KR100643224B1

KR100643224B1 - 밀링용 공구 및 커팅 인써트

Info

Publication number: KR100643224B1
Application number: KR1020017002976A
Authority: KR
Inventors: 요르드베르크요나스; 헤드베르크스테판
Original assignee: 세코 툴스 에이비
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2006-11-10
Also published as: HK1040658A1; EP1112137A1; DE69915654D1; CN1113719C; JP2002524275A; KR20010074998A; SE514032C2; CN1315892A; US6142716A; EP1112137B1; SE9803056L; DE69915654T2; WO2000013831A1; SE9803056D0; HK1040658B

Abstract

본 발명은 밀링용 공구 및 커팅 인써트에 관한 것이다. 커팅 인써트는 밀링 머신에서 회전하도록 밀링 몸체에 장착된다. 밀링 몸체는 평행육면체형 커팅 인써트를 수납하기 위한 적어도 하나의 포켓을 포함한다. 커팅 인써트는 2 개의 주측면(11, 12)과 이들과 결합된 부측면(13, 14) 및 상·하부면(15, 16)을 포함하고, 상부면(15)과 커팅 인써트의 주측면 및 부측면과의 전이부에 형성되는 적어도 한 쌍의 절삭날(17, 19; 18, 20)을 포함한다. 상부면은 칩 면을 구성하고, 주측면과 부측면은 클리어런스면을 구성한다. 각 쌍의 절삭날은 절삭 코너 부분에서 교차하는 주측면의 주절삭날(17, 18)과 부측면의 부절삭날(19, 20)로 구성된다. 상기 코너는 부측면의 주요 부분의 가상의 연장선 안쪽에 제공된다. 부절삭날은 피삭재의 표면을 생성하기 위해 제공된다. 주절삭날은 하부면(16)과 예각을 형성하도록 경사져 있다. 각 쌍의 절삭날(17, 19; 18, 20)은 부측면과 주측면의 주요 부분을 포함하는 평면에 대해 돌출되어 있는 제 1 클리어런스면(22A, 22B)에 하부면쪽 방향으로 연결된다. 오목부(30)가 주측면(11) 내에 제공된 표면(24)에 형성된다.

Description

밀링용 공구 및 커팅 인써트{TOOL AND CUTTING INSERT FOR MILLING}

본 발명은 독립항의 전문에 따른 밀링용 공구 및 커팅 인써트에 관한 것이다.

미국 특허번호 5,145,295 호, 5,207,538 호 및 5,078,550 호에는 위에 기재된 타입의 밀링용 인써트가 개시되어 있다. 각각의 공지된 커팅 인써트는 밀링 몸체 또는 연삭 고정구에서 자리잡기(localization)하는 동안, 퇴적된 먼지로 인하여 위치결정을 불안정하게 만들 수 있는 평평한 주측면으로 구성되어 있다. 이러한 불안정성은 밀링 작업과 절삭날의 연삭결과에 여러 결함을 야기시킨다. 또, 공지된 커팅 인써트는 절삭날을 생산할 때 많은 연삭을 필요로 한다. 미국 특허번호 5,803,674 호에는, 관련된 지지면의 평면에서 원주방향으로 연장되는 돌기부(ledge)를 구비한 밀링 인써트가 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 밀링 몸체와 연삭 고정구 모두에 커팅 인써트의 견고한 자리잡기를 가능하게 하는 밀링용 공구 및 커팅 인써트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 연삭할 재료의 양을 줄이는 밀링용 커팅 인써트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 연삭공정시 기하학적 자유도를 증가시키는 밀링용 커팅 인써트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 연삭시에 환경 오염을 줄이는 밀링용 커팅 인써트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 소정의 플랭크 마모 범위를 갖는 밀링용 공구 및 커팅 인써트를 제공하는 것이다.

상술한 목적 및 여러 다른 목적들은 첨부된 도면을 참조하여 후속하는 청구항에 따른 밀링용 공구 및 커팅 인써트에 의해 달성된다.

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명에 따른 커팅 인써트의 평면도 및 저면도.

도 2는 커팅 인써트의 측면도.

도 3은 도 1a의 라인(Ⅲ-Ⅲ)에 따른 커팅 인써트의 단면도.

도 4는 커팅 인써트의 사시도.

도 5는 도 1a의 라인(Ⅴ)에 따른 절삭 코너의 확대단면도.

도 6은 도 1a의 라인(Ⅵ)에 따른 절삭 코너의 확대단면도.

도 7은 밀링 커터 몸체에 장착된 본 발명에 따른 커팅 인써트.

도 1a 내지 도 4에는 본 발명에 따른 일면(one-sided) 밀링용 커팅 인써트(10)를 도시하였는데, 이것은 평행육면체 모양이고, 직접 가압된 초경합금으로 제조된다. 여기서 "초경합금(cemented carbide)"이란 예를 들어 Co 또는 Ni 등의 바인더금속과 소결 결합하는 WC, TiC, TaC, NbC 등을 의미한다. 커팅 인써트는 밀링 머신에서 회전하도록 되어 있는 밀링 몸체(도시되지 않음)에 장착된다. 이 밀링 몸체는 평행육면체형 커팅 인써트를 수납하는 적어도 하나의 포켓을 포함한다. 커팅 인써트(10)는 위에서 보았을 때 실질적으로 평행인 2 개의 주측면(11, 12)과 이들과 결합하는 부측면(13, 14) 및 상·하부면(15, 16)으로 구성된다. 상부면(15)은 주측면(11, 12)과 교차하는 라인에 주절삭날(17, 18)을 형성한다. 이 주절삭날은 각 칼날이 하부면(16)과 예각을 이루도록 반대방향으로 경사져 있다. 그 때문에, 그들 주절삭날은 커팅 인써트의 마주하는 측면에, 증가하지만 서로 반대를 향하는 축방향각을 부여한다. 각각의 주절삭날은 밀링 몸체의 커팅 인써트 포켓내에 장착되었을 때에는 공구의 유효한, 포지티브 축방향각을 증가시킨다. 또한, 상부면(15)은 각 부측면(13, 14)의 더 작은 일부분과 교차하는 라인에 부절삭날 또는 와이퍼날(19, 20)을 형성한다. 주절삭날(17, 18)과 이에 각각 연관된 부절삭날(19, 20)은 밀링작업시 한 쪽이 활성(active)이면 다른 쪽은 비활성(passive)인 한 쌍의 절삭날을 형성한다. 연결된 2 개의 날은 절삭 코너(28) 부분에서 교차한다. 이 절삭 코너는 코너 부분을 동일한 2 개의 각으로 나누는 이등분선(B)을 형성한다. 이등분선(B)은 코너(28, 29)의 반경 중심과 교차하지 않는다. 한 쌍의 절삭날이 마모되었을 경우에는, 다른 한 쌍의 절삭날이 활성 위치에 놓여지도록 커팅 인써트가 인덱스된다. 상부면은 절삭날 부분에 칩 면을 구성하고, 90°보다 작은 주측면과 부측면과의 칼날 각도를 형성한다. 즉, 커팅 인써트는 포지티브 기본 모양이다. 또, 칩 면(15)은 피삭재를 용이하게 절삭하기 위해 바람직하게 증가하면서 변화하는 포지티브 경사각을 형성한다. 하부면(16)은 피삭재에 대해 클리어런스를 얻기 위하여 부측면과 주측면의 연관부(24 내지 27)와 둔각인 내각을 형성한다. 도 7의 밀링 몸체(40)내에 장착하는 나사 등의 체결장치를 수납하기 위하여 중앙에 위치한 구멍(21)이 제공된다. 상기 밀링 커터는 90°코너를 갖는 숄더 밀링(shoulder milling)에 제공되는 것이 바람직하다.

지금까지 기술된 본 발명에 따른 커팅 인써트는 실질적으로 종래 기술을 지지한다.

각 쌍의 절삭날(17, 19 및 18, 20)은 하부면(16)쪽 방향으로 각각 돌기부 또는 돌출하는 제 1 클리어런스면(22, 23)에 연결된다. 돌기부(22, 23)는 실질적으로 부측면과 주측면의 주요 부분(24 내지 27)을 포함하는 평면(P1, P2) 바깥쪽으로 돌출되어 있다. 이 돌기부는 최대 높이가 0.4 ~ 2 mm 또는 커팅 인써트(10)의 높이의 약 10 ~ 20 % 크기를 가지고 있다. 부절삭날에서의 돌기부(22B, 23B)의 높이(도 5의 H1 참조)가 주절삭날에서의 돌기부(22A, 23A)의 높이(도 6의 H2 참조)보다 더 높다. 도 2의 돌기부(23)는 연관된 부측면(14)의 평면(P2)으로부터 전체 주측면(12)을 따라 연장되어 절삭 코너를 지나 타측 부측면(13)으로 거리(L)만큼 떨어진 지점에서 끝난다. 따라서, 돌기부(23B)는 연삭 작업을 줄이기 위하여 부측면(13)의 길이보다 짧다. 부측면 칼날의 나머지 부분은 절삭에 이용되지 않는다. 돌기부는 도 1a의 라인(Ⅲ-Ⅲ)에서 약 0.02 ~ 0.1 mm 로 돌출되어 있다. 상기 거리(L)는 주절삭날(18)의 가상의 연장선으로부터 수직으로 부측면(13, 14)의 길이의 1/4 정도까지 측정된다. 이와 같이 돌기부는 나머지 클리어런스면에 대해 돌출되어, 기계가공이 필요한 최소한의 재료로서 돌기부를 동시에 연삭함으로써 재래식 연삭방법에 의해 절삭날(17 내지 20)의 연삭을 향상시킬 수 있으며, 덧붙여 연삭시 환경오염을 줄일 수 있다. 또한, 돌기부는 절삭날 파손시에 밀링 몸체를 보호하는 역할을 한다.

상술한 바와 같이, 하부면(16)은 연관된 부측면과 주측면의 부분(24 내지 27)과 둔각인 내각을 형성하고, 이 부분은 연삭 고정구 및 밀링 몸체에서 위치결정면을 구성할 것이다. 상기 부분은 직접 가압되고, 그 결과 연삭되지 않을 것이다. 오목부(30, 31)는 주측면에 의해 포함된 부분(24, 25)에 형성된다. 이 오목부(30, 31)는 실질적으로 직사각형이고, 상기 부분(24, 25)상의 표면을 줄이기 위해 길이방향으로 중앙에 위치함으로써 평면(P1)에서의 유효면(available surface)이 커팅 인써트의 코너쪽을 향해 이동되게 하는 방식이 된다. 각 오목부(30, 31)는 그 오목부 각각의 면에 형성되어 있는 각각의 접합면(24A, 24B와 25A, 25B)과 동일한 크기이거나, 그것보다 다소 큰 것이 가장 바람직하다. 그렇게 함으로써, 상기 면(26, 27)과 함께 측면 접합면이 유리한 방식으로 커팅 인써트에 형성된다. 또한, 커팅 인써트는 연삭 고정구 및 밀링 몸체 내의 상호작용면(cooperating surface)의 불규칙성에 대해 덜 민감해진다. 각 오목부(30, 31)는 기본적으로 오목한 모양이고, 하부면(16) 근처로부터 돌기부(23, 24)의 근처까지 높이방향으로 연장되어 있으므로 하부면의 크기뿐만 아니라 돌기부의 강도에도 영향을 주지 않는다.

절삭날(17 내지 20)은 도 5 및 도 6의 보강 챔퍼(32)에 연결되며, 이 보강 챔퍼(32)는 주절삭날(17, 18)과 부절삭날(19, 20)을 따라 폭(W)을 가지며, 실질적으로 이등분선(B)에 대하여 대칭인 절삭 코너(28)에서 더 큰 폭을 가진다. 그 때문에, 절삭 코너에서의 강도가 증가한다. 또, 보강 챔퍼(32)는 하부면(16)에 평행한 평면(P3)과 예각을 형성한다. 도 5의 부절삭날에 있어서의 각도(α1)는 약 13°이고, 도 6의 주절삭날에 있어서의 각도(α2)는 약 9°이다.

본 발명은 밀링 본체 및 연삭 고정구 모두에 있어서 커팅 인써트의 견고한 자리잡기를 가능하게 하여, 연삭되는 재료의 양을 줄이고 연삭 가능성을 증가시킨 밀링용 공구 및 커팅 인써트에 관한 것이다. 플랭크 마모가 발생하는 표면은 돌기부의 높이에 의해 미리 결정된다.

본 발명은 상술된 실시예에 국한되지 않고, 후속하는 청구항의 범위내에서 자유롭게 변경할 수 있다.

Claims

밀링용 커팅 인써트로서,

상기 커팅 인써트는 밀링 머신에서 회전하는 밀링 몸체에 장착되고, 상기 밀링 몸체는 평행육면체형 커팅 인써트를 수납하기 위한 적어도 하나의 포켓을 포함하며, 상기 커팅 인써트는 2 개의 주측면(11, 12)과 이들과 결합하는 부측면(13, 14) 및 상·하부면(15, 16)을 포함하고, 상부면과 커팅 인써트의 주측면 및 부측면과의 전이부에 형성되는 적어도 한 쌍의 절삭날(17, 19; 18, 20)을 포함하며, 상기 상부면(15)은 칩 면을 구성하고, 주측면과 부측면은 클리어런스면을 구성하며, 각 쌍의 절삭날은 절삭 코너(28, 29) 부분에서 교차하는 주측면의 주절삭날(17, 18)과 부측면의 부절삭날(19, 20)로 구성되고, 상기 코너는 부측면의 주요 부분의 가상의 연장선 안쪽에 제공되며, 상기 부절삭날은 피삭재의 표면을 생성하기 위해 제공되고, 상기 주절삭날은 하부면(16)과 예각을 형성하도록 경사져 있는 커팅 인써트에 있어서,

각 쌍의 절삭날(17, 19; 18, 20)은 부측면 및 주측면(11 내지 14)의 주요 부분에 각각 접촉하는 평면(P1, P2)에 대해 돌출되어 있는 제 1 클리어런스면(22, 23)에 하부면(16)쪽 방향으로 연결되고, 오목부(30, 31)가 주측면(11, 12)에 제공된 표면(24, 25)에 형성되며, 제 1 클리어런스면(22, 23)은 부측면(13, 14)의 평면(P2)으로부터 전체 주측면(11, 12)을 따라 연장되어 절삭 코너(28, 29)를 지나 타측 부측면(14, 13)으로 거리(L)만큼 떨어진 지점에서 끝나는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
제 1 항에 있어서,

상기 오목부(30, 31)는 상기 표면(24, 25)의 면적을 줄이기 위해 길이방향으로 중앙에 위치하여, 각 오목부의 각각의 측면에 접합면(24A, 24B; 25A, 25B)을 형성하는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
제 2 항에 있어서,

각 오목부(30, 31)는 실질적으로 직사각형인 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
제 1 항에 있어서,

상기 거리(L)는 주절삭날(18)의 가상의 연장선으로부터 수직으로 부측면(13, 14)의 길이의 1/4 정도까지 측정되는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 클리어런스면(22, 23)은 주절삭날(17, 18)에서보다 부절삭날(19, 20)에서 더 높은 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
제 5 항에 있어서,

상기 제 1 클리어런스면(22, 23)은 0.4 ~ 2 mm 또는 커팅 인써트(10)의 폭의 약 10 ~ 20 % 크기의 최대 높이(H1, H2)를 가지는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
제 2 항에 있어서,

각 오목부(30, 31)는 기본적으로 오목한 모양이고, 하부면(16) 근처로부터 제 1 클리어런스면(22A, 23A) 근처까지 높이방향으로 연장되며, 각 오목부(30, 31)는 각 접합면(24A, 24B, 25A, 25B)과 동일한 크기이거나, 가장 바람직하게는 그것보다 다소 큰 크기인 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
제 1 항에 있어서,

상기 주절삭날과 부절삭날(17 내지 20)은, 주절삭날(17, 18)과 부절삭날(19, 20)을 따라 하나의 폭을 갖고, 실질적으로 이등분선(B)에 대하여 대칭인 절삭 코너(28, 29)에서 더 큰 폭을 가지는 보강 챔퍼(32)에 연결되는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
밀링 머신에 장착되도록 의도된 밀링 몸체를 포함하는 밀링 공구로서,

상기 밀링 몸체는 평행육면체형 초경합금 커팅 인써트를 수납하기 위해 축방향으로 기울어진 하나 이상의 포켓을 포함하며, 상기 커팅 인써트는 2 개의 주측면(11, 12)과 이들과 결합하는 부측면(13, 14) 및 상·하부면(15, 16)으로 구성되고, 상부면과 커팅 인써트의 주측면 및 부측면과의 전이부에 형성되는 적어도 한 쌍의 절삭날(17, 19; 18, 20)을 포함하며, 상기 상부면(15)은 칩 면을 구성하고, 주측면과 부측면은 클리어런스면을 구성하고, 여기서 각 쌍의 절삭날은 절삭 코너(28, 29) 부분에서 교차하는 주측면의 주절삭날(17, 18)과 부측면의 부절삭날(19, 20)로 구성되며, 상기 코너는 부측면의 주요 부분의 가상의 연장선 안쪽에 제공되며, 상기 부절삭날은 피삭재의 표면을 생성하기 위해 제공되고, 상기 주절삭날은 하부면(16)과 예각을 형성하도록 경사져 있는 밀링 공구에 있어서,

각 쌍의 절삭날(17, 19; 18, 20)은 부측면과 주측면(11 내지 14)의 주요 부분을 포함하는 평면(P1, P2)에 대해 돌출되어 있는 제 1 클리어런스면(22, 23)에 하부면(16)쪽 방향으로 연결되고, 오목부(30, 31)가 주측면(11, 12)에 제공된 표면(24, 25)에 형성되며, 그것의 일 표면은 밀링 몸체의 포켓에 맞닿게 되어 있고, 제 1 클리어런스면(22, 23)은 부측면(13, 14)의 평면(P2)으로부터 전체 주측면(11, 12)을 따라 연장되어 절삭 코너(28, 29)를 지나 타측 부측면(14, 13)으로 거리(L)만큼 떨어진 지점에서 끝나는 것을 특징으로 하는 밀링 공구.
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