KR20110094293A

KR20110094293A - 보어를 사후 기계가공하기 위한 멀티 에지 기계가공 툴

Info

Publication number: KR20110094293A
Application number: KR1020117012322A
Authority: KR
Inventors: 요한 빗처; 거트 헥켈
Original assignee: 귀링 오하게
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2011-08-23
Also published as: CN102281979B; US20120020750A1; CN102281979A; JP2012508653A; US9144853B2; EP2349623A2; EP2349623B1; ES2581428T3; CA2743909A1; WO2010054641A3; JP5587900B2; WO2010054641A2

Abstract

본 발명은, 캠샤프트를 위한 베어링 부싱을 수용하기 위한 보어와 같은 깊은 보어 또는 동일한 크기 및 품질의 복수의 축방향으로 분리된 보어를 기계가공하기 위한, 특히 리머인, 보어를 사후 기계가공 또는 정밀 기계가공하기 위한 멀티 에지 기계가공 툴에 관한 것이다. 상기 툴은, 소정 호칭 직경 및 둘레에 주위에 실질적으로 균일하게 분포된 절단 에지를 가진 하나 이상의 절단 삽입부(32), 및 상기 절단 에지에 대해 축방향으로 이격된 안내 몸체 조립체를 가지고 있다. 본 발명의 목표는, 툴을 현재의 기계가공 문제에 채택하는 동안에 더 큰 융통성을 제공하면서 안내 정확도를 향상시키는 것이다. 이러한 목표를 달성하기 위해, 상기 안내 몸체 조립체는, 고형 탄화물로 구성되어 있으며 실질적으로 원통형인 안내 몸체(36)의 일체식 컴포넌트이다. 상기 안내 몸체는, 둘레 주위에 동일한 거리에 있는 n개 이상의 나선형 안내 리브(38)를 형성하고 있고, 상기 나선형 안내 리브는 호칭 직경(D38)을 가지고 있으며, 상기 호칭 직경(D38)은 실질적으로, 상기 절단 삽입부(32)의 상기 호칭 직경(D32)보다, 상기 툴의 작동 동안에 형성되는 윤활 갭의 크기의 2배의 값 만큼 작다. 각각의 안내 리브(38)는 360°/n보다 큰 접촉 또는 중앙 각도에 걸쳐 연장되어 있으며, 여기에서 n ≥ 2이다.

Description

보어를 사후 기계가공하기 위한 멀티 에지 기계가공 툴{MULTI-EDGED MACHINING TOOL FOR POST-MACHINING OF BORES}

본 발명은, 소정 호칭 직경(D32) 및 둘레에 걸쳐 기본적으로 균일하게 분포된 절단 에지(32-1 내지 32-6)를 가진 하나 이상의 절단 에지 세트, 및 상기 절단 에지에 대해 축방향으로 이격된 안내 몸체 배치를 가지고 있는, 캠샤프트를 위한 베어링 부싱을 수용하기 위한 보어와 같은 깊은 보어 또는 동일한 크기 및 품질의 복수의 축방향으로 분리된 보어를 기계가공하기 위한, 특히 리머로서 구성된, 보어를 사후 기계가공(post-machining) 또는 정밀 기계가공하기 위한 멀티 에지 기계가공 툴에 관한 것이다.

그러한 툴은, 공작물에 특히 깊이 위치되는 보어 또는 동일한 크기 및 품질의 복수의 축방향으로 분리되는 보어를 단일 패스(pass)에서 고정밀도로 기계가공할 필요가 있을 때 필요하다. 특히 그러한 보어는, 베어링 부싱을 수용하거나 내연기과의 실린더 헤드 내에 크랭크샤프트의 베어링 포인트를 형성하기 위해 사용되는 베어링 터널로서 알려진 것에 필요하다. 보어의 정밀 기계가공을 위한 그러한 기계가공 툴은, 그러한 경우에 쉽게 400mm를 넘는 섕크 길이를 가질 수 있고, 이것은 대략 20mm 크기의 절단 에지 세트의 최소 호칭 직경에 대해 가능하다.

베어링 터널의 보어가 직경에 대해서 매우 작은 허용오차를 가질 뿐만 아니라 위치 할당에서도 매우 작은 허용오차를 가지기 때문에, 제조자가 요구하는 위치 허용오차가 장기간 사용 후에도 유지될 수 있도록 툴의 안정성이 합리적인 경비로 높게 유지되어야 한다는 점에서, 보어의 사후 기계가공(post-machining)을 위한 관련 기계가공 툴을 디자인할 때 특히 어려움이 있다. 발생될 보어의 직경 허용오차 및 실린더 위치 허용오차가 모두 μm 범위에 있다는 것을 고려하여야 한다.

그러한 툴을 안정화시키는데 대한 여러 가지 접근방법이 있다. 예를 들면 툴의 둘레에 균일하게 분포되는 절단 에지를 절단 에지들 사이에 위치되는 안내 스트립에 의해 안정화시키는 것이 통상적이다. 그러한 툴은 예를 들면 DE 197 19 893 A1에 기술되어 있다.

그러나, 리머의 이러한 구조에 의해, 서로 멀리 위치되는 기계가공면을 상술한 고정밀도 및 크기 정확도로 생성하는 것은 가능하지 않다. 더욱이, 그러한 공지된 구조에서, 안내 스트립이 둘레 방향을 비교적 큰 설치 공간을 차지하여 절단 에지의 수를 제한하기 때문에, 툴의 디자인에 있어서 융통성을 상당히 감소시킨다는 단점이 알려졌다.

JP-2001310205 A는 청구항 1의 전제부에 따른 툴을 기술하고 있는데, 둘레에 균일하게 분포되는 직선 안내 스트립이 툴 섕크 내에 매몰되고(embedded), 안내 스트립이 절단 에지 영역 내의 툴의 팁(tip)으로부터 적어도 부분적으로 멀리 연장된다. 안내 스트립은, 경합금(hard metal) 즉 지지 재료의 강철보다 더 경성인 재료로 구성된다. 툴의 안정성을 충분히 높게 유지하기 위해, 툴의 섕크는 툴 팁의 영역에서보다 척킹(chucking) 포인트의 근처에서 더 두껍다.

그러나 그러한 정밀 기계가공 툴이 생산은 비교적 복잡하다. 안내 몸체는 정밀 맞춤 방식으로 툴 섕크 내의 대응 리세스 내로 용접되고 정확하게 맞도록 연마되어야 한다. 그러나, 이들 공지된 툴의 특별한 단점은, 이러한 방식으로 구성되는 툴의 적용 분야가 개별적 경우로 제한된다는 것이다. 다시 말해서, 이러한 방식으로 구성되는 툴은 매우 특정한 절단 작업 즉 매우 특정한 깊이의 매우 특정한 보어의 생산에만 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 공작물에 축방향으로 비교적 깊이 위치되는 보어 또는 동일한 크기 및 품질의 복수의 축방향으로 분리되는 보어를 고정밀도, 크기 정확도 및 표면 품질로 생산할 수 있게 하며, 여러 가지 보어 형상(깊이 및 직경)에 대한 툴의 채택에 있어서 최대 융통성을 보장하는 구조를 가져야 하는, 깊은 보어 또는 동일한 크기 및 품질의 복수의 축방향으로 분리되는 보어를 사후 기계가공하기 위한 회전 구동 멀티 에지 기계가공 툴을 제공하는 것이다.

이러한 목적은, 상기 안내 몸체 배치는 기본적으로 원통형인 안내 몸체(36)의 일체식 컴포넌트이고, 상기 안내 몸체는 고형 탄화물(SC)로 구성되어 있으며, n개 이상의 나선형 안내 리브(38-1 내지 38-4)를 형성하고 있고, 상기 나선형 안내 리브는 서로로부터 균일한 둘레 거리에 있으며, 상기 나선형 안내 리브에 호칭 직경(D38)이 할당되어 있고, 상기 호칭 직경(D38)은 기본적으로, 공급 방향에서 인접하고 있는 상기 절단 에지 세트(32)의 상기 호칭 직경(D32)보다, 상기 툴의 사용 동안에 형성되는 윤활 갭의 사이즈의 2배 만큼 작으며, 상기 안내 리브는 360°/n보다 큰 센터링 또는 랩(wrap) 각도를 통해 연장되어 있으며, 여기에서 n ≥ 2인, 일특징에 의해 달성된다.

본 발명에 따라, 안내 몸체 배치는, 툴의 팁에 있는 절단 에지 세트와 척킹 포인트 근처의 섕크 사이에 브리지를 형성하는, 경성 재료, 특히 고형 탄화물(SC)로 구성되는 개별 컴포넌트의 일체식 컴포넌트이다. 서로로부터 균일한 둘레 거리에 있는 복수의 나선형 안내 리브는, 매우 깊은 보어에서도 툴의 우수한 안내를 보장할 뿐더러, 안내 몸체가 보어를 사후 기계가공하기 위한 툴의 모듈러 컴포넌트가 되는 특히 추가적 이점을 제공한다. 이것은, 안내 몸체가 현재의 절단 작업에 채택되도록 개별적으로 선택될 수 있다는 이점을 가진다. 툴은 이러한 방식으로 실질적으로 더욱 비용면에서 효율적으로 생산될 수 있다.

안내 몸체를 고형 탄화물로부터 형성하면, 툴에 추가적 안정성이 주어지고, 그것이, 전체적으로 360°를 통해 한번 이상 연장되는 안내 리브와 함께, 툴의 절단 에지 세트가 최대 정밀도로 작용하는 것을 보장한다는 것은, 특히 추가적 이점이다. 안내 리브의 나선형 프로파일로 인해, 툴은, 각각의 절단 에지의 절단력이 대응 지지 모우먼트에 대항하도록, 모든 방향에서 연속적으로 지지된다.

바람직한 세부 개량은 종속항의 기술 요지를 형성한다.

안내 몸체가, 한편으로는 절단 에지를 지지하는 제1 절단 에지 모듈에, 다른 한편으로는 섕크부에, 회전 불가하고 이동 불가한 방식으로, 바람직하게 쉬링크 피팅(shrink fitting)에 의해 연결되면, 최대 안정성이 얻어질 수 있다는 것이 알려졌다. 이러한 연결은 또한 자체 중심 설정(self-centering)하므로, 컴포넌트들이 결합된 후에 안내 몸체 및/또는 절단 에지 세트의 광범위한 사후 기계가공을 생략할 수 있다는 이점을 가진다.

툴의 안내는 청구항 제3항의 수단에 의해 더욱 향상될 수 있다. 이러한 경우에, 특별히 디자인되는 안내 스트립 세트가 사용되는데, 상기 안내 스트립 세트는 공급 방향에서 볼 때 절단 에지 세트 뒤에 배치되며, 각각의 경우에 툴의 공급 방향에서 인접하는 절단 에지 세트의 절단 에지와 축방향으로 정렬되는 절단 삽입부에 의해 형성된다.

바람직하게 원통형으로 연마되는 안내 스트립 세트의 절단 삽입부는, 공급 방향에서 인접하는 절단 에지 세트의 호칭 직경보다 1/1000 범위 만큼 작은 호칭 직경을 가진다. 호칭 직경의 이러한 차이는, 상류 절단 에지 세트에 의해 방금 기계가공된 보어 벽에 대한 윤활 갭의 2배의 크기이며, 상기 윤활 갭은 툴의 사용 동안에 형성된다. 다시 말해서, 안내 스트립 세트의 호칭 직경은, 안내 몸체의 나선형 안내 리브에 할당되는 호칭 직경에 기본적으로 대응되어, 5와 9μm 사이의 윤활 갭은 안내 스트립 세트의 영역에 생성된다. 이러한 윤활 갭은, 리밍(reaming)에 사용되는 통상적 냉각제/윤활제의 윤활제 필름에 의해 신뢰성 있게 충전될 수 있어, 안내 스트립 세트와 안내 몸체는 나선형 안내 리브를 통해 임의의 작업 단계에서 툴을 안정화시키기 위해 효율적으로 사용될 수 있다.

고정밀도로 위치되는 안내 스트립 세트의 절단 삽입부는, 툴의 공급 방향에서 인접하는 절단 에지 세트의 절단 에지와 축방향으로 정렬되지만, 이들 절단 에지들에 대해 축방향으로 이격되기 때문에, 안내 스트립 세트는, 절단 에지 세트의 영역에서 사용되는 절단 에지의 수에 전혀 영향을 주지 않는다. 다시 말해서, 절단 에지 세트의 영역에서의 절단 에지의 수는 용이하게 증가될 수 있고, 그것은, 각각의 절단 작업에 채택하기 위한 툴의 디자인 동안에 융통성을 가지는 추가적 이점을 가진다.

특히, 절단 에지 세트에 짝수의 절단 에지가 구비되고, 이들 절단 에지가 둘레에 걸쳐 기본적으로 균일하게 분포되면, 안내 스트립 세트의 절단 삽입부는, 공급 방향에서 인접하는 절단 에지 세트의 절단 에지에 대해 기본적으로 대각선으로 반대쪽에 놓인다는, 특별한 이점이 발생된다. 이러한 방식으로, 절단 에지 세트의 절단 에지의 특히 효율적인 안내가 실현될 수 있다. 또한, 안내 스트립 세트의 절단 삽입부는 많은 공간을 절약하고, 기본적으로 공급 방향에서 인접하는 절단 에지 세트의 절단 에지와 동일한 방식으로 구성될 수 있으며, 그것은 툴의 생산을 더욱 단순화한다.

종래의 변수(일관성, 밀도, 속도, 및 압력에 대한)를 가진 냉각제/윤활제가 공급되면, 청구항 제4항에 따른 값으로 설정되는 안내 리브 및/또는 안내 스트립 세트의 호칭 직경은 특히 양호한 결과를 발생시킨다는 것이 알려졌다. 호칭 직경은, 습식 또는 건식 기계가공(MQL 기술)이 선택되었는지에 따라, 사용되는 냉각제/윤활제의 압력의 함수로서 변할 수 있다. 예를 들면 23mm의 절단 에지 세트의 호칭 직경에 대해, 호칭 직경 차이는 약 11과 17μm 사이에 있을 수 있다.

안내 스트립 세트의 특히 양호한 안정화 효과 즉 특히 양호한 안내는 청구항 제5항에 의해 발생된다. 실험에 의하면, 안내 스트립 세트의 절단 삽입부의 축방향 길이를 인접 절단 에지 세트의 길이로 제한하는 것으로 충분하다는 것이 보여졌다. 그러나, 구조적 상태가 허용하면, 안정화 효과를 더욱 증가시키기 위해, 안내 스트립 세트의 축방향 길이를 안내 스트립 세트의 앞에 있는 절단 에지 세트의 길이를 넘어 증가시키는 것도 물론 가능하다.

이미 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 보어를 사후 기계가공하기 위한 툴의 구조는 툴을 모듈 방식으로 구성하는 가능성을 제공한다. 청구항 제6항에 의해, 툴을 전체적으로 더욱 비싸게 하지 않으면서, 툴을 사용하기 위한 가능성이 간단한 방식으로 확대된다. 이러한 구조에 의해, 다양한 적용을 위한 툴을 낮은 비용으로 장비에 조립하는 것이 가능하다. 안내 몸체에 회전 불가하고 이동 불가한 방식으로 연결되는 절단 에지 모듈을 추가적 절단 에지 모듈에 연결하는 것도 가능한데, 그것은 절단 에지 세트의 윤활-갭-보호 지지가 충분한 안정화를 보장하기 때문이다.

바람직하게, 안내 스트립 세트의 절단 삽입부 및/또는 존재할 수도 있는 절단 에지 세트 중 하나 이상의 절단 에지 세트는, PCD(다결정 다이어몬드) 층을 가지는 절단 플레이트로부터 형성된다. 그러한 PCD 장착 절단 플레이트는 지극히 정확하게 형성될 수 있고, 지극히 안정하며, 지지 재료에 직접 용접되면 비교적 작은 공간만 취한다. 놀랍게도, 이들 PCD 장착 절단 플레이트는 또한 mm 범위의 두께만 가지더라도 안내 스트립 세트의 영역에서 작용하기에 매우 양호하게 적합하다는 것이 알려졌다.

안내 스트립 세트의 절단 삽입부 및/또는 존재하는 절단 에지 세트 중 하나 이상의 절단 에지 세트가 평행 축과 정렬되면, 툴의 생산은 더욱 단순하게 된다. 그러나, 툴은 반드시 직선 홈을 가져야 하는 것은 아니라는 것에 유의하여야 한다. 오히려, 툴은 또한, 적어도 약간 양의 방향으로 또는 음의 방향으로 비틀리거나 툴의 축을 향하는 절단 에지 세트 및 안내 스트립 세트의 영역에서, 절단 에지가 장착될 수 있다.

이미 상술한 바와 같이, 나선형 안내 리브는, 냉각제/윤활제와 함께, 툴의 안정화 및 따라서 직선적 안내에 실질적으로 기여한다. 안내 스트립 세트도 안정화 효과에 기여한다.

내부 냉각제/윤활제 공급부가 있으면, 냉각제/윤활제의 안정화 효과는 특히 효율적으로 디자인될 수 있다. 이러한 방식으로, 툴의 중요한 영역에 냉각제/윤활제가 지속적으로 충분히 공급되어, 안정화를 위해 필요한 윤활 필름이 없어지지 않는 것이 보장된다. 그러한 내부 냉각제/윤활제 공급부는, 특히 건식 기계가공에서, 즉 MQL(최소량 윤활)이 사용되면, 이점을 가진다.

각각의 안내 리브에 또는 존재하는 경우에는 각각의 절단 에지 세트에 바람직하게, 냉각제/윤활제를 공급하기 위한 충분한 수의 개구가 할당된다. 개구의 수 및 위치는 바람직하게 경험적으로 결정되며, 바람직하게 냉각제/윤활제의 형태 및 프로세스 변수(윤활제 밀도, 윤활제 유량 등)에 채택된다.

공작물에서 외향으로 놓이는 보어를 기계가공할 때에도 보어를 사후 기계가공하기 위한 툴이 충분히 안정하게 유지되기 위해서, 도 13에 따른 툴의 중심 결합을 위해 척킹 섹션을 형성하는 것이 바람직하다. 툴은 또한, 툴 축에 대해 작은 흔들림(run-out) 허용오차를 가지고 생산되는 척킹 플랜지에 의해, 축방향으로 안정화 즉 중심설정될 수 있다.

청구항 제15항의 개발에 의해, 서두에서 설명된 안내 몸체의 안정화 효과는 더욱 최적화된다. 각각의 경우에 360°의 센터링 또는 랩 각도에 걸쳐 연장되는 4개의 안내 리브에 의해 특히 양호한 결과가 얻어진다는 것이 알려졌다.

추가적으로 바람직한 구성은 나머지 종속항의 기술 요지를 형성한다.

본 발명의 예시적 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 보어의 사후 기계가공을 위한 멀티 에지 기계가공 툴의 실시예의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 툴의 부분 모듈(part module)의 확대도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 따른 툴의 툴 모듈(tool module)의 확대 상세도이다.
도 4는 도 2에 따른 컴포넌트의 부분 모듈의 측면도이다.
도 5는 도 4의 "V"에 따른 도면이다.
도 6은 도 2에 따른 툴 모듈의 사시도이다.
도 7은 전체 툴의 사시도이다.

도 1에서, 도면 부호 20은, 이 경우에 "베어링 터널 툴"로서 사용되며, 리머의 구성을 가지는 보어를 사후 기계가공하기 위한 멀티 에지 회전 구동 기계가공 툴을 나타낸다. 그러한 툴은, 자동차 산업에서 내연기관의 크랭크샤프트의 베어링을 위한 보어를 최종 크기로 기계가공할 필요가 있을 때 사용된다. 따라서, 그러한 경우에, 작은 허용오차를 유지하면서 높은 수준의 축방향 정렬, 정확도 및 표면 품질을 가지고 베어링의 개별 원통형 유효 표면을 생성할 수 있는 툴이 필요하다. 툴은 주로 3개의 섹션 즉 섕크(22), 척킹 섹션(24), 및 절단부(25)를 가진다.

도시된 툴은 예를 들면 약 23mm의 호칭 직경을 가진다. "베어링 터널"이라고 알려진 것의 생산에서 실제 절단 작업을 위해, 약 75mm의 절단부의 길이 및 약 300mm의 섕크의 길이(L22)가 필요하다. 척킹 섹션(24)은 기본적 컴포넌트로서, 툴(20)을 툴 시스템 모듈에 지지하기 위한 큰 평평한 면을 형성하기 위해 충분히 큰 직경(D26)을 가지는 척킹 플랜지(26)를 가진다.

도시된 예시적 실시예에서, 척킹 플랜지(26)는 예를 들면 약 70mm의 외경을 가진다. 평평한 면은, 툴 축(27) 또는 센터링 돌출부(28)에 대해 매우 높은 런닝(running) 정확도로 제조되며, 센터링 돌출부(28) 쇄선으로 도시되어 있고 예를 들면 센터링 실린더 또는 센터링 콘(cone), 특히 중공 섕크 테이퍼(HST) 콘에 의해 형성된다. 도시된 예시적 실시예에서, 척킹 플랜지(26)는 등화(equalisation) 어댑터(5)에 부착되고, 등화 어댑터(5)는 냉각제 이송 세트(상세히 도시되지 않음)를 지지하고, 등화 어댑터(5)의 부품을 위해서 중공 섕크 테이퍼(HST)(54)를 가지는 척킹 플랜지(52)를 지지하며, 중공 섕크 테이퍼(HST)(54)에 의해 툴이 스핀들 또는 다른 툴 시스템 모듈에 부착될 수 있다.

따라서, 도 1에 도시된 툴은 모듈식 구조를 가져, 엔진 생산 작업의 각각의 생산 라인에 신속하고 최적하게 채택될 수 있다. 사용되는 절단 기술에 대한 융통성 또한 보장된다. 예를 들면, 등화 어댑터(50)에 의해 냉각/윤활의 형태를 채택시키고 예를 들면 습식으로부터 "건식" 기계가공(MQL 기술)으로 변경시키는 것이 가능하다(MQL은 최소량 윤활을 뜻함).

툴, 섕크 및 절단부의 척킹 포인트는, 툴이 공작물의 외부 베어링 보어를 가능한 정밀하게 기계가공할 수 있도록 충분히 견고하다. 툴이 공작물 내로 더 깊이 이동되면, 보어의 정확도 및 표면 품질을 최고 가능한 수준으로 유지하기 위해 특별한 추가적 예방조치가 취해진다. 이들 조치는 아래에서 더욱 상세히 설명된다.

아래에서 구조가 설명되는 절단부(25) 뒤에 기본적으로 원통형인 안내 몸체(36)가 배치되며, 원통형 안내 몸체(36)는 경성 재료 특히 고형 탄화물(solid carbide(SC))로 구성되고, 한편으로는 섕크 섹션(23)에 다른 한편으로는 절단부(25)에 회전 불가하게 축방향으로 고정되는 방식으로 연결된다. 이러한 목적을 위해, 안내 몸체는 바람직하게 그 양쪽 축방향 단부에 센터링 실린더를 가지며, 센터링 실린더에 의해, 공구강으로 구성되는 툴의 컴포넌트 즉 섕크 버트(butt)(23) 및 절단부(25)에 대한 쉬링크 피팅 연결이 이루어진다(도 2의 센터링 보어(29)를 참조).

안내 몸체(36)에 2개 이상의 나선형 홈이 형성되며, 나선형 홈 사이에 2개의 나선형 안내 리브(38)가 생성되고, 나선형 안내 리브(38)는 서로로부터 균일한 둘레 방향 거리에 있으며 바람직하게 호칭 직경(D38)으로 되도록 원통형으로 연마된다. 이러한 호칭 직경은 기본적으로, 공급 방향으로 인접하며 베어링 터널 보어의 마감을 수행하는 절단 에지 세트(32)의 호칭 직경(D32)보다, 툴의 사용시에 형성되는 윤활 갭의 사이즈의 2배 만큼 작다. 도시된 예시적 실시예에서, 절단 에지 세트(32)의 호칭 직경은 약 23mm로 세팅되고, 크기 허용오차는 0 내지 3μm이다. 이 경우에 안내 리브의 호칭 직경(D38)은 약 14 ± 3μm 만큼 작다. 따라서 호칭 직경의 이러한 차이는 정밀하게, 절단 에지 세트(32)에 의해 방금 기계가공된 베어링 터널 보어의 내벽과 안내 리브(38)의 외면 사이에 소정 냉각제/윤활제 공급 상태로 형성될 안정된 윤활 갭을 위한 사이즈이며, 그에 의해 툴(20)은 축-정밀(axis-precise) 및 진동 없는 방식으로 전체 둘레 내로 안내된다.

도시된 예시적 실시예에서, 서로로부터 균일한 거리에 있는 4개의 나선형 안내 리브(38-1 내지 38-4)가 구비된다. 이들 안내 리브(38-1 내지 38-4)는 각각, 360°/n 이상인 충분히 큰 랩 또는 센터링 각도를 통해 연장되며, 여기에서 n은 안내 리브(38-1 내지 38-4)의 수를 뜻한다. 도시된 예시적 실시예에서, 각각의 안내 리브(38-1 내지 38-4)가 연장되는 센터링 각도는 각각의 경우에 360°이어서, 툴의 특히 효과적인 지지 및 따라서 직선적 안내가 달성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 툴에 내부 냉각제/윤활제 공급부가 장착되어, 냉각제/윤활제 공급을 위한 바람직하게 중앙의 리세스가 섕크의 내부 즉 섕크 버트(23)의 내부 및 안내 몸체(36)의 내부 및 절단부(25)의 내부에 존재한다. 도면 부호 39는 브랜치 채널의 개구를 나타내며, 개구는 바람직하게 내부 냉각제 리세스로부터 안내 몸체(36)의 관련 홈으로 향해 축(27)에 대해 경사져 연장되고, 안내 리브(38-1 내지 38-4) 사이에서 축방향으로 이격되는 방식으로 나온다. 충분한 압력을 가지며 대응하는 최적화된 성질(밀도, 오일 함량, 오일 액적 사이즈 등)을 가지는 냉각제/윤활제는, 바람직하게 경험적으로 결정된 방식으로, 개구(39)를 통해 안내 몸체와 보어의 내벽 사이의 공간으로 통과되어, 연속적 윤활 갭은 툴을 안정화시키기 위해 최적으로 공급될 수 있다.

절단부(25)의 구성은 도 2 내지 도 6을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명된다. 도 2에서 가장 명백하게 알 수 있듯이, 절단부(25)는 상세하게 2개의 모듈 즉 제1 절단 에지 모듈(42), 및 제1 절단 에지 모듈(42)에 축방향으로 인접하는 제2 절단 에지 모듈(44)로 구성된다. 제1 절단 에지 모듈(42)은 안내 몸체(36)와 대면하는 쪽에 다이어메트릭(diametric) 리브(43)를 가지며, 다이어메트릭 리브(43)에 의해, 대응 다이어메트릭 홈을 가지는 회전 불가하게 고정되는 장착 치형부 시스템이 안내 몸체(36) 내에 생성될 수 있다. 절단 에지 모듈(42)의 중앙에서, 쇄선으로 표시된 도입된 장착 보어(29)에 의해 다이어메트릭 리브(43)가 대치된다. 장착 보어(29)에 의해, 안내 몸체(36)의 상보적 원통형 돌출부(상세히 도시되지 않음)에 대한 쉬링크 피팅이 이루어진다.

제1 절단 에지 모듈(42)은, 예시적 실시예에서 둘레에 걸쳐 균일하게 분포되는 6개의 절단 삽입부(32-1, 32-2, 32-3, 32-4, 및 (도시되지 않은) 32-5, 32-6)에 의해 형성되는 절단 에지 세트(32)를 지지한다. 그러나 이 시점에서, 절단 에지 또는 절단 삽입부의 수는 6개로 제한되지 않는다는 것에 유의하여야 한다.

절단 에지 또는 절단 삽입부(32-1 내지 32-n)는 축방향으로 정렬되며 13과 17mm 사이의 길이(L32)를 가진다. 그것들은 예를 들면, 약 0.5 내지 1mm 두께의 강철 캐리어 부분이 약 0.5mm의 PCD(다결정 다이어몬드) 층을 지지하는 PCD 도금 절단 플레이트로부터 형성된다. 절단 에지 세트(32)의 절단 에지는 통상적인 기준에 따라 연마되어, 이 경우의 상세사항에 대한 설명은 생략될 수 있다.

그러나, 도 2에 따른 제1 절단 에지 모듈(42)의 특수한 일특징은, 복수의 지지 스트립(34-1 내지 34-6)에 의해 형성되는 지지 스트립 세트(34)는 절단 에지 세트(32)에 축방향으로 인접하여 즉 수 mm의 거리에 할당된다는 것이다. 이들 지지 스트립(34-1 내지 34-6)은 또한, 각각의 경우에 절단 에지 세트(32)의 절단 에지(32-1 내지 32-6)와 축방향으로 정렬되는 고정밀도로 위치되며 바람직하게 원통형으로 연마되는 절단 삽입부로서 형성된다. 지지 스트립 세트(34)는, 기본적으로 공급 방향으로 인접하는 절단 에지 세트(32)의 호칭 직경(D32)보다 툴의 사용시에 형성되는 윤활 갭의 사이즈의 2배 만큼 작은 호칭 직경상에 놓이도록, 바람직하게 원통형으로 연마된다. 다시 말해서, 직경(D34)은 직경(D38)의 크기 내에 있어, 절단 에지 세트(32)에 가까이 인접하는 지지 스트립(34-1 내지 34-6)은, 결합된 절단 에지 세트(32)를 안정화시키기 위해 사용된다.

지지 스트립 세트(34)의 축방향 길이(L34)는 절단 에지 세트(32)의 축방향 길이(L32)보다 약간 커서, 15와 25mm 사이에 있다. 절단 삽입부(34-1 내지 34-6)는, 절단 삽입부(32-1 내지 32-6)와 유사한 방식으로 구성되며, 즉 약 1 내지 1.5mm의 전체 두께를 가지는 PCD 도금된 절단 플레이트로부터 유사하게 형성된다.

도 2에서 알 수 있듯이, 각각의 경우에 서로 축방향으로 정렬되는 절단 에지 세트(32) 및 지지 스트립 세트(34)의 절단 삽입부는, 제1 절단 에지 모듈(42) 내에 형성되는 공통 포켓(40) 내에 있다. 절단 삽입부(32-1 내지 32-6, 및 34-1 내지 34-6)는, 툴 축(27)을 통하여 연장되는 평면 내에 기본적으로 툴의 관련 2차 절단 에지가 놓이는 방식으로, 포켓(40) 내에 수용된다.

상술한 바와 같이, 지지 스트립 세트(34)의 절단 삽입부는 바람직하게 외부 둘레에 원통형으로서 연마된다. 그러나, 절단 삽입부(34-1 내지 34-6)를 블레이드 방식으로 또는 음(negative)의 2차 절단 에지 자유 각도가 생성되는 방식으로 연마하는 것도 동등하게 가능하다는 것에 유의하여야 한다. 유일한 중요 사항은, 절단 삽입부(34-1 내지 34-6)의 위치 설정 및 절단 삽입부(34-1 내지 34-6)의 기계가공 또는 성형이, 툴이 추가적으로 효과적으로 안내될 수 있게 하는 균질성 윤활 갭이 전체 길이(L34)에 걸쳐 생성되도록 정밀하다는 것이다.

따라서, 절단 에지 세트(32)에, 지지 스트립 세트(34)와 마찬가지로, 각각의 경우에, 각각의 경우에 서로로부터 60°의 거리에 있는 6개의 절단 에지 또는 절단 에지형 몸체가 장착된다. 지지 스트립 세트(34)의 절단 삽입부(34-1 내지 34-n)는 인접 절단 에지 세트(32)의 절단 에지와 축방향으로 정렬되기 때문에, 절단 에지 세트의 각각의 절단 에지는 지지 스트립 세트(34)의 안정화 윤활 갭에 대각선으로 약간 벗어나 놓여, 절단력에 의해 발생되는 툴의 편향 이동은 효과적으로 대항될 수 있다.

도 2로부터 더 알 수 있듯이, 제1 절단 에지 모듈(42)은, 예를 들면 내부 나사산(도 5에 도시되지 않음)에 의해 제2 절단 에지 모듈(44)을 지지하며, 제2 모듈은, 제2 모듈의 나사산이 형성된 돌출부(마찬가지로 상세히 도시되지 않음)에 의해 제1 절단 에지 모듈(42) 내로 나사체결된다. 전방 단부에서, 제2 절단 에지 모듈(44)은 참조된 호칭 외경을 가지는 추가적 절단 에지 세트(30)를 지지한다. 이러한 호칭 직경(D30)은 툴의 호칭 직경(D32)보다 작고, 도시된 예시적 실시예에서 약 22.5mm이다. 그러면, 이러한 절단 에지 세트(30)에, 절단 에지 세트(32)의 절단 에지와 축방향으로 정렬되는 절단 삽입부(30-1 내지 30-n)가 장착될 수 있다.

도시된 예시적 실시예에서, 절단 에지 세트(30)는, 베어링 터널 보어를 사전 기계가공하기 위해 사용된다. 이러한 목적을 위해, 절단 에지 세트(30)의 호칭 직경은 절단 에지 세트(32)의 호칭 직경보다 약 0.5mm 작게 유지된다. 그러나, 작은 직경을 가지며 단차를 가진 보어를 절단 에지 세트(30)에 의해 기계가공하는 것도 동일하게 가능하다. 도면 부호 31은, 절단 에지 세트(30)가 제2 절단 에지 모듈(44)에 축방향으로 고정되게 하거나 냉각제를 공급하기 위한 툴의 내부 리세스가 폐쇄되게 하는 컴포넌트를 지칭한다. 제2 절단 에지 모듈(44)과 절단 에지 세트(30) 사이의 회전 불가하게 고정되는 연결은, 컴포넌트의 일체식 형성 또는 형상 맞춤 치차식 연결에 의해 이루어진다.

상술한 바와 같이, 툴(20)에, 절단 에지에 냉각제/윤활제를 충분히 공급하고 사용시에 바람직한 중앙 채널을 통해 리브를 안내하는 내부 냉각제/윤활제가 장착된다. 툴(20)의 내부에 구비되는 중앙 공급 채널은, 안내 몸체(36), 제1 절단 에지 모듈(42)과 제2 절단 에지 모듈(44) 사이의 경계면을 통해 연장된다. 그러면, 내부 채널은 컴포넌트(31)에 의해 폐쇄된다.

도면 부호 45 및 46은, 바람직하게 툴의 축(27)에 대해 경사져 연장되고 내부 냉각제/윤활제 리세스로부터 분기되는 분기 채널의 개구를 지칭한다. 알 수 있듯이, 개구(46)는, 개구(46)가 지지 스트립 세트(34)의 근처에 놓여 절단 에지 세트(32)와 지지 에지 세트(34)의 절단 에지에 공급하기 위해 사용될 수 있게 하는 방식으로, 절단 에지 세트(32)의 영역에 배치된다.

도면 부호 60은 나사산이 형성되는 핀을 지칭하며, 나사산이 형성되는 핀은 제1 절단 에지 모듈(42) 내로 반경방향으로 나사체결될 수 있고, 나사산이 형성되는 핀에 의해 툴의 균형 또는 미세 균형이 수행될 수 있다.

도 1 및 도 2에서 더욱 알 수 있듯이, 절단 에지 세트(30), 절단 에지 세트(32), 지지 스트립 세트(34), 안내 몸체(36) 또는 안내 리브(38)의 작용면 즉 외경은 최대 정밀도에 의해 또한 툴 축(27)에 위치시킴으로써 제조된다. 절단 에지 세트(32), 지지 스트립 세트(34), 및 안내 몸체(36)의 호칭 직경은 0 내지 -3μm의 허용오차 범위에서 제조된다. 절단 에지 세트(30)의 호칭 직경의 제조 허용오차는 ± 20μm이다. 한편으로는 척킹 플랜지(52)의 척킹 면에 대한, 다른 한편으로는 중공 섕크 테이퍼(HST)의 축(27) 또는 척킹 콘에 대한 절단 에지 세트(30)의 런닝 정확도는 5μm이다. 절단 에지 세트(32), 지지 스트립 세트(34), 및 안내 몸체에 대한 이러한 런닝 정확도는 3μm까지 감소된다.

따라서, 상기 설명으로부터, 본 발명에 따른 툴이 베어링 터널의 내부 보어 또는 매우 깊은 동축 보어를 최대 정밀도, 위치 정확도 및 양호한 표면 품질로 생성시킬 수 있다는 것이 명백하다. 안내 몸체(36)가 안내 리브(38)를 툴 모듈의 일체식 컴포넌트로서 형성하기 때문에, 복잡한 안내 스트립이 사용될 필요가 없다는 생산 이점이 있다. 동시에, 툴의 디자인 또는 각각의 절단 작업에 대한 채택 동안에 큰 융통성이 보장된다. 툴 섕크(22)의 축방향 길이(L22)는, 절단 에지 세트(32)의 영역 및/또는 절단 에지 세트(30)의 영역에서 툴이 재형성될 필요 없이, 안내 몸체(36)를 변경시킴으로써 세팅될 수 있다. 툴 구조는 마찬가지로 척킹 포인트(26) 및 섕크 버트(23)의 영역에 유지될 수 있고, 그 결과, 툴의 생산 동안에 추가적 이점이 주어진다.

툴은 미세 균형을 위한 디바이스를 가진다. 제1 절단 에지 모듈(42)의 영역에서의 나사산이 형성된 핀(60)에 더하여, 유사한 축방향 및/또는 반경방향 나사산이 형성된 핀이 척킹 플랜지(26)의 영역에 구비되며, 축방향 및/또는 반경방향 나사산이 형성된 핀의 위치 설정은 툴의 동적 미세 균형을 가능하게 한다.

물론, 툴의 크기는 넓은 한계 내에서 변경될 수 있다. 도 1 및 도 2에 따른 구성의 크기는 단순히 예이다. 예를 들면, 제2 절단 에지 모듈(44)의 축방향 크기(L44)는 물론, 예시적 실시예에 도시된 약 20 내지 25mm의 크기보다 크거나 작을 수 있다.

호칭 직경(D34 또는 D38)의 정의 역시 사용되는 냉각제/윤활유의 압력 및 물리적 변수에 따라 변경될 수 있다. 도시된 예시적 실시예에서, 호칭 직경 차이는 예를 들면 11과 17μm 사이에 있다. 이러한 호칭 직경 차이는 습식 기계가공을 위해 더 클 수 있다.

도 4 및 도 5는 제1 절단 에지 모듈(42)의 상세사항을 도시하고 있다. 절단 에지 세트(32)의 절단 삽입부(32-1 내지 32-6)는 0.1 × 45°의 챔퍼(chamfer)를 가지는 것을 알 수 있다. 이것은 그에 대응하여 지지 스트립 세트(34)의 절단 삽입부에 적용된다. 이러한 영역에서, 공급 방향에서 앞의 단부에서의 절단 삽입부(34-1 내지 34-6)는 0.15mm × 15°의 삽입 챔퍼를 가지도록 디자인된다. 도그 리브(dog rib)(43)의 축방향 크기(L43)는 도 4에 따른 변경예에서 약 2mm를 가지는 것으로 정의된다.

도 5에 따른 측면도는 절단 삽입부(32-1 내지 32-6)가 툴 축(27)에 대해 놓이는 방법을 도시하고 있다. 또한, 절단 삽입부는 약 0.5mm 크기의 PCD 층 및 0.5의 연마 챔퍼를 가지는 것을 알 수 있다. 세그먼트 두께는 1.6mm로 규정된다. 그러나, 세그먼트 두께는 1mm 만큼 낮게 선택될 수 있다.

바람직하게 척킹 섹션, 섕크 버트, 및 절단 에지 모듈의 컴포넌트를 위해 공구강이 사용되지만, 50CrV4와 같은 열처리 가능 강철이 바람직하게 절단 삽입부의 캐리어 플레이트를 위한 재료로서 사용된다.

도면 부호 62는 도 5에서 내부 나사산을 나타내며, 내부 나사산 내로 제2 절단 에지 모듈(44)이 나사체결될 수 있다. 제2 절단 에지 모듈(44)의 나사산은 절단부로의 전이 영역에서 외부 콘을 가지며, 외부 콘은 나사체결될 때 제1 절단 에지 모듈(42)의 대향 장착 면(68)에 지지될 수 있다. 따라서 절단 에지(32-1 내지 32-6)는 원추형 면들의 짝짓기(pairing)에 의해 반경방향으로 미세조절될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 제2 절단 에지 모듈(44)에, 폭을 가로지르는 평면(width across flats)을 형성하기 위해 평평한 부분(66)이 구비된다.

도 7은 완전히 조립된 툴의 사시도이다. 이 경우에, 상술한 컴포넌트에 대응하는 컴포넌트에 대응 도면 부호가 부여된다. 또한, 추가적 균형 옵션을 제공하는 축방향 나사산이 형성된 핀(68)이 척킹 플랜지(26)에서 볼 수 있다.

물론, 상술한 예시적 실시예로부터의 이탈은, 본 발명의 기본적 아이디어로부터 이탈함이 없이 가능하다.

예를 들면, 절단 에지 세트(32)의 절단 에지와 지지 스트립 세트(34) 사이의 기본적으로 축방향으로의 정렬 역시, 절단 에지가 약간의 좌측 또는 우측 비틀림을 가지고 구성되면, 즉 제2 절단 에지의 전방 경사각(front rake angle)이 바람직하게 0°로부터 약간 편차되면, 유지될 수 있다. 그러면, 툴의 직선 홈 대신에, 포켓(40) 역시 축(27)에 대해 약간 양의 방향 또는 음의 방향으로 정렬된다.

절단 에지 세트(30, 32)는 마찬가지로 반드시, 절단 에지가 절단 삽입부에 형성되는 방식으로 구성되는 것은 아니다. 또한, 절단 에지에, 바람직하게 고형 탄화물과 같은 경성 재료로 구성되는 절단 에지 캐리어가 일체로 형성될 수 있다.

또한, 다른 재료들, 특히 서로 다른 여러 가지 재료들이 제1 및 제2 절단 에지 모듈을 위한 재료로서 사용될 수 있다.

지지 스트립(34-1 내지 34-6)이 원통형을 연마되는 것이 위에서 설명되었다. 그러나 또한, 연마된 섹션은, 툴의 회전 방향으로 윤활 갭이 넓어지도록, 수정될 수 있다.

이것은 그에 대응하여 안내 리브(38-1 내지 38-4)의 외면에 적용된다.

절단 에지 세트(30, 32)의 절단 삽입부의 연마된 섹션은 상세히 설명되지 않았다. 고성능 리머에 일반적으로 사용되는 통상적 연마된 섹션이 여기에 사용될 수 있고, 그러한 이유로 연마된 섹션에 대한 상세한 설명이 이러한 경우에 생략될 수 있다. 그러나, 예를 들면 PCD 도금 절단 삽입부의 직경이 축방향에서의 길이에 걸쳐 1/1000 범위에서 약간 예를 들면 12 내지 16μm 만큼 테이퍼지는 것이 바람직할 수 있다. 또한, PCD 도금 절단 삽입부를 에지에서 둥글게 하거나 PCD 도금 절단 삽입부가 둥근 챔퍼를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 절단 에지 세트의 각각의 절단 에지에 냉각제/윤활제 공급의 자체 개구를 할당하는 대신에, 개별적인 경우에 1개의 개구에 의해 복수의 절단 에지에 공급하는 것으로 충분할 수 있다.

또한 물론, 절단 에지의 수 및/또는 안내 리브의 수를 변경하는 것도 가능하다. 그러나, 툴이 안내 몸체에 의해 축방향으로 넓은 정도에 걸쳐 또한 전체 둘레에 걸쳐 지지되는 것이 보장되어야 한다. 따라서 바람직하게, 서로로부터 균일한 둘레방향 거리에 있고 각각의 경우에 360°/n보다 큰 센터링 각도에 걸쳐 연장되는 n개의 나선형 안내 리브가 존재하며, 여기에서 n ≥ 2이다.

도시된 예시적 실시예에서, 안내 리브(38)의 나선은 회전 방향으로 연장된다. 그러나, 안내 리브(38)의 나선을 회전 방향에 대해 반대 방향으로 세팅하는 것도 동일하게 가능하다.

또한, 절단 에지 세트(30, 32, 34, 36)의 각각의 절단 에지에 냉각제/윤활제 공급의 자체 개구를 할당하는 대신에, 개별적인 경우에 1개의 개구에 의해 복수의 절단 에지에 공급하는 것으로 충분할 수 있다.

스텝드 리머(stepped reamer)로서 구성되는, 보어의 사후 기계가공을 위한 상술한 툴이 위에서 회전 구동 툴로서 설명되었다. 그러나, 툴을 수직으로 삽입하고 공작물을 회전 가능하게 세팅함으로써 절단을 수행하는 것도 동일하게 가능하다.

상술한 툴은, 둘레에 걸쳐 균일하게 분포되는 6개의 절단 에지를 가진다. 그러나, 절단 에지의 수는 넓은 범위에서 변할 수 있지만, 바람직하게 짝수의 절단 에지가 선택된다. 둘레에 걸쳐 분포되는 절단 에지의 각도 거리가 정확하게 동일한 사이즈가 아니더라도, 본 발명은 서두에서 설명한 이점을 제공할 수 있다.

하나의 직경만 정밀하게 기계가공하는 툴의 실시예가 위에서 설명되었다. 그러나, 본 발명은 스텝드 보어를 1회의 패스로 기계가공하기 위해 동등하게 사용될 수 있고, 여전히 상술한 이점을 제공할 수 있다.

따라서, 본 발명은, 깊은 보어 또는 동일한 크기 및 품질의 여러 개의 축방향으로 분리되는 보어, 예를 들면 캠샤프트를 위한 베어링 부싱을 수용하기 위한 보어를 기계가공하기 위한, 특히 리머인, 보어를 사후 기계가공 또는 정밀 기계가공하기 위한 멀티 에지 기계가공 툴을 형성한다. 툴은, 소정 호칭 직경 및 둘레에 걸쳐 기본적으로 균일하게 분포되는 절단 에지를 가지는 하나 이상의 절단 삽입부, 및 절단 삽입부에 대해 축방향으로 이격되는 안내 몸체 배치를 가진다. 툴을 각각의 절단 작업에 채택할 때 동시에 큰 융통성을 제공하면서 안내 정확도를 향상시키기 위해, 안내 몸체 배치는, 고형 탄화물(SC)로 구성되는 기본적으로 원통형인 안내 몸체의 일체식 컴포넌트이다. 이러한 안내 몸체는 n개 이상의 나선형 안내 리브를 형성하며, 안내 리브는 서로로부터 균일한 둘레 거리에 있고, 안내 리브에, 툴의 사용 동안에 형성되는 윤활 갭의 사이즈의 2배 만큼 절단 에지 세트의 호칭 직경보다 기본적으로 작은 호칭 직경이 할당된다. 각각의 안내 리브는, 360°보다 큰 센터링 각도를 넘어 연장되며, 여기에서 n ≥ 2이다.

32-1 내지 32-6: 절단 에지
36: 안내 몸체
38-1 내지 38-4: 안내 리브

Claims

캠샤프트를 위한 베어링 부싱을 수용하기 위한 보어와 같은 깊은 보어 또는 동일한 크기 및 품질의 복수의 축방향으로 분리된 보어를 기계가공하기 위한, 특히 리머(reamer)인, 보어를 사후 기계가공(post-machining) 또는 정밀 기계가공하기 위한 멀티 에지 기계가공 툴에 있어서,
소정 호칭 직경(D32) 및 둘레에 걸쳐 기본적으로 균일하게 분포된 절단 에지(32-1 내지 32-6)를 가진 하나 이상의 절단 에지 세트(32), 및
상기 절단 에지에 대해 축방향으로 이격된 안내 몸체 배치
를 가지고 있으며,
상기 안내 몸체 배치는 기본적으로 원통형인 안내 몸체(36)의 일체식 컴포넌트이고,
상기 안내 몸체는 고형 탄화물(SC)로 구성되어 있으며, n개 이상의 나선형 안내 리브(38-1 내지 38-4)를 형성하고 있고,
상기 나선형 안내 리브는 서로로부터 균일한 둘레 거리에 있으며,
상기 나선형 안내 리브에 호칭 직경(D38)이 할당되어 있고,
상기 호칭 직경(D38)은 기본적으로, 공급 방향에서 인접하고 있는 상기 절단 에지 세트(32)의 상기 호칭 직경(D32)보다, 상기 툴의 사용 동안에 형성되는 윤활 갭의 사이즈의 2배 만큼 작으며,
상기 안내 리브는, 360°/n보다 큰 센터링 또는 랩(wrap) 각도를 통해 연장되어 있으며,
여기에서 n ≥ 2인,
보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제1항에 있어서,
상기 안내 몸체(36)는, 한편으로는 상기 절단 에지 세트(32)를 지지하고 있는 상기 제1 절단 에지 모듈(42)에, 다른 한편으로는 툴 시스템 모듈 또는 툴 시스템의 툴 홀더에 중심 결합하기 위한 척킹 섹션(26)을 가진 섕크부(23)에, 쉬링크 피트(shrink fit) 연결에 의해 회전 불가능 및 이동 불가능 방식으로 연결되어 있는, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 절단 에지 세트(32)와 상기 안내 몸체(36) 사이에, 고정밀도로 위치되어 있고 바람직하게 원통형으로 연마된 절단 삽입부(34-1 내지 34-6) 형태의 추가적 안내 스트립 세트(34)가 있으며,
상기 절단 삽입부(34-1 내지 34-6)는, 각각의 경우에, 상기 툴의 공급 방향에서 인접하는 상기 절단 에지 세트(32)의 상기 절단 에지(32-1 내지 32-6)와 축방향으로 정렬되어 있고,
상기 절단 삽입부(34-1 내지 34-6)는, 상기 공급 방향에서 인접하는 상기 절단 에지 세트(32)의 상기 호칭 직경(D32)보다, 상기 툴의 사용 동안에 형성되는 윤활 갭의 사이즈의 2배 만큼 기본적으로 작은 호칭 직경(D34)을 가지고 있는,
보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공급 방향으로 인접하는 상기 절단 에지 세트(32)의 상기 호칭 직경(D32)보다 상기 안내 리브(38) 및/또는 상기 안내 스트립 세트(34)의 상기 호칭 직경(D38)이 작아지는 양은, 0.0002와 0.0016 × D 사이의 범위, 바람직하게 0.0002와 0.0005 × D 사이의 범위에 있는, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 안내 스트립 세트(34)의 상기 절단 삽입부(34-1 내지 34-6)의 축방향 길이(L34)는 적어도, 상기 공급 방향으로 인접하는 상기 절단 에지 세트(32)의 축방향 길이(L32)에 대응하는, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내 몸체(36)로부터 멀어지는 방향으로 향하는 쪽에 있는 상기 제1 절단 에지 모듈(42)은, 보다 작은 호칭 직경(D30)을 가진 절단 에지 세트(30)를 가지는 추가적 절단 에지 모듈(44)을 착탈 가능하게 지지하고 있는, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절단 에지 세트(30, 32, 34)는 각각, 상기 둘레에 걸쳐 균일하게 분포된 6개의 절단 에지를 가지고 있는, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내 스트립 세트(34)의 상기 절단 삽입부(34-1 내지 34-6) 및/또는 상기 절단 에지 세트(30, 32) 중 하나 이상은 PCD(다결정 다이어몬드) 도금 절단 플레이트(56)로부터 형성되어 있는, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제8항에 있어서,
상기 절단 플레이트(56)는 0.75와 1.7mm 사이의 두께(T56)를 가지고 있고,
상기 PCD 층의 두께는 약 0.5mm인,
보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내 스트립 세트(34)의 상기 절단 삽입부(34-1 내지 34-6) 및/또는 상기 절단 에지 세트(30, 32) 중 하나 이상의 절단 에지 세트의 절단 에지는 축방향으로 평행한 방식으로 정렬되어 있는, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
내부 냉각제/윤활제 공급부를 더 포함하는, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제11항에 있어서,
상기 절단 에지 세트(30, 32, 34)의 각각의 절단 에지 및/또는 각각의 안내 리브(38)는 상기 냉각제/윤활제 공급부의 하나 이상의 개구(45, 46, 39)에 할당되어 있는, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 척킹 섹션은, 툴 시스템의 툴 홀더에 대한 중심 결합을 위해, 센터링 돌출부(28), 특히 중공 섕크 테이퍼(HST), 및 상기 센터링 돌출부의 축(27)에 직각으로 위치된 척킹 플랜지(26)를 가지고 있는, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제3항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내 스트립 세트의 상기 절단 삽입부(34-1 내지 34-6)의 2차 절단 에지 자유 각도는 약 0°인, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내 리브(38)는 각각의 경우에 360° 이상의 센터링 또는 랩 각도를 통해 연장되어 있는, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내 리브(38)의 수 n은 4 이상인, 보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내 몸체(36)의 축방향 길이(L36)는 6과 8 × D 사이에 있고,
D는 상기 툴의 최대 호칭 직경에 대응하는,
보어를 사후 기계가공하기 위한 기계가공 툴.