KR20030046913A - 절삭공구용 결합장치 - Google Patents

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KR20030046913A
KR20030046913A KR1020010077244A KR20010077244A KR20030046913A KR 20030046913 A KR20030046913 A KR 20030046913A KR 1020010077244 A KR1020010077244 A KR 1020010077244A KR 20010077244 A KR20010077244 A KR 20010077244A KR 20030046913 A KR20030046913 A KR 20030046913A
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김영흠
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한국야금 주식회사
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    • B23B27/16—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with exchangeable cutting bits or cutting inserts, e.g. able to be clamped
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Abstract

제작이 용이하고 절인부의 교환이 용이할 뿐만 아니라 결합부가 체결부에 강력체결되어 소비자에게 신뢰성을 얻을 수 있는 절삭공구용 결합장치가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 절삭공구는 절인부의 일단에 형성되는 결합부 및 샹크부의 일단에 형성되는 체결부를 구비한다. 결합부는 절인부의 일단에서 수평하게 연장되는 결합축을 구비한다. 이러한 결합축의 원주면 상에 제 1 보스 및 제 2 보스가 형성되며, 결합축의 연장부의 원주면 상에서 제 1 보스 및 제 2 보스의 외곽으로 연장되는 제 1 고정판 및 제 2 고정판이 형성된다. 이러한 제 1 고정판 및 제 2 고정판의 내측에는 제 1 경사면 및 제 2 경사면이 형성된다. 한편, 결합부가 삽입되는 체결부는 결합축이 삽입되는 삽입홈을 형성한다. 삽입홈에는 제 1 고정판 및 제 2 고정판이 삽입되는 제 1 안내홈 및 제 2 안내홈이 형성되고, 삽입홈에 삽입된 결합축의 끝단 및 제 1 안내홈 및 제 2 안내홈에 삽입된 제 1 고정판 및 제 2 고정판이 안치되는 안치홈이 형성된다. 이러한 안치홈은 절인부를 회전함에 따라 제 1 고정판 및 제 2 고정판이 회전하고 그 결과 제 1 경사면 및 제 2 경사면이 탄성변형을 일으키며 결합되며, 제 1 고정판 및 제 2 고정판이 회전함에 따라서 제 1 보스 및 제 2 보스는 삽입홈의 내주면에 압입된다, 이때, 결합부 및 체결부 사이에는 회전된 절인부의 회전을 방지하는 회전방지핀이 배치된다.

Description

절삭공구용 결합장치{A clamping assembly for tools}
본 발명은 절삭공구용 결합장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 절인부의 일단에 캠 형상을 가지는 결합부를 형성하고, 샹크부의 일단에는 결합부가 삽입되어 회전장착되는 체결부를 형성함으로써, 결합부 및 체결부가 형성된 절인부 및 샹크부의 제작이 용이하고 절인부의 교환이 용이할 뿐만 아니라 결합부가 체결부에 강력체결되어 소비자에게 신뢰성을 얻을 수 있는 절삭공구용 결합장치에 관한 것이다.
일반적으로, 절삭공구는 철(steel)계 또는 비철계의 피삭재를 작업자가 원하는 형상으로 가공하기 위해 사용되는 공구이다. 이러한 절삭공구는 형태에 따라서 밀링공구와 선삭공구로 나눌 수 있다. 또한 가공용도, 가공범위, 피삭재 형상 또는 피삭재 재질에 따라 최적의 절삭성능을 위해서 다양한 형상의 공구들이 사용되고있는 실정이다.
전술한 절삭공구는 절삭을 실제로 수행하는 절인(insert)부와 공작기계용 아버(arbor)에 삽입고정되는 샹크(shank)부로 크게 구분할 수 있다. 이와 같이 형성된 절삭공구는 절인부와 샹크부가 일체형으로 되어 있어 절삭공구의 적용영역에 있어서 한계를 갖고 있을 수밖에 없었다. 이와 같은 이유로 종래에는 절인형상을 변경하거나 샹크부의 길이 및 재질변경과 같이 사용자가 원하는 최적의 절삭공구를 적용하기 위해서는 추가로 절삭공구를 구입하거나 맞춤제작을 해야만 하기 때문에 경제적인 면과 시간적인 면에서 문제점이 있었다.
전술한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 현재에는 절삭공구의 절인부와 샹크부를 분리하여 제작하고 필요한 형상의 절인부를 샹크부에 결합시켜 사용할 수 있게 하는 모듈러 클램핑 시스템(modular clamping system)이 개발되어 사용되고 있다. 이러한 모듈러 클램핑 시스템은 한개의 샹크부에 다양한 형상의 절인부를 적용시킬 수 있고 샹크부의 길이를 임의로 조절하여 사용할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 분리된 절인부와 샹크부를 결합사용으로 인해 결합체결이 약할 경우에는 사용중 진동에 의해 절삭능력이 저하될 수 있는 문제점이 있다. 따라서 모듈러 클램핑 시스템을 사용하는 절삭공구에 있어서는 절인부와 샹크부를 결합시켜주는 체결장치가 중요한 역할을 하게되며, 결국 이러한 기술에 있어서는 고정밀, 강력체결 및 이에 따른 고신뢰성이 확보되어야만 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 다양한 방법들이 제공되고 있으나, 서로 결합되는 절인부와 샹크부의 구조가 복잡하여 경제적인 가치에 있어서 문제점이 있으며, 또한 빠른 시간내에 절인부의 교체가 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 절인부의 일단에 캠 형상을 가지는 결합부를 형성하고, 샹크부의 일단에는 결합부가 삽입되어 회전장착되는 체결부를 형성함으로써, 결합부 및 체결부가 형성된 절인부 및 샹크부의 제작이 용이하고 절인부의 교환이 용이할 뿐만 아니라 결합부가 체결부에 강력체결되어 소비자에게 신뢰성을 얻을 수 있는 절삭공구용 결합장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 절삭공구용 결합장치를 분해하여 나타낸 도면이고,
도 2a 및 2b는 도 1에 도시된 A 및 B 부분에서 바라본 결합부 및 체결부를 나타낸 도면이며,
도 3a 및 3B는 도 2에 도시된 결합부의 평면도 및 저면도이고,
도 4는 도 2에 도시된 결합부가 체결부에 삽입되는 상태를 나타낸 도면이며,
도 5a 및 5b는 도 4의 결합부가 체결부에 장착된 상태를 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 결합부를 나타낸 도면이며, 그리고
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 삽입부를 나타낸 도면이다.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
10 : 절삭공구20 : 절인부
30 : 샹크부 110, 210 : 결합부
112 : 결합축114 : 제 1 보스
116 : 제 2 보스118 : 제 1 고정판
120 : 제 2 고정판122 : 제 1 경사면
124 : 제 2 경사면130, 230 : 체결부
132 : 삽입홈134 : 제 1 안내홈
136 : 제 2 안내홈138 : 안치홈
150 : 회전방지핀212 : 제 3 보스
214 :제 4 보스216 : 제 5 보스
218 : 제 3 고정판220 : 제 4 고정판
222 : 제 5 고정판232 : 제 3 안내홈
234 : 제 4 안내홈236 : 제 5 안내홈
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,
절삭을 수행하는 절인부의 일단에서 수평하게 연장되는 결합축과, 결합축의 원주면 상에 일정한 원호를 가지며 형성되는 제 1 보스 및 제 2 보스와, 결합축의 연장부의 원주면 상에서 제 1 보스 및 제 2 보스의 외곽으로 연장되며 내측에는 제 1 경사면 및 제 2 경사면이 형성된 제 1 고정판 및 제 2 고정판과, 절인부의 일단면상에는 결합축의 일측 상부에서부터 결합축의 일측 하부까지 만곡되게 연장되는 가이드홈을 갖는 결합부;
일단이 가이드홈을 따라서 안내되는 회전방지핀; 및
공작기계의 아버에 삽입고정되는 샹크부의 일단에서 내측으로 연장되어 결합축이 삽입되는 삽입홈과, 삽입홈의 원주면 상에서 제 1 고정판 및 제 2 고정판이삽입되는 제 1 안내홈 및 제 2 안내홈과, 삽입홈에 삽입된 결합축의 끝단 및 제 1 안내홈 및 제 2 안내홈에 삽입된 제 1 고정판 및 제 2 고정판이 안치되면서 제 1 고정판 및 제 2 고정판이 회전함에 따라서 제 1 경사면 및 제 2 경사면이 탄성변형을 일으키며 결합될 수 있는 안치홈과, 삽입홈의 일측에 형성되어 회전방지핀의 타단이 장착되는 장착홈을 갖는 체결부로 이루어진 절삭공구용 결합장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 절인부의 일단에 캠 형상을 가지는 결합부를 형성하고, 샹크부의 일단에는 결합부가 삽입되어 회전장착되는 체결부를 형성함으로써, 결합부 및 체결부가 형성된 절인부 및 샹크부의 제작이 용이하고 절인부의 교환이 용이할 뿐만 아니라 결합부가 체결부에 강력체결되어 소비자에게 신뢰성을 얻을 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절삭공구용 결합장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 절삭공구용 결합장치를 분해하여 나타낸 도면이며, 그리고 도 2a 및 2b는 도 1에 도시된 A 및 B 부분에서 바라본 결합부 및 체결부를 나타낸 도면이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 절삭공구용 결합장치(10)는 절삭을 수행하는 절인(insert)부(20) 및 공작기계용 아바(arbor)에 삽입고정되는 샹크(shank)부(30)를 구비한다. 이러한 절인부(20)의 일단에는 결합부(110)가, 샹크부(30)의 일단에는 체결부(130)가 각각 형성되며, 결합부(110)와 체결부(130) 사이에는 회전방지핀(150)이 배치된다.
먼저, 결합부(110)는 절인부(20)의 일단 중앙에서 수평하게 연장되는 결합축(112)을 구비한다. 이러한 결합축(112)의 원주면 상에는 일정한 원호를 가지는 제 1 보스(114) 및 제 2 보스(116)가 일체로 형성된다. 즉, 결합축(112)은 제 1 보스(114) 및 제 2 보스(116)에 의해서 타원형상을 가진다. 바람직하게는, 제 1 보스(114) 및 제 2 보스(116)는 결합축(112)의 원주면 상에서 각각 0.01~0.1㎜의 두께를 가지면 연장된다. 이와 같이 형성된 결합축(112)의 연장부에는 제 1 고정판(118) 및 제 2 고정판(120)이 일체로 형성된다.
제 1 고정판(118) 및 제 2 고정판(120)은 제 1 보스(114) 및 제 2 보스(116)와 마찬가지로 결합축(112)의 연장부에서 일정한 원호를 가지며 제 1 보스(114) 및 제 2 보스(116)의 외곽으로 연장된다. 이러한 제 1 고정판(118) 및 제 2 고정판(120)의 내측면 상에는 제 1 경사면(122) 및 제 2 경사면(124)이 각각 형성된다. 제 1 경사면(122) 및 제 2 경사면(124)은 각각의 고정판(118, 120)의 수직중심에서부터 각각의 고정판(118, 120)의 일측 외곽으로 경사지게 연장된다. 한편, 절인부(20)의 일단면상에는 결합축(112)의 일측 상부에서부터 일측 하부까지 만곡되게 연장되는 가이드홈(126)이 형성된다.
체결부(130)는 샹크부(30)의 일단에서 내측으로 결합축(112)이 삽입될 수 있도록 삽입홈(132)을 형성한다. 삽입홈(132)의 원주면 상에는 제 1 고정판(118) 및 제 2 고정판(120)이 삽입될 수 있도록 제 1 안내홈(134) 및 제 2 안내홈(136)이 일체로 형성된다. 이와 같이 샹크부(30)의 내측으로 연장되는 삽입홈(132) 및 제 1안내홈(134)과 제 2 안내홈(136)의 끝단에는 삽입된 결합축(112) 및 제 1 고정판(118)과 제 2 고정판(120)이 안치되면서 회전할 수 있도록 안치홈(138)이 형성된다. 이러한 안치홈(138)의 상부면 상에는 회전하는 제 1 고정판(118) 및 제 2 고정판(120)에 의해서 제 1 경사면(122) 및 제 2 경사면(124)이 탄성변형을 일으키면서 밀착된다. 한편, 삽입홈(132)의 일측에는 회전방지핀(150)이 끼워질 수 있도록 장착홈(140)이 형성된다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 절삭공구용 결합장치(10)의 결합상태를 간략하게 설명한다.
먼저, 회전방지핀(150)을 장착홈(140)에 결합시킨 상태 하에서 결합부(110)를 체결부(130)에 삽입시킨다. 이때, 회전방지핀(150)은 연장부는 가이드홈(126)의 일측에 배치되며, 결합축(112)은 삽입홈(132)을 따라서 안내되고 제 1 고정판(118) 및 제 2 고정판(120)은 제 1 안내홈(134) 및 제 2 안내홈(136)을 따라서 안내된다. 이와 같이 안내된 제 1 고정판(118) 및 제 2 고정판(120)의 외측면은 안치홈(138)에 안치된다. 이렇게 제 1 고정판(118) 및 제 2 고정판(120)이 안치홈(138)의 하부에 안치되면 렌치(도시되지 않음)등과 같은 공구를 이용하여 절인부(20)를 일측으로 회전시킨다.
절인부(20)가 회전하면, 제 1 고정판(118) 및 제 2 고정판(120)에 형성된 제 1 경사면(122) 및 제 2 경사면(124)은 먼저 안치홈(138)의 상부에 밀착되고, 계속해서 절인부(20)를 회전함에 따라 제 1 경사면(122) 및 제 2 경사면(124)은 탄성변형을 일으키면서 절인부(20))의 일단과 샹크부(30)의 일단에는 힘(F1, F2)이 작용하게된다(도 5a 참조). 한편, 결합축(112)에 형성된 제 1 보스(114) 및 제 2 보스(116)는 마찬가지로 절인부(20)를 따라서 회전하게 된다. 이때, 제 1 보스(114) 및 제 2 보스(116)는 회전함에 따라서 삽입홈(132)의 내주면에 압입되어 체결된다. 이때, 삽입홈(132)과 제 1 보스(114) 및 제 2 보스(116)사이에는 힘(F3)이 작용하게 된다. 이와 같이 결합된 결합부(110) 및 체결부(130)는 결국 힘(F1, F2, F3)에 통해 강력한 결합이 가능하여 절삭작업시 절삭력에 의한 떨림방지를 최소화 시킬 수 있을 뿐만 아니라 회전방지핀(150)에 의해서 절인부(20)가 회전되는 것을 방지하며, 단시간에 절인부(20)를 교환할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 결합부를 나타낸 도면이며, 그리고 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 삽입부를 나타낸 도면이다.
도 6 및 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 결합부(210) 및 체결부(230)는 제 1 실시예와 동일한 절인부(20) 및 샹크부(30)에 구비한다. 이러한 절인부(20) 및 샹크부(30)에는 제 1 실시예와 동일한 결합축(112), 가이드홈(126) 및 삽입홈(132), 안치홈(138), 장착홈(140)이 형성된다. 또한 제 1 실시예와 동일한 회전방지핀(150)을 추가로 구비한다.
이때, 결합축(112)의 원주면 상에는 일정한 원호를 가지며 120°등간격 및 방사선상으로 배치되는 제 3 보스(212), 제 4 보스(214) 및 제 5 보스(216)가 형성된다. 바람직하게는 제 3 보스(212), 제 4 보스(214) 및 제 5 보스(216)는 결합축(112)의 원주면 상에서 각각 0.01~0.1㎜의 두께를 가지면 연장된다. 이와 같이 제 3 보스(212), 제 4 보스(214) 및 제 5 보스(216)가 형성된 결합축(112)의 연장부에는 제 3 고정판(218), 제 4 고정판(220) 및 제 5 고정판(222)이 일체로 형성된다.
제 3 고정판(218), 제 4 고정판(220) 및 제 5 고정판(222)은 제 3 보스(212), 제 4 보스(214) 및 제 5 보스(216)와 마찬가지로 결합축(112)의 연장부 원주면 상에서 제 3 보스(212), 제 4 보스(214) 및 제 5 보스(216)의 외곽으로 연장된다. 이러한 제 3 고정판(218), 제 4 고정판(220) 및 제 5 고정판(222)의 내측면 상에는 제 3 경사면(224), 제 4 경사면(226) 및 제 5 경사면(228)이 각각 형성된다. 제 3 경사면(224), 제 4 경사면(226) 및 제 5 경사면(228)은 제 1 실시예와 마찬가지로, 각각의 고정판(218, 220, 222)을 수직중심에서부터 각각의 고정판(218, 220, 222)의 일측 외곽으로 경사지게 형성된다.
한편, 삽입홈(132)에는 제 3 고정판(218), 제 4 고정판(220) 및 제 5 고정판(222)에 삽입될 수 있도록 제 3 안내홈(232), 제 4 안내홈(234) 및 제 5 안내홈(236)이 일체로 형성된다. 이러한 제 3 안내홈(232), 제 4 안내홈(234) 및 제 5 안내홈(236)은 안치홈(138)까지 연장된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 절삭공구용 결합장치(10)는 다수의 보스(114, 116, 212, 214, 216) 및 경사면(122, 124, 224, 226, 228)이 형성된 다수의 고정판(118, 120, 218, 220, 222)을 가지는 결합부(110, 210)와, 삽입홈(132) 및 안치홈(138)이 형성된 체결부(130, 230)를 구비함으로써, 보스(114, 116, 212, 214, 216) 및 경사면(122, 124, 224, 226, 228)이삽입홈(132) 및 안치홈(138)에 회전하면서 탄성변형을 일으켜 결합되기 때문에 절인부(120)를 샹크부(30) 사이에 힘(F1, F2, F3)(도 4a 및 4b참조)이 작용하여 강력체결할 수 있다.
또한, 결합부(110, 210) 및 체결부(130, 230)의 구조가 단순하여 제작이 용이할 뿐만 아니라 절인부(20)의 교환이 신속하고 용이한 잇점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 절삭을 수행하는 절인부의 일단에서 수평하게 연장되는 결합축과, 상기 결합축의 원주면 상에 일정한 원호를 가지며 형성되는 제 1 보스 및 제 2 보스와, 상기 결합축의 연장부의 원주면 상에서 상기 제 1 보스 및 상기 제 2 보스의 외곽으로 연장되며 내측에는 제 1 경사면 및 제 2 경사면이 형성된 제 1 고정판 및 제 2 고정판 갖는 결합부; 및
    공작기계의 아버에 삽입고정되는 샹크부의 일단에서 내측으로 연장되어 상기 결합축이 삽입되는 삽입홈과, 상기 삽입홈의 원주면 상에서 상기 제 1 고정판 및 상기 제 2 고정판이 삽입되는 제 1 안내홈 및 제 2 안내홈과, 상기 삽입홈에 삽입된 상기 결합축의 끝단 및 상기 제 1 안내홈 및 상기 제 2 안내홈에 삽입된 상기 제 1 고정판 및 상기 제 2 고정판이 안치되면서 상기 제 1 고정판 및 상기 제 2 고정판이 회전함에 따라서 상기 제 1 경사면 및 상기 제 2 경사면이 탄성변형을 일으키며 결합될 수 있는 안치홈을 갖는 체결부로 이루어진 것을 특징으로 하는 절삭공구용 결합장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 결합부에 형성된 상기 보스 및 상기 고정판과 체결부에 형성된 상기 안내홈은 상기 결합축과 상기 삽입홈의 원주면상에 방사선상으로 다수개가 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 결합장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 보스 및 상기 제 2 보스는 상기 결합축의 원주면 상에서 각각 0.01~0.1㎜의 두께를 가지면 연장되고, 상기 제 1 보스 및 상기 제 2 보스는 렌치등과 같은 공구를 이용하여 상기 절인부를 회전시에 상기 삽입홈 내주면에 압입 결합되는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 결합장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 경사면 및 상기 제 2 경사면은 상기 제 1 고정판 및 상기 제 2 고정판의 수직중심에서부터 상기 제 1 고정판 및 상기 제 2 고장판의 일측 외곽으로 경사지게 형성되며, 상기 렌치에 의해서 상기 제 1 보스 및 상기 제 2 보스와 함께 회전하면서 상기 안치홈의 상부면 상에 탄성변형을 일으키면서 결합되는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 결합장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 절인부의 상기 일단면상에는 상기 결합축의 일측 상부에서부터 상기 결합축의 일측 하부까지 만곡되게 연장되어 회전방지핀의 일단이 안내되는 가이드홈이 형성되고, 상기 삽입홈의 일측에는 상기 회전방지핀의 타단이 장착되는 장착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 결합장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 가이드홈 및 상기 장착홈은 상기 삽입홈 및 상기 결합축의 일측에 각각 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 결합장치.
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CN115742121A (zh) * 2022-11-21 2023-03-07 南通利泰化工设备有限公司 一种防腐管道内衬打压成型装置

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