KR20060043638A

KR20060043638A - 연삭 시스템 및 다양한 액셜 레이크를 갖는 윤곽 절삭 면을생성하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20060043638A
Application number: KR1020050021323A
Authority: KR
Inventors: 크리스티안 딜게르; 믹하일 시마코브
Original assignee: 발테르 마쉬넨바우 게엠베하
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-05-15
Also published as: DE102004012742A1; US7081039B2; EP1577055A2; TW200603941A; CN1669737A; JP4739784B2; EP1577055B1; TWI360458B; US20050202759A1; ATE366638T1; DE502004004285D1; CN1669737B; ES2289421T3; EP1577055A3; BRPI0500415A; JP2005262434A

Abstract

연삭 시스템 및 대응 연삭 방법 양자는 미리 결정된 주변 조건들에 기초한 금속 절삭 툴의 코너 절삭 날 및 코너 절삭 면의 외형(geometry)을 바람직하게는 자동적으로 한정하는 프로그램 또는 프로그램 세그먼트(segment)로서, 바람직하게 구현된 모듈에 기초된다. 바람직한 유효 프로파일뿐만 아니라 상기 면 끝 절삭 날의 액셜 레이크 및 원주 절삭 날의 액셜 레이크는 미리 결정된 주변 조건으로서 제공할 수 있다. 다른 주변 조건들은 면 끝 칩 절삭 면, 코너 절삭 면 및 원주 절삭 면 사이의 절삭 면의 원만한 변위(smooth transition)일 수 있다. 긴 서비스 수명을 갖고 동시에 좋은 가공 성능이 달성될 수 있는 툴이 얻어진다.

금속 절삭 툴, 액셜 레이크, 윤곽 절삭, 원주 절삭, 코너 절삭, 칩 절삭

Description

연삭 시스템 및 다양한 액셜 레이크를 갖는 윤곽 절삭 면을 생성하기 위한 방법{Grinder system and method for creating a contoured cutting face with a variable axial rake angle}

도면에서, 본 발명의 하나의 실시 예가 도시되어 있다. 도시된 것은 :

도 1, 간소화되고, 단편적인 측면도로, 본 발명의 연삭 방법 및 연삭 시스템으로 생성된 금속 절삭 툴;

도 2, 면 끝 절삭 날 영역에서 도 1의 금속 절삭 툴의 유효 프로파일;

도 3, 그 면 끝을 향해 본 사시도에서 도 1의 금속 절삭 툴.

도 4, 다른 스케일(scale) 상에서, 반경 방향(radial direction)으로 본 도 1 및 도 3의 상기 금속 절삭 툴의 단편 사시도.

도 5, 매우 개략적인 도면에서의 연삭 시스템;

도 6, 매우 개략적인 도면에서 금속 절삭 툴 및 그 좌표; 및

도 7, 블록 회로 도(block circuit diagram)의 형태로 된, 도 5의 연삭 시스템을 제어하기 위한 제어 유닛(control unit).

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 금속 절삭 툴(metal-cutting tool)

2,3,4,5,6,7 : 면 끝 절삭 날(face-end cutting edge)

8,9,10,11,12,13 : 면 끝 칩 공간(face-end chip space)

14, 15 : 코너 절삭 날(corner cutting edge)

16, 17 : 원주 절삭 날(circumferential cutting edge)

23, 24 : 코너 절삭 면(corner cutting face)

27, 28 : 면 끝 칩 절삭 면(face end chip cutting face)

35 : 연삭 시스템(grinder system)

38 : 위치 설정 장치(positioning device)

39 : 제어 장치(control device)

41 : 면 끝 칩 공간 모듈(face-end chip space module)

43 : 원주 칩 공간 모듈(circumferential chip space module)

45 : 좌표 모듈(coordination module)

47 : 코너 칩 공간 모듈(corner chip space module)

본 발명은 연삭 시스템, 연삭 프로그램, 대응 연삭 프로그램(corresponding grinding program)을 갖는 데이터 저장 수단(medium) 및 다양한 액셜 레이크(axial rake angle)을 갖는 윤곽 절삭 면(contoured cutting face)을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.

원주 절삭 날(circumferential cutting edges)뿐만 아니라 면-끝 절삭 날 (face-end cutting edges)과 코너 절삭 날(corner cutting edges) 양쪽 모두를 구비한 밀링 툴(milling tools)은 일반적으로 상기 원주 절삭 날 상에 상기 면-끝 절삭 날의 액셜 레이크와는 다른 액셜 레이크를 구비한다. 특히 그것들이 큰 스파이럴 각(spiral angle) 즉, 작은 리드 각(lead angle)을 갖는다면, 이것은 특히 헬리컬 원주 칩 공간(helical circumferential chip spaces)을 갖는 밀링 툴임에 틀림없다. (상기 스파이럴 각과 리드 각은 함께 90°까지 증가한다.) 이러한 칩 공간(chip spaces)이 상기 면 끝 절삭 날까지 계속되면, 그 결과는 불안정한 깨어지기 쉬운 코너(corners)들이 된다. 상기 면 끝 절삭 날의 영역과 상기 원주 절삭 날의 영역 사이의 액셜 레이크(axial rake angle)가 상기 면 끝 절삭 날과 상기 원주 절삭 날 사이에 위치된 코너 절삭 날의 영역에서 선택되면, 그 후에 상기 코너 절삭 날의 형태는 이상적이지 않다. 반대로, 상기 면 끝 절삭 날의 상기 액셜 레이크가 상기 코너 영역에 또한 제공되면, 그 후에 다시 한번 상기 코너 절삭 날의 영역에서의 파손이 그 결과일 수 있다. 이 파손은 상기 면 끝 칩 공간과 상기 원주 칩 공간의 다른 스파이럴 각으로부터 기인된 코너 때문이다.

출발점으로서 상기를 바탕으로, 본 발명의 목적은 연삭 방법, 연삭 시스템 및 향상된 밀링 툴이 생성될 수 있는 연삭 프로그램을 개시하는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 연삭 시스템, 실행 가능한 형태의 청구항 10의 연삭 프로그램 또는 청구항 21의 데이터 저장 수단(data storage medium) 및 청구항 22의 방법에 의해 달성된다.

상기 면 끝 절삭 날의 칩 공간(chip space)은 상기 면 끝 칩 공간의 연삭 작동을 제어하는 면 끝 칩 공간 모듈(face-end chip space module)에 의해 발생된다. 따라서, 상기 원주 칩 공간의 연삭 작동은 원주 칩 공간 모듈(circumferential chip space module)에 의해 제어된다. 본 발명에 따르면, 상기 원주 칩 공간의 발생을 자동적으로 제어하는 코너 칩 공간 모듈(corner chip space module)이 제공된다. 상기 연삭 시스템은 공정(process)에서 곡선 경로(curvilinear path)를 따라 안내된다. 이 경로는 적어도 미리 결정된 주변 조건(peripheral conditions)으로 부터 발생된다. 이것들 가운데에는 예를 들어 상기 코너 절삭 날의 미리 결정된 유효 프로파일(effective profile), 상기 코너 절삭 날에서 상기 면 끝 절삭 날까지의 킨크(kink)가 없는 원만한 연결(smooth connection), 및/또는 원주 절삭 날 및/또는 미리 결정된 코너 액셜 레이크(corner axial rake angle) 또는 미리 결정된 상기 코너 액셜 레이크의 미리 결정된 코스가 있다. 가장 단순한 예로, 상기 코너 액셜 레이크의 코스는 상기 액셜 레이크(예를 들어 면의 가능한 가장 작은 곡률이 생성된 것)가 상기 면 끝 칩 절삭 면에서 상기 원주 절삭 면까지에 걸쳐 이동되는 함수를 정함으로써, 상기 면 끝 칩 공간의 액셜 각과 스파이럴 레이크 각으로부터 자동적으로 발생될 것이다. 이 함수는 분석적으로 또는 테이블의 형태에서 미리 결정될 수 있다. 후자의 경우로, 상기 면 끝 칩 공간의 액셜 각 및 액셜 레이크, 코너 반경, 및 툴 지름을 구체화한 적응은 비례축소(scaling)에 의해 행해질 수 있다.

연삭 프로그램과 연삭 방법과 같은 본 발명의 연삭 시스템은 미리 결정된 면 끝 액셜 레이크(face-end axial rake angle)와 원주 액셜 레이크(circumferential axial rake angle)(이것은 역시 스파이럴 각 또는 원주 액셜 레이크로 불린다.) 뿐만 아니라 미리 결정된 유효 프로파일을 가진 금속 절삭 툴을 생성할 수 있도록 한다. 이는 어떠한 사용자의 기술들 이상일 수 없는 단순 투입으로 행해진다. 상기 코너 칩 공간 모듈은 인접한 칩 공간들과 접하고 그 내부에서 상기 코너 절삭 날이 입력 및 여기에서 정해진 코너 반경을 갖는 바람직한 유효 프로파일과 어울리는 코너 절삭 면 프로파일(corner cutting face profile)을 자동적으로 발생한다. 상기 절삭 면들과 그들의 변위들은 원만하고 파셋(facets)이 없다. 상기 절삭 날은 마찬가지로 상기 면 끝 절삭 날부터 상기 원주 절삭 날에 이르는 그 전체 코스에 킨크(kinks)와 코너(corners)가 없다. 상기 면 끝 액셜 레이크 및 상기 원주 액셜 레이크는 서로 독립적으로 정해질 수 있다. 그 결과는 좋은 내구성의 코너 절삭 날이다. 칩들의 흐름은 상기 칩 공간의 원만한 실시 예에 의해 증진된다.

게다가, 대응 파워 연삭기는 프로그램하는데 단순하고, 빠른 가공 시간이 성취될 수 있다. 이는 특히 상기 코너 절삭 날, 즉 상기 원주 칩 공간이 일 방향 운동으로 연마되기 때문에 틀림없다. 이러한 점에 도움이 되도록 일찍 시도된 위치에 다른 각으로부터 복수 번 접근할 필요가 없다. 가장 단순한 예로, 상기 면 끝 절삭 날, 코너 절삭 날 및 원주 절삭 날은 일 방향으로 연마될 수 있다. 바람직하게, 그러나, 상기 면 끝 칩 공간, 상기 코너 칩 공간 및 상기 원주 칩 공간은 일정한 탄 젠트(tangent)로 서로 인접한 각각 개별 경로를 갖는 연삭 휠(grinding wheel)의 독립 운동(separate motion)으로 생성된다. 상기 면 끝 칩 공간, 코너 칩 공간 및 원주 칩 공간은 이후 교대로 하나 및 같은 연삭 툴을 이용해서 생성된다. 이러한 방법으로, 특히 합리적인 가공 조작이 달성된다.

본 발명의 유리한 실시 예의 더 상세함들이 도면, 뒤이은 상세한 설명, 또는 청구항으로부터 명백하게 될 것이다.

도 1에서, 면 코너 밀링 커터(face-corner milling cutter)의 형태로 금속 절삭 툴(metal-cutting tool)이 도시된다. 이 금속 절삭 툴은 도 3 및 4에도 역시 보여진다. 이것은 본질적으로 반경 방향으로(radially) 향하고, 피봇 축(C, 도 4)이 직각(right angle)상태에 있는 동일 평면에 위치된 면 끝 절삭 날(2, 3, 4, 5, 6, 7)을 갖는다. 상기 면 끝 절삭 날(2 에서 7)은 면 끝 칩 공간(8 에서 13)을 정한 면 끝 칩 절삭 면들에 의해 연결된다. 상기 면 끝 절삭 날(2 에서 7)에서, 예를 들어 축 방향으로 5°또는 10°에 달하는 레이크(axial rake angles α_ss; 도 2를 보라)가 정해진다. 아니면, 상기 면 끝 절삭 날(2 에서 7) 및 상기 면 끝 칩 공간(8 에서 13)은 서로로부터 실질적으로 동일하게 또는 다르게 구현될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 긴 끝 티스(end teeth) 및 네 개의 짧은 티스가 제공될 수 있다. 상기 인접한 면 끝 절삭 날과 원주 절삭 날은 역시 동일하게 구현된다. 그것들은 상기 면 끝 절삭 날(6, 7), 상기 인접한 코너 절삭 날(14, 15) 및 이들 코너 절삭 날에 인접한 상기 원주 절삭 날(16, 17)을 기초로 아래 예가 묘사되어 있고, 이들 모 두는 도 4에서 볼 수 있다.

도 2는 상기 금속 절삭 툴(1)의 유효 프로파일을 도시한다. 첫째, 반경 방향으로 연장된 부분(radially extending portion, 18)은 면 끝 절삭 날(2 에서 7)에 의해 생성된다. 상기 유효 프로파일은 이후 여기에 분리하여 동일시되지 않은 상기 나머지 코너 절삭 날뿐만 아니라 상기 코너 절삭 날(14, 15)에 의해 발생된 반경 R1을 갖는 커버 부분(curved portion, 19)을 갖는다. 게다가, 상기 유효 프로파일은 더 큰 반경 R2를 갖고 상기 커버 부분(19)과 접한 부분(a portion, 21)이 제공될 수 있다. 상기 부분(21)은 도 2에서 선형인 부분(a portion, 22)과 병합하여 원통 윤곽(cylindrical contour)을 그린다. 적어도 상기 부분(19)은 상기 부분(21, 22)이 원주 절삭 날(16) 또는 역시 상기 코너 절삭 날(14, 15)의 부분들에 의해 생성되는 반면, 상기 코너 절삭 날(14, 15)에 의해 생성된다. 이렇게 상기 코너 절삭 날은 상기 부분(21)으로 연장한다. 코너 절삭 날(14, 15)은, 도시된 바와 같이, 가령 타원 또는 이와 같은 원형-곡선된 유효 프로파일(circular-curved effective profile) 또는 다른 유효 프로파일로 제공될 수 있다. 상기 코너 절삭 날(14, 15)은 윤곽 절삭 면으로 역시 불리는 절삭 면(23, 24)상에서 경계한다. 그것들은, 도 4의 점선으로 나타난 선(25, 26)에서, 상기 면 끝 절삭 날(6, 7) 상에서 경계지고 그러므로 역시 면 끝 칩 절삭 면으로 불리는 상기 절삭 면(27, 28)에 병합된다. 상기 선(25, 26)은, 이상적인 경우에, 어떠한 날 및 특히 어떠한 숄더(shoulders)를 나타내지 않는다. 날이 상기 선(25, 26)에서 형성되면, 이후 상기 윤곽 절삭 면(23, 24) 및 상기 면 끝 칩 절삭 면(27, 28)들은 예를 들어 160°내지 180°의 범 위의 둔각에서 이 선들과 만난다. 따라서 인접 절삭 면들 사이의 변위(transition)는 각 경우에서 본질적으로 원만(smooth)하다.

도 4의 점선으로 나타난 선(31, 32)에서, 상기 원주 절삭 날(16, 17)은 역시 원주 절삭 면으로 불리는 절삭 면(33, 34)상에서 경계한다. 상기 선(31, 32)은 다시 한번 어떠한 특정 날과 특히 어떠한 숄더를 나타내지 않는다. 상기 인접한 절삭 면들은 바람직하게 일정한 탄젠트에서 또는 모든 가능한 상태에서 160°이상인 둔각에서 만난다.

상기 원주 절삭 날(16, 17)에서, 도 6에서 볼 수 있는 상기 스파이럴 각 S에 대응하는 액셜 레이크는 상기 면 끝 절삭 날(6 또는 7)에서 더욱 현저하게 크다. 상기 스파이럴 각 S는 예를 들어 30°이상일 수 있다. 상기 코너 영역에 있는 상기 절삭 면(23, 24)은 상기 면 끝 절삭 날(6, 7)에서의 작은 액셜 레이크로 부터 상기 원주 절삭 날(16, 17)에서의 큰 액셜 레이크까지의 변위(transition)를 생성한다. 상기 절삭 면(23, 24)은 상기 면 끝 절삭 날(6)이 킨크 또는 숄더 없이 상기 원주 절삭 날(16)에 교대로 병합하는 상기 코너 절삭 날(14)에 킨크 또는 숄더 없이 병합한 그러한 방법으로 만곡(curved)되고 휘감긴다(coiled). 동일한 것은 모든 다른 절삭 날들을 위한 것뿐만 아니라 도 4에서 볼 수 있는 상기 면 끝 절삭 날(7), 코너 절삭 날(15) 및 원주 절삭 날(17)의 조합을 위한 것임에 틀림없다. 상기 코너 절삭 날(14 또는 15)은 따라서 각 경우에서 일정한 탄젠트로 상기 각 인접한 면 끝 절삭 날(6, 7) 및 상기 각 인접 원주 절삭 날(16, 17)을 연결한다. 동시에, 이것은 상기 정해진 반경 R을 갖는 상기 부분(19)에서 도 2의 유효 프로파일을 결정한다. 많은 경우에서 유리하고 상기 코너 절삭 날(14, 15)이 부착할 수 있는 다른 조건은 최소 곡률이다. 이러한 상기의 조건들로부터, 상기 코너 절삭 날(14 또는 15)의 프로파일은 명확하게 결정될 수 있다. 따라서 상기 프로파일 절삭 면(23, 24)의 곡률은 적어도 상기 인접한 절삭 면(27, 28 및 33, 34)에 이것의 원만한 변위가 각각 고려되면, 역시 명확하게 정해진다.

지금까지 설명된 상기 칩 공간 및 절삭 날 외형(geometry)을 생산하기 위하여, 도 5에서 개략적으로 도시한 연삭 시스템(35)이 제공된다. 이것은 상기 금속 절삭 툴(1), 또는 그 블랭크(blank)를 받기 위한 홀딩 또는 처킹(chucking) 장치(36)를 포함한다. 바람직하게, 상기 블랭크 또는 상기 금속 절삭 툴(1)은 축 C에 관하여 회전 가능하게 지지된다. 대응 회전각은 A로 표시된다. 게다가 상기 연삭 시스템(35)은 예를 들어 회전하기 위해 구동되는 연삭 휠(grinding wheel)의 형태의 연삭 툴(37)을 포함한다. 상기 대응 연삭 헤드는 상기 연삭 헤드 및 이를 갖는 상기 연삭 툴(37)이 스파이럴 각 S를 정할 수 있도록 하기 위해, 상기 반경 방향 R 및 종방향 z 양자 모두와 추가적으로 상기 반경 방향에 관하여 피봇할 수 있게 조절할 수 있도록 지지된 위치 설정 장치(positioning device, 38)에 의해 이동된다. 상기 위치 설정 장치(38)는 도 5에서 단지 개략적으로만 나타난 제어 유닛(39)에 의해 제어된다. 상기 제어 유닛(39)은 바람직하게 프로그램 제어된다. 제어 프로그램의 부분들은 개략적으로 도 7에서 도시된다.

상기 제어 유닛(39)은 예를 들어 입출력 장치뿐만 아니라 적절한 메모리들과 소통하고 상기 위치 설정 장치(38)를 제어하는 컴퓨터의 형태로 된 하드웨어 컴포 넌트(hardware component)를 포함한다. 도 7은 상기 제어 유닛(39)을 동작하는 프로그램의 부분을 도시한다. 이 프로그램은 상기 면 끝 절삭 날(예를 들어, 선형의 또는 만곡된) 및 인접한 면 끝 칩 공간의 형태를 특징짓는 데이터를 포함하는 면 끝 칩 공간 모듈(face-end chip space module, 41)을 포함한다. 상기 데이터는 메모리에 저장된 테이블로부터 취해지거나, 또는 그것들은 입력 인터페이스(42)를 경유하여 입력될 수 있다. 하나의 전형적인 입력 데이터(input datum)는 상기 면 끝 절삭 날의 상기 액셜 레이크 α_ss이다.

상기 제어 프로그램은 또한 메모리에 입력되었거나 저장된 데이터로부터 상기 원주 칩 공간 및 상기 원주 절삭 날을 연삭하기 위해 요구된 제어 명령들 또는 신호들을 발생하는 원주 칩 공간 모듈(a circumferential chip space module, 43)을 포함한다. 입력 인터페이스(44)를 경유하여 입력될 수 있는 전형적인 데이터는 예를 들어, 상기 스파이럴 각 S, 지름 D, 및/또는 상기 원주 절삭 날의 액셜 레이크 α_su이다. 상기 모듈(41, 43)들은 출력 인터페이스(output interface, 46)를 통해 직접 또는 간접적으로 상기 위치 설정 장치(38)를 제어하는 좌표 모듈(coordination module, 45)의 요구에 따라 그들 데이터를 공급한다.

상기 제어 프로그램(소프트웨어)은 또한 코너 칩 공간 모듈(a corner chip space module, 47)(역시 프로파일 칩 공간 모듈(profile chip space module)로서 알려져 있다.)을 포함한다. 상기 소프트웨어는 상기 면 끝 칩 공간 모듈(41)과 상기 원주 칩 공간 모듈(43)로 부터 데이터를 받는다. 이것은 또한, 더 도시되지 않 았지만, 상기 면 끝 칩 공간 및 상기 원주 칩 공간 사이의 변위 또는 전형적인 변위를 설계하기 위한 논리 법칙들(logical rules)이 테이블의 형태로 메모리 내에 저장된 메모리에 접근할 수 있다. 상기 면 끝 절삭 날의 액셜 레이크 α_ss 및 원주 절삭 날의 액셜 레이크 α_su로 부터의 상기 코너 칩 공간 모듈(47)은, 예를 들어, 상기 코너 절삭 날(14 또는 15 또는 다른 것들)에 대한 액셜 레이크 코스(axial rake angle course)를 결정하고 상기 인접한 절삭 면(27, 33 및 28, 34)들에 숄더 없이 병합하기 위해 연장하기로 결정된 상기 코너 절삭 면(23, 24)을 일으킨다. 이것으로부터, 상기 코너 칩 공간 모듈은 제어 데이터 또는 신호를 확인하고 상기 좌표 모듈(45)의 요구에 따라 이것들을 전송한다.

상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 예를 들어 원통 좌표(cylinder coordinates)에서 실행될 수 있는 계산에 의해 상기 연삭 시스템(35)을 위해 요구된 제어 데이터를 확인한다. 도 6의 원통 좌표에서, 도 2 및 4의 상기 원주 윤곽은 예를 들어 아래와 같이 표현된다.

원주 윤곽(circumferential contour) : R(z)(종 좌표 z에 대한 반경 좌표 R), 및

반경 방향 위치(radial position) : A(z) (종 좌표 z에 대한 극 각(polar angle) A)

상기 극 각의 코스는 편의상 아래와 같이 종 좌표 z에 대한 함수로서 스파이럴 각 S(z)로 기술한다.

이로부터, 상기 극 각에 대해서는, 식은 아래와 같다.

이 식으로부터, 상기 절삭 날의 코스는 상기 스파이럴 각 및 상기 반경 또는 반경 코스의 상세(specification)에 의하여 계산될 수 있다. 적분 상수는 상기 이렇게 정해진 절삭 날의 변위 영역(최대 Z 좌표)의 끝점이 상기 원주 칩 공간의 표면에 위치하기 위해 선택된다. 심리스 변위(seamless transition)는 상기 원주 칩 공간에 의해 정해진 것처럼 상기 코너 절삭 날에서 상기 원주 절삭 날까지 이렇게 정해진다. 상기 윤곽 절삭 면은 상기 이렇게 정해진 절삭 날을 따라 상기 연삭 휠의 운동에 기인한다. 과정에서, 상기 연삭 휠은 상기 면 끝 상의 상기 코너 절삭 날에 접촉한다. 존재하는 어떤 자유도(degrees of freedom)는 상기 절삭 날의 모든 점에서 중심 프로파일(core profile)과 레이크(rake angle)를 나타냄으로써 정해진다. 그러나, 상기에서 언급되고 기술된 식에 의해 표현된 바와 같이, 정의(definition)는 상기 면 끝 칩 절삭 면과 상기 원주 절삭 면 사이의 간극을 최소한적으로 만곡된 면으로 내삽(interpolating)함으로써 역시 행해질 수 있다.

상기 절삭 날은 상기 칩 공간 면과 툴 플랭크(tool flank)에 의해 형성된다. 지금까지 기술된 상기 연속된 절삭 날, 또는 다시 말해 상기 면 끝 절삭 날(6)에서 상기 코너 절삭 날(14)을 통과해 상기 원주 절삭 날(16)까지 연장된 숄더나 킨크가 없는 이것의 생성(generation)은 상기 기술된 방법과 유사한 방식으로, 가능한 상기 금속 절삭 도구(1) 상의 툴 플랭크의 단순하고 멋진(elegant) 산물을 만든다. 상기 면 끝상의 툴 플랭크는 도 3에서 도면 부호 2a에서 7a에 의해 확인된다. 대응 코너 툴 플랭크(corresponding corner tool flank)는 모든 다른 코너 툴 플랭크들의 하나의 예로서 상기 코너 툴 플랭크(14a)의 형태로 도 3에서 도시된다. 도 3 및 4에 도시된 원주 툴 플랭크(circumferential tool flank, 16a)는 모든 상기 원주 툴 플랭크의 하나의 예로서 나타나 있다. 상기 코너 절삭 면(23)에 속하는, 상기 코너 툴 플랭크(14a)는 숄더(shoulders)나 날(edges) 없이 상기 인접한 툴 플랭크(6a, 16a)에 병합한다. 상기 원주 툴 플랭크는 예를 들어 연삭 휠의 둥근 날(rounded edge)로 생성된다. 이것은 상기 절삭 날 상에서 경계되고 상기 바람직한 여유 각(clearance angle)으로 생성된다. 상기 연속된 절삭 날 코스의 이것을 위한 필수 조건은 상기 절삭 날(6, 14, 16)에 의해 부합된다. 이것은 특히 상기 코너 절삭 면과 원주 절삭 면 사이의 변위 점(transition point) 및 상기 면 끝 칩 절삭 면과 상기 코너 절삭 면 사이의 변위 점에서 확인된다.

끝 영역 또는 다시 말해 상기 면 끝 칩 공간(8 에서 13)의 영역에서의 상기 스파이럴 각은 예를 들어, 10°에 달한다. 상기 코너 절삭 날 또는 상기 절삭 면(23, 24)의 영역에서, 이것은 상기 원주 칩 공간의 스파이럴 각보다 약간 작은 값까지 계속적으로 증가한다. 상기 원주 칩 공간에서의 스파이럴 각이 60°라면, 이후 상기 원주 칩 공간의 스파이럴 각은 예를 들어 58°까지 증가한다. 이것은 한편으론 안정성은 상기 끝 영역에서 존재하고, 그리고 다른 한편으로 도 2에서 볼 수 있는 두 반경 R1, R2의 변위 점에서 상기 절삭 날의 코스에서 제공되는 어떠한 코너에서도 결과로서 얻어진다. 상기 윤곽 절삭 면(상기 절삭 면 23)의 끝에서, 상기 스파이럴 각은 그러므로 다소 상기 원주 칩 공간의 스파이럴 각보다 작아서, 상기 윤곽된 절삭 면(또는 절삭 면 23)은 상기 원주 칩 공간을 언더컷할 수 없다.

상기 z 좌표의 함수로서 상기 스파이럴 각의 코스는 테이블을 통해 상기 코너 절삭 면(23)을 위한 메모리에 기술 또는 저장될 수 있다. 대체적으로 또는 덧붙여, 함수를 통해 상기 윤곽 절삭 면(또는 절삭 날 23)의 레이크를 정할 수 있다. 이 면은 축소된 곡률을 가진 상기 인접한 절삭 면들과 연결할 수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로, 이 가능성은 상기 절삭 면(23)의 레이크를 자유롭게 정함으로써 제공될 수 있다. 그 목적을 위해, 가령 입력 마스크(masks), 입력 테이블(tables) 및 유사한 것과 같은 적합한 입력 수단이 상기 z 좌표의 함수로서 수동적으로 입력되는 상기 레이크까지 제공될 수 있다. 상기 입력 필드(fields)는 상기 대응 코너 칩 공간 모듈(corresponding corner chip space module)에 의해 상정된 값으로 채워질 수 있다.

상기 연삭 방법 및 제안된 연삭 시스템을 갖는, 이전에 알려지지 않은 성능, 그리고 특별히 상기 코너 영역에서 파셋되지 않은 절삭 면(unfaceted cutting face) 및/또는 파셋되지 않은 툴 플랭크(unfaceted tool flanks)를 갖는 밀링 툴들이 생성될 수 있다. 특히, 상기 절삭 날은 상기 면 끝에서 상기 원주까지 킨크 및 코너가 없다. 게다가, 적합하게 된 코너 외형 때문에, 그러한 금속 절삭 툴은 좋은 내구성을 갖는다.

연삭 시스템 및 대응 연삭 방법 양자는 미리 결정된 주변 조건에 기초하여 금속 절삭 툴의 상기 코너 절삭 날 및 상기 코너 절삭 면의 외형(geometry)을 바람직하고 자동적으로 정의하는 프로그램 또는 프로그램 세그먼트(segment)로서 바람직하게 구현된 모듈에 기초한다. 바람직한 유효 프로파일뿐만 아니라 상기 면 끝 절삭 날의 액셜 레이크 및 상기 원주 절삭 날의 액셜 레이크는 미리 예정된 주변 조건들로서 제공할 수 있다. 다른 주변 조건은 상기 면 끝 칩 절삭 면, 코너 절삭 면 및 원주 절삭 면 사이의 상기 절삭 면의 원만한 변위일 수 있다.

긴 서비스 수명 및 동시에 좋은 가공 성능이 획득될 수 있는 툴을 얻을 수 있다.

Claims

금속 절삭 툴(1)에 절삭 면들(8, 23, 33)을 형성 또는 가공하기 위해, 작업 소재로서 기능하는, 연삭되어야 하는 상기 금속 절삭 툴(1)에 대하여 위치 설정 장치(positioning device, 38)에 의하여 움직일 수 있는 적어도 하나의 연삭 툴(grinding tool, 37)과,

상기 위치 설정 장치(38)를 제어하며,

a. 미리 결정된 면 끝 칩 공간을 가공하기 위하여 상기 연삭 툴(37)을 안내하기 위한 면 끝 칩 공간 모듈(face-end chip space module, 41);

b. 미리 결정된 원주 칩 공간을 가공하기 위하여 상기 연삭 툴(37)을 안내하기 위한 원주 칩 공간 모듈(circumferential chip space module, 43); 및

c. 미리 결정된 면 끝 절삭 날(8) 및 미리 결정된 원주 절삭 날(16)로부터 코너 절삭 면(23)을 결정하고 이 면을 형성하기 위해 상기 연삭 툴(37)에 의하여 적절히 상기 위치 설정 장치(38)를 제어하는 코너 칩 공간 모듈(corner chip space module, 47)을 포함하는 제어 유닛(39)을 구비하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭을 위한 연삭 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 코너 절삭 면(23)은 면 끝 칩 절삭 면과 접해 있는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭을 위한 연삭 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 코너 절삭 면(23)은 원주 절삭 면(33)과 접해 있는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭을 위한 연삭 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 코너 칩 공간 모듈(47)이 면 끝 절삭 날(6)과 접해 있는 코너 절삭 날(14)로 부터 상기 코너 절삭 면(23)을 확정하는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭을 위한 연삭 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 코너 칩 공간 모듈(47)이 원주 절삭 날(16)과 접해 있는 코너 절삭 날(14)로부터 상기 코너 절삭 면(23)을 확정하는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭을 위한 연삭 시스템.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 코너 칩 공간 모듈(47)이 상기 면 끝 절삭 날(6)과 상기 원주 절삭 날(16)사이의 곡선을 연결한 최소의 곡률로서 상기 코너 절삭 날(14)을 결정하는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭을 위한 연삭 시스템.
제 6 항에 있어서,

코너 절삭 날(14)을 결정하기 위한 상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 추가적인 미리 결정된 매개변수(parameter)로서 코너 절삭 날(14)의 미리 결정된 유효 프로파일(R1)을 고려한 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭을 위한 연삭 시스템.
제 6 항에 있어서,

코너 절삭 면(23)을 결정하기 위한 상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 추가적인 미리 결정된 매개변수들로 미리 결정된 코너 레이크들을 고려한 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭을 위한 연삭 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 언더컷(undercut) 생성을 방지하기 위해 상기 원주 절삭 면(33)의 리드 각(S1)에 대해 정(positive)의 예각(acute angle)을 갖는 원주 절삭 면(33)으로의 변위(transition)에서 상기 연삭 툴(37)을 안내하는 상기 위치 설정 장치(38)를 위한 트리거 신호(trigger signals)를 발생하는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭을 위한 연삭 시스템.
금속 절삭 툴(1)에 칩 공간들(chip spaces)을 가공하기 위해, 작업 소재로서 기능하는, 연삭되어야 하는 상기 금속 절삭 툴(1)에 대하여 위치 설정 장치(38)에 의하여 움직일 수 있는 적어도 하나의 연삭 툴(grinding tool, 37)에 의하고,

상기 위치 설정 장치(38)의 제어를 위한 제어 유닛(39)에서 실행할 수 있고,

a. 미리 결정된 면 끝 칩 공간을 가공하기 위하여 상기 연삭 툴(37)을 안내하기 위한 면 끝 칩 공간 모듈(41);

b. 미리 결정된 원주 칩 공간을 가공하기 위하여 상기 연삭 툴(37)을 안내하기 위한 원주 칩 공간 모듈(43); 및

c. 미리 결정된 면 끝 칩 공간 및 미리 결정된 원주 칩 공간으로부터 코너 절삭 면(23)을 결정하고 이 면을 형성하기 위해 상기 연삭 툴(37)에 의하여 적절히 상기 위치 설정 장치(38)를 제어하는 코너 칩 공간 모듈(47)을 포함하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭용 연삭 프로그램
제 10 항에 있어서,

상기 코너 절삭 면(23)이 면 끝 칩 절삭 면에 접하도록 하는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭용 연삭 프로그램.
제 10 항에 있어서,

상기 코너 절삭 면(23)이 원주 절삭 면(33)에 접하도록 하는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭용 연삭 프로그램.
제 10 항에 있어서,

상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 면 끝 절삭 날(6)에 접해 있는 코너 절삭 날(14)로 부터 상기 코너 절삭 면(23)을 확정하는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭용 연삭 프로그램.
상기 제 10 항에 있어서,

상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 원주 절삭 날(16)과 접해 있는 코너 절삭 날(14)로 부터 상기 코너 절삭 면(23)을 확정하는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭용 연삭 프로그램.
제 13 항 또는 제 15 항에 있어서,

상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 상기 면 끝 절삭 날(6) 및 상기 원주 절삭 날(16)사이의 곡선을 연결한 최소 곡률로서 상기 코너 절삭 날(14)을 결정하는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭용 연삭 프로그램.
제 15 항에 있어서,

상기 코너 절삭 날(14)을 결정하기 위한 상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 추가적인 미리 결정된 매개변수로서 상기 코너 절삭 날(14)의 미리 결정된 유효 프로파일(R1)을 고려한 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭용 연삭 프로그램.
제 15 항에 있어서,

상기 코너 절삭 면(23)을 결정하기 위한 상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 추가적인 미리 결정된 매개변수들로서 미리 결정된 코너 레이크들을 고려한 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭용 연삭 프로그램.
제 15 항에 있어서,

상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 언더컷 생성을 방지하기 위해 상기 원주 절삭 면(33)의 리드 각(S1)에 대해 정(positive)의 예각(acute angle)을 갖는 원주 절삭 면(33)으로의 변위(transition)에서 상기 연삭 툴(37)을 안내하는 상기 위치 설정 장치(38)를 위한 트리거 신호(trigger signals)를 발생하게 하는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭용 연삭 프로그램.
제 10 항에 있어서,

상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 상기 코너 절삭 면(23)의 미리 결정된 매개변수들(레이크들 α)이 입력될 수 있는 입력 모듈(input module)에 연결된 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭용 연삭 프로그램.
제 10 항에 있어서,

상기 코너 칩 공간 모듈(47)은 상기 코너 절삭 날(14)의 미리 결정된 매개변수들(R1)이 입력될 수 있는 입력 모듈에 연결된 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1) 연삭용 연삭 프로그램.
제 10 항의 연삭 프로그램을 갖는, 데이터 저장 수단(data storage medium).
a. 면 끝 칩 절삭 면을 생성하기 위한 제어 데이터 및

b. 원주 절삭 면을 생성하기 위한 제어 데이터가 미리 결정되고,

c. 상기 제어 데이터로 부터 코너 절삭 면(23)을 생성하기 위한 제어 데이터가 결정되고, 상기 제어 데이터가 이후 상기 연삭 툴(37)을 위치시키기 위해 제공되는, 금속 절삭 툴(1)상의 칩 공간 외형(chip space geometry)을 생성하거나 가공하는 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 코너 절삭 면(23)의 형태를 결정하기 위해 출발점은 코너 절삭 날(14)의 코스인 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1)상의 칩 공간 외형을 생성하거나 가공하는 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 코너 절삭 날(14)의 코스는 상기 코너 절삭 날(14)의 유효 프로파일 R(z)의 상세(specification) 및 상기 스파이럴 각 S(z)의 상세(specification)에 따라, 그들로부터 관계된 극 각(polar angle) A(z)를 결정함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는, 금속 절삭 툴(1)상의 칩 공간 외형을 생성하거나 가공하는 방법.
원주 절삭 날(16)은 면 끝 절삭 날의 액셜 레이크(α_ss)보다 큰 액셜 레이크 (α_su)를 갖고, 코너 절삭 날(14)에서의 액셜 레이크는 상기 면 끝 절삭 날의 값(α_ss)에서 시작해서, 값(α_su)까지 계속적으로 변화하는, 적어도 하나의 면 끝 절삭 날(6), 하나의 코너 절삭 날(14) 및 하나의 원주 절삭 날(16)을 구비한 연삭 툴(1)
제 25 항에 있어서,

상기 면 끝 절삭 날(6)이 상기 코너 절삭 날(14)에 접해 있는 것을 특징으로 하는, 연삭 툴(1).
제 25 항에 있어서,

상기 코너 절삭 날(14)은 상기 원주 절삭 날(16)에 접해 있는 것을 특징으로 하는, 연삭 툴.
제 25 항에 있어서,

상기 코너 절삭 날(14)은 상기 면 끝 절삭 날(6)과 인접한 상기 면 끝 액셜 레이크(α_ss) 및 상기 면 끝 액셜 레이크(α_ss)보다 큰 상기 원주 절삭 날(16)과 인접한 원주 액셜 레이크(α_su)를 구비한 것을 특징으로 하는, 연삭 툴.