KR100846438B1

KR100846438B1 - 툴의 칩제거를 위한 자유끝단부에 교체가능 팁을 구비한회전식 툴

Info

Publication number: KR100846438B1
Application number: KR1020027017770A
Authority: KR
Inventors: 에릭슨헨리크
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2008-07-16
Also published as: EP1296791B1; US20020015623A1; SE519895C2; DE60132455D1; CN1440318A; CN1206074C; KR20030020897A; WO2002002263A1; SE0002540D0; DE60132455T2; JP5431627B2; EP1296791A1; SE0002540L; JP2004501785A; US6530728B2

Abstract

본 발명은 교체가능 팁(3)을 구비한 회전식 툴에 관한 것으로, 상기 툴은 상기 팁(3)이 수용되도록 되어 있는 커팅시트(9)를 갖는 툴 몸체(1)를 또한 포함하고, 상기 툴 몸체(1)는 나선 또는 직선의 칩 채널(7)을 구비하고, 상기 팁(3)은 칩제거기계가공용 부재(18)를 가지고, 상기 커팅시트(9) 및 상기 교체가능 팁(3)은 상기 툴의 길이방향과 상기 툴의 길이방향을 가로지는 양 방향으로 연장되는 서로 상호작동하는 지지면(01,12,20,21)을 가진다. 또한, 본 발명은 팁을 별도로 다루고 있다. 본 발명에 따른 툴은 커팅시트(9) 및 교체가능 팁(3)이 툴의 길이방향 중심축선(2)에 대하여 회전대칭인 서로 상호작동하는 가이드면(15,22) 및 상기 교체가능 팁(3)이 커팅시트(9)에 조립될 경우 상기 교체가능 팁(3)을 상기 툴의 축선방향으로 클램핑하는 부재(12,17,21)를 구비하며, 록킹스크루(17)는 툴 몸체(1)에 수용되고, 상기 록킹스크루(17)는 상기 교체가능 팁(3)을 툴의 축선방향으로 클램핑하는 부재와 상기 교체가능 팁(3)이 상호작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

툴의 칩제거를 위한 자유끝단부에 교체가능 팁을 구비한 회전식 툴{ROTATABLE TOOL HAVING A REPLACEABLE TIP AT THE CHIP REMOVING FREE END OF THE TOOL}

본 발명은 툴의 칩제거를 위한 자유끝단부에 교체가능 팁을 구비한 회전식 툴에 관한 것으로, 상기 툴은 상기 팁을 수용하도록 되어 있는 커팅시트를 갖는 툴 몸체를 더욱 포함하고, 상기 툴 몸체는 나선 또는 직선의 칩 채널을 가지고, 상기 팁은 절삭부를 가지고, 상기 커팅시트 및 교체가능 팁은 상기 툴의 길이방향과 상기 툴의 길이방향을 가로지르는 방향의 양 방향으로 연장되는 서로 상호작동하는 지지면을 가진다. 또한, 본 발명은 상기 팁을 별도로 다루고 있다. 바람직하게는, 본 발명은 드릴 또는 밀링커터에 관한 것이다.

이미 제작자

에 의해 상술된 종류의 드릴형태의 툴이 공지되어 있으며, 상기 드릴 팁은 2개의 스크루에 의해 상기 툴의 커팅시트에 클램핑된다. 상기 스크루 중 하나는 멈춤스크루이고, 그것의 위치는 공장에서 고정되는 한편, 제2스크루는 조임스크루로서, 커팅시트에 조립되는 드릴 팁과 연계하여 수동으로 체결된다. 조임스크루에는 느슨한 드릴 팁을 툴의 축선방향으로 클램핑하기 위한 원뿔형 팁이 제공된다. 상기 커팅시트는 평행한 측면을 가진다.

본 발명의 주 목적은 상술된 종류의 툴에 대해 설명하는 것으로, 교체가능 팁은 상기 툴의 커팅시트에 간단하고 사용자에 편리한 방식으로 조립된다.

본 발명의 다른 목적은 툴이 상기 툴에 작용하는 힘과 관련하여 균형을 이루도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 절삭력이 중심을 향하여 작용하도록 하여 상기 커팅인써트를 클램핑하는 것이다.

적어도 본 발명의 주목적은 후속 독립항들에서 정의되어 있는 특징을 갖는 툴 및 팁에 의하여 실현된다.

도 1은 본 발명에 따른 드릴의 사시도,

도 2는 드릴몸체의 커팅시트를 위에서 비스듬히 본 도면으로서, 교체가능 드릴 팁이 상기 커팅시트에 수용되도록 되어 있는 커팅시트의 사시도,

도 3 역시 도 2에 따른 드릴몸체의 커팅시트를 위에서 비스듬히 본 도면으로서, 도 3의 커팅시트는 도 2에서 보다 끝단면도에 가까운 사시도,

도 4는 드릴몸체 내의 커팅시트의 측면도,

도 5는 본 발명에 따른 교체가능 드릴 팁을 위에서 비스듬히 본 사시도,

도 6은 도 5에 따른 교체가능 드릴 팁을 아래에서 본 도면,

도 7은 드릴몸체의 측면에서 본 도면으로서, 교체가능 드릴 팁이 커팅시트에 조립되어 있는 드릴몸체의 사시도,

도 8은 도 7에 도시되어 있는 교체가능 드릴 팁이 조립된 상태의 평면도,

도 9는 본 발명에 따른 드릴의 도면으로서, 교체가능 드릴 팁이 드릴몸체의 커팅시트에 조립되어 있는 드릴의 측면도,

도 10은 도 9에 따른 드릴을 위에서 비스듬히 본 사시도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1) 드릴몸체

2) 중심축선/회전축선

3) 드릴 팁

4) -

5) 섕크

6) -

7) 칩 채널

8) -

9) 커팅시트

10) 제1지지면

11) 중앙 냉각덕트

12) 제2지지면

13) 클리어런스 면

14) 곡면

15) 제1 원통형 가이드 면

16) 구멍

17) 록킹스크루

18) 절삭날

19) 절삭팁

20) 제3지지면

21) 제4지지면

22) 제2원통면

23) 멈춤면

24) 제2냉각덕트

25) 제3냉각덕트

26) 칩 배출면

27) 칩 배출면

도 1에 예시되어 있는, 본 발명에 따른 드릴은 드릴몸체(1) 및 교체가능 드릴 팁(3)을 포함한다. 드릴몸체(1)에는 섕크(5)가 제공되고 나선상 칩채널(7)이 섕크(5)와 교체가능 드릴 팁(3) 사이에 위치하는 드릴몸체(1)의 부분에 배치된다. 드릴몸체(1)의 전방면, 즉, 드릴 팁(3)이 조립되는 면은 대체로 원뿔형상이다.

도 2 내지 도 4에는, 드릴몸체(1)에 배치되는 커팅시트(9)가 보다 자세히 도시되어 있고, 상기 커팅시트(9)는 섕크(5)로부터 먼 쪽을 향하는 드릴몸체(1)의 끝단부에 배치되어 있다. 드릴몸체(1)의 커팅시트(9)는 교체가능 드릴 팁(3)이 커팅시트(9)에 조립될 때 최적의 방식으로, 상기 교체가능한 드릴 팁(3)을 안정적으로 지지하여야 하는 상이한 복수의 면을 포함한다. 따라서, 커팅시트(9)는 교체가능 드릴 팁(3)을 위한 2개의 내측 제1지지면(10)을 포함하고, 상기 제1지지면(10)은 드릴의 길이방향을 가로질러 연장된다. 제1지지면(10)은 드릴몸체(1)의 중앙 냉각덕트(11)에 대하여 직경방향으로 대향하여 위치한다. 반경방향 외측의 제1지지면(10)은 칩 채널(7)에 의하여 경계지워진다.

또한, 커팅시트(9)는 교체가능 드릴 팁(3)을 위한 내측의 제2지지면(12)을 포함하며, 상기 제2지지면(12)은 드릴 및 교체가능 드릴 팁(3)의 길이방향 중심축선(2)을 구성하기도 하는 드릴의 회전축선(2)에 대하여 대략 5°의 각도를 이룬다. 도 4에서 가장 명백히 알 수 있듯이, 제2지지면(12)은 커팅시트(9)의 개방끝단부의 방향으로 회전축선(2)을 향하여 안쪽으로 기울어져 있다. 제2지지면(12)의 역할은 보다 상세히 후술될 것이다. 클리어런스 면(13)은 각 제2지지면(12)의 반경방향으로 내측에 위치하며, 이는 드릴 팁이 커팅시트(9)에 정확히 조립될 경우에 클리어런스 면(13)이 교체가능 드릴 팁(3)과 맞닿지 않도록 하여 중앙 냉각덕트(11)에 대해 직경방향으로 대향하여 위치하는 2개의 클리어런스 면(13)을 갖는다. 클리어런스 면(13)은 각각의 제2지지면(12)에 대하여 드릴의 중심으로부터 먼 방향으로 다소 평행하게 변위된다.

또한, 커팅시트(9)는 반경방향으로 연장되어, 한편으로는 상기 면(12,13)을 연결하고 다른 한편으로는 상기 면(10)을 연결하는 2개의 곡면(14)을 포함한다. 상기 곡면(14)은, 교체가능 드릴 팁(3)이 커팅시트(9)에 조립될 때 상기 교체가능 드릴 팁(3)과 맞닿도록 하기 위한 것은 아니다.

또한, 커팅시트(9)는 중앙 냉각덕트(11)에 대하여 직경방향으로 대향하여 위치하는 2개의 내측 제1원통가이드면(15)을 포함한다. 내측의 제1원통가이드면(15)은 클리어런스 면(13)과 연결된다.

드릴몸체(1)는 드릴몸체(1)의 중앙쪽으로 연장되는 구멍(16)을 가지며, 상기 구멍은 드릴몸체(1)의 외측으로부터 연장되고 상기 내측의 제1원통가이드면(15) 중 하나와 교차된다. 반경방향으로 연장된 상기 구멍(16)은, 교체가능 드릴 팁(3)과 함께 도 5에 개략적으로 도시되어 있는 록킹스크루(17)를 수용하도록 되어 있다. 상기 구멍(16)은 암나사가공되어 있는 반면, 상기 록킹스크루(17)는 수나사가공되어 있다.

교체가능 드릴 팁(3)이 도 5 및 도 6에 도시되어 있으며, 상기 드릴 팁(3)은 커팅시트(9)에 끼워맞춰지도록 일반적으로 세장형이다. 두 커팅에지(18)를 포함하는 절삭부는 커팅시트(9)에 조립된 상태와 같이 교체가능 드릴 팁(3)의 자유끝단부에 배치되며, 그들 각각 또는 모두는 대향하고 있는 교체가능 드릴 팁(3)의 단측으로부터 교체가능 드릴 팁(3)의 절삭 팁(19)까지 연장된다.

교체가능 드릴 팁(3)은 외측에 연속적인 제3지지면(20)(도 6 참조)을 가지며, 이는 커팅시트(9) 내측의 제1지지면(10)과 상호작동하는 커팅에지(18)로부터 먼 쪽을 향하는 교체가능 드릴 팁(3)의 측상에 위치한다.

또한, 교체가능 드릴 팁(3)은 2개의 외측 제4지지면(21)을 가지며, 이는 교체가능 드릴 팁(3)의 조립된 상태에서 커팅시트(9)의 내측 제2지지면(12)과 맞닿도록 되어 있다. 이와 관련하여, 교체가능 드릴 팁(3)의 조립된 상태에서, 외측의 제4지지면(21)은 드릴의 길이방향 중심축선(2)에 대하여 내측의 제2지지면(12)으로서 대응되는 경사를 갖는다. 예로 든 실시예에서는, 그 경사가 대략 5°이다.

내측의 제1원통가이드면(15)과 상호작동하도록 하기 위해, 교체가능 드릴 팁(3)은 2개의 외측 제2원통가이드면(22)을 가지며, 이는 커팅시트(9)에 상기 교체가능 드릴 팁(3)이 조립된 상태에서 내측의 제1원통가이드면(15)과 상호작동하게 된다.

또한, 교체가능 드릴 팁(3)은 상기 교체가능 드릴 팁(3)이 커팅시트(9)에 클램핑될 경우 상기 교체가능 드릴 팁(3)과 맞닿게 되는 상기 록킹스크루(17)의 끝단부를 위한 멈춤면(23)을 구비한다. 록킹스크루(17)의 힘의 라인은 상기 교체가능 드릴 팁(3)이 커팅시트(9)에 조립될 때 상기 교체가능 드릴 팁(3)의 회전을 제공하기 위하여 드릴의 길이방향 중심축선(2)을 빗겨나 있다(이하 참조). 록킹스크루(17)의 힘의 라인은 중심축선(2) 및 구멍(16)의 중심을 통하여 연장되는 반경을 갖는 대략 30°의 각을 형성하는 것이 적절하며, 여기서, 상기 구멍(16)은 툴몸체(1)의 주변부와 교차한다. 외측의 제2 및 제3냉각덕트(24,25)는 교체가능 드릴 팁(3)의 외측의 제2원통면(22)과 연결되어 배치되며, 상기 냉각덕트(24)는 냉각덕트(25)와 비교하여 록킹스크루(17)에 인접하여 깊이가 깊어지는 록킹스크루(17)와 동일측상에 위치한다.

또한, 교체가능 드릴 팁(3)은 커팅에지(18) 및 드릴 팁(19)과 연결되어 있는 칩 배출면(26,27)을 갖는다.

교체가능 드릴 팁(3)을 커팅시트(9)에 조립시, 상기 교체가능 드릴 팁(3)은 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 방식, 즉, 교체가능 드릴 팁(3)의 외측의 제3지지면(20)이 커팅시트(9)의 내측의 제1지지면(10)과 맞닿는 방식으로 커팅시트(9)에 클램핑된다. 이와 관련하여, 커팅시트의 내측의 제1원통가이드면(15)과 교체가능 드릴 팁(3)의 외측의 제2원통가이드면(22) 사이에는 소정의 허용오차가 있어야 한다. 도 7에서 가장 명백히 알 수 있듯이, 조립의 초기단계동안, 교체가능 드릴 팁(3)은 그것의 최종 위치로 향하지 않고 커팅시트(9)의 내측의 제2지지면(12)과 교체가능 드릴 팁(3)의 외측의 제4지지면(21) 사이에 유극이 존재한다. 도 8에서 교체가능 드릴 팁(3)을 시계방향으로 회전시킬 때, 외측의 제4지지면(21)은 내측의 각 제2지지면(12)과 맞닿게 된다. 상기 회전은 교체가능 드릴 팁(3)의 멈춤면(23)에 작용하는 수동으로 또는 록킹스크루(17)에 의하여 이루어질 수 있다. 수동으로 회전시킬 경우, 내측의 제2지지면(12)과 외측의 각 제4지지면(21) 사이에 만족할만한 맞닿음이 이루어질 수 있도록 록킹스크루(17)에 의하여 후속 조임작업(tightening operation)이 수행되어야 한다. 내측의 제2지지면(12)은 반경방향으로 드릴몸체(1)의 중앙으로부터 가능한 한 멀게 위치하는 것이 유리하다. 이에 의하여, 상기 내측의 제2지지면(12)이 교체가능 드릴 팁(3)의 외측의 각 제4지지면(21)에 작동하는 지지력을 얻기 위한 보다 양호한 토크가 얻어진다.

도 8에서 교체가능 드릴 팁(3)을 시계방향으로 회전시킬 때, 역시 내측의 제1원통가이드면(15)은 외측의 각 제2원통가이드면(22)과의 상호작동을 안내할 것 이다. 즉, 상기 교체가능 드릴 팁(3)은 본 발명에 따른 드릴의 길이방향 중심축선(2)에 대하여 회전된다.

본 발명에 따른 드릴에 의한 드릴가공시, 절삭력은 교체가능 드릴 팁(3)이 내측의 제2지지면(12)에 대하여 가압되도록 하는 방식으로 상기 교체가능 드릴 팁에 작용한다. 일단 드릴가공이 개시되면, 한편으로는 지지면 12와 21간의 상호작동에 의하여, 다른 한편으로는 가이드면 15와 22간의 상호작동에 의하여 절삭력은 교체가능 드릴 팁(3)을 커팅시트(9)에 클램핑 및 센터링(centering)한다. 이 단계에서, 교체가능한 드릴 팁(3)을 커팅시트(9)에 클램핑하는데에, 록킹스크루(17)는 원칙적으로 중요성을 갖지 않는다.

이와 관련하여, 교체가능 드릴 팁(3)이 커팅시트(9)에 조립되는 단계에서, 원칙적으로, 교체가능 드릴 팁(3)과 클리어런스 면(13) 또는 반경방향의 곡면(14) 사이에는 접촉이 일어나지 않음이 강조되어야 한다.

본 발명에 따른 교체가능 드릴 팁(3)은 제1단계에서 소결된 초경합금으로 만들어지는 것이 바람직하다. 그 다음, 고도의 정밀도를 갖는 기하학적 연삭용 고정장치(fixture)에서 교체가능 드릴 팁(3)의 기하학적 형태가 연삭된다. 외측의 제4지지면(21) 및 외측의 제2원통가이드면(22)이 소결되는 한편 커팅에지(18), 팁(19) 및 외측의 제3지지면(20)에 연삭만이 수행되는 것이 바람직하다.

교체가능 드릴 팁(3)이 소모될 경우, 록킹스크루(17)를 풀어 새로운 교체가능 드릴 팁(3)을 커팅시트(9)에 조립한다.

본 발명에 따른 툴에 있어서, 상기 팁은 초경합금, 세라믹 또는 여타의 비교 적 경질의 재료로 만들어지는 것이 일반적이다. 툴몸체는 비교적 보다 연질의 재료, 바람직하게는 강으로 제조된다.

본 발명에 따른 툴은 금속의 칩제거기계가공에 쓰이는 것이 바람직하지만, 상기 툴이 여타 재료를 가공하는 것 또한 전적으로 가능하다.

상술된 실시예에서, 가이드면(15, 22)은 원통형인 반면, 지지면(12,21)은 드릴의 길이방향 중심축선(2)에 대하여 소정 각도로 경사져 있다. 하지만, 본 발명의 범위안에서는, 가이드면(15,22)이 드릴의 길이방향 중심축선에 대하여 약간 원뿔형상인 것 또한 가능하다. 그 후, 원뿔가이드면 15와 22간의 상호작동은 교체가능 드릴 팁(3)을 축선방향으로 클램핑한다. 이 경우, 원뿔각은 10° 정도가 적절하다. 가이드면(15,22)은 드릴의 길이방향 중심축선(2)에 대하여 회전대칭인 것이 일반적이다.

상술된 실시예에서, 지지면(12,21)은 드릴의 길이방향 중심축선(2)에 대하여 대략 5° 경사져 있다. 하지만, 상기 경사/각의 크기는 본 발명의 범위안에서 변경될 수 있으며, 비제한적인 목적으로 예를 들면, 상기 각은 0°보다 크고 10°보다 작은, 바람직하게는 2 ° 내지 8° 사이에 있는 것이 바람직하다고 말할 수 있다. 해당각은 예각이어야 한다. 또한, 커팅시트의 상호작동 가이드면과 교체가능 드릴 팁이 각각 원뿔형으로 형성되어 있는 경우에도 유효하며, 이 경우 상기 원뿔각이 5°보다 크고 15°보다 작아야 한다.

Claims

툴의 칩을 제거하는 자유끝단부에 교체가능한 팁(3)을 구비하는 회전식 툴로서, 상기 툴은 상기 팁이 수용되도록 되어 있는 커팅시트(9)를 갖는 툴 몸체(1)를 또한 포함하고, 상기 툴 몸체(1)는 나선 또는 직선의 칩 채널(7)을 가지고, 상기 팁(3)은 커팅에지(18)를 구비하고, 상기 커팅시트(9) 및 상기 교체가능한 팁(3)은 상기 툴의 길이방향 및 상기 툴의 길이방향을 가로지르는 방향의 양 방향으로 연장되는 상기 툴의 길이방향 중심축선(2)을 가지고, 상기 커팅시트(9) 및 상기 교체가능한 팁(3)은 상기 툴의 길이방향 중심축선(2)에 대하여 회전대칭인 서로 상호작동하는 가이드면(15,22)을 가지는 상기 툴에 있어서,

상기 커팅시트(9) 및 상기 교체가능한 팁(3)은 상기 교체가능한 팁(3)이 상기 커팅시트(9)에 조립될 때 상기 교체가능한 팁(3)을 상기 툴의 축선방향으로 클램핑하는 상호작동 지지면(12,21)을 구비하고, 상기 지지면(12,21)은 주로 반경방향으로 연장되고 상기 툴의 길이방향 중심축선(2)과 예각을 이루며, 록킹스크루(17)는 상기 툴 몸체(1)에 수용되고, 상기 록킹스크루(17)는 상기 교체가능한 팁(3)으로 하여금 이 교체가능한 팁(3)을 상기 툴의 길이방향의 중심축선(2)을 중심으로 회전시켜 상기 툴의 축선방향으로 클램핑하는 상기 지지면(12,21)과 상호작동하게 하는 것을 특징으로 하는 툴.
제1항에 있어서,

상기 예각은 5°로 되어 있는 것을 특징으로 하는 툴.
제1항 또는 제2항에 있어서,

서로 상호작동하는 상기 가이드면(15,22)은 원통형인 것을 특징으로 하는 툴.
제1항에 있어서,

상기 커팅시트(9) 및 상기 교체가능한 팁(3)은 상기 교체가능한 팁(3)을 상기 커팅시트(9)에 축선방향으로 클램핑하는 각각의 상호작동 가이드면(15,22)을 포함하고, 상기 가이드면(15,22)은 상기 툴의 길이방향 중심축선(2)에 대하여 원뿔형인 것을 특징으로 하는 툴.
제4항에 있어서,

원뿔각은 10°로 되어 있는 것을 특징으로 하는 툴.
회전가능한 툴의 칩을 제거하는 자유끝단부에 있는 툴 몸체(1)의 커팅시트(9)에 교체가능하게 조립되도록 되어 있는 팁(3)으로서, 커팅에지(18)와 커팅 팁(19) 및 상기 팁(3)의 길이방향 중심축선(2)에 대하여 회전대칭인 가이드면(22)을 가지는 상기 팁(3)에 있어서,

상기 팁(3)은 상기 팁(3)의 길이방향 중심축선(2)으로부터 반경방향으로 변위되고 상기 교체가능한 팁(3)을 회전시키기 위하여 록킹스크루(17)와 상호작동하도록 되어 있는 멈춤면(23)을 가지고, 상기 팁(3)은, 상기 팁(3)이 상기 커팅시트(9)에 조립될 때 상기 커팅시트(9)의 지지면(10,12)과 상호작동하도록 되어 있는 지지면(20,21)을 가지며, 상기 지지면(10, 12, 20, 21)은 주로 반경방향으로 연장되고 상기 팁이 상기 커팅시트(9)에 조립될 때 상기 팁(3)의 길이방향 중심축선(2)과 예각을 이루는 것을 특징으로 하는 팁(3).
제6항에 있어서,

상기 예각은 5°로 되어 있는 것을 특징으로 하는 팁(3).
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 가이드면(22)은 원통형인 것을 특징으로 하는 팁(3).
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 가이드면은 원뿔형인 것을 특징으로 하는 팁(3).
제9항에 있어서,

원뿔각은 10°로 되어 있는 것을 특징으로 하는 팁(3).