KR100390256B1 - 밀링절삭삽입체 - Google Patents

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Abstract

밀링 절삭 삽입체는 상면(2)과, 저면(3) 및 이들 두 면들을 연결하는 플랭크면(4)으로 구성된다. 각각의 작동 절삭 코너에는 돌기(17)가 있으며, 이 돌기는 인접 주 절삭 모서리(5)와 코너 절삭 모서리(6)에 대해서 함몰되어 있다. 돌기의 전방 상부 모서리에는 작업물 상에 표면을 생성시키는 와이퍼 모서리(16)가 있다. 절삭 삽입체를 축방향 양으로 그리고 방사상 음으로 기울어지게 하는 것에 의해서, 수평하게 위치된 와이퍼 모서리는 전방으로 기울어져서 작업물과 접하게 되며, 수직하게 위치된 와이퍼 모서리는 후방으로 기울어져서 작업물에 도달하지 못하게 된다. 이러한 방식으로, 개선된 축방향 간극이 가능하도록 제작되며, 수직하게 위치된 와이퍼 모서리에 의해서 야기될 수 있는 작업물의 바람직하지 않은 홈이 방지된다.

Description

밀링 절삭 삽입체
본 발명은 적절하게는 정사각형의 기본 형상을 갖고, 청구항1에 따라서 함몰된(depressed) 평행 랜드(land)를 구비한 밀링 절삭 삽입체에 관한 것으로서, 이 절삭 삽입체는 직각 코너의 밀링(milling)에 적합하다. 일반적으로, 이러한 삽입체들은 피복되거나 또는 피복되지 않은 초경합금으로 제작되지만, 때로는 소정의 세라믹 재료들이 사용될 수도 있다.
작업물의 직각 코너를 밀링하기 위해 인덱스가능한 절삭 삽입체를 구비한 절삭 공구는 주로 사방형(rhombic) 또는 삼각형 형상의 절삭 삽입체를 갖고 있었다. 이들은 단지 둘 또는 세개의 절삭 모서리들을 갖지만, 오랫동안 이것들만이 충분한 측면 유격을 갖는 직각 코너를 절삭할 수 있는 것으로 인식되어 왔다. 종래의 직각 인덱스 가능한 절삭 삽입체가 내부 측면의 밀링 또는 선삭(turning) 작업에 사용될 경우, 그 하측 내부 코너가 생성된 표면 상에서 끌리지 않는 방사상 또는 축방향 각을 갖고 위치될 수가 없다. 따라서, 실무에서는 내부 90 ° 견부를 절삭할 때 주 절삭 모서리와 부 절삭 모서리 또는 평행 랜드 사이에 각각 예각을 갖는 삽입체나, 또는 음의 방사상 각 및 양의 축방향 각을 갖고 공구 본체에 삽입된 직각 절삭 삽입체 중 하나를 사용하는 것이 공통적이다.
US-A-4,632,607호에서는, 직각 코너의 밀링을 위해 정사각형 기본 형상을 갖는 인덱스 가능한 절삭 삽입체가 개시되어 있는데, 이 삽입체는 개개의 주 절삭 모서리를 포함함으로써, 사실상의 개선된 절삭 효율(cutting economy)을 실현한다. 이것은 각각의 주 절삭 모서리가 부속되는 주 절삭 모서리에 주로 평행한 방향으로 튀어나온 돌기 위에서 정사각형의 기본 형상 외측면에 배열된 부속되는 부 절삭 모서리를 갖는다는 사실에 의해서 달성된다. 이 절삭 삽입체는 주 절삭 모서리의 길이보다 작은 총 절삭 깊이에서 만족스럽게 작동한다. 그렇지만, 사용자가 여러 번의 작업을 수행하는 것에 의해서 주 절삭 모서리의 길이를 초과하는 총 절삭 깊이에 도달하고자 할 때에는, 돌기는 작업물에 바람직하지 않은 홈을 발생시킨다.
US-A-5,199,827호에는 사각형 기본 형상을 갖는 또 다른 밀링용 인덱스가능한 절삭 삽입체가 개시되어 있다. 이 삽입체는 밀링 절삭기 본체에서 축방향 양으로 그리고 방사상 음으로 경사지도록 된다. 삽입체를 방사상 음으로 경사지도록 함으로써 충분한 축방향 간극이 얻어진다. 각각의 플랭크(flank)면은 편평한 릴리프 표면으로 형성되는데, 그 폭은 삽입체 코너들 중 하나를 향한 방향으로 증가한다. 평행 랜드와 주 절삭 모서리 사이의 충분한 방사상 간극은 약 0 내지 2 °의 평행 랜드와 인접 주 절삭 모서리 사이의 각에 의해 얻어지도록 된다. 그렇지만, 비교적 짧은 평행 랜드는 상당한 응력을 지탱해야만 하기 때문에 마모될 수 있고, 이로 인해 주 절삭 모서리 또한 작업물 상의 생성면과 접촉하게 되고, 표면 평활도를 감소시키고 열 발생 및 절삭력을 증가시킨다.
따라서, 본 발명의 주 목적은 축방향으로 개선된 간극을 갖는 밀링 절삭 삽입체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 US-A-4,632,607호에 개시된 바와 같은 절삭 삽입체와관련된 불편함을 제거한 밀링 절삭 삽입체를 설계하는 것이다.
이들 및 다른 목적들은 청구항1의 특징부에서 정의된 바와 같은 특성을 갖는 밀링 절삭 삽입체를 형성하는 것에 의해서 놀라운 방식으로 달성될 수 있다.
이하에서는 비제한적이고 예시적인 목적으로서, 첨부 도면을 참조해서 본 발명에 대해 보다 설명하기로 한다.
도1은 위에서 똑바로 본 밀링 절삭 삽입체이다.
도1A는 도1의 절삭 삽입체의 코너부의 확대도이다.
도2는 도1에 따르는 절삭 삽입체를 측면에서 똑바로 본 단면도이다.
도3은 도1의 A-A 선을 따라서 취한 단면도이다.
도4는 작업물에 대한 절삭 삽입체의 기능적 위치 설정을 도시하는 도면이다.
도5는 본 발명에 따르는 절삭 삽입체의 기능적 위치 설정을 도시하는 도면이다.
도5A는 도5에 따르는 절삭 삽입체의 코너부의 확대도이다.
도6은 하부에서 경사지게 본 삽입체 코너의 수정 실시예를 도시한 도면이다.
도7은 도1A에서와 동일한 방식으로, 위에서 똑바로 본 수정된 코너부의 도면이다.
도8은 도6에서와 같이, 위에서 똑바로 본 도6에 따르는 수정된 코너부의 도면이다.
도9는 도1A에서와 동일한 방식으로, 위에서 똑바로 본 수정된 코너부의 도면이다.
도10은 본 발명의 다른 실시예를 위에서 경사지게 도시한 사시도이다.
도11은 도10에 따르는 절삭 삽입체의 또 다른 사시도이다.
본 발명에 따르는 절삭 삽입체는 일반적으로 인용 부호 1로 지시된다. 일반적으로, 절삭 삽입체는 상면(2) 및 사실상 편평한 저면(3)을 갖는다. 도시된 실시예에 따르면, 절삭 삽입체는 적합하게는 정사각형의 기본 형상을 갖기 때문에, 상기 상면 및 저면들은 사실상 동일한 크기 및 형상으로 된 네개의 측면(4)에 의해 연결된다. 그러나, 이것은 또한 다른 기본 형상, 예를 들어 직사각형이나 삼각형일 수도 있다. 정사각형 기본 형상이 바람직한데, 이것은 물론 절삭 효율에 있어 가장 유리한 네개의 작동적인 주 절삭 모서리가 가능하도록 하는 유일한 것이기 때문이다.
상면(2) 및 측면(4)은 주 절삭 모서리(5)를 형성하는 분쇄 라인(break line)을 따라서 만난다. 코너에서, 이런 주 절삭 모서리는 코너 절삭 모서리(6)로 전환되어서, 일반적으로 둥글게 되지만, 사실상 직선으로 된 하나 또는 여러 개의 모떼기부를 포함할 수도 있다. 상면에서 제1 랜드(7)는 주 절삭 모서리 및 코너 절삭 모서리와 접한다. 칩 표면(8, 9)들은 각각 상기 제1 랜드에서 접한다. 삽입체 코너에서의 칩 표면(8, 9)들 간의 전이(transition)는 경사진 전위면(10)을 거쳐 발생한다. 칩 표면(8)의 코너 단부는 코너 칩 표면(9)보다 높게 위치되어 있기 때문에, 전위면(10)은 칩 표면(9)으로부터 칩 표민(8)을 향해 상방으로 경사진다. 칩 표면(8, 9)과 전위면(10)은 사실상 저면(3)과 평행한 대체로 편평부 상면(11)에 의해서 내형으로 범위가 정해진다. 일부 상면(11)의 중간부에는 예를 들어 로킹 나사, 클램프, 로킹 핀 등과 같은 적절한 체결 장치를 도입하기 위한 관통 중심 개구(21)가 구비되어 있다.
절삭 삽입체는 양의 기하학적 구조를 갖는데, 즉 플랭크면(4)은 저면(3)의 평면에 대해서 둔각을 형성하고 주 절삭 모서리(5)에 의해서 한정된 상면에 대해서 예각을 형성하는 평면들 내에 배열된다. 적합하게는, 주 절삭 모서리에 인접한 플랭크면(4)의 부분들은 편평하거나 또는 나선형으로 비틀어진 제1 릴리프 표면(12)으로서 형성되어서, 그 하부 경계에서 분쇄 라인을 통해서 제2 릴리프 표면(13)과 만난다. 그렇지만, 다르게는, 제1 릴리프 표면(12)을 처분하고 릴리프 표면(13)이 플랭크면(4)과 일치되도록 할 수도 있다. 대응하는 제1 및 제2 릴리프 표면(14, 15)은 각각 코너 절삭 모서리(6) 아래에 제공된다.
본 발명의 주요 특성은 표면을 생성하는 절삭 삽입체의 절삭 모서리인 평행 랜드 또는 평행 랜드 절삭 모서리의 형상이다. 도면에서, 이 절삭 모서리는 인용부호 16, 16A, 16' 또는 16"로 지시되며, 주 절삭 모서리 및 가능하게는 코너 절삭 모서리에 대해서 함몰되는데, 후자는 예를 들어 도2 및 도6에서 도시되어 있다. 수직 방향으로의 이러한 수준 차이는 0.05 내지 0.5 mm 사이, 적합하게는 0.1 내지 0.4 mm 사이일 수 있다. 평행 랜드 절삭 모서리는 절삭 삽입체의 중앙으로부터 돌출한 돌기(17) 상에 제공되며, 이 돌기는 적합하게는 분쇄 라인(12) 또는 반경 표면을 통해서 제2 릴리프 표면(19)으로 계속된다. 이 릴리프 표면(19)은 편평하거나 또는 약간 만곡된 것 중 하나이며, 분쇄 라인(20) 또는 매끄러운 반경 전이에 의해서 제2 릴리프 표면(4, 15)으로 범위가 제한된다. 다르게는, 릴리프 표면(19)은제2 릴리프 표면(13)과 동일한 평면 상에 놓일 수 있는데, 이러한 경우 이들 사이의 분쇄 라인(20)은 중단된다.
다른 릴리프 표면과 동등하게, 평행 랜드 아래의 제2 릴리프 표면(19)은 양의구조이고, 저면의 연장부에 대해서 각(α)을 갖는다. 적절하게는, 이 각은 50 내지 80 ° 사이이며, 적합하게는 60 내지 77 ° 사이이다. 저면에 대한 돌기(17)의 각(β)은 α와 동등한 크기로 될 수 있으며, 이에 의해서 β≤α라고 가정할 때, 돌기의 릴리프 표면은 릴리프 표면(19)과 일치하게 되거나 또는 적합하게는 어느 정도 작게 되며, 적절하게는 50 내지 75 ° 사이이고, 적합하게는 53 내지 70 ° 사이이다. α 및 β 간의 차이는 적절하게는 4 내지 20 ° 사이일 수 있으며, 적합하게는 6 내지 15 ° 사이일 수 있다.
평행 랜드 절삭 모서리(16)는 돌기(17)의 상부 전방 모서리를 따르는 분쇄 라인이다. 도1 내지 도9에 의하면, 이 전방 모서리는 주 절삭 모서리 및 코너 절삭 모서리에 대해서 함몰부 또는 함몰된 리세스(22)만큼 함몰된다. 나머지 절삭 삽입체와 같이, 이 리세스는 적합하게는 소결전에 가압(press)되지만, 연마될 수도 있다. 적절하게는, 리세스는 직사각형, 원호형(circle segment), 원호형의 절두체(frustrum), 또는 사다리꼴 형상의 단면을 가질 수 있다.
도3의 A-A 단면에서 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 리세스(22)는 저면(3)에 대해서 음의 각으로 될 수 있다. 그렇지만, 리세스의 기울기는 상대적으로 넓은 한계 범위 내에서 변할 수 있는데, 예를 들어, +20 내지 -20 ° 사이, 적합하게는 +5 내지 -10 ° 사이에서 변할 수 있다.
다른 작동 절삭 모서리에 대한 평행 랜드의 함몰되고 돌출된 위치에 의해서, 도4에서 가장 잘 도시된 바와 같이 지금까지 달성되지 않은 많은 장점들이 달성되었다. 밀링 절삭 삽입체를 밀링 절삭기 본체에 양의 축방향 기울기를 갖도록 기능적으로 위치시키는 것에 의해서, 하부의 표면-생성 평행 랜드 절삭 모서리(16A)는 전방으로 기울어진다. 예를 들어, 주 절삭 모서리와 와이퍼 모서리 사이에 약 0.2 mm의 높이 차가 있게 되면, 와이퍼 모서리(16A)의 전방 기울기는 양의 축방향 기울기에 의해서 실현될 수 있어서, US-A-5,199,827호에서 개시된 절삭 삽입체와 비교할 때 약 0.07 mm 정도 더 돌출한다. 이것은 생성된 표면과 주 절삭 모서리(5A)사이에 추가의 간극을 더 주게 되는데, 이는 상기 절삭 모서리(5A)와 작업물(25)사이에서 도4에서의 쐐기형으로 된 틈으로 도시될 수 있다. 대응해서, 평행 랜드 절삭 모서리(16B)는 절삭 삽입체의 음의 방사상 기울기만큼 내향으로 기울어져서, 이 평행 랜드 절삭 모서리가 작업물의 수직면과 접하지 않게 되고, 이에 의해서 작업물에 어떠한 흠도 형성하지 않는다. 이에 반해서, 주 절삭 모서리(5B)는 그 전체 길이를 따라서 결합하게 되고, 이것 또한 목적으로 된다.
본 발명의 범주 내에서, 평행 랜드 절삭 모서리(16)는 복수개의 실시예를 가질 수 있다. 따라서, 이 절삭 모서리는 사실상 직선일 수 있으며, 도6 및 도8에서 도시된 바와 같이 코너 절삭 모서리(6)에 대해서 반경 연속부(23)를 가질 수 있고, 상기 반경 연속부(23)는 함몰된 곡선으로서 형성된다. 또한, 평행 랜드 절삭 모서리는 직선일 수 있으며, 도7에 따라서 코너 반경에 대해서 사실상 직선의 모떼기 연속부(24)를 가질 수 있다. 게다가, 평행 랜드 절삭 모서리는 도9의 절삭모서리(16')로 도시된 같이 어느 정도 곡선으로 되거나 또는 원형으로 될 수 있다.
또한, 평행 랜드 절삭 모서리는 도10 및 도11에 따르도록 형성될 수 있다. 도1 내지 도8에 따르는 실시예와 동일하게, 주 절삭 모서리(5)와 평행 랜드(16")사이에는 상대적으로 예리한 제1 전이부(26)가 있다. 그렇지만, 이전에 설명된 실시예와는 반대로, 코너 절삭 모서리(6")에는 계단이 없고(stepless) 연속으로 된 전이부가 있으며, 이것은 또한 주 절삭 모서리(5)와 비교해서 함몰되어 있다. 평행 랜드 절삭 모서리(16")에 인접한 최하점으로부터, 코너 절삭 모서리(6")는 다음의 주 절삭 모서리쪽 방향으로 상승한다. 또한, 이 주 절삭 모서리(5)의 일부, 즉 부분(5")은 어느 정도 경사지게 된다. 따라서, 상향 기울기는 평행 랜드 절삭 모서리(16")에서 수직 방향으로 시작해서, 그후 코너 절삭 모서리(6")를 따라서 연속적이고 사실상 균일하게 지속되어서 절삭 모서리(5", 5)들 사이의 전이부까지 종료되지 않는다. 적절하게는, 절삭 모서리부(5")는 ≤ 3 mm이다. 평행 랜드 절삭 모서리는 적절하게는 ≤ 2 mm이다.
함몰된 코너 절삭 모서리를 구비한 이러한 구조에 의해서, 절삭 삽입체는 좀 더 용이한 절삭(낮은 절삭력)을 이루게 되고, 아주 매끄러운 표면을 발생시키게 되며 어떠한 그레인(grain)의 생성도 야기시키지 않는다. 또한, 도1 내지 도9에 따르는 실시예들과 비교할 때 코너 절삭 모서리는 1 내지 2 ° 사이의 보다 큰 간극을 얻는다.

Claims (10)

  1. 작업물(25)의 내부 직각 코너를 칩-분쇄 기계 가공하기 위한 밀링 절삭 삽입체로서, 상면(2)과, 저면(3) 및 이들 두 면들을 연결하는 플랭크면(4)을 포함하며, 상기 플랭크면들 사이에는 적합하게는 곡면으로 된 코너부(14, 15)가 제공되고, 상기 상면(2)은 주 절삭 모서리(5)를 따라 플랭크면(4)에 연결되고 코너 절삭 모서리(6)를 따라 코너부에 연결되는 구성의, 밀링 절삭 삽입체에 있어서,
    각각의 작동 코너부에 대한 연결부에는 돌출부 또는 돌기(17)가 제공되고, 상기 돌기의 상면은 인접한 주 절삭 모서리에 대해서 함몰되고 그 전방 상부 모서리는 적어도 부분적으로 작업물 상에 표면을 생성하기 위한 와이퍼 모서리(16)를 구성하는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 삽입체.
  2. 제1항에 있어서, 돌기의 상면은 절삭 삽입체의 상면에서 리세스만큼 함몰된 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 삽입체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 돌출부 또는 돌기(17)의 상면은 인접한 코너 절삭 모서리(6, 6')에 대해서도 함몰된 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 삽입체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 코너 절삭 모서리(6")는 주 절삭 모서리에 대해서 함몰되며, 코너 절삭 모서리(6")의 최하점은 와이퍼 모서리(16")에 연결된 후,다음의 주 절삭 모서리(5)쪽 방향으로 상향 경사진 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 삽입체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절삭 삽입체는 양의 구조, 즉 플랭크면(4)이 상면(2)에 대해서 예각을 형성하고 저면(3)에 대해서 둔각을 형성하는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 삽입체.
  6. 제5항에 있어서, 돌기(17) 아래에 위치한 제2 릴리프 표면(19)은 절삭 삽입체의 저면에 의해서 한정된 평면에 대해서 예각(α)을 형성하는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 삽입체.
  7. 제6항에 있어서, 돌기(17)의 릴리프 측면은 절삭 삽입체의 저면에 의해서 생성된 평면에 대해서 예각(β)을 형성하고, 이 각은 상기 제2 릴리프 표면(19)에 의해서 형성된 대응 각(α)보다 작거나 또는 동등한 크기인 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 삽입체.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절삭 삽입체는 정사각형 기본 형상을 가지며, 네개의 와이퍼 모서리(16)로 구성되는데, 각각이 그 부속 돌기(17) 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 삽입체.
  9. 제8항에 있어서, 와이퍼 모서리(16, 16')가 곡면으로 되거나 사실상 직선인 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 삽입체.
  10. 작업물의 내부 직각 코너를 칩-분쇄 기계 가공하기 위한 밀링 절삭 본체로서, 축방향 회전 중심축 둘레에서 회전할 수 있고, 탈착가능하며 인덱스가능한 밀링 절삭 삽입체를 수용하기 위한 삽입체 장착부를 포함하는 밀링 절삭 본체에 있어서,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 적어도 하나의 밀링 절삭 삽입체를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 본체.
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