KR100891606B1 - 절삭 공구 및 절삭 인서트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀링 인서트(10) 및 밀링 공구(30)에 관한 것이다. 절삭 인서트(10)는 육각형의 형상을 갖고, 또한 주절삭날(16) 및 돌출 와이퍼날(27)을 갖는다. 절삭 인서트의 측면(13)은 여유 표면을 구성한다. 여유 표면(13)은 볼록 형상을 갖고, 공작물의 가공중에 충격에 대해 절삭 인서트(10)의 인접한 주절삭날용 보호물로서 작용한다.

Description

절삭 공구 및 절삭 인서트{CUTTING TOOL AND CUTTING INSERTS}

본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 밀링 인서트 및 밀링 공구에 관한 것이다.

미국특허 제 A-4,966,500 호에는 육각형 절삭 인서트를 갖는 밀링 커터가 개시되어 있다. 각 절삭 인서트는 주절삭날(main cutting edge), 단부 절삭날 및 방사상 내부 절삭날을 갖는다. 방사상 내부 절삭날은 공작물의 램핑(ramping)중에 절삭하려는 목적을 갖는다.

미국특허 제 A-4,632,607 호에는 4쌍의 절삭날 및 돌출한 부절삭날(secondary cutting edge)을 갖는 정사각형 밀링 인서트가 개시되어 있다. 밀링 공구는 공작물에서 수직 코너를 생성한다.

종래의 절삭 인서트의 주절삭날은 충격 및 진동에 민감하다.

본 발명의 목적은 상술한 단점을 극복하는 황삭 가공(roughing)용 밀링 인서트 및 밀링 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내구성 밀링 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공작물에 대해 충격 보호물을 포함하는 밀링 인서 트를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적 및 이점은, 본 발명에 따른 밀링 인서트의 바람직한 실시형태에 대한 도면과 관련한 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1a는 본 발명에 따른 밀링 공구의 측면도이다.

도 1b는 도 1a의 B 를 따라 도시된 공작물과 계합된 밀링 공구의 단면도, 및 밀링 공구와 공작물의 부분 확대도이다.

도 1c는 도 1a의 C 를 따라 도시된 단면도이다.

도 1d는 도 1a의 D 를 따라 도시된 단면도이다.

도 2a는 본 발명에 따른 절삭 인서트의 평면도이다.

도 2b 및 도 2c는 도 2a의 화살표(B, C)에 따라 도시된 단면도이다.

도 2d는 도 2a의 선 D-D 를 따라 도시된 단면도이다.

도 2e는 도 2a의 선 E 를 따라 도시된 단면도이다.

도 2f 및 도 2g는 각각 절삭 인서트의 저면도 및 사시도이다.

도 3a는 본 발명에 따른 대안적인 절삭 인서트의 평면도이다.

도 3b는 도 3a의 선 3B를 따라 도시된 단면도이다.

도 1a 내지 도 1d에는 본 발명에 따른 황삭 밀링용 밀링 공구(30)가 도시되어 있는데, 이 밀링 공구(30)는 밀링 커터 본체 또는 홀더(31) 및 본 발명에 따른 다수의 밀링 인서트(10)를 포함한다. 홀더(31)는 절삭 인서트를 수용하기 위한 다수의 어댑터 또는 카세트(32)를 갖는다. 각 카세트는, 주로 평면 베이스 표면(40) 및 2개의 숄더를 포함하는 절삭 인서트 포켓을 갖는다. 숄더는, 절삭 인서트의 다른 날표면(edge surface)에 대해 접촉하도록 서로 내부 예각을 형성한다. 카세트(32)내에 제공된 관통(through-going) 구멍은 고정 나사(33)를 수용하기 위한 포켓 옆에 설치되어 원래 공지된 홀더(31)에 카세트를 고정한다. 카세트는 제 1 쐐기(37)의 도움으로 축방향으로 조정가능하다. 카세트는, 유리한 칩 유동을 제공하기 위해 양의 축각으로 홀더 내에 구비된다. 절삭 인서트(10)를 포켓에 보유하도록 제 2 쐐기(38)가 설치된다. 절삭 인서트가 인덱스되어 야 하는 경우, 절삭 인서트가 손에 의해 방사상 외부로 당겨지고 또한 절삭 인서트가 60°에 대응하는 단계에서 반시계 방향으로 회전될 수 있을 때까지 제 2 쐐기(38)를 조작하는 나사는 부분적으로 풀리므로, 새로운 부절삭날(16E)이 위치된다. 그리고 나서 절삭 인서트는 포켓속으로 가압되고 나사는 다시 조여진다. 절삭 인서트(10)는, 절삭 인서트(10)의 부절삭날(16E) 옆에 절삭 코너(34)용 여유를 얻기 위해 도 1c에 도시된 바와 같이 약 53 ∼ 63°의 설치각(Q)으로 홀더에 위치될 것이다.

도 2a 내지 도 2g에 도시된 절삭 인서트(10)는, 실질적으로 육각형 기본 형상을 갖고, 또한 상부 표면(11), 바닥 표면(12), 및 상부 표면(11)과 바닥 표면(12)을 실질적으로 연결하는 날표면 또는 여유 표면(13)을 포함한다. 절삭 인서트(10)는, 정(positive)의 기하학적 형상, 즉 공작물(5)로부터 여유를 제공하기 위해 바닥 표면(12)이 상부 표면(11)보다 작은 기하학적 형상을 갖는다. 상부 표면(11)은, 절삭 인서트(10)의 주절삭날(16)의 둘레에 위치된 제 1 칩 업세팅 표면(14; first chip-upsetting surface)을 포함한다. 또한, 상부 표면(11)은 칩 업세팅 표면(14)으로부터 내부로 하향 경사지는 제 1 칩 표면(15)을 포함한다. 상기 칩 업세팅 표면(14)은 상부 표면(11)의 가장 바깥쪽 부분을 구성한다. 제 1 칩 업세팅 표면(14)과 날표면(13)의 교차선은, 6개의 실질적으로 동일한 절삭날(16A ∼ 16F)로 표시되는 일반적인 절삭날(16)을 형성한다. 칩 표면(15)은 변이날(26; transition edge)로부터 중심 평면부(11A)로, 칩 업세팅 표면으로부터 내부쪽으로 오목하게 굴곡되어 진행한다. 칩 표면은 대안적으로 또 다른 형상을 가질 수 있다. 2개의 인접한 날표면(13) 사이의 교차점 부분에는 절삭 코너(34)가 형성되어 있다. 절삭 코너의 상부는 평면(P)에 놓인다. 칩으로부터 절삭 인서트로의 열 전달을 감소시키기 위해 칩 표면(15)에는 다수의 돌기 또는 리세스가 형성될 수 있다.

2개의 인접한 절삭날(16)은 약 120°의 내부 둔각( α)을 형성한다. 측면도 및 저면도로 보는 경우, 각 절삭날은 날표면(13)과 바닥 표면(12) 사이의 교차점의 대응부와 실질적으로 평행하다.

날표면(13)은 6개의 세그먼트를 포함한다. 주절삭날(16) 아래의 날표면(13)의 각 세그먼트의 상부 영역 또는 제 1 날표면(13a)은, 절삭 인서트의 바닥 표면(12)에 수직하게 배향된 평면(P0)과 제 1 여유각( β)을 형성한다(도 2d 참조). 여유각( β)은 적어도 5°이다. 본질적으로 평면인 6개의 제 1 날표면(13a)은 바닥 표면(12)쪽 방향으로 모인다. 제 1 날표면(13a)은 주절삭날(16A ∼ 16F)에서 칩 업세팅 표면(14)에 연결된다. 기다란 리세스(25)의 긴 측면은 상부 영역(13a)에 연결된다. 리세스(25)는 약 1 mm의 반경으로 형성된다. 리세스의 다른 긴 측면은, 평면(P0)과 더 큰 각( σ)을 형성하는 제 2 영역 또는 제 2 날표면(13b)에 연결된다(도 2d참조). 각( σ)은 적어도 10°이다. 리세스(25)는, 오목부(36)로부터 절삭 코너(34)로 주절삭날(16)에 평행하게 진행하지만, 절삭 코너 주위로 진행하지는 않는다.

제 3 영역 또는 제 3 날표면(13c)은 각이 약 10°로 변하는 브레이크, 라운딩 또는 변이부(39)를 통해 제 2 영역(13b)에 연결된다. 즉, 홀더(31)에 설치된 절삭 인서트(10)의 제 3 날표면(13c)과 제 2 날표면(13b) 사이의 변이부(39)는, 공작물(5)의 생성면(6)에 대해 절삭 인서트의 경사형 주절삭날(16)용 충격 보호물로서 볼록 여유 표면을 형성한다. 제 3 날표면(13c)은 평면(P0)과 약 20°의 각( ε)을 형성한다. 제 3 날표면(13c)은 관련 절삭 코너(34)에서 도 3b에 도시된 부절삭날 또는 와이퍼날(27; wiper edge)로 연장한다. 절삭 인서트는, 평면, 및 상기 평면과 교차하는 선(L2)을 형성하는 바닥 표면(12)을 갖고, 여유 표면상의 외부 지점(39)만 접촉한다. 부절삭날(27)은 제 2 칩 업세팅 표면(28)을 통해 제 2 칩 표면(29)에 연결되는데, 이러한 제 2 칩 표면(29)은 순서대로 제 1 칩 표면에 연결된다. 이러한 실시예에서 제 1 칩 표면(15)은 평면(P)과 약 17°의 각을 형성하고, 제 2 칩 표면(29)은 평면(P)과 약 7°의 각을 형성한다. 제 2 칩 업세팅 표면(28)은 제 1 칩 업세팅 표면(14)보다 더 소극적으로 경사진다. 절삭 인서트(10)는 주절삭날(16)에서 제 1 날각( δ; edge angle)을 갖고, 부절삭날(27)에서 제 2 날각( γ)을 갖는다. 제 1 날각( δ)은 약 67°이고, 제 2 날각( γ)은 약 63°이다. 상기 칩 업세팅 표면(14, 28)은 절삭 코너(34)의 이등분 영역(B)에서 서로 연결된다.

부절삭날(27)은, 상면도로 보았을 경우 주절삭날(16)의 가상 연장선으로부터 최대 거리(W)로 돌출하는 돌출부(35)에 제공된다. 거리(W)는 0.5 ∼ 1.0 mm 이다. 돌출부(35)는 절삭 코너(34)의 이등분(B)에 대해 비대칭이다. 부절삭날(27)은 인접한 절삭 코너(34), 즉, 인접한 주절삭날(16F)의 가상 연장선으로부터 연속적으로 분기한다. 부절삭날(27E)과 트레일링 주절삭날(16D; trailing main cutting edge) 사이에는 오목부(36)가 형성되어 있다. 상기 주절삭날(16D)은 부절삭날(27E)이 활동중일 때 활동하지 않지만, 공작물로부터의 충격에 민감하다. 2개의 인접한 주절삭날(16D, 16E) 사이의 교차 영역에는 돌출부(35)가 형성되어 있다.

정반대로 대향된 2개의 주절삭날(16C, 16F) 사이의 거리는 도 2a에 도면 부호 L1 으로 표시되어 있다. 상기 거리(L1)는 정반대로 대향된 모든 주절삭날의 조합에 대해서도 동일하다.

도 3a는 본 발명의 대안적인 실시형태에 따른 절삭 인서트(10')를 도시한다. 절삭 인서트(10')의 표면(11')의 상부 외형은 절삭 인서트(10)의 표면의 외형과는 상이한데, 즉, 둘레 칩 표면(15)이 없다. 따라서, 상부 표면(11')은 전체적으로 평면이고, 또한 상술한 바와 같이 절삭날을 갖는다. 절삭 인서트(10')의 나머지는 절삭 인서트(10)와 동일하다.

본 발명의 교시를 이용함으로써, 미세 표면을 생성하기 위해 강한 절삭 코너(34)가 와이퍼날(27)과 조합되는 절삭날로서, 바람직하게는 4개 이상의 절삭날을 갖는 경제적으로 유리한 절삭날을 수반하는 절삭 인서트 및 밀링 공구가 제공된다. 따라서 도 1d에서와 같이, 홀더에 장착된 절삭 인서트(10, 10')의 수동 절삭날(16E)의 여유 표면(13b)은, 공작물(5)의 생성면(6)과 음의 각(β')을 형성한다. 경사형 주절삭날(16E)을 손상시키지 않고서 부절삭날(27)이 공작물의 가장자리를 통과하는 경우에, 안정성이 나쁜 기계의 밀링 공구로 황삭 밀링을 수행함에 있어, 절삭 인서트의 외부 지점 또는 선(39)은 공작물(5)에 대해 인접할 수 있다.

바람직한 실시형태를 참고로 하여 본 발명이 설명되었지만, 당업자라면 첨부된 청구항에 한정된 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 도시된 클램프(38)의 대안으로서 나사를 수용하기 위한 관통 구멍을 갖는 절삭 인서트가 제공될 수 있다.

Claims (11)

1. 절삭 인서트(10; 10')의 날표면(13)과 상부 표면(11; 11') 사이의 변이부를 따라 실질적으로 동일한 주절삭날(16A ∼ 16F)을 갖는 실질적으로 다각형 기본 형상의 밀링용 밀링 인서트로서, 상기 날표면(13)은 절삭 인서트의 여유 표면을 형성하고, 상기 상부 표면(11; 11')은 제 1 칩 표면(15)을 가지며, 제 1 날표면(13a)은 상기 주절삭날에 연결되어 제 1 칩 표면(15)과 제 1 날각(δ)을 형성하고, 각각의 주절삭날(16)은 인접한 주절삭날의 날표면(13)에 대해 돌출한 돌출부(35) 상에 제공된 부절삭날(27)을 갖고, 상기 부절삭날(27)과 트레일링 주절삭날(16D) 사이에는 오목부(36)가 제공되는 밀링용 밀링 인서트에 있어서,

   여유 표면(13)은 적어도 부분적으로 볼록 형상을 갖고, 또한 이 여유 표면은 절삭 인서트의 인접한 주절삭날용 보호물로서 작용하고, 2개의 인접한 주절삭날(16D, 16E) 사이의 교차 영역에는 돌출부(35)가 제공되는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
2. 제 1 항에 있어서, 절삭 인서트는 평면을 형성하는 바닥 표면(12)을 갖고, 상기 평면과 교차하는 선(L2)은 여유 표면상의 외부 지점(39)과 접촉하고, 또는 상기 돌출부(35)의 부절삭날(27)은 인접한 제 2 칩 표면(29)과 제 2 날각( γ)을 형성하는 제 3 날표면(13c)에 연결되고, 상기 제 2 날각( γ)은 주절삭날에서보다 부절삭날에서 더 큰 여유를 얻기 위해 제 1 날각( δ)보다 더 작고, 절삭 인서트는 4개 이상의 주절삭날을 갖는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 칩 업세팅 표면(14)은 주절삭날(16)에 연결되고, 제 2 칩 업세팅 표면(28)은 부절삭날(27)에 연결되고, 상기 칩 업세팅 표면들은 절삭 코너(34)에서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 날각( δ)은 67°이고, 제 2 날각( γ)은 63°이며, 각각의 인접한 절삭날(16) 쌍이 교차하면서 120°의 내부 둔각( α)을 갖는 절삭 코너(34)를 형성하는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 기다란 리세스(25)의 긴 측면은 제 1 날표면(13a)에 연결되고, 또 다른 긴 측면은 제 2 날표면(13b)에 연결되고, 이 제 2 날표면은 제 1 날표면이 평면 (P0) 과 이루는 각보다 더 큰 각 (σ)을 절삭 인서트의 바닥 표면(12)에 수직한 평면(P0)과 형성하는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
6. 공작물(5)의 밀링을 위한 밀링 공구로서, 상기 밀링 공구는 홀더(31) 및 하나 이상의 밀링 인서트(10)를 포함하고, 상기 홀더는 고정 장치(38) 및 포켓을 갖고, 상기 밀링 인서트(10; 10')는 실질적으로 다각형 기본 형상을 갖고, 또한 이 밀링 인서트는 밀링 인서트(10; 10')의 날표면(13)과 상부 표면(11; 11') 사이의 변이부를 따라 4개 이상의 실질적으로 동일한 주절삭날(16)을 포함하고, 상기 날표면(13)은 밀링 인서트의 여유 표면을 형성하고, 상기 상부 표면(11; 11')은 제 1 칩 표면(15)을 가지며, 제 1 날표면(13a)이 상기 주절삭날에 연결되어 제 1 칩 표면(15)과 제 1 날각( δ)을 형성하고, 각각의 주절삭날(16)은 인접한 주절삭날에서 제 1 날표면(13a)에 대해 돌출한 돌출부(35) 상에 제공된 부절삭날(27)을 갖고, 상기 부절삭날(27)과 트레일링 주절삭날(16D) 사이에는 오목부(36)가 제공되는 밀링 공구에 있어서,

   여유 표면(13)은 적어도 부분적으로 볼록 형상을 갖고, 또한 이 여유 표면은 공작물의 가공시에 밀링 인서트(10; 10')의 인접한 주절삭날용 보호물로서 작용하고, 2개의 인접한 주절삭날(16D, 16E) 사이의 교차 영역에는 돌출부(35)가 제공되는 것을 특징으로 하는 밀링 공구.
7. 제 6 항에 있어서, 돌출부(35)의 부절삭날(27)은 인접한 제 2 칩 표면(29)과 제 2 날각( γ)을 형성하는 제 3 날표면(13c)에 연결되고, 상기 제 2 날각( γ)은 주절삭날에서보다 부절삭날에서 더 큰 여유를 얻기 위해 제 1 날각( δ)보다 더 작은 것을 특징으로 하는 밀링 공구.
8. 제 7 항에 있어서, 제 2 날각( γ)은 63°이고, 제 1 날각( δ)은 67°인 것을 특징으로 하는 밀링 공구.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 제 2 평면 날표면(13b)과 제 3 평면 날표면(13c) 사이에 브레이크(39; break)가 존재하는 것을 특징으로 하는 밀링 공구.
10. 제 3 항에 있어서, 기다란 리세스(25)의 긴 측면은 제 1 날표면(13a)에 연결되고, 또 다른 긴 측면은 제 2 날표면(13b)에 연결되고, 이 제 2 날표면은 제 1 날표면이 평면 (P0) 과 이루는 각보다 더 큰 각 (σ)을 절삭 인서트의 바닥 표면(12)에 수직한 평면(P0)과 형성하는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
11. 제 2 항에 있어서, 상기 절삭 인서트는 6개의 주절삭날 (16A-16F) 을 갖는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.

Images