KR101506058B1

KR101506058B1 - 인덱서블 선삭 인서트 및 이러한 인서트를 포함하는 절삭 공구

Info

Publication number: KR101506058B1
Application number: KR1020107013287A
Authority: KR
Inventors: 마트스 욘손; 파트리크 욘손; 카이 비르타넨
Original assignee: 쎄코 툴스 에이비
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2015-03-25
Also published as: EP2234745A1; WO2009082327A1; SE531855C2; CN101903126B; EP2234745A4; US20090162154A1; SE0702852L; US7972090B2; KR20100103519A; CN101903126A; EP2234745B1

Abstract

지지 중심부 (4) 및 그로부터 바깥쪽으로 돌출하는 복수 개의 절삭부 (5 내지 8) 가 형성된 2 개의 대향의 긴 면을 가지며, 절삭부 각각은, 상기 긴 면 사이에서 신장하며 날교환을 위해 상기 지지 중심부의 외부 둘레에서 이격되어 있는 절삭 날 (9 내지 12) 을 갖는, 인덱서블 선삭 인서트 (1) 는 4 개의 상기 절삭부를 포함한다. 각각의 절삭부는 인서트의 상기 면 중 하나에서 절삭부의 절삭날로부터 상기 중심부 (4) 를 향해 신장하며 절삭날에 대해 2 개의 치수의 여유각을 갖는 여유면 (13) 을 포함하고, 각각의 절삭부의 절삭날은 인서트의 상기 면의 다른 면과는 상기 여유각 보다 작은 값만큼 90°를 하회하는 각을 형성한다.

Description

인덱서블 선삭 인서트 및 이러한 인서트를 포함하는 절삭 공구{AN INDEXABLE TURNING INSERT AND A CUTTING TOOL COMPRISING SUCH AN INSERT}

본 발명은 지지 중심부 및 그로부터 바깥쪽으로 돌출하는 복수 개의 절삭부가 형성된 2 개의 대향의 긴 면을 가지며, 절삭부 각각은 상기 긴 면 사이에서 신장하며 날교환 (indexing) 을 위해 상기 지지 중심부의 외부 둘레에서 이격되어 있는 절삭 날을 갖는 인덱서블 선삭 인서트 뿐만 아니라, 인덱서블 선삭 인서트 및 인서트 홀더를 포함하는 절삭 공구에 관한 것이다.

본 발명은 일반적으로 회전 작업부재에서의 임의의 형태의 선삭 기계 가공을 실행하는 선삭 인서트에 관한 것이며, 특히 분단 가공 (parting-off), 홈 가공 (grooving) 및 횡방향 선삭과 같이, 길이방향이 아닌 선삭용의 이러한 선삭 인서트에 관한 것이다.

이러한 선삭 인서트를 사용하면, 하나의 절삭날이 마모되거나 그렇지 않으면 예컨대 파괴되는 등과 같이 고장날 때까지 선삭 작업에 사용되고, 그 후에 인서트가 이동하여 인서트 홀더에서 새로운 위치에 위치되며, 즉 인서트의 다른 절삭날을 사용하기 위해서 날교환된다.

비용의 관점에서, 이러한 선삭 인서트에 가능한 많은 절삭부와 절삭날을 갖는 것이 바람직하지만, 이러한 절삭날의 개수 증가는 동시에 홈 가공을 위해 선삭 인서트를 사용할 때 홈의 최대 깊이의 감소를 유발한다.

WO 03/070403 A1 에는 비용의 관점에서 비교적 흥미로운 5 개의 절삭날을 갖는 도입부에서 규정된 형태의 인덱서블 선삭 인서트가 개시되어 있지만, 지지 중심부가 작업부재를 가격할 수 있기 때문에, 홈 가공시 비교적 얕은 홈만을 얻기 위해서만 사용될 수 있고 횡방향 선삭에는 사용될 수 없다.

횡방향 선삭에 사용될 수 있는 도입부에서 규정된 형태의 인덱서블 선삭 인서트는 비용의 관점에서 이들 인서트를 비교적 덜 흥미롭게 하는 3 개 이상의 절삭날을 갖는 것에 대해서는 공지되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 상기 언급한 이러한 선삭 인서트에 대해서 적어도 일부의 양태에서 개선된 도입부에서 규정된 형태의 인덱서블 선삭 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 본 발명에 따르면, 다음과 같은 추가의 특징을 갖는 이러한 인덱서블 선삭 인서트를 제공함으로써 달성된다:

ㆍ4 개의 상기 절삭부를 포함하며,

ㆍ각각의 절삭부는, 인서트의 상기 면 중 하나에서 절삭부의 절삭날로부터 상기 중심부를 향해 신장하면서 절삭날에 대해 2 개의 치수의 여유각을 갖는 여유면을 포함하며,

ㆍ각각의 절삭부의 상기 절삭날은 인서트의 상기 면의 다른 면과는 상기 여유각보다 작은 값만큼 90°를 하회하는 작업 리드 각을 형성하며,

ㆍ상호 날교환가능한 절삭부의 쌍을 형성하기 위해서 인서트의 상기 외부 둘레 방향에서 봤을 때 상기 절삭부의 매 2 개의 절삭부는 인서트의 상기 면의 동일한 제 1 면에 상기 여유면을 가지고, 다른 2 개의 절삭부는 인서트의 상기 면의 제 2 면에 자신들의 여유면을 갖는다.

여유면을 갖는 각각의 절삭날의 신장부와 절삭부의 여유각을 이와 같이 조합함으로써, 선삭 인서트가 이러한 횡방향 선삭을 위해 공지된 인덱서블 선삭 인서트보다 비용의 관점에서 더 흥미로운 4 개의 절삭날을 갖는다는 사실에도 불구하고 작업 부재를 임의의 치수로 횡방향 선삭이 실행될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 선삭 인서트는 분단 가공 및 홈 가공 작업이 실행될 때 상당한 깊이를 얻도록 설계될 수도 있다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 각각의 절삭부의 상기 여유각은 2 ~ 8°, 3 ~ 6°, 3.5 ~ 4.5°또는 실질적으로 4°이다. 본 발명에 따른 선삭 인서트의 절삭부의 2 개의 치수에서의 이러한 여유각은 목표로하는 인서트의 거동을 신뢰가능하게 얻기 위해 별개의 절삭날에 의해 만들어지는 상기 각도를 조합하는 한편, 절삭날을 갖는 절삭부에 가능한 가장 긴 수명을 부여하기에 적합한 것으로 판명된다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 인서트의 상기 면의 다른 면과 절삭부 각각의 상기 절삭날에 의해 만들어지는 상기 작업 리드 각은 1 ~ 5°, 1.5 ~ 3°또는 실질적으로 2°만큼 90°를 하회한다. 각각의 절삭날의 신장을 위해서는 이러한 각이 적합하다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 인서트의 상기 면의 다른 면과 절삭부 각각의 상기 절삭날에 의해 만들어지는 상기 작업 리드 각은 상기 여유각의 40 ~ 60 %, 바람직하게는 실질적으로 50 % 의 값 만큼 90°를 하회한다. 이는 각각의 절삭날의 긴 사용 수명에 걸쳐 인서트의 신뢰가능한 작동을 얻기 위해서 절삭날과 여유면을 위한 상기 각도의 크기를 효과적으로 이용할 수 있게 한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 인서트는, 상기 각각의 긴 면에 대해서, 다른 긴 면 상에 여유면을 갖는 상기 지지 중심부와 2 개의 절삭부는 동일한 평면에서 신장하며, 2 개의 긴 면에 대해서 이들 평면은 서로에 대해 평행하게 신장한다. 한편으로, 인서트의 각각의 긴 면에 지지 중앙부와 동일한 평면에서 신장하는 절삭부를 갖는 인서트의 이러한 설계는 횡방향 선삭에 사용될 때 인서트의 적절한 작동이 용이하게 이루어지게 하며, 다른 한편으로는, 대응하는 형태의 공지된 선삭 인서트에서 사용되는 사출 성형보다 실질적으로 비용이 적게 드는 인서트 제조를 위해 압축 성형 기술이 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 절삭부는 상기 대향의 긴 면에 수직한 축선을 중심으로 인서트를 실질적으로 180°회전시킴으로써 날교환을 달성하도록 이격되어 있다. 이에 의해, 이러한 날교환 (indexing) 은 절삭날 중 2 개를 사용할 수 있게 하며, 다른 2 개의 절삭날은 2 개의 긴 면의 방향을 서로 바꾸기 위해서 인서트를 회전시키거나 또는 절삭 공구의 인서트 홀더의 다른 면으로 인서트를 이동시키고 이후 좌에서 우로 또는 이와 반대로의 횡방향 선삭을 가능하게 바꿈으로써 사용될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 인서트는 인서트의 중심으로부터 이격되어 있는 인서트의 측방향 지지면을 형성하기 위해서 2 개의 인접한 절삭부를 분리시키는 하나의 제 1 측방향 리세스를 가지며, 인서트는 상기 외부 둘레 방향에서 봤을 때 상기 제 1 측방향 리세스를 2 개 가지며, 하나는 매 2 개의 절삭부 사이에 있다. 이러한 리세스는 선삭 작업중 정확한 위치에 인서트를 고정적으로 그리고 신뢰가능하게 유지하기 위해서 인서트용 홀더를 보완하는 신장부를 갖는 지지 벽과 효과적으로 상호작용할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 인서트는 그 사이에 어떠한 제 1 측방향 리세스도 갖지 않는 인접한 상기 절삭부 사이에 인서트의 중심으로부터 이격되어 있는 적어도 하나의 측방향 지지면을 갖는데, 이는 압력을 가해 제위치에서 인서트가 끼움 고정되는 것 (jamming) 과 같이, 이 측방향 지지면을 향한 방향으로 작동함으로써 인서트를 인서트 홀더에서 제 위치에 적절하게 유지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 인서트의 외형은 상기 긴 면에 수직한 방향에서 봤을 때 나비 형상의 특성을 가지며, 각각의 절삭날은 상기 나비 형상의 날개 선단을 형성할 수도 있다. 이러한 형태의 인서트의 외형은 인서트를 적절한 위치에 신뢰 가능하게 놓여지게 하고 이들 위치에 인서트를 유지함으로써 취급을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 2 개의 인접한 절삭날은 다른 2 개의 절삭날이 가리키는 방향과 실질적으로 반대인 동일 방향을 실질적으로 가리키며, 이는 인서트의 취급을 용이하게 할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 인서트의 절삭날로부터 상기 중심부를 향한 각각의 절삭부의 상기 여유면의 신장은 5 mm 초과, 6 mm 초과 또는 7 ~ 12 mm 이다. 본 발명에 따른 특징을 갖는 선삭 인서트는 이와 같은 4 개의 절삭날이 존재함에도 불구하고, 분단 가공 또는 홈 가공을 실행할 때 이러한 값의 분단 가공 깊이를 부여할 수도 있다.

또한, 본 발명은 인덱서블 선삭 인서트와 인서트 홀더를 포함하는 절삭 공구로서, 상기 인서트는 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 인서트이며, 상기 인서트 홀더는, 절삭을 위해 현재 사용되는 하나의 상기 절삭날을 기계 가공될 작업 부재의 회전 축에 평행하게 유지하면서 인서트를 수용하도록 구성된다. 이는 절삭 공구가 작업 부재의 치수에도 불구하고 작업 부재의 중심으로의 횡방향 선삭과 그리고 효과적인 분단 가공 및 홈 가공을 위해 사용될 수도 있음을 의미한다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 인서트 홀더는 상기 인서트의 상기 긴 면중 하나를 위한 지지면을 형성하도록 구성된 저부를 갖는 제 2 리세스를 갖춘 본체를 포함하며, 상기 저부는 인서트의 상기 면의 다른 면과 상기 절삭날에 의해 형성된 상기 각도를 90°를 하회하게 하는 크기에 대응하는 각도만큼 상기 본체의 외부면에 대해 경사져 있다. 이는 상이한 두께, 즉 상이한 치수의 절삭날을 갖는 이러한 인서트를 위해 인서트 홀더를 사용하고, 적절한 위치에서 인서트를 고정 유지할 수 있게 한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 인서트 홀더는 상기 인서트를 수용하는 제 2 리세스 및 상기 제 2 리세스에 인서트를 유지하기 위해서 상기 인서트에 압력을 가하도록 구성된 부재를 갖는 본체를 포함하고, 상기 부재는 홀더에 의해 인서트를 효과적으로 유지하기 위해서 상기 인서트의 측방향 지지면에 압력을 가하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 공구는 제 7 항에 따른 인서트를 포함하며, 상기 본체의 상기 제 2 리세스는 홀더의 상기 제 2 리세스에 수납된 상기 인서트를 지지하기 위해서 인서트의 상기 제 1 측방향 리세스에 대해 상보적인 신장부를 갖는 측방향 지지 벽을 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 제 2 리세스는 상기 부재가 압력을 가하도록 구성된 상기 측방향 지지면에 대향 배치된 상기 인서트의 측방향 지지면을 위한 지지부를 형성하도록 구성된 벽을 포함하므로, 인서트는 상기 벽과 상기 부재 사이에서 효과적으로 끼움 고정될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 제 2 리세스에는 절삭을 위해 현재 사용되는 하나의 절삭날에 대향 배치된 인서트의 절삭날을 수용하도록 구성된 측방향 틈새가 제공되므로, 사용되지 않는 이러한 절삭날은 보호될 수도 있고 사용하지 않을 때 손상되지 않는다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 인서트 홀더는, 절삭을 위해 현재 사용되는 실질적으로 절삭날을 가지는 절삭부 만이 홀더로부터 자유롭게 여유 영역을 갖고서 돌출하는 상태에서, 제 2 리세스에 수용되는 상기 인서트를 유지하도록 구성된다. 이에 의해, 홀더에 인서트를 지지하고 유지하는데 관여하는 인서트의 부분은 절삭날을 갖는 절삭부와 그의 여유면과는 완전히 별개이므로, 인서트는 다른 절삭날의 절삭부가 파괴될지라도 절삭날에 의해 선삭 작동을 실행하기 위해서 상기 홀더에 적절하게 배치될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 인서트 홀더는, 본체의 대향측에 상기 인서트를 수용하고, 인서트의 상기 면의 다른 면과 절삭날에 의해 형성된 상기 각도가 상기 본체의 2 개의 상호 평행한 면의 각각의 면에 대해 90°를 하회하게 하는 값에 대응하는 크기인 각도만큼 대향 방향으로 경사지는 인서트를 수용하기 위해서 제 2 리세스가 제공되는 본체를 포함한다. 이는, 공구가 홀더의 위치를 바꾸지 않고 단지 하나의 제 2 리세스로부터 다른 리세스로 인서트를 이동시킴으로써 좌우 모두의 횡방향 선삭을 위해 사용될 수도 있다는 것을 의미한다.

또한, 본 발명은, 작업 부재의 분단 가공 및/또는 홈 가공 및/또는 횡방향 선삭을 위한 본 발명에 따른 인서트 또는 본 발명에 따른 공구의 용도 뿐만 아니라, 재료를 상기 인서트의 형상으로 압축 성형하는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 선삭 인서트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 추가의 이점 뿐만 아니라 유리한 특징이 하기 명세서로부터 명백해진다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 따른 선삭 인서트 뿐만 아니라 절삭 공구에 대해 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시하며, 선삭 인서트의 일부를 Ⅱ-Ⅱ 를 따라 취한 단면이 별도로 도시되어 있다.
도 2 는 도 1 에 따른 인서트의 측면 입면도이다.
도 3 은 도 1 에 따른 인서트의 사시도이다.
도 4 는 인서트 홀더에 유지된 도 1 에 따른 인서트를 갖는 절삭 공구의 측면 입면도이다.
도 5 는 도 4 에 따른 절삭 공구를 위에서 본 도면이다.
도 6 은 도 4 에 따른 절삭 공구의 사시도이다.
도 7 은 홈 가공 작업중인 도 4 에 따른 절삭 공구를 도시하는 개략도이다.
도 8 은 횡방향 선삭에 사용되는 도 4 에 따른 절삭 공구의 도 7 에 대응하는 도면이다.
도 9 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 절삭 공구의 사시도이다.
도 10 은 도 9 에서 X-X 선을 따라 취한 단면도이다.

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 따른 인덱서블 선삭 인서트 (1) 를 도시하며, 이하, 도 2 및 도 3 을 동시에 참조하여 본 발명의 실시형태의 설계에 대해 설명한다. 이 선삭 인서트는 지지 중심부 (4) 및 그로부터 바깥쪽으로 돌출하는 4 개의 절삭부 (5 내지 8) 가 형성된 2 개의 대향의 긴 면 (2, 3) 을 갖는데, 이들 절삭부 각각은 상기 긴 면 사이에서 신장하며 날교환을 위해 상기 지지 중심부의 외부 둘레에서 이격되어 있는 절삭 날 (9 내지 12) 을 갖는다.

각각의 절삭부는 지지 중심부를 향해 절삭부의 절삭날 (이 경우, 절삭부 (6) 의 절삭날 (10)) 로부터 인서트의 상기 긴 면 중 하나에서 신장하면서, 절삭날에 대해 2 개의 치수를 가지는 여유각을 만드는 여유면 (13)(도 3 에서는 절삭부 (6) 에 도시됨) 을 갖는다. 이들 2 개의 치수를 갖는 여유각은 도 1 에서는 C₁ 로, 도 2 에서는 C₂ 로 나타내며, 본 실시형태에서는 모두 대략 4°이다.

인서트의 외부 둘레 방향으로 도시된 바와 같이 상기 절삭부의 2 개의 부분 (5, 6) 은 인서트의 상기 면중 제 1 면 (2) 에 여유면을 가지고, 다른 2 개의 절삭부 (7, 8) 는 상호 날교환가능한 절삭부의 연결부를 형성하는 인서트의 상기 면중 제 2 면 (3) 에 여유면을 갖는다.

게다가, 각각의 절삭부의 절삭날 (9 내지 12) 은, 상기 절삭날을 위한 여유면에서 갖는 것 이외에 인서트의 상기 면중 다른 면과 작업 리드 각도를 형성한다. 상기 작업 리드 각도는 상기 여유각 보다 작은 값만큼 90°를 하회한다. 상기 작업 리드 각도는 본 실시형태에서 도 5 에 도시된 각도 C₃ 에 대응하는 대략 2°만큼 90°를 하회한다. 본 발명의 중요한 특징을 잘 설명하기 위해서 각도 (C₁, C₂, C₃) 가 도면에서 과장되게 도시될 수도 있음에 주의한다. 대향의 절삭날 (9 내지 12) 을 대각선으로 교차하는 선은 둔각 (C₅) 및 예각 (C₆) 을 형성할 수도 있는데, 이는 각각의 절삭날이 인접한 2 개의 절삭날에 대해 상이한 거리를 가짐을 의미한다.

각각의 상기 긴 면을 위해, 상기 지지 중심부 (4) 와 다른 쪽 긴 면에 여유면을 갖는 2 개의 절삭부는 동일 평면에서 신장하며, 2 개의 긴 면을 위해 이들 평면은 서로 평행하게 신장하여 상기 인서트의 형상으로 재료를 압축 성형 (전통적인 압축 성형 및 다축 압축 성형 양자가 상정됨) 하는 단계를 포함하는 방법에 의해 본 발명에 따른 인서트를 용이하게 제조한다.

인서트를 인서트 홀더에 정확하게 유지시키기 위해서는, 인서트는, 인서트의 중심으로부터 이격되어 있는 인서트의 측방향 지지면을 형성하기 위해 2 개의 인접한 절삭부를 분리하는 하나의 제 1 측방향 리세스 (14, 15) 를 갖는다. 인서트는 2 개의 제 1 측방향 리세스를 갖는데, 상기 외부 둘레 방향에서 볼 때 2 개의 절삭부 사이에 하나를 갖는다. 또한 인서트는 그 사이에 상기 제 1 측방향 리세스를 갖지 않는 인접한 상기 절삭부 사이에서 인서트의 중심으로부터 이격되어 있는 2 개의 측방향 지지면 (16 내지 19) 을 갖는다.

특히, 도 1 에 도시된 바와 같이, 인서트의 외형은 상기 긴 면 (2, 3) 에 수직한 방향에서 봤을 때 나비 형상의 특징을 갖는데, 각각의 절삭날 (9 내지 12) 은 상기 나비 형상의 날개 선단에 형성되며, 절삭날의 분포는 임의의 정다각형을 따르지 않는다. 도 1 에 도시된 인서트의 통상의 치수는, 인접한 절삭날 사이의 간격은 대략 25 ㎜ 이고, 여유면 깊이 (D)(도 1 참조) 는 약 7 ㎜ 인데, 이는 대략 7 ㎜ 까지의 벽 두께를 갖는 튜브의 분단 가공 (parting-off) 을 가능하게 한다.

인서트는 이러한 선삭 인서트의 작동에 필요한 기계적 특성을 갖는 임의의 재료로 만들어질 수도 있다. 절삭 인서트는 경질의 내마모성 재료, 바람직하게는 초경 합금으로 제조될 수 있지만, 대안으로 세라믹 또는 입방정 질화 붕소 (CBN) 일 수도 있다. 초경 합금으로 가장 보편적인 경질 재료는 텅스텐 탄화물 (WC) 과 바인더 금속이다. 대안의 탄화물은 티타늄 (TiC), 탄탈륨 (TaC) 및 니오븀 (NbC) 금속들일 수도 있다. 가장 보편적인 바인더 금속은 코발트 (Co) 이지만, 니켈 (Ni) 도 가능하다. 초경 합금은 0.5 ~ 10 ㎛ 의 입경을 갖는 탄화물 입자와 바인더 금속으로 만들어진 분말 혼합물이다. 바인더 금속의 체적 % 는 5 ~ 40 % 이고, 탄화물의 체적 % 는 95 ~ 60 % 이다. 절삭 인서트에는 예컨대, Al₂O₃, TiN 및/또는 TiCN 층이 도포될 수도 있다. 절삭부는 다이아몬드 판에 납땜되어 포함될 수도 있다.

이하, 도 4 내지 도 8 을 참조하면서, 도 1 내지 도 3 에 따른 인덱서블 선삭 인서트를 포함하는 본 발명에 따른 절삭 공구를 설명한다. 절삭 공구는 인서트를 유지하면서, 절삭하기 위해 현재 사용되는 하나의 절삭날 (11)(도 4 및 도 5) 을 기계가공될 작업 부재의 회전 축선에 평행하게 유지하도록 구성된 인서트 홀더 (20) 를 포함하는데, 회전 축선은 도 5 에 도시된 바와 같이 상기 인서트 홀더에서 인서트를 각도 (C₃) 로 경사시킴으로 얻어진다.

인서트는 인서트의 상기 긴 면중 하나를 위해 지지면을 형성하도록 구성된 저부 (23) 를 갖는 제 2 리세스 (22) 를 갖춘 본체 (21) 를 포함하는데, 이 저부는 본체 (21) 의 외부면에 대해 C₃ 에 대응하는 각도로 경사진다.

또한, 인서트 홀더는 이들 측방향 지지면을 위한 지지부를 형성하도록 구성된 제 2 리세스의 벽 (27) 을 향해 각각 대향하는 지지면 (18, 19 및 16, 17) 에 의해 인서트를 가압하기 위해서 각각 상기 측방향 지지면 (16, 17 및 18, 19) 사이의 부분 (25, 26) 에서 상기 인서트에 압력을 가하도록 구성된 부재 (24) 를 갖는다. 부재 (24) 의 압력은 암 (28) 에 의해 인서트 (1) 에 전달되며, 바람직하게는 암 (28) 에 연결된 볼트와 같은 나사 부재 (29) 를 각각 풀고 조임으로써 증감될 수도 있다.

또한, 상기 본체 (21) 에서 제 2 리세스는 상기 홀더의 상기 제 2 리세스에 수용되는 상기 인서트를 지지하는 인서트의 상기 제 1 측방향 리세스 (14, 15) 를 보완하는 신장부를 갖는 측방향 지지벽 (30) 을 포함한다. 이 제 2 리세스에는 절삭을 위해 현재 사용되는 것과 대향된 인서트의 절삭날을 수용하도록 구성된 측방향 틈 (31) 이 제공된다.

인서트 홀더는 도 4 에 도시된 바와 같이 절삭을 위해 현재 사용되는 실질적으로 절삭날 만이 홀더로부터 자유롭게 여유 영역에서 돌출하는 절삭부에 의해 제 2 리세스에 수용되는 상기 인서트를 유지하도록 구성된다. 이후, 인서트는 대략 5°의 경사각 (C₄) 이 되는 위치에서 유지되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 도 4 내지 도 6 에 도시된 바와 같이 유지되는 선삭 인서트는 다음과 같은 유리한 특징을 갖는다.

인서트가 도 5 에 따른 위치에 유지되는 경우, 각도 (C₃) 는 도 8 에 도시된 바와 같이 작업부재 (40) 의 중심 지점을 임의의 치수로 횡방향 선삭할 수 있게 한다. 이에 의해, 본 발명에 따른 선삭 인서트에 의해 작업 부재 상에서 플랜지가 통과할 수 있는데, 즉, 예컨대, 홈을 축선의 직경 증가에 직접 연결할 수 있다. 또한, 여유면 각도 (C₁, C₂) 중 하나에 대한 각도 (C₃) 의 크기는 여유면의 깊이 (D) 에 대해 도 7 에 도시된 바와 같이 홈 가공 및 분단 가공을 실행할 수 있는데, 이는 각도 (C₃) 에도 불구하고 이를 가능하게 하는 여유가 여전히 존재하기 때문이다. 게다가, 절삭부가 파괴될지라도, 인서트는 제 위치에 고정 유지되면서, 임의의 다른 절삭부에 의해 선삭 작업을 실행할 수도 있다.

인서트는 상기 대향의 긴 면 (2, 3) 에 수직한 축에 대해 180 °회전함으로써 날교환가능하며, 인서트는 다른 2 개의 절삭날을 사용할 수 있도록 2 개의 긴 면의 위치를 바꾸기 위해 회전될 수도 있다. 이에 의해, 인서트의 동일한 긴 면 상에 여유면을 갖는 서로 날교환가능한 절삭날 (11, 12) 이 동일한 긴 면의 법선을 향해 경사지는 반면, 다른 2 개의 절삭날은 인서트의 다른 긴 면의 법선을 향해 경사진다.

도 9 및 도 10 은, 부재 (24) 의 아암 (28) 이 폭이 좁은 일체부 (33) 를 통해 본체의 나머지 부분에 연결되는 본체 부분 (32) 으로 대체되는 인서트 홀더의 상이한 설계를 도시한다. 일체부 (33) 는 측방향 지지면 (16, 17) 상에서 작용하여 인서트 (1) 를 리세스 (22) 내로 가압하기 위해 나사 부재 (29) 를 나사체결함으로써 본체 부분 (32) 의 체결을 가능하게 하도록 제공된다.

인서트는 중심 관통 구멍 (34) 을 가질 수도 있고, 이 구멍은 인서트를 취급하기 위해 사용될 수도 있으며, 인서트 홀더에서 인서트를 유지하기 위해 부재를 수용하는 도면에 도시된 것 이외에 다른 인서트 홀더 형식을 위해 사용될 수도 있는 것으로 도면에 도시되어 있다.

본 발명에 따른 인서트와 인서트 홀더의 설계는 상이한 폭의 절삭 날을 갖는 이러한 인서트를 유지하기 위해서 동일한 홀더의 사용을 가능하게 하므로, 인서트 홀더는 공구에 의해 만들어지는 홈의 폭을 변화시키기 위해서 단지 인서트를 제외하고 교체되어서는 안된다.

물론, 본 발명은 전술한 실시형태로 아무렇게나 제한되는 것은 아니고, 그의 변형에 대한 많은 가능성이 첨부의 특허청구범에서 규정된 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 명백할 것이다.

양면 홀더, 즉 본체의 대향 면 상에서 인서트를 수용하고 대향 방향으로 경사진 인서트를 유지하는 상기 제 2 리세스가 제공된 홀더가 설계될 수도 있으므로, 공구는 좌우 횡방향 선삭 모두를 위해 사용될 수도 있다.

본 출원이 우선권 주장하고 있는 스웨덴 특허 출원 제 0702852-5 호가 본원에 참조되었다.

1 : 인덱서블 선삭 인서트
2, 3 : 긴 면
4 : 지지 중심부
5, 6, 7, 8 : 절삭부
9, 10, 11, 12 : 절삭날
13 : 여유면
14, 15 : 제 1 측방향 리세스
16, 17, 18, 19 : 측방향 지지면
20 : 인서트 홀더
21 : 본체
22 : 제 2 리세스
23 : 저부
24 : 부재
25, 26 : 측방향 지지면
27 : 벽
30 : 측방향 지지면
31 : 측방향 틈새

Claims

인덱서블 선삭 인서트로서,
지지 중심부 (4) 및 그로부터 바깥쪽으로 돌출하는 복수 개의 절삭부 (5 내지 8) 가 형성된 2 개의 대향의 긴 면 (2, 3) 을 가지며, 절삭부 각각은, 상기 긴 면 사이에서 신장하며 날교환 (indexing) 을 위해 상기 지지 중심부의 외부 둘레에서 이격되어 있는 절삭 날 (9 내지 12) 을 갖는, 인덱서블 선삭 인서트에 있어서,
- 4 개의 상기 절삭부를 포함하며,
- 각각의 절삭부는, 인서트의 상기 면 중 하나에서 절삭부의 절삭날로부터 상기 중심부 (4) 를 향해 신장하면서 절삭날에 대해 2 개의 치수의 여유각 (C₁, C₂) 을 갖는 여유면 (13) 을 포함하며,
- 각각의 절삭부의 상기 절삭날은 인서트의 상기 면의 다른 면과는 상기 여유각 보다 작은 값 (C₃) 만큼 90°를 하회하는 작업 리드 각을 형성하며,
- 상호 날교환가능한 절삭부의 쌍을 형성하기 위해서 인서트의 상기 외부 둘레 방향에서 봤을 때 상기 절삭부의 매 2 개의 절삭부는 인서트의 상기 면의 동일한 제 1 면에 상기 여유면을 가지고, 다른 2 개의 절삭부는 인서트의 상기 면의 제 2 면에 자신들의 여유면을 갖는 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
각각의 절삭부의 상기 여유각 (C₁, C₂) 은 2 ~ 8°, 3 ~ 6°, 3.5 ~ 4.5°또는 실질적으로 4°인 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
인서트의 상기 면의 다른 면과 절삭부 각각의 상기 절삭날에 의해 만들어지는 상기 작업 리드 각 (90°- C₃) 은 1 ~ 5°, 1.5 ~ 3°또는 실질적으로 2°만큼 90°를 하회하는 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
인서트의 상기 면의 다른 면과 절삭부 각각의 상기 절삭날에 의해 만들어지는 상기 작업 리드 각 (90°- C₃) 은 상기 여유각 (C₁, C₂) 의 40 ~ 60 % 의 값 만큼 90°를 하회하는 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
상기 각각의 긴 면 (2, 3) 에 대해서, 다른 긴 면 상에 여유면을 갖는 상기 지지 중심부 (4) 와 2 개의 절삭부 (5, 6 및 7, 8) 는 동일한 평면에서 신장하며, 2 개의 긴 면에 대해서 이들 평면은 서로에 대해 평행하게 신장하는 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
상기 절삭부 (5 내지 8) 는 상기 대향의 긴 면 (2, 3) 에 수직한 축선을 중심으로 인서트를 실질적으로 180°회전시킴으로써 날교환을 달성하도록 이격되어 있는 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
인서트의 중심으로부터 이격되어 있는 인서트의 측방향 지지면을 형성하기 위해서 2 개의 인접한 절삭부를 분리시키는 하나의 제 1 측방향 리세스 (14, 15) 를 가지며, 인서트는 상기 외부 둘레 방향에서 봤을 때 상기 제 1 측방향 리세스를 2 개 가지며, 2 개의 상기 제 1 측방향 리세스 각각은 2 개의 인접한 절삭부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
제 7 항에 있어서,
그 사이에 어떠한 제 1 측방향 리세스 (14, 15) 도 갖지 않는 인접한 상기 절삭부 사이에 인서트의 중심으로부터 이격되어 있는 적어도 하나의 측방향 지지면 (16 내지 19) 을 갖는 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
인서트의 외형은 상기 긴 면 (2, 3) 에 수직한 방향에서 봤을 때 나비 형상의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
제 9 항에 있어서,
각각의 절삭날 (9 내지 12) 은 상기 나비 형상의 날개 선단을 형성하는 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
상기 2 개의 인접한 절삭날 (9, 11) 은 다른 2 개의 절삭날 (10, 12) 이 가리키는 방향과 실질적으로 반대인 동일 방향을 실질적으로 가리키는 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
절삭부의 절삭날로부터 상기 중심부 (4) 를 향한 각각의 절삭부의 상기 여유면 (13) 의 신장은 5 mm 초과, 6 mm 초과 또는 7 ~ 12 mm 인 것을 특징으로 하는, 인덱서블 선삭 인서트.
인덱서블 선삭 인서트와 인서트 홀더를 포함하는 절삭 공구로서,
상기 인서트는 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 인서트 (1) 이며, 상기 인서트 홀더 (20) 는, 절삭을 위해 현재 사용되는 하나의 상기 절삭날 (11) 을 기계 가공될 작업 부재 (40) 의 회전 축에 평행하게 유지하면서 인서트를 수용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
제 13 항에 있어서,
상기 인서트 홀더 (20) 는 상기 인서트의 상기 긴 면 (2, 3) 중 하나를 위한 지지면을 형성하도록 구성된 저부 (23) 를 갖는 제 2 리세스 (22) 를 갖춘 본체 (21) 를 포함하며, 상기 저부는 인서트의 상기 면의 다른 면과 상기 절삭날에 의해 형성된 상기 작업 리드 각을 90°를 하회하게 하는 크기에 대응하는 각도 (C₃) 만큼 상기 본체의 외부면에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
제 13 항에 있어서,
상기 인서트 홀더 (20) 는 상기 인서트 (1) 를 수용하는 제 2 리세스 (22) 및 상기 제 2 리세스에 인서트를 유지하기 위해서 상기 인서트에 압력을 가하도록 구성된 부재 (24) 를 갖는 본체 (21) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
제 15 항에 있어서,
상기 부재 (24) 는 상기 인서트의 측방향 지지면 (25) 에 압력을 가하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
제 14 항에 있어서,
인서트의 중심으로부터 이격되어 있는 인서트의 측방향 지지면을 형성하기 위해서 2 개의 인접한 절삭부를 분리시키는 하나의 제 1 측방향 리세스 (14, 15) 를 가지며, 인서트는 상기 외부 둘레 방향에서 봤을 때 상기 제 1 측방향 리세스를 2 개 가지며, 하나는 매 2 개의 절삭부 사이에 있고, 상기 본체의 상기 제 2 리세스 (22) 는 홀더의 상기 제 2 리세스에 수납된 상기 인서트를 지지하기 위해서 인서트의 상기 제 1 측방향 리세스 (14, 15) 에 대해 상보적인 신장부를 갖는 측방향 지지 벽 (30) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
제 15 항에 있어서,
상기 제 2 리세스 (22) 는, 상기 부재 (24) 가 압력을 가하도록 구성된 상기 측방향 지지면 (25, 26) 에 대향 배치된 상기 인서트의 측방향 지지면 (16 내지 19) 을 위한 지지부를 형성하도록 구성된 벽 (27) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
제 14 항에 있어서,
상기 제 2 리세스 (22) 에는 절삭을 위해 현재 사용되는 하나의 절삭날 (11) 에 대향 배치된 인서트의 절삭날 (12) 을 수용하도록 구성된 측방향 틈새 (31) 가 제공되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
제 13 항에 있어서,
상기 인서트 홀더 (20) 는, 절삭을 위해 현재 사용되는 실질적으로 절삭날을 가지는 절삭부 (7) 만이 홀더로부터 자유롭게 여유 영역을 갖고서 돌출하는 상태에서, 제 2 리세스 (22) 에 수용되는 상기 인서트를 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
제 13 항에 있어서,
상기 인서트 홀더 (20) 는, 본체의 대향측에서 상기 인서트를 수용하고, 인서트의 상기 면의 다른 면과 절삭날에 의해 형성되는 상기 작업 리드 각이 상기 본체의 2 개의 상호 평행한 면의 각각의 면에 대해 90°를 하회하게 하는 값에 대응하는 크기인 각도만큼 대향 방향으로 경사지는 인서트를 수용하기 위해서 제 2 리세스 (22) 가 제공되는 본체 (21) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
작업 부재의 분단 가공 및/또는 홈 가공 및/또는 횡방향 선삭을 위해 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 인서트를 사용하는 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 선삭 인서트를 제조하는 방법에 있어서,
재료를 상기 인서트의 형상으로 압축 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 선삭 인서트 제조 방법.
작업 부재의 분단 가공 및/또는 홈 가공 및/또는 횡방향 선삭을 위해 제 13 항에 따른 절삭 공구를 사용하는 방법.