KR101637048B1 - 체결 유닛을 포함하는 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 공구 축선에 대해 회전될 수 있는 메인 공구 본체 (2) 및 상기 메인 공구 본체 (2) 에 체결될 수 있고 절삭 인서트를 수용하기 위한 절삭 인서트 시트 또는 절삭부를 갖는 절삭 요소를 포함하는 밀링 또는 보링 공구 (1) 에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, 저비용으로 용이하게 생산될 수 있고, 메인 공구 본체에 절삭 요소를 매우 정확하게 위치지정하게 해주고 또한 절삭 요소가 신속하게 변경될 수 있도록 해주는, 메인 공구 본체에 절삭 요소를 체결하기 위한 체결 시스템을 고안하는 것이다. 축선이 공구 축선과 일치하지 않는 센터링 핀 (23) 이 일 부분, 메인 공구 본체 또는 절삭 요소에 평행하게 배열되고 대응하는 센터링 개구가 다른 부분, 절삭 요소 또는 메인 공구 본체에 배열된다.

Description

체결 유닛을 포함하는 공구{TOOL COMPRISING A FASTENING UNIT}

본 발명은, 공구 축선을 중심으로 회전가능한 메인 공구 본체 및 적어도 하나의 절삭 요소를 갖는 밀링 또는 보링 공구에 관한 것이고, 상기 적어도 하나의 절삭 요소는 메인 공구 본체에 체결될 수 있고 절삭 인서트를 수용하기 위한 절삭 인서트 시트 또는 절삭부를 갖는다.

그 점에 있어서, 절삭 요소는 예컨대 연장 아암 및 연장 아암에 체결되는 절삭 인서트 홀더를 포함하는 멀티-파트 구성일 수도 있다.

공지된 공구에서, 절삭 요소는 나사에 의해 메인 공구 본체에만 체결된다. 그러나, 이렇게 하는 것은, 메인 공구 본체 상에서의 절삭 요소의 정확한 위치가 사용된 나사의 제조 허용오차 또는 놀음에 따라 달라지기 때문에, 비교적 높은 레벨의 위치 부정확성을 수반한다.

원칙적으로, 위치 정확성은 소직경의 나사를 이용함으로써 향상될 수 있다. 그러나, 그 결과는, 많은 사용 상황에 있어서 전달되는 힘이 오직 2 개 또는 3 개의 나사만으로는 더 이상 전달될 수 없다는 것이다. 절삭 요소가 기계가공될 작업편과 결합하게 됨에 따라, 기계가공될 재료의 성질 및 공급 속도에 따라 절삭 요소에서 상당한 힘이 발생될 수 있고, 이들 힘은 체결부에 의해 메인 공구 본체로 이송되어야 한다.

이에 따라 추가적으로, 메인 공구 본체에 절삭 요소를 체결하기 위해 다수의 나사를 사용하거나 대직경의 나사를 사용하는 것이 필요하다. 그러나 다수의 나사는 장비의 길이 및 전환 시간의 현저한 증가를 야기한다.

종래 기술의 설명된 상태의 배경과 관련하면, 본 발명의 목적은 메인 공구 본체에 적어도 하나의 절삭 요소를 체결하기 위한 체결 시스템을 제공하는 것이고, 이는 저비용으로 용이하게 실행될 것이고, 절삭 요소를 메인 공구 본체에 매우 정확하게 위치지정 하도록 해주고 또한 절삭 요소의 매우 빠른 교환을 가능하게 해준다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은, 보링 축선에 평행하게 배열되고 그 축선이 공구 축선과 일치하지는 않는 센터링 핀이 일 부분, 메인 공구 본체 또는 절삭 요소에 연결되고, 다른 부분, 절삭 요소 또는 메인 공구 본체에는 대응하는 센터링 개구가 제공된다는 점에서 달성된다. 즉, 메인 공구 본체는 센터링 핀을 가질 수 있고, 절삭 요소는 대응하는 센터링 개구를 가질 수 있거나, 또는, 메인 공구 본체가 센터링 개구를 가지면서 센터링 핀이 절삭 요소에 배열될 수 있다.

이렇게 하면, 메인 공구 본체에 대하여 절삭 요소를 위치시키기 위해서는, 센터링 핀을 대응하는 센터링 개구 안으로 끼워맞춤하기만 하면 된다. 센터링 핀 및 또한 센터링 개구 모두는 높은 정밀도로 제조되어서, 핀이 개구 안으로 끼워맞춤될 때 절삭 요소와 매인 공구 본체의 서로에 대한 위치지정이 매우 정확해진다. 이와 관련하여 센터링 핀은 유리하게는 공구 축선으로부터 이격되어서, 절삭 요소는 보링 축선에 대해 연장할 필요가 없고 복수의 절삭 요소는 메인 공구 본체에 배열될 수 있다.

센터링 핀이 절삭 요소에 가장 잘 배열된다는 것이 밝혀졌다.

원칙적으로, 센터링 핀 및 센터링 개구를 제공하면 핀을 중심으로 하여 메인 공구 본체에 대한 절삭 요소의 상대 회전이 가능하다. 이를 방지하기 위해서, 절삭 요소는 추가적으로 메인 공구 본체에 빠르게 나사결합될 수 있다.

특히 바람직한 실시형태에서, 센터링 핀은 별도인 부분의 형태여서, 일 부분으로부터 분리될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 메인 공구 본체와 또한 절삭 요소 모두가 각각의 센터링 개구를 가질 수도 있고, 상기 센터링 개구 안으로 센터링 핀이 끼워맞춤된다. 이 실시형태는 센터링 핀을 가진 부품의 제조가 덜 비싸다는 이점을 갖는다. 보다 특히, 센터링 핀이 메인 공구 본체 또는 절삭 요소에 일체적으로 연결된다면, 제조 목적을 위해서는 비교적 많은 양의 재료가 메인 공구 본체 상에서 또는 절삭 요소로부터 제거되어야만 한다. 이는 재료 비용 및 제조 시간을 증가시킨다.

더 바람직한 실시형태에서, 센터링 핀은 센터링 슬리브의 형태이고, 바람직하게는 2 ㎝ 초과, 특히 바람직하게는 5 ㎝ 초과의 직경 (d) 을 갖는다. 직경 (d) 은 유리하게는 보링 또는 밀링 직경의 10 % 보다 크다.

센터링 슬리브 형태의 센터링 핀을 만드는 것은 공구의 중량을 감소시킨다. 대직경의 센터링 핀 또는 센터링 슬리브의 제공은 핀 또는 슬리브에 의해 가해질 수 있는 힘을 증가시킨다.

원칙적으로, 이 명세서의 도입부분에서 이미 언급된 바와 같이, 센터링 핀을 중심으로 한 절삭 요소의 회전을 방지하기 위한 추가적인 체결 나사를 제공하는 것이 가능하더라도, 바람직한 실시형태에 따르면, 추가적으로 메인 공구 본체 또는 절삭 요소 상에 슬롯 너트가 제공되고, 다른 요소 상에는 대응하는 슬롯이 제공되고, 상기 슬롯 너트는 상기 슬롯 안으로 적어도 부분적으로 결합한다. 즉, 메인 공구 본체는 절삭 요소에 제공되는 슬롯 안으로 결합하는 슬롯 너트를 가질 수 있고, 또는 절삭 요소는 메인 공구 본체에 제공된 대응하는 슬롯 안으로 결합하는 슬롯 너트를 가질 수 있다. 복수의 슬롯 너트를 제공하는 것도 가능하다는 것을 알 수 있다.

이와 관련하여, 슬롯 너트는 체결되는 요소로부터 분리가능하다는 것이 추가적으로 제공될 수 있다. 따라서 바람직한 실시형태에서, 예를 들어 메인 공구 본체 및 또한 절삭 요소 모두가 슬롯을 갖고, 슬롯 너트는 두 개의 슬롯 중 하나에 체결되고, 메인 공구 본체에 절삭 인서트를 체결할 시에 다른 슬롯 안으로 결합된다.

슬롯 너트라는 용어는 적어도 하나의 슬롯 벽에 대해 대응하는 슬롯에서 지지할 수 있도록 되는 접촉면을 가지는 임의의 요소를 가리키는데 사용된다.

그 조치는 메인 공구 본체 상에서의 절삭 요소의 위치 정확도를 더 향상시킨다.

예를 들어 슬롯 너트는 두 개의 체결 보어를 가질 수도 있고, 슬롯 너트를 체결하기 위한 제 1 체결 보어가 일 요소 상에 제공되고, 다른 요소를 체결하기 위한 제 2 체결 보어가 슬롯 너트 또는 일 요소 상에 제공된다. 또한, 제 1 슬롯이 센터링 개구를 통과하는 할선 상에 있다면 유리할 수 있고, 상기 할선은 센터링 개구의 중심점을 통해 연장하는 것이 바람직하다. 이것은 센터링 핀 및 슬롯 너트에 의해 최적의 힘 전달을 보장한다.

바람직한 실시형태에는, 센터링 핀이 슬롯 너트보다 공구 축선으로부터 더 멀리 배열된다는 것이 더 제공된다. 즉, 슬롯 너트는 바람직하게는 센터링 개구의 중심점에 공구 축선을 연결시키는 선 상에 배치된다.

본 발명의 다른 이점, 특징 및 가능한 사용이 바람직한 실시형태 및 관련된 도면의 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시형태의 사시도를 도시한다.
도 2 는 도 1 의 실시형태의 측면도를 도시한다.
도 3 은 도 1 의 실시형태의 다른 사시도를 도시한다.
도 4 는 도 1 의 실시형태를 아래에서 바라본 도면이다.
도 5 는 위쪽에서부터 메인 공구 본체까지의 확대 상세도를 도시한다.
도 6 은 도 5 의 메인 공구 본체의 확대 단면도를 도시한다.
도 7 은 연장 아암이 부착된 도 6 의 메인 공구 본체의 확대 단면도를 도시한다.
도 8 은 연장 아암이 부착된 도 5 의 메인 공구 본체의 확대 상세도를 도시한다.

도 1 은 본 발명의 실시형태의 사시도를 도시한다. 보링-아웃 공구 (1) 는 대응 드라이브와 관련하여 인터페이스 (3) 를 갖는 메인 공구 본체 (2) 를 갖는다. 여기에서 인터페이스 (3) 는 가파르게 점점 좁아지는 샤프트 (3) 를 포함하고, 메인 공구 본체 (2) 를 향하는 샤프트 (3) 의 단부에는 축선 지지를 위한 플랜지 (5) 및 파지 홈 (gripping groove; 4) 이 제공된다. 인터페이스는 메인 공구 본체 (2) 에 연결될 수 있는 별도의 구성부품의 형태일 수 있다. 여기에서 메인 공구 본체는 대응하는 스포크부 (7) 에 의해 내부로 배치된 허브부에 연결되는 바퀴형상부 (6) 를 갖는다. 연장 아암 (8) 이 메인 공구 본체 (2) 또는 그 스포크부 (7) 에 장착된다. 도시된 실시형태는 4 개의 스포크부 (7) 를 갖고, 각각의 스포크부 (7) 에는 각각 연장 아암이 장착된다. 연장 아암 (8) 상에는 연장 아암에 있는 홈 (11) 에 배치된 레그형 돌출부 (10) 를 갖는 절삭 인서트 홀더 (9) 가 있다.

도 2 는 도 1 의 실시형태의 측면도이다. 여기에서, 절삭 인서트 홀더 (9) 는 클램프 (13) 에 의해 절삭 인서트 홀더 상에서 고정되는 절삭 인서트 (12) 용 시트 (seat) 를 갖는다는 것을 볼 수 있다. 도 2 의 중앙에 도시된 연장 아암 (8) 과 관련하여, 레그형 돌출부 (10) 가 약간 경사져 있다는 것을 가장 잘 볼 수 있고, 이는 작동시에 더 나은 축방향 접촉압을 야기한다. 레그형 돌출부 (10) 내에 배열된 나사 (14) 는 연장 아암 (8) 에 있는 슬롯 (11) 내에 절삭 인서트 홀더 (9) 의 반경방향 변위를 제공한다.

도 3 은 바닥으로부터의 사시도를 도시하고 도 4 는 바닥에서부터 도 1 및 도 2 의 실시형태까지의 도면을 도시한다. 여기에서, 메인 공구 본체 (2) 가 내부 허브부, 바퀴형상부 (6) 및 4 개의 스포크부 (7) 를 포함한다는 것을 명확히 볼 수 있다. 연장 아암 (8) 은 스포크부 (7) 에 나사결합된다. 슬라이더 본체 (15) 및 슬라이더 본체에 수용되고 절삭 인서트 시트를 포함하는 홀딩 요소 (16) 를 포함하는 절삭 인서트 홀더 (9) 는 적어도 하나의 슬롯을 갖고, 도시된 실시형태에서는 3 개의 슬롯 (17) 이 도시될 수 있다. 연장 아암 (8) 은 대응하는 다수의 나사결합식 보어 (18) 를 가져서 절삭 인서트 홀더 (9) 가 슬롯 (17) 덕분에 용이하게 조정될 수 있다. 이미 언급된 바와 같이 이러한 조정은 조정 나사 (14) (도 2 참조) 에 의해 실시된다.

상기에 언급된 절삭 요소는 도시된 실시형태에서 멀티-파트 구성으로 되어 있고 연장 아암 (8), 슬라이더 본체 (15) 및 슬라이더 본체에 배열된 홀딩 요소 (16) 를 포함한다.

연장 아암을 생략하고 슬라이더 본체 (15) 를 메인 공구 본체 (2) 에 바로 체결할 수 있다는 것도 알게 될 것이다.

연장 아암 (8) 이 제 2 세트의 나사결합식 보어 (18) 를 갖는다는 것을 도 4 의 도면으로부터 명확하게 볼 수 있다. 이에 따라 절삭 인서트 홀더 (9) 는 연장 아암 (8) 으로부터 완전하게 분리되고, 그로부터 반경방향으로 이격된 위치에서 추가적인 나사결합식 보어에 의해 다시 체결될 수 있다. 새로운 위치에서 슬롯 (17) 은 연장 아암 (8) 에 대한 절삭 인서트 홀더의 소정 반경방향 변위를 가능하게 한다.

그러나 보링 직경의 범위를 확대하기 위해서는, 절삭 인서트 홀더를 연장 아암에 대해서 변위시킬 수 있는 것뿐만 아니라 상이한 구성의 연장 아암 (8) 또는 상이한 구성의 메인 공구 본체 (2) 를 사용하는 것도 가능하다. 상이한 수의 스포크부를 갖는 공구 메인 본체를 사용하는 것도 가능하다. 또한 각각의 스포크부는 절대적으로 주변 방향에서 등거리로 배열될 필요가 없다. 반대로, 소위 상이한 피치 인덱싱의 경우에, 작동시에 발생할 수 있는 진동이 최소화될 수 있다는 것이 밝혀졌다.

연장 아암 (8) 을 메인 공구 본체 (2) 에 체결하는 것이 도 5 ~ 도 8 을 참조하여 이하에서 설명된다. 도 5 는 메인 공구 본체 (2) 의 확대한 상세도를 도시한다. 여기에서 도시되는 메인 공구 본체 (2) 는 도 1 ~ 도 4 에 도시된 실시형태에 대응한다. 이러한 종류의 체결은 원칙적으로 여기에 도시된 실시형태와 관련해서뿐만 아니라 일반적으로 두 개의 공구 부품을 함께 체결하기 위해서도 사용될 수 있다.

메인 공구 본체 (2) 는 원형 리세스 (22, 블라인드 보어) 를 가지고, 이 안으로 센터링 슬리브 (23) 가 끼워맞춤된다. 슬롯 너트 체결식 나사 (25) 에 의해 메인 공구 본체 (2) 상에 체결되는 슬롯 너트 (24) 도 제공된다. 슬롯 너트 (24) 는 두 개의 관통 보어를 가지고, 이 중 하나는 슬롯 너트 체결식 나사 (25) 에 의해 메인 공구 본체 (2) 에 슬롯 너트 (24) 를 체결하는 기능을 한다. 다른 보어는 세 개의 체결 보어 (26) 중 하나에 대해 동축으로 연장한다. 체결 보어 (26) 는 메인 공구 본체 (2) 에 연장 아암 (8) 을 체결하는 기능을 한다.

슬롯 너트 (24) 에 있는 두 개의 관통 보어 및 블라인드 보어 (22) 가 주변 방향이 아닌 반경 방향으로만 서로 이격되어 있다는 것을 볼 수 있다. 이에 따라 대응하는 보어 모두는 도식적으로 도시된 라인 상에 배치되어 있다.

도 6 은 도 5 의 실시형태를 통과하는 단면도를 도시한다. 하부측에서 챔버 (27) 를 갖는 메인 공구 본체 (2) 가 여기에 도시된다. 블라인드 보어 (22) 에 배열된 센터링 슬리브 (23) 도 볼 수 있다. 센터링 슬리브 (23) 의 축방향 길이는 블라인드 보어 (22) 의 깊이보다 커서 센터링 슬리브 (23) 가 메인 공구 본체 (2) 너머 축방향으로 돌출한다. 슬롯 너트 (24) 가 메인 공구 본체 (2) 에 있는 대응 슬롯에 수용된다는 것도 더 볼 수 있다. 슬롯에 슬롯 너트 (24) 를 체결하기 위해서, 체결 나사 (25) 가 슬롯 너트 (24) 에 있는 대응하는 계단식 보어를 통해 메인 공구 본체 (2) 에 있는 나사결합식 보어 안으로 연장한다. 슬롯 너트는 메인 공구 본체 (2) 에 있는 다른 나사결합식 보어 (26) 에 대해서 동축으로 배열되는 제 2 보어를 갖는다.

도 7 은 도 6 과 같은 동일한 단면도를 도시하지만, 도 7 에서는 메인 공구 본체에 체결될 홀딩 요소의 일부인 연장 아암 (8) 이 메인 공구 본체 (2) 에 체결된다. 메인 공구 본체의 하부측에서 연장 아암 (8) 이 메인 공구 본체 (2) 와 유사한 원형 리세스를 가져서 센터링 슬리브 (23) 가 메인 공구 본체 (2) 에 있는 블라인드 보어 (22) 로부터 연장 아암 (8) 에 있는 원형 리세스 안으로 연장한다. 센터링 슬리브 (23) 는 메인 공구 본체 (2) 와 관련하여 연장 아암 (8) 의 정확한 위치지정을 제공한다. 메인 공구 본체 (2) 에 대한 연장 아암 (8) 의 회전을 방지하기 위해서 슬롯 너트 (24) 가 제공된다. 그 하단부측에서 연장 아암 (8) 은 대응하는 슬롯을 갖고, 그 안으로 슬롯 너트 (24) 가 결합될 수 있다. 연장 아암 (8) 을 메인 공구 본체 (2) 에 나사결합하는데 이용되는 3 개의 체결 나사는 연장 아암 (8) 을 메인 공구 본체 (2) 에 체결시키는 역할을 한다. 도 7 에서 볼 수 있는 바와 같이, 이들 나사 중 하나는 슬롯 너트 (24) 에 있는 대응하는 보어를 통해 메인 공구 본체 (2) 안으로 결합한다.

도 8 은 도 5 와 유사하게 메인 공구 본체 (2) 의 평면도를 도시하지만, 여기에서 연장 아암 (8) 은 메인 공구 본체 (2) 에 체결된다.

본 설명으로부터 당업자에 의해 보여질 수 있는 바와 같은 모든 특징들, 도면 및 청구범위는, 특정 다른 특징들과 관련하여서만 구체적인 용어로 설명되었더라도, 명확하게 제외되지 않거나 또는 기술적 양태가 이러한 결합을 불가능하게 하거나 무의미하게 하지 않는 한 개별적으로 또는 여기에 설명된 다른 특징 또는 특징군과 조합하여 결합될 수 있다는 것을 알게 될 것이다. 이는, 청구범위 중 힘의의 하나의 내에 있는 특징들의 임의의 결합에도 적용된다. 특징의 모든 가능한 결합의 포괄적이고 분명한 표현은, 여기에서는 설명의 간결성 및 가독성을 위해 생략된다.

1: 보링 공구 13: 클램프
2: 메인 공구 본체 14: 나사
3: 인터페이스 15: 슬라이더 본체
4: 파지홈 16: 홀딩 요소
5: 플랜지 17: 슬롯
6: 바퀴형상부 18: 나사결합식 보어
7: 스포크부 22: 블라인드 보어
8: 연장 아암 23: 센터링 슬리브
9: 절삭 인서트 홀더 24: 슬롯 너트
10: 레그형 돌출부 25: 슬롯 너트 체결 나사
11: 슬롯 26: 체결 보어
12: 절삭 인서트 27: 챔버

Claims (9)

1. 공구 축선을 중심으로 회전가능한 메인 공구 본체 (2), 및 상기 메인 공구 본체 (2) 에 체결될 수 있고 절삭 인서트 (12) 를 수용하기 위한 절삭 인서트 시트 또는 절삭부를 갖는 절삭 요소를 포함하는 밀링 또는 보링 공구 (1) 에 있어서,
   보링 축선에 대해 평행하게 배열되고 그 축선이 공구 축선과 일치하지 않는 센터링 핀이 일부분, 즉 메인 공구 본체 (2) 또는 절삭 요소 (16) 에 연결되고, 대응하는 센터링 개구가 다른 부분, 즉 절삭 요소 또는 메인 공구 본체 (2) 에 제공되며,
   메인 공구 본체 (2) 또는 절삭 요소 (16) 상에 슬롯 너트 (24) 가 제공되고, 다른 요소 상에는 대응하는 제 1 슬롯 (11) 이 제공되며, 상기 슬롯 너트 (24) 는 상기 제 1 슬롯 (11) 안으로 적어도 부분적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 밀링 또는 보링 공구 (1).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 센터링 핀은 상기 일 부분으로부터 분리가능한 것을 특징으로 하는 밀링 또는 보링 공구 (1).
3. 제 1 항에 있어서, 상기 센터링 핀은 센터링 슬리브의 형태이고, 2 ㎝ 초과의 직경 (d) 을 갖는 것을 특징으로 하는 밀링 또는 보링 공구 (1).
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯 너트 (24) 는 일 요소로부터 분리가능하고, 상기 일 요소는 상기 슬롯 너트 (24) 가 부분적으로 수용되고 체결되는 제 2 슬롯 (11) 을 갖는 것을 특징으로 하는 밀링 또는 보링 공구 (1).
6. 제 5 항에 있어서, 상기 슬롯 너트 (24) 는 두 개의 체결 보어를 갖고, 상기 슬롯 너트 (24) 를 체결하기 위한 제 1 체결 보어 (26) 가 상기 일 요소에 제공되고, 상기 다른 요소를 체결하기 위한 제 2 체결 보어 (26) 가 상기 슬롯 너트 또는 상기 일 요소에 제공되는 것을 특징으로 하는 밀링 또는 보링 공구 (1).
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 슬롯은 센터링 개구를 통과하는 할선 상에 있고, 상기 할선은 센터링 개구의 중심점을 통과하여 연장하는 것을 특징으로 하는 밀링 또는 보링 공구 (1).
8. 제 1 항에 있어서, 상기 센터링 핀은 슬롯 너트 (24) 보다 공구 축선으로부터 더 멀리 배열되는 것을 특징으로 하는 밀링 또는 보링 공구 (1).
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 두 개의 절삭 요소가 제공되는 것을 특징으로 하는 밀링 또는 보링 공구 (1).

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