KR102210009B1 - 개선된 커터헤드와 그 사용 방법 - Google Patents

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헤케스 라이프
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Abstract

복수의 커터(10)를 수용하기 위한 커터헤드로서, 상기 커터헤드는 각 커터 (10)에 대하여 별개의 수용 개구부(25.1-25.n)를 갖고, 상기 커터헤드는 수용 개구부(25.1)에서 커터(10)를 클램프하기 위하여 클램핑 수단(35.1, 35.2, 55)을 포함한다. 적어도 하나의 수용 개구부(25.1)의 영역에서 커터헤드에 캐비티가 구비되 고, 상기 캐비티는 얇은 구획 벽 또는 구획 층에 의해 수용 개구부(25.1)로부터 분리되며, 상기 캐비티는 유체로 충전될 수 있고 이에 압력이 적용될 수 있도록 된다.

Description

개선된 커터헤드와 그 사용 방법{IMPROVED CUTTER HEAD AND USE THEREOF}
본 발명은 커터헤드, 특히 피가공물의 기어절삭을 위한 바아 커터헤드에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 베벨기어의 기어절삭을 위한 커터헤드 또는 바아(bar) 커터헤드에 관한 것이다. 발명은 또한 그러한 커터헤드 또는 바아 커터헤드의 사용방법에 관한 것이다.
금속 피가공물의 절삭가공을 위해 사용되는 다양한 타입의 커터헤드가 있다. 이러한 커터헤드는 일반적으로 수용 개구부가 구비된 주 몸체(main body)를 갖는다 . 피가공물의 절삭가공 동안에 사용되는 실제의 공구는 이러한 수용 개구부에 삽입되고 클램핑 수단을 사용하여 주 몸체에 클램프된다.
이하 베벨기어를 가공하기 위하여 사용되는 커터헤드가 특별히 참조된다. 그러나 발명은 다른 커터헤드에도 사용될 수 있다.
베벨기어를 제작하기 위하여 사용되는 커터헤드의 경우, 소위 바아 커터헤드와 폼(form) 커터헤드 사이를 구별한다. 바아 커터헤드는 복수의 바아 커터가 구비되고, 각 바아 커터는 샤프트와 헤드영역을 갖는다. 바아 커터헤드는 폼 커터헤드보다 더욱 생산적인데, 왜냐하면 동일한 원주에 더 많은 커터(블레이드)가 수용될 수 있기 때문에, 바아 커터가 바아의 원주방향이 아니라 길이방향으로 재연마되고 이에 따라 원주방향으로 더 작은 두께를 필요로 하기 때문이다. 반면에, 폼 커터헤드는 폼 커터가 구비된다. 폼 커터는 바아 커터와 다른 형상을 갖고 단지 절삭표면에서 재연마된다. 공지의 사이클로-팔로이드(cyclo-palloid)시스템은 예컨대, 스파이럴 베벨기어를 제작하기 위하여 그러한 폼 커터를 사용한다.
발명은 바아 커터헤드에 뿐만 아니라 폼 커터헤드에 적용될 수 있다. 따라서 이하에서 일반적인 용어 커터헤드가 총괄적인 용어로 사용된다.
이러한 커터헤드의 경우, 커터헤드에 체결된 커터가 정확하게 한정된 위치로 이동될 수 있는 것이 중요하다. 커터는 피가공물의 절삭가공 동안에 정확하게 한정된 위치에 잔류한다. 따라서 커터헤드의 수용 개구부에 클램핑으로 커터를 체결하기 위한 다양한 해결책이 있다.
커터헤드의 경우, 바아 커터 또는 폼 커터의 반경방향의 위치를 교정할 수 있도록 하기 위하여 소위 받침(underlay)플레이트 또는 평행 플레이트가 종종 사용된다. 이러한 목적을 위하여, 이러한 플레이트는 다른 두께로 제공된다. 따라서 커터헤드의 위치는 일반적으로 반경방향으로 바깥으로 이동될 수 있다. 그러한 플레이트의 사용에 의해, 커터 위치의 정확성, 커터 체결의 안정성 및 커터헤드 및 커터로 이루어진 전체 조립체의 강성은 손상된다.
커터헤드에 따라 커터는 수용 개구부에서 특정 양의 틈(play)을 가질 수 있고, 따라서 더 큰 하중의 경우에 매우 작은 구성으로 이동할 수 있음이 알려졌다. 몇몇 커터헤드에서, 개별적인 커터는 진동하기 쉽고, 이는 예컨대 피가공물의 치형 플랭크(tooth flank)를 마무리하는 동안에 표면 품질에 부정적인 영향을 줄 수 있음이 실험을 통해 밝혀졌다. 모든 커터헤드 타입이 개별적인 커터의 진동 경향을 나타내는 것은 아니다. 진동 경향은 명백하게 기하학적 성질에 의존할 뿐만 아니라 커터헤드의 재료-기술적인 성질에 의존한다.
따라서 발명은 커터헤드의 커터의 미리 정확하게 한정된 커터위치를 유지하게 하는 해결책을 제공하는 목적에 기초한다.
무엇보다도 발명은 피가공물의 가공 동안에 피가공물의 동적하중의 경우에도 커터헤드의 정확한 커터 위치를 보증할 수 있는 것에 관한 것이다.
본 발명에 따른 목적은 청구항 제1항에 따른 커터에 의해 달성된다. 발명의 유리한 실시예는 종속 청구항의 대상에 의해 형성된다. 목적은 또한 청구항 제14항에 따른 사용 방법도 청구항에 의해 달성된다.
발명에 따른 커터헤드는 복수의 커터(폼 커터 및/또는 바아 커터)를 수용하도록 설계된다. 커터헤드는 각 커터에 대하여 별개의 수용 개구부를 갖고, 수용 개구부에서 커터를 클램프하기 위하여 커터헤드에 클램핑 수단이 구비된다. 발명에 따르면, 적어도 하나의 수용 개구부의 영역에서 바아 커터헤드에 캐비티가 구비되고, 이는 얇은 (구획)벽 또는 (구획)층에 의해 수용 개구부로부터 분리된다. 이러한 캐비티는, 바람직하기에는 유체의 형태인 충전제(filler)로 충전될 수 있고 이에 압력이 적용될 수 있도록 설계된다.
모든 실시예에서 유체로서 바람직하기에는 (유압)오일이 사용된다.
압력을 적용함으로써, 얇은 (구획)벽 또는 (구획)층은 약간 부풀고 또 수용 개구부에 인접하여 위치된 커터의 일부에 대하여 가압한다.
모든 실시예에서, 수용 개구부 당 하나의 별도의 캐비티(즉, 다른 캐비티로부터 공간적으로 분리된 하나의 캐비티)가 구비될 수 있다. 이러한 별도의 캐비티의 각각은 이에 적용된 압력을 개별적으로 가질 수 있다.
모든 실시예에서 수용 개구부 당 하나의 캐비티가 구비될 수 있고, 압력은 모든 경우에 또는 그룹으로 합동으로 적용될 수 있다.
실시예는 압력이 요구에 따라 "전환(switched in)"될 수 있도록 설계될 수 있다. 이러한 실시예는 준(quasi)디지털식으로 작동한다. 압력이 적용되거나 캐비티(캐비티들)가 가압되지 않는다.
실시예는 압력이 요구에 따라 단계적으로 또는 연속적으로 "전환"될 수 있도록 설계될 수 있다. 따라서 예컨대, 특히 임계적인 가공단계 동안에, 덜 임계적인 단계 동안 보다도 더 높은 압력에서 작동할 수 있다. 이러한 실시예는 커터의 진동이 확인되게 하는 수단을 선택적으로 갖는다. 캐비티(캐비티들)에서 압력은, 진동이 더 이상 측정되지 않을 때까지 제어기 또는 조절기에 의해 조절될 수 있다. 따라서 공진 행동이 최적화될 수 있다.
만일 압력이 필요하다면 캐비티에 압력이 적용될 수 있는 것이 이러한 해결책의 이점이다. 따라서 예컨대, 특정한 가공단계 동안(예컨대, 황삭가공 동안)에 기어휠의 가공된 플랭크의 최적 표면을 얻기 위하여, 캐비티에서 압력이 후속의 마무리가공 동안에 미리 정해지는 반면에, 캐비티에서 압력이 없이 작동할 수 있다는 것을 생각할 수 있다.
압력은 필요에 따라 다른 강도로 미리 한정될 수 있다는 것이 이러한 해결책의 이점이다. 따라서 예컨대, 커터헤드의 간섭하는 공진을 관리하기 위하여 설정이 변경될 수 있다.
또한, 발명에 따른 해결책은 더 작은 공차에 대한 보상의 가능성을 제공하 고, 이는 제작과 관련된 방식일 수 있거나 또는 마모 또는 손상 때문일 수 있다.
발명은 대형 모듈의 기어휠의 마무리 가공 동안에 특히 유리하게 사용될 수 있는데, 왜냐하면 개별적인 커터의 진동의 경향은 통상적인 커터헤드의 경우 여기서 특히 명확하게 나타나기 때문이다. 발명을 사용함으로써 여기서 효과적인 구제방안이 제공될 수 있다.
그러한 커터헤드의 발명에 따른 사용방법은 이러한 커터헤드의 사용이 베벨기어, 특히 나선 치형의 베벨기어를 제공하기 위하여 사용된다는 것을 제공한다.
발명에 따른 바람직한 커터헤드는 이들이 실질적으로 일체식으로 구현된다는 점에서 구별된다.
참조부호의 목록은 개시의 일부이다.
도면은 일관되게 그리고 포괄적으로 기재될 것이다. 발명의 예시적인 실시예는 도면을 참조하여 이하에서 더욱 상세히 기재될 것이다:
도 1은 예시적인 바아 커터헤드의 개략적인 측단면도로서, 커터헤드는 표면에 바아커터가 구비되도록 설계되고;
도 2는 추가적인 예시적인 바아 커터헤드의 측면도로서, 커터헤드는 표면에 바아커터가 구비되도록 설계되고 바아커터는 약간 경사지며;
도 3은 추가적인 예시적인 바아 커터헤드의 사시도로서, 복수 쌍의 내부커터 및 외부커터를 갖는 바아커터 세트가 표면에 구비되고;
도 4는 추가적인 예시적인 바아 커터헤드의 아주 개략적인 측면도로서, 커터헤드는 표면에 바아커터가 구비되도록 설계되고 바아커터는 단부면에 수직이며;
도 5는 추가적인 예시적인 바아 커터헤드의 아래로부터 대각선 방향의 사시도로서, 바아 커터헤드의 볼 수 있는 후방측면은 개방되게 설계되고 바아커터는 약간 경사지고;
도 6은 추가적인 예시적인 바아 커터헤드의 단면으로 도시된 아주 개략적인 측면도로서, 커터헤드는 원주를 따라 바아커터가 구비되도록 설계되며;
도 7a는 추가적인 예시적인 바아 커터헤드의 사시도로서, 복수의 바아커터를 갖는 바아커터 세트가 표면에 구비되고;
도 7b는 도 7a의 바아 커터헤드의 일부의 분해도를 도시하며;
도 7c는 도 7a의 바아 커터헤드의 일부의 단면도를 도시한다.
본 기재와 관련하여 용어들이 사용되는데, 이는 관련된 공보 및 특허에도 사용된다. 그러나 이러한 용어의 사용은 단지 더 나은 이해를 위한 것임이 주목되어야 한다. 발명의 아이디어 및 특허청구범위의 보호범위는 용어의 특별한 선택에 의한 해석으로 제한되어서는 안된다. 발명은 다른 용어 시스템 및/또는 기술분야로 쉽게 이송될 수 있다. 용어는 다른 기술분야에서 그에 맞게 적용되어야 한다.
발명은 바아커터(10)가 구비될 수 있는 커터헤드(20)에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 오히려 발명은 폼 커터가 구비될 수 있는 커터헤드(20)에 적용될 수도 있다. 발명은 또한 소위 인덱싱 가능한 인서트 홀더가 구비된 커터헤드에 적용될 수도 있다. 이 경우, 발명은 커터헤드에 척으로 고정된 인덱싱 가능한 인서트 홀더에 적용된다. 그러나 이하의 예시적인 실시예는 특허청구범위를 더욱 일반화된 해석으로 포기함이 없이, 바아커터(10)가 구비될 수 있는 바아 커터헤드(20)에 관한 것이다.
발명은 제1의 예시적인 실시예에 기초하여 이하에서 설명될 것이다. 대응하는 도 1은 예시적인 바아 커터헤드(20)를 단면으로 아주 개략적인 측면도로 도시하는데, 커터헤드(20)는 표면에 바아커터(10)가 구비되도록 설계된다. 바아커터(10)는 여기에 도시되지 않는다.
바아 커터헤드(20)는 복수의 바아커터(10)를 수용하도록 특별히 설계되고 바아커터(10) 각각을 위하여 별개의 수용 개구부를 갖는다. 수용 개구부는 이하에서그리고 또한 다른 예시적인 실시예에서 참조번호 25.1 내지 25.n 으로 표시되고, 여기서 n은 1보다 큰 정수이다. 수용 개구부의 총 개수는 n에 의해 설정된다.
모든 수용 개구부(25.1 - 25.n)가 바아커터(10)를 구비해야되는 것은 아니다. 이는 모든 실시예에 적용된다.
수용 개구부(25.1 - 25.n)는 커터헤드(20)의 주 몸체(30)에서 오목부를 나타낸다.
발명에 따르면, 적어도 하나의 수용 개구부(25.1)의 영역에서 커터헤드(20)에 캐비티(40.1)가 제공된다. 도 1에서, 캐비티(40.1)는 수용 개구부(25.1)에 인접하여 직접 안착된다. 캐비티(40.1)는 구획 벽 또는 구획 층(41)에 의해 수용 개구부 (25.1)로부터 분리되고, 또 캐비티(40.1)는 유체로 충전될 수 있으며 압력이 이에 적용될 수 있다. 도 1의 예에서, 캐비티(40.1)는 수용 개구부(25.1)의 길이방향 축(LA)에 평행하게 연장하고 그리고 캐비티(40.1)는 커터헤드(20)의 단부면(31)내로 개방된 접근 또는 충전 개구부(42)를 갖도록 구성된다. 개구부(42)와 캐비티 (40.1)는 도 1에서 아주 개략적인 형태로 도시된다.
캐비티(40.1-40.m)는 바람직하기에는 모든 실시예에서 드릴링 및/또는 밀링으로 주 몸체(30)에 적용된다. 그러나 주 몸체(30)는 또한 주조될 수 있고, 수용 개구부(25.1-25.n) 및/또는 캐비티(40.1-40.m)는 바람직하기에는 주조 동안에 미리 형성된다.
수용 개구부(25.1-25.n)의 형성을 위하여, 바람직하기에는 주 몸체(30)내에 먼저 관통구멍(borehole)이 도입되어, 와이어 부식법의 실행 동안에 주 몸체(30)를 통하여 와이어가 설치될 수 있다. 미리 정해진 경로를 따라 와이어를 안내함으로 써, 기계는 시험구멍으로부터 시작하여 원하는 형태를 정확하게 절삭해낸다.
바아 커터헤드(20)는 바아커터(10)를 수용 개구부(25.1-25.n)에 클램프하기 위한 클램핑 수단을 갖는다. 공지의 해결책은 모든 실시예에서 여기에 사용될 수 있다. 도 1에서, 예컨대 2개의 스크류 구멍(35.1, 35.2)이 도시되는데, 이들은 주 몸체(30)의 단부면(31)에 본질적으로 평행하게 주 몸체(30)의 재료 내로 연장한다.
모든 실시예에서, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같은, (클램핑)스크류(55)가 사용될 수 있다. 발명의 유압 클램핑은 주 몸체(30)에서 커터(20)의 클램핑의 설계 실시예의 모든 실시예에서 독립적인 것이 중요하다. (클램핑)스크류(55)는 커터 (10)의 클램핑을 향상하기 위하여, 모든 실시예에서 와셔 및/또는 스프링이 구비될 수 있다. (클램핑)스크류(55)는 커터 (10)의 클램핑을 향상하기 위하여, 모든 실시예에서 하나의 부품, 2개의 부품 또는 복수의 부품으로 설계될 수 있다. 주 몸체 (30)에 대하여 커터(10)의 (반경방향) 위치를 한정 또는 수정할 수 있도록 하기 위하여, 커터(10)는 모든 실시예에서 받침 플레이트 및/또는 평행 플레이트 및/또는 웨지로써 수용 개구부(25.1-25.n)내에 삽입될 수 있다.
예컨대(도 3에 도시된 바와 같이), 커터(10)당 2개의 (클램핑)스크류(55)가 사용된다면, 커터(10)를 클램핑하기 위하여 이러한 2개의 (클램핑)스크류(55)의 각각은 커터(10)의 하나의 클램핑 측면에 대하여 개별적으로 가압할 수 있다.
대신에, (클램핑)스크류(55)는 커터(10)의 클램핑 측면에 대하여 공유된 클램핑 블록(도시 안 됨)을 사용하여 가압할 수 있다. 2개의 개별적인 (클램핑)스크류(55)를 갖는 실시예에 비해, 이 경우 (클램핑)스크류(55)의 힘은 공유된 클램핑 블록을 매개로 커터(10)의 클램핑 측면으로 전달된다.
스크류(55)를 스크류 구멍(35.1, 35.2)에 체결함으로써, 커터(10)는 대응하는 수용 개구부(25.1)에 고정될 수 있다.
발명의 바아 커터헤드(20)는, 도 1과 관련하여 이미 언급된 바와 같이, 적어도 하나의 수용 개구부(25.1)의 영역에서 바아 커터헤드(20)의 재료에 캐비티 (40.1)가 구비되는 점에서 모든 실시예에서 구별된다. 캐비티는 참조부호 40.1 내지 40.m으로 이하 및 다른 예시적인 실시예에서도 표시되고, 여기서 m은 1보다 큰 정수이다. 캐비티의 총 개수는 m에 의해 설정된다.
다음의 m*n의 관계가 모든 실시예에서 적용된다. 숫자 m은 바람직하기에는 모든 실시예에서 숫자 n과 같은 데, 즉 이러한 바람직한 경우 수용 개구부(25.1 내지 25.n)만큼 많은 캐비티(40.1 내지 40.n)이 정확하게 존재한다.
캐비티(40.1 내지 40.n)는 얇은 구획 벽 또는 구획 층(41)에 의해 인접한 각각의 수용 개구부(25.1-25.n)로부터 분리된다. 또한, 캐비티(40.1 내지 40.m)는 이들이 바람직하기에는 유체로 된 충전제로 채워질 수 있도록, 그리고 이에 압력이 적용될 수 있도록 설계된다.
도 1은 바아 커터헤드(20)를 도시하고, 이의 주 몸체(30)는 전방의 디스크 형상의 영역과 후방의 디스크 형상의 영역을 포함한다. 주 몸체(30)는 모든 실시예에서 공구 축(RW)에 실질적으로 회전대칭으로 설계된다. 주 몸체(30)는 전방의 디스크 형상의 영역에 공구 축(RW)에 수직인 소위 단부면(31)을 갖는다.
도 1에 도시된 실시예의 수용 개구부(25.1-25.n)는 이러한 단부면(31)에 제공되고 이들은 단일의 수용 개구부(25.1)에 기초한 단면의 영역에서 도 1에 도시된 바와 같이, 주 몸체(30)내로 연장한다. 캐비티(40.1)는 여기서, 예컨대 수용 개구부(25.1)의 길이방향 축(LA)에 평행하게 연장한다. 공구 축(RW)과 길이방향 축( LA)은 이러한 특별한 경우에 평행하고, 이는 매우 단순화되어 도시된다.
캐비티(40.1-40.m)와 수용 개구부(25.1-25.n)의 평행 구성에서, 캐비티 (40.1-40.m)는 수용 개구부(25.1-25.n)의 전체 길이 너머로 연장할 수 있고, 또는 캐비티(40.1-40.m)는 도 1에 도시된 바와 같이 더 짧을 수 있다. 길이는 여기서 길이방향 축(LA)에 평행하다.
주 몸체가 후방영역에서 개방된 커터헤드(20)에서(예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이), 커터(10)의 샤프트는 적어도 부분적으로 이 영역으로 노출된다. 따라서 캐비티(40.1)는 바람직하기에는 단지 커터헤드(20)의 주 몸체의 재료에 의해 완전히 포위된 수용 개구부(25.1)의 영역을 따라서만 연장한다.
캐비티(40.1 내지 40.m)는 얇은 구획 벽 또는 구획 층(41)에 의해 인접한 각각의 수용 개구부(25.1-25.n)로부터 각각 분리된다. 도 1은 구획 벽 또는 구획 층(41)을 단면으로 도시하고, 이는 평행 구성의 결과로 여기서 균일한 두께(길이방향 축(LA)에 수직인)를 갖는다.
도 2는 추가적인 예시적인 바아 커터헤드(20)의 측면도를 도시하는데, 바아 커터헤드(20)는 표면에 바아커터(10)(도시 안 됨)가 구비되도록 설계되고 그리고 바아커터(10)는 공구 축(RW)에 대하여 약간 경사진다(즉, LA가 RW에 대하여 경사진다). 도 2에서, 수용 개구부(25.1)의 프로파일은 점선으로 도시되는데, 왜냐하면 이러한 수용 개구부(25.1)가 주 몸체(30)의 전방의 디스크 형상의 영역의 내부로 연장하기 때문이다. 후방의 디스크 형상의 영역(32)에서, 수용 개구부(25.1)는 볼 수 있고 또 커터(10)의 샤프트는(만일 커터헤드(20)가 커터(10)가 구비된다면) 부분적으로 노출된다. 수용 개구부(25.1-25.n)당 주 몸체(30)의 전방의 디스크 형상의 영역의 원주방향 측면(측방 표면상에서)에 2개의 스크류 구멍이 구비된다. 수용 개구부(25.1)의 2개의 스크류 구멍은 참조부호 35.1과 35.2로 표시된다. 스크류 구멍은 각각 쌍으로 경사지는데, 왜냐하면 여기서 수용 개구부(25.1-25.n)도 또한 경사지기 때문이다.
캐비티(40.1)는 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서 수용 개구부(25.1)의 길이방향 축(LA)에 평행하게 연장한다. 캐비티(40.1)는 이 경우 주 몸체(30)의 전방의 디스크 형상의 영역에서 수용 개구부(25.1)의 전체 길이 너머로 연장한다. 캐비티(40.1)는 여기서 후방의 디스크 형상의 영역(32)내로 연장하지 않는다.
도 3은 복수 쌍의 내부커터 및 외부커터를 갖는 바아커터 세트가 표면에 구비된 추가적인 예시적인 바아 커터헤드(20)의 사시도를 도시한다. 바아 커터헤드 (20)는 또한 여기서 디스크 형상의 주 몸체(30)를 갖고, 이의 단부면(31)상에서 바아커터(10)의 삽입 및 체결을 위하여 수용 개구부(25.1-25.n)(또한 커터 샤프트로 불림)가 구비된다. 도시된 예에서, 주 몸체(30)는 총 40개의 수용 개구부(25.1 -25.40)(n=40)를 갖는다. 40개의 수용 개구부(25.1-25.40)는 20개의 내부커터와 20개의 외부커터가 구비된다.
도 3의 예시적인 실시예의 바아커터(10)는 단부면(31)에 수직이다. 여기서 수용 개구부(25.1-25.40)당 한쌍의 스크류 구멍이 또한 구비된다. 도 3에서 수용 개구부(25.1)의 단지 2개의 스크류 구멍(35.1, 35.2)이 참조부호로 표시된다.
커터헤드(20)에 인접하여 왼쪽에 2개의(클램핑)스크류(55)가 도시된다. 이러한 클램핑 스크류(55)는 예컨대, 수용 개구부(25.1)에 바아커터(10)를 고정하기 위하여 스크류 구멍(35.1, 35.2)내에 삽입 및 체결될 수 있다.
주 몸체(30)의 후방측면(후방의 디스크 형상의 영역의)은 또한 여기서 개방된 것으로 설계되고 바아커터(10)의 후방 단부는 노출된다. 발명의 모든 실시예는 후방측면에서 개방 또는 폐쇄된 것으로 설계될 수 있다.
도 3에서, 예로서 도시된 캐비티(40.1)는 점선에 의해 개략적으로 표시된 바와 같이, 수용 개구부(25.1)에 가로 질러 연장한다. 여기서 캐비티(40.1)는 주 몸체(30)의 원주방향 표면(33)내로 개방된다. 이러한 캐비티(40.1)는 수용 개구부 (25.1)의 벽에 접하여 주 몸체(30)의 내부로 적어도 약간의 거리로 연장한다. 그러나 도 3에서 식별할 수 없는, 얇은 구획 벽 또는 구획 층(41)은 캐비티(40.1)의 섹션과 수용 개구부(25.1)의 섹션 사이에 위치된다.
도 4는 추가적인 예시적인 바아 커터헤드(20)의 아주 개략적인 측면도를 도시하는데, 커터헤드(20)는 표면에 바아커터(10)(도시 안 됨)가 구비되도록 설계되고 바아커터(10)는 주 몸체(30)의 단부면(31)에 경사져 있다. 이러한 실시예의 상세에 대하여, 앞선 기재가 참조된다. 도 3에 다른 실시예에서 같이, 캐비티 (40.1- 40.m)의 축 또는 충전 개구부(42)는 측방향 표면(33)에 존재한다. 여기서, 수용 개구부(25.1-25.n) 당 하나의 캐비티(40.1-40.n)가 구비되고 캐비티 (40.1-40.n) 당 하나의 접근 또는 충전 개구부(42)가 구비된다.
본 실시예에서 캐비티(40.1)는 또한 수용 개구부(25.1)에 가로 질러 연장하는데, 주 몸체(30)의 측방향 표면(33)내로의 오리피스 개구부만이 캐비티(40.1)를 식별가능하다. 이러한 캐비티(40.1)는 수용 개구부 (25.1)의 벽에 접하여 주 몸체(30)의 내부로 적어도 약간의 거리로 연장한다. 캐비티(40.1)의 섹션과 수용 개구부(25.1)의 섹션 사이에 얇은 구획 벽 또는 구획 층(41)이 위치되지만, 그 위치는 단지 도 4에서의 표시로 식별가능하다.
도 5는 추가적인 예시적인 바아 커터헤드(20)의 후방으로부터의 사시도를 도시하는데, 바아 커터헤드(20)의 볼 수 있는 후방측면은 개방되게 설계되고 바아커터(10)(도시 안 됨)는 약간 경사져 있다. 이러한 실시예의 상세에 대하여, 앞선 기재가 참조된다.
도 5에 따른 실시예에서, 캐비티 또는 캐비티들(40.1-40.m)에의 접근은 주 몸체(30)의 후방영역(32)이다. 이러한 캐비티들(40.1-40.m)은 하나 이상의 수용 개구부 (25.1-25.n)의 벽 또는 벽들에 접하여 주 몸체(30)의 내부로(바람직하기에는 전방의 디스크형상의 영역에서) 적어도 약간의 거리로 연장한다. 그러나 도 5에서 식별가능하지 않은 얇은 구획 벽 또는 구획 층은, 캐비티 (40.1)의 섹션과 수용 개구부 (25.1)의 섹션 사이에 놓인다.
주 몸체(30)의 후방영역(32)은 여기서 수용 개구부 (25.1-25.n)의 연속으로서 개방된 커터 샤프트(37)를 갖는다. 커터 샤프트(37)의 관통 개구부와 중앙 관통구멍(36)은 주 몸체(30)의 후방 단부면(34)에서 식별가능하다.
모든 실시예는 커터헤드(20)가 기계의 피공작물 스핀들에 공지된 방식으로 연결되도록 하는 그러한 중앙 관통구멍(36)을 가질 수 있다. 그러나 모든 실시예에서 다른 체결수단이 또한 구비될 수 있다.
도 6은 추가적인 예시적인 바아 커터헤드(20)를 부분 섹션으로 아주 개략적인 측면도를 도시하는데, 커터헤드(20)는 원주를 따라 커터(10)가 구비되도록 설계된다. 크기를 나타내기 위하여, 커터헤드(20) 옆에 예시적인 커터(10)가 아주 개략적인 형태로 도시된다. 커터(10)는 샤프트(10.1)와 헤드영역(10.2)을 갖는다.
여기서 커터(10)는 주 몸체(30)에서 반경방향으로 또는 대각선방향으로 바깥으로 향하도록 커터(10)의 적어도 하나의 활성영역(헤드영역(10.2)이라 불림)이 커터헤드(20)의 원주방향 표면(33)으로부터 돌출한다. 도 6의 영역에서 수용 개구부 (25.1)는 단면으로 도시된다. 스크류 구멍(35.1, 35.2)은 도시된 예에서 전방측면 (31)으로부터 주 몸체(30)의 내부에 놓인 수용 개구부(25.1-25.n)의 방향으로 연장한다. 공구 축(RW)에 동심상으로 연장하는 오목부(38)는 도시된 바와 같이 전방측면에 구비된다(이러한 오목부는 바람직하기에는 공구 축(RW)에 동심상인 절두 원추의 형상을 갖는다). 도 6에 도시된 바와 같이, 중앙 관통구멍(36)이 커터헤드(20)의 전체 주 몸체를 관통할 수 있다. 캐비티(40.1) 또는 이의 오리피스(충전/접근 개구부(42))는 각각 도 6에 도시된 바와 같이 이러한 오목부(38)의 영역에 위치될 수 있다. 여기서 실제의 캐비티(40.1)는 수용 개구부(25.1)의 길이방향 축(LA)에 반대방향으로 평행하게 연장한다. 도 6에서 식별가능한 얇은 구획 벽 또는 구획 층(41)은, 캐비티 (40.1)의 섹션과 수용 개구부(25.1)의 섹션 사이에 놓인다.
도 7a는 추가적인 예시적인 바아 커터헤드(20)의 사시도를 도시하는데, 이는 복수의 바아커터(10)를 갖는 바아커터 세트가 표면에 구비된다. 여기서 n = 32인, 수용 개구부(25.1 내지 25.32)가 구비되고 이들 수용 개구부(25.1 내지 25.32)의 각각은 하나의 바아커터(10)가 구비된다.
커터헤드(20)의 주 몸체는 전방의 디스크 형상의 영역과 후방의 개방영역을 갖는다. 개방된 커터 샤프트(37)는 후방의 개방영역에서 볼 수 있다(예컨대, 도 5에서와 마찬가지로). 여기서 바아커터(10) 당 2개의 스크류 구멍이 구비된다. 그러나 도 7a에서 단지 2개의 스크류 구멍이 참조부호 35.1 과 35.2로 구비된다. 스크류 구멍(35.1, 35.2)은 수용 개구부(25.1)와 결합되는데, 즉 수용 개구부(25.1)에 안착된 바아커터(10)는 스크류(55)를 사용하여 체결되고, 이는 여기서 나사고정될 수 있다. 여기서 스크류(5)는 도시되지 않는다.
커터헤드(20)의 주 몸체에서 수용 개구부(25.1 내지 25.32) 당 하나의 캐비티(401. 내지 40.32)가 구비된다. 이러한 캐비티(401. 내지 40.32)는 도 7a에서 볼 수 없다. 그러나 캐비티(401. 내지 40.32)의 각각에 대하여 주 몸체(30)의 원주방향 표면(33)상에 접근 또는 충전 개구부(42)가 안착됨을 알 수 있다.
도 7b는 도 7a의 커터헤드(20)의 일부의 분해도를 도시한다. 수용 개구부들 중의 하나는 참조부호 25.1 로 표시된다. 발명의 예시적인 폐쇄수단(60)은 커터헤드(20)에 인접하여 오른쪽에 도시된다. 접근 또는 충전 개구부(42)의 각각에 하나의 그러한 폐쇄수단(60)이 배열된다. 여기서 폐쇄수단(60)은 하이드로-클램핑 (hydro-clamping)이라고도 불린다.
모든 실시예에서 폐쇄수단(60)은 바람직하기에는 복수의 부품으로 제작/구성된다. 도 7b는 폐쇄수단(60)이 6개의 부품을 포함하는 예시적인 실시예를 도시한다. 내부로부터 외부로 고려하면, 폐쇄수단(60)은 바람직하기에는:
- 밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛(61),
- 압축 몸체로 사용된 나사가 형성된 몸체(62), 를 포함한다.
전체로서, 모든 실시예에서 폐쇄수단(60)은 바람직하기에는 한편으로 밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛(61)의 운동에 의해 할당된 캐비티(40.m)의 내부에 압력이 형성되는 것을 허용한다. 반면에, 밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛(61)과 함께 캐비티 (40.m)를 외부로 밀봉하기 위하여 압축 몸체(바람직하기에는 나사형성된 핀(62)형태로)가 사용된다.
모든 실시예에서 밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛(61)은 바람직하기에는 플러그 (61.1)와, 지지링(61.2), O-링(61.3), O-링(61.4) 및 밀봉 플레이트(61.5)를 포함한다. 캐비티(40.m)에서 또는 충전/접근 개구부(42)에서 밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛(61)의 운동 동안에 캐비티(40.m)로부터 유체의 이탈을 방지하기 위하여 O-링(61.3, 61.4)이 반경방향 밀봉으로 사용된다.
도 7c는 도 7a의 바아 커터헤드(20)의 일부의 단면도를 도시한다. 캐비티 (40.m)의 섹션과 관련된 수용 개구부(21.n)사이에 안착된 구획 벽 또는 구획 층(41)은 도 7c에 도시되지 않는다. 충전/접근 개구부(42)의 영역에 폐쇄수단(60)이 안착되고 캐비티(40.m)를 외부로 밀봉하는 것이 단면도에서 볼 수 있다. 폐쇄수단(60)은 도 7b에 도시된 부재들을 포함한다. 바아커터(10) 중의 하나의 정확한 위치를 확인하기 위하여, 바아 커터헤드(10.2)와 샤프트(10.1)가 도 7c에 도시된다.
모든 실시예에서 밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛(61)은 바람직하기에는 축방향 밀봉을 위하여 사용된 부재들을 포함한다.
밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛(61)은 바람직하기에는 모든 실시예에서 특별한 부재를 포함하거나, 밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛(61)는 모든 실시예에서 유체가 캐비티 (40.m)내로 공급되거나 개구부를 통해 캐비티(430,m)로부터 제거될 수 있도록 설계된다. 도 7b에서 플러그(61.1)가 중앙 관통 개구부(63)를 가질 수 있는 것이 도시된다. 도시된 실시예에서 나사형성된 핀(62)이 풀려 나오고 충전/접근 개구부(42)로부터 압축 플레이트(61.5) 및 O- 링(61.4)이 제거된다면, 캐비티(40.m)는 중앙 관통 개구부(63)를 통해 유체로 충전될 수 있다.
유체의 충전 또는 제거는 발명의 모든 실시예에서 접근 개구부(42)와 무관하게 수행될 수 있지만, 예컨대 압력이 적용될 수 있는 분리된 채널이 캐비티(40.m)로 이어진다.
모든 실시예에서, 나사형성된 핀(62)은 바람직하기에는 밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛(61)상에서 밀봉 플레이트(61.5)를 매개로 축 방향으로 가압한다.
모든 실시예에서, 나사형성된 핀(62)은 바람직하기에는 외부 나사(도 7b에 도시 안 됨)가 구비되고 충전/접근 개구부(42)는 대응하는 내부 나사를 갖는다.
모든 실시예에서, 바람직하기에는 압력이 자동적으로 모니터되고 작용되게 하는 액츄에이터(도시 안 됨)이 사용된다. 이는 예컨대 커터헤드(20)에 부착가능한 공유된 유압라인에 의해 수행될 수 있다.
모든 실시예에서, 나사형성된 핀(62)은 바람직하기에는 도 7b에 도시된 바와 같은 스크류 헤드(예컨대, 6각형 개구부를 갖춘)를 갖는다. 공구를 사용하여(예컨대, 6각형 키이를 사용하여), 폐쇄수단(60)은 캐비티(40.m)의 압력을 증가하기 위하여 개별적으로 더 깊이 나사체결될 수 있거나, 폐쇄수단(60)은 압력을 감소하기 위하여 다소 풀려 나올 수 있다.
10: 바아커터 10.1: 샤프트
10.2: 헤드영역 20: 커터헤드
25.1-25.n: 수용 개구부 30: 주 몸체
31: 단부면 32: 후방영역
33: 원주방향 표면 34: 후방 단부면
35.1, 35.2: 스크류 구멍 36: 중앙 관통구멍
37: 커터 샤프트 38: 오목부
40.1-40.m: 캐비티 41: 구획 벽 또는 구획 층
42: 충전/접근 개구부 55: 스크류
60: 폐쇄수단 61: 밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛
61.1: 플러그 61.2: 지지링
61.3, 61.4: O-링 61.5: 디스크 형상의 밀봉플레이트
62: 압축 몸체/나사형성된 핀 62.1: 스크류 헤드
63: 관통 개구부 LA: 길이방향 축
m, n: 정수 RW: 공구축

Claims (16)

  1. 복수의 커터(10)를 수용하기 위한 커터헤드(20)로서, 상기 커터헤드(20)는 각 커터(10)에 대하여 별개의 수용 개구부(25.1-25.n)를 갖고, 상기 커터헤드(20)는 수용 개구부(25.1-25.n)에서 커터(10)를 클램프하기 위하여 클램핑 수단(35.1, 35.2, 55)을 포함하는 커터헤드에 있어서,
    적어도 하나의 수용 개구부(25.1)의 영역에서 커터헤드(20)에 캐비티(40.1)가 구비되고, 상기 캐비티(40.1)는 구획 벽 또는 구획 층(41)에 의해 수용 개구부(25.1)로부터 분리되며, 상기 캐비티(40.1)는 유체로 충전될 수 있고 이에 압력이 가해질 수 있도록 되어 있고,
    상기 커터(10)의 클램핑을 위한 상기 클램핑 수단(35.1, 35.2, 55)의 설계적 실시에 유압 클램핑이 독립적으로 되어 있고, 유압 클램핑은 압력의 적용에 의하여 얻어지고, 상기 구획 벽 또는 구획 층(41)은 인접하는 상기 수용 개구부(25.1)에 위치하는 상기 커터(10)의 일부에 대하여 부풀고 가압하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티(40.1)는 커터헤드(20)의 재료에서 길이방향 축(LA)에 가로질러 또는 이 길이방향 축(LA)에 대각선 방향으로, 수용 개구부(25.1)의 길이방향 축(LA)에 평행하게 연장하는 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 커터헤드(20)는 단부면(31)을 갖는 주 몸체(30)를 갖고, 수용 개구부(25.1-25.n)는 단부면(31)에 구비되며 그리고 주 몸체(30)내로 연장하는 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캐비티(40.1)는 단부면(31)으로부터 접근 가능하고, 캐비티(40.1)는 단부면(31)에 수직으로 또는 단부면(31)에 대각선 방향으로 주 몸체(30)내로 연장하는 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 캐비티(40.1)는 원주방향 표면(31)으로부터 접근 가능하고 단부면(31)에 평행하게 또는 대각선 방향으로 주 몸체(30)내로 연장하는 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구획 벽 또는 구획 층(41)은 수용 개구부(25.1)의 섹션과 캐비티(40.1)의 섹션 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수용 개구부(25.1) 당 하나의 캐비티(40.1)가 구비된 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나의 캐비티(40.1)는 복수의 수용 개구부(25.1)에 작용하도록 된 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나의 공유된 캐비티(40.1)가 구비되고, 상기 공유된 캐비티(40.1)는 각각의 경우에 구획 벽 또는 구획 층(41)에 의해 복수의 수용 개구부(25.1)로부터 분리된 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나 이상의 캐비티(40.1)가 폐쇄되도록 하는 적어도 하나의 폐쇄수단(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 폐쇄수단(60)은 적어도 하나의 밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛(61)과 나사형성된 핀(62)을 포함하는 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 폐쇄수단(60)은 밀봉 그룹 또는 밀봉 유닛(61)의 플러그(61.1)를 통해 유체를 공급 및/또는 제거할 수 있도록 설계된 것을 특징으로 하는 커터헤드.
  14. 제1항 또는 제2항에 따른 커터헤드(20)의 사용 방법으로서, 피가공물의 절삭가공을 위한 커터헤드(20)의 사용 이전에 적어도 하나의 캐비티(40.1)에서 유체의 압력이 제공되는 것을 특징으로 하는 커터헤드(20)의 사용 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 압력의 제공은 공구의 사용에 의해 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 커터헤드(20)의 사용 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 압력의 제공은 외부의 미리 형성된 유압에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 커터헤드(20)의 사용 방법.
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