KR940009445B1 - 조합 평삭 및 다듬질 공구 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
[발명의 명칭]
조합 평삭 및 다듬질 공구
[도면의 간단한 설명]
제 1 도는 조합 공구의 저면도.
제 2 도는 제 1 도의 선 2-2에 따른 횡 단면도.
제 3 도는 초경 인서트(carbide insert)의 확대사시도.
제 4 도는 제 1 도의 선 4-4에 따른 확대 단면도.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 드릴 프레스(drill press)용 조합 공구(combination tool)에 관한 것이며 특히 평삭 작업용 커터 인서트(cutter insert)들 및 다듬질 작업용 연마 원판(abrasive disc)를 갖는 공구에 관한 것이다.
[배경기술]
한가지 보다 더 많은 기계가공 기능을 갖는 조합공구들의 효용은 잘 공지되고 선행 기술로 그러한 공구들의 여러 예들이 있다. 예를 들면, 미합중국 특허 제 479,332 호는 조합된 절삭 및 스카우어링(scouring) 장치에 대해 기재하고 있다. 이 장치는 커터(cutter)들의 절삭날들에 수직인 다듬질 면을 갖는 사포 원판(sandpaper disc)과 조합된, 원형 톱과 같은 방식으로 작동하는 돌출한 주변 절삭날들의 두가지 형태의 용도를 가르친다. 사포는 제거 자재한 고리(ring)에 의해 적소에 고정되고 원형 톱 작업으로 인하여 생긴 비교적 거친 절삭 표면을 매끄럽게 한다. 그러나, 적소에 사포를 고정하는 이러한 방법은 바람직하지 못하게 날이 원주상으로 마모되도록 한다. 부가적으로 절삭 평면 및 연마 평면 사이의 수지관계는 우수한 다듬질 표면의 제조에 도움이 않된다.
또한 미합중국 특허 제 1,284,092 호 및 제 1,358,148 호가 관계 있다. 두가지 중에서 전자는 거친 가공을 위하여 비방사상으로(non-radially) 정렬된 각을 이루는 커터들을 장착한 환형 원판(annular disc) 및 정밀가공을 위하여 래습(rasp) 요소들의 삼각형으로 배열된 세트(set)를 장착한 원형 원판을 갖추었으며, 래습들의 표면이 커터 날들에 대하여 조절 가능한 목공 기계에 대해 기재하고 있다. 후자는, 전자와 동일한 발명의 실체를 가지면서, 정밀 가공을 위하여 사용된 래습들 대신에, 커터들에 대하여 조절 가능하며, 각을 이루는 스크레이펴(scrapers)들의 보조 세트의 사용이 기도되었다는 점에서 진보되었다. 이 장치들은 복잡하게 되므로, 비경제적이고, 조절 가능하게 관계 지워진 부분들 및 조절 불량의 가능성은 우수한 다듬질 표면의 제조에 도움이 되지 못한다.
본 발명의 공구는 공지된 선행 기술에 의해 발표되지 않은 방법으로 이들 및 다른 문제점들을 극복한다.
[발명의 개시]
본 조합 공구는 드릴 프레스와 관련해서 사용되며, 거친 가공용 커터 인서트들 및 정밀 가공용 연마 원판을 사용해서, 원판 또는 인서트들의 조절이 없이도 목재 및 다른 재료들을 정밀하게 다듬질 하는 장치를 마련한다.
연마 작업의 평면은 적소에 가공물을 고정하는 것을 보조하는 절삭 작업 평면의 외부로 예정된 거리로 배치되며, 호두나무 재목과 같이 단단한 목재 뿐만아니라, 발사(balsa) 재목과 같은 연한 목재 스티로폼(styrofoam) 플래스틱과 같은 연한 재료들까지도 다듬질을 할 수 있다.
거친 가공을 대비하는 인서트들은 제거 및 교체가 용이하도록 단 하나의 결속구(fastener)에 의하여 적소에 고정된다. 부가적으로, 인서트들은 이중 날로 되어 있어서 가공 날들을 바꿀 수 있으므로 인서트들의 수명을 연장시킬 수 있다.
본 발명의 조합 평삭 및 다듬질 공구는 회전축심을 갖는 축(shaft), 축에 부착되고 축의 축심에 대하여 회전 자재한 충분히 평평한 단부면을 가지며 원주상으로 격설된 다수의 장착 장치를 갖는 몸체(body), 각각이 적어도 하나의 절삭날을 가지며 회전 축심에 대하여 직각으로 배치된 동축 절삭 평면을 한정하도록 단부면을 지나서 연장하는 절삭날을 갖는 몸체에 장착되는 다수의 교체 가능한 커터 인서트들, 및 단부면에 부착되고 인서트 절삭 평면에 평행하고 인서트 절삭 평면의 축방향으로 외부에 배치된 다듬질 평면을 마련하는 교체 가능한 연마 원판을 포함한다.
가공 동작이 용이하도록 회전 축심에 대하여 충분히 평행하게 배치된 측면 절삭날을 갖는 각각의 커터 인서트들을 마련하는 것이 본 발명의 한 양태이다.
몸체가 주연부를 포함하고 인서트 끝단들에 가해지는 절삭력을 감소시키도록 인서트들이 상기 주연부의 내부에 배치되도록 하는 것이 본 발명의 다른 형태이다.
각각의 인서트가 일반적으로 균일한 두께의 직사각형이고 대면하는 전면 및 배면, 대면하는 상부면 및 하부면, 및 대면하는 측면들을 포함하도록 하는 것이 본 발명의 다른 양태이다. 본 발명의 또 다른 양태는 직사각형 인서트가 두개의 수평 절삭날들 및 두개의 수직 절삭날들을 가져서 하부 및 측면 절삭날들을 바꿀 수 있도록 인서트들이 완전히 180°회전될 수 있도록 하는 것이다.
각각의 장착 장치가, 절삭날이 방사상으로 배치되도록, 지지면과 계합 자재한 인서트의 배면을 몸체에 대고 인서트를 장착하는 지지면 및 단순 결속구를 포함하도록 하는 것이 본 발명의 한층 더 다른 양태이다.
본 발명의 한층 또 다른 양태는 장착 장치가 결속구에 대한 인서트의 회전을 충분히 막을 수 있도록 조합된 인서트의 적어도 하나의 날에 의해 계합 자재한 적어도 하나의 지지면을 포함하도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 몸체가 일반적으로 원형의 내측 및 외측 부분들을 포함하고, 상기 내측 부분이 저면부(underface)을 가지며 상기 외측 부분은 상기 내측 부분 보다 직경이 더 작고 적어도 장착 장치의 일부를 마련하며 조합된 인서트의 배면을 계합 자재하게 수납하는 지지면을 형성하도록 노치(notch)로 되어져서, 인서트는 축심에 충분히 평행하게 규제되도록 하는 것이다.
본 발명의 한층 또 다른 양태는 몸체 내측 부분이 각각의 지지면에 인접한 슬롯(slot) 부분들을 포함해서 인서트 수평 및 수직 날에 가해지는 절삭력들에 저항하도록 중첩(overlapping) 관계로 인서트들의 전면을 수납하도록 하는 것이다.
[발명의 최선 실시 형태]
우선 제 1 도 및 제 2 도에 대하여 참조번호들에 따라서 설명하면, 번호(10)에 의해 개괄적으로 표시된 조합공구는 가상선으로 도시한 드릴 프레스의 척(chuck)(16)에 의해 수납되는 축(14)에 부착된 몸체(12)를 포함한다. 몸체(12)는 곧 묘사되는 바와 같이 절삭장치 및 다듬질 장치를 모두 수반한다.
몸체(12)는, 도시한 실시예에 있어 다이-캐스트 아연(die-cast zinc)로 만들며, 원형의 내측 부분(18) 및 감소된 직경의 개괄적으로 원형인 외측 부분(20)을 포함한다. 몸체 내측 부분(18)은 축(14)가 핀(pin)(24)에 의하여 부착되는 허브(hub)(22)를 포함한다.
몸체 외측 부분(20)은 원형의 평평한 면(34)를 마련하도록 만입된 감소직경 단부 부분(32)를 포함한다. 만입면(34)는 압착에 의해 민감하게 부착되는 연마 원판(36)의 끈끈한 면을 수납하고, 연마 원판(36)은 축(14)의 축심에 대하여 회전되도록 중심에 장착된다. 도시한 실시예에 있어서, 50그릿(grit) 연마 원판이 가공중인 재료를 위한 우수한 다듬질 장치를 마련하도록 사용된다. 0.6㎜의 림(rim)과 함께 사용된 약 1.5㎜의 두께를 갖는 에머리 클로오드(emery cloth) 연마 원판은 만입면(34)를 형성하는 림(33)을 넘어서 원판의 면이 적절히 돌출하게 된다. 만입면(34)의 반경은 연마 원판(36)의 반경보다 약 1.5-2.0㎜ 더 커서 원판을 중심에 위치시키는 것이 용이하다.
몸체 외측 부분(20)은 또한 다수개의 커터 인서트(40)들로 구성된 형태로 평삭 또는 절삭장치를 수반하며, 도시한 실시예에 있어서는 세개의 커터 인서트(40)들이 묘사되는 바와 같이 120°의 격설된 간격으로 원주상에서 몸체에 장착된다.
제 3 도에서 가장 잘 도시된 커터 인서트들은 대략적으로 직사각형이고, 충분히 균일한 두께로 되어 있으며, 대면하는 전면(42) 및 배면(44), 대면하는 상부 및 하부 경사면(46)들 및 대면하는 경사 측면(48)들을 포함한다. 도시한 실시예에 있어서, 상부 및 하부면(46)들과 측면(48)들의 경사각 A의 후부각(rearward angle)은 10°-30°사이에 있고 후부각이 25°일때 우수한 결과를 얻을 수 있다. 상부 및 하부면(46)들 및 측면(48)들은 상호간에 대하여 수직하게 각각 배치된 두쌍의 초경 절삭날(46') 및 (48')들을 형성하도록 전면(42)와 협력한다. 인서트(40)들은 하나의 인서트에 대하여 묘사되는 바와 같이 몸체(12)에 장착되도록 중앙에 배치된 결속구 수납 구멍(50)이 마련되며, 상기 다른 인서트들도 동일하다.
인서트(40)을 몸체(12)에 확실하게 장착하기 위하여 외측 몸체 부분(20)은 지지 계합에 있어 인서트 배면(44)를 수납하고 회전 축심에 평행한 후부 접촉 지지면(52)를 갖도록 노치 및 슬롯으로 되어진다. 지지면(52)에는 소켓 나사(socket screw)(56)과 같은 결속구를 수납하도록 나사 개구부(threaded opening)(54)를 마련한다. 슬롯(58)은 지지 계합에 있어서 인서트 전면(42)를 수납하는 중첩 전면 결합 지지면(60)을 마련한다. 제 4 도에서 가장 잘 도시된 바와 같이 슬롯(58)은 또한 결속구(56)에 대한 인서트(40)의 회전을 막아 주는 멈춤 장치를 마련하도록 몸체 내측 부분(18)의 저면(30)과 협력하는 측면 지지면(62)를 갖춘다. 이 때문에, 제 4 도에 나타낸 바와 같이 몸체 저면(30) 및 인서트 상부날(46') 사이의 계합 및 슬롯 측면(62) 및 인서트 측면날(48') 사이의 계합에 의하여 인서트(40)의 어떠한 회전도 저지된다. 계합 자재한 날(46') 및 (48') 및 면(30) 및 (62) 사이에는 최소한도의 유곡(play)이 있으며, 도시한 실시예에 있어서 유곡은 0.1㎜로 주문된다. 장착되었을때 작업하는 인서트 절삭날은 축(14)의 축심에 대하여 실질적으로 방사상으로 배치된다.
연마 원판 외측면(36')에 의해 형성되는 원형의 다듬질 평면 및 인서트 하부 절삭날(46')들에 의해 형성되는 환형의 절삭 평면은 서로 평행하고 공구(10)의 회전 축심에 수직한다. 도시한 실시예에 있어서 하부 절삭날(46')는 만입면(34)를 형성하는 림(33)을 넘어서 적절하게 돌출한다. 중요하게, 제 2 도에 도시한 바와 같이, 이 평행한 평면들은 거리 d 만큼 따로 격설되고, 도시한 실시예에 있어서, 연마 원판(36)의 두께 및 하부 절삭날(46')의 변위에 달려 있는 거리 d는 0.5㎜이며 0.5㎜-1.0㎜ 범위내에서 가공이 양호하다. 연마 평면이 절삭 평면의 축방향 외측에 배치되는 이러한 배열에 의하여, 수직날(48')에 의해 형성되는 대로 공구의 직경과 같은 폭을 갖는 다듬질 면을 만드는 공구 밑을 가공물이 지나갈때 가공물이 적소에 고정되고 재료의 얇은 두께 만이 다듬질되기 위하여 남겨지며, 수직날(48')는 수평날(46')에 수직하고, 절삭공정에 도움을 준다. 도시한 실시예에 있어서 원판(36)의 직경은 약 5.3㎝이고 인서트 하부 절삭날(46')의 길이는 약 1.5㎝이어서 3 대 1(3 : 1)을 초과하는 비율이다.
제 2 도에 도시한 바와 같이, 인서트(40)은 연마 원판의 외부에 방사상이나 몸체 부분 원형 연부(28)의 내부에 방사상으로 배치된다. 이것으로 인하여, 몸체(12)의 한계 넘어로 연장되는 인서트들의 방사상 돌출부는 없다. 도시한 바와 같이, 인서트(40)은 지지면(52)에 의해 마련된 접촉부를 넘어서 단지 짧은 거리만을 돌출하고, 그것에 의해 제자리에 확실하게 자리잡는다. 나아가서, 중첩 슬롯 전면(60)은 수평 및 수직 절삭날들(46') 및 (48')가 절삭 가공을 이행할때 수평 및 수직 절삭날들(46') 및 (48')에 가해지는 힘들을 이겨낸다.
적합한 실시예의 운전속도는 3500rpm이고 이 속도에서, 절삭 직경이 8.5㎝이면, 절삭날들의 최대 선속도는 1500㎝/sec(1.5c.p.s)를 초과한다. 이 속도에서 공구들은 과열되지 않고 능률적으로 회전한다.
인서트(40)이 좌우 대칭의 특성을 가지므로, 가공중인 수평 및 수직날(46') 및 (48')가 각각 무디어졌을때, 인서트들은 제거될 수 있으며, 180°회전되어 교체될 수 있고, 이러한 작업은 단지 단하나의 결속구(56)을 제거하는 것만으로 상당히 용이하게 된다. 연마 원판(36)은 만입면(34)로부터 벗겨내는 것에 의하여 제거되고, 원판이 실질적으로 만입부와 직경크기가 동일해서 만입부 측면벽들은 원판을 적소에 유지하려는 경향이 있다.
비록 본 발명의 공구가 주로 목재, 및 호두나무 재목과 같이 특히 단단한 목재의 평삭 및 다듬질용으로 계획되었으나, 본 발명의 공구는 절삭 및 다듬질 작업의 높은 품질로 인하여 발사 재목 및 스티로폼과 같은 대단히 연한 재료에도 또한 사용될 수 있다.
목재를 평삭 및 다듬질 하는 이러한 조합 공구의 개량된 능력은 1.5㎜ 정도로 얇은 베니어(veneer)들에 대해서도 가능한 공구의 절삭 및 정밀 샌딩(sanding) 조합 작용으로부터 기인한다. 이러한 능력은, 적어도 일부분에 있어서는, 거친 절삭 가공후에 거의 즉각적으로 샌딩이 일어난다는 사실에 기인한다. 나아가서, 평행한 절삭 평면을 지나서 연장하는 원형의 다듬질 평면이 마련되므로 비교적 커다란 옹이들과 부딪칠 때 조차도 가공물을 제자리에 평평하게 유지할 수 있다. 이러한 배치는 또한 연마 원판에 의해 경험된 60시간에 달하는 긴 수명으로 경제적이라는 것이 입증되었다.
전술한 내용을 고려할때, 본 발명의 다양한 양태들 및 특징들이 성취되었으며 다른 이점이 결과적으로 얻어졌다는 것을 알 수 있다. 본 발명의 적용예를 도시하고 설명하는 동안에, 본 기술에 숙달된 사람들에게는 변화들 및 변경들이 본 발명의 광범위한 양태들 내에서 벗어나지 않고 만들어질 수 있다는 것이 명백할 것이다.
Claims (14)
- 드릴 프레스용 조합 평삭 및 다듬질 공구에 있어서, 회전 축심을 포함하는 축, 축의 축심에 대하여 수직하게 배치되고 회전 자재한 충분히 평평한 단부면 및 원주상에 격설된 다수의 장착 장치들을 포함하며 축에 부착된 몸체, 각각이 적어도 하나의 절삭날을 갖는 교체 자재한 다수의 커터 인서트들, 조합 장착 장치에 장착되어 절삭날들이 회전 축심에 대하여 수직하게 배치된 절삭 평면을 형성하도록 단부면을 지나서 연장하는 절삭날들을 갖는 상기 인서트들, 및 단부면에 움직이게 부착되고 인서트 절삭 평면의 축방향으로 외부에서 인서트 절삭 평면에 평행하게 배치된 다듬질 평면을 마련하는 교체 자재한 연마 원판으로 구성되는 공구.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 커터 인서트가 상기 하나의 절삭날에 대하여 충분히 수직하게 배치된 측면절삭날을 포함하는 조합 공구.
- 제 2 항에 있어서, 몸체가 단부면으로부터 축방향으로 격설된 주연부를 포함하고, 측면 절삭날이 상기 주연부의 내부에 방사상으로 배치되는 조합 공구.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 인서트가 일반적으로 직사각형이고 충분하게 균일한 두께로 되어 있으며 대면하는 전면 및 배면, 대면하는 상부면 및 하부면, 및 대면하는 측면들을 포함해서 적어도 하나의 수평 절삭날 및 적어도 하나의 수직 절삭날을 마련하는 조합 공구.
- 제 4 항에 있어서, 각각의 장착 장치가 인서트의 배면이 지지면과 계합 자재하고 수평 절삭날이 축의 축심에 대하여 실질적으로 방사상으로 배치되도록 인서트를 몸체에 장착시키는 지지면 및 단 하나의 결속구 장치를 포함하는 조합 공구.
- 제 5 항에 있어서, 각각의 장착 장치가 결속구 장치에 대한 인서트의 회전을 충분히 제지하도록 조합된 인서트의 적어도 하나의 수평 절삭날과 계합 자재한 적어도 하나의 수평 지지면을 포함하는 조합 공구.
- 제 4 항에 있어서, 인서트 상부 및 하부면들 및 양측면들이 절삭날을 형성하고 하부 및 측면 절삭날들을 바꿀 수 있도록 상기 인서트들이 완전히 180도(180°)회전 자재한 조합 공구.
- 제 1 항에 있어서, 교체 자재한 연마 원판이 몸체의 단부면에 부착 자재한 끈끈한 면을 포함하며 다듬질 평면을 절삭 평면의 외부로 실질적으로 0.5㎜-1.0㎜ 연장시킬 수 있는 정도의 두께로 된 조립 공구.
- 제 1 항에 있어서, 연마 원판이 부착되는 단부면이 연마 원판의 두께 보다 얕게 만입되는 조합 공구.
- 제 1 항에 있어서, 세개의 인서트들이 축의 축심에 대하여 실질적으로 방사상으로 배치된 120°간격으로 격설되게 마련되는 조합 공구.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 인서트가 일반적으로 직사각형이고 대면하는 측면들을 포함하고, 몸체가 일반적으로 원형의 내측 및 외측 부분을 포함하며, 상기 내측 부분은 축에 부착되고 주연부 및 저면부를 포함하고, 상기 외측 부분은 상기 내측 부분 보다 직경이 더 작고 적어도 장착 장치의 일부를 마련하며 조합된 인서트의 배면을 수납하는 지지면을 형성하도록 노치로 되어진 조합 공구.
- 제 11 항에 있어서, 인서트들이 몸체 내측 부분의 주연부의 내부에 장착되고 절삭날을 형성하는 대면하는 상부 및 하부면 및 대면하는 측면들을 포함하며, 하부 및 측면 절삭날들을 바꿀 수 있도록 상기 인서트들이 완전히 180도(180°) 회전 자재하고, 몸체 내측 부분이 각각의 지지면에 인접하며 인서트들의 전면을 중첩 관계로 수납하는 슬롯 부분들을 포함하며, 장착 장치가 조합 인서트를 조합 지지면에 장착하는 단 하나의 결속구를 포함하고 인서트 각각의 상부 절삭날이 결속구 장치에 대한 인서트의 회전을 충분히 저지하도록 내측 몸체 저면부와 계합 자재한 조합 공구.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 인서트가 하부 절삭날을 포함하고, 연마 원판의 직경 및 인서트 하부 절삭날의 길이가 실질적으로 3 대 1(3 : 1)의 비율내에 있는 조합 공구.
- 제 4 항에 있어서, 전면이 수평 및 수직 절삭날들을 형성하도록 하부면 및 측면과 협력하고, 상기 하부면 및 측면들이 배면쪽으로 10°-30°사이에서 충분히 경사져 있는 조합 공구.
Applications Claiming Priority (3)
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