KR100676244B1

KR100676244B1 - 칩제거 기계가공용 공구

Info

Publication number: KR100676244B1
Application number: KR1020027005305A
Authority: KR
Inventors: 베예르스탈페르; 칼손스펜-에릭
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2007-01-30
Also published as: SE9903848D0; CN1450943A; WO2001030524A9; CN1198698C; SE516913C2; JP2001170812A; DE60012784T2; EP1237670B1; US6540449B1; DE60012784D1; SE9903848L; WO2001030524A1; EP1237670A1; KR20020043243A

Abstract

칩제거 기계가공용 회전식공구는 샤프트(1)와 커팅몸체(2)를 포함하며, 상기 커팅몸체는 당김막대에 의하여 샤프트에 분리가능하게 결합되고, 상기 당김막대는 전방끝단부에 커팅몸체와 기계적으로 맞물리는 로킹장치(23)를 구비한다. 상기 당김막대는 조임요소(6)에 의하여 상기 로킹장치로부터의 소정 거리에서 축선방향으로 이동가능하다. 상기 커팅몸체(2)의 내부에는, 상기 커팅몸체의 후방부의 개구부를 통하여 개방되어 있는 캐비티(15)가 있고, 상기 개구부는 상기 캐비티보다 더 작은 폭을 가지며, 상기 로킹장치는 캐비티내로 삽입된 후에 상기 커팅몸체의 상기 후방부의 내부에 대하여 가압될 수 있도록 상기 개구부보다 더 큰 폭을 가진다.

Description

칩제거 기계가공용 공구{TOOL FOR CHIP REMOVING MACHINING}

본 발명은 칩제거 기계가공용 공구에 관한 것이며, 상기 공구는, 전방끝단부에 경질의, 가압몰딩 및 소결된 재료로 만들어진 커팅몸체를 가지는 샤프트를 포함하는 형태로 되어 있고, 상기 커팅몸체는 상기 샤프트내의 보어에 배치된 당김막대에 의하여 샤프트에 분리가능하게 결합되며, 상기 당김막대는 조임요소에 의하여 돌출된 위치와 후퇴된 위치 사이에서 축방향으로 이동가능하며, 상기 당김막대는 전방끝단부에 상기 커팅몸체의 후방부에 있는 캐비티를 통하여 개방되어 있는 캐비티내로 삽입될 수 있는 잠금장치를 구비한다.

샤프트로부터 분리가능한 커팅몸체를 이용하는 형식의 절삭공구는, 실제로는 특히 섕크형 커팅인 밀링커터, 드릴 또는 나사 커터의 형태일 수 있으며, 상기 샤프트는 일반적으로 길고 가는 원통형상을 가진다. 최신 공작기계에서, 상기 샤프트는 너무 복잡하고 비싸서 경제적인 이유로 인하여 상기 공구의 마모되는 부분, 즉 커팅몸체와 일체로 되어 있지 않고, 상기 커팅몸체가 소모되는 경우에는 폐기될 수 있는 단일 공구의 형태를 이루고 있다. 다시 말해, 커팅몸체는 분리가능한 유닛으로 적절하게 대체될 수 있도록 만드는 한편, 고가의 샤프트는 장기간동안 사용될 수 있도록 하는 것이 유익하다. 이러한 공구의 어떤 부류(예를 들어 US 5607263 및 DE 3448086 C2 참조)는 커팅몸체내의 관통구멍을 통하여 샤프트의 전방끝단부에서 개방되어 있는 암나사에 체결되는 짧은 스크루에 의하여 샤프트의 전방끝단부에 체결되는 커팅몸체를 기본으로 한다. 하지만, 이러한 유형의 공구를 사용하기 어렵게하는 단점은 절삭날이 커팅몸체의 전방끝단부의 영역에는 형성될 수 없기 때문에, 커팅몸체가 드릴가공용이 아닌 밀링용(예를 들어, T자 홈의 밀링용)으로만 형성될 수 있다는 점이다.

본 발명과 관련된 또다른 종류의 공구에서는 커팅몸체를 샤프트에 분리가능하게 결합하기 위하여 처음에 언급했던 형태의 당김막대를 사용한다. 당김막대의 전방끝단부는 커팅몸체의 뒤쪽에서 삽입되고, 로킹장치에 의하여 커팅몸체와 기계적으로 맞물리게 된다. 이러한 방식에서는, 커팅몸체의 전방끝단부는 어떤 구멍과도 교차하지 않으며, 따라서 드릴가공목적의 절삭날 또는 밀링목적의 전체반경날(full radius edge)이 커팅몸체의 전방끝단부상에 형성될 수 있다. 이전에, 당김막대를 채용하는 이러한 형태의 공구가 EP 0911101 A1에 개시되어 있다. 상기 공지된 공구에서, 당김막대는 공구 샤프트 내부의 관통보어를 통하여 연장되고, 커팅몸체가 당김막대의 전방끝단부에 결합될 수 있는 돌출된 위치와, 커팅몸체가 샤프트의 전방끝단부에 대하여 클램핑되는 후퇴된 위치 사이에서, 샤프트의 내부에서 축방향으로 배치될 수 있는 바(bar)에 의하여, 보다 정확하게는 당김막대 전방끝단부의 로킹장치에 의하여 너트에 결합된다. 하지만, 상기 공지된 공구에 있어서, 커팅몸체와 샤프트 사이의 로킹장치는 신뢰성이 없다. 따라서, 로킹장치는 샤프트로부터 돌출된 네크(neck)상에 내측의 원뿔형상면과 상호작용하는 당김막대의 전방끝단부상에 형성된 링형상 벌지(bulge)로 이루어져 있으며, 다음으로 커팅몸체내의 후방으로 개방된 원통형 공간에 삽입되며, 상기 당김막대의 링형상 벌지가 그 안에서 당겨지면 상기 네크가 확장되어 상기 원통형 공간의 안쪽과 상기 네크의 바깥쪽간에는 마찰에 의한 잠김이 이루어진다. 하지만, 이러한 형태의 공구가 상당히 큰 절삭력에 노출되면, 커팅헤드가 샤프트로부터 느슨해져서 샤프트에 대하여 그것의 중앙의 위치로부터 변위되는 위험이 분명 존재한다.

본 발명의 목적은 상술된 종래기술의 불편함을 제거하기 위하여 개량된 상술한 유형의 공구를 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명의 주된 목적은 정확하고 신뢰할만한 방법으로 부속 샤프트에 결합될 수 있는 커팅몸체와 같은 공구를 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 하나의 목적은, 신속하고 간단한 방법으로 커팅몸체에 조립 및 분해할 수 있도록 하는 한편, 커팅몸체가 샤프트에 대하여 정중앙이나 정확한 위치에 자리할 수 있도록 하는 소정의 공구를 만들어 내는 것이다. 구조적으로 간단하고 종래의 제조방식으로 제조될 수 있는 공구를 제공하는 것이 또 하나의 목적이다.

본 발명에 따르면, 적어도 상기 주된 목적은 특징을 규정하는 항인 청구항 제1항에 정의된 특징들에 의하여 달성된다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 정의되어 있다.
초기에 별도의 유닛으로 가압형성되고, 이어서 본 발명에 따라 소결함으로써 서로 일체화되는 적어도 2개의 유닛으로부터 커팅몸체를 제조함으로써, 당김막대의 잠금장치가 삽입될 수 있는 개구부보다 더 큰 내부 캐비티를 갖는 커팅인서트를 설계할 수 있게된다.
문서 CH 446013, US 2,379,984 및 US 4,836,706에는 샤프트와 커팅몸체를 베이어닛 결합시킨 공구가 공지되어 있다. 하지만, 이들의 경우에는 초경합금 등의 내마모성 재료를 본 발명이 공개하는 방식으로 제작하는 것이 불가능하다.

도 1 내지 도 10에는, 섕크식 커터 형태의 공구가 예시되어 있으며, 상기 공구는 샤프트(1) 및 샤프트의 전방끝단부상에 분리가능하게 장착되는 커팅헤드(2) 형태의 커팅몸체를 포함한다. 샤프트의 내부에는 축방향 중앙에 당김막대(4)를 수용하는 관통보어(3)가 연장되어 있다. 상기 보어(3)는 후방의 원통형캐비티(5)에서 확장되어, 너트(6)를 수용하고, 그것의 암나사는 당김막대(4)의 후방부의 수나사(7)와 맞물려져 있다. 관통보어(3)와 확장된 원통형캐비티(5) 사이의 천이부에는, 너트(6)의 전방끝단부가 가압되는 링형상의 맞댐면(8)이 있다. 관통보어(3)와 인접한 샤프트(1)의 전방끝단부에는, 몇개의 축방향 홈(9)이 있으며, 상기 홈은 당김막대(4)상의 챔버(10)와 맞물려, 당김막대가 샤프트와 상대적으로 돌아가지 않도록 한다. 다시 말해, 당김막대(4)는 샤프트에 대하여 축방향으로는 이동이 가능하지만, 샤프트에 대하여 회전할 수는 없다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 편평한 바닥면(11)을 갖는 카운터싱크가 샤프트의 외피면에 형성되어, 샤프트와, 상호작용하는 공구홀더간의 결합을 확실하게 한다. 이 경우에 샤프트(1)는 후방끝단부에 형성되며, 상기 후방끝단부는 커팅헤드(2)가 장착되는 전방부보다 더 굵다는 것에 유의해야 한다. 커팅헤드의 직경은 적어도 샤프트 전방의 가는 부분의 직경보다는 더 크다. 예로든 실시예에서, 공구는 섕크식 커터의 형태로 되어 있고, 헤드(2)는 몇개의 치형 돌기부(12)를 구비하며, 상기 돌기부 각각은 절삭날(13)을 가진다. 상기 예시에서, 돌기부(12)의 개수는 총 6개이며, 개별 돌기부들은 중앙의 몸체(14)로부터 대략 반경방향으로 돌출되어 있다. 상기 중앙몸체(14) 및 돌기부(12)는 가압몰딩 및 소결에 의하여 생산되는 통상적인 초경합금으로 된 단일의 일체형 몸체의 형태로 제작된다. 실제로, 분말로 된 텅스텐 카바이드는 통상적으로 1종 이상의 바인더금속, 예를 들어, 코발트와 함께 혼합 및 가압몰딩된 다음, 상기 가압된 몸체가 소결된다. 하지만, 적합한 방법으로 가공할 수 있는 여타의 경질금속으로 된 헤드를 만드는 것도 가능하다.

지금부터는 특히 도 4 내지 도 7를 참조하여, 캐비티(15)가 중앙몸체(14) 안쪽에 어떻게 형성되는지를 예시한다. 상기 캐비티(15)는 그것의 일 전방끝단부에서, 보다 정확하게는 도 5에서 참조부호 16으로 표기된 중앙몸체(14)의 일부분에 의하여 폐쇄된다. 캐비티(15)는 그것의 반대쪽 후방끝단부에서, 개구부(17)를 통하여 개방되며, 상기 개구부(17)는 후방의 횡단벽(cross wall)(18)에 형성되고, 커팅헤드의 제조공정이 완료되면 상기 횡단벽은 커팅헤드의 일체화된 부분을 이룬다. 도 5에서 명백히 알 수 있듯이, 상기 캐비티(15)는 일반적으로 개구부(17)보다 더 큰 폭을 갖는다. 이는 커팅헤드가 단일의 가압몰딩작업으로 만들어질 수 없다는 것을 의미한다. 상기 개구부보다 더 넓은 내부 캐비티를 갖는 커팅헤드를 제작할 수 있도록, 벽(18)과 함께 상기 벽에 위치한 개구부(17)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 실질적으로 링 형상인 별도의 판(18')의 형태로 만들어진다. 상기 판(18')은 소결되지 않은 별도의 유닛으로 가압몰딩되고, 중앙몸체(14)와 부속 돌기부(12)도 소결되지 않은 또다른 유닛으로서 가압몰딩된다. 그 다음 2개의 유닛이 서로 합쳐진 후에 소결이 실시된다. 따라서, 소결이 완료된 후에, 상기 판(18)은 커팅헤드(2)에 일체화된 벽으로 완성된 형태를 이룬다.

도 6에서, 상기 가압몰딩된 판(18')은 바깥쪽에, 대향하고 있는 2개의 원형 외피부(envelope portions)(19) 및 대향하고 있는 편평한 2개의 외피부(20)를 가진다는 것을 알 수 있다. 판(18')을 수용하는 캐비티(15)의 후방부는 동일한 프로파일, 즉, 2개의 편평한 대향면을 포함한다. 이들 편평면에 의하여, 중앙몸체(14)에 대한 개구부(17)의 위치가 정확한 방법으로 결정된다. 도 6에서 더 확실히 알 수 있는 바와 같이, 개구부(17)는 일반적인 둥근모양으로부터 변형된 프로파일을 가진다. 더욱 정확하게는, 개구부는 가늘고 길며 편평하고 긴 두 측면(21) 및 곡선으로된 2개의 면에 의하여 그 경계가 정해진다. 캐비티(15)와 관련하여, 캐비티의 전방끝단부에서 상기 개구부가 3개의 상이한 부분면, 즉, 벽(18)에 가장 근접한 원통면, 원뿔대형상의 부분면(frusta-conical partial surface) 및 마지막으로 캐비티의 전방부에 있는 원뿔형상면에 의하여 경계가 정해지면 유리하다는 점에 주목해야 한다. 원뿔형상의 면에 의하여, 커팅헤드 전방끝단부의 재료는 확실하게 튼튼한 치수를 가지게 된다.

당김막대(4)는 그것의 전방끝단부에 로킹장치(23)가 형성되어 있으며(도 2 참조), 상기 로킹장치는 개구부(17)와 같이 둥근모양으로부터 변형된 부분을 가진다. 상기 로킹장치가 약간 더 작더라도, 개구부(17)의 프로파일과 어울리는 프로파일을 가진다면 유리하다. 이러한 방식으로, 상기 로킹장치(23)는 개구부(17)를 통하여 축방향으로 삽입되며, 보다 정확하게는 로킹장치와 개구부는 서로 일치하는 높이의 회전각위치에서 삽입될 수 있다. 로킹장치가 캐비티(15)내에 삽입되면, 커팅헤드가 회전하여, 로킹장치의 반대쪽 두 끝단부가 벽(18) 내측(24)에 대하여 가압될 수 있는, 대립되는 또다른 회전각위치로 이동될 수 있다. 도 8 내지 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 쇼율더(shoulder) 형태의 두 멈춤요소(25)가 캐비티(15)의 내부 경계면에 형성되어 있으며, 상기 요소는 로킹장치가 개구부(17)를 통하여 삽입될 수 있는 도 9에 예시된 로킹장치의 회전각위치로부터 도 10에 예시된 회전 로킹 각위치까지, 커팅헤드가 정확히 90°회전될 수 있도록 위치한다.

도 1 내지 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 다수의, 보다 정확하게는 3개의 수요소(male elements)(27)가 커팅헤드(2)의 후방끝단면(26)에 형성되며, 상기 요소 각각은 샤프트(1) 전방끝단면(29)에 있는 카운터싱크(28)(도 3 참조) 형태로 대응하는 암요소(female elements)와 상호작동한다. 카운터싱크(28)뿐만 아니라 수요소(27)는 웨지형의 테이퍼진 형상을 가지며, 상기 카운터싱크는 이들이 상기 카운터싱크의 바닥부와 접촉하지 않도록 상기 수요소보다 더 약간 더 깊게 되어 있다. 수요소가 카운터싱크와 맞물리는 경우, 커팅헤드와 샤프트간에는 튼튼하고, 견고한 결합이 확보된다. 카운터싱크(28)와 마찬가지로 같은 거리로 이격된 3개의 수요소(27)는 커팅헤드가 도 10에 따른 멈춤요소(25)에 대하여 가압되는 회전각위치로 회전하면 카운터싱크 맞은편에 자리하게 된다는 것을 유의해야 한다.

커팅헤드(2)가 샤프트(1)상에 조립되는 경우에, 당김막대(4)는 샤프트면(29)의 전방끝단부로부터 적절한 거리로 돌출되어 있다. 이는 당김막대를 따라 너트(6)를 후방에서 몇 차례 회전시켜 나사결합시킴으로써 얻어진 결과다. 다음 단계로, 커팅헤드는 당김막대의 자유끝단부상에, 더욱 정확하게는, 도 9에 도시되어 있는 상태로 가늘고 긴 개구부(17)를 통하여 로킹장치(23)를 밀어넣음으로써 끼워진다. 이후에, 커팅헤드는 도 10 예시된 위치로 90°회전되어 로킹장치가 멈춤요소(25)에 대하여 가압되는 동시에 3개의 수요소(27)가 샤프트 표면의 전방끝단부에 있는 부속 카운터싱크(28) 반대편에 위치하게 된다. 이렇게 되면, 당김막대(4)는 상기 당김막대상에서 전방부를 향하여 너트(6)를 나사결합시킴으로써 샤프트내에 장착된 다. 너트를 단단히 나사결합시키면, 수요소(27)는 부속 카운터싱크내에서 쐐기의 역할을 하게되며, 커팅헤드와 샤프트 사이에는 튼튼하고 견고한 결합이 이루어진다.

분해시에는 상기 절차를 역순으로 진행시키면 된다.

이와 관련하여, 너트(6)가 후방으로 풀려지는 경우에는 당김막대(4)가 샤프트의 전방끝단부로 자동적으로 튀어나올 수 있도록 스프링작용을 받는다면 유리하다는 점을 이해해야 한다. 탄성링, 가령, O-링은 예를 들어, 너트(6) 뒷부분에 제공되는데, 상기 링의 목적은 지속적으로 앞방향을 향하여 너트(이에 의하여 당김막대)에 힘을 가하는 것이다.

지금부터는 홀이 제공되는 판(18')이 캐비티(15)내의 카운터싱크가 아니라 커팅헤드의 후방끝단면(26)과 마주한 전방면(30)에 적용되는 대안적인 실시예를 예시하고 있는, 도 11 내지 도 13을 참조하게 된다. 본 실시예에서도, 커팅헤드의 몸체 및 판(18')이 개별적으로 가압몰딩된 후에 함께 소결되어 최종적으로 일체화된다. 이와 관련하여, 중앙몸체(14)에 대한 판(18')의 위치를 결정하기 위해서, 원뿔대 형상을 갖는 1개 이상의 돌기부(31)가 시트의 저부와 접촉하지 않도록 제작초기에 상기 유닛들 중 하나에 형성되어, 제2유닛의 1개 이상의 원뿔형상 상기 시트(32)와 맞물려질 수 있다. 도 11 내지 도 13에 따른 실시예의 벽을 이루고 있는 판(18')에는 앞선 실시예에서의 후퇴되어 있는 벽판보다 더 큰 직경이 주어질 수 있기 때문에, 커팅헤드와 샤프트 사이에 더 큰 접촉면이 얻어진다. 더욱이, 소결이 일어나는 접촉영역에서 더 큰 면이 얻어질 수 있다.

드릴가공용의 헤드 또는 커팅몸체(2)를 구비하는 본 발명에 따른 공구가 만들어지는 방법이 도 14 내지 도 16에 개략적으로 도시되어 있다. 이 경우에, 커팅몸체(2)에는 팁형 끝단부인, 전방의 영역에 절삭날(33) 이 형성되어 있다. 물론 이 경우에도, 커팅몸체는 캐비티(15)를 포함하며, 상기 캐비티는 둥근형상으로부터 변형된, 바람직하게는 가늘고 긴 프로파일형상을 갖는 개구부를 통하여 개방되어 있으며, 동일한 프로파일을 갖는 로킹장치(23)가 상기 캐비티내에 삽입될 수 있다. 하지만, 이 경우에 커팅몸체는 유사형상의 대칭형 이분체(halves)(34, 34')로 구성되어 있으며, 상기 이분체들은 축방향 평면부(35)에서 소결된다. 가압몰딩후 함께 소결되는 두 이분체간의 경계면에서는, 상호작용하는 상술된 종류의 돌기부(31) 및 시트(32) 쌍을 형성하는 것이 유리할 수 있다.

도 17 및 도 18에는, 드릴가공을 위한 커팅몸체(2a)의 캐비티가 측방향으로 개방된 제1채널, 즉 캐비티(15')를 포함하는 한편, 상기 채널의 개구부는 측방향으로 개방되고 상기 캐비티(15')보다 더 좁은 제2채널, 즉 개구부(17')로 이루어진, 대안적인 추가실시예가 도시되어 있다. 샤프트의 당김막대(4)상에 있는 로킹장치(23)는 길다란 형상 및 개구부(17')의 폭보다 더 큰 폭을 가진다. 이 경우에 있어서, 로킹장치는 측면으로부터 캐비티(15')내로 끼워지고, 샤프트(1) 전방면(29)의 원뿔형상 카운터싱크(28)와 맞물리게 되는 원뿔형상 쇼울더 또는 수요소(27)에 의하여 중앙에 자리하게 된다. 나타난 예시에서는, 마주한 끝단부에 2개의 채널, 즉 캐비티(15') 및 개구부(17')이 개방되어 있다. 하지만, 상기 채널들이 한쪽측면방향으로만 개방되도록 커팅헤드를 형성시키는 것도 실행가능하다. 도 18 및 도 19에 따른 예시에서는, 캐비티(15')/개구부(17')가 커팅몸체의 편평한 판과 평행하게, 즉, 짧은측면으로부터 짧은측면으로 연장되어 있다. 하지만, 커팅몸체의 평면과 수직하게, 즉, 긴측면으로부터 긴측면으로 채널을 위치시키는 것 또한 실행가능하다.

지금부터는 도 19 내지 도 21을 참조하여 본 발명에 따른 선삭용 공구를 예시한다. 이 경우에 있어서, 커팅몸체는 편평한 기본형상을 갖는 선삭선반용 절삭인서트로 이루어지며, 상기 절삭인서트는 샤프트(1) 전방끝단부에 바로 이웃하게, 보다 정확하게는 샤프트의 두 대향 측면(36, 37) 중 하나상에 배치된다. 본 실시예에서는, 당김막대(4)를 끼우기 위한 보어(3)가 샤프트의 길이축을 가로지르도록, 보다 정확하게는 제1측면(36)으로부터 제2측면(37)을 관통하도록 연장된다. 커팅몸체(2)내의 캐비티(15)는 서로를 향하여 발산되는 2개의 원뿔형 면에 의하여 경계지워지며, 상기 면들의 사이에는 원통형 면이 있을 수 있다. 이 경우에 있어서, 당김막대(4)의 로킹장치(23)는 헤드의 길이방향으로 연장되는 마주한 2개의 편평한 측면과 상기 편평한 측면들 사이에서 부분적으로 원뿔형상인 2개의 끝단면에 의하여 경계지워지는 가늘고 긴 기본형상을 가지는 헤드를 포함한다.

도 1 내지 도 13에 따른 실시예와 마찬가지로, 캐비티(15)는 가늘고 긴 형상을 가지는 개구부(17)로 개방되어 있다. 따라서, 헤드(23)는 캐비티내에 삽입되고 커팅몸체가 잠기기전에 90°회전된다. 이 경우에도, 당김막대(4)는 보어(3)의 후방끝단부에서 캐비티(5)에 삽입될 수 있는 너트(6)와 상호작동한다. 커팅몸체(2)와 샤프트(1)간의 견고한 결합을 확보하기 위하여, 너트(6)가 당김막대를 죄는 경우 상기 요소들이 서로 맞물리게 되는 커팅몸체와 샤프트의 접촉면(36) 사이에서 경계면에 상호작동하는 적절한 수의 수요소(27)와 암요소(28) 쌍이 제공될 수 있다.

도 22에는, 당김막대(4)가 스프링 작용을 받는, 대안적인 실시예 도시되어 있다. 보다 정확하게는, 가압스프링(38)은 한편으로는 캐비티(5) 안쪽끝단의 맞댐면과 당김막대의 너트에 인접한 와셔(39) 사이에 배치된다. 본 실시예에서, 커팅몸체(2)는 스프링(38)의 작용에 반하여 당김막대를 부속 보어내로 소정 거리만큼 삽입시키는 간단한 방법에 의하여 느슨해질 수 있다. 즉, 너트(6)를 조작할 필요가 없다.

본 발명에 따른 공구의 주된 이점은 커팅헤드가 내마모성이 있는 초경합금 등의 재료로 제조되고, 신속하고 간단한 방법으로 조립 및 분해가 수행되는 동시에 신뢰할 수 있는 방식으로 샤프트에 견고하게 결합될 수 있다는 점에 있다.

본 발명은 도면에 도시되고 예시된 실시예로만 제한되는 것은 아니다. 따라서, 커팅몸체뿐만 아니라 커팅몸체를 잡아주는 공구의 부분은 후속하는 청구항의 범위내에서 매우 다양하게 변경될 수 있다. 그러므로, "샤프트"의 개념은 폭넓은 의미로 해석되어야 하며, 샤프트가 반드시 뚜렷하게 길고 가는 형태를 가져야 할 필요가 있는 것은 아니다. 특히, 공구가 선삭목적으로 형성되는 경우에는 샤프트의 형상이 길게 뻗친 형태로 변경될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 밀링용 공구를 도시하고 있는 부분적으로 단면처리된 사시도,

도 2는 도 1에 따른 공구의 길이방향 단면도,

도 3은 도 2의 A-A 단면도,

도 4는 커팅헤드 형태로 공구에 포함된 커팅몸체의 끝단부도,

도 5는 도 4의 B-B 단면도,

도 6은 도 4에 따른 커팅헤드에 포함된 벽 판(wall plate)의 끝단부도,

도 7은 도 6의 C-C 횡단면도,

도 8은 커팅헤드 및 공구 샤프트의 전방부를 확대한 종단면도,

도 9는 도 8의 D-D 라인에 따른 단면도로서, 절삭헤드의 샤프트 및 그 내부에 배치된 당김막대와 관련된 절삭헤드의 제1회전각위치가 도시되어 있는 도면.

도 10은 도 9에 대응하는 단면도이나, 도 9에 따른 위치에 대하여 커팅헤드를 90°회전시킨 것을 나타내는 도면,

도 11은 공구 커팅헤드의 대안적인 실시예의 측면도,

도 12는 도 11에 따른 커팅헤드의 끝단부도,

도 13은 도 12의 E-E 부분단면도,

도 14는 드릴가공용 커팅몸체의 추가적인 대안실시예의 측면도,

도 15는 도 14에 따른 커팅몸체를 위에서 내려다본 끝단부도,

도 16은 도 14에 따른 측면도에 대하여 90°각으로 회전시킨 커팅몸체의 측면도,

도 17은 부속 샤프트를 구비한 드릴가공용 커팅몸체의 추가적인 대안실시예의 측면도,

도 18은 도 17에 따른 측면도에 대하여 90°각으로 회전시킨 측면도,

도 19는 선삭목적의 또다른 대안적인 공구의 부분종단면도로서, 공구의 커팅몸체의 로킹된 상태를 나타내고 있는 도면,

도 20은 도 19에 대응하는 종단면도로서, 커팅몸체가 풀려진 상태를 나타내고 있는 도면,

도 21은 도 19 내지 도 20에 따른 공구내에 포함되는 커팅몸체를 도시하고 있는 평면도, 및

도 22는 추가의 대안적인 선삭 공구를 예시하고 있는 부분종단면도이다.

Claims

샤프트(1)를 포함하는 칩제거 기계가공용 툴로서, 전방끝단부에 경질의, 가압몰딩 및 소결된 재료로 만들어진 커팅몸체(2)를 구비하고, 상기 커팅몸체는 상기 샤프트내의 보어에 배치된 당김막대에 의하여 상기 샤프트에 분리가능하게 결합되고, 상기 당김막대는 조임요소(6)에 의하여 돌출된 위치와 후퇴된 위치 사이에서 축선방향으로 이동가능하고, 상기 당김막대는 전방끝단부에 상기 커팅몸체 후방부에 있는 개구부(17, 17')를 통하여 개방되어 있는 캐비티(15, 15')내로 삽입될 수 있는 로킹장치를 구비하는 툴에 있어서,

상기 개구부(17, 17')는 상기 캐비티보다 더 작은 폭을 가지며, 상기 로킹장치(23)는 상기 캐비티(15, 15')내에 삽입된 후에 상기 후방부(18, 18')의 내측(24)에 대하여 가압될 수 있도록 상기 개구부(17, 17')보다 더 넓은 폭을 가지며, 상기 커팅몸체는 처음에는 별도로 가압몰딩되는 적어도 2개의 유닛으로 구성되고, 그다음 일체화를 위하여 소결되는 것을 특징으로 하는 툴.
제1항에 있어서,

상기 커팅몸체(2)는 전방끝단부는 폐쇄되어 있고 후방으로는 개방된 캐비티(15)가 형성되어 있는 몸체(14)와 함께 상기 몸체에 인접하게 위치한 판(18, 18')으로 구성되며, 상기 판은 상기 툴의 회전축선을 가로질러 연장되고, 그 안에 상기 개구부(17)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 툴.
제1항에 있어서,

상기 커팅몸체(2)는 대칭형이긴 하지만, 유사한 형상인 2개의 이분체(34, 34')로 이루어지며, 상기 이분체들은 중심축선방향의 평면에서 함께 소결되는 것을 특징으로 하는 툴.
제2항 또는 제3항에 있어서,

함께 소결되는 상기 2개의 표면 중 하나에는 처음부터 적어도 1개의 돌기부(31)가 있으며, 상기 소결작업과 관련된 상기 돌기부는 상기 제2표면에 있는 시트(32)와 맞물리게 되는 것을 특징으로 하는 툴.
제1항에 있어서,

상기 캐비티는 측방향으로 개방된 캐비티(15')로 이루어지는 한편, 상기 개구부는 상기 제1캐비티의 폭보다 더 작은 폭을 갖는 측방향으로 개방된 개구부(17')로 이루어지는 것을 특징으로 하는 툴.
제1항에 있어서,

선삭목적으로 의도되었고, 보어(3)를 가지며, 상기 보어는 상기 샤프트(1)를 가로질러 연장되며, 당김막대(4)를 수용하고, 상기 당김막대의 일 끝단부는 상기 샤프트의 제1측면(36)에 대하여 커팅몸체로서 역할을 하는 선삭선반용 절삭인서트를 고정하는 로킹장치를 가지며, 상기 당김막대의 반대쪽 끝단부는 대향하고 있는 상기 샤프트의 제2측면(37)로부터 접근가능한 것을 특징으로 하는 툴.
제6항에 있어서,

상기 당김막대(4)는 적어도 하나의 스프링에 의하여 작동되며, 상기 스프링은 상기 샤프트의 상기 제1측면(36)에 대하여 가압되는 상기 커팅몸체(2)를 지속적으로 잡아주기위한 목적을 갖는 것을 특징으로 하는 툴.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 툴에 있어서,

상기 개구부는 원형으로부터 변형된 단면형상(out of round-sectional shape)으로 된 중앙개구부(17)로 이루어지고, 또한 상기 로킹장치(23)는 소정 회전각위치에 있는 상기 개구부를 통하여 축선방향으로 이동이 가능하도록 원형으로부터 변형된 형상으로 되어 있으며, 상기 커팅몸체(2)는 상기 회전각위치와 상기 로킹장치가 상기 샤프트에 대하여 축선방향으로 상기 커팅몸체를 로킹할 수 있는 제2회전각위치 사이에서 상기 로킹장치에 대하여 회전가능한 것을 특징으로 하는 툴.
제8항에 있어서,

로킹을 위한 소정의 회전종지각위치를 형성하도록 상기 로킹장치(23)가 가압되는 상기 캐비티(15)의 내측에 적어도 하나의 멈춤요소(25)가 형성되는 것을 특징으로 하는 툴.
제9항에 있어서,

상기 멈춤요소(25)는, 로킹을 위해서, 상기 캐비티(15)의 내측에 위치하여 상기 멈춤요소가 상기 커팅몸체의 회전시에 제1회전각위치로부터 제2회전종지각위치로 90°움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 툴.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

수요소와 암요소(27, 28) 중 적어도 하나는 상기 커팅몸체(2)의 후방접촉면(26)과 상기 샤프트의 전방접촉면(29) 사이의 경계면에서 작용하고, 상기 요소들은, 상기 당김막대(4)를 조임으로써 상기 접촉면이 서로에 대하여 가압되는 경우에 상기 커팅몸체와 상기 샤프트를 견고하게 결합시켜 주도록 하려는 목적을 가지는 것을 특징으로 하는 툴.
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