KR101261675B1 - 절삭 삽입체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나사식 체결구(나사 380)에 의한 접촉과 탄성 클램핑(452)의 조합을 통해 절삭 공구(210)에 유지되는 절삭 삽입체(300)에 관한 것이다. 나사식 체결구(380)는 절삭 삽입체에 관통하지 않고 접하여 절삭 공구의 조오(452, 456)에 대해 절삭 삽입체를 바이어스함으로써 절삭력에 대해 절삭 삽입체를 예압한다.

절삭 공구, 절삭 삽입체, 나사식 체결구, 탄성 클램핑

Description

절삭 삽입체{CUTTING INSERT}

본 발명은 나사(screw)와 같은 나사식 체결구(threaded fastener)에 의해 절삭 삽입체(cutting insert)를 삽입체 포켓(insert pocket)에 클램핑하는 형식의 절삭 공구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 나사 부재가 절삭 삽입체에 관통하지 않고 접하는 절삭 공구에 관한 것이다.

절삭 삽입체를 클램핑하기 위해 탄성 클램핑 기구를 채용하는 절삭 공구는 일반적으로 상대적으로 좁은, 전형적으로 5mm 내지 12mm 범위의 두께를 갖고, 절삭 삽입체는 절삭 공구의 상부 조오(jaw)와 하부 조오의 클램핑면들 사이에 위치된 삽입체 포켓에 유지된다. 홈파기(grooving)와 절단(parting off)과 같은 작업에 있어서 절삭 공구는 홀더 블레이드(hloder blade)의 형태를 갖는다. 이어서 홀더 블레이드는 일반적으로 블레이드-유지 블럭(blade-retaining block)에 클램핑된다. 홀더 블레이드는 삽입체 포켓 부근에 바람직하게 설계된 개구를 구비하여, 홀더 블레이드의 조오들 중 하나가 다른 조오에 대해 한정된 정도로 탄성적 변위가 가능하게 하는 비교적 좁은 브리지부(bridging portion)가 형성된다. 일반적으로, 하부 조오는 강성(rigid)이고 상부 조오는 탄성적으로 변위 가능하다. 개구는 구멍, 또는 슬롯(slot), 또는 구멍으로 끝나는 슬롯의 형태를 가질 수 있다. 이러한 절삭 공구의 예시는 미국특허 제3,785,021호, 미국특허 제4,580,930호, 및 미국특허 제5,829,924호에 기재되어 있다. 탄성적 삽입체 클램핑 기구를 채용하는 회전식 슬롯-절삭 공구는 미국특허 제4,417,833호에 기재되어 있다. 절삭 본체는 디스크 형상이고 비교적 좁은 두께를 가지며 외면 주변에 위치한 절삭 삽입체 포켓을 가진다. 홀더 블레이드와 마찬가지로, 회전식 슬롯-절삭 공구의 삽입체 포켓은 2개의 조오를 구비하여 이들 사이에서 삽입체가 클램핑 조오의 변위에 따른 탄성력에 의해 클램핑된다.

절삭 공구가 홀더 블레이드이든지 회전식 슬롯 절삭 공구이든지, 클램핑 조오의 변위는 조오들의 클램핑면들 사이의 거리가 클램핑면들 사이에 위치된 삽입체의 부분의 높이보다 작도록 삽입체 포켓을 제작함으로써 얻어질 수 있다. 따라서, 삽입체가 삽입체 포켓에 위치될 시 삽입체가 제 위치에 클램핑됨에 의해 탄성력을 생성하면서 클램핑 조오는 변위된 위치에 유지된다.

전술한 형식의 절삭 공구의 잘 알려진 문제점은 절삭 삽입체가 삽입체 포켓에 효과적으로 고정되지 않아 절삭 작업 도중 움직일 수 있다는 것이다. 예를 들어, 이러한 문제점은 홈파기 작업 중 홀더 블레이드를 작업편으로부터 회수하려고 시도할 때 일어날 수 있다. 일부 경우에 절삭 삽입체는 홀더 블레이드로부터 완전히 뽑혀져 나와 작업편에 끼일 수 있다. 또한, 종래 기술의 절삭 공구는 삽입체 포켓에 삽입체를 고정하기 위해 마찰력 및/또는 탄성 클램핑에 의존하기 때문에 삽 입체가 삽입체 포켓에 충분하게 또는 정확하게 고정되지 않아 삽입체와 작업편의 초기 접촉 동안 삽입체와 삽입체 포켓 사이에서 상대적인 움직임으로 이어질 수 있고, 이에 따라 작업편이나 절삭 공구에 손상을 입힐 수 있다.

본 발명의 일 태양에 따른 절삭 삽입체가 제공된다. 본 발명의 절삭 삽입체는, 상면과, 하면과, 상면과 하면 사이에 연장되는 주연 측면으로서 대향되는 전방면과 후방면 및 전방면과 후방면 사이에 연장되는 대향되는 측면을 포함하는 주연 측면과, 상면의 전방부와 전방면 상부와의 교차점에 형성된 제1 절삭날과, 상면의 후방부와 후방면의 상부 사이의 교차점에 형성된 클램핑 리세스부로서 후방면의 가로방향으로 연장되어 삽입체의 위에서 보았을 때 아치형인 리세스 접촉면을 포함하는 클램핑 리세스부를 포함한다.

클램핑 리세스부는 후방면의 전체 폭에 걸쳐 연장될 수 있다. 또한, 리세스 접촉면은 후방면의 전체 폭에 걸쳐 연장될 수 있다. 또한, 리세스 접촉면은 절삭 삽입체의 후방 단부와 위에서 보았을 때 모두에서 보일 수 있다.

후방면은 클램핑 리세스부와 연통하여 하면으로 하향 연장되는 오목면을 포함할 수 있다.

상면의 전방부와 상면의 후방부는 절삭 삽입체의 옆에서 보았을 때 대체로 동일한 높이에 있다.

하면은 절삭 삽입체의 옆에서 보았을 때 계단식일 수 있고, 전방 위치면(locating surfae)에 의해 비위치 자유면(non-locating free surfae)으로부터 수직으로 이격된 하부 위치면을 갖고, 전방 위치면은 후방면의 부분을 형성하는 후방 위치면에 대향되고, 하부 위치면은 전방면과 전방 위치면 사이에 있고, 하부 위치면은 비위치 자유면보다 수직으로 더 높다. 이러한 경우에, 후방 위치면을 포함하는 후방면은, 클램핑 리세스부와 연통하여 비위치 자유면으로 하향 연장되는 오목면을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 경우에, 전방 위치면과 후방 위치면은 비위치 자유면의 방향으로 서로를 향해 수렴할 수 있다. 또한, 이러한 경우에, 절삭 삽입체는 위에서 보았을 때 깃발 형상(flag-shaped)이다.

절삭 삽입체는 클램핑 나사를 수용하기에 적합한 관통 보어(through bore)가 없을 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따른 절삭 공구가 제공된다. 본 발명의 절삭 공구는, 클램핑부를 갖는 삽입체 홀더(insert holder)로서 베이스 조오 접촉면(base jaw abutment)을 갖는 베이스 조오 및 베이스 조오 접촉면에 인접한 나사 보어(threaded bore)를 포함하는 삽입체 홀더와, 베이스 조오에 연결되어 베이스 조오와 함께 일체형의 단편 구조를 갖는 클램핑 조오로서 베이스 조오 접촉면의 하부에 대향 대면하는 클램핑 조오 클램핑면을 갖는 클램핑 조오를 포함한다. 또한, 본 발명의 절삭 공구는 클램핑 조오와 베이스 조오 사이에 장착되는 전술한 절삭 삽입체와, 절삭 삽입체를 관통하는 나사식 체결구 없이 절삭 삽입체의 리세스 접촉면에 접하는 나사식 체결구의 나사 클램핑면으로 베이스 조오의 나사 보어에 유지되는 나사식 체결구를 포함한다.

나사식 체결구의 클램핑면이 절삭 삽입체의 리세스 접촉면에 접할 시 절삭 삽입체는 클램핑 조오에 대하여 가압되어 삽입체를 삽입체 홀더에 고정시킬 수 있다.

공구에서, 절삭 삽입체는 나사식 체결구를 수용하기에 적합한 관통 보어가 없을 수 있어서, 나사식 체결구의 클램핑면만이 절삭 삽입체에 접촉할 수 있다.

나사 보어는 나사식 체결구의 나사 클램핑면을 수용하도록 치수화되고 형상화된 장착면에 의해 둘러싸인 개구를 갖고, 절삭 삽입체의 위에서 보았을 때, 장착면의 전방부는 장착면의 후방부의 제2 반경 두께(raidal thickness)보다 작은 제1 반경 두께를 갖는다.

나사 클램핑면의 전방 대면부(forwardly facing portion)는 장착면의 좁은 전방부를 덮어 리세스 접촉면의 후방 대면부에 위로 덮여 접하도록 공구의 전방 방향으로 연장된다.

나사식 체결구는 절삭 삽입체의 상면에 대한 수선에 대하여 영이 아닌 각도로 경사질 수 있고, 그 상면 내에 클램핑 리세스부가 형성된다.

클램핑 조오는 베이스 조오 클램핑면에 일반적으로 횡방향인 삽입체 멈춤면을 구비한다. 베이스 조오 접촉면은 절삭 삽입체의 후방면에 접하고, 클램핑 조오 클램핑면은 절삭 삽입체의 전방 위치면에 접하고, 클램핑 조오의 삽입체 멈춤면은 절삭 삽입체의 하부 위치면에 접한다.

삽입체 멈춤면과 베이스 조오 접촉면은 모두 볼록일 수 있다.

베이스 조오 접촉면은 베이스 리세스부에 의해 상부 접촉면과 하부 접촉면으로 나뉠 수 있다.

절삭 공구를 옆에서 보았을 때 클램핑 조오는 베이스 조오 접촉면에 일반적으로 횡방향인 삽입체 멈춤면을 구비한다. 삽입체 멈춤면은 클램핑 조오 클램핑면 부근으로부터 삽입체 홀더의 전면까지 하향 전방으로 경사질 수 있는 반면, 절삭 삽입체의 하부 위치면은 전방 위치면으로부터 전방면을 향해 하향 전방으로 경사질 수 있다. 이러한 경우에 하향 전방으로 경사진 하부 위치면은 하향 전방으로 경사진 삽입체 멈춤면에 접할 수 있다.

삽입체 홀더의 베이스 조오는 포켓 리세스부(pocket recess)를 통해 클램핑 조오에 연결될 수 있고, 절삭 삽입체의 하면은 절삭 삽입체의 옆에서 보았을 때 계단식일 수 있고, 하면은 전방 위치면에 의해 비위치 자유면으로부터 수직으로 이격된 하부 위치면을 갖고, 비위치 자유면은 포켓 리세스부에 개방될 수 있다.

절삭 공구는 회전식 슬롯 절삭 공구일 수 있다. 그 대신에 절삭 공구는 홈파기 또는 절단 또는 터닝(turning) 공구 중 하나일 수 있고, 이러한 경우에 삽입체 홀더는 홀더 블레이드를 포함할 수 있다.

본 발명의 이해를 돕고 본 발명이 어떻게 실시될 수 있는지 도시하기 위해 다음과 같이 첨부도면에 참조부호를 붙인다.

도 1은 탄성 클램핑만을 갖는 제1 절삭 공구의 사시도이다.

도 2는 탄성 클램핑만을 갖는 제2 절삭 공구의 사시도이다.

도 3은 도 1 또는 도 2의 절삭 공구 중 하나의 절삭 섹션의 측면도이다.

도 4는 탄성 클램핑에만 적절한 제1 절삭 삽입체의 측면도이다.

도 5는 제1 절삭 삽입체가 제거된 도 3의 절삭 섹션의 측면도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 탄성 클램핑과 나사 클램핑 모두를 채용한 절삭 공구의 사시도이다.

도 7은 도 6의 절삭 공구의 분해도이다.

도 8은 도 6에 도시된 절삭 공구의 평면도이다.

도 9는 섹션 라인 IX-IX을 따라 취한 도 8에 도시된 절삭 공구의 부분 단면도이다.

도 10은 도 6에 도시된 삽입체 홀더의 사시도이다.

도 11은 도 6에 도시된 삽입체 홀더의 평면도이다.

도 12는 본 발명에 따라 리세스 접촉면과 클램핑 리세스부를 갖는 절삭 삽입체의 사시도이다.

도 13은 도 12의 절삭 삽입체의 측면도이다.

도 14는 도 12의 절삭 삽입체의 평면도이다.

도 15는 도 12의 절삭 삽입체의 배면도이다.

도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따라 탄성 클램핑과 나사 클램핑 모두를 채용한 절삭 공구의 측면도이다.

도 1 및 도 2는 다른 클램핑 또는 나사를 사용하지 않고 탄성 클램핑만으로 절삭 삽입체를 유지하는 2개의 절삭 공구를 도시한다.

도 1은 홈파기와 절단과 같은 금속 절삭 작업에 사용되는 제1 절삭 공구(10) 를 도시한다. 제1 절삭 공구(10)는 삽입체 포켓(16)에 탄성적으로 유지된 절삭 삽입체(14)와 함께 직사각형 블레이드의 형태로 삽입체 홀더(12)를 포함한다. 절삭 삽입체(14)는 전형적으로 카바이드 파우더(carbide powder)의 폼-프레싱(form-pressing)과 소결에 의해 제조된다. 도 2는 회전식 슬롯 금속 절삭 작업에 사용되는 제2 절삭 공구(20)를 도시한다. 제2 절삭 공구(20)는 디스크의 외면 주변에 배치된 동일한 삽입체 포켓(16)에 탄성적으로 유지되는 절삭 삽입체(14)와 함께 원형 디스크의 형태로 삽입체 홀더(22)를 포함한다. 절삭 공구(10, 20)는 절삭 삽입체(14), 삽입체 포켓(16), 및 삽입체 포켓(16)에 바로 인접한 곳을 포함하는 절삭 섹션(18)을 포함한다. 절삭 섹션(18)은 도 3에 도시된다. 본 명세서와 청구범위 전체에 걸쳐 나타나는 방향 용어, 예를 들어, 전방, 후방, 상부, 하부, 수직 등의 용어는 서로에 대한 다양한 면들의 위치 구분의 편리성의 측면에서 사용되었다는 것을 알아야 한다. 이러한 용어는 도 3, 도 4, 및 도 5를 참조하여 정의된다. 그러나, 이러한 용어는 예시적 목적만을 위해 사용되고 첨부된 특허청구의 범위를 제한하려는 것이 아니다.

이제 도 4에 초점을 맞춘다. 절삭 삽입체(14)는 절삭부(24)와 위치부(26)를 포함한다. 절삭부(24)는 레이크면(rake surface: 30)과 릴리프면(relief surface: 32)과의 교차점에 형성되는 절삭날(28)을 포함한다. 또한, 절삭 삽입체(14)는 상면(34), 하면(36), 및 이들 사이의 주연 측면을 포함한다. 주연 측면은 대향되는 전방면과 후방면(38, 40), 및 전방면과 후방면(38, 40) 사이에 연장되는 대향되는 측면(42)들을 포함한다. 릴리프면(32)은 전방면(38)에 위치되고 레이크면(30)은 상면(34)에 위치된다. 제1 거리(W1)는 전방면(38)과 후방면(40) 사이로 정의된다. 위치부(26)는 상면(34)으로부터 벗어나는 방향으로 절삭부(24)로부터 하향 연장되고, 하향 수렴되는 대향되는 전방 위치면과 후방 위치면(44, 46)을 포함한다. 제2 거리(W2)는 전방 위치면과 후방 위치면(44, 46) 사이로 정의된다. 비록 제1 거리(W1)가 절삭부(24) 전체에 대해 반드시 일정할 필요는 없고, 제2 거리(W2)는 위치부(26)의 길이를 따라 하향 감소되지만, 도면, 특히 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 절삭부(24)는 절삭 삽입체(14)의 옆에서 보았을 때 위치부(26)보다 폭이 넓다. 다시 말하면, 제1 거리(W1)는 제2 거리(W2)보다 길다. 이는 절삭 삽입체(14)가 옆에서 보았을 때 깃발 형상의 프로파일을 갖게 한다. 후방 위치면(46)은 후방면(40)에 위치되고 전방 위치면(44)은 하면(36)에 위치된다. 또한, 하부 위치면(48)은 상면(34)에 대향되는 하면(36)에 위치되고, 전방면(38)과 전방 위치면(44) 사이에 연장된다.

도 5를 참조하면, 삽입체 홀더(12, 22)의 클램핑부(50)는 클램핑 조오(52)를 포함하되, 클램핑 조오(52)는 탄성적으로 베이스 조오(56)에 연결되어 일체형의 단편을 이루고 클램핑 조오(52)와 베이스 조오(56) 사이에 포켓 리세스부(54)를 형성한다. 베이스 조오(56)는 삽입체 포켓(16)에 인접한 접촉면(58)을 갖는다. 접촉면(58)은 베이스 리세스부(60)에 의해, 베이스 리세스부 상부를 따라 상부 접촉면(62)과 베이스 리세스부 하부를 따라 하부 접촉면(64)으로 나뉜다. 클램핑 조오(52)는 삽입체 포켓(16)에 인접하여 일반적으로 베이스 조오(56)의 하부 접촉면(64)에 대향 대면하는 클램핑면(66)을 갖는다. 제3 거리(W3)는 클램핑면(66)과 하부 접촉면(64) 사이로 정의된다. 제3 거리(W3)는 하향 감소된다. 또한, 클램핑 조오(52)는 클램핑 조오의 상단에 위치되어 일반적으로 클램핑면(66)에 횡방향인 삽입체 멈춤면(68)을 구비한다. 베이스 조오(56)의 상부 접촉면과 하부 접촉면(62, 64) 및 클램핑 조오(52)의 클램핑면(66)는 하향 수렴한다. 베이스 조오(56)의 후방으로 위치된 관통 구멍(70)은 포켓 리세스부(54)와 함께 사용될 시 절삭 삽입체(14)가 삽입체 포켓(16)에 삽입되는 것을 돕는 키(key)를 수용하기 위해, 그리고 절삭 삽입체(14)를 삽입체 포켓(16)으로부터 제거하기 위해 제공된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 옆에서 보았을 때 하부 위치면(48)은 전방 위치면(44)으로부터 전방면(38)의 가장 밑부분을 향해 하향 전방으로 경사진다. 마찬가지로, 도 5에 도시된 바와 같이, 옆에서 보았을 때 삽입체 멈춤면(68)의 상부 또한 클램핑면(66) 부근으로부터 삽입체 홀더(12, 22)의 전면으로 하향 전방으로 경사진다. 삽입체(14)가 삽입체 홀더(12, 22)에 장착될 시, 옆에서 보았을 때 하향 전방으로 배향된 하부 위치면(48)은 하향 전방으로 배향된 삽입체 멈춤면(68)에 접한다.

다시 도 3을 참조하면, 삽입체 포켓(16)에 절삭 삽입체(14)가 유지될 때 베이스 조오(56)의 접촉면(62, 64)은 절삭 삽입체(14)의 후방면(40)에 접하고, 클램핑 조오(52)의 클램핑면(66)은 절삭 삽입체(14)의 전방 위치면(44)에 접하고, 클램핑 조오(52)의 삽입체 멈춤면(68)은 절삭 삽입체(14)의 하부 위치면(48)에 접한다는 것을 알 수 있다. 폭(W2)의 치수는 일반적으로 폭(W3)의 치수보다 커서, 위치부(26)가 삽입체 포켓(16)에 위치될 시 클램핑 조오(52)는 베이스 조오(56)로부터 벗어나도록 가압되어 위치부(26)를 삽입체 포켓(16)에 클램핑하는 탄성력을 상승시킨다.

회전식 슬롯의 절삭 작업 동안 원심력(F)이 절삭 삽입체(14)에 작용한다. 클램핑 조오(52)의 클램핑면(66)이 힘(F)에 대향되어 절삭 삽입체(14)가 삽입체 포켓(16) 밖으로 달아나는 것을 방지한다는 것은 도 3으로부터 명백하다. 홈파기 작업이 완료될 시 작업편으로부터 절삭 공구(10)를 회수하는 동안 절삭 삽입체(14)는 홈 벽(grooving wall)에 접촉하게 되어 삽입체 포켓(16)으로부터 절삭 삽입체(14)를 빼내도록 작용하는 마찰력(F)를 상승시킬 수 있다. 그러나, 클램핑 조오(52)의 클램핑면(66)의 존재는 절삭 삽입체(14)가 빼내어지는 것을 방지한다.

도 6 내지 도 11은 탄성 클램핑과 나사 클램핑의 조합에 의해 절삭 삽입체(300)가 삽입체 홀더(412)에 유지되는 절삭 공구(210)를 도시한다. 이러한 경우에, 나사 클램핑은 클램핑 나사(380)의 형태로 나사식 체결구(380)에 의하여 실현된다. 삽입체 홀더(412)는 본체부(410)와 함께 일체형 단편 구조를 갖는 클램핑부(408)을 갖는다. 클램핑부(408)는 베이스 조오(456)에 탄성적으로 연결된 클램핑 조오(452)를 포함한다. 삽입체 포켓(414)은 클램핑 조오(452)와 베이스 조오(456) 사이에 형성된다.

도 10으로 돌아가서, 베이스 조오(456)는 베이스 조오 접촉면(458)을 갖는다. 일실시예에서 베이스 조오 접촉면(458)은 상부 접촉면(462)을 하부 접촉면(464)로부터 분리시키는 베이스 리세스부(460)를 포함한다. 보어 축(bore axis: B)을 갖는 수직으로 배향된 나사 보어(492)는 베이스 조오 접촉면(458) 부근에서 베이스 조오(456)에 형성된다.

클램핑 조오(452)는 베이스 조오(456)에 연결되어 일체형의 단편 구조를 갖는다. 포켓 리세스부(454)는 클램핑 조오(452)와 베이스 조오(456) 사이에 형성되어 이 둘 사이에 탄성 수단을 제공한다. 클램핑 조오(452)는 베이스 조오 접촉면(458)의 하부에 대향 대면하는 클램핑 조오 클램핑면(466)을 갖는다. 도 10에 도시된 바와 같이, 클램핑 조오 클램핑면(466)은 베이스 조오 접촉면의 하부 접촉면(464)에 대향 대면되지만, 베이스 조오의 상부 접촉면(462)에 대향 대면되지 않는다.

도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 클램핑 조오(452)는 일반적으로 베이스 조오 접촉면(458)에 횡방향인 삽입체 멈춤면(468)을 구비한다. 도시된 실시예에서 베이스 조오 접촉면(458)과 삽입체 멈춤면(468)은 둘 다 볼록하고, 복수의 상호 접하는 평면 세그먼트에 의해 형성된다. 당연히 삽입체 홀더(412)에 유지되는 모든 절삭 삽입체는 적당하게 정합되는 오목면을 가져야 한다. 이러한 볼록면과 오목면은 삽입체 홀더(412)에 대하여 절삭 삽입체(300)가 측방향으로 이동되는 것을 방지하는데 도움이 될 수 있다. 또한, 절삭 삽입체의 대응하는 면이 적절하게 변형되면 베이스 조오 접촉면(458)과 삽입체 멈춤면(468) 중 하나 또는 둘 모두가 오목할 수 있는 것은 당연하다.

도 6, 도 7, 및 도 9를 참조하면, 절삭 삽입체(300)는 클램핑 조오(452)와 베이스 조오(456) 사이의 삽입체 포켓(414)에 유지된다. 이러한 도면에서 또한 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체(300)의 리세스 접촉면(392)에 접하는 클램핑 나 사(380)의 나사 클램핑면(382)으로 클램핑 나사(380)는 베이스 조오(456)의 나사 보어(492)에 유지된다. 나사 클램핑면(382)이 리세스 접촉면(392)에 접할 시 절삭 삽입체(300)는 클램핑 조오(452)에 대하여 바이어스되거나 가압되어 절삭 삽입체(300)를 삽입체 홀더(412)에 고정한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체의 최대 폭(W6)은 조립된 공구의 위에서 보았을 때 바람직하게는 클램핑 나사(380)의 직경(W5)보다 크다. 이는 특히 블레이드, 슬롯팅 커터(slotting cutter) 등에서 중요한데, 잘삭날(328)의 최전방부와 절삭 삽입체의 후방 부근에 위치된 클램핑 나사(380) 사이의 거리에 맞거나 초과하는 절삭 깊이를 달성하는 것이 필요할 수 있기 때문이다.

절삭 삽입체(300)는 클램핑 나사에 의해 삽입체를 삽입체 홀더에 클램핑하기 위해 통상 사용되는 종류의 관통 보어가 없다. 따라서, 클램핑 나사(380)는 절삭 삽입체(300)를 관통하지 않고 클램핑한다. 또한, 클램핑 나사(380)는 절삭 삽입체(300)의 관통 보어로 삽입되기 보다는 절삭 삽입체(300)에 접하여 전방 하향 방향으로 바이어스시키기만 하기 때문에, 나사 클램핑면(382)의 전방 대면부만이 절삭 삽입체(300)의 후방 대면 리세스 접촉면(392)에 접한다.

도 11에 가장 잘 도시된 바와 같이, 나사 보어(492)는 나사(380)의 나사 클램핑면(382)을 수용하도록 형상화되고 치수화된 장착면(494)에 의해 둘러싸인 개구(492P)를 갖는다. 장착면(494)의 전방부(494F)는 나사 보어(492)의 중심(C)을 중심으로 반경 방향으로 장착면(494)의 후방부(494R)보다 더 좁다. 다시 말해, 절삭 삽입체의 위에서 보았을 때 장착면(494)의 전방부(494F)는 장착면(494)의 후방 부(494R)의 제2 반경 두께(R2)보다 더 작은 제1 반경 두께(R1)를 갖는다. 도 9의 공구의 단면에 도시된 바와 같이, 공구가 조립될 시 나사 클램핑면(382)의 전방 대면부는 장착면(494)의 좁은 전방부(494F)를 덮고, 베이스 조오 접촉면(458)을 가로지르며, 또한, 리세스 접촉면(392)의 전방 대면부에 위로 덮여 접하도록 공구의 전방 방향으로 연장된다.

도 12 내지 도 15는 탄성 클램핑과 나사형 클램핑의 조합을 사용한 삽입체 포켓(414)에 유지되기에 적절한 절삭 삽입체(300)를 도시한다. 도 13에 가장 잘 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체(214)와 같이 절삭 삽입체(300)는 옆에서 보았을 때 깃발 형상의 프로파일을 갖는다. 또한, 도시된 실시예에서 절삭 삽입체(214)와 절삭 삽입체(300)는 모두 삽입체를 삽입체 홀더에 고정하기 위한 클램핑 나사나 기타 나사 부재를 수용하기 위한 관통 보어가 없다. 또한, 절삭 삽입체(300)는 다양한 절삭 공구의 삽입체 홀더부, 블레이드 등에 사용될 수 있다는 것은 당연하다. 따라서, 절삭 삽입체(300)는, 삽입체 홀더가 홀더 블레이드인 경우, 예를 들어, 회전식 슬롯 절삭 공구, 홈파기 또는 절단 공구, 및 터닝 공구에도 사용될 수 있다.

절삭 삽입체(300)는 상면(334), 하면(336), 및 상면(334)과 하면(336) 사이에 연장되는 주연 측면(337)을 포함한다. 주연 측면(337)은 대향되는 전방면(338)과 후방면(340) 및 전방면(338)과 후방면(340) 사이에 연장되는 대향되는 측면(342)들(도 13에서 하나의 측면만 보임)을 각각 포함한다. 절삭 삽입체(300)는, 상면(334)의 전방부(334F)에 형성되는 레이크면(330)과 전방면(338)의 상부(338U)에 형성되는 릴리프면(332)과의 교차점에 형성된 제1 절삭날(328)을 갖는다. 그러 나, 절삭날의 정확한 형상이 본 발명에 영향을 끼치지 않는다는 것은 당연하다. 절삭 삽입체(300)의 옆에서 볼 때 상면(334)의 전방부(334F)와 상면(334)의 후방부(334R)는 대략 동일한 높이이다. 이러한 경우에 "대략"이란 절삭 삽입체(300)의 높이(H1)의 5% 이하로 정의된다. 특정한 바람직한 실시예에서 절삭 삽입체(300)의 최대 폭(W6)은 위에서 보았을 때 5mm 내지 12mm이다.

도 12 및 도 14 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체(300)는 상면(334)의 후방부(334R)와 후방면(340)의 상부(340U) 사이의 교차점에 형성된 삽입체 클램핑 리세스부(390)를 갖는다. 삽입체의 클램핑 리세스부(390)는 후방면(340)의 가로 방향으로 연장되는 리세스 접촉면(392)을 포함한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 리세스 접촉면(392)은 삽입체 위에서 보았을 때 아치형이고, 일부 실시예에서 원형 아크(circular arc)를 형성할 수 있다. 도 14 및 도 15에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 클램핑 리세스부(390)와 리세스 접촉면(392)은 절삭 삽입체(300)의 후방 단부와 위에서 보았을 때 모두에서 보인다. 일실시예에서 삽입체의 클램핑 리세스부(390)는 후방면(340)의 전체 폭(W5)에 걸쳐 연장된다. 또한, 리세스 접촉면(392)도 후방면(340)의 전체 폭(W5)에 걸쳐 연장될 수 있다. 다른 실시예에서 삽입체의 클램핑 리세스부(390)와 리세스 접촉면(392)은 후방면(340)의 폭의 적어도 75%, 더 바람직하게는 적어도 90%만에 걸쳐 연장될 수 있다.

삽입체의 클램핑 리세스부(390)와 리세스 접촉면(392)은 절삭 삽입체(300)가 클램핑 나사(380)와 같은 나사식 체결구(380)에 의해 클램핑되게 한다. 일실시예에서 클램핑 나사(380)는 절삭 삽입체(300)에 접하여 상면(334)의 후방부(334R)에 클램핑시킨다. 더 특정하게는, 나사 헤드(384)와 나사 샤프트(386) 사이에 형성된 나사 클램핑면(382)이 삽입체의 리세스 접촉면(392)에 접하여 클램핑시킨다.

일실시예에서 리세스 접촉면(392)은 제1 곡률 반경(RC1)을 갖는 곡면을 포함하는 반면, 클램핑 나사(380)에 형성된 나사 클램핑면(382)은 제2 곡률 반경(RC2)을 갖는 곡면을 포함한다. 도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 리세스 접촉면(392)과 나사 클램핑면(382)은 일반적으로 형상과 크기 면에서 대응되지만, 제1 곡률 반경(RC1)은 제2 곡률 반경(RC2)보다 약간 클 수 있고, 또는, 리세스 접촉면(392)의 제1 원뿔각(cone angle: C1)은 나사 클램핑면(382)의 제2 원뿔각(C2)보다 더 클 수 있으며, 또는, 둘 모두여서, 나사가 나사 보어에 삽입되게 할 수 있다. 그러므로, 나사식 체결구의 나사 클램핑면(382)이 절삭 삽입체(300)의 리세스 접촉면(392)에 접할 시 절삭 삽입체(300)는 클램핑 조오(452)에 대해 가압되어 절삭 삽입체(300)가 삽입체 홀더(412)에 고정되도록 절삭 삽입체(300)를 예압(preload)한다.

도 13에도 도시되었듯이, 절삭 삽입체(300)의 하면(336)은 옆에서 보았을 때 계단식이다. 하면(336)은 전방으로 대면하는 전방 위치면(344)에 의해 비위치 자유면(350)으로부터 수직으로 이격된 하부 위치면(348)을 갖는다. 또한, 하부 위치면(348)은 일반적으로 높이(H1)의 1/3과 같은 최소 높이(H2)만큼 비위치 자유면(350)보다 수직으로 더 높다. 그러므로, 하부 위치면(348)은 하면(336)에 위치되고, 상면(334)에 대향되고, 전방면(338)과 전방 위치면(344) 사이에 연장된다. 한편, 전방 위치면(344)은 후방면(340)의 부분을 형성하는 후방 위치면(340L)에 대향된다. 도시된 실시예에서 전방 위치면(344)과 후방 위치면(340L)은 비위치 자유 면(350)의 방향으로 서로를 향해 수렴한다.

도 12에 가장 잘 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체의 후방면(340)은 복수의 상호 접하는 평면 세그먼트에 의해 형성된 오목면(340C)을 포함할 수 있다. 후방 위치면(340L)을 포함하는 후방면(340)은, 삽입체의 클램핑 리세스부(390)와 연통하여 절삭 삽입체의 하면(336)의 비위치 자유면(350)으로 하향 연장되는 오목면(340C)을 포함한다.

절삭 삽입체(300)가 삽입체 홀더(412)에 유지될 시, 베이스 조오 접촉면(458)은 절삭 삽입체(300)의 후방면(340)에 접하는 반면, 클램핑 조오 클램핑면(466)은 절삭 삽입체(300)의 전방 위치면(344)에 접하고, 클램핑 조오(452)의 삽입체 멈춤면(468)은 절삭 삽입체(300)의 하부 위치면(348)에 접한다.

일부 실시예에서 클램핑 조오의 삽입체 멈춤면(468)은 클램핑 조오 클램핑면(466)의 상부로부터 삽입체 홀더(412)의 전면(478)으로 하향 전방으로 경사진다. 한편, 절삭 삽입체의 하부 위치면(348)은 절삭 삽입체의 전방 위치면(344)의 상부로부터 절삭 삽입체의 전방면(338)을 향해 하향 전방으로 경사진다. 이러한 경우에, 하향 전방으로 경사지는 하부 위치면(348)은 하향 전방으로 경사지는 삽입체 멈춤면(468)에 접한다.

또한, 절삭 삽입체(300)가 삽입체 홀더(412)에 유지될 시, 비위치 자유면(350)은 베이스 조오(456) 또는 클램핑 조오(452)에 의해 접하지 않는다. 그러므로, 비위치 자유면(350)은 접촉하지 않은 채로 유지되고 클램핑 조오(452)와 베이스 조오(456) 사이에 형성된 포켓 리세스부(454)에 개방된다.

완전히 분해된 상태로부터 공구를 조립하기 위해, 우선 절삭 삽입체(300)를 클램핑 조오(452)와 베이스 조오(456) 사이의 삽입체 포켓(414)으로 부분적으로 삽입하여 삽입체 후방면(340)을 베이스 조오 접촉면(458)에 접촉시킨다. 그 다음, 클램핑 나사(380)를 나사 보어(492)에 삽입하여 우선 클램핑 나사(380)가 절삭 삽입체(300)에 접할 때까지 클램핑 나사(380)를 죄고나서, 절삭 삽입체(300)를 삽입체 포켓(414)에 가압하여 절삭 삽입체의 하부 위치면(348)을 삽입체 멈춤면(468)에 접촉시킨다.

절삭 삽입체(300)를 조립된 공구로부터 제거하는 것은, 먼저 클램핑 나사(380)를 스크류드라이버로 풀고(loosen) 및/또는 언스크류하고(unscrew), 스크류드라이버의 단부를 포켓 리세스부(454)에 삽입하고나서, 삽입체가 손으로 제거될 수 있을 때까지 삽입체를 바깥으로 떼어냄으로써 달성될 수 있다. 일단 클램핑 나사(380)가 풀리고 및/또는 완전히 언스크류되면 플라이어(plier) 등과 같은 다른 공구들도 절삭 삽입체(300)를 제거하는데 사용될 수 있다.

도 16은 클램핑 나사(580)가 절삭 공구의 전방을 향해 경사진 절삭 공구(510)의 다른 실시예를 도시한다. 나사 축(S)은 절삭 삽입체(600)의 상면(634)에 대한 수선(N)에 대하여 영이 아닌 각도(α)로 전방으로 경사지고, 그 상면(634)에 삽입체의 클램핑 리세스부(690)가 형성된다. 이러한 실시예에서 각도(α)는 일반적으로 5°내지 20°이다. 전방으로 클램핑 나사(580)를 경사지게 하는 것은 잠정적으로 나사 클램핑면(582)에 의해 리세스 접촉면(692)에 대해 더욱 하향의 힘을 가하게 하여, 하부 위치면(648)에 의해 삽입체 멈춤면(768)에 대해 더욱 하향의 힘 을 가하게 한다. 클램핑 나사(580)가 주어진 각도로 경사질 시 절삭 삽입체의 리세스 접촉면(692)도 삽입체의 클램핑 리세스부(690)에 대하여 비슷한 방법으로 경사져야만 할 것이라는 것은 당연하다.

전술된 형식의 절삭 공구는 나사식 체결구로 삽입체를 효과적으로 클램핑함으로써 절삭 삽입체를 삽입체 포켓에 예압하는 것을 용이하게 하여, 나사식 체결구가 절삭 삽입체를 관통하지 않고 나사식 체결구의 나사 클램핑면이 절삭 삽입체의 리세스 접촉면에 접하게 된다. 이러한 예압을 제공함으로써 절삭 삽입체는 작업편에 접촉하기 전에 삽입체 포켓에 더욱 효과적으로 및/ 또는 정확하게 고정될 수 있어서 작업편 또는 절삭 공구에 있음직한 손상을 감소시킬 수 있다.

본 발명이 어느 정도 특정하여 기술되었지만, 본 발명의 이후의 청구범위의 범주를 벗어나지 않고 다양한 변경과 변형이 이루어질 수 있다는 것은 당연하다.

Claims (31)

1. 삽입체 홀더에 유지되는 절삭 삽입체이며,

   상면, 하면, 및 상면과 하면 사이에 연장되는 주연 측면으로서 대향의 전방면과 후방면 및 상기 전방면과 후방면 사이에 연장되는 대향의 측면들을 포함하는 주연 측면과,

   상면의 전방부에 형성된 레이크면과 전방면의 상부에 형성된 릴리프면과의 교차점에 형성되는 제1 절삭날과,

   상면의 후방부와 상기 후방면의 상부 사이의 교차점에 형성된 클램핑 리세스부를 포함하며,

   상기 클램핑 리세스부는 후방면의 가로 방향으로 연장되는 리세스 접촉면을 포함하고, 상기 리세스 접촉면은 삽입체의 위에서 보았을 때 아치형이고 클램핑 나사가 절삭 삽입체를 관통하지 않으면서 절삭 삽입체를 삽입체 홀더에 고정하기 위해 클램핑 나사의 나사 클램핑면에 의해 접하며,

   하면은 절삭 삽입체의 측면에서 보았을 때 계단식이고, 전방 위치면에 의해 비위치 자유면으로부터 수직으로 이격된 하부 위치면을 포함하고,

   전방 위치면은 후방면의 부분을 형성하는 후방 위치면에 대향되고,

   하부 위치면은 전방면과 전방 위치면 사이에 있고,

   하부 위치면은 비위치 자유면보다 수직으로 더 높으며,

   후방 위치면을 포함하는 후방면은, 클램핑 리세스부와 연통하여 비위치 자유면으로 하향 연장되는 오목면을 포함하고,

   전방 위치면과 후방 위치면은 비위치 자유면의 방향으로 서로를 향해 수렴하는, 절삭 삽입체.
2. 제1항에 있어서, 클램핑 리세스부는 후방면의 전체 폭에 걸쳐 연장되는, 절삭 삽입체.
3. 제2항에 있어서, 리세스 접촉면은 후방면의 전체 폭에 걸쳐 연장되는, 절삭 삽입체.
4. 제1항에 있어서, 리세스 접촉면은 원뿔형 면을 포함하는, 절삭 삽입체.
5. 제1항에 있어서, 리세스 접촉면은 절삭 삽입체의 후방 단부와 위에서 보았을 때 모두에서 보이는, 절삭 삽입체.
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7. 제1항에 있어서, 상면의 전방부와 상면의 후방부는 절삭 삽입체의 측면에서 보았을 때 동일한 높이인, 절삭 삽입체.
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12. 제1항에 있어서, 절삭 삽입체는 클램핑 나사를 수용하기 위한 관통 보어가 없는, 절삭 삽입체.
13. 제1항에 있어서,

    클램핑 리세스부는 후방면의 전체 폭에 걸쳐 연장되고,

    리세스 접촉면은 원뿔형 면을 포함하고,

    리세스 접촉면은 절삭 삽입체의 후방 단부와 위에서 보았을 때 모두에서 보이고,

    상면의 전방부와 상면의 후방부는 절삭 삽입체의 측면에서 보았을 때 동일한 높이이고,

    절삭 삽입체는 클램핑 나사를 수용하기 위한 관통 보어가 없는, 절삭 삽입체.
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18. 제1항에 있어서, 절삭 삽입체의 절삭부는 위에서 보았을 때 5 ㎜ 내지 12 ㎜의 최대 폭을 갖는, 절삭 삽입체.
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