KR0145765B1

KR0145765B1 - 일체형 콜릿을 지니는 엔드밀 어댑터

Info

Publication number: KR0145765B1
Application number: KR1019940704410A
Authority: KR
Inventors: 토마스 제이. 프레즈비; 빅터 디. 모닐니키
Original assignee: 데이비드 티. 코퍼; 케나메탈아 이엔씨.
Priority date: 1992-06-03
Filing date: 1993-05-10
Publication date: 1998-10-15
Also published as: WO1993025338A1; CA2134558A1; DE643634T1; KR950701853A; AU4243093A; JPH08500534A; EP0643634A4; EP0643634A1; CA2134558C; US5234296A; AU659949B2

Abstract

본 발명은 엔드밀 또는 유사 공구를 수용하기 위한 공구 홀더에 관한 것이다. 상기 공구 홀더는 기계의 스핀들에 합치되도록 조절된 생크부 및 상기 생크부와 일체로 형성된 폐쇄 단부 콜릿을 포함한다. 상기 콜릿은 공구를 수용하기 위한 축 방향 보어 및 공구를 죄기 위한 다수의 탄성 콜릿 구획들을 포함한다. 상기 콜릿 구획들은 콜릿의 전방 단부로부터 내향으로 종결하는 다수의 축 방향 연장 슬롯들에 의해 분리된다. 연속 타이 링은 콜릿의 전방 단부 둘레에 연장하고 다수의 콜릿 구획들을 함께 결합시킨다. 연속 타이 링은 공구 배치의 정밀도 및 반복 가능성을 개선시키는 콜릿의 전방 단부에 증가된 방사 강도를 제공한다. 로크 너트가 콜릿 상으로 나사 결합되어, 공구를 죄도록 콜릿 구획들을 방사 내향 좌굴시킨다.

Description

[발명의 명칭]

일체형 콜릿을 지니는 엔드밀 어댑터

[발명의 분야]

본 발명은 일반적으로 엔드밀과 같은 절삭공구 지지용 공구홀더에 관한 것이며, 특히, 엔드밀 또는 유사한 공구를 수용하기 위한 일체형 콜릿(integral collet)을 지니는 엔드밀 어댑터(endmill adapter)에 관한 것이다.

[발명의 배경]

엔드밀은 외측 주변에 다수의 절삭 에지들을 지니는 일반 원통형 절삭공구이다. 엔드밀은 일반적으로 공구홀더의 축방향 보어(axail bore)와 합체되는 원통형 생크를 포함한다. 홀더에 관한 엔드밀으 회전 및 축방향 이동에 대하여 공구 홀더내의 엔드밀을 고정시키기 위한 다양한 설계들이 제안되어 왔다.

홀더 내부에 엔드밀을 고정시키는 한가지 방법은 엔드밀의 생크상에 형성된 평면에 대하여 조여질 수 있도록 홀더의 벽내에 나사 맞물림된 세트 스크루(set screw)를 사용하는 것이다. 그러나, 방사 방향 세트 스크루(radial set screw)의 사용은 몇몇 단점을 지닌다. 가장 중요한 것은 방사 방향 세트 스크루가 홀더 내부에서 중심을 벗어나도록 엔드밀을 미는 경향이 있어, 그 결과 엔드밀의 정밀도에 영향을 준다는 것이다.

사용되어온 다른 방법은 콜릿척(collet and chuck)을 사용하는 것이다. 공구를 수용하기 위한 축방향 보어를 지니는 테이퍼진 콜릿(tapered collet)이 로크 너트에 의해 공구 홀더내의 테이퍼진 보어(tapered bore)내로 밀어넣어진다. 콜릿은 가압되어 공구와 맞물려진다. 이론상, 콜릿은 콜릿의 원주 둘레에 균일하게 좌굴되어(collapse), 공구가 홀더의 중심에 정확히 배치된다. 비 - 인출 웨지(non - pullout wedge)가 콜릿과 결합하여 사용됨으로써 엔드밀의 축방향이동 및 회전 이동을 저지할 수 있다. 이러한 형태의 콜릿 장치는 스타론(Staron)에게 허여된 미합중국 특허 제 4,341,006 호에 개시되어 있다.

널리 사용되는 반면, 표준 콜릿척은 몇가지 결점을 지닌다. 첫째는, 콜릿척 본체의 접촉 표면은 정밀하게 기계 가공되어야 하기 때문에 홀더의 생산비용을 증가시킨다. 더욱이, 부품들 사이의 누적 공차(cumulative tolerance)는 달성될 수 있는 정밀도를 제한한다.

[발명의 개요 및 목적]

본 발명은 제조비가 비교적 저럼하고 비교적 높은 정밀도를 제공하는 일체형 콜릿을 지니는 엔드밀 어댑터이다. 그 공구홀더는 기계의 스핀들(spindle)에 홀더를 장착시키기 위한 생크를 포함한다. 폐쇄 - 단부 콜릿(closed - end collet)은 생크와 일체로 형성되며, 엔드밀 또는 유사 공구를 수용하기 위한 축방향 보어를 포함한다. 그 콜릿은 다수의 축방향 연장 슬롯(axially extending slot)에 의해 분리된 공구를 죄기 위한 다수의 탄성 콜릿 구획(resilient collet segment)을 포함한다. 연속 타이링(continuous tie ring)이 다수의 콜릿 구획들을 콜릿의 외측 단부에 인접하게 함께 결합한다. 연속 타이 링은 콜릿의 외측 단부에 개선된 정밀도로 더 큰 강성을 제공한다. 공구를 죄도록 콜릿 구획들을 방사내향 편향시키기 위해 로크 너트(lock nut)가 사용된다.

본 발명의 적절한 실시예에서, 비 - 인출 웨지가 콜릿에 합체되어 공구의 축방향 이동을 방해한다. 비 - 인출 웨지가 콜릿의 벽돌내에 형성된 구멍(aperture)들과 합치하며, 엔드밀 또는 유사공구의 생크내의 노치(notch)를 맞물린다. 로크 너트가 콜릿내로 나사 조임될 때, 웨지는 기계 가공중 우연히 풀리지 않도록 테이퍼진다.

전술한 사항에 의하면, 본 발명의 주 목적은 홀더 내부에 엔드밀을 정확히 배치시킬수 있는 엔드밀 또는 유사공구를 지지하기 위한 공구홀더를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 홀더에 관하여 동일한 위치에 공구를 반복적으로 배치시킬수 있는 엔드밀 또는 유사 공구에 대한 공구 홀더를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기계 가공중 공구의 축방향 또는 회전 이동을 저지하는 엔드밀 또는 유사공구에 대한 공구 홀더를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 구조가 비교적 간단하고 제조비가 저렴한 엔드밀 또는 유사공구에 대한 공구 홀더를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 영구 변형을 방지하는 공구홀더에 대한 일체형 콜릿을 제공하는 것이다.

상기 발명을 단지 설명할 뿐인 후술하는 상세한 설명 및 첨부도면들의 검토로부터, 본 발명의 다른 목적 및 효과가 명백하고 자명하게 될 것이다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 공구홀더를 분해하여 도시하는 사시도이다.

제2도는 콜릿 부분의 단면을 도시하는 공구 홀더의 정면도이다.

[발명의 상세한 설명]

도면들을 참조하면, 본 발명에 따른 공구 홀더는 일반적으로 참조번호(10)으로 표시되어 있다. 그 공구홀더(10)는 생크부( shank portion)(14)와 일체형 콜릿부(16)를 포함하는 본체(12) 를 포함한다. 엔드밀과 같은 공구(100) 는 아래에더 상세히 설명하는 바와 같이, 로크 너트(40)에 의해 공구(100)와 맞물리도록 가압되는 콜릿부(16)내에 수용된다.

공구 홀더(10)의 생크부(14)는 기계의 스핀들과 합치하는 배향 연장 테이퍼진 부분(rearwardlly extending tapered section)(18)과 스핀들의 면에 대하여 안착되는 외향 돌출 플랜지(outwardlly projecting flange)(20)를 포함한다. 콜릿부(16)는 생크부(14)와 일체로 형성되고, 플랜지(20)의 면(22)으로부터 연장한다. 콜릿부(16)는 외부에 나사가공된 통상적인 원통형 베이스부(cylindrical base section)(24)를 포함한다. 테이퍼진 부분(26)은 베이스부(24)로부터 전방으로 연장하여 외측 단부(outer-end)(28)에서 종결된다.

직선 축방향 보어(30)가 공구(100)의 생크를 수용하기 위한 콜릿부(16)내에 형성된다. 콜릿부(16)의 벽(wall)들이 다수의 탄성 콜릿 구획(34)들을 한정하는 다수의 축방향 연장 슬롯(32)들과 함께 형성된다. 각각의 슬롯(32)운 콜릿(16)의 단부(28)에 이르기 전에 종결된다. 연속 타이 링(36)이 외측 단부(28)주위에 원주방향으로 연장하여, 모든 콜릿 구획(34)들과 결합한다. 연속 타이링(36)은 콜릿부(16)의 외측 단부에 강성(rigidity)또는 방사 강도(radial stiffness)를 제공한다. 상기 실시를 위하여, 방사 강도는 방사 좌굴(radial collapse)에 대한 저항을 의미한다. 외측 단부(28)의 증가된 강성 또는 방사 강도는 홀더(10)에 관한 공구의 배치에 있어서 더 큰 정밀도를 제공한다.

로크 너트(40)는 공구를 죄기 위하여 콜릿 구획(34)을 방사 내향으로 가압하도록 콜릿부(16)에 나사 맞물림한다. 로크 너트(40)는 쉽게 죌 수 있도록 결가공된(textured)미끄러지지않는 표면을 지니는 일반 원통형 외측 표면(42)을 포함한다. 로크 너트(40)의 내측 표면은 내부 나사가공된 원통형 하부(44)와 테이퍼진 상부(46)를 포함한다. 하부(44)는 콜릿부(16)의 베이스부(24)와 나사 맞물림한다. 상부(46)는 콜릿부(16)의 외측 표면에 맞추어지도록 테이퍼진다. 로크 너트(40)가 콜릿부(16)에 조여질 때, 콜릿 구획(34)들은 공구(100)의 생크와 맞물리도록 방사 내향 가압된다.

콜릿구획(34)들의 방사좌굴에 대한 저항은 중심에서 보다 베이스부(24)와 외측단부(28)에서 더 크게 된다. 결과적으로 콜릿부(16)는 콜릿부(16)의 길이를 따르는 균일한 방향에서라기보다는 오히려, 각각의 콜릿 구획(34)의 중심 근처의 원주방향 연장선을 따르는 방향에서 공구(100)를 죄는 경향이 있다. 콜릿 구획(34)들의 균일하지 않은 좌굴을 보완하고, 공구 생크를 더욱 균일하게 죄기 위하여 축 방향 보어(30)에 대한 최종적 기계 가공은 로크 너트(40)를 콜릿부(16)에 조여지게 하는 것이 될 것이다. 좌굴된 상태(collapsed state)에서의 콜릿 구획(34)들로 축방향 보어(30)에 대한 최종적 기계가공이 행해지기 때문에, 축방향 보어(30)는 약간 볼록하게 되어, 콜릿 구획(34)들은 확장된 또는 비 - 좌굴된 위치에 있게 된다. 콜릿 구획(34)들이 로크 너트(40)에 의해 방사 내향 압축될 때, 축방향 보어(30)는 직선으로 되어야 한다.

본 발명의 적절한 실시예에서, 콜릿부(16)는 홀더(10)내부에서 공구(100)의 축방향 이동을 저지하도록 공구(100)를 맞물리게 하는 비 - 인출 웨지(52)를 합체시킨다. 상기 웨지(52)는 공구(100)의 생크 상에 형성된 노치(102)를 맞물리게 하는 평평한 로크 표면을 포함한다. 웨지(52)의 외측표면은 굽고 테이퍼져서 콜릿부(16)의 형상과 일치한다. 웨지(52)는 콜릿부(16)의 벽내에 형성된 웨지 구멍(48)과 합치된다. 그루브(54)는 콜릿부(16)내의 원주 방향 연장 그루브(circumferentilly extending groove)(50)와 정렬하는 웨지(52)의 외측표면에 그루브(54)가 형성된다. 로크 너트(40)가 제거될 때 웨지구멍(48) 내에 웨지(52)를 보지하도록 그루브(50) 내부의 콜릿부(16) 주변에 탄성 밴드(resilient band)(56)가 연장한다. 로크 너트(40)가 공구홀더(10)의 콜릿부(16)에 대하여 조여질 때, 웨지(52)가 공구 생크(100)상의 노치(102)에 밀어 넣어진다. 노치(102)와 웨지(52)의 맞물림은 공구홀더(10)에 관한 공구(100)의 축방향 및 회전 이동을 저지한다.

사용시, 웨지(52)는 웨지 구멍내로 삽입되고, 탄성 밴드(56)는 원주 방향 그루브(50)와 합치되어 웨지(52)를 느슨하게 고정시킨다. 공구(100)의 생크는 콜릿부(16)의 축방향 보어(30)내로 삽입되어 하향 억제된다. 공구(100)의 단부가 웨지(52)를 맞물 때, 웨지(52)는 외향으로 밀어진다. 노치(102)가 웨지(52)와 정렬할 때까지 공구(100)는 축방향 보어(30)내로 밀어진다. 그런 다음 탄성 밴드(56)는 웨지(52)가 공구 생크(100)의 노치(102)에서 맞물리도록 하며, 로크 너트(40)는 공구(100)의 단부위로 삽입되어, 콜릿부(16)상으로 나사 결합된다. 로크 너트(40)가 조여짐에 따라, 콜릿구획(34)들은 방사 내향 압축되어 공구 생크(100)와 맞물린다. 로크 너트(40)는 또한 웨지(52)가 웨지 구멍(48)을 벗어나 후퇴하는 것을 저지한다.

콜릿부(16)의 외측 단부(28)의 연속 타이(36)로 인하여, 본 발명의 공구 홀더(10)는 고도의 정밀도와 반복 가능성을 제공한다. 연속 타이 링(36)은 콜릿부(16)의 외측단부(28)에 더 큰 방사 강도를 제공하여, 더 큰 정밀도를 제공한다. 더욱이, 본 발명이 공구 홀더(10)는 표준 콜릿척 보다더 적은 부품들을 사용하여, 공구 홀더가 더 정밀한 공차로 제조될수 있게 한다. 단순화된 구조는 또한 제조비용에도 기여한다.

본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 기본적인 특성에서 크게 벗어나지 않고 본 명세서에서 설명된 것과 다른 특정한 방법으로 실행될 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 모든 면에 있어서 설명적일 뿐 제한적인 의미로 개시된 것은 아니며, 첨부된 청구 범위의 기술적 사상 및 균등 범위 내에서 이루어지는 모든 변형된 예들은 본 명세서의 범위에 포함됨은 자명하다.

Claims

축 방향 노치(102)를 구비하는 공구(100)를 수용 및 지지하기 위한 공구 홀더(10)에 있어서, 상기 공구 홀더는; (a)기계 상에 공구 홀더(10)를 장착시키기위한 생크(14);(b)상기 생크(14)와 일체로 형성되는 폐쇄 - 단부 콜릿(16)으로써, 상기 콜릿(16)은 공구(100)를 수용하기 위한 축 방향 보어(30)및 다수의 축방향 연장 슬롯(32)들에 의해 분리된 공구(100)를 죄기 위한 다수의 탄성 콜릿 구획(34)들을 포함하고, 상기 콜릿(16)은 콜릿(16)의 외측 단부(28)둘레를 연장하며 상기 다수의 콜릿 구획(34)들을 함께 연결시키는 연속 타이 링(36)을 더 포함하는 폐쇄 - 단부 콜릿(16); 및(c)축 방향 보어(30)내로 삽입된 공구(100)를 죄도록 콜릿 구획(34)들을 방사 내향으로 좌굴시키기 위하여 콜릿(16)의 외부 형상과 맞추어지는 내부 형상을 갖는 로크 너트(40);(d)콜릿(16)내에 형성된 웨지 구멍(48); (e)웨지 구멍(48)내로 활주 가능하게 삽입 가능하고, 공구 홀더(10)의 축 방향 및 회전 이동에 대하여 공구(100)을 고정시키기 위하여 로크 너트(40)에 의하여 공구 축 방향 노치(102)에 가압되는 로크 웨지(52)를 포함하는 공구홀더(10).
제1항에 있어서, 콜릿(16)주위를 원주 방향으로 연장하고 웨지 구멍(48)과 교차하는 그루브(50)및 웨지 구멍(48)에 웨지(52)를 보지하기 위한 콜릿(16)내의 그루브(50)와 합치되는 탄성 밴드(56)를 더 포함하는 공구 홀더(10).