)

1. 공구 자루(shank:8)를 갖는 절삭 공구(2)용 공구 홀더(22), 특히 척(22)에 있어서, 상기 공구 홀더는 축 방향(6)으로 연장되고, 적어도 부분적으로 상기 공구 자루(8)를 수용하기 위한 슬리브(38, 70)가 배열된 수용부(26)를 가지며, 상기 슬리브(38, 70)는 공구 수용부(18) 내로 반경 방향으로 돌출된 블로킹 요소(16)를 가지며,
   상기 공구 자루(8)를 축 방향으로 조절하기 위하여, 상기 슬리브(38, 70)는 상기 축 방향(6)으로 조절가능한 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
2. 제1항에 있어서,
   상기 슬리브(38, 70)는 슬리브 베이스(72)를 가지고 포트(pot)형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   스프링 요소(44)가 상기 슬리브(38, 70)의 상기 베이스에 배치되고, 상기 스프링 요소(44)는 절삭 공구(2) 삽입 시 상기 공구 자루(8)에 복원력 (restoring force)를 발휘하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더(2).
4. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서,
   상기 슬리브(38, 70)는 축 방향 조절을 위한 나사산(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
5. 제4항에 있어서,
   상기 슬리브(38, 70)는 베이스에 나사산이 형성된 볼트(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
6. 제4항에 있어서,
   상기 슬리브(38, 70)는 나사산(34)을 구비한 외부 케이스(82)를 갖는 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
7. 제1항 내지 제6항 중 한 항에 있어서,
   상기 슬리브(38, 70)는 조절 공구용 공구 접촉면(contact surface: 56, 80)를 갖는 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
8. 제1항 내지 제7항 중 한 항에 있어서,
   상기 축 방향(6)으로 가로지르고 반경 방향(43)으로 가로지르는 적어도 하나의 트랜스버스 볼트(42)가 블로킹 요소(16)로서 제공되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
9. 제1항 내지 제8항 중 한 항에 있어서,
   상기 블로킹 요소(16)는 상기 슬리브(38, 70)를 넘어서 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
10. 제1항 내지 제9항 중 한 항에 있어서,
    상기 블로킹 요소(16)는 상기 슬리브(38, 70) 내로 가로질러서 삽입된 별개(separate) 부분인 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
11. 제1항 내지 제10항 중 한 항에 있어서,
    상기 슬리브는 상기 공구 자루(8)를 클램핑 방식으로 수용하기 위한 축소 슬리브(reducing sleeve: 38)의 형태인 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
12. 제1항 내지 제11항 중 한 항에 있어서,
    상기 수용부(26)은 상기 공구 자루(8)를 클램핑 방식으로 수용하기 위한 전방 클램핑 영역(76)과, 상기 슬리브(70)가 조절 가능한 방식으로 배치되는 후방 조절 영역(78)으로 분할되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
13. 제1항 내지 제12항 중 한 항에 있어서,
    유압식 팽창 척(22)의 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공구 홀더(22).
14. 제1항 내지 제13항 중 한 항에 따른 공구 홀더(22)의 수용부(26) 내에 삽입하기 위한, 공구 수용부(18) 내로 반경방향으로 돌출되는 블로킹 요소(42)를 갖는 슬리브(38, 70)에 있어서,
    상기 슬리브는 상기 수용부(26) 내 축 방향 조절을 위한 조절 기구, 특히 나사산 볼트(36)를 갖는 것을 특징으로 하는 슬리브(38, 70).
    
    

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