KR101544334B1

KR101544334B1 - 밀링을 위한 양면 절삭 인서트

Info

Publication number: KR101544334B1
Application number: KR1020147004681A
Authority: KR
Inventors: 안톤 디이폴트
Original assignee: 세라티지트 오스트리아 게젤샤프트 엠.베.하
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2015-08-12
Also published as: EP2747925B2; IL231033B; EP2747925B1; CN103764327B; KR20140056288A; CN103764327A; WO2013029072A1; RU2014102673A; AT12630U1; ES2557980T5; JP5844906B2; EP2747925A1; PL2747925T3; US9278396B2; US20140212229A1; IL231033A0; PL2747925T5; RU2573303C2; ES2557980T3; JP2014524365A

Abstract

본 발명은 밀링을 위한, 특히 정면 밀링을 위한 양면 절삭 인서트(1)에 관한 것이다. 제1 절삭 에지(8) 및 제2 절삭 에지(10) 각각은 교대로 배치되는 그리고 각각 활동 절삭 모서리(16)와 비활동 절삭 모서리(18) 사이에서 연장되는 주 절삭 블레이드(12) 및 보조 절삭 블레이드(14)를 구비한다. 각각의 주 절삭 블레이드(12)는 활동 절삭 모서리(16)에서의 기준 평면(R)으로부터의 제1 거리(A1)로부터 시작하여, 비활동 절삭 모서리(18)에서의 기준 평면(R)으로부터의 보다 작은 제2 거리(A2)까지 단조 감소 방식으로 연장된다. 활동 절삭 모서리(16)에 인접한 각각의 보조 절삭 블레이드(14) 단부는 활동 절삭 모서리(16)로부터 더욱 멀리 떨어진 다른 하나의 보조 절삭 블레이드(14) 단부보다 기준 평면(R)까지 더욱 큰 거리(A3)를 갖는다. 각각의 원주 방향 측부 표면(6)은 보조 절삭 블레이드(14)에 바로 인접한 평평한 보조 자유 표면(24)을 구비하고, 각각의 보조 절삭 블레이드(14)는 해당 보조 자유 표면(24)의 평면에서 볼 때 적어도 일부 영역에서 볼록한 방식으로 형상화된다.

Description

밀링을 위한 양면 절삭 인서트{DOUBLE-SIDED CUTTING INSERT FOR MILLING}

본 발명은 밀링을 위한 양면 절삭 인서트와 적어도 하나의 그러한 절삭 인서트를 갖춘 밀공 공구에 관한 것이다.

특히 금속 피가공물을 기계 가공하기 위해, 흔히 절삭 인서트 또는 복수의 절삭 인서트를 구비하는 캐리어 몸체를 갖춘 밀링 공구가 사용된다. 이 경우에, 절삭 인서트는 보통 교체가능하고, 마모로 인해 거의 규칙적인 간격을 두고 교체되어야 하는 일회용 물품에 해당한다. 절삭 인서트를 복수의 동일하게 구성된 절삭 에지 부분을 갖춘 인덱서블 절삭 인서트(indexable cutting insert)로 알려진 것으로서 구성하는 것이 알려져 있으며, 여기에서 개별 절삭 에지 부분이 연속하여 활동(active) 위치로 이동될 수 있으며, 여기에서 밀링 공구의 캐리어 몸체에 대한 절삭 인서트의 상대 배향을 변화시킴으로써, 상기 절삭 에지 부분이 기계 가공될 피가공물의 기계 가공을 수행한다. 이 경우에 각각의 비활동(inactive) 절삭 에지 부분은 피가공물과 접촉하지 않고, 예를 들어 이전의 활동 절삭 에지 부분이 마모된 후 활동 위치로 이동될 수 있다. 이 방식으로, 서로 독립적으로 이용가능한 복수의 절삭 에지 부분이 제공되어, 절삭 인서트의 효율적인 사용을 허용한다.

최대한 효율적인 절삭 인서트의 사용을 달성하기 위해, 각각 상면과 원주 방향 측부 표면 사이의 전이부 및 저면과 원주 방향 측부 표면 사이의 전이부 둘 모두에서 절삭 에지를 구비하는 양면 절삭 인서트를 사용하는 것이 알려져 있으며, 이때 상기 절삭 인서트는 서로 독립적으로 사용될 수 있는 복수의 절삭 에지 부분을 구비한다.

특히 정면 밀링(face milling)을 위해, 흔히 절삭 에지당, 실질적으로 정사각형의 변을 따라 연장되는 4개의 절삭 에지를 갖춘 정사각형 기본 형태를 갖는 S 타입(정사각형(square))으로 알려진 것의 인덱서블 절삭 인서트가 사용된다. 이 경우에, 인접한 부 립(secondary lip) 또는 페이싱 립(facing lip)이 인접 주 립(main lip) 사이에 배치되며 - 활동(active) 및 비활동(passive) 절삭 모서리로 알려진 것을 통해 - , 이때 상기 부 립 또는 페이싱 립이 주 립에 대해 예를 들어 전형적으로 약 135°의 각도로 연장되는 것이 가능하다. 절삭 인서트가 밀링 공구 내에 설치된 상태에서, 부 립은 이 경우에 보통 밀링 공구의 회전축에 실질적으로 수직하게 배치되고, 표면을 매끄럽게 하는 페이싱 립의 역할을 한다. 밀링 공구에 대해 활동 절삭 에지를 통해 반경 방향 외측에서 부 립에 인접하는 주 립은 주된 기계 가공 립의 역할을 한다.

양면 절삭 인서트의, 회전에 관한 후방 절삭 에지가 작업 중 마모되거나 손상되는 것을 방지하기 위해, 절삭 인서트가 밀링 공구 내에 경사진 방식으로 배치되어야 하되, 후자가 절삭 에지의, 피가공물 내에 맞물리는 부 립 후방에 위치되는 부 립을 보호하기 위해 축방향으로 전방으로 경사지도록 그리고 다른 하나의 절삭 에지의, 피가공물 내에 맞물리는 주 립 후방에 위치되는 주 립을 보호하기 위해 반경 방향으로 경사지도록 배치되어야 한다. 축방향 및/또는 반경 방향으로의 큰 기울어짐은 작용 절삭력 및 칩 형성 둘 모두에 관하여 문제를 일으킬 수 있다.

본 기술 분야에서, 예를 들어 여유각, 경사각 등과 같은 일정 용어가 한편으로는 절삭 인서트에 관하여 "공칭적으로(nominally)" 규정될 수 있고, 다른 한편으로는 또한 피가공물에 대한 밀링 공구 상에서의 절삭 인서트의 설치 상황에 관하여 [상이한(divergent) 방식으로] "효과적으로(effectively)" 규정될 수 있는 것에 유의하여야 한다. 하기의 기재에서, 이들 용어는 각각의 경우에 해당하는 추가의 정보가 명시적으로 주어짐이 없이 주로 "공칭적으로" 사용된다.

절삭 인서트로 최대한 넓은 응용 분야를 달성하는 것, 특히 상이한 이송 속도, 칩 폭 및/또는 칩 깊이를 갖는 응용을 허용하는 것이 바람직하다.

WO 2010/093120 A2는 양면 절삭 인서트를 갖춘 밀링 공구를 기술한다. 주 립은 절삭 모서리로부터 시작하여 초기에 하강 프로파일을 갖고, 이어서 다시 상승 프로파일로 이어진다.

본 발명의 목적은 제공된 절삭 에지의 효율적인 사용을 허용하고 작동 중 기계 가공된 피가공물 표면의 높은 품질을 생성하는 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 특허청구범위 제1항에 따른 밀링을 위한 양면 절삭 인서트에 의해 달성된다. 유리한 개발이 종속항에 명시된다.

밀링을 위한 양면 절삭 인서트는 특히 정면 밀링을 위해 구성될 수 있고, 상면; 저면; 원주 방향 측부 표면; 상면으로부터 원주 방향 측부 표면으로의 전이부에 형성되는 제1 절삭 에지; 저면으로부터 원주 방향 측부 표면으로의 전이부에 형성되는 제2 절삭 에지; 절삭 인서트가 그것에 대해 n중(n-fold) 회전 대칭을 갖는 대칭축; 및 대칭축에 수직하게 연장되는 그리고 절삭 인서트를 두 반부로 분할하는 기준 평면을 구비한다. 제1 절삭 에지 및 제2 절삭 에지 각각은 각각 활동 절삭 모서리와 비활동 절삭 모서리 사이에서 연장되는 교대로 배치되는 주 립 및 부 립을 구비한다. 각각의 주 립은 활동 절삭 모서리에서의 기준 평면으로부터의 제1 거리로부터 시작하여, 비활동 절삭 모서리에서의 기준 평면으로부터의 보다 작은 제2 거리까지 단조 하강 방식으로 연장된다. 활동 절삭 모서리에 인접한 부 립의 단부는 각각의 경우에 활동 절삭 모서리로부터 멀리 떨어진 부 립의 타단부보다 기준 평면으로부터 더욱 큰 거리에 있다. 원주 방향 측부 표면은 부 립에 바로 인접하여 각각의 경우에 평탄한 부 플랭크를 구비한다. 각각의 부 립은 관련 부 플랭크의 평면에서 볼 때 적어도 국부적으로 볼록한 방식으로 형성된다.

따라서, 작동 중 기계 가공될 재료 내에 맞물리는 주 립과 기계 가공될 재료 내에 맞물리는 부 립 사이에 배치되는 활동 절삭 모서리로부터 시작하여, 각각의 주 립이 비활동 절삭 모서리까지 단조 하강 방식으로 연장되며, 즉 그 전체 프로파일에 걸쳐 주 립이 기준 평면에 가까워지거나 최대한 국부적으로 후자에 평행하게 연장된다. 이러한 구성으로 인해, 주 립이 그 전체 길이를 따라 양의 유효 축각(axial angle)을 갖고 주 립의 전체 길이가 원활한 그리고 효율적인 기계 가공 공정에 사용될 수 있는 방식으로 절삭 인서트가 밀링 공구 내에 배치될 수 있다. 따라서, 이러한 주 립의 구성은 절삭 인서트의 넓은 응용 분야를 허용한다.

활동 절삭 모서리에 인접한 부 립의 단부가 각각의 경우에 활동 절삭 모서리로부터 멀리 떨어진 부 립의 타단부보다 기준 평면으로부터 더욱 큰 거리에 있기 때문에, 이 경우에 부 립은 각각의 경우에 활동 절삭 모서리와 비활동 절삭 모서리를 통해 인접 주 립에 인접할 수 있다. 따라서, 전체 길이의 부 립이 또한 페이싱 립으로서 효율적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 부 립은 활동 절삭 모서리에서 기준 평면으로부터 역시 그것에 인접한 주 립과 동일한 제1 거리에 있을 수 있고, 부 립은 비활동 절삭 모서리에서 기준 평면으로부터 역시 그것에 인접한 다른 하나의 주 립과 동일한 제2 거리에 있을 수 있다. 그러나, 예를 들어 주 립에 인접한 활동 절삭 모서리 측이 기준 평면으로부터 부 립에 인접한 측에서의 거리와 약간 상이한 거리에 있는 것도 또한 가능하다. 유사하게, 주 립에 인접한 비활동 절삭 모서리 측이 기준 평면으로부터 부 립에 인접한 측에서의 거리와 약간 상이한 거리에 있을 수 있다. 이들 경우에, 절삭 모서리 그 자체는 기준 평면에 평행하게 연장되지 않는다.

각각의 부 립이 관련 부 플랭크의 평면에서 볼 때 적어도 국부적으로 볼록한 방식으로 형성되기 때문에, 부 립으로 매끄러워진 표면의 훨씬 더 우수한 품질 - 부 립이 예를 들어 직선으로 연장되는 구성에 비해 - 이 기계 가공된 피가공물 상에서 달성될 수 있다. 특히, 활동 절삭 에지에 의해 유발되는 비교적 날카로운 홈을 구비하지 않는 표면이 달성된다.

따라서, 이들 특징의 조합에 의해, 절삭 인서트의 작동의 큰 가변성과 우수한 표면 품질이 동시에 달성된다. 이 경우에 제1 절삭 에지와 제2 절삭 에지는 예를 들어 원주 방향 측부 표면과 상면 또는 저면 사이의 전이부에서 비교적 날카로운 방식으로 구성될 수 있다. 그러나, 예를 들어 가령 절삭 에지를 안정시키기 위해 절삭 에지에 사면(bevel)을 전체 원주 주위에 또는 국부적으로 제공하는 것도 또한 가능하다.

하나의 구성에 따르면, 부 플랭크는 관련 부 립으로부터의 거리가 증가함에 따라 대칭축에 가까워진다. 이 방식으로, 부 플랭크는 예를 들어 대략 절삭 인서트를 두 반부로 분할하는 기준 평면까지 연장될 수 있다. 따라서, 이러한 부 플랭크의 구성으로 인해, 부 립의 영역에서 절삭 인서트의 양측에 양의 공칭 부 여유각이 제공된다. 이 방식으로, 절삭 인서트가 축방향으로의 보다 작은 경사도를 갖고서 밀링 공구 내에 배치될 수 있는데, 왜냐하면 부 플랭크의 영역에서 일어나는 마모가 이러한 구성에 의해 감소되기 때문이다. 또한, 이 방식으로, 절삭 인서트의 상면 및 저면 내에서의 또는 그것 상에서의 칩 기하학적 구조의 구성을 위한 보다 큰 설계 자유도가 달성된다. 개선된 절삭 거동이 보다 작은 경사도로 또한 달성된다.

하나의 구성에 따르면, 원주 방향 측부 표면은 주 립에 바로 인접하여 각각의 경우에 주 플랭크를 구비하고, 주 플랭크는 관련 주 립으로부터의 거리가 증가함에 따라 대칭축에 가까워진다. 이 방식으로, 주 플랭크는 예를 들어 대략 기준 평면까지 연장될 수 있다. 따라서, 이러한 주 플랭크의 구성으로 인해, 주 립의 영역에서 절삭 인서트의 양측에 양의 공칭 주 여유각이 제공될 수 있다. 그 결과, 절삭 인서트가 반경 방향으로의 보다 작은 경사도를 갖고서 밀링 공구 내에 배치될 수 있는데, 왜냐하면 그러한 설치에 의해 역시 주 플랭크의 감소된 마모가 달성되기 때문이다. 따라서, 주 립의 영역에서도 또한 절삭 인서트의 상면 및 저면 내에서의 또는 그것 상에서의 칩 기하학적 구조에 관하여 보다 높은 설계 자유도가 달성될 수 있고, 개선된 절삭 거동이 달성될 수 있다.

하나의 구성에 따르면, 상면과 저면은 각각의 경우에 부 립에 인접하여, 볼록하게 만곡되는 방식으로 칩 기부(chip base)로 연장되는 부 경사면을 구비한다. 칩 기부로의 부 경사면의 이러한 만곡된 구성으로 인해, 특히 얕은 절삭 깊이에서 우수한 칩 안내, 특히 더욱 표적화된 칩 제어가 달성된다.

하나의 구성에 따르면, 원주 방향 측부 표면은 원주 방향 협착부(constriction)에 의해 상부 부분 측부 표면과 하부 부분 측부 표면으로 분할된다. 이 경우에, 부 플랭크 및 주 플랭크 둘 모두가 절삭 인서트의 양쪽 절삭 에지에 대해 양의 공칭 여유각을 갖고서 구조적으로 간단한 방식으로 구성될 수 있다. 협착부는 이 경우에 예를 들어 특히 기준 평면에 평행하게 또는 그것 내에서 연장될 수 있다. 바람직하게는, 협착부는 이 경우에 그것이 하나의 평면 내에서 그리고 특히 기준 평면에 대해 비스듬하지 않게 연장되도록 기준 평면 내에서 연장된다. 이 경우에, 밀링 공구 내에의 절삭 인서트의 개선된 그리고 간단화된 체결성(clampability)이 가능해진다.

하나의 구성에 따르면, 상면과 저면은 절삭 에지에 인접하여, 각각의 절삭 에지로부터의 거리가 증가함에 따라 기준 평면에 가까워지는 그리고 절삭 에지로부터의 거리가 증가함에 따라 기준 평면으로부터 멀어지는 칩 후부(chip back)에 인접하는 칩 기부로 이어지는 경사면을 구비하고, 칩 후부의 높이는 활동 절삭 모서리로부터 비활동 절삭 모서리의 방향으로 각각의 주 립을 따라 증가한다. 칩 후부의 높이는 이 경우에 각각의 칩 기부로부터 시작하여 칩 후부의 최고점까지 기준 평면에 수직한 방향으로 결정된다. 이러한 구성에 의하면, 특히 깊은 절삭 깊이에서 최적화된 칩 형성이 달성된다.

바람직하게는, 상면 및 저면 각각은 경사면, 칩 기부 및 칩 후부를 구비하는 칩-안내 구조체를 구비하고, 칩-안내 구조체의 반경은 활동 절삭 모서리로부터 비활동 절삭 모서리의 방향으로 주 립을 따라 증가한다. 이러한 구성으로 인해, 특히 칩 후부의 증가하는 높이와 조합하여, 깊은 절삭 깊이에서 개선된 칩 형성이 달성되는데, 왜냐하면 이 방향으로 주 립의 높이(기준 평면에 대한)가 또한 감소하기 때문이다.

하나의 구성에 따르면, 제1 절삭 에지와 제2 절삭 에지는 각각 4개의 주 립과 4개의 부 립을 구비하며, 여기에서 인접 주 립은 각각 실질적으로 서로 직각으로 배치되고, 부 립은 각각 인접 주 립에 둔각으로 연장된다. 이 경우에, 서로 독립적으로 사용될 수 있는 4개의 절삭 에지 부분이 절삭 에지마다 제공되어, 절삭 인서트가 총 8가지 방식으로 인덱서블하게 구성된다. 이 경우에, 부 립은 특히 인접 주 립에 대략 135°의 각도로 연장될 수 있다.

하나의 구성에 따르면, 제1 절삭 에지의 활동 절삭 모서리는 각각 기준 평면에 대해 제2 절삭 에지의 비활동 절삭 모서리의 반대쪽에 형성되고, 제1 절삭 에지의 비활동 절삭 모서리는 각각 기준 평면에 대해 제2 절삭 에지의 활동 절삭 모서리의 반대쪽에 형성된다. 따라서, 제1 절삭 에지 및 제2 절삭 에지의 주 립 및 부 립은 동일하게 사용될 수 있다. 제1 절삭 에지의 주 립 및 부 립은 대칭축을 따른 평면에서 볼 때 실질적으로 제2 절삭 에지의 주 립 및 부 립과 동일한 윤곽을 따라 연장될 수 있다.

바람직하게는, 부 립의 길이는 주 립의 길이의 1/6 내지 1/2이다. 이 경우에, 절삭 인서트는 특히 정면 밀링에 성공적인 것으로 판명된 S 인서트로 알려진 것의 기본 형상으로 특히 유리한 방식으로 구성될 수 있다.

상기한 목적은 또한 적어도 하나의 전술된 절삭 인서트를 갖춘 밀링 공구로서, 부 립이 밀링 공구의 회전축에 실질적으로 수직하게 배향되는 방식으로 절삭 인서트가 밀링 공구에 체결되는 밀링 공구에 의해 달성된다.

본 발명의 추가의 이점 및 편리한 태양이 첨부 도면을 참조하여 하기의 예시적인 실시 형태의 설명으로부터 이해될 수 있다.

본 발명에 의하면, 제공된 절삭 에지의 효율적인 사용을 허용하고 작동 중 기계 가공된 피가공물 표면의 높은 품질을 생성하는 절삭 인서트가 제공된다.

도 1은 일 실시 형태에 따른 양면 절삭 인서트의 사시도를 도시한다.
도 2는 대칭축을 따른 도 1로부터의 절삭 인서트의 평면도를 도시한다.
도 3은 대칭축에 수직한 그리고 주 립에 실질적으로 수직한 방향으로 절삭 인서트의 측면도를 도시한다.
도 4는 대칭축에 수직한 그리고 부 립에 실질적으로 수직한 방향으로 절삭 인서트의 측면도를 도시한다.
도 5는 부 플랭크에 수직한 관찰 방향으로의 부 립의 상세도를 도시한다.
도 6은 주 플랭크에 수직한 관찰 방향으로의 주 립의 상세도를 도시한다.
도 7은 도 8a 내지 도 8c의 단면 방향을 설명하기 위해 도 3에 상응하는 측면도를 도시한다.
도 8a는 도 7의 방향 A-A에서의 단면도를 도시한다.
도 8b는 도 7의 방향 B-B에서의 단면도를 도시한다.
도 8c는 도 7의 방향 C-C에서의 단면도를 도시한다.
도 9a는 밀링 공구 내에서의 양면 절삭 인서트의 배열의 개략도를 도시한다.
도 9b는 도 9a로부터의 상세부 X의 확대도를 도시한다.

일 실시 형태가 도면을 참조하여 하기의 기재에서 설명된다. 우선, 밀링을 위한 양면 절삭 인서트(1)의 기본 형상이 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된다.

양면 절삭 인서트(1)는 특히 정면 밀링을 위해 구성된다. 절삭 인서트(1)는 상면(2), 저면(4) 및 원주 방향 측부 표면(6)을 구비한다. 제1 절삭 에지(8)가 상면(2)과 측부 표면(6) 사이의 전이부에 형성된다. 제1 절삭 에지(8)와 동일하게 형성되는 제2 절삭 에지(10)가 저면(4)과 측부 표면(6) 사이의 전이부에 형성된다. 제1 절삭 에지(8)는 상면(2) 주위로 원주 방향 방식으로 형성되고, 제2 절삭 에지(10)는 저면(4) 주위로 원주 방향 방식으로 형성된다.

절삭 인서트(1)가 그것을 중심으로 4중(4-fold) 회전 대칭을 갖는 대칭축(S)이 제공된다. 대칭축(S)에 수직하게 연장되는 (가상) 기준 평면(R)이 절삭 인서트(1)를 동일한 방식으로 형성되는 상반부와 하반부로 분할한다. 대칭축(S)과 동심으로 연장되는 보어(3)가 제공되고, 상면(2)으로부터 저면(4)까지 절삭 인서트(1)를 관통하며, 절삭 인서트(1)를 밀링 공구에 체결하기 위한 체결 스크류를 수용하는 역할을 한다. 평탄한 표면(5)이 상면(2) 및 저면(4) 둘 모두 상에서 보어(3)를 둘러싸는 방식으로 제공되며, 이때 상기 평탄한 표면(5)은 기준 평면(R)에 평행하게 연장되고, 절삭 인서트(1)가 밀링 공구에 체결될 때 지지 표면의 역할을 한다.

제1 절삭 에지(8) 및 제2 절삭 에지(10) 각각은 서로 독립적으로 사용될 수 있는 4개의 동일하게 구성된 절삭 에지 부분을 구비한다. 절삭 에지 부분 각각은 이 경우에 활동 절삭 모서리(16)를 통해 함께 연결되거나 서로 병합되는 주 립(12) 및 부 립(14)을 구비한다. 용어 "활동(active)" 절삭 모서리(16)는 본 경우에 각각의 절삭 에지 부분의 작동 중 재료 기계 가공에 동시에 사용되는 주 립(12)과 관련 부 립(14)을 연결하는 절삭 모서리를 특징짓기 위해 사용된다. 독립적으로 사용될 수 있는 인접 절삭 에지 부분의 주 립(12)과 부 립(14)은 비활동 절삭 모서리(18)를 통해 함께 연결되거나 후자를 통해 서로 병합된다.

제1 절삭 에지(8)의 절삭 에지 부분의 주 립(12)은 대칭축(S)을 따른 평면도에서 볼 때, 특히 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 실질적으로 정사각형의 윤곽을 따라 연장된다. 제2 절삭 에지(10)의 절삭 에지 부분의 주 립(12)도 동일한 방식으로 연장된다. 주 립(12)과 부 립(14)은 각각의 절삭 에지(8 또는 10)를 따라 교대로 배치된다. 부 립(14)은 대칭축(S)을 따른 평면도에서 볼 때, 예를 들어 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 인접 주 립(12)에 대해 둔각으로, 예를 들어 대략 135°의 각도로 연장된다. 부 립(14)은 이 경우에 주 립(12)보다 훨씬 짧고, 주 립(12)의 길이의 1/5 내지 1/3의 길이를 갖는다.

예를 들어 도 3과 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 경우에 제1 절삭 에지(8)의 하나의 활동 절삭 모서리(16)가 기준 평면(R)에 대해 제2 절삭 에지(10)의 비활동 절삭 모서리(18)의 반대쪽에 배치된다. 제1 절삭 에지(8)의 비활동 절삭 모서리(18)가 각각의 경우에 제2 절삭 에지(10)의 활동 절삭 모서리(16)의 반대쪽에 배치된다.

특히 도 1과 도 2로부터 볼 수 있는 바와 같이, 제1 절삭 에지(8)의 주 립(12)은 대칭축(S)을 따른 평면도에서 볼 때, 제2 절삭 에지(10)의 주 립(12)에 실질적으로 평행하게 연장된다.

특히 도 1, 도 3 및 도 4로부터 볼 수 있는 바와 같이, 절삭 인서트(1)는 기준 평면(R) 내에서 연장되는 협착부(constriction)(20)를 구비한다. 협착부(20)는 측부 표면(6)이 상부 부분 측부 표면과 하부 부분 측부 표면으로 분할되도록 원주 방향 방식으로 구성된다. 이 경우에 상부 부분 측부 표면과 하부 부분 측부 표면은 각각의 경우에 주 플랭크(22)와 부 플랭크(24)가 제1 절삭 에지(8)와 제2 절삭 에지(10)에 바로 인접하게 형성되도록 연장된다. 주 플랭크(22)는 각각의 경우에 이 실시 형태에서 평탄한 표면에 의해 형성된다. 부 플랭크(24)도 마찬가지로 이 실시 형태에서 평탄한 표면에 의해 형성된다.

주 플랭크(22)는 그것들이 관련 주 립(12)으로부터의 거리가 증가함에 따라 대칭축(S)에 더욱 근접하도록, 즉 그것들이 각각의 경우에 양의 공칭 주 여유각으로 연장되도록 연장된다. 부 플랭크(24)는 그것들이 관련 부 립(14)으로부터의 거리가 증가함에 따라 대칭축(S)에 더욱 근접하도록, 즉 그것들이 각각의 경우에 양의 공칭 부 여유각으로 연장되도록 연장된다. 따라서, 전체적으로, 양면 절삭 인서트(1)는 주 플랭크(22) 및 부 플랭크(24) 둘 모두가 각각 양의 공칭 여유각으로 배치되도록 형성된다.

주 립(12)의 프로파일이 도 3 내지 도 6을 참조하여 하기의 기재에서 더욱 상세히 설명된다. 도 3은 대칭축(S)에 수직한 그리고 주 플랭크(22)의 영역의 협착부(20)에 수직한 방향으로 본 양면 절삭 인서트(1)의 측면도이다. 도 6은 관련 주 플랭크(22)에 수직한 방향으로부터 본 주 립(12)의 상세도이다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 활동 절삭 모서리(16)에 인접한 그 영역에서, 주 립(12)은 기준 평면(R)으로부터 제1 거리(A1)에 있다. 활동 절삭 모서리(16)로부터 비활동 절삭 모서리(18)까지의 그 프로파일에서, 주 립(12)은 단조 하강(monotonously dropping) 방식으로 기준 평면(R)에 가까워진다. 비활동 절삭 모서리(18)에 인접한 그 영역에서, 주 립(12)은 기준 평면(R)으로부터 제2 거리(A2)에 있으며, 이때 상기 제2 거리(A2)는 제1 거리(A1)보다 작다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 이 경우에 주 립(12)은 활동 절삭 모서리(16)로부터 시작하여 초기에 비교적 평평한 방식으로 연장되고, 중간 영역에서 더욱 급격히 하강하며, 비활동 절삭 모서리(18)에 인접한 영역에서 다시 비교적 평평한 방식으로 연장된다.

부 립(14)의 프로파일이 도 4와 도 5를 참조하여 하기의 기재에서 더욱 상세히 설명된다. 도 4는 대칭축(S)에 수직한 그리고 부 플랭크(24)의 영역의 협착부(20)에 수직한 방향으로 볼 때 양면 절삭 인서트(1)의 측면도이다. 도 5는 관련 부 플랭크(24)에 수직한 방향으로 볼 때 부 립(14)의 상세도이다. 특히 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 부 립(14)은 부 플랭크(24)에 수직한 방향으로 볼 때 볼록한 또는 외향으로 만곡되는 프로파일을 갖는다. 부 립(14)이 그 전체 프로파일에 걸쳐 볼록한 방식으로 형성되는 실시 형태가 예시되지만, 예를 들어 부 립(14)이 단지 국부적으로, 특히 활동 절삭 모서리(16)에 인접한 영역에서 볼록한 방식으로 형성되는 것도 또한 가능하다.

활동 절삭 모서리(16)에 인접한 부 립(14)의 단부는 기준 평면(R)으로부터 제3 거리(A3)에 있고, 활동 절삭 모서리(16)로부터 멀리 떨어진 부 립(14)의 타단부는 기준 평면(R)으로부터 제4 거리(A4)에 있으며, 여기에서 제3 거리(A3)는 제4 거리(A4)보다 크다. 부 립(14)이 활동 절삭 모서리(16)에 인접한 그 단부에 근접하여 기준 평면(R)으로부터 그 최대 거리에 있는 실시 형태가 도면에 도시되지만, 부 립(14)의 최고점이 다른 지점에, 특히 부 립(14)의 중심에 더욱 근접하게 형성되는 다른 구성도 또한 가능하다.

하기의 기재에서, 상면(2) 및 저면(4)의 구성이 도 1, 도 7 및 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 더욱 상세히 설명된다. 이 경우에 칩-안내 구조체의 설명이 상면(2)을 참조하여 주어지며, 여기에서 저면(4)은 동일한 방식으로 구성되고, 별도로 설명되지 않는다. 상면(2)은 하기의 기재에서 더욱 상세히 설명되는 칩-안내 구조체를 구비한다.

칩-안내 구조체는 제1 절삭 에지(8)에 인접하여 경사면을 구비하며, 절삭 에지(8)로부터 절삭 인서트(1)의 중심까지 그 프로파일은 절삭 에지(8)로부터의 거리가 증가함에 따라 기준 평면(R)에 가까워지고, 칩 기부(chip base)(26)로 이어진다. 칩 기부(26)는 이 경우에 절삭 에지(8)로부터 거리를 두고 원주 방향으로 연장되고, 절삭 에지(8)로부터 대칭축(S)의 방향으로 진행할 때 각각의 경우에 상면(2)과 기준 평면(R) 사이의 최소 거리를 형성한다. 특히 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 볼록하게 만곡되는 부 립(14)으로부터 시작하여 칩 기부(26)로 볼록하게 만곡되는 방식으로 연장되는 부 경사면(28)이 부 립(14)의 영역에서 경사면에 형성된다. 따라서, 부 경사면(28)은 부 립(14)으로부터 칩 기부(26)로 외향으로 만곡되는 방식으로 연장되는 만곡 영역을 형성한다. 볼록한 곡률은 이 경우에 부 립(14)에 평행한 방향으로 주어진다.

주 립(12)을 따른 칩-안내 구조체의 프로파일이 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 더욱 상세히 설명된다. 도 8a는 도 7의 A-A에 해당하는 단면도이고, 도 8b는 도 7의 B-B에 해당하는 단면도이며, 도 8c는 도 7의 C-C에 해당하는 단면도이다. 주 립(12)을 따라, 경사면은 주 립(12)으로부터 칩 기부(26)로 연장되는 주 경사면(30)을 구비한다. 칩 기부(26)는 대칭축(S)의 방향으로 칩 후부(chip back)(32)에 인접하며, 이러한 칩 후부는 절삭 에지(8)로부터의 거리가 증가함에 따라 기준 평면(R)으로부터 더욱 멀리 떨어진다. 칩 기부(26)로부터 시작하여, 칩 후부(32)는 상승 영역을 형성한다. 대칭축(S)의 방향으로, 칩 후부(32)는 평탄한 표면(5)으로 이어진다.

특히 도 8a 내지 도 8c에서 볼 수 있는 바와 같이, 칩 후부(32)의 높이는 활동 절삭 모서리(16)로부터 시작하여 주 립(12)을 따라 비활동 절삭 모서리(18)의 방향으로 증가한다[기준 평면(R)에 수직한 방향으로 측정됨]. 칩 후부(32)의 높이는 도 8a에 예시된, 즉 활동 절삭 모서리(16)에 근접한 단면도에서 매우 낮다. 도 8b에 예시된, 즉 대략 주 립(12)의 중심의 단면도에서, 칩 후부(26)의 높이는 보다 높다. 도 8c에 예시된, 즉 비활동 절삭 모서리(18)에 근접한 단면도에서, 칩 후부(26)의 높이는 훨씬 더 높다. 바꾸어 말하면, 칩 기부(26)의 각각의 최저점으로부터 평탄한 표면(5)까지의 거리[기준 평면(R)에 수직한 방향으로 측정됨]가 활동 절삭 모서리(16)로부터 시작하여 주 립(12)을 따라 증가한다. 역시 볼 수 있는 바와 같이, 칩-안내 구조체의 반경은 활동 절삭 모서리(16)로부터 비활동 절삭 모서리(18)의 방향으로 주 립(12)을 따라 증가한다. 바꾸어 말하면, 평탄한 표면(5)보다 기준 평면에 더욱 근접하게 연장되는 칩-안내 구조체의 영역의 폭이 활동 절삭 모서리(16)로부터 시작하여 주 립(12)을 따라 증가하며, 여기에서 폭은 주 립(12)으로부터 대칭축(S)으로의 방향으로 측정되어야 한다.

하기의 기재에서, 밀링 공구 상에서의 양면 절삭 인서트(1)의 배열이 도 9a와 도 9b를 참조하여 추가로 설명된다. 절삭 인서트(1)의 배향에 관한 최대한 명확한 인식을 달성하기 위해, 절삭 인서트(1)만이 도 9a에 예시되고, 밀링 공구 그 자체는 도시되지 않는다. 그러나, 도 9a에, 화살표로 개략적으로 예시된 바와 같이, 밀링 공구가 작동 중 그것을 중심으로 회전하는 회전축(Z)이 예시된다. 회전축(R)에 수직한 평면(W)이 또한 도 9a에 개략적으로 예시된다. 도 9b는 도 9a의 상세부 X의 상세도이다.

절삭 인서트(1)는 피가공물과 접촉하는 부 립(14)이 회전축(Z)에 실질적으로 수직한 방식으로 배향되고 기계 가공될 피가공물을 위한 페이싱 립의 역할을 하도록 밀링 공구 내에 배치된다. 부 립(14)에 인접한 그리고 회전축(Z)에 대해 반경 방향 외측에 배치되는 주 립(12)은 기계 가공될 피가공물과 접촉하는 (기계 가공) 주 립을 형성한다. 절삭 인서트(1)는 이 경우에 다른 하나의 절삭 에지의, 회전 방향으로 볼 때 피가공물과 접촉하는 부 립(14) 후방에 위치되는 부 립(14)이 축방향으로 후퇴되어 마모되지 않도록 경사진다. 또한, 절삭 인서트(1)는 추가로 또한 다른 하나의 절삭 에지의, 회전 방향으로 볼 때 기계 가공 주 립(12) 후방에 배치되는 주 립(12)이 반경 방향으로 후퇴되어 마모되지 않도록 경사진다.

부 플랭크(24)와 주 플랭크(22)가 양의 공칭 여유각을 갖고서 기술된 방식으로 구성됨으로 인해, 제2 절삭 인서트의 경사가 축방향 배향 및 반경 방향 배향 둘 모두에 관하여 매우 작게 유지될 수 있으며, 이는 기계 가공 특성에 유리한 영향을 미친다. 볼록한 형상을 갖는 부 립(14)의 구성으로 인해, 단지 최소한의 표면 요철(surface corrugation)만이 존재하는, 기계 가공될 피가공물의 유리한 표면 품질이 또한 달성된다. 유리한 표면 품질을 달성하는, 약간 기울어진 설치 상태에서 부 립(14)의 결과적으로 생성된 약간의 곡률을 특히 도 9b에서 볼 수 있다.

일 실시 형태가 매우 정확하게 설명되었지만, 본 발명은 기술된 실현으로 제한되지 않는다. 특히, 절삭 에지당 4중 인덱서빌리티(four-fold indexability)(n = 4)를 갖는 S 인서트로 알려진 것과 같은 절삭 인서트(1)의 바람직한 구성이 기술되었다. 그러나, 예를 들어 절삭 에지당 가령 3중, 5중, 6중 등의 인덱서빌리티를 갖는 다른 구성도 또한 가능하다.

1: 양면 절삭 인서트 2: 상면
4: 저면 6: 원주 방향 측부 표면
8: 제1 절삭 에지 10: 제2 절삭 에지
12: 주 립 14: 부 립
16: 활동 절삭 모서리 18: 비활동 절삭 모서리
20: 협착부 22: 주 플랭크
24: 부 플랭크 26: 칩 기부
28: 부 경사면 30: 주 경사면
32: 칩 후부 S: 대칭축
R: 기준 평면

Claims

밀링을 위한 양면 절삭 인서트(1)로서,
상면(2);
저면(4);
원주 방향 측부 표면(6);
상면(2)으로부터 원주 방향 측부 표면(6)으로의 전이부에 형성되는 제1 절삭 에지(8);
저면(4)으로부터 원주 방향 측부 표면(6)으로의 전이부에 형성되는 제2 절삭 에지(10);
절삭 인서트가 n중 회전 대칭을 갖는 대칭축(S); 및
대칭축(S)에 수직하게 연장되는 그리고 절삭 인서트를 두 반부로 분할하는 기준 평면(R)
을 구비하고,
제1 절삭 에지(8) 및 제2 절삭 에지(10) 각각은 각각 활동 절삭 모서리(16)와 비활동 절삭 모서리(18) 사이에서 연장되는 교대로 배치되는 주 립(12) 및 부 립(14)을 구비하며,
부 립(14)에 바로 인접하는 원주 방향 측부 표면(6)은 각각이 전체 부 립(14)을 따라서 연장하는 평탄한 부 플랭크(24)를 구비하고,
각각의 주 립(12)은 활동 절삭 모서리(16)에서의 기준 평면(R)으로부터의 제1 거리(A1)로부터 시작하여, 비활동 절삭 모서리(18)에서의 기준 평면(R)으로부터의 보다 작은 제2 거리(A2)까지 단조 하강 방식으로 연장되고,
활동 절삭 모서리(16)에 인접한 부 립(14)의 단부는 각각의 경우에 활동 절삭 모서리(16)로부터 멀리 떨어진 부 립(14)의 단부보다 기준 평면(R)으로부터 더욱 큰 거리(A3)에 있으며,
각각의 부 립(14)은 관련 부 플랭크(24)의 평면에서 볼 때 적어도 국부적으로 볼록한 방식으로 형성되고, 부 플랭크(24)는 관련 부 립(14)으로부터의 거리가 증가함에 따라 대칭축(S)에 가까워지는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제1항에 있어서,
원주 방향 측부 표면(6)은 주 립(12)에 바로 인접하여 각각의 경우에 주 플랭크(22)를 구비하고, 주 플랭크(22)는 관련 주 립(12)으로부터의 거리가 증가함에 따라 대칭축(S)에 가까워지는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상면(2)과 저면(4)은 각각의 경우에 부 립(14)에 인접하여, 볼록하게 만곡되는 방식으로 칩 기부(26)로 연장되는 부 경사면(28)을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
원주 방향 측부 표면(6)은 원주 방향 협착부(20)에 의해 상부 부분 측부 표면과 하부 부분 측부 표면으로 분할되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제4항에 있어서,
협착부(20)는 기준 평면(R) 내에서 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상면(2)과 저면(4)은 절삭 에지(8; 10)에 인접하여, 각각의 절삭 에지(8; 10)로부터의 거리가 증가함에 따라 기준 평면(R)에 가까워지는 그리고 절삭 에지(8; 10)로부터의 거리가 증가함에 따라 기준 평면(R)으로부터 멀어지는 칩 후부(32)에 인접하는 칩 기부(26)로 이어지는 경사면(28; 30)을 구비하고, 칩 후부(32)의 높이는 활동 절삭 모서리(16)로부터 비활동 절삭 모서리(18)의 방향으로 각각의 주 립(12)을 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상면(2) 및 저면(4) 각각은 경사면(28; 30), 칩 기부(26) 및 칩 후부(32)를 구비하는 칩-안내 구조체를 구비하고, 칩-안내 구조체의 반경은 활동 절삭 모서리(16)로부터 비활동 절삭 모서리(18)의 방향으로 주 립(12)을 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 절삭 에지(8)와 제2 절삭 에지(10)는 각각 4개의 주 립(12)과 4개의 부 립(14)을 구비하며, 인접 주 립(12)은 각각 실질적으로 서로 직각으로 배치되고, 부 립(14)은 각각 인접 주 립(12)에 둔각으로 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 절삭 에지(18)의 활동 절삭 모서리(16)는 각각 기준 평면(R)에 대해 제2 절삭 에지(10)의 비활동 절삭 모서리(18)의 반대쪽에 형성되고, 제1 절삭 에지(8)의 비활동 절삭 모서리(18)는 각각 기준 평면(R)에 대해 제2 절삭 에지(10)의 활동 절삭 모서리(16)의 반대쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
부 립(14)의 길이는 주 립(12)의 길이의 1/6 내지 1/2인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제1항 또는 제2항에 따른 적어도 하나의 절삭 인서트(1)를 갖춘 밀링 공구에 있어서,
절삭 인서트(1)는 부 립(14)이 밀링 공구의 회전축(Z)에 실질적으로 수직하게 배향되는 방식으로 밀링 공구에 체결되는 것을 특징으로 하는 밀링 공구.
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