KR101666245B1 - 양면, 양단형 절삭 인서트 및 그의 절삭 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 절삭 공구(10)는 내부에 해제가능하게 보유된 절삭 인서트(22)를 포함한다. 절삭 인서트(22)는 상단 및 저부 표면(22', 24")들 및 그 사이에서 연장하는 주연 표면(26)을 갖는다. 절삭 인서트(22)는 내부에 클램핑 구성요소를 수용하기 위하여 임의의 클램핑 보어를 포함하지 않는다. 절삭 인서트(22)는 단일의 일체형 구성을 가질 수 있고 초연마 재료로 형성될 수 있다. 절삭 인서트(22)는 절삭 인서트(22)의 본체가 그 절삭 영역에 대해 소형이도록 쌍두형 화살 형상 또는 유사한 형상을 갖는다. 절삭 공구(10)는 인서트 포켓(20) 내의 절삭 인서트(22)를 클램핑하기 위하여 상단 클램프(16)를 포함한다. 상단 클램프(16)는 비대칭 형상을 갖고 상단 표면(24') 상의 하나의 맞물림 영역(44)에서 그리고 주연 표면(26) 상의 하나의 맞물림 영역(34')에서 절삭 인서트(22)와 맞물린다. 절삭 인서트(22)는 저부 표면(24")에서 그리고 주연 표면(26) 상의 3개의 이격된 맞물림 영역들에서 인서트 포켓(20)과 맞물린다.

Description

양면, 양단형 절삭 인서트 및 그의 절삭 공구{DOUBLE-SIDED DOUBLE-ENDED CUTTING INSERT AND CUTTING TOOL THEREFOR}

본 발명은 금속 절삭 작업들을 수행하기 위한 절삭 인서트와 절삭 인서트를 위한 절삭 공구에 관한 것이다.

몇몇 금속 절삭 작업들은 초경 재료, 예를 들어, 초연마 재료, 예를 들어 다결정질 다이아몬드(polycrystalline diamond)(PCD) 또는 입방정계 질화 붕소(cubic boron nitride)(CBN)로 코팅되거나 이루어지는 적어도 절삭 에지를 갖는 절삭 인서트를 이용하여 수행된다. 절삭 인서트의 이러한 종류는, 예를 들어, 매우 단단한 금속, 초합금 등을 기계 가공하면서 적절한 표면 품질을 갖는 기계가공된 공작물을 제공하거나 그리고/또는 다른 양호한 결과를 얻기 위하여 사용될 수 있다.

일부의 경우에, 초연마재와 같은 초경 재료의 고비용으로 인하여, 절삭 인서트는 예를 들어 두 개의 별도의 구성요소들, 즉 절삭 인서트 본체 및 절삭 팁으로부터 조립된다. 절삭 인서트 본체는, 예를 들어, 통상적인 절삭 인서트를 제조하기 위하여 사용되는 재료, 예를 들어 텅스텐 카바이드와 같은 시멘트형 카바이드로 형성되고, 절삭 인서트 본체보다 크기에서 상당히 작은 절삭 팁은 PCD 또는 CBN과 같은 초연마 재료로 형성된다. 포켓은 절삭 인서트 본체의 단부에서 형성되고, 절삭 팁은 포켓에 브레이징되거나(brazed) 혹은 다른 방법들을 이용하여 포켓 내에 위치된다.

그러나, 위에서 기술된 절삭 인서트의 제작은 값비싸고 오랜 기간이 소요될 수 있다. 또한, 두 개의 별도의 구성요소들로부터 절삭 인서트를 조립하는 것은 절삭 인서트의 절삭 품질을 감소시키는 제작 부정확성을 초래할 수 있다. 게다가, 절삭 팁은 예를 들어 절삭 인서트의 과도한 사용 및/또는 그들의 불량한 조립으로 인하여 바람직하지 않게 부분적으로 또는 전체적으로 절삭 인서트 본체로부터 분리되거나 떨어져 나갈 수 있다.

본 발명의 목적은 전술된 단점들을 상당히 감소시키거나 극복하는 절삭 인서트를 제공하고 이를 위한 절삭 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 몇몇 실시예들에서, 절삭 공구는 절삭 공구 홀더 및 절삭 인서트를 포함한다. 절삭 공구 홀더는 절삭 공구 본체와, 절삭 인서트 클램프를 가지며, 절삭 인서트 클램프는 이후 "상단 클램프(top clamp)"로서 지칭되며, 상단 클램프의 중앙 부분에서 형성된 관통 보어 내에 수용된 고정 부재를 이용하여 이에 부착된다. 절삭 공구 본체는 전방 단부에 형성된 인서트 포켓을 갖고 내부에 해제가능하게 보유된 인서트를 갖는다. 상단 클램프는 예를 들어 고정 부재가 체결될 때 인서트 포켓 내에 절삭 인서트를 고정시킨다.

몇몇 실시예들에서, 절삭 인서트는 천공되지 않은 표면들만을 포함하고, 즉 몇몇 실시예들에서 절삭 인서트는 인서트 포켓 내에 절삭 인서트를 클램핑하도록 나사, 핀 또는 레버와 같은 클램핑 구성요소를 내부에 수용하기 위해 임의의 클램핑 보어를 포함하지 않는다. 절삭 인서트는 단일의 일체형 구성을 가질 수 있고 초경 재료, 예를 들어, 입방정계 질화 붕소(CBN) 또는 다결정질 다이아몬드(PCD)과 같은 초연마 재료로 이루어질 수 있다. 절삭 인서트는 예를 들어 방전 기계가공 방법들을 이용하여 초연마 재료의 평면형 디스크로 기계 가공될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 절삭 인서트는 절삭 인서트의 단부 대 단부 방향을 한정하는 종방향 축을 갖는 인덱스 가능한 양면, 양단형 절삭 인서트(indexable, double-sided double-ended cutting insert)이다. 절삭 인서트는 예를 들어 평면도에서 볼 때 쌍두형 화살의 일반적인 형상을 가질 수 있고, 두 개의 동일한 대향 상단 및 저부 표면들과 그 사이에 연장하는 주연 표면을 포함할 수 있다. 주연 표면은 두 개의 중앙 표면들 및 네 개의 중간 표면들을 포함한다. 레이크 표면들이 상단 및 저부 표면들 양쪽 모두의 대향 절삭 단부들에서 형성된다.

절삭 인서트는 절삭 인서트의 제1 중간 평면에 대하여 거울면 대칭(mirror-symmetrical)이고, 제1 중간 평면은 종방향 축을 포함하고 상단 및 저부 표면들을 통해 연장한다. 두 개의 중앙 표면들은 제1 중간 평면에 대하여 거울면 대칭으로 위치되고, 각각의 중간 표면들은 제1 중간 평면으로부터 멀어지는 방향으로 각각의 중앙 표면의 각각의 단부로부터 연장한다. 중앙 표면들 및 중간 표면들은 상단 및 저부 표면들에 대체로 직교한다.

몇몇 실시예들에서, 절삭 인서트는 제2 중간 평면을 갖고, 제2 중간 평면은 제1 중간 평면에 직교하고 상단 및 저부 표면들과 또한 두 개의 중앙 표면들을 통해 연장한다. 이들 실시예들에서, 절삭 인서트는 제2 중간 평면에 대하여 또한 거울면 대칭이다.

몇몇 실시예들에서, 주연 표면은 네 개의 단부 표면들, 예를 들어, 네 개의 실질적으로 평면형 단부 표면들을 추가로 포함하고, 각각의 단부 표면은 각각의 중간 표면으로부터 제1 중간 평면의 방향으로 연장하여, 거기에서 각각의 절삭 코너를 형성한다. 다른 실시예들에서, 주연 표면은 대안적으로 두 개의 단부 표면들, 예를 들어, 제2 중간 평면에 대하여 거울면 대칭으로 위치되고 제2 중간 평면의 동일 측면 상에 두 개의 각각의 중간 표면들 사이에서 연장하는 두 개의 만곡된 단부 표면들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 주연 표면은 예를 들어 절삭 인서트의 특정한 설계 및/또는 절삭 요건에 기초하여 다른 단부 표면들을 포함할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상단 클램프는 예를 들어 평면도에서 볼 때 대체로 삼각형 형상을 가질 수 있다. 상단 클램프는 절삭 공구 본체의 상부 표면에 면하는 저부 표면을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 상단 클램프는 대체로 비대칭형 형상을 갖는다. 상단 클램프의 단일 활주 표면은, 절삭 공구 본체의 상보적인 형상으로 된 경사 표면과 활주 가능하게 맞물리는, 상단 클램프의 제1 후방 코너로부터 아래로 경사지게 돌출한다. 따라서, 고정 부재가 체결될 때, 활주 표면은 제1 중간 평면으로부터 멀어지는 방향으로, 하방 및 후방으로 경사 표면에 대하여 활주한다.

몇몇 실시예들에서, 상단 클램프는, 예를 들어, 두 개의 맞물림 영역들에서, 독점적으로 절삭 인서트와 각각 맞물리도록 두 개의 맞물림 표면들을 포함한다. 상단 클램프는 예를 들어 그 위에 형성된 상단 맞물림 영역에서 절삭 인서트 상단 표면과 맞물리도록 상단 클램프의 저부 표면의 전방부에서 형성된 상단 맞물림 표면을 포함한다. 상단 클램프는 절삭 인서트의 주연 표면 상에 측면 맞물림 영역에서 중간 표면들 중 하나와 맞물리도록 상단 클램프의 저부 표면의 전방부로부터 대체로 직교 하방으로 연장하는 인서트 측면 맞물림 표면을 추가로 포함한다.

몇몇 실시예들에서, 지지 보스는 예를 들어 고정 부재가 체결될 때 공구 본체의 상부 표면과 견고하게 맞물리도록 상단 클램프의 저부 표면의 제2 후방 코너로부터 하방으로 돌출할 수 있다. 지지 보스와 상부 표면 사이의 맞물림은 상단 클램프에 의해 인가된 클램핑력을 절삭 인서트를 향하여 지향하여, 인서트 포켓에서 증가된 절삭 인서트의 견고한 고정을 초래한다. 체결된 위치에서, 상단 클램프는 활주 표면과 지지 보스를 통해 절삭 공구 본체와 독점적으로 맞물릴 수 있다.

또한, 체결된 위치에서, 절삭 인서트는, 예를 들어, 인서트 포켓 내의 절삭 인서트의 위치를 과도하게 구속하지 않으면서, 절삭 인서트와 인서트 포켓 사이의 견고한 맞물림을 제공하도록 세 개의 개별 중간 표면들의 세 개의 이격된 맞물림 영역들 내의 인서트 포켓과 맞물린다.

몇몇 실시예들에서, 가상 평면은 상단 클램프를 통해 연장하고, 상단 맞물림 표면을 관통하고, 관통 보어의 중앙 축을 포함한다. 상단 클램프의 비대칭형 구성으로 인하여, 단일 활주 표면은 가상 평면의 일 측면 상에 전체로 위치되고, 지지 보스 및 인서트 측면 맞물림 표면은 그 대향 측면 상에 전체로 위치된다.

몇몇 실시예들에서, 절삭 인서트의 기하학적 형상은 절삭 인서트의 본체가 절삭 인서트의 절삭 영역 또는 절삭 팁에 대하여 체적에서 비교적 작게 되도록 유리하게 초래한다. 따라서, 본 발명에 따른 절삭 인서트는 예를 들어 단일 일체형 구성을 갖고 초경 재료로 이루어지도록 형성될 수 있고, 여기서 재료는 절삭 인서트의 본체의 형성에 "소모(wasted)"되지 않으며, 예를 들어 절삭 작업에서 직접 포함되지 않는다. 그러므로, 절삭 인서트는, 제작시에 상대적으로 저렴하고, 예를 들어, 단단한 금속 또는 초합금의 절삭과 같은 넓은 범위의 절삭 작업들을 적절하게 수행하기 위해, 원하는 절삭 능력들을 제공한다. 또한, 본 발명은 절삭 공구 홀더에서 본 발명의 절삭 인서트를 고정하기 위한 향상된 고정 수단을 제공한다.

본 발명의 더 나은 이해를 위해서 그리고 어떻게 이와 같은 것이 실제로 실행될 수 있는지를 보여주기 위해서, 이제 수반하는 도면들을 참조하여 이루어질 것이다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 절삭 공구 홀더 내에 절삭 인서트를 고정하기 위해 상단 클램프를 포함하는, 절삭공구의 전방 단부의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 도 1의 절삭 공구의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 도 1의 절삭 공구의 다른 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 상단 클램프의 저부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 도 1의 절삭 공구의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 도 1의 절삭 인서트의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른, 절삭 인서트의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 도 1의 절삭 인서트의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 절삭 인서트의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 절삭 인서트의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 절삭 인서트의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 절삭 인서트의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 도 5에서 선 XIII-XIII를 따라 취한 도 5에 도시된 절삭 공구의 단면도이다.
예시들의 단순성 및 명료성을 위해, 도면들에서 도시된 요소들은 필수적으로 정확하게 또는 축척으로 도시되지 않았다. 예를 들어, 몇몇 요소들의 치수들은 명료성을 위해 다른 요소들에 대해 과장될 수 있거나, 혹은 여러 개의 물리적인 구성요소들이 하나의 기능적 블록 또는 요소 내에 포함될 수 있다. 또한, 적절하게 고려된 참조 부호들이 대응하거나 유사한 요소들을 지칭하도록 도면들에서 반복될 수 있다.

이하의 기술에서, 본 발명의 다양한 태양들이 기술될 것이다. 설명을 목적으로, 특정한 구성 및 상세함이 본 발명의 전반적인 이해를 제공하기 위해서 개시되어 있다. 그러나, 본 발명이 본 명세서에서 제공된 특정한 상세함이 없이 실시될 수 있다는 것을 당업자에게는 또한 명백할 것이다. 또한, 본 발명을 불명료하게 하지 않기 위해서 공지된 특징부들이 생략되거나 단순화될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 도면들이 선삭 공구를 도시하지만, 본 발명은 이러한 태양에 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 다른 절삭 공구들, 예를 들어, 본 명세서에 해제가능하게 보유된 하나 이상의 절삭 인서트를 갖는 밀링 공구 또는 다른 금속 절삭 공구들을 언급할 수 있다.

도 1 내지 도 13은 본 발명의 복수의 실시예들에 따른 절삭 공구(10) 및 복수의 부품들, 구성요소들 및 그 단면들을 도시하여 참조가 이루어진다.

몇몇 실시예들에서, 절삭 공구(10)는 절삭 공구 본체(14) 및 절삭 인서트 클램프(16)[이후에 "상단 클램프(16)"로서 지칭됨]를 갖는 절삭 공구 홀더(12)를 포함한다. 상단 클램프(16)는 고정 부재(18), 예를 들어, 도 2에서 도시된 바와 같이 그 각각의 단부에서 두 개의 대향 나사부들을 갖는 나사 또는 다른 적절한 고정 수단을 이용하여 절삭 공구 본체(14)에 부착된다. 절삭 공구(10)는 전방 단부(19) 및 후방 단부(21)를 갖는다. 절삭 공구 본체(14)는 전방 단부(19)에서 형성된 인서트 포켓(20)을 포함하고, 인서트 포켓(20)은 내부에 해제가능하게 보유된 절삭 인서트(22)를 갖는다. 상단 클램프(16)는 예를 들어 이하에서 상세하게 기술되는 바와 같이 인서트 포켓(20) 내에 절삭 인서트(22)를 고정한다.

몇몇 실시예에서, 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(22)는 절삭 인서트의 단부 대 단부 방향을 한정하는 종방향 축(L)을 갖는 인덱스 가능한 양면, 양단형 절삭 인서트이다. 절삭 인서트(22)는 각각 동일한 상단 및 저부 표면들(24', 24")을 갖는다. 각각의 상단 및 저부 표면은 인서트(22)의 대향 절삭 단부(31)들에서 형성된 적어도 두 개의 이격된 레이크 표면들(25)을 포함한다. 절삭 인서트(22)는 상단 및 저부 표면들(24', 24") 사이에서 연장하는 주연 표면(26)을 추가로 포함한다. 상단 및 저부 표면들(24', 24") 및 주연 표면(26)은 구멍이 없으며, 즉 절삭 인서트(22)는 나사, 핀 또는 레버와 같은 클램핑 구성요소를 내부에 수용하기 위하여 임의의 클램핑 보어를 포함하지 않아서, 임의의 이러한 클램핑 보어가 존재하지 않게 된다.

몇몇 실시예에서, 절삭 인서트(22)는 단일의 일체형 구성을 갖고, 초경 재료, 예를 들어, 입방정계 질화 붕소(CBN) 또는 다결정질 다이아몬드(PCD)와 같은 초연마 재료로 형성된다. 절삭 인서트(22)는 예를 들어 방전 기계가공 방법 또는 다른 방법들을 이용하여 초연마 재료의 더 큰 평면형 디스크로 절단되거나 또는 기계 가공될 수 있다.

절삭 인서트(22)는 네 개의 절삭 코너(28)들, 예를 들어, 각각의 레이크 표면(25)과 관련된 하나의 절삭 코너(28)를 각각 가질 수 있다. 따라서, 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(22)는 제1 축(T₁)을 중심으로 180도 인덱스 가능하고 제2 축(T₂)을 중심으로 180도 인덱스 가능하다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 레이크 표면(25)들은 레이크 표면들 상에 형성된 하나 이상의 홈(30)을 포함할 수 있고, 각각의 홈(30)은 각각의 절삭 코너(28)와 관련된다. 홈(30)들은 절삭 작업 동안 칩 유동을 조절하기 위하여 칩 포머(chip former)로서 기능할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 절삭 인서트(22)는 제1 중간 평면(M₁)에 대하여 거울면 대칭이고, 제1 중간 평면(M₁)은 절삭 인서트(22)를 통해 종방향으로 연장하고, 종방향 축(L)을 포함하고, 상단 및 저부 표면들(24', 24")을 통해 연장하고, 절삭 코너(28)를 통과한다. 몇몇 실시예에서, 절삭 인서트(22)는 상단 및 저부 표면들(24', 24")을 통해 연장하고 제1 중간 평면(M₁)에 직교하고, 제1 및 제2 축들(T₁ 및 T₂)을 포함하는 제2 중간 평면(M₁)을 포함한다. 이들 실시예들에서, 절삭 인서트(22)는 예를 들어 도 8 내지 도 12에서 도시된 바와 같이 제2 중간 평면(M₂)에 대하여 또한 거울면 대칭이다.

몇몇 실시예들에서, 주연 표면(26)은 제1 중간 평면(M₁)에 대하여 거울면 대칭형으로 위치되고, 예를 들어 상단 및 저부 표면들에 더하여 두 개의 중앙 표면들(32)을 통해 연장하는 제2 중간 평면(M₂)에 의해 반으로 나누어진 두 개의 중앙 표면(32)들을 포함한다. 중앙 표면들(32)은 평면형일 수 있고, 이에 따라 서로 평행하거나 다른 적절한 형상을 가정할 수 있다. 주연 표면(26)은 네 개의 중간 표면(34)을 추가로 포함하며, 각각의 중간 표면(34)은 제1 중간 평면(M₁)으로부터 멀어지는 방향으로 각각의 중앙 표면(32)의 각각의 단부로부터 연장한다. 몇몇 실시예들에서, 도 8 내지 도 10 및 도 12에서 도시된 바와 같이, 중간 표면(34)들은 제2 중간 평면(M₂)으로부터 또한 떨어져 각각의 중앙 표면(32)으로부터 연장한다. 다른 실시예들에서, 도 11에서 도시된 바와 같이, 중간 표면(34)들은 제2 중간 평면(M₂)을 향하여 각각의 중앙 표면(32)으로부터 연장한다. 중앙 표면(32)들 및 중간 표면(34)들은 상단 및 저부 표면(24', 24")에 대체로 직교할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 주연 표면(26)은 네 개의 단부 표면들(36)을 추가로 포함하고, 단부 표면들(36)은 제1 중간 평면(M₁)을 향하여 각각의 중간 표면(34)으로부터 연장하고, 거기서 각각의 절삭 코너(28)들을 형성한다. 다른 실시예들에서, 주연 표면들(26)은 두 개의 단부 표면들, 예를 들어, 제2 중간 평면(M₂)에 대하여 절삭 인서트(22)의 대향 측면들 상에 위치되고 예를 들어 도 9에 도시된 바와 같이 두 개의 각각의 중간 표면들(34) 사이에서 연장하는 두 개의 만곡된 단부 표면들(36)을 대안적으로 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 주연 표면(26)은 다른 단부 표면들을 포함할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상단 클램프(16)는 예를 들어 평면도에서 보는 바와 같이 대체로 삼각형 형상을 갖는다. 상단 클램프(16)는 절삭 공구 본체(14)의 상부 표면(40)과 면하는, 평면형일 수 있는, 저부 표면(38)을 포함한다. 상단 클램프(16)는, 고정된 위치에서, 예를 들어, 상단 클램프(16)가 아래에서 상세하게 기술된 바와 같이 두 개의 맞물림 영역들에서 절삭 인서트(22)와 독점적으로 맞물리도록 대체로 비대칭형 구조를 갖는다.

상단 클램프(16)는 저부 표면(38)의 전방부(75) 상에 위치되고 그로부터 아래로 돌출하는 맞물림 부재(41)를 포함하고, 맞물림 부재(41)는 상단 표면(24') 상에 형성되는 그의 상단 맞물림 영역(44)에서 절삭 인서트(22)와 맞물리기 위하여 상단 맞물림 표면(42)을 포함한다. 상단 맞물림 표면(42)은 저부 표면(38)에 대하여 하강되고, 대체로 평면형일 수 있으며, 예를 들어, 저부 표면(38)에 대체로 평행하게 연장하거나 절삭 인서트의 상단 표면(24')과 맞물리기 위해 다른 적절한 형상을 가정할 수 있다.

상단 클램프(16)는, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 중간 표면(34)의 측면 중간 표면(34') 상에 형성된 측면 맞물림 영역(48)에서 절삭 인서트(22)와 맞물리도록 저부 표면(38)의 전방부(75)로부터 대체로 직교 하방으로 또한 연장하는 인서트 측면 맞물림 표면(46)을 추가로 포함한다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 측면 중간 표면(34')은 인서트 측면 맞물림 표면(46)과만 맞물리고 인서트 포켓(20)과 맞물리지 않는다.

몇몇 실시예들에서, 인서트 포켓(20) 및 절삭 인서트(22)는 적어도 부분적으로 상호보완하여 형상화된다. 인서트 포켓(20)은 절삭 인서트(22)의 주연 표면(26)과 맞물리기 위하여 내부에 형성된 세 개의 이격된 포켓 벽들(50)을 포함한다. 고정된 위치에서, 예를 들어, 중간 표면(34)의 세 개의 포켓 중간 표면(34")은, 예를 들어, 도 3, 도 5 및 도 13에서 도시된 바와 같이, 세 개의 포켓 중간 표면(34")의 세 개의 포켓 맞물림 영역(52)에서 세 개의 포켓 벽들(50)과 각각 맞물린다. 따라서, 고정된 위치에서, 주연 표면(26)은 세 개의 이격된 포켓 맞물림 영역(52)에서 인서트 포켓(20)과 맞물리고, 몇몇 실시예들에서, 예를 들어 절삭 인서트(22) 및 인서트 포켓(20)의 기하학적 형상으로 인하여, 세 개의 포켓 맞물림 영역(52) 중 두 개가 동일 평면상에 있지 않다. 이것은 인서트 포켓(20)에서 절삭 인서트(22)의 견고한 고정(solid securing)을 제공한다.

상단, 측면 및 포켓 맞물림 영역들(44, 48 및 52)은 각각 대체로 타원형 형상을 갖도록 본 명세서에서 몇몇 도면들에서 도시되어 있다. 이러한 형상은 단지 예시의 목적을 위해 선택되었고, 맞물림 영역들(44, 48 및 52)은 이러한 실시형태에 제한되지 않는다. 예를 들어, 맞물림 영역들(44, 48 및 52)의 예시는 절삭 인서트(22)의 표면들 상에 형성된 임의의 물리적 구조를 언급하지 않을 수 있고 그와 관련된 표면들 사이에서의 맞물림의 각각의 영역들의 위치들을 지칭하도록만 사용된다. 또한, 절삭 인서트(22) 상의 맞물림 영역들(44, 48 및 52)은, 예를 들어, 각각의 관련된 맞물림 표면들의 특정한 기하학적 형상들에 기초한 임의의 편리한 형상을 각각 가정할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 저부 표면(24")은 인서트 포켓(20)의 지지 표면(54)과 맞물린다. 지지 표면(54)은 저부 표면(24")과 맞물리지 않는 중앙 리세스(56)를 포함할 수 있고, 이에 의해 저부 표면(24")은 예를 들어 절삭 인서트(22)와 인서트 포켓(20) 사이에서 과도한 구속 맞물림을 회피하기 위해서 지지 표면(54)의 외부 표면(58)과만 맞물린다.

상단 클램프(16)는 관통 보어(60), 예를 들어, 상단 클램프(16)의 대체로 중앙 부분에 형성되고, 본 명세서에서 고정 부재(18)를 수용하도록, 상단 클램프(16)의 클램프 상부 표면(62)까지 그리고 저부 표면(38)으로 개방되는 나사형 관통 보어를 추가로 포함한다. 상단 클램프를 통해 연장하는 가상 평면(P)은 상단 맞물림 표면(42)을 관통하고 관통 보어(60)의 중앙 축(A)을 포함한다.

몇몇 실시예들에서, 상단 클램프(16)는 하나의 방향(D)으로, 즉, 가상 평면(P)으로부터 멀어지는 방향, 후방 및 하방으로, 예를 들어, 도 3, 도 5 및 도 13에서 도시된 방향(D)으로, 저부 표면(38)의 제1 후방 코너(66)로부터 경사지게 연장하는 단일 활주 표면(64)을 포함한다. 절삭 공구 본체의 경사 표면(68)은, 활주 표면(64)에 상보적으로 형상화되고, 활주 표면(64)에 면하고, 실질적으로 그 아래에서 위치되고, 상부 표면(40)으로부터 방향(D)으로 경사진다. 이에 의해, 고정 부재(18)의 체결은 방향(D)으로, 경사 표면(68)에 대한 활주 표면(64)의 활주를 초래한다. 이러한 방향에서 활주 표면(64)의 활주는 각각 상단 및 측면 맞물림 영역들(44 및 48)을 통해 절삭 인서트(22)에 대한 상단 클램프(16)의 체결을 초래하고, 이에 따라 포켓 맞물림 영역들(52)을 통해 인서트 포켓(20)에 절삭 인서트(22)의 체결을 초래한다.

몇몇 실시예들에서, 상단 클램프(16)는 절삭 공구 본체(14)의 상부 표면(40)과 견고하게 맞물리도록 저부 표면(38)의 제2 후방 코너(72)로부터 하방으로 돌출하는 지지 보스(70)를 포함한다. 상단 클램프(16)의 비대칭 구조로 인하여, 단일 활주 표면(64)은 가상 평면(P)의 일 측면 상에 전체로 위치되고, 지지 보스(70) 및 인서트 측면 맞물림 표면(46)은 그 대향 측면 상에 전체로 위치된다.

고정 부재(18)를 체결할 때, 예를 들어, 지지 보스(70)와 상부 표면(40) 사이의 맞물림은 상단 클램프의 저부 표면(38)의 전방부(75)를 향하여 상단 클램프(16)에 의해 인가된 클램핑력이 지향되고, 여기서 상단 맞물림 표면(42)이 절삭 인서트(22)의 상단 맞물림 영역(44)에 접한다. 이것은, 예를 들어, 지지 보스(70)와 상부 표면(40) 사이의 맞물림이 상부 표면(40)에서 상단 클램프(16) 상의 상방 수직력(normal force)을 가하도록 초래하기 때문이다. 고정 부재(18) 및 가상 평면(P)의 대향 측면 상의 활주 표면(64)과 지지 보스(70)의 배열로 인하여, 인가된 수직력이 상단 클램프(16)가 절삭 인서트(22)를 방향(D)으로 점차적으로 가압하게 한다.

몇몇 실시예들에서, 상단 클램프(16)는 저부 표면(38)으로부터 아래로 연장하고 절삭 공구 본체(14) 내에 형성된 대응 보어(76) 내로 수용되는 샤프트(74), 예를 들어, 원통형 샤프트를 추가로 포함할 수 있다. 샤프트(74)는, 예를 들어 저부 표면(38)으로부터 하방으로 연장하는 다른 구성요소보다 더 많이, 저부 표면(38)으로부터 하방으로 돌출할 수 있다. 샤프트(74)는, 예를 들어 절삭 인서트(22)를 인덱스 하거나 교체한 이후에, 예를 들어 절삭 공구 본체(14)에 대하여 특정한 방향 및 배향에서의 위치로 상단 클램프(16)를 안내한다. 보어(76)는 샤프트(74)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다. 이에 의해, 고정된 위치에서, 샤프트(76)는 절삭 인서트(22)의 고정에 관련되지 않는다.

본 발명이 하나 이상의 특정한 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 기술은 전체적으로 예시되도록 의도되고 도시된 실시예들에 제한으로서 구성되지 않는다. 당업자라면, 본 명세서에서 구체적으로 도시되어 있지 않지만 그럼에도 불구하고 본 발명의 범위 내에 있는 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (16)

1. 절삭 공구 홀더이며,
   내부에 절삭 인서트를 해제가능하게 수용하기 위해 절삭 공구 본체의 전방 단부에서 형성된 인서트 포켓, 상부 표면 및 경사 표면을 갖는 절삭 공구 본체와;
   인서트 포켓 내에 절삭 인서트를 고정하기 위해 절삭 공구 본체에 해제가능하게 연결된 상단 클램프를 포함하고, 상기 상단 클램프는,
   절삭 공구 본체에 상단 클램프를 고정하도록 내부에 고정 부재를 수용하기 위한 관통 보어로서, 중앙 축을 갖는 관통 보어와,
   전방부, 제1 후방 코너 및 제2 후방 코너를 갖는 저부 표면과,
   공구 본체의 경사 표면과 활주 가능하게 맞물리기 위해, 제1 후방 코너에 형성된 경사진 활주 표면과,
   절삭 인서트의 상단 표면과 맞물리기 위해, 전방부에서 형성된 상단 맞물림 표면과,
   절삭 인서트의 주연 표면과 맞물리기 위해, 전방부에서 하방으로 연장하는 인서트-측면 맞물림 표면과,
   공구 본체의 상부 표면과 맞물리고 클램핑 힘을 전방부로 지향시키기 위해, 제2 후방 코너로부터 하방으로 돌출하는 지지 보스를 포함하는 상단 클램프와;
   상단 클램프를 통해 연장하고, 상단 맞물림 표면을 관통하고, 관통 보어의 중앙 축을 포함하는 가상 평면(P)으로서, 활주 표면이 가상 평면(P)의 일 측면 상에 전체로 위치되고, 상기 지지 보스 및 상기 상단 맞물림 표면이 가상 평면(P)의 대향 측면 상에 전체로 위치되도록 상단 클램프를 분할하는 가상 평면(P)을 포함하는
   절삭 공구 홀더.
2. 제1항에 있어서,
   상단 클램프의 저부 표면으로부터 하방으로 연장하는 샤프트와,
   절삭 공구 본체 내에 형성된 보어를 더 포함하며,
   상기 샤프트는 상기 보어 내에 수용되는
   절삭 공구 홀더.
3. 절삭 공구이며,
   절삭 공부 본체의 전방 단부에서 형성된 인서트 포켓을 갖는 절삭 공구 본체와,
   인서트 포켓 내에 해제가능하게 보유되고, 두 개의 실질적으로 동일한 상단 및 저부 표면들과 그 사이에 연장하는 주연 표면을 포함하고, 클램핑 보어가 없는 절삭 인서트와,
   인서트 포켓 내에 절삭 인서트를 고정하고, 절삭 공구 본체에 상단 클램프를 고정하는 고정 부재에 의해 점유되는 관통 보어 및 저부 표면을 갖는 상단 클램프를 포함하며, 상기 관통 보어는 중앙 축을 갖고,
   상기 상단 클램프는 절삭 인서트의 상단 표면 상에 형성된 상단 맞물림 영역과 절삭 인서트의 주연 표면 상에 형성된 측면 맞물림 영역에서만 절삭 인서트와 접촉하는
   절삭 공구.
4. 제3항에 있어서,
   절삭 인서트의 주연 측면 표면은 네 개의 중간 표면들을 포함하고,
   측면 맞물림 영역은 주연 표면의 제1 중간 표면 상에 형성되고,
   주연 표면의 세 개의 다른 중간 표면들은, 그 세 개의 각각의 포켓 맞물림 영역들에서, 인서트 포켓의 세 개의 각각의 포켓 벽들과 맞물리고,
   세 개의 포켓 맞물림 영역들 중 두 개가 동일 평면상에 있지 않은
   절삭 공구.
5. 제3항에 있어서,
   상단 클램프의 저부 표면으로부터 하방으로 연장하는 샤프트와,
   절삭 공구 본체 내에 형성된 보어를 더 포함하고,
   상기 샤프트는 상기 절삭 공구 본체 내에 형성된 보어 내로 수용되는
   절삭 공구.
6. 제3항에 있어서,
   상단 클램프는, 상단 클램프의 제1 후방 코너 내에 위치된 활주 표면과, 상단 클램프의 제2 후방 코너 내에 위치된 지지 보스에서만,
   절삭 공구 본체와 접촉하는
   절삭 공구.
7. 제6항에 있어서,
   상단 클램프의 저부 표면은 전방부를 갖고,
   상기 전방부에서 형성된 상단 맞물림 표면이 절삭 인서트의 상단 맞물림 영역과 맞물리며,
   상단 클램프를 통해 연장하고, 상단 맞물림 표면을 관통하고, 관통 보어의 중앙 축을 포함하는 가상 평면(P)은, 활주 표면이 가상 평면(P)의 일 측면 상에 전체로 위치되고, 상기 지지 보스 및 상기 상단 맞물림 표면이 가상 평면(P)의 대향 측면 상에 전체로 위치되도록, 상단 클램프를 분할하는
   절삭 공구.
   
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