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KR20110021540A - 다기능 절삭 공구 - Google Patents

다기능 절삭 공구 Download PDF

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KR20110021540A
KR20110021540A KR1020090079396A KR20090079396A KR20110021540A KR 20110021540 A KR20110021540 A KR 20110021540A KR 1020090079396 A KR1020090079396 A KR 1020090079396A KR 20090079396 A KR20090079396 A KR 20090079396A KR 20110021540 A KR20110021540 A KR 20110021540A
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KR
South Korea
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cutting
plane
cutting tool
multifunctional
cooling
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KR1020090079396A
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최창희
박홍식
이철호
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대구텍 유한회사
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Publication date
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Priority to RU2012111237/02A priority patent/RU2012111237A/ru
Priority to BR112012004096A priority patent/BR112012004096A2/pt
Priority to US13/389,782 priority patent/US20120141215A1/en
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Abstract

본 발명은 절삭 공구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선삭 가공과 드릴링 가공을 모두 할 수 있는 다기능 절삭 공구에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다기능 절삭 공구는 절삭 장치에 고정되기 위한 평탄면을 구비하는 섕크부와, 상기 섕크부의 양 단부로부터 각각 연장하는 원통형의 제1 절삭부 및 제2 절삭부와, 절삭 공구의 회전 축 방향으로 제1 절삭부의 단부부터 제2 절삭부의 단부까지 관통하여 직선으로 연장하는 냉각 홀을 포함한다. 상기 제1 절삭부는, 제1 절삭 에지를 구비하는 제1 평면과 상기 제1 평면과 경사각을 이루는 제2 평면을 구비하는 제1 칩 배출 홈을 포함한다. 상기 제2 절삭부는, 제2 절삭 에지를 구비하며 상기 제2 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 제3 평면과 상기 제1 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 제4 평면을 구비하는 제2 칩 배출 홈을 포함한다. 상기 냉각 홀의 중심이 상기 제1 평면 내지 제4 평면과 이루는 각도는 모두 동일하다. 상기 평탄면은 제1 절삭부의 제1 평면과 제2 평면의 경사각을 이등분하는 가상의 선과 실질적으로 수직하도록 배치된다.
절삭 공구, 냉각 홀, 냉각 홈, 장착 슬리브

Description

다기능 절삭 공구{MULTI FUNCTIONAL CUTTING TOOL}
본 발명은 절삭 공구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선삭 가공과 드릴링 가공을 모두 할 수 있는 다기능 절삭 공구에 관한 것이다.
절삭 가공에는 일반적으로 회전하는 공작물에 직선 운동을 하는 절삭 공구의 절삭 에지를 접촉시켜서 공작물을 가공하는 방식과 직선 운동을 하는 공작물에 회전하는 절삭 공구의 절삭 에지를 접촉시켜서 가공하는 방식이 있다. 전자의 예는 외경 선삭 가공, 내경 선삭 가공, 단면 선삭 가공, 나사 가공 및 드릴링 가공 등이 있으며, 후자의 예는 밀링 가공, 드릴링 가공이 있다. 드릴링 가공은 전자와 후자 모두에 해당될 수 있다.
다기능 절삭 공구는 위 드릴링 가공과 선삭 가공을 모두 할 수 있는 공구로서, 하나의 절삭 에지와 그로부터 대략 직선으로 연장하는 칩 배출 홈을 구비한다.
도1은 종래 기술에 따른 다기능 절삭 공구(10)를 도시한다. 도1에 도시된 바와 같이, 다기능 절삭 공구(10)는 한 개의 절삭 인서트를 수용하기 위한 포켓을 포함하는 절삭부(12)와 절삭 공구에 고정 장착되기 위한 섕크부(14)를 포함한다. 다기능 절삭 공구(10)는 절삭 공구의 축방향으로 이송되면서 드릴링 가공이 가능하 며, 절삭 공구의 축방향과 수직인 방향으로 이송되면서 선삭 가공이 가능하다. 그러나, 다기능 절삭 공구(10)는 일측에 하나의 절삭부(12)만 구비하는 구조여서 2 개의 절삭부를 구비하는 구조에 비해 공구 사용 수명이 짧은 문제점이 있다.
상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 섕크부의 양 단부에 절삭부를 각각 구비하고 이 절삭부들에 동일한 냉각 효과와 강도를 제공하여 사용 수명을 연장할 수 있는 다기능 절삭 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 절삭 공구는 절삭 장치에 고정되기 위한 평탄면을 구비하는 섕크부와, 상기 섕크부의 양 단부로부터 각각 연장하는 원통형의 제1 절삭부 및 제2 절삭부와, 절삭 공구의 회전 축 방향으로 제1 절삭부의 단부부터 제2 절삭부의 단부까지 관통하여 직선으로 연장하는 냉각 홀을 포함한다. 상기 제1 절삭부는, 제1 절삭 에지를 구비하는 제1 평면과 상기 제1 평면과 경사각을 이루는 제2 평면을 구비하는 제1 칩 배출 홈을 포함한다. 상기 제2 절삭부는, 제2 절삭 에지를 구비하며 상기 제2 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 제3 평면과 상기 제1 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 제4 평면을 구비하는 제2 칩 배출 홈을 포함한다. 상기 냉각 홀의 중심은 상기 제1 평면 내지 제4 평면과 이루는 각도가 모두 실질적으로 동일하고, 상기 평탄면은 제1 절삭부의 제1 평면과 제2 평면의 경사각을 이등분하는 가상의 선과 실질적으로 수직하도록 배치된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다기능 절삭 공구는 절삭 장치에 고정하기 위한 평탄면을 구비하는 섕크부와, 상기 섕크부의 양 단부로부터 각각 연장하는 원통형의 제1 절삭부 및 제2 절삭부와, 섕크부의 평탄면에 형성되어 절삭 공구의 회전 축 방향으로 뻗어 있는 냉각 홈을 포함한다. 상기 제1 절삭부는, 제1 절삭 에지를 구비하는 제1 평면과 상기 제1 평면과 경사각을 이루는 제2 평면을 구비하는 제1 칩 배출 홈을 포함하고, 상기 제2 절삭부는, 제2 절삭 에지를 구비하며 상기 제2 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 제3 평면과 상기 제1 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 제4 평면을 구비하는 제2 칩 배출 홈을 포함한다. 상기 냉각 홈은 제1 칩 배출 홈 및 제2 칩 배출 홈과 연결된다. 상기 평탄면은 제1 절삭부의 제1 평면과 제2 평면의 경사각을 이등분하는 가상의 선과 실질적으로 수직하도록 배치된다.
본 발명에 따르면, 드릴링 가공 및 선삭 가공 모두에 사용 가능한 다기능 절삭 공구의 사용 수명을 더욱 연장시킬 수 있다. 특히, 절삭에 사용되는 절삭부를 교체하기 위해 기존에 장착 슬리브 내부로 삽입되었던 절삭부가 장착 슬리브 밖으로 돌출되도록 절삭 공구가 재장착되더라도 냉각 홀(또는 냉각 홈) 및 절삭 에지의 배치가 변하지 않게 된다. 이에 따라, 양 절삭부에 동일한 냉각 효과가 제공되어 양 절삭부의 수명에 실질적으로 차이가 없게 된다. 또한, 양 절삭부에서 절삭 에지의 강도가 동일하게 되므로 종래의 다기능 절삭 공구에 비해 사용 수명을 실질적으로 크게 연장시킬 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다기능 절삭 공구의 개략적인 사시도이 다. 도3은 본 발명에 따른 다기능 절삭 공구가 절삭 장치의 장착 슬리브 내에 고정된 모습을 도시한 사시도이다. 도4(a)는 도 2의 A방향에서 바라본 다기능 절삭공구의 측면도이고, 도4(b)는 도2의 B 방향에서 바라본 다기능 절삭공구의 측면도이다.
다기능 절삭 공구(20)는 섕크부(100), 제1 절삭부(200) 및 제2 절삭부(300)를 포함한다. 섕크부(100)는 원통 형상이고, 그 측면에는 평탄면(150)이 제공된다. 섕크부(100)가 장착 슬리브(400)에 삽입될 때, 장착 슬리브(400)의 관통 구멍(420)을 통해 삽입되는 고정 부재(440)가 평탄면(150)을 누름으로써, 다기능 절삭 공구(20)는 절삭 장치의 장착 슬리브(400) 내에서 회전되지 않게 고정된다.
제1 절삭부(200) 및 제2 절삭부(300)는 섕크부(100)의 양 단부로부터 각각 연장하며 원통 형상이다. 절삭부들(200, 300)을 냉각시키기 위한 냉각 홀(280)이 절삭 공구(10)의 회전 축(R) 방향으로 절삭 공구(20)의 일 단부로부터 타 단부까지 관통하여 형성된다. 냉각 홀(280)은 직선으로 뻗어 있다. 절삭 작업 시에 다기능 절삭 공구(20)가 끼워지는 장착 슬리브(400)의 후방으로부터 공급되는 냉각 오일이 냉각 홀(280)을 통해 절삭부들(200, 300)로 공급된다. 제1 절삭부(200) 및 제2 절삭부(300)에는 각 절삭부의 단부로부터 절삭 공구의 회전 축(R) 방향으로 직선으로 연장하는 제1 칩 배출 홈(240) 및 제2 칩 배출홈(340)이 각각 제공된다. 바람직하게는, 드릴링 가공 시 제1 및 제2 칩 배출 홈(240, 340)의 단부에 드릴링 가공 시 비틀림 모멘트가 집중되는 것을 피하기 위해 제1 칩 배출 홈(240) 및 제2 칩 배출홈(340)은 생크부(100) 근방에서 나선 형태(helix)로 휘어진다. 드릴링, 보링 가 공 시에 절삭된 칩들은 제1 배출 홈(240) 또는 제2 칩 배출 홈(340)을 따라 배출된다.
제1 칩 배출 홈(240)은 절삭 공구의 회전 축(R) 방향으로 연장하는 두 개의 평면들, 즉 제1 평면(242)과 제2 평면(244)에 의해 형성된다. 바람직하게는 제1 절삭부(200)의 단부에서 제1 평면(242)과 제2 평면(244) 사이의 경사각은 대략 90도이다. 제2 칩 배출 홈(340)은 절삭 공구의 회전 축(R) 방향으로 연장하는 두 개의 평면들, 즉 제3 평면(344) 및 제4 평면(342)에 의해 형성된다. 제3 평면(344)은 제2 평면(244)과 실질적으로 동일한 평면 상에 배치되며, 제4 평면(342)은 제1 평면(242)과 실질적으로 동일한 평면 상에 배치된다. 즉, 제3 평면(344)은 제1 평면(242)과 실질적으로 동일한 기능을 수행하며, 제4 평면(342)은 제2 평면(244)과 실질적으로 동일한 기능을 수행한다.
제1 절삭부(200)의 단부에서는 제1 평면(242)에 제1 절삭 에지(260)가 제공되며, 제2 절삭부(300)의 단부에서는 제3 평면(344)에 제2 절삭 에지(360)가 제공된다. 제1 절삭 에지(260) 및 제2 절삭 에지(360)는 드릴링 가공 및 선삭 가공을 모두 할 수 있는 형상을 가지며, 그 구체적인 형상은 다기능 절삭 공구(20)의 용도에 따라 달라질 수 있다. 또한, 제1 절삭 에지(260) 및 제2 절삭 에지(360)는 각각 제1 절삭부(200) 및 제2 절삭부(300)와 일체로 형성될 수 있고, 교체 가능한 절삭 인서트 타입으로 제공될 수도 있다.
제1 및 제2 절삭부(200, 300)와 제1 및 제2 칩 배출 홈(240, 340)은 그 크기 및 형상이 동일하다. 또한, 도4(a)에 도시된 바와 같이, 제1 절삭부(200)에서 냉 각 홀(280)의 중심과 제1 평면(242)이 이루는 각도(A1)와 냉각 홀(280)의 중심과 제2 평면(244)이 이루는 각도(A2)가 대략 동일한 위치에 제1 칩 배출 홈(240)이 배치된다. 상술한 바와 같이 냉각 홀(280) 및 제1 평면(242) 및 제2 평면(244)이 절삭 공구의 회전 축(R) 방향을 따라 직선으로 뻗어 있으며, 제4 평면(342) 및 제3 평면(344)이 각각 제1 평면(242) 및 제2 평면(244)과 실질적으로 동일한 평면 상에 배치되는 바, 도4(b)에 도시된 바와 같이, 제2 절삭부(300)에서 냉각 홀(280)의 중심과 제3 평면(344)이 이루는 각도(A3)와 냉각 홀(280)의 중심과 제4 평면(342)이 이루는 각도(A4)도 대략 동일하다.
섕크부(100)의 평탄면(150)은 제1 절삭부(200)의 제1 평면(242)과 제2 평면(244)의 경사각 또는 제2 절삭부(300)의 제3 평면(344) 및 제4 평면(342)의 경사각을 이등분하는 가상의 선(L1)과 수직에 가깝도록 배치된다.
이에 따라, 절삭에 사용되는 절삭부를 바꾸기 위해, 예컨대 기존에 장착 슬리브(300) 내부로 삽입되었던 제2 절삭부(300)가 장착 슬리브(400) 밖으로 돌출되도록 다기능 절삭 공구(20)가 재장착되더라도 제2 절삭부(300)의 절삭 에지(360) 및 냉각 홀(280)의 위치는 처음에 장착 슬리브(300) 밖으로 돌출되었던 제1 절삭부(200)의 절삭 에지(260) 및 냉각 홀(280)의 위치와 동일하게 된다.
이처럼, 다기능 절삭 공구(20)의 두 개의 절삭부 중 어느 부분을 가공물 쪽으로 배치하더라도 절삭 에지(260, 360)의 배향은 바뀌지 않기 때문에, 선삭 가공 시 작업 조건을 다시 조정할 필요가 없다. 또한, 제1 및 제2 절삭부(200, 300)의 제1 및 제2 절삭 에지(260, 360)는 절삭 시에 마찰에 의해 발열되며 냉각 오일에 의해 냉각된다. 이때, 다른 냉각 조건(예컨대, 냉각수의 유속 등)이 동일하다면, 제1 및 제2 절삭부(200, 300), 특히 제1 및 제2 절삭 에지(260, 360)의 냉각 효과는 제1 및 제2 절삭 에지(260, 360)에 대한 냉각 홀(280)의 위치에 의해 결정되며, 냉각 효과는 제1 및 제2 절삭부(200, 300)의 수명에 영향을 미친다. 본 발명에서는 냉각 홀(280) 및 절삭 에지(260, 360)의 배치가 제1 및 제2 절삭부(200, 300)에서 동일하므로 제1 및 제2 절삭부(200, 300)에서 동일한 냉각 효과가 제공되어, 제1 및 제2 절삭부(200, 300)의 수명이 실질적으로 차이가 없게 된다. 또한, 냉각 홀(280)의 제1 및 제2 절삭 에지(260, 360)에 대한 배치가 동일하기 때문에, 제1 및 제2 절삭 에지(260, 360)의 강도도 동일하게 된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다기능 절삭 공구는 선삭 가공 및 드릴링 가공 모두가 가능하면서도 제1 및 제2 절삭부(200, 300)에 동일한 냉각 효과 및 강도를 제공하여 제1 및 제2 절삭부의 사용 수명을 연장하는 것이 가능해진다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각 홈을 구비하는 절삭 공구의 개략적인 사시도이다. 도6(a)는 도5의 A방향에서 바라본 다기능 절삭공구의 측면도이고, 도6(b)는 도5의 B 방향에서 바라본 다기능 절삭공구의 측면도이다. 냉각 홀 대신에 냉각 홈이 제공된다는 점을 제외하고는 제2 실시예의 구성은 제1 실시예와 동일하므로 냉각 홈에 관한 구성을 위주로 설명한다.
도5에 도시된 바와 같이, 냉각 홈(380)은 다기능 절삭 공구(30)의 회전 축(R) 방향으로 직선으로 뻗어 있다. 냉각 홈(380)은 제1 절삭부(200)의 제1 칩 배출 홈(240)과 제2 절삭부(300)의 제2 칩 배출 홈(340)과 연결된다. 이에 따라, 절삭 작업 시에 다기능 절삭 공구(30)가 끼워지는 장착 슬리브(400)의 후방으로부터 공급되는 냉각 오일이 순차적으로 제2 절삭부(300)의 제2 칩 배출 홈(340), 냉각 홈(380) 및 제1 절삭부(200)의 제1 칩 배출 홈(240)을 통해 흐르면서 다기능 절삭 공구(30)는 냉각된다. 도6(a) 및 도6(b)에 도시된 바와 같이, 섕크부(100)의 평탄면(150)은 제1 절삭부(200)의 제1 평면(242)과 제2 평면(244)의 경사각 또는 제2 절삭부(300)의 제3 평면(344) 및 제4 평면(342)의 경사각을 이등분하는 가상의 선(L2)과 수직에 가깝게 배치된다.
이에 따라, 절삭에 사용되는 절삭부를 바꾸기 위해, 예컨대 기존에 장착 슬리브(400) 내부로 삽입되었던 제2 절삭부(300)가 장착 슬리브(400) 밖으로 돌출되도록 다기능 절삭 공구(30)가 재장착되더라도 냉각 홈(380) 및 제2 절삭 에지(360)의 배치는 기존에 장착 슬리브(400) 밖으로 돌출되었던 제1 절삭 에지(260) 및 냉각 홈(380)의 배치와 동일하게 된다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예와 마찬가지로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다기능 절삭 공구는 선삭 가공 및 드릴링 가공 모두가 가능하면서도 제1 및 제2 절삭부(200, 300)에 동일한 냉각 효과 및 강도를 제공하여 제1 및 제2 절삭부의 사용 수명을 연장하는 것이 가능해진다.
상술한 본 발명의 실시예들은 예시적인 목적으로 제시된 것이며, 이러한 구 체적인 절차와 형태로 발명을 제한하고자 하는 것은 아니며, 이를 바탕으로 많은 변형과 수정이 가해질 수 있다.
도1은 종래 기술에 따른 다기능 절삭 공구의 개략도이다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다기능 절삭 공구의 개략적인 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 다기능 절삭 공구가 절삭 장치의 장착 슬리브 내에 고정된 모습을 도시한 사시도이다.
도4(a)는 도 2의 A방향에서 바라본 다기능 절삭공구의 측면도이고, 도4(b)는 도2의 B 방향에서 바라본 다기능 절삭공구의 측면도이다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각 홈을 구비하는 절삭 공구의 개략적인 사시도이다.
도6(a)는 도5의 A방향에서 바라본 다기능 절삭공구의 측면도이고, 도6(b)는 도5의 B 방향에서 바라본 다기능 절삭공구의 측면도이다.

Claims (5)

  1. 절삭 장치에 고정되기 위한 평탄면을 구비하는 섕크부와,
    상기 섕크부의 양 단부로부터 각각 연장하는 원통형의 제1 절삭부 및 제2 절삭부와,
    절삭 공구의 회전 축 방향으로 제1 절삭부의 단부부터 제2 절삭부의 단부까지 관통하여 직선으로 연장하는 냉각 홀을 포함하는 다기능 절삭공구이며,
    상기 제1 절삭부는, 제1 절삭에지를 구비하는 제1 평면과 상기 제1 평면과 경사각을 이루는 제2 평면을 구비하는 제1 칩 배출 홈을 포함하고,
    상기 제2 절삭부는, 제2 절삭에지를 구비하며 상기 제2 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 제3 평면과 상기 제1 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 제4 평면을 구비하는 제2 칩 배출 홈을 포함하고,
    상기 냉각 홀의 중심이 상기 제1 평면 내지 제4 평면과 이루는 각도가 모두 실질적으로 동일하고,
    상기 평탄면은 제1 절삭부의 제1 평면과 제2 평면의 경사각을 이등분하는 가상의 선과 실질적으로 수직하도록 배치되는 다기능 절삭 공구.
  2. 절삭 장치에 고정하기 위한 평탄면을 구비하는 섕크부와,
    상기 섕크부의 양 단부로부터 각각 연장하는 원통형의 제1 절삭부 및 제2 절삭부와,
    섕크부의 평탄면에 형성되어 절삭 공구의 회전 축 방향으로 뻗어 있는 냉각 홈을 포함하는 다기능 절삭공구이며,
    상기 제1 절삭부는, 제1 절삭에지를 구비하는 제1 평면과 상기 제1 평면과 경사각을 이루는 제2 평면을 구비하는 제1 칩 배출홈을 포함하고,
    상기 제2 절삭부는, 제2 절삭에지를 구비하며 상기 제2 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 제3 평면과 상기 제1 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 제4 평면을 구비하는 제2 칩 배출홈을 포함하고,
    상기 냉각 홈은 제1 칩 배출 홈 및 제2 칩 배출 홈과 연결되며,
    상기 평탄면은 제1 절삭부의 제1 평면과 제2 평면의 경사각을 이등분하는 가상의 선과 실질적으로 수직하도록 배치되는 다기능 절삭 공구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절삭 에지는 절삭 공구와 일체로 형성되는 다기능 절삭 공구.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절삭 에지는 상기 절삭부에 장착 가능한 절삭 인서트에 형성되는 다기능 절삭 공구.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 칩 배출 홈 및 제2 칩 배출홈은 생크부 근방에서 나선 형태(helix)로 휘어지는 다기능 절삭 공구.
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