KR20230059854A - 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구는 코어 감쇠 통로가 중심부에 마련되는 코어부; 코어부에 형성되며, 커터 감쇠 통로가 마련되는 커터; 및 코어 감쇠 통로와 커터 감쇠 통로에 각각 삽입되며, 코어부와 커터에 대해 다른 재질로 마련되는 하나 이상의 감쇠 로드를 포함하며, 코어 감쇠 통로와 커터 감쇠 통로는, 코어부와 커터가 금속 3D 프린팅으로 형성됨에 따라 형성되되, 감쇠 로드의 재질 선택에 감쇠 성능이 결정된다.

Description

강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구{CUTTING TOOL HAVING A COOLING PATH INSIDE THE TOOL}
본 발명은 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 공구의 강성과 감쇠 조절이 가능하게 마련되는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구에 관한 것이다.
일반적으로, 공작 기계는 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 것으로서, 수치제어(CNC, Computerized Numerical Control) 선반이나 반자동 타입인 NC머신 또는 머시닝 센터 등이 있다.
이러한 공작 기계에는 절삭하는 수행하는 공구와 스핀들에 결합되어 스핀들과 공구를 연결하며 공구를 고정하는 장치인 공구 홀더가 마련된다.
한편, 절삭 과정 중 절삭 공구가 결합된 주축 스핀들에 심한 외력(예컨대, 축심 방향으로 충격 등)이 가해지게 되면 경도가 큰 절삭 공구가 파손되거나, 주축 스핀들에 피로 누적이 가해지는 문제점이 있다.
이에 따라, 절삭 공구를 자주 교체하거나 장치 수리가 빈번히 발생되고 결국 연마 공정의 택트 타임 증가 및 생산성 저하가 초래되는 문제점이 있다.
더욱이, 기존의 절삭 공구는 가공시 금속소재의 무거운 중량으로 인하여 고속 가공에서 비틀림이 발생하여 비틀림 진동이 발생하며, 횡 방향의 강성이 약해지며는 문제점이 있다.
기존의 공구에서는 절삭 가공 시 발생하는 진동 저감 및 구조 경량화가 어려웠기에 상기와 같은 문제점들이 발생했다.
대한한국 등록특허 제10-1917269호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 3D 프린팅 기술을 적용한 구조적인 대응을 절삭 공구에 마련하여 절삭 가공 중에 발생하는 진동 저감 및 구조 강화를 제공함으로써 고속 가공에 적용이 가능하며, 절삭 정밀도와 안정성 및 생산성을 높일 수 있는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 코어 감쇠 통로가 중심부에 마련되는 코어부; 상기 코어부에 형성되며, 커터 감쇠 통로가 마련되는 커터; 및 상기 코어 감쇠 통로와 커터 감쇠 통로에 각각 삽입되며, 상기 코어부와 커터에 대해 다른 재질로 마련되는 하나 이상의 감쇠 로드를 포함하며, 상기 코어 감쇠 통로와 커터 감쇠 통로는, 상기 코어부와 커터가 금속 3D 프린팅으로 형성됨에 따라 형성되되, 상기 감쇠 로드의 재질 선택에 감쇠 성능이 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 커터 감쇠 통로는, 상기 커터의 에지부에서 상기 코어부와 상기 커터의 경계 측으로 확장되는 단면 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 커터 감쇠 통로는, 상기 커터의 형상을 축소한 단면 형상을 갖되, 상기 커터 감쇠 통로에 삽입되는 감쇠 로드는 상기 커터 감쇠 통로에 대응하는 단면 형상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 코어 감쇠 통로는 원형으로 마련되며, 상기 코어 감쇠 통로에 삽입되는 감쇠 로드는, 상기 코어 감쇠 통로에 대응한 원형 단면을 가질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 커터는 절삭면에 대응하는 레이크 페이스와 절삭칩의 안내에 대응하는 플랭크 페이스를 갖되, 상기 커터 감쇠 통로는, 상기 플랭크 페이스보다 상기 레이크 페이스 측에 인접하게 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 커터의 레이크 페이스와 상기 커터 감쇠 통로의 사이의 단면 두께는, 상기 코어 지름의 1/5 이하로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 커터의 플랭크 페이스와 상기 커터 감쇠 통로의 사이의 단면 두께는, 상기 커터의 레이크 페이스와 상기 커터 감쇠 통로의 사이의 단면 두께에 대해 1.5 배 ~ 3배 사이로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 커터와 커터 감쇠 통로는, 상기 코어부의 외주면을 따라 복수의 나선 형상으로 마련되되, 상기 코어 감쇠 통로는 상기 커터 감쇠 통로와 분리되며, 상기 코어부, 커터, 커터 감쇠 통로, 및 코어 감쇠 통로는, 상기 코어의 중심 축선 방향을 따른 금속 적층으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 구성은, 코어 감쇠 통로가 중심부에 마련되는 코어부; 상기 코어부에 형성되며, 커터 감쇠 통로가 마련되는 커터; 상기 코어부의 코어 감쇠 통로에서 상기 커터의 커터 감쇠 통로까지 연장되어 상기 코어 감쇠 통로와 커터 감쇠 통로를 연결하되, 상기 커터를 따라 배치되는 커터 연결 통로; 및 상기 코어 감쇠 통로, 커터 감쇠 통로, 및 커터 연결 통로에 함께 삽입되며, 상기 코어부와 커터에 대해 다른 재질로 마련되는 하나 이상의 감쇠 로드를 포함하며, 상기 코어 감쇠 통로, 상기 커터 감쇠 통로, 및 상기 커터 연결 통로는, 상기 코어부와 커터가 금속 3D 프린팅으로 형성됨에 따라 형성되되, 상기 감쇠 로드의 재질 선택에 감쇠 성능이 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 커터는 절삭면에 대응하는 레이크 페이스와 절삭칩의 안내에 대응하는 플랭크 페이스를 갖되, 상기 커터 연결 통로는 상기 코어 감쇠 통로에서 상기 플랭크 페이스 측을 향해 방사상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 커터 감쇠 통로는, 상기 커터의 에지부에서 상기 코어부와 상기 커터의 경계 측으로 확장되는 단면 형상을 갖되, 상기 커터의 형상을 축소한 단면 형상이며, 상기 감쇠 로드는 상기 코어 감쇠 통로와 커터 감쇠 통로에 대응하는 단면 형상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 커터, 커터 감쇠 통로, 및 커터 연결 통로는, 복수의 나선 형상으로 마련되되, 상기 코어부, 커터, 커터 감쇠 통로, 코어 감쇠 통로, 및 커터 연결 통로는, 상기 코어의 중심 축선 방향을 따른 금속 적층으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 3D 프린팅 기술을 적용한 구조적인 대응을 절삭 공구에 마련하여 절삭 가공 중에 발생하는 진동 저감 및 구조 강화를 제공함으로써 고속 가공에 적용이 가능하며, 절삭 정밀도와 안정성 및 생산성을 높일 수 있는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구를 제공한다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구의 정면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구의 정면도이다.
도 4는 Ⅱ-Ⅱ 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구의 정면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구(100)는, 코어부(101), 코어부(101)의 중앙부에 마련되는 코어 감쇠 통로(105), 코어부(101)의 외측에 마련되는 커터(120), 커터(120)에서 커터(120)의 절삭면에 인접하게 위치하는 커터 감쇠 통로(125), 및 코어 감쇠 통로(105)와 커터 감쇠 통로(125)에 각각 삽입되는 감쇠 로드(140, 141)를 포함한다.
코어부(101)는 커터(120)가 결합된 공구의 중심 구조로 형성된 것으로서, 중심부를 길이 방향으로 관통하는 코어 감쇠 통로(105)가 형성된 중공 구조이다.
코어 감쇠 통로(105)은 코어부(101)의 강성 및 감쇠 조절이 가능한 감쇠 로드(140)가 삽입되는 통로로서, 도시된 바와 같이 원형 단면 형상으로 제시되어 있으나, 이에 한정되진 않으며, 코어 감쇠 로드(140)와의 접촉 면적을 더 크게 만들기 위한 요철 형상을 가질 수 있다.
코어 감쇠 통로(105)은 일자형 구조로서, 중심 축선 방향을 따른 드릴링으로도 형성될 수 있으나, 상기와 같이 3D 프린팅의 금속 적층 시에 함께 형성함이 추후 가공 작업을 절약하는 측면에서 적절하다.
커터(120)는 코어부(101)에 일정 간격으로 형성되어 절삭 대상물을 절삭하는 것으로서, 절삭을 위해 예리하게 가공되어 열처리 및 코팅된 외주날인 에지부(121)가 마련된다.
예를 들어, 커터(120)는 엔드밀 형상으로 마련된 코어부(101)의 외측에 180도 내의 간격으로 배치된 2 날 이상의 구조일 수 있다.
커터 감쇠 통로(125)은, 커터(120)의 내부에서 커터(120)와 함께 코어부(101)의 외주면을 따라 복수의 나선 형상으로 마련된다.
이러한 커터 감쇠 통로(125)은 커터(120)의 형상의 대응하여 커터(120)의 나선 방향으로 비어 있게 공동(空洞) 형성한 나선 통로로서, 절삭 시에 가해지는 진동 및 충격을 감쇠하기 위한 커터 감쇠 로드(141)의 나선 방향 배치를 가능하게 만든다.
커터(120)에 마련되는 커터 감쇠 통로(125)은, 커터(120)의 형상에 대응한 단면 및 배치 구조를 갖도록 형성한 것으로서, 금속 적층에 의하지 않은 일반적인 가공으로는 커터(120) 형상과 같은 복잡한 단면과 나선 배치가 불가능할 수 있다.
본 실시 예에서, 코어 감쇠 통로(105)과 커터 감쇠 통로(125)은, 코어부(101)의 반지름 정도 거리로 분리된 구조로서, 코어부(101)의 중심 축선 방향을 따른 금속 적층으로 충분히 형성될 수 있다.
즉, 코어부(101), 코어 감쇠 통로(105), 커터(120), 및 커터 감쇠 통로(125)은, 외주날의 외부적인 형상 및 내부적으로 복잡한 공동 구조가 공구로 사용되는 금속 재료를 3D 프린팅으로 적층 형성함에 따라 함께 형성될 수 있다.
코어 감쇠 통로(105)에는, 코어부(101)의 강성과 감쇠 조절을 위한 코어 감쇠 로드(140)가 코어부(101)의 중심 라인을 따라 삽입되어 배치된다.
절삭공구(100)는 코어 감쇠 로드(140)의 재질 선택에 감쇠 및 강성 성능이 결정될 수 있다.
코어 감쇠 로드(140)로는 코어 감쇠 통로(105)을 통과하면서 배치되어 외부에서 코어부(101)로 전달되는 충격이나 진동을 충분히 감쇠할 수 있으며, 코어부(101)의 내벽부를 충분히 지지하여 강성을 강화할 수 있는 금속 재료가 사용될 수 있다.
예를 들어, 코어 감쇠 로드(140)로는, 방진 합금 또는 코어부(101)의 외부보다 강성이 작으면서 인성 및 탄성이 좋은 철강재 또는 비철금속이 사용될 수 있다.
커터 감쇠 통로(125)에는 커터 감쇠 로드(141)가 커터 감쇠 통로(125)의 나선 라인을 따라 배치된다.
커터 감쇠 로드(141)로는 커터 감쇠 통로(125)을 나선으로 통과하면서 배치되어 외부에서 커터(120)로 전달되는 충격이나 진동을 충분히 감쇠할 수 있는 금속 재료가 사용될 수 있다.
예를 들어, 커터 감쇠 로드(141)로는, 방진 합금 또는 커터(120)보다 강성이 작으면서 인성 및 탄성이 좋은 철강재 또는 비철금속이 사용될 수 있다.
이러한 커터 감쇠 로드(141)로는 코어 감쇠 로드(140)와 다른 재료를 사용할 수 있다.
코어 감쇠 로드(140)와 커터 감쇠 로드(141)는 3D 프린팅의 적층에서 금속 재료의 노즐을 변경하는 적층 방식에 의해 코어부(101), 코어 감쇠 통로(105), 커터(120), 및 커터 감쇠 통로(125)와 함께 형성될 수도 있다.
커터(120)에서 커터 감쇠 통로(125)의 실질적인 배치와 단면 구조에 대해서 자세하게 살펴본다.
커터(120)는 절삭면에 대응하는 레이크 페이스(122)와 절삭칩의 안내에 대응하는 플랭크 페이스(123)를 갖는다.
레이크 페이스(122)는 오목한 곡면 형상이며, 플랭크 페이스(123)는 불룩한 곡면 형상으로서, 레이크 페이스(122)와 플랭크 페이스(123)는 절삭을 수행하는 에지부(121)에서 만나면서 절삭날 형상을 만든다.
플랭크 페이스(123)는 절삭된 절삭 칩들을 절삭면의 외부로 배출하는 역할을 하는 것으로서, 레이크 페이스(122)에 비해 비교적 적은 절삭열이 발생되며 더 작은 인장력을 받게 발생되지만, 레이크 페이스(122) 측에서 가해지는 절단력을 받고 이를 지지하게 되므로 레이크 페이스(122)보다 큰 압축력이 작용하게 된다.
커터 감쇠 통로(125)은, 플랭크 페이스(123)보다 레이크 페이스(122) 측에 인접하게 배치되어, 절삭에서 레이크 페이스(122) 측에 대한 커터 감쇠 로드(141)의 감쇠가 충분히 이루어지게 된다.
즉, 커터 감쇠 통로(125)가 플랭크 페이스(123)보다 레이크 페이스(122) 측에 인접하게 배치됨에 따라 절삭 시에 발생되는 진동 및 충격에 의한 공구의 보호와 에지부(121)의 피로 및 파단 방지 측면에서 유리하게 된다.
커터 감쇠 통로(125)은, 커터(120)의 에지부(121)에서 코어부(111)와 커터(120)의 경계 측으로 확장되는 단면 형상을 가질 수 있다.
실질적으로, 커터 감쇠 통로(125)은 커터(120)의 형상을 축소한 단면 형상을 가질 수 있으며, 커터 감쇠 로드(141)는 커터 감쇠 통로(125)의 단면 형상을 포함하면서 커터 감쇠 통로(125)에서 에지부(121)에 대응한 부분까지 삽입 가능한 형상으로 마련된다.
커터 감쇠 로드(141)는 에지부(121) 측으로 깊게 삽입되며, 코어부(101)와 커터(120)의 경계 측으로 확장되어 지지됨에 따라 에지부(121)에서 발생되는 진동을 상당 부분 감쇠시킬 수 있으며, 내부적으로 커터(120)의 심재로서 강성을 강화할 수 있다.
한편, 커터(20)의 레이크 페이스(122)와 커터 감쇠 통로(125)의 사이의 단면 두께는, 코어 지름의 1/5 이하로 형성될 수 있다.
이러한 커터 감쇠 통로(125)에 대한 외부 단면 두께는, 커터(120)의 파손을 방지하면서 커터 감쇠 통로(125)을 커터(120) 형상에 대응한 최대 크기로 만들기 위한 두께 치수로 사용될 수 있다.
예를 들어, 코어부(101)의 지름이 10mm 이면, 커터(120)의 레이크 페이스(122)와 커터 감쇠 통로(125)의 사이의 단면 두께가 2mm 정도는 되어야만 절삭 가공에서 커터(120)의 형상이 유지될 수 있다.
또한, 커터(120)의 플랭크 페이스(123)와 커터 감쇠 통로(125)의 사이의 단면 두께는, 커터(120)의 레이크 페이스(122)와 커터 감쇠 통로(125)의 사이의 단면 두께에 대해 1.5 배 ~ 3배 사이로 형성될 수 있다.
예를 들어, 커터(120)의 레이크 페이스(122)와 커터 감쇠 통로(125)의 사이의 단면 두께가 2mm이면, 커터(120)의 레이크 페이스(122)와 커터 감쇠 통로(125)의 사이의 단면 두께는 3mm ~ 6mm 사이로 설정될 수 있다.
코어 감쇠 통로(105)와 커터 감쇠 통로(125)는, 내부적으로 금속 적층 후에 부식 및 표면 강화를 위해 열처리 및 코팅될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구의 정면도이며, 도 4는 Ⅱ-Ⅱ 단면도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구(200)는, 코어부(201), 코어부(201)의 중앙부에 마련되는 코어 감쇠 통로(205), 코어부(201)의 외측에 마련되는 커터(220), 커터(220)에 마련되어 커터(220)의 외면까지 연장 형성된 커터 감쇠 통로(225), 코어 감쇠 통로(205)과 커터 감쇠 통로(225)을 연결하는 커터 연결 통로(230), 코어 감쇠 통로(205)에서 커터 연결 통로(230)와 커터 감쇠 통로(225)에 삽입되는 감쇠 로드(241)를 포함한다.
코어부(201)는 커터(220)가 결합된 공구의 중심 구조로 형성된 것으로서, 중심부를 길이 방향으로 관통하는 코어 감쇠 통로(205)가 형성된 중공 구조이다.
코어 감쇠 통로(205)는 코어부(201)의 감쇠 및 강성 강화를 위한 감쇠 로드(241)가 삽입되는 통로로서, 도시된 바와 같이 원형 단면 형상으로 제시되어 있으나, 이에 한정되진 않으며, 접촉 면적을 더 크게 만들기 위한 요철 형상을 가질 수 있다.
코어 감쇠 통로(205)에서 감쇠 로드(241)는 코어부(201)의 중심 라인을 따라 삽입된다.
감쇠 로드(241)로는 코어 감쇠 통로(205)을 통과하면서 배치되어 외부에서 코어부(201)로 전달되는 충격이나 진동을 충분히 감쇠할 수 있는 금속 재료가 사용될 수 있다.
커터(220)는 코어부(201)에 일정 간격으로 형성되어 절삭 대상물을 절삭하는 것으로서, 절삭을 위해 예리하게 가공되어 열처리된 외주날인 에지부(221)가 마련된다.
예를 들어, 커터(220)는 엔드밀 형상으로 마련된 코어부(201)의 외측에 90도 또는 180도 간격으로 배치된 나선 구조일 수 있으나, 이에 한정되진 않으며, 더 작은 각도 간격으로도 배치 가능하다.
커터(220)는 절삭면에 대응하는 레이크 페이스(222)와 절삭칩의 안내에 대응하는 플랭크 페이스(223)를 갖는다.
레이크 페이스(222)는 오목한 곡면 형상이며, 플랭크 페이스(223)는 불룩한 곡면 형상으로서, 레이크 페이스(222)와 플랭크 페이스(223)는 절삭을 수행하는 에지부(221)에서 만나면서 절삭날 형상을 만든다.
플랭크 페이스(223)는 절삭된 절삭 칩들을 절삭면의 외부로 배출하는 역할을 하는 것으로서, 레이크 페이스(222)에 비해 절삭 진동 및 충격과 마찰열을 적게 받는다.
이처럼 커터(220)는 절삭면에 대응하는 레이크 페이스(122)와 절삭칩의 안내에 대응하는 플랭크 페이스(223)를 갖는다.
커터 감쇠 통로(225)은, 레이크 페이스(222)와 플랭크 페이스(223)에 일부 대응하는 형상을 갖게 된다.
커터 감쇠 통로(225)과 커터 연결 통로(230)은, 코어부(201)의 중심부에 있는 코어 감쇠 통로(205)에 연결되며, 코어부(201)의 외측에서 커터(220)의 나선 형상을 따라 배치된다.
커터 연결 통로(230)은 코어 감쇠 통로(205)와 커터(220)의 형상에 대응한 커터 감쇠 통로(225)을 자연스럽게 연결하는 통로로서, 코어 감쇠 통로(205)와 커터 감쇠 통로(225)에 삽입되는 감쇠 로드(241)가 일체형으로 배치될 수 있는 구조를 제공한다.
커터 감쇠 통로(225)와 커터 연결 통로(230)은, 커터(220)의 형상에 대응한 단면 및 나선 구조를 갖도록 형성하는 것으로서, 금속 적층에 의하지 않고는 복잡한 배치와 단면 형성이 불가능하다.
코어 감쇠 통로(205), 커터 감쇠 통로(225), 및 커터 연결 통로(230)은 연결된 구조로서, 코어부(201)의 중심 축선 방향을 따른 금속 적층으로 형성될 수 있다.
즉, 코어부(201), 코어 감쇠 통로(205), 커터(220), 커터 감쇠 통로(225), 및 커터 연결 통로(230)은, 공구로 사용되는 금속을 3D 프린팅으로 적층 형성하면서 함께 형성된다.
코어 감쇠 통로(205)은 일자형 구조로서, 드릴링으로 형성될 수 있으나, 상기와 같이 3D 프린팅의 금속 적층 시에 함께 형성함이 추후 가공 작업을 절약하는 측면에서 적절하다.
한편, 감쇠 로드(241)는 코어부(201)와 커터(220)의 금속 적층 형성과 함께 적층 형성되면서 코어 감쇠 통로(205), 커터 감쇠 통로(225), 및 커터 연결 통로(230)에 배치될 수도 있다.
감쇠 로드(241)는 코어 감쇠 통로(205)에 배치되는 코어 감쇠 로드(242), 커터 감쇠 통로(225)에 배치되는 커터 감쇠 로드(243), 및 커터 연결 통로(230)에 배치되는 연결 감쇠 로드(245)로 구분될 수 있으나, 코어 감쇠 로드(242), 커터 감쇠 로드(243), 및 연결 감쇠 로드(245)가 일체로 형성된 것을 사용한다.
상기와 같은 다른 실시예에 따르면, 코어부(201)에 형성되는 코어 감쇠 통로(205), 코어부(201)에서 커터(220) 측으로 형성되는 커터 감쇠 통로(225), 및 커터 연결 통로(230)에 일체로 형성되는 스크류 구조의 감쇠 로드(241)가 삽입됨으로써 커터(220) 측에서 발생되는 진동 및 충격이 감쇠 로드(241)에 흡수되어 감쇠되며, 특히 절삭 시에 발생된 커터(220)에서 코어부(201) 측으로 발생되는 토션 및 토션 진동이 또한 감쇠 로드(241)에서 충분히 감쇠되고, 강성이 강화될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 200: 절삭공구 101, 201: 코어부
105, 205: 코어 감쇠 통로 120, 220: 커터
121, 221: 에지부 122, 222: 레이크 페이스
123, 223: 플랭크 페이스 125, 225: 커터 감쇠 통로
230: 커터 연결 통로 140, 141, 240: 감쇠 로드

Claims (12)

  1. 코어 감쇠 통로가 중심부에 마련되는 코어부;
    상기 코어부에 형성되며, 커터 감쇠 통로가 마련되는 커터; 및
    상기 코어 감쇠 통로와 커터 감쇠 통로에 각각 삽입되며, 상기 코어부와 커터에 대해 다른 재질로 마련되는 하나 이상의 감쇠 로드를 포함하며,
    상기 코어 감쇠 통로와 커터 감쇠 통로는, 상기 코어부와 커터가 금속 3D 프린팅으로 형성됨에 따라 형성되되,
    상기 감쇠 로드의 재질 선택에 감쇠 성능이 결정되는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 커터 감쇠 통로는, 상기 커터의 에지부에서 상기 코어부와 상기 커터의 경계 측으로 확장되는 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 커터 감쇠 통로는, 상기 커터의 형상을 축소한 단면 형상을 갖되,
    상기 커터 감쇠 통로에 삽입되는 감쇠 로드는 상기 커터 감쇠 통로에 대응하는 단면 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 코어 감쇠 통로는 원형으로 마련되며,
    상기 코어 감쇠 통로에 삽입되는 감쇠 로드는, 상기 코어 감쇠 통로에 대응한 원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 커터는 절삭면에 대응하는 레이크 페이스와 절삭칩의 안내에 대응하는 플랭크 페이스를 갖되,
    상기 커터 감쇠 통로는, 상기 플랭크 페이스보다 상기 레이크 페이스 측에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 커터의 레이크 페이스와 상기 커터 감쇠 통로의 사이의 단면 두께는, 상기 코어 지름의 1/5 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 커터의 플랭크 페이스와 상기 커터 감쇠 통로의 사이의 단면 두께는, 상기 커터의 레이크 페이스와 상기 커터 감쇠 통로의 사이의 단면 두께에 대해 1.5 배 ~ 3배 사이로 형성되는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 커터와 커터 감쇠 통로는, 상기 코어부의 외주면을 따라 복수의 나선 형상으로 마련되되,
    상기 코어 감쇠 통로는 상기 커터 감쇠 통로와 분리되며,
    상기 코어부, 커터, 커터 감쇠 통로, 및 코어 감쇠 통로는, 상기 코어의 중심 축선 방향을 따른 금속 적층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
  9. 코어 감쇠 통로가 중심부에 마련되는 코어부;
    상기 코어부에 형성되며, 커터 감쇠 통로가 마련되는 커터;
    상기 코어부의 코어 감쇠 통로에서 상기 커터의 커터 감쇠 통로까지 연장되어 상기 코어 감쇠 통로와 커터 감쇠 통로를 연결하되, 상기 커터를 따라 배치되는 커터 연결 통로; 및
    상기 코어 감쇠 통로, 커터 감쇠 통로, 및 커터 연결 통로에 함께 삽입되며, 상기 코어부와 커터에 대해 다른 재질로 마련되는 하나 이상의 감쇠 로드를 포함하며,
    상기 코어 감쇠 통로, 상기 커터 감쇠 통로, 및 상기 커터 연결 통로는, 상기 코어부와 커터가 금속 3D 프린팅으로 형성됨에 따라 형성되되,
    상기 감쇠 로드의 재질 선택에 감쇠 성능이 결정되는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 커터는 절삭면에 대응하는 레이크 페이스와 절삭칩의 안내에 대응하는 플랭크 페이스를 갖되,
    상기 커터 연결 통로는 상기 코어 감쇠 통로에서 상기 플랭크 페이스 측을 향해 방사상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 커터 감쇠 통로는, 상기 커터의 에지부에서 상기 코어부와 상기 커터의 경계 측으로 확장되는 단면 형상을 갖되, 상기 커터의 형상을 축소한 단면 형상이며,
    상기 감쇠 로드는 상기 코어 감쇠 통로와 커터 감쇠 통로에 대응하는 단면 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 커터, 커터 감쇠 통로, 및 커터 연결 통로는, 복수의 나선 형상으로 마련되되,
    상기 코어부, 커터, 커터 감쇠 통로, 코어 감쇠 통로, 및 커터 연결 통로는, 상기 코어의 중심 축선 방향을 따른 금속 적층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강성과 감쇠 조절이 가능한 절삭공구.
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