KR960010553B1 - 전삭공구의 칩 배출기구 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전삭공구의 칩 배출기구

제1도∼제12도는, 본 발명의 한 실시예를 표시하는 것으로, 제1도는 축방향 단면도이다.

제2도는 저면도이다.

제3도는 공구본체의 측면도이다.

제4도는 커버구속기구와 아버의 결합부분의 단면도이다.

제5도는 제6도는 스탠드에 커플리이 지지된 상태표시도이다.

제7도∼제9도 및, 제10도∼제12도는 각각 이들 스탠드 및 커플링을 표시하는 3면도이다.

제13도는 날개의 변형예를 표시하는 도면이다.

제14도∼제16도, 제17, 18도, 제19, 20도 및 제21∼제23도는 각각 본 발명의 배출관과 커플링의 연결부의 다른 실시예를 표시하는 도면이다.

제24도∼제26도는 종래의 정면 밀링커터를 표시하는 것으로, 제24도는 측방향 단면도이다.

제25도는 저면도이다.

제26도는 공구본체의 선단의 주부의 확대도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(20) : 공구본체 (21) : 팁(절삭날 팁)

(26) : 절삭날 (27) : 주축머리

(28) : 주축 (36) : 커버

(39) : 칩수납실 (40) : 배출관

(44) : 칩 안내부재 (50), (79) : 날개(흡인기구)

(52) : 커버구속기구 (62) : 테이블

(63) : 스탠드 (65) : 부착시트

(70) : 커플링 (70a) : 결합부

(71) : 접속부 (72) : 배출호스

본 발명은, 복합공작기계(machining center)등의 자동공구교환장치를 구비한 공작기계에 사용되는 전삭공구에 관한 것으로, 특히 피절삭재의 절삭에 의해 생성되는 칩을 순차적으로 배출함과 동시에 이것을 집중적으로 처리할 수 있는 전삭공구에 관한 것이다. 예컨대, 피절삭재의 평면가공에 사용되는 전삭공구로서는 종래부터 제24도∼제26도에 표시한 바와 같은 정면 밀링커터가 알려져 있다.

이 정면 밀링커터는, 선단부가 직경이 큰 대략 원통형상을 이루는 공구본체(1)의 선단외주부에, 공구본체(1)의 선단면 및 외주면으로 향해 개구하는 오목홈(2)이 원주방향을 따라 등간격으로 복수형성되어 있고, 이들 오목홈(2)… 내에 드로우어웨이팁(이하 팁이라 약칭함) (3)이, 클램판사 (4)로 고정되는 쐐기부재(5)에 의해 착탈자재하게 장착되어 있다.

또, 각 팁(3)의 경사면(rake surgace)(3a)과 마주보는 공구본체(1)의 외주면에는, 벽면이 원호형상을 이루는 칩포켓(6)이 형성되고, 다시 공구본체(1)의 중심에는 공구본체(1)를 축선방향으로 관통하는 중심구멍(7)이 형성되어 있다. 이와 같은 구성된 정면 밀링커터는, 공작기계 본체의 주축(8)에 키(9)를 개재하여 부착된 아버(10)의 체결축(11)에 상기한 공구본체(1)의 중심공(7)이 끼워진 다음에 체결볼트(12)에 의하여 체결되어 주축(8)과 일체화 된다. 그리하여, 이 상태로 공구본체(1)가 주축(8)에 의하여 축선주위로 회전하게 됨과 동시에, 축선과 직교하는 방향으로 이송되어 팁(3)의 절삭날(13)이 피절삭재(W)를 평면가공해 가도록 되어 있다.

이때 성성되는 칩은, 경사면(3a)에 칩포켓(6)의 벽면에 유도되어 뭉쳐진 다음에 공구본체(1)의 원주방향 밖으로 배출된다.

그런데, 상기한 종래의 정면 밀링커터는, 생성되는 칩을 단지 원주방향밖으로 유도배출할 뿐이기 때문에, 공구본체(1)의 회전에 따라서 칩이 기계주위에 넓게 비산해 버리므로, 이 결과 작업환경의 악화가 초래함과 동시에, 절삭종료후의 칩처리에도 상담한 시간을 요한다고 하는 결점이 있었다.

또, 절삭을 계속함에 따라서 칩이 피절삭재나 기계의 테이블 동에 서서히 퇴적되어 가기 때문에, 이들 칩의 열에 의해 피절삭재나 기계에 열변형이 발생하여 가공정밀도가 저하되거나, 혹은 절삭날(13)에 칩이 몰려들어가 절삭면의 면처리가 고르지 못하게 되는 결점도 있었다.

또, 기계주위에 비산한 칩이 기계의 미끄럼이동면 동에 들어가므로 기계자체의 정밀도저하나 수명저하를 야기할 위험성도 있었다.

이같은 결점은, 특히 장시간의 무인운전이 요구되는 복합공작기계에 있어서 현저하게 발생하여, 그 해결이 강력히 요청되고 있었다.

본 발명은, 이 같은 배경아래 실시된 것이고, 절삭에 따라 생성되는 칩을 순차적으로 배출함과 동시에 기계 주위에 비산하는 일없이 집중처리할 수 있고, 또한 자동공구교환장치를 구비한 공작기계에도 지장없이 사용할 수 있는 전삭공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 전삭공구는 공작기계의 주측에 장착되어 축선둘레로 회전하는 공구본체의 선단외주부에 절삭날팁이 장착되어 이루어진 전삭공구에 있어서, 상기한 공구본체에 그 공구본체를 덮고, 또한 공구선단부에 개구하는 커버를 공구축선둘레에 회전가능한 상태로 장착하고, 이 커버에 상기한 공구본체가 상기한 주축에 장착될 때에 상기한 공작기계의 주축머리와 결합하여 그 커버를 공구본체의 회전에 대하여 구속하고, 또한 상기한 공구본체가 상기한 주축에서 떼내어질 때에, 공구본체와 결합하여 상기한 커버의 공구본체에 대한 회전을 구속하는 커버구속기구를 설치하고, 상기한 커버의 내주면과 공구본체와의 사이에 형성되는 칩수납실과 커버외부와 연통하는 배출관을 설치하며, 상기한 공작기계의 테이블위에 일단이 공작기계의 칩처리장치에 연결된 배출호스의 타탄올 상기한 테이블에 대하여 착탈자재하게 설치하고, 상기한 배출관 및 배출호스 타탄부가 적어도 한쪽에 배출관과 배출호스를 연결하는 연결기구를 설치하여, 이 연결기구에 의해 상기한 칩수납실에서부터 상기한 칩처리장치에 걸쳐 형성되는 관로에, 상기한 공구본체 선단측의 공기를 흡인하여 상기한 배출호스에 의해 배출하게 되는 흡인기구를 설치한 것을 특징으로 한다.

이 경우, 칩을 보다 확실하게 회수하려면, 상기한 공구본체의 선단부에, 상기한 절삭날팁의경사면과 간극이 둔 상태로 대향하여, 상기한 커버의 공구선단측의 개구부를 형성하는 칩안내부재를 설치함이 바람직하다.

이와 같은 구성의 전삭공구에서, 공구본체 주축에 장착시에는 커버구속기구에 의해 커버가 주축머리측과 결합하는 것에 의해, 공구본체가 회전하여도 커버는 소정위치에 유지되고, 이로 인하여 설치된 배출관의 방향도 항상 일정방향으로 위치결정된다.

또, 상기한 배출호스의 타단부도, 공작기계의 테이블위에 설치되어 그 위치가 정해져 있기 때문에, 예컨대 복합공작기계 등에서 공구교환을 할 때에는, 공작기계에 탑재된 제어기구를 이용하면 상기한 배출관과, 배출호스를 상기한 연결기구에 의해 자동적으로 연결할 수가 있다.

또, 절삭작업시에는, 흡인기구에 의해 공구선단측의 공기가 흡인되고, 이에 따라서 가공할 때에 절삭날팁에 의해 생성되는 칩이 순차적으로 칩수납실에 흡인된다. 그리하여, 흡인된 칩과 공기는, 칩수납실에서 배출관을 경유하여, 이 배출관에 상기한 연결기구에 의해 연결된 배출호스를 통과하여, 공작기계에 장착된 칩콘베이어 등의 칩처리 장치로 집중적으로 회수되어 처리된다.

더우기 공구교환시 등에 공구본체를 주측에서 떼어낼 때에는, 먼저 배출호스의 타단부를 테이블위에 재차 설치하여 배출호스와 배출관의 연결을 해제한다. 그런후, 공구본체를 떼어내지만. 이때는 커버구속기구에 의해 커버와 공구본체가 결합하여 커버의 공구본체에 대한 회전이 구속된다.

이로 인하여, 예컨대 복합공작기계 등에서 자동공구교환을 할때에, 커버가 회전하거나 배출호스가 끌리거나 하여 공구교환동작을 방해하는 폐해가 생기는 일도 없고, 또, 공구교환을 할때마다 배출관의 방향이나 배출호스의 위치가 변화하는 일도 없으므로, 차후 공정에 있어서 재차 배출관과 배출호스를 연결할 때에도 이것을 원활히 할 수가 있다.

뿐만 아니라, 칩안내부재를 설치하므로써, 커버의 개구면적이 감소하므로, 공구 선단부에 생성되는 흡인력이 증대할 뿐 아니라, 절삭날팁의 경사면을 따라서 생성되는 칩이 칩안내부재와 경사면 사이의 간극에 따라서 강제적으로 칩수납실로 안내된다.

실시예

이하, 제1도∼제12도를 인용하여 본 발명의 한 실시예를 설명한다. 이들의 도면에 있어서 공구본체(20)는 그 선단외주부에 복수의 팁(절삭날 팁)(21)…이 장착되어 있고, 또, 그 기단측에는 아버(22)가 끼워져 있고, 아버(22)와 공구본체(20)는 볼트(23)로 동축직으로 연결되어 있다. 여기에서 상기한 팁(21)은, 예컨대 초경합금 등을 정반형 평판형상으로 형성하여 이루어진 것으로, 공구본체 외부부의 오목홈(24)에 삽입된 쐐기부재(25)에 의해 눌려져서 공구본체(20)에 착탈자재하게 장착되어 있다. 그리하여 각 팁(21)의 절삭날(26)은, 공구외주 및 선단에서 각각 약간 돌출하도록 되어 있다.

한편, 상기한 아버(22)는, 상기한 공구본체(20)를 공작기계의 주축머리(27)에 지지된 주축(28)과 연결하기 위한 것으로, 테이퍼생크(29)가 주축(28)에 결합된 상태에서 플스터드(pull stud)(30)가 주축후단측(제1도에 있어서의 상방)으로 이동하는 것에 의해 주축(28)에 장착된다.

그리고, 아버(22)에는 키홈(31)이 형성되어, 이들 키홈(31)이 상기한 플스터드(30)의 이동동작에 따라서 주축(28)의 키(32)와 결합하므로써, 주축(28)의 회전이 아버(22)를 개재하여 공구본체(20)에 전달되게 되어 있다. 또, 아버(22)에는 공작기계에 설치된 자동공구교환장치의 공구교환아암(도면에 표시를 생략)과 결합되는 그립(33)이 형성되어 있다.

이 그립(33)에서도 공구선단측에는, 레디얼베어링(34)이 끼워지고, 그 내륜측은 너트(35)로 축방향으로 체결되어 있다. 그리고 레디얼베어링(34)의 외륜측에는 커버(36)가 설치되어 있다. 커버(36)는, 그 기단측이 상기한 레디얼베어링(34)의 외륜에 장착된 캡(37)과 볼트(38)로 연결되고, 이것에 의해 커버(36)는, 그 축방향의 이동이 구속되어 공구본체(20)에 회전자재하게 지지되어 있다. 커버(36)의 선단부는, 공구선단으로 향해 개구하는 원통형상으로 형성되고, 그 선단과 팁(21)의 코너부 사이의 거리(ℓ₁)는, 공구외주측을 향하는 절삭날(26)의 절입깊이보다도 어느 정도 크게 설정되어 있다.

또, 커버(36)의 선단부의 내경은, 상기한 절삭날(26)의 회전직경보다도 약간 크게 설정되어 있다.

이 커버(36)의 내주면과 상기한 절삭날(26) 사이의 직경방향 간극량(δ)은, 피삭제의 재질이나 절삭조건 등에 따라서 적당하게 설정되지만 0.5∼2㎜의 범위내로 설정하는 것이 바람직하고, 보다 확실한 첩처리를 하려면, 0.5∼1㎜의 범위내로 설정하는 것이 바람직하다.

간극량(δ)0.1, 0.5㎜ 미만이면, 커버(36)의 편심 등에 의해 절삭날(26)이 커버(36)에 잠식해 들어갈 우려가 있고, 또한 간극량(δ)0.1, 2㎜를 초과하면, 다음에 설명할 칩흡인력이 저하되어 칩처리에 지장을 초래할 우려가 생기기 때문이다.

또, 커버(36)의 내주면과 공구본체(20)의 외주면과의 사이에는 중공형상의 공간인 칩수납실(39)이 구획형성 되어 있다.

또, 커버(36)의 측부에는, 커버(36)의 축방향으로 돌출하여 형성되며, 상기한 칩수납실(39)과 커버(36) 외부를 연통하는 배출관(40)이 설치되어 있다. 그리하여, 이 배출관(40)의 선단부에는 원주방향으로 V홈(41)이 형성되어 있다. 또, 커버(36)의 내주면 상부에는 칩수납실(39)과 레디얼베어링(34)을 격리하는 격벽(42)이 형성되어 있다. 여기에서, 제2도 및 제3도에 의해 상세하게 표시하는 바와 같이 공구본체(20) 선단의 각 팁(21)…의 경사면(43)과 대향하는 위치에는, 평판형상의 칩안내부재(44)가 설치되어 있다.

이들 칩안내부재(44)는, 공구본체(20)의 부착시트(45)에 끼워져서 볼트(46)로 고정되고, 그 표면은 공구본체(20)의 선단면과 대략 면일치하게 되어 있다. 이들, 칩안내부재(44)의 외주측은, 공구본체(20)에 형성된 칩포켓(47)을 거의 폐쇄하는 형상으로 형성되어 있다.

그리하여, 각 팁(21)의 경사면(43)과 이것에 대향하는 칩안내부재(44)의 단면(48)과의 사이에는 절삭날(26)에서 생성되는 칩을 칩수납실(39)측으로 안내하는 소정의 각극(t)이 설치되어 있다.

이 간극(t)의 크기는, 피절삭재의 재질이나 절삭조건 등에 따라서 적당하게 설정되지만, 가능하다면 0.5∼2㎜의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 간극량(t)이 0.5㎜에 미달하면 칩에 의한 막힘이 발생할 우려가 있고, 한편, 간극량(t)이 2.0㎜를 초과하면, 다음에 설명하는 칩흡인력이 저하하여 칩처리능력이 손상될 염려가 있기 때문이다.

또한, 칩안내부재(44)의 이면에는, 상기한 다면(48)에서 칩포켓(47)의 벽면으로 향해 연장되는 홈부(49)가 형성되어, 상기한 간극(t)을 통과하는 칩에 의한 막힘을 방지하여, 칩을 순조롭게 칩포켓(47)에 배출하도록 되어 있다.

한편, 제1도∼제3도에 표시하는 바와 같이, 상기한 공구본체(20)의 기단측 외주면에는 복수의 날개(50)…가 형성되어 있고, 이것이 본 실시예에 있어서의, 공구본체(20)의 선단측의 공기를 기단측으로 흡인하는 흡인기구로 이루어져 있다.

이들 날개(50)…는, 예컨대 공구본체(20)의 기단측 외주부를 원주방향으로 소정의 간격으로 깍아 넣으므로서 형성되는 것이고, 그 형상은, 공구선단측에서 기단측으로 향함에 따라서 점차 공구회전방향 후방측으로 경사하도록 설정되어 있다.

또, 제1도 및 제2도에 표시하는 바와 같이, 상기한 커버(36)의 기단측은 선단부의 축방향으로 팽창하는 타원형상으로 형성되며, 이 타원형상의 돌출부(51)에는 커버구속기구(52)가 설치되어 있다.

이 커버구속기구(52)는, 상기한 커버(36)의 공구본체(20) 또는 주축머리(27)에 대한 회전을 구속하기 위한 것으로, 상기한 돌출부(51)에 공구본체(20)의 축방향으로 팽창하게 형성된 안내구멍(53)과 이 안내구멍(53)에 미끄럼 이동자재하게 삽입된 결합축(54)과, 이 결합축(54)을 공구축선방향 기단으로 밀어내는 코일스프링(55)과, 결합측(54)에서 공구직경방향 중심축으로 연장되는 스토퍼(56)로 개략구성되어 있다.

여기에서 상기한 결합축(54)은 그 측면에 길이방향으로 형성된 키홈(57)이, 상기한 돌출부(51)에 체결된 나사(58)의 안내구멍(53)내로 돌출한 선단부와 결합하여, 그 회전이 저지됨과 동시에 공구축선방향으로의 이동이 일정범위로 제한되어 있다.

또, 결합축(54)의 선단은, 상기한 아버(22)가 주축(28)에 끼워진 상태에 있어서, 공작기계의 주축머리(27)에 부착된 결합블록(59)의 결합구멍(60)가 결합하도록 되어 있다.

그리고, 제1도∼제4도에 표시하는 바와 같이, 상기한 스톱퍼(56)는 선단이 아버(22)외측 가장자리에 형성된 결합홈(61)의 바로 밑에 도달하는 위치까지 연장되어, 공구교환시에 상기한 결합축(54)의 축선방향으로의 이동에 따라서 결합홈(61)에서 출몰할 수 있도록 되어 있음과 동시에, 절삭작업시에는, 공구의 회전동작에 간섭하지 않는 위치에 있다.

또, 한편 제1도∼제5도, 제6도에 하는 바와 같이, 공작기계 본체의 작업대인 테이블(62)위에는 스탠드(63)가 설치되어 있다.

이 스탠드(63)의 상부에는 제7도∼제9도에 표시하는 바와 같이, 그 선단에 수직으로 설치된 4개의 지지기둥(64)…으로 이루어진 부착시크(65)가 형성되어 있다.

또, 그 기단부에는 부착용 볼트구멍(66), (66)이 형성되어 있고, 테이블(62)에 형성된 T홈(67)에 체결된 T홈볼트(68), (68)가 볼트구멍(66), (66)에 삽입되어, 너트(68), (69)로 체결되어 있어서, 이것에 의하여 스탠드(63)는 테이블(62)상에서 그 위치가 이동 가능한 상태로 설치된다.

또, 이 스탠드(63)의 부착시트(65)에는 제10도∼제12도에 표시하는 커플링(70)이 배치되어 있다.

이 커플링(70)의 양측부에는, 반월판 형상의 결합부(70a), (70a)가 형성되어 있고, 또 하부(70b)는 평면형상으로 성형되어 있다.

그리하여,이 결합부(70a), (70a)가 스탠드(63)의 지지기둥(64)…의 간극에 끼워져서 하부(70b)가 부착시트(65)에 밀착함으로서, 커플링(70)은 테이블(62)면으로 평행한 방향 및 테이블(62)면에 수직으로 접근하는 방향으로 이동하는 것이 구속된 상태로 즉, 테이블(62)면에서 수직으로 이간하는 방향으로 이동하는 것만이 허용된 상태로, 테이블(62)상의 스탠드(63)에 착탈자재하게 설치된다.

또, 이 커플링(70)의 일단면은, 원통형상의 접속부(71)가 커플링(70)가 일체적으로 형성되어 있고, 이 커플링(70)의 접속부(71)에는 공작기계에 구비된 칩콘베이어등의 칩처리장치(도면에 표시하지 않음)에 일단이 연결된 배출호스(72)의 타단이 바깥에서 끼워져 있다.

그리고, 또 상기한 커플링(70)의 타단면에서는, 커플링(70)의 내부를 관통하여 배출호스(72)에 연통되는 관통구멍(73)이 형성되어 있다.

즉, 배출호스(72)의 타단부는, 커플링(70)및 스탠드(63)를 개재하여 테이블(62)위에 착탈자재하게 설치하게 된다.

한편, 커플링(70)의 외주면에서는, 관통구멍(73)의 내주면으로 개구하여, 외주면측이 대경이고, 내주면측이 소경인, 2단 직경의 구멍(74)이 원주방향 등간격으로 3개소에 설치되어 있다.

이들의 구멍(84)내에는, 제1도 및 제6도에 표시하는 바와 같이, 선단이 구형상(球形狀)이며 동체부의 직경이 구멍(84)의 소경부보다 작고, 기단부는 구멍(84)의 소경보다 크고, 대경부보다 작은 원판형상으로 형성된 로드(75)가 스프링(76)과 함께 설치되어 있다.

또한, 이 구멍(74)의 외주면측의 개구부는, 멈춤나사(77)에 의해 막혀 있어서, 이것에 의해 로드(75)는 스프링(76)에 의해 눌려져서, 그 선단이 관통구멍(73)의 내주면에서 돌출됨과 동시에 관통구멍(73)의 중심방향으로 밀어낸 상태로 되어 있다.

그리하여 다음에 설명하는 바와 같이, 이들 로드(75)…가, 배출관(40)의 선단부에 형성된 V홈(11)과 결합하는 것에 의해, 본 실시예에 있어서 배출관(40)과 배출호스(72)의 타단부를 연결하는 연결기구를 이루고 있다.

또, 이 관통구멍(73)의 접속부(71)와 반대측의 개구부 안쪽 가장자리에는, 배출관(40)의 외경과 대략 동일직경의 내경을 보유하는 둥근고리형상의 밀봉부재(78)가 배설되어 있다.

이하, 이와 같은 구성의 정면 밀링커터의 작용에 대하여 설명한다.

상기한 바와 같은 구성의 정면 밀링커터는, 공작기계의 자동공구교환장치의 매거진(도면에 표시하지 않음)내에 수납되어 있는 것으로, 먼저 이 상태에서 자동공구교환장치의 공구교환 아암으로 반송하여, 주축(28)에 장착한다.

이동안, 커버구속기구(52)의 결합축(54)은, 코일스프링(55)에 의해 공구기단측으로 이동되고 있고, 이로인해 스톱퍼(56)는 공구본체(20)에 동축으로 연결된 아버(22)의 결합홈(61)과 결합하고 있다.

이것에 의하여, 대기진 수납상태 및 공구교환중에 있어서, 커버(36)와 공구본체(20)는 아버(22), 스톱퍼(56), 및 결합축(54)을 개재하여, 일체화되어 있고, 커버(36)의 공구본체(20)에 대한 회전은 저지되어 원주방향 소정의 위치에서 정지된다.

그리하여 아버(22)가 주축(28)에 장착되므로써 결합축(54)의 선단부는, 주축머리(27)에 고정된 결합블록(59)의 결합구멍(60)과 결합한다.

이것에 의하여, 결합축(54)은 코일스프링(55)에 대항하여 공구선단측으로 밀려나고 스톱퍼(56)및 아버(22)의 결합홈(61)에서 개방된다.

이리하여, 아버(22)및 커버(36)는 서로 독립하여 회전가능한 상태에 놓여지지만, 커버(36)는 계속 결합축(54)을 개재하여 결합블록(58)과 결합하기 때문에 회전이 구속된다.

이와같이, 커버(36)의 회전의 구석된 상태에서는, 배출관(40)의 방향도 일정한 방향으로 위치결정된다.

한편 커플링(70)에 접속된 배출호스(72)의 타단부도, 스탠드(63)의 부착시트(65)에 지지되어 공작기계의 테이블(62)위에 설치되어 그 위치가 결정되어 있다.

그리고, 공작기계에 탑재된 제어장치에 의하여 주축머리(27)를 이동하여, 배출관(40)과 커플링(70)의 관통구멍이 동축으로 되도록 배치하여, 다시 주축머리(27)를 이동시켜 배출관(40)을 커플링(70)의 관통구멍(73)내에 삽입한다.

이에 의하여 관통구멍(73)내에 선단부가 돌출한 로드(75)…는 배출관(40)에 밀려, 스프링(76)에 저항하여 일단구멍(74)내로 후퇴한다.

다시 주축머리(27)를 이동하여, 배출관(40)을 그 단부에 형성된 V홈(41)이 커플링(70)의 구멍(74)의 위치에 올 때까지 삽입하면, V홈(41)에 로드(75)가 끼워져서 배출관(40)과 커플링(70)이 밀착되고, 배출관(40)과 배출호스(72)가 연결된다.

또, 이와함께 밀봉부재(78)에 의해 양자의 연결부의 기밀성이 확보되어, 칩수납실(39)에서 배출관(40)을 통하여 커플링(70)의 접속부(71)를 경유하여 배출호스(72)로 연통되어 칩처리장치에 이르는 관로가 형성된다.

그런다음, 이 상태로 주축머리(27)를 테이블(62)면에서 수직으로 이간하는 방향으로 이동하면, 커플링(70)은 상기와 같이 윗쪽으로 이동하는 것만 허용되어 있기 때문에, 주축머리(27)와 함께 윗쪽으로 이동하고, 결합부(70a), (70a)가 스탠드(63)의 지지기둥(64)…의 결합이 해제되는 시점에서, 테이블(62)면에 평행한 방향으로 이동이 허용된다.

이리하여, 주축머리(27)는 배출호스(72)와 함께 자유운동할 수 있게 되므로, 이것을 피절삭재 상의 소정위치로 이동하여, 공구본체(20)의 선단부를 피절삭재의 가공부분에 대향하게 한다.

그리하여 공구본체(20)의 주축(28)에 의해 축선둘레로 회전시킴과 동시에, 공구선단과 대향하는 피절삭재와 주축(28)과의 사이에 공구축선과 직교하는 방향의 상대운동을 부여하면, 이것에 따라서, 팁(21)의 절삭날(26)이 피절삭재를 절삭해 간다.

여기에서, 상기한 절삭시에는, 공구본체(20)의 회전에 따라서 공구본체(20)의 기단부 외주에 설치된 날개(50)도 일체적으로 회전하며, 이것에 의하여 공구선단측의 공기가 순차적으로 공구기단축에 흡인된다.

이 때문에, 커버(36)선단의 개구부에서는, 공구본체(20)의 주위의 공기가 칩수납실(39)내부로 향해 순차적으로 흡인된다.

한편, 상기한 팁(21)의 절삭날(26)에서 경사면(43)을 따라서 생성되는 칩은, 칩안내부재(44)의 단면(48)과 경사면(43)사이에 간극(t)을 통과하여 칩포켓(47)에 인도되어서, 칩포켓(47)에 의하여 둥글게 말아넘어져서 분단된다.

그리하여, 분단된 칩은, 커버(36)의 선단개구부에서 흡인되는 공기와 함께 칩수납실(39)내에 흡인된다.

다시 흡인된 칩은, 칩수납실(39)과 커버(36) 외부를 연통하는 배출관(40)을 통과하여, 커플링(70)을 지나 배출호스(72)로 도입되어 칩처리 장치로 배출되어서 집중적으로 회수, 처리된다.

이와 같이 하여, 가공이 종료되면, 먼저 커플링(70)이 스탠드(63)의 부착시트(65)에 대향하도록 주축머리(27)를 이동한 후, 주축머리(27)를 테이블(62)면에 수직으로 접근하는 방향으로 이동하여, 커플링(70)을 스탠드(63)의 부착시트(65)에 수납한다.

이것에 의하여, 커플링(70)의 결합부(70a)와 지지기둥(64)…이 결합되어, 커플링(70)의 테이블(62)면에 평행한 방향으로서의 이동이 저지되기 때문에, 주축머리(27)을 연결할 때와는 역방향으로 이동하면, 배출관(40)의 V홈(41)에서 로드(75)가 이탈하여, 배출관(40)과 커플링(70)과의 결합이 해제된다.

이리하여 배출관(40)은 관통구멍(73)에서 이탈되고, 한편, 배출호스(72)의 타단부는 커플링(70)에 접합된 상태 그대로, 재차 테이블(62)위에 설치된다.

다음에 공구를 주축에서 떼어내지만, 이때 공구본체(20)는 공구교환아암과의 결합 때문에 주축(28)의 오리엔테이션기능에 의해 주축(28)의 장착시와 원주방향 동일위치에 위치 결정되며, 이에 따라서 아버(22)의 결합홈(61)은 결합축(54)에 형성된 스톱퍼(56)의 선단에 대향하는 위치로 위치결정된다.

그리하여, 상기한 공구교환아암에 의해 아버(22)가 주축(28)에서 이탈되면, 이와 동시에 결합축(54)이 코일 스프링(55)에 의해 공구축선방향 기단측으로 밀어 내어지고, 이에 따라서 스톱퍼(56)가 결합홈(61)에 삽입되어, 아버(22)과 커버(36)는 스톱퍼(56) 및 결합축(54)을 개재하여, 재결합한다.

이와 같이 커버구속기구(52)에 의해 커버(36)의 공구본체(20)에 대한 회전은 다시 아버(22)에 의해 구속되게 된다.

이 때문에, 공구교환시나 공구를 수납하는 매거진을 구동할 때의 커버(36)의 유동이 저지되고, 또 공구교환을 반복하여도, 배출관(40)의 원주방향의 위치는, 항상 일정하게 된다.

이상 설명한 바와같이 본 발명의 전삭공구에서는, 흡인기구의 활동에 의하여 공구본체(20)의 선단측의 공기가 흡인되어 칩수납실(39)에서 배출관(40)을 통하여 배출호스(72)로 도입된다.

그리하여, 이것에 따라서 절삭시에 생성되는 칩이 공기와 함께 흡인되어, 배출호스(72)에 인도되어 공작기계에 설치된 칩처리 장치로 배출되어 집중적으로 회수, 처리되는 까닭에 칩의 비산을 방지하여 작업환경의 개선 및 칩처리에 요하는 시간의 단축화 등을 도모할 수 있다.

또, 본 발명에서는, 커버구속기구에 의하여, 주축(28)에서 이탈된 상태로, 커버(36)가 어버(22)에 대하여 원주방향 소정의 위치에서 구속되어 공구본체(20)에 대한 회전이 구속되고, 또 아버(22)의 주축(28)으로의 장착에 연동하여 커버(36)와 아버(22)와의 결합이 해제됨과 동시에, 커버(36)는 주축머리(27)에 결합하여 공구본체(20)의 회전에 대하여 구속된다.

즉, 공구가 떼어내어진 상태에서는, 커버(36)는 공구에 일체화된 상태가 되고, 또 공구가 주축(28)에 장착된 상태에서는, 커버(36)는 공구본체(20)의 회전에 간섭하지 않게 되어 있다.

또, 공구교환시 등에는, 배출호스(72)의 타단은 커플링(70)에 접속된 상태로, 공작기계 본체의 테이블(62)상의 스탠드(63)의 부착시트(65)에 착탈자재한 상태로, 설치되어 있다.

이로 인하여 본 발명에서는, 공구교환을 할 경우, 혹은 공구가 수납된 매거진을 구동할 경우 등에 있어서, 커버(36)가 원주방향으로 유동하거나, 배출호스(72)가 공구와 함께 말려 돌아가거나 하여, 공작기계나 다른 공구 등에 간섭하는 일은 없다.

또, 공구가 주측에 장착될 때에는, 배출관(40)은 항상 원주방향으로 일정한 위치에 위치결정됨과 동시에, 배출호스(72)의 타단도 스탠드(63)에 지지되어 테이블(62)상에 있어서, 주측머리(27)의 이동범위내에 위치결정되어 있다.

또한, 배출관(40)과 배출호스(72)의 타단의 적어도 한쪽에는, 본 실시예의 커플링(70)가 같은 연결기구가 설치되어 있으므로, 공작기계에 탑재된 제어기구를 이용하여 주축머리(27)와 테이블(62)에 상대운동을 하게 하므로써, 배출관(40) 커플링(70)과의 연결을 자동적으로, 또한 원활히 실시할 수가 있다.

이와 같이, 본 발명은, 자동공구교환장치를 장착한 복합공작기계 등의 공작기계에 특히 바람직하며, 이와같은 공작기계에 의한 장시간 무인가공을 할 경우 등과 같이, 생성되는 칩의 양이 많고, 또한 작업자에 의한 칩처리가 기대될 수 없는 경우에도 하등의 지장없이 사용할 수 있어서, 현저한 효과를 발휘한다.

더욱이, 본 실시예에서는, 특히 공구본체(20)의 선단에 팁(21)을 장착한 소위드로우어웨이식의 정면 밀링커터에 대해서 설명했지만, 본 발명의 전삭공구는 이에 한정되지 않고, 팁을 납땜한 정면 밀링커터나 정면 밀링커터 이외의 공구 등 각종의 전삭공구에 적용할 수 있는 것이다.

이때 이들 공구의 배출관(40)과 커플링(70)과의 연결부를 규격화하는 것에 의해, 모든 가공공정에서 생성되는 칩을 단일화 배출호스(72)에 의해 회수하고, 집중적으로 처리할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 특히 날개(50)를 공구본체(20)와 일체적으로 형성하고 있지만, 예컨대, 제13도에 표시하는 바와 같이 별도로 제작된 날개(79)를 공구본체(20)의 외주부에 끼워서 볼트(80)로 연결하는 것 같은 구성이라도 좋다.

또, 날개(50)의 형상에 대해서도, 상기한 실시예에서는, 특히 공구선단측에서 기단측으로 향함에 따라서, 점차 공구회전방향 후방측으로 경사하는 축류식날개형상으로 형성하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 예컨대 평면에서 보아 소용돌이 형상을 이루는 소위 원심날개형상으로 형성하여도, 같은 효과를 낼 수가 있으며, 기타 각종의 변형이 가능하다.

다시 본 실시예에서는, 공구본체(20)에 날개(50)를 형성하므로써, 흡인기구를 간단하고 또한 저렴한 가격으로 구성할 수 있고, 또 이 흡인기구를 위한 특별한 구동력을 필요로 하지 않는다고 하는 장점을 갖고 있다.

그러나 본 발명은 이것으로 제한되지 않고, 예컨대 배출호스(72)의 타단측에 흡인장치 등을 접속하여 흡인기구를 구성하여, 배출관(40)과 커플링(70)이 연결된 시점에서 이 흡인장치가 작동하도록 하여도 좋다.

이 경우, 큰 흡인력을 얻을 수 있음과 동시에, 흡인력의 조절을 쉽게할 수 가 있다.

다시, 공구본체에 날개등의 흡인기구를 설치할 필요가 없어지고, 그 구조가 간단하게 되어 공구본체의 제작이 용이하므로 복합공작기계와 같이 많은 공구를 필요로 할 경우에는 특히 적합한 것으로 생각된다.

또, 본 실시예에서는, 특히 공구본체(20)의 선단면에 칩안내부재(44)를 설치하므로써, 커버(36)의 개구부를 끼워 넣고 있지만, 날개(50)에 의해서, 또는 흡인장치 등을 설치하므로써, 충분한 흡인력이 취득될 경우에는, 이것을 생략해도 괜찮다.

다음에 제14도∼제23도는 본 발명의 배출관과, 배출호스 타단과의 연결기구의 다른 실시예를 표시하는 것이고, 제1도에 표시한 실시예와 같은 부분에는, 동일한 부호로서 그 설명을 생략한다.

먼저, 제14도∼제16도에 표시하는 실시예에서는, 커플링(70)의 관통구멍(73)내주면 원주방향에 각형 단면의 홈(81)이 형성되고, 이 홈(81)에 링형상으로 내주가 볼록면이며, 경질고무등의 가요성을 보유하는 결합부재(82)가 설치되어 있다.

그러하여, 이 커플링(70)에 연결되는 배출관(40)의 단측부에는, 원주방향으로 상기한 결합부재(82)의 내주면형상에 대응하는 단면형상의 오목홈(83)이 형성되어 있다.

이 실시예에 의하면, 커플링(70)의 구조가 상기한 실시예에 비하여 간단하고, 제작이 용이하다.

또, 결합부재(82)가 배출관(40)의 홈(83)과 결합하므로써, 배출관(40)과 커플링(70)이 연결이 이루어지는 한편, 이와 동시에 양자 사이의 기밀성을 유지하는 밀봉작용을 할 수 있다고 하는 잇점이 있다.

다음에 제17도 및 제18도에 표시하는 실시예에서는, 상기한 실시예와 같이, 커플링(70)의 관통구멍(73)내주면에 각형 단면의 홈(84)이 형성되어 있고, 이 홈(84)에는, 역시 각형 단면에서 배출관(40)의 외경과 대략 동일직경의 내경을 보유하는 링형상의 경질고무등의, 가요성이 있는 결합부재(85)가 설치되어 있다. 또, 이 결합부재(85)의, 관통구멍(73) 개구부측에 위치하는 내부 가장자리에는 모따기가공이 설치되어 있다.

한편, 이 커플링(70)에 연결되는 배출관(40)의 선단부(86)는, 외경이 배출관(40)의 다른 부분에 비하여 약간 크게 형성되어 있다.

이 실시예에서는, 배출관(40)을 커플링(70)의 관통구멍(73)에 삽입하면, 배출관(40)의 선단부(86)가 결합부재(85)를 지나서 관통구멍(73)의 안쪽 깊숙이 삽입되어, 이 선단부(86) 뒷쪽 가장자리와 결합부재(85)의 다면, 및 배출관(40) 외주면과 결합부재(85) 내주면이 밀착하여 배출관(40)과 커플링(70)을 연결함과 동시에 양자를 밀봉하는 것이다.

이것에 의해, 양자의 연결이 보다 확실하게 됨과 동시에, 높은 연결위치 정밀도를 얻을 수가 있다.

또 제19도 및 제20도에 표시하는 실시예에서는, 커플링(70)의 관통구멍(73)의 개구부 부근의 내주면에 링(87)이 끼워져 있고, 또 이보다 깊숙한 곳에는 오목곡면형상의 내주홈(88)이 형성되어 있어서, 이것에 삽입되는 배출관(40)의 선단부(89)는 상기한 내주홈(88)에 결합하는 블록곡면현상으로 성형되어 있음과 동시에, 이선단부(89)에서는 배출관(40)의 축방향에 슬리팅(Slitting)부(90)가 설치되어 있고, 다시 이 슬리팅부(90)내에는 가요성을 보유하는 경질고무등이 충전되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 실시예에서는 배출관(40)이 커플링(70)의 관통구멍(73)에 삽입될 때, 슬리팅부(90)를 설치한 것에 의하여 배출관(40)의 선단부(89)의 직경이 축소되기 때문에, 배출관(40)과 커플링(70)의 축직경이 다소 크더라도 이것에 충분히 대응할 수가 있다.

다시, 제21도∼제23도에 표시하는 실시예에서는, 상기한 실시예와 마찬가지로, 커플링(70)의 관통구멍(73)개구부 부근에 0링(91)이 끼워져 있다.

그리하여, 이것에 의하여 안쪽 깊숙이 관통구멍(73)의 내주면 원주방향에 반원단면의 홈(9)이 형성되고, 이홈(92)에는, 원형단면에서 일부에 절결부(93)가 형성된 링형상의 즉 C자형의 금속이나 플라스틱제의 결합부재(94)가 끼워져 있다.

한편, 배출관(40)의 단축부 원주방향에는 이 결합부재(94)의 단면형상에 대응하는 반원단면의 오목홈(95)이 형성되어 있다.

본 실시예에서는, 배출관(40)을 커플링(70)의 관통구멍(73)에 삽입하면, 결합부재(94)는 일단, 직경방향 외즉으로 넓혀져서 절결부(93)가 넓어지지만, 오목홈(95)이 결합부재(94)의 위치에 올 때까지 배출관(40)이 삽입되면, 결합부재(94)가 오목홈(95)에 끼워져서, 배출관(40)과 커플링(70)이 연결됨과 동시에, 0링(91)에 의하여 밀봉된다.

여기에서, 본 실시예에서는, 결합부재(94)가 금속이나 플라스틱으로 되어, 경질고무 등에 비하여 내마모성이 높기 때문에, 수면의 연장이 도모되고, 또 연결부의 정밀도를 오래 보존할 수가 있게 된다.

더우기, 이들 실시예에서 결합부재는, 배출호스(72) 타단의 커플링(70)에 끼워져 있지만, 이것을 배출관(40)에 설치하여, 이 결합부재에 결합하는 홈을 커플링(70)의 관통구멍(73) 내주면에 형성할 수도 있다.

또, 상기한 실시예에서는 모두, 배출호스(72) 타단에 커플링(70)을 설치하여, 이 커플링(70)의 관통구멍(73)에 배출관(40)인 삽입되는 구조이고, 배출호스(72)에 연결기구를 설치한 경우의 예지만, 이와는 반대로, 배출관(40)측에 이와 같은 연결기구를 설치해도 좋다.

예컨대, 배출관(40)의 선단부에 상기한 실시예와 같은 커플링을 설치하여, 배출호스(72)의 타단에, 이 커플링에 삽입되는 몸통부와, 상기한 스탠드(63)의 부착시트(65)에 결합하는 결합부를 설치한 것 같은 구조라도 된다.

또한, 이와 같은 연결기구가 배출관(40)과 배출호스(72)의 타단의 양쪽에서 설치되어 있는 것 같은 구성이라도 좋다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 절삭시에 생성되는 칩을 기계주위에 비산하는 일 없이 곧바로 흡인하여, 배출관에서 배출호스에 도입하여 집중적으로 배출, 회수할 수 있고, 이 배출호스의 일단에 연결된 칩처리장치에 의하여, 칩을 집중처리할 수가 있기 때문에, 칩처리시간의 단축이나 작업환경에 대폭적인 개선을 도모할 수 있다.

추가로, 공구가 공작기계의 주축에서 제거된 상태에 있어서는, 커버가 공구본체에 원주방향 소정의 위치에 구속되고, 또 공구본체를 주축에 장착할 때는, 이것에 연동하여 커버와 공구본체의 결함이 해제됨과 동시에 커버와 공작기계가 결합하여 커버가 공구본체의 회전에 대하여 소정위치에 유지된다.

이로 인하여 공구교환시에 커버가 유동하여 교환작업을 저해하거나, 절삭가공시에 공구본체의 회전에 간섭하는 일 없이, 작업을 원활히 할 수가 있다.

또, 공구교환시에는, 배출호수의 타단도 공작기계 본체의 테이블위에 설치되어, 그 위치가 결정됨과 동시에, 커버의 구속에 따라서 배출관도 일정한 위치에 위치결정되며, 또한 이들 배출관, 혹은 배출호스의 타단부의 적어도 한쪽에는 연결기구가 설치되어 있는 것에 의해, 양자의 연결을 실시하고, 예컨대 복합공작기계 등에서는 공작기계에 탑재된 제어장치를 이용하여 자동적으로 할 수가 있다.

이와 같이 본 발명은 복합공작기계 등의 자동공구교환장치를 장비한 공작기계에도 하등의 지장없이 사용할 수 있고, 장시간 무인가공을 할 경우나, 특히 칩의 생성량이 많고, 또한 작압자에 의한 칩처리도 기대할 수 없는 경우에 현저한 효과를 발휘한다.

또, 공구본체의 선단에 칩안내부재를 설치한 경우에는, 커버의 개구면적이 감소하여, 공구선단부에 작용하는 흡인력이 증대함과 동시에, 경사면을 따라서 생성되는 칩이 강제적으로 칩수납실측으로 안내되기 때문에, 칩을 보다 확실히 흡인할 수 있다고 하는 효과를 낸다.

Claims (2)

1. 공작기계의 주축에 장착되어 축선둘레로 회전하게 되는 공구본체의 선단외주부에 절삭날팁이 장착되어 이루어지는 전삭공구에 있어서, 상기한 공구본체에 그 공구본체(20)를 덮고, 또한 공구선단부에 개구하는 커버(36)를 공구축선둘레에 회전가능한 상태로 장착하며, 이 커버에 상기한 공구본체(20)가 상기한 주축에 장착될 때에는, 상기한 공작기계의 주축머리(27)와 결합하여 커버를 공구본체의 회전에 대하여 구속하고, 또한 상기한 공구본체가 상기한 주축에서 제거될 때에는, 공구본체와 결합하여 상기한 커버의 공구본체에 대한 회전을 구속하는 커버구속기구(52)를 설치하고, 상기한 커버의 내주면과 공구본체와의 사이에 구획형성되는 칩수납실(39)과 커버외부와 연통하는 배출관(40)을 배설하고, 상기한 공작기계의 테이블상에 일단이 공작기계의 칩처리장치에 연결된 배출호스(72)의 타탄을, 상기한 테이블에 대하여 착탈자재하게 설치하며, 상기한 배출관(40) 및 배출호스(72)의 타탄부의 적어도 한쪽에, 배출관과 배출호스를 연결하는 연결기구를 설치하여 연결기구에 의해 상기한 칩수납실에서 상기한 칩처리장치에 걸쳐서 형성되는 관로에, 상기한 공구본체 선단측의 공기를 흡인하는 것에 의해, 상기한 배출호스(72)에서 의해 배출하게 되는 흡인기구를 설치한 것을 특징으로 하는 전삭공구의 칩 배출기구.
2. 제1항에 있어서, 공구본체의 선단부에, 상기한 절삭날팁(21)의 경사면과 간극을 둔 상태로 대향하여, 상기한 커버의 공구선단측의 개구부를 형성하는 칩안내부재(44)를 설치한 것을 특징으로 하는 전삭공구의 칩 배출기구.