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KR100970091B1 - 디버링 공구 및 그 절삭 삽입체 - Google Patents

디버링 공구 및 그 절삭 삽입체 Download PDF

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KR100970091B1
KR100970091B1 KR1020077019962A KR20077019962A KR100970091B1 KR 100970091 B1 KR100970091 B1 KR 100970091B1 KR 1020077019962 A KR1020077019962 A KR 1020077019962A KR 20077019962 A KR20077019962 A KR 20077019962A KR 100970091 B1 KR100970091 B1 KR 100970091B1
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KR
South Korea
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tool
cutting insert
tool holder
spring
cavity
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다니엘 멘
마이클 에이브람슨
Original Assignee
이스카 엘티디.
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Abstract

디버링 공구는 내부에 슬라이드 식으로 지지되는 절삭 삽입체를 갖는다. 절삭 삽입체는 원통형 대 본체와 그로부터 연장되는 더 작은 직경을 갖는 소 본체를 갖는다. 절삭 삽입체는 편의 스프링(biasing spring)에 의해 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 이동가능하다. 스프링은 절삭 삽입체를 따라 위치되며 스프링에 의한 편의력은 조정가능하다.
디버링 공구, 절삭 삽입체, 스프링, 대 본체, 소 본체, 슬라이드식 이동

Description

디버링 공구 및 그 절삭 삽입체{DEBURRING TOOL AND CUTTING INSERT THEREOF}
본 발명은 보어의 디버링을 위한 스프링 설치 절삭 삽입체를 포함하는 공구에 관한 것이다.
이러한 디버링 공구의 예시는 미국 특허 제5,755,538호에 개시된다. 디버링 공구는 내부에서 반경 방향으로 연장되고 후방벽에서 종결되는 반경 방향 창을 갖는 공구 홀더와, 후방 홈을 갖는 절삭 삽입체를 구비한다. 절삭 삽입체는 후방벽에 부착되면서, 후방 홈 내에 위치되어 후방 홈과 결합되는 스프링에 의해 스프링 부하를 받는다. 디버링 공구에서, 후방 홈의 존재는 이 삽입체를 약화시킬 수 있다는 것이 알려져 있다. 스프링이 절삭 삽입체에 인가하는 편의력(biasing force)을 조정하기 위한 조정 기구도 존재하지 않는다.
본 발명의 목적은 개선된 디버링 공구를 제공하는 것이며, 다른 목적은 디버링을 위한 개선된 절삭 삽입체를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 각각의 청구항에 따른 주제와 함께 달성된다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 대체로 원통형인 대 본체(major body)와, 대 본체의 전방 단부의 절삭부와, 대 본체의 후방 단부로부터 후방으로 연장되는 대체로 원통형인 소 본체(minor body)와, 대 본체의 주연면에 형성되고 대 본체의 후방 단부에서 개방되는 스프링 리세스와, 대 본체의 주연면에 형성된 유지 리세스를 포함하는 절삭 삽입체가 제공된다.
양호한 실시예에 따르면, 스프링 리세스 및 유지 리세스는 대 본체의 주연면의 대향 측면들에 위치된다.
또한, 본 발명에 따르면 공구 직경과 그 전방 단부 부근의 삽입체 포켓을 갖는 대체로 원통형인 공구 홀더를 제공하는 것이 바람직하며, 삽입체 포켓은, 종방향 공동축을 가지며 대 개구를 통해 공구 홀더의 주연 공구면을 향해 개방되는 대체로 원통형인 대 공동과, 대 공동과 연통되며 소 개구를 통해 공구 홀더의 주연 공구면을 향해 개방되는 대체로 원통형인 소 공동과, 대 공동과 연통되며 공구 홀더의 주연 공구면을 향해 개방되는 스프링 보어와, 대 공동과 연통되며 공구 홀더의 전면 단부를 향해 개방되는 유지 보어를 포함한다.
양호한 실시예에 따르면, 소 공동은 대 공동과 동일선상에 존재한다.
또한 본 발명에 따르면, 양호하게는 본 발명에 따른 공구 홀더와, 공구 홀더의 삽입체 포켓 내에 슬라이드식으로 보유되는 본 발명에 따른 절삭 삽입체를 포함하는 디버링 공구가 제공되며, 절삭 삽입체는 연장된 위치를 향해 절삭 삽입체를 치우치게 하는 스프링에 의해 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 슬라이드 가능하며, 연장 위치에서 절삭부의 적어도 일부는 공구 홀더의 주연 공구면을 초과하여 대 개구로부터 돌출한다.
본 발명은 이하의 양호한 장점을 제공한다. 공구 직경은 비교적 작게 만들어질 수 있다. 절삭 삽입체는 끼임 현상(wedging)에 대한 향상된 안정성을 가지며, 절삭 삽입체를 향해 스프링에 의해 가해진 편의력은 조정될 수 있다.
본 발명을 더 잘 이해하도록 그리고 본 발명이 실제로 실행되는 방식을 도시하기 위해 첨부되는 도면을 참조로 한다.
도1은 본 발명에 따른 디버링 공구의 사시도이다.
도2는 도1에 도시된 디버링 공구의 분해 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 절삭 삽입체의 제1 측면도이다.
도4는 도3에 도시된 절삭 삽입체의 전방 사시도이다.
도5는 도3에 도시된 절삭 삽입체의 후방 사시도이다.
도6은 도3에 도시된 절삭 삽입체의 제2 측면도이다.
도7은 디버링 공구의 공구 홀더의 부분 측면도이다.
도8은 도7의 VIII-VIII 선을 따라 취해진 공구 홀더의 단면도이다.
도9는 디버링 공구의 부분 측면도이다.
도10은 도9의 X-X선을 따라 취해진 디버링 공구의 단면도이다.
삭제
먼저, 본 발명에 따른 디버링 공구(10)를 도시하는 도1 및 도2를 참조한다. 디버링 공구(10)는 전후 방향을 형성하는 종방향 회전축(12)을 가지며, 원통형 공구 홀더(14)를 포함한다. 공구 홀더(14)는 그 전방 단부에 삽입체 포켓(16)을 가지며, 삽입체 포켓 내에 절삭 삽입체(18)가 슬라이드식으로 보유되어, 후퇴 위치와 연장 위치 사이를 측방향 이동을 할 수 있다. 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것과 같이, 절삭 삽입체(18)는 유지 부재(20)에 의해 삽입체 포켓(16)을 빠져나오는 것이 방지되고, 일단부에서 절삭 삽입체(18)와 그리고 타단부에서 설치 부재(24)와 결합하는 스프링(22)에 의해 삽입체 포켓(16)내에서 스프링 부하를 받는다. 스프링(22)은 나선형 코일을 갖는 나선형 압축 스프링이다. 설치 부재(24)와 유지 부재(20)는 형태가 유사하고, 모두 원통형 나사 헤드(26)와 원통형 나사 헤드(26)보다 작은 직경의 원통형 샤프트(28)를 가져서 반경 방향으로 연장되는 환형면(30)이 샤프트(28)와 나사 헤드(26) 사이에 형성되도록 한다. 본 명세서 및 청구항을 통해 나타나는 방향적인 용어들, 예컨대 "전면", "배면", "전방", "후방", 등은 다양한 면들을 서로에 대해 구별하도록 편리함의 측면에서 사용되는 것이다. 이러한 용어들은 특정한 부품 배향에 대해서는 의미가 있겠지만, 이들은 도시적인 목적으로만 사용되며, 첨부된 청구항의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다.
지금부터 도3 내지 도6을 참조한다. 절삭 삽입체(18)는 전후 방향을 형성하는 종방향 삽입체 축(32)을 갖는다. 절삭 삽입체(18)는 절삭부(34), 소 본체(36)와, 그들 사이의 대 본체(38)를 갖는다. 대 본체(38)는 제1 직경(D1)을 갖는 대체로 원통인 형상을 가지며, 삽입체 축(32)을 따라서 제1 길이(L1)만큼 연장된다. 대 본체(38)는 후방 단부에 후방면(40), 전방 단부에 전방면(42)과, 그들 사이에서 연장되는 주연면(44)을 갖는다. 삽입체 축(32)을 포함하는 제1 평면(P1)은 제1 및 제2 교차선을 따라 대 본체의 주연면(44)의 대향 측면들과 교차한다. 제1 교차선을 포함하는 제1 가상선(46)은 후방면(40)과 전방면(42) 사이에서 연장된다. 또한, 제2 교차선을 포함하는 제2 가상선(48)은 후방면(40)과 전방면(42) 사이에서 연장된다.
유지 리세스(50)가 제1 가상선(46)의 일부를 따라 대 본체(38)의 주연면(44)에 형성된다. 유지 리세스(50)는 제1 평면(P1)의 대향 측면들 상에 종방향으로 연장되는 두 개의 측벽(52)을 갖는다. 각각의 측벽(52)은 전방 및 후방 단부를 가지며 주연면(44)으로부터 리세스 기저부(54)까지 연장된다. 리세스(50)의 후방벽(56)은 주연면(44)으로부터 리세스 기저부(54)까지 연장되며 측벽들(52)의 후방 단부들 사이를 가교한다. 리세스(50)의 전방벽(58)은 주연면(44)으로부터 리세스 기저부(54)까지 연장되며 측벽(52)들의 전방 단부들 사이를 가교한다.
리세스면(62)과 지지면(64)을 갖는 스프링 리세스(60)가 제2 가상선(48)의 일부를 따라 대 본체(38)의 주연면(44)에 형성되며 후방면(40)을 향해 개방된다. 리세스면(62)은 제2 가상선(48)에 수직한 단면에서 오목한 원호 형상을 갖는다. 지지면(64)은 스프링 리세스(60)의 전방 단부에 위치되고, 제2 가상선(48)에 수직이며 주연면(44)로부터 리세스면(62)까지 연장된다.
절삭부(34)는 절삭 삽입체(18)의 전방면(42)으로부터 삽입체 노우즈부(66)로 전방으로 돌출되며, 대향하는 제1 및 제2 측면(68, 70)을 갖는다. 제1 및 제2 측면(68, 70)은 제1 평면(P1)의 대향 측들에 위치되며 제1 평면에 대체로 평행하다. 제1 및 제2 측면(68, 70) 사이에서 측정되는 너비(d)는 제1 직경(D1)보다 작다. 삽입체 축(32)을 포함하는 제2 평면(P2)은 제1 평면(P1)에 수직이다. 절삭부(34) 는 제2 평면(P2)에 대해 반사 대칭인 두 개의 절삭 세그먼트(72)를 갖는다. 각각의 절삭 세그먼트(72)는 릴리프면(74), 레이크면(76) 및 그들 사이의 절삭 에지(78)을 갖는다. 레이크면(76)은 제2 측면(70)과 합체된다. 릴리프면(74)은 대 본체의 주연면(44)으로부터 삽입체 노우즈부(66)까지 제2 평면(P2)을 향해 경사진다.
절삭 삽입체의 소 본체(36)는 대 본체(38)의 후방면(40)으로부터 삽입체 축(32)을 따라 후방으로 연장된다. 소 본체(36)는 삽입체 축(32)을 따라서 제2 길이(L2)만큼 연장되며 제1 직경(D1)보다 더 작은 제2 직경(D2)을 갖는 주연면(80)을 갖는다.
지금부터 도7 및 도8을 참조한다. 공구 홀더(14)는 종방향 회전축(12)를 따라 연장되며 공구 직경(DT)과 주연 공구면(82)을 갖는다. 삽입체 포켓(16)은 공동축(88)을 따라 그리고 공동축과 동심인 공구 홀더(14)를 통해 연속적으로 연장되는 원통형 대 공동(84) 및 소 공동(86)을 갖는다. 대 공동(84)은 대 공동면(90)을 갖고 대 개구(92)를 통해 주연 공구면(82)을 향해 개방된다. 소 공동(86)은 소 공동면(94)을 갖고 소 개구(96)를 통해 주연 공구면(82)을 향해 개방된다. 공동축(88)과 회전축(12)을 포함하는 제3 평면(P3)은 공구 홀더(14)를 통과한다. 공구 홀더(14)는 그 전면 단부에 전면(98)을 갖는다. 유지 보어(100)는 전면(98)에 형성되며 대 공동(84)과 연통된다. 유지 보어(100)는 제3 평면(P3)에 놓여진 유지축(102)을 따라 연장되며 공동축(88)에 수직이다. 유지 보어(100)의 나사부(104) 는 공구 홀더(14)의 전면(98)에 인접하게 위치된다. 스프링축(108)을 갖는 스프링 보어(106)는 대 공동(84)과 연통되고, 소 공동(96)에 인접한 주연 공구면(82)을 향해 개방된다. 스프링축(108)은 제3 평면(P3)에 놓여지며 공동축(88)의 후방에 그리고 공동축(88)에 평행하게 위치된다. 스프링 보어(106)의 나사 세그먼트(110)는 주연 공구면(82)에 인접하게 위치된다.
지금부터 도9 및 도10을 참조한다. 절삭 삽입체(18)는 소 본체(36)의 주연면(80)이 소 공동면(94)에 적어도 부분적으로 접촉하고, 대 본체(38)의 주연면(44)이 대 공동면(90)에 접속하고, 유지 리세스(50)의 리세스 기저부(54)가 공구 홀더(14)의 전면 단부를 대면하는 상태로 삽입체 포켓(16)에 위치된다. 유지 부재(20)는 그 헤드(26)가 유지 보어(100)의 나사부(104)와 나사식으로 결합되는 상태로 유지 보어(100)에 위치된다. 유지 부재(20)의 샤프트(28)는 공구 홀더(14)의 대 공동(84)으로 그리고 절삭 삽입체(18)의 유지 리세스(50)로 돌출된다. 스프링(22) 및 설치 부재(24)는 설치 부재(24)가 내부에 스프링(22)을 포획하는 상태로 스프링 보어(106) 내에 위치된다. 따라서, 설치 부재(24)는 스프링(22)이 스프링 보어(106)로부터 빠져나오지 못하도록 방지하는 마개로서 작용한다. 설치 부재(24)의 헤드(26)는 스프링 보어(106)의 나사 세그먼트(110)와 나사식으로 결합하고, 설치 부재(24)의 샤프트(28)는 스프링(22)의 나선형 코일 내로 돌출된다.
디버링 공구(10)에 절삭 삽입체(18)를 설치하는 것은 절삭 삽입체(18)의 지지면(64)과 설치 부재(24)의 환형면(30) 사이에서 가압되는 스프링(22)에 의해 제공된다. 결과적으로, 스프링(22)은 치우쳐지며 소정의 힘을 절삭 삽입체(18)에 인가하여 절삭 삽입체를 반경 방향 외측으로 가압한다. 스프링(22)에 의해 인가된 힘은 설치 부재(24)의 위치를 조정함에 의해 조정될 수 있다. 이것은 설치 부재(24)를 내측 또는 외측으로 "돌림(screwing)"에 의해 행해진다.
후퇴 위치와 연장 위치 사이의 절삭 삽입체(18)의 측방향 슬라이드식 이동은 유지 리세스(50)의 전방벽(58) 및 후방벽(56)과 각각 접경하는 유지 부재(20)의 샤프트(28)에 의해 제한된다. 연장된 위치(도10)에서 절삭 삽입체(18)의 절삭부(34)는 주연 공구면(82)을 초과하여 대 개구(92)로부터 돌출된다. 공동축(88) 둘레의 소정의 방향으로의 절삭 삽입체(18)의 회전은 유지 리세스(50)의 각각의 측벽(52)에 대해 접경하는 유지 부재(20)의 샤프트(28)에 의해 디버링 공구(10) 내에서 한정된다.
일반적으로, 제2 물체 내에서 축을 따라 슬라이드식으로 지지되는 제1 물체는 축에 수직하는 너비가 작을수록 그리고 이 축을 따르는 길이가 길수록 내부에 끼여 걸리게 될 가능성이 적다. 디버링 공구(10)에서, 절삭 삽입체(18)의 대 본체(44)와 소 본체(80)의 주연면은 절삭 삽입체(18)가 내부에서 슬라이드될 때 삽입체 포켓(16)에 의해 슬라이드식으로 지지되는 면들이다. 보다 작은 직경(D2)을 갖는 소 본체의 주연면(80)의 존재와, 디버링 공구(10)의 전체 측방향 범위[즉 회전축(12)에 수직]가 슬라이드식 지지를 위해 이용될 수 있다는 것은 끼여 걸림에 대한 절삭 삽입체(18)의 안정성을 증가시키는 인자이다.
도10에서 도시되는 바와 같이, 절삭 삽입체(18)와 스프링(22)의 조합의 측방향 범위가 단지 절삭 삽입체(18)의 측방향 범위이며, 이 범위는 스프링이 절삭 삽입체의 후방 단부를 너머 후방으로 연장되는 종래 기술 공구보다 훨씬 적은 범위이기 때문에, 스프링(22)이 절삭 삽입체(18)의 옆에 위치되고 절삭 삽입체(18)의 후방 단부(112)를 너머 후방으로 연장되지 않는다는 사실은 바람직하다. 따라서, 본원 발명의 디버링 공구(10)의 공구 직경(DT)은 스프링이 절삭 삽입체의 후방 단부 너머로 연장되는 종래 기술의 디버링 공구의 직경보다 작게 만들어질 수 있어서, 더 작은 직경의 보어를 디버링하는 것을 허용한다. 또한, 스프링(22)의 편의력은 전술한 바와 같이 조정가능하다.
도1, 도2, 도9 및 도10에서 본 발명의 디버링 공구(10)의 "디버링 기구" 즉, 전술한 절삭 삽입체(18), 스프링(22), 설치 부재(24) 및 유지 부재(20)가 공구 홀더(14)의 작은 영역에서 국지화된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 유지 보어(100)는 공구 홀더(14)의 전면(98)을 관통하는 것에 제한되지 않아서, 전술된 디버링 공구(10)에서와 대부분 같은 방식으로 삽입체 포켓(16)과 유지 보어(100) 및 스프링 보어(106)를 형성해서 임의로 소정된 공구 홀더 내에 "디버링 기구"를 위치시키는 것은 단순한 설계의 문제라는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명이 일정 정도의 특정성을 갖고 설명되었지만, 이하에서 청구되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변경 및 개조가 행해질 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.

Claims (5)

  1. 절삭 삽입체(18)이며,
    원통형인 대 본체(38)와,
    대 본체(38)의 전방 단부의 절삭부(34)와,
    대 본체(38)의 후방 단부로부터 후방으로 연장되는 원통형인 소 본체(36)와,
    대 본체(38)의 주연면(44)에 형성되고 대 본체(38)의 후방 단부에서 개방되는 스프링 리세스(60)와,
    대 본체(38)의 주연면(44)에 형성된 유지 리세스(50)를 포함하는 절삭 삽입체.
  2. 제1항에 있어서, 스프링 리세스(60) 및 유지 리세스(50)는 대 본체(38)의 주연면(44)의 대향 측면들에 위치되는 절삭 삽입체.
  3. 공구 직경(DT)을 갖고, 전방 단부 부근에 삽입체 포켓(16)을 갖는 원통형인 공구 홀더(14)이며, 상기 삽입체 포켓(16)은,
    종방향 공동축(88)을 가지며 대 개구(92)를 통해 공구 홀더(14)의 주연 공구면(82)을 향해 개방되는 원통형인 대 공동(84)과,
    대 공동(84)과 연통되고, 대 공동(84)으로부터 연속으로 연장되고, 소 개구(96)를 통해 공구 홀더(14)의 주연 공구면(82)을 향해 개방되는 원통형인 소 공동(86)과,
    대 공동(84)과 연통되고, 소 개구(96)와 인접하는 공구 홀더(14)의 주연 공구면(82)을 향해 개방되는 스프링 보어(106)와,
    대 공동(84)과 연통되며, 공구 홀더(14)의 전면 단부를 향해 개방되는 유지 보어(100)를 포함하는 공구 홀더.
  4. 제3항에 있어서, 소 공동(86)은 대 공동(84)과 동일선상에 있는 공구 홀더.
  5. 제3항에 따른 공구 홀더(14)와, 공구 홀더(14)의 삽입체 포켓(16) 내에 슬라이드식으로 보유되는 제1항에 따른 절삭 삽입체(18)를 포함하는 디버링 공구(10)이며,
    절삭 삽입체(18)는 연장된 위치를 향해 절삭 삽입체(18)를 치우치게 하는 스프링(22)에 의해 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 슬라이드 가능하며, 연장 위치에서 절삭부(34)의 적어도 일부는 공구 홀더(14)의 주연 공구면(82)을 초과하여 대 개구(92)로부터 돌출되는 디버링 공구.
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