KR101640645B1

KR101640645B1 - 절삭 공구

Info

Publication number: KR101640645B1
Application number: KR1020137019112A
Authority: KR
Inventors: 시몬 쉬트릿; 하노크 가이
Original assignee: 이스카 엘티디.
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-12-11
Publication date: 2016-07-18
Anticipated expiration: 2031-12-11
Also published as: WO2012101622A1; CA2822513A1; IL210893A0; JP5897041B2; US8696270B2; BR112013016378A2; EP2667993A1; CN103328141A; CN103328141B; PT2667993T; TR201809441T4; US20120099938A1; KR20140002705A; RU2013139350A; CA2822513C; PL2667993T3; EP2667993B1; JP2014507294A; ES2680922T3; IL210893A

Abstract

암형 결합 부재(26) 내에 배치되는 수형 결합 부재(28) 사이에 유지되는 마찰력에 의해 생크(14)에 착탈식으로 고정되는 절삭 헤드(12)를 갖는 절삭 공구(10)가 제공된다. 수형 결합 부재(28)의 지지 면(32)은 암형 결합 부재(26)의 지지 벽(54)과 결합한다. 지지 면(32)은 지지 벽(54)이 놓이는 공통 실린더보다 큰 직경을 갖는 공통 실린더 상에 놓인다. 지지 벽(54)은 암형 결합 부재(26)의 원주방향으로 연속적인 보어 벽 상에 배치된다.

Description

절삭 공구{CUTTING TOOL}

본 발명은 해제 가능하게 함께 결합되는 두 개의 부재를 갖는 금속 절삭 작업용 절삭 공구에 관한 것이다.

이러한 절삭 공구는 수형 결합 부재를 암형 결합 부재 내에 삽입하고 이들 결합 부재를 동축적으로 함께 결합함으로써 조립된다.

US 5,971,673호는 공구 본체와 상기 공구 본체 상에 착탈 가능하게 장착되는 절삭 부분을 구비하는 공구를 개시하고 있다. 상기 공구 본체는 그 외표면에 형성되는 홈, 및 공구 본체의 전방 단부에 제공되는 한 쌍의 전방 돌기를 구비한다. 상기 절삭 부분은 전방 홈, 및 전방 홈의 각각과 연통 상태로 원주방향으로 연장되는 한 쌍의 리세스를 구비한다. 절삭 부분을 공구 본체에 연결하기 위해, 절삭 부분과 공구 본체는 전방 홈에 돌기가 진입하도록 결집된다.

절삭 부분과 공구 본체는 전방 홈이 후방 홈과 정렬되고 돌기가 리세스에 진입하여 총검형 커플링을 형성할 때까지 서로에 대해 회전함으로써 셀프 클램핑 방식으로 동축적으로 함께 결합된다. 돌기는 절삭 부분과 공구 본체 사이의 상대 회전 중에 반경방향으로 탄성적으로 굴곡된다. 공구 본체에 대한 절삭 부분의 반복적인 연결/분리는 돌기의 탄성을 저하시켜 돌기의 탄성을 약하게 만들며 결국 절삭 공구와 공구 본체는 더 이상 셀프 클램핑 방식으로 함께 결합될 수 없게 된다.

본 발명의 목적은, 상기 단점을 현저하게 감소시키거나 해결하는, 셀프 클램핑 방식으로 동축적으로 함께 결합되는 절삭 부분 및 공구 본체를 갖는 형태의 절삭 공구를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 전후 방향을 규정하는 종축을 갖는 절삭 공구로서,

절삭 부분과 상기 절삭 부분으로부터 후방 방향으로 연장되는 헤드 클램핑 부분을 구비하는 절삭 헤드; 및

공구 홀더에 고정하기 위한 장착 부분과 생크의 전방 단부로부터 전방 방향으로 연장되는 공구 클램핑 부분을 구비하는 생크를 포함하며,

상기 헤드 클램핑 부분은 수형 또는 암형 결합 부재를 포함하고 상기 공구 클램핑 부분은 대응하는 암형 또는 수형 결합 부재를 포함하며,

상기 수형 결합 부재는 지지면 사이에서 연장되는 표면 리세스를 갖는 적어도 두 개의 종방향으로 연장되는 지지면을 갖는 원주방향으로 연속적인 주위면을 구비하고, 상기 지지면은 제1 직경(D1)을 갖는 공통 제1 원통형 표면의 표면 상에 놓이며;

상기 암형 결합 부재는 지지 벽 사이에서 연장되는 벽 리세스를 갖는 적어도 두 개의 종방향으로 연장되는 지지 벽을 포함하는 원주방향으로 연속적인 보어 벽을 갖는 수용 보어를 구비하고, 상기 지지 벽은 제3 직경(D3)(D3＜D1)을 갖는 공통 제3 원통형 표면의 표면 상에 놓이며,

상기 수형 결합 부재는 상기 암형 결합 부재 내에 지지면이 벽 리세스와 대향하여 위치하는 해제 위치로 삽입될 수 있고, 이 위치로부터 종축 주위로 지지면이 지지 벽과 맞닿는 로크 위치로 회전할 수 있으며, 따라서 수형 결합 부재와 암형 결합 부재의 셀프-클램핑을 제공하는, 절삭 공구가 제공된다.

일부 실시예에 따르면, 수형 결합 부재의 주위면은 수형 결합 부재의 말단에 위치하고 그 사이에 지지면과 표면 리세스가 배치되는 조종(piloting) 부재를 포함하며, 상기 조종 부재는 제2 직경(D2)(D2＜D3＜D1)을 갖는 공통 제2 원통형 표면 상에 놓이는 원통형 형상이다.

필요할 경우, 상기 수형 결합 부재는 수형 토크 전달 부재를 포함하며 상기 암형 결합 부재는 암형 토크 전달 부재를 포함한다.

일부 실시예에 따르면, 상기 수형 토크 전달 부재는 조종 부재 중 하나로부터 돌출하는 돌출 부재를 포함하며, 상기 암형 토크 전달 부재는 수형 토크 전달 부재를 수용하여 그와 결합하기 위한 토크 전달 리세스를 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 수형 토크 전달 부재는 수형 결합 부재의 일체 부분이다.

다른 실시예에 의하면, 상기 수형 토크 전달 부재는 수형 결합 부재의 비일체(non-integral) 부분이며 나사에 의해 수형 결합 부재에 고정된다.

필요할 경우, 상기 지지 벽은 실린더의 세그먼트로서 형성된 이행(transition) 벽을 거쳐서 인접한 벽 리세스와 병합된다.

추가로 필요할 경우, 상기 지지면은 실린더의 세그먼트로서 형성된 이행면을 거쳐서 인접한 표면 리세스와 병합된다.

도 1은 본 발명에 따른 절삭 공구의 분해도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수형 결합 부재(28)를 도시하는 생크의 부분 측면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라서 취한 단면도이다.
도 4는 도 3의 상세도이다.
도 5는 본 발명에 따른 암형 결합 부재(26)를 도시하는 절삭 헤드의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 절삭 헤드의 부분 측면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라서 취한 단면도이다.
도 8은 도 7의 상세도이다.
도 9는 도 1에 도시된 절삭 공구의 측면도이다.
도 10은 절삭 공구가 해제 위치에 있는 상태에서 도 9의 X-X선을 따라서 취한 단면도이다.
도 11은 절삭 공구가 해제 위치에 있는 상태에서 도 9의 XI-XI선을 따라서 취한 단면도이다.
도 12는 절삭 공구가 로크 위치에 있는 상태에서 도 9의 X-X선을 따라서 취한 단면도이다.
도 13은 절삭 공구가 로크 위치에 있는 상태에서 도 9의 XI-XI선을 따라서 취한 단면도이다.

이하에서는, 본 발명의 다양한 태양을 설명할 것이다. 설명을 목적으로, 특정한 구성 및 상세가 본 발명의 충분한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 본 발명이 본 명세서에 제시되는 특정 상세가 없이 실시될 수도 있다는 것도 당업자에게는 자명할 것이다. 또한, 주지된 특징부는 본 발명을 불명료하게 하지 않기 위해 생략되거나 간이화될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 따른 절삭 공구(10)의 분해도인 도 1을 참조한다. 절삭 공구(10)는 종방향을 규정하는 종축(A)을 갖고 종방향으로 전후 방향을 가지며, 절삭 헤드(12)와 생크(14)를 구비한다. 절삭 작업 중에, 절삭 공구(10)는 종축(A) 주위로 절삭 회전 방향(R1)으로 회전한다. 절삭 헤드(12)는 절삭 부분(16) 및 상기 절삭 부분(16)으로부터 후방 방향으로 연장되는 헤드 클램핑 부분(18)을 구비한다. 생크(14)는 공구 홀더에 고정하기 위한 장착 부분(20)을 그 후방 단부에 구비하며, 생크(14)의 전방 단부(24)로부터 전방 방향으로 연장되는 공구 클램핑 부분(22)을 구비한다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 헤드 클램핑 부분(18)은 암형 결합 부재(26)를 구비하며, 공구 클램핑 부분(22)은 대응하는 수형 결합 부재(28)를 구비한다.

이제, 본 발명의 실시예에 따른 수형 결합 부재(28)를 도시하는 도 2 내지 도 4를 추가로 참조한다. 수형 결합 부재(28)는 세 개의 종방향으로 연장되는 지지면(32)을 갖는 원주방향으로 연속적인 주위면(30)을 갖는다. 각 쌍의 지지면(32) 사이에서 표면 리세스(34)가 연장된다. 축(A)에 수직하게 지지면(32)과 표면 리세스(34)를 통해서 취한 임의의 단면도에서, 지지면(32)은 축(A)으로부터 표면 리세스(34)보다 반경방향으로 더 멀리 위치한다. 지지면(32)은 제1 직경(D1)을 갖는 공통 제1 원통형 표면의 표면 상에 놓인다.

수형 결합 부재(28)는 종방향으로 두 개의 말단, 즉 후방 말단(36)과 전방 말단(38)을 갖는다. 후방 말단(36)은 생크(14)의 전방으로 향하는 정면(40)으로부터 전방으로 돌출하며, 수형 결합 부재(28)의 전방 말단(38)은 수형 결합 부재(28)의 자유 단부에 위치한다. 각각의 말단에는 조종 부재(42)가 제공된다. 조종 부재(42) 사이에 지지면(32)과 표면 리세스(34)가 배치된다. 조종 부재(42)는 원통형 형상이며, 제2 직경(D2)을 갖는 공통 제2 원통형 표면 상에 놓인다. 제2 직경(D2)은 제1 직경(D1)보다 작다.

수형 결합 부재(28)는 두 개의 수형 토크 전달 부재(44)를 갖는다. 수형 토크 전달 부재(44)는 수형 결합 부재(28)의 후방 말단(36)에 배치되는 조종 부재(42)로부터 돌출하는 돌출 부재일 수 있다. 수형 토크 전달 부재(44)는 생크(14)의 정면(40)으로부터 돌출할 수 있다. 수형 토크 전달 부재(44)는 착탈식 부재일 수 있으며 나사(46)에 의해 수형 결합 부재(28)에 고정될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 수형 토크 전달 부재(44)는 수형 결합 부재(28)의 일체 부분일 수 있다.

지지면(32)과 인접한 표면 리세스(34) 사이의 매끄러운 이행을 형성하기 위해, 지지면(32)은 도 4에 도시된 이행면(48)을 거쳐서 인접한 표면 리세스(34)와 병합될 수도 있다. 이행면(48)은 예를 들어 실린더의 세그먼트로서 형성될 수도 있다.

이제, 본 발명의 실시예에 따른 암형 결합 부재(26)를 도시하는 도 5 내지 도 8을 참조한다. 암형 결합 부재(26)는 연속적인 보어 벽(52)을 갖는 수용 보어(50)를 갖는다. 보어 벽(52)은 세 개의 종방향으로 연장되는 지지 벽(54)을 갖는다. 각 쌍의 지지 벽(54) 사이에는 벽 리세스(56)가 연장된다. 축(A)에 수직하게 지지 벽(54)과 벽 리세스(56)를 통해서 취한 임의의 단면도에서, 지지 벽(54)은 축(A)에 대해 벽 리세스(56)보다 반경방향으로 가까이 위치한다. 지지 벽(54)은 제3 직경(D3)을 갖는 공통 제3 원통형 표면의 표면 상에 놓인다. 제3 직경(D3)은 제1 직경(D1)보다 작다. 또한, 제3 직경(D3)은 제2 직경(D2)보다 크다. 따라서, D2＜D3＜D1의 관계가 성립한다. 암형 결합 부재(26)는 두 개의 암형 토크 전달 부재(58)를 갖는다. 암형 토크 전달 부재(58)는, 암형 및 수형 클램핑 부재(26, 28)의 서로에 대한 상대 회전을 방지하기 위해 정지면(60)에서 수형 토크 전달 부재(44)를 수용하여 그와 결합하기 위한 한 쌍의 원주방향으로 이격된 토크 전달 리세스일 수 있다. 암형 토크 전달 부재(58)는 절삭 헤드(12)의 후방으로 향하는 후면(62)에 인접하여 배치된다. 따라서 절삭 헤드(12)의 후면(62)에는 수용 보어(50)와 연통하는 비원형 개구(80)가 형성될 수 있다. 비원형 개구(80)는, 그 양측에서 원주방향으로 이격된 암형 토크 전달 부재(58)에 연결되는 중심 영역을 포함할 수 있다. 그 형상 및 위치로 인해, 암형 토크 전달 부재(58)는 후방으로 향하는 후면(62)의 얇은 웨브 부분(78)에 인접하여 배치된다.

지지 벽(54)과 인접한 벽 리세스(56) 사이의 매끄러운 이행을 형성하기 위해, 지지 벽(54)은 도 8에 도시된 이행 벽(64)을 거쳐서 인접한 벽 리세스(56)와 병합될 수 있다. 이행 벽(64)은 예를 들어 실린더의 세그먼트로서 형성될 수 있다.

이제, 절삭 공구(10)의 조립체를 도시하는 도 9 내지 도 13을 참조한다. 절삭 공구(10)는 먼저 도 10에 도시하듯이 해제 위치에서 수형 결합 부재(28)를 암형 결합 부재(26)에 삽입함으로써 조립된다. 해제 위치에서, 지지 면(32)은 벽 리세스(56)와 대향하여 위치되며, 수형 토크 전달 부재(44)는 도 11에 도시하듯이 암형 토크 전달 부재(58) 내에 위치하지만 정지면(60)과 결합하지 않는다. 지지 면(32)과 벽 리세스(56)는 해제 위치에서 상호 결합하지 않게 보장되도록 치수 형성된다.

수형 결합 부재(28)는 암형 결합 부재(26)에 대해 종축(A) 주위로 로킹 회전 방향(R2)으로 회전함으로써 해제 위치로부터 로크 위치로 회전된다. 로크 위치에서, 지지 면(32)은 도 12에 도시하듯이 지지 벽(54)에 맞닿아서 암형 및 수형 결합 부재(26, 28)의 셀프-클램핑을 제공한다. 셀프-클램핑은 D3이 D1보다 작다는 사실로 인해 발생되는 지지 면(32)과 지지 벽(54) 사이의 마찰에 의해 제공된다. 로크 위치에서, 수형 토크 전달 부재(44)는 도 13에 도시하듯이 암형 토크 전달 부재(58)의 정지면(60)과 결합하며, 따라서 암형 및 수형 결합 부재(26, 28)의 추가적인 상대 회전이 방지된다. 수형 결합 부재(28)의 로킹 회전 방향(R2)은 절삭 작업 중의 절삭 공구(10)의 절삭 회전 방향(R1)과 동일하다. 따라서, 절삭 작업 중의 절삭 공구(10)의 회전은 로킹력을 유지시킨다. 절삭 공구(10)의 분해는 수형 결합 부재(28)를 암형 결합 부재(26)에 대해 로킹 회전 방향(R2)과 반대 방향으로 로크 위치로부터 해제 위치로 회전시킴으로써 이루어진다.

도 10으로부터 명백한 것은, 해제 위치에서는 지지 면(32)과 지지 벽(54) 사이의 접촉이 전혀 없다는 것이다. 따라서, 해제 위치에서, 조종 부재(42)는 암형 및 수형 결합 부재(26, 28)를 정렬시켜 동축적으로 유지시키는데 도움이 된다. 수형 결합 부재(28)의 전방 말단(38)에 있는 조종 부재(42)는 또한, 절삭 공구(10)의 조립 중에 수형 결합 부재(28)를 암형 결합 부재(26) 내로 안내하는데 도움이 된다.

암형 결합 부재(26)는 어느 정도의 탄성을 갖는다. 이것이 필요한 이유는 D3이 D1보다 작기 때문이며 로크 위치에서 수형 결합 부재(28)를 수용 보어(50) 내에 수용하기 위해서는 암형 결합 부재(26)가 팽창 가능해야 하기 때문이다. 원주방향으로 연속적인 보어 벽(52) 상에 암형 결합 부재(26)의 지지 벽(54)이 배치되는 것은 비연속적인 벽 상에 배치되는 지지 벽을 갖는 클램핑 기구에 비해서 유리하다. 원주방향으로 연속적인 보어 벽(52)은 폐쇄 구조이기 때문에 비연속적인 벽보다 큰 강도를 제공하며, 또한 암형 결합 부재(26)의 유효 수명을 증가시킨다. 비연속적인 벽 상에 배치되는 지지 벽은 그 탄성(및 따라서 그 클램핑 능력)이 보다 빠르게 손실되는 경향이 있다. 즉, 비연속적인 벽 상에 배치되는 지지 벽을 갖는 암형 결합 부재는 본 발명에 따른 암형 결합 부재(26)에 비해서 절삭 공구의 조립 및 분해 횟수가 보다 적게 사용될 수 있다.

본 발명에서는, 암형 클램핑 부재(26)의 지지 벽(54)에 의해 규정되는 직경(D3)이 수형 클램핑 부재(28)의 지지 면(32)에 의해 규정되는 직경(D1)보다 작아도, 암형 클램핑 부재(26) 내로의 수형 클램핑 부재(28)의 삽입은 "억지-끼워맞춤(shrink-fit)"형 커플링에서와 같이 암형 클램핑 부재(26)를 팽창시키기 위한 가열이 없이 달성될 수 있다는 것도 알아야 한다.

본 발명을 어느 정도 특정하게 기술했지만, 하기에서 청구되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 알아야 한다.

Claims

전후 방향을 규정하는 종축(A)을 갖는 절삭 공구(10)이며,
상기 절삭 공구(10)는,
절삭 부분(16)과 상기 절삭 부분(16)으로부터 후방 방향으로 연장되는 헤드 클램핑 부분(18)을 구비하는 절삭 헤드(12); 및
공구 홀더에 고정하기 위한 장착 부분과 생크(14)의 전방 단부로부터 전방 방향으로 연장되는 공구 클램핑 부분(22)을 구비하는 생크(14)를 포함하며,
상기 헤드 클램핑 부분(18)은 수형 또는 암형 결합 부재(28, 26)를 포함하고 상기 공구 클램핑 부분(22)은 대응하는 암형 또는 수형 결합 부재(26, 28)를 포함하며,
상기 수형 결합 부재(28)는, 종방향으로 연장되는 적어도 두 개의 지지면(32)을 갖고 표면 리세스(34)가 지지면(32) 사이에서 연장되는, 원주방향으로 연속적인 주위면(30)을 구비하고, 상기 지지면(32)은 제1 직경(D1)을 갖는 공통 제1 원통형 표면의 표면 상에 놓이며;
상기 암형 결합 부재(26)는, 종방향으로 연장되는 적어도 두 개의 지지 벽(54)을 갖고 벽 리세스(56)가 지지 벽(54) 사이에서 연장되는, 원주방향으로 연속적인 보어 벽(52)을 갖는 수용 보어(50)를 구비하고, 상기 지지 벽(54)은 제3 직경(D3)을 갖는 공통 제3 원통형 표면의 표면 상에 놓이며,
상기 제3 직경(D3)은 상기 제1 직경(D1)보다 작으며,
상기 수형 결합 부재(28)는 지지면(32)이 벽 리세스(56)와 대향하여 위치하는 해제 위치로 상기 암형 결합 부재(26) 내에 삽입될 수 있고, 이 위치로부터 종축(A) 주위로 지지면(32)이 지지 벽(54)과 맞닿는 로크 위치로 회전할 수 있으며, 지지면(32)과 지지 벽(54)의 맞닿음에 의해 수형 결합 부재(28)와 암형 결합 부재(26)의 셀프-클램핑을 제공하는, 절삭 공구(10).
제1항에 있어서, 상기 수형 결합 부재(28)의 주위면(30)은, 수형 결합 부재(28)의 말단에 위치하는 조종 부재를 포함하고, 조종 부재 사이에 지지면(32)과 표면 리세스(34)가 배치되며, 상기 조종 부재는 제2 직경(D2)(D2＜D3＜D1)을 갖는 공통 제2 원통형 표면 상에 놓이는 원통형 형상인 절삭 공구(10).
제1항에 있어서, 상기 수형 결합 부재(28)는 수형 토크 전달 부재(44)를 포함하며 상기 암형 결합 부재(26)는 암형 토크 전달 부재(58)를 포함하는 절삭 공구(10).
제3항에 있어서, 상기 수형 토크 전달 부재(44)는 조종 부재(42) 중 하나로부터 돌출하는 돌출 부재를 포함하며, 상기 암형 토크 전달 부재(58)는 수형 토크 전달 부재(44)를 수용하여 그와 결합하기 위한 토크 전달 리세스를 포함하는 절삭 공구(10).
제4항에 있어서, 상기 수형 토크 전달 부재(44)는 수형 결합 부재(28)의 일체 부분인 절삭 공구(10).
제4항에 있어서, 상기 수형 토크 전달 부재(44)는 수형 결합 부재(28)의 비일체 부분이며 나사(46)에 의해 수형 결합 부재에 고정되는 절삭 공구(10).
제1항에 있어서, 상기 지지 벽(54)은 실린더의 세그먼트로서 형성된 이행 벽(64)을 거쳐서 인접한 벽 리세스(56)와 병합되는 절삭 공구(10).
제1항에 있어서, 상기 지지면(32)은 실린더의 세그먼트로서 형성된 이행면(48)을 거쳐서 인접한 표면 리세스(34)와 병합되는 절삭 공구(10).
제1항에 있어서, 상기 수형 결합 부재(28)는 암형 결합 부재(26)의 보어를 팽창시키기 위한 가열 없이 암형 결합 부재(26)에 삽입될 수 있는 절삭 공구(10).