KR101082939B1 - 표면 정밀 가공용 공구 - Google Patents

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Abstract

적어도 하나의 정의된 절삭 날을 갖는 적어도 2 개의 커터 인서트를 포함하는 가공품 표면 정밀 가공용 공구가 제안된다. 이 공구는 커터 인서트가 적어도 하나의 절삭 날의 적어도 그 영역에서 다른 재료를 갖는다는 것을 특징으로 한다.
공구, 절삭 날, 커터 인서트, 정밀 가공, 예비 가공.

Description

표면 정밀 가공용 공구{TOOL FOR THE PRECISION MACHINING OF SURFACES}
도 1은 공구의 제 1 실시예의 모식도를 평면도로 나타낸 것,
도 2는 공구의 제 2 실시예의 모식도를 평면도로 나타낸 것,
도 3은 공구의 모식도로, 두 개의 커터 인서트와 안내 스트립이 대략 하나의 평면으로 돌출된 것을 나타내고,
도 4는 도 1에 나타낸 공구 1의 투시도,
도 5a 및 5b는 도 1에 나타낸 공구의 다른 투시도.
본 발명은 가공품에서 표면, 특히 예를 들어 구멍과 같이 어느 정도 원통형인 오목부의 정밀 가공용 공구와 관련된다. 이러한 표면은 회전하도록 세팅된 공구에 의해, 그리고 고정된 가공품에서 가공되도록 개구로 이동되는 것에 의해 일반적으로 가공된다. 그러나, 원칙적으로는 공구가 고정되어 있는 한편 가공품이 회전하도록 만드는 것도 가능하다. 궁극적으로는, 공구와 가공품 사이의 상대적 또는 공급 이동만이 관련된다. 이하에서는 기본적으로 공구가 회전하고 가공품이 고정되는 보통의 경우를 다룬다. 공구는 바람직하게는 커터 인서트(cutter inserts) 상에 제 공되는 기하학적으로 결정되는 절삭 날(cutting edges)을 갖는다. 후자는 표면의 가공 동안 가공품으로부터 부스러기를 제거한다. 매우 양호한 표면 품질을 달성하기 위해서는, 예를 들어 호닝(honing) 또는 롤러 브러싱과 같은 추가 공정이 가공 후에 보통 사용되는데, 그 결과 Ra=0.1 ㎛의 대수 평균 거칠기(roughness) 값을 갖는 표면이 달성된다. 추가의 작업 단계로 인해, 표면의 정밀 가공은 시간이 소요되고 비용이 많이 든다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 신속하고 비용-효율적인 방법으로 표면 정밀-가공을 달성할 수 있는 공구를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에서 언급된 양상을 갖는 공구가 제안된다. 이 공구는 각각 적어도 하나의 정의된, 즉 기하학적으로 한정된 절삭 날을 갖는 적어도 두 개의 커터 인서트(cutter inserts)를 갖는다. 이 공구는 커터 인서트가 적어도 그들의 절삭 날 영역에서 다른 재료를 갖는다는 사실에 의해 특징지어진다. 이에 따라, 커터 인서트의 재료는 가공품의 표면을 가공하는 방법에 특히 효율적으로 매치될 수 있다. 그러므로, 추가의 가공 단계를 없앨 수 있도록 낮은 거칠기를 갖는 표면이 생산되는 방식으로, 예비 가공에 하나의 절삭 날을 할당하고 정밀 가공에 다른 절삭 날을 할당하고 절삭 날 또는 커터 인서트에 사용되는 재료를 가공 방법에 매치시키는 것이 가능하다.
공구의 실시예는, 예비 가공을 위해 작동하는 커터 인서트가 적어도 그의 절삭 날 영역에 카바이드(carbide), 세르멧(cermet) 및/또는 CBN(cubic boron nitride)를 갖고, 정밀 가공을 위해 작동하는 커터 인서트 또는 절삭 날이 PCD(polycrystalline diamond)를 갖는다는 사실을 특징으로 하는 것이 바람직하다. 표면 거칠기가 특히 양호한 값을 생산하는 커터 인서트를 위한 것은 정확히 이러한 재료 조합이다.
특히 바람직한 것은, 정밀 가공을 위해 작동하는 커터 인서트의 피치원의 반경이 예비 가공을 위해 작동하는 커터 인서트의 피치원의 반경과 단지 몇 마이크로미터(㎛)만이 다른 것을 특징으로 하는 공구의 실시예이다. 정밀 가공을 위한 커터 인서트가 예비 가공을 위한 것 위로 약간만 돌출한다는 사실로 인해, 이는 매우 작은 절삭 깊이를 가져오고, 이에 따라 마감 또는 예비 가공을 위해 작동하는 커터 인서트의 활성 절삭 날에 가능한 최저의 가열을 야기한다.
또한 바람직한 것은, 냉각재 및/또는 윤활재 공급이 제공되는 실시예이다. 후자는 특히 PCD를 갖는 커터 인서트 또는 절삭 날이 특히 효율적으로 냉각되는 방식으로 고안될 수 있다. 따라서, PCD 절삭 날의 영역에 500 ℃의 최대 온도를 세팅하는 것이 가능하여, PCD를 사용할 때에도 높은 표면 품질이 확보될 수 있으면서 주조 재료 또는 강철 재료 가공시 긴 공구 생명을 달성할 수 있다.
이하 도면을 참고하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1에 나타낸 공구(1)는 2-날 커터로서 고안된 것으로; 공구(1)의 본체(3)에 고정되고 본체(3)에 만들어진 적절한 홈(9 및 11)으로 삽입되는 두 개의 커터 인서트(5 및 7)를 갖는다. 커터 인서트(5, 7)는 통상적인 방식, 보통 클램핑 슈(clamping shoes)에 의해 본체(3)에 고정된다. 이들을 공구(1) 상에 나사를 가지고 직접 위치에 클램프로 고정시키는 것도 생각할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 안내 스트립(guide strip)이 본체(3)로 삽입된다. 화살표 15로 나타낸 공구(1)의 회전 방향으로 보아 제 1 커터 인서트(5) 뒤로 약 40 ° 뒤처진 제 1 안내 스트립(13)이 여기에 제공된다. 즉, 안내 스트립(13)의 중심을 통과하여 방사상으로 달리고 공구(1)의 중심축 또는 회전축(17)과 교차하는 선(15)은 제 1 커터 인서트(5)의 절삭 날(19)을 통과하여 달리는 직경선(21)과 약 40 °의 각도를 이룬다.
제 2 안내 스트립(23)은 제 1 커터 인서트(5) 반대쪽에 제공된다. 마지막으로, 제 3 안내 스트립(25)은 공구(1)의 회전 방향(15)으로 보아 약 90 ° 만큼 제 1 커터 인서트(5)의 앞에 있도록 하는 방식으로 공구(1)의 본체(3)로 삽입된다.
제 2 커터 인서트(7)는 공구(1)의 회전 방향(15)으로 보아 약 40 ° 만큼 제 2 안내 스트립(23)의 앞에 있도록 하는 방식으로 공구(1)의 본체(3)로 삽입된다; 즉, 제 2 커터 인서트(7)의 절삭 날(27)을 통과하여 달리고 회전축(17)과 교차하는 선(29)이 직경선(21)과 약 40 °의 각도를 이룬다.
회전 방향으로 보아, 각 커터 인서트(5 및 7)의 전면에 오목부가 본체(3)에 제공된다. 여기에서, 이들 오목부는 절삭 날(19, 27)에 할당되고 절삭 날(19 및 27)에 의하여 제거되는 가공품의 부스러기를 수용할 수 있는 통상의 부스러기 공간(31 및 33)이다.
가공품의 가공 동안, 위에 설명된 바와 같이 공구(1)는 표면, 특히 가공품 의 구멍 표면을 가공하기 위하여 회전 세팅되어, 화살표(15)로 나타낸 것과 같이 반시계방향으로 회전한다. 다음에 공구(1)는 가공되는 구멍으로 안내되어(공급 이동), 공구(1)가 안내 스트립(13, 23 및 25)의 외주 표면에서 지지되는 동안 커터 인서트 (5 및 7)는 구멍 표면으로부터 부스러기를 제거하게 된다. 커터 인서트(5 및 7) 각각의 절삭 날(19 및 27)은 가상 원인 "피치원(pitch circle)" 상에 놓인다. 제 1 커터 인서트(5)의 피치원의 반경은 제 2 커터 인서트(7)의 그것보다 크다. 커터 인서트(5)의 절삭 날(19)(마감 절삭 날)만이 안내 스트립(13, 23 및 25)의 외부 표면의 피치원 위로 돌출되어, 이들 안내 스트립은 절삭 날(19)에 대하여 방사상으로 물러난다.
이는 제 2 커터 인서트(7)가 거친 가공, 즉 가공품 표면의 예비 가공을 하도록 작동하고, 제 1 커터 인서트(5)의 절삭 날(19)이 마감 가공, 즉 마감 가공으로 고안된 정밀/미세 가공을 하도록 작동하는 것을 보장한다.
커터 인서트(5 및 7)는 제 1 커터 인서트(5)가 "미세가공(micromachining)"을 위하여 작동하는 방식, 즉 약 1/100 ㎜의 두께를 갖는 부스러기를 제거하는 방식으로 서로 방사상으로 오프셋(offset)된다.
도 2는 공구(1')의 다른 실시예를 보여주는데, 이것은 6-날 커터, 즉 6 개의 커터 인서트를 갖는 것으로 고안되어, 결과적으로 더 높은 공급 속도가 실현될 수 있다. 여기에서, 제 2 커터 인서트(7)는 제 1 커터 인서트(5)와 함께, 서로 수직으로 달리는 2 개의 직경선(21 및 21')에 의하여 형성되는 제 1 사분원에 배치된다. 제 3 커터 인서트(35)는 제 2 커터 인서트(7) 아래 제 4 사분원에 위치하는 데, 제 1 커터 인서트(5)와 같이 가공품 표면의 미세 가공을 위하여 작동한다. 예비 가공을 위하여 작동하는 제 4 커터 인서트(37)는 제 3 커터 인서트(35) 반대편에 위치한다. 제 2 커터 인서트(7) 반대편에, 제 5 커터 인서트(39)가 공구(1')의 본체(3)으로 삽입되는데, 이 제 5 커터 인서트(39)는 예비 가공을 위하여 작동한다. 마지막으로, 가공품 표면의 예비 가공을 위하여 작동하는 제 6 커터 인서트 (41)는 제 1 커터 인서트(5)의 반대편에 제공된다.
이에 따라, 여기 나타낸 공구(1')는 미세 가공을 위하여 작동하는 2 개의 커터 인서트(제 1 커터 인서트(5), 제 3 커터 인서트(35))를 갖는 한편, 나머지 커터 인서트(제 2 커터 인서트(7), 제 4 커터 인서트(37), 제 5 커터 인서트(39), 제 6 커터 인서트(41))는 가공품 표면의 예비 가공을 위하여 작동하는 것으로 확인되었다.
공구(1')의 회전 방향으로 보아, 제 4 커터 인서트(37)는 약 60 ° 만큼 제 1 커터 인서트(5)의 앞에 있고, 제 5 커터 인서트(39)는 약 120 ° 만큼 제 1 커터 인서트(5)의 앞에 있는 반면, 제 6 커터 인서트(41)는 약 180 ° 만큼 제 1 커터 인서트(5)의 앞에 있다. 공구(1')의 회전 방향으로 보아 약 60 ° 만큼 제 1 커터 인서트(5)에 뒤처지는 제 2 커터 인서트(7)는 약 60 ° 만큼 제 3 커터 인서트(350의 앞에 있다.
따라서, 공구(1')는 각각 마감 가공을 위한 하나의 커터 인서트와 예비 가공을 위한 하나의 커터 인서트로 구성되는 총 두 쌍과, 예비 가공을 위한 두 개의 커터 인서트로 구성되는 한 쌍을 갖는다.
이에 따라, 커터 인서트는 각각 쌍을 이루어 서로의 반대편에 위치하는 것으로 확인되었다.
공구(1')는 약 20 ° 만큼 제 1 커터 인서트(5)에 뒤처지는 제 1 안내 스트립(13)을 갖는다. 대응하는 커터 인서트에 약 20 ° 만큼 뒤처지는 안내 스트립 (43, 45, 47, 49, 51)은 각 경우 다른 커터 인서트에 할당된다.
가공품 표면의 가공 동안, 공구(1)는 먼저 커터 인서트, 그리고 두 번째로 안내 스트립으로 가공품 표면에 대하여 지지된다. 커터 인서트의 절삭 날은 가상 원, 피치원 상에 놓인다. 이것은 또한 안내 스트립의 표면에도 적용된다. 또한, 여기에서 예비 가공을 위해 작동하는 커터 인서트, 즉 제 2 커터 인서트(7), 제 4 커터 인서트(37), 제 5 커터 인서트(39) 및 제 6 커터 인서트(41)가, 미세 가공을 위한 커터 인서트, 즉 제 1 커터 인서트(5)와 제 3 커터 인서트(35)가 놓인 피치원의 반경 보다 작은 반경을 갖는 피치원을 갖도록 구비된다. 안내 스트립(43 내지 51)의 피치원은 예비 가공을 위해 작동하는 커터 인서트의 그것 보다 크다.
여기에서, 미세 가공을 위해 작동하는 커터 인서트의 방사상 돌출은 예비 가공을 위해 작동하는 커터 인서트 위에서 매우 작게 되도록 교대로 선택되어, 미세 가공을 위해 작동하는 커터 인서트는 그 두께가 약 1/100 ㎜인 매우 얇은 부스러기를 제거하므로, 여기에서도 역시 미소 가공(micromachining)이 제공된다.
도 3은 예를 들어 제 1 커터 인서트(5), 제 2 커터 인서트(7) 및 안내 스트립(13)이 하나의 평면으로 회전하는 모식도를 나타낸다. 한편으로는 서로에 대한, 그리고 안내 스트립에 대한 커터 인서트의 앞서 언급된 방사상 오프셋이 이 예시에 보여질 수 있고, 또한 여기 언급된 요소가 공급 방향, 즉 공구(1 또는 1')의 회전축(17) 방향으로도 서로 오프셋되는 사실이 보여질 수 있다.
도 3은 예비 가공을 위하여 작동하는 제 2 커터 인서트(7)가 공급 방향, 즉 화살표(53) 방향으로 보아 제 1 커터 인서트(5) 및 안내 스트립(13)의 앞에 있음을 보여준다. 도 3은 또한 안내 스트립(13)이 화살표(53) 방향으로 보아 커터 인서트(5 및 7) 양자에 뒤처지는 것, 즉 공구(1 또는 1')가 안으로 공급될 때 가공되는 가공품 표면과 맞물리게 되는 마지막임을 보여준다.
도 3은 또한 예비 가공을 위해 작동하는 커터 인서트(7)가 방사상 방향으로 보아 미세 가공을 위해 작동하는 제 1 커터 인서트(5)에 대하여 뒤처지는 것을 보여준다. 안내 스트립(13) 또한 비록 제 2 커터 인서트(7) 보다 적은 정도이지만 커터 인서트(5)에 대하여 약간 뒤처지고, 따라서 실질적으로는 적어도 나머지 안내 스트립과 함께 공구(1 또는 1')의 외부 주변을 형성한다. 도 1에 나타낸 공구(1)에서는, 예를 들어 제 2 커터 인서트(7)와 관련된 제 2 안내 스트립(23)이 제 2 커터 인서트(7)에 비하여 약 12 ㎛ 내지 15 ㎛ 만큼 방사상으로 돌출되도록 구비된다. 제 1 커터 인서트(5)는 관련된 제 1 안내 스트립(13)에 비하여 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 만큼 방사상으로 돌출된다. 따라서 위에 언급된 미소 가공이 특히 제 1 커터 인서트(5)의 영역에서 보장된다.
도 1에 나타낸 공구(1)에서는, 제 1 절삭 날(19)이 공구의 공급 방향으로 보아 0.20 ㎜ 내지 0.25 ㎜ 만큼 관련된 안내 스트립(13)의 앞에 있도록 구비된다. 제 2 절삭 날에서는, 이 절삭 날이 공급 방향, 즉 화살표(53) 방향으로 약 0.50 ㎜ 만큼 관련된 안내 스트립의 앞에 있도록 바람직하게 구비된다.
도 1 및 2에 따른 공구에서, 미세 가공을 위해 작동하는 커터 인서트, 즉 제 1 커터 인서트(5) 및 제 3 커터 인서트(35)는, 적어도 이들의 절삭 날이, 예비 가공을 위해 작동하는 나머지 커터 인서트들, 또는 이들의 절삭 날들과 다른 재료로 만들어지도록 구비된다. 도 1 및 2에서 제 2 커터 인서트(7), 그리고 도 2에 나타낸 커터 인서트(37, 39 및 41), 즉 제 4, 5 및 6 커터 인서트는 예비 가공을 위해 작동한다. 카바이드, 세르멧, 주로 티타늄 카바이드나 티타늄 나이트라이드, 또는 양자로 구성되는 카바이드가 예비 가공을 위하여 사용된다. CBN도 여기에 적합하다. PCD는 마감 가공에 사용된다.
미세 및 예비 가공을 위하여 작동되는 커터 인서트 또는 절삭 날을 위한 다른 재료의 선택으로 인해, 대응하는 가공 형태 및 가공품에 재료를 최적으로 매치시키는 것이 가능하다. 따라서, 추가의 가공 단계에 대한 요구 없이도 우수한 표면 품질이 달성될 수 있다.
여기에서 이루어지는 재료 선택은 주조 재료, 특히 그레이 주조(gray cast) 철 및/또는 강철의 가공품의 가공 동안 특히 성공적인 것으로 판명되었다.
도 1 및 2를 참고하여 여기에서 설명되는 공구는 냉각재 및/또는 윤활재 공급(여기에 도시되지 않음)에 의하여 특징지어진다. 이 냉각재 및/또는 윤활재 공급은 가공되는 구멍 내부에서 공구의 마찰을 감소시키도록 작동되지만, 또한 커터 인서트의 활성 절삭 날, 즉 가공품 표면과 맞물리도록 된 절삭 날을 냉각하도록 작동되기도 한다. 냉각재 및/또는 윤활재 공급은 특히 PCD의 활성 절삭 날이 집중적으로 냉각되어 그 온도가 600 ℃ 보다 가능한 많이 낮은 곳에 있도록 하는 방식으로 고안되는데, 이는 PCD 절삭 날에서는 약 600 ℃로부터 탄소의 분해 또는 구조적 변형이 일어나기 때문이다. 그래파이트화(graphitization) 동안 다이아몬드의 구조는 그래파이트 구조로 변형되는데, 이는 절삭 날의 안정성에 대해 매우 부정적인 영향을 갖는 요소이다. 냉각은 성공적인 것으로 판명되었는데, 이는 효율적으로 400 ℃ 내지 600 ℃의 온도, 특히 약 450 ℃ 내지 550 ℃의 온도를 생성한다. 특히 바람직한 것은 PCD로 구성되는 활성 절삭 날(들)이 최대 500 ℃의 작업 온도에 도달하는 방식으로 냉각을 고안하는 것이다. 이와 같은 냉각재 및/또는 윤활재 공급의 고안으로 인해, 알루미늄 및 비철 금속을 절삭하는데 보통 사용되는 PCD 절삭 날 또는 PCD 커터 인서트가 주조 철 및/또는 강철을 절삭하는데 사용되는 것이 가능하다.
따라서, 가공품의 가공 동안, 비록 가공품이 주조 철 및/또는 강철로 되어 있는 것이라도, PCD로 이루어진 활성 절삭 날 영역의 온도가 바람직하게는 최대 500 ℃로 제한되는 것이 결정적이다. 이것은 한편으로는 공구의 회전 속도와 대략적으로 적합화한 공급에 의하여, 그리고 다른 한편으로는 적절한 냉각에 의하여 달성될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 냉각재 분출은 미세 가공을 위해 작동하는 절삭 날로, 그리고/또는 PCD의 절삭 날의 전면에 있는 영역으로 직접 향할 수 있다. PCD 절삭 날 영역의 과도한 가열은 또한 약 1/100 ㎜의 매우 작은 절삭 깊이로 작동하는 상기 절삭 날에 의하여 회피될 수 있다; 즉, 이것은 단지 미소 가공에만 사용된다. 이 역시 온도가 과도한 정도까지 올라가지 않는 상황을 유도한다.
궁극적으로, 본 공구가 사용될 때 PCD는 절삭-날 또는 커터-인서트 재료로서 매우 적합하고, Ra=0.10 ㎛의 표면 품질이 달성될 수 있음을 보여준다. 또한, 여기에서 보장되는 낮은 절삭-날 온도로 인해, 비교적 긴 공구 생명이 달성될 수 있다. 이는 PCD 절삭 날 상에서의 마모가 비교적 낮다는 사실에 기인한다.
2-날 및 6-날 절삭 공구가 도면을 참고하여 설명되었다. 그러나, 예를 들어 3 개는 예비 가공을 위해 작동하고 하나는 미세 가공을 위해 작동하는 4 개의 절삭 날을 갖는 공구를 실현하는 것도 가능하다. 본질적인 것은, 여기에 언급된 공구의 경우 절삭 날의 수에 무관하게 예비 가공, 즉 거친 가공이 카바이드 등으로 수행되는 한편, 정밀 또는 미세 가공이 적어도 하나의 PCD 절삭 날로 수행된다는 것이다. 미소 가공 및 특수 냉각은 PCD가 탄소로 변형되는 과도한 온도까지 PCD 절삭 날(들)이 가열되지 않음을 보장한다.
여기에 기술된 커터 인서트는 모두 표시 가능한(indexable) 인서트로 고안되어, 하나 이상의 절삭 날을 갖는 것도 여기에서 지적될 수 있다. 따라서, 하나의 절삭 날이 마모된 후, 다른 절삭 날이 가공되는 가공품 표면과 만날 수 있게 되는 방식으로 표시 가능한 인서트를 교체하는 것이 가능하다.
위에서 언급된 냉각재 및/또는 윤활재 공급을 도 4, 5a 및 5b를 참고하여 아래에 보다 상세히 설명하는데, 이들 도면은 각각 도 1에 나타낸 공구(1)의 실시예의 투시도면을 보여준다. 앞의 도면을 참고하여 이미 기술된 부분은 동일 명칭으로 제공되어, 이에 대해서는 도 1 내지 3과 관련된 설명을 참고한다.
그 자체로 알려진 클램핑 슈(55)에 의하여 본체(3) 상에 수용된 제 1 커터 인서트(5)는 도 4에 따른 도면에서 보여질 수 있다. 이 실시예에서, 제 1 커터 인서트(5)는 PCD로 구성되는 절삭 날(19)을 갖는 절삭-날 본체(57)를 포함한다. 클램 핑 슈(55)는 절삭-날 본체(57)와 상호작용한다.
또한, 가압된 냉각재 및/또는 윤활재가 수용될 수 있는 제 1 냉각재 및/또는 윤활재 배출 개구(59)를 도 4에 나타낼 수 있다. 제 1 배출 개구(59)는 제 1 배출 개구(59)로부터 방출되는 냉각재/윤활재 분출(도시되지 않음)이 제 1 커터 인서트(5)의 PCD 절삭 날(19)을 직접 치도록 하는 방식으로 본체(3) 상에 배열되고 이에 따라 형성된다. 결과적으로, 활성 PCD 절삭 날(19)의 집중적 냉각이 보장될 수 있다. 이러한 실시예에서, 제 1 배출 개구(59)로부터 배출되는 냉각재/윤활재 분출은 실제로 공급 이동에 따른 또는 이에 반하는 어떠한 방향적인 요소도 갖지 않는다. 이상에서 언급된 제 1 배출 개구(59)의 구조 및 배열 때문에, 특히 주 및 2 차 절삭 날이 경사 면 상 및 절삭 날 자체에서 냉각되어, 절삭 날(19)의 플랭크가 더 낮은 정도로 냉각된다. 그곳에서도 효율적인 냉각을 달성하기 위하여, 도 5a에 나타낸 제 2 냉각재 및/또는 윤활재 배출 개구(61)는 공구(1)의 회전 방향으로 보아 절삭 날(19) 바로 뒤 공구(1)에 제공될 수 있다. 따라서, 제 2 냉각재/윤활재 배출 개구(61)는 제 1 커터 인서트(5)와 다음 안내 스트립(13)의 사이에 배치된다. 제 2 배출 개구(61)는, 이로부터 배출되는 냉각재/윤활재 분출이, 제 1 커터 인서트(5)의 절삭 날(19)의 플랭크(63)로 향하도록 유동하게 되는 방식으로 구성되고 배치된다. 안내 스트립(13), 플랭크(63), 구멍 표면 및 공구(1)의 표면의 일부는, 공구(1)가 구멍 내에 위치할 때, 냉각재/윤활재가 배출 개구(61)를 통과하도록 허용될 수 있는 통로를 형성한다. 따라서, 사용되는 냉각재/윤활재는 공구(1)의 축 방향으로만 새어나갈 수 있는데, 이 역시 주위에 최적 유동 및 이에 따른 절삭 날(19)의 플랭크(63)의 냉각을 형성하는 요소이다. 회전 방향(15)에서 보아, 냉각재/윤활재는 실제로 절삭 날(19)의 방향으로 안내 스트립(13)에 의해 밀린다.
공구(1)의 전면도를 나타낸 도 5b에 따른 도면에서, 제 1 배출 개구(59)로부터 배출되는 냉각재/윤활재 분출(화살표 65)이 본질적으로 공구(1)의 회전 방향(15)에 반하여 안내되고, 제 2 배출 개구(61)로부터 배출되는 냉각재/윤활재 분출(화살표 67)이 본질적으로 회전 방향(15)으로 안내되는 동안, 냉각재/윤활재는 양쪽으로부터 제 1 커터 인서트(5) 또는 절삭 날(19)로 수용된다고 언급될 수 있다.
커터 인서트(5)의 절삭 날(19)의 충분한 냉각 또는 윤활을 보장하여 PCD 절삭 날(19)이 바람직하게는 500 ℃ 위로 가열되지 않도록 하기 위해서는, 제 1 배출 개구(59) 또는 제 2 배출 개구(61)로 충분할 수 있다. 물론, 냉각재 및/또는 윤활재를 위한 두 개 이상의 배출 개구가 제 1 커터 인서트(5) 또는 절삭 날(19)로 할당되는 것도 가능하다. 도면에 도시되지 않은 또 다른 변형 실시예에 따르면, 냉각재 및/또는 윤활재를 위한 적어도 하나의 배출 개구가 제 2 커터 인서트(7)에도 할당되도록 구비된다. 그렇지 않으면, 적어도 하나의, 바람직하게는 두 개의 냉각재 및/또는 윤활재 분출이 특히 미세 가공을 위하여 작동하는 커터 인서트(5 및 35) 뿐 아니라 나머지 커터 인서트, 또는 상기 커터 인서트들의 절삭 날들로 수용되는 것이 가능하다.
도 5a에 나타낸 바와 같이, 제 2 커터 인서트(7)도 절삭-날 본체(57')를 갖 고, 클램핑 슈(55')에 의하여 공구(1)의 본체(3) 내에 유지된다. 여기에서, 제 2 커터 인서트(7)의 절삭 날(27)은 절삭-날 본체(57')를 갖는 일체로 고안되는데; 즉, 절삭 날(27)은 예를 들어 바람직하게는 카바이트, 세르멧 및/또는 CBN으로 구성되는 절삭-날 본체(57')로부터 만들어진다. 절삭 날(27)이 절삭-날 본체(57')와 다른 재료로 만들어지고, 이것이 적절한 방식으로 후자에 고정되는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 가공품 표면 정밀 가공용 공구에 의하면 신속하고 비용-효율적인 방법으로 표면의 정밀-가공을 달성할 수 있다.

Claims (35)

  1. 적어도 하나의 정의된 절삭 날을 갖는 적어도 두 개의 커터 인서트를 포함하는 가공품 표면 정밀 가공용 공구에서, 커터 인서트(5, 7; 35, 37. 39, 41)가 적어도 하나의 절삭 날의 영역에서 다른 재료를 갖고,
    공구(1, 1')의 주위 표면 위로 제 2 커터 인서트(7) 보다 더 돌출된 제 1 커터 인서트(5)가 마감 가공을 위해 작동하고,
    공구(1, 1')의 주위 표면 위로 제 1 커터 인서트(5) 보다 덜 돌출된 제 2 커터 인서트(7)가 예비 가공을 위해 작동하고,
    상기 공구에는 냉각재 또는 윤활재 공급부가 설치되고, 당해 공급부는 제 1 냉각재 또는 윤활재 배출 개구, 및 제 2 냉각재 또는 윤활재 배출 개구를 구비하고,
    상기 제 1 냉각재 또는 윤활재 배출 개구는, 이로부터 방출되는 냉각재 또는 윤활재 분출이 커터 인서트(5)의 절삭 날에 직접 충돌하는 위치에 설치되어 있고,
    상기 제 2 냉각재 또는 윤활재 배출 개구는, 공구의 회전 방향으로 보아 커터 인서트(5)의 절삭 날의 바로 뒤에 배치되고, 이로부터 배출되는 냉각재 또는 윤활재 분출이 커터 인서트(5)의 절삭 날의 플랭크로 향하도록 유동하게 되는 방식으로 구성 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 공구.
  2. 제 1 항에 있어서, 하나의 커터 인서트(5)가 공구의 주위 표면 위로 다른 것 보다 더 돌출되는 방식으로 배치될 수 있고 커터 인서트가 공구의 길이 방향으로 보아 서로 오프셋되도록 배치될 수 있는 공구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 커터 인서트(5)가 적어도 하나의 절삭 날의 영역에 PCD를 갖는 것을 특징으로 하는 공구.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 2 커터 인서트(7)가 적어도 하나의 절삭 날의 영역에 카바이드(carbide), 세르멧(cermet) 및 CBN 중 적어도 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 공구.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 커터 인서트(5)가 공구의 공급 방향으로 보아 제 2 커터 인서트(7)에 뒤처지는 공구.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 안내 스트립(13, 23, 25)이 구비되는 공구.
  7. 제 6 항에 있어서, 적어도 하나의 안내 스트립이 공구의 공급 방향으로 보아 제 1 커터 인서트 및 제 2 커터 인서트 중 적어도 하나에 뒤처지는 공구.
  8. 제 6 항에 있어서, 공구(1)가 2-날 커터로 고안되고, 제 1 안내 스트립(13)이 공구의 회전 방향으로 보아 40 ° 만큼 제 1 커터 인서트(5)에 뒤처지는 공구.
  9. 제 6 항에 있어서, 제 2 안내 스트립(23)이 제 1 커터 인서트(5)의 반대편에 위치하는 공구.
  10. 제 6 항에 있어서, 제 3 안내 스트립(25)이 공구의 회전 방향으로 보아 90 ° 만큼 제 1 커터 인서트(5)의 앞에 있는 공구.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 2 커터 인서트(7)가 공구의 회전 방향으로 보아 220 ° 만큼 제 1 커터 인서트(5)의 앞에 있는 공구.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 공구(1')가 6-날 커터로 고안되는 공구.
  13. 제 12 항에 있어서, 공구(1')가 예비 가공을 위해 작동하는 4 개의 커터 인서트 및 마감 가공을 위해 작동하는 두 개의 커터 인서트를 갖는 공구.
  14. 제 12 항에 있어서, 마감 가공을 위해 작동하는 제 1 커터 인서트(5)가 공구의 회전 방향으로 보아 60 ° 만큼 예비 가공을 위해 작동하는 제 2 커터 인서트(7)의 앞에 있는 공구.
  15. 제 11 항에 있어서, 마감 가공을 위해 작동하는 추가의 제 3 커터 인서트(35)가 구비되는 공구.
  16. 제 11 항에 있어서, 예비 가공을 위해 작동하는 적어도 하나의 커터 인서트가 공구의 회전 방향으로 보아 제 1 커터 인서트(5)의 앞에 있는 공구.
  17. 제 11 항에 있어서, 예비 가공을 위해 작동하는 제 4 커터 인서트(37)가 공구(1)의 회전 방향으로 보아 60 ° 만큼 제 1 커터 인서트(5)의 앞에 있는 공구.
  18. 제 11 항에 있어서, 예비 가공을 위해 작동하는 제 5 커터 인서트(39)가 공구의 회전 방향으로 보아 120 ° 만큼 제 1 커터 인서트(5)의 앞에 있는 공구.
  19. 제 11 항에 있어서, 예비 가공을 위해 작동하는 제 6 커터 인서트(41)가 제 1 커터 인서트(5)의 반대편에 위치하는 공구.
  20. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 커터 인서트가 쌍을 이루어 서로 반대편에 배치될 수 있는 공구.
  21. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 안내 스트립이 적어도 하나의 커터 인서트에 할당되는 공구.
  22. 제 11 항에 있어서, 안내 스트립이 공구의 회전 방향으로 보아 20 ° 만큼 관련된 커터 인서트에 뒤처지는 공구.
  23. 제 11 항에 있어서, 안내 스트립이 각각의 커터 인서트에 할당되는 공구.
  24. 제 11 항에 있어서, 안내 스트립이 쌍을 이루어 서로 반대편에 배치되는 공구.
  25. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 절삭 날(19)이 공구의 공급 방향으로 보아 0.20 ㎜ 내지 0.25 ㎜ 만큼 관련된 안내 스트립(13)의 앞에 있는 공구.
  26. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 2 절삭 날(27)이 공구의 공급 방향으로 보아 0.50 ㎜ 만큼 관련된 안내 스트립의 앞에 있는 공구.
  27. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 2 커터 인서트(7)와 관련된 안내 스트립이 제 2 커터 인서트(7)에 비하여 12 ㎛ 내지 15 ㎛ 만큼 방사상으로 돌출한 공구.
  28. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 커터 인서트(5)가 관련된 안내 스트립(13)의 외부 표면 위로 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 만큼 돌출한 공구.
  29. 삭제
  30. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 미세 가공을 위하여 작동하는 커터 인서트의 냉각이, 가공품 표면의 가공 동안 400 ℃ 내지 600 ℃의 온도를 취하는 방식으로 고안될 수 있는 공구.
  31. 제 1 항에 있어서, 커터 인서트의, 또는 적어도 그의 활성 절삭 날의 온도가 최대 500 ℃에 있도록 하는 방식으로 냉각이 고안될 수 있는 공구.
  32. 제 1 항에 있어서, 그레이 주조(gray cast) 철 및 강철 중 적어도 하나의 가공품의 가공을 위한 것을 특징으로 하는 공구.
  33. 제 1 항에 있어서, 하나의 커터 인서트(5)가 공구의 주위 표면 위로 다른 것 보다 더 돌출되는 방식으로 배치될 수 있거나 커터 인서트가 공구의 길이 방향으로 보아 서로 오프셋되도록 배치될 수 있는 공구.
  34. 제 11 항에 있어서, 예비 가공을 위해 작동하는 3 개의 커터 인서트가 공구의 회전 방향으로 보아 제 1 커터 인서트(5)의 앞에 있는 공구.
  35. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 미세 가공을 위하여 작동하는 커터 인서트의 냉각이, 가공품 표면의 가공 동안 450 ℃ 내지 550 ℃의 온도를 취하는 방식으로 고안될 수 있는 공구.
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