KR100601071B1 - 체결 나사용 중심 구멍을 갖는 소결 절삭 인서트 - Google Patents

Abstract

절삭 인서트는, 체결 나사를 받기 위해 본체를 통해 이어지는 중앙 구멍을 갖는 소결 분말로 형성된 본체를 포함한다. 중앙 구멍은 원통부를 포함한다. 본체는 인서트의 각 주 절삭날로부터 아래를 향해 이어지는 두 개의 측면을 포함한다. 리세스는 각 측면에 형성되고 본체의 바닥까지 이른다. 각 리세스는 중앙 구멍보다 더 긴 길이를 갖는다. 바람직하게는 , 리세스 길이는 중앙 구멍 직경의 120 % 이다.

Description

체결 나사용 중심 구멍을 갖는 소결 절삭 인서트{SINTERED CUTTING INSERT HAVING CENTER HOLE FOR CLAMP SCREW}

본 발명은 금속 가공물을 기계 가공하기 위한 로터리 엔드 밀용 절삭 인서트에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 소결 분말로 형성되고 패스너를 받기 위한 중앙 구멍을 갖는 절삭 인서트에 관한 것이다.

엔드 밀용 밀링 인서트는 일반적으로 절삭재 형성 분말의 폼프레싱 (form-pressing) 및 소결을 통해서 제조된다. 이런 인서트는 전형적으로 양의 경사각을 갖는 절삭날을 갖는데, 이는 상기 인서트가 바람직하지 않은 진동을 줄이는 동시에 절삭력 및 공작기계에 필요한 동력을 감소시키는 능력을 보이기 때문이다. 양의 축방향 각 및 음의 반경방향 각을 갖는 형상의 공구가 제공되는 것이 종종 요구된다. 어떤 경우는, 칩 전달이 가장 좋은 나선형 칩을 얻기 위해 양의 축방향 각 및 0°의 반경방향 각의 조합을 생각할 수 있다. 절삭 인서트는, 보통 인서트의 중앙 구멍을 관통하는 중앙 잠금 나사에 의해 체결된다.

실질적으로 곧은 가공물에서 인서트가 90°숄더를 기계 가공하기 위해서, 예컨데 U.S. 특허 제 6,142,716; 6,193,446; 및 6,196,770 에 개시되고 있는 바와 같이, 절삭 인서트의 주 절삭날을 파형으로 만드는 것이 제시되어 있다.

또한, 주 절삭날이 형성된 각 측면에 리세스가 제공되는 것이, U.S. 특허 제 5,365,805 에 제시되어 있다. 인서트가 홀더에 장착될 경우, 이 리세스는 적어도 각 측면의 하부를, 인서트 수용 자리의 지지면과 접촉하는 서로 떨어진 두 개의 접촉부로 나눈다. 상기 특허는, 리세스 길이가 관련된 측면 길이의 25 - 35 % 까지 될 수 있음을 기술하고 있다. 이리하여 리세스 길이는 인서트 중앙 구멍의 주 원통부의 직경보다 작게 된다.

이런 사실은 다음 이유 때문에 중요하다. 인서트의 제조시, 분말은 일반적인 형상의 최종 인서트를 갖는 콘테이너로 삽입되며, 그 후 압축되고 소결된다. 압축 공정시, 분말의 일부는 인서트에서 중앙 구멍을 형성하기 위한 역할을 하는 중앙 코어에 대해 가압된다. 상기 분말의 일부는 남아있는 분말보다 더욱 압축되어, 이 압축된 분말은 소결 공정에서 수축이 적게 된다. 그 결과, 인서트의 각 측면은 조금 볼록한 형상이 되어, 측면이 홀더의 인서트 수용 자리의 지지면과 안정하게 접촉하는 것을 방해할 수 있다.

U.S. 특허 제 5,365,805 에 기재된 상기 짧은 리세스의 경우, 리세스의 존재에도 불구하고 지지면에 일부 볼록함이 남겨질 것이다. 더욱이, U.S. 특허 제 6,142,716 의 경우, 리세스는 인서트의 바닥까지 이르고 있지 않으며, 이리하여 측면의 낮은 높이 부분이 남아있어 지지면과 접촉할 경우는 측면의 볼록함 때문에 안정된 접촉을 얻는 것이 곤란하다.

본 발명은 칩 발생 기계 가공용 인덱시블 절삭 인서트에 관한 것이다. 인서트는 소결 분말로 형성된 기본적으로 평행사변형 형상인 본체를 포함한다. 본체는 두 개의 주 절삭날을 형성하는 윗면을 포함한다. 인서트를 윗면에 수직인 방향에서 보았을 때, 각 주 절삭날은 볼록하다. 본체는 바닥면과 각 주 절삭날에 대해 아래를 향해 이어진 두 개의 길이 방향 측면을 포함한다. 본체는 또한, 인서트의 길이 방향으로 서로 떨어진 두 개의 끝부를 포함한다. 각 끝면은 본체의 나머지 부분에서 길이 방향으로 튀어나온 본체의 일 부분에 제공된 경사부를 갖는다. 각 측면은 인서트의 각 능동 절삭 모서리를 향하여 높이가 증가하며, 능동 절삭 모서리는 각 측면의 반대편 끝부 보다 높다. 측면은 일반적으로 윗면과 예각으로 바닥면과는 둔각으로 기울어져 있다. 각 측면의 상부는, 여유각을 형성하도록 아래를 향한 경사로 각 주 절삭날 전체를 따라 이어지는 웨이브진 기본 여유면을 포함한다. 중앙 구멍은 윗면에서 바닥면까지 본체 전체를 관통해 있으며, 체결 나사의 나사 섕크를 받아들이도록 채택된 원통부를 포함한다. 중앙 구멍은 더욱이 윗면 부근에 배치된 확대부를 포함한다. 각 길이 방향 측면의 하부는 홀더의 인서트 자리의 지지면과 결합하게 되는 접촉면을 형성한다. 하부는 바닥면까지 이르는 리세스를 포함하며, 이 리세스는 중앙 구멍의 원통부 직경의 120 % 이상의 거리로 (바람직하게는 그 직경의 120 % 이상) 길이 방향으로 이어져 있으며, 인서트를 측면을 향한 방향에서 보았을 때 리세스는 인서트의 길이 방향으로 전체 원통부를 지나 이어진다.

본 발명은 또한 홀더와 상기된 인덱시블 절삭 인서트를 포함하는 밀링 공구에 관한 것으로, 인서트를 측면을 향한 방향에서 보았을 때 리세스는 인서트의 길이 방향으로 전체 원통부를 지나 이어진다.

본 발명의 목적과 장점은, 구성 요소들에 부호가 주어진 첨부된 도면에 따른 바람직한 실시예의 하기 상세한 설명으로 명백해질 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 절삭 인서트가 제공된 엔드 밀의 측면도로, 인서트를 그의 측면에서 본 도면.

도 2 는 인서트를 그의 윗면에서 본 도 1 과 유사한 도면.

도 3 은 절삭 인서트의 측면도.

도 4 는 절삭 인서트의 사시 상면도.

도 5 는 두 개의 절삭 인서트가 장착된 엔드 밀의 종단면도.

도 6 은 절삭 인서트의 하나 이상의 원주 방향 열을 갖는 개략적인 측면도.

도 7 은 회전 축방향에 따른 절삭 인서트의 절삭날의 방위를 나타내는 엔드 밀의 회전 축방향에 평행한 방향에 따른 개략도.

도 8 은 가공물에 대해 90°숄더를 형성하도록 절삭하는 절삭 인서트의 배치를 나타내는 개략도.

본 발명에 따른 각주형의 긴 인덱시블 인서트 (13) 가 제공된 축 (9) 을 포함하는 엔드 밀 (10) 이 도 5 에 도시되어 있다. 절삭 인서트는, 세멘트 탄화물 분말이 프레스에서 요구되는 형상으로 성형 되고 그 후 오븐에서 1000 ℃ 이상의 온도에서 소결되는 직접 프레싱 법에 의해 제조된다.

엔드 밀은 본질적으로 원통형 본체를 포함하는데, 후방부 (도시되지 않음) 는 원뿔형이며, 본체를 중심 축선 (A) 을 중심으로 회전시킬 수 있는, 공작 기계의 척 또는 스핀들과 같은 드라이버에 체결된다. 엔드 밀의 전방부는, 가공 위치에서 분리 가능하게 체결된 인덱시블 인서트 (13) 를 받기 위해 각각 바닥 지지면 (14) 및 이 지지면으로부터 직립한 하나 이상의 지지측면 (11a), (11b) (도 1, 2 에 도시) 으로 형성되며 원주 방향으로 서로 떨어져 위치한 다수의 포켓 (12) 을 갖는다.

각 포켓 (12) 의 바닥면 (14) 은, 축방향 회전 축선 (A) 과 양의 축방향 각 (a) 을 형성하며, 반경방향 각은 0°이거나 양의 각도를 가질 수 있다. 상기 양의 축방향 각 (a) 의 크기는 0°초과 20°이하며, 적합하게는 5 - 15°이어야 한다. 양의 축방향 각 (a) 은 가공물에서 칩이 쉽게 올려져 떨어질 수 있게 한다.

인덱시블 인서트 (13) 는 바람직하게는, 인서트의 중앙 구멍 (15) 을 통해 삽입되어 밀링 본체 (10) 와 나사 결합되는 체결 나사 (50) 에 의해 각 포켓 (12) 에 체결된다. 각 중앙 구멍 (15) 은 체결 나사 (50) 의 나사 섕크를 받아들이는 원통부 (15a) 및 나사의 헤드를 받아들이는 확대부 (15b) 를 포함한다.

인덱시블 인서트 (13) 는 본질적으로, 윗면 (16) 및 바닥면 (17) 을 포함하는 긴 평형사변형으로 형성된다. 윗면 (16) 과 바닥면 (17) 사이에는 두 개의 길이 방향 측면 (18, 19) 과 두 개의 끝면 (20, 21) 이 있다. 각 측면 (18, 19) 은 윗면 (16) 및 바닥면 (17) 과 교차하여 각각 가장자리 (24, 18') 를 형성한다.

측면 (18, 19) 은 측방으로 이어진 끝면 (20, 21) 보다 상당히 더 긴 길이 방향 신장 (길이) (L) 을 갖는다. 도 3 에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 측면 (18, 19) 은 일반적으로 윗면 (16) 에 대해 예각으로, 바닥면 (17) 에 대해서는 둔각으로 경사져 있다. 끝면 (20, 21) 은 대각선 방향으로 서로 맞은 편에 위치하는 모서리 (22, 23) 를 형성하며, 이들 모서리는 인서트 본체의 나머지 부분에서 축방향으로, 즉 길이 (L) 에 평행한 방향으로 돌출되어 있다. 윗면 (16) 과 각 측면 (18 또는 19) 사이의 각 교차선은 일반적으로 길이 방향으로 이어진 주 절삭날 (24) 을 형성한다.

각 끝면 (20, 21) 은 윗면 (16) 과 교차하여, 축방향 램핑시에 능동 절삭날을 형성한다.

각 길이 방향 측면 (18, 19) 은 능동 절삭날을 향해 증가하는 폭 (W) (높이) 을 갖도록 구성되어 있어, 능동 절삭 모서리는 절삭 인서트의 각 고위부에 위치하게 된다 (도 3 에 도시). 절삭 인서트에서 모든 측면 (18, 19) 및 모든 끝면 (20, 21) 은 절삭 인서트의 윗면 (16) 에 대하여 전체 절삭날을 따라 여유각을 갖는다. 더욱이, 측면에서 보았을 때 (도 3), 절삭 인서트의 길이 방향 측면 (18, 19) 은 전체 주 절삭날 (24) 을 따라 형성된 웨이브진 기본 여유면 (30) 을 가지며, 이 여유면은 한 가장자리면에서 다른 끝면 (20) 을 향해 아래로 축방향 경사를 갖는다.

윗면 (16) 은 두 랜드를 포함하는데, 상기 랜드는 각각, 각 길이 방향 측면 (18, 19) 을 따라 이어지는 좁은 부분 (32a) 과 각 끝면 (20, 21) 을 따라 이어지는 넓은 부분 (32b) 을 갖는다.

각 주 절삭날 (24) 은, 윗면에 수직인 방향에서 볼 때 조금 볼록하게 되어 있다 (도 2 에 도시). 주 절삭날을 볼록하게 만들면, 인서트 (13) 를 축방향에 수직인 방향에서 보았을 때, 홀더의 회전 축선에 대해 각 (c) 으로 기울어질 수 있으며 (도 6), 반면 능동 주 절삭날의 모든 부분은 회전축선으로부터 일정한 거리 (D) 에 여전히 유지된다 (도 7). 따라서, 연마 불가능한 스크래치의 형성 없이 가공물 (WP) 에서 90°절삭이 이루어질 수 있다. 따라서, 각각의 볼록한 주 절삭날 (24) 의 곡률 반경은 기울기 각 (c) 의 크기와 커터의 직경의 함수인 것으로 생각할 수 있다.

각 측면 (18 또는 19) 의 하부 (40) 는 지지면 (11b) 과 결합하는 접촉면을 형성한다. 적어도 각 측면 (18, 19) 의 하부 (40) 에는 바닥면 (17) 까지 이르는 리세스 (42) 가 형성되어 있다. 리세스 (42) 는, 중앙 구멍 (15) 의 원통부 (15a) 직경보다 더 길고, 바람직하게는 그 직경의 120 % 이상인 길이 방향 길이 (L') 를 갖는다.

중앙 구멍의 원통부 (15a) 와 각 리세스 (42) 사이의 상대적인 위치는, 인서트를 측면을 향하는 방향에서 보았을 때 (도 3 에 도시) 처럼, 각 리세스 (42) 는 인서트의 길이 방향으로 전체 원통부를 지나 이어지도록 되어있다. 그 결과, 중앙 구멍 (전술한) 을 갖는 인서트의 통상적인 프레싱 및 소결로 인한 볼록함은 완전히 제거되며, 단지 측면에 두 개의 평면 (편평한) 부분 (40a) 만 남길 뿐이다. 즉, 측면 (18, 19) 의 접촉면 (40) 에는 볼록한 부분이 없다. 따라서, 편평한 부분 (40a) 이 편평한 지지면 (11b) 과 결합함으로써 인서트는 그의 포켓에서 안정하게 지지될 수 있다.

상기 설명에서, 인서트 (13) 의 하나의 원주 방향 열에 대해서만 설명하였다. 그러나, 도 8 에 도시된 바와 같이, 인서트의 복수의 원주 방향 열 또한 밀링 공구 (10') 에 제공될 수 있으며, 인서트의 네 개의 원주 방향 열의 각 인서트 (13a - 13d) 는 가공물 (WP) 에서 90°숄더가 절삭되도록 도시되어 있다.

본 발명은 바람직한 실시예로 설명되었을 지라도, 당 업자라면 특별히 설명되지 않은 추가, 생략, 변형 및 대체가, 첨부된 청구항에서 한정된 바와 같은 본 발명의 요지 및 범위를 벗어나지 않고서 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (4)

1. 소결 분말로 형성된 기본적으로 평행사변형 형상인 본체를 포함하는 칩 발생 기계 가공용 인덱시블 절삭 인서트에 있어서, 상기 본체는,

   두 개의 주 절삭날을 형성하는 윗면으로서, 인서트를 상기 윗면에 수직인 방향에서 보았을 때 각각의 주 절삭날은 볼록한 윗면,

   바닥면,

   각 주 절삭날에 대해 아래를 향해 이어진 두 개의 길이 방향 측면,

   인서트의 길이 방향으로 서로 떨어져 있으며, 본체의 나머지 부분에서 길이 방향으로 튀어나온 본체의 일 부분에 제공된 경사부를 갖는 두 개의 끝면과,

   윗면에서 바닥면까지 본체 전체를 관통해 있으며, 체결 나사의 나사 섕크를 받아들이는 원통부와 더욱이 윗면 부근에 배치된 확대부를 포함하는 중앙 구멍을 포함하며,

   각 측면은 인서트의 각 능동 절삭 모서리를 향하여 높이가 증가하며, 능동 절삭 모서리는 각 측면의 반대편 끝부 보다 높고, 측면은 일반적으로 윗면과 예각으로, 바닥면과는 둔각으로 기울어져 있으며, 각 측면의 상부는, 여유각을 형성하도록 아래를 향한 경사로 각 주 절삭날 전체에 따라 이어지는 웨이브진 기본 여유면을 포함하며,

   각 길이 방향 측면의 하부는 홀더의 인서트 자리의 지지면과 결합하는 접촉면을 형성하고, 또한 상기 하부는 중앙 구멍의 원통부 직경보다 더 긴 거리로 길이 방향으로 이어지면서 바닥면까지 이르는 리세스를 포함하며, 또한 인서트를 측면을 향한 방향에서 보았을 때 상기 리세스는 인서트의 길이 방향으로 전체 원통부를 지나 이어지는 절삭 인서트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 거리는 원통부 직경의 120 % 이상인 것을 특징으로하는 절삭 인서트.
3. 바닥지지면, 바닥지지면으로부터 직립한 지지면, 그리고 바닥지지면에 형성된 나사 구멍을를 갖는 한 개 이상의 인서트 수용 자리를 형성하고, 길이 방향의 회전축을 형성하는 회전 섕크와,

   상기 자리에 장착되고 기본적으로 평행사변형 형상인 소결 분말로 형성된 본체를 포함하는 절삭 인서트를 포함하며, 상기 본체는

   두 개의 주 절삭날을 형성하는 윗면으로서, 인서트를 상기 윗면에 수직인 방향에서 보았을 때 각각의 주 절삭날은 볼록한 윗면,

   바닥지지면에 위치된 바닥면,

   각 주 절삭날에 대해 아래를 향해 이어진 두 개의 길이 방향 측면,

   인서트의 길이 방향으로 서로 떨어져 있으며, 본체의 나머지 부분에서 길이 방향으로 튀어나온 본체의 일 부분에 제공된 경사부를 갖는 두 개의 끝면과,

   윗면에서 바닥면까지 본체 전체를 관통해 있으며, 체결 나사의 나사 섕크를 받아들이는 원통부 및 윗면 부근에 배치된 확대부를 포함하는 중앙 구멍을 포함하며,

   각 측면은 인서트의 각 능동 절삭 모서리를 향하여 높이가 증가하며, 능동 절삭 모서리는 각 측면의 반대편 끝부 보다 높고, 측면은 일반적으로 윗면과 예각으로, 바닥면과는 둔각으로 기울어져 있으며, 각 측면의 상부는, 여유각을 형성하도록 아래를 향한 경사로 각 주 절삭날 전체에 따라 이어지는 웨이브진 기본 여유면을 포함하며,

   각 길이 방향 측면의 하부는 지지면과 결합하는 접촉면을 형성하고, 또한 상기 하부는 중앙 구멍의 원통부 직경보다 더 긴 거리로 길이 방향으로 이어지면서 바닥면까지 이르는 리세스를 포함하며, 또한 인서트를 측면을 향한 방향에서 보았을 때 상기 리세스는 인서트의 길이 방향으로 전체 원통부를 지나 이어지는 절삭 인서트, 그리고

   상기 중앙 구멍에 삽입되어 나사 구멍에 나사 결합되는 체결 나사를 포함하는 밀링 공구.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 거리는 원통부 직경의 120 % 이상인 것을 특징으로하는 밀링 공구.

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