KR20140069616A

KR20140069616A - 환상홈 가공용 절삭공구 조립체

Info

Publication number: KR20140069616A
Application number: KR20120137103A
Authority: KR
Inventors: 오중세
Original assignee: 오중세
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2014-06-10

Abstract

본 발명은 작업물에 환상홈(Annular Groove)을 절삭가공하는데 사용하는 절삭공구 조립체에 관한 것으로, 절삭날과, 절삭날의 절입방향(z) 및 절삭방향(y)을 포함한 절입평면(z·y) 내에서 V-형상으로 연장된 쐐기형 물림부를 갖는 바이트와, 생크부와, 상기 생크부의 일 단부 영역에 마련되며 상기 쐐기형 물림부를 일 측면이 노출되도록 상기 절입평면(z·y)을 따라 형상맞춤하여 맞물림 수용하는 바이트 시트부를 갖는 헤드부를 포함하는 홀더부재와, 바이트 시트부에 수용된 상기 쐐기형 물림부의 노출 측면을 가압하는 클램프 부재를 포함하는 환상홈 가공용 절삭공구 조립체에 의해 달성된다.
이에 따라 쐐기형 물림부를 갖는 바이트를 홀더부재에 마련된 바이트 시트부에 안착시켜 클램프 부재를 고정시킴으로써 바이트의 장착이 신속 정확하고 용이하며, 또한, 절삭날로부터 쐐기형 물림부를 향해 점진적으로 확장되는 강성 보강부를 둠으로써 절삭저항에 대한 강성이 우수한 절삭공구 조립체를 제공할 수 있다.

Description

환상홈 가공용 절삭공구 조립체{BITE ASSEMBLY FOR CUTTING ANNULAR GROOVE}

본 발명은 작업물에 환상홈을 가공하기 위한 절삭공구 조립체에 관한 것이다.

회전하는 피작업물에 환상홈(Annular Groove)을 가공하기 위한 절삭공구 조립체에 사용되는 바이트는 홀더부재에 장착되어 사용된다.

통상의 공구 조립체에서는 바이트를 홀더부재에 클램핑할 때 수차례의 미세 조절과정을 거쳐 최적의 세팅 상태를 얻는다. 이러한 장착 및 세팅 과정은 대체로 작업자의 숙련도에 의존하고 있다.

또한 환상홈의 가공에는 비교적 폭이 좁은 절삭날이 요구되고, 동시에 피작업물에 대해 접선 방향인 주 절삭력 성분이 바이트의 절삭날에 대해 대체로 직각으로 큰 절삭저항이 작용하므로 바이트의 강성이 높을 것이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 바이트의 장착이 신속 정확하고 용이하며, 절삭저항에 대한 강성이 우수한 절삭공구 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 절삭날과, 상기 절삭날의 절입방향(z) 및 절삭방향(y)을 포함한 절입평면(z·y) 내에서 V-형상으로 연장된 쐐기형 물림부를 갖는 바이트와, 생크부와, 상기 생크부의 일 단부 영역에 마련되며 상기 쐐기형 물림부를 일 측면이 노출되도록 상기 절입평면(z·y)을 따라 형상맞춤하여 맞물림 수용하는 바이트 시트부를 갖는 헤드부를 포함하는 홀더부재와, 상기 바이트 시트부에 수용된 상기 쐐기형 물림부의 노출 측면을 가압하는 클램프 부재 포함하는 환상홈 가공용 절삭공구 조립체에 의해 달성된다.

상기 바이트는 절삭방향(y)에서 작용하는 절삭저항에 강성을 부여하기 위하여 절삭날로부터 쐐기형 물림부를 향해 상기 절입평면 내에서 점진적으로 확장되는 강성 보강부를 가진다.

상기 바이트 시트부는 정확한 위치에 바이트를 재셋팅하기 위하여 밑변이 상기 생크부의 길이방향과 평행하고, 다른 빗변은 대략 35˚의 안착각으로 상기 밑변에 대향하고 있으며, 절삭방향으로 개방되어 함몰된 형상이 바람직하다.

그리고, 신속하고 용이한 장착을 위하여 상기 헤드부는 절입평면(x, y)의 가로방향으로 형성된 체결 관통공과, 클램프 부재를 생크부의 길이방향을 따라 이동 가능하도록 안내하는 가이드부를 가지며, 상기 클램프부재는 체결 관통공을 통과한 체결 볼트가 통과하는 클램프 장공을 가지며, 클램프 장공의 둘레에는 체결 볼트의 헤드부가 안착되는 너트 안착부가 마련되고, 상기 너트 안착부는 상기 클램프 부재의 외표면으로부터 함몰되어 있는 것이 바람직하다.

또 다른 신속하고 용이한 장착을 위한 형상은 헤드부는 상기 절입평면(z·y)에 대해 가로방향으로 형성된 체결 관통너트를 가지며, 클램프부재는 일측에 상기 체결 관통너트와 결합하는 체결 렌치볼트의 머리를 수용하고 나사부가 통과하는 체결공이 형성되며, 타측에 상기 바이트 시트부에 안착된 바이트의 측면을 가압하는 구조를 가질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 쐐기형 물림부를 갖는 바이트를 홀더부재에 마련된 바이트 시트부에 안착시켜 클램프 부재를 고정시킴으로써 바이트의 장착이 신속 정확하고 용이하며, 또한, 절삭날로부터 쐐기형 물림부를 향해 점진적으로 확장되는 강성 보강부를 둠으로써 절삭저항에 대한 강성이 우수한 절삭공구 조립체를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환상홈 가공용 절삭공구 조립체의 전체 사시도.
도 2는 도 1의 분해 사시도.
도 3은 바이트의 확대 사시도.
도 4(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 환상홈 가공용 절삭공구 조립체의 전체 사시도이며, 도 4(b)는 도 4(a)의 분해 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 환상홈 가공용 절삭공구 조립체에 대해 자세하게 설명한다.

도 1 및 도 3은 본 발명의 환상홈 가공용 절삭공구 조립체의 바람직한 일 실시예에 따른 전체 사시도 및 분해 사시도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 절삭공구 조립체(H)는 절삭날(42)과, 상기 절삭날(42)의 절입방향(z) 및 절삭방향(y)을 포함한 절입평면(z·y) 내에서 V-형상으로 연장된 쐐기형 물림부(44)를 갖는 바이트(40)와, 생크부(10)와, 상기 생크부(10)의 일 단부 영역에 마련되며 상기 쐐기형 물림부(44)를 일 측면이 노출되도록 상기 절입평면(z·y)을 따라 형상맞춤하여 맞물림 수용하는 바이트 시트부(26)를 갖는 헤드부(20)를 포함하는 홀더부재(H)와, 상기 바이트 시트부(26)에 수용된 상기 쐐기형 물림부(44)의 노출 측면을 가압하는 클램프 부재(30)를 포함한다.

상기 바이트 시트부(26)는, 헤드부(20)의 절입평면(z·y)을 따라 일 측면에 형성되어 바이트(40)의 쐐기형 물림부(44)가 삽입 안착되는데 밑변이 상기 절입방향(z)과 평행하고, 다른 빗변은 상기 밑변에 대향하고 있으며, 절삭방향(y)을 향하여 개방되어 함몰된 형상을 갖는다. 바이트 시트부(26)의 함몰깊이는 바이트(40)가 가지는 바이트 두께(W)보다 깊지않게 한다. 즉, 바이트 시트부(26)에 바이트(40)를 삽입 안착시켰을 때, 바이트(40)가 소정의 높이로 돌출되어 클램프 부재(30)의 접촉으로 가압고정되게 한다.

또한, 바이트 시트부(26)의 밑변과 빗변이 이루는 안착각은 삽입시키는 바이트(40)의 쐐기형 물림부(44)에 형성된 쐐기각도와 일치시킨다. 예를 들면 바이트(40)의 쐐기형 물림부(44)가 이루는 쐐기각이 35˚인 경우, 이때, 밑변과 빗변이 이루는 바이트 시트부(26)의 안착각은 35˚가 되도록 한다. 따라서, 바이트(40)의 쐐기형 물림부(44)의 쐐기각과 바이트 시트부(26)의 안착각은 35˚에 한정되는 것이 아니고, 상대적인 값으로, 서로 동일한 값을 가지도록 한다.

따라서, 35˚의 쐐기각을 갖는 쐐기형 물림부(44)는 35˚의 안착각을 갖는 바이트 시트부(26)에 바이트(40)를 신속하고 정확하게 그리고, 재현성 높게 일정한 위치에 재셋팅할 수 있게 해줄 뿐만 아니라, 바이트 시트부(26)의 밑변과 빗변에 밀접하여 삽입 수용된 쐐기형 물림부(44)는 바이트(40)를 매우 견고하게 지지 고정시킨다.

상기 바이트(40)는 도 3에 도시된 바와 같이 일 단부에는 절입방향(z)을 향한 절삭날(42)과, 절삭저항에 견디기 위해 절삭날(42)로부터 점진적으로 확장되는 강성 보강부(46)와, 정확한 위치에 신속하게 장착하기 위해 강성 보강부(46)로부터 점진적으로 축소되는 쐐기형 물림부(44)로 이루어진다.

피작업물(W)에 접촉하여 환상홈(G)을 절삭하는 바이트(40)의 절삭날(42)은 절입 직교방향(x)에 대하여 18°내지 20°의 접촉각(α)과, 절삭방향(y)에 대하여 5°내지 7°의 경사각(β)을 가지도록 하며, 경사각(β)이 끝나는 변곡부로부터 쐐기형 물림부(44)를 향해 점진적으로 확장되는 강성 보강부(46)를 형성시킨다. 이때, 절삭날(42)의 칩 리딩 곡률(R)이 3mm 내지 5mm인 것이 바람직하다.

상기와 같이 절삭날(42)의 첨단부를 절입 직교방향(x)에 대하여 18°내지 20°의 접촉각(α)을 가지도록 함으로써 절입폭이 좁아져서 절삭날(42)이 받는 과도한 절삭량을 피할 수 있고, 또한, 환상홈(W)의 내부 코너반경을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 환상홈(W)의 반대측 코너부위 절삭에 사용되는 절삭날(42)은 대칭으로 형성된 접촉각(-α)을 가질 수 있다.

또한, 절삭날(42)의 첨단부분이 작업물(W)과 절입 직교방향(x)이 접촉하여 이루는 접촉각(α)을 18°내지 20°로 형성하는 것이 절삭저항을 감소시키고 가공속도를 유지할 수 있다. 접촉각(α)을 18°보다 작게 하면 가공속도가 떨어져 작업효율이 저하되고, 접촉각(α)이 20°이상이 되면 절삭력 증대로 절삭날(42)이 파손되기 쉽다.

그리고, 절삭방향(y)으로부터 절삭저항을 받고 있는 절삭날(42)을 절삭방향(y)에 대해 경사각(β) 5°내지 7°로 소정구간 지지시킴으로써, 절삭폭이 좁은 환상홈(W)을 가공하는 절삭날(42)의 경우에도 절삭방향(y)과 거의 비슷한 방향으로 두껍게 지지되어 실질적으로 강성이 확보되며, 다시 경사각(β)이 끝나는 변곡부에서 절삭방향(y)에 대해 145°(절입방향에서 35°)의 완만한 받침각으로 쐐기형 물림부(44)에 이르기까지 강성 보강부(46)로 다시 지지되고 있기 때문에 절삭방향(y)에 대해 더욱 큰 강성을 가지게 된다.

그리고, 절삭날(42)에서 절삭 배출되는 칩을 외부 측면으로 원할하게 배출하기 위해 칩 리딩 곡률 반경(R)이 3mm 내지 5mm인 것이 바람직하다. 칩 리딩 곡률 반경(R)이 3mm 내지 5mm 보다 작으면, 칩은 부스러지기 쉽고, 3mm 내지 5mm 보다 크면, 칩이 크게 원을 그리면서 생성되어 작업이 방해가 되고 절삭날(42)의 지지력이 약해져 파손되기 쉬워진다.

상술한 바이트(40)를 수용하여 고정시키는 헤드부(20)에는 절입평면(x, y)의 가로방향으로 형성된 체결 관통공(22)과, 클램프 부재(30)를 생크부(10)의 길이방향을 따라 이동 가능하도록 안내하는 가이드부(24)를 형성시킨다.

상기 체결 관통공(22)의 일측, 즉, 클램프 부재(30)의 반대측은 체결 볼트(36)의 머리부분이 노출되지 않도록 체결 볼트(36)의 머리부분이 수용될 수 있는 깊이와 구경으로 형성시키며, 타측은 대략 가이드부(24)의 중심부까지 관통되어 형성된다.

그리고, 가이드부(24)는 상기 바이트 시트부(26)가 위치하는 동일 측면, 즉, 절입평면(y·z)에 형성시켜 대략 중심부가 상기 체결 관통공(22)에 위치하도록 하고, 상기 클램프 부재(30)가 접촉하여 슬라이딩 이동하게 한다.

가이드부(24)에 접촉된 클램프 부재(30)는 체결 관통공(22)을 통과하여 클램프 장공(32)까지 노출된 체결 볼트(36)의 단부에 위치하게 되며, 가이드부(24)에 의해 소정구간 이동가능한 상태가 된다.

상기 클램프 부재(30)는 체결 관통공(22)을 통과한 체결 볼트(36)가 돌출되는 클램프 장공(32)을 가지며, 클램프 장공(32)의 둘레에는 체결 볼트(36)를 체결하는 너트 안착부(34)를 마련한다. 너트 안착부(34)는 클램프 장공(32) 주위에 형성시키는데 상기 클램프 부재(30)의 외표면으로부터 함몰되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 클램프 부재(30)는 가이드부(24)에서 슬라이딩할 수 있도록 클램프 장공(32)의 길이방향으로 서로 평행하는 상부 및 하부면을 가지며,클램프 부재(30)가 헤드부(20)의 단부에서 돌출되지 않도록 바이트(40) 방향을 향하고 있는 선단부는 하부면에서 상부면을 향하여 축소되는 경사면을 형성시킨다.

그리고, 가이드부(24)에 접촉되는 클램프 부재(30)의 바이트(40) 방향에 대한 양단부는 가압력 돌출부(35)를 소정의 폭과 높이로 형성시킨다. 바이트 시트부(26)에 안착되어 돌출된 바이트(40)의 측면과 가이드부(24)에 형성된 접촉면이 서로 평면을 이루지 않기 때문에, 체결 볼트(36) 및 너트(38) 조임에 의해 발생된 체결 가압력은 양측의 가압력 돌출부(35)에 분산 집중되어 바이트(40)를 안정적으로 확실하게 가압 고정할 수 있다.

그리고, 클램프 부재(30)의 측면에는 상기 체결 볼트(36)가 삽입되어 단부가 돌출되고, 돌출된 체결 볼트(36)의 단부에 체결 너트(38)가 삽입되어 슬라이딩 및 체결할 수 있는 단차를 갖는 클램프 장공(32)을 절입방향(z)을 따라 형성시킨다.

이와 같은 형상을 갖는 클램프 장공(32)에 의하여 클램프 부재(30)는 절입방향(z)으로 소정구간 슬라이딩 이동이 가능하며, 이동하면서 체결 관통공(22)을 통과한 체결 볼트(36)의 단부와 체결 너트(38)의 체결을 용이하게 해준다.

또한, 클램프 장공(32)의 주변을 소정구간 및 깊이로 함몰시켜 너트 안착부(34)를 형성시킨다. 너트 안착부(34)는 절입방향(z)을 향한 폭이 체결 너트(38)의 대변보다 작지 않도록 하며, 삽입된 체결 너트(38)의 대변이 끼이게 하여 별도의 공구를 사용하지 않아도 체결 볼트(36)를 조일 수 있도록 한다. 이때, 채용하여 사용되는 체결 볼트(36)는 머리부분이 체결 관통공(22)에 수용되기 때문에 육각 렌치볼트가 바람직하다.

따라서, 바이트(40)를 홀더부재(H)에 장착 또는 탈착시키기 위해서는 단지 육각 렌치로 체결 볼트(36)의 머리를 조이거나 풀어주는 작업만으로 클램프 부재(30)를 탈부착할 수 있고, 이에 따라 바이트(40)의 탈부착도 용이하게 수행될 수 있다.

그리고, 생크부(10)는 홀더부재(H)의 자루부분으로 일반적으로 4각 단면을 가지며, 헤드부(20)로부터 일체로 연장되어 헤드부(20)에 장착 고정된 바이트((40)를 특정방향의 소정위치에 셋팅하는 역할을 한다.

도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 상술한 일실시 예와 동일하지만, 다만, 헤드부(20)에는 체결 관통공(22) 위치에 너트가 형성되어 있는 체결 관통너트(22')가 마련된다. 그리고, 클램프 부재(30)는 일측에 클램프 장공(32) 대신에 상기 체결 관통너트(22')와 결합하는 체결 렌치볼트(34')의 머리를 수용하고, 그 나사부가 통과하는 체결공이 마련되며, 타측에 상기 바이트 시트부에 안착된 바이트(40)의 측면을 가압하는 클램프 부재(30)가 마련된다는 점이 다르다.

도시된 바와 같이 클램프 부재(30)를 헤드부(20) 측면에서 바로 장착 고정 및 해제시키기 위하여 절입평면(z·y)에 대해 가로방향으로 체결 관통너트(22')를 형성시킨다. 따라서, 클램프부재(30)는 상기 체결 렌치볼트(34')를 삽입하여 나사조임을 하게 되면 바이트 시트부(26)에 안착된 바이트(40)의 측면을 가압하게 되고, 측면이 가압된 바이트(40)는 안정적으로 고정된다.

또한, 바이트(40)의 절삭날(42)은 절입방향(z)에 일치하도록 정렬되고, 절입방향(z)은 대략 생크부(10)의 길이방향 중심을 지나게 되므로 생크부(10)는 절삭날(42)이 받는 절삭력이 좌우 어느 한 쪽으로 치우치지 않게 되어 비틀림 모멘트가 생기지 않는다. 이로 인하여 생크부(10)는 짝힘을 받지 않아 진동이 방지되고 안정되게 바이트(40)를 지지하게 된다.

W : 작업물 G : 환상홈(Annular Groove)
H : 홀더부재 10 : 생크부
20 : 헤드부 22 : 체결 관통공
22' : 체결 관통너트
24 : 가이드부 26 : 바이트 시트부
30 : 클램프 부재 32 : 클램프 장공
34 : 너트 안착부 34' : 체결 렌치볼트
35 : 가압 돌출부
36 : 체결 볼트 38 : 체결 너트
40 : 바이트 42 : 절삭날
44 : 쐐기형 물림부 46 : 강성 보강부
R : 칩 리딩곡률 α : 접촉각
β : 경사각 γ : 안착각
x : 절입 가로방향 y : 절삭방향
z : 절입방향 x·y : 절삭평면
y·z : 절입평면

Claims

작업물에 환상홈을 절삭가공하는데에 사용하는 절삭공구 조립체에 있어서,
절삭날과, 상기 절삭날의 절입방향(z) 및 절삭방향(y)을 포함한 절입평면(z·y) 내에서 V-형상으로 연장된 쐐기형 물림부를 갖는 바이트와,
생크부와, 상기 생크부의 일 단부 영역에 마련되며 상기 쐐기형 물림부를 일 측면이 노출되도록 상기 절입평면(z·y)을 따라 형상맞춤하여 맞물림 수용하는 바이트 시트부를 갖는 헤드부를 포함하는 홀더부재와,
상기 바이트 시트부에 수용된 상기 쐐기형 물림부의 노출 측면을 가압하는 클램프 부재를 포함하는 환상홈 가공용 절삭공구 조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 바이트는 상기 바이트는 상기 절삭날로부터 상기 쐐기형 물림부를 향해 상기 절입평면(z·y) 내에서 점진적으로 확장되는 강성 보강부를 갖는 것을 특징으로 하는 환상홈 가공용 절삭공구 조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 헤드부는 상기 절입평면(z·y)에 가로방향으로 형성된 관통너트와,
상기 클램프부재는 상기 체결 관통공을 통과한 체결 볼트가 통과하는 클램프 장공을 가지는 것을 특징으로 하는 환상홈 가공용 절삭공구 조립체.
청구항 3에 있어서,
상기 클램프 장공의 둘레에는 체결 볼트의 헤드부가 안착되는 너트 안착부가 마련되고, 상기 너트 안착부는 상기 클램프 부재의 외표면으로부터 함몰되어 있는 것을 특징으로 하는 환상홈 가공용 절삭공구 조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 헤드부는 상기 절입평면(z·y)에 대해 가로방향으로 형성된 체결 관통너트를 가지며, 상기 클램프부재는 일측에 상기 체결 관통너트와 결합하는 체결 렌치볼트의 머리를 수용하고 나사부가 통과하는 체결공이 형성되며, 타측에 상기 바이트 시트부에 안착된 바이트의 측면을 가압하는 것을 특징으로 하는 환상홈 가공용 절삭공구 조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 바이트 시트부는 밑변이 상기 절입방향(z)과 평행하고, 다른 빗변은 35˚의 안착각으로 상기 밑변에 대향하고 있으며, 절삭방향으로 개방되어 함몰된 것을 특징으로 하는 환상홈 가공용 절삭공구 조립체.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭날은 절입 직교방향(x)에 대하여 18°내지 20°의 접촉각(α)과, 절삭방향(y)에 대하여 5°내지 7°의 경사각(β)을 이루고, 절삭날의 칩 리딩 곡률(R)이 3mm 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 환상홈 가공용 절삭공구 조립체.