KR100807071B1 - 회전식 절삭 공구 - Google Patents

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사트란아미르
에이센야론
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이스카 엘티디.
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Abstract

본 발명은 통상 금속 가공을 위하여 그리고 캠 로브를 가공하기 위하여 절삭 삽입체(40)들이 공구 몸체의 원주부에 접선 방향으로 고정되는 대체로 원형 디스크(12)의 형상을 갖는 회전식 절삭 공구(10)에 관한 것이다. 절삭 삽입체(40)들은 오목한 측면(50, 52. 54, 56)들과, 오목한 절삭날(66, 68, 70, 72)들을 갖는다.
절삭 공구, 절삭 삽입체, 삽입체 수납 포켓, 절삭날, 포켓 기부

Description

회전식 절삭 공구 {ROTARY CUTTING TOOL}
본 발명은 통상 금속 가공을 위하여, 특히 내연 기관 엔진의 캠 샤프트의 캠 로브를 가공하기 위하여 공구 몸체의 원주부에 접선 방향으로 고정되는 절삭 삽입체를 구비한 대체로 원형인 디스크 형상의 공구 몸체를 갖는 회전식 절삭 공구에 관한 것이다.
그러한 절삭 공구들은 보통 원주 방향으로 엇갈린 형태로 배열된 둘 이상의 절삭 삽입체들의 그룹을 채용한다. 각각의 그룹 내의 절삭 삽입체들의 개별 절삭날들은 대체로 0이 아닌 리드각으로 배향된다. 결과적으로, 각각의 절삭 삽입체는 그에 작용하는 0이 아닌 축방향 성분의 절삭력을 갖는다. 절삭 삽입체들이 엇갈려 있으므로, 절삭 공구는 축방향 성분의 절삭력에 대하여 균형이 맞지 않는다.
본 발명의 목적은 단일한 인덱스 가능한 절삭 삽입체에 의하여 엇갈린 형태로 배열된 절삭 삽입체들의 각각의 그룹을 교체하여 축방향 성분의 절삭력에 대하여 균형 잡힌 절삭 공구를 만드는 상기 전반적인 특징의 절삭 공구를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면,
중심부와 주연부를 갖는 원형 디스크 형상이며, 디스크의 중심을 통과하는 회전축과 디스크 주연부로부터 외측으로 개방되며 그의 둘레에서 등각도로 이격되어 각각 선단부 및 말단부를 갖는 복수의 칩 제거 리세스들을 구비한 공구 몸체와,
각각 관련 칩 제거 리세스를 가지며 선단부 및 말단부를 갖는 접선 방향으로 연장되는 포켓 기부를 포함하는 복수의 삽입체 수납 포켓과,
각각 상부 표면, 하부 표면 및 이들 사이의 주연 측면을 포함하는 복수의 인덱스 가능한 절삭 삽입체를 포함하고,
포켓 기부의 선단부는 관련 칩 제거 리세스의 말단부에 인접하고 포켓 기부의 말단부는 대체로 반경 방향으로 연장되는 포켓 후방 표면에 연결되고,
주연 측면은 네 개의 구성 측면들을 포함하고, 각각의 구성 측면은 측면 코너에 의하여 인접한 측면에 결합되고, 구성 측면들의 대향 쌍은 전방 및 후방 구성 측면을 형성하고, 각각의 구성 측면은 상부 및 하부 구성 절삭날들에서 상부 및 하부 표면들과 각각 만나고, 각각의 상부 및 하부 구성 절삭날의 적어도 외측 부분들은 인접한 측면 코너들로부터 대체로 내측으로 연장되고, 각각의 구성 측면의 적어도 외측 부분들은 인접한 측면 코너들로부터 대체로 내측으로 연장되고,
각각의 절삭 삽입체는 주어진 삽입체 수납 포켓 내에 제거 가능하게 보유되고, 절삭 삽입체의 하부 표면은 접선 방향으로 연장되는 포켓 기부와 맞닿고, 절삭 삽입체의 후방 구성 측면은 반경 방향으로 연장되는 포켓 후방 표면의 두 개의 이격된 맞닿음 표면들에서 맞닿고, 전방 구성 측면은 경사 표면을 형성하고, 전방 구성 측면의 상부 구성 절삭날은 작업 절삭날을 형성하고, 작업 절삭날의 외측 부분 은 동일하게 그의 전연부를 형성하는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구가 제공된다.
절삭 삽입체들을 제 위치에 고정시키기 위하여, 포켓 기부는 반경 방향으로 연장되는 나사 보어를 갖고, 복수의 절삭 삽입체들의 각각의 절삭 삽입체는 상부 및 하부 표면들 사이에서 연장되며 이들의 중심점을 포함하는 관통 보어를 갖고, 각각의 절삭 삽입체는 관통 보어를 통해 연장되는 스크루에 의하여 고정되어 나사 보어 내로 조여진다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 각각의 상부 및 하부 구성 절삭날은 대체로 오목한 형상이고, 각각의 구성 측면은 인접한 측면 코너들로부터 내측으로 연장되는 대체로 오목한 형상이다.
양호하게는, 절삭 삽입체의 상부 및 하부 표면들은 각각 포켓 기부와 맞닿는 평평한 중심부를 갖는다.
더욱 양호하게는, 상부 및 하부 구성 절삭날들 및 구성 측면들은 세 부분, 두 개의 외측 부분과 하나의 내측 부분으로 분할되고, 절삭 삽입체는 상부 및 하부 구성 절삭날들의 외측 부분의 영역 내에서 보다 내측 부분의 영역 내에서 더 두껍다.
보다 나은 이해를 위하여, 본 발명이 이제 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시적으로만 설명될 것이다.
도1은 본 발명에 따른 회전식 절삭 공구의 사시도이다.
도2는 도1에 도시된 회전식 절삭 공구 내의 절삭 삽입체 수납 포켓의 상부 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 회전식 절삭 삽입체 내에 보유되는 절삭 삽입체의 사시도이다.
도4는 도3에 도시된 절삭 삽입체의 평면도이다.
도5는 절삭 삽입체가 내부에 보유되어 있는 도1에 도시된 회전식 절삭 공구 내의 절삭 삽입체 수납 포켓의 평면도이다.
도6은 도5의 선 VI-VI을 따라 취한 단면도이다.
도7은 칩 형성 홈을 갖는 구성 측면을 도시하는 본 발명의 절삭 삽입체의 정면도이다.
본 발명에 따른 회전식 절삭 공구를 도시하는 도면, 특히 도1을 참조한다. 회전식 절삭 공구(10)는 중심부(14)와 주연부(16)를 갖는 원형 디스크 형상의 공구 몸체(12)를 포함한다. 회전식 절삭 공구(10)는 공구 몸체(12)의 중심부(14)를 통과하는 회전축(A)을 갖는다. 공구 몸체(12)는 공구 몸체(12)의 주연부(16)로부터 외측으로 개방되어 그 둘레에서 등각도로 이격된 복수의 칩 제거 리세스(18)들을 갖고, 각각의 칩 제거 리세스는 선단부(20)와 말단부(22)를 갖는다. 선단부(20)는 회전식 절삭 공구(10)의 회전 방향(R)에 대하여 말단부(22)에 선행한다는 것을 이해할 것이다.
삽입체 수납 포켓(24)이 각각의 칩 제거 리세스(18)와 관련되어 있다. 모든 삽입체 수납 포켓들은 공구 몸체(12)의 중심부(14)로부터 동일한 반경 방향 거리에 있다. 각각의 삽입체 수납 포켓(24)은 선단부(28)와 말단부(30)를 갖는 접선 방향으로 연장되는 포켓 기부(26)를 포함한다. 포켓 기부의 선단부(28)는 관련 칩 제거 리세스(18)의 말단부(22)에 인접해 있다. 포켓 기부(26)의 말단부(30)는 대체로 반경 방향으로 연장되고 실질적으로 직립인 포켓 후방 표면(32)에 연결되어 있다. 반경 방향으로 연장되는 이라는 표현은 회전축(A)에 대하여 정의되는 반면 직립이라는 표현은 포켓 기부(26)에 대하여 정의되었다는 것을 이해할 것이다. 포켓 후방 표면(32)과 포켓 기부(26)는 응력 제거 홈(34)에 의하여 분리된다. 작업편(예를 들어, 캠 로브)이 가공될 때 절삭 공구(10)의 주어진 부분의 전연부는 절삭 공구가 회전하는 동안 상기 주어진 부분의 후연부 이전에 작업편에 도달한다는 것을 이해할 것이다.
도면에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 칩 제거 리세스(18)는 칩 제거 리세스(18)의 말단부(22)로부터 칩 제거 리세스가 절삭 공구(12)의 주연부(16)에서 원주 방향 부분(38)과 결합하는 선단부(20)로 상향으로 경사진 경사 칩 변형 표면(36)을 갖는다. 도2 및 도6에서 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 칩 제거 리세스(18)는 관련 삽입체 수납 포켓(24)과 함께 절삭 공구(12)의 주연부(16) 내에 주연 리세스를 형성한다. 그러한 주연 리세스의 각각의 측면 상의 원주 방향 부분(38)들은, 주연 리세스들이 없다면 완전한 원통형 표면이 되는 공구 몸체의 원주부에 속한다.
각각의 삽입체 수납 포켓(24) 내에, 인덱스 가능한 절삭 삽입체(40)가 보유 된다. 각각의 절삭 삽입체(40)는 상부 표면(42), 하부 표면(44) 및 이들 사이의 주연 측면(46)을 포함한다. 상부 표면(42)과 하부 표면(44)은 각각 평평한 중심부(48)를 갖는다. 주연 측면(46)은 네 개의 구성 측면(50, 52, 54, 56)들을 갖고, 각각의 구성 측면은 측면 코너(58, 60, 62, 64)에 의하여 인접한 측면에 결합된다. 구성 측면들의 대향 쌍은 전방 및 후방 구성 측면(50, 54)을 형성한다. 회전식 절삭 공구(10)의 회전의 관점에서, 전방 구성 측면(50)은 절삭 삽입체(40)의 선단부에 위치되고 후방 구성 측면(54)은 절삭 삽입체(40)의 말단부에 위치된다. 유사하게, 전방 구성 측면(50)에 인접한 측면 코너(58, 64)들은 전연 측면 코너들이다. 더욱이, 각각의 절삭 삽입체(40)는 절삭 공구(10)의 회전면에 대하여 대칭으로 배향되고, 따라서 전연 측면 코너(58, 64)들은 동일한 전연 측면 코너들이다. 각각의 구성 측면(50, 52, 54, 56)은 상부 구성 절삭날(66', 68', 70', 72')에서 상부 표면과 만난다. 마찬가지로, 각각의 구성 측면(50, 52, 54, 56)은 하부 구성 절삭날(66", 68", 70", 72")에서 하부 표면과 만난다.
도3 및 특히 도4의 절삭 삽입체(40)의 평면도에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 상부 구성 절삭날(66', 68', 70', 72') 및 각각의 하부 구성 절삭날(66", 68", 70", 72")은 대체로 오목한 형상이고, 각각의 구성 측면(50, 52, 54, 56)은 인접한 측면 코너(58, 60, 62, 64)들로부터 내측으로 연장되는 대체로 오목한 형상이다. 통상, 오목한 이라는 표현은 본원에서 상부 및 하부 구성 절삭날들 및 구성 측면들이 그들이 내측으로 연장되는 한 그들의 일부가 직선일 수 있다는 관점에서 전적으로 오목할 수는 있지만 그럴 필요는 없다는 것을 의미한다. 도4와 관련하 여, 작업 절삭날(66', 상부 구성 절삭날)이 세 부분, 두 개의 외측 부분(66o')과 하나의 내측 부분(66I')으로 분할된다는 것을 알 것이다. 상부 구성 절삭날(66')의 두 개의 외측 부분(66o')들은 인접한 측면 코너(58, 64)들로부터 내측 부분(66I')으로 내측으로 연장되는 선형 부분들이고, 내측 부분(66I')은 원형이다. 본원에서 주어진 정의에 따르면, 상부 구성 절삭날(66')은 대체로 오목하다. 유사한 방식으로, 모든 상부 구성 절삭날들과 모든 하부 구성 절삭날들과 구성 측면들은 대체로 오목하고 상부 구성 절삭날(66')과 동일한 형태로 세 부분으로 분할된다.
절삭 삽입체(40)는 절삭 삽입체(40)의 하부 표면(44)이 접선 방향으로 연장되는 포켓 기부(26)와 맞닿고 후방 구성 측면(54)의 두 개의 이격된 맞닿음 영역(74)들이 절삭 삽입체(40)의 후방 구성 측면(54)의 맞닿음 영역(74)들과 형태가 실질적으로 합치되는 두 개의 이격된 맞닿음 표면(76)들에서 반경 방향으로 연장되는 포켓 후방 표면(32)과 맞닿은 상태로 삽입체 수납 포켓(24) 내에 제거 가능하게 보유된다. 후방 구성 측면(54)의 두 개의 이격된 맞닿음 영역(74)들이 상부 구성 절삭날(66')에 대하여 위에서 설명된 바와 같이 인접한 측면 코너(60, 62)들로부터 내측으로 연장되는 선형 부분들이라는 것을 알아야 한다.
삽입체 수납 포켓(24) 내에 보유된 절삭 삽입체(40)에서, 전방 구성 측면(50)은 절삭 삽입체(40)의 경사 표면을 형성하고, 전방 구성 측면(50)의 상부 구성 절삭날(66')은 절삭 삽입체(40)의 작업 절삭날을 형성하고, 외측 부분(66o')은 작업 절삭날(66')의 전연부를 형성한다. 두 개의 외측 부분(66o')들이 동일한 경사로 내측으로 선형으로 연장된다는 것을 알아야 한다. 작업 절삭날(66') 상에 작용하는 절삭력이 두 개의 상호 수직인 성분의 절삭력, 축방향 및 접선 방향 성분으로 분해될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 두 개의 외측 부분(66o')들이 동일한 경사로 내측으로 선형으로 연장되며 동일한 양만큼 이어지므로, 두 개의 외측 부분(66o') 상에 작용하는 축방향 성분의 절삭력들은 크기는 동일하지만 방향으로 반대이고, 따라서 서로 상쇄되어 균형 잡힌 회전식 절삭 공구(10)를 만들 것이다.
포켓 기부(26)는 반경 방향으로 연장되는 나사 보어(76)를 갖고, 절삭 삽입체(40)는 상부 및 하부 표면(42, 44)들 사이에서 연장되는 관통 보어(80)를 갖는다. 관통 보어(80)는 중심에 위치되고, 따라서 상부 및 하부 표면(42, 44)들의 중심점을 포함한다. 절삭 삽입체(40)는 관통 보어(80)를 통해 연장되는 스크루(82)에 의하여 삽입체 수납 포켓(24) 내에 제거 가능하게 보유되어 나사 보어(76) 내로 조여진다.
캠 로브와 같은 작업편의 일부분 상에 직선을 가공하기 위하여 작업 절삭날은 공구 몸체(12)의 원통형 원주부 상에 놓여야 하고, 따라서 절삭 삽입체(40)는 작업 절삭날(66')의 외측 부분(66o')의 영역 내에서 보다 내측 부분(66I')의 영역 내에서 더 두꺼워야 한다는 것을 이해할 것이다. 동일한 두께 관계는 모든 구성 절삭날들에 대하여 적용된다. 약 6 ㎜의 평균 두께, 및 약 3 ㎜만큼 리세스된 구성 측면의 중심부를 구비한 약 20 ㎜의 측면 길이를 갖는 절삭 삽입체에 대하여 그 리고 대략 30 ㎝의 직경을 갖는 공구 몸체에 대하여, 절삭 삽입체의 내측 및 외측 부분들 사이의 두께 차이는 대략 0.1 ㎜가 될 것이다.
양호한 실시예의 절삭 삽입체는 모든 네 개의 상부 구성 절삭날들 및 모든 네 개의 하부 구성 절삭날들이 작업 절삭날로 사용될 수 있는 관점에서 완전하게 인덱스 가능하다.
본 발명의 본질적인 특징은 아니지만, 구성 측면들이 칩 형성 홈 및 칩 변형기와 같은 칩 형성 요소들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 제한적이지 않은 예시로서, 본 발명의 절삭 삽입체(40)의 구성 측면은 도7의 절삭 삽입체의 정면도에 도시된 바와 같이 칩 형성 홈(84)을 구비할 수 있다.
본 발명이 어느 정도 특정하게 설명되었지만, 이하에서 청구되는 바와 같이 본 발명의 취지 및 범주를 벗어나지 않고서 다양한 변경 및 변형이 만들어 질 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims (6)

  1. 중심부와 주연부를 갖는 원형 디스크 형상이며, 디스크의 중심을 통과하는 회전축과 디스크 주연부로부터 외측으로 개방되며 디스크 주연부의 둘레에서 각을 이루며 이격되어 각각 선단부 및 말단부를 갖는 복수의 칩 제거 리세스들을 구비한 공구 몸체와,
    각각 관련 칩 제거 리세스를 가지며, 선단부 및 말단부를 갖는 접선 방향으로 연장되는 포켓 기부를 포함하는 복수의 삽입체 수납 포켓과,
    상부 표면, 하부 표면, 및 상부 표면과 하부 표면 사이의 주연 측면을 각각 포함하는 복수의 인덱스 가능한 절삭 삽입체를 포함하고,
    상기 포켓 기부의 선단부는 관련 칩 제거 리세스의 말단부에 인접하고 포켓 기부의 말단부는 대체로 반경 방향으로 연장되는 포켓 후방 표면에 연결되고,
    주연 측면은 네 개의 구성 측면들을 포함하고, 각각의 구성 측면은 측면 코너에 의하여 인접한 측면에 결합되고, 구성 측면들의 대향 쌍은 전방 및 후방 구성 측면을 형성하고, 각각의 구성 측면은 상부 및 하부 구성 절삭날들에서 상부 및 하부 표면들과 각각 만나고, 각각의 상부 및 하부 구성 절삭날의 적어도 외측 부분들은 인접한 측면 코너들로부터 대체로 내측으로 연장되고, 각각의 구성 측면의 적어도 외측 부분들은 인접한 측면 코너들로부터 대체로 내측으로 연장되고,
    각각의 절삭 삽입체는 주어진 삽입체 수납 포켓 내에 제거 가능하게 보유되고, 절삭 삽입체의 하부 표면은 접선 방향으로 연장되는 포켓 기부와 맞닿고, 절삭 삽입체의 후방 구성 측면은 두 개의 이격된 맞닿음 표면들에서 반경 방향으로 연장되는 포켓 후방 표면과 맞닿고, 전방 구성 측면은 경사 표면을 형성하고, 전방 구성 측면의 상부 구성 절삭날은 작업 절삭날을 형성하는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구.
  2. 제1항에 있어서, 포켓 기부는 반경 방향으로 연장되는 나사 보어를 갖고, 복수의 절삭 삽입체들의 각각의 절삭 삽입체는 상부 표면 및 하부 표면의 중심점들 사이에서 연장되는 관통 보어를 갖고, 각각의 절삭 삽입체는 관통 보어를 통해 연장되는 스크루에 의하여 제거 가능하게 보유되어 나사 보어 내로 조여지는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구.
  3. 제1항에 있어서, 각각의 상부 및 하부 구성 절삭날은 대체로 오목한 형상이고, 각각의 구성 측면은 인접한 측면 코너들로부터 내측으로 연장되는 대체로 오목한 형상인 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구.
  4. 제1항에 있어서, 절삭 삽입체의 상부 및 하부 표면들은 각각 평평한 중심부를 갖는 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구.
  5. 제1항에 있어서, 상부 및 하부 구성 절삭날들 및 구성 측면들은 세 개의 부분, 두 개의 외측 부분과 하나의 내측 부분으로 분할되고, 두 개의 외측 부분들은 선형 부분들이며 내측 부분은 원형이고, 절삭 삽입체는 외측 부분의 영역 내에서 보다 내측 부분의 영역 내에서 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구.
  6. 제1항에 있어서, 상부 및 하부 구성 절삭날들 및 구성 측면들은 세 개의 부분, 두 개의 외측 부분과 하나의 내측 부분으로 분할되고, 절삭 삽입체는 상부 및 하부 구성 절삭날들의 외측 부분의 영역 내에서 보다 내측 부분의 영역 내에서 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 회전식 절삭 공구.
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