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KR100609937B1 - 절삭가공공구 - Google Patents

절삭가공공구 Download PDF

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KR100609937B1
KR100609937B1 KR1020017014529A KR20017014529A KR100609937B1 KR 100609937 B1 KR100609937 B1 KR 100609937B1 KR 1020017014529 A KR1020017014529 A KR 1020017014529A KR 20017014529 A KR20017014529 A KR 20017014529A KR 100609937 B1 KR100609937 B1 KR 100609937B1
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Abstract

본 발명의 가공공구는 사용수명을 증가시키기 위하여 동체(2)의 스피거트(4)와 이에 대응하는 나이프 헤드(5)의 삽입공(6)이 적극 및 비적극형의 연결이 이루어질 수 있도록 나선부(7)와 압입부(8)를 갖는다. 또한, 동체(2)의 압입부(8)에 나이프 헤드(5)의 압입부(8)가 수축결합되는 대경부(9)가 형성되어 있다.
가공공구, 스피거트, 나이프 헤드, 나선부, 압입부

Description

절삭가공공구 {MACHINING TOOL}
본 발명은 절삭가공공구에 관한 것으로, 특히 강철로 된 공작물을 가공하기 위한 절삭가공공구에 관한 것이다. 본 발명의 공구는 회전하는 절삭가공공구의 형태로서 형성되어 있고, 클램핑되어 기계 또는 기계 스핀들 내로 들어갈 수 있는 섕크(shank)를 가지고 있으며, 이 섕크의 자유단에 공구헤드가 설치되어 있고, 삽입부(spigot)는 섕크와 일체 형성되어 있으며, 나이프 헤드는 삽입부 홀더로서 삽입공을 가지고 있는데, 이에 의하면 삽입부 홀더가 꽉 끼여진 상태로 삽입부상에 장착되어서 마찰접속(non-positive manner)적 결합에 의하여 조여질 수 있다.
밀링 컷터, 드릴, 회전절삭공구 등은 절삭가공공구에 속한다. 이들 공구는 주로 삽입된 절삭판에 의하여 흔히 형성되는 절삭날을 갖는다. 작업자는 이들 공구를 이용하여 공작물을 다소간에 깊이 침투시킬 수 있는데, 이에 의하면 그 침투되는 깊이는 공구의 견고성과 안정성에 따라서 달라진다. 나이프 헤드와 섕크를 스크류 연결방식으로 결합하는 것은 이미 알려져 있는데, 이에 따르면 보통 섕크에는 수나사부가 형성되어 있고 나이프 헤드에는 이에 대응하는 암나사부가 형성되어 있다. 이들을 나합함으로써 공구를 형성하며 이 공구는 기계 또는 기계 스핀들 내로 나합되고 이들 기계나 기계 스핀들 내로 공작물재료가 침투된다. 이러한 형태의 섕크는 나사형 삽입부를 경제적으로 제조할 수 있도록 통상적으로 공구강으로 제조된다. 더욱이, 삽입부를 섕크와 일체형으로 결합하는 방식은 종래기술로부터 알려져 있는데, 이에 의하면 나이프 헤드는 삽입부 홀더로서 삽입공을 가지고 삽입구 홀더는 꽉 끼여진 상태로 삽입부에 장착되어서 마찰접속적 결합에 의하여 삽입부에 조여질 수 있다. 특히 섕크와 공구헤드사이의 이들 결합방식은 그런대로 좋은 것으로 확인되었다. 그러나, 이러한 형태의 결합방식으로는 정확한 회전이 보장될 수 없다. 또한, 섕크는 공구가 공작물에 깊이 침투할 때 큰 응력을 받게 되므로 강철로 된 섕크라 할지라도 변형되는 경우가 있고, 특히 회전수가 많을 경우 평형이 흐트러져서 문제를 일으키며 기계나 기계 스핀들이 파손될 수도 있다.
섕크, 클램핑연결부(clamping connector) 및 나이프 헤드로 구성되는 절삭가공공구가 미국특허 제 5,899,642 호에 의해서 공지되어 있다. 클램핑연결부와 나이프 헤드간 결합이 형상접속적 결합 및 마찰접속적 결합에 의하여 이루어지며, 클램핑연결부가 공구에 의하여 섕크에 고정되기 전에 나이프 헤드가 공구에 의해 클램핑연결부에 먼저 고정된다. 종래기술의 이러한 실시형태에서는 클램핑연결부를 이용할 필요가 있으므로 한편으로는 나이프 헤드를 고정하는데 비용이 많이 들고, 다른 한편으로는 클램핑연결부를 이용함으로써 공구에 불평형 문제가 발생되고 이 때문에 공구의 사용수명이 단축되는 결점을 갖는 것으로 생각된다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 이러한 결점을 해결하는 것으로 특히 공구헤드와 섕크사이에 결합이 이루어져서 이것이 기계 스핀들에 장착된 공구의 사용수명의 개선을 보장하는 범용의 절삭가공공구를 제공하는데 있다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 섕크의 삽입부와 이에 대응하는 나이프 헤드의 삽입공이 각각 나사부와 압력끼워맞춤부(press-ait area)를 가져서 형상접속적 결합 및 마찰접속적 결합이 이루어지게 하고 섕크의 압력끼워맞춤부에는 잉여형성부(overdefined area)가 마련되어 이 잉여형성부에 의해 나이프 헤드의 압력끼워맞춤부가 열수축끼워맞춰짐(shrink-fitted)으로써 달성된다. 공구의 섕크와 나이프 헤드사이의 직렬배열형의 두 연결부의 조합에 의하여, 절삭 가공되는 재료 내의 나이프 헤드의 응력형태를 가장 잘 만족시키는 결합이 이루어진다. 한편으로는 이루어지는 나사 결합에 의해, 섕크와 직접 연결된 삽입부와, 나이프 헤드사이에 형상접속(positive fit)적 결합이 이루어져 공구의 축방향 및 반경방향으로 압력이 가해지는 경우 안정성을 충분히 보장하고, 다른 한편으로는 열수축끼워맞춤(thermal shrink-fitting)에 의해 이루어지는 마찰접속적 결합(non-positive fit)에 의해 나사부가 스스로 풀리지 못하도록 함이 보장된다. 한편, 섕크에 바로연결된 통합형의 연결조합에 의해 나이프 헤드가 섕크로부터 스스로 풀리는 것이 방지되고, 다른 한편으로는 섕크에 압력끼워맞춰짐으로 인하여 나이프 헤드가 축중심에 유지된다. 이로써 통상적인 나합의 경우에 나타나는 불평형의 운전이 회피된다. 따라서, 이와 같은 섕크와 나이프 헤드사이의 연결조합은 실질적으로 공구의 사용수명을 증가시킨다. 압력끼워맞춤부는 원통형 또는 원뿔형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 삽입부를 포함한 섕크는 단일체의 초경금속 또는 중금속으로 만들어지며 나이프 헤드는 강철, 티타늄 등으로 만들어진다. 본 발명에 따른 마찰접속적 결합을 이루기 위해, 이 마찰접속적 결합은 가열공정에 의해 형성되고 다시 해제될 수 있다. 이 경우, 나이프 헤드가 가열처리를 받고나서야 나사부가 결합하는 방식으로 우선 나이프 헤드를 섕크에 장착하는데, 이에 의하면 나이프 헤드는 잉여형성부가 마련된 압력끼워맞춤부에 나합될 수 있을 정도까지 가열된다. 팽창계수가 변하기 때문에 가열공정에서 결합이 용이하게 이루어질 수 있으며 필요한 경우 다시 가열하여 분리할 수 있어 섕크를 다시 사용할 수 있다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 강철 공작물가공용 나이프 헤드(5)가 장착된 공구(1)를 보인 측면도이다. 이 경우에 있어서, 공구(1)는 회전하는 공구의 형태로 형성된 것이다. 공구(1)는 클램핑되어 기계 또는 기계 스핀들 내로 들어갈 수 있는 섕크(2)를 가지고 있으며 이 섕크의 자유단에는 공구헤드(3)가 설치되어 있다. 삽입부(4)는 섕크(2)와 일체로 형성되어 있으며 나이프 헤드(5)는 삽입부 홀더로서 삽입공(6)을 갖는다. 삽입부 홀더는 삽입부(4) 상에 장착되어 꽉끼여지고 마찰접속적 결합에 의하여 삽입부(4)에 조여질 수 있다. 본 발명에 따르면, 섕크(2)의 삽입부(4)와 이에 대응하는 나이프 헤드(5)의 삽입공(6)은 각각 조합하여 나사부(7)와 압력끼워맞춤부(8)를 가져서 형상접속적 결합 및 마찰접속적 결합이 이루어지게하고 삽입부(4)의 압력끼워맞춤부(8)에는 나이프 헤드(5)의 압력끼워맞춤부(8)의 열수축끼워맞춤을 수행하기 위해 잉여형성부(9)가 마련되어 있다. 압력끼워맞춤부(8)는 원통형 또는 원뿔형으로 형성될 수 있다.
삽입부(4)를 포함한 섕크(2)는 단일체의 초경금속 또는 중금속으로 만들어지며 나이프 헤드(5)는 강철, 티타늄 등으로 만들어진다. 본 발명에 따른 마찰접속적 결합을 이루기 위해 이 마찰접속적 결합은 가열공정에 의해 형성되고 다시 해제될 수 있다. 이 경우, 나이프 헤드(5)는 결합부 내에서 가열되어 가열된 상태에서 잉여형성부(9) 및 삽입부(4)의 압력끼워맞춤부(8)의 위쪽에서 삽입부(4)와 나이프 헤드(5)의 나사부들이 서로 나합되는 방식으로 서로 나합할 수 있다. 결합부분이 냉각되면, 섕크(2)로부터 나이프 헤드(5)까지의 이행부에 대해서 조합형의 결합이 이루어지는데, 이 조합형 결합은 형상접속적 결합 및 마찰접속적 결합에 의해 형성된다.
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Claims (4)

  1. 회전하는 공구의 형태로 형성되어 있고, 클램핑되어 기계 또는 기계 스핀들 내로 들어갈 수 있는 섕크를 가지고 있으며, 이 섕크의 자유단에는 나이프 헤드가 설치되어 있고, 삽입부는 섕크와 일체로 형성되어 있으며, 나이프 헤드는 삽입부 홀더로서 삽입공을 가지고 있고, 삽입부 홀더가 삽입부 상에 장착되어 꽉끼여지고 마찰접속적 결합에 의하여 삽입부에 조여질 수 있는 절삭가공공구에 있어서, 삽입부(4)를 포함한 섕크(2)가 일체형으로 구성되어 있고, 섕크(2)의 삽입부(4)와 이에 대응하는 나이프 헤드(5)의 삽입공(6)은 각각 나사부(7)와 압력끼워맞춤부(8)를 가져서 형상접속적 결합 및 마찰접속적 결합이 이루어지게 하되, 섕크(2)의 압력끼워맞춤부(8)에는 나이프 헤드(5)의 압력끼워맞춤부(8)의 열수축끼워맞춤을 수행하기 위해 잉여형성부(9)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭가공공구.
  2. 제 1 항에 있어서, 압력끼워맞춤부(8)가 원통형 또는 원뿔형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭가공공구.
  3. 제 1 항에 있어서, 삽입부(4)를 포함한 섕크(2)가 단일체의 초경금속 또는 중금속으로 만들어지며 나이프 헤드(5)가 강철, 티타늄 등으로 만들어진 것을 특징으로 하는 절삭가공공구.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰접속적 결합은 가열공정에 의해 형성되고 다시 해제됨을 특징으로 하는 절삭가공공구.
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