KR20240068715A - 절삭 공구의 공구 보디에 절삭 인서트를 고정하기 위한 클램프를 갖는 절삭 공구 - Google Patents
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Abstract
- 인서트 시트 (10) 및 연관된 클램프 포켓 (20) 을 갖는 공구 보디 (2); - 인서트 시트에 해제가능하게 장착가능한 절삭 인서트 (30); - 클램프 포켓에 수용된 클램프 (40); 및 - 클램프의 관통 구멍 (47) 을 통해 놀음 있게 연장되고 클램프 포켓의 저부에 있는 구멍 (22) 에 맞물리는 나사 (60); 를 포함하는, 절삭 공구. 나사의 조임 시, 클램프는 클램프 상의 슬라이드 표면 (46) 을 통해 슬라이드 포켓 내의 경사진 안내 표면 (26) 에 대해 슬라이딩할 것이고, 이는 클램프가 절삭 인서트를 향해 나사 샤프트 (61) 에 대해 횡방향으로 이동하게 하여, 클램프 상의 클램프 돌출부 (45) 가 절단 인서트의 리세스 (37) 내로 이동되고 클램프 상의 클램핑 표면들이 절삭 인서트 상의 대응하는 접촉 표면들에 대해 타이트하게 가압된다.
Description
본 발명은 청구항 1 의 서문에 따른 절삭 공구에 관한 것이다.
예를 들어 밀링 커터 형태의 절삭 공구가 절삭 공구의 공구 보디의 각각의 인서트 시트에 분리가능하게 장착되는 여러 절삭 인서트들을 구비할 수도 있다. 각각의 개별 절삭 인서트에는 여러 개의 동일한 절삭 에지들이 제공될 수도 있어서, 각각의 절삭 인서트가 상이한 작동 위치들로 전환될 수 있게 한다. 절삭 인서트의 절삭 에지가 마모되었을 때, 절삭 인서트는 그의 인서트 시트에 재위치될 수도 있고, 활성 절삭 위치에 다른 절삭 에지를 갖는 새로운 작동 위치에 장착될 수도 있다. 각각의 절삭 인서트는 적절한 체결 수단에 의해 관련 인서트 시트에 해제가능하게 고정된다. 인서트 시트들 사이에 공구 보디 내에 충분한 공간이 있을 때, 각각의 절삭 인서트는, 절삭 인서트의 관통 구멍을 통해 연장되고 인서트 시트의 접선방향 지지 표면 내의 나사 구멍에 맞물리는 나사 형태의 체결 수단에 의해 관련 인서트 시트에 고정될 수도 있다. 이러한 나사에 요구되는 공간은, 한편으로는 인서트 시트의 나사 구멍이 접선방향 지지 표면 뒤의 공구 보디 내에 충분한 재료 두께를 요구한다는 사실로 인해, 그리고 다른 한편으로는 절삭 인서트의 관통 구멍 내로의 나사의 삽입을 가능하게 하고 토크 공구가 나사의 헤드와 맞물릴 수 있게 하기 위해 절삭 인서트의 전방에서 공구 보디 내에 충분한 자유 공간을 남겨야 한다는 사실로 인해 다소 크다. 그러나, 주어진 직경의 공구 보디 상에 가능한 한 많은 절삭 인서트들을 장착하여, 매 두 연속적인 인서트 시트들 사이의 공구 보디 내의 공간을 최소화하는 것이 때때로 바람직하다. 후자의 경우에, 클램프 및 관련 클램핑 나사 형태의 체결 수단을 사용하는 것이 유리하며, 클램프는 절삭 인서트 내의 리세스에 맞물리는 돌출부를 갖고, 클램프가 클램핑 나사의 영향 하에 공구 보디의 후방 단부를 향하는 방향으로 이동될 때 인서트 시트 내의 지지 표면들을 향해 절삭 인서트를 가압하도록 구성된다. 이러한 클램핑 나사는 공구 보디의 축방향으로 그의 주 연장부를 가질 수도 있으며, 이는 토크 공구와의 맞물림을 위해 클램핑 나사가 쉽게 접근 가능함과 동시에 클램핑 나사와 공구 보디의 관련 나사 구멍이 공구 보디의 원주방향으로 작은 공간만을 필요로 한다는 것을 의미한다. 이러한 클램프들 및 클램핑 나사들을 구비한 절삭 공구의 일례가 EP 2 370 225 B1 에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 신규하고 유리한 디자인을 갖는 상기한 유형의 절삭 공구를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 1 에 규정된 특징들을 갖는 절삭 공구에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 절삭 공구는 다음을 포함한다:
- 전방 단부 및 반대편 후방 단부를 갖는 공구 보디로서, 상기 후방 단부는 기계에의 부착을 위해 구성되는, 상기 공구 보디;
- 공구 보디의 전방 단부에 제공된 연관된 클램프 포켓을 갖는 적어도 하나의 인서트 시트로서, 상기 인서트 시트는 절삭 인서트를 수용하도록 구성되고, 클램프 포켓은 인서트 시트에 인접하게 위치되고 클램프를 수용하도록 구성되며, 인서트 시트는 제 1 지지 표면, 제 1 지지 표면에 대해 비스듬히 배열된 제 2 지지 표면, 및 제 1 지지 표면과 제 2 지지 표면에 대해 비스듬히 배열된 제 3 지지 표면을 포함하는, 상기 적어도 하나의 인서트 시트;
- 상기 적어도 하나의 인서트 시트에 해제가능하게 장착가능한 절삭 인서트로서,
을 포함하는, 상기 절삭 인서트;
- 상기 적어도 하나의 인서트 시트에 절삭 인서트를 해제가능하게 고정하기 위한 클램프로서, 인서트 시트와 연관된 클램프 포켓에 수용되는, 상기 클램프.
상기한 클램프는 다음을 포함한다:
- 클램프 포켓의 저부를 향하는 하부 측면 및 반대편 상부 측면;
- 클램프의 제 1 단부에서 상부 측면과 하부 측면 사이에 위치되고 인서트 시트를 향하는 제 1 측방향 측면;
- 인서트 시트의 제 1 지지 표면에 대향하여 클램프 포켓에 배열된 안내 표면을 향하는 제 2 측방향 측면으로서, 클램프의 반대편 제 2 단부에서 상부 측면과 하부 측면 사이에 위치되는 상기 제 2 측방향 측면;
- 클램프 돌출부로서, 클램프 돌출부 상의 제 1 클램핑 표면이 리세스 내의 대응하는 접촉 표면과 맞물리고 인서트 시트 내의 제 2 및 제 3 지지 표면들에 대해 절삭 인서트를 가압할 수 있도록, 인서트 시트의 제 1 지지 표면을 향해 제 1 측방향 측면 상에서 돌출하고, 절삭 인서트의 2개의 주 면들 중의 하나의 주 면의 리세스 내에 수용되도록 구성되는, 상기 클램프 돌출부;
- 클램프 돌출부의 양측에서 클램프의 제 1 측방향 측면 상에 제공되고 절삭 인서트를 인서트 시트의 제 1 지지 표면에 대해 가압하기 위해 절삭 인서트의 2개의 주 면들 중의 하나에 맞닿도록 구성되는 제 2 클램핑 표면들;
- 제 2 측방향 측면 상에 제공되고 클램프 돌출부로부터 멀어지는 쪽을 향하는 슬라이드 표면으로서, 클램프는 이 슬라이드 표면을 통해 클램프 포켓 내의 안내 표면에 맞닿도록 구성되는, 상기 슬라이드 표면; 및
- 상부 측면과 하부 측면 사이에서 클램프를 통해 연장되는 관통 구멍.
절삭 공구는 나사를 더 포함하며, 나사는 클램프 내의 관통 구멍을 통해 연장되고 클램프 포켓의 저부에서 구멍과 나사 결합한다. 이 나사는 나사 샤프트 및 나사 샤프트에 고정된 나사 헤드를 포함하고, 나사 샤프트는 클램프가 나사 샤프트에 대해 횡방향으로 인서트 시트의 제 1 지지 표면을 향해 그리고 그로부터 멀어지게 나사 샤프트에 대해 이동할 수 있도록 클램프 내의 관통 구멍에 놀음 (play) 있게 수용되고, 나사 헤드는 나사의 조임 시에 나사 헤드가 클램프 포켓의 저부를 향해 클램프를 가압할 수 있게 하여 클램프 돌출부 상의 제 1 클램핑 표면이 절삭 인서트 내의 리세스 내의 대응 접촉 표면과 맞물리게 이동될 수 있게 하기 위해 클램프의 상부 측면에 맞닿도록 구성된다. 클램프 포켓의 상기한 안내 표면은, 인서트 시트의 제 1 지지 표면과 나사 샤프트에 대해 경사지고, 나사의 조임 시에 나사 헤드에 의해 클램프가 클램프 포켓의 저부를 향해 가압될 때 클램프를 제 1 지지 표면을 향하는 방향으로 안내하도록 구성되어, 클램프 상의 상기 제 2 클램핑 표면이 절삭 인서트와 맞물리게 이동될 수 있다.
본 발명에 따른 절삭 인서트에 포함되는 클램핑 메커니즘은 절삭 인서트가 연관된 인서트 시트에 간단하고 신뢰성 있는 방식으로 해제가능하게 고정될 수 있도록 설계되었다. 절삭 인서트가 인서트 시트에 고정될 때, 나사는 클램프 상의 슬라이드 표면이 클램프 포켓 내의 경사진 안내 표면과 접촉할 때까지 조여진다. 나사의 추가 조임 시, 클램프는 안내 표면 상에서 슬라이딩할 것이고, 이에 의해 안내 표면에 의해 절삭 인서트를 향해 가압되는 동시에, 나사 헤드에 의해 클램프 포켓의 저부를 향해 가압된다. 나사는 클램프 상의 제 1 및 제 2 클램핑 표면들이 절삭 인서트에 대해 타이트하게 가압되고 절삭 인서트가 인서트 시트 내의 지지 표면에 대해 타이트하게 가압될 때까지 조여진다. 클램프가 클램프 포켓 내의 최종 위치에 도달했을 때, 클램프 포켓 내의 안내 표면과 절삭 인서트 사이에 효율적으로 그리고 신뢰성 있게 클램핑된다. 또한, 클램프 포켓 내의 경사진 안내 표면은 클램프 포켓에서 클램프를 제거할 필요 없이, 즉 나사가 조여지지 않지만 클램프 포켓의 저부에서 나사 구멍과 여전히 맞물리는 상태로 클램프가 클램프 포켓 내의 상부 위치에 있을 때, 절삭 인서트가 인서트 시트 내로 그리고 밖으로 이동될 수 있게 하도록 클램프 포켓 내에 충분한 공간을 제공하는 것을 가능하게 한다.
나사는 나사 헤드가 클램프의 상부 측면 상의 표면에 대해 가압함으로써 클램프에 작용하도록 구성된다. 따라서, 상호 반대 방향으로 연장되는 나사산을 갖는 이중 나사산 나사가 필요하지 않으며, 나사는 나사 헤드로부터 멀어지는 쪽을 향하는 나사 샤프트의 단부에 단일 나사산만을 제공하면 되고, 이는 클램핑 메커니즘의 제조를 용이하게 하고, 또한 EP 2 370 225 B1 에 개시된 유형의 이중 나사산 나사가 사용되는 경우에 비해 나사로부터 클램프에 대한 더 높은 가압력을 달성할 수 있게 한다. 또한, 나사가 나사 헤드를 통해 나사의 축방향으로만 클램프에 작용하도록 구성됨으로써, 나사 헤드 상의 접촉 표면 및 클램프의 상부 측면 상의 대응하는 접촉 표면은 어떠한 경사도 없이 평평한 표면들로 설계될 수 있고, 이는 이러한 상호 접촉 표면들에 대한 낮은 공차 요건들 및 감소된 제조 비용을 암시한다. 또한, 나사 샤프트와 클램프 내의 관통 구멍 사이의 놀음은 나사의 조임 동안 클램프가 인서트 시트 내의 제 1 지지 표면을 향해 나사 샤프트에 대해 횡방향으로 이동하는 것을 용이하게 한다. 이 덕분에, 클램프 돌출부 상의 상기 제 1 클램핑 표면이 절삭 인서트 내의 리세스 내의 대응하는 접촉 표면과 클램핑 맞물림하고 상기 제 2 클램핑 표면들이 절삭 인서트의 2개의 주 면들 중의 하나에 맞닿고 그와 클램핑 맞물림하는 최종 클램핑 위치를 달성할 수 있는 엄격한 공차가 요구되지 않으며, 이러한 최종 클램핑 위치는 절삭 인서트, 클램프 및 나사를 불필요하게 높은 하중에 노출시킴이 없이 달성될 수도 있다. EP 2 370 225 B1 에 개시된 유형의 이중 나사산 나사가 사용되는 경우, 절삭 인서트, 클램프 및 나사는 실질적으로 더 높은 하중에 노출된다.
절삭 인서트의 주 면들 중의 하나에 있는 상기한 리세스는 해당 주 면에 있는 몇몇 유형의 구멍 또는 함몰부를 구성한다. 리세스는 절삭 인서트의 2개의 주 면들 사이에서 절삭 인서트를 가로질러 연장되는 관통 구멍의 형태를 가질 수도 있다. 그러나, 리세스는 일 대안으로서 해당 주 면에서 포켓, 블라인드 구멍, 함몰부 등의 형태를 가질 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 클램프 포켓의 안내 표면 또는 클램프의 슬라이드 표면은, 인서트 시트의 제 1 지지 표면에 대해 수직으로 연장되고 클램프 포켓의 저부에 구멍의 중심축을 포함하는 가상 평면과 평행하게 클램프를 가로지르는 단면에서 볼 때, 볼록한 형상을 가져서, 클램프가 나사의 조임 시에 나사 헤드에 의해 클램프 포켓의 저부를 향해 가압될 때, 클램프는 인서트 시트의 제 1 지지 표면을 향해 나사 샤프트에 대해 기울어질 수 있다. 슬라이드 표면 및/또는 안내 표면의 볼록한 형상은 이 표면들 사이에 단일 선 접촉을 생성하는 것을 가능하게 한다. 단일 선 접촉은 클램프가 안내 표면 상에서 구르고 안내 표면 상에서 용이하게 슬라이딩하는 것을 가능하게 한다. 나사의 조임 시에 클램프가 인서트 시트에 수용된 절삭 인서트를 향해 기울어지는 능력은, 어떠한 엄격한 공차도 요구함이 없이, 클램프 상의 제 1 및 제 2 접촉 표면들이 모두 절삭 인서트에 대해 타이트하게 가압되는 것을 보장하는 것을 가능하게 한다.
클램프 포켓 내의 안내 표면이 볼록한 형상을 가질 때, 클램프 상의 슬라이드 표면은 유리하게는 평면이지만, 일 대안으로서, 상기한 섹션에서 알 수 있는 바와 같이, 바람직하게는 볼록한 형상의 안내 표면의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경을 갖는, 오목한 형상을 가질 수도 있으며, 곡률 반경들은 안내 표면과 슬라이드 표면 사이의 접촉 영역에서 측정된다.
클램프 상의 슬라이드 표면이 볼록한 형상을 가질 때, 클램프 포켓 내의 안내 표면은 유리하게는 평면이지만, 일 대안으로서, 전술한 섹션에서 알 수 있는 바와 같이, 바람직하게는 볼록한 형상의 슬라이드 표면의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경을 갖는, 오목한 형상을 가질 수도 있으며, 곡률 반경들은 안내 표면과 슬라이드 표면 사이의 접촉 영역에서 측정된다.
추가의 대안으로서, 클램프 포켓 내의 안내 표면 및 클램프 상의 슬라이드 표면 둘 다는 상기한 섹션에서 알 수 있는 바와 같이 볼록한 형상을 가질 수도 있다.
클램프 포켓에서보다 클램프 상에서 볼록한 형상의 표면을 달성하는 것이 더 용이하다. 따라서, 제조 이유로, 가장 유리한 조합은 클램프 상의 볼록한 형상의 슬라이드 표면 및 클램프 포켓 내의 평면 또는 약간 오목한 형상의 안내 표면이다. 볼록한 형상의 슬라이드 표면은 클램프에 벌징 디자인 (bulging design) 을 부여할 것이며, 이는 슬라이드 표면이 평면이거나 오목할 때의 경우에 비해 클램프에 증가된 강도를 제공할 것이다. 증가된 강도는 클램프에 더 작은 치수를 제공하는 것을 가능하게 하고, 이는 결국 클램프가 공구 보디에서 더 작은 공간을 차지할 것임을 의미한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 나사 샤프트는 그 중심축이 인서트 시트 내의 제 1 지지 표면과 평행하게 연장되도록 배열되고, 이는 결과적으로 클램프 포켓의 저부에서의 연관된 나사 구멍도 그 중심축이 인서트 시트 내의 제 1 지지 표면과 평행하게 연장된다는 것을 의미한다. 나사가 이러한 방식으로 배열될 때, 클램프 내의 나사 샤프트를 위한 관통 구멍은 클램프의 상부면에 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 연장될 수도 있으며, 이는 결국 클램프 및 연관된 클램프 포켓이 콤팩트한 디자인으로 제공될 수도 있고 이에 의해 공구 보디에서 최소 공간을 차지할 수도 있음을 의미한다. 따라서, 나사의 이러한 배열로, 공구 보디 내의 인서트 시트들 및 연관된 클램프 포켓들의 수, 및 그에 의해 절삭 인서트들의 수가 최대화될 수 있다. 더욱이, 나사가 이러한 방식으로 배열될 때 나사 헤드는 쉽게 접근가능할 것이다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 2 클램핑 표면들 각각은 상기한 가상 평면과 평행한 클램프를 가로지르는 단면에서 볼 때 볼록한 형상을 갖는다. 제 2 클램핑 표면들의 볼록한 형상은 절삭 인서트와 제 2 클램핑 표면들 각각의 사이에 단일 선 접촉을 생성할 수 있게 한다. 이로써, 제 2 클램핑 표면들은 절삭 인서트와 원활하게 맞물릴 수도 있고, 절삭 인서트에 대한 클램프의 틸팅 동작이 용이하게 된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 클램프 포켓의 안내 표면은 나사 샤프트의 중심축에 대해 30-60°, 바람직하게는 45°의 각도만큼 인서트 시트의 제 1 지지 표면을 향해 경사진다. 경사각이 30°보다 작으면, 안내 표면의 경사가 너무 가파라서 절삭 인서트 상의 압력 분포가 불균일할 수도 있다. 경사각이 60°보다 크면, 안내 표면의 경사가 작아서 클램프의 기능성이 저해될 수도 있다. 클램프 포켓 내의 안내 표면이 볼록 또는 오목 형상을 갖는 경우, 여기서 안내 표면의 경사각은 클램프 상의 슬라이드 표면과 안내 표면 사이의 접촉 영역에서 안내 표면에 대한 접선의 경사각과 동일한 것으로 간주된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 클램프는 해제 스프링으로부터의 스프링력의 작용에 대항하여 클램프 포켓의 저부를 향해 나사 샤프트를 따라 이동 가능하다. 해제 스프링은 또한 나사가 풀릴 때 클램프를 나사 헤드와의 접촉 상태로 유지할 것이고, 나사가 풀릴 때 클램프가 클램프 포켓에서 상향 이동하는 것을 보장할 것이며, 이는 절삭 인서트가 새로운 작업 위치에 인서트 시트에서 재위치결정되거나 새로운 절삭 인서트에 의해 대체되어야 할 때 클램프로부터 절삭 인서트의 해제를 용이하게 할 것이다. 또한, 클램프를 나사 헤드와의 접촉 상태로 유지함으로써, 해제 스프링은 절삭 인서트의 삽입 및 제거 동안 클램프의 취급을 용이하게 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 해제 스프링은 나선형 압축 스프링의 형태를 가지며, 나사 샤프트는 해제 스프링을 통해 연장된다. 이로써, 간단한 방식으로 해제 스프링을 절삭 공구에 장착할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 해제 스프링은 클램프 포켓의 저부의 제 1 숄더와 클램프의 하부 측면의 반대편 제 2 숄더 사이에 끼워 맞춰진다. 이로써, 해제 스프링이 효율적인 방식으로 클램프에 작용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 클램프 내의 관통 구멍은 장축이 상기한 가상 평면에서 연장되는 타원형 단면 형상을 갖는다. 클램프 내의 관통 구멍의 이러한 설계는 나사 샤프트에 대해 횡방향으로 절삭 인서트를 향해 그리고 그로부터 멀어지게 이동하는 클램프의 능력 및 나사 샤프트 및 절삭 인서트에 대해 기울어지는 클램프의 능력에 관하여 유리하다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기한 가상 평면에서 클램프의 길이는 클램프의 두께보다 적어도 2배 더 크고, 바람직하게는 적어도 3배 더 크다. 이에 의해 클램프는 더 가느다란 디자인을 가질 것이고, 공구 보디에서 다소 작은 공간을 차지할 것이다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 클램프 내에 리턴 스프링이 배열되고, 클램프는 이 리턴 스프링으로부터의 스프링력의 작용에 대항하여 나사 샤프트에 대해 횡방향으로 인서트 시트 내의 제 1 지지 표면을 향해 나사 샤프트에 대해 이동 가능하다. 리턴 스프링은 나사가 풀릴 때 클램프를 절삭 인서트로부터 멀어지게 이동시킬 것이며, 이는 절삭 인서트가 새로운 작업 위치에 인서트 시트에서 재위치결정되거나 새로운 절삭 인서트에 의해 대체되어야 할 때 클램프로부터 절삭 인서트의 해제를 용이하게 할 것이다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 리턴 스프링은 압축 스프링의 형태를 가지며, 클램프의 제 2 단부와 관통 구멍 사이에서 클램프 내부에 배열된 숄더와 나사 샤프트 사이에 끼워 맞춰진다. 이로써, 리턴 스프링은 간단한 방식으로 클램프에 장착될 수 있고, 효율적인 방식으로 클램프에 작용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 절삭 공구는 밀링 공구이다. 그러나, 전술한 유형의 체결 수단이 제공된 절삭 공구는 또한 예를 들어 선삭 공구와 같은 다른 유형의 절삭 공구일 수도 있다.
본 발명에 따른 절삭 공구의 추가의 유리한 특징들은 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
첨부 도면을 참조하여, 예로서 인용된 본 발명의 실시형태들의 구체적인 설명이 아래에 이어진다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 절삭 공구의 부분 분해 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 절삭 공구의 평면도이다.
도 3 은 도 1 의 절삭 공구의 일부의 분해 사시도이다.
도 4 는 도 3 에 대응하는 사시도이다.
도 5 는 공구 보디의 인서트 시트에 장착된 절삭 인서트가 없는 상태에서 바라본 도 1 의 절삭 공구의 일부의 사시도이다.
도 6 은 도 5 에 대응하는 사시도이지만, 절삭 인서트가 인서트 시트들 중의 하나에 장착된 상태를 도시한다.
도 7 및 도 8 은 도 1 의 절삭 공구에 포함된 부분들의 상이한 방향들로부터의 분해 사시도이다.
도 9 는 도 1 의 절삭 공구에 포함된 클램프의 사시도이다.
도 10 은 도 9 에 나타낸 클램프의 측면도이다.
도 11 및 도 12 는 도 9 에 도시된 클램프의 상이한 방향들로부터의 평면도들이다.
도 13 은 도 9 에 나타낸 클램프의 단부도 (end view) 이다.
도 14 는 도 13 에서의 라인 XIV-XIV 에 따른 단면도이다.
도 15 는 도 1 의 절삭 공구에 포함되는 절삭 인서트의 사시도이다.
도 16 은 도 15 에 나타낸 절삭 인서트의 측면도이다.
도 17 및 도 18 은 도 15 에 나타낸 절삭 인서트의 상이한 방향들로부터의 평면도들이다.
도 19 는 도 17 에서의 라인 XIX-XIX 에 따른 단면도이다.
도 20 및 도 21 은 도 1 의 절삭 공구에 포함된 부분들의 상이한 방향들로부터의 사시도들이다.
도 22 는 공구 보디에 장착된 도 20 및 도 21 에 따른 부분들을 도시하는 부분 절단 평면도이다.
도 23a 는 도 22 에서의 라인 XXIII-XXIII 에 따른 단면도이다.
도 23b 및 도 23c 는 공구 보디로부터 절삭 인서트의 해제 동안의 상이한 단계들을 도시하는, 도 23a 에 대응하는 단면도들이다.
도 24a 및 도 24b 는 도 23a 및 도 23c 에 대응하는 단면도들이며, 리턴 스프링이 클램프 내에 제공되어 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 절삭 공구의 부분 분해 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 절삭 공구의 평면도이다.
도 3 은 도 1 의 절삭 공구의 일부의 분해 사시도이다.
도 4 는 도 3 에 대응하는 사시도이다.
도 5 는 공구 보디의 인서트 시트에 장착된 절삭 인서트가 없는 상태에서 바라본 도 1 의 절삭 공구의 일부의 사시도이다.
도 6 은 도 5 에 대응하는 사시도이지만, 절삭 인서트가 인서트 시트들 중의 하나에 장착된 상태를 도시한다.
도 7 및 도 8 은 도 1 의 절삭 공구에 포함된 부분들의 상이한 방향들로부터의 분해 사시도이다.
도 9 는 도 1 의 절삭 공구에 포함된 클램프의 사시도이다.
도 10 은 도 9 에 나타낸 클램프의 측면도이다.
도 11 및 도 12 는 도 9 에 도시된 클램프의 상이한 방향들로부터의 평면도들이다.
도 13 은 도 9 에 나타낸 클램프의 단부도 (end view) 이다.
도 14 는 도 13 에서의 라인 XIV-XIV 에 따른 단면도이다.
도 15 는 도 1 의 절삭 공구에 포함되는 절삭 인서트의 사시도이다.
도 16 은 도 15 에 나타낸 절삭 인서트의 측면도이다.
도 17 및 도 18 은 도 15 에 나타낸 절삭 인서트의 상이한 방향들로부터의 평면도들이다.
도 19 는 도 17 에서의 라인 XIX-XIX 에 따른 단면도이다.
도 20 및 도 21 은 도 1 의 절삭 공구에 포함된 부분들의 상이한 방향들로부터의 사시도들이다.
도 22 는 공구 보디에 장착된 도 20 및 도 21 에 따른 부분들을 도시하는 부분 절단 평면도이다.
도 23a 는 도 22 에서의 라인 XXIII-XXIII 에 따른 단면도이다.
도 23b 및 도 23c 는 공구 보디로부터 절삭 인서트의 해제 동안의 상이한 단계들을 도시하는, 도 23a 에 대응하는 단면도들이다.
도 24a 및 도 24b 는 도 23a 및 도 23c 에 대응하는 단면도들이며, 리턴 스프링이 클램프 내에 제공되어 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 절삭 공구 (1) 가 도 1 및 도 2 에 도시되어 있다. 절삭 공구 (1) 는 공구 보디 (2) 를 포함하고, 이는 전방 단부 (2a) 및 반대편 후방 단부 (2b) 를 갖는다. 공구 보디 (2) 의 종축 (4) 은 공구 보디의 후방 단부 (2b) 와 전방 단부 (2a) 사이에서 연장된다. 공구 보디 (2) 의 후방 부분은 연결 부재 (5) 를 형성하고, 이를 통해 공구 보디 (2) 가 기계에 직접 또는 중간 공구 홀더를 통해 장착 가능하다. 연관된 클램프 포켓 (20) 을 갖는 적어도 하나의 인서트 시트 (10) 가 공구 보디 (2) 의 전방 단부 (2a) 에서 공구 보디에 제공되며, 클램프 포켓 (20) 은 인서트 시트 (10) 에 인접하게 위치된다. 인서트 시트 (10) 는 절삭 인서트 (30) 를 수용하도록 구성되고, 클램프 포켓 (20) 은 절삭 인서트 (30) 를 인서트 시트 (10) 내에 해제가능하게 고정하는 데 사용되는 클램프 (40) 를 수용하도록 구성된다.
도시된 실시형태에서, 절삭 공구 (1) 는 정면 밀링 커터의 형태를 가지며, 공구 보디 (2) 는 공구 보디 (2) 의 종축 (4) 과 일치하는 회전축을 중심으로 회전되고, 공구 보디는 예를 들어 밀링 기계 또는 드릴링 기계의 형태로 기계의 회전 스핀들 등에 장착되도록 구성된다. 이 경우, 공구 보디의 전방 부분 (2a) 에는 여러 인서트 시트들 (10) 이 제공되고, 이들은 공구 보디 (2) 의 원주방향으로 균일하게 또는 적어도 실질적으로 균일하게 분포되고 각각의 절삭 인서트 (30) 를 수용하도록 구성된다. 그러나, 절삭 공구는 대안으로서 선삭 공구와 같은 비회전 절삭 공구일 수도 있다. 또한, 절삭 공구는 하나의 단일 인서트 시트 및 하나의 단일 클램프 포켓을 구비할 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 공구 보디 (2) 는 공구 보디의 원주방향으로 이격된 28개의 인서트 시트들 (10) 을 구비한다. 그러나, 공구 보디 (2) 는, 대안으로서, 특히 공구 보디의 직경에 따라, 임의의 다른 적절한 수의 인서트 시트들 (10) 을 구비할 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 각각의 인서트 시트 (10) 는 공구 보디 (2) 의 전방 단부 (2a) 와 주연부 (6) 사이의 전이부에 위치되고, 각각의 인서트 시트 (10) 는 인서트 시트에 장착된 절삭 인서트 (30) 가 공구 보디 (2) 의 전방 단부 (2a) 를 넘어 공구 보디의 축방향으로 돌출하게 하도록 공구 보디 (2) 의 전방 단부 (2a) 를 향해 개방되고, 또한 인서트 시트에 장착된 절삭 인서트 (30) 가 공구 보디 (2) 의 주연부 (6) 를 넘어 공구 보디의 반경 방향으로 돌출하게 하도록 공구 보디 (2) 의 주연부 (6) 를 향해 개방된다. 공구 보디 (2) 의 의도된 회전 방향 (R) 에서 볼 때 연관된 인서트 시트 (10) 의 전방에서 공구 보디 (2) 에 각각의 칩 포켓 (20) 이 배?x된다.
본 발명의 절삭 공구 (1) 는 하나 이상의 유닛을 구비하며, 각각의 유닛은 인접한 클램프 포켓 (20) 을 갖는 인서트 시트 (10), 인서트 시트 (10) 에 수용되는 절삭 인서트 (30), 절삭 인서트 (30) 를 인서트 시트 (10) 에 해제가능하게 고정하기 위한 클램프 (40) 및 클램프 (40) 를 제어하기 위한 나사 (60) 를 포함한다. 예시된 실시형태에서, 절삭 공구 (1) 는 동일한 디자인의 여러 개의 이러한 유닛들을 구비한다. 이하에서, 하나의 이러한 유닛이 더 상세히 설명될 것이다.
인서트 시트 (10) 는 제 1 지지 표면 (11), 제 1 지지 표면 (11) 에 대해 비스듬히 배열된 제 2 지지 표면 (12), 및 제 1 및 제 2 지지 표면 (11, 12) 에 대해 비스듬히 배열된 제 3 지지 표면 (13) 을 포함한다. 예시된 실시형태에서, 제 1 지지 표면 (11) 은 인서트 시트 (10) 의 접선방향 지지 표면을 구성한다.
절삭 인서트 (30) 는 다음을 포함한다:
- 절삭 인서트 (30) 의 반대 측면들 상에 배열되고 상부 면과 하부 면으로서 역할하는 2개의 주 면들 (31, 32), 여기서 절삭 인서트 (30) 는, 인서트 시트 (10) 에 장착될 때, 2개의 주 면들 (31, 32) 중 하나를 통해 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 에 맞닿도록 구성됨;
- 2개의 주 면들 (31, 32) 사이에서 절삭 인서트 (30) 주위로 연장되는 주변 표면 (33), 여기서 절삭 인서트 (30) 는, 인서트 시트 (10) 에 장착될 때, 주변 표면 (33) 상에 제공된 맞닿음 면들 (34) 을 통해 인서트 시트 (10) 의 제 2 지지 표면 (12) 및 제 3 지지 표면 (13) 에 맞닿도록 구성됨; 및
- 주변 표면 (33) 과 2개의 주 면들 (31, 32) 중의 적어도 하나 사이의 교차부에 형성된 하나 이상의 절삭 에지들 (35, 36).
클램프 (40) 는 다음을 포함한다:
- 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향하는 하부 측면 (42) 및 반대 상부 측면 (41);
- 클램프의 제 1 단부 (40a) 에서 클램프 (40) 의 상부 측면 (41) 과 하부 측면 (42) 사이에 위치된 제 1 측방향 측면 (43), 이 제 1 측방향 측면 (43) 은 인서트 시트 (10) 를 향함; 및
- 클램프의 반대 제 2 단부 (40b) 에서 클램프 (40) 의 상부 측면 (41) 과 하부 측면 (42) 사이에 위치된 제 2 측방향 측면 (44), 이 제 2 측방향 측면 (44) 은 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 에 대향하는 클램프 포켓 (20) 내에 배열된 안내 표면 (26) 을 향함;
- 인서트 시트 (10) 에서 제 1 측방향 측면 (43) 상에서 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 돌출하는 클램프 돌출부 (45);
- 제 2 측방향 측면 (44) 상에 제공되고 클램프 돌출부 (45) 로부터 멀어지는 쪽을 향하는 슬라이드 표면 (46), 여기서 클램프 (40) 는 이 슬라이드 표면 (46) 을 통해 클램프 포켓 (20) 내의 안내 표면 (26) 에 맞닿도록 구성됨; 및
- 상부 측면 (41) 과 하부 측면 (42) 사이에서 클램프 (40) 를 통해 연장되는 비-나사식 관통 구멍 (47).
클램프 (40) 는 클램핑 표면 (48) 을 구비하고, 이는 클램프 돌출부 (45) 상에 제공되고 클램프의 하부 측면 (42) 을 향한다. 클램프 (40) 는 또한 2개의 제 2 클램핑 표면들 (49) 을 구비하고, 이들은 클램프 돌출부 (45) 의 양측에서 클램프의 제 1 측방향 측면 (43) 상에 제공된다. 클램프 (40) 의 클램프 돌출부 (45) 는, 클램프의 상기 제 1 클램핑 표면 (48) 이 상기 리세스 (37) 내의 대응하는 접촉 표면 (38) 과 맞물리게 하여 인서트 시트 (10) 내의 제 2 및 제 3 지지 표면들 (12, 13) 에 대해 절삭 인서트 (30) 를 가압할 수 있도록, 절삭 인서트 (30) 의 2개의 주 면들 (31, 32) 중의 하나의 주 면의 리세스 (37) 내에 수용되도록 구성된다. 클램프 (40) 의 클램프 돌출부 (45) 가 절삭 인서트 (30) 의 주 면 (31) 의 리세스 (37) 에 수용될 때, 클램프의 상기한 제 2 클램핑 표면들 (49) 은 절삭 인서트 (30) 를 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 에 대해 가압하기 위해 리세스 (37) 의 양측에서 절삭 인서트의 이 주 면 (31) 상의 외부 접촉 표면 (39) 에 맞닿도록 구성된다. 예시된 실시형태에서, 절삭 인서트 (30) 상의 상기 외부 접촉 표면 (39) 은 리세스 (37) 주위로 연장되는 평평한 링형 표면의 형태를 갖는다.
클램프 (40) 를 제어하기 위해 사용되는 나사 (60) 는 클램프 포켓 (20) 에 수용되고, 나사 (60) 는 클램프 (40) 의 관통 구멍 (47) 을 통해 연장되고 클램프 포켓 (20) 의 바닥에서 구멍 (22) 과 나사 결합된다. 나사 (60) 는 나사 샤프트 (61) 및 나사 샤프트에 고정된 나사 헤드 (62) 를 포함하며, 나사 샤프트 (61) 에는 클램프 포켓 (20) 의 저부에서 관련 구멍 (22) 내의 대응하는 암나사와 결합하도록 구성된 수나사 (63) 가 제공된다. 나사 샤프트 (61) 는 클램프 (40) 의 관통 구멍 (47) 에 놀음 있게 수용되어, 클램프가 나사 샤프트 (61) 에 대해 횡방향으로 인접한 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 그리고 그로부터 멀어지게 나사 샤프트 (61) 에 대해 이동할 수 있게 한다. 나사 헤드 (62) 는, 나사 (60) 를 조일 때 나사 헤드 (62) 가 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향해 클램프 (40) 를 가압할 수 있게 하고 이에 의해 클램프 (40) 의 제 1 클램핑 표면 (48) 이 인서트 시트 (10) 에 수용된 절삭 인서트 (30) 의 리세스 (37) 내의 대응하는 접촉 표면 (38) 과 맞물리도록 이동될 수 있게 하기 위해, 클램프 (40) 의 상부 측면 (41) 상의 숄더 (52) 에 맞닿도록 구성된다. 클램프 포켓 (20) 의 저부에서의 나사 구멍 (22) 은 바람직하게는 그의 중심축이 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 과 평행하게 배열되어서, 나사 샤프트 (61) 가 클램프 포켓 (20) 의 저부에서의 관련 구멍 (22) 에 맞물릴 때 나사 샤프트 (61) 의 중심축 (64) 은 이 제 1 지지 표면 (11) 과 평행하게 연장될 것이다. 클램프 (40) 를 절삭 인서트 (30) 와 맞물리도록 가압하거나 클램프 (40) 를 절삭 인서트로부터 해제하기 위해 나사 (60) 가 회전될 때 토크 공구가 나사 헤드 (62) 에 연결될 수 있도록, 토크 공구 (미도시) 와의 해제가능한 맞물림을 위해 설계된 소켓 (65) 이 나사 헤드 (62) 상에 제공된다.
클램프 포켓 (20) 내의 안내 표면 (26) 은 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 및 나사 샤프트 (61) 에 대해 경사지고, 나사 (60) 의 조임 시에 클램프 (40) 가 나사 헤드 (62) 에 의해 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향해 가압될 때 클램프 (40) 를 제 1 지지 표면 (11) 을 향하는 방향으로 안내하도록 구성되어, 이에 의해 클램프 (40) 의 상기 제 2 클램핑 표면들 (49) 이 절삭 인서트 상의 대응하는 접촉 표면 (39) 에 대해 가압됨으로써 절삭 인서트 (30) 와 맞물리도록 이동될 수 있다. 안내 표면 (26) 은 유리하게는 나사 샤프트 (61) 의 중심축 (64) 에 대해 30-60°, 바람직하게는 45°의 각도만큼 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 경사진다.
도 1 내지 도 6 에 예시된 패턴 절삭 공구 (1) 에 포함된 클램프들 (40) 의 각각은 도 7 내지 도 14 에 더 상세하게 예시된 유형이지만, 물론 임의의 다른 적합한 방식으로 설계될 수도 있다. 도 7 내지 도 14 에 예시된 클램프 (40) 는 관통 구멍 (47) 의 대향 측면들 상의 그의 주연부 상에 2개의 측방향 슬라이드 표면들 (53a, 53b) 을 포함하며, 이 측방향 슬라이드 표면들 (53a, 53b) 은 평평하고 서로 평행하다. 측방향 슬라이드 표면들 (53a, 53b) 은 클램프 포켓 (20) 내의 대응하는 측방향 안내 표면들 (23a, 23b)(도 5 및 도 22 참조) 과 슬라이딩 접촉하고, 이 측방향 안내 표면들 (23a, 23b) 은 클램프 (40) 를 클램프 포켓 (20) 내에 정확하게 위치되게 유지하고, 클램프가 나사 샤프트 (61) 의 중심축 (64) 을 중심으로 클램프 포켓 내에서 회전하는 것을 방지한다. 예시된 실시형태에서, 클램프 (40) 의 관통 구멍 (47) 은 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 에 수직으로 연장되고 클램프 포켓 (20) 의 저부에서 구멍 (22) 의 중심축 (25) 을 포함하는 가상 평면 (IP) 에서 장축이 연장되는 타원형 단면 형상을 갖는다. 이 가상 평면 (IP) 을 따른 단면이 도 14 에 도시되어 있다. 클램프 (40) 는 유리하게는 도 7 내지 도 14 에 예시된 바와 같이 대칭적으로 설계되며, 클램프 돌출부 (45) 및 클램프의 상부 및 하부 측면들 (41, 42) 과 교차하는 클램프의 종방향 중심 평면 (CP) 은 클램프 (40) 가 클램프 포켓 (20) 내에 적절하게 배열될 때 가상 평면 (IP) 과 정렬될 것이다.
가상 평면 (IP) 을 따른 클램프의 길이 (L) 는 유리하게는 클램프의 두께 (T), 즉 클램프의 상부 측면 (41) 과 하부 측면 (42) 사이의 거리보다 적어도 2배 더 크고, 바람직하게는 적어도 3배 더 크다.
예시된 실시형태에서, 클램프 돌출부 (45) 상의 상기한 제 1 클램핑 표면 (48) 은 가상 평면 (IP) 에 수직인 클램프 돌출부 (45) 를 가로지르는 단면에서 볼 때 볼록한 형상을 가지며, 절삭 인서트 (30) 의 리세스 (37) 내의 대응하는 접촉 표면 (38) 은 리세스 (37) 의 중심축에 수직인 단면에서 볼 때 볼록한 제 1 클램핑 표면 (48) 의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경을 갖는 오목한 형상을 가지며, 이 곡률 반경들은 제 1 클램핑 표면 (48) 과 접촉 표면 (38) 사이의 접촉 영역에서 측정된다.
클램프 포켓 (20) 내의 안내 표면 (26) 또는 클램프 (40) 상의 슬라이드 표면 (46) 은 유리하게는, 가상 평면 (IP) 과 평행한 클램프 (40) 를 가로지르는 단면에서 볼 때, 볼록한 형상을 가져서, 나사 (60) 의 조임 시에 클램프 (40) 가 나사 헤드 (62) 에 의해 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향해 가압될 때 클램프 (40) 가 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 나사 샤프트 (61) 에 대해 기울어지는 것을 용이하게 한다. 예시된 실시형태에서, 클램프 (40) 상의 슬라이드 표면 (46) 은 볼록한 형상을 갖는 반면, 클램프 포켓 (20) 내의 안내 표면 (26) 은 평면이다. 그러나, 클램프 (40) 상의 슬라이드 표면 (46) 이 볼록한 형상을 가질 때, 클램프 포켓 (20) 내의 안내 표면 (26) 은, 가상 평면 (IP) 과 평행한 클램프 포켓 (20) 을 가로지르는 단면에서 볼 때, 대안적으로 약간 오목할 수도 있고, 바람직하게는 볼록한 슬라이드 표면 (46) 의 곡률 반경 (r)(도 14 참조) 보다 더 큰 곡률 반경을 갖는다. 후자의 경우에, 곡률 반경들은 안내 표면 (26) 과 슬라이드 표면 (46) 사이의 접촉 영역에서 측정된다. 클램프 (40) 상의 슬라이드 표면 (46) 이 볼록한 형상을 가질 때, 클램프 포켓 (20) 내의 안내 표면 (26) 은 또한 추가적인 대안으로서 가상 평면 (IP) 과 평행한 클램프 포켓 (20) 을 가로지르는 단면에서 볼 때 약간 볼록할 수도 있다.
클램프 포켓 (20) 내의 안내 표면 (26) 이 상기한 섹션에서 볼 때 볼록한 형상을 가질 때, 클램프 (40) 상의 슬라이드 표면 (46) 은 위에서 언급한 바와 같이 볼록할 수도 있다. 클램프 포켓 (20) 내의 안내 표면 (26) 이 볼록한 형상을 가질 때, 클램프 (40) 상의 슬라이드 표면 (46) 은 대안으로서 평면이거나 오목한 형상을 가질 수도 있으며, 바람직하게는 볼록한 안내 표면 (26) 의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경을 갖는다. 후자의 경우에, 곡률 반경들은 안내 표면 (26) 과 슬라이드 표면 (46) 사이의 접촉 영역에서 측정된다.
또한, 클램프 (40) 상의 제 2 클램핑 표면들 (49) 각각은 유리하게는, 가상 평면 (IP) 과 평행한 클램프 (40) 를 가로지르는 단면에서 볼 때, 볼록한 형상을 가져서, 나사 (60) 의 조임 시에 클램프 (40) 가 나사 헤드 (62) 에 의해 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향해 가압될 때 클램프 (40) 가 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 나사 샤프트 (61) 에 대해 기울어지는 것을 용이하게 한다.
상기한 유닛들의 각각은 유리하게 해제 스프링 (70) 을 구비하고, 이는 클램프 포켓 (20) 내에 배열되고, 클램프가 해제 스프링 (70) 으로부터의 스프링력의 작용에 대항하여 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향해 나사 샤프트 (61) 를 따라 이동가능한 방식으로 클램프 (40) 에 작용하도록 구성된다. 따라서, 해제 스프링 (70) 은 클램프 (40) 를 클램프 포켓 (20) 내에서 상향으로 강제하고 클램프 (40) 를 나사 헤드 (62) 에 대해 가압된 상태로 유지할 것이다. 나사 (60) 가 조여지지 않고 나사 헤드 (62) 가 클램프 포켓 (20) 내에서 상향 이동할 때, 클램프 (40) 는 해제 스프링 (70) 으로부터의 스프링력의 영향 하에서 클램프 포켓 (20) 내에서 상향 이동할 것이고, 이에 의해 나사 헤드 (62) 의 상향 이동을 뒤따를 것이다. 클램프 (40) 가 해제 스프링 (70) 으로부터의 스프링력의 영향 하에서 클램프 포켓 (20) 내에서 상향 이동할 때, 클램프 돌출부 (45) 는 절삭 인서트 (30) 에 대해 상향 이동할 것이고, 클램프 돌출부 상의 제 1 접촉 표면 (48) 은 절삭 인서트의 리세스 (37) 내의 대응 접촉 표면 (38) 으로부터 맞물림 해제될 것이다. 예시된 실시형태에서, 해제 스프링 (70) 은 나사 샤프트 (61) 주위에 배열된 나선형 압축 스프링의 형태를 갖는다. 따라서, 이 경우, 나사 샤프트 (61) 는 해제 스프링 (70) 을 통해 연장된다. 해제 스프링 (70) 은 도 23a 내지 도 23c 에 예시된 바와 같이 클램프 포켓 (20) 의 저부에 있는 제 1 숄더 (24) 와 클램프 (40) 의 하부 측면 (42) 상의 대향하는 제 2 숄더 (54) 사이에 끼워 맞춰질 수도 있다.
도 24a 및 도 24b 에 예시된 실시형태에서, 클램프 (40) 내에 리턴 스프링 (72) 이 배열되고, 클램프 (40) 는 이 리턴 스프링 (72) 으로부터의 스프링력의 작용에 대항하여 나사 샤프트 (61) 에 대해 횡방향으로 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 나사 샤프트 (61) 에 대해 이동 가능하다. 따라서, 리턴 스프링 (72) 은 나사 샤프트 (61) 에 수직인 방향으로 클램프 포켓 (20) 내의 안내 표면 (26) 을 향해 그리고 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 으로부터 멀어지게 클램프 (40) 를 강제할 것이다. 나사 (60) 가 조여지고 클램프 (40) 가 해제 스프링 (70) 으로부터의 스프링력의 영향 하에서 클램프 포켓 (20) 내에서 상향 이동할 때, 리턴 스프링 (72) 은 클램프 돌출부 (45) 가 절삭 인서트 (30) 내의 리세스 (37) 밖으로 이동하도록 클램프 (40) 를 절삭 인서트 (30) 로부터 멀어지게 밀 것이고, 이는 인서트 시트 (10) 로부터 절삭 인서트의 제거를 용이하게 할 것이다. 도시된 실시형태에서, 리턴 스프링 (72) 은 나선형 압축 스프링의 형태를 가지며, 클램프의 제 2 단부 (40b) 와 관통 구멍 (47) 사이의 클램프 내부에 배열된 숄더 (55) 와 나사 샤프트 (61) 사이의 클램프 (40) 내부의 공간에 끼워 맞춰진다.
도 1 내지 도 6 에 예시된 절삭 공구 (1) 에 포함된 절삭 인터스들 (30) 각각은 도 15 내지 도 19 에 더 상세히 도시된 유형이지만, 물론 임의의 다른 적합한 방식으로 설계될 수도 있다. 도 15 내지 도 19 에 예시된 절삭 인서트 (30) 는 다각형 기본 형상을 가지며, 4개의 상이한 작동 위치로 회전가능하며, 절삭 인서트 (30) 의 중심축 (C) 은 상기한 리세스 (37) 의 중심축과 일치한다. 예시된 실시형태에서, 리세스 (37) 는 절삭 인서트 (30) 의 2개의 주 면들 (31, 32) 사이에서 연장되는 관통 구멍의 형태를 갖는다. 그러나, 리세스 (37) 는 일 대안으로서 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 주 면 (31) 에 블라인드 구멍 또는 함몰부로서 설계될 수도 있다. 예시된 절삭 인서트 (30) 는 하나의 주 면 (31) 의 주연부를 따라서만 배열된 절삭 에지들 (35, 36) 을 갖는 단면 (single-sided) 절삭 인서트이다. 이 경우, 절삭 에지들 (35, 36) 이 제공된 주 면 (31) 은 절삭 인서트 (30) 가 인서트 시트 (10) 에 장착될 때 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 으로부터 멀어지는 쪽을 향하도록 구성되는 반면, 반대측 주 면 (32) 은 절삭 인서트 (30) 가 인서트 시트 (10) 에 장착될 때 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 에 맞닿도록 구성된다. 그러나, 본 발명에 따른 절삭 공구 (1) 는 일 대안으로서 양 주 면들 (31, 32) 의 주연부를 따라 배열된 절삭 에지들을 갖는 양면 (double-sided) 절삭 인서트들을 구비할 수도 있다.
절삭 인서트 (30) 가 인서트 시트 (10) 에 장착 및 고정되어야 할 때, 인접한 클램프 포켓 (20) 에 제공된 나사 헤드 (62) 및 클램프 (40) 는 클램프 포켓 (20) 에서 상부 위치에 있어야 한다. 이러한 상부 위치에 있을 때 클램프 (40) 를 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 으로부터 가능한 한 멀리 이동시킴으로써, 클램프 돌출부 (45) 와 제 1 지지 표면 (11) 사이에 충분한 자유 공간이 있을 것이어서, 절삭 인서트 (30) 가 인서트 시트 (10) 내로 이동되어 그의 맞닿음 면들 (34) 중 2개가 인서트 시트 (10) 내의 제 2 및 제 3 지지 표면들 (12, 13) 중 각각의 하나에 맞닿고 주 면 (32) 이 인서트 시트 내의 제 1 지지 표면 (11) 에 맞닿게 위치될 수 있다. 절삭 인서트 (30) 가 인서트 시트 (10) 에 적절하게 위치되었을 때, 나사 (60) 는 나사 (60) 를 조이기 위해 토크 공구에 의해 제 1 회전 방향으로 회전되고, 이에 의해 나사 헤드 (62) 의 영향 하에서 그리고 해제 스프링 (70) 으로부터의 스프링력의 작용에 대항하여 클램프 (40) 를 클램프 포켓 (20) 내에서 그의 저부를 향해 하향 이동시킨다. 클램프 (40) 가 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향해 이동될 때, 클램프 (40) 는 클램프 상의 슬라이드 표면 (46) 을 통해 클램프 포켓 내의 안내 표면 (26) 에 대해 슬라이딩할 것이고, 안내 표면 (26) 은 클램프 (40) 상의 제 2 클램핑 표면 (49) 이 절삭 인서트 상의 대응하는 외부 접촉 표면 (39) 과 접촉할 때까지 클램프 돌출부 (45) 가 절삭 인서트 (30) 내의 리세스 (37) 내로 밀리도록 클램프 (40) 를 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 나사 샤프트 (61) 에 대해 횡방향으로 이동하게 할 것이다. 나사 (60) 를 더 조이면, 나사 헤드 (62) 는 클램프 돌출부 (45) 상의 제 1 클램핑 표면 (48) 이 절삭 인서트 (30) 의 리세스 (37) 내의 대응 접촉 표면 (38) 에 대해 가압되는 동시에 클램프 상의 제 2 클램핑 표면 (49) 이 절삭 인서트 상의 대응 외부 접촉 표면 (39) 에 대해 타이트하게 가압되도록 클램프 (40) 를 기울어지게 할 것이다. 나사 (60) 및 클램프 (40) 는 절삭 인서트 (30) 가 인서트 시트 (10) 내의 관련 지지 표면들 (11, 12, 13) 에 대해 타이트하게 가압되고 인서트 시트 (10) 내에 적절하게 위치된 채로 유지되는 것을 보장할 것이다. 공차에 따라, 클램프 돌출부 (45) 상의 제 1 클램핑 표면 (48) 은, 나사 (60) 의 조임 동안, 클램프 상의 제 2 클램핑 표면들 (49) 이 절삭 인서트 상의 대응하는 외부 접촉 표면 (39) 에 대해 타이트하게 가압되는 순간 전에 또는 후에 절삭 인서트 (30) 의 리세스 (37) 내의 대응하는 접촉 표면 (38) 에 대해 타이트하게 가압될 수도 있다. 제 1 경우에, 절삭 인서트 (30) 는 인서트 시트 (10) 내의 제 2 및 제 3 지지 표면들 (12, 13) 과 클램프 돌출부 (45) 사이에 먼저 클램핑되고, 그 결과 클램프 (40) 는 나사 (60) 의 추가 조임 동안 클램프 돌출부 (45) 상의 제 1 클램핑 표면 (48) 과 절삭 인서트 (30) 의 리세스 (37) 내의 대응하는 접촉 표면 (38) 사이의 접촉점 또는 접촉선에 대해 기울어질 것이고, 따라서 클램프 (40) 의 제 2 단부 (40b) 는 클램프 포켓 (20) 내의 안내 표면 (26) 을 따라 추가로 하향으로 가압될 것이고, 이는 클램프 상의 제 2 클램핑 표면 (49) 이 절삭 인서트 상의 대응하는 외부 접촉 표면 (39) 에 대해 타이트하게 가압되게 할 것이다. 다른 경우에, 절삭 인서트 (30) 는 클램프 상의 제 2 클램핑 표면 (49) 과 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 사이에 먼저 클램핑되고, 그 결과 클램프 (40) 는, 클램프 (40) 의 제 1 단부 (40a) 가 클램프 포켓 (20) 내에서 추가로 하향으로 가압되도록, 나사 (60) 의 추가 조임 동안 클램프 상의 슬라이드 표면 (46) 과 클램프 포켓 내의 안내 표면 (26) 사이의 접촉점 또는 접촉선에 대해 기울어질 것이고, 이는 클램프 돌출부 (45) 상의 제 1 클램핑 표면 (48) 이 절삭 인서트 (30) 의 리세스 (37) 내의 대응하는 접촉 표면 (38) 에 대해 타이트하게 가압되게 할 것이다.
절삭 인서트 (30) 가 인서트 시트 (10) 로부터 제거되거나 또는 인서트 시트 내에 재위치결정되어야 할 때, 나사 (60) 는 나사 (60) 를 풀기 위해 상기한 제 1 회전 방향에 반대되는 제 2 회전 방향으로 토크 공구에 의해 회전되고, 이에 의해 해제 스프링 (70) 의 영향 하에서 클램프 포켓의 저부로부터 멀어지게 클램프 포켓 (20) 내에서 클램프 (40) 가 도 23a 에 예시된 위치로부터 도 23b 에 예시된 위치까지 상향 이동하게 한다. 이에 의해, 클램프 돌출부 (45) 상의 제 1 접촉 표면 (48) 은 절삭 인서트 (30) 의 리세스 (37) 내의 대응 접촉 표면 (38) 으로부터 맞물림 해제된다. 클램프 (40) 가 클램프 포켓 (20) 내의 상부 위치에 도달했을 때, 클램프 (40) 는, 절삭 인서트 (30) 가 인서트 시트 (10) 밖으로 이동되기 위한 자유 공간을 제공하기 위해, 예를 들어 적절한 공구에 의해, 절삭 인서트 (30) 로부터 멀어지는 쪽으로 밀릴 수도 있고, 그 결과 절삭 인서트 (30) 는 회전되어 새로운 작업 위치에서 인서트 시트 내로 복귀되거나 새로운 절삭 인서트에 의해 대체될 수도 있다.
본 발명은 물론 전술한 실시형태들로 어떠한 방식으로도 제한되지 않는다. 반대로, 그 수정에 대한 많은 가능성들이 첨부된 청구항들에 규정된 바와 같은 본 발명의 기본 사상으로부터 벗어남이 없이 본 기술분야의 통상의 기술자에게 분명할 것이다.
Claims (15)
- 절삭 공구로서,
- 전방 단부 (2a) 및 반대편 후방 단부 (2b) 를 갖는 공구 보디 (2) 로서, 상기 후방 단부 (2b) 는 기계에의 부착을 위해 구성되는, 상기 공구 보디 (2);
- 상기 공구 보디 (2) 의 전방 단부 (2a) 에 제공된 연관된 클램프 포켓 (20) 을 갖는 적어도 하나의 인서트 시트 (10) 로서, 상기 인서트 시트 (10) 는 절삭 인서트 (30) 를 수용하도록 구성되고, 상기 클램프 포켓 (20) 은 상기 인서트 시트 (10) 에 인접하게 위치되고 클램프 (40) 를 수용하도록 구성되며, 상기 인서트 시트 (10) 는 제 1 지지 표면 (11), 상기 제 1 지지 표면 (11) 에 대해 비스듬히 배열된 제 2 지지 표면 (12), 및 상기 제 1 지지 표면 (11) 과 상기 제 2 지지 표면 (12) 에 대해 비스듬히 배열된 제 3 지지 표면 (13) 을 포함하는, 상기 적어도 하나의 인서트 시트 (10);
- 상기 적어도 하나의 인서트 시트 (10) 에 해제가능하게 장착가능한 절삭 인서트 (30) 로서, 이 절삭 인서트 (30) 는
상기 절삭 인서트 (30) 의 반대 측면들 상에 배열되고 상기 절삭 인서트의 상부 면과 하부 면으로서 역할하는 2개의 주 면들 (31, 32) 로서, 상기 절삭 인서트 (30) 는, 상기 인서트 시트 (10) 에 장착될 때, 상기 2개의 주 면들 (31, 32) 중의 하나를 통해 상기 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 에 맞닿도록 구성되는, 상기 2개의 주 면들 (31, 32), 및
상기 2개의 주 면들 (31, 32) 사이에서 상기 절삭 인서트 (30) 주위로 연장되는 주변 표면 (33) 으로서, 상기 절삭 인서트 (30) 는, 상기 인서트 시트 (10) 에 장착될 때, 상기 주변 표면 (33) 상에 제공된 맞닿음 면들 (34) 을 통해 상기 인서트 시트 (10) 의 제 2 지지 표면 (12) 및 제 3 지지 표면 (13) 에 맞닿도록 구성되는, 상기 주변 표면 (33)
을 포함하는, 상기 절삭 인서트 (30);
- 상기 적어도 하나의 인서트 시트 (10) 에 상기 절삭 인서트 (30) 를 해제가능하게 고정하기 위한 클램프 (40) 로서, 상기 클램프 (40) 는 상기 인서트 시트 (10) 와 연관된 상기 클램프 포켓 (20) 에 수용되고
상기 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향하는 하부 측면 (42) 및 반대편 상부 측면 (41),
상기 클램프의 제 1 단부 (40a) 에서 상기 상부 측면 (41) 과 상기 하부 측면 (42) 사이에 위치되고 상기 인서트 시트 (10) 를 향하는 제 1 측방향 측면 (43),
상기 인서트 시트 (10) 의 상기 제 1 지지 표면 (11) 에 대향하여 상기 클램프 포켓 (20) 에 배열된 안내 표면 (26) 을 향하는 제 2 측방향 측면 (44) 으로서, 상기 제 2 측방향 측면 (44) 은 상기 클램프의 반대편 제 2 단부 (40b) 에서 상부 측면 (41) 과 하부 측면 (42) 사이에 위치되는, 상기 제 2 측방향 측면 (44),
클램프 돌출부 (45) 로서, 상기 클램프 돌출부 (45) 상의 제 1 클램핑 표면 (48) 이 리세스 (37) 내의 대응하는 접촉 표면 (38) 과 맞물리고 상기 인서트 시트 (10) 내의 제 2 지지 표면 (12) 및 제 3 지지 표면 (13) 에 대해 상기 절삭 인서트 (30) 를 가압할 수 있도록, 상기 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 상기 제 1 측방향 측면 (43) 상에서 돌출하고, 상기 절삭 인서트의 상기 2개의 주 면들 (31, 32) 중의 하나의 주 면의 리세스 (37) 내에 수용되도록 구성되는, 상기 클램프 돌출부 (45),
상기 제 2 측방향 측면 (44) 상에 제공되고 상기 클램프 돌출부 (45) 로부터 멀어지는 쪽을 향하는 슬라이드 표면 (46) 으로서, 상기 클램프 (40) 는 이 슬라이드 표면 (46) 을 통해 상기 클램프 포켓 (20) 내의 상기 안내 표면 (26) 에 맞닿도록 구성되는, 상기 슬라이드 표면 (46), 및
상기 상부 측면 (41) 과 상기 하부 측면 (42) 사이에서 상기 클램프 (40) 를 통해 연장되는 관통 구멍 (47)
을 포함하는, 상기 클램프 (40); 및
- 상기 클램프 (40) 의 관통 구멍 (47) 을 통해 연장되며 상기 클램프 포켓 (20) 의 저부의 구멍 (22) 에 나사 결합되는 나사 (60);
를 포함하고,
- 상기 클램프 (40) 가, 상기 클램프 돌출부 (45) 의 양측에서 상기 클램프의 제 1 측방향 측면 (43) 상에 제공되고 상기 절삭 인서트 (30) 를 상기 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 에 대해 가압하기 위해 상기 절삭 인서트의 2개의 주 면들 (31, 32) 중의 하나에 맞닿도록 구성되는 제 2 클램핑 표면들 (49) 을 갖고;
- 상기 나사 (60) 가 나사 샤프트 (61) 및 상기 나사 샤프트에 고정된 나사 헤드 (62) 를 포함하고, 상기 나사 샤프트 (61) 는 상기 클램프 (40) 의 관통 구멍 (47) 에 놀음 (play) 있게 수용되어, 상기 클램프가 상기 나사 샤프트 (61) 에 대해 횡방향으로 상기 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 그리고 그로부터 멀어지게 상기 나사 샤프트 (61) 에 대해 이동할 수 있게 하고, 상기 나사 헤드 (62) 는 상기 클램프 (40) 의 상부 측면 (41) 에 맞닿도록 구성되어, 상기 나사 (60) 의 조임 시에 상기 나사 헤드 (62) 가 상기 클램프 (40) 를 상기 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향해 가압하여 상기 제 1 클램핑 표면 (48) 이 상기 리세스 (37) 의 대응하는 접촉 표면 (38) 과 맞물리도록 이동될 수 있게 하고;
- 상기 클램프 포켓 (20) 내의 안내 표면 (26) 은 상기 인서트 시트 (10) 내의 제 1 지지 표면 (11) 및 상기 나사 샤프트 (61) 에 대해 경사지고, 상기 나사 (60) 의 조임 시에 상기 클램프 (40) 가 상기 나사 헤드 (62) 에 의해 상기 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향해 가압될 때 상기 클램프 (40) 를 상기 제 1 지지 표면 (11) 을 향하는 방향으로 안내하도록 구성되어, 상기 제 2 클램핑 표면들 (49) 이 상기 절삭 인서트 (30) 와 맞물리도록 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 1 항에 있어서,
상기 클램프 포켓 (20) 의 안내 표면 (26) 또는 상기 클램프 (40) 의 슬라이드 표면 (46) 은, 상기 인서트 시트 (10) 의 상기 제 1 지지 표면 (11) 에 대해 수직으로 연장되고 상기 클램프 포켓 (20) 의 저부에 상기 구멍 (22) 의 중심축 (25) 을 포함하는 가상 평면 (IP) 과 평행하게 상기 클램프 (40) 를 가로지르는 단면에서 볼 때, 볼록한 형상을 가져서, 상기 클램프 (40) 가 상기 나사 (60) 의 조임 시에 상기 나사 헤드 (62) 에 의해 상기 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향해 가압될 때, 상기 클램프 (40) 는 상기 인서트 시트 (10) 의 상기 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 상기 나사 샤프트 (61) 에 대해 기울어질 수 있는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 2 항에 있어서,
상기 클램프 포켓 (20) 의 안내 표면 (26) 은 볼록한 형상을 갖고, 상기 클램프 (40) 상의 슬라이드 표면 (46) 은 평면이거나 오목한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 2 항에 있어서,
상기 클램프 (40) 의 슬라이드 표면 (46) 은 볼록한 형상을 갖고, 상기 클램프 포켓 (20) 의 안내 표면 (26) 은 평면이거나 오목한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나사 샤프트 (61) 의 중심축 (64) 이 상기 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 과 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 클램핑 표면들 (49) 각각은, 상기 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 에 수직으로 연장되고 상기 클램프 포켓 (20) 의 저부에 상기 구멍 (22) 의 중심축 (25) 을 포함하는 가상 평면 (IP) 과 평행하게 상기 클램프 (40) 를 가로지르는 단면에서 볼 때, 볼록한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클램프 포켓 (20) 의 안내 표면 (26) 은 상기 나사 샤프트 (61) 의 중심축 (64) 에 관하여 상기 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 30-60°, 바람직하게는 45°의 각도만큼 경사지는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클램프 (40) 는 해제 스프링 (70) 으로부터의 스프링력의 작용에 대항하여 상기 클램프 포켓 (20) 의 저부를 향해 상기 나사 샤프트 (61) 를 따라 이동 가능한 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 8 항에 있어서,
상기 해제 스프링 (70) 은 나선형 압축 스프링의 형태를 가지며, 상기 나사 샤프트 (61) 는 상기 해제 스프링 (70) 을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 해제 스프링 (70) 은 상기 클램프 포켓 (20) 의 저부에서의 제 1 숄더 (24) 와 상기 클램프 (40) 의 하부 측면 (42) 상의 반대편 제 2 숄더 (54) 사이에 끼워 맞춰지는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클램프 (40) 의 관통 구멍 (47) 은, 상기 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 에 수직으로 연장되고 상기 클램프 포켓 (20) 의 저부에 구멍 (22) 의 중심축 (25) 을 포함하는 가상 평면 (IP) 에서 장축이 연장되는 타원형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 에 수직으로 연장되고 상기 클램프 포켓 (20) 의 저부에 상기 구멍 (22) 의 중심축 (25) 을 포함하는 가상 평면 (IP) 에서 상기 클램프 (40) 의 길이 (L) 는 상기 클램프의 두께 (T) 보다 적어도 2배, 바람직하게는 적어도 3배 더 큰 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클램프 (40) 내에 리턴 스프링 (72) 이 배열되고, 상기 클램프 (40) 는 이 리턴 스프링 (72) 으로부터의 스프링력의 작용에 대항하여 상기 나사 샤프트 (61) 에 대해 횡방향으로 상기 인서트 시트 (10) 의 제 1 지지 표면 (11) 을 향해 상기 나사 샤프트 (61) 에 관하여 이동 가능한 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 13 항에 있어서,
상기 리턴 스프링 (72) 은 압축 스프링의 형태를 가지며, 상기 클램프의 제 2 단부 (40b) 와 상기 관통 구멍 (47) 사이에서 상기 클램프 (40) 의 내부에 배열된 숄더 (55) 와 상기 나사 샤프트 (61) 사이에 끼워 맞춰지는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭 공구 (1) 가 밀링 공구인 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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