KR101522867B1

KR101522867B1 - 제트 쿨런트용 콜렛

Info

Publication number: KR101522867B1
Application number: KR1020130166704A
Authority: KR
Inventors: 박광오; 정우창; 강길수; 박정완
Original assignee: 주식회사 다인정공
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-05-26
Also published as: CN105873702B; CN105873702A; WO2015102163A1

Abstract

본 발명은, 몸체와, 상기 몸체에 형성되고 그의 내주면이 절삭공구와 압착되도록 형성되는 중공부와, 상기 몸체의 두께 방향을 따라 관통되어 상기 중공부와 연통 형성되는 슬롯을 갖는, 바디 유닛; 및 상기 몸체에서 일체로 연장되어 상기 슬롯의 전방에 위치하여 상기 슬롯의 끝단을 차단하도록 형성되며 그의 선단부까지 상기 중공부가 연장 형성되는 원통부재와, 상기 원통부재에서 상기 몸체의 방사상으로 연장 형성되어 상기 몸체보다 돌출되는 플랜지와, 상기 원통부재의 내주면에 오목 형성되고 상기 선단부를 향해 개방되며 상기 슬롯과 연결되는 쿨런트 분사홈을 갖는, 커버 유닛을 포함하는, 제트 쿨런트용 콜렛을 제공한다.

Description

제트 쿨런트용 콜렛{COLLET FOR JETTING COOLANT}

본 발명은 절삭공구를 공구홀더에 고정하기 위한, 제트 쿨런트용 콜렛에 관한 것이다.

일반적으로, 엔드밀 등과 같은 절삭공구는 밀링척 등의 공구홀더와 맞물려진 상태에서 사용된다. 구체적으로, 공구홀더의 장착부에는 콜렛이 삽입되고, 이 콜렛의 중공부에 절삭공구가 삽입 고정됨으로써, 절삭공구와 공구홀더 상호간의 체결이 이루어질 수 있다.

여기서, 콜렛은 그의 부피가 줄어들어 절삭공구와 압착될 수 있도록 장형의 슬롯을 구비할 수 있다. 이러한 슬롯은 일반적으로 콜렛의 개방단까지 연장되어, 공구홀더의 외부로 노출되도록 형성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 공작물에 대한 절삭 가공이 이루어지거나, 또는 절삭 가공이 이루어지는 공작물의 일 지점에 고압의 쿨런트가 분사(jet coolant)되는 경우에, 공작물로부터 생성되는 칩(chip)이 콜렛 측으로 되튀어 나와 콜렛의 슬롯에 끼이게 될 수 있다. 이에 따라, 절삭공구를 콜렛과 분리하여 재결합하는 경우, 콜렛의 내주면에 칩이 개입되어 공구홀더에 대한 절삭공구의 체결 정밀도가 떨어질 수 있다.

이를 방지하기 위해, 콜렛의 개방단을 폐쇄하는 별도의 커버가 구비될 수도 있다. 이러한 커버는 슬롯의 노출 부위를 차폐할 수는 있으나, 절삭공구의 착탈시마다 별도로 장착 및 분리되어야 하므로 사용이 번거롭다.

본 발명의 목적은, 슬롯에 대한 외부 이물질의 침입을 방지할 수 있음은 물론 공구홀더와 간편하게 착탈될 수 있으면서도 쿨런트의 분사가 가능한, 제트 쿨런트용 콜렛을 제공하는 것이다.

상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면과 관련된 제트 쿨런트용 콜렛은, 몸체와, 상기 몸체에 형성되고 그의 내주면이 절삭공구와 압착되도록 형성되는 중공부와, 상기 몸체의 두께 방향을 따라 관통되어 상기 중공부와 연통 형성되는 슬롯을 갖는, 바디 유닛; 및 상기 몸체에서 일체로 연장되어 상기 슬롯의 전방에 위치하여 상기 슬롯의 끝단을 차단하도록 형성되며 그의 선단부까지 상기 중공부가 연장 형성되는 원통부재와, 상기 원통부재에서 상기 몸체의 방사상으로 연장 형성되어 상기 몸체보다 돌출되는 플랜지와, 상기 원통부재의 내주면에 오목 형성되고 상기 선단부를 향해 개방되며 상기 슬롯과 연결되는 쿨런트 분사홈을 갖는, 커버 유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 쿨런트 분사홈은, 5㎜ 내지 12㎜의 길이를 가질 수 있다.

여기서, 상기 쿨런트 분사홈은, 호형의 단면을 가질 수 있다.

여기서, 상기 플랜지는, 상기 몸체가 공구홀더에 삽입되는 경우 상기 공구홀더의 선단면과 직접 맞닿을 수 있게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 커버 유닛은, 상기 플랜지에 형성되는 폐루프형의 안착홈; 및 상기 안착홈에 안착되는 폐루프형의 밀봉부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 쿨런트 분사홈과 교차 형성되는 착탈홈; 및 상기 착탈홈에 착탈 가능하게 설치되고 상기 쿨런트 분사홈을 차단하도록 형성되는 실링부를 갖는, 차단 유닛이 더 구비될 수 있다.

여기서, 상기 착탈홈은, 상기 원통부재의 내주면에 그의 둘레 방향을 따라 폐루프를 이루도록 형성되고, 상기 실링부는, 상기 착탈홈과 대응하는 형상을 가질 수 있다.

여기서, 상기 쿨런트 분사홈은, 복수개가 구비되고, 상기 착탈홈은, 상기 복수의 쿨런트 분사홈과 연통되도록 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 제트 쿨런트용 콜렛에 의하면, 원통부재가 슬롯의 끝단을 차단하도록 형성되므로, 슬롯에 대한 외부 이물질의 침입을 방지할 수 있다. 아울러, 커버 유닛이 바디 유닛과 일체로 형성되어 하나의 부품을 이루게 되므로, 공구홀더와 착탈시 커버 유닛을 장착 및 분리하기 위한 별도의 과정이 필요 없어 사용이 간편하다.

아울러, 본 발명에 관련된 제트 쿨런트용 콜렛에 의하면, 원통부재의 내주면에 쿨런트 분사홈이 형성되므로, 하나의 부품만으로도 쿨런트의 분사가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 사시도이다.
도 2는 도 1의 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 측면도이다.
도 3은 도 2의 A-A' 라인을 기준으로 절개하여 도시한, 도 1의 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 단면도이다.
도 4는 도 1의 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 정면도이다.
도 5는 도 1의 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 작동도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 단면도이다.
도 7은 실링부(133)가 장착된 상태에서의, 도 6의 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 작동도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제트 쿨런트용 콜렛에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 측면도이다.

본 도면들을 참조하면, 제트 쿨런트용 콜렛(100)은 바디 유닛(110), 및 커버 유닛(120)을 포함할 수 있다.

바디 유닛(110)은 공구홀더(H)에 삽입되는 부분이다. 바디 유닛(110)은 전체적으로 원통형의 형태를 가질 수 있다.

커버 유닛(120)은 바디 유닛(110)에서 연장 형성될 수 있다. 커버 유닛(120)은 전체적으로 원형의 플레이트 형상을 가질 수 있다.

이와 같이 구성되는 제트 쿨런트용 콜렛(100)은 '스트레이트 콜렛(straight collet)'으로 사용될 수 있고, 일반적으로 밀링척 등의 공구홀더(H)에 결합되어 사용될 수 있다.

이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.

도 3은 도 2의 A-A' 라인을 기준으로 절개하여 도시한, 도 1의 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 단면도이고, 도 4는 도 1의 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 정면도이다.

도 3을 참조하면, 제트 쿨런트용 콜렛(100)은 상술한 것과 같이, 바디 유닛(110), 및 커버 유닛(120)을 포함할 수 있다.

바디 유닛(110)은 몸체(111), 중공부(113), 및 슬롯(115)을 포함할 수 있다.

몸체(111)는 원통형으로 형성될 수 있다. 몸체(111)는 그의 외주면(111a)이 도 5와 관련하여 후술할 공구홀더(H)와 압착되도록 형성될 수 있다.

중공부(113)는 몸체(111)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 중공부(113)에는 도 5와 관련하여 후술할 절삭공구(T)가 삽입될 수 있다. 중공부(113)에 삽입된 절삭공구(T)는 중공부(113)의 내주면(113a)과 압착되어 고정될 수 있다.

슬롯(115)은 몸체(111)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 구체적으로, 슬롯(115)은 몸체(111)의 두께 방향을 따라 관통되어 중공부(113)와 연통되도록 형성될 수 있다.

커버 유닛(120)은 원통부재(121), 플랜지(123), 쿨런트 분사홈(125), 안착홈(127), 및 밀봉부(129)를 포함할 수 있다.

원통부재(121)는 몸체(111)에서 일체로 연장 형성될 수 있다. 원통부재(121)는 슬롯(115)의 끝단(115a)을 차단하도록 형성될 수 있다. 원통부재(121)는 그의 중앙 영역에 상술한 중공부(113)를 포함할 수 있고, 이 중공부(113)는 절삭공구(T)가 삽입될 수 있도록 원통부재(121)의 선단부(121a)까지 연장 형성될 수 있다.

플랜지(123)는 원통부재(121)에서 그의 방사 방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 플랜지(123)는 전면부(123a), 및 후면부(123b)를 포함할 수 있다. 전면부(123a)는 원통부재(121)의 선단부(121a)와 동일한 평면을 이루도록 형성될 수 있다. 후면부(123b)는 몸체(111)가 공구홀더(H)에 삽입되는 경우에 공구홀더(H)의 선단면(Hf)과 직접 맞닿을 수 있게 형성될 수 있다[도 5 참조].

쿨런트 분사홈(125)은 원통부재(121)에 형성된 중공부(113)의 내주면(121b)에 형성될 수 있다. 쿨런트 분사홈(125)은 원통부재(121)의 선단부(121a)를 향해 개방될 수 있고, 아울러 슬롯(115)과 연통되도록 형성될 수 있다. 쿨런트 분사홈(125)은 몸체(111)의 길이 방향을 따라 5㎜ 내지 12㎜의 길이를 가질 수 있다. 도 4를 참조하면, 쿨런트 분사홈(125)은 원통부재(121)의 내주면(121b)에 그의 둘레 방향을 따라 복수개가 구비될 수 있다. 쿨런트 분사홈(125)은 1㎜ 내지 8㎜의 너비를 가질 수 있고, 반원형 또는 호형의 단면을 가질 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 안착홈(127)은 플랜지(123)의 후면부(123b)에 플랜지(123)의 둘레 방향을 따라 폐루프를 이루도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 안착홈(127)은 원형으로 형성될 수 있다.

밀봉부(129)는 안착홈(127)에 설치되며, 안착홈(127)과 대응하는 형상을 가질 수 있다.

이하에서는 도 5를 참조하여 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 작동 방식에 대해 설명한다.

도 5는 도 1의 제트 쿨런트용 콜렛(100)의 작동도이다.

본 도면을 참조하면, 공구홀더(H)는 장착부(Hm), 샹크부(Hs), 조임너트(Hn), 및 쿨런트 채널(Hc)을 포함할 수 있다. 장착부(Hm)는 중공형으로 형성되고, 샹크부(Hs)는 장착부(Hm)에서 연장 형성될 수 있다. 조임너트(Hn)는 장착부(Hm)의 외주면에 체결되며, 쿨런트 채널(Hc)은 장착부(Hm) 및 샹크부(Hs)에 그의 길이 방향을 따라 관통 형성될 수 있다.

제트 쿨런트용 콜렛(100)은 장착부(Hm)에 삽입될 수 있다. 제트 쿨런트용 콜렛(100)이 소정의 깊이 만큼 삽입되면, 플랜지(123)에 설치된 밀봉부(129)가 장착부(Hm)의 선단면(Hf)과 맞닿게 됨으로써, 장착부(Hm)의 선단면(Hf)과 플랜지(123)의 사이가 밀봉될 수 있다.

이후, 중공부(113)에 절삭공구(T)가 삽입될 수 있고, 조임너트(Hn)를 장착부(Hm)에 체결함으로써 절삭공구(T)를 제트 쿨런트용 콜렛(100)에 고정시킬 수 있다. 구체적으로, 조임너트(Hn)가 체결되어 장착부(Hm)를 가압하게 되면, 장착부(Hm)의 내주면과 몸체(111)의 외주면(111a)이 상호 압착될 수 있고, 또한 중공부(113)의 내주면(113a)과 절삭공구(T)의 외주면(To)이 상호 압착됨으로써 절삭공구(T)가 바디 유닛(110)에 고정될 수 있다.

이후, 쿨런트 채널(Hc)을 통해 쿨런트(C)가 샹크부(Hs)에서 장착부(Hm) 쪽으로 주입될 수 있다. 장착부(Hm)의 내부로 유입된 쿨런트(C)는 슬롯(115)으로 유입될 수 있다. 이 경우, 상술한 것과 같이, 몸체(111)의 외주면(111a)은 장착부(Hm)의 내주면과 밀착되고, 중공부(113)의 내주면(113a)은 절삭공구(T)의 외주면(To)과 밀착되며, 장착부(Hm)의 선단면(Hf)은 밀봉부(129)에 의해 플랜지(123)와 밀착되고, 슬롯(115)의 끝단(115a)은 원통부재(121)에 의해 차단되므로, 슬롯(115)으로 유입된 쿨런트(C)는 슬롯(115)과 연통 형성된 쿨런트 분사홈(125)을 통해서만 유출될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 의하면, 제트 쿨런트용 콜렛(100)은 제트 쿨런트(jet coolant)의 기능을 수행할 수 있다.

여기서, 쿨런트 분사홈(125)은 전술한 것과 같이 몸체(111)의 길이 방향을 따라 5㎜ 내지 12㎜의 길이를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 쿨런트 분사홈(125)을 통해 분사되는 쿨런트(C)는 절삭공구(T)의 외주면(To)을 따라 절삭공구(T)의 길이 방향과 거의 동일한 방향으로 진행하게 될 수 있다. 이에 따라, 절삭공구(T)에 의해 가공이 이루어지는 지점을 향해 다량의 쿨런트(C)가 직접 분사될 수 있어, 깊은 구멍을 천공하는 경우에도 공작물로부터 생성되는 칩을 신속하게 제거할 수 있다. 뿐만 아니라, 절삭공구(T)의 중심축에 대한 쿨런트(C)의 분사각이 작아, 공구홀더(H)가 고속 회전하는 경우에도 원심력에 의해 확산되는 쿨런트(C)의 양을 최소화할 수 있다.

아울러, 쿨런트 분사홈(125)은 전술한 것과 같이, 반원형 또는 호형의 단면을 가짐은 물론 1㎜ 내지 8㎜의 상대적으로 작은 너비를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 쿨런트 채널(Hc)을 통해 저압의 쿨런트(C)가 주입되는 경우에도, 상대적으로 고압의 쿨런트(C)를 분사하도록 할 수 있다. 이러한 쿨런트 분사홈(125)의 사이즈 및 형상은 60bar 이하의 압력을 가진 쿨런트(C)가 제공되는 경우에도 60bar 이상의 압력을 가진 쿨런트(C)가 분사될 수 있게 조절될 수 있다.

이러한 고압의 쿨런트(C)가 공작물의 가공 지점에 분사되면, 공작물의 칩이 다시 바디 유닛(110)을 향해 되튀어 나올 수 있다. 본 실시예에 의하면, 전술한 것과 같이 원통부재(121)가 슬롯(115)의 끝단(115a)을 차단할 수 있게 형성되므로, 칩과 같은 이물질이 슬롯(115)에 끼는 현상을 방지할 수 있다.

아울러, 본 실시예에 의하면, 전술한 것과 같이 커버 유닛(120)의 원통부재(121)가 몸체(111)와 일체로 형성되고, 플랜지(123)도 원통부재(121)와 일체로 형성될 수 있으므로, 커버 유닛(120)을 별도로 제작할 필요가 없다. 또한, 커버 유닛(120)이 바디 유닛(110)과 일체로 형성되므로, 공구홀더(H)와의 조립시 커버 유닛(120)을 별도로 체결할 필요가 없어 사용이 간편하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제트 쿨런트용 콜렛(100')의 단면도이다.

본 도면을 참조하면, 제트 쿨런트용 콜렛(100')은 차단 유닛(130)을 더 포함할 수 있다. 이 차단 유닛(130)은 착탈홈(131), 및 실링부(133)를 포함할 수 있다.

착탈홈(131)은 원통부재(121)의 내주면(121b)에 그의 둘레 방향을 따라 원형으로 형성될 수 있다. 또한, 착탈홈(131)은 쿨런트 분사홈(125)과 교차되면서, 복수의 쿨런트 분사홈(125)과 연통되도록 형성될 수 있다.

실링부(133)는 착탈홈(131)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 실링부(133)가 착탈홈(131)에 설치되는 경우, 실링부(133)는 쿨런트 분사홈(125)을 차단할 수 있다. 실링부(133)는 착탈홈(131)과 대응하는 원의 형상을 가질 수 있다.

본 실시예에 의하면, 실링부(133)가 착탈홈(131)에 장착되지 않은 상태일 때, 슬롯(115)을 통해 유입되는 쿨런트(C)는 먼저 착탈홈(131)을 거치게 된다. 여기서, 착탈홈(131)은 상술한 것과 같이 원통부재(121)의 내주면(121b)의 둘레 방향을 따라 복수의 쿨런트 분사홈(125)과 연통 형성되므로, 쿨런트(C)는 착탈홈(131)을 따라 맴돌면서 상대적으로 유압이 낮은 쿨런트 분사홈(125)을 통해 분사될 수 있다. 이에 따라, 복수의 쿨런트 분사홈(125)을 통해 분사되는 쿨런트(C)는 상호 균일한 압력을 가지는 형태로 분사될 수 있다.

이하에서는, 도 7을 참조하여 실링부(133)가 착탈홈(131)에 장착된 상태에서의 제트 쿨런트용 콜렛(100')의 작동 방식에 대해 설명한다.

도 7은 실링부(133)가 장착된 상태에서의, 도 6의 제트 쿨런트용 콜렛(100')의 작동도이다.

본 도면을 참조하면, 바디 유닛(110)의 중공부(113)에는 쿨런트홀(Th)을 갖는 절삭공구(T')가 삽입 고정될 수 있다. 아울러, 착탈홈(131)에는 실링부(133)가 장착되어 쿨런트 분사홈(125)을 차단하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 슬롯(115)으로 유입된 쿨런트(C)가 쿨런트 분사홈(125)을 통해 분사될 수 없으므로, 쿨런트(C)는 절삭공구(T')의 쿨런트홀(Th)을 거쳐 절삭공구(T')의 팁에서 분사될 수 있다.

아울러, 바디 유닛(110)의 중공부(113)에는 전술한 실시예에서와 같은 일반적인 절삭공구(T)가 체결될 수도 있다. 이 경우, 쿨런트(C)는 분사될 수 있는 홀이 없으므로, 제트 쿨런트용 콜렛(100')은 쿨런트(C)가 분사되지 않는 통상의 콜렛과 같이 활용될 수 있다.

이상과 같이, 제트 쿨런트용 콜렛(100')은 실링부(133)를 탈착함으로써, 쿨런트(C)를 쿨런트 분사홈(125) 또는 절삭공구(T')의 쿨런트홀(Th)을 통해 분사되도록 할 수 있고, 또는 쿨런트(C)를 분사되지 않도록 할 수도 있다. 이와 같이, 제트 쿨런트용 콜렛(100')은 다양한 방식으로 활용될 수 있음은 물론, 쿨런트(C)의 필요 여부에 따라 전용 공구홀더(H)들을 별도로 구비해 두어야 하는 번거로움을 줄일 수 있다.

상기와 같은 제트 쿨런트용 콜렛은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100: 제트 쿨런트용 콜렛
110: 바디 유닛 111: 몸체
113: 중공부 115: 슬롯
120: 커버 유닛 121: 원통부재
123: 플랜지 125: 쿨런트 분사홈
127: 안착홈 129: 밀봉부
130: 차단 유닛 131: 착탈홈
133: 실링부

Claims

몸체와, 상기 몸체에 형성되고 그의 내주면이 절삭공구와 압착되도록 형성되는 중공부와, 상기 몸체의 두께 방향을 따라 관통되어 상기 중공부와 연통 형성되는 슬롯을 갖는, 바디 유닛; 및
상기 몸체에서 일체로 연장되어 상기 슬롯의 전방에 위치하여 상기 슬롯의 끝단을 차단하도록 형성되며 그의 선단부까지 상기 중공부가 연장 형성되는 원통부재와, 상기 원통부재에서 상기 몸체의 방사상으로 연장 형성되어 상기 몸체보다 돌출되는 플랜지와, 상기 원통부재의 내주면에 오목 형성되고 상기 선단부를 향해 개방되며 상기 슬롯과 연결되는 쿨런트 분사홈을 갖는, 커버 유닛을 포함하는, 제트 쿨런트용 콜렛.
제1항에 있어서,
상기 쿨런트 분사홈은,
5㎜ 내지 12㎜의 길이를 갖는, 제트 쿨런트용 콜렛.
제1항에 있어서,
상기 쿨런트 분사홈은,
호형의 단면을 갖는, 제트 쿨런트용 콜렛.
제1항에 있어서,
상기 플랜지는,
상기 몸체가 공구홀더에 삽입되는 경우 상기 공구홀더의 선단면과 직접 맞닿을 수 있게 형성되는, 제트 쿨런트용 콜렛.
제1항에 있어서,
상기 커버 유닛은,
상기 플랜지에 형성되는 폐루프형의 안착홈; 및
상기 안착홈에 안착되는 폐루프형의 밀봉부를 더 포함하는, 제트 쿨런트용 콜렛.
제1항에 있어서,
상기 쿨런트 분사홈과 교차 형성되는 착탈홈; 및
상기 착탈홈에 착탈 가능하게 설치되고 상기 쿨런트 분사홈을 차단하도록 형성되는 실링부를 갖는, 차단 유닛을 더 포함하는, 제트 쿨런트용 콜렛.
제6항에 있어서,
상기 착탈홈은, 상기 원통부재의 내주면에 그의 둘레 방향을 따라 폐루프를 이루도록 형성되고,
상기 실링부는, 상기 착탈홈과 대응하는 형상을 갖는, 제트 쿨런트용 콜렛.
제6항에 있어서,
상기 쿨런트 분사홈은, 복수개가 구비되고,
상기 착탈홈은,
상기 복수의 쿨런트 분사홈과 연통되도록 형성되는, 제트 쿨런트용 콜렛.