KR20160121275A - 절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더 - Google Patents

절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더 Download PDF

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KR20160121275A
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Abstract

본 발명은, 리세스를 가진 절삭공구를 수용하도록 형성된 중공부를 구비하는 몸체와, 상기 중공부의 개방단에서 상기 몸체의 방사 방향으로 연장된 플랜지를 가지는 하우징; 및 상기 리세스에 위치하는 돌출편을 수용하도록 상기 몸체에 형성되어, 상기 절삭공구가 상기 돌출편을 매개로 상기 몸체에 걸리게 하는 걸림 유닛을 포함하는, 절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더를 제공한다.

Description

절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더{COLLET FOR CUTTING TOOL AND CUTTING TOOL HOLDER HAVING THE SAME}
본 발명은 절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계는 절삭공구를 이용하여 공작물을 절삭하는 등의 가공을 하는 장치이다.
이러한 공작기계는 홀더를 통해 절삭공구와 연결된다. 이 연결 구조상, 홀더가 절삭공구를 견고하게 클램핑해 주어야, 절삭공구가 공작물에 대해 정확하게 가공 작용할 수 있게 된다.
그러나, 홀더에서의 체결에 부족함이 있거나, 그 체결을 위한 요소의 마모에 의해 체결이 불량해지거나, 가공 작업 중 절삭공구에 가해지는 압력이 허용 한도를 초과하는 경우가 있을 수 있다.
이때는, 절삭공구가 홀더에서 이탈되거나 슬립이 발생하여, 절삭공구가 공작물의 파손을 야기하거나, 공작물에 대한 제대로 된 가공을 못 할 수도 있다.
본 발명의 목적은, 절삭 가공시 절삭공구가 홀더로부터 이탈되거나 미끄러지는 현상을 방지할 수 있는, 절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면과 관련된 절삭공구용 콜렛은, 리세스를 가진 절삭공구를 수용하도록 형성된 중공부를 구비하는 몸체와, 상기 중공부의 개방단에서 상기 몸체의 방사 방향으로 연장된 플랜지를 가지는 하우징; 및 상기 리세스에 위치하는 돌출편을 수용하도록 상기 몸체에 형성되어, 상기 절삭공구가 상기 돌출편을 매개로 상기 몸체에 걸리게 하는 걸림 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 몸체는, 상기 중공부를 외부와 연통시키는 슬롯을 구비하는 제1 영역; 및 상기 제1 영역의 전방에 위치하여 상기 슬롯을 차단하고 상기 플랜지가 연결되는 부분인 제2 영역을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 영역의 내주면에 오목 형성되어, 상기 슬롯 및 상기 자유단을 연결하는 쿨런트 분사홈을 가질 수 있다.
여기서, 상기 걸림 유닛은, 상기 몸체를 관통하여 형성되는 관통홀을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 관통홀의 연장 방향은, 상기 중공부의 연장 방향과 직교할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 절삭공구 홀더는, 위의 절삭 공구용 콜렛; 상기 콜렛을 수용하는 수용부와, 상기 수용부의 내주면에 형성되며 상기 걸림 유닛에 걸린 상기 걸림편이 안착되는 안착홈을 구비하는 바디; 및 상기 바디에 체결되어 상기 콜렛이 상기 절삭공구를 향해 압착되게 하는 조임너트를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 안착홈은, 나선의 형상을 가질 수 있다.
여기서, 상기 안착홈은, 상기 바디의 중심축과 경사지게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 안착홈은, 상기 수용부의 개방단까지 연장 형성될 수 있다.
여기서, 상기 안착홈은, 상기 수용부의 개방단에서 상기 수용부의 내측으로 연장되는 제1 채널; 및 상기 제1 채널과 연통되며, 상기 제1 채널에서 절곡된 방향으로 연장된 제2 채널을 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더에 의하면, 절삭 가공시 절삭공구가 홀더로부터 이탈되거나 미끄러지는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 절삭공구가 홀더에서 이탈하거나 미끄러지지 않게 하는 구성이 절삭공구와 콜렛의 구성에 의해 달성되므로, 그러한 구성이 홀더의 외부로 노출되지 않게 된다. 그에 의해, 상기 구성이 외부의 간섭에 의해 변형될 염려가 없어진다.
또한, 절삭공구와 콜렛 간의 체결이라는 반드시 요구되는 작업 자체에 의해, 절삭공구가 콜렛에 보다 확실하게 걸리게 하는 작업이 포함되기에, 절삭공구 이탈 방지를 위한 추가적인 작업이 불필요하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭공구용 콜렛(100)의 사시도이다.
도 2는 도 1의 절삭공구용 콜렛(100)의 종 단면도이다.
도 3은 절삭공구(C)와 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭공구 홀더(200)를 보인 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 절삭공구 홀더(200)의 바디(210)에 대한 단면도이다.
도 5는 도 3의 절삭공구(C)가 절삭공구 홀더(200)에 결합된 상태에 대한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭공구용 콜렛(100)의 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 절삭공구용 콜렛(100)은 하우징(110)과 걸림 유닛(130)을 가질 수 있다.
하우징(110)은 절삭 공구(C, 도 3)를 수용한 채로 공구 홀더(200, 도 3)에 장착되는 구성이다. 구체적으로, 하우징(110)은, 몸체(111)와, 플랜지(115)를 가질 수 있다.
몸체(111)는 중공부(112)를 통해 외부와 연통된 중공체이다. 플랜지(115)는 중공부(112)의 개방단에서 몸체(111)의 방사 방향으로 연장된 부분이다. 몸체(111)는 대체로 원통형일 때, 플랜지(115)는 대체로 도넛 형상을 가질 수 있다.
걸림 유닛(130)은 돌출편(P, 도 3)을 수용하도록 형성된다. 걸림 유닛(130)은 하우징(110), 구체적으로 몸체(111)에 관통 개구되어 형성되는 관통홀일 수 있다.
이와 같이 구성되는 절삭공구용 콜렛(100)은 '스트레이트 콜렛(straight collet)'으로 사용될 수 있고, 일반적으로 밀링척 등의 공구 홀더(200)에 삽입 결합되어 사용될 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 절삭공구용 콜렛(100)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 절삭공구용 콜렛(100)의 종 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 절삭공구용 콜렛(100)은 상술한 것과 같이, 하우징(110), 및 걸림 유닛(130)을 포함할 수 있다.
하우징(110)은, 앞서 설명한 몸체(111) 및 플랜지(115)에 더하여, 슬롯(113)과 쿨런트 분사홈(117), 수용홈(118), 그리고 오링(119)을 가질 수 있다.
몸체(111)는 제1 영역(111a)과 제2 영역(111b)으로 구분될 수 있다. 제1 영역(111a)은 슬롯(113)을 구비하는 영역이다. 제2 영역(111b)은 제1 영역(111a)의 전방에 위치하여 슬롯(113)의 끝단(113a)을 차단한다. 제2 영역(111b)은 또한 플랜지(115)가 연결되는 부분이기도 하다.
중공부(112)는 몸체(111)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 중공부(112)는 후술할 절삭공구(C, 도 3)가 삽입 가능한 사이즈를 갖는다. 중공부(112)에 삽입된 절삭공구(C)는 중공부(112)의 내주면(112a)과 압착될 수 있다.
슬롯(113)은 몸체(111)의 제1 영역(111a)에 몸체(111)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다. 구체적으로, 슬롯(113)은 몸체(111)의 두께 방향을 따라 관통 형성된다. 그에 의해, 슬롯(113)은 중공부(112)가 몸체(111)의 외부와 연통되게 한다.
플랜지(115)는 서로 반대되는 면인 전면부(115a)와 후면부(115b)를 가질 수 있다. 전면부(115a)는 외부로 노출된 면이고, 후면부(115b)는 제1 영역(111a)과 마주하는 면이다.
쿨런트 분사홈(117)은 중공부(112)의 내주면(112a)에 오목 형성될 수 있다. 쿨런트 분사홈(117)은 중공부(112)의 자유단을 향해 개방될 수 있고, 아울러 슬롯(113)과 연통될 수 있다. 쿨런트 분사홈(117)은 몸체(111)의 길이 방향을 따라 5㎜ 내지 12㎜의 길이를 가질 수 있다. 쿨런트 분사홈(117)은 중공부(112)의 내주면(112a)에 그의 둘레 방향을 따라 복수 개로 구비될 수 있다. 쿨런트 분사홈(117)은 1㎜ 내지 8㎜의 너비를 가질 수 있고, 반원형 또는 호형의 단면을 가질 수 있다.
수용홈(118)은 플랜지(115)의 후면부(115b)에 플랜지(115)의 둘레 방향을 따라 폐루프를 이루도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 수용홈(118)은 원형으로 형성될 수 있다. 오링(119)은 수용홈(118)에 설치되며, 수용홈(118)과 대응하는 형상을 가질 수 있다.
걸림 유닛(130)은 몸체(111), 구체적으로 제1 영역(111a)에 형성되는 구성이다. 걸림 유닛(130)은, 앞서 기술된 바대로, 몸체(111)의 중공부(112)를 외부와 연통시키는 관통홀일 수 있다. 상기 관통홀이 연장 방향은 중공부(112)의 연장 방향과 대체로 직교될 수 있다.
이상의 콜렛(100)을 가지는 홀더(200)에 대해 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 3은 절삭공구(C)와 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭공구 홀더(200)를 보인 분해 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 절삭공구 홀더(200)에는 절삭공구(C)가 장착될 수 있다. 절삭공구(C)는 밀링, 태핑, 또는 드릴링 등의 가공에 사용되는 엔드 툴일 수 있다. 절삭공구(C)는, 가공부(CC)와, 리세스(CR)를 가질 수 있다. 가공부(CC)는 절삭날이 형성된 부분일 때, 리세스(CR)는 오목한 홈이 형성된 부분이다.
이러한 리세스(CR)에는 돌출편(P)이 삽입될 수 있다. 돌출편(P)은 베이스(PB)와 팁(PT)을 가질 수 있다. 이때, 베이스(PB)는 팁(PT) 보다 큰 단면적을 가질 수 있다.
절삭공구 홀더(200)는, 앞서 기술된 콜렛(100), 바디(210), 및 조임 너트(230)를 가질 수 있다.
바디(210)는 절삭공구(C)와 콜렛(100)을 수용한 채로 공작 기계에 체결되는 구성이다. 이를 위해, 바디(210)는, 생크부(211)와, 장착부(216)를 가질 수 있다.
생크부(211)는 장착부(216)에서 연장되고, 공작 기계의 스핀들에 체결되는 부분이다. 장착부(216)는 절삭공구(C)와 콜렛(100)을 수용하는 부분이다.
장착부(216)는 수용부(217)와, 안착홈(218)을 가질 수 있다. 수용부(217)는 콜렛(100)을 수용하는 공동이다. 안착홈(218)은 수용부(217)의 내주면에 형성되어 돌출편(P)의 팁(PT)이 안착되는 홈이다. 안착홈(218)은 장착부(216)의 자유단에서 시작되어 수용부(217) 내로 연장하게 된다.
조임 너트(230)는 장착부(216)에 결합되어, 장착부(216)가 콜렛(100)을 조이게 하는 구성이다. 이를 위해, 조임 너트(230)는 장착부(216)를 감싸도록 장착부(216)에 결합된다. 조임 너트(230)는, 예를 들어 장착부(216)의 외주면에 형성되는 수나사산과 결합되는 암나사산을 가지는 너트의 형태를 가질 수 있다
이러한 구성에 의하면, 절삭공구(C)는 콜렛(100)의 중공부(112)에 삽입될 수 있다. 그 상태에서, 돌출편(P)은 걸림 유닛(130)에 삽입되고, 그에 의해 베이스(PB)는 절삭공구(C)의 리세스(CR)에 위치하게 된다. 그에 반해, 팁(PT)은 콜렛(100)의 외부로 돌출하게 된다.
이러한 절삭공구(C)와 돌출편(P) 및 콜렛(100)의 결합체는 장착부(216)의 수용부(217)에 삽입된다. 이때, 돌출편(P)의 팁(PT)은 안착홈(218)을 따라 이동하게 된다.
이상에서 안착홈(218)의 상세 구성은 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 도 3의 절삭공구 홀더(200)의 바디(210)에 대한 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 안착홈(218)은 대체로 나선의 형상을 가질 수 있다. 또한, 안착홈(218)은 바디(210)의 중심축(X)에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 안착홈(218)은 두 부분으로 구분될 수 있다. 구체적으로, 안착홈(218)은 제1 채널(218a)과, 제2 채널(218b)을 가질 수 있다.
제1 채널(218a)은 수용부(217)의 개방단에서 수용부(217)의 내측으로 연장되는 부분이다. 제1 채널(218a)은 앞서 기술된 바와 같이, 중심축(X)에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
제2 채널(218b)은 제1 채널(218a)과 연통되며, 제1 채널(218a)에서 절곡된 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 돌출편(P)의 팁(PT)은 제1 채널(218a)을 따라 수용부(217) 내로 이동된 상태에서, 콜렛(100)과 절삭공구(C)가 회전됨에 의해 제2 채널(218b)에 안착하게 된다.
그에 의해, 돌출편(P) 및 절삭공구(C) 그리고 콜렛(100)은 제2 채널(218b)에 강하게 걸려서, 수용부(217)의 외부로 이탈하지 않게 된다. 또한, 억지로 팁(PT)이 제2 채널(218b)에서 이탈된다고 가정하더라도, 제1 채널(218a) 역시 경사지게 연장되므로, 콜렛(100) 등이 수용부(217)에서 이탈되기는 쉽지 않게 된다.
이상의 콜렛(100), 돌출편(P), 및 절삭공구(C)가 바디(210)에 설치된 상태에 대해서는 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 도 3의 절삭공구(C)가 절삭공구 홀더(200)에 결합된 상태에 대한 단면도이다.
본 도면(및 도 1 내지 도 4)을 참조하면, 콜렛(100)의 중공부(112)에는 절삭공구(C)가 삽입된다. 또한, 콜렛(100)은 절삭공구(C)를 수용한 채로, 바디(210)의 수용부(217)에 수용된다.
이때, 조임 너트(230)가 장착부(216)에 대해 중심 방향으로 힘을 가함에 의해, 장착부(216)는 콜렛(100)과 절삭공구(C)를 클램핑하게 된다.
또한, 돌출편(P)은 걸림 유닛(130)으로서의 관통홀에 끼워진다. 그에 의해, 돌출편(P)의 베이스(PB)는 절삭공구(C)의 리세스(CR)와 상기 관통홀에 위치하게 되고, 팁(PT)은 장착부(216)의 안착홈(218)에 위치하게 된다. 구체적으로, 팁(PT)은 앞서 설명한 대로, 제1 채널(218a)을 따라 이동되어 최종적으로 제2 채널(218b)에 안착된 상태이다.
또한, 콜렛(100)의 플랜지(115)는 장착부(216)의 단부와 밀착하게 된다. 이때, 플랜지(115)에 설치된 오링(119)은 플랜지(115)와 장착부(216) 사이의 틈새를 실링하게 된다.
나아가, 바디(210)의 생크부(211)를 통해 유입된 쿨런트는 슬롯(113)을 거쳐 쿨런트 분사홈(117)을 통해 대상물에 분사될 수 있다.
상기와 같은 절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100: 콜렛 110: 하우징
111: 몸체 115: 플랜지
130: 걸림 유닛 200: 홀더
210: 바디 230: 조임 너트

Claims (10)

  1. 리세스를 가진 절삭공구를 수용하도록 형성된 중공부를 구비하는 몸체와, 상기 중공부의 개방단에서 상기 몸체의 방사 방향으로 연장된 플랜지를 가지는 하우징; 및
    상기 리세스에 위치하는 돌출편을 수용하도록 상기 몸체에 형성되어, 상기 절삭공구가 상기 돌출편을 매개로 상기 몸체에 걸리게 하는 걸림 유닛을 포함하는, 절삭공구용 콜렛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는,
    상기 중공부를 외부와 연통시키는 슬롯을 구비하는 제1 영역; 및
    상기 제1 영역의 전방에 위치하여 상기 슬롯을 차단하고 상기 플랜지가 연결되는 부분인 제2 영역을 포함하는, 절삭공구용 콜렛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 영역의 내주면에 오목 형성되어, 상기 슬롯 및 상기 자유단을 연결하는 쿨런트 분사홈을 갖는, 절삭공구용 콜렛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 걸림 유닛은,
    상기 몸체를 관통하여 형성되는 관통홀을 포함하는, 절삭공구용 콜렛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 관통홀의 연장 방향은,
    상기 중공부의 연장 방향과 직교하는, 절삭공구용 콜렛.
  6. 제1항에 따른 절삭 공구용 콜렛;
    상기 콜렛을 수용하는 수용부와, 상기 수용부의 내주면에 형성되며 상기 걸림 유닛에 걸린 상기 걸림편이 안착되는 안착홈을 구비하는 바디; 및
    상기 바디에 체결되어 상기 콜렛이 상기 절삭공구를 향해 압착되게 하는 조임너트를 포함하는, 절삭공구 홀더.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 안착홈은,
    나선의 형상을 갖는, 절삭공구 홀더.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 안착홈은,
    상기 바디의 중심축과 경사지게 형성되는, 절삭공구 홀더.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 안착홈은,
    상기 수용부의 개방단까지 연장 형성되는, 절삭공구 홀더.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안착홈은,
    상기 수용부의 개방단에서 상기 수용부의 내측으로 연장되는 제1 채널; 및
    상기 제1 채널과 연통되며, 상기 제1 채널에서 절곡된 방향으로 연장된 제2 채널을 포함하는, 절삭공구 홀더.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101893973B1 (ko) * 2017-05-31 2018-08-31 주식회사 다인정공 절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더

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KR101893973B1 (ko) * 2017-05-31 2018-08-31 주식회사 다인정공 절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더
WO2018221897A1 (ko) * 2017-05-31 2018-12-06 주식회사 다인정공 절삭공구용 콜렛 및 그를 구비하는 절삭공구 홀더

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