KR101521728B1 - 변동 축방향 오프셋으로 이격되는 톱니형 절삭 인서트를 갖는 밀링 커터 - Google Patents

변동 축방향 오프셋으로 이격되는 톱니형 절삭 인서트를 갖는 밀링 커터 Download PDF

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Abstract

밀링 커터(10)는 커터 보디(12), 및 축방향으로 상호 오프셋되는 적어도 세 개의 원주방향으로 이격된 인서트 포켓(18)을 구비하며, 각각의 인서트 포켓에는 교체 가능한 절삭 인서트(20)가 고정된다. 각각의 절삭 인서트(20)는 적어도 두 개의 동일한 직선 톱니형 절삭날(24)을 가지며 모든 절삭 인서트는 동일하다. 제1 인서트 포켓은 축방향으로 최전방의 인서트 포켓이다. 제2 인서트 포켓은 임의의 다른 축방향으로 인접한 인서트 포켓 쌍과 연관된 오프셋 거리보다 작은 제1 오프셋 거리만큼 제1 인서트 포켓으로부터 축방향으로 오프셋된다.

Description

변동 축방향 오프셋으로 이격되는 톱니형 절삭 인서트를 갖는 밀링 커터{MILLING CUTTER HAVING SERRATED CUTTING INSERTS SPACED APART WITH VARYING AXIAL OFFSETS}
본 발명은 금속 절삭 작업을 위한 톱니형 절삭날을 갖는 인덱싱 가능한 절삭 인서트를 갖는 밀링 커터에 관한 것이다.
금속 절삭 작업 분야에서는, 비톱니형 절삭날을 갖는 절삭 인서트에 비해 높은 금속 제거 속도를 가능하게 하는, 톱니형 절삭날을 갖는 절삭 인서트를 구비하는 많은 밀링 커터가 공지되어 있다. 그러나, 이는 보다 거친 표면 마감을 대가로 해서 달성된다. 표면 마감을 향상시키기 위해, 절삭 인서트는 연속적인 절삭 인서트의 톱니가 상호 오프셋되거나 위상 불일치된 상태에서 밀링 커터에 장착된다. 이러한 절삭 인서트를 갖는 공구의 예를 미국 특허 제3,574,911호, 미국 특허 제3,636,602호 및 미국 특허 제3,875,631호에서 찾아볼 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이들 형태의 절삭 공구는 축방향 최전방 절삭 인서트(즉, 밀링 커터의 면에 가장 가까운 절삭 인서트)의 작동 절삭날의 축방향 최전방 톱니가 그 절삭 인서트의 다른 톱니보다 더 노출되고 다른 절삭 인서트의 톱니보다 더 노출되며 따라서 마모에 노출되고 파괴되기 쉽다는 단점을 갖는다.
일부 공구 제작자가 제시한 상기 단점에 대한 해결책은 노출된 톱니를 지지하기 위한 외부 부재를 제공하는 것이다. 예를 들어, 미국 특허 제3,701,187호는 지지 디스크의 둘레 주위에 각도 이격 배치되는 리브형(ribbed) 절삭 인서트로서, 슬롯의 측부가 리브형 인서트로부터 각도 이격된 측부 절삭 인서트에 의해 면 밀링되는 동안 측방향으로 이격된 칩을 슬롯의 바닥으로부터 제거하기 위해 디스크의 축을 따라서 상호 엇갈리는 리브형 절삭 인서트를 개시하고 있다. 그러나, 추가 측부 절삭 인서트는 절감될 수 있는 불필요한 작업 비용을 초래한다. 예를 들어, 절삭 인서트의 교체는 실질적으로 시간 소모적인 일이며, 특히 추가 절삭 인서트가 리브형 절삭 인서트와 동일하지 않을 경우 프로세스를 작동시키기 위해 추가 공구를 필요로 한다. 또한, 추가 절삭 인서트는 잉여 비용이다. 따라서, 이러한 해결책은 당연히 금전, 노동 및 시간 소모적이다.
본 발명의 목적은 상기 단점을 크게 해소시키는, 밀링 커터 및 이 밀링 커터용 절삭 인서트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 전후 방향으로 연장되는 종축을 갖는 커터 보디, 및 커터 보디의 전방 단부면에 인접하고 원주방향으로 상호 이격되는 적어도 세 개의 인서트 포켓을 포함하는 밀링 커터가 제공된다.
각각의 인서트 포켓에는 교체 가능한 절삭 인서트가 고정되며, 각각의 절삭 인서트는 적어도 두 개의 동일한 직선 톱니형 절삭날을 갖는다. 모든 절삭 인서트는 동일하다.
제1 인서트 포켓은 축방향으로 최전방의 인서트 포켓이며, 모든 인서트 포켓은 축방향으로 상호 오프셋된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제2 인서트 포켓은 임의의 다른 축방향으로 인접한 인서트 포켓 쌍과 연관된 오프셋 거리보다 작은 제1 오프셋 거리만큼 제1 인서트 포켓으로부터 축방향으로 오프셋된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 톱니형 절삭날은 균일하게 이격되는 마루와 골을 갖는다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 절삭 인서트는 대체로 장방형 형태를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 적어도 두 개의 동일한 직선 톱니형 절삭날 중 두 개는 상호 평행하다.
본 발명의 보다 양호한 이해를 위해서 또한 본 발명이 어떻게 실시될 수 있는지를 보여주기 위해서, 이제 첨부 도면을 참조할 것이다.
도 1은 세 개의 절삭 인서트를 갖는 밀링 커터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 밀링 커터의 평면도이다.
도 3은 도 1의 밀링 커터의 측면도이다.
도 4는 상호 중첩되는 밀링 커터 내의 세 개의 인서트의 개략도이다.
도 5는 도 4의 상세도이다.
도 6은 상호 중첩되는 밀링 커터 내의 네 개의 인서트의 개략도이다.
도 7은 도 6의 상세도이다.
이하의 설명에서는 본 발명의 다양한 태양을 설명할 것이다. 설명하기 위한 목적으로, 본 발명의 충실한 이해를 제공하기 위해 특정 구조 및 상세가 제시된다. 그러나, 당업자라면 본 발명이 본 명세서에 제시되는 특정 상세 없이 실시될 수도 있음을 알 것이다. 또한, 주지된 특징부는 본 발명을 불명료하게 만들지 않기 위해 생략되거나 단순화될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전방 단부면(14)과 후방 생크(16)를 갖는 커터 보디(12) 및 전후 방향으로 연장되는 회전축(A)을 갖는 밀링 커터(10)가 도시된다. 커터 보디(12)는 커터 보디(12)의 전방 단부면(14)에 인접하고 원주방향으로 상호 이격되는 세 개의 인서트 포켓(18)을 포함한다. 각각의 인서트 포켓(18)에는 교체 가능하고 인덱싱 가능한 절삭 인서트(20)가 고정된다. 모든 절삭 인서트(20)는 동일하다. 각각의 절삭 인서트(20)는 두 개의 대향하는 동일한 부 에지(22)와 두 개의 대향하는 동일한 주 에지(24)를 갖는 대체로 장방형 형태를 가지며, 주 에지(24)가 부 에지(22)보다 길다. 주 에지(24)는, 균일하게 이격되어 톱니(29)를 형성하는 마루(26)와 골(28)을 갖는 직선 톱니형 절삭날이다. 주 에지(24)는 모든 마루(26)가 공통 직선 접선 상에 놓이는 의미에서 직선 톱니형 절삭날이다. 각 쌍의 톱니형 절삭날(24)은 상호 평행하다. 즉, 한 쌍의 톱니형 절삭날(24)의 톱니형 절삭날(24) 각각의 공통 직선 접선은 평행하다. 밀링 커터(10) 내의 각각의 절삭 인서트(20)는 반경방향 외측 주 절삭날(24)을 갖는다. 각각의 반경방향 외측 주 절삭날(24)은 밀링 작업 중의 작동 절삭날을 구성한다. 각각의 작동 주 절삭날(24)은 커터 보디(12)의 전방 단부면(14)에 대해 그 절삭날(24)의 다른 톱니(29)보다 가까운 축방향 전방 톱니(29')를 갖는다.
인서트 포켓(18)은 축방향으로 소정 오프셋 거리만큼 상호 오프셋된다. 인서트 포켓(18)이 축방향으로 상호 오프셋되고 절삭 인서트(20)가 동일하기 때문에, 절삭 인서트(20) 역시 축방향으로 인서트 포켓(18)에 의해 규정되는 동일한 오프셋 거리만큼 상호 오프셋된다. 따라서, 인서트 포켓(18)의 오프셋 거리는 인서트 포켓(18)에 고정되는 절삭 인서트(20)의 오프셋 거리로 표시될 수 있으며, 그 역도 가능하다. 도 3에서 알 수 있듯이, 제1 인서트 포켓(30)은 축방향으로 최전방의 인서트 포켓이다. 즉, 제1 인서트 포켓(30)은 후방 생크(16)로부터 다른 인서트 포켓보다 가장 멀리 위치한다. 따라서, 제1 인서트 포켓(30)은 제1 절삭 인서트(38)의 축방향 전방 톱니가 모든 절삭 인서트의 축방향 전방 톱니 중에서 최전방에 있도록 제1 절삭 인서트(38)를 착좌시킨다. 제2 인서트 포켓(32)은 제2 절삭 인서트(42)의 축방향 전방 톱니가 제1 절삭 인서트(38)의 축방향 전방 톱니로부터 축방향 후방으로 오프셋 거리(d1)만큼 오프셋되도록 제2 절삭 인서트(42)를 착좌시킨다. 제3 인서트 포켓(34)은 제3 절삭 인서트(46)의 축방향 전방 톱니가 제2 절삭 인서트(42)의 축방향 전방 톱니로부터 축방향 후방으로 오프셋 거리(d2)만큼 오프셋되도록 제3 절삭 인서트(46)를 착좌시킨다. 오프셋 거리(d1)는 오프셋 거리(d2)보다 작다. 제1, 제2 및 제3 절삭 인서트가 동일하기 때문에, 클램핑 나사를 수용하기 위한 나사 구멍 및 측벽과 같은 그 대응 인서트 포켓의 특징부는 하나의 인서트 포켓에서 다음 인서트 포켓까지 유사한 오프셋 거리를 가질 수도 있음을 알아야 한다.
이제 세 개의 절삭 인서트(20)의 상호 오프셋 거리를 도시하는 도 4 및 도 5를 참조한다. 이들 도면은 또한 절삭 인서트의 중첩, 특히 밀링 작업 중의 작동 절삭날의 톱니의 중첩을 개략 도시한다. 오프셋 거리는 두 개의 인접한 절삭 인서트(20)의 두 개의 인접한 마루(26) 사이에서 측정될 수 있는 바, 즉 제1 절삭 인서트(38)의 마루(36)와 제2 절삭 인서트(42)의 마루(40) 사이의 거리, 또는 제2 절삭 인서트(42)의 마루(40)와 제3 절삭 인서트(46)의 마루(44) 사이의 거리로 측정될 수 있다. 제1 절삭 인서트(38)는 모든 절삭 인서트(20) 중에서 축방향으로 최전방의 절삭 인서트이다. 제2 절삭 인서트(42)는 제1 절삭 인서트(38)로부터 축방향으로 오프셋 거리(d1)만큼 오프셋된다. 제3 절삭 인서트(46)는 제2 절삭 인서트(42)로부터 축방향으로 오프셋 거리(d2)만큼 오프셋된다. 오프셋 거리(d1)는 오프셋 거리(d2)보다 작다. 이러한 구성에 의하면, 축방향 오프셋이 동일한 경우에 비해 제1 절삭 인서트(38)의 축방향 전방 톱니(29')가 제2 절삭 인서트(42)의 축방향 전방 톱니(29')에 의해 더 중첩된다. 따라서, 제1 절삭 인서트(38)의 축방향 전방 톱니(29')의 노출 영역이 최소화된다.
커터 보디 내의 인서트 포켓 개수는 세 개로 제한되지 않으며 임의의 개수일 수 있다. 예를 들어, 커터 보디(12)는 네 개의 인서트 포켓을 구비할 수도 있다. 이제 네 개의 절삭 인서트(20)의 상호 오프셋 거리를 도시하는 도 6 및 도 7을 참조한다. 제2 절삭 인서트(42)는 제1 절삭 인서트(38)로부터 축방향으로 오프셋 거리(d1)만큼 오프셋된다. 도면부호 d1은 커터 보디(12)가 세 개의 인서트 포켓을 갖는 경우 및 커터 보디(12)가 네 개의 인서트 포켓을 갖는 경우의 양 경우에서 제1 절삭 인서트(38)와 제2 절삭 인서트(42) 사이의 오프셋 거리[또는 마찬가지로 제1 인서트 포켓(30)과 제2 인서트 포켓(32) 사이의 오프셋 거리]를 나타내기 위해 사용된다. 그러나, d1의 실제 수치는 두 경우에 다를 수도 있음을 알 것이다. 다른 도면부호 d2에 대해서도 마찬가지이다. 제3 절삭 인서트(46)는 제2 절삭 인서트(42)로부터 축방향으로 오프셋 거리(d2)만큼 오프셋된다. 제4 절삭 인서트(48)는 제3 절삭 인서트(46)로부터 축방향으로 오프셋 거리(d3)만큼 오프셋된다. 오프셋 거리(d2, d3)는 반드시 동일하지는 않다. 오프셋 거리(d2, d3)가 동일하지 않은 경우, 그 중 하나가 최소 오프셋 거리를 형성한다. 오프셋 거리(d2, d3)가 동일한 경우, 이들 모두가 최소 오프셋 거리를 형성한다. 오프셋 거리(d1)는 오프셋 거리(d2) 및 오프셋 거리(d3)보다 작다. 즉, d1은 다른 절삭 인서트 쌍(42, 46; 46, 48)의 최소 오프셋 거리보다 작다. 다시 한번, 제1 절삭 인서트(38)의 노출 영역이 제2 절삭 인서트(42)에 의해 더 보호된다. 오프셋 거리(d2, d3)는 특정 용도, 내부 장착되는 절삭 인서트(20)의 구조, 및 작동 요구에 따라서 동일하거나 상이할 수 있다.
전술했듯이, 밀링 커터(10)는 예를 들어 다섯 개, 여섯 개, 일곱 개 또는 그 이상의 다수의 인서트 포켓(18)을 구비할 수 있으며, 각각의 인서트 포켓은 동일한 절삭 인서트를 착좌시킨다. 모든 커터 보디(12)는, 인서트 포켓(18)의 개수에 관계없이, 제1 및 제2 인서트의 축방향 전방 톱니 사이의 오프셋 거리(d1)가 예를 들어 절삭 인서트 쌍(42, 46) 및 절삭 인서트 쌍(46, 48)과 연관된 오프셋 거리와 같은 임의의 다른 축방향으로 인접한 절삭 인서트 쌍과 연관된 오프셋 거리 중 최소치보다 작다는 특징을 갖는다. 마찬가지로, 제1 인서트 포켓(30)과 제2 인서트 포켓(32) 사이의 오프셋 거리(d1)는 예를 들어 인서트 포켓 쌍(32, 34) 사이의 오프셋 거리와 같은 임의의 다른 축방향으로 인접한 인서트 포켓 쌍과 연관된 오프셋 거리보다 작다. 이로 인해 제1 절삭 인서트(38)의 축방향 전방 톱니(29')는 축방향 오프셋이 모두 동일한 경우에 비해서 제2 절삭 인서트(42)의 축방향 전방 톱니(29')에 의해 더 중첩된다.
본 발명을 어느 정도 구체적으로 설명했지만, 청구범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 알아야 한다.

Claims (6)

  1. 밀링 커터(10)이며,
    전후 방향으로 연장되는 종축(A)을 갖는 커터 보디(12), 및 커터 보디(12)의 전방 단부면(14)에 인접하고 원주방향으로 상호 이격되는 적어도 세 개의 인서트 포켓(18)과,
    각각의 인서트 포켓(18)에 고정되는 교체 가능한 절삭 인서트(20)를 포함하고,
    각각의 절삭 인서트(20)는 적어도 두 개의 동일한 직선 톱니형 절삭날(24)을 가지며, 모든 절삭 인서트(20)는 동일하고,
    제1 인서트 포켓(30)은 축방향으로 최전방의 인서트 포켓이며,
    모든 인서트 포켓(18)은 축방향으로 상호 오프셋되고,
    제2 인서트 포켓(32)은 임의의 다른 축방향으로 인접한 인서트 포켓 쌍과 연관된 오프셋 거리(d2, d3)보다 작은 제1 오프셋 거리(d1)만큼 제1 인서트 포켓(30)으로부터 축방향으로 오프셋되는 밀링 커터(10).
  2. 제1항에 있어서, 각각의 톱니형 절삭날(24)은 마루(26)와 골(28)을 포함하고, 마루와 골은 균일하게 이격되는 밀링 커터(10).
  3. 제1항에 있어서, 각각의 절삭 인서트(20)는 대체로 장방형 형태를 갖는 밀링 커터(10).
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 동일한 직선 톱니형 절삭날(24) 중 두 개는 상호 평행한 밀링 커터(10).
  5. 제1항에 있어서, 둘 이상의 다른 축방향으로 인접한 인서트 포켓 쌍은 동일한 제2 오프셋 거리를 가지며,
    상기 제1 오프셋 거리는 상기 제2 오프셋 거리보다 작은 밀링 커터(10).
  6. 제1항에 있어서, 적어도 네 개의 인서트 포켓이 제공되고,
    상기 제1 오프셋 거리는 다른 모든 축방향으로 인접한 인서트 포켓 쌍과 연관된 오프셋 거리보다 작은 밀링 커터(10).
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