KR20190045721A - 웨이트부재를 포함하는 회전식 가공공구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 웨이트부재를 포함하는 회전식 가공공구는, 중심축을 기준으로 회전함에 따라 가공 대상에 대한 가공을 수행하며, 내부에 길이 방향을 따라 길게 형성된 수용공간이 형성된 공구본체 및 상기 수용공간 내에 구비되며, 상기 공구본체에 비해 상대적으로 밀도가 높은 재질로 이루어진 웨이트부재를 포함한다.

Description

웨이트부재를 포함하는 회전식 가공공구{Rotary Cutting Tool Having Weight Member}

본 발명은 회전에 따라 가공 대상을 절삭하는 가공공구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고밀도의 웨이트부재가 구비되어 모드 특성을 개선하고 가공 시 발생하는 진동을 저감시킬 수 있는 회전식 가공공구에 관한 것이다.

공작기계를 이용한 절삭가공은 다양한 가공공구를 이용하게 되며, 그 종류에 따라 평삭가공, 측면가공, 구멍가공, 나사가공 등으로 분류될 수 있다.

이와 같은 절삭가공 시에는 가공장치 및 공구에 심한 진동 및 열이 발생하게 되며, 이는 공구의 마모를 유발하는 동시에 장치의 수명을 단축시키고, 가공품질을 저하시키게 된다.

그리고 이와 같은 절삭가공에 사용되는 가공공구는, 절삭가공 시에 발생하는 1000~1500℃의 높은 온도의 열을 냉각시키기 위하여 절삭유와 같은 냉각용 유체를 사용하는 것이 일반적이다.

한편 절삭가공 시에는 열과 함께 진동이 발생하게 되며, 이에 따라 진동을 감쇠시키기 위한 방법들이 고안되고 있다. 다만, 현재까지 제안되고 있는 방법들은 제어가 어려울 뿐만 아니라, 진동을 효과적으로 감쇠시키지 못한다는 문제가 있다. 특히 회전에 따라 가공 대상을 절삭하는 회전식 가공공구의 경우, 구동 특성 상 진동 제어를 수행하기가 보다 어렵다는 특징을 가진다.

따라서 절삭가공 시 발생하는 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.

한국공개특허 제10-2002-0095047호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 회전식 가공공구를 이용한 가공 시 발생하는 진동을 효과적으로 감쇠시키기 위한 방법을 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이트부재를 포함하는 회전식 가공공구는, 중심축을 기준으로 회전함에 따라 가공 대상에 대한 가공을 수행하며, 내부에 길이 방향을 따라 길게 형성된 수용공간이 형성된 공구본체 및 상기 수용공간 내에 구비되며, 상기 공구본체에 비해 상대적으로 밀도가 높은 재질로 이루어진 웨이트부재를 포함한다.

그리고 상기 웨이트부재는 상기 수용공간의 길이 방향을 따라 복수 개가 연접하여 구비될 수 있다.

또한 서로 인접한 웨이트부재 사이에 구비되며, 탄성을 가지는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 웨이트부재에는 함몰홈이 형성되며, 상기 탄성부재는 서로 인접한 웨이트부재의 각 함몰홈 사이에 삽입된 형태로 구비될 수 있다.

또한 상기 함몰홈의 깊이는 상기 웨이트부재 두께의 1/2보다 작게 형성될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 웨이트부재를 포함하는 회전식 가공공구는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 공구본체 내에 고밀도의 웨이트부재가 구비되어 회전식 가공공구의 모드 특성을 개선하고, 가공 시 발생하는 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있는 장점을 가진다.

둘째, 회전식 가공공구의 회전 중심축으로부터의 편심도를 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

셋째, 진동의 효과적 감쇠로 인해 공구 및 장치의 수명을 증가시킬 수 있는 장점을 가진다.

넷째, 이에 따라 가공 품질을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 회전식 가공공구의 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전식 가공공구의 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 회전식 가공공구에 있어서, 웨이트부재 및 탄성부재의 모습을 나타낸 도면; 및
도 4 및 도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 회전식 가공공구에 있어서, 웨이트부재 및 탄성부재의 모습을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 회전식 가공공구(100)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 회전식 가공공구(100)는 공구본체(105) 및 웨이트부재(120)를 포함한다.

상기 공구본체(105)는 중심축을 기준으로 회전함에 따라 가공 대상에 대한 직접적인 가공을 수행하는 구성요소이다. 특히 상기 공구본체(105)의 내부에는 상기 공구본체(105)의 길이 방향을 따라 길게 형성된 수용공간(110)이 형성된다.

특히 본 실시예에서 상기 수용공간(110)의 일측은 상기 공구본체(105)의 일측 방향으로 개구되어 있으며, 상기 수용공간(110)의 타측은 개구되지 않도록 상기 공구본체(105)의 내측까지 연장된다.

상기 웨이트부재(120)는 상기 수용공간(110) 내에 구비되며, 상기 공구본체(105)에 비해 상대적으로 밀도가 높은 재질로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서 상기 웨이트부재(120)는 상기 수용공간(110)의 길이 방향을 따라 복수 개가 연접하여 구비된 형태를 가지며, 모두 동일한 원기둥 형상으로 형성되는 것으로 하였다.

그리고 상기 수용공간(110) 내에서 상기 복수 개의 웨이트부재(120)의 타측 방향에는 탄성을 가지는 스프링부재(113)와, 상기 스프링부재(113)를 고정시키는 고정부재(112)가 구비될 수 있다. 이에 따라 상기 복수 개의 웨이트부재(120)가 상기 수용공간(110)의 내벽면에 직접적으로 충돌하는 것을 방지할 수 있으며, 상기 스프링부재(113)를 통한 완충 효과를 발생시킬 수 있다.

또한 상기 복수 개의 웨이트부재(120)의 일측 방향에는 상기 웨이트부재(120)가 상기 수용공간(110)으로부터 이탈되는 것을 방지하도록 상기 수용공간(110)의 개구부를 막는 마감부재(130)가 구비될 수 있다.

이때 수용공간(110)의 개구부 영역 내주면에는 나사산이 형성될 수 있으며, 상기 마감부재(130)는 상기 나사산에 치합되어 고정된 형태일 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 상기 공구본체(105) 내에 상대적으로 고밀도를 가지는 웨이트부재(120)가 구비됨에 따라 회전식 가공공구(100) 자체의 모드 특성을 개선할 수 있으며, 이에 따라 가공 시 발생하는 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

뿐만 아니라 상기 공구본체(105)의 무게중심을 내측에 집중시킴에 따라 회전식 가공공구(100)의 회전 중심축으로부터의 편심도를 최소화할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 실시예에서 상기 웨이트부재(120)는 복수 개가 구비되며 원기둥 형상을 가지는 것으로 하였으나, 이는 본 실시예에 제한되지 않으며 상기 웨이트부재(120)는 단일 개가 구비될 수도 있고, 그 형태 역시 다양한 형태일 수 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전식 가공공구(100)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 본 발명의 제2실시예 역시 전술한 제1실시예와 마찬가지로 공구본체(105) 내에 수용공간(110)이 형성되며, 상기 수용공간(110) 내에 복수 개의 웨이트부재(120)가 구비된다.

다만, 본 실시예의 경우 서로 인접한 각 웨이트부재(120) 사이에 탄성부재(140)가 더 구비된다는 점이 다르다.

상기 탄성부재(140)는 외력에 의해 형태가 다소 변형될 수 있도록 탄성을 가지며, 특히 본 실시예에서는 상기 웨이트부재(120)와 같이 원기둥 형태를 가지도록 형성되되, 상기 웨이트부재(120)보다 얇은 두께를 가지도록 형성된다.

상기 탄성부재(140)는 가공 시 각 웨이트부재(120) 들이 서로 직접적으로 충돌하는 것을 방지하는 한편, 상기 웨이트부재(120)의 회전을 탄성적으로 구속할 수 있도록 한다.

즉 상기 탄성부재(140)는 마찰계수가 상기 웨이트부재(120)보다 높은 재질일 수 있으며, 가공 시 상기 웨이트부재(120)가 과도하게 회전되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 본 실시예에서 상기 탄성부재(140)는 각 웨이트부재(120) 사이사이마다 구비되는 것으로 하였으나, 이와 달리 상기 탄성부재(140)는 일부 웨이트부재(120) 사이에만 구비되도록 할 수도 있음은 물론이다.

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 회전식 가공공구에 있어서, 웨이트부재(120) 및 탄성부재(140)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우, 전술한 제2실시예와 같이 서로 인접한 웨이트부재(120) 사이에 탄성부재(140)가 구비된 형태를 가진다.

다만, 본 실시예에서 상기 웨이트부재(120)의 양면에는 함몰홈(122)이 형성되며, 상기 탄성부재(140)는 서로 인접한 웨이트부재(120)의 각 함몰홈(122) 사이에 삽입된 형태로 구비되는 점이 다르다.

상기 탄성부재(140)는 상기 함몰홈(122)에 대응되는 크기를 가지도록 형성되며, 일부가 일측 웨이트부재(120)에 형성된 함몰홈(122)에 삽입되고, 나머지 일부가 타측 웨이트부재(120)에 형성된 함몰홈(122)에 삽입될 수 있다.

이에 따라 상기 탄성부재(140)는 서로 인접한 한 쌍의 웨이트부재(120) 내에 완전히 삽입되되, 상기 함몰홈(122)의 내면에 접촉된 상태로 마찰력을 발생시킬 수 있다.

즉 본 실시예는 한정된 길이의 수용공간(110) 내에 상기 웨이트부재(120)의 개수를 최대로 구비할 수 있는 것은 물론, 상기 탄성부재(140)에 의한 회전 구속 효과를 함께 얻을 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 회전식 가공공구에 있어서, 웨이트부재(120) 및 탄성부재(140)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제4실시예의 경우, 전술한 제3실시예와 같이 서로 인접한 웨이트부재(120) 사이에 탄성부재(140)가 구비된 형태를 가지며, 상기 웨이트부재(120)의 양면에는 함몰홈(122)이 형성되어 상기 탄성부재(140)는 서로 인접한 웨이트부재(120)의 각 함몰홈(122) 사이에 삽입된다.

다만, 본 실시예는 상기 웨이트부재(120)에 형성된 상기 함몰홈(122)의 깊이(d₂)가 상기 웨이트부재(140) 전체 두께(d₁)의 1/2보다 작게 형성되는 것이 다르다.

이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 상기 탄성부재(140)가 서로 인접한 한 쌍의 웨이트부재(120) 내에 완전히 삽입된 상태에서는, 중심 일부가 외부로 노출된다.

이와 같이 하는 이유는 서로 인접한 상기 한 쌍의 웨이트부재(120) 사이에 다소의 갭(123)을 형성하여 상호 간의 충돌을 방지하기 위한 것이다.

또한 상기 함몰홈(122)의 깊이 또는 상기 탄성부재(140)의 두께를 조절하여 상기 갭(123)의 길이를 조절할 수 있으며, 상기 수용공간(110) 내에 수용되는 상기 웨이트부재(120)의 개수 역시 조절이 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 회전식 가공공구
105: 공구본체
110: 수용공간
112: 고정부재
113: 스프링부재
120: 웨이트부재
122: 함몰홈
130: 마감부재
140: 탄성부재

Claims (5)

1. 중심축을 기준으로 회전함에 따라 가공 대상에 대한 가공을 수행하며, 내부에 길이 방향을 따라 길게 형성된 수용공간이 형성된 공구본체; 및
   상기 수용공간 내에 구비되며, 상기 공구본체에 비해 상대적으로 밀도가 높은 재질로 이루어진 웨이트부재;
   를 포함하는 회전식 가공공구.
2. 제1항에 있어서,
   상기 웨이트부재는 상기 수용공간의 길이 방향을 따라 복수 개가 연접하여 구비되는 회전식 가공공구.
3. 제2항에 있어서,
   서로 인접한 웨이트부재 사이에 구비되며, 탄성을 가지는 탄성부재를 더 포함하는 회전식 가공공구.
4. 제3항에 있어서,
   상기 웨이트부재에는 함몰홈이 형성되며,
   상기 탄성부재는 서로 인접한 웨이트부재의 각 함몰홈 사이에 삽입된 형태로 구비되는 회전식 가공공구.
5. 제4항에 있어서,
   상기 함몰홈의 깊이는 상기 웨이트부재 두께의 1/2보다 작게 형성되는 회전식 가공공구.

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