KR20030011592A - 공작 재료의 절삭 가공용 공구 - Google Patents

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Abstract

발생하는 절삭 칩을 이송하기 위한 흡입 후드(11)를 구비한 공작 재료의 절삭 가공용 공구(1)가 제안되어 있다. 상기 흡입 후드(11)가 터빈(17)을 둘러싸고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

공작 재료의 절삭 가공용 공구{TOOL FOR CUTTING MACHINE TOOLS}
본 발명은 발생하는 절삭 칩을 이송하기 위한 흡입 후드를 구비한 공작 재료의 절삭 가공용 공구에 관한 것이다.
여기에서 언급된 분야의 공구는 공지되어 있다. 이것은 공작 재료로부터 절삭 칩을 운반하기 위해 사용된다. 이를 위해, 일반적으로 공구는 회전하여 이동되고, 정지 상태의 공작 재료가 중간으로 운반된다. 그러나, 공작 재료가 회전하여 이동되고, 정지 상태의 공구가 중간으로 운반될 수도 있다. 소위, 습식 가공시 한편으로는 공구를 냉각하고 또 다른 한편으로는 가공 부위를 윤활시키기 위해, 냉각제 및 윤활제가 사용되고, 가공 부위로 유도된다. 게다가, 절삭 가공시 발생하는 절삭 칩은 가공 부위로부터 냉각제 및 윤활제와 함께 운반된다. 건조- 및 최소량 윤활(minimum quantity lubrication)시, 절삭 가공 부위로부터 발생하는 절삭 칩이 이송될 때 문제점이 자주 발생한다. 즉, 이러한 가공 기술시, 유동성 냉각제 및 윤활제는 전혀 사용되지 않는다. 오히려, 운반된 공기에 의해 절삭 가공 부위가냉각된다. 발생하는 절삭 칩은 기류에 의해 이송된다. 이때, 공기가 소량의 윤활제에 첨가될 수 있다. 이미, 흡입 모터를 구비한 흡입 유닛과 결합된 흡입 후드가 사용되고 있다. 터빈을 가동하기 위해 저압을 갖는 흡입 후드가 사용되는데, 이것은 절삭 가공시 발생하는 절삭 칩의 이송시 유용하다. 이러한 구성의 공구는 매우 크고, 따라서 일반적으로 사용될 수 없다는 것이 밝혀졌다. 나아가, 공구의 자동 교체가 단지 악화될 뿐이다. 또한, 이러한 구성의 공구는 고가이다.
본 발명의 목적은 상술한 단점을 나타내지 않는 상술한 공구를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공구의 부분 종단면도.
상기 목적을 해결하기 위해, 청구범위 제1항에 개시된 특징으로 이루어진 공구가 제안된다. 절삭 가공시 수반되는 절삭 칩의 이송에 사용되는 흡입 후드가 저압을 형성할 수 있는 터빈을 채택하는 것을 특징으로 한다. 이러한 저압은 발생하는 절삭 칩의 이송에 유용하다. 상기 흡입 후드는 소형으로 구성되어, 매우 많은 경우에 사용될 수 있다. 또한, 외부의 흡입 장치와의 결합이 생략될 수 있기 때문에, 이러한 흡입 후드를 구비한 공구는 자동 교체가 가능하다.
바람직하게는, 공구의 터빈이 자체 작동되는 것을 특징으로 하는 공구가 제시된다. 이러한 방법으로 필요한 공간이 최소화되는데, 이는 별도의 터빈 동력 장치가 흡입 후드의 내부에서 생략될 수 있기 때문이다.
또 다른 태양은 다른 청구범위로부터 분명해진다.
이하, 본 발명은 하나의 도면으로 이루어진 도면에 따라 보다 상세히 설명된다. 상기 도면은 본 발명에 따른 공구의 부분 종단면도이다.
도면에 도시된 공구(1)는 공구 기계(machine)와 연결 가능한 샤프트(3)로 이루어져 있다. 고정 장치(5)는 회전력이 있는 샤프트(3)와 결합되어 있고, 회전 장치(5)는 본 명세서에서 다만 암시만 되어 있는 공구 인서트(7)의 수용을 위해 사용된다. 적절한 베어링 유닛(9) 상에서, 공구로부터 이송된 절삭 칩의 수용을 위해 사용되는 흡입 후드(11)는 공구(1)와 결합되어 있고, 상기 절삭 칩은 흡입 후드(11)의 케이스 내 배출 개구(13) 상에서 배출된다. 상기 절삭 칩은 절삭 칩-이송 장치에서 직접 배출되거나 또는 연결부(15) 상에서 배출된다.
흡입 후드(11)의 내부에서, 터빈(17)은 적어도 하나, 바람직하게는 서로 동일한 거리를 두고 배열되는 터빈 블레이드를 포함하며, 이하 터빈 블레이드는 간단히 블레이드(19, 19')로 나타낸다. 최대 공기 흡입을 확보하기 위해, 블레이드(19, 19')의 외곽 윤곽선은 흡입 후드(11)의 내부형태 또는 내부 윤곽선과 결합된다.
이때, 블레이드(19, 19')는 공구 고정 장치(5) 상에 직접 부착되어, 회전 상태의 샤프트(3) 상에서 공구 기계로부터 운반된다. 또한, 흡입 후드(11)의 내부에서, 공구 인서트(7)로부터 이송된 절삭 칩의 흡입을 위한 저압을 형성시키기 위해, 터빈(17)에 대한 부가적인 동력 장치가 필요 없다.
공구(1)의 터빈(17) 부분이 특히 공구 고정 장치(5)의 일부이기 때문에, 상기 공구(1)는 매우 작게 구성된다.
상기 블레이드(19, 19')의 형태는 다양할 수 있다. 또한 공구(1)의 회전축(21)을 포함하는 평면이고, 넓어지는 방사형일 수 있지만, 이것에 반드시 한정되는 것은 아니다. 또한 절삭 가공시 발생하는 절삭 칩을 적절히 포집하고, 배출 개구(13)로부터 배출하기 위해, 일정한 각으로 소정의 직경 라인을 따라 정렬되거나 만곡되어 형성되고/또는 특히 그 -회전 방향으로- 앞면 상에서 특수한 형태를 포함할 수도 있다.
이때, 터빈(17)은 공구 고정 장치(5)와 개별적으로 결합된 블레이드(19, 19')를 포함한다. 또한, 공구 고정 장치(5) 상에 블레이드로부터 유래되는 터빈링(turbine ring)이 설치될 수 있다.
상기 공구(1)의 작동 중에, 흡입 후드(11)의 회전을 방지하기 위해, 회전 모멘트 지지대(23)가 제공되는데, 상기 회전 모멘트 지지대(23)는 도시되지 않은 공구 기계를 지지하고 회전 고정되게 설치된다.
흡입 후드(11)는 바람직하게는 공구 인서트(7)를 둘러싼 길이 가변적인 흡입부(25)를 포함한다. 길이 가변적인 흡입부는 공지되어 있다. 이때, 그 나선이 길이 방향, 또한 회전축(21)의 방향인 스프링 밴드 나선(27)이 삽입되는 형상이 바람직하다. 원칙적으로, 다른 형태, 예를 들면 상호 삽입성인 주름으로 형성된 흡입부도 사용 가능하다. 이를 위해, 흡입부(25)의 전면(29)이 가공되는 공작 재료 상에 위치되거나 바로 근처에 배치될 수 있다. 경우에 따라, 공작 재료 상면의 방해 및 전면(29)의 마모를 방지하기 위해, 전면(29) 상에 예를 들면 합성 수지 또는 그와 동등한 재질의 보호 장치가 제공된다.
상기 흡입 후드(11)는 공구 인서트(7) 주위에 배치되어, 공작 재료의 가공시 공구 인서트(7)는 그 회전축(21)의 방향으로 이동될 수 있다. 상기 공구 인서트(7)는 또한 천공기, 미세 천공기, 리머, 싱킹(sinking)- 또는 천공-공구로서 길이가 가변적일 수 있다. 흡입 후드(11)는 그 길이가 가변적이기 때문에, 공구 인서트(7)가 사용되지 않는 동안 출구 위치에서 공구에 대해 축 방향으로 돌출되어 상기 공구는 흡입 후드(11)의 전면(29)에 대해 돌출되지 않고, 다시 말해 보호로서 작용할 수 있다. 그러나, 최초의 절삭 칩이 공구 인서트(7)로부터 이송되기 전에, 공작 재료의 가공시 흡입 후드(11)는 공작 재료 상면 상에 위치한다. 이를 위해, 가공이 시작될 때, 가공 부위로부터 어떠한 절삭 칩도 도달되지 않아야 한다. 공구 인서트(7)가 공작 재료에 회전축(21) 방향으로 삽입되는 동안, 상기 흡입 후드(11)는 그 벽이 예를 들면 나선이 길이 방향으로 상호 삽입되는 스프링 밴드 나선(27)으로서 형성되기 때문에 짧게 된다.
바람직하게는, 흡입 후드(11)가 도면에 도시된 바와 같이, 공구 인서트(7)를 중심으로 동심 배치된다. 흡입 후드(11)의 내경은 공구 인서트(7)의 외경보다 명백히 크고, 흡입부(25)의 전면(7)이 가공할 공작 재료 상에 위치하고 폐쇄된 흡입실을 형성하기 때문에, 이송된 절삭 칩으로부터 이탈될 수 없다. 상기 흡입부(25)의 내경은 공구 인서트(7)의 외경보다 바람직하게는 1.5 내지 5.0배, 특히 약 4.0 내지 4.8배 크다. 특히 바람직하게는 흡입부(25)의 내경은 4.5배 크다.
흡입부(25)는 공구 인서트(7)에 비해 크게 배치되기 때문에, 상술한 흡입 후드(11)를 구비한 다양한 공구가 결합될 수 있다. 따라서, 상기 흡입 후드(11)는광범위하게 사용할 수 있다.
흡입부(25)는 그 길이가 가변적이기 때문에, 역시 가장 차이가 큰 공구 인서트(7)에 따라 변할 수 있다. 특히, 흡입부(25)의 전면(29)이 공구 인서트(7)의 전방으로 돌출되기 때문에, 흡입 후드(11)는 보호 후드로서 사용될 수 있다.
무엇보다 특히 유리한 것은, 흡입 후드(11)의 흡입부(25)가 형성되어 있어서, 최초의 절삭 칩 이송 전에 공작 재료 상면에 이미 인접해 있고, 공구 축의 방향 또는 회전축(21) 방향으로, 또한 공구 인서트(7)의 전진 운동의 반대 방향으로 삽입될 수 있다는 것이다. 흡입부(25) 및 공구 인서트(7) 사이의 큰 간격에 의해, 긴 나선형으로 형성된 절삭 칩이 가공 부위로부터 운반되어, 상기 흡입 후드(11)가 다양한 가공 목적을 위해 보편적으로 사용 가능하도록 기여한다.
터빈(17)에 의해 흡입 후드(11)의 내부에서 저압이 형성되고, 이는 블레이드(19, 19')의 형태에 영향을 주는데, 예를 들면 흡입 후드(11)의 내부 룸에서 도면상의 파선(波線)으로 표시된 블레이드(19, 19')의 조정된 윤곽, 이외에도 평면 또는 만곡되게 형성된 형태로까지 확대되는 블레이드(19, 19')의 형태에 대해 영향을 미친다.
상기 흡입 후드(11)의 저압은 바람직하게는 그 길이가 가변적인 흡입부(25)에 대해 절삭 가공 부위에서 직접 유도됨으로써, 모든 발생하는 절삭 칩이 포집된다. 흡입부(25)의 전면(29)은 공작 재료에 대해 평면으로 배치될 수 있다. 그러나, 이때 추가적인 공기 흡입을 위해, 발생하는 절삭 칩의 이송에 유용한 홈이 제공될 수도 있다. 또한, 원하는 흡입 효과를 얻기 위해, 흡입부(25)의 외벽에는 홈이 형성될 수 있으며, 예를 들면 스프링 밴드 나선(27)에 홀이 제공될 수 있다.
특히, 흡입 후드(11)가 그 외면, 또한 연결부(15)에 어떠한 구성도 포함하지 않기 때문에, 단순한 방법으로 공구(1)가 교체되며, 자동 생산 중심으로 사용될 수 있다.
터빈(17)의 흡입 성능은 상기 공구(1)의 회전수에 의존하기 때문에, 원하는 흡입 성능을 보장하기 위해 블레이드(19, 19')의 형상을 통해 터빈(17)의 운반 성능에 대해 영향을 줄 수 있다.
전체적으로, 공구(1)는 단순하게 구성되고, 더 이상의 공구 기계가 결합되지 않을 수 있다. 그 외, 단순한 방법으로, 특히 터빈 링(turbine ring)을 사용할 때, 흡입 후드(11)에서 다양한 터빈류(17)가 채택될 수 있고, 원하는 흡입 성능이 실현된다.
터빈(17)으로부터 흡입된 절삭 칩은 연결부(15)에서 배출되고, 그 연결부(15)에는 절삭 칩을 이송하기 위해 간단히 이송관이 연결될 수 있다.
여기에 기재된 공구(1)는 특히 건조- 및/또는 최소량 윤활시 사용된다. 그러나, 원칙적으로는 습식 가공시 사용될 수 있다.
터빈(17)의 제조시, 각각의 적절한 재료, 예를 들면 알루미늄 또는 적절한 합성수지 재료가 사용될 수 있다.
공구(1)는 매우 단순한 방법을 통해 소형으로 구성된다. 따라서, 매우 고장이 없다. 터빈(17)이 직접 공구, 예를 들면 공구(1)의 공구 고정 장치(5)로부터매우 쉽게 작동되고, 따라서 흡입 후드(11)의 내부에는 추가적으로 제공되는 동력 장치 또는 외부 동력 장치가 불필요하다.
다양한 공구 고정 장치(5)와 터빈(17)이 결합될 수 있기 때문에, 프레이즈반(盤)으로 리머 및 천공기가 공구 고정 장치(5)에 삽입될 수 있다. 공구(1)는 또한 매우 가변적이다.

Claims (12)

  1. 흡입 후드(11)가 터빈(17)을 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는, 수반되는 절삭 칩을 이송하기 위한 흡입 후드를 구비한 공작 재료의 절삭 가공용 공구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공구(1)의 터빈(17)이 작동되는 것을 특징으로 하는 공구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공구(1)의 터빈(17) 부분이 특히 공구 고정 장치(5)의 일부인 것을 특징으로 하는 공구.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈(17)이 적어도 하나의 터빈 블레이드(19, 19')를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 블레이드(19, 19')의 형태가 상기 흡입 후드(11)의 케이스의 내부 윤곽으로 조정되는 것을 특징으로 하는 공구.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항의 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 블레이드(19, 19')의 각도 배치 및/또는 그 형상이 다양한 흡입 위치로 조정되는 것을 특징으로하는 공구.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 상기 흡입 후드(11)가 공구(1) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 공구.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 후드(11)가 회전 모멘트 지지대(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 후드(11)가 그 길이가 가변적인 흡입부(25)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 공구.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입부(25)가 회전축(21)의 방향으로 길이 가변적인 것을 특징으로 하는 공구.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입부(25)가 공구 인서트(7)의 전방으로 돌출된 전면(29)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입부(25)가 공구 인서트(7)의 외경보다 실질적으로, 바람직하게는 약 1.5 내지 5.0 배, 특히 약 4.0 내지 3.8 배 큰 내경을 나타내는 것을 특징으로 하는 공구.
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