KR100581635B1 - 절삭 인서트 포켓 - Google Patents

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KR100581635B1
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Abstract

절삭 인서트를 보유한 절삭 인서트 포켓에는 두 개의 인서트 측벽(20, 58)과, 이를 횡단하는 기부(24)가 제공된다. 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제1 측벽(20)은 기부(24)에 대해 고정되고 동일한 평면상에 이격되어 있는 인서트 위치면(30, 32)을 구비하며, 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제2 측벽(58)은 기부(24)를 횡단하는 축 주위를 회전할 수 있고 동일한 평면상에 이격되어 있는 인서트 위치면(60, 62)들을 구비한다. 이러한 구성은 통상적인 종래 기술에 의한 3지점 위치를 대신하여, 절삭 인서트가 4지점 위치에서 절삭 인서트 포켓 내에 위치될 수 있도록 한다.
절삭 인서트, 절삭 인서트 포켓, 인서트 지지 측벽, 기부, 인서트 위치면

Description

절삭 인서트 포켓 {Cutting Insert Pocket}
본 발명은 절삭 인서트 홀더 내의 절삭 인서트 포켓에 관한 것으로서, 내부에 보유되는 절삭 인서트의 정확한 위치를 제공하는 절삭 인서트 포켓에 관한 것이다.
종래 기술에서, 절삭 인서트 홀더 내의 절삭 인서트 포켓은 일반적으로 모나게 배치되는 두 개의 측벽과 이를 횡단하는 기부를 포함한다. 통상, 측벽 중 하나의 측벽은 인서트 위치면을 구비하고, 다른 측벽은 동일 평면상에 있는 두 개의 인서트 위치면을 구비한다. 세 개의 인서트 위치면이 절삭 인서트 포켓 내에 보유되는 절삭 인서트의 위치를 한정한다.
이러한 형태로 인서트를 보유하는 경우의 주지된 단점은 절삭 인서트의 위치에 대한 반복 가능성이 부족하다는 것이고, 이는 곧 절삭 인서트의 작동 절삭날의 위치에 대하여 그러하다는 것이다. 즉, 절삭 인서트를 인덱싱(indexing) 또는 교체할 경우, 절삭 인서트 홀더에 대하여 새로운 작동 절삭날이 이전의 작동 절삭날과 동일한 위치에 위치될 것이라는 확신이 없다는 것이다. 또 다른 단점은, 절삭 인서트에 작용하는 절삭력의 방향이 변함에 따라, 절삭날이 새로운 위치로 이동할 수 있다는 것이다.
본 발명의 목적은 상술한 단점들을 실질적으로 극복하는 절삭 인서트 포켓을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 본 발명에 따른 절삭 인서트 포켓을 구비한 절삭 인서트 홀더 및 절삭 인서트를 포함하는 절삭 공구 조립체를 조립하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)과, 이를 횡단하는 기부(24)를 포함하는 절삭 인서트 홀더(10) 내에 절삭 인서트 포켓(50)이 제공되는데, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제1 측벽(20)은 기부(24)에 고정되어 있고 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)을 구비하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제2 측벽(58)은 기부(24)를 횡단하여 축의 주위를 회전할 수 있고 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)을 구비하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)은 서로에 대해 모나게 배치되고, 상기 제2 인서트 지지 측벽(58)은 활주 회전가능 부재(52)의 내측면이 되고, 상기 활주 회전가능 부재(52)는 내측면(54)에 대향하는 외측면(56)을 구비한다.
본 발명에 따르면, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)은 아치형 부분(64)을 구비하고, 절삭 인서트 홀더(10)는 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)을 구비하고, 상기 고정된 내측벽(66)은 이격된 적어도 두 개의 맞댐면(68', 68")을 구비하고, 상기 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 이격된 적어도 두 개의 맞댐면(68', 68")과 맞닿아서, 활주 회 전가능 부재(52)가 인서트 홀더의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전 운동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)은 제1 곡률 반경을 갖는 아치형 부분(64)을 구비하고, 절삭 인서트 홀더(10)는 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)을 구비하고, 상기 고정된 내측벽(66)은 제2 곡률 반경을 갖는 아치형 부분(68)을 구비하고, 상기 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)과 맞닿아서, 활주 회전가능 부재(52)가 절삭 인서트 포켓(50)의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전 운동할 수 있다.
양호한 실시예에 따르면, 제1 곡률 반경이 제2 곡률 반경보다 크다.
활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 볼록하고, 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)은 오목한 것이 양호하다.
필요에 따라, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 오목하고, 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)은 볼록하게 할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 활주 회전가능 부재(52)에는 관통 보어(70)가 제공되고, 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)에는 보어(76)가 제공되고, 활주 회전가능 부재(52)는 핀(72)에 의해서 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)에 부착되며, 상기 핀은 관통 보어(70)를 통과하여 활주 회전가능 부재(52)로부터 보어(76) 속으로 돌출되어 있다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24) 내의 보어(76)는 제1 직경을 갖고, 활주 회전가능 부재(52) 내의 관통 보어(70)는 제2 직경을 가지며, 상기 제1 직경은 상기 제2 직경보다 크다.
본 발명에 따르면, 또한 절삭 인서트 포켓(50)과, 그 내부에 보유된 절삭 인서트(18)를 구비한 절삭 인서트 홀더(10)를 포함하는 절삭 공구 조립체가 제공되는데, 상기 절삭 인서트는 모나게 배치된 적어도 두 개의 인서트 주연 측면(36, 38)을 구비하고, 상기 절삭 인서트 포켓(50)은,
내측면(54) 및 대향 외측면(56)을 구비한 활주 회전가능 부재(52)와,
두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)과, 이를 횡단하는 기부(24)를 포함하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제1 측벽(20)은 기부(24)에 대해 고정되어 있고 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)을 구비하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제2 측벽(58)은 절삭 인서트 포켓(50)의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전할 수 있고 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)을 구비하고, 상기 고정된 내측벽(66)은 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)은 서로에 대해 모나게 배치되어 있고, 상기 제2 인서트 지지 측벽(58)은 활주 회전가능 부재(52)의 내측면이 된다.
상기 제1 인서트 지지 측벽(20)의 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)이 하나의 인서트 주연 측면(36)과 맞닿고, 상기 제2 인서트 지지 측벽(58)의 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)이 다른 인서트 주연 측면(38)과 맞닿는 상태로, 보유되는 절삭 인서트(18)가 절삭 인 서트 포켓(50) 내에 위치되고, 활주 회전가능 부재(52)가 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)과 절삭 인서트(18) 사이의 제위치에 고정된다.
또한, 본 발명은 절삭 인서트 홀더 및 절삭 인서트를 포함하는 절삭 공구 조립체를 조립하기 위한 방법을 제공하는데, 이는
(ⅰ) 내측면(54) 및 대향 외측면(56)을 구비한 활주 회전가능 부재(52)와, 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)과, 이를 횡단하는 기부(24)를 포함하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제1 측벽(20)은 기부(24)에 대하여 고정되어 있고 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)을 구비하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제2 측벽(58)은 절삭 인서트 포켓(50)의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전할 수 있고 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)을 구비하고, 상기 고정된 내측벽(66)은 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)은 서로에 대해 모나게 배치되어 있고, 상기 제2 인서트 지지 측벽(58)은 활주 회전가능 부재(52)의 내측면(54)이 되고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)은 제1 모난 배치로 서로에 대해 모나게 배치되어 있는 절삭 인서트 포켓(50)을 구비한 절삭 인서트 홀더(10)를 제공하는 단계와,
(ⅱ) 제2 모난 배치로 배치된 적어도 두 개의 모나게 배치된 인서트 주연 측면(36, 38)을 구비하고 절삭 인서트 홀더(10) 내에 보유될 절삭 인서트(18)를 제공하는 단계와,
(ⅲ) 제1 인서트 지지 측벽(20)의 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)이 하나의 인서트 주연 측면(36)과 인접하고, 제2 인서트 지지 측벽(58)의 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)이 다른 인서트 주연 측면(38)과 인접한 상태로, 절삭 인서트(18)를 절삭 인서트 포켓(50) 내에 위치설정하는 단계와,
(ⅳ) 클램핑 나사(27)가 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24) 내의 나사식 보어(26)와 결합할 때까지, 클램핑 나사(27)를 절삭 인서트(18) 내의 관통 보어(28)에 삽입하는 단계와,
(ⅴ) 활주 회전가능 부재(52)가 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)과 절삭 인서트(18) 사이의 제위치에 고정되고, 제1 인서트 지지 측벽(20)의 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)이 하나의 인서트 주연 측면(36)과 맞닿고, 제2 인서트 지지 측벽(58)의 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)이 다른 인서트 주연 측면(38)과 맞닿도록 클램핑 나사(27)를 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24) 내의 나사식 보어(26)에 나사 결합하는 단계를 포함한다.
본 발명을 보다 잘 이해할 수 있도록, 첨부 도면을 참조하여 예시적으로 설명할 것이다.
도1은 종래 기술에 의한 절삭 인서트 홀더의 절삭 인서트 포켓의 평면도이다.
도2는 절삭 인서트가 내부에 보유된 상태의, 도1의 절삭 인서트 포켓의 평면도이다.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 절삭 인서트 홀더의 절삭 인서트 포켓의 분해 평면도이다.
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 절삭 인서트 홀더의 절삭 인서트 포켓의 평면도이다.
도5는 절삭 인서트가 내부에 보유된 상태의, 도4의 절삭 인서트 홀더의 절삭 인서트 포켓의 평면도이다.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따라, 절삭 인서트가 내부에 보유된 상태의, 절삭 인서트 홀더의 절삭 인서트 포켓의 평면도이다.
도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 절삭 공구 조립체의 부분 분해 사시도이다.
도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 절삭 공구 조립체의 부분 사시도이다.
이하의 설명에서, 절삭 인서트 포켓은 회전 공구의 전방 부분을 도시하는 도면을 참조하여 설명된다. 본 발명은 회전 공구에 제한되는 것이 아니라 일반적인 절삭 공구의 절삭 인서트 포켓에 관한 것임을 알 수 있을 것이다. 그러나, 하기에 지적되는 바와 같이, 본 발명은 단지 모나게 배치되는 인서트 지지 측벽을 구비하는 절삭 인서트 포켓에 관한 것이다. 본 발명은 평행하게 배치되는 인서트 지지 측벽을 구비하는 절삭 인서트 포켓에 관한 것이 아니다. 보다 상세하게는, 하기에 설명되는 바와 같이, 본 발명은 인서트 지지 측벽 중 하나가 회전할 수 있는, 평행하게 배치된 인서트 지지 측벽을 구비하는 절삭 인서트 포켓에 관한 것이 아니다. 이와 같은 사정으로 인해, 상세한 설명 및 청구범위에서 모나게 배치되는 인서트 지지 측벽에 도면 부호를 붙여 설명한다. 여기서 정의되는 바와 같이, 모나게 배치되는 인서트 지지 측벽은 평행하게 배치되는 인서트 지지 측벽을 배제하기 위해서, 측벽 사이에 모난 배치를 갖는다.
우선 도1 및 도2를 참조한다. 도1은 절삭 인서트(18)를 내부에 보유한 절삭 인서트 포켓(16)을 구비하는 몸체부(12)를 포함하는 종래 기술의 절삭 인서트 홀더(110)를 도시한다. 절삭 인서트 포켓(16)은 제1 인서트 지지 측벽(20), 제2 인서트 지지 측벽(22) 및 이를 횡단하는 기부(24)를 포함한다. 기부에는 클램핑 나사(27)를 수용하기 위한 나사식 보어(26)가 제공되는데, 상기 클램핑 나사는 절삭 인서트 포켓에 절삭 인서트(18)를 고정시키기 위해 절삭 인서트의 관통 보어(28)에 수용된다. 이하 본 명세서에 기술된 본 발명의 상세한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 절삭 인서트(18)를 절삭 인서트 포켓(16) 내에 고정시키기 위해서는 클램핑 나사와 같은 고정 부재가 필요한데, 본 발명은 나사를 사용하는데 제한되지는 않으며, 핀 또는 레버와 같은 적절한 다른 고정 부재를 사용할 수 있다.
제1 인서트 지지 측벽(20)은 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면, 즉 후방 인서트 위치면(30) 및 전방 인서트 위치면(32)을 구비한다. 본 기술 분야에 잘 알려져 있는 바와 같이, 제2 인서트 지지 측벽(22)에는 동일 평면 상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면을 구성하지 않는 것이 양호한데, 이렇게 하지 않으면, 모두 4개의 위치면이 만들어져 일반적으로 불량하게 한정되는 절삭 인서트 위치 시스템이 생성되기 때문이다. 절삭 인서트의 위치를 보다 잘 한정하기 위해서는, 절삭 인서트 포켓(16)을 구성함에 있어서, 절삭 인서트(18)가 포켓 내에 고정될 때, 절삭 인서트가 제2 인서트 지지 측벽(22)과 그 전방 지역(34)에서 접하도록 구성한다. 이는 인서트 지지 측벽(20, 22)들 사이의 각이 인접하는 인서트 주연 측면(36, 38)들 사이의 각보다 조금 작게 구성함으로써 달성된다. 이렇게 구성하면, 제1 인서트 지지 측면(20)의 후방 및 전방 인서트 위치면(30, 32)이 제1 인서트 주연 측면(36)과 접하는 한편, 제2 인서트 지지 측벽(22)의 후방과 제2 인서트 주연 측면(38) 사이에는 간극(40;clearance)이 형성된다. 따라서, 절삭 인서트의 위치, 즉 절삭 인서트의 절삭날(42, 44)의 위치 및 절삭 코너(46)의 위치는 절삭 인서트 포켓과 절삭 인서트의 주연 측면 사이의 세 접촉 영역에 의해 한정되는데, 제1 인서트 지지 측벽(20)의 두 인서트 위치면(30, 32)과 제2 인서트 지지 측벽(22)의 전방 영역(34)이 이에 해당된다.
도2에 도시된 보유된 절삭 인서트(18)는 측방향 절삭력이 절삭날(44)에 가해지지 않는 한, 그 초기의 고정 위치를 유지할 것이다. 측방향 절삭력이 절삭날(44)에 가해지면, 절삭 인서트는 인서트 위치면(32)의 주위를 회전해서 간극(40)을 저감시킬 수도 있다. 이러한 상황은, 절삭 인서트의 절삭날(42, 44) 및 절삭 코너(46)의 위치가 그 초기 위치로부터 변하기 때문에 분명히 바람직하지 않다.
이제 도3 내지 도8을 참조하면, 본 발명에 따른 절삭 인서트 포켓(50)을 예시하고 있다. 절삭 인서트 포켓(50)은 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)과 이를 횡단하는 기부(24)를 포함한다. 두 개의 인서트 지지 측벽은 서로에 대해 모나게 배치되어 있다. 제1 인서트 지지 측벽(20)은 도1 및 도2에 도시된 것과 동일하고, 기부(24)에 대하여 고정되어 있다. 인서트 지지 측벽(20)은 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)을 구비한다. 제2 인서트 지지 측벽(58)은 활주 회전가능 부재(52)의 내측면(54)이고, 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 위치면, 즉 후방 인서트 위치면(60) 및 전방 인서트 위치면(62)을 구비한다. 활주 회전가능 부재(52)는 외측면(56)과, 이에 대향하는 내측면(54)과, 상부면(53)과, 이에 대향하는 하부면(55)을 구비한다. 따라서, 분명히 활주 회전가능 부재(52)의 내면(54)인, 제2 인서트 지지 측벽(58)은 기부(24)에 대해 회전할 수 있다.
본 발명에 따르면, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면은 아치형 부분(64)을 구비하고, 절삭 인서트 포켓(50)은 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)을 구비한다. 활주 회전가능 부재(52)의 하부면(55)은 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)와 맞닿는다. 고정된 내측벽(66)은 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)에 대하여 상보적인 아치형 부분(68)을 구비하고, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)과 맞닿아서, 활주 회전가능 부재(52)는 절삭 인서트 포켓(50)의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전 운동할 수 있다.
도3 내지 도5의 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 활주 회전가능 부재(52) 의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 볼록하고, 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)은 오목하다. 아치형 부분(64, 68)은 양호하게는 위에서 내려다 보았을 때 원호 형태이다. 즉, 각각의 아치형 부분(64, 68)은 양호하게는 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)에 수직인 실린더 종방향 축을 갖는 원형 실린더의 원통면의 일부분이다. 양호하게는, 아치형 부분(64, 68)은 실질적으로 동일한 곡률 반경을 갖는 원호이고, 활주 회전가능 부재(52)의 운동은 회전축 주위로의 회전 운동으로 이루어지는데, 상기 부재가 아치형 부분(68) 위를 활주할 때, 이 회전축은 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)의 곡률의 중심을 관통한다. 알 수 있는 바와 같이, 제조 공차가 접촉하는 두 면을 항상 잘 한정하는 것은 아니므로, 아치형 부분(68)의 후방 및 전방 단부에 맞댐면(68', 68")을 제공함으로써, 아치형 부분(64, 68) 사이에 확실한 접촉 영역을 한정하는 것이 양호하다. 물론, 맞댐면(68', 68")은, 그 사이에 아치형 부분(68)이 없이 고정된 내측벽(66) 상에 제공될 수도 있다. 그러나, 활주 회전가능 부재(52)의 아치형 부분(64)이 고정된 내측벽(66) 상의 맞댐면(68', 68")과 맞닿을 경우, 맞댐면(68', 68")의 중간 영역과 상기 부재 사이에 간극이 존재해야만 한다.
맞댐면(68', 68")은, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면의 아치형 부분(64)의 곡률 반경과 다소 다르게 고정된 내측벽의 아치형 부분(68)의 곡률 반경을 설계함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정된 내측벽의 아치형 부분(68)의 곡률 반경을 활주 회전가능 부재의 외측면의 아치형 부분(64)의 곡률 반경보다 조금 작게 만들면, 아치형 부분(64, 68)의 접촉 영역이 그 단부 또는 그 부근에서 형성될 수 있다. 즉, 활주 회전가능 부재의 아치형 부분(64)의 후방 단부 영역(64')은 고정된 내측벽의 아치형 부분(68)의 후방 단부 영역과 접촉하고, 이렇게 되면 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분의 후방 단부 영역에서 후방 맞댐면(68')이 형성된다. 유사하게는, 활주 회전가능 부재의 외측면의 아치형 부분(64)의 전방 단부 영역(64")은 고정된 내측벽의 아치형 부분(68)의 전방 단부 영역과 접촉하고, 이렇게 되면 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분의 전방 단부 영역에서 전방 맞댐면(68")이 형성된다.
도6은 활주 회전가능 부재의 외측면의 아치형 부분(164)이 오목하고, 고정된 내측벽의 아치형 부분(168)이 볼록한 본 발명의 다른 실시예를 도시한다.
상술한 바와 같이, 활주 회전가능 부재(52)가 절삭 인서트 포켓(50)의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전 운동하기 위해서, 그러나 이와 동시에 활주 회전가능 부재가 인서트 홀더 내에 유지되기 위해서는, 절삭 인서트를 교체할 때, 또는 절삭 인서트가 절삭 인서트 포켓 내에 존재하지 않을 때, 활주 회전가능 부재(52)가 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)에 움직일 수 있게 부착된다. 구체적인 응용례에 따르면, 활주 회전가능 부재(52)에는 관통 보어(70)가 제공되는데, 상기 관통 보어는 핀헤드(74)를 구비한 핀(72)을 수용하기 위해 상기 부재의 상부면(53)과 하부면(55) 사이를 관통한다. 절삭 인서트 포켓의 기부(24)는 고정된 내측벽의 아치형 부분(68)의 근방에 보어(76)를 구비한다. 조립시, 핀(72)은 활주 회전가능 부재(52)의 관통 보어(70) 내에 위치하고, 상기 부재의 하부면으로부터 절삭 인서트 포켓의 기부(24)의 보어(76) 안으로 들어가게 된다. 절삭 인서트 포켓의 기부(24) 에 있는 보어(76)의 직경은 핀(72)의 직경보다 크기 때문에, 활주 회전가능 부재(52)의 아치형 부분(64)이 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68) 위를 활주할 때, 핀(72)은 절삭 인서트 포켓의 기부(24)의 보어(76) 내에서 자유로이 움직이게 된다. 핀(72)을 절삭 인서트 홀더(10)에 고정시키기 위해서, 상기 홀더의 측벽(80)에는 가로 보어(78)가 설치된다. 가로 보어(78)는 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)의 보어(76)에까지 연장되도록 설계되어, 핀(72)의 하단부(75)의 근방에서 상기 보어(76)와 만나게 된다. 핀(72)을 절삭 인서트 홀더(10)에 고정시키는 방법으로서, 통상적인 방법이지만 유일한 방법은 만곡된 영역이 보어(78) 안으로 들어가도록 핀의 하단부(75)를 만곡시키는 것이다.
상술한 바와 같이, 활주 회전가능 부재(52)가 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)을 활주할 때, 이 부재의 운동은 이 부재의 아치형 부분(64)의 곡률의 중심 주위의 회전 운동으로 이루어진다. 아치형 부분(68)의 곡률의 중심은 일반적으로 절삭 인서트 포켓의 기부(24)의 보어(76)와 일치하지 않는다. 따라서, 일반적으로 절삭 인서트 포켓의 기부(24)의 보어(76)는 활주 회전가능 부재(52)의 회전축을 구성하지 않는다.
본 발명에 따르면, 절삭 인서트 포켓(50)을 구성하는데 있어서, 절삭 인서트(18)가 내부에 보유되는 경우, 인접하여 맞닿는 인서트 주연 측면(36, 38)이 서로에 대해 모나게 배치되는 각도와 동일한 각도로 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)이 서로에 대해 모나게 배치된다. 활주 회전가능 부재(52)가 활주 회전할 수 없다면, 모두 4개의 고정된 위치면이 만들어져 일반적으로 불량하게 한정되는 절삭 인서트 위치 시스템을 생성하게 된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 제2 인서트 지지 측벽(58)이 회전할 수 있기 때문에, 절삭 인서트(18)가 절삭 인서트 포켓(50) 내에 위치되고, 클램핑 나사(27)에 의해 정위치에 고정될 때, 클램핑 나사를 조임에 따라 절삭 인서트가 절삭 인서트 포켓의 후방으로 힘을 받아, 제2 인서트 지지 측벽[58;즉, 활주 회전가능 부재(52)의 내면(54)]이 제2 인서트 주연 측면(38)과 맞닿을 때까지, 제1 인서트 지지 측벽(20)의 후방 및 전방 인서트 위치면(30, 32)이 제1 인서트 주연 측면(36)과 맞닿고, 활주 회전가능 부재(52)는 회전한다.
제2 인서트 지지 측벽(58)이 회전할 수 있다는 것은, 종래 기술의 3지점 위치를 대신하여 절삭 인서트 포켓(50) 내에 4지점 인서트 위치면(30,32 및 60,62)을 가능하게 하고, 그 결과 절삭 인서트 포켓 내에 절삭 인서트가 장착될 때마다 절삭날 및 절삭 인서트 코너의 위치가 정확히 반복될 수 있다는 사실을 주목해야 한다. 절삭 인서트 포켓은, 제2 인서트 지지 측벽(58)의 후방 및 전방 인서트 위치면(60, 62)이 절삭 인서트의 제2 인서트 주연 측면(38)과 맞닿기 위해서 활주 회전가능 부재(52)가 충분히 회전할 수 있도록 설계되어야만 한다.
절삭 인서트 포켓(50) 내의 절삭 인서트의 4지점 위치는 3지점에 위치되는 절삭 인서트에 비해 보다 견고하게 결합되는 절삭 인서트를 제공한다. 보다 상세하게는, 예를 들어 본 발명에 따른 4지점 위치에서 지지되는 절삭 인서트를 채용한 회전 공구가 이용되는 경우, 회전 작동의 방향이 변화(예를 들면, 좌로부터 우로)되더라도, 절삭 인서트의 절삭 코너의 위치 변화는 무시할 수 있다. 이와는 대조적으로, 종래 기술에 따른 3지점 위치에서 지지되는 절삭 인서트를 채용한 회전 공 구가 이용되는 경우, 회전 작동의 방향이 변하면, 제2 인서트 지지 측벽(22)의 후방과 제2 인서트 주연 측면(38)(도2 참조) 사이에 존재하는 간극(40)으로 인해 절삭 인서트의 절삭 코너가 이동한다. 또한, 절삭 인서트의 진동이 현저히 감소되어, 결과적으로 절삭 인서트의 절삭 수명이 증대된다. 또한, 종래 기술의 절삭 인서트의 3지점 위치는 제2 인서트 지지 측벽(22; 도1)의 작은 지지 영역[도1 및 도2에서의 전방 영역(34)]을 초래한다. 한편, 본 발명의 4지점 위치 메커니즘은 제2 인서트 지지 측벽(58; 도4)의 지지 영역을 효과적으로 확장하는데, 이는 [측벽(22)의 34와 동등한] 전방 인서트 위치면(62) 뿐만 아니라 후방 위치면(60)도 지지 영역이 되기 때문이다.
미국 특허 제4,329,091호에는, 인덱서블 절삭 공구와 결합시키는데 사용되는 플로우팅 웨지(wedge)가 설명되어 있다. 이 참조문헌이 본 발명과 특별히 관련되는 배경을 이루지는 않는다. 그러나, 이는 본 발명의 활주 회전가능 부재와 관련되어 있다는 외형상의 유사성 때문에, 그리고 본 발명의 활주 회전가능 부재와 상기 참조문헌에 설명되는 플로우팅 웨지의 구조 및 기능상의 명백한 차이점을 설명하기 위해서 본 명세서에 인용되고 있다. 상기 미국 특허 제4,329,091호에서, 절삭 인서트는 초기에 인서트 포켓 내에 위치되어 있다. 그 다음에, 포켓 내의 플로우팅 웨지를 조임으로써, 인서트가 인서트 포켓 내에 단단히 장착된다. 이는 차동 나사(differential screw)를 내향으로 회전시킴으로써 수행된다. 나사가 내향으로 회전됨에 따라 플로우팅 웨지는 반경 방향 내향으로 이동되고, 플로우팅 웨지의 선회판 부재의 선단면[본 발명의 제2 인서트 지지 측벽(58)과 동등한 것으로 간주될 수 있음], 절삭 인서트 및 인서트 포켓의 선단벽[본 발명의 제1 인서트 지지 측벽(20)과 동등한 것으로 간주될 수 있음] 사이에 평행 구조가 달성될 때까지, 축 방향 및 반경 방향 플로우트는 양자 모두 자동으로 변하게 된다.
간단히 설명하자면, 미국 특허 제4,329,091호는, 대향되는 평면상의 전방 및 후방 경사면을 구비하는 인서트 구조에 관한 것인데, 상기 경사면은 평행한 지지 벽을 구비한 인서트 포켓에 개재되어 있다. 평행한 지지 벽 중 하나는 플로우팅 웨지의 선회판 부재의 선단면이 된다. 이와는 반대로, 본 발명은 모나게 배치되는 지지 벽에 관한 것이다. 미국 특허 제4,329,091호에는, 플로우팅 웨지가 비평행 구조로 이용될 수 있는 방법에 대해 암시가 되어 있지 않다. 또한, 본 발명에서는, 나사를 조일 때, 활주 회전가능 부재가 그 때문에 내부 또는 외부로 움직이는 일이 없다. 실제로, 본 발명의 활주 회전가능 부재는 기능하기 위하여, 나사의 사용을 전혀 필요로 하지 않는다. 미국 특허 제4,329,091호에서는, 플로우팅 웨지가 나사 없이 어떻게 기능할 수 있는지, 전혀 분명하지 않다. 마지막으로, 미국 특허 제4,329,091호에서는, 절삭 작동시 인서트의 방위가 이동하면, 플로우팅 웨지의 방위도 인서트를 따라 이동되어, 평행 구조를 유지하게 된다. 본 발명의 활주 회전가능 부재는, 일단 절삭 인서트가 제 위치에 고정되면, 움직이지 않을 뿐 아니라 절삭 작동시 절삭 인서트의 이동을 방지 또는 상당히 감소시킨다는 점에서 완전히 대조적이다.
본 발명이 어느 정도 특정되어 설명되었지만, 이하 청구의 범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 기술 사상 및 범주 내에서 여러 가지 변경 및 변형이 있을 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (23)

  1. 절삭 인서트 홀더(10) 내의 절삭 인서트 포켓(50)에 있어서,
    두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)과 이를 횡단하는 기부(24)를 포함하며,
    상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제1 측벽(20)은 기부(24)에 고정되어 있고, 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)을 구비하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제2 측벽(58)은 기부(24)를 횡단하여 축의 주위를 회전할 수 있고, 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)을 구비하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)은 서로에 대해 모나게 배치되고, 상기 제2 인서트 지지 측벽(58)은 활주 회전가능 부재(52)의 내측면이 되고, 상기 활주 회전가능 부재(52)는 내측면(54)에 대향하는 외측면(56)을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트 포켓(50).
  2. 제1항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)은 아치형 부분(64)을 구비하고, 절삭 인서트 홀더(10)는 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)을 구비하고, 이 고정된 내측벽(66)은 이격된 적어도 두 개의 맞댐면(68', 68")을 구비하고, 상기 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 이격된 적어도 두 개의 맞댐면(68', 68")과 맞닿아서, 활주 회전가능 부재(52)가 인서트 홀더의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전 운동할 수 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트 포켓.
  3. 제1항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)은 제1 곡률 반경을 갖는 아치형 부분(64)을 구비하고, 절삭 인서트 홀더(10)는 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)을 구비하고, 상기 고정된 내측벽(66)은 제2 곡률 반경을 갖는 아치형 부분(68)을 구비하고, 상기 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)과 맞닿아서, 활주 회전가능 부재(52)가 절삭 인서트 포켓(50)의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전 운동할 수 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트 포켓.
  4. 제3항에 있어서, 제1 곡률 반경은 제2 곡률 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 절삭 인서트 포켓.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 볼록하고, 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)은 오목한 것을 특징으로 하는 절삭 인서트 포켓.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 오목하고, 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)은 볼록한 것을 특징으로 하는 절삭 인서트 포켓.
  7. 제1항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)에는 관통 보어(70)가 제공되고, 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)에는 보어(76)가 제공되고, 활주 회전가능 부재(52)는 핀(72)에 의해서 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)에 부착되며, 상기 핀은 관통 보어(70)를 통과하여 활주 회전가능 부재(52)로부터 보어(76) 속으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트 포켓.
  8. 제7항에 있어서, 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24) 내의 보어(76)는 제1 직경을 갖고, 활주 회전가능 부재(52) 내의 관통 보어(70)는 제2 직경을 가지며, 상기 제1 직경은 상기 제2 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 절삭 인서트 포켓.
  9. 절삭 인서트 포켓(50)과, 그 내부에 보유된 절삭 인서트(18)를 구비한 절삭 인서트 홀더(10)를 포함하는 절삭 공구 조립체에 있어서,
    상기 절삭 인서트는 모나게 배치된 적어도 두 개의 인서트 주연 측면(36, 38)을 구비하고,
    상기 절삭 인서트 포켓(50)은, 내측면(54) 및 대향 외측면(56)을 구비한 활주 회전가능 부재(52)와, 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)과, 이를 횡단하는 기부(24)를 포함하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제1 측벽(20)은 기부(24)에 대해 고정되어 있고 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)을 구비하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제2 측벽(58)은 절삭 인서트 포켓(50)의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전할 수 있고 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)을 구비하고, 상기 고정된 내측벽(66)은 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)은 서로에 대해 모나게 배치되어 있고, 상기 제2 인서트 지지 측벽(58)은 활주 회전가능 부재(52)의 내측면이 되고,
    상기 제1 인서트 지지 측벽(20)의 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)이 하나의 인서트 주연 측면(36)과 맞닿고, 상기 제2 인서트 지지 측벽(58)의 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)이 다른 인서트 주연 측면(38)과 맞닿는 상태로, 보유되는 절삭 인서트(18)가 절삭 인서트 포켓(50) 내에 위치되고, 활주 회전가능 부재(52)가 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)과 절삭 인서트(18) 사이의 제위치에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)은 아치형 부분(64)을 구비하고, 절삭 인서트 홀더(10)는 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)을 구비하고, 상기 고정된 내측벽(66)은 이격된 적어도 두 개의 맞댐면(68', 68")을 구비하고, 상기 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 이격된 적어도 두 개의 맞댐면(68', 68")과 맞닿아서, 활주 회전가능 부재(52)가 절삭 인서트 홀더의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전 운동할 수 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  11. 제9항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)은 제1 곡률 반경을 갖는 아치형 부분(64)을 구비하고, 절삭 인서트 홀더(10)는 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)을 구비하고, 상기 고정된 내측벽(66)은 제2 곡률 반경을 갖는 아치형 부분(68)을 구비하고, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)과 맞닿아서, 활주 회전가능 부재(52)가 절삭 인서트 포켓(50)의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전 운동할 수 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 제1 곡률 반경은 제2 곡률 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 볼록하고, 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)은 오목한 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 오목하고, 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)은 볼록한 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  15. 제9항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)에는 관통 보어(70)가 제공되고, 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)에는 보어(76)가 제공되고, 활주 회전가능 부재(52)는 핀(72)에 의해서 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)에 부착되며, 상기 핀은 관통 보어(70)를 통과하여 활주 회전가능 부재(52)로부터 보어(76) 속으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  16. 제15항에 있어서, 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24) 내의 보어(76)는 제1 직경을 갖고, 활주 회전가능 부재(52) 내의 관통 보어(70)는 제2 직경을 가지며, 상기 제1 직경은 상기 제2 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 절삭 공구 조립체.
  17. 절삭 인서트 홀더 및 절삭 인서트를 포함하는 절삭 공구 조립체를 조립하기 위한 방법에 있어서,
    (i) 내측면(54) 및 대향 외측면(56)을 구비한 활주 회전가능 부재(52)와, 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)과, 이를 횡단하는 기부(24)를 포함하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제1 측벽(20)은 기부(24)에 대하여 고정되어 있고, 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)을 구비하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽 중 제2 측벽(58)은 절삭 인서트 포켓(50)의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전할 수 있고 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)을 구비하고, 상기 고정된 내측벽(66)은 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접하고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)은 서로에 대해 모나게 배치되어 있고, 상기 제2 인서트 지지 측벽(58)은 활주 회전가능 부재(52)의 내측면(54)이 되고, 상기 두 개의 인서트 지지 측벽(20, 58)은 제1 모난 배치로 서로에 대해 모나게 배치되어 있는 절삭 인서트 포켓(50)을 구비한 절삭 인서트 홀더(10)를 제공하는 단계와,
    (ⅱ) 제2 모난 배치로 배치된 적어도 두 개의 모나게 배치된 인서트 주연 측면(36, 38)을 구비하고 절삭 인서트 홀더(10) 내에 보유될 절삭 인서트(18)를 제공하는 단계와,
    (ⅲ) 제1 인서트 지지 측벽(20)의 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)이 하나의 인서트 주연 측면(36)과 인접하고, 제2 인서트 지지 측벽(58)의 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)이 다른 인서트 주연 측면(38)과 인접한 상태로, 절삭 인서트(18)를 절삭 인서트 포켓(50) 내에 위치설정하는 단계와,
    (ⅳ) 클램핑 나사(27)가 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24) 내의 나사식 보어(26)와 결합할 때까지, 클램핑 나사(27)를 절삭 인서트(18) 내의 관통 보어(28)에 삽입하는 단계와,
    (ⅴ) 활주 회전가능 부재(52)가 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)과 절삭 인서트(18) 사이의 제위치에 고정되고, 제1 인서트 지지 측벽(20)의 동일 평면상에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(30, 32)이 하나의 인서트 주연 측면(36)과 맞닿고, 제2 인서트 지지 측벽(58)의 동일 평면상 에 이격되어 있는 두 개의 인서트 위치면(60, 62)이 다른 인서트 주연 측면(38)과 맞닿도록 클램핑 나사(27)를 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24) 내의 나사식 보어(26)에 나사 결합하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)은 제1 곡률 반경을 갖는 아치형 부분(64)을 구비하고, 절삭 인서트 홀더(10)는 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)에 인접한 고정된 내측벽(66)을 구비하고, 상기 고정된 내측벽(66)은 제2 곡률 반경을 갖는 아치형 부분(68)을 구비하고, 상기 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)과 맞닿아서, 활주 회전가능 부재(52)가 절삭 인서트 포켓(50)의 고정된 내측벽(66)에 대해 활주 회전 운동할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 제1 곡률 반경은 제2 곡률 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 볼록하고, 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)은 오목한 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)의 외측면(56)의 아치형 부분(64)은 오목하고 고정된 내측벽(66)의 아치형 부분(68)은 볼록한 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제17항에 있어서, 활주 회전가능 부재(52)에는 관통 보어(70)가 제공되고, 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)에는 보어(76)가 제공되고, 활주 회전가능 부재(52)는 핀(72)에 의해서 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24)에 부착되며, 상기 핀은 관통 보어(70)를 통과하여 활주 회전가능 부재(52)로부터 보어(76) 속으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 절삭 인서트 포켓(50)의 기부(24) 내의 보어(76)는 제1 직경을 갖고, 활주 회전가능 부재(52) 내의 관통 보어(70)는 제2 직경을 가지며, 상기 제1 직경은 상기 제2 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
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