KR20160020886A - Cutting head, holder and rotating tool including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 절삭 가공에 사용되는 부품, 특히 절삭 헤드와 홀더와 같은 절삭 가공용 부품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 절삭 가공용 부품을 가지는 회전 공구에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a component used for cutting, particularly a component for cutting such as a cutting head and a holder. The present invention also relates to a rotary tool having such a cutting-use part.
밀링 공구와 같은 회전 공구는 회전하면서 피삭재를 절삭 가공한다. 이러한 회전 공구에 있어서, 직경이 비교적 큰 회전 공구는 공구 본체인 홀더의 외주에 피삭재를 절삭하기 위한 절삭 인서트가 장착되는 구조를 가진다. 하지만, 직경이 비교적 작은 회전 공구는 홀더의 외주가 협소하므로 절삭 인서트가 장착되는 구조를 가질 수 없다. 이 때문에, 종래에는 홀더의 선단에 피삭재를 절삭하기 위한 구성으로서, 이른바 절삭 헤드가 일체형으로 이루어진 회전 공구가 개발되어 사용되었다.A rotating tool, such as a milling tool, cuts the workpiece while rotating. In such a rotary tool, a rotary tool having a relatively large diameter has a structure in which a cutting insert for cutting a workpiece is mounted on an outer periphery of a holder which is a tool body. However, the rotary tool having a relatively small diameter can not have a structure in which the cutting insert is mounted because the outer periphery of the holder is narrow. Therefore, conventionally, a rotary tool having a so-called integrated cutting head has been developed and used as a structure for cutting the workpiece at the tip of the holder.
그러나, 홀더에 절삭 헤드가 일체형으로 이루어진 회전 공구는, 홀더와 절삭 헤드를 동일한 소재를 사용해서 일체로 제작해야 하는 공정 때문에 생산성이 낮고, 제품 단가도 높다. 또한, 절삭 헤드가 마모되어 공구 수명이 다한 경우에는 회전 공구 전체를 처분해야 하기 때문에 비용면에서 효율적인 사용이 어렵다.However, the rotary tool in which the cutting head is integrally formed in the holder has a low productivity and a high product cost because of the process of integrally manufacturing the holder and the cutting head by using the same material. In addition, when the cutting head is worn out to expire the tool life, it is necessary to dispose of the entire rotary tool, which makes it difficult to use it in a cost-effective manner.
이와 같은 문제점 때문에, 홀더의 선단에 절삭 헤드가 교체가능하게 장착될 수 있는 회전 공구(이하, 간단히 '절삭 헤드 교체형의 회전 공구'라고도 한다)가 제안되고 있으며, 그 일 예가 미국 등록특허공보 제7150590호에 개시되어 있다.For this reason, a rotary tool (hereinafter simply referred to as a " cutting head replacement type rotary tool ") in which a cutting head can be replaceably mounted at the tip of a holder has been proposed, 7150590.
절삭 헤드 교체형의 회전 공구에 있어서, 홀더와 절삭 헤드의 장착에 따른 접촉 부분에는 피삭재의 절삭 시에 작용하는 절삭력에 대응하여 저항력, 즉 응력이 생긴다. 이러한 응력은 구조적으로 취약한 홀더와 절삭 헤드의 접촉 부분의 변형이나 파손을 유발할 수 있다. 따라서, 절삭력에 의한 응력을 효과적으로 흡수하여 감소시킬 수 있는 홀더와 절삭 헤드의 접촉 구조가 회전 공구의 설계 요인으로서 고려될 수 있다.In the rotary tool of the cutting head interchangeable type, a resistance force, that is, a stress is generated in the contact portion due to the mounting of the holder and the cutting head, corresponding to the cutting force acting upon cutting of the workpiece. Such stresses may cause deformation or breakage of the contact portion of the structurally weak holder and the cutting head. Therefore, the contact structure of the holder and the cutting head, which can effectively absorb and reduce the stress due to the cutting force, can be considered as a design factor of the rotary tool.
상기 미국 등록특허공보 제7150590호에 따른 회전 공구에 있어서, 홀더는 선단면에 방사형으로 함몰되는 복수의 그루브(groove)를 가지며, 절삭 헤드는 홀더의 선단면에 맞대어지는 후단면에 복수의 그루브에 대응하여 방사형으로 돌출되는 복수의 리브(rib)를 가진다. 그러나, 그루브의 외측 코너부에서 리브의 외측 코너부가 접촉되도록 절삭 헤드가 홀더에 장착되기 때문에 절삭력에 의한 응력이 구조적으로 취약한 절삭 헤드와 홀더의 접촉 부분에 생기게 된다. 그루브의 외측 코너부는 홀더의 선단면에서 반경방향으로 더 이상 연장하지 못하고 홀더의 측면과 각지게 접하고, 리브의 외측 코너부는 절삭 헤드의 후단면에서 반경방향으로 더 이상 연장하지 못하고 절삭 헤드의 측면과 각지게 접하고 있어서, 절삭력에 의한 응력이 집중될 수 있으며, 그 응력을 주변으로 분산시켜 흡수하기 어렵다. 따라서, 홀더와 절삭 헤드는 접촉이 이루어지는 그루브의 외측 코너부와 리브의 외측 코너부가 피삭재의 절삭 도중에 예기치 않게 변형되거나 파손될 수 있어서, 회전 공구의 안정성을 확보하기 어렵다.In the rotary tool according to the above-mentioned U.S. Patent No. 7150590, the holder has a plurality of grooves radially recessed in the distal end surface, and the cutting head has a plurality of grooves And a plurality of ribs protruding radially correspondingly. However, since the cutting head is mounted on the holder so that the outer corner of the rib is in contact with the outer corner of the groove, the stress due to the cutting force is generated at the contact portion between the cutting head and the holder which is structurally weak. The outer corner portion of the groove can not extend further in the radial direction from the tip end surface of the holder and abuts against the side surface of the holder and the outer corner portion of the rib can not extend further in the radial direction from the rear end surface of the cutting head, So that the stress due to the cutting force can be concentrated, and it is difficult to disperse and absorb the stress to the periphery. Therefore, the holder and the cutting head can be unexpectedly deformed or broken during the cutting of the workpiece, so that it is difficult to secure the stability of the rotary tool, because the outer corner portion of the groove and the outer corner portion of the rib are in contact with each other.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피삭재의 절삭 가공 시 절삭력에 의한 응력을 효과적으로 흡수할 수 있는 절삭 가공용 부품, 특히 절삭 헤드와 홀더를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a cutting tool, particularly a cutting head and a holder, capable of effectively absorbing stress due to a cutting force during cutting of a workpiece.
또한, 본 발명은 이러한 절삭 헤드와 홀더를 구비하는 회전 공구를 제공한다.The present invention also provides a rotary tool having such a cutting head and a holder.
본 발명의 일 형태에 따르면 홀더가 제공된다. 예시적 실시예에 따른 홀더는 샤프트 형상을 갖는 홀더로서, 선단면에 형성되는 나사체결구멍과, 상기 선단면에서 상기 나사체결구멍을 중심으로 방사형으로 함몰되고 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 복수의 홈부를 포함한다. 상기 홈부는 상기 선단면에 대해 경사진 한 쌍의 홈 측벽을 가지며, 상기 한 쌍의 홈 측벽 각각은 전장의 중간으로부터 상기 선단면의 내측 반경방향으로 연장하는 부분에 상기 한 쌍의 홈 측벽 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해 바깥쪽으로 꺾이는 굴절부를 가진다.According to one aspect of the present invention, a holder is provided. A holder according to an exemplary embodiment is a holder having a shaft shape and includes a screw fastening hole formed in a tip end surface and a plurality of grooves radially recessed from the screw fastening hole in the distal end surface and becoming narrower toward the outer radial direction . Wherein the groove portion has a pair of groove side walls inclined with respect to the front end face, and each of the pair of groove side walls has a portion extending in the inner radial direction of the front end face from the middle of the electric field, And has a refracting portion bent outward with respect to a reference line in the radial direction.
본 발명의 다른 형태에 따르면 절삭 헤드가 제공된다. 예시적 실시예에 따른 절삭 헤드는 홀더의 선단에 교체가능하게 장착되는 절삭 헤드로서, 전단면과 후단면을 관통하여 형성되는 나사수용구멍과, 상기 홀더에 맞대어지는 상기 후단면에서 상기 나사수용구멍을 중심으로 방사형으로 돌출하고 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 복수의 돌기부를 포함한다. 상기 돌기부는 상기 후단면에 대해 경사진 한 쌍의 돌기 측면을 가지며, 상기 한 쌍의 돌기 측면 각각은 전장의 중간으로부터 상기 후단면의 내측 반경방향으로 연장하는 부분에 상기 한 쌍의 돌기 측면 사이의 반경방향으로의 기준선에 바깥쪽으로 꺾이는 굴절부를 가진다.According to another aspect of the present invention, a cutting head is provided. A cutting head according to an exemplary embodiment is a cutting head that is replaceably mounted at the tip of a holder. The cutting head includes a screw receiving hole formed through a front end surface and a rear end surface, And a plurality of protrusions protruding radially from the center of the protrusion and becoming narrower toward the outer radial direction. Wherein the protruding portion has a pair of protruding side surfaces inclined with respect to the rear end surface, and each of the pair of protruding side surfaces has a protruding portion protruding in a radial direction of the rear end surface from the middle of the total length, And has a refracting portion bent toward the outside in the radial direction.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면 전술한 홀더 또는 절삭 헤드를 구비하는 회전 공구가 제공된다. 예시적 실시예에 따른 회전 공구는 선단면에 형성되는 나사체결구멍과, 상기 선단면에서 상기 나사체결구멍을 중심으로 방사형으로 함몰되고 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 복수의 홈부를 가지는 홀더와, 전단면과 후단면을 관통하여 형성되는 나사수용구멍과, 상기 홀더의 상기 선단면에 맞대어지는 상기 후단면에 상기 복수의 홈부에 수용되도록 상기 나사수용구멍을 중심으로 방사형으로 돌출하고 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 복수의 돌기부를 가지는 절삭 헤드와, 상기 절삭 헤드의 상기 나사수용구멍에 삽입되고 상기 홀더의 상기 나사체결구멍에 결합되는 나사를 포함한다. 상기 홈부는 상기 선단면에 대해 경사진 한 쌍의 홈 측벽을 갖고, 상기 돌기부는 상기 후단면에 대해 경사진 한 쌍의 돌기 측면을 가지며, 상기 홈 측벽과 상기 돌기 측면 중 어느 하나는 전장의 중간으로부터 내측 반경방향으로 연장하는 부분에 반경방향으로의 기준선에 대해 꺾이는 굴절부를 갖고, 상기 홀더에 상기 절삭 헤드가 장착될 때 상기 굴절부로부터 외측 반경방향으로 연장하는 상기 홈 측벽과 상기 돌기 측면 사이에 여유각을 가진다.According to another aspect of the present invention, there is provided a rotary tool having the above-described holder or cutting head. A rotary tool according to an exemplary embodiment includes a holder having a threaded fastening hole formed in a distal end surface thereof, a holder having a plurality of groove portions radially recessed from the threaded fastening hole in the distal end surface and becoming narrower toward the outer radial direction, A screw receiving hole formed so as to penetrate the end face and the rear end face of the holder, and a rear end face that abuts on the distal end face of the holder, radially protruding about the screw receiving hole so as to be accommodated in the plurality of groove portions, A cutting head having a plurality of projecting portions that are narrowed and a screw inserted into the screw receiving hole of the cutting head and engaged with the screwing hole of the holder. Wherein the groove portion has a pair of groove side walls inclined with respect to the front end face, the projection portion has a pair of projection side faces inclined with respect to the rear end face, and one of the groove side wall and the projection side is in the middle of the electric field And a radially extending portion which extends in the inner radial direction from the outer side in the radial direction and has a refracting portion which is bent with respect to a reference line in the radial direction, It has an allowance angle.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 여유각은 0.2°이상 2.0°이하의 범위이다. 또한, 바람직하게는, 상기 여유각은 0.5°이상 1.5°이하의 범위이다.In one embodiment of the present invention, the margin angle is in the range of 0.2 DEG to 2.0 DEG. Preferably, the allowable angle is in the range of 0.5 DEG to 1.5 DEG.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 홈 측벽의 상기 선단면의 법선에 대해 경사진 각도는 상기 돌기 측면의 상기 후단면의 법선에 대해 경사진 각도보다 작다.In one embodiment of the present invention, an inclined angle of the groove sidewall with respect to a normal to the front end face is smaller than an inclined angle with respect to a normal to the rear end face of the projection side.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 홈 측벽에 상기 굴절부가 구비되는 경우에, 상기 홈 측벽은 상기 굴절부를 기준으로 상기 선단면의 외측 반경방향으로 연장하는 외측벽과 상기 선단면의 내측 반경방향으로 연장하는 내측벽을 포함하고, 상기 한 쌍의 홈 측벽 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해 경사진 상기 외측벽의 각도는 상기 한 쌍의 돌기 측면 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해 경사진 상기 돌기 측면의 각도보다 작다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 홈 측벽 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해서 상기 외측벽의 경사진 각도는 상기 내측벽의 경사진 각도보다 작다.In one embodiment of the present invention, when the refracting portion is provided on the groove sidewall, the groove sidewall has an outer side wall extending in an outer radial direction of the distal end surface with respect to the refracting portion, Wherein an angle of the outer wall inclined relative to a radial baseline between the pair of groove sidewalls is greater than an angle of the outer side wall between the pair of groove sidewalls, . Further, in an embodiment of the present invention, the inclined angle of the outer side wall with respect to the radial direction reference line between the pair of groove side walls is smaller than the inclined angle of the inner side wall.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 돌기 측면에 상기 굴절부가 구비되는 경우에, 상기 돌기 측면은 상기 굴절부를 기준으로 상기 후단면의 외측 반경방향으로 연장하는 외측면과 상기 후단면의 내측 반경방향으로 연장하는 내측면을 포함하고, 상기 한 쌍의 돌기 측면 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해 경사진 상기 외측면의 각도는 상기 한 쌍의 홈 측벽 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해 경사진 상기 홈 측벽의 각도보다 크다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 돌기 측면 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해서 상기 외측면의 경사진 각도는 상기 내측면의 경사진 각도보다 크다.In one embodiment of the present invention, when the refractive portion is provided on the side surface of the projection, the side surface of the projection has an outer side extending in an outer radial direction of the rear end surface with respect to the refractive portion, Wherein an angle of the outer side surface inclined with respect to a radial direction reference line between the pair of side surfaces of the projection is larger than an angle of the outer side surface inclined with respect to a radial direction reference line between the pair of groove side walls Is greater than the angle of the groove sidewall. Further, in an embodiment of the present invention, the tilted angle of the outer side surface is larger than the tilted angle of the inner side surface with respect to the radial reference line between the side surfaces of the pair of projections.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절삭 헤드는 초경 합금으로 형성된다.In one embodiment of the present invention, the cutting head is formed of a cemented carbide.
본 발명에 따르면, 홀더의 선단에 절삭 헤드가 장착될 때 홀더와 절삭 헤드는 구조적으로 취약한 부분에서 접촉되지 않는다. 또한, 절삭 헤드는 장착 초기에는 극소부분에서 홀더에 점접촉되어 지지되고, 나사 조임 등 이어지는 장착 과정 내지 피삭재의 절삭 시에는 홀더에 면접촉되어 지지된다. 즉, 절삭력에 의한 응력이 절삭 헤드와 홀더의 구조적으로 취약한 접촉 부분에 생기는 것을 방지하며, 절삭력에 의한 응력을 접촉 부분에서 효과적으로 분산시켜 흡수할 수 있다. 따라서, 피삭재의 절삭 가공 도중에 홀더와 절삭 헤드가 예기치 않게 변형되거나 파손되는 것을 방지하여, 회전 공구의 안정성을 확보할 수 있다.According to the present invention, when the cutting head is mounted at the tip of the holder, the holder and the cutting head are not contacted at the structurally weak portion. In addition, the cutting head is held in point contact with the holder at a very small portion at the initial stage of mounting, and is held in contact with the holder in the subsequent mounting process such as screw tightening or cutting of the workpiece. That is, the stress due to the cutting force is prevented from occurring in the structurally weak contact portion between the cutting head and the holder, and the stress due to the cutting force can be effectively dispersed and absorbed at the contact portion. Therefore, it is possible to prevent the holder and the cutting head from being unexpectedly deformed or broken during the cutting process of the workpiece, thereby ensuring the stability of the rotary tool.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 공구를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 회전 공구를 선단측에서 본 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 회전 공구의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 A부분의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 공구에 있어서의 홀더의 선단부를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 홀더의 선단면을 도시한 평면도이다.
도 7은 도 5에 도시한 홀더의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 공구에 있어서의 절삭 헤드를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시한 절삭 헤드에 있어서의 장착부의 후단면을 도시한 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시한 Ⅹ-Ⅹ 선에 따른 절삭 헤드에 있어서의 장착부의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 공구에 있어서, 홀더와 절삭 헤드의 굴절부에 따른 접촉을 설명하기 위한 참고도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 공구에 있어서 절삭 헤드의 면접촉 가능한 홀더에서의 영역을 도시한 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명 따른 회전 공구에 있어서의 홀더와 절삭 헤드의 접촉 부분에 생기는 응력 분포를 개략적으로 보인 참고도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 공구에 있어서, 홀더와 절삭 헤드의 굴절부에 따른 접촉을 설명하기 위한 참고도이다.1 is a perspective view showing a rotary tool according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view of the rotary tool shown in Fig. 1 viewed from the tip end side. Fig.
3 is a cross-sectional view of a rotary tool according to the III-III line shown in Fig.
4 is an enlarged view of a portion A shown in Fig.
5 is a perspective view showing a tip of a holder in a rotary tool according to an embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing a front end surface of the holder shown in Fig.
7 is a side view of the holder shown in Fig.
8 is a perspective view showing a cutting head in a rotary tool according to an embodiment of the present invention.
Fig. 9 is a plan view showing a rear section of the mounting portion of the cutting head shown in Fig. 8; Fig.
10 is a sectional view of the mounting portion of the cutting head taken along the line X-X shown in Fig.
11 is a reference view for explaining the contact of the holder and the cutting head according to the refracting portion in the rotary tool according to the embodiment of the present invention.
Fig. 12 is a view showing a region in a holder in which a cutting head of the rotary tool according to an embodiment of the present invention is in contact with a surface. Fig.
13A and 13B are reference views schematically showing a stress distribution occurring at a contact portion between a holder and a cutting head in a rotary tool according to the present invention.
Fig. 14 is a reference view for explaining the contact of the holder and the cutting head according to the refracting portion in the rotary tool according to another embodiment of the present invention. Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 회전 공구의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일 또는 대응하는 요소 또는 부품을 지시한다.Hereinafter, embodiments of a rotary tool according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals designate like or corresponding elements or parts.
도 1 내지 도 14를 참조하여 회전 공구의 실시예를 설명한다. 실시예에 따른 회전 공구(1000)는 당해 분야에 있어서, '밀링 공구', 특히 '절삭 헤드 교체형의 밀링 공구' 등으로 참조될 수 있다.An embodiment of a rotary tool will be described with reference to Figs. The
도 1 및 도 3에서, 화살표(TD)는 회전 공구(1000)의 선단측을 향하는 방향을 가리키고, 화살표(BD)는 회전 공구(1000)의 후단측을 향하는 방향을 가리킨다. 회전 공구(1000)는 선단부가 아래쪽을 향하도록 후단부가 밀링 머신 등의 공작 기계에 부착될 수 있다. 이러한 회전 공구(1000)는 공작 기계에 의해 회전하면서 선단부의 아래쪽에 놓이는 피삭재를 절삭 가공, 예컨대 측면 가공, 홈 가공, 나사 가공, 언더컷 가공 등을 하는데 사용될 수 있다. 1 and 3, the arrow TD indicates the direction toward the front end side of the
도 1 및 도 2를 참조하면, 회전 공구(1000)는 홀더(100), 절삭 헤드(200) 및 나사(300)를 포함한다. 절삭 헤드(200)는 홀더(100)의 선단에 교체가능하게 장착되며, 이때 나사(300)에 의해 홀더(100)에 고정되거나 분리된다. 실시예에서는, 절삭 헤드(200)를 홀더(100)에 고정시키는 수단으로서 나사(300)를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고 L자형 레버 등을 채용할 수도 있다.Referring to Figures 1 and 2, a
회전 공구(1000)는 회전축(RA)을 중심으로 회전하는데, 회전축(RA)은 홀더(100)와 절삭 헤드(200)의 길이방향과 교차하는 방향으로의 단면의 중심(C)을 지난다. 이러한 회전 공구(1000)에 있어서, 홀더(100)는 회전축(RA) 방향(간단히, '축방향'이라고도 한다)으로 연장하는 샤프트 형상을 가진다. 홀더(100)는 몸체부(110)와 수용부(120)로 이루어진다. 홀더(100)는 몸체부(110)의 선단측에 구비되는 수용부(120)를 통해 절삭 헤드(200)를 장착한다. 또한, 홀더(100)는 몸체부(110)를 통해 공작 기계에 부착되고, 공작 기계로부터 회전력을 전달받는다. 몸체부(110)에 구비되는 홀더(100)의 후단면(102)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 공작 기계에의 부착 등을 위한 홈(103)이 형성될 수 있다.The
몸체부(110)는 자루부(111)와 목부(112)를 포함한다. 자루부(111)는 원형 단면을 가지며, 원형 단면의 직경이 길이방향으로 일정한 바 형상을 가진다. 목부(112)는 원형 단면을 갖지만, 선단측 방향(TD)으로 갈수록 원형 단면의 직경이 작아지는 형상을 가진다. 자루부(111)로부터 가늘어지는 목부(112)는 단면의 직경이 다른 자루부(111)와 수용부(120)를 단차없이 연결한다. 수용부(120)에 구비되는 홀더(100)의 선단면(101)에는 나사체결구멍(130)이 형성된다. 나사체결구멍(130)은 선단면(101)의 중앙에서 축방향으로 또는 대략 축방향과 평행하게, 수용부(120)의 내부에서 연장한다. 또한, 선단면(101)에는 절삭 헤드(200)의 장착을 위하여 오목하게 함몰되는 복수의 홈부(140)가 형성된다.The
절삭 헤드(200)에는 전단면(201)과 후단면(202)을 관통하도록 나사수용구멍(230)이 형성된다. 또한, 홀더(100)의 선단면(101)에 맞대어지는 절삭 헤드(200)의 후단면(202)에는 복수의 홈부(140)에 대응하는 복수의 돌기부(240)가 돌출된다. 이러한 절삭 헤드(200)는 선단측의 둘레에서 회전축(RA)을 중심으로 등각도를 이루도록 배치되고 외측 반경방향으로 돌출하는 복수의 절삭날(221)을 가진다. 절삭날(221)의 회전 궤적의 직경(D1)은 홀더(100)의 최대 단면의 직경(D2)보다 작을 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 절삭 헤드(200)는 피삭재의 T홈 가공, 나사 가공, 엔드밀 가공 등에 맞춰 다양한 형상, 크기의 절삭날을 가질 수 있다.The cutting
실시예에서, 절삭 헤드(200)는 경도가 대단히 높고, 내마모성이 우수하여 금속 재질의 피삭재도 용이하게 절삭할 수 있는 초경 합금(hard metal)으로 형성된다. 초경 합금은, 소재 특성상 인장력에는 약하지만 압축력에는 강한 특징이 있다. 따라서, 초경 합금으로 형성된 절삭 헤드(200)가 압축력을 가능한 많이 받는 구조, 즉 인장력을 가능한 적게 받는 구조로 홀더(100)에 장착되는 것이 유리하다.In an embodiment, the cutting
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 절삭 헤드(200)는 나사수용구멍(230) 내에 나사(300)의 헤드부(310)가 걸릴 수 있는 경사면(231)을 가진다. 또한, 홀더(100)는 나사체결구멍(130) 내에, 나사수용구멍(230)을 통해 나사체결구멍(130)으로 삽입된 나사(300)가 회전하면서 나사결합되는 나사홈이 형성된 나사결합면(131)을 가진다.3 and 4, the cutting
나사(300)가 조여짐에 따라 절삭 헤드(200)가 홀더(100)의 선단에 고정되면, 나사(300)와 접촉하는 절삭 헤드(200)의 경사면(231)에는 체결력(P)이 발생한다. 체결력(P)은 경사면(231)의 법선 방향으로 절삭 헤드(200)의 내부로 가해지며, 축방향으로의 힘(Pa)과 축방향과 교차하는 반경방향으로의 힘(Pr)으로 작용한다. 체결력(P) 중에서, 축방향으로의 힘(Pa)은 절삭 헤드(200)를 홀더(100) 쪽으로 누르는 압축력으로 작용하고, 반경방향으로의 힘(Pr)은 절삭 헤드(200)를 반경방향으로 잡아당기는 또는 미는 인장력으로 작용한다. 홀더(100)에 절삭 헤드(200)가 장착될 때, 홀더(100)가 절삭 헤드(200)에 가해진 축방향으로의 힘(Pa)을 지지하고, 반경방향으로의 힘(Pr)은 억제할 수 있도록, 절삭 헤드(200)의 후단면(202)에는 경사 장착면(S1)이 돌출 형성되고, 홀더(100)의 선단면(101)에는 이와 접촉하는 경사 체결면(S2)이 함몰 형성된다. 또한, 경사 장착면(S1)과 경사 체결면(S2)은 축방향뿐만 아니라 반경방향으로도 경사지게 형성되어 있어서 절삭 헤드(200)에 발생하는 인장력을 최소화시킬 수 있다. 홀더(100)의 경사 체결면(S2)은 홀더(100)의 선단면(101)에 형성되는 홈부(140)에 구비되며, 절삭 헤드(200)의 경사 장착면(S1)은 절삭 헤드(200)의 후단면(202)에 형성되는 돌기부(240)에 구비된다.When the cutting
도 5 내지 도 7을 참조하면, 홀더(100)는 선단면(101)의 중앙에 나사체결구멍(130)을 가지며, 나사체결구멍(130)을 중심으로 방사형으로 함몰되는 복수의 홈부(140)를 가진다. 각 홈부(140)는 나사체결구멍(130)으로부터 외측 반경방향으로 연장하고, 수용부(120)의 측면(121)에서 개방된다.5 to 7, the
홈부(140)는 축방향으로 함몰된 부분이 좁아지는 형상을 가지며, 이러한 홈부(140)는 홀더(100)의 선단면(101)에 대해 경사진 한 쌍의 홈 측벽(150)을 가진다. 한 쌍의 홈 측벽(150)은 이들 사이의 가운데를 지나는 반경방향으로의 기준선(SL1)(도 6 참조)에 대해 대칭적으로 마주한다. 또한, 한 쌍의 홈 측벽(150) 사이의 간격(L1)은 나사체결구멍(130)으로부터 외측 반경방향으로 갈수록 작아진다. 즉, 홈부(140)는 외측 반경방향으로 갈수록 좁아진다.The
또한, 홈부(140)는 한 쌍의 홈 측벽(150) 사이를 연결하는 복수의 바닥벽(153 내지 155)를 가진다. 실시예에서는, 마주하는 한 쌍의 홈 측벽(150)이 평면 형상인 복수의 바닥벽(153 내지 155)으로 연결되지만, 곡면 형상을 갖는 하나 또는 복수의 바닥벽으로도 연결될 수 있다.The
반경방향으로 테이퍼진 홈부(140)에서, 홈 측벽(150)은 반경방향으로 연장하면서, 연장하는 방향이 바뀌는 굴절부(RP)를 가진다. 굴절부(RP)는 홈부(140)의 양측 코너부 사이의 내측부, 구체적으로 홈 측벽(150)의 전장의 중간으로부터 선단면(101)의 내측 반경방향으로 연장하는 부분에 형성된다. 홈 측벽(150)은, 한 쌍의 홈 측벽(150) 사이의 가운데를 지나는 반경방향으로의 기준선(SL1)에 대해 굴절부(RP)에서 바깥쪽으로 꺾인다.In the radially tapered
홈 측벽(150)은 굴절부(RP)를 기준으로 외측 반경방향으로 연장하는 외측벽(151)과 내측 반경방향으로 연장하는 내측벽(152)으로 구분된다. 홈부(140)가 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 형상을 가지므로, 한 쌍의 내측벽(152) 사이의 간격과 한 쌍의 외측벽(151) 사이의 간격은 모두 외측 반경방향으로 갈수록 작아진다. 또한, 홈부(140)는 내측벽(152)이 외측벽(151)으로부터 바깥쪽으로 꺾이도록 형성되어 굴절부(RP)를 경계로 하여 내측 반경방향으로 확장되는 공간을 가진다.The
도 6에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 외측벽(151) 사이의 가운데를 지나는 반경방향으로의 기준선(SL1)은 홀더(100)의 선단면(101)의 중심(C)을 지난다. 이러한 기준선(SL1)에 대해서 경사진 외측벽(151)의 각도(α1)는, 동일한 기준선(SL1)에 대해 경사진 내측벽(152)의 각도(α2)보다 작다. 실시예에서, 기준선(SL1)에 대해 경사진 외측벽(151)의 각도(α1)는 6.5°이다. 하지만, 수용부(120)의 직경, 수용부(120)에 형성되는 홈부(140)의 개수와 크기 등에 따라서 외측벽(151)의 각도(α1)는 변경될 수 있으며, 이보다 큰 내측벽(152)의 각도(α2)도 변경될 수 있다.The reference line SL1 in the radial direction passing through the center between the pair of
또한, 도 7을 참조하면, 실시예에서 홀더(100)의 회전축(RA)과 평행한 선단면(101)의 법선(N1)에 대해 경사진 외측벽(151)의 각도(β1)는 30°이다. 하지만, 외측벽(151)의 각도(β1)는 홀더(100)에서의 수용부(120)의 직경, 수용부(120)에 구비되는 홈부(140)의 개수와 크기 등에 따라서 변경될 수 있다. 홀더(100)에서의 선단면(101)의 법선(N1)에 대해 경사진 외측벽(151)의 각도(β1)는 후술하는 절삭 헤드(200)에서의 후단면(202)의 법선(N2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 각도(δ)(도 10 참조)와 다르다. 이에 따라, 홀더(100)에 절삭 헤드(200)가 장착될 때, 홀더(100)에 형성되는 홈 측벽(150)에 절삭 헤드(200)에 형성되는 돌기 측면(250)이 바로 면접촉되지 않고, 홈 측벽(150)에 형성되는 굴절부(RP)에서 접촉(점접촉)이 개시될 수 있다. 홀더(100)에 형성된 홈부(140)의 홈 측벽(150)에서, 외측벽(151)은 전술한 경사 체결면(S2)의 역할을 하며, 내측벽(152)은 절삭 헤드(200)와의 접촉을 방지하는 리세스 공간을 확보하는 역할을 한다.7, the angle? 1 of the inclined
홀더(100)에 있어서, 선단면(101)의 가장자리와, 선단면(101)에 연결되는 홈부(140)의 가장자리는 경사진 형상으로 이루어져 있어 절삭 헤드(200)의 장착을 용이하게 유도할 수 있다. 홀더(100)는 몸체부(110)와 수용부(120)가 동일한 금속 재료로 형성되거나 또는 다른 금속 재료로 형성될 수 있다. 이때, 금속 재료로는 탄소강, 텅스텐과 크롬 등의 합금된 고속도강, 탄화텅스텐을 포함하는 초경 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 몸체부(110)와 수용부(120)는 일체로 형성될 수 있다.The edge of the
도 8 내지 도 10을 참조하면, 실시예에 따른 절삭 헤드(200)는 몸체의 중심에서 방사형으로 복수의 절삭날(221)이 돌출하는 절삭 기능부(220)와, 절삭 기능부(220)의 일면에서 돌출하는 장착부(210)를 포함한다. 절삭 헤드(200)는 장착부(210)가 수용부(120)에 맞대어지도록 홀더(100)에 장착된다. 절삭 기능부(220)는 디스크 형상(플레이트 형상)으로 이루어지고, 장착부(210)는 절삭 기능부(220)의 일면 중앙에서 돌출되고 원형 단면을 갖는 바 형상으로 이루어질 수 있다. 절삭 기능부(220)는 일체로 형성되는 절삭날(221)을 가질 수 있으며, 교체가능하게 장착되는 절삭날을 가질 수도 있다. 또한, 절삭 기능부(220)와 장착부(210)는 일체로 형성될 수 있으며, 개별적으로 제작된 후 결합될 수도 있다.8 to 10, a cutting
절삭 헤드(200)를 축방향으로 관통하는 나사수용구멍(230)을 중심으로, 장착부(210)의 후단면(202)에는 방사형으로 복수의 돌기부(240)가 돌출된다. 실시예에서, 절삭 헤드(200)는 3개의 돌기부(240)를 갖지만, 홀더(100)에 형성되는 복수의 홈부(140)에 맞춰 다양한 개수의 돌기부를 가질 수 있다.A plurality of
돌기부(240)는, 절삭 헤드(200)의 후단면(202)으로부터 이격된 돌기면(242)과, 돌기면(242)의 양측에 구비되어 돌기면(242)과 후단면(202)을 연결하는 한 쌍의 돌기 측면(250)을 포함한다. 돌기부(240)는 홀더(100)의 홈부(140)와 같이 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 형상을 가진다. 한 쌍의 돌기 측면(250)은 돌기면(242)의 양측에서 대칭적으로 경사진다. 돌기 측면(250)은 후단면(202)에 대해 경사지며, 한 쌍의 돌기 측면(250) 사이의 거리(L2)는 후단면(202)의 외측 반경방향으로 갈수록 작아진다. 또한, 돌기부(240)는, 홈부(140)의 오목한 형상에 대응하여, 후단면(202)에서 돌기면(242)으로 갈수록 좁아지는 형상을 가진다.The protruding
도 9를 참조하면, 한 쌍의 돌기 측면(250) 사이에서 절삭 헤드(200)의 후단면(202)의 중심(C)을 지나고 반경방향으로 연장하는 기준선(SL2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 각도(γ)는 앞서 설명한 홀더(100)에서의 기준선(SL1)에 대해 경사진 홈부(140)의 외측벽(151)의 각도(α1)보다 크다. 실시예에서, 상기 기준선(SL2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 각도(γ)는 7°이지만, 위의 조건(γ>α1)을 만족하는 것을 전제로 변경될 수 있다. 또한, 도 10을 참조하면, 절삭 헤드(200)에 있어서의 회전축(RA)과 평행한 후단면(202)의 법선(N2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 각도(δ)는 앞서 설명한 홀더(100)에서의 선단면(101)의 법선(N1)에 대해 경사진 홈부(140)의 외측벽(151)의 각도(β1)보다 크다. 실시예에서, 상기 법선(N2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 각도(δ)는 30.5°이지만, 이에 한정되지 않고 위의 조건(δ>β1)을 만족하는 것을 전제로 변경될 수 있다.Referring to Figure 9, between the pair of projecting
도 10에 도시한 바와 같이, 돌기부(240)의 절삭 헤드(200)의 후단면(202)으로부터 돌출된 높이(H)는, 홀더(100)의 홈부(140)에 대응하는 크기를 가진다. 즉, 돌기부(240)의 양측의 돌기 측면(250)이 홈부(140)에 형성된 외측벽(151)에 접촉되어 지지될 수 있는 크기를 가진다. 이때, 돌기부(240)의 돌기면(242)은 홈부(140)를 형성하는 바닥벽(153 내지 155)에 접촉되지 않는다. 따라서, 절삭 헤드(200)의 돌기부(240)가 돌기 측면(250)을 통해서만 홀더(100)의 홈부(140)에 접촉되는 구조를 갖기 때문에 홀더(100)와 절삭 헤드(200)를 제작하는데 있어서 공차 관리가 용이하다. 절삭 헤드(200)에 형성된 돌기부(240)의 한 쌍의 돌기 측면(250)은 전술한 경사 장착면(S1)의 역할을 한다.The height H protruding from the
홀더(100)에 형성된 홈부(140)와 절삭 헤드(200)에 형성된 돌기부(240)는 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 형상을 갖지만, 각각의 반경방향으로의 기준선(SL1, SL2)에 대해 경사진 각도가 서로 다르기 때문에 돌기부(240)의 돌기 측면(250)이 홈부(140)의 홈 측벽(150)의 전장에 걸쳐 접촉되지 않고, 홈 측벽(150)에 형성된 굴절부(RP)에서 접촉될 수 있다. 또한, 홈 측벽(150)과 돌기 측면(250) 사이의 벌어진 각도, 즉 여유각이 크지 않기 때문에 장착 초기에는 극소부분 접촉에서 점접촉되었던 홈 측벽(150)과 돌기 측면(250)이 나사 조임 등 이어지는 장착 과정 내지 피삭재의 절삭 도중에는 전장 또는 그 일부에 걸쳐 면접촉될 수 있다. 이와 관련하여 도 11을 참조하면, 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 홈 측벽(150)에 굴절부(RP)가 형성되지 않아 기준선(SL2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 각도(γ)와 기준선(SL1)에 대해 경사진 홈 측벽(150)의 각도(α)가 동일한 경우에는, 이론적으로는 돌기 측면(250)이 홈 측벽(150)의 전장에 걸쳐 면접촉된다(여유각(θ)이 없는 경우). 이는 이상적인 접촉이지만 실제에 있어서는 제작오차 등으로 구현이 불가능하며 일정한 품질이 확보되기 어렵다. 특히, 경우에 따라서는 구조적으로 취약한 부분 위주로 접촉이 발생될 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 홈 측벽(150)에 굴절부(RP)가 형성되지만 기준선(SL2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 각도(γ)와 기준선(SL1)에 대해 경사진 외측벽(151)의 각도(α1)가 동일한 경우에는, 돌기 측면(250)이 홈 측벽(150)의 외측벽(151)에서 면접촉된다. 또한, 도 11의 (c)에 도시한 바와 같이, 홈 측벽(150)에 굴절부(RP)가 형성되고 기준선(SL2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 각도(γ)와 기준선(SL1)에 대해 경사진 외측벽(151)과 내측벽(152)의 각도(α1, α2)가 다르지만, 홈 측벽(150)이 굴절부(RP)에서 크게 꺾인 경우에는, 돌기 측면(250)이 홈 측벽(150)의 굴절부(RP)에서만 점접촉되며, 장착 과정 내지 피삭재의 절삭 도중에도 돌기 측면(250)과 홈 측벽(150)이 면접촉되지 못한다(여유각(θ)이 큰 경우). 실시예에 따른 회전 공구(1000)에서는, 도 11의 (d)에 도시한 바와 같이, 기준선(SL2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 각도(γ)와 기준선(SL1)에 대해 경사진 홈 측벽(150)의 외측벽(151)과 내측벽(152)의 각도(α1, α2)가 다르고, 홈 측벽(150)이 굴절부(RP)에서 아주 작은 여유각(θ)을 갖도록 꺾인 경우에는, 절삭 헤드(200)의 홀더(100)에의 장착 초기에는 돌기 측면(250)이 홈 측벽(150)의 굴절부(RP)에서 점접촉되지만, 장착 과정 내지 피삭재의 절삭 도중에는 체결력 내지 절삭력을 받아 돌기 측면(250)과 홈 측벽(150)이 면접촉된다. 실시예에서, 여유각(θ)은 0.2°이상 2.0°이하의 범위를 가진다. 바람직하게는 0.5°이상 1.5°이하의 범위를 가진다. 여유각(θ)이 0.2°미만인 경우에는, 도 11의 (a)에서와 같이 피삭재를 절삭하기 전에 구조적으로 취약한 외측 코너부를 포함하는 외측벽(151) 전체가 돌기 측면(250)에 면접촉될 수 있다. 이 경우, 절삭 헤드(200)와 홀더(100)가 어디서부터 접촉이 시작되는지 일정하지 않아 회전 공구(1000)의 일정한 품질을 확보하기 어렵다. 또한, 여유각(θ)이 2.0°를 초과한 경우에는, 도 11의 (c)에서와 같이 장착 과정 내지 피삭재를 절삭하는 도중에 체결력 내지 절삭력을 받더라도 외측벽(151)이 돌기 측면(250)에 면접촉되지 못하여 안정적으로 지지되지 못한다.The
이와 같이, 홀더(100)에 형성되는 홈부(140) 및 절삭 헤드(200)에 형성되는 돌기부(240)가 챔퍼링된 형상을 가지면서, 굴절부(RP)에 의한 여유각(θ)을 두고 접촉하도록 함으로써 홀더(100)와 절삭 헤드(200)의 접촉이 구조적으로 취약하지 않은 홈부(140)의 안쪽에서 개시될 수 있다. 또한, 여유각(θ)이 0.2°이상 2.0°이하인 각도 범위를 갖기 때문에 장착 과정 내지 피삭재의 절삭 도중에는 체결력 내지 절삭력에 의해 접촉이 개시된 부분으로부터 소정 거리만큼 면접촉이 이루어진다.The
도 12를 참조하면, 절삭 헤드(200)의 홀더(100)에의 장착 과정 내지 피삭재의 절삭 도중에 홀더(100)의 홈부(140)에 절삭 헤드(200)의 돌기부(240)가 면접촉할 수 있는 영역(SC)은, 홈부(140)의 외측벽(151)과 내측벽(152)의 경계, 즉 홀더(100)와 절삭 헤드(200)의 접촉이 국소적으로 개시되는 굴절부(RP)로부터 홈 측벽(150)의 전장의 절반(1/2) 이내의 외측벽(151)에 형성된다(도 12에서의 빗금친 부분 참조).12, the
이와 같이, 절삭 헤드(200)의 돌기부(240)가, 홀더(100)의 홈부(140) 중 구조적으로 취약한 내, 외측 코너부에서 접촉되지 않고, 도 13a 및 도 13b에 도시한 바와 같이, 내, 외측 코너부 사이의 대략 중간 위치인 내측부에서 점접촉되고, 장착 과정 내지 피삭재의 절삭 도중에서 면접촉되도록 함으로써 절삭력으로 인한 응력을 그 주변으로 효과적으로 분산시켜 흡수할 수 있다. 도 13a 및 도 13b는 피삭재를 절삭하는 회전 공구에 있어서의 홀더(100)와 절삭 헤드(200)의 접촉 부분에 생기는 응력 분포의 일 예를 개략적으로 보여준다. 실제 측정 결과에서의 응력 분포는, 응력의 크기에 따라서 색 및 색 농도가 서로 다른 컴퓨터 그래픽에 의한 컬러 화상으로 얻어진다. 도 13a 및 도 13b에서는, 도시의 편의상 컬러 화상 대신에 소정의 범위의 응력 분포를 나타내는 영역을 등고선으로 구획하고, 구획한 영역마다 서로 다른 모양 또는 음영으로 표시한다. 도 13a에 도시한 홀더(100)와, 도 13b에 도시한 절삭 헤드(200)에 있어서, 접촉 부분(등고선으로 구획된 영역)의 대략 중앙 영역에서 가장 큰 응력이 생기고, 그 주변 영역으로 갈수록 응력이 작아지는 분포를 보인다. 따라서, 절삭 헤드(200)와 홀더(100)의 접촉 부분에 응력이 생기더라도 그 주변으로 분산시켜 흡수 또는 감소하도록 함으로써 응력이 국부적으로 집중되어 접촉 부분이 예기치 않게 파손되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 회전 공구(1000)의 안정성을 확보할 수 있다.13A and 13B, the
한편, 전술한 일 실시예에서는, 홀더(100)의 홈 측벽(150)에 굴절부(RP)가 형성되는 것을 예로 들어 설명하였지만, 다른 실시예로서 굴절부(RP)는 절삭 헤드(200)의 돌기 측면(250)에 형성될 수 있다. 이 경우, 돌기 측면(250)은 굴절부(RP)를 기준으로 외측 반경방향으로 연장하는 외측면(251)과 내측 반경으로 연장하는 내측면(252)을 포함한다. 이와 관련하여 도 14를 참조하면, 도 14의 (a)에 도시한 바와 같이, 돌기 측면(250)에 굴절부(RP)가 형성되지 않은 경우에는 기준선(SL2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 각도(γ)와 기준선(SL1)에 대해 경사진 홈 측벽(150)의 각도(α)가 동일하여 이론적으로는 돌기 측면(250)이 홈 측벽(150)의 전체 길이에 걸쳐 면접촉된다(여유각(θ)이 없는 경우). 이는 이상적인 접촉이지만 실제에 있어서는 제작오차 등으로 구현이 불가능하며 일정한 품질이 확보되기 어렵다. 특히, 경우에 따라서는 구조적으로 취약한 부분 위주로 접촉이 발생될 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 도 14의 (b)에 도시한 바와 같이, 돌기 측면(250)에 굴절부(RP)가 형성되지만 기준선(SL2)에 대해 경사진 외측면(251)의 각도(γ1)와 기준선(SL1)에 대해 경사진 홈 측벽(150)의 각도(α)가 동일한 경우에는, 돌기 측면(250)의 외측면(251)이 홈 측벽(150)에 면접촉된다. 또한, 도 14의 (c)에 도시한 바와 같이, 돌기 측면(250)에 굴절부(RP)가 형성되고 기준선(SL2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 외측면(251)과 내측면(252)의 각도(γ1, γ2)와 기준선(SL1)에 대해 경사진 홈 측벽(150)의 각도(α)가 다르지만, 돌기 측면(250)이 굴절부(RP)에서 크게 꺾인 경우에는, 돌기 측면(250)이 홈 측벽(150)의 굴절부(RP)에서만 점접촉되며, 장착 과정 내지 피삭재의 절삭 도중에도 돌기 측면(250)과 홈 측벽(150)이 면접촉되지 못한다(여유각(θ)이 큰 경우). 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 공구에서는, 도 14의 (d)에 도시한 바와 같이, 기준선(SL2)에 대해 경사진 돌기 측면(250)의 외측면(251)과 내측면(252)의 각도(γ1, γ2)와 기준선(SL1)에 대해 경사진 홈 측벽(150)의 각도(α)가 다르고, 돌기 측면(250)이 굴절부(RP)에서 아주 작은 여유각(θ)을 갖도록 꺾인 경우에는, 절삭 헤드(200)의 홀더(100)에의 장착 초기에는 돌기 측면(250)이 홈 측벽(150)의 굴절부(RP)에서 점접촉되어 접촉이 개시되고, 장착 과정 내지 피삭재의 절삭 도중에는 체결력 내지 절삭력을 받아 돌기 측면(250)과 홈 측벽(150)이 면접촉된다. 다른 실시예에서도, 여유각(θ)은 0.2°이상 2.0°이하의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게는 0.5°이상 1.5°이하의 범위를 가질 수 있다.Although the refraction portion RP is formed on the
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 회전 공구는 홀더와 홀더의 선단에 교체가능하게 장착되는 절삭 헤드를 가진다. 홀더의 선단면에는 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 홈부가 방사형으로 복수개 구비되고, 절삭 헤드의 후단면에는 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 돌기부가 방사형으로 복수개 구비된다. 또한, 홈부와 돌기부는 각각 한 쌍의 홈 측벽과 한 쌍의 돌기 측면을 가지는데, 홈 측벽과 돌기 측면 중 어느 하나에는 굴절부가 구비된다. 이러한 회전 공구에 있어서, 절삭 헤드의 홀더에의 장착 시에, 절삭 헤드는 돌기부가 홈부의 내측부에서 접촉이 개시 되도록 홀더에 장착된다. 또한, 장착 과정 내지 피삭재의 절삭 도중에, 절삭 헤드와 홀더의 접촉 부분이 체결력 내지 절삭력에 의해 눌려 면접촉이 됨에 따라 체결력이나 절삭력에 의한 응력을 그 주변으로 분산시켜 흡수함으로써 감소시킬 수 있다. 따라서, 절삭 헤드와 홀더의 접촉 부분에 응력이 크게 집중되는 것을 방지하여 응력에 의한 변형이나 파손을 방지할 수 있다. 즉, 회전 공구의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 홀더의 홈부와 이에 대응하는 형상의 절삭 헤드의 돌기부 중 어느 하나에 소정 각도 범위로 꺾이는 굴절부를 형성함으로써 홀더와 절삭 헤드의 제작 시에 공차(허용공차) 관리가 용이하다.As described above, according to the present invention, the rotary tool has a holder and a cutting head that is replaceably mounted at the tip of the holder. A plurality of grooves are radially formed on the distal end surface of the holder, and a rear end surface of the cutting head is provided with a plurality of protrusions radially narrowed toward the outer radial direction. Each of the groove portion and the projection portion has a pair of groove side walls and a pair of projection side surfaces, and one of the groove side wall and the projection side has a refracting portion. In this rotary tool, when the cutting head is mounted on the holder, the cutting head is mounted on the holder such that the projection starts to contact at the inner side of the groove. In addition, as the contact portion between the cutting head and the holder is pressed by the clamping force or the cutting force during the mounting process or during the cutting of the workpiece, the stress due to the clamping force or the cutting force is dispersed and absorbed by the periphery. Therefore, it is possible to prevent a large concentration of stress on the contact portion between the cutting head and the holder, thereby preventing deformation or breakage due to stress. That is, the stability of the rotary tool can be improved. Further, by forming the bent portion bent in a predetermined angle range in any one of the groove portion of the holder and the protruding portion of the cutting head corresponding to the groove portion, it is easy to manage the tolerance (tolerance) in manufacturing the holder and the cutting head.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, substitutions, and alterations can be made therein without departing from the spirit of the invention.
100: 홀더
101: 선단면
110: 몸체부
120: 수용부
130: 나사체결구멍
140: 홈부
150: 홈 측벽
151: 외측벽
152: 내측벽
200: 절삭 헤드
202: 후단면
210: 장착부
220: 절삭 기능부
221: 절삭날
230: 나사수용구멍
240: 돌기부
250: 돌기 측면
251: 외측면
252: 내측면
300: 나사
1000: 회전 공구100: Holder 101:
110: body part 120: accommodating part
130: screw-tightening hole 140:
150: groove side wall 151:
152: inner side wall 200: cutting head
202: rear end surface 210:
220: cutting function part 221: cutting edge
230: screw receiving hole 240:
250: projection side 251: outer side
252: inner side 300: screw
1000: Rotary tool
Claims (11)
선단면에 형성되는 나사체결구멍과, 상기 선단면에서 상기 나사체결구멍을 중심으로 방사형으로 함몰되고 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 복수의 홈부를 포함하고,
상기 홈부는 상기 선단면에 대해 경사진 한 쌍의 홈 측벽을 가지며,
상기 한 쌍의 홈 측벽 각각은 전장의 중간으로부터 상기 선단면의 내측 반경방향으로 연장하는 부분에 상기 한 쌍의 홈 측벽 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해 바깥쪽으로 꺾이는 굴절부를 갖는,
홀더.As a holder having a shaft shape,
And a plurality of grooves radially recessed from the threaded fastening hole in the distal end surface and becoming narrower toward the outer radial direction,
The groove portion has a pair of groove side walls inclined with respect to the front end face,
Wherein each of the pair of groove sidewalls has a refracting portion that is bent outward with respect to a radial direction reference line between the pair of groove sidewalls at a portion extending from an intermediate radial direction of the front end surface to an inner radial direction of the front end surface,
holder.
전단면과 후단면을 관통하여 형성되는 나사수용구멍과, 상기 홀더에 맞대어지는 상기 후단면에서 상기 나사수용구멍을 중심으로 방사형으로 돌출하고 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 복수의 돌기부를 포함하고,
상기 돌기부는 상기 후단면에 대해 경사진 한 쌍의 돌기 측면을 가지며,
상기 한 쌍의 돌기 측면 각각은 전장의 중간으로부터 상기 후단면의 내측 반경방향으로 연장하는 부분에 상기 한 쌍의 돌기 측면 사이의 반경방향으로의 기준선에 바깥쪽으로 꺾이는 굴절부를 갖는,
절삭 헤드.A cutting head replaceably mounted on a tip of a holder,
And a plurality of protrusions projecting radially from the screw receiving hole in the rear end face abutting on the holder and becoming narrower toward the outer radial direction,
Wherein the projection has a pair of projection sides inclined with respect to the rear end face,
Wherein each of the pair of projection sides has a refraction portion bent outwardly in a radial direction reference line between the pair of projection sides at a portion extending from the middle of the electric field in the inner radial direction of the rear section,
Cutting head.
전단면과 후단면을 관통하여 형성되는 나사수용구멍과, 상기 홀더의 상기 선단면에 맞대어지는 상기 후단면에 상기 복수의 홈부에 수용되도록 상기 나사수용구멍을 중심으로 방사형으로 돌출하고 외측 반경방향으로 갈수록 좁아지는 복수의 돌기부를 가지는 절삭 헤드와,
상기 절삭 헤드의 상기 나사수용구멍에 삽입되고 상기 홀더의 상기 나사체결구멍에 결합되는 나사를 포함하고,
상기 홈부는 상기 선단면에 대해 경사진 한 쌍의 홈 측벽을 갖고, 상기 돌기부는 상기 후단면에 대해 경사진 한 쌍의 돌기 측면을 가지며,
상기 홈 측벽과 상기 돌기 측면 중 어느 하나는 전장의 중간으로부터 내측 반경방향으로 연장하는 부분에 반경방향으로의 기준선에 대해 꺾이는 굴절부를 갖고,
상기 홀더에 상기 절삭 헤드가 장착될 때, 상기 굴절부로부터 외측 반경방향으로 연장하는 상기 홈 측벽과 상기 돌기 측면 사이에 여유각을 갖는,
회전 공구.A holder having a screw fastening hole formed in a distal end surface thereof and a plurality of groove portions radially recessed in the distal end surface about the screw fastening hole and becoming narrower toward the outer radial direction,
A screw receiving hole formed so as to penetrate through a front end surface and a rear end surface of the holder and a rear end surface which is opposed to the front end surface of the holder and which projects radially about the screw receiving hole so as to be received in the plurality of groove portions, A cutting head having a plurality of protruding portions that become increasingly narrower,
And a screw inserted into the screw receiving hole of the cutting head and engaged with the screw hole of the holder,
Wherein the groove has a pair of groove sidewalls inclined with respect to the front end face, the projection has a pair of projection sides inclined with respect to the rear end face,
Wherein one of the groove side wall and the projection side has a refracting portion which is bent with respect to a reference line in the radial direction at a portion extending in the inner radial direction from the middle of the total length,
Wherein when the cutting head is mounted on the holder, the groove has a clearance angle between the groove side wall extending from the refracting portion in the outer radial direction and the projection side,
Rotating tools.
상기 홈 측벽의 상기 선단면의 법선에 대해 경사진 각도는 상기 돌기 측면의 상기 후단면의 법선에 대해 경사진 각도보다 작은, 회전 공구.The method of claim 3,
Wherein an inclined angle of the groove side wall with respect to a normal line of the front end face is smaller than an inclined angle with respect to a normal line of the rear end face of the projection side.
상기 홈 측벽에 상기 굴절부가 구비되는 경우에,
상기 홈 측벽은 상기 굴절부를 기준으로 상기 선단면의 외측 반경방향으로 연장하는 외측벽과 상기 선단면의 내측 반경방향으로 연장하는 내측벽을 포함하고,
상기 한 쌍의 홈 측벽 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해 경사진 상기 외측벽의 각도는 상기 한 쌍의 돌기 측면 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해 경사진 상기 돌기 측면의 각도보다 작은, 회전 공구.The method of claim 3,
When the refracting portion is provided on the groove side wall,
Wherein the groove side wall includes an outer side wall extending in an outer radial direction of the distal end face with respect to the refractive portion and an inner side wall extending in an inner side radial direction of the distal end face,
Wherein an angle of the outer wall inclined with respect to a radial reference line between the pair of groove sidewalls is smaller than an angle of the projection side inclined with respect to a radial direction reference line between the pair of side surfaces of the projection.
상기 한 쌍의 홈 측벽 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해서 상기 외측벽의 경사진 각도는 상기 내측벽의 경사진 각도보다 작은, 회전 공구.8. The method of claim 7,
Wherein the tilted angle of the outer wall is less than the tilted angle of the inner wall relative to a radial baseline between the pair of groove sidewalls.
상기 돌기 측면에 상기 굴절부가 구비되는 경우에,
상기 돌기 측면은 상기 굴절부를 기준으로 상기 후단면의 외측 반경방향으로 연장하는 외측면과 상기 후단면의 내측 반경방향으로 연장하는 내측면을 포함하고,
상기 한 쌍의 돌기 측면 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해 경사진 상기 외측면의 각도는 상기 한 쌍의 홈 측벽 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해 경사진 상기 홈 측벽의 각도보다 큰, 회전 공구.The method of claim 3,
In the case where the refracting portion is provided on the side surface of the projection,
The projection side surface includes an outer side surface extending in an outer radial direction of the rear end surface with respect to the refracting portion and an inner side surface extending in an inner side radial direction of the rear end surface,
Wherein an angle of the outer surface inclined with respect to a radial reference line between the pair of projection side surfaces is larger than an angle of the groove side wall inclined with respect to a radial direction reference line between the pair of groove side walls, .
상기 한 쌍의 돌기 측면 사이의 반경방향으로의 기준선에 대해서 상기 외측면의 경사진 각도는 상기 내측면의 경사진 각도보다 큰, 회전 공구.10. The method of claim 9,
Wherein a tilted angle of the outer surface with respect to a radial baseline between the pair of projection sides is greater than an inclined angle of the inner surface.
상기 절삭 헤드는 초경 합금으로 형성되는, 회전 공구.
The method of claim 3,
Wherein the cutting head is formed of a cemented carbide.
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