KR100689172B1 - 절삭 삽입체 - Google Patents

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KR100689172B1 KR1020037009775A KR20037009775A KR100689172B1 KR 100689172 B1 KR100689172 B1 KR 100689172B1 KR 1020037009775 A KR1020037009775 A KR 1020037009775A KR 20037009775 A KR20037009775 A KR 20037009775A KR 100689172 B1 KR100689172 B1 KR 100689172B1
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울리아니츠키다니엘
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이스카 엘티디.
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Abstract

본 발명에 따르면, 금속 공작물 내에 직각 코너의 좌편 및 우편 정면 밀링 또는 슬로팅 작업을 위한, 밀링 커터(52, 54) 내에 장착하는 4개의 절삭 에지(20)를 갖는 인덱스 가능한 절삭 삽입체(10)가 제공된다. 절삭 에지는 바닥면(14)과 평행하고 2개의 와이퍼(24) 사이에 연장된 주 절삭 에지(26)를 포함하고, 각 와이퍼는 코너 에지(22)에 인접한다. 주 절삭 에지에 인접한 제1 여유면(34)은 제1 여유각(x1)을 갖고 2개의 와이퍼에 인접한 제2 여유면은 제1 여유각보다 큰 제2 여유각(x2)을 갖는다. 제1 여유면은 절삭 에지에 수직으로 측정된 폭 치수를 갖고, 2개의 와이퍼에 근접부에서 최소값을 갖고 절삭 에지의 중심 영역(42)에서 최대값을 갖는다.
절삭 에지, 상부면, 바닥면, 여유면, 와이퍼

Description

절삭 삽입체{CUTTING INSERT}
본 발명은 금속 공작물 내에 직각 코너의 좌편 및 우편 정면 밀링 또는 슬로팅 작업을 위한, 밀링 커터 내에 장착하는 4개의 절삭 에지를 갖는 인덱스 가능한 절삭 삽입체에 관한 것이다.
금속 공작물 내에 직각 코너를 밀링하기 위한 인덱스 가능한 정사각형 형상의 절삭 삽입체를 갖는 종래의 밀링 커터에서는, 절삭 삽입체는 통상 4개의 절삭 에지에 의해 형성된 기준 평면이 음의 반경방향 윗면 경사각 및 양의 축방향 윗면 경사각(나선)을 생성하는 방식으로 장착된다. 각각의 삽입체는 공작물을 밀링하기 위한 주 절삭 에지, 직각 코너 또는 견부, 및 횡방향으로 배향된 부 절삭 에지를 갖는다. 부 절삭 에지는, 통상 견부의 매끄러운 기부벽을 형성하도록 와이퍼(wiper)로 작용하는 주 절삭 에지에 인접한 섹션과 비작동 섹션의, 2개의 섹션을 포함한다. 절삭 삽입체는 비작동 섹션과 견부의 기부벽 사이에 작은 간극이 형성되도록 밀링 커터 내에 설계 장착된다.
절삭 삽입체는 양의 축방향 윗면 경사각을 갖고 장착되기 때문에, 절삭 삽입체는 바람직하게는 견부의 기부벽과 견부의 기부벽에 인접한 삽입체의 측면 여유면 사이에 간극을 보장하도록 양의 기하학적 형상을 갖는다. 밀링 커터 내에 전술한 바와 같이 장착된 절삭 삽입체는 비교적 작은 절삭 에지 쐐기각 및 큰 반경방향 여유각을 갖는다. 결국, 가공시 절삭 삽입체는 절삭 에지의 영역 내에서 파손될 수 있고 밀링 커터는 또한 달각거리는 소리가 날 수 있다. 공작물과 공작물에 인접한 삽입체의 측면 여유면 사이의 간극이 주절삭 에지의 영역 내에서 감소하고 와이퍼의 영역 내에서는 감소하지 않을 때 절삭 삽입체의 성능이 향상될 있다는 것이 발견되었다.
특히 관심 대상은 좌편 및 우편 모두를 밀링하기 위해 사용될 수 있는 4개의 절삭 에지를 갖는 정사각형 절삭 삽입체이다. 이러한 절삭 삽입체는 미국 특허 제 5,951,212호에 개시되어 있다. 그러나 이러한 삽입체는 전술한 방식에서 개선된 성능을 제공하지 않는다.
본 발명의 목적은 좌편 및 우편 모두를 밀링하기 위해 사용될 수 있고 전술한 방식에서 개선된 성능을 제공하는 4개의 절삭 에지를 갖는 신규한 정사각형 절삭 삽입체를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 밀링 커터에 사용되는 인덱스 가능한 절삭 삽입체가 제공되며,
상부면, 바닥면 및 상부면과 바닥면 사이에 연장된 사실상 동일한 M개의 측면을 포함하며, 상부면은 절삭 삽입체의 상부도에서 M면 다각형인 전체적인 형상을 갖고,
각 측면은 2개의 코너 측면 사이에 위치하며,
각 측면은 바닥면으로부터 상부면을 향해 외향으로 경사지며 절삭 에지에서 상부면과 교차하고, 절삭 에지는 2개의 코너 에지 사이에 위치하며 사실상 바닥면과 평행하고,
각 절삭 에지는 2개의 와이퍼 사이에 연장된 주 절삭 에지를 포함하고, 각 와이퍼는 코너 에지에 인접하며,
각 측면은 주 절삭 에지에 인접하는 제1 여유면과, 경계선에서 제1 여유면으로 병합하고 2개의 와이퍼에서 상부면과 교차하는 제2 여유면의 적어도 2개의 성분 표면을 포함하며,
M은 4의 배수이고 제1 여유면은 절삭 에지에 수직으로 측정된 폭 치수를 갖고, 폭 치수는 2개의 와이퍼에 인접부에서 최소값을 갖고 절삭 에지의 중심 영역에서 최대값을 갖는다.
본 발명에 따르면, 제1 여유면은 각 측면과 관련된 절삭 에지를 포함하는 기준 평면에 수직인 선과 영이 아닌 제1 여유각(first non-zero relief angle)을 형성하고, 제2 여유면은 제1 및 제2 와이퍼의 영역 내에 영이 아니고 제1 여유각보다 큰 제2 여유각을 형성한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 각 측면의 경계선은 측면의 중심 영역에서 만나는 사실상 직선인 2개의 동일 경계선 섹션을 포함한다.
또한 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제2 여유면은 측면의 중심 영역에서 병합하는 유사한 2개의 구성 여유면을 포함한다.
바람직하게는, 2개의 구성 여유면 각각은 측면의 중심 영역을 향해 코너 측 면으로부터 외향으로 경사진다.
필요하다면, 제1 여유면은 그라인딩된다.
또 필요하다면, 2개의 구성 여유면은 그라인딩된다.
또 필요하다면, 제2 여유면에는 그 중심에 리세스가 제공된다.
본 발명에 따르면 절삭 삽입체는 상부면 및 바닥면을 통과하는 관통 보어를 갖는다.
바람직하게는, 절삭 삽입체는 압축 및 소결 처리된 분말체를 포함한다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, M은 4이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 여유면에는 그 중심에 리세스가 제공된다.
보다 나은 이해를 위해 본 발명은 첨부된 도면을 참고하여 일예로써 설명된다.
도1은 본 발명에 따른 절삭 삽입체의 사시도이다.
도2는 도1에 도시된 절삭 삽입체의 측면도이다.
도3은 도1에 도시된 절삭 삽입체의 평면도이다.
도4는 도3의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 절삭 삽입체의 부분의 단면도이다.
도5는 도3의 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 취한 절삭 삽입체의 부분의 단면도이다.
도6은 각각의 제2 여유면 내에 리세스를 갖는 본 발명에 따른 절삭 삽입체의 사시도이다.
도7은 본 발명에 따른 절삭 삽입체가 설치된 슬로팅 커터이다.
도8은 본 발명에 따른 절삭 삽입체가 설치된 정면 밀링 커터이다.
우선 도1 내지 도5를 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 절삭 삽입체(10)는 상부면(12), 바닥면(14) 및 상부면(12)과 바닥면(14) 사이에 연장된 사실상 동일한 4개의 측면(16)을 구비한다. 절삭 삽입체는 바람직하게는 분말체를 압축 및 소결시킴으로써 제조된다. 도3에 도시된 바와 같이, 상부면(12)은 통상 절삭 삽입체(10)의 상부도에서 정사각형이다. 각 측면(16)은 2개의 코너 측면(18) 사이에서 연장된다. 코너 측면(18)은 상부면(12) 인접부에서 최대 반경을 갖고, 바닥면 인접부에서 최소 반경으로 감소한다. 각 측면(18)은 바닥면(14)으로부터 상부면(12)을 향해 외향으로 경사지고 절삭 에지(20)에서 상부면과 교차한다. 즉, 도1 및 도2에서 알 수 있듯이, 절삭 삽입체(10)는 각 측면(16)이 절삭 삽입체(10)의 상부면(12)과 예각 쐐기각(β, 이하에서 더 자세히 설명되는 바와 같이 본 발명에 따르면 β는 2개의 값 β1 및 β2를 취한다)을 형성하도록 양의 기하학 형상을 갖는다. 각 절삭 에지(20)는 바닥면(14)과 사실상 평행하며 반경을 갖는 코너 에지(22) 사이에서 연장된다. 절삭 에지(20)는 코너 에지(22)에 인접한 2개의 와이퍼(24) 또는 보조 절삭 에지, 및 2개의 와이퍼(24) 사이에 연장된 주 절삭 에지(26)의 2 부분을 포함한다. 상부면(12)은 절삭 에지(20), 와이퍼(24) 및 코너 에지(22)로부터 상부면(12)의 중심 영역(30)을 향해 하향 및 상향식으로 경사진 칩 경사면(28)을 포함한다. 주 절삭 에지(26), 와이퍼(24) 및 코너 에지(22)는 모두 절삭이 가능하므로, 상부면(12)의 원주 전체는 칩 경사면(28)이 하향 및 상향식으로 경사진 연속적인 절삭 에지를 형성한다. 절삭 삽입체(10)는 절삭 공구의 삽입체 포켓 내에 절삭 삽입체(10)를 클램핑하기 위해 클램핑 나사를 수용하도록 상부면(12)의 중심 영역(30) 및 바닥면(14)을 통과하는 관통 구멍(32)을 포함한다.
주 절삭 에지(26)의 영역 내에서 절삭 삽입체(10)를 강화하기 위해, 각 측면(16)은 주 절삭 에지(26)에 인접한 제1 여유면(34)과, 경계선(38)에서 제1 여유면으로 병합하고 주 절삭 에지(26)의 다른측 상의 2개의 와이퍼(24)에서 상부면(12)과 교차하는 제2 여유면(36)의 2개의 성분 표면으로 분할된다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 제1 여유면(34)은 절삭 에지(20)에 수직으로 측정된 폭 치수(W)가 2개의 코너 에지(22)에 인접부에서 최소값을 갖고 절삭 에지(20)의 중심 영역(40)에서 최대값을 갖는다. 이러한 구성에서는, 도면에서 알 수 있듯이, 제1 여유면(34)은 통상 삼각형이다. 또한, 이러한 구성은 우편 또는 좌편 절삭 삽입체로 사용되는 것이 가능한 기하학적 형상을 절삭 삽입체(10)에 부여한다.
본 발명의 제2 태양은 절삭 삽입체(10) 측면(16)의 여유 또는 간극에 관한 것이다. 발명의 상세한 설명 및 청구항에는, 각 측면(16)과 연관된 절삭 에지(20)를 포함하는 기준 평면(P)이 한정된다. 각 절삭 에지(20)는 사실상 바닥면(14)과 평행하기 때문에, 기준 평면(P)은 도2에서 알 수 있듯이 절삭 삽입체(10)의 바닥면(14)과도 평행하다. 본 발명의 제2 태양에 따르면, 제1 여유면(34)은 기준 평면(P)에 수직인 선(N)과 제1 여유각(α1)을 형성하고, 제2 여유면(36)은 와이퍼(24)의 영역 내에서 제1 여유각(α1)보다 더 큰 제2 여유각(α2)을 형성한다. 도4 및 도5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 본 태양에 따르면, 각 측면(16)의 주 절삭 에지(26)의 영역 내에 쐐기각(β1)은 와이퍼(24)의 영역 내에 쐐기각(β2)보다 크다. 제1 여유면(34)의 존재는 증가된 쐐기각으로 인해 주 절삭 에지(26)의 영역 내에서 절삭 삽입체(10)를 강화시킨다. 특별히 한정적이지 않은 예에 따르면, α2 = 14°이고 α1 = 8°이고, 그로 인해 주 절삭 에지에서 간극은 6°까지 증가하는 반면 주 절삭 에지(26)를 따라 쐐기각을 증가시킴으로써 절삭 삽입체를 강화시킨다.
도면에서 알 수 있듯이, 각 측면(16)의 경계선(38)은 측면(16)의 중심 영역(42)에서 만나는 2개의 동일한 경계선 섹션(38a, 38b)을 포함한다. 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 경계선 섹션(38a, 38b)은 직선이다. 유사한 방식으로, 제2 여유면(36)은 측면(16)의 중심 영역(42)에서 병합하는 2개의 유사한 구성 여유면(36a, 36b)을 포함한다. 각 측면(16)에 대해, 2개의 구성 여유면(36a, 36b) 각각은 인접한 코너 측면(18)으로부터 병합하는 측면의 중심 영역(42)을 향해 외향으로 경사진다.
여러 가지 목적을 위해 도1 내지 도5에 도시된 절삭 삽입체를 제조하기 위해서는 다른 추가적인 처리없이 압축 및 소결시키는 것으로 충분하지만, 표면의 일부 를 그라인딩함으로써 보다 나은 정밀도가 달성될 수 있다. 따라서, 필요하다면 제1 여유면(34)은 그라인딩 가공된 표면이다. 또, 필요하다면 2개의 구성 여유면(36a, 36b)은 그라인딩 가공된 표면이다.
도6에 도시된 것을 참조하면, 각각의 제2 여유면(36)의 중심에 리세스(44)가 제공된 본 발명의 교시에 따른 절삭 삽입체(10)가 도시되어 있다. 각각의 구성 여유면(36a, 36b)은 상부 영역(46a, 46b) 및 하부 영역(48a, 48b)의 2개 영역으로 분할된다. 측면(16)의 2개의 구성 여유면(36a, 36b) 중 하부 영역(48a, 48b)은 인접한 코너 측면(18)으로부터 리세스(44)를 향해 외향으로 경사진다. 한편, 2개의 구성 여유면(36a, 36b) 중 상부 영역(46a, 46b)은 리세스(44) 상에 측면(16)의 상부 중심 영역(50)에서 병합한다.
도7 및 도8에는 본 발명의 절삭 삽입체(10)의 양호한 적용예를 도시하고 있다. 도7은 반경 방향으로 장착된 동일한 절삭 삽입체[10(10', 10")]를 3개만 도시한 슬로팅 커터(52)를 도시하고 있다. 절삭 삽입체(10)는 좌편 삽입체(10') 및 우편 삽입체(10") 모두로써 장착된다. 좌편 삽입체(10')로써 장착된 절삭 삽입체는 슬로팅 커터(52)의 일면(53a)에 인접한 작동 와이퍼(24')를 갖는 반면, 우편 삽입체(10")로써 장착된 절삭 삽입체는 슬로팅 커터(52)의 타면(53b)에 인접한 작동 와이퍼(24")를 갖는다. 도8은 본 발명에 따른 절삭 삽입체(10)를 사용하는, 공작물의 우편 밀링을 위한 정면 밀링 커터(54)를 도시하고 있다(삽입체는 하나만 도시). 유사한 방식으로, 본 발명에 따른 절삭 삽입체(10)는 공작물의 좌편 밀링을 위한 정면 밀링 커터에 사용될 수 있다.
본 발명은 어느 정도 상세하게 설명되었지만, 본 명세서에 청구된 발명의 사상이나 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 수정예 및 변형예가 가능하다. 예컨대, 본 발명은 통상 절삭 삽입체의 상부도에서 대체로 정사각형인 절삭 삽입체에 대해 설명되었다. 그러나, 본 발명은 통상 정사각형 형상을 갖는 절삭 삽입체에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 절삭 삽입체의 상부도에서 대체로 8각형인 절삭 삽입체에 대해서도 동일하게 적용된다. 대체로, 본 발명은 M이 4의 배수인 경우에 절삭 삽입체의 상부도에서 M각형인 절삭 삽입체에 대해서 동일하게 적용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 밀링 커터에 사용되는 인덱스 가능한 절삭 삽입체이며,
    상부면, 바닥면 및 상부면과 바닥면 사이에 연장된 사실상 동일한 M개의 측면을 포함하며, 상부면은 절삭 삽입체의 상부도에서 M면 다각형인 일반적인 형상을 갖고,
    각 측면은 2개의 코너 측면 사이에 위치하며,
    각 측면은 바닥면으로부터 상부면을 향해 외향으로 경사지며 절삭 에지에서 상부면과 교차하고, 절삭 에지는 2개의 코너 에지 사이에 위치하며 사실상 바닥면과 평행하고,
    각 절삭 에지는 2개의 와이퍼 사이에 연장된 주 절삭 에지를 포함하고, 각 와이퍼는 코너 에지에 인접하며,
    각 측면은 주 절삭 에지에 인접하는 제1 여유면과, 경계선에서 제1 여유면으로 병합하고 2개의 와이퍼에서 상부면과 교차하는 제2 여유면의 적어도 2개의 성분 표면을 포함하며,
    M은 4의 배수이고 제1 여유면은 절삭 에지에 수직으로 측정된 폭 치수를 갖고, 폭 치수는 2개의 와이퍼에 인접부에서 최소값을 갖고 절삭 에지의 중심 영역에서 최대값을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 여유면은 각 측면과 관련된 절삭 에지를 포함하는 기준 평면에 수직인 선과 영이 아닌 제1 여유각을 형성하고, 제2 여유면은 제1 및 제2 와이퍼의 영역 내에 영이 아니고 제1 여유각보다 큰 제2 여유각을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  3. 제2항에 있어서, 각 측면의 경계선은 측면의 중심 영역에서 만나는 사실상 동일한 2개의 직선 경계선 섹션을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 여유면은 측면의 중심 영역에서 병합하는 2개의 구성 여유면을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  5. 제4항에 있어서, 2개의 구성 여유면 각각은 코너 측면으로부터 측면의 중심 영역을 향해 외향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  6. 제3항에 있어서, 제1 여유면은 그라인딩 가공된 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  7. 제4항에 있어서, 2개의 구성 여유면은 그라인딩 가공된 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  8. 제2항에 있어서, 상기 절삭 삽입체는 상부면 및 바닥면을 통과하는 관통 구 멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  9. 제2항에 있어서, 상기 절삭 삽입체는 압축 및 소결된 분말체를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  10. 제2항에 있어서, M은 4인 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 여유면의 중심에는 리세스가 제공되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
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