KR20200003129A - 냉각제 편향을 갖는 절삭 공구 - Google Patents

냉각제 편향을 갖는 절삭 공구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절삭 공구에 관한 것으로서, 중심 축(12)을 중심으로 회전할 수 있고 전방 단부 면(24) 및 원주 표면(16)을 포함하는 공구 헤드(14), 원주 표면(16) 상에 원주 방향으로 분포되도록 배열된 복수의 절삭 요소(18) 및 관련 플루트(20), 및 공구 헤드(14)를 관통하여 절삭 요소(18)에 냉각제를 공급하는 채널 시스템(22)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 공구 헤드(14)의 단부 면(24)에는 냉각제 홈들(26)이 제공되고, 상기 냉각제 홈의 각각은 채널 시스템(22)의 출구(42)로부터 플루트(20) 내의 마우스(44)로 이어지고, 냉각제 홈(26)의 종 방향 개구(49)는 공구 헤드(14)의 단부 면에 고정된 배플 디스크(28)에 의해 덮여있다.

Description

냉각제 편향을 갖는 절삭 공구
본 발명은 절삭 공구, 특히 밀링 커터, 보링 공구 또는 리머에 관한 것으로서, 중심 축(12)을 중심으로 회전할 수 있고 전방 단부 면 및 원주 표면을 포함하는 공구 헤드, 원주 방향으로 원주 표면에 걸쳐 분포되는 복수의 절삭 요소 및 관련 플루트, 및 공구 헤드를 관통하여 절삭 요소에 냉각제를 공급하는 채널 시스템을 포함한다.
알루미늄으로 제조된 엔진 블록과 같은 복잡한 부품 구조를 면 밀링할 때, 생성된 칩이 가공물에 내던져져서(flung), 부품의 오목부에 남아있는 것이 종종 문제가 된다. 기존의 밀링 커터에서 냉각제 제트는 공구 헤드에서 절삭 날쪽으로 직접 안내된다. 가공물이 가공될 표면에 구멍 또는 매립된 채널을 포함하는 경우, 칩은 또한 공동으로 플러시된다. 칩을 제거하기가 어렵고 공정이 일반적으로 신뢰할 수 없기 때문에 많은 양의 클리닝 노력이 필요하다. 완성된 부품은 남은 칩을 점검하는 복잡한 프로세스를 거쳐야 하며, 복잡한 경우에는 생산이 복잡한 공작물을 거부해야 하는 경우가 있다.
이로부터 진행하여, 본 발명의 목적은 상기 언급된 단점을 피하고 높은 수준의 제조 품질을 달성하기 위해 공작물로부터 칩을 제거하는 것을 돕기 위해 당업계에 공지된 절삭 공구를 추가로 개선하는 것이다.
이 문제를 해결하기 위해, 청구항 1에 언급된 특징들의 조합이 제안된다. 본 발명의 유리한 실시예 및 개발은 종속항에서 찾을 수 있다.
본 발명의 개념은 공작물에 칩이 없는 것을 유지하기 위해 공구 단부 면에서 냉각제를 편향시키기 위한 간단한 수단을 사용하는 것이다. 따라서, 본 발명은 공구 헤드의 단부 면에 냉각제 홈을 제공하고, 이들 각각은 채널 시스템의 출구로부터 플루트의 입구로 이어지고, 냉각제 홈의 종 방향 개구를 공구 헤드의 단부 면에 고정된 배플 디스크에 의해 덮는 것을 제안한다. 따라서 전면을 향해 개방되는 냉각제 홈은 공구 헤드의 단면에서 쉽게 만들 수 있으며, 개구부를 덮는 배플 디스크는 냉각제 제트가 쉽게 빠져 나오지 않도록 하고, 후향 구성 요소를 임프린팅하여 에지를 향해 목표로 편향된다. 결과적으로 충돌하는 냉각제 또는 절삭유는 앞으로 이동할 수 없지만, 칩을 가져가서, 텐셔닝 채널로 뒤로 전환된다.
특히 바람직한 실시예는 냉각제 홈이 출구로부터 마우스 카운터를 향하여 공구 헤드의 회전 방향으로 연장되는 것을 제공한다. 이는 절삭유와 칩이 방사상으로 빠져 나가는 대신에, 절삭 바디쪽으로 밀리는 것을 방지한다.
이와 관련하여, 반경 방향에서 벗어나도록 경사지거나, 곡선 방식으로 또는 접선 방향으로 연장되는 냉각제 홈에 의해 그리고 마우스가 플루트의 벽에 제조되고 절삭 요소의 절삭 날을 향해 배향되는 것에 의해 본 발명이 추가적으로 개선될 수 있다.
절삭 요소는 유리하게는 단부 면으로부터 후방으로 이어지는 칩 제거 표면을 한정하고 칩 흐름을 공작물로부터 멀리 유지시킨다.
이와 관련하여, 칩 제거 표면이 중심 축에 대하여 후방을 향해 포지티브하게 경사지는 것이 바람직하고, 칩 제거 표면의 반경 방향 단면은 V- 형 또는 오목한 단면 윤곽, 바람직하게는 중심 축을 기준으로 뒤쪽으로 편평해지는 단면 윤곽을 갖는 것이 바람직하다.
흡입 효과 또는 터빈 효과에 의해 후방으로 향하는 칩 제거를 보조하기 위해, 절삭 요소 및/또는 특정 플루트가 후방으로 더 넓어지는 칩 제거 깔때기를 한정하는 것이 유리하다.
배플 디스크가 톱니 형 링에 의해 형성되고 방사상으로 돌출된 톱니 형 세그먼트가 냉각제 홈을 덮는다는 다른 설계 단순화가 달성된다.
배플 디스크가 편평한 재료 조각으로부터, 특히 워터젯 절단 또는 레이저 절단과 같은 판금 가공 방법에 의해 절단되는 것이 제조 관점에서 유리하다.
채널 시스템은 유리하게는 공구 헤드 내에 제조된 복수의 공급 구멍을 포함하며, 이는 각각 출구로 연장된다.
공급 구멍이 공구 헤드를 통해 축 방향으로 연장되고 중심 축으로부터 비스듬하게 바깥쪽으로 연장되는 중앙 채널로부터 분기되는 것이 유리하다.
본 발명에 따른 수단은 절삭 헤드가 공구 헤드의 특정 원주 플레이트 시트에 장착된 절삭 플레이트에 의해 형성되는 절삭 공구에서 특히 유리하게 구현될 수 있으며, 이에 의해 바람직하게 원주 방향으로 균일하게 분포되도록 4 내지 50 개의 절삭 요소가 공구 헤드 상에 배열될 수 있다.
유체를 전도시키기 위해, 냉각제 홈은 1 내지 10 mm 범위의 길이를 갖는 것이 유리하다.
절삭 요소 부근에서 특히 편리한 방식으로 냉각수를 공급하기 위해, 냉각제 홈이 단부 면의 에지 영역에 완전히 위치하는 것이 유리하고, 이에 의해, 에지 영역은 단부 면의 반경의 0.6 내지 1.0 배, 바람직하게는 0.7 내지 1.0 배의 양만큼 방사상으로 연장된다.
본 발명은 도면에 개략적으로 도시된 실시예들에 기초하여 다음에보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 냉각제를 편향시키기 위해 해체된 것으로 도시된 단부 면 배플 디스크를 포함하는 면 밀링 커터의 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 해체된 공구의 축 방향 단면도 및 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 공구의 컷 아웃 확대도이다.
도면에 도시된 면 밀링 커터(10)는 공구 헤드(14)를 포함하고, 이는 중심 축(12)을 중심으로 회전할 수 있고, 그 둘레면(16) 상에서 복수의 절삭 요소(18) 및 관련 플루트(20)가 형성되고 그 내부에는 냉각제 및 절삭 유체를 절삭 요소(18)에 공급하기 위해 채널 시스템(22)이 형성된다. 이 경우, 공구 헤드(14)의 단부 면(24), 및 냉각제 홈(26)을 덮고 그 중 절반 만이 도 1에 도시되어 있는 단부 면 배플 디스크(28)로 제조된 냉각제 홈(26)은 냉각제가 플루트(20)로 편향되는 것을 보장한다.
공구 헤드(14)는 샤프트 부분(30) 상에 유지되고, 그 후방 단부에는 인터페이스(32)가 기계 스핀들에 연결되도록 배열된다. 공작물을 면 밀링할 때, 면 밀링 커터(10)는 중심 축(12)에 수직으로 이동하고 화살표(34) 방향으로 회전하며, 이에 의해, 절삭 요소(18)는 단부 면 및 원주에서 돌출하는 그 에지(36)에 의해 재료를 기계 가공하고, 칩은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 플루트(20)를 통해 후방으로 편향된 냉각제에 의해 목표된 바대로 제거된다. 도시된 실시예에서, 플루트(20)는 각각의 절삭 요소(18)에 할당되지만, 예를 들어 플루트 당 2 개의 절삭 요소가 서로를 향해 이동하는 다른 구성도 또한 가능하다.
도 2는 공구 헤드(14)의 채널 시스템(22)에 의해 냉각제가 공급되는 것을 도시한다. 냉각제는 축 방향으로 연장되는 중앙 채널(38)을 통해 인터페이스(32)로부터 기계 측으로 공급된다. 복수의 공급 구멍(40)은 상기 중심 채널의 전단에서 분기되고, 각각의 구멍은 중심 축(12)으로부터 비스듬히 바깥쪽으로 연장되고, 공구 헤드(14)의 단부 면(24)의 영역에서 관련 플루트(20) 근처의 출구(42)에서 개방된다.
도 3에서 가장 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 출구(42)는 각각 플루트(20)의 벽(46) 영역에서 마우스(44)에서 끝나는 냉각제 홈(26)의 바닥에 배열된다. 이 경우에, 마우스(44)는 대향하는 절삭 요소(18)의 에지(36)를 향하여 배향된다. 따라서, 냉각제 홈(26)은 공구 헤드(14)의 회전 방향(34)에 반하여 반경 방향으로부터 벗어나도록 출구로부터 마우스(44)로 연장되고, 이로써 냉각제 유동이 배플 디스크(28) 아래에서 에지(36)의 단부 면에서 중심 축(12)에 반경으로 직접 발생한다.
배플 디스크(28)는 원형으로 폐쇄된 톱니형 링에 의해 편리하게 형성되며, 절삭 요소(18)는 톱니 사이의 공간(50)의 영역에 배열되는 반면, 반경 방향으로 돌출된 톱니 세그먼트(48)는 냉각제 홈(26)에서 종 방향 개구(49)와 겹친다(도 1). 이 경우, 배플 디스크(28)는 특히 워터젯 절단에 의해 판금 블랭크로 형성될 수 있으며, 연결 수단(52)에 의해 공구 헤드(14)의 단부 면(24)에 분리 가능하게 유지될 수 있다.
도 3에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 절삭 요소(18)는 절삭 플레이트(54)로서 형성되며, 이 절삭 플레이트(54)는 각각 스크류(56)에 의해 공구 헤드(14)의 원주 플레이트 시트(58)에 장착된다. 이 경우, 그들은 칩 제거 표면(60)을 한정하고, 이는 단부 면(24)으로부터 후방으로 후퇴하며, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 중심 축(12)에 대해, 중심 축(12)에 대해 후방을 향하여 포지티브하게 경사져있다.
공작물로부터 칩을 뒤로 제거하는 것을 최적화하기 위해, 칩 제거 표면(60)의 반경 방향 단면은 중심 축에 대해 후방을 향해 편평해지는 V 자형 또는 오목한 단면 윤곽을 갖는다. 이것은 뒤쪽으로 더 넓어지는 칩 제거 깔때기(62)를 형성하고, 고속으로 터빈 효과 유형을 생성하고, 생성된 유체 흐름을 통해 공구 냉각 효과를 향상시킨다.

Claims (16)

  1. 절삭 공구, 특히 밀링 커터, 보링 공구 또는 리머로서, 중심 축(12)을 중심으로 회전할 수 있고 전방 단부 면(24) 및 원주 표면(16)을 포함하는 공구 헤드(14), 원주 방향으로 분포되도록 원주 표면(16) 상에 배열된 복수의 절삭 요소(18) 및 관련 플루트(20), 및 공구 헤드(14)를 관통하여 절삭 요소(18)에 냉각제를 공급하는 채널 시스템(22)을 포함하는, 상기 절삭 공구에 있어서,
    공구 헤드(14)의 단부 면(24)에는 냉각제 홈들(26)이 제공되고, 상기 냉각제 홈의 각각은 채널 시스템(22)의 출구(42)로부터 플루트(20) 내의 마우스(44)로 이어지고, 냉각제 홈(26)의 종 방향 개구(49)는 공구 헤드(14)의 단부 면에 고정된 배플 디스크(28)에 의해 덮이는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    냉각제 홈(26)은 출구(42)로부터 마우스(44)를 향해 공구 헤드(14)의 회전 방향(34)에 대해 반대로 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    냉각제 홈(26)은 반경 방향으로부터 벗어나도록 비스듬하게 또는 곡선 방식으로 또는 접선 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    마우스(44)는 플루트(20)의 벽(46)에 제조되고, 절삭 요소(18)의 절삭 에지(36)를 향해 배향되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절삭 요소(18)는 단부 면(24)으로부터 후방으로 이어지는 칩 제거 표면(60)을 한정하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  6. 제 5 항에 있어서,
    칩 제거 표면(60)은 중심 축(12)에 대해 후면을 향해 포지티브하게 경사지는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    칩 제거 표면(60)의 반경 방향 단면은 중심 축(12)에 대해, V-형 또는 오목한 단면 윤곽, 바람직하게는 후방을 향해 편평해지는 단면 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절삭 요소(18) 및/또는 특정 플루트는 후방을 향해 더 넓어지는 칩 제거 깔때기(62)를 한정하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    배플 디스크(28)는 치형 링에 의해 형성되고, 그 반경 방향으로 돌출된 치형 세그먼트(48)는 냉각제 홈(26)을 덮는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    배플 디스크(28)는 특히 판금 가공 방법에 의해 편평한 재료 피스로부터 절단되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    채널 시스템(22)은 각각 출구(42)로 연장되는, 공구 헤드(14)로 제조된 복수의 공급 구멍(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  12. 제 11 항에 있어서,
    공급 구멍(40)은 공구 헤드(14)를 통해 축 방향으로 연장되는 중앙 채널(38)로부터 분기되고, 중심 축(12)으로부터 비스듬히 바깥쪽으로 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절삭 요소(18)는 공구 헤드(14)의 특정 원주 플레이트 시트(58)에 장착된 절삭 플레이트(54)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    바람직하게는 원주 방향으로 균일하게 분포되도록 4 내지 50 개의 절삭 요소(18)가 공구 헤드(14) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉각제 홈(26)의 길이는 1 내지 10 mm인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉각제 홈(26)은 단부 면(24)의 에지 영역에 완전히 위치하며, 에지 영역은 단부 면의 반경의 0.6 내지 1.0 배인 양만큼 방사상으로 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
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