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칩제거 기계가공용 툴을 위한 이중 네거티브 절삭인써트
KR100697877B1
South Korea
Worldwide applications
Application KR1020027005067A events
2000-10-19
2002-06-08
2007-03-23
Application granted
2007-03-23
Description
translated from
본 발명은 동일 형상이면서, 대향하는 상부면 및 하부면을 갖는, 편평하고 다각형인 기본형상의 몸체를 포함하는 형태의 칩제거 기계가공용 툴을 위한 이중 네거티브 절삭인써트에 관한 것으로, 상기 상부면 및 하부면은 몸체를 통과하는 가상의 중립면으로부터 떨어져 위치하고, 그들 사이에 있는 횡단 플랭크면은 재료 제거용 주절삭날이 형성되어 있는 곳에 인접하여 연장되어 있으며, 상기 주절삭날은 코너의 영역으로부터 별도로 연장되어 평행한 랜드에 인접하여 형성되어 있는 부절삭날과 상호작동하며, 상기 부절삭날은 재료의 제거 후에 남아 있는 가공물의 표면을 평면 기계가공하기 위한 목적을 갖는다.
이중 네거티브 및 이중 포지티브 절삭인써트는 장점 뿐만 아니라 단점도 갖는다. 종래 형식의 이중 네거티브 절삭인써트는 절삭날이 절삭인써트 몸체의 두 대향측에 인접하여 형성될 수 있기 때문에 유리하다. 이 방식으로, 절삭인써트는 일반적으로 대응하는 형식의 이중 포지티브 절삭인써트와 비교하여 절삭날의 수를 2배로 구비하여 형성될 수 있다. 이는 개별의 절삭인써트가 폐기되기 전에 많은 수의 절삭날이 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 이것은 사용자의 구입비용을 줄여준다. 하지만, 이중 네거티브 절삭인써트의 단점은 그것들이 평범한 절삭성능을 갖는다는 점이다. 이것은 전체적으로 작업경제성에서 크게 도움이 되지 않는다는 것을 의미한다. 한편, 이중 포지티브 절삭인써트는 양호한 절삭성능을 가지며, 신속하고 효과적인 작업을 가능하게 한다. 그러나, 이러한 절삭인써트는 그것의 최상면을 따라서만 절삭날이 형성될 수 있다. 이것은 사용할 수 있는 절삭날의 수가 제한된다는 것이다.
이제까지는, 절삭인써트는 상술된 단점의 결함없이 종래의 이중 네거티브와 이중 포지티브 절삭인써트의 각각의 이점을 조합하여 발전되어 왔다. 더욱 정확하게는 절삭인써트에 이중 네거티브 기본형상을 부여하는 동시에 절삭인써트의 최상면 및 최저면에는, 작업시 포지티브 절삭 기하학적구조를 가지도록 절삭날에 인접하여 카운터싱크를 형성시킨 성과에 의한 것이었다. 하지만, 이미 공지된 이러한 종류의 조합형 절삭인써트는 정4각이나 6각의 형상을 가졌다. 이러한 조합형 절삭인써트의 예로는, 상업적으로는 TRIGON이라는 상표로 이용가능하고 Greenleaf Corporation, Greenleaf Drive, Saegertown, PA 16433, US에 의하여 판매되는 절삭인써트를 거론할 수 있다.
하지만, 6각형 뿐만 아니라 정4각형 절삭인써트의 심해지는 단점은 각각의 실제의 작용 코너의 코너 각이 적당해져야 한다는 점이다. 따라서, 정4각형 절삭인써트에서는, 코너각이 90°이며, TRIGON 형식의 6각형 절삭인써트에서는 코너각이 더욱 작아진다. 이것은 작용(active) 코너가 상당히 예각이 되고, 이에 따라 작업시 상당히 큰 힘에 노출된다면 절삭인써트의 코너부분이 파괴될 위험이 있다.
본 발명의 목적은 이전의 공지된 조합형 절삭인써트의 상술된 불편함을 제거하고 개선된 절삭인써트를 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명의 주요목적은 작용 코너에 인접하여 강하고 튼튼한(robust) 특징을 갖는 다수의 절삭날을 형성할 수 있고, 그러면서도 안정적이고 신뢰할 수 있는 방식으로 대응하는 인써트 시트 내에 고정될 수 있는 절삭인써트를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 절삭인써트는 선삭툴과 같이 그 종류가 광범위한 칩제거 기계가공용 툴에 사용될 수 있어야 하지만, 상기 툴들이 절삭인써트를 장착하기 위하여 카세트를 사용할 것인지의 여부와는 관계없이 상기 절삭인써트는 주로 밀링 툴, 특히 정면 밀(face mill) 및 측면 밀링커터를 위한 것이다. 특별한 형태에서, 본 발명의 목적은 우측절삭 또는 좌측절삭 중 어느 하나의 형태를 갖는 밀링 툴로 최적화되는 절삭인써트를 제공하는 것이며, 상기 목적은 이들 두 작업 중 어느 경우를 위해서도 가능한 한 많은 수의 쓸모있고 강한 절삭날을 형성하는 것이다. 또 다른 형태에서, 본 발명의 목적은 하나의 동일한 절삭인써트가 우측절삭작업이나 좌측절삭작업 어디에나 사용될 수 있을 정도로 중립적인 절삭인써트를 제공하는 것이다. 상기 목적 모두는 2가지 상이한 형태의 절삭인써트에 대한 별도의 재고유지와 유통(distribution)의 필요성을 없애려는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 단순한 방식으로 제조될 수 있는 절삭인써트를 제작하는 것이며, 상기 제조방식에서는 무엇보다도 몰딩후에 금형으로부터 해제시키는 능력이 중요하다. 또다른 목적은 고정스크루를 위한 어퍼처가 형성될 수 있는 절삭인써트를 제작하는 것이며, 상기 어퍼처는 절삭인써트의 크기에 비하여 큰 직경을 가지며, 마지막 목적은 다수의 절삭날을 가지며 간단한 종래의 고정스크루에 의하여 고정될 수 있는 소형 절삭인써트를 제조할 수 있게 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 주요목적은 적어도 특성을 기술하는 항인 청구항 제1항에 정의된 특징에 의하여 달성된다. 본 발명에 따른 절삭인써트의 바람직한 실시예는 종속항들에 더 정의되어 있다.
미국 특허 제3497933호, 제4954021호 및 제4966500호에는 일반적으로 8각형 기본형상을 갖는 절삭인써트의 다른 실시예가 나타나 있다. 즉, 절삭인써트는 하나의 방식 또는 기타의 방식으로 8개의 날을 갖는다. 하지만, 이들 공지된 절삭인써트 중에는 본 발명이 특성화한 형태의 지지돌출부 및 후속하는 청구항에 제시된 독특한 기하학적 구조를 가진 것이 전혀 없다.
본 발명에 따른 절삭인써트에 대하여 상세히 설명하기 전에, 절삭인써트와 카세트간의 상호작동을 개략적으로 예시하고 있는 도 1 내지 도 4를 참조하기로 한다. 이들 도면에서, 절삭인써트는 일반적으로 참조부호 1로 표시되어 있는 한편, 카세트는 참조부호 2로 표시되어 있다. 카세트에는, 시트(3)가 형성되어 어퍼처내에서 조일 수 있는 스크루(도시 안됨)에 의하여 절삭인써트가 고정된다(절삭인써트는 어퍼처 없이 또다른 방법으로 고정될 수도 있다). 카세트(2)는 밀링 툴의 외주 후퇴부, 예를 들어 정면 밀(face mill)(도시 안됨)의 헤드에 장착된다. 도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 작업시, 총 8개인 절삭인써트의 코너 중 단지 하나, 즉, 카세트의 측면쪽으로 돌출하여 있는 코너(참조부호 10)만이 작용한다. 도 3에는 편평한 절삭인써트(1)가 기준평면에 대하여 비스듬한 형태가 예시되어 있으며, 상기 기준평면은 도 1 내지 도 4에서 밀링커터 및 이것에 인하여 절삭인써트가 회전하는 중심축에 평행하게 연장되어 있는, 이격된 2개의 얇은 맞춤못(dowel)(6)에 의하여 예시되어 있다. 도 3에 예시되어 있는 경사각은 당업자들에 의하여 "축방향 경사각(axial rake angle)"이라 칭해진다. 또한 밀링디스크 외주를 따르는 가상의 접선에 대하여, 절삭인써트는 실제로 반경방향으로 경사를 이루고, 이를 소위 "반지름방향 경사각(radial rake angle)"이라 칭하며, 상기 반지름방향 경사각은 클리어런스를 확보하기 위하여 네거티브이다. 실제로는, 이들 설정각이 알맞게 조절되어 5° 내지 15°의 범위내에 있을 수 있다.
지금부터는 본 발명에 따른 절삭인써트(1)의 소위 중립적인 상태를 나타내는 제1실시예를 상세하게 예시하고 있는 도 7 내지 도 10을 참조하기로 한다. 절삭인써트는 경질의 마모가 되지 않는, 예를 들어 몰딩 및 소결된 초경합금, 세라믹 등으로 만들어진 고형체(solid body)로 이루어진다. 이 절삭몸체는 기본형상이 편평한 8각형이며, 최상면(7) 및 최저면(8)을 가진다. 최상면 및 최저면의 개념 각각은 단지 카세트내에 있는 절삭인써트의 해당 위치에만 관련이 있다. 따라서, 절삭인써트의 이들 대향측들은 동일한 형상이므로 카세트내에서 상기 절삭인써트의 임의의 면이 위쪽을 향하도록 상기 절삭인써트를 뒤집을 수 있다. 이들 최상면 및 최저면 사이에는, 일반적으로 참조부호 9로 표시되어 있는 플랭크면이 연장되어 있다. 도 8에서는 최상면 및 최저면(7, 8)이 절삭몸체를 통하여 중앙으로 연장되어 있는 가상의 중립면(P)으로부터 떨어져 있음을 알 수 있다. 중앙의 기하학적 축선(C)은 상기 중립면(P)에 대하여 수직으로 연장되어 있다.
절삭인써트의 기본형상이 8각인 결과로서, 절삭몸체(1)는 총 8개의 코너를 포함하며, 그 중 4개는 참조부호 10, 10', 10'', 10'''로 표시되는 한편, 나머지 4개는 11, 11', 11'', 11'''로 표시되어 있다. 이들 코너 중에서, 먼저 언급한 4개의 코너들 각각은 가공작업시 활발하게 작용하는 반면, 나머지 4개의 코너는 작용하지 않는 특징이 있다. 각각의 개별 코너는 서로에 대하여 둔각을 이루며 연장되어 있는 인접한 2개의 플랭크면(9)에 의하여 조성된다. 각각의 작용 코너에서, 상기 둔각은 α로 표시되는 한편, 비작용(inactive) 코너에서의 대응하는 둔각은 β로 표시된다(도 9 참조).
일반적으로 참조부호 12로 표시되어 있으며, 각각의 개별 플랭크면(9)에 인접한 2개의 주절삭날은 개별 플랭크면과 절삭인써트의 최상면 및 최저면 중 하나 사이에 형성된다. 작용 코너에서 만나는 두 플랭크면(9) 중 각각은 평행한 랜드(13)로 변형되며, 그 사이에는 전이면(14)이 있다. 도시된 예시에서, 상기 전이면(14)은 평면이며, 전이면과 각각의 평행한 랜드 사이에는 매우 좁은 반경방향의 전이부(15)가 있다(상기 전이면은 전체적으로 완만하게 둥근형상으로 되어 있을 수도 있다). 축방향으로 대향하고 있는 끝단부에서, 평행한 랜드(13)는 부절삭날(minor cutting edges)(16, 16', 16'', 16''') 형태로 비교적 짧은 날을 가진다. 이들 부절삭날은 종래의 방식으로 재료를 제거(removal)한 후에 남아 있는 가공물의 표면을 정면 기계가공(face machining)하는 목적을 가진다. 주절삭날(12'')이 재료를 제거하는 것으로 가정한다. 그 다음, 부절삭날(16)은 상기 표면을 평활하게 만들기 위하여 가공물의 남아있는 표면을 정면 기계가공할 것이다. 이들 부절삭날은 또한 "와이퍼날(wiper edges)"로 명명될 수도 있다.
2개의 플랭크면(9)이 비작용 코너(11)에 서로 인접하여 만나는 곳에는, 표시된 구분선(break line)(17)에 걸쳐 전이부가 생길 수 있다. 하지만, 비작용 코너에서 플랭크면은 또한 활모양의 완만한 곡면을 거쳐 서로 만날 수도 있다.
절삭인써트의 최상면 및 최저면(7, 8)은 한가지의 동일한 형상을 가진다. 이 형상의 특징은 4개의 비작용 코너(11-11''')의 각 코너 근방에 위치하는, 4개의 지지돌출부(18)가 존재하는 것이다. 절삭인써트는 대칭형이기 때문에 (작용 코너와 마찬가지로) 모든 비작용 코너는 등간격으로 이격되어 있다. 이것은 지지돌출부(18)도 등간격으로 이격되도록 한다. 도 9에 따른 실시예에서, 각각의 지지돌출부는 각각의 비작용 코너(11)의 바로 앞에 위치한다(코너를 통과하는 중심면이 돌출부의 지지중간면과 교차함). 각각의 개별 지지돌출부는 평면맞댐면(19)을 가지며, 상기 평면맞댐면은 중립면(P)에 평행한, 모든 지지돌출부 맞댐면의 공통의 평면내에 위치한다. 인접한 한 쌍의 지지돌출부 사이의 영역에는, 작용 코너(10) 및 그에 인접한 날에서 끝나는 랜드(20)가 연장되어 있다. 이들 랜드의 특징은 작업시 절삭인써트에 포지티브 절삭형태(cutting geometry)를 부여하기 위하여 랜드가 오목하게 활모양으로 된 형상을 가진다는 점이다. 예시된 바람직한 실시예에서, 각각의 랜드(20)는 대개 연속적으로, 즉, 평활한 표면을 이루면서 각각의 작용 코너의 영역으로부터 인접한 2개의 지지돌출부까지 연장된다. 하지만, 상기 활모양 랜드의 크기 또는 면적을 줄여서, 절삭날에 가장 가까운 영역으로 상기 랜드의 폭을 한정시킨 후, 예를 들어 높여진 평면 표면(elevated plane surface)으로 변형되어 가는 것도 실행가능하다. 이러한 높여진 평면 표면은 유리하게 지지돌출부의 인접한 평면맞댐면(19)으로 중단없이 변형(transform)될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 개별의 지지돌출부(18)는 맞댐면(19)을 향하여 위쪽 그리고 안쪽으로 비스듬하게 경사진 측면(21)을 가진다. 또한, 지지돌출부는 절삭인써트의 중심을 향하는 방향으로 점차 축소되어 형성된다. 이것은 또한 맞댐면(19)이 안쪽으로 점차 축소된다는 것을 의미한다.
도 8에서 가장 잘 알 수 있듯이, 지지돌출부의 맞댐면(19)이 공통으로 위치한 평면은 중립면(P)으로부터 가장 멀리 위치한 절삭날 부분(12, 16)보다 상기 중립면(P)으로부터 더욱 먼 거리에 위치하고 있다. 즉, 돌출부는 절삭날보다 중립면으로부터 약간 더 길게 돌출하여 있다. 이것은 지지돌출부가 부속인써트시트, 예를 들어 도 1 내지 도 4에 따른 카세트 시트(3)의 평면바닥에 닿을 수 있게 한다는 것이다. 하지만, 절삭날보다 더 낮은 높이에 지지돌출부의 맞댐면을 위치시키는 것도 실행가능한데, 이것은 절삭날이 지지면과 접촉하지 않고 수용될 수 있는 외주 플루트형의 후퇴부를 인써트시트의 저면에 형성시키는 것을 필요로 한다.
도 8에서 더욱 분명히 알 수 있듯이, 각각의 주절삭날(12)은, 인접한 부절삭날(16)과 함께 중립면(P)에 대하여 경사져 있다. 더욱 정확하게는, 이들 날이 코너 전이면(14)의 영역에서 가장 높은 지점으로부터 각각의 비작용 코너(11)에 더 가까운 낮은 지점을 향하여 경사져 있다. 상기 경사각이 5°내지 15°의 범위내에 있다면 유리하다.
도면에 도시되어 있는 바람직한 실시예에서, 절삭인써트에는 중앙어퍼처(22)가 형성되어 있다. 절삭인써트의 각 대향측에서, 상기 어퍼처는 링형상의 벌지(bulge)(23)에 의하여 경계지워지며, 상기 링형상의 벌지는 주위의 랜드(20)로부터 소정 거리만큼 돌출하여 중립면과 평행한 평면맞댐면(24)을 갖는다. 예로든 실시예에서, 상기 맞댐면(24)은 지지돌출부의 맞댐면(19)보다 더 낮은 높이(level)에 위치한다. 그럼에도 불구하고, 상기 맞댐면(24)은, 지지돌출부의 형상 및 링형 벌지 사이의 높이 차이를 함께 고려하여 형성된 인써트시트의 바닥에 직접적으로 지지되거나, 또는 절삭인써트의 바닥면과 인써트시트의 바닥면 사이에 별도의 유닛을 구성하는 유사한 방법에 의하여 형성된 심판(shim plate)에 지지되도록 하는 어느 한가지로 사용될 수 있다. 하지만, 지지돌출부의 맞댐면(19)과 같은 높이로, 즉, 4개의 지지돌출부와 링형상 벌지의 모든 맞댐면에 대하여 공통인 평면에 벌지의 링 형상 맞댐면(24)을 위치시키는 것도 실행가능하다.
기하학적구조의 일반적인 이론으로부터 8각형 코너 각의 총합은 1080°가 된다는 것이 알려져 있다. 일반적으로, 이러한 법칙에 의하여 인접한 코너의 코너각이 감소한다면, 소정 코너의 코너각은 증가한다는 것도 알 수 있다. 도 9에 예시되어 있는 실시예에서, 각각의 작용하는 동작 코너(10)에서의 코너 각(α)은 110°이고, 상기 작용 코너로부터 이어진 비작용 코너(11)에서의 코너 각은 160°이다. 상기 각은 절삭인써트의 플랭크면(9)과 관련이 있다. 하지만, 각각의 작용 코너에는, 또한 2개의 평행한 랜드(13)가 있다. 다음에 상기 평행한 랜드는 클리어런스(λ)의 각을 형성하면서 각각의 플랭크면(9)을 향하여 소정의 작은 각을 이루며 연장된다(도 10 참조). 실제로, 클리어런스(λ)의 각은 0.5°내지 5°의 범위내에 있을 수도 있다.
본 발명의 범위내에서, 상술된 각각의 코너 각(α 및 β)은 꽤 넓은 범위내에서 변할 수 있다. 하지만, 본 발명에 따르면, 110°내지 160°또는 적절하게는 120°내지 150°범위 내의 각도가 바람직하다. 실행가능한 실시예에서, 절삭인써트의 모든 코너 각은 동일하게 되고 135°가 되도록 등각으로(regular) 될 수 있다. 상기 각도로부터, 작용 코너의 코너 각은 작은쪽뿐만 아니라 큰쪽으로도 변할 수 있다. 그렇게 함으로써, 소위 각각의 개별 작용 코너부의 오버행(overhang)은 상기 부분에서의 코너각의 감소와 함께 증가하고, 그 역도 가능하다. 오버행의 크기를 명확히 하기 위하여, 도 5 및 도 6에 종래의 정4각형 절삭인써트와 본 발명에 따른 8각형 절삭인써트를 비교해 놓았다. 도 5에 따른 정4각형 절삭인써트에 본 발명에 따른 지지돌출부가 제공된다면, 코너 각은 겨우 90°이기 때문에 2개의 상호작동하는 지지돌출부는 상대적으로 예각이어서 오버행 "a"가 다소 크다. 도 6에는 본 발명에 따른 8각형 절삭인써트가 도시되어 있으며, 작용 코너에서의 코너 각은 110°이다. 이 각은 실질적으로 90°보다는 더 둔각이기 때문에, 소정의 설정각에 대한 오버행 "b"는 도 5에 따른 정4각형 절삭인써트보다 상당히 더 작아진다. 따라서, 본 발명에 따른 기본형상이 정8각형인 절삭인써트의 실질적인 이점은 코너각이 상술된 110°내지 160°의 각도 범위내에 있다면 인접한 지지돌출부로부터 코너부의 오버행이 적당하게 될 수 있다는 점이다. 따라서, 큰 응력하에서 절삭인써트를 작동시키기 위해서는 작용 코너에 큰 코너 각이 형성되어야 한다.
모든 플랭크면(9)은 평면이며 중립면에 대하여 수직으로 연장된다는 점에 주목해야 한다. 하지만, 더욱 경량의 작업을 위하여 절삭인써트에는 약간 두드러진(marked) 중앙의 잘록한 부분(waist)을 형성시킬 수도 있다.
각각의 절삭인써트로 가공물을 가공하고자 하는 경우에, 절삭인써트의 대향하고 있는 최상면 및 최저면 중 어느 하나의 적절한 작용 코너가 선택되고, 그 다음 절삭인써트가 도 1 내지 도 4에 예시된 방식으로 밀링커터에 대해 카세트에 고정된다. 절삭인써트가 고정되는 경우에, 상기 절삭인써트에서는 상기 카세트와 인써트시트의 형상에 의하여 자동적으로 그것의 회전축 및 밀링커터에 대한 위치가 결정된다. 보다 정확하게는, 절삭인써트는 소정 반지름방향 경사각 뿐만 아니라 소정 축방향경사각내에 위치한다. 마지막에 설명한 각은 이중 네커티브 기본형상을 갖는 절삭인써트로 인하여 네거티브되어야 한다. 그렇지 않으면, 주절삭날에 인접한 플랭크면이 가공물로부터 자유로워질 수 없다. 최상면(7)이 위쪽을 향하고 있고 가공을 수행하기 위하여 코너(10)가 선택되었다고 가정하자. 그렇게 되면, 주절삭날(12'')이 부절삭날(16'')과 함께 재료 제거작업을 실행하는 한편, 동일한 코너에서 제2부절삭날(16)이 가공된 표면을 매끄럽게하는 와이퍼날로서 작용한다. 절삭인써트는 본질적으로 네거티브 반지름방향경사각으로 고정되지만, 절삭날(12'', 16'') 안쪽의 랜드(20)가 오목하게 활모앙으로 된 형상을 가지므로, 상기 절삭날은 단지 재료를 느슨하게 전단(shear)하기 보다는 재료를 "파내기(hollow)" 때문에 실제로 포지티브 절삭기하학적구조로 작용할 것이다.
본 발명에 따른 절삭인써트는, 작용 코너가 강화된다는 기본적인 이점뿐만 아니라 포지티브 절삭기하학적구조 덕택과 동시에 또한 하나의 동일 절삭인써트상에 많은 절삭날을 만들 수 있는 이중 네거티브 절삭인써트의 이점을 이용함으로써 높은 절삭성능을 얻는 이점을 가지고 있다. 따라서, 상술된 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 도 7 내지 도 10에 따른 본 발명의 8각형 절삭인써트는 총 16개의 주절삭날(종속 부절삭날 수는 계산되지 않았음), 보다 정확하게는 상기 면들 중 하나위에 8개의 주절삭날 및 나머지 면위에 8개의 주절삭날을 포함한다. 이들 16개의 주절삭날 중 8개만이 본질적으로 하나의 동일유형의 밀링작업, 즉 우측절삭 또는 좌측절삭 중 어느 하나에 사용될 수 있지만, 상기 절삭인써트가 완전히 대칭이므로 상기 절삭인써트가 중립인 상태에 있으므로, 필요하다면 상기 하나의 동일한 절삭인써트가 두가지 유형의 가공작업 모두에 사용될 수 있다는 이점이 얻어진다. 다시 말해, 우측 및 좌측절삭인써트의 2가지 다른 유형을 각각 재고를 유지할 필요가 없다. 본 발명에 따른 절삭인써트에는 중앙어퍼처가 형성될 수 있는데, 상기 중앙어퍼처의 직경은 절삭인써트의 크기에 비해 크게 형성될 수 있으며 이는, 절삭인써트의 코너가 약해지지 않고 절삭인써트를 인써트시트의 저면에 대하여 신뢰할 수 있도록 지지할 수 있기 때문이다. 즉, 필요하다면, 절삭인써트는 최소의 크기로 형성될 수 있으며, 그럼에도 불구하고 간단하고 고정 스크루에 의하여 고정될 수 있다.
지금부터는 우측절삭밀링작업만을 위한 절삭인써트를 예시하고 있는 도 11 및 도 12를 참조하기로 한다. 이 경우에, 작용 코너에 있는 전이면(14)에 인접한 2개의 평행한 랜드(13a, 13b)는 균일한 두께(even thinness)로 되어 있지 않고 쐐기형상으로 테이퍼져 있다. 따라서, 상기 평행한 랜드(13a)는 아래쪽 방향을 향하고, 절삭인써트의 최상면(7)에 인접한 부절삭날(16a)에서 그것의 상부날로 변형된다. 두번째 평행한 랜드(13b)는 위쪽을 향하는 선단을 가지며, 절삭인써트의 저면(8)에 인접한 부절삭날(16b)로 변형된다. 이렇게되면, 하나의 주작용절삭날(12a)만이 상호작동하는 부절삭날(16)에 인접하여 존재한다. 주절삭날(12a)은 인접한 지지돌출부(18)로부터 전이면(14)까지 연속하여 연장되어 있다는 것에 주목해야 한다. 즉, 주절삭날(12a)에 연장되어 있는 각각의 부절삭날이 사라진다.
도 13 및 도 14에는 좌측절삭작업을 예시하려는 목적으로 유사한 실시예가 도시되어 있다. 이 경우에, 쐐기형상의 평행한 랜드(13a, 13b)는 역방향, 즉, 위쪽을 향하는 랜드면(13a)의 선단 및 아래쪽을 향하는 랜드면(13b)의 선단을 가지고 연장되어 있다. 이렇게 되면, 실제로 절삭작용을 하는 주절삭날(12a)이 평행한 랜드(13a) 근처에 형성되며, 와이핑작용을 하는 부절삭날(16a)은 다른 쪽 코너에 형성된다. 상기 부절삭날(16a)은 날(12b)로 변형되며, 상기 날은 어떠한 주절삭날도 형성하지 않는다.
도 15에는, 인접한 각각의 비작용 코너(11)에 대하여 각각의 지지돌출부(18)가 측방향으로 변위되어 배치되는 것을 나타내는 대안적인 실시예가 도시되어 있다. 더욱 정확하게는, 기본적으로 지지돌출부 전체가, 직경방향으로 대향하고 있는 비작용 코너들을 가로지르는 중심평면을 비켜나 위치하고 있다. 본 예시에서, 절삭인써트는 우측절삭밀링작업을 위하여 최적화된다(도 11 및 도 12와 비교). 상기 지지돌출부(18)가 코너(11)에 대하여 측방향으로 변위되어 있다는 사실에 의하여, 주작업절삭날(12b)이 긴 길이(L)를 수용한다는 이득이 생긴다. 실제로, 상기 절삭날길이(L)는, 각각의 종속 비작용코너에 대하여 그 중앙에 위치한 지지돌출부를 갖는 상술된 절삭인써트의 바로 그 절삭날길이(L1)(도 16 참조)보다 대략 50% 더 길게 만들 수 있다.
실제로는 모든 날들이 종래방식으로 보강되어야 한다는 사실에 주목해야 한다.
도 1은 정면 밀(도시 안됨) 형태의 밀링커터내에 포함되는 것으로 가정하는 카세트내에 고정되어 있는 본 발명에 따른 절삭인써트를 개략적으로 도시하고 있는 사시도,
도 2는 도 1에 따른 절삭인써트와 함께 구비된 밀링카세트의 평면도,
도 3은 동일 카세트 및 절삭인써트의 끝단부도,
도 4는 동일 카세트 및 절삭인써트의 측면도,
도 5 및 도 6은 한 방향에서 본 정4각형 절삭인써트와 본 발명에 따른 8각형 절삭인써트간의 형식적인 차이를 개략적으로 예시하고 있는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 절삭인써트의 제1실시예를 크게 확대하여 나타낸 사시도,
도 8은 도 7에 따른 절삭인써트의 측면도,
도 9는 동일 절삭인써트의 평면도,
도 10은 도 7 내지 도 9에 따른 절삭인써트의 코너부만을 더욱 확대한 평면도,
도 11은 우측절삭작업만을 위하여 최적화된 절삭인써트의 대안적인 실시예를 도시하고 있는 도 7에 대응하는 사시도,
도 12는 도 11에 따른 절삭인써트의 코너부만을 나타내는 부분 확대 평면도,
도 13은 좌측절삭작업을 위하여 최적화된 절삭인써트를 도시하고 있는 사시도,
도 14는 도 13에 따른 절삭인써트의 코너부만을 나타내는 부분 확대 평면도,
도 15는 본 발명에 따른 절삭인써트의 대안적인 추가 실시예의 평면도,
도 16은 도 9에 따른 절삭인써트의 비교목적을 위하여 도시한 평면도이다.
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- 칩제거 기계가공용 툴을 위한 이중 네거티브 절삭인써트에 있어서,동일한 형상이면서 대향하는 최상면 및 최저면(7, 8)을 가지는 편평한 다각형의 기본형상을 가지는 몸체(1)를 포함하며, 상기 상부면 및 하부면이 상기 몸체를 통과하는 가상의 중립면(P)으로부터 떨어져 있고, 그들 사이에 있는, 횡단 플랭크면(9)은 작동가능하게 역할을 하는 재료 제거용 주절삭날(12)이 형성되는 위치에 인접하여 연장되며, 상기 주절삭날은 코너 영역(10)으로부터 별도로 연장되어 재료의 제거후에 남아있는 가공물의 표면을 정면 기계가공(face machining) 하기 위한 목적의 평행한 랜드(13)에 인접하여 형성되는 부절삭날(16)과 상호작동하고,상기 절삭인써트는 둔각의 코너 각을 가지는 8개의 코너(10, 11)를 포함하도록 기본형상이 8각형이며, 이들 중 4개의 코너(10)는 적어도 하나의 주절삭날(12) 및 상호작동하는 부절삭날(16)과 관련되어 실제로 작용가능한 한편, 나머지 4개의 코너(11)는 작용하지 않으며, 상기 최상면 및 최저면(7, 8) 각각은 이격되어 있는 4개의 지지돌출부(18)를 구비하며, 상기 지지돌출부는 상기 4개의 비작용 코너(11) 근방에 배치되고, 상기 중립면(P)에 평행한 공통의 평면내에 위치되는 평면맞댐면(19)을 가지며, 절삭인써트의 작용 코너와 최상면 및 최저면상의 인접한 2개의 지지돌출부(18) 사이의 영역에 있는 각각의 4개의 랜드(20)는, 작업시 포지티브 절삭기하학적구조를 제공하기 위하여 오목하게 활모양으로 된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 칩제거 기계가공용 툴을 위한 이중 네거티브 절삭인써트.
- 제1항에 있어서,코너에서 서로 만나는 두 플랭크면(9) 사이의 상기 코너 각(각각 α, β)은 110°내지 160°의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 절삭인써트.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,2개의 주절삭날(12)은 상기 최상면 및 최저면(7, 8) 중 각각의 하나에 인접한 각각의 작용 코너(10)에 형성되며, 상기 주절삭날 중 하나는 우측절삭용이고 다른 것은 좌측절삭용이며, 평행한 랜드(13)들은 각각의 개별 작용 코너(10)의 전이면 (14)의 양측상에 형성되며, 상기 랜드(13)들은 각각의 축방향으로 대향하고 있는 끝단 중 각각의 하나에 부절삭날(16)을 별도로 가지고, 플랭크면(9)으로 연장되며, 상기 플랭크면은 축방향으로 대향하고 있는 끝단에 상기 주절삭날(12)을 가지는 것을 특징으로 하는 절삭인써트.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 오목하게 활모양으로 된 랜드(20)는, 각각의 작용 코너(10)의 영역으로부터 인접한 2개의 지지돌출부(18)까지 매끄러운 표면을 이루면서 연속적으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭인써트.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 개별 지지돌출부(18)는 적절한 맞댐면(19)에 대하여 위쪽을 향하여 안쪽으로 비스듬히 경사진 측면(21)을 가지는 것을 특징으로 하는 절삭인써트.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 지지돌출부(18) 및 이 지지돌출부의 상기 맞댐면(19)은 상기 절삭인써트의 중심 을 향하여 가늘어지는 것을 특징으로 하는 절삭인써트.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 절삭인써트는 고정 스크루용 중앙어퍼처(22)를 포함하며, 각각 최상면 및 최저면(7, 8)상의 상기 중앙어퍼처(22) 주위에서 링형상의 벌지(23)가 형성되며, 상기 벌지는 상기 랜드(20)로부터 돌출되어 있으며 평면맞댐면(24)을 가지는 것을 특징으로 하는 절삭인써트.
- 제7항에 있어서,상기 링형상 벌지(23)위의 상기 평면맞댐면(24)은 상기 지지돌출부(18)의 상기 맞댐면(19)과 동일한 평면내에 위치하는 것을 특징으로 하는 절삭인써트.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 지지돌출부의 상기 맞댐면(19)이 공통으로 위치한 상기 평면은, 중립면(P)로부터 가장 멀리 위치한 상기 절삭날(12, 16) 부분보다 상기 중립면(P)로부터 더 먼 거리에 위치하는 것을 특징으로 하는 절삭인써트.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 4개의 지지돌출부(18) 각각은 상기 비작용 코너(11)에 대하여 측방향으로 변위되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭인써트.