KR20190135942A

KR20190135942A - 공구 시스템

Info

Publication number: KR20190135942A
Application number: KR1020190062778A
Authority: KR
Inventors: 우베 헨즐러; 미하엘 니체
Original assignee: 세람테크 게엠베하
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2019-12-09
Also published as: EP3693110A1; DK3693110T3; BR102019010482A2; FI3693110T3; PL3575022T3; EP3575022A1; EP3575022B1; PT3575022T; US20190366444A1; JP7330760B2; IL266878B; DK3575022T3; JP2019206075A; IL266878A; CN110539008A; PT3693110T; ES2939355T3; HRP20230192T1; HUE061879T2; CN210587223U

Abstract

절삭 인서트(6)를 수용하기 위한 인서트 시트(17)를 갖는 공구 홀더(2), 및 클램핑 수단(15)을 수용하기 위한 개구(26)를 갖는 클램핑 요소(4)를 포함하는 공구 시스템(1)으로서, 공구 홀더(2)와 클램핑 요소(4) 사이에는 계면(30)이 배열되고, 유체에 의한 냉각 목적을 위한 채널들이 공구 홀더(2) 및 클램핑 요소(4) 내에 배열되고, 밀봉 수단(31)이 계면(30)의 영역에 배열된다.

Description

공구 시스템{TOOL SYSTEM}

본 발명은 절삭 인서트(cutting insert)를 수용하기 위한 인서트 시트(insert seat) 및 상기 인서트 시트로부터 멀리 떨어진 정지면을 갖는 공구 홀더(tool holder), 및 클램핑 수단(clamping means)을 수용하기 위한 개구 및 정지면을 갖는 클램핑 요소(clamping element)를 포함하는 공구 시스템(tool system)에 관한 것으로서, 2 개의 정지면들은 공구 홀더와 클램핑 요소 사이의 계면을 형성하고, 공구 홀더 및 클램핑 요소는 냉각 목적을 위한 적어도 하나의 유체 채널(fluid channel)을 포함하고, 유체 채널들을 압밀 방식(pressure-tight manner)으로 연결하기 위한 요소는 공구 홀더와 클램핑 요소 사이의 계면의 영역에 배열된다.

항공 우주 및 에너지 생성 분야에서 주로 사용되는 난삭(difficult-to-cut; DTC) 재료들, 예컨대 초경합금들로 알려진 니켈계 합금들 및 하기에서 ISO S 재료들 또는 DTC 재료들로 지칭되는 티타늄 합금들의 프로세스-최적화 기계가공(process-optimized machining)은 기계 가공 영역을 매체에 의해 냉각할 필요가 있다. 이러한 경우에, 칩들(chips)의 생성, 및 고압 하에서 그 목적지에 도달한 유체들에 의한 그 칩들의 편향에 영향을 미치는 것이 가능하다. 800 내지 1100℃ 범위인 칩 생성의 전단 구역(shear zone)의 의도적인 냉각은 절삭 재료 또는 절삭 인서트의 수명을 증가시키는 동시에 기계가공 파라미터들(machining parameters)을 증가시킬 수 있다.

종래 기술은 냉각제(coolant)를 기계가공 영역에 공급하는 냉각 채널들(cooling channels)의 다양한 개시들을 포함한다.

예를 들어, US 9,873,154는 절삭 인서트를 수용하기 위한 본체, 및 절삭 인서트를 본체에 클램핑하기 위한 클램프(clamp)를 포함하는 절삭 공구(cutting tool)로서, 클램프 및 본체가 유체 채널들을 포함하는 것을 개시하고 있다. 절삭 공구의 클램프와 본체 사이에 시일(seal)이 배열된다. 마모된 절삭 인서트의 경우에, 상기 인서트가 교체될 때 시일도 또한 변경되어야 한다. 이러한 방식으로만 절삭 공구의 밀봉 기밀성(sealing tightness)이 보장될 수 있다.

WO 2014/076689는 본체, 및 절삭 인서트를 본체에 클램핑하는 클램프를 포함하는 공구 홀더로서, 본체 및 클램프가 냉각제 채널(coolant channel)을 포함하는 것으로 개시하고 있다. 본체와 클램프 사이에는, 본체 내의 냉각제 채널을 클램프 내의 냉각제 채널을 연결하는 냉각제 플러그(coolant plug)가 배열된다. 이러한 경우, 냉각제 플러그는, 절삭 인서트가 클램핑될 때 상기 플러그가 압축될 수 있도록, 폴리머(polymer), 폴리우레탄 엘라스토머(polyurethane elastomer) 등과 같은 압축성 재료로 이루어진다.

종래 기술로부터 비롯하여, 본 발명의 목적은, 품질을 유지하거나 향상시키면서, 프로세스 파라미터들이 최적화되고, 그에 따라 생산 비용들이 감소될 수 있도록, 청구항 1의 전제부에 따른 공구 시스템을 개선하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구항 1의 특징들을 갖는 공구 시스템에 의해 달성된다.

항공 우주 및 에너지 생성 분야에서 주로 사용되는 난삭(DTC) 재료들, 예컨대 초경합금들로 알려진 니켈계 합금들 및 하기에서 ISO S 재료들 또는 DTC 재료들로 지칭되는 티타늄 합금들의 프로세스-최적화 기계가공은 기계 가공 영역을 매체에 의해 냉각할 필요가 있다. 이러한 경우에, 칩들의 생성, 및 120 bar 이하의 고압 하에서 그 목적지에 도달한 유체들에 의한 그 칩들의 편향에 영향을 미치는 것이 가능하다. 800 내지 1100℃ 범위인 칩 생성의 전단 구역의 의도적인 냉각은 절삭 재료 또는 절삭 인서트의 수명을 증가시키는 동시에 기계가공 파라미터들을 증가시킬 수 있다. 칩 생성의 전단 구역의 영역에서의 냉각 품질이 높을수록, 이송 속도 및 절삭 깊이와 같은 프로세스 파라미터들이 높게 설정될 수 있다. 이에 의해, 생산 비용들이 감소될 수 있다.

본 발명은 클램핑 요소 노우즈(clamping element nose)를 갖는 클램핑 요소, 및 절삭 인서트를 가지는 공구 홀더를 포함하는, 워크피스들(workpieces)을 기계가공하기 위한 공구 시스템에 관한 것으로, 절삭 인서트가 절삭 인서트의 상부면 상에 함몰부를 포함하는 것이 가능하다. 절삭 인서트가 함몰부를 포함하는 경우, 상기 함몰부는 바람직하게는 환형 표면을 통해 절삭 인서트의 상부면으로 전이되는 함몰부 베이스(depression base)를 포함한다. 특정 실시예에서, 함몰부 내에는 리지(ridge)가 배열될 수 있고, 이 리지의 팁(tip)은 절삭 인서트 표면으로부터 이격되도록 종단된다. 클램핑 상태에서, 클램핑 요소의 제1 단부에 배열된 노우즈 또는 부착부가 절삭 인서트의 함몰부에 맞물림되고, 이에 의해 상기 인서트를 공구 홀더, 즉 공구 시스템의 본체에 클램핑한다. 노우즈는 함몰부의 환형 표면과 일치하는 환형 표면을 포함할 수 있다. 노우즈는 또한 클램핑 요소 상에 배열된 압력 플레이트(pressure plate) 상에 배열될 수 있다. 공구 시스템의 클램핑 상태에서, 클램핑 수단은 클램핑 요소 및 노우즈의 환형 표면을 통해 절삭 인서트의 함몰부 내로 힘을 도입한다. 힘은 클램핑 요소의 노우즈의 환형 표면 주위에서 절삭 인서트의 함몰부의 환형 표면 내로 도입된다. 전체 환형 표면(360°)에 인가되는 힘은 절삭 인서트가 안전하고 정확하게 위치결정된 방식으로 공구 시스템에 체결될 수 있게 한다.

절삭 인서트의 함몰부 내의 환형 표면 및 클램핑 요소의 노우즈 상의 환형 표면뿐만 아니라, 클램핑 요소 및 공구 홀더 상의 정지면들의 배열은, 절삭 인서트를 클램핑할 때 클램핑 요소의 노우즈와 절삭 인서트의 함몰부 사이의 광범위한 접촉 영역을 허용한다. 상기 접촉 영역은, 360 도의 영역에서 절삭 인서트에 힘이 인가되도록, 환형 표면들 전체에 걸쳐 완전히 연장되고, 상기 절삭 인서트는 정확하게 위치결정되고 확실한 방식으로 인서트 시트 내에 보유된다.

바람직한 응용에서, 함몰부를 갖지 않는 평탄한 표면을 포함하는 절삭 인서트가 사용될 수 있다. 이러한 경우, 클램핑 요소는 절삭 인서트의 표면과 반대측에 배열된 평탄한 클램핑 표면을 포함한다. 상기 클램핑 표면은 또한 압력 플레이트 상에 배열될 수 있다. 압력 플레이트는 클램핑 요소와 절삭 인서트 사이에서 클램핑 요소 상에 이동 가능하게 배열될 수 있다. 결과적으로, 절삭 인서트를 클램핑할 때, 공구 시스템의 제조 동안에 생긴 공차들이 보상될 수 있고, 절삭 인서트의 매끄러운 표면이 공구 홀더에 있도록 절삭 인서트의 확실한 클램핑이 보장될 수 있다.

절삭 인서트를 클램핑하기 위한 클램핑 메커니즘(clamping mechanism)은 클램핑 요소의 중심을 벗어나서 배열된 클램핑 수단을 포함한다. 클램핑 프로세스 동안에, 클램핑 요소의 제2 단부 상에 배열된 접촉 표면, 예를 들어 활주 표면(slide surface)이 공구 홀더 상에 배열된 접촉 표면과 작동적으로 연결된다. 클램핑 요소의 접촉 표면 및 공구 홀더의 접촉 표면은, 클램핑 요소와 공구 홀더 사이의 계면을 형성한다.

본 발명에 따른 공구 시스템의 일 실시예에서, 계면은 공구 홀더의 상부면 또는 클램핑 요소의 편평면(flat face)에 대해 소정 각도를 이루도록 배열된다. 이러한 경우, 접촉 표면들은 클램핑 요소의 클램핑 방향에 대해 소정 각도를 이루도록 배열된다. 결과적으로, 클램핑 프로세스 동안에, 클램핑 요소는 공구 시스템 내에서 고정된 포지션에 배열된 공구 홀더에 대해 이동하고, 공구 홀더의 인서트 시트 내에 절삭 인서트를 반복 가능하고 정확하게 위치결정된 방식으로 클램핑한다. 공구 홀더에 대한 클램핑 요소의 상대 이동은 클램핑 방향에 대해 횡방향인 이동 성분을 갖는다. 다시 말해서, 클램핑 프로세스 동안에, 클램핑 요소는 절삭 인서트의 확실한 클램핑을 허용하기 위해 절삭 인서트를 향해(공구 홀더를 향해) 이동하, 동시에 클램핑 요소는 절삭 인서트를 인서트 시트 내에 정확하게 위치결정하기 위해 클램핑 방향에 대해 횡방향으로 이동한다.

클램핑 요소 및 공구 홀더는 각각 냉각제로서 유체 매체들을 이송하도록 제공된 적어도 하나의 채널을 포함한다. 또한, 하기에 개시된 하나의 유체 채널의 특징들은, 이것이 존재하는 경우, 복수의 채널들에 적용된다. 유체 채널의 치수들(단면, 직경 등)은 유체 매체들에 대해 조정될 수 있다. 결과적으로, 예를 들어 보어(bore) 형태인 채널의 원통형 단면, 또는 원통 형상에서 벗어난 단면, 예를 들어 타원형 단면이 가능하다. 클램핑 요소 및 공구 홀더는 각각 하나 이상의 유체 채널들을 포함할 수 있다. 유체 채널들은 공구 시스템의 종축에 대해 임의의 원하는 각도로 배열될 수 있다. 유체 채널들은 절삭 인서트 또는 인서트 시트의 영역에서 종단된다.

따라서, 예를 들어 공구 홀더 내의 유체 채널이 절삭 인서트가 배열되는 인서트 시트의 영역에서 종단되는 것이 가능하다. 이러한 실시예에서, 유체 채널은 절삭 인서트의 전방 영역에 있어서 절삭 인서트 아래에서 기계가공될 워크피스의 방향으로 종단될 수 있다. 이러한 경우, 공구 홀더는 절삭 인서트를 약간 넘어서 워크피스의 방향으로 돌출될 수 있다.

클램핑 요소 내의 유체 채널은 클램핑 요소의 제1 단부 영역에 있어서 절삭 인서트 위에서 종단될 수 있다. 이것은 유체 공급부(fluid supply)를 칩 생성의 전단 구역으로 의도적으로 안내하는 것을 가능하게 한다. 이러한 목적을 위해, 클램핑 요소 및 공구 홀더 내의 유체 채널은 횡방향으로, 즉 공구 시스템의 종축에 대해 소정 각도를 이루도록 배열될 수 있다.

유체들은 액체이거나 기체 상태일 수 있다.

클램핑 요소와 공구 홀더 사이의 계면은 클램핑 요소의 접촉 표면이 공구 시스템의 공구 홀더의 접촉 표면과 협동하는 클램핑 요소의 제2 단부의 영역에 위치된다. 클램핑 요소 내의 채널은 접촉 표면에 있어서의 상기 계면에서 시작하고, 클램핑 요소의 제1 단부의 영역에서 종단된다. 채널의 배출구는, 채널을 통해 유동하고 배출구에서 나오는 유체가 의도적으로 냉각될 위치로 안내될 수 있도록 배열된다. 상기 위치는 칩 생성 동안 전단 구역의 영역 및/또는 절삭 인서트의 영역 둘 모두와 관련될 수 있다. 유체 제트(fluid jet)를 의도적으로 배향시키기 위해, 유체 채널의 배출구는 클램핑 요소의 상부면에 대해 소정 각도를 이루도록 배열될 수 있다. 채널의 배출구는 클램핑 요소 내측의 채널과 동일한 형상을 가질 수 있다. 배출구의 형상은 또한 채널의 형상의 형상 또는 디자인에서 벗어날 수 있다. 배출구는 나란하게 또는 서로 겹쳐서 배열된 복수의 출구들을 포함할 수 있다. 하나의 유체 채널은 배출구의 영역에서 복수의 출구들로 전이될 수 있다. 유체 제트가 칩 생성의 전단 구역을 향해 의도적으로 지향될 수 있도록, 유체 채널의 배출구는 또한, 예를 들어 노즐(nozzle)을 포함할 수 있다. 대응적으로 배열된 노즐은 유체 제트의 형상 및 방향 둘 모두가 변경될 수 있게 한다. 노즐은 이동 가능하게 장착될 수 있다.

공구 시스템의 공구 홀더 내의 채널은 유체 공급부가 결합되는 연결 지점으로부터 계면, 즉 공구 홀더의 접촉 표면까지 연장된다. 연결 지점에서의 유체 공급부는 그 자체로 알려진 커플링들(couplings)에 의해 달성된다. 유체 채널은 공구 홀더 내에서 분할될 수 있어, 채널의 제1 부분이 계면으로 이어지고 채널의 제2 부분이 인서트 시트의 영역으로 이어진다. 인서트 시트의 영역에서의 채널의 배출구는 절삭 인서트 및/또는 칩 생성의 전단 지점의 최적 냉각이 가능하도록 배열 및 설계된다. 인서트 시트의 영역에서의 채널의 배출구는 본체 내측의 채널과 동일한 형상을 가질 수 있다. 배출구는 나란하게 또는 서로 겹쳐서 배열된 복수의 출구들을 포함할 수 있다. 하나의 유체 채널은 배출구의 영역에서 복수의 출구들로 전이될 수 있다. 유체 제트가 칩 생성의 전단 구역을 향해 의도적으로 지향될 수 있도록, 유체 제트의 배출구는 노즐을 포함할 수 있다. 대응하는 노즐은 유체 제트의 형상 및 방향 둘 모두가 변경될 수 있게 한다. 노즐은 이동 가능하게 장착될 수 있다. 또한, 공구 시스템의 공구 홀더가 인서트 시트의 영역에 돌출부를 포함하고, 그에 따라, 기계가공될 워크피스의 방향으로 인서트 시트를 넘어서 연장되는 것이 가능하다. 채널의 배출구는 상기 돌출부에 배열될 수 있다. 인서트 시트 내에 위치결정된 절삭 인서트는 상기 돌출부 이전에 종단될 수 있다. 이러한 실시예에서, 공구 시스템이 사용 동안에 워크피스에 대해 소정 각도로 경사지도록 배열될 필요가 있다. 각도는 절삭 인서트의 절삭 에지와 워크피스 사이의 간격이 돌출부와 워크피스 사이의 간격보다 작도록 선택된다. 그럼에도 불구하고, 절삭 인서트는 절삭 인서트 전방에 있는 돌출부에서 나오는 유체 제트에 의해 냉각될 수 있다. 유체 제트는, 그 목적지, 예를 들어 절삭 인서트 또는 칩 생성의 전단 지점으로 의도적으로 지향될 수 있다.

본 발명에 따른, 계면에서 밀봉되도록 본체로부터 클램핑 요소의 채널로의 전이부를 형성하기 위해, 청구범위에서는, 또한 밀봉 수단으로 지칭되는 요소, 즉 밀봉 요소가 제공된다. 밀봉 요소는 표면을 포함하는 원통형 요소의 형태로 설계될 수 있다. 이러한 경우, 밀봉 요소는 종방향으로 편평해진 원통형 몸체에 대응한다. 밀봉 요소는 공구 홀더의 채널을 클램핑 요소의 채널에 연결시키는 적어도 하나의 개구를 포함한다. 개구의 형상은 바람직하게는, 적어도 계면의 영역에 있는 채널들의 형상에 대응한다. 개구는 측방향 표면으로부터 편평면까지 밀봉 요소를 통해 연장된다. 또한, 밀봉 요소는 슬롯 형태의 오목부(recess)를 포함할 수 있다. 밀봉 요소와 클램핑 요소를 횡방향으로 잠금(locking)하는 체결 요소(fastening element)가 상기 오목부 내에 삽입된다. 횡방향은 공구 홀더 또는 클램핑 요소의 종축에 대해 소정 각도를 이루는 방향으로 이해되도록 의도된다.

체결 요소는, 그 제1 단부에, 예를 들어 수나사부(external thread) 형태인 체결 부분을 포함하고, 수용 영역, 예를 들어 암나사부(internal thread)에서 공구 홀더에 상호잠금(interlocking) 방식으로 체결된다. 그 자체로 알려진 다른 체결 방법들, 예를 들어 압입(press fit)이 또한 가능하다. 체결 요소는 체결 부분에 바로 인접하는 가이드 부분(guide portion)을 포함한다. 가이드 부분은 밀봉 요소의 오목부, 즉 슬롯(slot)과 협동한다. 따라서, 밀봉 요소가 공구 홀더에 설치될 때, 밀봉 요소는 계류식으로(captively) 배열된다. 밀봉 요소는 이동 가능하게 장착되고, 그 종축을 중심으로 회전할 수 있다. 또한, 상기 요소는 그 종축의 방향으로, 축방향으로 계류식으로 배열된다.

체결 요소의 가이드 부분은 밀봉 요소를 넘어서 돌출되고, 클램핑 요소의 홈에 맞물림된다. 결과적으로, 클램핑 요소는 횡방향으로 잠금될 수 있다. 클램핑 요소의 홈의 폭 또는 너비는 이러한 영역에서 체결 수단의 가이드 부분의 직경 또는 너비에 대해 조정되어, 가이드 부분이 홈에 맞물림될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 체결 요소는 공구 홀더의 정지면을 넘어서 그리고 밀봉 요소의 편평면을 넘어서 돌출된다.

체결 요소가 맞물림되는 밀봉 요소의 오목부는 밀봉 요소의 종축을 중심으로 한 반경방향으로의 이동 가능한 배열이 가능하도록 설계된다. 밀봉 요소는 전술한 횡방향에 대응하는 축방향으로 계류식으로 배열된다.

본 발명에 따른 대안 실시예에서, 횡방향으로의 밀봉 요소의 계류식 배열은 그 자체로 알려진 탄성 압력 피스(resilient pressure piece)의 형태인 체결 수단에 의해 보장된다. 이러한 목적을 위해, 밀봉 요소는 그 주변부 상에 고랑(furrow) 형태의 오목부를 포함하며, 이 고랑에 체결 수단의 볼(ball)이 장착된 상태에서 맞물림된다. 이것은 그 종축을 중심으로 한 밀봉 요소의 이동성을 보장하고, 또한 밀봉 요소는 횡방향으로 계류식으로 보유된다. 탄성 압력 피스의 볼에 의한, 밀봉 요소의 외주부에서의 밀봉 요소의 상호잠금식 이동 가능한 배열은, 바람직하게는, 밀봉 요소가 종방향으로 작은 연장부를 갖고 따라서 라인 부분들(line portions)을 연결하기 위한 개구 옆에 이용 가능한 충분한 공간이 없는 경우에, 체결 수단을 수용할 수 있는 오목부를 제공하는데 사용된다. 그리고, 이러한 실시예에 따르면, 횡방향으로의 클램핑 요소의 잠금은 체결 수단과 독립적으로 달성된다. 이러한 목적을 위해, 클램핑 요소는, 예를 들어 공구 홀더 내에서 고정된 포지션에 배열된 핀(pin) 형상의 잠금 수단(locking means)의 형태인 체결 수단이 맞물림되는 홈을 포함할 수 있다.

공구 시스템의 공구 홀더 내의 밀봉 요소의 수용 영역은 밀봉 요소의 외부 형상에 따라 설계된다. 밀봉 요소가 형상이 실질적으로 원통형이라면, 공구 홀더 내의 상기 수용 영역은 원통형 보어 또는 원통형 보어의 일부분에 대응한다. 이것은 밀봉 요소의 회전 이동성을 보장한다.

본 발명에 따른 공구 시스템의 특정 실시예에서, 밀봉 요소는 또한 클램핑 요소 내에 또는 클램핑 요소 상에 배열될 수 있다. 이러한 경우, 밀봉 요소의 수용 영역은 클램핑 요소 내에 배열되고, 밀봉 요소의 외부 형상에 대응한다.

클램핑 요소가 절삭 인서트를 클램핑할 때, 밀봉 요소는, 공구 시스템의 공구 홀더 내의 이동 가능하게 배열된 밀봉 요소로 인해서, 클램핑 요소 및 공구 홀더 둘 모두에 상호잠금식으로 적합화된다. 공구 홀더의 수용 영역의 표면과 밀봉 요소의 원통형 외측 표면 사이, 및 클램핑 요소의 접촉 표면과 밀봉 요소의 평탄한 표면 사이의 압밀 연결들이 생긴다.

복수의 유체 채널들이 클램핑 요소와 본체 사이의 계면의 영역에서 종단되면, 밀봉 요소는 복수의 유체 채널들을 연결하기 위한 복수의 개구들을 포함할 수 있다. 또한, 개별 채널들의 연결이 상이한 포지션들에 개구들을 포함하는 밀봉 요소들에 의해 확립되는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 포지션에 개구를 갖는 밀봉 요소를 사용하는 것은 제1 포지션에서의 유체 채널의 연결을 보장할 수 있다. 따라서, 상기 밀봉 요소가 제2 포지션에 개구를 갖는 다른 밀봉 요소에 의해 대체되면, 이에 의해 제2 포지션에서의 채널의 연결이 확립될 수 있다. 제1 포지션 및 제2 포지션에 개구를 갖는 밀봉 요소가 사용되면, 2 개의 채널들의 연결이 확립될 수 있다. 물론, 이것은 적어도 2 개의 채널들 또는 유체 채널들이 공구 홀더 및 클램핑 요소 둘 모두에 제공되는 것을 필요로 한다.

밀봉 수단의 표면들의 개수는 클램핑 요소의 접촉 표면들의 개수보다 많을 수 있다. 이것은, 공구 시스템의 클램핑 상태에서, 클램핑 요소의 접촉 표면이 전체적으로 밀봉 수단의 표면 내에 배열된다는 것을 의미한다. 그러면, 밀봉 수단의 표면은 그 주변부 전체에 걸쳐 클램핑 요소의 접촉 표면을 넘어서 돌출된다. 또한, 밀봉 수단의 접촉 표면이 공구 시스템의 클램핑 상태에서 공구 홀더의 접촉 표면으로부터 이격되도록 배열되는 것이 가능하다. 이러한 경우, 상기 간격은 백분의 수 밀리미터(a few hundredths of a millimeter) 내지 약 1.5 mm일 수 있다.

사용된 밀봉 요소들의 공통적인 특징은, 공구 시스템의 본체와 클램핑 요소 사이의 계면이 유밀(fluid-tight)하게 되도록, 밀봉 요소들의 이동 가능한 배열이 형성되는 것을 가능하게 한다는 것이다. 밀봉 요소는 금속 재료 또는 세라믹 또는 다른 적합한 비탄성 재료로 형성될 수 있다. 이러한 맥락에서, 금속은 비탄성인 것으로 간주된다.

본 발명에 따르면, 밀봉 요소 및 접촉 표면들을 갖는 계면을 포함하는 공구 시스템이 제안된다. 밀봉 요소는 공구 홀더와 클램핑 요소 사이의 유체 시스템의 라인 부분들을 유밀 방식으로 상호연결시킨다. 밀봉 요소는 공구 홀더 내에 또는 공구 홀더 상에, 또는 대안적으로 클램핑 요소 상에 또는 클램핑 요소 내에 배열될 수 있다.

본 발명은 절삭 인서트를 수용하기 위한 인서트 시트를 갖는 공구 홀더, 및 클램핑 수단을 수용하기 위한 개구를 갖는 클램핑 요소를 포함하는 공구 시스템에 관한 것으로, 공구 홀더와 클램핑 요소 사이에는 계면이 배열되고, 유체에 의한 냉각 목적을 위한 채널들이 공구 홀더 및 클램핑 요소 내에 배열되고, 밀봉 수단이 계면의 영역에 배열된다.

본 발명은 하기에서 도면들을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은 공구 홀더, 절삭 인서트, 클램핑 요소 및 밀봉 요소를 포함하는 공구 시스템의 부분적인 개략 단면도이고,
도 2는 도 1에 따른 밀봉 요소의 개략도이고,
도 3은 도 1에 따른 밀봉 요소의 다른 실시예의 개략도이고,
도 4는 도 1에 따른 공구 홀더 및 도 3에 따른 밀봉 요소를 통한 단면 A-A이고,
도 5는 체결 수단을 도시하고,
도 6은 공구 시스템의 대안 실시예의 단면도이며,
도 7은 밀봉 요소의 대안 실시예를 도시한다.

모든 도면들은 본 발명의 부분적인 개략도들을 도시하며, 본 발명을 설명하기 위해 예로서 참조된다. 본 발명의 특정 실시예들은 이들 도면들과 상이할 수 있다.

도 1은 공구 시스템(1)의 개략도이며, 공구 시스템(1)은 공구 홀더(2), 그 상부면(10) 상에 함몰부(7)를 포함하는 절삭 인서트(6), 및 공구 시스템(1)이 클램핑 상태에 있을 때 절삭 인서트(6)의 함몰부(7)에 맞물림되는 노우즈(5)를 갖는 클램핑 요소(4)를 포함한다. 정사각형 형상에 실질적으로 대응하고, 2 개의 넓은 편평면들(21, 21') 및 2 개의 좁은 편평면들(33, 34)을 포함하는 클램핑 요소(4)는 클램핑 수단(15)에 의해 공구 홀더(2)에 체결된다. 절삭 인서트(6)는 또한 바람직하게는 교체 가능한 절삭 인서트로서 알려진 것으로서 설계되고, 사용 동안에 180 도만큼 회전되도록 공구 홀더(2)의 인서트 시트(17) 내에 위치결정될 수 있다. 노우즈(5)는 클램핑 요소(4)의 제1 단부(18)에 배열된다. 클램핑 요소(4)는, 그 제2 단부(19)에서, 소정 각도로 배열된 표면(20)을 포함한다. 상기 표면(20)은 바람직하게는, 클램핑 요소(4)의 상부면의 편평면(21')에 대해 120 내지 170 도, 특히 바람직하게는 145 내지 165 도의 범위의 둔각(γ)을 형성한다.

클램핑 요소(4)의 표면(20)의 영역에서, 공구 홀더(2)는 표면(20)과 일치하는 표면(22)을 포함한다. 표면(22)은 공구 홀더(2)의 표면(48)에 대해 소정 각도(α)를 이루도록 배열된다. 표면들(21' 및 48)이 상호 평행이 되도록 배열되면, 둘 모두의 각도들(α 및 γ)의 크기는 동일하고, 즉, 상기 각도들은 동일한 크기이다. 표면들(20 및 22)은 경사진 평면을 형성한다. 공구 홀더(2)는 공구 시스템 내에서 고정된 포지션에 보유된다. 클램핑 요소(4)를 공구 홀더(2)에 체결하는 프로세스 동안, 즉 클램핑 수단(15)을 회전시킬(조일) 때에 토크가 발생하는 경우, 클램핑 요소(4)의 표면(20)은 공구 홀더(2)의 표면(22) 상에서 (도 1에서 우측을 향해 그리고 하향으로) 활주할 수 있다. 이러한 클램핑 메커니즘은 클램핑 요소(4)가 공구 홀더(2)에 대해 이동하게 하고, 돌출부(5)와 상기 절삭 인서트의 함몰부(7) 사이의 연결을 통해 인서트 시트(17) 내의 절삭 인서트(6)를 끌어당겨 클램핑한다. 표면들(20 및 22)의 표면 품질은 상기 표면들의 서로에 대한 활주가 보조되도록 한다. 접촉 표면들로도 지칭되는 표면들(20 및 22)은 클램핑 요소(4)와 공구 홀더(2) 사이의 계면(30)을 형성한다.

도 1에 따른 실시예에서, 클램핑 수단(15)은 인장 스크루(tensioning screw)로도 지칭되는 스크루로서 형성된다. 스크루(15)는 헤드 형태의 체결 부분(23)과, 실질적으로 원통형인 클램핑 부분(24) 및 가이드 부분(25)을 포함한다. 클램핑 부분(24)은, 공구 홀더(2)의 정합 부분, 예를 들어 암나사부 또는 체결 수단과 협동하는 나사부, 예를 들어 수나사부로서 설계될 수 있다. 스크루(15)의 가이드 부분(25)은 선형 이동성, 도 1에서는 클램핑 요소(4)의 수평 이동성(44)을 제한하기 위한 정지부(stop)로서 기능할 수 있다. 상기 이동성은 스크루(15)의 가이드 부분(25)과 정지부, 즉 클램핑 요소(4)의 개구(26)의 벽(27) 사이의 협동에 의해 제한되며, 이를 통해 스크루(15)가 결합되어 클램핑 요소(4)를 공구 홀더(2)에 체결시킨다. 이러한 제한은 클램핑 프로세스 동안의 너무 높은 토크에 의해 절삭 인서트(6)가 손상되는 것을 방지한다. 클램핑 요소(4)의 개구(26)는, 예를 들어 원형 보어로서 형성될 수 있다. 상기 개구(26)의 다른 형상들, 예를 들어 슬롯형 또는 타원형 개구들도 또한 가능하다. 개구(26)의 모든 형상들은 정지 수단(28) 및 벽(27)을 포함한다. 정지 수단(28)은 접촉 표면의 형태로 설계될 수 있고, 스크루(15)의 체결 수단(23)과 협동한다. 개구(26)의 벽(27)은 클램핑 수단(15)의 가이드 부분(25)과 협동한다. 클램핑 부분(24)의 수나사부와 공구 홀더(2)의 암나사부 사이에 존재하는 간극은 제조 공차들을 보상하는데 사용될 수 있다. 상기 간극은, 바람직하게는 모든 방향들에서 0.1 mm 내지 0.2 mm의 범위의 공구 홀더(2)에 대한 클램핑 요소(4)의 이동을 허용한다.

도 1은 예로서 공구 홀더(2) 및 클램핑 요소(4)를 통해 연장되는 채널 시스템(38)을 도시하고 있다. 채널 시스템(38)은 공구 홀더(2) 내에 배열되는 라인 부분들(39, 40, 41), 및 클램핑 요소(4) 내에 배열되는 라인 부분들(42)을 포함한다. 상기 라인 부분들(41, 39, 40)은 중심점(43)을 통해 연결된다. 상기 연결 중심점(43)은, 공구 시스템의 종방향(44)에 대해 횡방향이 되도록 배열되고, 단부 캡들(end caps)(56)(도 4)의 형태인, 그 자체로 알려진 밀봉 수단에 의해 그것의 2 개의 개구들에서 압밀 방식으로 폐쇄되는 보어 형태의 개구일 수 있다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 중심점(43)은 3 개의 라인 부분들(39, 40, 41)을 연결한다. 또한, 하나의 중심점(43)을 통해 3 개 초과의 라인 부분들을 상호연결하는 것도 가능하다. 응용 분야에 따라, 상이한 개수의 라인 부분들(2 개 내지 10 개, 또는 10 개 초과)이 필요할 수 있다. 공구 홀더(2) 내에 존재하는 모든 라인 부분들은 하나 이상의 중심점들(43)을 통해 상호연결될 수 있다. 특정 실시예에서, 클램핑 요소(4)는 또한 복수의 라인 부분들(42)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 라인 부분들(42)은 상호 분리되도록 클램핑 요소(4) 내에 배열될 수 있거나, 또한 중심점(43)과 유사한 중심점들을 통해 상호연결될 수 있다.

채널 시스템(38)은 입구(45)로부터 출구들(46 및 47)까지 연장된다. 채널 시스템(38)은, 그 입구(45)에서, 그 자체로 알려진 하나 이상의 커플링들(49)에 연결될 수 있으며, 이 커플링들(49)은 120 bar 이하의 압력을 발생시킬 수 있는 압력 전달 수단(도시되지 않음)을 포함한다. 중심점(43)은 공구 홀더 내에서 입구(45)와 출구(46) 사이에 배열될 수 있다. 본 발명에 따른 밀봉 요소(31)는 클램핑 요소 내에서 입구(45)와 출구(47) 사이의 계면(30)에 배열된다. 상기 밀봉 요소(31)는 접촉 표면(60)에서 종단되는 공구 홀더(2) 내의 라인 부분(41)과 클램핑 요소(4) 내의 라인 부분(42) 사이에 유밀 연결을 확립할 수 있다.

도 2는 밀봉 요소(31)의 개략적인 사시도이다. 밀봉 요소(31)는 금속으로 이루어지고, 원통형 측방향 표면(36)과 밀봉 표면(32)을 포함한다. 밀봉 요소(31)는 또한 세라믹, 경질 금속 또는 플라스틱 재료와 같은 임의의 다른 재료로 형성될 수 있다. 그러나, 플라스틱 재료는 비탄성이어야 한다. 이 실시예에서, 원통형 측방향 표면(36)은 반원 형상으로 되어 있고, 밀봉 요소(31)의 종축(53)에 대해 횡방향으로 배열된 종단 표면들에 의해 단부면들에서 경계지어진다. 밀봉 요소(31)의 형상은 편평해진 원통형 몸체, 즉 표면(32)을 포함하는 원통부에 실질적으로 대응한다. 표면(32)은 원통부의 중심축을 따라 배열될 수 있다. 도 2에 따른 실시예에서, 단면적은 반원에 대응한다. 표면(32)은 또한 중심축 아래에 또는 위에 배열될 수 있다. 표면이 중심축보다 아래에 배열되면, 밀봉 요소의 높이(H)는 직경(D)의 1/5 내지 1/2의 범위, 바람직하게는 1/3일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 표면(32)은 밀봉 요소(31)의 중심축 위에 배열된다. 이러한 경우, 밀봉 요소(31)의 높이(H)는 직경(D)의 1/2 내지 4/5의 범위, 바람직하게는 3/5이다.

밀봉 요소의 표면(32)이 밀봉 요소의 중심축 위에 배열되고 밀봉 요소(31)가 공구 홀더(2)의 원통형 오목부 내에 이동 가능하게 보유될 때, 밀봉 요소(31)는 그 종축(53)에 대해 횡방향으로 공구 홀더(2) 내에 계류식으로 배열된다. 이러한 경우, 밀봉 요소(31)가 장착되는 원통형 오목부의 중심축은 표면(22)으로부터 소정 간격에 있도록 배열될 필요가 있다. 원통형 오목부의 중심축은 바람직하게는 공구 홀더(2) 내측에 배열된다. 이러한 실시예(도시되지 않음)에서, 밀봉 요소는 공구 홀더(2) 내로 오직 종방향(53)으로만, 접촉 표면(60)의 개구 내로 도입될 수 있다. 개구(공구 홀더 내측의 중심축)의 배열로 인해, 밀봉 요소(31)는 종축(53)에 대해 횡방향으로 계류식으로 배열된다. 밀봉 요소(31)는 체결 수단(52)(도 4)에 의해 종방향으로 계류식으로 보유된다.

도 2에 따른 밀봉 요소(31)는 예를 들어 슬롯 형태의 오목부(51)를 포함한다. 오목부(51)는 밀봉 요소를 통해 밀봉 표면(32)으로부터 측방향 표면(36)까지 연장된다. 오목부는 연속적인 오목부이다. 밀봉 요소(31)의 종방향(53)으로 측정된 오목부(51)의 폭은 밀봉 요소(31)의 횡방향으로 측정된 폭보다 작다. 밀봉 요소(31)의 종방향(53)으로 측정된 오목부(51)의 폭은 너비로 지칭되고, 밀봉 요소(31)의 횡방향으로 측정된 오목부(51)의 폭은 오목부(51)의 길이로 지칭된다. 밀봉 요소는 밀봉 요소(31)의 오목부(51) 내에 배열된 체결 수단(52)(도 4)에 의해 공구 홀더(2) 내에 횡방향으로 고정될 수 있다. 체결 수단(52)은 공구 홀더(2) 내에서 고정된 포지션에 배열된다. 본 발명에 따르면, 밀봉 요소(31)는 짐벌(gimbal) 방식 및 반경방향으로 이동 가능한 방식으로 배열된다. 밀봉 요소(31)의 이동성은 도 2에서 화살표(54)로 표시되어 있다. 반경방향으로 이동 가능하게 배열된 밀봉 요소(31)는 절삭 인서트(6)를 클램핑하는 프로세스 동안에 배향 및 정렬될 수 있으며, 밀봉 요소(31)의 밀봉 표면(32)은 클램핑 요소(4)의 표면(20)에 대해 조정된다.

밀봉 요소(31)는 오목부(51)로부터 이격되도록 배열된 개구(50)를 포함한다. 개구(50)는 밀봉 요소(31)를 통해 표면(32)으로부터 측방향 표면(36)까지 연장된다. 표면(32)의 영역에서, 개구(50)의 단면은 표면(20)의 영역에서 클램핑 요소(4)의 라인 부분(42)과 동일한 단면을 가질 수 있다. 측방향 표면(36)의 영역에서의 개구(50)의 단면은 표면 접촉 표면(60)의 영역에서의 공구 홀더(2) 내의 라인 부분(41)과 동일한 단면을 가질 수 있다.

도 3은 밀봉 요소(31)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 상기 밀봉 요소는 2 개의 개구들(50)을 포함한다. 이것은 밀봉 요소(31)에 의해, 공구 홀더(2) 내의 2 개의 유체 채널들(41)을 클램핑 요소(4) 내의 2 개의 유체 채널들(42)에 연결하는 것을 가능하게 한다. 그 외에는, 동일한 참조 부호들 및 상기의 설명이 동일한 특징부들에 대해 적절하게 적용된다.

도 4는 공구 홀더(2) 내의 밀봉 요소(31)의 이동 가능한 배열 및 중심점(43)에 대한 라인 부분들(39 및 41)의 연결을 도시하고 있다. 중심점(43)은 밀봉 요소(31)의 종축(53)과 평행하도록 배열된 개구, 예를 들어 보어일 수 있다. 상기 개구(43)는 그 양 단부들에서 단부 캡들(56)에 의해 압밀 방식으로 폐쇄된다. 라인 부분들(39, 40(도시하지 않음) 및 41)이 중심점(43)에 연결되어 있다. 예를 들어 라인 부분(39)을 통해 공구 홀더 내로 도입된 유체는 중심점(43)에서 분할되어, 라인 부분들(41, 40)을 통해 그 목적지로 유동된다.

밀봉 수단(31)은 체결 수단(52), 예를 들어 세트 스크루(set screw)에 의해 공구 홀더(2) 내에 배열된다. 체결 수단(52)은 복수의 영역들을 포함한다(도 5). 상호잠금 수단, 예를 들어 나사부가 체결 부분(57)에 배열될 수 있다. 예를 들어 스프링 또는 핀의 형태인 가이드 수단이 가이드 부분(58)에 배열될 수 있다. 공구 홀더(2)는 체결 수단(52)이 상호잠금 체결, 예를 들어 나사 결합되는 영역을 포함한다. 이러한 목적을 위해, 체결 수단(52)의 체결 부분(57)은 공구 홀더(2)에 완전히 맞물림된다. 핀 형상의 원통형 부분을 포함하는 체결 수단(52)의 가이드 부분(58)은, 밀봉 요소(31)의 오목부(51)의 너비와 함께 잠금 수단을 형성한다. 결과적으로, 밀봉 요소(31)는 밀봉 요소(31)의 종축(53)의 방향으로 고정된다. 오목부(51)의 길이는 체결 수단(52)의 가이드 부분(58)의 직경보다 크다. 결과적으로, 밀봉 수단(31)은 종축(53)에 대해 횡방향으로 이동 가능하도록 장착된다. 이에 의해, 공구 시스템의 제조 동안에 생기는 공차들이 보상될 수 있다. 이동 가능하게 배열된 밀봉 수단(31)은 밀봉 표면(32)이 클램핑 요소(4)의 표면(20)의 포지션에 대해 조정되는 것을 가능하게 한다. 클램핑 수단(15)을 사용하여 클램핑 요소(4)를 클램핑하는 프로세스는 압밀 계면을 야기하고, 즉 라인 부분(41)은 동일한 형상을 유지하면서, 밀봉 수단(31)을 통해 공구 홀더(2)로부터 클램핑 요소(4) 내의 라인 부분(42) 내로 연속한다.

체결 수단(52)의 가이드 부분(58)은 밀봉 수단(31)을 넘어서 돌출되고, 클램핑 요소(4)의 홈(59)에 맞물림된다. 클램핑 요소(4)의 홈과 함께, 체결 수단(52)의 가이드 부분(58)은 잠금 수단을 형성한다. 이것은 클램핑 요소(4)가 제2 단부(19)의 영역에서 정확하게 위치결정된 방식으로 고정되는 것을 보장한다. 따라서, 밀봉 수단(31)과 클램핑 요소(4) 사이의 유밀 계면이 보장될 수 있다. 공구 홀더(2)의 라인 부분(41)은 밀봉 수단(31)에 의해 클램핑 요소(2)의 라인 부분(42)으로 유밀 방식으로 전이된다.

본 발명에 따르면, 클램핑 요소(4)의 표면(20)뿐만 아니라, 측방향 표면(36), 및 밀봉 요소의 표면(32)은 1.6 ㎛ 이하의 평균 거칠기(Ra) 및 6.3 ㎛의 평균 거칠기 깊이(Rz)를 갖는다. 이것은 밀봉 표면들에 대한 품질 범위 내에 있다. 이것은 유밀 연결을 허용한다.

공구 시스템(1)은, 예를 들어 중실 재료(solid material)로 제조되는 요소들(2, 4, 31, 15)로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 요소들 중 일부, 예를 들어 클램핑 요소(4)를 적층 가공 프로세스들(additive manufacturing processes)에 의해 제조하는 것도 가능하다. 이것은, 라인 부분들(42)의 포지션, 방향, 안내 및 단면이 거의 임의의 원하는 방식으로 배열되고 프로세스 조건들에 대해 조정되는 것을 가능하게 한다.

다른 실시예(도시되지 않음)에서, 공구 시스템은 절삭 인서트 아래의 공구 홀더 상에 배열된 지지 플레이트(support plate)를 추가로 포함한다. 상기 지지 플레이트는 또한 냉각 매체를 그 목적지로 이송하는 유체 채널들을 포함할 수 있다. 지지 플레이트는 적층 또는 다른 유형의 제조 프로세스, 예를 들어 소결 프로세스에서 제조될 수 있다. 상기 플레이트는 금속, 경질 금속 또는 세라믹으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 공구 시스템(1)의 실시예에서, 밀봉 요소(31)의 밀봉 표면(32)은 공구 홀더(2)의 접촉 표면(22)으로부터 이격되도록 배열될 수 있다. 이러한 경우, 접촉 표면(22)과 밀봉 표면(32) 사이의 간격은 양수(positive)이다(도 1 및 도 6 참조). 이러한 실시예에서, 클램핑 프로세스 동안에 클램핑 요소(4)는 공구 홀더(2)를 향해 이동하고, 접촉 표면(20)은 클램핑 요소(4)로부터 밀봉 요소(31)의 밀봉 표면(32) 상으로 활주한다. 종방향(44)으로의 클램핑 요소(4)의 이동은, 개구(26)의 정지부(27)에 의해, 클램핑 수단(15)의 가이드 부분(25)이 상기 정지부와 접촉할 때 제한된다. 벽(27)과, 라인 부분들(41, 42) 및 개구들(50)의 배출구들 사이의 간격은, 클램핑 상태에서 라인 부분들(41, 42) 및 밀봉 수단(31)의 개구들(50)의 중심축들이 상호 동심이 되게 배열되도록 치수설정된다. 이것은, 밀봉 수단(31)의 이동 가능한 장착과 함께, 매체의 유밀 이송을 보장한다.

도 6은 본 발명에 따른 공구 시스템(1)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 클램핑 요소(4)의 접촉 표면(20) 및 공구 홀더(2)의 접촉 표면(22)에 의해 계면(30)이 다시 형성된다. 접촉 표면들(20 및 22)은 종방향(44)에 대해 횡방향으로, 예를 들어 90 도의 각도로 배열된다. 라인 부분(41)과 라인 부분(42) 사이에 배열된 유밀 연결을 보장하는 밀봉 요소(31)는 계면(30)의 영역에 배열된다. 도 6에 따른 실시예에 따르면, 클램핑 프로세스 동안에 클램핑 요소(4)의 상대 이동은 클램핑 요소(4)의 개구(26)의 원추형 정지부(27)와 협동하여 클램핑 수단(15)의 원추형 가이드 부분(25)에 의해 달성된다. 이러한 경우, 클램핑 요소(4)의 개구(26)의 원추형 정지부(27)의 중심축과 밀봉 수단(31) 사이의 간격은, 본 실시예에서, 클램핑 수단(15)의 클램핑 부분(24)이 체결되는 공구 홀더(2) 내의 체결 수단(예를 들어, 암나사부)의 중심축과의 사이의 간격보다 클 필요가 있다. 이러한 경우, 클램핑 요소(4)의 개구(26)의 중심선 또는 중심축은 공구 홀더(2) 내의 체결 수단의 중심선보다 절삭 인서트(6)로부터 작은 간격에 있다(도 6). 도 6에 따른 실시예에서, 절삭 인서트(6)는 함몰부를 갖지 않는 편평한 상부면(10)을 포함한다. 클램핑 요소(4)에 의해 절삭 인서트(6)를 체결하는 프로세스는 클램핑 요소(4) 상에 이동 가능하게 보유되는 압력 플레이트(61)에 의해 달성된다. 압력 플레이트(61)는 상부면(10)과는 반대측에 배열된 매끄러운 클램핑 표면을 포함한다.

도 7은 종방향으로 감소된 연장부를 갖는 밀봉 요소(31)를 도시하고 있다. 상기 보다 짧은 길이는, 유체 채널들의 라인 부분들(41, 42)을 연결하기 위한 개구들(50)만을 허용한다. 밀봉 수단을 계류식으로 배열하기 위한, 슬롯 형태의 전술한 바와 같은 오목부는 가능하지 않다. 결과적으로, 밀봉 요소(31)는 그 측방향 표면 상에 둥근 고랑(rounded furrow)의 형태인 오목부(63)를 포함한다. 탄성 압력 피스로도 알려진 캐치(catch), 예를 들어 체결 수단(52)의 볼이 상기 고랑(63)에 맞물림된다. 체결 수단(52)은 고정된 포지션에 보유된다. 밀봉 요소(31)가 공구 홀더(2) 내에 또는 공구 홀더(2) 상에 배열되면, 체결 수단(52)은 공구 홀더(2)에 체결된다. 밀봉 요소(31)가 클램핑 요소(4) 상에 또는 클램핑 요소(4) 내에 배열되면, 체결 수단(52)은 클램핑 요소(4)에 체결된다. 그 외에는, 동일한 참조 부호들 및 상기의 설명이 동일한 특징부들에 대해 적절하게 적용된다.

도 1 및 도 6에 따른 실시예들은, 계면(30)이 상이한 포지션에 배열되고, 클램핑 요소(4)의 상대 이동이 계면 외측에 배열되는 수단에 의해 달성되며, 매끄러운 표면을 갖는 절삭 인서트가 사용된다는 점에서 상이하다. 그 외에는, 동일한 참조 부호들 및 상기의 설명이 동일한 특징부들에 대해 적절하게 적용된다.

상기의 가능한 실시예들의 상이한 조합들(계면의 포지션 및 디자인, 클램핑 요소의 상대 이동성의 구현, 함몰부를 포함하거나 갖지 않는 절삭 인서트)을 포함하는 실시예들도 또한 가능하다.

공구 시스템(1)은 절삭 인서트(6)를 수용하기 위한 인서트 시트(17)를 갖는 공구 홀더(2), 및 클램핑 수단(15)을 수용하기 위한 개구(26)를 갖는 클램핑 요소(4)를 포함하며, 공구 홀더(2)와 클램핑 요소(4) 사이에는 계면(30)이 배열되고, 유체에 의한 냉각 목적을 위한 채널들이 공구 홀더(2) 및 클램핑 요소(4) 내에 배열되고, 밀봉 수단(31)이 계면(30)의 영역에 배열된다.

1 : 공구 시스템
2 : 공구 홀더
4 : 클램핑 요소
5 : 4의 부착부, 돌출부, 노우즈
6 : 절삭 인서트
7 : 6의 함몰부
10 : 6의 상부면
15 : 클램핑 수단
17 : 인서트 시트
18 : 4의 제1 단부
19 : 4의 제2 단부
20 : 4의 접촉 표면
21, 21' : 4의 편평면
22 : 2의 접촉 표면
23 : 15의 체결 부분
24 : 15의 클램핑 부분
25 : 15의 가이드 부분
26 : 개구, 보어
27 : 26의 정지부, 벽
28 : 4의 접촉 표면, 정지 수단
30, 30' : 계면
31 : 요소, 밀봉 요소, 밀봉 수단
32 : 밀봉 표면, 표면
33, 34 : 4의 좁은 편평면
36 : 측방향 표면
38 : 채널 시스템
39, 40, 41 : 2의 라인 부분
42 : 4의 라인 부분
43 : 채널들을 연결하기 위한 수단
44 : 종방향, 수평 이동성
45 : 38의 입구
46 : 출구
47 : 출구
48 : 2의 표면
49 : 커플링
50 : 개구
51 : 오목부
52 : 체결 수단
53 : 31의 종축
54 : 이동 방향
56 : 단부 캡들
57 : 52의 체결 부분
58 : 52의 가이드 부분
59 : 4의 홈
60 : 접촉 표면
61 : 압력 플레이트
63 : 오목부
H : 31의 높이
D : 31의 직경
γ : 각도
α : 각도

Claims

공구 시스템(tool system)(1)으로서,
상기 공구 시스템(1)은, 절삭 인서트(cutting insert)(6)를 수용하기 위한 인서트 시트(insert seat)(17) 및 상기 인서트 시트(17)로부터 멀리 떨어진 접촉 표면(22)을 갖는 공구 홀더(tool holder)(2), 및 정지부(stop)(27)를 포함하는, 클램핑 수단(clamping means)(15)을 수용하기 위한 개구(26) 및 접촉 표면(20)을 갖는 클램핑 요소(clamping element)(4)를 포함하고,
상기 접촉 표면(22) 및 상기 접촉 표면(20)은 상기 공구 홀더(2)와 상기 클램핑 요소(4) 사이의 계면(30)을 형성하고, 상기 공구 홀더(2) 및 상기 클램핑 요소(4)는 라인 부분들(line portions)(39, 40, 41, 42)을 포함하며,
상기 계면(30)은 밀봉 수단(sealing means)(31)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 밀봉 수단(31)은 체결 수단(52)에 의해 상기 공구 홀더(2) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 밀봉 수단(31)은 축방향(53)으로 계류식으로(captively) 배열되는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀봉 수단(31)은 반경방향으로 이동 가능하도록 배열되는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀봉 수단(31)은, 적어도 하나의 개구(50)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 개구에 의해, 상기 공구 시스템이 클램핑 상태에 있을 때 상기 공구 홀더(2) 내의 라인 부분(41)을 상기 클램핑 요소(4) 내의 라인 부분(42)에 연결시키는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 연결은 유밀 연결(fluid-tight connection)인 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀봉 수단(31)은 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀봉 수단(31)은 세라믹으로 제조되는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀봉 수단(31)의 재료는 비탄성인 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 클램핑 요소(4)는 적층 가공 프로세스(additive manufacturing process)에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 클램핑 요소(4)는 편평면(21, 21')을 포함하고, 상기 공구 홀더(2)는 표면(48)을 포함하며, 상기 계면(30)은 상기 편평면(21, 21') 및 상기 표면(48)에 대해 소정 각도(γ, α)를 이루도록 배열되는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 클램핑 요소(4)는 환형 표면을 갖는 노우즈(nose)(5)를 포함하고, 상기 절삭 인서트(6)는 환형 표면을 갖는 함몰부(depression)(7)를 포함하고, 상기 클램핑 요소(4)의 노우즈(6)는 상기 절삭 인서트(6)의 함몰부(7)에 맞물림되고, 이에 의해 상기 절삭 인서트(6)는 상기 공구 시스템이 클램핑 상태에 있을 때 상기 공구 홀더(2)의 인서트 시트(17)에 클램핑되는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제12 항에 있어서,
상기 클램핑 수단(15)에 의해, 상기 클램핑 요소(4)와, 상기 노우즈(5) 및 그 환형 표면을 통해 상기 함몰부(7)의 환형 표면에 힘이 도입되는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.
제13 항에 있어서,
상기 클램핑 요소(4)의 환형 표면의 360°의 영역을 통해 상기 함몰부(7)의 환형 표면에 힘이 도입되는 것을 특징으로 하는,
공구 시스템.