KR102338007B1

KR102338007B1 - 안내 및 체결 오목부를 구비한 결합 핀을 갖는 절삭 헤드를 포함하는 회전 절삭 공구

Info

Publication number: KR102338007B1
Application number: KR1020177000949A
Authority: KR
Inventors: 길 헥트
Original assignee: 이스카 엘티디.
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2021-12-13
Anticipated expiration: 2035-05-26
Also published as: CN106457417A; CN106457417B; DE112015002863B4; US9468979B2; DE202015009378U1; DE112015002863T5; US20150360300A1; KR20170015511A; WO2015193874A1

Abstract

절삭 헤드(22)는 피구동 표면(50)을 구비하고, 헤드 후방 표면(34)으로부터 후방으로 돌출하는 헤드 결합 핀(60)을 포함한다. 헤드 결합 핀(60)은 핀 주연 표면(64)에 만입되어 있는 안내 오목부(66) 및 체결 오목부(70)를 포함하고, 안내 오목부(66)는 핀 후방 표면(62)으로 개방된다. 공구 홀더 조립체(76)는 공구 홀더(24)와 탄성 체결 조립체(26)를 구비한다. 공구 홀더(24)는 구동 부재(84)와 홀더 기부 표면(80)에 만입되어 있는 홀더 결합 구멍(96)을 갖는다. 탄성 체결 조립체(26)는 홀더 기부 표면(80)으로부터 홀더 주연 표면(78)으로 연장하는 홀더 관통 보어(102) 내에 배치된다. 절삭 헤드(22)와 공구 홀더(24)를 포함하는 절삭 공구가 체결 위치에 있을 때, 헤드 결합 핀(60)은 탄성 체결 조립체(26)와의 탄성 맞물림시 홀더 결합 구멍(96) 내에 제거가능하게 보유된다.

Description

안내 및 체결 오목부를 구비한 결합 핀을 갖는 절삭 헤드를 포함하는 회전 절삭 공구{ROTARY CUTTING TOOL INCLUDING CUTTING HEAD HAVING COUPLING PIN WITH GUIDING AND FASTENING RECESSES}

본 출원의 주제는 결합 기구에 의해 공구 홀더 내에 절삭 헤드가 해제가능하게 보유되는 유형의 회전 절삭 공구에 관한 것이다.

회전 절삭 공구는 공구 홀더 내에 절삭 헤드를 견고히 보유하기 위해 결합 기구를 구비할 수 있다. 절삭 헤드는 수형 결합 부재를 포함할 수 있고, 공구 홀더는 암형 결합 부재를 포함할 수 있다. US 2009/0116920은 압력 끼워맞춤 방식으로 드릴 본체에 부착된 절삭 헤드를 구비하는 회전 절삭 공구를 개시한다. 대안적으로, 적어도 하나의 체결 부재가 사용되어 암형 결합 부재 내에 수형 결합 부재를 해제가능하게 고정할 수 있다.

일부 이런 회전 절삭 공구에는 클램핑 스크류 형태의 하나 이상의 체결 부재가 존재한다. 이런 회전 절삭 공구의 예는 예로서 US 6,012,881 및 US 2005/0098359에 개시되어 있다.

다른 이런 회전 절삭 공구에서, 체결 부재는 탄성 로킹 핀이다. 이런 회전 절삭 공구의 예는 예로서 US5,957,631에 개시되어 있다.

US 2011/110739는 기체(basic body)에 부착된 헐거운 상단부를 구비하는 회전가능한 공구를 개시하고 있으며, 여기서, 스냅 결합 부재가 헐거운 상단부를 기체에 임시적으로 클램핑하고 있으며, 헐거운 상단부의 신뢰성있는 고정은 전적으로 로킹 스크류에 의해 수행된다.

본 출원의 주제의 목적은 탄성 체결 조립체에 의한 탄성적 맞물림을 통해 공구 홀더에 견고히 부착되는 절삭 헤드를 구비하는 새로운 회전 절삭 공구를 제공하는 것이다.

본 출원의 주제의 다른 목적은 자가 로킹 결합 기구에 의한 탄성적 맞물림을 통해 공구 홀더에 견고히 부착되는 절삭 헤드를 구비하는 새로운 회전 절삭 공구를 제공하는 것이다.

본 출원의 주제의 제1 양태에 따라서, 회전 절삭 공구가 제공되며, 이 회전 절삭 공구는

절삭 헤드, 공구 홀더, 및 탄성 체결 조립체를 포함하고,

절삭 헤드는 전후 방향으로 형성되는 헤드 중심축을 구비하며, 헤드 중심축을 중심으로 절삭 헤드가 회전방향으로 회전 가능하고, 절삭 헤드는 절삭 부분을 형성하는 전방 단부와 헤드 결합 부분을 형성하는 후방 단부를 갖고;

절삭 부분은

절삭 부분과 헤드 결합 부분 사이의 경계를 형성하는 헤드 후방 표면;

헤드 후방 표면 상에 위치된 헤드 후방 맞닿음 표면;

헤드 중심축에 관하여 반경방향으로 연장하며 각각이 피구동 표면을 포함하는 두 개의 절삭 아암을 포함하고;

헤드 결합 부분은 헤드 중심축을 따라 헤드 후방 표면으로부터 후방으로 돌출하는 헤드 결합 핀을 포함하고, 헤드 결합 핀은

헤드 후방 표면으로부터 이격되어 있는 핀 후방 표면, 및 그 사이에서 연장하는 핀 주연 표면;

핀 주연 표면 내에 만입되는 안내 오목부로서, 핀 후방 표면으로 개방되며, 핀 후방 표면으로부터 절삭 부분을 향해 전방 축선 방향으로 연장하는 안내 표면을 포함하는, 안내 오목부; 및

핀 주연 표면 내에 만입된 체결 오목부로서, 절삭 헤드의 후방 방향으로 헤드 중심축에 대해 반경방향 외측으로 기울어져 있는 하부 경사 표면을 포함하는, 체결 오목부를 포함하고;

하부 경사 표면의 적어도 일부는 축선방향으로 안내 표면의 중첩 영역과 중첩하고, 상기 일부는 회전방향으로 보다는 회전방향 반대 방향으로 상기 중첩 영역에 각도 방향으로 더 근접한 체결 표면을 포함하고,

공구 홀더는 전후 방향으로 연장하는 홀더 종축을 구비하며, 홀더 종축을 중심으로 공구 홀더가 회전방향으로 회전 가능하고, 공구 홀더는

홀더 종축을 따라 원주방향으로 연장하며 공구 홀더의 전방 단부에서 홀더 기부 표면의 경계를 형성하는 홀더 주연 표면;

홀더 기부 표면으로부터 전방으로 연장하는 두 개의 원주방향으로 이격된 구동 부재;

홀더 기부 표면 내에 만입되고 후방 방향으로 홀더 종축을 따라 연장하는 홀더 결합 구멍; 및

홀더 결합 구멍으로부터 홀더 주연 표면까지 홀더 관통 보어 축을 따라 연장하는 홀더 관통 보어를 포함하고.

탄성 체결 조립체는 홀더 관통 보어에서 공구 홀더에 해제가능하게 맞물리고 홀더 결합 구멍 내로 돌출하는 돌출 부분을 구비하고,

회전 절삭 공구는 안내 위치와 체결 위치 사이에서 조절될 수 있고,

안내 위치에서,

헤드 결합 핀은 홀더 결합 구멍 내에 위치되고;

돌출 부분은 안내 오목부 내에 위치되고;

체결 위치에서,

절삭 헤드는 탄성 체결 조립체에 의해 공구 홀더에 해제가능하게 부착되고;

헤드 결합 핀은 홀더 결합 구멍 내에 위치되고;

각각의 절삭 아암은 각각의 구동 부재와 접촉하고, 탄성 체결 조립체는 체결 표면과 탄성적으로 맞물린다.

상술한 바는 개요이며, 이후 설명되는 특징은 본 출원의 주제에 대한 임의의 조합에 적용될 수 있고, 예로서, 이하의 특징 중 임의의 특징이 절삭 헤드, 공구 홀더 또는 회전 절삭 공구에 적용될 수 있는 것으로 이해된다:

체결 표면은 절삭 헤드의 회전방향으로 헤드 중심축에 대해 반경방향 내향으로 기울어질 수 있다.

헤드 중심축으로부터 연장하는 체결 축선 절반-평면은 체결 표면과 교차한다. 체결 축선 절반-평면은 피구동 표면 중 하나와 교차할 수 있다.

체결 표면은 회전방향에 대향한 방향으로 안내 표면의 중첩 영역에 가장 근접한 하부 경사 표면의 부분에 위치될 수 있다.

안내 표면은 평면형일 수 있고 헤드 중심축에 평행할 수 있다.

안내 표면의 중첩 영역은 체결 표면과 교차할 수 있다.

체결 표면은 평면형일 수 있다.

헤드 결합 핀은 정확히 하나의 안내 오목부와 정확히 하나의 체결 오목부를 포함할 수 있다.

공구 홀더는 홀더 기부 표면 상에 위치된 홀더 기부 맞닿음 표면을 포함할 수 있다. 회전 절삭 공구의 체결 위치에서, 헤드 후방 맞닿음 표면은 홀더 기부 맞닿음 표면과 맞닿을 수 있다.

헤드 중심축에 수직이며 체결 표면을 통과하는 제1 공구 평면에서 취한 단면도에서, 홀더 관통 보어는 체결 표면과 예각인 제1 각도를 형성할 수 있고, 예각인 제1 각도는 회전방향에 대향한 방향으로 측정된다. 헤드 중심축과 홀더 관통 보어 축을 포함하는 제2 공구 평면에서 취한 단면도에서, 홀더 관통 보어는 체결 표면과 예각인 외부 제2 각도를 형성할 수 있다.

절삭 헤드는 회전 절삭 공구의 체결 위치와 안내 위치 사이에서 조절시 90°이하만큼 공구 홀더에 대하여 각도 변위될 수 있다.

회전 절삭 공구는 체결 위치와 로킹 위치 사이에서 추가로 조절될 수 있고, 로킹 위치에서, 절삭 헤드는 탄성 체결 조립체에 의해 공구 홀더에 해제가능하게 부착될 수 있다. 헤드 결합 핀은 홀더 결합 구멍 내에 위치될 수 있다. 각각의 절삭 아암은 각각의 구동 부재와 맞닿을 수 있다. 탄성 체결 조립체는 체결 표면과 클램핑식으로 맞물릴 수 있다.

헤드 결합 핀은 정확히 하나의 안내 오목부와 정확히 하나의 체결 오목부를 포함할 수 있다. 공구 홀더는 정확히 하나의 홀더 관통 보어와 공구 홀더에 해제가능하게 맞물려 있는 정확히 하나의 탄성 체결 조립체를 포함할 수 있다.

탄성 체결 조립체는 홀더 관통 보어 축과 동축인 탄성 체결 조립체 축을 따라 연장할 수 있다. 탄성 체결 조립체는 고정 부재, 강성 부재 및 탄성 체결 조립체 축을 따라 그 사이에서 축선방향으로 위치된 탄성 편향 부재를 포함할 수 있다. 돌출 부분은 강성 부재 상에 위치될 수 있다. 고정 부재는 홀더 관통 보어에 해제가능하게 맞물릴 수 있다.

강성 부재는 탄성 체결 조립체 축에 수직인 단부 표면과, 탄성 체결 조립체 축을 따라 원주방향으로 연장하면서 원주방향으로 단부 표면을 경계짓는 측부 표면을 포함할 수 있다. 단부 표면과 측부 표면은 사면 표면을 형성하도록 교차할 수 있다. 체결 위치에서, 사면 표면의 일부는 체결 표면에 맞닿을 수 있다.

탄성 체결 조립체는 홀더 관통 보어 축과 동축인 탄성 체결 조립체 축을 따라 연장할 수 있다. 탄성 체결 조립체는 고정 부재, 강성 부재, 및 탄성 체결 조립체 축을 따라 그 사이에서 축선방향으로 위치된 탄성 편향 부재를 포함할 수 있다. 돌출 부분은 강성 부재 상에 위치될 수 있다. 고정 부재는 홀더 관통 보어에 해제가능하게 맞물릴 수 있다. 탄성 편향 부재는 편향 스프링일 수 있다. 고정 부재는 편향 스프링을 통해 강성 부재를 향해 연장하는 로킹 부분을 더 포함할 수 있다. 고정 부재는 관통 보어 축을 따라 변위될 수 있다. 회전 절삭 공구의 로킹 위치에서, 로킹 부분은 강성 부재에 맞닿을 수 있다.

체결 위치에서, 탄성 체결 조립체는 회전방향으로 홀더 관통 보어 축 뒤쪽에 있을 수 있는 접촉 영역에서 체결 표면과 탄성적으로 맞물린다.

헤드 결합 핀은 비-홈형(non-fluted)일 수 있다.

홀더 관통 보어 축은 홀더 종축에 수직인 홀더 평면 내에 배치될 수 있다.

홀더 관통 보어 축은 홀더 종축과 교차할 수 있다.

각각의 아암 회전방향 후단 표면은 그로부터 돌출하여 헤드 중심축으로부터 아암 주연 표면으로의 방향으로 연장하는 아암 래치를 포함할 수 있다. 각각의 구동 부재는 구동 부재 회전방향 선단 및 후단 표면과, 이 선단 및 후단 표면 사이에서 원주방향으로 연장하는 구동 부재 주연 표면을 포함할 수 있다. 각각의 구동 부재 회전방향 선단 표면은 그로부터 만입된 구동 부재 언더컷을 포함할 수 있고, 이 구동 부재 언더컷은 홀더 종축으로부터 구동 부재 주연 표면으로의 방향으로 연장한다. 각 아암 래치는 각각의 구동 부재 언더컷 내에 위치될 수 있다.

탄성 체결 조립체는 탄성 체결 조립체가 제1 길이를 갖는 체결 위치와, 탄성 체결 조립체가 제2 길이를 갖는 로킹 위치 사이에서 조절될 수 있고, 제1 길이는 제2 길이보다 길다. 돌출 부분은 탄성 체결 조립체가 체결 위치와 로킹 위치 사이에서 조절됨에 따라 계속 홀더 결합 구멍 내로 돌출할 수 있다.

탄성 체결 조립체는 홀더 관통 보어 축과 동축인 탄성 체결 조립체 축을 따라 연장할 수 있다. 탄성 체결 조립체는 고정 부재, 강성 부재, 및 탄성 체결 조립체 축을 따라 그 사이에서 축선방향으로 위치된 탄성 편향 부재를 포함할 수 있다.

고정 부재는 탄성 체결 조립체가 체결 위치에 있고 제1 길이를 가질 때, 탄성 편향 부재에 의해, 탄성 체결 조립체 축을 따라 강성 부재로부터 축선방향으로 이격될 수 있다. 고정 부재는 탄성 체결 조립체가 로킹 위치에 있고 제2 길이를 가질 때, 강성 부재에 맞닿을 수 있다.

본 출원의 더 양호한 이해를 위해, 그리고, 이를 실시할 수 있는 방식을 보여주기 위해, 이제 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 본 출원의 제1 실시예에 따른 회전 절삭 공구의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회전 절삭 공구의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 절삭 헤드의 사시도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 절삭 헤드의 주 측부의 측면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 절삭 헤드의 상세도이다.
도 5는 절삭 헤드가 헤드 중심축을 중심으로 90° 회전되어 있는, 도 4a에 도시된 절삭 헤드의 부 측부의 측면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 절삭 헤드의 후면도이다.
도 7은 도 4b의 선 VII-VII을 따라 취한 회전 절삭 공구의 단면도이다.
도 8은 도 1 및 도 2에 도시된 공구 홀더의 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 공구 홀더의 정면도이다.
도 10은 도 9의 선 X-X를 따라 취한 공구 홀더의 단면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 회전 절삭 공구의 체결 위치에서의 측면도이다.
도 12a는 탄성 체결 조립체를 보여주는 도 11의 선 XIIa-XIIa을 따라 취한 회전 절삭 공구의 단면도이다.
도 12b는 다른 탄성 체결 조립체를 보여주는, 도 12a에 도시된 것과 유사한 단면도의 상세도이다.
도 12c는 회전 절삭 공구가 로킹 위치에 있을 때의 도 12a에 도시된 것과 유사한 단면도의 상세도이다.
도 13은 도 11의 선 XIII-XIII을 따라 취한 회전 절삭 공구의 절단도이다.
도 14a는 회전 절삭 공구가 해제 위치에 있을 때의 도 12a에 도시된 것과 유사한 단면도이다.
도 14b는 회전 절삭 공구가 다른 해제 위치에 있을 때의 도 12a에 도시된 것과 유사한 단면도의 상세도이다.
도 15는 회전 절삭 공구가 안내 위치에 있을 때의 도 12a에 도시된 것과 유사한 단면도의 상세도이다.
예시의 간결성 및 명료성을 위해, 도면에 도시된 요소는 반드시 축척에 맞춰 그려져 있는 것은 아님을 알 수 있을 것이다. 예로서, 일부 요소의 치수는 명료성을 위해 다른 요소에 비해 과장될 수 있거나, 다수의 물리적 구성요소가 하나의 기능 블록 또는 요소에 포함되어 있을 수 있다. 또한, 적절한 것으로 고려되는 경우, 참조 번호는 대응 또는 유사 요소를 나타내기 위해 도면들 사이에서 반복될 수 있다.

이하의 설명에서, 본 출원의 주제의 다양한 양태가 설명된다. 예시의 목적을 위해, 특정 구성 및 세부사항은 본 출원의 주제에 대한 전반적 이해를 제공하기 위해 충분히 상세하게 설명된다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련자는 또한 본 출원의 주제가 본 명세서에 제시된 특정 구성 및 세부사항 없이도 실시될 수 있다는 것을 명백히 알 수 있을 것이다.

본 출원의 주제의 실시예에 따른, 드릴링 작업을 위해 사용되는 유형의 회전 절삭 공구(20)를 도시하는 도 1 및 도 2를 먼저 참조한다. 회전 절삭 공구(20)는 통상적으로 초경합금으로 제조될 수 있는 절삭 헤드(22)를 갖는다. 회전 절삭 공구(20)는 또한 통상적으로 강철로 이루어질 수 있는 절삭 헤드(22)에 상보적인 공구 홀더(24)를 갖는다. 회전 절삭 공구(20)는 적어도 해제 위치와 체결 위치 사이에서 조절될 수 있다. 회전 절삭 공구(20)의 체결 위치에서, 절삭 헤드(22)는 탄성 체결 조립체(26, 126)에 의해 공구 홀더(24)에 해제가능하게 부착된다.

이제, 본 출원의 주제에 따른 절삭 헤드(22)를 도시하는 도 3 내지 도 7을 참조한다. 절삭 헤드(22)는 단일의 일체형 단일편 구성으로 형성된다. 절삭 헤드(22)는 헤드 중심축(A)을 가지며, 이 헤드 중심축을 중심으로 절삭 헤드(22)가 회전방향(R)으로 회전할 수 있다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 헤드 중심축(A)은 종축일 수 있다. 헤드 중심축(A)은 전후 방향(D_F, D_R)으로 연장한다. 도 4a 및 도 5에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 절삭 헤드(22)는 절삭 부분(28)을 형성하는 전방 단부와 헤드 결합 부분(30)을 형성하는 후방 단부를 포함한다. 본 설명 및 청구범위 전반에서 용어 "전방" 및 "후방"의 사용은 도 4a 및 도 5에서 상방 및 하방 방향을 향한 헤드 중심축(A)의 방향에서의 상대 위치를 각각 지칭함을 이해하여야 한다.

절삭 부분(28)은 대향한 헤드 전방 및 후방 표면(32, 34)과 헤드 전방 및 후방 표면(32, 34) 사이에서 연장하는 헤드 주연 표면(36)을 포함한다. 헤드 중심축(A)은 헤드 전방 및 후방 표면(32, 34)을 통해 연장한다. 헤드 후방 표면(34)은 절삭 부분(28)과 헤드 결합 부분(30) 사이의 경계를 형성한다. 절삭 부분(28)은 공구 홀더(24)의 상보적 표면과 맞닿도록 대체로 후방 방향(D_R)을 향하는 헤드 후방 맞닿음 표면(38)을 포함한다. 헤드 후방 맞닿음 표면(38)은 헤드 후방 표면(34) 상에 위치된다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 헤드 후방 표면(34)은 평면형이며, 헤드 중심축(A)에 수직이다.

절삭 부분(28)은 헤드 반경방향 중심 부분(40)을 포함한다. 절삭 부분(28)은 두 개의 절삭 아암(42)을 포함하고, 이 두 개의 절삭 아암은 헤드 반경방향 중심 부분(40)으로부터 헤드 종축(A)에 관하여 반경방향 외향 연장한다. 도면에 도시된 본 비제한적 예에서, 절삭 부분(28)은 정반대로 서로 반대쪽에 있는 정확히 두 개의 절삭 아암(42)을 포함한다. 각각의 절삭 아암(42)은 대향한 아암 회전방향 선단 및 후단 표면(44, 46)과 아암 회전방향 선단 및 후단 표면(44, 46) 사이에서 주연방향으로 연장하는 아암 주연 표면(48)을 각각 포함한다. 아암 회전방향 선단 및 후단 표면(44, 46)과 아암 주연 표면(48)은 모두 헤드 주연 표면(36) 상에 위치된다. 본 설명 및 청구범위 전반에 걸친 용어 "회전방향 선단" 및 "회전방향 후단"의 사용은 헤드 회전방향(R)에 대한 위치를 지칭한다는 것을 이해하여야 한다. 각각의 절삭 아암(42)은 공구 홀더(24) 상의 상보적 표면에 의한 피구동적 맞물림을 위한 피구동 표면(50)을 포함한다. 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 비제한적 예에서, 각 피구동 표면(50)은 평면형일 수 있다. 또한, 각 피구동 표면(50)은 헤드 중심축(A)에 평행할 수 있다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 피구동 표면(50)은 아암 회전방향 후단 표면(46) 상에 위치될 수 있다. 이는 피구동 표면(50)을 통한 절삭 헤드에의 효과적 토크 전달을 가능하게 하여 유리하다. 피구동 표면(50)은 헤드 후방 표면(34)으로부터 이격될 수 있다. 바람직하게는, 피구동 표면(50)은 헤드 후방 표면(34)의 축선방향 전방에 위치될 수 있다.

도 2, 도 3 및 도 5에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 각각의 아암 회전방향 후단 표면(46)은 아암 회전방향 후단 표면(46)으로부터 돌출하는 각각의 아암 래치(52)를 포함할 수 있다. 아암 래치(52)는 헤드 반경방향 중심 부분(40)으로부터 아암 주연 표면(48)으로의 방향으로 연장할 수 있다. 아암 래치(52)는 헤드 후방 표면(34)에 인접할 수 있다. 아암 래치(52)의 목적은 본 설명에서 추가로 설명된다.

각각의 절삭 아암(42)은 각각의 주 절삭 에지(54)를 포함한다. 주 절삭 에지(54)는 헤드 전방 표면(32)과 아암 회전방향 선단 표면(44)의 교차부의 적어도 일부를 따라 형성된다. 헤드 전방 표면(32)은 복수의 주 릴리프 표면(56)을 포함한다. 각 주 릴리프 표면(56)은 각각의 주 절삭 에지(54)로부터 연장되며, 각각의 주 절삭 에지에 대하여 동일한 절삭 아암(42) 상의 대향한 아암 회전방향 후단 표면(46)을 향해 연관된다. 각각의 아암 회전방향 선단 표면(44)은 각각의 주 레이크 표면(58)을 포함한다. 각각의 주 레이크 표면(58)은 주 절삭 에지(54)로부터 연장하며, 주 절삭 에지에 대하여 헤드 후방 표면(34)을 향해 연관된다. 회전 절삭 공구 분야에 공지된 바와 같이, 각각의 절삭 아암(42)은 칩의 배출을 위해 각각의 주 절삭 에지(54)와 연관된 절삭 아암 홈(59)을 포함할 수 있다.

도 4b 및 도 5에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 헤드 결합 부분(30)은 헤드 중심축(A)을 따라 헤드 후방 표면(34)으로부터 후방으로 돌출하는 헤드 결합 핀(60)을 포함한다. 헤드 결합 핀(60)의 목적은 공구 홀더(24)와의 결합 수단을 제공하는 것이다. 헤드 결합 핀(60)은 헤드 후방 표면(34)으로부터 이격되어 있는 핀 후방 표면(62)과 핀 후방 표면(62)과 헤드 후방 표면(34) 사이에서 연장하는 핀 주연 표면(64)을 포함한다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 핀 주연 표면(64)은 원통형 형상을 가질 수 있다. 헤드 후방 표면(34)은 헤드 결합 핀(60)이 헤드 후방 표면(34)으로부터 돌출하는 영역에서 핀 주연 표면(64)의 주연 경계를 형성할 수 있다. 헤드 결합 핀(30)은 헤드 중심축(A)을 중심으로 회전적으로 대칭적이지 않을 수 있다. 헤드 결합 핀(30)은 헤드 중심축(A)을 포함하는 평면을 중심으로 경면대칭적이지 않을 수 있다.

헤드 결합 핀(60)은 핀 주연 표면(64)에 만입되어 있는 안내 오목부(66)를 포함한다. 안내 오목부(66)는 핀 후방 표면(62)으로 개방되어 있다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 안내 오목부(66)는 헤드 중심축(A)을 따른 방향으로 종방향으로 연장할 수 있다. 안내 오목부(66)는 헤드 후방 표면(34)으로부터 이격될 수 있고, 따라서, 절삭 아암 홈(59)이 각각의 안내 오목부(66)로 연장하지 않을 수 있다.

예로서, US 7,625,161에 도시된 바와 같이, 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 헤드 결합 핀(60)의 부분은 조립된 회전 절삭 공구(20)의 홈형 섹션(칩 배출을 위해 구성됨)의 일부를 형성할 수 있다. 예로서, 안내 오목부(66)는 상기 홈형 섹션의 일부를 형성하고, 이에 따라 성형될 수 있다. 따라서, 헤드 결합 핀(60)은 홈형일 수 있다. 본 출원의 주제의 일부 다른 실시예에 따라서, 헤드 결합 핀(60)은 비-홈형일 수 있고, 여기서, 헤드 결합 핀(60)의 부분은 조립된 회전 절삭 공구(20)의 홈형 섹션의 일부를 형성하지 않을 수 있다. 유리하게는, 이런 구성은 강하고 강인한 헤드 결합 핀(60)을 제공하며, 결합 구멍(헤드 결합 핀(60)을 수용)이 원주방향으로 완전히 폐쇄될 수 있게 하여(회전 절삭 공구(20)가 체결 또는 로킹 위치에 있을 때 헤드 결합 핀(60)이 보이지 않음) 완전히 원주방향으로 폐쇄되지 않은 결합 구멍에 비해 공구 홀더(24)에 더 강성적인 결합 배열을 제공할 수 있다.

안내 오목부(66)는 안내 표면(68)을 포함한다. 도 5, 도 14b 및 도 15에서 볼 수 있는 바와 같이, 안내 표면(68)은 회전 절삭 공구(20)의 조립시 탄성 체결 조립체(26, 126)의 수취를 위한 유극 공간(S)을 형성한다. 안내 표면(68)은 핀 후방 표면(62)으로부터 절삭 부분(28)을 향해 전방 축선 방향으로 연장한다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 안내 표면(68)은 평면형일 수 있다. 안내 표면(68)은 헤드 중심축(A)에 평행할 수 있다. 핀 후방 표면(62)과 안내 표면(68)의 교차부는 회전 절삭 공구(20) 조립시 탄성 체결 조립체(26, 126)의 용이한 초기 삽입을 가능하게 하도록 사면형일 수 있다.

도 4b를 다시 참조하면, 헤드 결합 핀(60)은 체결 오목부(70)를 포함한다. 체결 오목부(70)는 핀 주연 표면(64) 내에 만입된다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 절삭 헤드의 부 측부 측면도에서 볼 때, 체결 오목부(70)는 헤드 중심축(A)에 수직인 방향으로 연장할 수 있다. 체결 오목부(70)는 핀 후방 표면(62)으로부터 이격될 수 있다. 체결 오목부(70)는 헤드 후방 표면(34)으로부터 이격될 수 있다.

체결 오목부(70)는 하부 경사 표면(73c)을 포함하고, 이 하부 경사 표면은 헤드 중심축(A)에 관하여 후방으로 발산하고 따라서, 절삭 헤드(22)의 후방 방향(D_R)으로 헤드 중심축(A)에 대하여 반경방향 외향으로 기울어져 있다. 도면에 도시된 비제한적 예에서, 체결 오목부(70)는 중간 표면(73a)을 포함하고, 이 중간 표면은 상부 경사 표면(73b) 및 하부 경사 표면(73c)에 의해 각 측부에서 한정되어 있으며, 상부 및 하부 경사 표면(73b, 73c)은 중간 표면(73a)에 관해 경사져 있다. 절삭 헤드(22)의 제조를 단순화하기 위해, 체결 오목부(70)는 절결될 수 있고, 따라서, 중간 표면(73a)과 상부 및 하부 경사 표면(73b, 73c)은 모두 평면형일 수 있다는 것을 유의하여야 한다.

하부 경사 표면(73c)의 적어도 일부는 안내 표면(68)의 중첩 영역(74)과 축선방향으로 중첩한다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 중첩 영역(74)은 헤드 중심축(A)의 방향으로 측정될 때 안내 표면(68)의 중간 영역에 위치될 수 있다. 안내 표면(68)의 중첩 영역(74)과 축선방향으로 중첩하는 하부 경사 표면(73c)의 상술한 부분은 탄성 체결 조립체(26, 126)에 의한 탄성적 맞물림을 위한 체결 표면(72a)을 포함하고, 따라서, 탄성 체결 조립체도 중첩 영역(74)과 축선방향으로 중첩한다. 체결 표면(72a)은 회전방향(R)보다 회전방향(R) 반대쪽의 방향으로 상기 중첩 영역(74)에 각도 방향으로 더 근접한다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 체결 표면(72a)은 회전방향(R)에 대향한 방향으로 안내 표면(68)의 중첩 영역(74)에 가장 근접한 하부 경사 표면(73c)의 부분에 위치될 수 있다. 예로서, 체결 오목부(70)가 헤드 중심축(A) 둘레의 방향으로 종방향으로 연장할 때, 체결 표면(72a)은 하부 경사 표면(73c)의 회전방향 후단 영역에 위치될 수 있다. 체결 표면(72a)은 0°와 20° 사이만큼 중첩 영역(74)으로부터 각도방향으로 이격될 수 있다.

헤드 중심축(A)에 수직이고 체결 표면(72a)을 통과하는 평면에서 취한 단면도에서, 그리고, 전방 방향으로 볼 때(즉, 도 7), 체결 표면(72a)을 통해 헤드 중심축(A)으로부터 연장하는 반경방향 선(LR)은 체결 표면(72a)과 예각 체결 각도(θ)를 형성할 수 있고, 이 예각 체결 각도(θ)는 반시계 방향으로 측정되며, 이에 따라, 체결 표면(72a)은 회전방향(R)으로 헤드 중심축(A)에 대해 반경방향 내향으로 기울어질 수 있다. 하부 경사 표면(73c) 상에 위치되는 것에 의해, 체결 표면(72a)은 또한 절삭 헤드(22)의 후방 방향(D_R)으로 헤드 중심축(A)에 대하여 반경 방향 외향으로 기울어진다는 것을 유의하여야 한다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 체결 표면(72a)은 평면형일 수 있다.

도 7에서 볼 때, 체결 오목부(70)를 통한 헤드 중심축(A)에 수직인 평면에서 취한 단면도에서, 체결 오목부(70)는 헤드 중심축(A)에서 예각 각도에 대응한다. 도 12a에서 볼 때, 체결 표면(72a)을 통한 헤드 중심축(A)을 포함하는 평면에서 취한 단면도에서, 체결 표면(72a)은 헤드 중심축(A)에 관하여 내부 체결 표면 각도를 형성할 수 있다. 체결 표면 각도(α)는 40°보다 크고 50°보다 작을 수 있다.

하부 경사 표면(73c)은 비체결 표면(72b)을 포함할 수 있다. 비체결 표면(72b)은 하부 경사 표면(73c)의 회전방향 선단 부분 상에 형성될 수 있고, 회전방향(R)으로 체결 표면(72a)에 인접할 수 있다. 이러한 비제한적 예에서, 체결 표면(72a)을 통해 헤드 중심축(A)에 수직인 평면에서 취한 단면도(즉, 도 7)에서, 체결 표면(72a)과 비체결 표면(72b)은 현선(chord)의 주 부분을 형성하며, 체결 표면(72a)은 상기 현선의 반경방향 이분선(RB)의 일 측부에 위치되고, 비체결 표면(72b)은 상기 반경방향 이분선(RB)의 다른 측부 상에 위치된다. 본 비제한적 예에서, 체결 표면(72a)은 비체결 표면(72b)으로 균일하게 전환된다는 것을 유의하여야 한다. 그러나, 일반적으로 말하면, 비체결 표면(72b)은 예로서, 헤드 결합 핀(60)의 전체 강도 같은 다른 인자가 영향을 받지 않는다면 체결 표면(72a)에 관하여 다르게 배향될 수 있다.

본 출원의 주제의 일부 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 체결 축선 절반 평면(P_F)은 헤드 중심축(A)으로부터 연장하고 체결 표면(70a)과 교차한다. 안내 축선 절반 평면(P_G)은 헤드 중심축(A)으로부터 연장하고, 회전방향(R) 반대 방향으로 체결 표면(72a)의 원주방향으로 가장 근접한 안내 오목부(66)의 일부와 교차한다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 체결 축선 절반 평면(P_F)은 피구동 표면(50) 중 하나와 교차할 수 있다. 안내 및 체결 축선 절반 평면(P_G, P_F)은 둘 모두 동일한 피구동 표면(50)과 교차할 수 있다.

체결 오목부(70) 및 안내 오목부(66)는 서로 교차할 수 있으며, 따라서, 안내 및 체결 오목부(66, 70)는 정반대쪽에 대치되어 있지 않다. 구체적으로, 안내 표면(68)의 중첩 영역(74)은 체결 표면(72a)과 교차할 수 있다. 체결 오목부(70)의 중간 표면(73a)은 안내 표면(68)과 교차할 수 있다. 체결 표면(72a)을 통해 헤드 중심축(A)에 수직인 평면에서 취한 단면도(즉, 도 7)에서, 안내 표면(68) 및 체결 표면(72a)은 내부 오목부 각도(β)를 형성한다. 오목부 각도(β)는 85°≤β≤125°의 범위이다. 도 4b 및 도 7에서, 안내 표면(68)의 중첩 영역(74)은 별개의 에지에서 체결 표면(72a)과 교차하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 둘 사이의 전이부는 더 둥글 수 있거나, 심지어 하나 이상의 좁은 개입 표면을 포함할 수도 있다.

본 출원의 주제의 다른 양태는 공구 홀더 조립체(76)를 포함한다. 공구 홀더 조립체(76)는 절삭 헤드(22)를 해제가능하게 부착하기 위한 공구 홀더(24) 및 공구 홀더(24)에 해제가능하게 맞물리는 탄성 체결 조립체(26, 126)를 포함한다.

본 출원의 주제에 따른, 공구 홀더(24)를 도시하는 도 8 및 도 10을 참조한다. 공구 홀더(24)는 전후 방향(D_F, D_R)으로 연장하는 홀더 종축(D)을 포함하고 이 홀더 종축을 중심으로 공구 홀더(24)가 회전방향(R)으로 회전할 수 있다. 공구 홀더(24)는 홀더 종축(D)을 따라 원주방향으로 연장하는 홀더 주연 표면(78)을 포함한다. 홀더 주연 표면(78)은 공구 홀더(24)의 전방 단부에서 홀더 기부 표면(80)의 경계를 형성한다. 홀더 종축(D)은 홀더 기부 표면(80)을 통해 연장한다. 공구 홀더(24)는 절삭 헤드(22) 상의 상보적 표면과 맞닿기 위한 대체로 전방 방향(D_F)으로 지향되는 홀더 기부 맞닿음 표면(82)을 포함한다. 홀더 기부 맞닿음 표면(82)은 홀더 기부 표면(80) 상에 위치된다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 홀더 기부 표면(80)은 평면형이고, 홀더 종축(D)에 수직일 수 있다.

공구 홀더(24)는 홀더 기부 표면(80)으로부터 전방으로 연장하는 두 개의 원주방향으로 이격된 구동 부재(84)를 포함한다. 구동 부재(84)는 공구 홀더(24)가 회전할 때 절삭 헤드(22)에 절삭 토크(T_C)를 부여하도록 기능한다. 도면에 도시된 이러한 비제한적 예에서, 공구 홀더(24)는 서로 정반대로 대치된 정확히 두 개의 구동 부재(84)를 포함한다. 각각의 구동 부재(84)는 대향 구동 부재 회전방향 선단 및 후단 표면(86, 88)과 구동 부재 회전방향 선단 및 후단 표면(86, 88) 사이에서 주연방향으로 연장하는 구동 부재 주연 표면(90)을 포함한다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 각각의 구동 부재(84)는 전방 방향(D_F)에서 구동 부재(84)를 축선방향으로 제한하는 각각의 구동 부재 전방 표면(93)을 포함할 수 있다. 각각의 냉각 덕트(93a)가 각각의 구동 부재 전방 표면(93)으로 개방되어 있을 수 있다. 냉각 덕트(93a)는 구동 부재 전방 표면(93)으로 개방될 수 있다.

구동 부재 회전방향 선단 표면(86)은 절삭 헤드(22) 상의 각각의 상보적 표면과의 피구동 맞물림을 위해 구동 표면(92)을 포함한다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 구동 표면(92)은 홀더 기부 표면(80)의 축선방향 전방에 위치될 수 있다. 각각의 구동 부재 회전방향 선단 표면(86)은 구동 부재 회전방향 선단 표면(86)으로부터 만입되어 있는 각각의 구동 부재 언더컷(94)을 포함할 수 있다. 각각의 구동 부재 언더컷(94)은 홀더 종축(D)으로부터 구동 부재 주연 표면(90)으로의 방향으로 연장할 수 있다. 각각의 구동 부재 언더컷(94)은 홀더 기부 표면(80)에 인접할 수 있다. 구동 부재 언더컷(94)의 목적이 본 설명에서 추가로 설명된다.

공구 홀더(24)는 절삭 헤드(22)의 헤드 결합 핀(60)을 수취하기 위한 홀더 결합 구멍(96)을 포함한다. 홀더 결합 구멍(96)은 홀더 기부 표면(80) 내에 만입되고 후방 방향(DR)으로 홀더 종축(D)을 따라 연장한다. 홀더 결합 구멍(96)은 홀더 기부 표면(80)으로부터 이격된 결합 구멍 후방 표면(98)과, 결합 구멍 후방 표면(98)과 홀더 기부 표면(80) 사이에서 연장하는 결합 구멍 주연 표면(100)을 포함한다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 결합 구멍 주연 표면(100)은 원통형 형상을 가질 수 있다. 결합 구멍 주연 표면(100)과 홀더 기부 표면(80)의 교차부는 회전 절삭 공구(20) 조립시 헤드 결합 핀(60)의 용이한 초기 삽입을 가능하게 하도록 사면형일 수 있다.

공구 홀더(24)는 홀더 결합 구멍(96)으로부터 홀더 주연 표면(78)까지 홀더 관통 보어 축(B)을 따라 연장하는 홀더 관통 보어(102)를 포함한다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 도 12a에 도시된 바와 같이, 홀더 관통 보어 축(B)은 홀더 종축(D)에 수직인 홀더 평면(P)에 위치될 수 있다. 도 13에서 볼 수 있는 바와 같이, 홀더 관통 보어 축(B)은 홀더 종축(D)과 교차할 수 있다. 홀더 관통 보어(102)는 대체로 홀더 주연 표면(78)을 향하는 보어 스톱 표면(104)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 보어 스톱 표면(104)은 환형이다. 홀더 관통 보어(102)는 탄성 체결 조립체(26, 126)의 그에 대한 해제가능한 부착을 위해 보어 고정 영역(105)을 포함할 수 있다. 보어 고정 영역(105)은 보어 스톱 표면(104)보다 홀더 주연 표면(78)에 더 근접하게 위치된다. 이러한 비제한적 예에서, 보어 고정 영역(105)은 홀더 주연 표면(78)에 인접한다. 보어 스톱 표면(104) 및 보어 고정 영역(105)의 목적이 후술된다.

이제, 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 공구 홀더 조립체(76)는 헤드 결합 핀(60)의 체결 표면(72a)과의 탄성 맞물림을 위한 탄성 체결 조립체(26, 126)를 포함한다. 탄성 체결 조립체(26, 126)는 홀더 관통 보어(102)에서 공구 홀더(24)에 해제가능하게 결합된다. 탄성 체결 조립체(26, 126)는 홀더 관통 보어 축(B)과 동축인 탄성 체결 조립체 축(C)을 따라 연장할 수 있다. 본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 탄성 체결 조립체(26, 126)는 고정 부재(106, 206), 강성 부재(108) 및 탄성 체결 조립체 축(C)을 따라 축선방향으로 이들 사이에 위치되어 있는 탄성 편향 부재(110)를 포함할 수 있다. 편향 부재(110)에 의해, 탄성 체결 조립체(26, 126)는 탄성 체결 조립체 축(C)을 따라 가변적 길이를 가질 수 있으며, 따라서, 가변 길이 탄성 체결 조립체(26, 126)로서 간주될 수 있다. 탄성 편향 부재(110)는 편향 스프링(112)일 수 있다.

강성 부재(108)는 탄성 체결 조립체 축(C)에 수직인 단부 표면(114)과, 탄성 체결 조립체 축(C)을 따라 원주방향으로 연장하면서 원주방향으로 단부 표면(114)을 경계짓는 측부 표면(116)을 포함할 수 있다. 단부 표면(114)과 측부 표면(116)은 사면 표면(117)을 형성하도록 교차할 수 있다. 탄성 체결 조립체 축(C)은 사면 표면(117)과 교차하지 않을 수 있다. 강성 부재(108)는 고정 부재(106, 206)로부터 대체로 이격 방향을 향하는 견부 표면(118)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 견부 표면(118)은 환형이다. 탄성 체결 조립체(26, 126)는 보어 고정 영역(105)에서 고정 부재(106, 206)에 의해 공구 홀더(24)에 해제가능하게 결합된다. 본 비제한적 예에서, 고정 부재(106, 206)는 외부 나사부(120)를 포함하고, 보어 고정 영역(105)은 내부 나사부(121)를 포함할 수 있으며, 외부 나사부(120)는 내부 나사부(121)와 나사식으로 맞물려진다. 또한, 고정 부재(106, 206)는 보어 스톱 표면(104)이 견부 표면(118)에 맞닿을 때까지 탄성 편향 부재(110)가 고정 부재(106, 206)로부터 멀어지는 방향으로 강성 부재(108)를 압박하도록, 고정된 저항 수단으로서 기능한다. 이러한 위치에서, 강성 부재(108) 상에 위치된 탄성 체결 조립체(26, 126)의 돌출 부분(122)은 홀더 결합 구멍(96) 내로 돌출한다.

탄성 편향 부재(110)가 편향 스프링(112)인 경우에, 고정 부재(206)는 편향 스프링(112)을 통해 강성 부재(108)를 향해 연장하는 로킹 부분(124)을 포함할 수 있다. 고정 부재(206)는 홀더 관통 보어 축(B)을 따라 변위될 수 있다. 이러한 비제한적 예에서, 축선방향 변위는 홀더 관통 보어(102) 내외로의 고정 부재(206)의 각각의 나사결합 및 나사결합해제에 의해 달성된다.

본 출원의 주제의 또 다른 양태는 공구 홀더(24) 및 탄성 체결 조립체(26, 126)에 의해 공구 홀더에 해제가능하게 부착된 절삭 헤드(22)를 갖는 회전 절삭 공구(20)를 포함한다. 이제, 도 12a 및 도 12b와 도 14a 및 도 14b를 참조하면, 회전 절삭 공구(20)는 해제 위치와 체결 위치 사이에서 조절될 수 있다.

회전 절삭 공구(20)의 해제 위치에서, 헤드 결합 핀(60)은 홀더 결합 구멍(96) 내에 위치되어 있지 않다. 절삭 헤드(22)는 공구 홀더(24)에 해제가능하게 부착되지 않는다.

회전 절삭 공구(20)의 체결 위치에서, 절삭 헤드(22)는 탄성 체결 조립체(26, 126)에 의해 공구 홀더(24)에 해제가능하게 부착된다. 헤드 결합 핀(60)이 홀더 결합 구멍(96) 내에 위치된다. 헤드 중심축(A)과 홀더 종축(D)은 동축적이다. 각각의 절삭 아암(42)은 각각의 구동 부재(84)와 접촉한다. 특히, 각 피구동 표면(50)이 각각의 구동 표면(92)과 맞닿는다. 탄성 체결 조립체(26, 126)는 체결 표면(72a)과 맞닿는다. 따라서, 탄성 체결 조립체(26, 126)는 체결 표면(72a)과 탄성적으로 맞물린다. 탄성 체결 조립체(26, 126)가 사면 표면(117)을 포함하는 실시예에서, 체결 표면(72a)과 맞닿는 부분은 사면 표면(117)의 일부라는 것을 추가로 유의하여야 한다. 보어 스톱 표면(104)은 견부 표면(118)과 맞닿지 않는다. 헤드 후방 맞닿음 표면(38)이 홀더 기부 맞닿음 표면(82)과 맞닿는다. 체결 위치에서, 탄성 체결 조립체(26, 126)는 안내 오목부(66) 내에 위치되어 있지 않다는 것을 유의하여야 한다. 또한, 안내 표면(68)은 맞닿지 않는다.

본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 헤드 결합 핀(60)은 정확히 하나의 안내 오목부(66)와 정확히 하나의 체결 오목부(70)를 포함할 수 있다. 공구 홀더(24)는 정확히 하나의 홀더 관통 보어(102)와 공구 홀더(24)에 해제가능하게 맞물려있는 정확히 하나의 탄성 체결 조립체(26, 126)를 포함할 수 있다. 따라서, 유리하게, 절삭 헤드(22)를 공구 홀더(24)에 견고히 부착하기 위해 단 하나의 체결 부재만이 요구된다. 예로서, US 2011/110739에 개시된 바와 같이, 공구 홀더(24)에 절삭 헤드(22)를 견고히 클램핑 하기 위한 추가적인 별도의 보유 스크류를 필요로 하지 않는다. 이러한 구성에서, 체결 표면(72a)에 정반대로 대향한 핀 주연 표면(64)의 일부가 홀더 관통 보어(102)에 정반대로 대향한 결합 구멍 주연 표면(100)의 일부와 맞닿는다.

이제, 도 15를 참조하면, 회전 절삭 공구(20)는 안내 위치를 거쳐 해제 위치와 체결 위치 사이에서 조절될 수 있다. 회전 절삭 공구(20)의 안내 위치에서, 헤드 결합 핀(60)은 홀더 결합 구멍(96) 내에 위치되어 있다. 탄성 체결 조립체(26, 126)의 돌출 부분(122)은 안내 오목부(66) 내에 위치된다.

이제, 도 12c를 참조하면, 회전 절삭 공구(20)는 체결 위치와 로킹 위치 사이에서 추가로 조절될 수 있다. 회전 절삭 공구(20)의 로킹 위치에서, 절삭 헤드(22)는 탄성 체결 조립체(126)에 의해 공구 홀더(24)에 해제가능하게 부착된다. 헤드 결합 핀(60)이 홀더 결합 구멍(96) 내에 위치된다. 각각의 절삭 아암(42)은 각각의 구동 부재(84)와 접촉한다. 특히, 각 피구동 표면(50)이 각각의 구동 표면(92)과 맞닿는다. 로킹 부분(124)이 강성 부재(108)와 맞닿는다. 탄성 체결 조립체(126)는 체결 표면(72a)과 클램핑식으로 맞물리고, 로킹 부분(124)은 강성 부재(108)의 외향 운동을 저지한다. 따라서, 강성 부재(108)는 고정 부재(206)를 향한 방향으로 굴복하여 움직일 수 없다. 이러한 위치에서, 보어 스톱 표면(104)은 견부 표면(118)과 맞닿지 않는다는 것을 유의하여야 한다.

상술한 바로부터, 탄성 체결 조립체(26, 126)는 체결 위치에 있을 때 제1 길이(L1) 및 로킹 위치에 있을 때 제2 길이(L2)를 갖는다는 것을 이해할 수 있다. 도시된 실시예에서, 제2 길이(L2)는 제1 길이(L1)보다 짧다. 그리고, 로킹 위치로부터 체결 위치로 복귀시, 제1 길이(L1)가 복원될 수 있다. 그 돌출 부분(122)이 홀더 결합 구멍(96) 내로 계속 돌출하는 동안, 탄성 체결 조립체(26, 126)가 체결 위치와 해제 위치 사이에서 조절될 수 있다는 것을 또한 이해할 수 있다.

회전 절삭 공구(20)의 조립은 이하의 단계를 수행함으로써 달성된다. 헤드 결합 핀(60)은 안내 표면(68)이 탄성 체결 조립체(26, 126)의 돌출 부분(122)과 원주방향으로 정렬되도록 홀더 결합 구멍(96)을 향하는 상태로 그 축선방향 전방에 위치된다. 이 위치에서, 각각의 절삭 아암(42)은 원주방향으로 각 인접한 구동 부재(84) 쌍 사이에서 축선방향 전방에 위치된다(도 2에서 가장 잘 볼 수 있음)는 점에 유의해야 한다. 절삭 헤드(22)는 그후 헤드 결합 핀(60)이 홀더 결합 구멍(96) 내에 초기 삽입되도록 후방으로 변위된다(도 14b 참조). 절삭 헤드(22)는 그후 헤드 후방 표면(34)이 홀더 기부 표면(80)과 초기 접촉하고, 탄성 체결 조립체(26, 126)가 안내 오목부(66) 내에 수용될 때까지 추가로 후방으로 변위된다.

이러한 위치에서, 절삭 공구(20)는 안내 위치에 있게 된다. 안내 표면(68)에 의해 형성되는 유극 공간(S)은 돌출 부분(122)이 안내 오목부(66) 내에 수용될 수 있게 한다는 것을 유의하여야 한다(도 15 참조). 안내 표면(68)이 돌출 부분(122)과 원주방향으로 정렬되지 않는 경우, 헤드 결합 핀(60)은 홀더 결합 구멍(96) 내로 삽입될 수 없다(도 14a 참조). 따라서, 정확히 하나의 안내 오목부(66)가 존재하는 경우의 실시예에서, 헤드 결합 핀(60)은 헤드 중심축(A)에 관하여 단 하나의 회전 위치에서 홀더 결합 구멍(96) 내로 삽입될 수 있다. 절삭 헤드(22)가 후방으로 변위됨에 따라, 돌출 부분(122)은 안내 표면(68)과 접촉하게 될 수 있다.

그러나, 이러한 접촉은 절삭 헤드(22)의 추가적 후향 변위를 방지하지 않는다. 또한, 절삭 아암(42)과 구동 부재(84)는 절삭 아암(42)의 배치를 가능하게 하기에 적절한 공간이 각 인접한 구동 부재(84) 쌍 사이에 존재하도록 설계된다는 것을 유의하여야 한다.

체결 위치로의 절삭 공구(20)의 조절을 위해, 절삭 헤드(22)는 이제 탄성 체결 조립체(26, 126)의 돌출 부분(122)이 체결 표면(72a)과 초기 접촉할 때까지 공구 홀더(24)에 대하여 회전방향(R)을 거스르는 방향으로 회전된다. 탄성 체결 조립체(26, 126)는 체결 표면(72a) 상의 힘의 선(L)을 따라 체결력(F)을 작용한다. 힘의 선(L)은 탄성 체결 조립체 축(C) 및 홀더 관통 보어 축(B)에 평행하다. 돌출 부분(122)이 접촉 영역에서 체결 표면(72a)과 접촉하고 각 구동 표면(50)이 각각의 피구동 표면(92)과 맞닿아 회전 절삭 공구(20)의 체결 위치를 형성할 때까지 절삭 헤드(22)가 추가로 회전방향(R)에 대향한 방향으로 회전될 수 있다.

도 12c(회전 절삭 공구(20)의 로킹 위치를 도시하지만, 또한, 회전 절삭 공구(20)의 체결 위치에 대해서도 적용될 수 있음)에서 볼 수 있는 바와 같이, 홀더 관통 보어 축(B)과 헤드 중심축(A)을 포함하는 제2 공구 평면(P2)에서 취한 단면도에서, 홀더 관통 보어 축(B)은 체결 표면(72a)과 예각인 외부 제2 각도(δ)를 형성한다. 체결 표면(72a), 그리고, 따라서, 헤드 중심축(A)에 관하여 후방으로 발산하는(즉, 절삭 헤드(22)의 후방 방향(D_R)으로 헤드 중심축(A)에 대하여 반경방향 외향으로 기울어져 있는) 접촉 영역에 의해, 체결력(F)은 후방 방향(D_R)으로 절삭 헤드(22)를 압박한다.

관통 보어 축(B)이 제1 공구 평면(P1)에 위치되며 제1 공구 평면이 홀더 종축(D)에 수직이면서 체결 표면(72a)과 교차하고 있는 실시예의 단면을 도시하는 도 13을 다시 참조한다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 회전 절삭 공구(20)의 체결 위치에서, 홀더 관통 보어 축(B)은 체결 표면(72a)과 예각인 제1 각도(γ)를 형성하고, 이 예각인 제1 각도(γ)는 회전방향(R)에 대향한 방향으로 측정된다. 결과적으로, 접촉 영역은 홀더 관통 보어 축(B) 및 탄성 체결 조립체 축(C)의 회전방향 약간 뒤쪽에 있다. 탄성 체결 조립체 축(C)과 홀더 관통 보어 축(B)의 회전방향 약간 뒤쪽에 존재하는 접촉 영역에 의해, 체결력(F)은 회전방향(R)에 대향한 방향으로 절삭 헤드(22)를 압박한다.

체결력(F)의 크기는 회전 절삭 공구(20)의 체결 위치에서 절삭 헤드(22)를 공구 홀더(24)에 견고히 결합하기에 충분하다는 것에 유의하여야 한다. 즉, 회전 절삭 공구(20)의 로킹 위치는 선택적인 것이며, 회전 절삭 공구(20)는 체결 위치에 있을 때 금속 절삭을 위해 작동될 수 있다. 회전 절삭 공구(20)의 안내 위치와 체결 위치 사이의 조절은 90°이하의 절삭 헤드(22)의 회전을 필요로 한다는 점을 추가로 유의하여야 한다. 체결 위치는 자가-로킹 방식 및 클릭-끼워맞춤 방식으로 달성되는 것이 유리하다.

아암 래치(52)와 공구 홀더(24)를 포함하는 절삭 헤드(22)가 구동 부재 언더컷(94)을 포함하는 절삭 공구(20)의 실시예에서, 회전 절삭 공구(20)의 체결 위치에서, 아암 래치는 언더컷 내에 위치된다. 유리하게, 이는 회전 절삭 공구(20)가 작업편으로부터 제거될 때 공구 홀더(24)로부터의 절삭 헤드(22)의 축선방향 인출을 방지한다.

본 출원의 주제의 일부 실시예에 따라서, 고정 부재(206)는 로킹 부분(124)이 강성 부재(108)에 맞닿을 때까지 강성 부재를 향해 홀더 관통 보어 축(B)을 따라 변위될 수 있다. 유리하게, 이러한 회전 절삭 공구(20)의 로킹 위치에서, 절삭 헤드(22)의 견고한 클램핑 맞물림이 확보된다. 강성 부재(108)는 예로서, 절삭 헤드(22)가 작업편으로부터 제거되는 경우 체결 표면(72a)에 의해 고정 부재를 향해 변위되도록 압박될 때 고정 부재(206)를 향해 변위될 수 없다. 유리하게, 이는 또한 회전 절삭 공구(20)가 작업편으로부터 제거될 때 공구 홀더(24)로부터의 절삭 헤드(22)의 축선방향 인출을 방지한다.

Claims

회전 절삭 공구(20)이며,
절삭 헤드(22), 공구 홀더(24), 및 탄성 체결 조립체(26, 126)를 포함하고,
상기 절삭 헤드는
전후 방향(D_F, D_R)으로 형성되는 헤드 중심축(A)을 구비하며, 헤드 중심축을 중심으로 절삭 헤드(22)가 회전방향(R)으로 회전 가능하고, 절삭 헤드(22)는 절삭 부분(28)을 형성하는 전방 단부와 헤드 결합 부분(30)을 형성하는 후방 단부를 갖고;
상기 절삭 부분(28)은
절삭 부분(28)과 헤드 결합 부분(30) 사이의 경계를 형성하는 헤드 후방 표면(34);
헤드 후방 표면(34) 상에 위치된 헤드 후방 맞닿음 표면(38);
헤드 중심축(A)에 관하여 반경방향으로 연장하며 각각이 피구동 표면(50)을 포함하는 두 개의 절삭 아암(42)을 포함하고;
상기 헤드 결합 부분(30)은 헤드 중심축(A)을 따라 헤드 후방 표면(34)으로부터 후방으로 돌출하는 헤드 결합 핀(60)을 포함하고, 헤드 결합 핀(60)은,
헤드 후방 표면(34)으로부터 이격되어 있는 핀 후방 표면(62), 및 그 사이에서 연장하는 핀 주연 표면(64);
핀 주연 표면(64) 내에 만입되는 안내 오목부(66)로서, 핀 후방 표면(62)으로 개방되며, 핀 후방 표면(62)으로부터 절삭 부분(28)을 향해 전방 축선 방향으로 연장하는 안내 표면(68)을 포함하는, 안내 오목부; 및
핀 주연 표면(64) 내에 만입된 체결 오목부(70)로서, 절삭 헤드(22)의 후방 방향(D_R)으로 헤드 중심축(A)에 대해 반경방향 외측으로 기울어져 있는 하부 경사 표면(73c)을 포함하는, 체결 오목부를 포함하고;
하부 경사 표면(73c)의 적어도 일부는 축선방향으로 안내 표면(68)의 중첩 영역(74)과 중첩하고, 상기 일부는 회전방향(R)으로 보다는 회전방향(R) 반대 방향으로 상기 중첩 영역(74)에 각도 방향으로 더 근접한 체결 표면(72a)을 포함하고,
상기 공구 홀더는
전후 방향(D_F, D_R)으로 연장하는 홀더 종축(D)을 구비하며, 홀더 종축을 중심으로 공구 홀더(24)가 회전방향(R)으로 회전 가능하고, 공구 홀더(24)는
홀더 종축(D)을 따라 원주방향으로 연장하며 공구 홀더(24)의 전방 단부에서 홀더 기부 표면(80)의 경계를 형성하는 홀더 주연 표면(78);
홀더 기부 표면(80)으로부터 전방으로 연장하는 두 개의 원주방향으로 이격된 구동 부재(84);
홀더 기부 표면(80) 내에 만입되고 후방 방향(D_R)으로 홀더 종축(D)을 따라 연장하는 홀더 결합 구멍(96); 및
홀더 결합 구멍(96)으로부터 홀더 주연 표면(78)까지 홀더 관통 보어 축(B)을 따라 연장하는 홀더 관통 보어(102)를 포함하고,
상기 탄성 체결 조립체는
홀더 관통 보어(102)에서 공구 홀더(24)에 해제가능하게 맞물리고 홀더 결합 구멍(96) 내로 돌출하는 돌출 부분(122)을 구비하고;
상기 회전 절삭 공구(20)는 안내 위치와 체결 위치 사이에서 조절될 수 있고,
상기 안내 위치에서,
헤드 결합 핀(60)은 홀더 결합 구멍(96) 내에 위치되고;
돌출 부분(122)은 안내 오목부(66) 내에 위치되고;
상기 체결 위치에서,
절삭 헤드(22)는 탄성 체결 조립체(26, 126)에 의해 공구 홀더(24)에 해제가능하게 부착되고;
헤드 결합 핀(60)은 홀더 결합 구멍(96) 내에 위치되고;
각각의 절삭 아암(42)은 각각의 구동 부재(84)와 접촉하고;
탄성 체결 조립체(26, 126)는 체결 표면(72a)과 탄성적으로 맞물리고;
헤드 중심축(A)에 수직이며 체결 표면(72a)을 통과하는 제1 공구 평면(P1)에서 취한 단면도에서, 홀더 관통 보어(B)는 체결 표면(72a)과 예각인 제1 각도(γ)를 형성하고, 예각인 제1 각도(γ)는 회전방향(R)에 대향한 방향으로 측정되고;
헤드 중심축(A)과 홀더 관통 보어 축(B)을 포함하는 제2 공구 평면(P2)에서 취한 단면도에서, 홀더 관통 보어(B)는 체결 표면(72a)과 예각인 외부 제2 각도(δ)를 형성하는,
회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
체결 표면(72a)은 절삭 헤드(22)의 회전방향(R)으로 헤드 중심축(A)에 대해 반경방향 내향으로 기울어질 수 있는, 회전 절삭 공구(20).
제1항 또는 제2항에 있어서,
헤드 중심축(A)으로부터 연장하는 체결 축선 절반-평면(P_F)은 체결 표면(72a)과 교차하고;
체결 축선 절반-평면(P_F)은 피구동 표면(50) 중 하나와 교차하는, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
체결 표면(72a)은 회전방향(R)에 대향한 방향으로 안내 표면(68)의 중첩 영역(74)에 가장 근접한 하부 경사 표면(73c)의 부분에 위치되는, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
안내 표면(68)의 중첩 영역(74)은 체결 표면(72a)과 교차하는, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
체결 표면(72a)은 평면형인, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
공구 홀더(24)는 홀더 기부 표면(80) 상에 위치된 홀더 기부 맞닿음 표면(82)을 포함하고, 회전 절삭 공구(20)의 체결 위치에서,
헤드 후방 맞닿음 표면(38)은 홀더 기부 맞닿음 표면(82)과 맞닿는, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
절삭 헤드(22)는 회전 절삭 공구(20)의 체결 위치와 안내 위치 사이에서 조절시 90°이하만큼 공구 홀더(24)에 대하여 각도 방향으로 변위되는, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
회전 절삭 공구(20)는 체결 위치와 로킹 위치 사이에서 추가로 조절될 수 있고, 상기 로킹 위치에서
절삭 헤드(22)는 탄성 체결 조립체(126)에 의해 공구 홀더(24)에 해제가능하게 부착되고;
헤드 결합 핀(60)은 홀더 결합 구멍(96) 내에 위치되고;
각각의 절삭 아암(42)은 각각의 구동 부재(84)와 접촉하고;
탄성 체결 조립체(126)는 체결 표면(72a)과 클램핑식으로 맞물리는, 회전 절삭 공구(20).
제9항에 있어서,
탄성 체결 조립체(126)는 홀더 관통 보어 축(B)과 동축인 탄성 체결 조립체 축(C)을 따라 연장하고;
탄성 체결 조립체(126)는 고정 부재(206), 강성 부재(108), 및 탄성 체결 조립체 축(C)을 따라 그 사이에서 축선방향으로 위치된 탄성 편향 부재(110)를 포함하고;
돌출 부분(122)은 강성 부재(108) 상에 위치되고;
고정 부재(206)는 홀더 관통 보어(102)에 해제가능하게 맞물리고;
탄성 편향 부재(110)는 편향 스프링(112)이고;
고정 부재(206)는 편향 스프링(112)을 통해 강성 부재(108)를 향해 연장하는 로킹 부분(124)을 더 포함하고;
고정 부재(206)는 관통 보어 축(B)을 따라 변위될 수 있고, 회전 절삭 공구(20)의 로킹 위치에서,
로킹 부분(124)은 강성 부재(108)와 맞닿는, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
헤드 결합 핀(60)은 정확히 하나의 안내 오목부(66)와 정확히 하나의 체결 오목부(70)를 포함하고;
공구 홀더(24)는 정확히 하나의 홀더 관통 보어(102), 및 공구 홀더(24)에 해제가능하게 맞물려 있는 정확히 하나의 탄성 체결 조립체(26, 126)를 포함하는, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
탄성 체결 조립체(26, 126)는 홀더 관통 보어 축(B)과 동축인 탄성 체결 조립체 축(C)을 따라 연장하고;
탄성 체결 조립체(26, 126)는 고정 부재(106, 206), 강성 부재(108), 및 탄성 체결 조립체 축(C)을 따라 그 사이에서 축선방향으로 위치된 탄성 편향 부재(110)를 포함하고;
돌출 부분(122)은 강성 부재(108) 상에 위치되고;
고정 부재(106, 206)는 홀더 관통 보어(102)에 해제가능하게 맞물리는, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
각각의 절삭 아암(42)은 아암 회전방향 선단 및 후단 표면(44, 46), 및 그 사이에서 주연방향으로 연장하는 아암 주연 표면(48)을 포함하고;
각각의 아암 회전방향 후단 표면(46)은 그로부터 돌출하여 헤드 중심축(A)으로부터 아암 주연 표면(48)으로의 방향으로 연장하는 아암 래치(52)를 포함하고;
각각의 구동 부재(84)는 구동 부재 회전방향 선단 및 후단 표면(86, 88)과, 이 선단 및 후단 표면 사이에서 원주방향으로 연장하는 구동 부재 주연 표면(90)을 포함하고;
각각의 구동 부재 회전방향 선단 표면(86)은 그로부터 만입된 구동 부재 언더컷(94)을 포함하고, 이 구동 부재 언더컷은 홀더 종축(D)으로부터 구동 부재 주연 표면(90)으로의 방향으로 연장하고;
각 아암 래치(52)는 각각의 구동 부재 언더컷(94) 내에 위치되는, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
체결 위치에서, 탄성 체결 조립체(26, 126)는 회전방향으로 홀더 관통 보어 축(B) 뒤쪽에 있는 접촉 영역에서 체결 표면(72a)과 탄성적으로 맞물리는, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
헤드 결합 핀(60)은 비-홈형인, 회전 절삭 공구(20).
제1항에 있어서,
탄성 체결 조립체(26, 126)는 탄성 체결 조립체(26, 126)가 제1 길이(L1)를 갖는 체결 위치와, 탄성 체결 조립체(26, 126)가 제2 길이(L2)를 갖는 로킹 위치 사이에서 조절될 수 있고, 제1 길이(L1)는 제2 길이(L2)보다 길고;
돌출 부분(122)은 탄성 체결 조립체(26, 126)가 체결 위치와 로킹 위치 사이에서 조절됨에 따라 계속 홀더 결합 구멍(96) 내로 돌출하는, 회전 절삭 공구(20).
제16항에 있어서,
탄성 체결 조립체(26, 126)는 홀더 관통 보어 축(B)과 동축인 탄성 체결 조립체 축(C)을 따라 연장하고;
탄성 체결 조립체(26, 126)는 고정 부재(106, 206), 강성 부재(108), 및 탄성 체결 조립체 축(C)을 따라 그 사이에서 축선방향으로 위치된 탄성 편향 부재(110)를 포함하는, 회전 절삭 공구(20).
제17항에 있어서,
고정 부재(206)는 탄성 체결 조립체가 체결 위치에 있고 제1 길이를 가질 때, 탄성 편향 부재(110)에 의해, 탄성 체결 조립체 축(C)을 따라 강성 부재(108)로부터 축선방향으로 이격되고;
고정 부재(206)는 탄성 체결 조립체가 로킹 위치에 있고 제2 길이를 가질 때, 강성 부재(108)에 맞닿는, 회전 절삭 공구(20).
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