KR101198052B1 - 선삭 및 밀링용 절삭 인서트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실질적으로 평행하고 각각 다각형 윤곽을 구비하는 2개 이상의 주면(2) 및 이들 평행 주면(2)을 서로 연결하는 여러개의 측면(3, 4)을 갖는 다면체 형태의 절삭 인서트에 관한 것으로서, 적어도 일부 측면(4)과 주면(2)중 적어도 하나의 주면과의 접합부에는 절삭날(5)이 형성되어 있고, 이 절삭날은 해당 주면을 절삭날(5) 부근에서 구조화하여 형성되는 미리설정가능한 프로파일을 갖는다. 얕은 구조를 생성하는데 특히 유리한 것으로 입증된 절삭 인서트 및 대응하는 절삭 공구를 제공하기 위해, 본 발명에 따르면 이하의 특징의 조합이 제안된다:

a) 일부 측면(4)은 경사면을 형성하고,

b) 경사면과 함께 절삭날을 형성하는 주면(2)의 부분(21)은 여유면(21)을 형성하고,

c) 일부 측면(3) 및 주면(2)의 일부(22)는 접촉면을 형성한다.

Description

선삭 및 밀링용 절삭 인서트{CUTTING INSERT FOR TURNING AND MILLING}

도 1은 본 발명에 따른 절삭 인서트의 사시도.

도 2a, 도 2b, 도 3a, 도 3b, 및 도 3c는 도 1에 도시된 절삭 인서트의 다양한 도면.

도 4 내지 도 6은 상이한 다각형 형상을 갖는 다양한 종류의 절삭 인서트의 도면.

도 7은 도 1에 도시된 절삭 인서트의 또 다른 실시형태.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 절삭 인서트가 설치된 선반 공구의 상이한 사시도.

도 9a 내지 도 9c는 도 8에 도시된 선반 공구의 측면도, 단부를 도시하는 도면, 및 기계가공된 가공물과 함께 도시된 도면.

도 10은 밀링 블레이드 원판의 측면도.

도 11a 내지 도 11c는 밀링 블레이드 원판의 다양한 도면으로서, 가공물상의 작동 위치를 부분적으로 도시하는 도면.

*도면 부호의 간단한 설명*

1 : 절삭 인서트 2 : 상부 주면 3 : 접촉면 4 : 경사면

5 : 절삭날 6 : 편평부 7 : 돌출부 8 : 중앙 고정 보어

본 발명은 절삭 인서트, 실질적으로 평행하고 각각 다각형 윤곽을 구비하는 2개 이상의 주면 및 바람직하게 평행 주면을 서로 연결하는 여러개의 측면으로 구성되는 주변 측벽을 갖는 다면체 형태의 선삭 및/또는 밀링용 절삭 인서트에 관한 것이고, 적어도 일부 측면과 주면중 적어도 하나의 주면과의 접합부에는 절삭날의 영역에서 상부 및/또는 하부 주면 및/또는 측면의 구조화에 의해 형성되는 미리설정가능한 프로파일을 갖는 절삭날이 형성되어 있다.

대응하는 절삭 인서트는 이미 오랫동안 알려져 있었다. 이들 절삭 인서트는 일반적으로 단단한 금속으로 제조되고, 또한 먼저 분말 금속으로부터 가압되어 소결되고, 그 후에 상황이 발생하면, 가공되어 최종 형태가 얻어진다. 이러한 절삭 인서트는 특별한 경도 및 내구성에 의해 두드러지지만, 한편으로는 충분한 안정성을 얻기 위해 공구강 등보다 더 낮은 파괴 저항성을 가지며, 또한 그 기하학적 형상에 대해 제한된다. 절삭 공구속으로의 절삭 인서트의 삽입은 특정한 공간 필요조건을 갖는 절삭 공구상에 대응하는 수용부 및 지지체를 필요로 하므로, 하나 이상의 절삭 인서트 및 그 고정 요소용으로 충분한 공간을 제공하기 위해 공구는 특히 교환가능한 절삭 인서트에 대응하는 치수 및 형상을 가져야 한다.

시간이 지남에 따라 점점 더 개선된 그러한 절삭 인서트의 특별한 강도 및 품질(치수 안정성 및 충분한 파괴 저항성)로 인해, 그 동안 절삭 인서트는 넓은 영 영의 금속 작업에서 필수적인 절삭 요소로서 허용되었지만, 제조 및 실제적인 적용, 즉, 정지와 일반적으로 관련된 교환면에 있어서 여전히 상대적으로 비싸다.

이러한 이유로 과거에 여러개의 독립 절삭날을 갖는 절삭 인서트가 개발되었는데, 이들 절삭날의 단지 하나 또는 몇 개만이 공구의 사용중에 가공물과 접촉하고, 절삭날이 마모된 후에는 가공물을 새롭고 마모되지 않은 절삭날과 접촉시키기 위해 절삭 인서트는 공구내에서 회전될 수 있다. 물론, 주어진 절삭 인서트가 더 많은 사용가능한 절삭날을 가질수록, 그 절삭 인서트는 더 경제적이다.

처리중에 비작동 절삭날 부분이 손상되지 않고서 가능한 한 넓은 표면 영역상에 절삭 인서트용 지지체를 제공하기 위해 절삭 인서트의 내구성 및 절삭 공구의 성능에 대해 절삭 인서트가 정지면상에 지지되고 구체적으로 삽입되는 것이 필수적이고, 또한 절삭 인서트는 기하학적 형상을 가지며 또한 작동 절삭날에서 실질적으로 발생하는 가압력 형태의 절삭력을 공구에 전달하고, 가능하다면 절삭 인서트상에서 굽힘력 형태로 작동하지 않는다.

게다가 여러개의 절삭 인서트가 설치되는 공구, 예를 들어 밀링 공구에 있어서, 절삭 인서트의 구체적인 기하학적 형상 및 삽입된 위치는, 많은 개수의 절삭 인서트가 그러한 공구상의 인접 절삭 인서트 사이의 대응적으로 좁은 거리로 수용되는 동안에, 간단하고 조립하기 쉽고 또한 높은 성능을 얻고 또한 마모 시간을 단축시키기 때문에 실질적으로 중요한 역할을 하게 된다.

이 경우, 실제적으로 기계가공 가공물의 많은 구체적인 작업은 미세하게 얕은 구조의 생성 또는 구체적인 가공물상에서의 약간 과도한 크기의 제거만을 필요 로 한다. 예를 들어, 중심축 부분이 상대적으로 얇은 벽을 갖는 관으로 구성되며 그 관상에 캠이 장착되는 캠축이 그 동안 자동차 엔진용으로 개발되었다. 캠을 관에 확실하게 고정하기 위해, 관의 외벽에는 상대적으로 편평한 홈이 형성되어야 한다. 이러한 형성은, 예를 들어 캠축의 전통적인 제조에 있어서 그러한 홈을 형성하기 위한 대응하는 절삭 인서트가 그 외주에 설치되는 사이드 밀링 커터에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명은 그러한 적용에 특히 적절하다. 전통적으로, 대응하는 홈은 일반적으로 1개 또는 2개의 절삭날만을 갖는 이른바 플런징 플레이트(plunging plate)로 형성되었다. 그러한 플런징 플레이트는 삽입하기에 어렵고, 또한 적은 개수의 절삭날로 인해 새로운 플런징 플레이트로 자주 교환되어야 한다.

종래 기술과 비교하면, 본 발명의 목적은 얕은 구조를 형성하는데 특히 바람직하다고 입증된 절삭 인서트 및 대응하는 절삭 공구를 제공하는 것이다.

절삭 인서트에 대해, 이러한 목적은 이하의 사실에 의해 달성된다

- 절삭 인서트의 부분 측면은 경사면을 형성하고,

- 그러한 부분 측면과 함께 절삭날을 형성하는 주면의 부분은 여유면으로서 작용하거나 또는 설계되고,

- 측면 및 주면의 일부는 접촉면을 형성한다.

따라서 여유면 및 경사면의 위치에 따르면, 이들은 이른바 접선 방향 삽입 위치에 제공되는 절삭 인서트이고, 이것은 필요한 간극 각도로부터 떨어진 여유면 으로서 작용하는 절삭 인서트의 주면이 관련된 절삭 인서트가 가공물과 접촉하는 때에 가공물 표면과 대략 접선 방향으로 진행한다는 것을 의미한다.

주면이 다각형 윤곽을 갖고 따라서 주변 측벽이 복수의 측면으로 구성되기 때문에, 측면의 개수에 따라 측면중 특정한 부분, 바람직하게 정확하게 반이 경사면으로서 형성될 수 있고, 나머지 반은 접촉면으로서 형성된다. 바람직하게, 주면의 윤곽을 형성하는 다각형 코스는 6개 이상의 날 및 바람직하게 8개 이상의 날을 가지므로, 주변 측벽은 대응하는 개수의 측면으로 분류되고, 예를 들어 3개 이상, 바람직하게 4개 이상의 이들 측면이 경사면이 되고, 나머지 3개 또는 4개의 측면(또는 그 이상)은 접촉면이 된다. 바람직하게, 접촉면과 경사면은 그러한 절삭 인서트의 원주를 따라 번갈아 배치되어 있고, 각각의 경우에 서로에 대해 각을 이루어 배치되어 있으며, 전체 n 개의 부분면이 원주를 따라 제공되는 경우에 다각형의 실질적으로 대칭 형상을 갖는 상대각이 360°의 n번째 부분으로서 발생한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 측면 접촉면은 경사면으로부터 확실하게 분리되어 있고, 이러한 분리는 접촉면이 경사면에 대해 각을 이루어 설계된다는 사실에 의해 가장 잘 이루어진다. 기본적으로, 경사면의 연장부를 접촉면으로 사용할 수 있고, 또는 경사면과 접촉면 사이에 확실하게 둥근 접합부를 제공할 수 있으며, 또는 이들 면들중 일부를 주면의 평면에서 굴곡되거나 또는 둥근 면으로서 형성할 수 있다. 그러나, 각각의 공구 또는 절삭 인서트 홀더상의 대응하는 수용부내에 절삭 인서트를 정확하게 위치시키기 위해 특히 접촉면은 평면으로서 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 절삭날을 주면의 평면에서 완전히 굴곡시킬 수 있고, 절삭날 및 경사면의 오목 형상 및 볼록 형상이 가능하다.

주면의 부분은 주면이 경사면과 교차하는 영역에서 여유면을 형성한다. 그러나, 주면의 하나 이상의 중앙 부분이 접촉면으로서 형성되는 본 발명의 실시형태는 이 경우에 바람직하다. 물론 각 경우에 접촉면으로서 사용된 주면은 구체적인 시작 조건에서 비작동 절삭날과 각각 인접하는 반면에, 각 경우에 작동 절삭날과 결합된 주면은 자유면 기능만을 가져서 접촉면으로서 작동하지 않는다.

적어도 절삭날 영역에서의 주면이 오목하거나 편평한 부분 및/또는 돌출부를 가져서 경사면과의 교차에 의해 절삭날 프로파일을 형성하는 본 발명에 따른 절삭 인서트의 실시형태가 특히 바람직하다.

주면의 중앙부가 평면을 형성하는 본 발명의 변형예에 있어서, 절삭날 프로파일을 형성하는 주면의 부분 또는 구조는 또한 중앙부의 평면을 넘어서 외부로 신장한다. 그러나, 이 경우 주면의 중앙부가 정지면을 형성하는 삽입된 위치에서, 주면을 넘어서 돌출하는 구조에 대응하는 대응 언더컷(undercut)이 공구의 절삭 인서트 수용부내에 위치되므로, 비작동 절삭날은 공구의 대응하는 수용 구획에 노출되어 지지력을 받지 않는다는 것이 보장되어야 한다.

그러나, 본 발명의 바람직한 실시형태는, 절삭날 영역에서의 주면이 실질적으로 대칭으로 배치된 편평부를 가지며 그 사이에는 중앙에 바람직하게 배치된 돌출부가 남아 있지만(절삭날을 따른 배치), 이 "돌출부"의 표면이 주면의 중앙부와 공통 평면에 놓여서 여유면을 형성하는 실시형태이다. 그러한 절삭 인서트는 예를 들어 주면을 갖는 블랭크로부터 제조될 수 있는데, 이 주면은 전체적으로 평면이고 또한, 예를 들어 절삭날로서 작용하는 측면의 대략 중간에 위치된 영역을 제외하고는 절삭날로서 작용하는 측면상에서 다각형 윤곽을 가지며, 편평부가 주면내에서 형성되어 있고(또는 처음으로부터 절삭 인서트는 가압 및 소결중에 대응하는 편평부에 의해 형성됨), 이들 편평부가 인접 접촉면의 영역으로 얼마나 멀리 신장하느냐는 중요하지 않다. 어느 경우에 있어서, 편평부는 대략 경사면 또는 절삭날의 중간에 남겨진 영역의 양 측면상에서 멀리 신장해야 하고, 적어도 중심 부분에는 절삭날이 유지된다.

적절하게, 절삭 인서트의 측벽을 따라 경사면과 접촉면이 서로 번갈아 배치되어 있고, 각각의 경우 서로 가장 가까운 2개의 접촉면은 서로에 대해 45°이상 및 180°이하의 각도를 형성해야 한다. 이러한 방식으로 접촉면은 45°내지 180°의 웨지각(wedge angle) 범위내에서 웨지를 형성하고, 각각 2개의 작동 접촉면 사이의 각도가 60°내지 120°의 범위인 것이 바람직한데, 그 이유는 그러한 접촉면 사이의 각도에 의해 위치결정이 최적으로 정확하기 때문이다.

이는 주면의 평면에서 절삭 인서트가 6개 이상, 바람직하게 12개 이하의 날을 가져야 하지만, 2개의 가장 가까운 접촉면이 각각 작동 접촉면으로서 작동하지 않고, 측벽의 2개의 작동 접촉면 사이에 추가적인 비작동 접촉면이 또한 위치되어 있는(하나 이상의 경사면 이외에) 변형예도 가능하다는 것을 의미한다.

바람직한 실시형태에 있어서, 본 발명에 따른 절삭 인서트는 정사각형 각주의 기본 형상을 갖고, 그 가장자리는 절단되어 있으며, 각주의 나머지 측면 또는 상술한 경사면은 경사면으로서 되어 있고, 나머지 면은 접촉면으로 되어 있다.

그 결과, 이러한 절삭 인서트는 주면의 평면도에서 8각형이지만, 경사면 및 접촉면은 동일한 길이의 측면과 일치할 필요는 없고, 또한 이들 경사면 및 접촉면은 절삭 인서트상의 측벽의 원주를 따라 번갈아 배치되어 있다.

경사면이 각각 관련된 주면의 여유면으로 90°이하의 각도를 형성하여 실제적인 절삭날의 기하학적 형상을 얻는 본 발명의 실시형태가 특히 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서 "웨지각" 으로서도 불리는 경사면과 여유면 사이의 각도는 70°내지 80°이다. 적절하게, 이러한 절삭날 형상은 주면으로 기계가공날을 형성하는 측면을 대응적으로 오목하게 형성으로써 달성된다. 측면을 오목하게 형성하는 것은 먼저 경사면의 적절한 오목 형상(주면에 수직인 부분으로 간주됨)에 의해 쉽게 얻어질 수 있지만, 각각의 경우에 경사면을 형성하는 측면은 평면 부분으로부터 형성되고, 특히 절삭 인서트가 절삭날이 경사면과 양 대향 주면과의 접합부에서 형성되는 양면 절삭 인서트인 경우, 대향 주면 또는 여유면에 직접 인접하는 경사면 부분은 바람직하게 140°내지 160°의 웨지각으로 웨지 형상으로 모이지만, 이 웨지의 기부는 다시 2개의 주면에 수직으로 배향되는 평면 부분으로 구성되는 것이 바람직하다. 따라서 구체적으로, 경사면을 형성하는 측면은 절삭날의 중앙 평면에 대칭으로 배치되는 3개 이상의 면 부분으로 구성되고, 중심면 부분은 상부 및 하부 주면에 실질적으로 수직으로 신장하고, 상부 및 하부 주면에 인접하고 주면 및/또는 편평부와 교차하는 면 부분은 각각의 인접하는 주면의 평면과 90°이하의 각도를 형성한다.

또한, 특정한 적용을 위한 본 발명의 바람직한 실시형태는, 주면의 중앙 돌출부와 편평부와의 접합부가 경사면 또는 둥근면을 따라 진행하고 또한 가파르고 단속적이거나 또는 계단형 외형을 따라 진행하지 않으므로, 대응적으로 절삭날의 윤곽은 경사면과 중앙 돌출부와의 교차부 및 중앙 돌출부와 편평부와의 접합부에 의해 형성되는 실시형태이다.

이미 설명한 바와 같이 본 발명은, 또한 본 발명에 따른 절삭 인서트용으로 설계되며 상술한 바와 같이 하나 이상의 수용부, 밀링 공구의 경우에는 바람직하게 여러개의 절삭 인서트용 수용부를 갖는 선반 또는 밀링 공구에 관한 것이다. 이러한 공구에 의해, 수용부는 절삭 인서트가 접선 삽입될 수 있도록 되어야 하고, 수용부의 주정지면은 절삭 인서트의 주면의 적어도 중앙부와 접촉하며, 수용부의 주정지면에 수직으로는 2개의 추가적인 정지면이 서로에 대해 각을 이루어 제공되어 있고, 이들 추가적인 정지면은 45°이상 내지 180°이하의 각도, 바람직하게는 135°이하의 각도를 서로 형성하고, 또한 이들 추가적인 정지면은 공구의 정지면 사이의 언더컷내에서 차례로 보유되는 하나 이상의 경사면에서 정지면 사이를 둘러싸는 절삭 인서트의 2개의 접촉면을 정지시키도록 제공되어 있다.

본 발명에 따르면, 이러한 절삭 공구는 선반 공구의 절삭 인서트 홀더이다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 절삭 공구는 그 원주면이 상술한 절삭 인서트를 접촉 삽입할 수 있는 원통형의 회전 밀링 공구이다.

도 1, 도 2 및 도 3에는, 다각형 평행육면체의 기본 형상을 갖는 절삭 인서 트(1)가 도시되어 있다.

절삭 인서트는, 중심 고정 보어(8)를 둘러싸는 중심 접촉면(2)에 의해 그 평면이 실질적으로 규정되는 상부 주면(2)을 갖는다. 중심 접촉면(2)은 측면의 대략 중앙에서 분기부(21)를 갖는데, 이 분기부는 분기부의 단부에 있는 좁은 절삭날(5)에 대한 여유면을 형성한다. 상면(2)이 중심면(22)에 대해 10°내지 25°의 각도로 편평해지는 편평부(6)을 분기부(21)의 양측면상에 갖는다는 사실에 의해 분기부가 형성되었기 때문에, 2개의 편평부(6) 사이의 중간에는 돌출부(7)가 형성되어 있다. 가장자리 영역에서의 모든 접합부, 예를 들어 돌출부와 편평부(6)와의 모든 접합부는, 일반적으로 0.1 내지 1 mm 범위내의 작은 반경(문자(R(R2, R3))로서 도면내의 다양한 위치에 표시됨)으로 둥글게 처리되는 것이 바람직하다.

도 2a 또는 도 4의 평면도에 가장 잘 도시된 바와 같이, 이 실시형태에서의 절삭 인서트는 상이한 길이의 측면을 갖는 실질적으로 8각형 형상을 가지며, 또한 이 절삭 인서트는 도 2a에서 특히 명백한 바와 같이 경사진 가장자리의 측면 길이(a)를 갖는 정사각형으로서 또한 표시될 수 있다. 절삭 인서트는 복사 등으로 인한 불가피한 부정확성을 제외하고는 도면에 정확한 비율로 도시되어 있고, 도 2a에서 치수(a)는 예를 들어 약 16 mm이다. 물론, 다른 절대 치수도 가능하며, 상술한 치수 비율이 바람직한 경우라도 상대 치수도 특정한 범위내에서 더 변할 수 있다. 모서리를 비스듬히 절단함으로써 8각형의 짧은 측면이 형성되고, 이에 의해 경사면이 형성되며, 또한 편평부(6)를 넘어서 위 또는 아래로 돌출하는 돌출부(7)가 형성된다. 중간에 남겨진 정사각형 형상의 측면은 8각형의 긴 측 면을 형성한다. 도 1, 도 2b, 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 이들 긴 측면은 접촉면(3)이 되고, 짧은 측면(4)은 경사면이 된다. 도면에서 더 알 수 있는 바와 같이, 절삭 인서트는 양면 절삭 인서트로서 설계되어 있고, 즉, 상면(2)은 대응하는 하면과 동일하게 설계되어 있고, 또한 이 상면은 절삭 인서트가 상부 접촉면(22)에 평행한 중심 평면에 관하여 역대칭이 되도록 배치되어 있다. 그러나, 이러한 배치는 상면 및 하면의 절삭날(5)이 역대칭이 아니라 서로에 대해 예를 들어 45°로 회전되어 있는 절삭 인서트의 실시형태의 가능성을 배제하지는 않는다. 또한 접촉면 및 경사면은 반대측상에서 오프셋되고 또한 각각의 경우에 주변 측벽상의 면(예를 들어, 삼각형)에 의해 형성될 수 있다.

본원에 개시된 실시형태에서, 분기부(7)의 상부 여유면(21)과 경사면(4) 사이의 웨지각은 일반적으로 65°내지 80°, 바람직하게 75°이고, 경사면(4)은 돌출부(7)의 양측면의 편평부(6)에 대해 예를 들어 85°의 약간 더 큰 웨지각으로 되어 있다. 상부 여유면(21)에 대해 경사면(4)이 안쪽으로 경사지거나 또는 이들 여유면의 수직면에 대해 경사면(4)이 안쪽으로 경사진 결과, 절삭날(5)은 양의 절삭날 형상을 갖게 된다.

경사면(4)이 단면이 원형으로 또는 타원형으로 오목한 면(주면 및 경사면에 수직)으로서 형성된다 하더라도, 그럼에도 불구하고 바람직한 실시형태는 절삭날(5)에 직접 인접하는 경사면 영역(4)이 주면 부분(42)에 의해 경사면(4)으로서 기능하는 추가적인 면 부분에 연결되는 평면 부분으로서 형성되는 실시형태인데, 상기 주면 부분은 절삭 인서트의 반대 측면상에서 대응하는 절삭날(5)과 인접 한다. 2개의 경사면(4, 4') 사이의 평면 부분(42)은 평면 상부 접촉면(22) 및 대응하는 하부 접촉면에 수직이다.

절삭 인서트의 추가적인 상세한 부분은 도 2a, 도 2b, 및 도 3a - 도 3c에 도시되어 있다. 도 2a는 모서리가 절단된 가장자리를 갖는 정사각형 기본 형상을 매우 명확하게 도시하고, 이러한 가장자리로부터 8각형 형상이 형성된다. 도시된 바와 같이, 절삭 인서트의 각 측면상에는 대응하는 절삭날(5)을 각각 갖는 4개의 돌출부(7)가 형성되어 있으므로, 절삭 인서트는 전방측 및 후방측상에서 전체 8개의 절삭날(5)을 갖는 전체 8개의 돌출부(7)를 구비한다. 경사면 부분을 각각 둘러싸는 측면은 기계가공중에 절삭 공구내에 보유된 절삭 인서트를 지지하는 접촉면(3)을 형성한다.

도 2b의 측면도 및 도 3a의 단면도에 도시된 바와 같이, 본원에 도시된 실시형태의 편평부(6)는 상부 접촉면(22)에 대해 약 10°로 경사져 있고, 경사면(4)은 상부 및 하부 접촉면의 수직면에 대해 약 15°로 경사져 있으며, 즉, 상부 여유면(21)과 75°의 웨지각을 형성하고 또한 편평부(6)와 약 85°의 약간 예각을 형성한다. 고정 보어는 도 3a에 도시된 바와 같이 원형 단면의 곡면을 따라 양 주면으로부터 약 2 mm의 반경(R1)으로 경사져 있다. 절삭날(5) 영역에서의 돌출부(7)의 높이, 즉, 절삭날(5)로부터 돌출부의 양 측면에 제공된 편평부(6)까지의 거리는 일반적으로 0.2 내지 2 mm 이고, 이러한 치수는 궁극적으로 절삭 인서트의 크기 및 편평부(6)의 경사도에 따라 다르다. 구체적으로, 도시된 실시형태에서 이 거리는 1 mm 보다 약간 작은, 예를 들어 0.6 내지 0.8 mm 이므로, 그러한 절삭 인서트에 의해 홈이 약간 더 작은 깊이, 즉, 약 0.7 mm의 깊이로 형성될 수 있다. 물론, 그러한 절삭 인서트의 구체적인 치수 및 각도는 넓은 범위내에서 변할 수 있다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 이미 설명한 절삭 인서트의 8각형 기본 형상 이외에, 다른 다각형 기본 형상, 예를 들어 12각형 기본 형상(도 5) 또는 10각형 기본 형상(도 6)이 형성될 수 있고, 따라서 각각의 경우에 있어서 일측면상에 5개 또는 6개의 절삭날이 수용될 수 있다. 절삭 인서트는 절삭 인서트의 접촉면(31, 32)이 접촉하는 대응 정지면을 갖는 플레이트 시트(plate seat)에 있는 것으로 개략적으로 도시되어 있다. 각각의 경우에 작동 절삭날(5)에 정반대에 위치되거나 또는 거의 정반대에 위치된 절삭날(5), 및 각각의 플레이트 시트내에 위치되며 이들 절삭날에 인접하는 경사면(4)은 절삭날 및 경사면의 보호를 위해 언더컷(50)내에 보유되어 있다.

도 5에 도시된 12각형 기본 형상에 있어서, 측면 접촉면(31, 32)은 서로에 대해 120°의 상대적으로 큰 각도를 형성하지만, 추가적인 중심 고정 볼트에 의해 재현가능한 위치결정 및 지지가 항상 얻어지기 때문에 이러한 큰 각도는 근본적인 결점이 아니다.

도 6에 도시된 10각형 기본 형상에 있어서, 절삭 인서트 수용부의 정지면과 동시에 접촉되는 접촉면(31, 32)은 서로에 대해 단지 약 36°의 상대적으로 예각을 형성하고, 또 다른 접촉면(43)은 플레이트 위치의 과도한 규정을 발생시킬 수 있으며, 이 때문에 플레이트 시트의 매우 정확한 제조가 필요하게 된다. 그러나, 그러한 경우에 있어서 접촉면(31, 32)에 대응하는 정지면을 예를 들어 35.5°의 약간 더 작은 웨지각으로 형성함으로써 필요에 따라 효과가 발생할 수 있으므로, 플레이트 시트의 바닥과 접촉하는 접촉면(43)이 절삭 인서트의 추가적인 삽입을 방지할 때까지, 접촉면은 대응적으로 약간 과도한 크기의 절삭 인서트에 의해 약간 팽창되어 압입된다. 마찬가지로 이러한 방식으로 절삭 인서트의 매우 정확한 위치결정이 달성되고, 측면 정지면의 고정력에 의해 절삭 인서트가 시트내에 신속하게 잘 보유된다.

도 7에 도시된 또 다른 실시형태는 도 1 내지 도 5에 도시된 실시형태와 본질적으로 상이한데, 그 차이점은 상부 여유면(21)과 측면 편평부(6)와의 접합부가 비스듬히 절단되거나 또는 약간 굴곡되어 있으므로, 따라서 절삭날(5)은 편평부(6)와 함께 교차부를 형성하는 경사진 또는 둥근 보조 절삭날을 갖고, 따라서 상술한 실시형태의 경우에 있어서 그러한 절삭날에 의해 얻어진 구조는 직사각형 단면을 갖지 않고 대신에 사다리꼴 단면 또는 더 일반적으로는 트로프(trough) 형상의 단면을 갖는다는 점이다. 또한 편평부(6)는 약간 측방향으로 너무 떨어져 있다. 예를 들어 도 11c에는 이러한 절삭 인서트에 의해 형성된 홈을 갖는 구조물이 도시되어 있다.

도 8a, 도 8b, 도 9a - 도 9c는 선반 공구상에 장착되어 있는 본 발명에 따른 절삭 인서트를 도시한다. 도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 절삭 인서트를 갖는 선반 공구의 2개의 상이한 사시도이다.

도 8 및 도 9에는, 대응하는 가공물과 접촉하는 전방 단부 정지면의 15%(= α)의 약간 경사로 여유면(21) 및 편평부(6)에 대해 조정된 바와 같이 정확한 각도(α, β)로 절삭 인서트가 이른바 "접선" 삽입된 위치가 명백하게 도시되어 있고, 삽입된 상태에서 절삭 인서트의 중심 접촉면(2)은 상기 정지면과 인접한다. 선반 공구의 이러한 단부 정지면의 경사는 접촉면(2)의 수직면에 대한 경사면의 경사와 일치하므로, 경사면은 대응하는 선반 공구의 진행 방향과 대략 수평으로 또한 실질적으로 평행하게 놓인다. 삽입된 위치는 특히 대응하는 각도로 도 9a에 정확하게 도시되어 있다.

절삭날(5)중 하나를 가공물과 접촉시키기 위해, 절삭 인서트는 도 9a 및 도 9b에 상세히 도시된 바와 같이 장착된다. 그 결과, 공지된 바와 같이 낮은 절삭력을 보장하는 실제적인 절삭날의 기하학적 형상이 형성된다. 도 9c는 절삭 인서트(1)가 선반 공구(10)에 의해 가공물(20)에 운반되어 홈(30)을 형성하는 방식을 도시한다. 도 9c는 도 9에 "상세 B" 로서 다시 재현된다. 도시된 바와 같이, 홈은 기껏해야 편평부(6) 위의 절삭날(5)의 높이와 일치하는 깊이를 가질 수 있다. 절삭 인서트의 주면, 즉, 상부면(2)과 반대 하부면이 기계가공되는 가공물 표면에 대략적으로 접하여 진행하기 때문에 절삭 인서트를 삽입하는 이러한 방식은 접선 방식으로 불리고, 이들 상부면 및 하부면은 또한 정확한 접선 방위로부터 작은 간극 각도 만큼만 벗어나는 여유면(21)의 평면을 형성한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 경우에 절삭날로부터 가장 멀리 떨어져 있는 절삭 인서트의 3개의 접촉면은 대응하는 공구 수용부내에서 지지면을 형성한다. 첫째 이들 접촉면은 작동 절삭날의 반대쪽에 위치된 절삭 인서트의 측면상의 중심 접촉면(2)이고, 둘째 이들 접촉면은 작동 경사면(4)에 인접하지 않고 정반대의 경사면(4)에 인접하는 측면 접촉면(3)이다. 이러한 방식으로 위치된 접촉면으로 인해, 매우 정확하게 형성되고 단단한 플레이트 시트가 얻어진다. 절삭 인서트(1)는 중심 고정 보어(8)를 통과하는 고정 볼트에 의해 절삭 인서트 홀더에 부착된다.

도 10에는 사이드 밀링 커터의 측면도가 도시되어 있는데, 이러한 사이드 밀링 커터에는 강한 접촉을 위해 본 발명에 따른 복수의 가역 절삭 플레이트가 장착되어 있다. 도시된 실제적인 실시예에서, 사이드 밀링 커터에는 44개의 가역 절삭 플레이트가 접선 삽입식으로 부착될 수 있다. "접선 삽입"은 주면(22)이 사이드 밀링 커터의 원주에 대해 대략 접선 방향으로 진행하며 또한 필요한 간극 각도 만큼만 이러한 접선 방향에 대해 각을 이루는 것을 의미한다. 이러한 접선 삽입에 의해 고정 볼트가 실질적으로 반경 방향으로 유리하게 장착될 수 있으므로, 인접하는 절삭 인서트 사이에 상대적으로 작은 거리가 유지될 수 있고, 따라서 절삭 인서트의 작동 절삭날이 신속하게 연속적으로 배치될 수 있다. 이러한 사이드 밀링 커터는 일반적으로 수백 mm의 직경을 갖는다.

도 11a에는 이러한 사이드 밀링 커터의 원주의 평면도가 도시되어 있고, 또한 원(B)내에는 원주를 따라 배치된 3개의 절삭 인서트만이 도시되어 있다. 이러한 원(B)은 도 11b에 더 큰 비율로 다시 도시되어 있다. 이 경우, 도 7에 도시된 절삭 인서트가 사이드 밀링 커터용으로 사용되었다. 도 10에 도시된 바와 같이, 사이드 밀링 커터의 원주의 접선에 대해 여유면의 평면을 동시에 형성하는 주면으로 개별적인 절삭 인서트가 너무 경사져 있고, 작동중의 사이드 밀링 커터의 회전 방향은 도시된 삽입에 대해 반시계 방향이다.

도 11c에는 이러한 사이드 밀링 커터 및 도 7에 도시된 절삭 인서트에 의해 축, 예를 들어 캠축 또는 크랭크축상에 형성될 수 있는 프로파일이 도시되어 있다. 이러한 형성중에 축과 사이드 밀링 커터는 동시에 회전하고, 대응하는 주변 홈은 축의 단일 회전중에 형성된다.

본 발명에 따르면, 얕은 구조를 형성하는데 특히 바람직한 절삭 인서트 및 절삭 공구가 제공될 수 있다.

Claims (18)

1. 실질적으로 평행하고 각각 다각형 윤곽을 구비하는 2개 이상의 주면(2) 및 이들 평행 주면을 서로 연결하는 여러개의 측면을 갖는 다면체 형태의 절삭 인서트로서, 적어도 일부 측면과 주면(2)중 적어도 하나의 주면과의 접합부에는 절삭날(5)이 형성되어 있고, 이 절삭날은 해당 주면을 절삭날(5) 부근에서 구조화하여 형성되는 미리설정가능한 프로파일을 갖고,

   a) 일부 측면은 경사면(4)을 형성하고,

   b) 경사면과 함께 절삭날을 형성하는 주면(2)의 부분은 여유면(21)을 형성하고,

   c) 다른 일부 측면 및 주면(2)의 일부는 접촉면(3)을 형성하는 절삭 인서트에 있어서,

   주면(2)은 실질적으로 대칭으로 배치된 2개의 편평부(6)를 절삭날(5)의 영역에서 갖고, 이 편평부 사이에는 중앙 돌출부(7)가 있으며, 이 돌출부의 표면은 여유면 (21) 을 형성하며 또한 상기 주면과 공통 평면에 놓이는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 측면 접촉면(3)은 경사면(4)으로부터 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각각의 경우에 주면(2)의 중심 부는 접촉면인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 주면은 오목하거나 편평한 부분(6) 및 경사면(4)과의 교차에 의해 절삭날 프로파일을 형성하는 돌출부(7) 중 하나 혹은 모두를 적어도 절삭날(5)의 영역에서 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 주면의 중심 부분은 평면을 형성하고, 절삭날 프로파일을 규정하는 주면(2)의 부분은 주면의 중심 부분의 평면을 넘어서 외부로 신장하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
6. 삭제
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전체의 주변 측면은 주면의 평면도에서 보았을 때 서로에 대해 각을 이루는 6개 이상의 면 부분으로 구성되고, 이들 면 부분중에서 3개 이상은 경사면(4)으로 되어 있고, 3개 이상은 평면 접촉면(3)으로 되어 있으며, 경사면의 양 측면에는 하나 이상의 접촉면이 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
8. 제 7 항에 있어서, 절삭 인서트의 측면 원주를 따라 경사면(4)과 접촉면이 번갈아 배치되어 있고, 서로 가장 가깝게 위치된 두 접촉면은 서로 90°보다 크고 180°보다 작은 각을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 절삭 인서트는 가장자리가 절단되어 있는 정사각형 각주의 기본 형상을 갖고, 상기 정사각형 각주의 절단된 측면은 경사면으로 되어 있고 절단되지 않은 측면은 접촉면으로 되어 있거나, 혹은 상기 정사각형 각주의 절단된 측면은 접촉면으로 되어 있고 절단되지 않은 측면은 경사면인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 경사면은 여유면 또는 각각 관련된 주면(2)과 함께 90°보다 작은 각을 형성하여 양의 절삭날 형상이 얻어지는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
11. 제 10 항에 있어서, 절삭날(5)의 웨지각은 70°내지 80°인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 절삭 인서트는 실질적으로 평행한 주면과 일부 측면에 의해 형성된 경사면과의 접합부에서 절삭날이 형성되는 양면 절삭 인서트인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
13. 제 12 항에 있어서, 경사면을 형성하는 측면은 오목하게 되어 있고, 또한 이 측면은 절삭 인서트의 중앙 평면에 대칭으로 배치되는 3개 이상의 면 부분으로 구성되어 있으며, 중앙 면 부분(42)이 상부 및 하부 주면에 실질적으로 수직하게 형성되어 있고, 상기 경사면을 형성하는 측면의 면 부분 중 상부 혹은 하부 주면과 인접하는 면 부분은 주면의 평면과 함께 90°보다 작은 각을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 중앙 돌출부(7)와 편평부(6)와의 접합부는 경사면 또는 둥근면이므로, 절삭날은 경사면과 중앙 돌출부의 교차부 및 중앙 돌출부와 편평부의 접합부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
15. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 절삭 인서트용의 하나 이상의 수용부를 갖는 선반 또는 밀링 공구에 있어서, 상기 수용부는 절삭 인서트가 접선방향으로 삽입될 수 있도록 되어 있고, 수용부의 주정지면은 절삭 인서트의 주면(2)의 적어도 중앙부와 접촉하며, 이 주정지면에 수직 방향으로 서로 각을 이루는 2개의 추가적인 정지면이 절삭 인서트의 두 접촉면(3)을 정지시키기 위해 제공되어 있고, 이들 추가적인 정지면은 서로 45°이상 내지 135°이하의 각도로 형성되어 있고, 경사 정지면 사이의 언더컷내에 보유되는 하나 이상의 경사면이 상기 두 접촉면 사이에 있는 것을 특징으로 하는 선반 또는 밀링 공구.
16. 제 15 항에 있어서, 선반 공구의 절삭 인서트 홀더가 포함되는 것을 특징으로 하는 선반 또는 밀링 공구.
17. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 절삭 인서트용의 하나 이상의 수용부를 갖는 선반 또는 밀링 공구에 있어서, 상기 수용부는 절삭 인서트가 접선방향으로 삽입될 수 있도록 되어 있고, 수용부의 주정지면은 절삭 인서트의 주면(22)의 적어도 중앙부와 접촉하며, 이 주정지면에 수직 방향으로 서로 각을 이루는 2개의 추가적인 정지면이 절삭 인서트의 두 접촉면(3)을 정지시키기 위해 제공되어 있고, 이들 추가적인 정지면은 서로 45°이상 내지 135°이하의 각도로 형성되어 있고, 경사 정지면 사이의 언더컷내에 보유되는 하나 이상의 경사면이 상기 두 접촉면 사이에 있고,

    절삭 공구는 실질적으로 원통형의 회전 밀링 공구로 되어 있고, 이 밀링 공구의 원주면상에는 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 절삭 인서트가 접선 방향으로 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 선반 또는 밀링 공구.
18. 제 2 항에 있어서, 상기 측면 접촉면(3)은 경사면과 각을 이루는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.

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