KR20130085996A

KR20130085996A - 천공 공구

Info

Publication number: KR20130085996A
Application number: KR1020130005919A
Authority: KR
Inventors: 페르 한손
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2013-07-30
Also published as: JP6239823B2; CN103212752B; CN103212752A; SE1250035A1; US9138813B2; US20140030038A1; SE536345C2; EP2617505B1; JP2013146855A; EP2617505A1

Abstract

본 발명은, 한편으로는, 접선방향 지지면 (19), 축선방향 지지면 (20), 및 반경방향 지지면 (21) 에 의해 경계가 정해진 시트 (7) 를 가지는 기본 본체 (6) 를 포함하고, 다른 한편으로는, 예를 들어, 나사를 사용해 시트에 고정되는 교체가능한 절삭 인서트 (2) 를 포함하는 천공 공구에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 한 쌍의 협동작용할 수 있는 암형 및 수형 고정 수단 (30, 33) 은 시트의 접선방향 지지면 (19) 과 절삭 인서트의 하측 (13) 사이의 계면에 배치되고, 그 중 암형 고정 수단 (30) 은 축선방향 지지면 (20) 으로부터의 방향으로 반경방향 지지면에 접근하면서 반경방향 지지면 (21) 에 대해 예각으로 연장되는 기다란 가이드면 (31) 을 포함한다. 절삭력에 의해 절삭 인서트가 축선방향 및 반경방향 지지면 (20, 21) 에 대해 가압 유지되는 한, 수형 고정 수단 (33) 은 2 개의 고정 수단 사이에 갭을 형성하면서 가이드면 (31) 으로부터 이격된다. 공구의 이송 방향이 역전될 필요가 있다면, 절삭 인서트는 시트로부터 절삭 인서트를 분리하려는 힘을 부여받을 수도 있다. 하지만, 그 후, 고정 수단 (30, 33) 이 활성화되고 반경방향 지지면 (21) 을 향해 안쪽으로 절삭 인서트를 향하게 한다. 이런 식으로, 절삭 인서트 (2) 의 주연부가 생성된 구멍 벽을 스크래치하는 것이 회피된다.

Description

천공 공구{A HOLE-MAKING TOOL}

본 발명은, 한편으로는 접선방향 지지면, 축선방향 지지면, 및 반경방향 지지면에 의해 경계가 정해지고, 공구의 중심 축선에 가장 가까이 위치한 시트를 가지는 기본 본체를 포함하고, 다른 한편으로는 상측 및 하측 이외에도 복수의 접촉 측면을 포함하는 교체가능한 절삭 인서트를 포함하는 유형의 천공 공구에 관한 것으로, 절삭 인서트는 시트의 접선방향 지지면에 대해 가압되는 절삭 인서트의 하측 및 시트의 축선방향 및 반경방향 지지면에 대해 2 개의 접촉 측면을 유지하는 조임 부재에 의하여 시트에 고정된다.

일반적으로, 천공 또는 드릴링은 절삭 또는 칩 제거 공구에 의하여 가공물에 원통형 구멍을 리세스 가공 (recessing) 하기 위한 모든 방법들을 포함한다. 단공 (short-hole) 드릴링 및 장공 (long-hole) 드릴링과 같은 솔리드 드릴링 이외에, 본 기술은 리밍, 카운터싱킹, 및 다른 형태의 다듬질과 같은 후속 기계가공을 또한 포함한다. 본 발명이 적용 가능한 상이한 천공 공구의 공통점은, 회전 운동이 선형 또는 직선 이송 운동과 결합된다는 것이다. 예를 들어, 드릴은 정지된 가공물의 기계가공 중 동시에 회전 및 선형 이송될 수 있다. 공구와 가공물간 필요한 상대 운동은 다른 방식으로, 예컨대 가공물이 회전함과 동시에 공구를 종방향으로 이송시키거나 그 반대로 함으로써 또한 제공될 수도 있다. 임의의 작동, 예컨대, 리밍에서, 공구는 예비 드릴링된 구멍 밖으로 뒤로 움직이지 않도록 하면서 예비 드릴링된 구멍을 통하여 움직인다. 다른 작동에서, 공구는 구멍 외부뿐만 아니라 내부로 움직이도록 되어있다. 하지만, 또한 전자의 경우에, 예를 들어 하나 이상의 절삭 인서트가 손상되거나 공구로부터 헐거워지게 된다면, 또는 구동 기계 설비가 정지한다면 기계가공된 구멍을 통하여 공구를 후퇴시킬 필요성이 발생할 수도 있다. 구멍으로부터 공구의 후퇴가 의도되거나 의도되지 않았는지에 불문하고, 주위의 구멍 표면이 주연에 위치한 절삭 인서트에 의해 손상될 위험이 있는 문제점들이 지금까지 발생할 수도 있다. 가끔은, 구멍으로부터 공구를 뒤로 움직이는 난제가 또한 발생한다. 구멍 표면의 손상은 일반적으로 바람직하지 못하다. 최악의 경우에는, 구멍 표면의 손상이 고가 부품의 불량을 야기할 수도 있다.

SE 1051377-8 및 SE 1051378-6 (2010 년 12 월 28 일에 출원되었지만, 아직 공개되지 않음) 에서, 리밍 공구 형태의 2 가지 천공 공구가 개시되는데, 이 공구의 기본 본체와 절삭 인서트는 한 쌍의 협동작용할 수 있는 수형 및 암형 고정 수단을 갖도록 형성되고, 이들 수단은 축선방향으로 작용하는 절삭력에 의해 절삭 인서트가 공구의 기본 본체 내 부속 시트에서 축선방향 지지면에 대해 밀착 가압되어 유지되는 한 서로 접촉하지 않지만, 축선방향으로 공구 운동의 역전 (reversal) 과 관련해 절삭 인서트가 축선방향 지지면으로부터 이격되자마자 활성화된다. 더 정확히 말하면, 절삭 인서트가 시트에 신뢰성 있게 유지되는 한 0.1 ~ 0.2 ㎜ 의 갭 또는 유극이 고정 수단들 사이에 유지되도록 고정 수단들이 형성된다. 사고 발생 후, 공구를 기계가공된 구멍 밖으로 후퇴시킬 필요가 있다면, 절삭 인서트가 축선방향으로 0.1 ~ 0.2 ㎜ 이동하는 극히 짧은 시간 동안 고정 수단이 활성화되고, 고정 수단은 시트에 절삭 인서트를 클램핑하는 목적을 가지는 조임 부재, 예컨대, 나사를 릴리빙 (relieve) 한다. 하지만, 개시된 공구의 고정 수단은 단지 시트 밖으로 절삭 인서트의 축선방향 변위를 상쇄하도록 되어 있지만, 반경방향으로 시트 밖으로 절삭 인서트가 이동하는 것을 막도록 되어 있지 않다. 고정 수단은 일반적으로 절삭 인서트가 시트에 유지되는 것을 보장할지라도, 고정 수단은 절삭 인서트가 반경방향 바깥쪽으로 이동하는 것을 막거나 상쇄하지 못하고; 이것은 생성된 구멍 표면에 스크래치 또는 다른 손상을 일으킬 수도 있는 것이다.

본 발명은, 구멍 표면을 손상시키지 않으면서 또는 후퇴를 더욱 어렵게 하지 않으면서 구멍으로부터 공구의 역전 또는 후퇴를 허용하는 능력면에서 개선된 천공 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 본 발명의 주요 목적은, 공구의 운동 방향의 역전과 관련해 축선방향으로 시트 밖으로 절삭 인서트를 움직이려는 이러한 힘, 및 시트의 반경방향 지지면으로부터 절삭 인서트를 이격시키려는 이러한 힘에 신뢰성 있게 저항하는 하나 이상의 주연에 장착된 절삭 인서트를 가지는 천공 공구를 제공하는 것이다. 또한, 목적은 제조하기에 간단하고 저가인 천공 공구를 제공하는 것이다. 특정 양태에서, 본 발명은, 절삭 인서트뿐만 아니라 부속 시트가 손상될지라도 긴 사용 수명을 가지는 천공 공구를 제공하는 목적을 가진다. 다시 말해서, 절삭 인서트용 시트가 파괴될지라도 공구 전체를 폐기시킬 필요가 없을 것이다.

본 발명에 따르면, 적어도 주요 목적은 시트의 접선방향 지지면과 절삭 인서트의 하측 사이의 계면이 한 쌍의 암형 및 수형 고정 수단과 형성됨으로써 달성되는데, 고정 수단 중 암형 수단은 축선방향 지지면으로부터의 방향으로 반경방향 지지면에 접근하면서 반경방향 지지면에 대해 예각으로 연장되는 기다란 가이드면을 포함하고, 절삭력에 의해 절삭 인서트가 축선방향 및 반경방향 지지면에 대해 가압되어 유지되는 한 수형 고정 수단은 2 개의 고정 수단 사이에 유극을 형성하면서 가이드면으로부터 이격된다.

전술한 구성에 의하여, 공구 이송 방향의 가능한 역전과 관련해, 절삭 인서트가 반경방향 지지면으로부터 이격되지 않고 생성된 구멍 표면을 스크래치하거나 다른 방식으로 손상시키지 않는 것이 보장된다.

본원에서, 용어 "수형" 및 "암형 고정 수단" 은 수-암 (male-female) 유형의 고정 수단, 또는 다시 말해서, 돌출 세부 (projecting detail) 에 적합하도록 된 리세스, 구멍 등과 협동작용하는 돌출 세부에 관한 것이다. 한 쌍의 수형-암형 고정 수단은 개별 암형 부재와 협동작용하는 개별 수형 부재를 포함할 수도 있지만, 각각의 수형 고정 수단이 하나 이상의 암형 세부와 협동작용하는 여러 수형 세부를 포함하는 것이 또한 가능하다.

일 실시형태에서, 암형 고정 수단은 절삭 인서트의 하측에 형성되고, 반면에 수형 고정 수단은 시트의 접선방향 지지면에 포함된다. 이 실시형태의 장점은, 절삭 인서트뿐만 아니라 절삭 인서트용 시트의 제조가 용이하게 된다는 것이다. 프레싱 기술상 이유로, 절삭 인서트는 수형 돌출부보다 암형 카운터싱크를 가지고 형성된다면 더 강해진다.

일 실시형태에서, 수형 고정 수단은 기다란 리지 (ridge) 일 수도 있다. 이런 식으로, 공구 이송 방향의 가능한 역전시 절삭 인서트에 견고한 정지면이 제공된다.

일 실시형태에서, 고정 수단은 접선방향 지지면으로부터 돌출해 있고 면 접촉보다는 가이드면과 선 접촉하는 스터드일 수도 있다. 이런 식으로, 고정 수단의 기능을 방해하는 부적절한 공차의 위험이 제거된다

게다가, 접선방향 지지면에서 개구되는 (mouthing) 카운터싱크에 장착될 수 있는 삽입물 (inset) 형태로 수형 고정 수단을 형성할 수 있는데, 이 고정 수단이 리지인지 또는 스터드인지에 무관하다. 이런 식으로, 기본 본체에서 시트의 제조가 용이하게 되고, 동시에 해결법은 수형 고정 수단 및 기본 본체 각각에 다른 재료, 특히 다른 강종 (steel grade) 을 사용할 수 있는 가능성을 제공한다. 예를 들어, 수형 고정 수단은 기본 본체의 강보다 단단한 강으로 제조될 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 협동작용할 수 있는 고정 수단이 유극을 갖도록 형성되고 배치되는데, 절삭 인서트가 시트의 축선방향 및 반경방향 지지면에 대해 가압될 때 유극은 최대 0.25 ㎜ 가 된다. 유리하게도, 유극은 0.03 ~ 0.2 ㎜ 이다. 이런 식으로, 절삭 인서트용 조임 기기가 공구 이송 방향의 역전의 결과로 바람직하지 못한 (annoying) 굽힘 하중을 받은 후 매우 신속하게 고정 수단의 잠재하는 고정 기능이 활성화되는 것이 보장된다.

다른 실시형태에 따르면, 암형 고정 수단의 가이드면과 시트의 반경방향 지지면 사이의 각도는 적어도 20°그리고 최대 70°의 값으로 선택된다. 이런 식으로, 한편으로는, 고정 수단의 가능한 활성화 후 절삭 인서트가 큰 힘에 의해 반경방향 지지면에 대해 가압되고, 다른 한편으로는 고정 수단의 활성화가 최적 속도로 이루어지는 것이 보장된다.

본 발명의 일 실시형태에서, 절삭 인서트의 하측과 시트의 접선방향 지지면 사이의 계면은, 제 1 쌍의 협동작용할 수 있는 암형 및 수형 고정 수단뿐만 아니라 반경방향 지지면과 제 1 쌍의 고정 수단 사이에 위치한 제 2 쌍의 고정 수단을 갖도록 형성된다. 이런 식으로, 절삭 인서트가 신뢰성 있게 반경방향 지지면에 대해 가압될 뿐만 아니라, 축선방향 지지면으로부터의 방향으로 절삭 인서트의 축선방향 변위가 효과적으로 방지되는 것이 보장된다.

시트가 형성되는 기본 본체는 공구 헤드에 탈착가능하게 (detachably) 장착된 별도의 카세트일 수도 있다. 절삭 인서트와 함께 시트가 손상된다면, 공구 헤드는 그 전체가 교체될 필요가 없고, 단지 카세트만 교체될 필요가 있다.

도 1 은 단 하나의 주연 절삭 인서트를 가지는 리머의 형태인 천공 공구의 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 따른 공구의 정면에서 본 단부도이다.
도 3 은 상기 공구에 포함되고 공구의 절삭 인서트용 시트를 가지는 카세트 형태인 기본 본체의 분해 사시도로, 탈착된 절삭 인서트는 조감도 (bird's eye view) 뿐만 아니라 앙시도 (worm's eye view) 로 나타나 있다.
도 4 는 부속 시트에 장착된 절삭 인서트를 보여주는 위에서 본 부분 평면도이다.
도 5 는 단지 시트의 평면 입면도이다.
도 6 은 조감도로 시트를 나타내고 앙시도로 절삭 인서트를 나타낸 확대 분해도이다.
도 7 은 도 5 의 Ⅶ - Ⅶ 평면에 위치한 절삭 인서트와 시트 사이의 계면을 관통하는 확대 단면도로, 2 개의 고정 수단은 초기 위치에서 서로 분리되어 나타나 있다.
도 8 은 서로 접촉하는 고정 수단을 나타내는 도 7 에 대응하는 단면도이다.
도 9 는 본 발명의 대안적 실시형태를 나타낸 도 6 에 대응하는 분해도이다.

도 1 및 도 2 에서, 천공 공구는 리머 형태로 나타나 있는데, 이것은 헤드 (1) 및 교체가능한 절삭 인서트 (2) 를 포함한다. 헤드 (1) 는 전방 및 후방 단부 (3, 4) 를 포함하고 그 사이에 중심 축선 (C1) 이 연장되고, 중심 축선과 회전 대칭 엔벨로프면 (5) 이 동심이고 필요하다면 헤드는 중심 축선을 중심으로 회전할 수 있다. 헤드 (1) 에 카세트 (6) 가 탈착가능하게 연결되고, 카세트에 절삭 인서트 (2) 용 시트 (7) 가 형성된다. 삽입물 (6) 은 엔벨로프면 (5) 에서 카운터싱크되고 헤드의 전방 단부에서 개방되는 포켓 (8) 에 장착된다. 삽입물은 볼트 (9) 에 의하여 포켓에 고정 유지된다. 도 1 및 도 2 에서, 한 쌍의 지지 및 가이드 패드 (10, 11) 는, 도 2 에서 원형의 쇄선으로 표시된 (예비 드릴링된) 구멍의 리밍 중, 절삭 인서트와 함께 공구에 3 점 지지부를 제공하도록, 단일 절삭 인서트 (2) 로부터 접선방향으로 이격되어 있는 것을 알 수 있다. 도 1 에서, F1 및 F2 는 각각 전방 및 후방으로의 공구의 이송 방향을 나타낸다.

예시된 실시형태에서, 카세트 (6) 는, 절삭 인서트 (2) 용 시트 (7) 가 형성되는 기본 본체를 형성한다. 하지만, 또한 카세트를 남겨두고 헤드 (1) 에 직접 시트를 형성할 수 있는데, 이것은 시트용 기본 본체를 형성할 것이다.

이제 도 3 내지 도 6 이 참조되고, 도면에서 실시예의 절삭 인서트 (2) 는 육각형의 기본 형상을 가지고 상측 (12), 하측 (13) 및 6 개의 측면 (14, 15) 을 포함하고, 이 측면 중 3 개, 즉 측면 (14) 이 접촉면을 형성한다는 것을 알 것이다. 절삭 인서트는 인덱서블하고 단지 상측의 주연을 따라 절삭날을 포함함으로써 단면 (single-sided) 인서트이다. 더 정확히 말하면, 절삭 인서트 (2) 는 상측과 측면 (14) 사이의 천이부에 형성되는 3 개의 교대로 사용할 수 있는 절삭날 (16) 을 포함한다. 작동시, 상기 측면은 여유면 (clearance surfaces) 을 형성한다. 각각의 절삭날 (16) 사이에 뻗어있는 17 로 표시된 날 부분은 칩 제거 중 비활성이다. 더 정확히 말하면, 도 4 에서 17a 로 표시된 날 부분은 경우에 따라 활성인 절삭날 (16a) 에 의해 생성되는 원통형 구멍 표면에서 제거된다. 활성 절삭날 (16a) 과 비활성 날 부분 사이의 모서리 (18) 에서, 이것에 최적의 평활도를 제공할 목적으로 생성된 면을 닦아내기 위해 작은 2 차 날 또는 와이퍼 날 (미지시) 이 유리하게도 형성될 수도 있다. 완벽을 기하기 위해, 상측과 개별 여유면 (14) 사이의 각도가 예각 (가장 자주 80 ~ 83°) 이라는 사실에 의해 절삭 인서트가 양 (positive) 의 절삭 기하학적 구조를 가진다는 점이 지적되어야 한다.

절삭 인서트의 시트 (7) (도 6 참조) 는 3 개의 지지면, 즉 접선방향 지지면 (19), 축선방향 지지면 (20), 및 반경방향 지지면 (21) 에 의해 경계가 정해진다. 이 명칭에 의해 알 수 있듯이, 지지면 (19) 은 기계가공 중 절삭 인서트에 작용하는 접선방향 절삭력을 지탱하고, 지지면 (20) 은 축선방향 절삭력을 지탱하고, 지지면 (21) 은 반경방향 절삭력을 지탱하는 목적을 가진다. 접선방향 지지면 (19) 은 평면이고 시트에 바닥을 형성하고, 반면에 지지면 (20, 21) 은 시트의 측면에 포함된다. 본 예에서, 각각의 축선방향 및 반경방향 지지면은 카운터싱크 (22, 23) 에 의해 분리되는 2 개의 부분 면을 포함한다. 접선방향 지지면 (19) 에서, 암형 나사산 (25) 을 가지는 구멍 (24) 이 개구된다.

시트에 절삭 인서트를 고정하기 위해, 헤드 (27) 및 수형 나사산 (28) 을 가지는 나사 (26, 도 3 참조) 형태의 조임 기기가 사용된다. 이 나사는 절삭 인서트에서 중심 구멍 (29) 을 통과하여 구멍 (24) 에 조여질 수 있다. 나사를 스프링 편향시킴으로써, 나사는 접선방향 지지면 (19) 에 대해 절삭 인서트의 하측을 가압할 뿐만 아니라 축선방향 및 반경방향 지지면 (20, 21) 에 대해 2 개의 여유면 (14) 을 가압할 수 있다.

공구가 화살표 (F1, 도 1 참조) 방향으로 종방향으로 전진 이송될 때, 절삭 인서트 (2) 는, 시트 (7) 에서 모든 지지면 (19, 20, 21) 에 대해 절삭 인서트를 클램핑하는 절삭력을 부여받는다. 이 상태에서, 나사 (26) 의 유지 효과는 무시해도 될 정도이다. 사실상, 나사의 과제는 시트에 절삭 인서트를 리테이닝하도록 감소된다.

그러나, 공구가 화살표 (F2) 의 방향으로 구멍으로부터 후퇴될 필요가 있는 경우, 절삭 인서트가 구멍 벽에 대해 잡히게 되면 (예컨대, 마찰 또는 시저 (seizure) 에 의해), 절삭 인서트는 한편으로는 절삭 인서트를 시트의 외부로 축선방향으로 이동시키고 또한 나사 (26) 의 작용에 대해 시트의 외부로 반경방향으로 이동시키려는 힘을 부여받을 수도 있다. 이 상태에서, 단지 나사만이 절삭 인서트를 시트에 고정하지만, 이것은 중간 정도의 굽힘 강성률을 가지기 때문에, 특히 절삭 인서트 및 나사가 작은 치수를 가진다면, 절삭 인서트는 시트로부터 이동할 수도 있다. 단지 반경방향 운동만이, 절삭날이 생성된 면을 스크래치하거나 다른 방식으로 손상시킬 수도 있음에 관련된다.

본 발명에 따르면, 전술한 문제점을 개선하기 위해서, 절삭 인서트의 하측과 시트의 접선방향 지지면 사이의 계면에, 한 쌍의 협동작용할 수 있는 고정 수단이 배치되는데, 그 중 하나가 일반적으로 암형이고, 나머지 하나가 수형이다. 이 고정 수단은 아래에서 더 자세히 설명된다.

도 6 에서 가장 잘 알 수도 있는 것처럼, 절삭 인서트의 하측 (13) 에, 공통 구멍 (29) 으로부터 절삭 인서트의 주연으로 연장되는 3 개의 그루브 (30) 가 형성되는데, 개별 그루브는 각각의 여유면 (14) 에 개방된다. 따라서, 그루브의 개수는 사용할 수 있는 절삭날의 개수에 대응한다. 또한, 각각의 개별 그루브 (30) 는 부속 여유면 (14) 에 수직으로 연장되는 것에 주목해야 한다. 개별 그루브의 단면 형상은 도 7 및 도 8 에 가장 잘 나타나 있다. 따라서, 그루브는 2 개의 본질적으로 평면인 플랭크 면 (31a, 31b) 에 의해 경계가 정해지는데, 플랭크 면은 서로 둔각으로 배향되고 아치형 면 (32) 을 통하여 상호 천이된다. 절삭 인서트의 인덱스 위치에 따라, 각각의 그루브 (30) 는 리지 (33) 와 협동작용할 수 있는데, 리지는 시트에 형성되고, 접선방향 지지면 (19) 으로부터 돌출되고, 축선방향 지지면 (20) 에 수직으로 연장된다. 상기 리지 (33) 는 일부 그루브 (30) 의 형태로 암형 고정 수단과 협동작용할 수 있도록 된 수형 고정 수단을 형성한다. 리지 (33) 는 2 개의 평행한 측면 (34, 35) 을 포함하고, 마지막에 언급한 측면 (35) 은 접선방향 지지면 (19) 과 90°의 각도를 형성하고, 반면에 처음 언급한 측면 (34) 은, 그루브의 플랭크 면 (31a, 31b) 이 절삭 인서트의 하측 (13) 을 향하여 기울어진 것과 대략 동일한 각도로, 접선방향 지지면을 향하여 기울어진다. 리지의 폭은 그루브의 폭보다 상당히 더 작다는 것을 주목해야 한다.

도 5 에서, 절삭 인서트의 사용할 수 있는 절삭날 (16) 사이의 각도가 정확히 60°이므로, 이 경우에 축선방향 및 반경방향 지지면 (20, 21) 사이의 각도 (α) 는 60°가 된다는 것을 알 수 있다. 리지 (33) 가 축선방향 지지면 (20) 에 수직으로 연장되는 결과, 리지는 반경방향 지지면 (21) 과 30°의 각도 (β) 를 형성할 것이다. 이와 관련해, 반경방향 지지면 (21) 이 공구의 중심 축선 (C1) 에 정확히 평행하게 뻗어있지 않음에 주목하여야 한다. 따라서, 반경방향 지지면 (21) 은 인서트의 주연 날 (17) 과 생성된 구멍 표면 사이에 여유 (clearance)를 제공하도록 뒤쪽/안쪽 방향으로 작은 각도를 형성한다 (수 분 또는 초).

도 5 및 도 6 에서, 처음 언급한 리지 (33) 이외에도 시트 (7) 는, 반경방향 지지면 (21) 에 수직으로 연장되고 리지 (33) 와 같이 절삭 인서트의 3 개의 그루브 (30) 중 하나와 협동작용할 수 있는 제 2 리지 (36) 를 포함하는 것을 또한 알 것이다.

공구가 화살표 (F1) 방향으로 이송되는 것과 관련해 절삭 인서트가 시트의 모든 지지면에 대해 고정 유지되는 한, 리지 (33) 도 그리고 리지 (36) 도 부속 그루브 (30) 의 플랭크 면과 접촉하지 않는다. 더 정확히 말하면, 리지 (33) 의 측면 (34) 은 작은 갭 (G) 에 의하여 그루브의 하나의 플랭크 면 (31a) 으로부터 분리된다. 이 갭의 크기는 바뀔 수도 있지만, 0.03 ~ 0.2 ㎜ 의 범위 내에 있고 최대 0.25 ㎜ 가 되어야 한다. 다시 말해서, 공구가 앞쪽으로 이송될 때 개별 리지 및 부속 그루브는 서로 맞물리지 않는다.

화살표 (F2) 의 방향으로 공구의 후퇴와 관련해 절삭 인서트가 구멍 벽에 대해 잡히게 된다면, 절삭 인서트는 절삭 인서트를 반경방향 지지면 (21) 뿐만 아니라 축선방향 지지면 (20) 으로부터 이격시키려는 힘을 부여받는다. 이 힘은 초기에 나사 (26) 에 의해 지탱된다. 하지만, 나사가 상기 힘에 구부러져 항복하는 경향이 있다면, 적어도 제 1 쌍의 협동작용하는 고정 수단, 즉 리지 (33) 및 그루브 (30) 가 활성화된다. 따라서, 도 8 에 나타낸 것처럼, 그루브의 플랭크 면 (31a) 은 리지의 측면 (34) 과 접촉하게 될 것이다. 그렇게 접촉할 때, 플랭크 면 (31a) 은 리지를 따라 변위될 수 있는 가이드면으로서 역할을 할 것이다. 그루브 (30) 가 반경방향 지지면 (21) 에 대해 가압될 여유면 (14) 과 30°의 각도 (β) 를 형성한다는 사실 때문에, 면들 (14, 21) 이 서로 접촉할 때 변위는 중단될 것이다. 다시 말해서, 도 8 에 나타낸 상태에서 면 (31a, 34) 사이의 상호작용은 반경방향 지지면 (21) 을 향하여 절삭 인서트를 가압할 것이다. 결국 이것은 또한 축선방향 지지면 (20) 으로부터 이격되려는 절삭 인서트의 경향이 중지되는 것을 의미한다.

추가의 대응책으로서, 경사 리지 (33) 이외에도, 제 2 리지 (36) 가 배치되었는데, 제 2 리지의 정지 측면 (34) 은 그루브의 플랭크 면 (31b) 과 협동작용하도록 뒤쪽으로 향한다. 하지만, 제 2 리지 (36) 의 정지면과 그루브의 측면 사이의 갭은, 리지 (33) 및 리지와 협동작용하는 그루브 사이의 갭 (G) 보다 약간 더 크다. 이런 식으로, 리지 (33) 의 정지 기능이 설정 완료된 후 리지 (36) 의 정지 기능이 약간 활성화되도록 보장된다. 다시 말해서, 먼저, 리지 (33) 는 반경방향 지지면에 대해 절삭 인서트를 가압하고, 따라서 리지 (36) 는 절삭 인서트의 축선방향 움직임을 막도록 추가 보호수단 (security) 을 제공한다. 적어도 처음 기술한 고정 수단에 의하여, 조임 나사 (26) 는 발생하는 굽힘 하중으로부터 릴리빙되어서, 나사가 접선방향 지지면 (19) 에 대해 절삭 인서트를 가압할 수 있기만 하면 절삭 인서트는 시트에서 고정된 위치에 리테이닝된다. 절삭 인서트가 반경방향 지지면 (21) 에 대해 가압 유지된다는 사실에 의해, 절삭 인서트의 주연 모서리 (18) 가 생성된 구멍 벽을 스크래치하거나 다른 방식으로 손상시키는 위험이 제거 또는 상쇄된다.

이제, 본 발명의 대안적인 실시형태를 도시한 도 9 가 참조되는데, 수형 고정 수단은 리지 대신에 스터드 (33) 이다. 이 스터드는 구멍 (24) 옆에 배치된 구멍 (37), 더 정확히 말하면 구멍 (24) 과 축선방향 지지면 (20) 사이의 영역에 클램핑됨으로써 시트에 고정된다. 전술한 실시형태와 유사하게, 절삭 인서트 (2) 는 3 개의 그루브 (30) 를 포함하고, 이 그루브 중 하나는 기다란 가이드면 (31a) 을 통하여 스터드 (33) 와 협동작용한다.

도 9 에 따른 실시형태의 장점은, 시트 (7) 의 형성이 용이해지고 보다 효율적으로 된다는 것이다. 이전의 실시형태에서 2 개의 돌출 리지 (33, 36) 를 남기고 접선방향 지지면 (19) 을 밀링하는 대신에, 접선방향 지지면은 간단한 정면 밀링에 의해 제공될 수도 있고, 따라서 구멍 (37) 은 신속 드릴 작동에 의해 제공된다. 게다가, 별도의 삽입물로서 만들어진 스터드 (33) 는 기본 본체 (6) 의 재료와 다른 재료로 제조될 수도 있다. 예를 들어, 기본 본체 (6) 및 스터드 (33) 는 2 개의 상이한 강종으로 제조될 수도 있는데, 스터드에 사용되는 한 가지 강종은 기본 본체의 강종보다 단단하다. 이와 관련해서, 완벽을 기하기 위해 절삭 인서트 (2) 는 기본 본체의 재료보다 상당히 더 단단하여 더욱 오래 변함이 없는 재료로 제조된다는 것을 지적해야 한다. 특히, 절삭 인서트에는 초경 합금이 바람직하고 기본 본체에는 강이 바람직하다.

예시된 실시형태에서, 가이드면은 반경방향 지지면과 30°의 각도로 반경방향 지지면에 대해 절삭 인서트를 리테이닝할 목적으로 수형 부재와 협동작용하는 그루브에 연장된다. 하지만, 도 5 에서 β 로 표시된 이 각도는 하향 및 상향 변화될 수도 있다. 실제로, β 는 적어도 20°, 최대 70°가 되게 해야 한다. 절삭 인서트가 3 개의 날 또는 4 개의 날이 있다면, β 는 적합하게 각각 30° 및 45°로 될 수도 있다.

본 발명은 단지 위에서 설명되고 도면에 나타낸 실시형태에 제한되지 않는다. 따라서, 공구가 주연을 따라 공구에 장착된 교체가능한 절삭 인서트를 포함한다면, 본 발명은 단지 리머 이외의 다른 천공 공구에 적용될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명은 인덱서블 인서트 드릴의 주연 절삭 인서트에 적용될 수 있다. 또한, 둥근 절삭 인서트 및 부속 시트가 각각 기술한 종류의 한 쌍 이상의 협동작용하는 암형 및 수형 고정 수단을 갖도록 형성될 수도 있다는 점에서 절삭 인서트도 다각형의 기본 형상을 가질 필요가 없다. 예시된 공구에서는, 수형 고정 수단이 시트에 포함되고 암형 고정 수단이 절삭 인서트에 포함되어 있지만, 또한 반대의 관계도 가능한데, 즉 수형 고정 수단이 절삭 인서트의 하측에 형성되고 경사 가이드면을 포함하는 암형 고정 수단이 시트의 접선방향 지지면에 형성된다. 또한 정확히 스터드 이외의 다른 수형 고정 수단이 시트의 접선방향 지지면에서 카운터싱크에 앵커링될 수 있는 별도의 삽입물로서 형성될 수도 있음을 언급해야 한다. 다시 말해서, 도시된 리지는 기본 본체와 일체로 만들어질 필요가 없다. 완벽을 기하기 위해, 공구의 시트(들)가 공구 헤드에 직접 형성될 수 있고, 공구 헤드가 공구의 기본 본체로서 역할을 한다는 것을 또한 언급해야 한다. 게다가, 본 발명은 절삭 인서트를 유지하기 위한 정확히 나사 이외의 다른 조임 기기를 포함하는 공구에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 절삭 인서트는 클램프 등을 사용해 클램핑될 수도 있다.

결론적으로, 다음 청구항에서, 공구는 조립된 상태로 규정되고, 즉 시트에 고정된 절삭 인서트를 갖는 것으로 규정되는 것이 지적되어야 한다.

Claims

천공 공구로서,
한편으로는, 접선방향 지지면 (19), 축선방향 지지면 (20), 및 반경방향 지지면 (21) 에 의해 경계가 정해지고, 상기 공구의 중심 축선 (C1) 에 가장 가까이 위치한 시트 (7) 를 가지는 기본 본체 (6) 를 포함하고,
다른 한편으로는, 상측 (12) 및 하측 (13) 이외에도, 복수의 접촉 측면들 (14) 을 포함하는 교체가능한 절삭 인서트 (2) 를 포함하고,
상기 절삭 인서트는, 상기 시트의 상기 접선방향 지지면 (19) 에 대해 가압되는 상기 절삭 인서트의 상기 하측 (13), 및 상기 시트의 상기 축선방향 및 반경방향 지지면들 (20, 21) 에 대해 2 개의 접촉 측면들 (14) 을 유지하는 조임 부재 (26) 에 의하여 상기 시트에 고정되고,
상기 시트의 상기 접선방향 지지면 (19) 과 상기 절삭 인서트의 상기 하측 (13) 사이의 계면은 한 쌍의 수형 및 암형 고정 수단을 포함하고,
상기 고정 수단 중 암형 고정 수단은 상기 축선방향 지지면 (20) 으로부터의 방향으로 상기 반경방향 지지면에 접근하면서 상기 반경방향 지지면 (21) 에 대해 예각 (β) 으로 연장되는 기다란 가이드면 (31) 을 포함하고,
상기 절삭 인서트가 절삭력에 의해 상기 축선방향 및 반경방향 지지면들 (20, 21) 에 대해 가압 유지되는 한, 상기 수형 고정 수단 (33) 은 2 개의 상기 고정 수단 사이에 갭 (G) 을 형성하면서 상기 가이드면 (31) 으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 천공 공구.
제 1 항에 있어서,
상기 암형 고정 수단 (30) 은 상기 절삭 인서트 (2) 의 상기 하측 (13) 에 형성되고, 반면에 상기 수형 고정 수단 (33) 은 상기 시트 (7) 의 상기 접선방향 지지면 (19) 에 포함되는 것을 특징으로 하는 천공 공구.
제 2 항에 있어서,
상기 수형 고정 수단은 상기 시트의 상기 접선방향 지지면 (19) 으로부터 돌출되는 기다란 리지 (33) 인 것을 특징으로 하는 천공 공구.
제 2 항에 있어서,
상기 수형 고정 수단은 상기 접선방향 지지면 (19) 으로부터 돌출한 스터드 (33) 인 것을 특징으로 하는 천공 공구.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 수형 고정 수단 (33) 은 상기 접선방향 지지면 (19) 에서 개구되는 (mouthing) 카운터싱크 (37) 에 장착되는 삽입물 (inset) 인 것을 특징으로 하는 천공 공구.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭 인서트가 상기 시트의 상기 축선방향 및 반경방향 지지면들 (20, 21) 에 대해 가압될 때, 상기 고정 수단들 (30, 33) 사이의 상기 갭 (G) 은 최대 0.25 ㎜ 가 되는 것을 특징으로 하는 천공 공구.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암형 고정 수단의 상기 가이드면 (31) 과 상기 시트의 상기 반경방향 지지면 (21) 사이의 상기 예각 (β) 은 적어도 20°그리고 최대 70°가 되는 것을 특징으로 하는 천공 공구.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭 인서트 (2) 의 상기 하측 (13) 과 상기 시트 (7) 의 상기 접선방향 지지면 (19) 사이의 상기 계면은, 제 1 쌍의 협동작용할 수 있는 암형 및 수형 고정 수단 (30, 33) 뿐만 아니라, 상기 반경방향 지지면 (21) 과 상기 제 1 쌍의 고정 수단 (30, 33) 사이에 위치한 제 2 쌍의 고정 수단 (30, 36) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 천공 공구.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기본 본체는 공구 헤드 (1) 에 탈착가능하게 (detachably) 장착된 카세트 (6) 인 것을 특징으로 하는 천공 공구.