KR20180075997A - 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터 - Google Patents

절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터 Download PDF

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Abstract

황삭, 중삭 또는 정삭 공정마다 밀링 커터를 교환하지 않고, 황삭, 중삭 및 정삭을 하나의 밀링 커터에 모두 구현할 수 있도록 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터를 제시한다. 그 커터는 카트리지 및 카트리지 측면에 형성된 포켓에 장착되는 블레이드를 포함하고, 블레이드는 포켓을 형성하는 면 중에서 적어도 2 이상의 면에 접촉하고, 포켓은 황삭 및 정삭을 위한 블레이드 및 선택적으로 중삭을 위한 블레이드를 포함하고, 황삭, 중삭 및 정삭에 따라 카트리지의 중심점과의 거리를 달리하며, 상기 포켓과 상기 중심점과의 거리는 상기 황삭, 중삭 및 정삭으로 갈수록 작아진다.

Description

절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터{Milling cutter of controlling degree of cutting}
본 발명은 밀링 커터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 황삭, 중삭 및 정삭으로 구분되는 절삭 정도를 하나의 몸체에 모두 구현할 수 있는 밀링 커터에 관한 것이다.
밀링 커터는 원통 또는 원추형 몸체의 외주나 단면에 다수의 블레이드를 갖는 절삭공구이다. 밀링 커터의 재질, 형상, 가공기술 등은 계속적으로 발전되고 있으며, 피삭재에 대한 가공 정밀도가 높아지고 생산능률이 향상되어, 밀링 커터는 다양하고 광범위하게 응용되고 있다. 밀링 커터의 블레이드는 포켓의 일면 또는 다면에 접촉하여 고정된다. 상기 일면은 포켓을 중심으로 상면 또는 측면 중의 어느 하나에 접촉하는 것이 대부분이다. 상기 측면에 체결되는 블레이드는 중국공개특허 제105312653호 등, 상기 상면에 체결되는 블레이드는 유럽등록특허 제1931489호 등에 개시되어 있고, 포켓의 다면에 접촉되는 블레이드는 미국공개특허 제2014-0003872호 등에 상세하게 설명되어 있다.
한편, 밀링 커터에 의한 피삭재의 절삭은 통상적으로 황삭(rough cutting), 중삭(semi-finishing cutting) 및 정삭(finishing cutting) 순서로 진행된다. 그런데, 종래의 밀링 커터는 황삭, 중삭 또는 정삭 공정을 수행하는 커터가 별개로 마련되어 있다. 이와 같이, 밀링 커터가 각기 달리 존재하고, 이를 이용하여 피삭재를 절삭하면, 황삭, 중삭 또는 정삭 공정마다 밀링 커터를 교환하여야 한다. 공정마다 밀링 커터를 교환하여 사용하면, 밀링 커터를 교환하고 셋팅(setting)하는 별도의 시간이 필요하고, 밀링 커터를 보관한 장소가 요구되는 등의 문제점을 피할 수 없다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 황삭, 중삭 또는 정삭 공정마다 밀링 커터를 교환하지 않고, 황삭, 중삭 및 정삭을 하나의 밀링 커터에 모두 구현할 수 있도록 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터는 카트리지 및 상기 카트리지 측면에 형성된 포켓에 장착되는 블레이드를 포함한다. 이때, 상기 블레이드는 상기 포켓을 형성하는 면 중에서 적어도 2 이상의 면에 접촉하고, 상기 포켓은 황삭 및 정삭을 위한 상기 블레이드 및 선택적으로 중삭을 위한 블레이드를 포함하고, 상기 황삭, 중삭 및 정삭에 따라 상기 카트리지의 중심점과의 거리를 달리하며, 상기 포켓과 상기 중심점과의 거리는 상기 황삭, 중삭 및 정삭으로 갈수록 작아진다.
본 발명의 커터에 있어서, 상기 블레이드가 상기 카트리지로부터 돌출된 높이는 상기 황삭, 중삭 및 정삭으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 포켓은 상기 황삭을 위한 제1 포켓, 상기 중삭을 위한 제2 포켓 및 상기 정삭을 위한 제3 포켓으로 구분되고, 상기 제1 내지 제3 포켓의 각각은 서로 인접하지 않는다. 상기 제1 내지 제3 포켓의 각각은 적어도 2개 이상으로 상기 카트리지에 배치된다. 상기 제1 내지 제3 포켓의 개수는 상기 제1 포켓의 개수가 가장 많고, 상기 제3 포켓의 개수가 가장 적은 것이 좋다.
본 발명의 바람직한 커터에 있어서, 상기 포켓은 적어도 양 측면 및 정면으로 이루어지고, 상기 블레이드는 상기 양 측면에 접촉하고, 상기 카트리지의 중심점 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 쐐기 형태일 수 있다. 상기 포켓은 적어도 양 측면 및 정면으로 이루어지고, 상기 블레이드는 상기 양 측면 및 상기 정면과 접촉할 수 있다. 상기 블레이드는 양 측면 사이에는 등마루가 존재하고, 상기 등마루는 상기 포켓의 양 측면 사이에 존재하는 정면과 갭(G)을 이룰 수 있다.
바람직한 본 발명의 커터에 있어서, 상기 블레이드의 일측에는 피삭재를 절삭하는 과정에서 발생하는 칩을 배출하는 제2 칩 배출홈을 포함할 수 있다. 상기 제2 칩 배출홈의 일측에는 상기 피삭재를 절삭하기 위한 절삭팁이 부착된다. 상기 포켓에서 상기 블레이드의 하부에는 상기 블레이드의 높이를 조절하는 높이 조절나사를 포함한다.
본 발명의 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터에 의하면, 중심점과 포켓과의 거리 및 절삭팁의 높이를 조절함으로써, 황삭, 중삭 또는 정삭 공정마다 커터를 교환하지 않고, 황삭, 중삭 및 정삭을 하나의 커터에 모두 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 절삭 정도를 조절할 수 있는 제1 밀링 커터를 나타내는 평면도이다.
도 2은 본 발명에 의한 절삭 정도를 조절할 수 있는 제2 밀링 커터를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 쐐기 형태의 블레이드가 장착된 제1 밀링 커터를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단한 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 상부, 하부, 정면 등과 같이 위치를 지적하는 용어들은 도면에 나타낸 것과 관련될 뿐이다. 실제로, 블레이드는 임의의 선택적인 방향으로 사용될 수 있으며, 실제 사용할 때 공간적인 방향은 밀링 커터의 방향 및 회전에 따라 변한다.
본 발명의 실시예는 중심점과 포켓과의 거리 및 절삭팁의 높이를 조절함으로써, 황삭, 중삭 또는 정삭 공정마다 밀링 커터를 교환하지 않고, 황삭, 중삭 및 정삭을 하나의 밀링 커터에 모두 구현할 수 있는 커터를 제시한다. 이를 위해, 중심점과 포켓과의 거리 및 절삭팁의 높이를 조절할 수 있는 밀링 커터의 구조를 상세하게 알아보고, 황삭, 중삭 및 정삭을 모두 구현하는 과정을 구체적으로 설명하기로 한다. 일반적인 밀링 커터에서, 블레이드는 포켓의 측면 또는 상면과 같이 일면에 체결되거나 또는 포켓의 다면에 체결되는 등과 같이 다양한 방식으로 카트리지에 고정된다. 본 발명의 실시예는 포켓의 다면에 접촉되어 고정되는 방식으로 제한된다. 여기서, 다면이란, 포켓을 형성하는 면 중에서 적어도 2 이상의 면을 말한다.
밀링 커터에 장착된 블레이드는 고속 회전에 따른 원심력에 의해 반경 외측 방향으로 가해지는 힘을 받는다. 이러한 원심력은 블레이드를 밀링 커터의 포켓으로부터 밀어내려는 힘으로 작용되어 절삭팁의 이송 및 절삭 깊이에 영향을 주며, 포켓에서의 블레이드의 위치 변동을 야기한다. 또한, 블레이드는 피삭재를 가공하는 중에 발생하는 가공부하로 인한 블레이드의 흔들림을 초래하여 피삭재의 품질이 저하될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 의한 밀링 커터에 적용되기 위해서는 블레이드의 균일성 및 포켓과 결합이 치수적으로 안정되어야 한다.
만일, 블레이드의 균일성 및 포켓과의 결합이 치수적으로 안정되지 않으면, 황삭, 중삭 및 정삭을 하나의 밀링 커터로 구현되는 효과가 사라지기 때문이다. 이를 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 블레이드는 포켓의 다면에 접촉되어 고정되는 방식으로 한정한다. 이하에서는 본 발명의 밀링 커터에 부합하는 바람직한 사례를 제시하고, 나아가 최적의 밀링 커터를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 절삭 정도를 조절할 수 있는 제1 밀링 커터(100)를 나타내는 평면도이다. 이때, 설명의 편의를 위하여, 절삭 정도에 따른 절삭팁(32)의 높이를 별도의 단면으로 표현하였다. 여기서 제시된 밀링 커터 이외에도, 본 발명의 범주 내에 다른 형태의 밀링 커터에도 적용될 수 있다.
도 1에 의하면, 제1 밀링 커터(100)는 카트리지(cartridge, 10), 냉각모듈(20) 및 블레이드(30)를 포함하여 이루어진다. 카트리지(10)는 반경(R)의 원통형이며, 알루미늄, 티타늄 또는 강철과 같은 재질로 이루어진다. 냉각모듈(20)은 나사 네크(21) 및 나사 네크(21)와 카트리지(10) 사이에 냉각수 유로(22)를 포함하며, 냉각수 유로(22)를 통하여 냉각수를 블레이드(30) 방향으로 공급한다. 냉각수를 공급하는 방식은 본 발명에서 제시한 것에 한정되지 않으며, 다양한 방식을 적용할 수 있다. 카트리지 측면(14)에는 원주를 따라서, 쐐기 형태의 블레이드(30)를 수용하여 고정하는 다수개의 포켓(13)이 존재한다.
본 발명의 제1 밀링 커터(100)는 황삭, 중삭 및 정삭을 모두 구현할 수 있다. 일반적으로, 밀링 커터에 의한 피삭재의 절삭은 황삭(rough cutting), 중삭(semi-finishing cutting) 및 정삭(finishing cutting) 순서로 진행된다. 경우에 따라, 본 발명의 제1 밀링 커터(100)는 황삭 및 정삭을 필수적으로 구현하고, 중삭은 선택적으로 구현할 수 있다. 이는 피삭재의 가공정도 등을 고려하여 정해진다. 도면에서는 황삭, 중삭 및 정삭을 하나의 제1 밀링 커터(100)에 모두 구현할 수 있는 사례를 제시한 것에 불과하다.
그런데, 종래의 밀링 커터는 황삭, 중삭 또는 정삭 공정을 수행하는 밀링 커터가 별개로 마련되어 있다. 이와 같이, 밀링 커터가 각기 달리 존재하고, 이를 이용하여 피삭재를 절삭하면, 황삭, 중삭 또는 정삭 공정마다 밀링 커터를 교환하여야 한다. 밀링 커터를 교환하여 사용하면, 밀링 커터를 교환하고 셋팅(setting)하는 별도의 시간이 필요하고, 밀링 커터를 보관할 장소가 요구되는 등의 문제점이 있다. 본 발명의 제1 밀링 커터(100)는 종래의 문제점을 해결하는 수단이다.
본 발명의 제1 밀링 커터(100)는 중심점(CP)과 포켓(13)과의 최단 거리가 조절된다. 구체적으로, 황삭을 위한 제1 포켓(13a)은 중심점(CP)으로부터 제1 거리(L1)에 위치하고, 중삭을 위한 제2 포켓(13b)은 제2 거리(L2)에 위치하며, 정삭을 위한 제3 포켓(13c)은 제3 거리(L3)에 위치한다. 이때, 제1 내지 제3 거리(L1, L2, L3)는 예컨대 1mm만큼의 차이를 가진다. 다시 말해, 황삭을 위한 제1 거리(L1)이 가장 크고, 정삭을 위한 제3 거리(L3)가 가장 작다. 황삭, 중삭 및 정삭을 위하여, 제1 내지 제3 거리(L1, L2, L3)가 서로 다르고, 제1 거리(L1), 제2 거리(L2), 제3 거리(L3) 순서로 거리가 짧아지면, 피삭재를 절삭할 때, 황삭이 가장 먼저 일어나고, 그 다음에 중삭, 마지막으로 정삭이 일어난다. 이에 따라, 제1 밀링 커터(100)는 황삭, 중삭 및 정삭을 한꺼번에 수행할 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 거리(L1, L2, L3)에 부합하여, 각각의 절삭팁(32) 높이를 조절할 수 있다. 즉, 절삭팁(32)은 제1 거리(L1)에 해당하는 제1 높이(H1), 제2 거리(L2)에 해당하는 제2 높이(H2) 및 제3 거리(L3)에 해당하는 제3 높이(H3)를 가진다. 이때, 황삭을 위한 제1 높이(H1)가 가장 낮고, 정삭을 위한 제3 높이(H3)가 가장 높다. 절삭팁(32)의 높이가 크면, 피삭재의 표면의 절삭이 더 이루어지므로, 피삭재의 표면을 보다 매끄럽게 할 수 있다. 이와 같이, 제1 내지 제3 높이(H1, H2, H3)는 앞에서 설명한 제1 내지 제3 거리(L1, L2, L3)에 부합되도록 높이가 조절된다. 다시 말해, 제1 내지 제3 높이(H1, H2, H3)는 황삭, 중삭 및 정삭에 부합되는 높이이다.
제1 내지 제3 포켓(13a, 13b, 13c)는 각각이 인접하게 위치하지 않는 조건에서 적절하게 조합된다. 즉, 제1 포켓(13a)의 옆에는 제2 또는 제3 포켓(13b, 13c)이 위치하고, 제2 포켓(13b)의 옆에는 제1 또는 제3 포켓(13a, 13c)가 위치하며, 제3 포켓(13c)의 옆에는 제1 또는 제2 포켓(13a, 13b)가 위치한다. 제1 내지 제3 포켓(13a, 13b, 13c)는 적어도 2개 이상이 배치되는 것이 좋다. 이와 같은 제1 내지 제3 포켓(13a, 13b, 13c)의 배치는 다음에 설명될 황삭, 중삭 및 정삭을 원활하게 수행하기 위한 것이다.
제1 높이(H1)의 블레이드(30)가 장착된 제1 포켓(13a), 제2 높이(H2)의 블레이드(30)가 장착된 제2 포켓(13b) 및 제3 높이(H3)의 블레이드(30)가 장착된 제3 포켓(13c)의 개수는 균등하지 않은 것이 좋다. 즉, 제1 포켓(13a)의 개수가 가장 많고, 그 다음으로 제2 포켓(13b)가 많고, 제3 포켓(13c)의 개수는 가장 적다. 이는 피삭재를 절삭하는 과정에서, 황삭은 상기 피삭재의 두께를 줄이면서 표면을 평탄하게 하고, 중삭 및 정삭은 표면 거칠기를 조성하는 역할을 하기 때문이다. 정삭의 경우, 표면 거칠기가 상대적으로 작으므로, 중삭에 비해 적은 수의 블레이드(30)가 적용된다.
본 발명의 실시예를 이용하여 피삭재를 절삭하는 과정을 제1 밀링커터(100)의 경우를 사례로 들면, 카트리지 몸체(11)는 직경 250mm, 회전속도 7,500rpm 및 이동속도 6,000mm/min이고, 블레이드(30)는 개수가 21개이었다. 이때, 제1 포켓(13a)에 장착된 블레이드(30) 개수는 11개, 제2 포켓(13b)의 블레이드(30) 개수는 7개 그리고 제3 포켓(13c)의 블레이드(30)는 3개이었다. 한편, 피삭재의 절삭은 황삭 및 정삭 순서로 진행하였고, 필요에 따라 황삭 및 정삭 사이에 중삭을 추가하여 실시할 수 있다. 여기서는 황삭, 중삭 및 정삭의 순서대로 진행된 경우를 예로 든 것이다.
상기 황삭은 임의의 제1 포켓(13a)의 블레이드(30)로 피삭재의 두께를 줄이면서 표면을 평탄하게 한다. 이때, 제1 밀링커터(100)는 회전속도 7,500rpm으로 회전하면서 이동속도 6,000mm/min로 이동하므로, 중삭은 임의의 제1 포켓(13a)의 블레이드(30)와 인접한 제2 포켓(13b)의 블레이드(30)에 의해 이루어지는 것이 아니고, 제1 포켓(13a)의 블레이드(30)과 인접하지 않는 제2 포켓(13b)의 블레이드(30)로 구현된다. 정삭의 경우도 중삭과 마찬가지로, 제2 포켓(13b)의 블레이드(30)와 인접한 제3 포켓(13c)의 블레이드(30)에 의해 이루어지는 것이 아니고, 제2 포켓(13b)의 블레이드(30)과 인접하지 않는 제3 포켓(13c)의 블레이드(30)로 구현된다. 이와 같은 황삭, 중삭 및 정삭이 일어나는 과정은 제1 밀링커터(100)의 회전속도 및 이동속도에 따라 달라진다.
도 2은 본 발명의 실시예에 의한 절삭 정도를 조절할 수 있는 제2 밀링 커터(200)를 나타내는 평면도이다. 이때, 설명의 편의를 위하여, 절삭 정도에 따른 절삭팁(32)의 높이를 별도의 단면으로 표현하였다. 제2 밀링 커터(200)는 포켓(53) 및 그에 부합하는 블레이드(60)의 구조가 다른 것을 제외하고, 제1 밀링 커터(100)와 동일하다. 이에 따라, 중복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2에 의하면, 제2 밀링 커터(200)는 카트리지(cartridge, 50), 냉각모듈(20) 및 블레이드(60)를 포함하여 이루어진다. 카트리지(50)는 반경(R)의 원통형이며, 알루미늄, 티타늄 또는 강철과 같은 재질로 이루어진다. 본 발명의 제2 밀링 커터(200)는 제1 밀링 커터(100)와 마찬가지로 황삭, 중삭 및 정삭을 모두 구현할 수 있다. 제2 밀링 커터(200)는 중심점(CP)과 포켓(53)과의 거리가 조절된다. 구체적으로, 황삭을 위한 제4 포켓(53a)은 중심점(CP)으로부터 제1 거리(L1)에 위치하고, 중삭을 위한 제5 포켓(53b)은 제2 거리(L2)에 위치하며, 정삭을 위한 제6 포켓(53c)은 제3 거리(L3)에 위치한다. 이때, 제1 내지 제3 거리(L1, L2, L3)는 예컨대 1mm만큼의 차이를 가진다. 다시 말해, 황삭을 위한 제1 거리(L1)이 가장 크고, 정삭을 위한 제3 거리(L3)가 가장 작다.
또한, 제1 내지 제3 거리(L1, L2, L3)에 부합하여, 각각의 절삭팁(62) 높이를 조절할 수 있다. 즉, 절삭팁(62)은 제1 거리(L1)에 해당하는 제1 높이(H1), 제2 거리(L2)에 해당하는 제2 높이(H2) 및 제3 거리(L3)에 해당하는 제3 높이(H3)를 가진다. 이때, 황삭을 위한 제1 높이(H1)가 가장 낮고, 정삭을 위한 제3 높이(H3)가 가장 높다. 절삭팁(62)의 높이가 크면, 피삭재의 표면의 절삭이 더 이루어지므로, 피삭재의 표면을 보다 매끄럽게 할 수 있다. 황삭, 중삭 및 정삭을 위하여, 제1 내지 제3 거리(L1, L2, L3)가 서로 다르고, 제1 거리(L1), 제2 거리(L2), 제3 거리(L3) 순서로 거리가 짧아지면, 피삭재를 절삭할 때, 황삭이 가장 먼저 일어나고, 그 다음에 중삭, 마지막으로 정삭이 일어난다. 이에 따라, 제1 밀링 커터(100)는 황삭, 중삭 및 정삭을 한꺼번에 수행할 수 있다.
제4 내지 제6 포켓(53a, 53b, 53c)는 각각이 인접하게 위치하지 않는 조건에서 적절하게 조합된다. 즉, 제4 포켓(53a)의 옆에는 제5 또는 제6 포켓(53b, 53c)이 위치하고, 제5 포켓(53b)의 옆에는 제4 또는 제6 포켓(53a, 53c)가 위치하며, 제6 포켓(53c)의 옆에는 제4 또는 제5 포켓(53a, 53b)가 위치한다. 이때, 제4 내지 제6 포켓(53a, 53b, 53c)는 적어도 2개 이상이 배치되는 것이 좋다.
경우에 따라, 본 발명의 실시예에 의한 제1 및 제2 밀링 커터(100, 200)는 황삭 및 정삭을 구현하고, 중삭은 선택적으로 구현할 수 있다. 이는 피삭재의 가공정도 등을 고려하여 정해진다. 도면에서는 황삭, 중삭 및 정삭을 모두 구현할 수 있는 사례를 제시한 것에 불과하다. 또한, 제1 밀링 커터(100)에서, 포켓(13)은 적어도 양 측면(13a, 13c) 및 정면(13b)으로 이루어지고, 블레이드(30)는 양 측면(13a, 13c)에 접촉하고, 카트리지(10)의 중심점(CP) 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 쐐기 형태이다. 제2 밀링 커터(100)에서, 포켓(53)은 적어도 양 측면(53a, 53c) 및 정면(53b)으로 이루어지고, 블레이드(60)는 양 측면(53a, 53c) 및 정면(53b)과 접촉한다. 이에 따라, 제1 및 제2 밀링 커터(100, 200)의 블레이드(30, 60)는 포켓(13, 53)의 다면에 접촉한다고 할 수 있다.
이하에서는 블레이드의 균일성 및 포켓과 결합이 치수적으로 안정된 최적의 제1 밀링 커터(100)를 보다 상세하게 설명하기로 한다. 제1 밀링 커터(100)는 쐐기 형태의 블레이드(30)가 고정되는 힘에 대하여 균일한 분산을 유도하여, 블레이드(30)의 위치 변동이나 흔들림 등을 최소화하여 가공불량을 차단한다. 이에 따라, 제1 밀링 커터(100)는 황삭, 중삭 및 정삭을 모두 구현할 수 있는 최적의 밀링 커터이므로, 이에 대한 구조를 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 쐐기 형태의 블레이드가 장착된 제1 밀링 커터(100)를 나타내는 사시도이다. 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단한 단면도이다. 여기서 제시된 제1 밀링 커터(100)의 구조는 본 발명의 범주 내에 다른 기능을 부가하는 요소들을 더 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 밀링 커터(100)는 카트리지(cartridge, 10), 냉각모듈(20) 및 블레이드(30)를 포함하여 이루어진다. 카트리지(10)는 반경(R)의 원통형이며, 알루미늄, 티타늄 또는 강철과 같은 재질로 이루어진 카트리지 몸체(11)를 구성한다. 카트리지(10)에는 피삭재를 절삭하는 과정에서 발생하는 칩을 배출하기 위한 제1 칩 배출홈(12)를 포함할 수 있다. 제1 칩 배출홈(12)은 카트리지 측면(14)의 일부가 제거된 것이다. 냉각모듈(20)은 나사 네크(21) 및 나사 네크(21)와 카트리지(10) 사이에 냉각수 유로(22)를 포함하며, 냉각수 유로(22)를 통하여 냉각수를 블레이드(30) 방향으로 공급한다. 냉각수를 공급하는 방식은 본 발명에서 제시한 것에 한정되지 않으며, 다양한 방식을 적용할 수 있다.
카트리지 측면(14)에는 원주를 따라서, 쐐기 형태의 블레이드(30)를 수용하여 고정하는 다수개의 포켓(13)이 존재한다. 포켓(13)은 적어도 3개의 면을 구비한다. 구체적으로, 카트리지 중심점(CP) 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 포켓의 양 측면(13a, 13c) 및 양 측면(13a, 13c) 사이에는 포켓의 정면(13b)을 구성한다. 여기서, 포켓의 정면(13b)이란, 카트리지(10)를 원주에서 중심점(CP)를 향해 바라보았을 때, 마주 보이는 면이다. 블레이드(30)는 포켓의 양 측면(13a, 13c)에 접촉하며, 정면(13b)과는 갭(G)만큼 이격된다. 이와 같이, 블레이드(30)가 포켓의 양 측면(13a, 13c)에 접촉되어 고정되는 방식을 포켓의 다면에 접촉되어 고정된다고 할 수 있다.
블레이드(30)는 부분적으로 카트리지(10)의 외부로 돌출되어 있으며, 블레이드 몸체(31), 제2 칩 배출홈(33) 및 체결나사(35)가 삽입되는 체결홀(34)을 포함한다. 블레이드 몸체(31)는 기둥 형태로, 포켓의 양 측면(13a, 13c)에 접촉하는 몸체의 양 측면(31a, 31c) 및 포켓의 정면(13b)을 바라보는 몸체의 등마루(ridge, 31b)를 포함한다. 몸체의 양 측면(31a, 31c)은 중심점(CP) 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태, 즉 테이퍼(taper)진 형태이다. 이에 따라, 블레이드(30)의 단면은 쐐기(wedge) 형태가 된다. 몸체의 양 측면(31a, 31c)이 테이퍼지어 있으면, 체결나사(35)로 블레이드(30)를 포켓(13)에 밀착시킬수록 몸체의 양 측면(31a, 31c)은 포켓의 양 측면(13a, 13c)에 보다 단단하게 밀착된다.
본 발명의 제1 밀링 커터(100)의 블레이드(30)는 테이퍼 방식으로 고정함으로써, 블레이드(30)의 위치 변동이나 흔들림에 의한 가공불량을 막을 수 있다. 구체적으로, 일반적인 밀링 커터에 장착된 블레이드는 고속 회전에 따른 원심력에 의해 반경 외측 방향으로 가해지는 힘을 받는다. 이러한 원심력은 블레이드를 밀링 커터의 포켓으로부터 밀어내려는 힘으로 작용되어 절삭팁의 이송 및 절삭 깊이에 영향을 주며, 포켓에서의 블레이드의 위치 변동을 야기한다. 또한, 블레이드는 피삭재를 가공하는 중에 발생하는 가공부하로 블레이드의 흔들림을 초래하여 피삭재의 품질이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 블레이드(30)는 포켓(13)에 단단하게 고정되기 때문에, 종래의 밀링 커터에서 발생하는 가공불량을 차단할 수 있다. 포켓의 양 측면(13a, 13b)는 접촉각도(θ)를 이룬다. 접촉각도(θ)는 본 발명의 실시예에 의한 제1 밀링 커터(100)의 크기, 피삭재의 종류, 절삭팁(32)의 형상 등을 고려하여 정해진다. 접촉각도(θ)는 90도 내지 180도 범위 내에서 정해지며, 접촉각도(θ)가 커지면 블레이드의 양 측면(31a, 31c) 및 포켓의 양 측면(13a, 13c)의 접촉면적이 커지고, 작아지면 접촉면적이 작아진다. 상기 접촉면적은 블레이드(30)가 고정되는 힘의 균일한 분산을 유도하여, 블레이드(30)의 위치 변동이나 흔들림 등을 최소화하여 가공불량을 차단한다. 바람직하게는, 포켓의 양 측면(13a, 13c)와 카트리지의 측면(14)과 만나는 부분으로 이루어지는 삼각형을 고려할 때, 상기 삼각형은 이등변삼각형이 좋다.
이와 같이, 제1 밀링 커터(100)는 쐐기 형태의 블레이드(30)가 고정되는 힘이 포켓 측면(13a, 13c)의 접촉을 통하여 균일하게 분산된다. 이에 따라, 제1 밀링 커터(100)는 블레이드(30)의 위치 변동이나 흔들림 등을 최소화하여 가공불량을 차단한다. 이에 따라, 제1 밀링 커터(100)는 황삭, 중삭 및 정삭을 모두 구현할 수 있는 최적의 밀링 커터이다.
블레이드(30)는 피삭재를 절삭하는 과정에 발생하는 칩(chip)을 배출하기 위한 제2 칩 배출홈(33)이 리세스(recess)되어 있다. 제2 칩 배출홈(33)은 블레이드(30)의 외측 방향으로는 개방되어 있으며, 일측면에는 절삭팁(32)에 부착된다. 절삭팁(32)은 판(plate) 모양으로 끝 부분에는 다이아몬드와 같은 연마입자가 부착된 연마층이 있으며, 상기 일측면에 납땜되거나 접착제로 접합된다. 제2 칩 배출홈(33)은 카트리지(10)에 형성된 제1 칩 배출홈(12)과 연통되며, 절삭과정을 통하여 배출된 칩은 제1 및 제2 칩 배출홈(12, 33)을 통하여, 상기 냉각수와 함께 제1 밀링 커터(100)의 외부로 방출된다.
블레이드(30)를 포켓(13)에 고정하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 블레이드(30)를 포켓(13)에 정렬하고, 체결나사(35)를 체결홀(34)에 삽입한다. 체결나사(35)를 사전에 정해진 정도만큼 돌려서 블레이드(30)를 포켓(13)에 장착한다. 이때, 포켓의 정면(13b) 및 블레이드의 등마루(31b) 사이의 갭(G)은 체결마진을 제공한다. 즉, 갭(G)는 블레이드(30)가 체결되는 과정에 발생하는 충격을 흡수하고, 보다 정밀한 장착이 이루어질 수 있도록 도와준다. 만일, 갭(G)이 없어서 블레이드의 등마루(31b)가 포켓의 정면(13b)에 닿은 경우, 체결나사(35)를 더 돌릴 수가 없어서 블레이드(30)의 정밀한 장착이 어렵다. 정면(13b)은 블레이드의 등마루(31b)와의 간격을 충분하게 유지하기 위하여 라운딩된 것이 바람직하다.
블레이드(30) 하부의 포켓(13)에는 블레이드(30)의 높이를 조절하는 조절나사(40)이 장착될 공간이 포함된다. 여기서 높이란 블레이드(30)가 카트리지(10)의 상부면으로부터 돌출되는 정도를 말한다. 높이 조절나사(40)에는 복수개의 조절홈(41)을 포함한다. 조절홈(41)에 스틱(stick)과 같은 도구를 삽입하고 조절나사(40)를 회전시키면, 블레이드(30)가 상하로 움직인다. 이와 같이, 블레이드(30)의 높이를 조절하는 방법은 공지된 것이므로, 여기서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10, 50; 카트리지
11; 카트리지 몸체
12, 33; 제1 및 제2 칩 배출홈
13, 53; 포켓
20; 냉각모듈 21; 나사 네크
22; 냉각수 유로
30, 60; 블레이드
31; 블레이드 몸체
32, 62; 절삭팁
34; 체결홀
35; 체결나사 40; 높이 조절나사
41; 조절홈
100, 200; 제1 및 제2 밀링 커터

Claims (11)

  1. 카트리지; 및
    상기 카트리지 측면에 형성된 포켓에 장착되는 블레이드를 포함하고,
    상기 블레이드는 상기 포켓을 형성하는 면 중에서 적어도 2 이상의 면에 접촉하고,
    상기 포켓은 황삭 및 정삭을 위한 상기 블레이드 및 선택적으로 중삭을 위한 블레이드를 포함하고, 상기 황삭, 중삭 및 정삭에 따라 상기 카트리지의 중심점과의 거리를 달리하며, 상기 포켓과 상기 중심점과의 거리는 상기 황삭, 중삭 및 정삭으로 갈수록 작아지는 것을 특징으로 하는 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 블레이드가 상기 카트리지로부터 돌출된 높이는 상기 황삭, 중삭 및 정삭으로 갈수록 커지는 것을 특징으로 하는 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 포켓은 상기 황삭을 위한 제1 포켓, 상기 중삭을 위한 제2 포켓 및 상기 정삭을 위한 제3 포켓으로 구분되고, 상기 제1 내지 제3 포켓의 각각은 서로 인접하지 않는 것을 특징으로 하는 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 포켓의 각각은 적어도 2개 이상으로 상기 카트리지에 배치되는 것을 특징으로 하는 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 포켓의 개수는 상기 제1 포켓의 개수가 가장 많고, 상기 제3 포켓의 개수가 가장 적은 것을 특징으로 하는 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 포켓은 적어도 양 측면 및 정면으로 이루어지고, 상기 블레이드는 상기 양 측면에 접촉하고, 상기 카트리지의 중심점 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 쐐기 형태인 것을 특징으로 하는 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 포켓은 적어도 양 측면 및 정면으로 이루어지고, 상기 블레이드는 상기 양 측면 및 상기 정면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 블레이드는 양 측면 사이에는 등마루가 존재하고, 상기 등마루는 상기 포켓의 양 측면 사이에 존재하는 정면과 갭(G)을 이루는 것을 특징으로 하는 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 블레이드의 일측에는 피삭재를 절삭하는 과정에서 발생하는 칩을 배출하는 제2 칩 배출홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 칩 배출홈의 일측에는 상기 피삭재를 절삭하기 위한 절삭팁이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터.
  11. 제1항에 있어서, 상기 포켓에서 상기 블레이드의 하부에는 상기 블레이드의 높이를 조절하는 높이 조절나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 정도를 조절할 수 있는 밀링 커터.
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