KR20150104021A

KR20150104021A - 밀링 버

Info

Publication number: KR20150104021A
Application number: KR1020147003566A
Authority: KR
Inventors: 니콜라스 후트; 한스-유르겐 짐머; 토마스 플뢰마커
Original assignee: 아우구스트 뤼게베르크 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2015-09-14
Also published as: HK1203887A1; ES2552905T3; US9884376B2; CN104185527B; US20150336185A1; EP2776194B1; CN104185527A; WO2014108180A1; KR101939241B1; EP2776194A1

Abstract

휴대용 기계에 사용되는 밀링 버(milling burr)는 자루(shank; 1) 및 이 자루(1)에 견고하게 연결되는 경질 금속의 절삭 부재(2)를 갖는다. 절삭 부재(2)에는, 제 1 비틀림 방향(7)으로 연장되어 있는 절삭이(8)가 제공되어 있다. 절삭이(8)는 제 2 비틀림 방향(16)으로 연장되어 있는 이(tooth) 분할부(17)의 열에 의해 절삭이 부분(18)들로 분할된다. 절삭이 부분(18)과 이 분할부(17)는, 외주 방향에서 볼 때 각 경우 겹칩이 교번적으로 일어나도록, 외주 방향에서 볼 때 서로 앞뒤에 배치된다.

Description

밀링 버{MILLING BURR}

본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 밀링 버에 관한 것이다.

공작 기계에 사용되는 밀링 공구와는 대조적으로, DIN 8032(ISO 7755/1에 상당함)의 규정에 따른 밀링 버가 휴대용 작업 기계에 사용되고 있다. 정치식 공작 기계에서 밀링 공구를 사용할 때, 가공 파라미터들은 재현가능하다. 그러나, 휴대용 작업 기계에서 밀링 버를 사용할 때, 가공 파라미터들은 작업자 자신의 영향을 크게 받으며 사용시 확률적인 분포를 보이게 된다. 또한, 작업자의 건강을 보호하는 것이 중요하다. 작업자의 손-팔 시스템은 해로운 진동에 노출되지 않아야 하며, 또한 밀링 버에 의해 발생되는 칩에 의해 생기는 베인 상처를 방지하도록 예방 조치를 취해야 한다. 밀링 버의 경제적인 사용을 보장하기 위해서는, 작업물의 원하는 절삭 공정이 가능한 한 효율적으로 수행되는 것이 보장되어야 한다.

원통형의 둥근 노즈 버 및 아치형의 둥근 노즈 버라고 하는 DIN 8032에 따른 밀링 버가 강 재료를 절삭하는데 특히 인기가 있다. 이런 종류의 밀링 버가 가장 범용적인 적용 범위에서 강 재료의 휴대식 기계 가공에 적용될 수 있다.

전술한 일반적인 종류에 따른 밀링 버의 통상적인 설계는 개선이 필요한 것으로 밝혀졌다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 작업자가 받는 진동 레벨 및 칩 발생으로 인한 부상의 위험 모두를 최소화하면서, 뛰어난 강 절삭 성능 뿐만 아니라 밀링 버를 포함하는 작업 기계의 양호한 수동 제어성을 얻을 수 있도록 일반적인 종류의 밀링 버를 설계하는 것이다.

청구항 1 의 전제부에 따른 밀링 버에서, 상기 목적은 청구항 1 의 특징부의 특징적 사항으로 달성된다. 놀랍게도, 알루미늄을 기계 가공하는데 사용되는 밀링 버로부터 이전에 공지되어 있는 패싯(facet) 및 절삭이 부분과 이(tooth) 분할부의 특별한 교번적인 배치의 조합 결과, 상기 명시된 목적의 범위내에서 상당한 개선이 이루어지는 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 설계에 의해, 회전 방향에 대하여 각 외주면의 하나 건너 있는 절삭이만 작업물에 절삭 개입하게 되고, 그 결과, 발생된 칩은 작업자의 옷이나 손에의 부착을 방지하기에 충분한 크기를 갖게 되며, 그래서 부상의 위험이 최소화된다. 또한, 이에 대응하여 절삭이의 수는 더 많게 되는데, 즉 2배로 되며, 따라서 작업자가 받게 되는 진동의 레벨이 감소된다. 회전 방향으로 상기 절삭이 부분과 상기 이 분할부의 겹침비는 적어도 90%로 특정되는데, 이는 교번적인 이 분할부와 절삭이 부분의 겹침비(이상적으로는 100% 임)가 많은 이유로 경계 영역에서 항상 완전히 얻어질 수 있는 것은 아님을 의미한다. 외주 방향으로, 다시 말해 절삭 부재의 회전 방향으로 절삭이 부분과 이 분할부는 교번적으로 형성되고 또한 절삭 부재의 길이 방향으로 각각의 절삭이에는 교번적인 절삭이 부분과 이 분할부가 제공되어 있으므로, 각 외주면의 하나 건너 있는 절삭이 부분만 밀링 버의 일 회전 중에 절삭 개입하게 된다. 그러나, 인접하는 회전 축선의 방향에서 볼 때, 외주 방향으로 볼 때 한 절삭이 만큼 오프셋되어 있도록 구성된 절삭이 부분이 절삭 개입하게 된다. 결과적으로(이미 위에서 언급한 바와 같이), 절삭이의 주어진 n 개의 수에서, 외주면의 n/2 개의 절삭이 부분만 밀링 버의 일 회전 중에 절삭 개입하게 되며, 전체 레벨에서, 모든 절삭이, 다시 말해 n 개의 절삭이가 절삭 개입하게 되며, 그 결과 위에서 이미 언급한 바와 같이 더 큰 칩들이 발생하게 된다. 그러나, 절삭이 개입의 빈도는 일 회전 당 칩의 수의 2배가 되는데, 그 결과, 작업자가 받는 진동의 레벨이 최소화된다. 이리하여 놀랍게도, 강 재료를 절삭하는 상기 명시된 목적의 범위 내에서 밀링 버의 개선이 이루어진다.

청구항 2 ∼ 5 에는, 외주 방향, 다시 말해 회전 방향에서 볼 때 서로 앞뒤에 배치되는 절삭이 부분과 이 분할부의 최적 겹침비가 규정되어 있다.

청구항 6 은 짝수 개의 절삭이가 최적임을 말한다. 이는 도 7 에 따른 이 분할부의 수에도 해당된다.

최적화된 특징들은 다른 종속 청구항들에 기재되어 있다.

본 발명의 다른 특징, 상세점 및 이점들은 도면과 함께 하는 일 예시적인 실시 형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확히 알 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 밀링 버를 횡 길이 방향 도로 나타낸 것이다.
도 2 는 도 1 에 따른 밀링 버의 절삭 부재의 확대도이다.
도 3 은 도 2 에 있는 단면선 Ⅲ-Ⅲ을 따른 밀링 버의 절삭 부재의 단면도로, 절단면에 있는 가장자리 선만 나타나 있고 그 절단면 뒤에 있는 가장자리 선은 나타나 있지 않다.
도 4 는 작업물을 기계 가공하기 위해 밀링 버를 사용하는 것을 나타낸다

DIN 8032 에 따르면, 용어 "밀링 버"는 휴대용 기계에 사용되는 원통형 자루(shank)를 갖는 밀링 커터로 정의된다. 아래에서 설명되는 본 발명에 따른 밀링 버는 적어도 그의 절삭 부재의 영역에서는 DIN 8032 에 따른 경질 금속으로 이루어진다. 상기 DIN 표준은 국제 표준 ISO 7755/1에 상당한다. 표준화된 용어가 있으면, 이 용어가 다음의 설명에서 사용될 것이다.

도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 밀링 버는 DIN 8032/3(ISO 7755/3에 상당함)에 따라 표준화된 것과 같은 원통형의 둥근 노즈 버이다. 그 밀링 버는 휴대용 기계에 고정되는데 적합하게 된 자루(1)와 절삭 부재(2)를 갖는다. 자루(1)와 절삭 부재(2)는 회전 축선(3)에 대해 회전 대칭형이다. 절삭 부재(2)는 항상 경질 금속으로 만들어진다. 자루(1)도 경질 금속으로 만들어질 수 있고 그러면 절삭 부재(2)와 일체로 형성될 수 있다. 대안적으로 그리고 바람직하게는, 상기 자루(1)는 강으로 만들어지고, 경질 금속으로 만들어지는 절삭 부재(2)에 납땜으로 연결된다. 원통형의 둥근 노즈 버의 절삭 부재(2)는 원통형의 기본 형상을 갖는 본체(4) 및 자루(1)로부터 멀어지는 쪽을 향하는 헤드(5)를 가지며, 이 헤드는 대략 반구형으로 되어 있다. 본체(4)는 직경(D)을 갖는다.

상기 밀링 버는 회전 방향(6)으로 구동되어 절삭하도록 구성되어 있고, 그 회전 방향은 자루(1)에서 절삭 부재(2) 쪽으로 볼 때 시계 회전 방향에 상당한다.

원통형 본체(4)에는 n 개의 절삭이(8)가 제공되어 있는데, 이 절삭이는 제 1 비틀림 방향(7)으로 연장되어 있고 헤드(5)에서 회전 축선(3) 쪽으로 테이퍼져 있다. 이 예시적인 실시 형태에서, n = 12의 절삭이(8)가 나타나 있다. n 이 짝수인 것이 유리하다. 상기 제 1 비틀림 방향(7)은 회전 방향(6)으로 향해 있다. 절삭이(8)는 절삭날(9) 및 회전 방향(6)에 대하여 그 절삭날의 상류에, 즉 앞에 배치되어 있는 절삭면(10)을 갖는다. 여유면(11)이 회전 방향(6)에서 볼 때 절삭날(9)의 하류에, 즉 뒤에 형성되어 있다. 동일한 절삭이(8)에 형성되어 있는 각각의 절삭날(9)과 여유면(11) 사이에는, 회전 방향(6)의 폭(l)을 갖는 소위 패싯(facet; 12)이 형성되어 있다. 도 3 에서 볼 수 있는 바와 같이, 절삭면(10)은 회전 축선(3)을 통과하는 반경(13)과 절삭각(α)을 형성한다. 상기 여유면(11)은 절삭날(9)에 대한 접선(14)과 여유각(β)을 형성한다. 상기 패싯(12)은 상기 접선(14)과 패싯각(γ)을 형성한다. 제 1 비틀림 방향(7)으로, 절삭이(8)는, 각각의 절삭날(9)과 회전 축선(3)에 대한 평행선(15) 사이에 형성되는 제 1 비틀림각(δ1)으로 연장되어 있다.

절삭 부재(2)에는 제 2 비틀림 방향(16)으로 연장되어 있는 이(tooth) 분할부(17)의 열이 제공되어 있다. 실제 사용을 위해, 그 이 분할부(17)의 열의 수(m)는 m = n/2, 즉 m = 6 이다.

상기 제 2 비틀림 방향(16)은 제 1 비틀림 방향(7)의 반대로, 다시 말해 회전 방향(6)의 반대로 연장되어 있고, 상기 평행선(15)과 비틀림각(δ2)을 형성한다. 상기 이 분할부(17)는 대략 V-형의 단면을 가지며 절삭이(8)를 절삭이 부분(18)으로 분할한다. 자루(1)에서 보면, 각각의 잘삭이 부분(18)은, 동일한 절삭이(8)에 속하는 두 이 분할부(17) 사이에서 제 1 선두 단부(19) 및 제 2 후미 단부(20)를 갖는다.

도 2 및 3 으로 설명하는 바와 같이, 제 1 회전면(21) 및 제 2 회전면(22)(회전 축선(3)의 방향으로 서로 떨어져 인접해 있음)이 절삭 부재(2)의 원통형 본체(4)를 통과해 규정될 수 있다. 다음 설명에서, 절삭이(8)는 그의 각각의 수 n = 12 에 대응하여 8a, 8b,..., 8l(도 3 에만 나타나 있음)로 표시된다. 위에서 설명한 도 3 의 설계로 인해, 각 경우 상기 절단면에 나타나 있는 상기 이 분할부(17) 때문에, 절삭이(8b, 8d, 8f, 8h, 8k)는 도 3 에서는 즉시 확인할 수 없다. 그러나, 상기 이 분할부(17)는 위에서 언급한 대응하는 절삭이(8...)에 형성된다. 이는 기준선들이 상기 이 분할부(17)의 근처까지만 연장되어 있다는 사실로 더 설명된다.

제 1 회전면(21)은 각 경우 제 1 절삭이(8a) 및 각 경우 다음 절삭이의 다음에 있는 절삭이(8), 다시 말해 제 3, 제 5, ..., 제 11 절삭이(8c, 8e,... 8k)의 절삭이 부분(18)의 제 1 단부(19)를 통과한다. 제 2 회전면(22)은 각 경우 제 2, 제 4, ..., 제 12 절삭이(8b, 8d,...8l)의 절삭이 부분(18)의 제 2 단부(20)를 통과한다. 두 회전면(21, 22) 사이에는 이 분할부(17)가 있으며, 그 이 분할부는 각 경우 제 2, 제 4 절삭이(8b, 8d,..., 8l)에서 제 1, 제 3,..., 제 11 절삭이(8a, 8c,...,8k)에 있는 절삭이 부분(18)들 사이에 배치된다. 도 3 에서 볼 수 있는 바와 같이, 관련된 제 2, 제 4,..., 제 12 절삭이(8b, 8d,..., 8l)는, V-형 노치가 제공되어 있는 상기 이 분할부(17)에 의해 반경 방향 안쪽으로 들어가 있다. 절삭이(8)는 각 경우 ε의 등 각도 간격으로 배치되어 있다. 상기 이 분할부(17)도 각 경우 2ε의 등 각도 간격으로 배치되어 있다.

도 4 에서 볼 수 있는 바와 같이, 밀링 버가 가변적인 각도로 작업물에 사용될 때 작업물(23)이 받는 절삭 개입 및 절삭 관계는 항상 동일하다. 두 회전면(21, 22)과 하류 회전면(21, 22)(도 2 에만 나타나 있는 바와 같이, 각 경우 등 간격(c)으로 배치됨) 사이에서, 회전 방향(6)에서 볼 때 하나 건너 있는 절삭이(18)만 특정 시점에서 절삭 개입하게 된다.

물론, 전술한 설명은, 대략 반구형 헤드(5)를 갖지 않고 DIN 8032/3(ISO 7755/2)에 따라 표준화된 바와 같은 평평한 전방면을 갖는 다는 점에서 전술한 원통형의 둥근 노즈 버와 다른 원통형 밀링 버에도 적용된다.

다음의 표에는, 직경 D = 12 mm 을 갖는 본 발명에 따른 밀링 버의 일 예시적인 실시 형태의 데이타가 포함되어 있다.

절삭이(8)의 수	12
이 분할부(17)의 열의 수(m)	6
제 1 비틀림각(δ1)	28°∼ 32°
제 2 비틀림각(δ2)	28°∼ 32°
절삭각(α)	-7°∼ -13°
여유각(β)	35°∼ 41°
패싯 각(γ)	12°∼ 14°
패싯 폭(l)	0.7 mm

Claims

회전 축선(3) 둘레의 주어진 회전 방향(6)에서 휴대용 기계에 사용되는 밀링 버(milling burr)로서, 이 밀링 버는,
자루(shank; 1);
상기 자루(1)에 견고하게 연결되는 절삭 부재(2);
절삭날(9), 절삭면(10)과 여유면(11); 및
절삭이(8)에서 상기 절삭날(9)과 여유면(11) 사이에 형성되는 패싯(facet)을 포함하며,
상기 절삭 부재(2)는,
제 1 비틀림 방향(7)으로 연장되어 있는 n 개의 제 1, 2, 3 절삭이(8a, 8b, 8c,...), 및
상기 제 1 비틀림 방향(7)과는 반대인 제 2 비틀림 방향(16)으로 연장되어 있는 제 1, 2, 3,... 열의 이(tooth) 분할부(17)를 가지며,
상기 이 분할부(17) 각각은 상기 회전 축선(3)의 방향으로 동일한 길이(b)를 가지며 또한 상기 제 1, 2, 3,...절삭이(8a, 8b, 8c,...)에 형성되어 있고,
상기 이 분할부(17)는 상기 제 1, 2, 3,...절삭이(8a, 8b, 8c,...)를 절삭이 부분(18)들로 분할하고, 이들 절삭이 부분은 각 경우 제 1 단부(19)와 제 2 단부(20)를 가지며 또한 각 경우 상기 회전 축선(3)의 방향으로 동일한 길이(a)를 가지며,
상기 절삭이(8a ∼ 8l) 및 이 분할부(17)의 열 각각은 상기 절삭 부재(2)의 외주를 가로질러 등 각도 간격으로 배치되며,
상기 절삭날, 절삭면 및 여유면은 각 경우 상기 제 1, 2, 3,...절삭이(8a, 8b, 8c,...)에 형성되어 있으며,
상기 절삭면(10)은 상기 회전 방향(6)에 대하여 절삭날(9)의 상류에 배치되며, 상기 여유면(11)은 상기 회전 방향(6)에 대하여 절삭날(9)의 하류에 배치되어 있는 상기 밀링 버에 있어서,
상기 절삭 부재(2)는 경질 금속으로 형성되어 있고,
상기 패싯(12)은 절삭이(8)에서 상기 절삭날(9)과 여유면(11) 사이에 형성되어 있으며,
제 1 절삭이(8a)의 절삭이 부분(18)의 상기 제 1 단부(19)와 제 2 단부(20) 중의 하나로 규정되는 2개의 제 1 및 2 회전면(21, 22)은, 제 3, 5,...절삭이(8c, 8e,...)의, 상기 회전 방향에서 볼 때 각 경우 다음 절삭이 부분(18)의 다음에 있는 각 절삭이 부분(18)의 길이(a)의 적어도 90%를 수용하며,
각 경우 상기 회전 방향(6)에서 볼 때 제 2, 4,...절삭이(8b, 8d,...)에 형성되어 있는 상기 이 분할부(17)의 길이(b)의 적어도 90%가 상기 제 1 회전면(21)과 제 2 회전면(22) 사이에 수용되는 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항에 있어서, 상기 회전 방향(6)에서 볼 때 서로 앞뒤에 배치되는 상기 제 3, 5,...절삭이(8c, 8e,...)의 절삭이 부분(18)의 길이의 95%가 상기 제 1 회전면(21)과 제 2 회전면(22) 사이에 수용되는 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2, 4,...절삭이(8b, 8d,...)에 형성되어 있고 상기 회전 방향(6)에서 볼 때 서로 앞뒤에 배치되는 상기 이 분할부(17)의 길이(b)의 95%가 상기 제 1 회전면(21)과 제 2 회전면(22) 사이에 수용되는 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 회전 방향(6)에서 볼 때 서로 앞뒤에 배치되는 상기 제 3, 5,...절삭이(8c, 8e,...)의 절삭이 부분(18)의 길이(a)의 100%가 상기 제 1 회전면(21)과 제 2 회전면(22) 사이에 수용되는 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 4 항에 있어서, 상기 제 2, 4,...절삭이(8b, 8d,...)에 형성되어 있고 상기 회전 방향(6)에서 볼 때 서로 앞뒤에 배치되는 상기 이 분할부(17)의 길이(b)의 100%가 상기 제 1 회전면(21)과 제 2 회전면(22) 사이에 수용되는 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 5 항에 있어서, 짝수 개의 절삭이(8a ∼ 8f)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 6 항에 있어서, 상기 이 분할부(17)의 열들이 짝수 개(m)로 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 7 항에 있어서, 상기 절삭 부재(2)는 원통형 본체(4)를 갖는 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 8 항에 있어서, 상기 절삭이(8) 및 상기 이 분할부(17)의 열은, 상기 회전 축선(3)의 방향에서 볼 때 각 경우 제 2 회전면(22) 다음에는 제 1 회전면(21)이 있으며 또한 그 반대도 가능하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 9 항에 있어서, 상기 절삭면(10)의 절삭각(α)은 -7°≥ α ≥ -13°인 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 10 항에 있어서, 상기 여유면(11)의 여유각(β)은 35°≤ β ≤ 41°인 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 11 항에 있어서, 상기 패싯(12)의 패싯 각(γ)은 12°≤ γ ≤ 14°인 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 12 항에 있어서, 상기 절삭이(8)의 수(n)는 n = 12 인 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 13 항에 있어서, 상기 이 분할부(17)의 열의 수(m)은 m = n/2 = 6 인 것을 특징으로 하는 밀링 버.
제 1 항 내지 제 14 항에 있어서, 제 1 비틀림각(δ1)과 제 2 비틀림각(δ2)은 28°≤ δ1=δ2≤ 32°인 것을 특징으로 하는 밀링 버.