KR20200072487A - 절삭 헤드 및 위치설정 핀에 의해 생크에 구속해제 가능하게 클램핑된 절삭 헤드를 가진 회전식 절삭 공구 - Google Patents

절삭 헤드 및 위치설정 핀에 의해 생크에 구속해제 가능하게 클램핑된 절삭 헤드를 가진 회전식 절삭 공구 Download PDF

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Abstract

회전식 절삭 공구(20)는 절삭 헤드(22) 및 공구 생크(24)를 포함하며, 각각은 축 방향 인접 표면(66, 도 3, 102, 도 6) 및 복수의 구동 표면(52, 도 3, 88, 도 6)을 가지며, 다른 하나는 핀 수용부(80) 및 핀 수용부(80)에 대해 개방되는 적어도 하나의 클램핑 관통 보어(84)를 포함한다. 위치설정 핀(38)은 핀 수용부(80) 내에 수용된다. 절삭 헤드(22) 및 공구 생크(24)는 적어도 하나의 클램핑 관통 보어(84)를 통과하고 위치설정 핀(38)에 작용하는 적어도 하나의 클램핑 부재(28)에 의해 서로 구속해제 가능하게 클램핑되어 각각의 부품(22,24) 상의 구동 표면(52,88) 및 축 방향 인접 표면(66,102)들은 서로 인접하게 된다.

Description

절삭 헤드 및 위치설정 핀에 의해 생크에 구속해제 가능하게 클램핑된 절삭 헤드를 가진 회전식 절삭 공구
본 출원의 주제는 구속해제 가능하게 클램핑된 두 개의 부품들, 즉 적어도 하나의 절삭 인서트를 가진 절삭 헤드 및 생크를 가진 회전식 절삭 공구에 관한 것이고, 상기 절삭 인서트는 상기 절삭 헤드에 구속해제 가능하게 부착되며, 특히 상기 부품들 중 하나는 위치 설정 핀을 가지고 또한 두 개의 부품들은 상기 위치 설정 핀에 작용하는 클램핑 부재에 의해 서로 구속해제 가능하게 클램핑되는 회전식 절삭 공구에 관한 것이다.
회전식 절삭 공구는 절삭 헤드를 공구 생크에 단단히 부착시키기 위한 결합 기구를 가질 수 있고 상기 절삭 헤드는 절삭 헤드에 구속해제 가능하게 부착된 적어도 하나의 절삭 인서트를 가진다. 회전식 절삭 공구는 미리 결정된 정밀 위치에서 공구 생크에 대해 절삭 헤드를 위치 설정하는 위치설정 기구를 추가로 가질 수 있다. 전형적으로, 상기 위치설정 기구는 핀 수용부 내에 수용할 수 있는 위치설정 핀을 포함한다. 또한, 공구 생크로부터 절삭 헤드로 토크를 전달하기 위해, 회전식 절삭 공구는 구동 기구를 포함할 수 있다. 전형적으로, 상기 구동 기구는 절삭 헤드 상에 위치한 피동 표면을 포함하고 상기 피동 표면은 공구 생크 상에 위치한 구동 표면을 통해 피동 표면으로 전달되는 토크 하중을 가진다.
상기 회전식 절삭 공구에서, 피동 표면은 횡 방향 리브 상에 위치하고 구동 표면들은 중심 간격에 의해 서로 분리된다. 상기 회전식 절삭 공구의 예가 예를 들어 US 7,556,458에 공개된다.
다른 상기 회전식 절삭 공구에서, 몸체로부터 드릴 헤드로 회전력을 이동시키는 표면은
몸체 상의 도브 테일 그루브의 면 및 드릴 헤드 상에서 도브 테일 돌출부의 면이다. 상기 회전식 절삭 공구의 예가 예를 들어 US 9,498,829에 공개된다.
US 6,012,881은 교체 가능한 팁을 가진 드릴링 공구를 공개하고, 상기 드릴링 공구는 베이스 몸체의 짝을 이루는 센터링 및 구동 부품과 맞물리는 회전 드라이버를 가진다.
US 9,079,255는 서로 분리된 적어도 2개의 커플링 쌍을 가진 드라이버 연결부를 가지는 보링 공구를 공개한다. 각각의 커플링 쌍은 상호 구속 커플링 요소들, 즉 수용부 포켓 및 드라이버 핀에 의해 형성된다.
본 출원의 주제의 목적은 개선된 신규 절삭 헤드 및 회전식 절삭 공구를 제공하는 것이다.
발명의 요약
본 출원의 주제에 관한 제1 특징에 의하면, 전방 방향 및 반대의 후방 방향을 형성하는 공구 중심축을 가진 회전식 절삭 공구로서 상기 공구 중심축 주위에서 회전식 절삭 공구가 회전 방향으로 회전 가능한 회전식 절삭 공구가 제공되고, 상기 회전식 절삭 공구가:
절단 헤드를 포함하고, 상기 절삭 헤드는:
공구 중심 축 주위에서 원주 방향으로 연장되고 후방을 향하는 제1 헤드 단부 표면의 경계를 형성하는 헤드 주변부 표면;
절삭 헤드에 구속해제 가능하게 부착된 적어도 하나의 절삭 인서트;
상기 제1 헤드 단부 표면 상에 위치한 헤드 축 방향 인접 표면; 및
서로 원주 방향으로 이격되고 헤드 주변부 표면으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격된 복수의 헤드 피동 표면을 포함하고, 상기 헤드 피동 표면은 일반적으로 상기 회전 방향과 반대인 제1 원주 방향을 향하며;
공구 생크를 포함하고, 상기 공구 생크는:
공구 중심 축 주위에서 원주 방향으로 연장되고 전방을 향하는 제1 생크 단부 표면의 경계를 형성하는 생크 주변부 표면;
제1 생크 단부 표면 상에 위치한 생크 축 방향 인접 표면; 및
서로 원주 방향으로 이격되고 생크 주변부 표면으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격된 복수의 생크 구동 표면을 포함하며, 생크 구동 표면은 일반적으로 제1 원주 방향과 반대인 제2 원주 방향을 향하고;
제1 헤드 단부 표면과 제1 생크 단부 표면 중 하나로부터 돌출하는 위치 설정 핀을 포함하고, 상기 위치 설정 핀은 주변부에 배열된 적어도 하나의 클램핑 리세스를 가지며;
제1 헤드 단부 표면과 제1 생크 단부 표면 중 다른 하나 내부에 오목하게 형성된 핀 수용부를 포함하고;
핀 수용부가 오목하게 형성된 생크 주변부 표면 및 헤드 주변부 표면 중 하나에 형성된 적어도 하나의 클램핑 관통 보어를 포함하여 클램핑 관통 보어가 핀 수용부에 대해 개방되며,
상기 회전식 절삭 공구는 구속해제 위치와 구속 위치 사이에서 조정 가능하고, 상기 구속 위치에서:
위치설정 핀은 핀 수용부속으로 수용되고;
적어도 하나의 클램핑 부재가 적어도 하나의 클램핑 관통 보어를 통과하고 위치설정 핀의 적어도 하나의 클램핑 리세스에 작용하여:
각각의 생크 구동 표면은 헤드 피동 표면들 중 하나의 해당 헤드 피동 표면에 인접하고;
헤드 축 방향 인접 표면은 생크 축 방향 인접 표면과 인접하며;
절삭 헤드와 공구 생크는 구속해제 가능하게 함께 클램핑된다.
본 출원의 주제에 관한 제2 특징에 의하면, 전방 방향 및 반대의 후방 방향을 형성하는 헤드 중심 축을 가진 절삭 헤드가 제공되고, 상기 절삭 헤드는:
헤드 중심 축 주위에서 원주 방향으로 연장되고 후방을 향하는 제1 헤드 단부 표면의 경계를 형성하는 헤드 주변부 표면;
헤드 단부 표면 상에 위치한 헤드 축 방향 인접 표면;
서로 원주 방향으로 이격되고 헤드 주변부 표면으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격된 복수의 헤드 피동 표면을 포함하고, 상기 헤드 피동 표면은 일반적으로 회전 방향과 반대인 제1 원주 방향을 향하며;
절삭 헤드에 구속해제 가능하게 부착된 적어도 하나의 절삭 인서트를 포함하고;
제1 헤드 단부 표면으로부터 돌출하고 주변부에 배열된 적어도 하나의 클램핑 리세스를 가지는 위치설정 핀을 포함하거나; 또는
제1 헤드 단부 표면 내에 오목하게 형성된 핀 수용부과 헤드 주변부 표면에 형성되고 상기 핀 수용부에 대해 개방되는 적어도 하나의 클램핑 관통 보어를 포함한다.
상기 설명은 요약이고, 하기 특징들은 본 출원의 주제에 대한 임의의 조합으로 적용될 수 있고, 예를 들어, 임의의 하기 특징들은 절삭 헤드 또는 회전식 절삭 공구에 대해 적용될 수 있다.
위치설정 핀은 제1 헤드 단부 표면으로부터 돌출할 수 있다. 상기 핀 수용부는 제1 생크 단부 표면에 오목하게 형성될 수 있다. 적어도 하나의 클램핑 관통 보어는 생크 주변부 표면에 형성될 수 있다.
헤드 축 방향 인접 표면은 복수의 헤드 피동 표면과 위치설정 핀 사이에서 각각 축 방향으로 배열될 수 있다. 생크 축 방향 인접 표면은 복수의 생크 구동 표면과 핀 수용부 사이에서 각각 축 방향으로 배열될 수 있다.
제1 헤드 단부 표면은 제1 헤드 단부 표면 내에 오목하게 형성된 복수의 암형 부재를 포함하고, 복수의 암형 부재는 서로 원주 방향으로 이격되고 제1 헤드 단부 표면의 좁은 헤드 스트립 부분에 의해 헤드 주변부 표면으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격될 수 있다. 각각의 헤드 피동 표면은 각각의 암형 부재 내에 위치할 수 있다. 제1 생크 단부 표면은 제1 생크 단부 표면으로부터 돌출하는 복수의 수형 부재를 포함하고, 복수의 수형 부재는 서로 원주 방향으로 이격되고 제1 생크 단부 표면의 좁은 생크 스트립 부분에 의해 생크 주변부 표면으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격될 수 있다. 각각의 생크 구동 표면은 각각의 수형 부재 상에 위치할 수 있다.
상기 절삭 헤드는 각각의 암형 부재에서 개방되는 헤드 냉각제 채널을 포함할 수 있다. 상기 공구 생크는 각각의 수형 부재에서 적어도 부분적으로 개방되는 생크 냉각제 채널을 포함할 수 있다. 상기 헤드 냉각제 채널과 생크 냉각제 채널은 서로 유체 연통될 수 있다.
상기 헤드 냉각제 채널과 생크 냉각제 채널은 암형 및 수형 부재들 사이에 형성된 간격에 의해 형성된 냉각제 저장소를 통해 서로 유체 연통될 수 있다.
상기 암형 및 수형 부재는 구속 위치에서 서로 반경 방향으로 인접하지 않는다.
제1 헤드 단부 표면은 직경 방향으로 서로 마주보게 배열된 정확히 2개의 암형 부재를 포함할 수 있다. 제1 생크 단부 표면은 직경 방향으로 서로 마주보게 배열된 정확히 2개의 수형 부재를 포함할 수 있다.
각각의 암형 부재는 비원형의 반경 방향 횡 단면을 가질 수 있다. 각각의 수형 부재는 비원형 반경 방향 횡단면을 가질 수 있다.
각각의 암형 부재는 헤드 축 방향 인접 표면에 의해 완전하게 경계를 형성하는 암형 부재 개구부 표면에서 제1 헤드 단부 표면으로 개방될 수 있다.
각각의 암형 부재는 암형 부재 축 주위에서 원주 방향으로 연장되고 암형 부재 바닥 표면의 경계를 형성하는 암형 부재 내부 주변부 표면을 포함할 수 있다. 상기 절삭 헤드는 암형 부재 바닥 표면에서 개방되는 헤드 냉각제 채널을 포함할 수 있다.
헤드 주변부 표면은 공구 중심 축 주위에서 제1 헤드 단부 표면까지 나선형으로 연장되는 복수의 헤드 홈를 포함하고 복수의 절삭 아암을 형성하며, 각각의 절삭 아암은 2개의 인접한 헤드 홈들 사이에 형성되고 회전 대향하는 절삭 전방 및 후방 표면들을 포함할 수 있다. 각각의 암형 부재는 절삭 아암에 위치할 수 있다.
암형 부재 내부 주변부 표면은 회전 대향하는 암형 부재 측부 표면 및 암형 부재 측부 표면을 연결하고 반경 방향으로 마주보는 암형 부재 내부 및 외부 표면을 포함할 수 있다. 공구 중심 축으로부터 수형 부재를 통과하는 임의의 반경 방향 거리에서, 회전 전방 암형 부재 측부 표면과 절삭 아암에 위치하는 절삭 아암의 절삭 전방 표면 사이의 거리는 전방 거리를 형성하고, 회전 후방 암형 부재 측부 표면과 절삭 아암에 위치하는 절삭 아암의 절삭 후방 표면 사이의 거리가 후방 거리를 형성하며, 전방 및 후방 거리 들은 원주 방향으로 측정된다. 상기 전방 거리는 후방 거리보다 클 수 있다.
각각의 수형 부재는 공구 생크와 일체 구성되어 공구 생크와 단일체 구조를 가질 수 있다.
각각의 수형 부재는 생크 축 방향 인접 표면에 의해 완전하게 경계를 형성할 수 있는 수형 부재 베이스 표면에서 제1 생크 단부 표면으로부터 돌출할 수 있다.
각각의 수형 부재는 수형 부재 축 주위에서 원주 방향으로 연장되고 수형 부재 상부 표면의 경계를 형성하는 수형 부재 외부 주변부 표면을 포함할 수 있고, 상기 수형 부재 외부 주변부 표면은 회전 대향하는 수형 부재 측부 표면; 및 수형 부재 측부 표면을 연결하고 반경 방향으로 마주보는 수형 부재 내부 및 외부 표면을 포함할 수 있다. 상기 공구 생크는 회전 후방 수형 부재 측부 표면, 수형 부재 상부 표면 및 제1 생크 단부 표면에서 개방되는 생크 냉각제 채널을 포함할 수 있다.
헤드 주변부 표면은 공구 중심 축 주위에서 제1 헤드 단부 표면까지 나선형으로 연장되는 복수의 헤드 홈을 포함할 수 있다.
위치설정 핀은 제1 헤드 단부 표면으로부터 돌출할 수 있다. 복수의 헤드 홈들은 위치설정 핀 상으로 계속되지 않는다.
생크 주변부 표면은 제1 생크 단부 표면까지 공구 중심 축 주위에서 나선형으로 연장될 수 있는 복수 개의 생크 홈들을 포함할 수 있다. 구속 위치에서, 각각의 헤드 홈은 각각의 생크 홈과 정렬될 수 있다.
회전식 절삭 공구는 중앙에 배열된 단일 위치 설정 핀 및 중앙에 배열된 단일 핀 수용부를 포함할 수 있다.
헤드 및 생크 축 방향 인접 표면들은 각각 헤드 및 생크 주변부 표면까지 연장될 수 있다.
헤드 및 생크 축 방향 인접 표면들은 평평할 수 있고 공구 중심 축에 대해 수직으로 연장될 수 있다.
각각의 헤드 피동 표면 및 각각의 생크 구동 표면은 평평할 수 있고 공구 중심축과 평행하게 연장될 수 있다.
회전식 절삭 공구는 정확하게 두 개의 클램핑 부재 및 정확하게 두 개의 클램핑 관통 보어들을 포함할 수 있다. 위치 설정 핀은 정확하게 두 개의 리세스들을 포함할 수 있다.
각각의 클램핑 리세스는 일반적으로 원추대 형상을 가질 수 있는 클램핑 리세스 내부 주변부 표면을 포함할 수 있다.
각각의 클램핑 부재는 강성을 가지며 형성될 수 있다.
각각의 클램핑 관통 보어는 내부 나사형성 부분을 포함할 수 있다. 각각의 클램핑 부재는 외부 나사형성 부분을 포함할 수 있다. 구속 위치에서, 상기 외부 나사형성 부분은 내부 나사형성 부분과 나사 체결될 수 있다.
각각의 클램핑 부재는 적어도 하나의 클램핑 리세스 각각에 작용하는 클램핑 부분을 포함하고 상기 클램핑 부분은 원추대 형상을 가질 수 있다.
절삭 헤드 및 공구 생크는 동일한 강도를 가질 수 있다.
상기 위치설정 핀은 제1 생크 단부 표면으로부터 돌출할 수 있다. 상기 핀 수용부는 제1 헤드 단부 표면 내에 오목하게 형성될 수 있다. 적어도 하나의 클램핑 관통 보어가 헤드 주변부 표면 내에 형성될 수 있다.
본 출원을 보다 잘 이해하고 본 출원의 실제 구현을 도시하기 위해, 이제 첨부 도면을 참고한다.
도 1은 본 출원의 제1 실시예에 따른 회전식 절삭 공구의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 회전식 절삭 공구의 분해 사시도.
도 3은 두 개의 암형 부재들을 도시하고 도 1 및 도 2에 도시된 절삭 헤드의 제1 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 절삭 헤드의 제2 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 절삭 헤드의 단부도.
도 6은 두 개의 수형 부재들을 도시하고 도 1 및 도 2에 도시된 공구 생크의 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 공구 생크의 단면도.
도 8은 도 1의 회전식 절삭 공구를 도시하고 클램핑 관통 보어를 통과하는 평면을 가진 공구 생크의 축 방향 단면을 도시하는 측면도.
도 9는 도 8의 IX-IX 선을 따라 본 회전식 절삭 공구의 반경 방향 단면도.
도 10은 도 1의 X-X 선을 따라 본 회전식 절삭 공구의 단면도.
도 11은 본 출원의 제2 실시예에 따른 회전식 절삭 공구의 분해도.
간단하고 명확한 설명을 위해, 도면에 도시된 구성 요소들은 반드시 실제 크기로 도시되는 것이 아님을 이해할 것이다. 예를 들어, 일부 구성 요소의 치수는 명확한 이해를 위해 다른 구성 요소에 비해 과장될 수 있거나, 여러 개의 물리적 구성 요소들이 하나의 기능 블록 또는 구성 요소에 포함될 수 있다. 또한, 적절하다고 간주되는 경우에, 대응하거나 유사한 구성 요소를 도시하기 위해 도면들에서 도면부호가 반복될 수 있다.
하기 설명에서, 본 출원의 주제에 관한 다양한 특징들이 설명될 것이다. 설명을 위해, 본 출원의 주제에 관한 완전한 이해를 위해 특정 구성 및 세부 사항들이 충분히 상세하게 설명된다. 그러나, 본 출원의 주제는 본 명세서에 제공된 특정 구성 및 세부 사항 없이 실시될 수 있는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
우선, 본 출원의 주제의 실시예에 따르고 드릴링 작업을 위해 이용되는 형태의 회전식 절삭 공구(20, 120)를 도시한 도 1 및 도 2를 주목한다. 도면에 도시된 상기 비 제한적인 예에서, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 구멍을 천공하기 위한 드릴링 공구이다. 회전식 절삭 공구(20, 120)는 전방 방향 및 반대의 후방 방향(DF, DR)을 형성하는 공구 중심 축(A)을 가진다. 회전식 절삭 공구(20, 120)는 공구 중심 축(A) 주위에서 회전 방향(R)으로 회전 가능하다. 회전식 절삭 공구(20, 120)는 공구 중심 축(A) 주위에서 회전 대칭을 나타낼 수 있다. 도면에 도시된 상기 비 제한적인 예에서, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 공구 중심 축(A) 주위에서 180° 회전 대칭을 나타낸다.
상세한 설명 및 청구 범위 전체에 걸쳐 "전방" 및 "후방"이라는 용어의 사용은 도 2, 도 8, 도 10 및 도 11에서 각각 공구 중심 축(A)을 따라 좌측 및 우측을 향하는 상대 위치를 지칭한다는 것을 이해해야 한다.
회전식 절삭 공구(20, 120)는 두 개의 부품들, 즉 절삭 헤드(22, 122) 및 절삭 헤드에 구속해제 가능하게 클램핑 가능하고 짝을 이루는 공구 생크(24,124)를 포함한다. 상기 두 개의 부품들은 전형적으로 동일한 재료, 예를 들어 강으로 제조될 수 있다. 따라서, 두 개의 부품 모두 동일한 경도를 가질 수 있다. 적어도 하나의 절삭 인서트(26)가 공구 생크(24, 124) 상에 위치한 인서트 포켓(27) 내에서 절삭 헤드(22, 122)에 구속해제 가능하게 부착된다. 따라서, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 모듈식이다. 도면에 도시된 상기 비 제한적인 예에서, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 3개의 절삭 인서트(26)를 포함하고, 절삭 인서트(26) 중 하나가 중앙에 배열되고 다른 절삭 인서트(26)들이 주변부에 배열된다. 그러나, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 회전식 절삭 공구(20, 120)의 전체 직경 크기에 걸쳐서 연장되는 연속적인 단일 절삭 변부를 가지는 단일 절삭 인서트를 가질 수 있다. 각각의 절삭 인서트(26)는 전형적으로 초경합금으로 제조될 수 있고 절삭 헤드(22,122)의 전방 단부에 위치한 포켓(27) 내에 부착된다. 회전식 절삭 공구(20, 120)는 구속해제 위치와 구속 위치 사이에서 조정 가능하다. 회전식 절삭 공구(20, 120)의 구속 위치에서, 절삭 헤드(22, 122)는 적어도 하나의 클램핑 부재(28)에 의해 공구 생크(24,124)에 구속해제 가능하게 클램핑된다.
도 3 내지 도 5를 참고할 때, 절삭 헤드(22, 122)는 마주보는 제1 및 제2 헤드 단부 표면(34a,34b) 및 제1 및 제2 헤드 단부 표면들 사이에서 연장되는 헤드 주변부 표면(36)을 포함한다. 헤드 주변부 표면(36)은 공구 중심 축(A) 주위에서 원주 방향으로 연장되고, 제1 및 제2 헤드 단부 표면(34a, 34b)의 경계를 형성한다. 공구 중심 축(A)은 제1 및 제2 헤드 단부 표면(34a, 34b)들과 교차한다. 절삭 헤드(22, 122)는, 회전식 절삭 공구(20, 120)가 구속 위치에 있을 때 공구 중심 축(A)과 일치(co incident)하는 자신의 헤드 중심 축(B)을 가진다.
도 6 및 도 7을 참고할 때, 공구 생크(24, 124)는 마주보는 제1 및 제2 생크 단부 표면(76a, 76b)과 그 사이에서 연장되는 생크 주변부 표면(78)을 포함한다. 생크 주변부 표면(78)은 공구 중심 축(A) 주위에서 원주 방향으로 연장되고, 제1 및 제2 생크 단부 표면(76a, 76b)의 경계를 형성한다. 공구 중심 축(A)은 제1 및 제2 생크 단부 표면(76a, 76b)들과 교차한다. 공구 생크(24,124)는 회전식 절삭 공구(20, 120)가 구속 위치에 있을 때 공구 중심 축(A)과 일치(co incident)하는 자신의 생크 중심 축(C)을 가진다.
도 3 및 도 11에서 가장 양호하게 도시된 것처럼, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 위치 설정 핀 베이스 표면(40)에서 제1 헤드 단부 표면(34a) 및 제1 생크 단부 표면(76a) 중 하나로부터 돌출하는 위치 설정 핀(38)을 포함한다. 본 출원의 주제에 관한 제1 실시예(즉, 도 3)에 의하면, 위치설정 핀(38)은 제1 헤드 단부 표면(34a)으로부터 돌출될 수 있다. 선택적으로, 본 출원의 주제에 관한 제2 실시예(즉, 도 11)에 따르면, 위치설정 핀(38)은 제1 생크 단부 표면(76a)으로부터 돌출될 수 있다.
위치 설정 핀(38)은 두 가지 목적을 가진다. 먼저, 절삭 헤드(22, 122)를 공구 생크(24, 124)에 대해 미리 결정된 정확한 위치에 위치시킨다. 다음에, 절삭 헤드(22, 122)와 공구 생크(24, 124) 사이에 결합 수단을 제공한다. 위치 설정 핀(38)은 제1 헤드 단부 표면(34a)으로부터 이격된 핀 후방 표면(42) 및 핀 후방 표면(42) 및 제1 헤드 단부 표면(34a) 사이에서 연장되는 핀 주변부 표면(44)을 포함한다. 본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 중심에 배열될 수 있는 단일 위치 설정 핀(38)을 포함할 수 있다(즉, 위치 설정 핀(38)이 공구 중심 축(A)을 따라 연장될 수 있다). 도 5를 참고하면, 위치설정 핀(38)은 원통 형상을 가질 수 있다. 따라서, 위치 설정 핀 베이스 표면(40)은 원형, 즉 링 형상일 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 핀 주변부 표면(44)은 적어도 하나의 클램핑 리세스(46)를 포함한다. 다시 말해, 적어도 하나의 클램핑 리세스(46)는 위치 설정 핀(38) 상에서 주변부에 배열된다. 적어도 하나의 클램핑 리세스(46)는 각각의 클램핑 부재(28)의 일부분을 수용하도록 설계된다. 클램핑 리세스(46)의 갯수는 클램핑 부재(28)의 갯수와 일치한다. 본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 위치설정 핀(38)은 서로 직경 방향으로 마주보게 배열될 수 있는 정확히 2개의 클램핑 리세스(46)를 포함할 수 있다. 각각의 클램핑 리세스(46)는 핀 후방 표면(42)으로부터 이격될 수 있다. 마찬가지로, 각각의 클램핑 리세스(46)는 제1 헤드 단부 표면(34a)으로부터 이격될 수 있다. 각각의 클램핑 리세스(46)는 핀 주변부 표면(44)으로부터 연장되는 클램핑 리세스 내부 주변부 표면(48)을 포함할 수 있다. 클램핑 리세스 내부 주변부 표면(48)은 일반적으로 원추대 형상을 가질 수 있다. 각각의 클램핑 리세스 내부 주변부 표면(48)은 클램핑 부재(28)와 접촉하기 위한 클램핑 리세스 인접 표면(50)을 포함할 수 있다. 클램핑 리세스 인접 표면(50)은 평면일 수 있다.
절삭 헤드(22, 122)는 원주 방향으로 서로 이격되고 헤드 주변부 표면(36)으로부터 반경 방향을 따라 내부로 이격된 복수의 헤드 피동 표면(52)을 포함한다. 각각의 헤드 피동 표면(52)은 공구 중심 축(A)에 대해 편심 상태로 배열된다. 각각의 헤드 피동 표면(52)은 일반적으로 회전 방향(R)의 반대 방향에 해당하는 제1 원주 방향(C1)을 향한다. 본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 각각의 헤드 피동 표면(52)은 평평하고 공구 중심 축(A)과 평행하게 연장될 수 있다.
도 3 및 도 5에 도시된 것처럼, 본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 제1 헤드 단부 표면(34a)은 제1 헤드 단부 표면에서 리세스 구조를 가지고 원주 방향으로 이격된 복수 개의 암형 부재(female member)(54)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 제1 헤드 단부 표면(34a)은 직경 방향으로 서로 마주보게 배열될 수 있는 정확히 2개의 암형 부재(54)를 포함할 수 있다. 각각의 헤드 피동 표면(52)은 복수의 아암 부재(54) 각각에 위치할 수 있다. 각각의 암형 부재(54)는 암형 부재 개구부 표면(56)에서 제1 헤드 단부 표면(34a)으로 개방될 수 있다. 상기 암형 부재 개구부 표면(56)은 모따기 구조를 가질 수 있다.
본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 각각의 암형 부재(54)는 암형 부재 축(D) 주위에서 원주 방향으로 연장되고 암형 부재 개구부 표면(56)과 축 방향으로 마주보게 배열된 암형 부재 바닥 표면(60)의 경계를 형성하는 암형 부재 내부 주변부 표면(58)을 포함할 수 있다. 암형 부재 축(D)은 공구 중심 축(A)과 평행할 수 있다. 각각의 암형 부재(54)는 암형 부재 축(D)에 수직인 평면에서 비 원형의 반경 방향 단면을 가질 수 있다. 암형 부재 내부 주변부 표면(58)은 회전 대향하는 암형 부재 측부 표면(62a, 62b) 및 상기 회전 대향하는 암형 부재 측부 표면(62a, 62b)들을 연결하고 반경 방향으로 마주보는 암형 부재 내부 및 외부 표면(64a, 64b)을 포함할 수 있다. 공구 중심 축(A)을 따라 볼 때, 암형 부재 내부 표면(64a)은 볼록하게 만곡될 수 있고 암형 부재 외부 표면(64b)은 원주 방향(C1, C2)으로 오목하게 만곡될 수 있다. 따라서, 암형 부재(54)는 단부에서 볼 때(즉, 도 5) 기본 콩팥 형상의 프로파일을 가질 수 있다.
도 3 및 도 5에 도시된 것처럼, 절삭 헤드(22, 122)는 제1 헤드 단부 표면(34a) 상에 위치한 헤드 축 방향 인접 표면(66)을 포함한다. 헤드 축 방향 인접 표면(66)은 공구 생크(24,124) 상의 해당 표면에 인접하기 위한 것이다. 본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 헤드 축 방향 인접 표면(66)은 각각 복수의 헤드 피동 표면(52) 및 위치 설정 핀(38) 사이에서 축 방향으로 배열될 수 있다. 헤드 축 방향 인접 표면(66)은 헤드 주변부 표면(36)까지 반경 방향으로 외측을 향해 연장될 수 있다. 위치 설정 핀 베이스 표면(40)은 헤드 축 방향 인접 표면(66)과 완전하게 경계를 형성할 수 있다. 마찬가지로, 각각의 암형 부재 개구부 표면(56)은 헤드 축 방향 인접 표면(66)과 완전하게 경계를 형성할 수 있다. 다시 말해, 암형 부재(54)는 제1 헤드 단부 표면(34a)의 좁은 헤드 스트립 부분(35)에 의해 헤드 주변부 표면(36)으로부터 반경 방향을 향해 내측으로 이격된다. 따라서, 복수의 암형 부재(54)는 위치설정 핀(38) 및 헤드 주변부 표면(36)으로부터 이격될 수 있다. 회전식 절삭 공구(20, 120)의 측면도를 도시하는 도 8에 도시된 것처럼, 공구 생크(24, 124)의 축 방향 횡단면은 공구 중심 축(A)을 포함하는 평면을 가지며 클램핑 관통 보어를 통과하고, 헤드 축 방향 인접 표면(66)은 평면일 수 있고 공구 중심 축(A)에 수직으로 연장될 수 있다.
본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 헤드 주변부 표면(36)은 공구 중심 축(A) 주위에서 나선형으로 연장되는 복수의 헤드 홈(68)을 포함할 수 있다. 헤드 홈(68)은 칩 배출을 위해 설계된다. 복수의 헤드 홈(68)은 제2 헤드 전달 표면(34b)으로부터 제1 헤드 단부 표면(34a)으로 연장될 수 있다. 그러나, 복수의 헤드 홈(68)들은 일반적으로 위치설정 핀(38) 상으로 계속되지 않는다. 도 5를 참고하면, 복수의 헤드 홈(68)은 반경 방향으로 외측을 향해 연장될 수 있는 복수의 절삭 아암(70) 들을 형성할 수 있다. 각각의 절삭 아암(70)은 2개의 인접한 헤드 홈(68)들 사이에 형성되며 회전 대향하는 절삭 전방(leading) 및 후방(trailing) 표면(72a, 72b)을 포함한다. 각각의 절삭 인서트(26)는 복수의 절삭 아암(70) 들의 각각에 구속해제 가능하게 부착될 수 있다. 마찬가지로, 각각의 암형 부재(54)는 절삭 아암(70)에 위치할 수 있다. 도 5에 도시된 것처럼, 공구 중심 축(A)으로부터 수형 부재(male member)(90)를 통과하는 임의의 반경 방향 거리에서, 회전 전방의 암형 부재 측부 표면(62a) 및 절삭 아암에 위치하는 절삭 아암(70)의 절삭 전방 표면(72a) 사이의 거리는 전방 거리(L)를 형성하고, 회전 후방의 암형 부재 후방 표면(62b) 및 절삭 아암에 위치하는 절삭 아암(70)의 절삭 후방 표면(72b) 사이의 거리는 후방 거리(T)를 형성하며, 상기 두 개의 거리 들은 원주 방향(C1, C2)으로 측정된다. 전방 거리(L)는 후방 거리(T)보다 클 수 있다.
도 3 및 도 5를 참고하면, 본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따를 때, 절삭 헤드(22, 122)는 각각의 암형 부재(54)를 개방할 수 있는 헤드 냉각제 채널(74)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 헤드 냉각제 채널(74)은 암형 부재 바닥 표면(60)에서 개방될 수 있다. 헤드 냉각제 채널(74)은 절삭 인서트(26)에 냉각제를 제공하기 위해 제2 헤드 단부 표면(34b)에서 개방될 수 있다. 공구 중심 축(A)과 평행한 평면을 가지고 헤드 냉각제 채널(74)을 통과하는 회전식 절삭 공구(22,122)의 횡 단면을 도시하는 도 10을 참고하면, 헤드 냉각제 채널(74)은 암형 부재(54)와 제2 헤드 단부 표면(34b) 사이에서 선형으로 연장될 수 있다. 바람직하게, 절삭 헤드(22, 122)는 각각의 절삭 아암(70) 상에서 하나의 헤드 냉각제 채널(74)을 포함할 수 있다.
도 6에 가장 잘 도시된 것처럼, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 제1 헤드 단부 표면(34a) 및 제1 생크 단부 표면(76a) 중 다른 하나에 오목하게 형성된(즉, 제1 헤드 단부 표면(34a) 또는 위치설정 핀(38)이 돌출하지 않는 제1 생크 단부 표면(76a) 내에 오목하게 형성된) 핀 수용부(80)를 포함한다. 핀 수용부(80)는 핀 수용부 개구부 표면(82)에서 개방된다. 본 출원의 주제에 관한 제1 실시예에 따르면, 핀 수용부(80)는 제1 생크 단부 표면(76a) 내에 오목하게 형성될 수 있다. 선택적으로, 본 출원의 주제에 관한 제2 실시예에 따르면, 핀 수용부(80)는 제1 헤드 단부 표면(34a) 내에 오목하게 형성될 수 있다.
본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 중앙에 배열될 수 있는 단일 핀 수용부(80)을 포함할 수 있고, 즉 핀 수용부(80)가 공구 중심 축(A)을 따라 연장될 수 있다. 위치설정 핀(38)이 핀 수용부(80)속으로 수용될 수 있도록 핀 수용부(80)는 위치설정 핀(38)의 직경보다 약간 더 큰 직경을 가진 원통 형상을 가질 수 있다.
도 6 및 도 7을 참고할 때, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 헤드 주변부 표면(36) 및 핀 수용부(80)가 오목하게 형성되는 생크 주변부 표면(78) 중 하나에 형성되는 적어도 하나의 클램핑 관통 보어(84)를 포함하여, 클램핑 관통 보어(84)는 핀 수용부(80)로 개방된다(즉, 적어도 하나의 클램핑 관통 보어(84)가 핀 수용부(80)과 동일한 부품에 형성된다). 상기 클램핑 관통 보어(84)는 하기 설명과 같이 클램핑 부재(28)를 수용하도록 설계된다. 본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 직경 방향으로 서로 마주보게 배열될 수 있는 정확히 2개의 클램핑 관통 보어(84)들을 포함할 수 있다. 각각의 클램핑 관통 보어(84)는 내부 나사형성 부분(86)을 포함할 수 있다.
공구 생크(24,124)는 서로 원주 방향으로 이격되고 생크 주변부 표면(78)으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격된 복수의 생크 구동 표면(88)들을 포함한다. 각각의 생크 구동 표면(88)은 공구 중심 축(A)에 대해 편심 상태로 배열된다. 각각의 생크 구동 표면(88)은 일반적으로 제1 원주 방향과 반대인 제2 원주 방향(C2)을 향하고 회전 방향(R)과 일치한다. 본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 각각의 생크 구동 표면(88)은 평평할 수 있고 공구 중심 축(A)과 평행하게 연장될 수 있다.
도 6에 도시된 것처럼, 본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 제1 생크 단부 표면(76a)은 제1 생크 단부 표면으로부터 돌출되고 원주 방향으로 이격된 복수의 수형 부재(90)들을 포함할 수 있다. 상기 수형 부재(90)는 제1 생크 단부 표면(76a)의 좁은 생크 스트립 부분(77)에 의해 생크 주변부 표면(78)으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격된다. 따라서, 수형 부재(90)를 형성하는 표면, 생크 주변부 표면(78)의 축 방향 연장부가 고려될 수 없다. 바람직하게, 제1 생크 단부 표면(76a)은 직경 방향으로 서로 마주보게 배열된 정확히 2개의 수형 부재(90)들을 포함할 수 있다. 각각의 수형 부재(90)는 공구 생크(24)와 일체로 형성되어 공구 생크와 단일의 일체 구조를 가진다. 각각의 생크 구동 표면(88)은 복수의 수형 부재(90) 각각에 위치할 수 있다. 각각의 수형 부재(90)는 수형 부재 베이스 표면(92)에서 제1 생크 단부 표면(76a)으로부터 돌출할 수 있다. 상기 수형 부재 베이스 표면(92)은 반경을 가질 수 있다.
본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 각각의 수형 부재(90)는 수형 부재 축(E) 주위에서 원주 방향으로 연장되고 수형 부재 베이스 표면(92)과 축 방향으로 마주보게 배열된 수형 부재 상부 표면(96)의 경계를 형성하는 수형 부재 외부 주변부 표면(94)을 포함할 수 있다. 수형 부재 축(E)은 공구 중심 축(A)과 평행할 수 있다. 각각의 수형 부재(90)는 수형 부재 축(E)에 수직인 평면에서 비 원형의 반경 방향 단면을 가질 수 있다. 수형 부재 외부 주변부 표면(94)은 회전 대향하는 수형 부재 측부 표면(98a, 98b) 및 수형 부재 측부 표면(98a, 98b)을 연결하고 반경 방향 마주보는 수형 부재 내부 및 외부 표면(100a,100b)을 포함한다. 공구 중심 축(A)을 따라 볼 때, 원주 방향(C1, C2)을 따라 수형 부재 내부 표면(100a)은 오목하게 만곡되고 수형 부재 외부 표면(100b)은 볼록하게 만곡될 수 있다. 따라서, 수형 부재(90)는 단부에서 볼 때(즉, 도 7) 기본 콩팥 형상의 프로파일을 가질 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 것처럼, 공구 생크(24,124)는 제1 생크 단부 표면(76a) 상에 위치한 생크 축 방향 인접 표면(102)을 포함한다. 본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 생크 축 방향 인접 표면(102)은 복수의 생크 구동 표면(88) 및 핀 수용부(80) 사이에 각각 축 방향으로 배열될 수 있다. 생크 축 방향 인접 표면(102)은 생크 주변부 표면(78)까지 반경 방향으로 외측을 향해 연장될 수 있다. 핀 수용부 개구부 표면(82)은 생크 축 방향 인접 표면(102)에 의해 완전하게 경계를 형성할 수 있다. 마찬가지로, 각각의 수형 부재 베이스 표면(92)은 생크 축 방향 인접 표면(102)에 의해 완전하게 경계를 형성할 수 있다. 따라서, 복수의 수형 부재(90)는 생크 주변부 표면(78) 이외에 핀 수용부(80)로부터 반경 방향으로 이격될 수 있다. 도 8에 도시된 것처럼, 생크 축 방향 인접 표면(102)은 평평하고 공구 중심 축(A)과 수직으로 연장될 수 있다.
본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 생크 주변부 표면(78)은 공구 중심 축(A) 주위에서 나선형으로 연장되는 복수의 생크 홈(104)들을 포함할 수 있다. 복수의 생크 홈(104)들은 제1 생크 단부 표면(76a)으로부터 제2 생크 단부 표면(76b)로부터 연장될 수 있다.
본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 공구 생크(24, 124)는 각각의 수형 부재(90)에서 적어도 부분적으로 개방되는 생크 냉각제 채널(106)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 생크 냉각제 채널(106)은 회전 전방 수형 부재 측부 표면(98b), 수형 부재 상부 표면(96) 및 제1 생크 단부 표면(76a)에서 개방될 수 있다. 생크 냉각제 채널(106)은 제2 생크 단부 표면(76b)에서 개방될 수 있고, 생크 냉각제 채널은 냉각제 공급원과 유체 연통된다.
도 8을 참고할 때, 본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 회전식 절삭 공구(20, 120)는 정확히 2개의 클램핑 부재(28)를 포함할 수 있다. 각각의 클램핑 부재(28)는 견고하게 형성될 수 있다. 각각의 클램핑 부재(28)는 외부 나사형성 부분(108)를 포함할 수 있다. 각각의 클램핑 부재(28)는 적어도 하나의 클램핑 리세스(46) 각각에 작용하도록 설계된 클램핑 부분(110)을 포함한다. 각각의 클램핑 부분(110)은 원추대 형상을 가질 수 있다. 클램핑 부분(110) 및 외부 나사형성 부분(108)은 클램핑 부재(28)의 마주보는 단부들에 배열될 수 있다.
본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 구속해제 위치에서 위치설정 핀(38)은 핀 수용부(80) 내에 위치할 수 있다. 적어도 하나의 클램핑 부재(28)는 핀 수용부(80)속으로 돌출하지 않고 따라서 위치설정 핀(38) 상에 작용하지 않는다. 절삭 헤드(22, 122) 및 공구 생크(24, 124)는 공구 중심 축(A) 주위에서 서로에 대해 회전할 수 있어서 헤드 피동 표면(52)들이 생크 구동 표면(88)에 인접하지 못한다. 또한, 절삭 헤드(22, 122)는 공구 생크(24, 124)에 대해 축 방향으로 이동할 수 있어서 헤드 축 방향 인접 표면(66)은 생크 축 방향 인접 표면(102)과 인접하지 못한다. 따라서, 절삭 헤드(22, 122)와 공구 생크(24, 124)는 서로 클램핑되지 않는다.
회전식 절삭 공구(20, 120)의 조립(즉, 회전식 절삭 공구(20,120)를 구속 위치로 조정)은 하기 단계들을 수행하여 달성된다. 헤드 축 방향 인접 표면(66)이 생크 축 방향 인접 표면(102)에 인접할 때까지 위치설정 핀(38)은 핀 수용부(80) 내에 삽입된다. 이 단계 동안, 수형 부재(90)는 암형 부재(54)속으로 삽입될 수 있다. 다음에, 클램핑 부재(28) 들 중 하나가 적어도 한 개의 클램핑 관통 보어(84)들의 각각을 통과하여 상기 클램핑 부분(110)은 핀 수용부(80) 속으로 들어가고 클램핑 리세스 인접 표면(50)에서 적어도 하나의 클램핑 리세스(46) 각각과 접촉한다.
도 8 및 도 9를 참고할 때, 클램핑 리세스 인접 표면(50)의 위치설정, 방향 및 위치에 의해, 클램핑 부재(28)의 추가 삽입은 위치설정 핀(38)의 적어도 하나의 클램핑 리세스(46)에 동시에 작용하는 제1 및 제2 클램핑 하중(F1, F2)을 발생시킨다. 제1 클램핑 하중(F1)은 축 방향으로 작용하고 절삭 헤드(22, 122)와 공구 생크(24,124)를 서로를 향해 이동시키도록 가압하여 헤드 축 방향 인접 표면(66)은 생크 축 방향 인접 표면(102)에 단단히 인접하게 된다. 제2 클램핑 하중(F2)은 원주 방향으로 작용하고 절삭 헤드(22, 122)를 공구 중심 축(A) 주위에서 회전 방향(R)과 반대 방향으로 회전시켜서 각각의 헤드 피동 표면(52)이 복수의 생크 구동 표면(88)들의 각각과 단단히 인접하게 된다. 따라서, 회전식 절삭 공구(22, 122)는 적어도 하나의 클램핑 부재(28)에 의해 공구 생크(24, 124)에 구속해제 가능하게 클램핑된다. 마지막으로, 임의의 추가적인 클램핑 부재(28)들이 또한 작동된다. 클램핑 부재(28), 위치설정 핀(38) 및 핀 수용부(80)가 중첩되고 암형 및 수형 부재(54,90)를 통과하는 평면을 포함하며 구속 위치에 있는 회전식 절삭 공구(22)의 반경 방향 횡단면을 도시하는 도 9에 도시된 것처럼, 암형 및 수형 부재(54,90)의 내부 및 외부 표면(64a, 64b, 100a, 100b)들은 서로 반경 방향으로 인접하지 않고 좁은 간격(G)에 의해 서로 이격된다. 따라서, 절삭 헤드(22, 122) 및 공구 생크(23, 124)는 암형 및 수형 부재(54, 90)들 사이의 반경 방향 클램핑을 통해 서로 분리 가능하게 부착되지 못한다.
본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 구속 위치에서 각각의 헤드 홈(68)는 복수의 생크 홈(104) 각각과 정렬될 수 있다. 외부 나사형성 부분(108)은 내부 나사형성 부분(86)과 나사 체결될 수 있다.
본 출원의 주제에 관한 일부 실시예에 따르면, 회전식 절삭 공구(20, 120)의 구속 위치에서, 헤드 냉각제 채널(74)과 생크 냉각제 채널(106)은 서로 유체 연통될 수 있다. 공구 중심 축(A)에 평행하고 암형 및 수형 부재(54, 90)를 통과하는 평면을 가지는 회전식 절삭 공구의 횡단면도를 도시하는 도 10에 도시된 것처럼, 암형 및 수형 부재(54, 90)들 사이에 형성된 간격에 의해 형성된 냉각제 저장소(112)를 통해 헤드 냉각제 채널(74)과 생크 냉각제 채널(106)은 서로 유체 연통될 수 있다.
상기 설명으로부터, 일 실시예에서 위치 설정 핀(38)은 절삭 헤드(22) 상에 형성되고, 핀 수용부(80) 및 적어도 하나의 클램핑 관통 보어(84)는 공구 생크(124) 상에 형성되는 반면에, 다른 실시예에서 위치 설정 핀(38)은 공구 크(124) 상에 형성되고 핀 수용부(80) 및 적어도 하나의 클램핑 관통 보어(84)가 절삭 헤드(122) 상에 형성된다.
회전식 절삭 공구(20)의 일부 실시예에서, 핀 수용부(80) 및 복수의 수형 부재(90)는 모두 공구 생크(24) 상에 위치한다. 따라서, (또한, 공구 생크(24) 상에 위치하는) 클램핑 관통 보어(84)는 예를 들어, 복수의 아암 부재(54)에 의해 방해받지 않기 때문에 상기 클램핑 관통 보어는 임의의 원하는 깊이에 위치할 수 있다.
또한, 위치설정 핀(38) 및 복수의 아암 부재(54)로 형성된 부품의 제조는 핀 수용부(80) 및 복수의 수 부재(90)로 형성된 부품의 제조보다 쉽고 저렴하다는 것이 주목된다. 따라서, 손상 등에 의한 절삭 헤드(22, 122)의 교체가 공구 생크(24,124)의 교체보다 상당히 더 자주 발생하기 때문에, 위치 설정 핀(38) 및 복수의 암형 부재(54)로 형성된 (즉, 상기 구성들 중 제1 구성) 절삭 헤드(22)를 가지는 것이 선호된다.
또한, 핀 수용부(80) 및 복수의 수형 부재(90)로 형성된 절삭 헤드(122)(즉, 제2 실시예)는 핀 수용부(80)의 길이에 의해 형성되는 최소 길이를 가진다는 점에 주목한다.
또한, 유리하게, 회전 전방을 향하고 헤드 피동 표면(52)과 축 방향으로 수평인 절삭 헤드(22)의 부분들이 상대적으로 큰 강성을 가지고 복수의 암형 부재(54)들이 헤드 주변부 표면(36)으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격되고 개방되지 않을 때 구부러지거나 파괴되는 경향이 더 적다는 것이 주목된다.
절삭 헤드(22, 122)와 공구 생크(24,124) 사이에 안정한 결합을 유지하면서 최소 런아웃(runout)을 가지며 350-400 mm 범위의 깊이를 가진 구멍을 천공할 때 상기 회전식 절삭 공구(20, 120)가 특히 효과적인 것으로 나타났다.
본 출원의 주제가 어느 정도 특정하여 설명되었지만, 아래에 청구되는 것처럼 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 공구 생크(24,124)는 상기 형태의 결합 기구를 통해 함께 결합된 다수의 부품들로 형성될 수 있다.

Claims (22)

  1. 전방 방향 및 반대의 후방 방향(DF, DR)을 형성하는 공구 중심 축(A)을 가진 회전식 절삭 공구(20, 120)로서 상기 공구 중심 축 주위에서 회전식 절삭 공구(20, 120)가 회전 방향(R)으로 회전 가능한 회전식 절삭 공구에 있어서, 상기 회전식 절삭 공구(20,120)가:
    절단 헤드(22, 122)를 포함하고, 상기 절삭 헤드는:
    공구 중심 축(A) 주위에서 원주 방향으로 연장되고 후방을 향하는 제1 헤드 단부 표면(34a)의 경계를 형성하는 헤드 주변부 표면(36);
    절삭 헤드(22, 122)에 구속해제 가능하게 부착된 적어도 하나의 절삭 인서트(26);
    상기 제1 헤드 단부 표면(34a) 상에 위치한 헤드 축 방향 인접 표면(66); 및
    서로 원주 방향으로 이격되고 헤드 주변부 표면(36)으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격된 복수의 헤드 피동 표면(52)을 포함하고, 상기 헤드 피동 표면(52)은 일반적으로 상기 회전 방향(R)과 반대인 제1 원주 방향(C1)을 향하며;
    공구 생크(24, 124)를 포함하고, 상기 공구 생크는:
    공구 중심 축(A) 주위에서 원주 방향으로 연장되고 전방을 향하는 제1 생크 단부 표면(76a)의 경계를 형성하는 생크 주변부 표면(78);
    제1 생크 단부 표면(76a) 상에 위치한 생크 축 방향 인접 표면(102); 및
    서로 원주 방향으로 이격되고 생크 주변부 표면(78)으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격된 복수의 생크 구동 표면(88)을 포함하며, 생크 구동 표면(88)은 일반적으로 제1 원주 방향(C1)과 반대인 제2 원주 방향(C2)을 향하고;
    제1 헤드 단부 표면(34a)과 제1 생크 단부 표면(76a) 중 하나로부터 돌출하는 위치 설정 핀(38)을 포함하고, 상기 위치 설정 핀(38)은 주변부에 배열된 적어도 하나의 클램핑 리세스(46)를 가지며;
    제1 헤드 단부 표면(34a)과 제1 생크 단부 표면(76a) 중 다른 하나 내부에 오목하게 형성된 핀 수용부(80)를 포함하고;
    핀 수용부(80)가 오목하게 형성된 생크 주변부 표면(78) 및 헤드 주변부 표면(36) 중 하나에 형성된 적어도 하나의 클램핑 관통 보어(84)를 포함하여 클램핑 관통 보어(84)가 핀 수용부(80)에 대해 개방되며,
    상기 회전식 절삭 공구(20, 120)는 구속해제 위치와 구속 위치 사이에서 조정 가능하고, 상기 구속 위치에서:
    위치설정 핀(38)은 핀 수용부(80)속으로 수용되고;
    적어도 하나의 클램핑 부재(28)가 적어도 하나의 클램핑 관통 보어(84)를 통과하고 위치설정 핀(38)의 적어도 하나의 클램핑 리세스(46)에 작용하여:
    각각의 생크 구동 표면(88)은 헤드 피동 표면(52)들 중 하나의 해당 헤드 피동 표면에 인접하고;
    헤드 축 방향 인접 표면(66)은 생크 축 방향 인접 표면(102)과 인접하며;
    절삭 헤드(22, 122)와 공구 생크(24, 124)는 구속해제 가능하게 함께 클램핑되는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20,120).
  2. 제1항에 있어서,
    위치설정 핀(38)은 제1 헤드 단부 표면(34a)으로부터 돌출하고;
    상기 핀 수용부(80)는 제1 생크 단부 표면(76a)에 오목하게 형성되며;
    적어도 하나의 클램핑 관통 보어(84)는 생크 주변부 표면(78)에 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20).
  3. 제2항에 있어서,
    헤드 축 방향 인접 표면(66)은 복수의 헤드 피동 표면(52)과 위치설정 핀(38) 사이에서 각각 축 방향으로 배열되고;
    생크 축 방향 인접 표면(102)은 복수의 생크 구동 표면(88)과 핀 수용부(80) 사이에서 각각 축 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    제1 헤드 단부 표면(34a)은 제1 헤드 단부 표면 내에 오목하게 형성된 복수의 암형 부재(54)를 포함하고, 복수의 암형 부재(54)는 서로 원주 방향으로 이격되고 제1 헤드 단부 표면(34a)의 좁은 헤드 스트립 부분(35)에 의해 헤드 주변부 표면(36)으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격되고;
    각각의 헤드 피동 표면(52)은 각각의 암형 부재(54) 내에 위치하며;
    제1 생크 단부 표면(76a)은 제1 생크 단부 표면으로부터 돌출하는 복수의 수형 부재(90)를 포함하고, 복수의 수형 부재(90)는 서로 원주 방향으로 이격되고 제1 생크 단부 표면(76a)의 좁은 생크 스트립 부분(77)에 의해 생크 주변부 표면(78)으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격되며;
    각각의 생크 구동 표면(88)은 각각의 수형 부재(90) 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절삭 헤드(22)는 각각의 암형 부재(54)에서 개방되는 헤드 냉각제 채널(74)을 포함하고;
    상기 공구 생크(24)는 각각의 수형 부재(90)에서 적어도 부분적으로 개방되는 생크 냉각제 채널(106)을 포함하며;
    상기 헤드 냉각제 채널(74)과 생크 냉각제 채널(106)은 서로 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 헤드 냉각제 채널(74)과 생크 냉각제 채널(106)은 암형 및 수형 부재(54,90)들 사이에 형성된 간격에 의해 형성된 냉각제 저장소(112)를 통해 서로 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20).
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 암형 및 수형 부재(54,90)는 구속 위치에서 서로 반경 방향으로 인접하지 않는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20).
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 헤드 단부 표면(34a)은 직경 방향으로 서로 마주보게 배열된 정확히 2개의 암형 부재(54)를 포함하고;
    제1 생크 단부 표면(76a)은 직경 방향으로 서로 마주보게 배열된 정확히 2개의 수형 부재(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20).
  9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 암형 부재(54)는 헤드 축 방향 인접 표면(66)에 의해 완전하게 경계를 형성하는 암형 부재 개 구부 표면(56)에서 제1 헤드 단부 표면(34a)으로 개방되고;
    각각의 수형 부재(90)는 생크 축 방향 인접 표면(102)에 의해 완전하게 경계를 형성하는 수형 부재 베이스 표면(92)에서 제1 생크 단부 표면(76a)으로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20).
  10. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 암형 부재(54)는 암형 부재 축(D) 주위에서 원주 방향으로 연장되고 암형 부재 바닥 표면(60)의 경계를 형성하는 암형 부재 내부 주변부 표면(58)을 포함하고;
    상기 절삭 헤드(22)는 암형 부재 바닥 표면(60)에서 개방되는 헤드 냉각제 채널(74)을 포함하며;
    헤드 주변부 표면(36)은 공구 중심 축(A) 주위에서 제1 헤드 단부 표면(34a)까지 나선형으로 연장되는 복수의 헤드 홈(68)를 포함하고 복수의 절삭 아암(70)을 형성하며, 각각의 절삭 아암(70)은 2개의 인접한 헤드 홈(68)들 사이에 형성되고 회전 대향하는 절삭 전방 및 후방 표면(72a,72b)들을 포함하며;
    각각의 암형 부재(54)는 절삭 아암(70)에 위치하고;
    암형 부재 내부 주변부 표면(58)은 회전 대향하는 암형 부재 측부 표면(62a, 62b) 및 암형 부재 측부 표면(62a, 62b)을 연결하고 반경 방향으로 마주보는 암형 부재 내부 및 외부 표면(64a, 64b)을 포함하며;
    공구 중심 축(A)으로부터 수형 부재(90)를 통과하는 임의의 반경 방향 거리에서,
    회전 전방 암형 부재 측부 표면(62a)과 절삭 아암에 위치하는 절삭 아암(70)의 절삭 전방 표면(72a) 사이의 거리는 전방 거리(L)를 형성하고,
    회전 후방 암형 부재 측부 표면(62b)과 절삭 아암에 위치하는 절삭 아암(70)의 절삭 후방 표면(72b) 사이의 거리가 후방 거리(T)를 형성하며, 전방 및 후방 거리 들은 원주 방향(C1, C2)으로 측정되고;
    상기 전방 거리(L)는 후방 거리(T)보다 큰 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20).
  11. 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 수형 부재(90)는 수형 부재 축(E) 주위에서 원주 방향으로 연장되고 수형 부재 상부 표면(96)의 경계를 형성하는 수형 부재 외부 주변부 표면(94)을 포함하고, 상기 수형 부재 외부 주변부 표면(94)은:
    회전 대향하는 수형 부재 측부 표면(98a, 98b); 및
    수형 부재 측부 표면(98a, 98b)을 연결하고 반경 방향으로 마주보는 수형 부재 내부 및 외부 표면(100a, 100b)을 포함하고;
    상기 공구 생크(24)는 회전 후방 수형 부재 측부 표면(98b), 수형 부재 상부 표면(96) 및 제1 생크 단부 표면(76a)에서 개방되는 생크 냉각제 채널(106)을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    헤드 주변부 표면(36)은 공구 중심 축(A) 주위에서 제1 헤드 단부 표면(34a)까지 나선형으로 연장되는 복수의 헤드 홈(68)을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20,120).
  13. 제12항에 있어서,
    위치설정 핀(38)은 제1 헤드 단부 표면(34a)으로부터 돌출하고;
    복수의 헤드 홈(68)들은 위치설정 핀(38) 상으로 계속되지 않는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    회전식 절삭 공구(20, 120)는 중앙에 배열된 단일 위치 설정 핀(38) 및 중앙에 배열된 단일 핀 수용부(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20,120).
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 클램핑 관통 보어(84)는 내부 나사형성 부분(86)을 포함하고;
    각각의 클램핑 부재(28)는 외부 나사형성 부분(108)을 포함하며;
    구속 위치에서, 상기 외부 나사형성 부분(108)은 내부 나사형성 부분(86)과 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20,120).
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 클램핑 부재(28)는 적어도 하나의 클램핑 리세스(46) 각각에 작용하는 클램핑 부분(110)을 포함하고 상기 클램핑 부분(110)은 원추대 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(20,120).
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치설정 핀(38)은 제1 생크 단부 표면(76a)으로부터 돌출하고;
    상기 핀 수용부(80)는 제1 헤드 단부 표면(34a) 내에 오목하게 형성되며;
    적어도 하나의 클램핑 관통 보어(84)가 헤드 주변부 표면(36) 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구(120).
  18. 전방 방향 및 반대의 후방 방향(DF, DR)을 형성하는 헤드 중심 축(B)을 가진 절삭 헤드(22,122)로서, 상기 절삭 헤드(22,122)는:
    헤드 중심 축(B) 주위에서 원주 방향으로 연장되고 후방을 향하는 제1 헤드 단부 표면(34a)의 경계를 형성하는 헤드 주변부 표면(36);
    헤드 단부 표면(34a) 상에 위치한 헤드 축 방향 인접 표면(66);
    서로 원주 방향으로 이격되고 헤드 주변부 표면(36)으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격된 복수의 헤드 피동 표면(52)을 포함하고, 상기 헤드 피동 표면(52)은 일반적으로 회전 방향(R)과 반대인 제1 원주 방향(C1)을 향하며;
    절삭 헤드(22, 122)에 구속해제 가능하게 부착된 적어도 하나의 절삭 인서트(26)를 포함하고;
    제1 헤드 단부 표면(34a)으로부터 돌출하고 주변부에 배열된 적어도 하나의 클램핑 리세스(46)를 가지는 위치설정 핀(38)을 포함하거나; 또는
    제1 헤드 단부 표면(34a) 내에 오목하게 형성된 핀 수용부(80)과 헤드 주변부 표면(36)에 형성되고 상기 핀 수용부(80)에 대해 개방되는 적어도 하나의 클램핑 관통 보어(84)를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 헤드(22,122).
  19. 제18항에 있어서, 헤드 주변부 표면(36)은 헤드 중심 축(B) 주위에서 제1 헤드 단부 표면(34a)까지 나선형으로 연장되는 복수의 헤드 홈(68)을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 헤드(22, 122).
  20. 제19항에 있어서,
    위치설정 핀(38)은 제1 헤드 단부 표면(34a)으로부터 돌출하고;
    복수의 헤드 홈(68)들은 위치설정 핀(38) 상으로 계속되지 않는 것을 특징으로 하는 절삭 헤드(22)
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    위치설정 핀(38)은 제1 헤드 단부 표면(34a)으로부터 돌출하고;
    제1 헤드 단부 표면(34a)은 제1 헤드 단부 표면 내에 오목하게 형성된 복수의 암형 부재(54)를 포함하고, 상기 암형 부재(54)는 서로 원주 방향으로 이격되고 제1 헤드 단부 표면(34a)의 좁은 헤드 스트립 부분(35)에 의해 헤드 주변부 표면(36)으로부터 반경 방향으로 내측을 향해 이격되며;
    각각의 헤드 피동 표면(52)은 각각의 암형 부재(54) 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 절삭 헤드(22).
  22. 제21항에 있어서, 상기 위치 설정 핀(38)은 정확히 2개의 클램핑 리세스(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 헤드(22, 122).
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