KR20170135974A

KR20170135974A - 드릴 및 리머용 공구 커플링 장치

Info

Publication number: KR20170135974A
Application number: KR1020177033608A
Authority: KR
Inventors: 길 헤흐트
Original assignee: 이스카 엘티디.
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2017-12-08
Also published as: EP3288703B1; EP3288703A1; IL254923A0; JP2018514400A; US20160311036A1; WO2016174657A1; US9597737B2; JP6776255B2; CN107530787B; CN107530787A; KR102486962B1

Abstract

드릴 및 리머용 공구 커플링 장치는 각각의 공구 및 생크 축방향 스토퍼를 갖는 공구 및 생크 부분을 포함한다. 상기 공구 부분의 적어도 부분적으로 원통형인 공구 커플링 단부가 상기 생크 부분의 종방향 관통 전방 보어 부분 내에 위치되고, 상기 생크 부분 내에서 더 내측으로 위치하며 축방향 대향 부재 커플링 및 당김 단부를 포함하는 긴 커플링 부재를 통해 그 내부에 결합된다. 상기 전방 보어 부분은 전방 및 후방 서브 부분, 및 그 사이에 위치되고 반경 방향 외측으로 연장하는 보어 리세스를 포함한다. 로킹된 위치에서, 공구 축방향 스토퍼는 생크 축방향 스토퍼와 인접한다(abut). 공구 커플링 단부는 전방 및 후방 서브 부분과 인접한다. 부재 커플링 단부는 공구 커플링 단부와 보어 리세스 사이에 고정된다(wedged).

Description

드릴 및 리머용 공구 커플링 장치

본 출원의 주제는 드릴 및 리머와 같은 공구, 특히 드릴 또는 리머의 두 부분 사이의 축방향 커플링 장치에 관한 것이다.

US6 976 815호는 몸체에 의해 형성된 3개의 절삭 에지를 갖는 몸체를 포함하는 밀링 커터를 개시한다. 절삭 에지에 대향하여 위치한 몸체의 단부는 밀링 커터의 고정 단부를 형성한다. 밀링 커터는 후크형 커플러를 갖는 제1 원추형 생크를 포함하며, 제1 숄더 및 제1 리세스를 포함한다. 밀링 커터는 제1 커플러와 협동하도록 의도된 제2 커플러가 제공된 제2 원추형 부분을 더 포함한다. 제2 커플러 내부에서, 축방향으로, 로킹 나사는 외부 나사산이 있는, 바람직하게는 원통형 부분을 갖는다. 이 커플링 장치는 밀링 커터의 두 부분 사이에 센터링 축방향 위치와 토크 전달을 제공하는 원추형 표면의 개념을 기반으로 한다. 수 부분 및 암 부분의 원추형 표면은 연속적인 인접(abutment) 영역을 갖는다. 적절한 정확도를 달성하기 위해, 원추형 표면을 연삭될 필요가 있고, 이는 비용이 비쌀 수 있다. 회전축에 대한 원추형 표면의 각도는 벽의 두께, 및 가공력을 견딜 수 있는 능력에 영향을 줄 수 있다. 즉, 각도를 정확도를 높이기에 충분히 작게 하거나, 또는 원추형 시트를 강화하기에 너무 크게 하는 것은 어려울 수 있다. 더욱이, 커플링 영역의 길이(상기 언급한 각도에 의해 또한 영향을 받음)는 원추형 시트의 개구 또는 단부 표면에서 측정된 직경과 비교하여 상대적으로 짧고, 이는 가공 중 스로(throw)에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

본 발명이 주제의 일 양태에 따르면, 각각의 공구 및 생크 축방향 스토퍼를 갖는 공구 및 생크 부분을 포함하는 드릴 및 리머용 공구 커플링 장치가 제공되고, 상기 공구 부분의 적어도 부분적으로 원통형인 공구 커플링 단부가 상기 생크 부분의 종방향 관통 전방 보어 부분 내에 위치되고, 상기 생크 부분 내에서 더 내측으로 위치하며 축방향 대향 부재 커플링 및 당김 단부를 포함하는 긴 커플링 부재를 통해 그 내부에 결합되며,

상기 전방 보어 부분은 축방향으로 분리된 원통형의 전방 및 후방 서브 부분, 및 그 사이에 위치되고 반경 방향 외측으로 연장하는 보어 리세스를 포함하며;

로킹된 위치에서, 공구 축방향 스토퍼는 생크 축방향 스토퍼와 인접하고(abut), 공구 커플링 단부는 전방 및 후방 서브 부분과 인접하고, 부재 커플링 단부는 공구 커플링 단부 및 보어 리세스 사이에서 고정된다.

단독의 또는 조합된 아래의 특징들 중 임의의 것은 본 출원의 주제의 상기 양태들 중 임의의 것에 적용될 수 있다.

상기 공구 및 생크 부분은 평행한 각각의 공구 및 생크 축(T, S)을 포함할 수 있다.

상기 전방 보어 부분은 생크 전방 표면으로 개방되고, 상기 보어 리세스는 상기 생크 전방 표면쪽으로 종방향으로 깊이가 증가한다.

상기 보어 리세스는 원추형일 수 있다.

상기 보어 리세스는 종방향 생크 축(S)을 중심으로 360° 연장될 수 있다.

상기 보어 리세스는 제1 보어 인접 표면을 포함하고, 상기 후방 및 전방 서브 부분은 각각의 제2 및 제3 보어 인접 표면을 포함하며; 상기 제1 보어 인접 표면은 제2 및 제3 보어 인접 표면에 반경 방향으로 대향하여 위치될 수 있고, 적어도 제3 보어 인접 표면으로부터 축방향으로 이격된다.

상기 공구 커플링 단부는 상기 부재 커플링 단부의 평면의 내부 인접 표면에 인접하는 평면의 제1 공구 인접 표면을 구비한다.

상기 부재 커플링 단부는 반경 방향으로 대향하는 내부 및 외부 인접 표면을 포함한다.

상기 내부 인접 표면은 평면일 수 있고, 상기 외부 인접 표면은 원추형일 수 있다.

상기 내부 및 외부 인접 표면은 상기 부재 당김 단부쪽으로 수렴한다.

상기 공구 및 부재 커플링 단부 각각은 비대칭이다.

상기 축방향으로, 상기 공구 커플링 단부는 상기 보어 리세스의 2개의 축방향으로 분리된 측면들 사이에서 상기 내부 인접 표면과 인접한다.

상기 부재 당김 단부는 생크 부분의 후방 보어 부분에 위치된 암나사 내로 나사 결합되는 수나사를 포함할 수 있다.

상기 공구 커플링 단부는 0 내지 45도 범위로 상기 공구 축(T)과 인접 각도(α)를 형성하는 평면의 제1 공구 인접 표면을 구비할 수 있다.

상기 인접 각도(α)는 0 내지 20도 범위이다.

상기 공구 부분, 상기 커플링 부재 및 상기 생크 부분은 각각 공구 냉각 덕트, 부재 냉각 덕트 및 생크 냉각 덕트를 포함한다.

상기 로킹된 위치에서, 상기 공구 커플링 단부는 생크 전방 표면에서 측정된 공구 커플링 길이(LN) 및 공구 직경(D)을 갖고; 상기 공구 커플링 단부는 길이-직경 비 (RT)=(LN/D)>2 이다.

상기 로킹된 위치에서 상기 공구 커플링 단부의 어떠한 부분도 상기 보어 리세스와 인접하지 않는다.

본 출원의 요지를 더 잘 이해하고 실제로 어떻게 수행될 수 있는지를 보여주기 위해, 이제 첨부된 도면을 참조할 것이다.
도 1은 드릴 및 생크 부분을 나타내는 조립된 드릴의 등축도이다.
도 2는 커플링 부재 및 공구 커플링 단부를 나타내도록 생크 부분이 부분적으로 절단된, 조립 위치에 있는 도 1의 드릴의 커플링 장치의 측면도이다.
도 3은 생크 부분에 대해 드릴 부분을 회전시킨 후, 로킹된 위치에 있는 도 2의 커플링 장치의 측면도이다.
도 4는 도 3의 커플링 장치의 단면도이다.
도 5는 도 3의 커플링 장치의 제1 등축도이다.
도 6은 도 3의 커플링 장치의 제2 등축도이다.

적절한 것으로 고려되는 경우, 대응하는 또는 유사한 요소를 나타내기 위해 도면 사이에 참조 번호가 반복될 수 있다.

이하의 설명에서, 본 출원의 요지의 다양한 양태가 설명될 것이다. 설명의 목적을 위해, 특정 구성 및 세부 사항은 본 출원의 주제에 대한 완전한 이해를 제공하기에 충분히 상세하게 설명된다. 그러나, 당업자에게는 본 출원의 주제가 본 명세서에 제시된 특정 구성 및 세부 사항 없이 실시될 수 있음이 명백할 것이다.

도 1 및 도 2를 참조한다. 드릴(10)은 내측의 긴 커플링 부재(18)를 통해 함께 결합되는 공구 및 생크 부분(14, 16)을 포함하는 커플링 장치(12)를 갖는다. 조립된 드릴(10)은 도 2의 화살표에 의해 정의된 바와 같이 전후 방향(F, R)을 한정한다. 드릴(10)을 조립하기 위해, 공구 부분(14)은 커플링 장치(12)가 조립 위치에 도달할 때까지 생크 부분(16)에 축방향으로 삽입된다. 이어서, 공구 부분(14)은 로킹된 위치가 달성될 때까지 생크 부분(16)에 대해 축방향으로 회전된다. 공구 부분(14)은 초경 합금과 같은 내마모성 재료로 형성될 수 있다. 생크 부분(16)은 강으로 형성될 수 있다.

공구 부분(14)은 종방향 공구 축(T) 및 외부 공구 주연면(20)을 갖는다. 공구 주연면(20)은 공구 부분(14)의 대향하는 공구 절삭 및 커플링 단부(22, 24) 사이에서 연장될 수 있다. 공구 주연면(20)은 적어도 공구 커플링 단부(24)에서 원통형이다. 공구 주연면(20)은 공구 커플링 단부(24)에서 공구 직경(D)을 갖는다. 공구 부분(14)은 종방향으로 연장되고 공구 절삭 및 커플링 단부(22, 24)에서 개방되는 공구 냉각 덕트(26)를 포함할 수 있다.

공구 절삭 단부(22)에서, 공구 부분(14)은 예를 들어 공구 부분(14)의 대체 가능한 또는 일체화된(단일의, 하나의 부품 구조로 이루어짐) 부품일 수 있는 가공 헤드(32)를 포함한다. 절삭 단부(22) 초경 합금으로 만들 수 있다. 가공 헤드(32)는 리밍 헤드(reaming head) 또는 드릴 헤드일 수 있다는 것을 알아야 한다. 가공 헤드(32)는 원하는 가공 적용에 따라 그 위에 배열된 절삭 에지(34)를 갖는다. 본 실시예에 따르면, 드릴(10)은 하나의 절삭 에지(34)를 갖는 건-드릴 타입 드릴이다.

도 2 내지 도 5에 주목하자. 공구 커플링 단부(24)는 폭 방향으로 비대칭이다. 공구 커플링 단부(24)는 공구 후방 표면(38), 공구 주연면(20)의 컷아웃(cutout) 영역(36) 및 주연면(20) 상에 또한 위치된 제2 및 제3 인접 표면(52, 54)을 포함한다. 공구 후방 표면(38)은 공구 축(T)에 대해 횡방향으로 배향된다. 공구 커플링 단부(24)는 (도 4에 도시된 바와 같이) 공구 후방 표면(38)과 제3 인접 표면(54) 사이에서 (축방향으로) 연장되어, 로킹된 위치에서 공구 커플링 길이(LN)를 형성한다. 컷아웃 영역(36)은 공구 후방 표면(38)과 스텝 표면(40) 사이에서 (축방향으로) 연장된다. 컷아웃 영역(36)은 가이드 표면(42), 제1 공구 인접 표면(44), 스텝 표면(40) 및 공구 축방향 스토퍼(46)를 포함한다. 이는 유리한데, 왜냐하면 컷아웃 영역(36)이 연삭 휠의 극소수의 패스만으로(본 실시예에서는 - 적합한 프로파일을 갖는 연삭 휠의 1회 패스) 상대적으로 생산하기에 저렴하기 때문이다.

공구 축방향 스토퍼(46)는 공구 후방 표면(38)과 공구 주연면(20) 사이에서 연장될 수 있다. 공구 축방향 스토퍼(46)는 모따기된 원추형 표면일 수 있다. 가이드 표면(42)은 공구 축방향 스토퍼(46) 또는 공구 후방 표면(38)으로부터, 공구 축(T)에 대해 횡방향으로, 공구 절삭 단부(22)를 향해 연장될 수 있다. 가이드 표면(42)은 크레스트(crest)(50)에서 제1 공구 인접 표면(44)과 만난다. 공구 부분(14)이 생크 부분(16) 내로 삽입될 때, 가이드 표면(42)은 크레스트(50)를 통과하여 커플링 장치(12)가 조립 위치(후술함)에 도달할 때까지, 커플링 부재(18)와 맞물리고, 이를 가이드하거나, 또는 이것이 그 위에서 활주하는 것을 허용하도록 구성된다.

제1 공구 인접 표면(44)은 평면일 수 있다. 제1 공구 인접 표면(44)은 가이드 표면(42)으로부터 공구 절삭 단부(22)를 향해 연장될 수 있고, 스텝 표면(40)과 연결될 수 있다. 스텝 표면(40)은 공구 주연면(20)과 만나게 된다. 제1 공구 인접 표면(44)은 0도에서 45도 사이의 범위로 공구 축(T)과 인접 각도(α)를 형성한다. 유리하게는, 사용 편의성과 강한 커플링 힘 사이의 균형을 맞추기 위해, 인접 각도(α)는 0도 내지 20도의 범위에 있다. 다시 말해서, 예를 들어, 더 작은 인접 각도(α)는 공구 커플링 단부(24)의 삽입 및 제거를 용이하게 하며, 더 큰 인접 각도(α)는 축방향 반-풀아웃 힘(anti-pullout forces)을 증가시키는 것을 도울 수 있다.

공구 외주면(20)은 제2 및 제3 공구 인접 표면(52, 54)을 포함한다. 제2 인접 표면(52)은 공구 후방 표면(38)에 축방향으로 인접하여, 공구 커플링 단부(24)에 위치된다. 본 실시예에 따르면, 제2 공구 인접 표면(52)은 공구 축(T)에 대해 가이드 표면(42)에 대향하게 위치된다. 제3 공구 인접 표면(54)은 공구 커플링 단부(24)에 위치되고, 공구 후방 표면(38)으로부터 축방향으로 이격되고, 제2 공구 인접 표면(52)보다 공구 후방 표면(38)으로부터 더 멀리 위치된다. 축방향에서, 제3 공구 인접 표면(54)은 스텝 표면(40)에 인접하여 위치될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 제3 공구 인접 표면(54)은 커플링 장치(12)가 로킹된 위치에 있을 때 컷아웃 영역(36)에 인접하여 축방향으로 위치된다. 제1 공구 인접 표면(44)은 제2 및 제3 공구 인접 표면(52, 54) 사이에 축방향으로 위치한다. 제1 공구 인접 표면(44)은 제2 및 제3 공구 인접 표면(52, 54)에 반경 방향으로 대향하여(예를 들어, 원주 방향으로 약 180° 이격되어) 위치되고, 적어도 제3 공구 인접 표면(54)으로부터 축방향으로 이격된다.

도 2 내지 도 6에 주목한다. 커플링 부재(18)는 길고, 축방향 대향 부재 커플링 및 당김 단부(56, 58)를 포함한다. 커플링 부재(18)는 종방향 및 폭방향으로 비대칭이다. 커플링 부재(18)는 부재 커플링 및 당김 단부(56, 58) 사이에서 연장되는 몸체 섹션(60)을 포함한다.

본 실시예에 따르면, 상기 부재 당김 단부(58)는 수나사(62)를 포함하고, 상기 수나사를 통해 커플링 부재(18)는 생크 부분(46)에서 내측으로 당겨져, 조립된 위치로부터 로킹된 위치로 도달한다.

부재 커플링 단부(56)는 종방향 및 폭 방향으로 비대칭이다. 부재 커플링 단부(56)는 부재 전방 표면(66)을 포함한다. 부재 커플링 단부(56)는 부재 전방 표면(66)으로부터 부재 당김 단부(58)를 향해 연장되는 내부 및 외부 인접 표면(68, 70)을 더 포함한다. 부재 커플링 단부(56)는 공구 커플링 단부(24)를 생크에 정확하게 결합하기 위해, 쐐기 형상을 가질 수 있다. 즉, 내부 및 외부 인접 표면(68, 70)은 부재 당김 단부(58)쪽으로 수렴한다. 내부 인접 표면(68)은 평면일 수 있고, 외부 인접 표면(70)은 원추형일 수 있다. 커플링 부재(18)는 부재 당김 단부(58)와 부재 몸체 섹션(60)에서 개방되는 종방향 부재 냉각 덕트(28)를 더 포함할 수 있다.

생크 부분(16)은 생크 축(S)을 가지며, 원통형 커플링 보어(72)를 포함한다. 생크 부분(16)은 이를 통해 종방향으로 연장되는 생크 냉각 덕트(30)를 포함할 수 있다. 생크 부분(16)은 생크 축(S)에 횡방향으로 연장되는 생크 전방 표면(74)을 포함한다. 커플링 보어(72)는 생크 전방 표면(74)으로 개방된다. 커플링 보어(72)는 (도 2에 도시된 바와 같이 모두 축방향으로 연장되는) 전방 및 후방 보어 부분(76, 78)을 포함한다. 전방 보어 부분(76)은 생크 전방 표면(74)으로 개방된다. 전방 보어 부분(76)은 생크 전방 표면(74)과 후방 보어 부분(78) 사이에서 연장한다.

전방 보어 부분(76)은 원통형이다. 공구 및 생크 부분(14, 16) 사이의 타이트 피트(tight fit)를 보장하기 위해, 전방 보어 부분(76)은 공구 직경(D)보다 약간 큰 전방 보어 직경(D1)을 갖는다. 샤프트-홀 끼워 맞춤에 대한 표준 허용 오차 내에서, 본 장치는 전방 보어 부분(76) 내에서 공구 커플링 단부(24)의 슬라이딩 및 축 정렬 정확성을 유지하면서, 손으로 조립할 수 있도록 구성된다. ANSI 표준에 따르면, 위치 전환 피트(LT)는 양호한 유리한 표준 공차이다. 타이트 피트의 또 다른 장점은 반복성이다. 구체적으로 - 공구와 생크 축(T, S) 사이의 정확한 평행 정렬이다.

도 2를 주목한다. 전방 보어 부분(76)는 반경 방향 외측으로 연장하는 보어 리세스(80)를 더 포함한다. 보어 리세스(80)는 (도 2의 하부에 도시된 바와 같이) 원통형의 전방 및 후방 서브 부분(76F, 76R) 사이에 축방향으로 위치한다. 전방 및 후방 부분(76F, 76R) 모두 전방 보어 직경(D1)을 갖는다. 보어 리세스(80)는 커플링 부재(18)가 공구 커플링 단부의 삽입 또는 제거 시에 공구 커플링 단부(24)의 외측으로 움직이는 것을 허용하도록 구성된다. 보어 리세스(80)는 전방 보어 부분(76)을 따라 생크 전방 표면(74)을 향해 축방향으로 진행할 때 깊이가 증가한다(즉, 단면적이 증가한다). 본 실시예에 따르면, 보어 리세스(80)는 원추형이다. 원추형 보어 리세스(80)는 생크 축(S)과 동축으로 배향되거나 또는 연장된다. 보어 리세스(80)는 생크 축(S)을 중심으로 360° 연장될 수 있다. 보어 리세스(80)는 제1 보어 인접 표면(82)을 포함한다. 보어 리세스(80)는 전방 서브 부분(76F)에 의해 생크 전방 표면(74)으로부터 축방향으로 이격되어 있다. 보어 리세스(80)는 후방 서브 부분(76R)에 의해 후방 보어 부분(76)로부터 이격된다.

전방 보어 부분(76)은 제2 및 제3 보어 인접 표면(84, 86)을 포함한다. 제2 보어 인접 표면(84)은 후방 서브 부분(76R)에 위치된다. 제3 보어 인접 표면(86)은 전방 서브 부분(76F)에 위치된다. 제1 보어 인접 표면(82)은 축방향으로 제2 및 제3 보어 인접 표면(84, 86) 사이에 위치한다. 제1 보어 인접 표면(82)은 (생크 축(S)에 대해) 제2 및 제3 보어 인접 표면(84, 86)에 반경 방향으로 대향하여 위치되고, 적어도 제3 보어 인접 표면(86)으로부터 축방향으로 이격된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전방 보어 부분(76) 및 공구 커플링 단부(24)는 제2 및 제3 인접 표면(52, 24, 84, 86)을 (축방향으로) 둘러싸는 동일한 축방향 영역을 따라 개략적으로 연장된다. 본 커플링 장치(12)에서, 공구 커플링 길이(LN)는 공구 직경(D)(조립된 위치 또는 로킹된 위치에서 생크 전방 표면(74)에서 측정된 직경(D))보다 상당히 길다. 특히, 공구 커플링 단부(24)는 RT=LN/D>2의 길이-직경 비를 가지며, 본 실시예에서는 RT=LN/D>3이다. 이 확대 비는 유리한데, 왜냐하면 공구 부분의 런아웃을 방지하고 커플링 정확도를 높이는데 도움을 줄 수 있기 때문이다.

후방 보어 부분(78)은 전방 보어 부분(76)에 대해 커플링 보어(72) 내에서 축방향 더 내측에 위치된다. 본 실시예에 따르면, 후방 보어 부분(78)은 후방 보어 직경 D2<D<D1을 갖는다. 본 실시예에 따르면, 생크 축방향 스토퍼(48)는 전방 보어 부분(76)과 후방 보어 부분(78) 사이를 연결한다. 생크 축방향 스토퍼(48)는 생크 축(S)을 중심으로 연장되는 모따기된 원추형 표면일 수 있다.

후방 보어 부분(78)은 본 실시예에 따라 암나사(64)를 포함할 수 있다. 후방 보어 부분(78)은 암나사(64)와 생크 축방향 스토퍼(48) 사이에 축방향으로 위치된 릴리프 부분을 포함할 수 있다.

도 2에 주목하도록 한다. 조립된 위치에 도달하기 위해, 공구 커플링 단부(24)는 공구 축방향 스토퍼(46)가 생크 축방향 스토퍼(48)와 인접할 때까지(이에 따라, 공구 부분(14)의 축방향 위치가 (최종) 로킹된 위치에 있는 것을 보장) 커플링 보어(72) 내로 삽입된다.

이 위치에서, 부재와 공구 커플링 단부(56, 24) 사이의 느슨한 맞물림으로 인해 커플링 보어(72) 내에서 두 부품이 용이하게 또는 원활하게 회전할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 커플링 보어(72) 내의 상대적으로 컴팩트한 인클로저는 부재와 공구 커플링 단부(56, 24) 사이의 상대적인 축방향 회전을 거의 방지한다. 즉, 공구 부분(14)이 회전되면, 느슨한 맞물림이 완전하게 접촉하게 되고, 이는 커플링 부재(18)에 토크를 전달하여 회전하게 한다.

조립된 위치에서, 커플링 부재(18)의 수나사(62)는 커플링 부재(18)가 커플링 보어(72)로부터 떨어지는 것을 방지하기에 충분하도록 후방 보어 부분(78)의 암나사(64) 내로 나사 결합된다. 이 위치에서, 커플링 부재(18)는 단단히 고정되지 않는다. 이는 커플링 부재(18)가 생크 부분(16)에 대해 일정한 이동 자유도를 가능하게 하는 수나사(62)와 암나사(64) 사이의 느슨함을 가능하게 한다. 즉, 커플링 부재(18)는 부재 당김 단부(58)를 중심으로 선회될 수 있다. 이러한 이동 자유도는 부재 커플링 단부(56)가 삽입 또는 제거되는 동안 공구 커플링 단부(24)(특히 크레스트(50))에 의해 보어 리세스(80)에서 "옆으로" (반경 방향 외측으로) 푸시되는 것을 허용하여, 크레스트(50)가 부재 전방 표면(66)을 축방향으로 통과하게 한다. 크레스트(50)가 부재 커플링 단부(58)를 가로질러 간섭하지 않고 통과할 수 있음을 설명하기 위해(도 2), 간섭 선(L)이 크레스트(50)에 접하며 생크 및 공구 축(T, S)과 평행하게 도시되어 있다.

사용 용이성에 있어서, 이는 유리한데, 왜냐하면 공구 부분(14)의 교체 중에, 사용자가 커플링 보어(72)로부터 커플링 부재(18)를 제거할 필요가 없기 때문이다. 본 실시예에 따르면, 커플링 부재(18)의 약간의 해제-회전만이 공구 커플링 단부(24)의 용이한 삽입 또는 제거를 가능하게 하기 위해 상기 커플링 부재(18)의 선회를 허용하기에 충분하다.

로킹된 위치에 있는 커플링 장치(12)를 도시하는 도 3 내지 도 6을 참조한다. 로킹된 위치에서, 공구 커플링 단부(24)의 어떠한 부분도 보어 리세스(80)와 인접하지 않는다. 로킹?? 위치에서, 공구 축방향 스토퍼(46)는 생크 축방향 스토퍼(48)와 인접한다. 커플링 부재(18)의 외부 인접 표면(70)은 보어 리세스(80)의 제1 보어 인접 표면(82)과 인접한다. 공구 커플링 단부(24)의 제1 공구 인접 표면(44)은 커플링 부재(18)의 내부 인접 표면(68)과 인접한다. 제2 공구 인접 표면(52)은 제2 보어 인접 표면(84)에 인접한다. 제3 공구 인접 표면(54)은 제3 보어 인접 표면(86)과 인접한다.

본 출원의 요지에 따르면, 커플링 장치(12)는 공구 부분(14)을 생크 부분(16)에 대해 회전시킴으로써 조립된 위치로부터 로킹된 위치로 이송된다. 공구 부분(14)을 회전시키면 커플링 부재(18)가 회전되고 (제1 공구 인접 표면(44)은 내부 인접 표면(68)에 인접하여, 토크를 전달한다), 이어서 커플링 부재(18)를 축방향 내측으로 당기는 암나사(64) 내에서 부재 당김 단부(58)를 나사 체결한다. 공구 부분(14)이 더 내측으로 움직일 수 없기 때문에(공구 축방향 스토퍼(46)는 생크 축방향 스토퍼(48)에 인접함), 커플링 부재(18)의 내향 축방향 병진 운동은 부재 커플링 단부(56)를 제1 보어 인접 표면(82)과 제1 공구 인접 표면(44) 사이에 더 고정시킨다. 공구 부분(14)을 더 회전시킴으로써 증가된 (따라서 커플링 부재(18)의 고정을 증가시키는) 이러한 인접 힘은 공구 커플링 단부(24)를 제2 및 제3 보어 인접 표면(84, 86)을 향해 더 가압하여, 정확한 커플링 및 로킹된 위치를 얻을 수 있다. 이는 유리한데, 왜냐하면 생크 부분(16)에 대한 공구 부분(14)의 정확한 반경 방향 위치가 공구 및 생크 축(T, S)이 로킹된 위치에서 평행하도록 보장하기 때문이다. 결과적으로, 이는 가공 중에 원하지 않는 스로를 최소화(또는 경우에 따라서는 방지)할 수 있으며, 반복성에 기여한다.

커플링 장치(12) 구성 요소 중 임의의 요소에 소성 변형을 일으키지 않고, (공구와 생크 부분(14, 16) 사이의) 원하는 상대 회전 토크가 도달되면, 로킹된 위치가 달성된다. 이 분야에서 알려진 바와 같이, 원하는 토크는 각각의 가공 적용에서 기계 가공력보다 큰 것으로 정의된다.

Claims

각각의 공구 및 생크 축방향 스토퍼(46, 48)를 갖는 공구 및 생크 부분(14, 16)을 포함하는 드릴 및 리머용 공구 커플링 장치(12)에 있어서,
상기 공구 부분(14)의 적어도 부분적으로 원통형인 공구 커플링 단부(24)가 상기 생크 부분(16)의 종방향 관통 전방 보어 부분(76) 내에 위치되고, 상기 생크 부분(16) 내에서 더 내측으로 위치하며 축방향 대향 부재 커플링 및 당김 단부(56, 58)를 포함하는 긴 커플링 부재(18)를 통해 그 내부에 결합되며,
상기 전방 보어 부분(76)은 축방향으로 분리된 원통형의 전방 및 후방 서브 부분(76F, 76R), 및 그 사이에 위치되고 반경 방향 외측으로 연장하는 보어 리세스(80)를 포함하며;
로킹된 위치에서, 공구 축방향 스토퍼(46)는 생크 축방향 스토퍼(48)와 인접하고(abut), 공구 커플링 단부(24)는 전방 및 후방 서브 부분(76F, 76R)과 인접하고, 부재 커플링 단부(56)는 공구 커플링 단부(24) 및 보어 리세스(80)와 인접하는, 공구 커플링 장치.
제1항에 있어서,
상기 공구 및 생크 부분(14, 16)은 평행한 각각의 공구 및 생크 축(T, S)을 포함하는 것인, 공구 커플링 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전방 보어 부분(76)은 생크 전방 표면(74)으로 개방되고, 상기 보어 리세스(80)는 상기 생크 전방 표면(74)쪽으로 종방향으로 깊이가 증가하는 것인, 공구 커플링 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보어 리세스(80)는 원추형인 것인, 공구 커플링 장치.
제2항에 있어서,
상기 보어 리세스(80)는 종방향 생크 축(S)을 중심으로 360° 연장되는 것인, 공구 커플링 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보어 리세스(80)는 제1 보어 인접 표면(82)을 포함하고, 상기 후방 및 전방 서브 부분(76R, 76F)은 각각의 제2 및 제3 보어 인접 표면(84, 86)을 포함하며;
상기 제1 보어 인접 표면(82)은 제2 및 제3 보어 인접 표면(84, 86)에 반경 방향으로 대향하여 위치되는 것인, 공구 커플링 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공구 커플링 단부(24)는 상기 부재 커플링 단부(56)의 평면의 내부 인접 표면(68)에 인접하는 평면의 제1 공구 인접 표면(44)을 구비하는 것인, 공구 커플링 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부재 커플링 단부(56)는 반경 방향으로 대향하는 내부 및 외부 인접 표면(68, 70)을 포함하는 것인, 공구 커플링 장치.
제8항에 있어서,
상기 내부 인접 표면(68)은 평면이고, 상기 외부 인접 표면(70)은 원추형인 것인, 공구 커플링 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 내부 및 외부 인접 표면(68, 70)은 상기 부재 당김 단부(58)쪽으로 수렴하는 것인, 공구 커플링 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공구 및 부재 커플링 단부(24, 56) 각각은 비대칭인 것인, 공구 커플링 장치.
제8항에 있어서,
상기 축방향으로, 상기 공구 커플링 단부(24)는 상기 보어 리세스(80)의 2개의 축방향으로 분리된 측면들 사이에서 상기 내부 인접 표면(68)과 인접하는 것인, 공구 커플링 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부재 당김 단부(58)는 생크 부분(16)의 후방 보어 부분(78)에 위치된 암나사(64) 내로 나사 결합되는 수나사(62)를 포함하는 것인, 공구 커플링 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공구 커플링 단부(24)는 0 내지 45도 범위로 상기 공구 축(T)과 인접 각도(α)를 형성하는 평면의 제1 공구 인접 표면(44)을 구비하는 것인, 공구 커플링 장치.
제14항에 있어서,
상기 인접 각도(α)은 0 내지 20도 범위인 것인, 공구 커플링 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공구 부분(14), 상기 커플링 부재(18) 및 상기 생크 부분(16)은 각각 공구 냉각 덕트(26), 부재 냉각 덕트(28) 및 생크 냉각 덕트(30)를 포함하는 것인, 공구 커플링 장치.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로킹된 위치에서, 상기 공구 커플링 단부(24)는 생크 전방 표면(74)에서 측정된 공구 커플링 길이(LN) 및 공구 직경(D)을 갖고; 상기 공구 커플링 단부(24)는 길이-직경 비 (RT)=(LN/D)>2 인 것인, 공구 커플링 장치.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로킹된 위치에서 상기 공구 커플링 단부(24)의 어떠한 부분도 상기 보어 리세스(80)와 인접하지 않는 것인, 공구 커플링 장치.