KR101863145B1 - 정면 밀링 커터와 그 사용법 - Google Patents

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KR101863145B1
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Abstract

이 정면 밀링 커터(12)는 원주에 여러 개의 판 형태의 강철제 절삭 인서트(20)가 장착되어 있다. 강철제 절삭 인서트는 절삭 홀더(16)의 포켓(18) 기준 피치원에 놓이게 되며, 밀링 커터의 작업면(26)을 위해 사용되는 설치각(Kr)이 90° 이하인 주절삭날(24)을 지닌다. 내용년수가 좋은 경우 최대 가공성능을 확보하기 위해서 설치각(Kr)은 10°~30° 사이를 유지한다. 설치각을 15°~25°로 설정하면 주절삭날(24)은 동시에 약간 볼록한 형태를 이룬다. 주절삭날(24)은 0.5~1.5mm의 이행 곡선(R30)을 거쳐 부절삭날(32)을 지난다. 축 방향 레이크각(γa)은 20°~30°, 바람직하게는 23°~27° 범위에 놓인다. 더욱 이로운 사용을 위해 경사각(γr)은 -6°~-10°, 가장 바람직하게는 -7°~-9°로 설정한다.

Description

정면 밀링 커터와 그 사용법{FACE MILLER AND USE THEREOF}
본 발명은 청구항 1의 전문에 따라 원주에 여러 개의 판 형태의 강철제 절삭 인서트가 장착된 정면 밀링 커터에 관한 것이다.
이러한 종류의 정면 밀링 커터는 흔히 절삭 인서트가 초경합금, 세라믹스(서멧) 또는 다결정 다이아몬드(PKD)로 된 밀링 헤드(주축두)로 이뤄진다. 본래 플라이 커터의 경우 절삭판은 주절삭날이 약 75°의 밀링 커터 축이 놓인 면의 계획면으로 진행할 수 있도록 설치각을 75°가 되도록 설정된다. 이때 밀링 커터의 축은 워크 피스 표면의 수직에 놓이며, 공구의 정면에 놓인 부절삭날은 가공된 면을 생산해낸다.
다른 절삭 공구들과 마찬가지로 도입부에서 설명한 종류의 혁신적으로 발전한 정면 밀링 커터는 공구수명을 높이는 동시에 절삭 속도도 높여주며, 매우 높은 절삭성능으로 작업면의 품질도 향상해준다. 여기에 또 다른 의미에서 고성능 밀링 헤드를 공작기계에 연결하는 절삭기술이 사용된다. 현대 주축(HSK)의 절삭점은 작업직경 100mm 이상의 밀링 헤드가 안정적으로 그리고 높은 동심도로 공작기계 축에 연결할 수 있게 해주며, 1,000m/min의 속도에서도 질 높은 가공 표면의 가공을 가능케 한다. 이때 축의 회전 수는 1,0000 U/min에 이른다.
물론 도입부에서 설명한 종류의 정면 밀링 커터는 지속해서 상승하는 절삭 속도가 워크 피스에 닿는 절삭날로 인해 절삭력을 감소시켜, 밀링 커터의 심한 진동과 절삭 인서트의 정확성을 낮추는 문제를 일으킨다.
절삭성능 및 공구의 수명은 그러한 이유로 종종 만족스러운 수준을 유지하기 어렵다.
그러므로 이 발명은 정면 밀링 커터를 특히, 밀링 헤드를 청구항 1의 전문에 따라 긴 수명을 지닌 보다 높은 성능으로 가공 표면의 향상된 품질을 구현할 수 있도록 계속 발전시키는 것을 과제로 한다.
이러한 과제는 청구항 1의 특징을 지닌 정면 밀링 커터를 통해 해결된다.
우선 발명에 따라 설치각 Kr은 10°~30°, 바람직하게는 18°~22°가 되며, 동시에 주절삭날은 약간 볼록한 형태가 된다. 이러한 방식으로 절삭력은 훨씬 더 균등하게 분배되고, 소위 말해 작업하는 부품에 인장하중 및 압축하중을 가하지 않는 "중성 절삭"이 가능하다. 주절삭날의 변경된 진로를 통해 축에서 밀링 커터의 목표 가능한 절삭속도를 동시에 4,000m/min까지 높이는 최소 토크 수용을 이룬다.
주절삭날의 연장을 통해 절삭날의 추가적인 열 발생을 최소화하는 이점을 지니며, 발명에 따른 공구는 소위 말하는 건식가공(MMS)기술에 매우 적합하다. 설치각Kr을 발명에 따라 10°~30°로 설정함으로써 축의 직각 방향 안쪽에 놓인 작은 부분을 단순 절삭에 사용하는 반면, 주절삭날의 주요 부분을 거친 절삭날로 기능하게 하는 특수한 효과를 낸다.
단순 절삭 부분의 절삭능률이 명백히 떨어지기 때문에, 여기 발생하는 절삭력을 감소시킴으로써 가공 표면의 품질 향상이 가능해진다.
발명에 따라 추가로 주절삭날이 반경 0.5~1.5mm의 이행 곡선을 지나 부절삭날로 진행하도록 했다. 이를 통해 밀링 커터의 수명이 연장될 수 있다. 왜냐하면, 이러한 방식으로 이행 곡선의 반경이 단순절삭날의 중심에 놓이게 되기 때문이다. 축의 레이크각이 20°~30°, 특히 23°~27°를 이루면 정면 밀링 커터의 성능은 계속해서 향상된다. 이러한 구성을 통해 절삭날이 매우 좋은 위치에 놓이므로 열 발생은 점차 감소한다. 동시에 플라잉 칩(절삭분)은 절삭부분 밖으로 떨어진다.
주절삭날과 부절삭날 간 이행 곡선 반경의 선택은 아주 간단한 조치를 통해 칩 형성과 가공 워크 피스의 표면에 영향을 미친다. 사용되는 강철제 절삭 인서트는 고객의 희망과 사용조건에 따라 그에 적합한 이행 곡선 반경을 지닌다. 이때 이행 곡선 반경의 확대는 가공표면 품질의 향상을 가져온다.
또한, 설치각Kr도 가공표면의 품질에 영향을 미친다. 설치각Kr이 작아질수록 가공표면 품질의 향상을 가져온다. 그러므로 발명에 따른 이 공구는 공구 전체의 조립 변경 없이 이행 곡선 반경과 설치각Kr의 조정을 통해 고객의 희망에 따라 각각 주어진 분야에서 즉, 가공할 워크 피스의 표면 품질 향상을 위한 최적의 사용이 가능하다.
한편 청구항 1의 특징들의 조합은 이 공구의 개선된 가공성능을 통해 특히 알루미늄이나 알루미늄 합금을 작업할 경우 이송(feed)속도를 40m/분 까지 그리고 절삭속도를 4,000m/min까지 가능케 하고, 기하학적 매개변수의 단순한 변화를 통해 각각의 사용 목적에 적합하게 한다. 원의 직경이 아주 작거나 크면 공구의 조립은 유지될 수 있다. 발명에 따른 공구는 원의 직경 10~1,400mm의 범위에 적합하다.
발명에 따른 공구의 유리한 구성은 종속항의 대상이다.
주절삭날의 곡률반경이 80~120mm, 바람직하게는 90~110mm일 경우 주절삭날의 열응력이 감소하는 동시에 특히 효과적으로 절삭력을 줄일 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이러한 곡률반경은 기존의 기계로 재생 가능하며, 동일한 마모 확인을 통해 모든 강철제 절삭 인서트에 동일한 조건을 적용할 수 있다는 이점을 지닌다.
공구에 영향을 미치는 절삭-반응력은 청구항 3에 따라 -6°~-10°, 바람직하게는 -7 ~ -9°의 네거티브 경사각(radial rake angle)으로 작업할 경우보다 감소한다. 이를 통해 공구의 원활한 진행을 개선함으로써 절삭이 보다 부드럽고 균일하게 이뤄진다.
강철제 절삭 인서트와 관련하여 재료의 구성과 선택의 폭이 넓어진다. 다결정 다이아몬드 또는 소결체(CBN)으로 된 절삭판을 지닌 강철제 절삭 인서트는 특히 알루미늄이나 알루미늄 합금의 가공 시 최대 가공성능 즉, 이송 값을 이루는데 적합하다.
물론 인피드(Infeed)의 실질적인 수치는 각각 주어진 공구기계 및 축에 달려있다. 그럼에도 발명에 따른 정면 밀링 커터의 조립은 공구의 가공성능을 모든 재료에 맞게 현저하게 높일 수 있다.
강철제 절삭판이 사용되면 절삭모판에 고정이 쉬우며, 이때 접합, 납땜 또는 클램핑을 통해 고정 가능하다. 가장 좋은 절삭 조건은 절삭모판의 두께가 2.3~2.9mm이고 강철제 절삭판의 두께가 0.4~0.6mm일 경우이다.
기본적으로 밀링 헤드 포켓의 강철제 절삭 인서트는 분해 가능하도록 설치할 수 있다. 절삭 홀더 포켓의 강철제 절삭 인서트가 납땜 또는 접합되었을 때 공구의 성능이 향상된다. 이는 칩 제거나 가공성능에 이롭게 홈이 확대되기 때문이다.
절삭 카세트에 강철제 절삭 인서트를 결합하는 것도 가능하다. 그러고 나서 카세트는 밀링 헤드에 고정된다.
밀링 커터의 수명은 강철제 절삭 인서트의 적합한 코팅을 통해서 연장될 수 있다. 이때 코팅의 종류는 절삭되는 재료에 의해 결정된다. 코팅의 유용한 구성은 청구항 10의 대상이다.
도입부에서 이미 언급했듯이 발명에 따른 밀링 커터는 최대 가공성능 시 건식 가공에 적합하다. 이럴 때 밀링 커터를 청구항 11에 따라 구성하는 것이 좋다. 내부에 장착된 냉각로의 개구부를 통해 배출되는 고급 오일 방울의 압축공기로 된 MQL(최소량 윤활 가공)-용액은 윤활제 및 절삭에 사용되는 절삭날과 동시에 발생하는 칩의 냉각에 이용된다. 이러한 방식으로 공구의 성능이 향상될 수 있다.
여타 용이한 구성에 관한 사항들은 나머지 종속항의 대상이다.
이 발명의 실행 예는 도면을 통해 보다 자세히 설명된다:
도1은 밀링 헤드의 구성 시 정면 밀링 커터의 전면도;
도2는 정면 밀링 커터의 수직 방향에서 본 강철제 절삭 인서트의 확대 도면;
도3은 도2의 "111" 방향에서 본 강철제 절삭 인서트의 정면도;
도4는 밀링 커터 축과 수평으로 본 도2와 도3에 따른 강철제 절삭 인서트의 정면도;
도5는 정면 밀링 커터의 또 다른 실행 형태의 측면도;
도6은 도5에 따른 정면 밀링 커터의 정면도;
도7은 도5와 도6에 따른 정면 밀링 커터의 전면도;
도8은 도5의 부분"VIII"의 확대도;
도9는 도5의 "IX"에 따른 부분의 확대도; 및
도10은 네거티브 경사각 설정을 위한 밀링 커터 축과 관련된 강철제 절삭 인서트의 위치를 명확하게 하기 위한 도면.
도1에서 숫자 12는 정면 밀링 커터를 나타내며, 그것의 원통형 샤프트14에 밀링 헤드16이 장착되어있다. 밀링 헤드16은 포켓18에 각각 한 개의 강철제 절삭 인서트20를 수용한다. 이 경우 절삭 인서트는 같은 원판 위 또는 원에 미리 정해 놓은 간격을 두고 정렬된다. 공구의 고유 진동수와 관련된 진동성향을 줄이기 위해 밀링 커터의 분할이 균등하지 않으므로 각 나열 된 절삭 인서트20의 간격은 서로 차이가 있다.
이 공구는 정면 플라이 커터를 위해 사용되는 소위 말하는 플라이 커터를 내용으로 한다. 이러한 종류의 공구에서 밀링헤드의 직경은 작업하는 워크 피스 넓이의 1,3배가 되도록 한다.
도1에 따른 공구의 특징은 강철제 절삭 인서트20의 기하학 및 위치가 공구 회전축22을 위해 비교적 특별하게 결정된다는데 있다. 이것은 도2~도4를 통해 보다 자세히 설명된다.
도3에서 가장 잘 나타나듯이 주절삭날24은 밀링 커터 축22에 수직 방향으로 세워진 면에 정렬된다. 즉, 설치각Kr을 지닌 밀링 커터의 작업면26으로 진행한다. 이때 설치각은 10°~30°, 바람직하게는 15°~25°가 된다. 특히 이렇게 작은 설치각Kr은 이미 수치가 정해진 경우 주절삭날24이 비교적 긴 절삭 가공작업을 위해 사용 될 수 있도록 한다.
Figure 112012076772321-pct00001
이러한 방식으로 거친 절삭날28에 비교적 큰 단순절삭날30이 연결된 절삭작업이 가능하다.
이 정렬 방법의 특징은 단순히 공간의 위치에만 있는 것이 아니라 절삭 기하학에도 있다. 도3에서 잘 나타나듯이 주절삭날은 약간 볼록한 형태를 지닌다. 구체적인 경우 주절삭날24의 등치선은 적어도 최대 확장영역을 거쳐 80~120mm, 바람직하게는 90~110mm, 예를 들면 100mm인 곡률반경 R28의 원호를 따른다. 주절삭날24는 반경이 0.5~1.5mm 또는 1mm인 이행 곡선 R30을 지나 부절삭날32로 진행한다.
주절삭날24와 부절삭날32 사이의 이행 곡선 반경 R30을 통해 작업하는 워크 피스 표면의 칩 형성 및 표면 품질에 영향을 미친다. 고객의 희망 및 사용 조건에 따라 사용되는 강철제 절삭 인서트는 적합한 이행 곡선 반경을 지닌다. 표면 품질의 향상은 이행 곡선 반경 수치의 증가를 의미한다.
또한 설치각Kr도 표면 품질에 영향을 미칠 수 있다. 설치각Kr이 작아질 수록 MZ(도3 참조) 수치도 작아져 작업 표면의 품질 향상에 기여한다. 그러므로 이행 곡선 반경 및 설치각Kr의 조정을 통해 고객의 희망과 각각 주어진 작업 영역에서 원하는 품질에 맞게 공구의 조립변경 없이 발명에 따른 이 공구의 최적의 사용이 가능하다.
앞서 제시된 첫 번째 실행 예의 강철제 절삭 인서트의 경우 평면 강철제 절삭판36이 있는 절삭모판34을 내용으로 한다. 강철제-절삭판36은 다결정 다이아몬드(PKD) 또는 소결체(CBN)으로 만들어진다. 하지만 초경합금이나 서멧과 같은 재료들도 사용될 수 있다. 그러한 종류의 강철제 절삭판의 두께는 0.5mm가 선호된다.
절삭모판34에는 강철제 절삭 인서트20에 충분한 형태 유지력을 줄 수 있는 재료가 쓰인다. 절삭모판34의 재료로는 초경합금 또는 서멧 또는 세라믹이 선호된다. 하지만 여기에 알루미늄 또는 탄소섬유강화플라스틱이나 유리섬유강화플라스틱과 같은 다양한 재료가 사용될 수도 있다. 중요한 것은 절삭모판34이 밀링 헤드16의 포켓18 지지 면에 가능한 평면으로 지지할 수 있도록 해, 절삭 반응력이 믿을 수 있게 그리고 재료의 과잉변형 없이 작동하는 것이다.
도2 및 도4에서 강철제 절삭 인서트20의 위치는 공간으로 인식 가능하다. 도2에 따른 도면에서 강철제 절삭 인서트20는 주절삭날24 부분에서 축의 레이크각 γa이 20°~30°, 바람직하게는 23°~27°가 되는 38로 표시된 레이크면으로 정렬된다.
a 표시는 주절삭각과 부절삭각이 8°를 이루는데 용이하게 사용되는 자유각을 나타낸다. 정면 밀링 커터는 자유각(a)이 8°내지 12 °인 것이 바람직하다.
이러한 기하학과 강철제 절삭 인서트의 구성은 다양한 재료 특히 알루미늄이나 알루미늄 합금의 고속 절삭 시 개선된 절삭 조건을 제공한다. 작업면 26과 최소한의 설치각Kr을 이루는 볼록한 주절삭날24과 연결된 비교적 큰 축의 레이크각 γa로 인해 높은 절삭성능이 요구되는 경우에도 최소한의 열 발생과 플라잉 칩이 절삭영역 밖으로 떨어지게 하는 좋은 절삭조건을 제공한다.
이때 축의 직각방향으로 연장된 주절삭날24은 거친 절삭날이 되고, 거기에 연결된 축의 직각방향으로 내장된 절삭부30는 단순 절삭날로 사용된다. 매우 균일한 절삭력을 통한 개선된 절삭조건으로 인해 절삭 인서트가 절삭되는 재료들에 닿을 때 기존의 밀링 커터들의 경우와 다르게 이 절삭 인서트에는 최대 절삭력이 축적되지 않는다. 이로써 이 공구가 최대 가공성능으로 작업할 경우에도 보다 조용히 그리고 향상된 표면 품질의 생산이 가능하다는 것이다.
도4에서 볼 수 있듯이 강철제 절삭 인서트20가 네거티브 경사각을 지닌 회전축22이 있는 면에 고정될 경우 앞서 설명한 효과는 배가 될 것이다. 이러한 경사각은 -6°~ -10°, 바람직하게는 -7°~ -9°가 된다. 이러한 구성을 통해 밀링 커터의 절삭이 보다 유연해진다. 다시 말해서 이를 통해 절삭하는 부분에 인장하중 및 압축하중이 제외되는 소위 말하는 "중성 절단"이 가능하다. 동시에 축에 회전력의 감소도 이뤄지며, 주절삭날24의 연장을 통해 열 발생도 최소화된다.
도2~도4에 따른 기하학 및 위치 정렬을 지닌 정면 밀링 커터로 절삭속도를 4,000m/min까지 실현할 수 있음이 밝혀졌다. 이때 축의 회전 수는 1,000U/min 이상이 된다. 특히 알루미늄이나 알루미늄 합금이 가공될 경우 이송 속도는 40m/min이 된다.
앞서 설명한 방식에 따른 정면 밀링 커터의 강철제 절삭 인서트들의 구성과 정렬은 밀링 헤드가 충분히 안정적인 샤프트14와 함께 결합될 경우 특히 경제적인 효과를 지닌다.
이러한 샤프트14가 HSK-절삭점을 지나 기계 축이나 다른 시스템모듈에 연결되면, 위에서 제시한 범위의 최대 회전 속도에서 조차도 충분히 높은 동심도와 진동 안정성을 확보할 수 있다.
도1~도4에서는 정면 밀링 커터의 구성 핵심요소를 부각 시켜주는 또 다른 실행 예를 설명하고 있다. 그 다음으로 도5~도10에서는 정면 밀링 커터의 실험을 거친 또 다른 실행 예를 세부사항의 정확한 수치 보고를 통해 설명해준다. 위에서 설명한 실행 예들의 구성요소에 해당하는 요소들을 위해 이 실행 예의 설명에서는 반복을 피하기 위해 유사한 숫자를 사용한다. 하지만 그 앞에 "1"을 붙인다.
112로 표시된 정면 밀링 커터는 HSK-절삭점140을 지닌 샤프트114가 장착되어 있다. 116으로 표시된 밀링 헤드도 강철로 된 샤프트114와 마찬가지로 생산된다. 밀링 커터의 냉각-/윤활제 공급을 위한 내장된 냉각-/윤활로의 정렬은 점선142으로 표시된다. 이 내장형 냉각-/윤활로는 각 절삭날이 별도의 윤활-/냉각로를 갖도록 정렬된다. 그러므로 자세히 설명되지 않은 각 포켓118의 냉장된 냉각로142의 개구부는 이곳을 통해 배출되는 냉각-/윤활제가 열 분산 및 칩 제거를 위해 효과적으로 사용될 수 있게 정렬된다. 냉각-/윤활제로는 액화 윤활제가 사용될 수 있으며, 건식가공 또는 최소량 윤활 가공(MQL기술)에 사용되는 소위 말하는 MQL-용액도 사용될 수 있다. 이러한 MQL-용액은 50bar의 압력으로 압축된 공기로 아주 미세한 오일방울로 배출된다.
도6 및 도7에서 가장 잘 볼 수 있듯이 밀링 헤드116는 51.43°의 균일한 원주거리AU로 나열된 7개의 강철제 절삭 인서트120가 장착되어 있다.
강철제 절삭 인서트도 도1~도4와 관련해 설명 된 것과 마찬가지로 설치될 수 있다. 포켓118은 밀링 헤드116의 직선사용이 가능하도록 구성된다. 포켓118의 축 방향 확장은 H118로 표시된다. 직경 130mm의 밀링 헤드는 대략 25~30mm까지 확장된다.
강철제 절삭 인서트120는 밀링 헤드116에서 해당 절삭 인서트에 정렬된 포켓118의 여기서 자세히 설명되지 않은 지지면에 평면으로 지탱한다. 다결정 다이아몬드나 소결체로 된 강철덮개가 약 0.5mm의 두께를 갖는 반면에, 강철제 절삭 인서트120의 두께D120는 약 3mm가 된다. 이것의 두께는 D136으로 표시된다.
주절삭날124와 부절삭날132 사이의 절삭전환(도8 참조)은 S로 표시된다. 이러한 절삭에서 작은 이행 곡선 반경R130은 다시 0.5~1.5mm 사이에 놓인다. 거친 절삭날이 주절삭날124에서 형성되는 반면에 단순 절삭날은 이러한 이행 곡선 반경 R130에 놓인다. 거기서 주절삭날은 80~120mm, 바람직하게는 90~110mm의 곡률반경을 따른다.
강철제 절삭 인서트120의 평면 지지는 주절삭날의 밀링 헤드115에서 형성된 포켓의 해당 지지면에서 네거티브 경사각γr이 8°가 되도록 새로이 정렬된다. 도10에 따른 도면은 도10에서 선으로 나타낸 레이크면138의 평행선상의 광경을 나타낸다. 제시된 실행 예의 경우 이러한 도면에서 각γr은 8°이다.
도9에 따른 세부사항에서 보여지듯이 포켓118에서 형성된 지지면은 강철제 절삭 인서트120를 위해 레이크면138이 밀링커터의 축122으로 약 25°기울어지게 위치한다.
강철제 절삭 인서트120는 비교적 큰 축의 레이크각γa이 25°이고, 경사각γr은 8°가 되도록 정렬된다.
도5 및 도8에서 볼 수 있듯이 주절삭날124은 밀링 커터 축122에 수직으로 세워진 작업면에 다시금 10°~30°의 아주 작은 각Kr 아래에 위치한다. 이러한 구성을 통해 다음과 같은 기능들이 가능해진다:
주절삭날들은 주절삭날124와 부절삭날132 사이의 정점S를 통해 앞서 절삭을 실행합니다. 작은 각Kr 아래의 작업면EN으로 주절삭날이124 기울어짐으로써 비교적 큰 축방향 레이크각γa 아래의 축에 위치한 강철제 절삭 인서트와 연결가능하고 네거티브 경사각γr과 연결 된 주절삭날124의 볼록한 구성은 최소한의 절삭력을 산출하며, 동시에 4,000m/min의 높은 절삭속도에서도 절삭날의 통제 가능한 열응력과 같은 절삭조건을 제공한다. 내장된 냉각-/윤활로를 위한 개구부의 적합한 위치와 방향으로 연결된 포켓118의 개방된 구성을 통해 절삭날의 열응력은 계속해서 감소한다. 이때 절삭속도 및 공구의 가공성능은 더욱 향상된다.
앞의 설명에 따라 조립하고 구성한 공구는 기본적인 조립의 변경 없이 아주 다양한 직경을 지닌다. 주절삭날이 위치하게 되는 공구들은 직경 10~1400mm로 생산되고 다양한 표면의 가공을 위해 성공적으로 사용된다.
발명의 기본원리를 벗어나지 않고도 제시된 실행 예들은 편차를 지닐 수 있다. 그러므로 초경합금이나 서멧과 같은 다른 강철제들이 사용될 수 있으며 이것은 또한 절삭모판의 재료 선택에도 동일하게 적용된다.
절삭모판은 강철, 초경합금, 알루미늄, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 및 유리섬유강화플라스틱(GRP)으로 생산 가능하다. 두께도 또한 2.5mm에 제한되지 않는다. 두께는 절삭판의 강도에 따라 변경되고 결정된다.
강철제 절삭판이 반드시 전체 절삭모판을 덮을 필요는 없다. 주절삭날 및 부절삭날 부분까지만 확장하는 절삭판을 사용하는 것도 가능하다. 강철제 절삭판의 기하학 또한 칩 브레이커 기능을 충족시킬 수 있는 형태로 변경 가능하다.
강철제 절삭 인서트를 최소 부분적 마모의 감소가 가능한 코팅을 하는 것도 마찬가지로 가능하다. 코팅은 TiN, TiAIN, AlTiN, AICrN 또는 AI203을 베이스로 한 하드코딩으로 이뤄진다. 이러한 코팅은 개별-, 합성- 또는 다층코팅으로 형성될 수 있다. 또한 비정질 탄소층 즉, VDI-권장가이드 VDI3824 섹션1-4 및 VDI-권장가이드 2840:2004에 따른 DLC층으로도 코팅 가능하다. 또한 부드러운 WC/C 또는 MoS2-층으로 된 소프트 보호층으로 코팅도 가능하다.
밀링 헤드 포켓의 강철제 절삭 인서트의 직접적인 통합 대신 이것들을 밀링 헤드의 카세트 쪽에 고정 및 조립 가능하도록 설치할 수도 있다.
발명에 따른 밀링 커터의 주요 사용영역은 알루미늄 및 알루미늄 합금의 마모작업 및 표면 가공작업이다. 이때 절삭속도는 4,000mm/min까지 실현 가능하다.
제시된 실행 예들에서 강철제 절삭 인서트20 및 120은 원주에 걸쳐 일정한 간격으로 정렬한다. 하지만 일정치 않은 간격으로 정렬하는 것도 가능하다. 다시 말해 서로 나란히 정렬된 강철제 절삭 인서트들의 마주 보는 원주거리AU가 공구의 고유진동을 계속 감소할 수 있도록 다양하게 구성될 수 있다는 것이다.
이로써 이 발명은 원주에 여러 개의 판 형태의 강철제 절삭 인서트가 장착되어 있는 정면 밀링 커터를 생산한다. 강철제 절삭 인서트는 절삭 홀더의 포켓 기준 피치원에 놓이게 되며, 밀링 커터의 작업면을 위해 사용되는 설치각이 90° 이하인 주절삭날을 지닌다. 내용년수가 좋은 경우 최대 가공성능을 확보하기 위해 설치각Kr은 10°~30° 사이를 유지한다. 설치각을 15°~25°로 설정할 경우 주절삭날은 동시에 약간 볼록한 형태를 이룬다. 주절삭날은 0.5~1.5mm의 이행 곡선을 거쳐 부절삭날을 지난다. 축방향 레이크각γa은 20°~30°, 바람직하게는 23°~27° 범위에 놓인다. 보다 이로운 사용을 위해 경사각γr은 -6°~ -10°, 가장 바람직하게는 -7°~ -9°로 설정한다.

Claims (18)

  1. 원으로 놓인 절삭 홀더(16; 116)의 포켓(18; 118)에 결합하며, 원주에 여러 개의 판 형태 강철제 절삭 인서트(20; 120)가 장착되어 있고, 밀링 커터의 작업면(26;EN)을 위해 사용되는 설치각(Kr)이 90°이하인 주절삭날(24; 124)을 지닌 정면 밀링 커터로서,
    설치각(Kr)은 10°내지 30°이고,
    주절삭날은(24; 124) 약간 볼록한 형상을 지니고,
    주절삭날(24; 124)은 반경 0.5 내지 1.5mm의 이행 곡선(R30; R130)을 통해 부절삭날(32; 132)로 진행하며,
    주절삭날(24; 124)의 축 방향 레이크각(γa)은 20°내지 30°인,
    정면 밀링 커터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주절삭날(24; 124)은 곡률반경(R28; R128)이 80 내지 120mm인 원호를 따르는, 정면 밀링 커터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 주절삭날(24; 124)의 경사각(γr)이 -6°내지 -10°인, 정면 밀링 커터.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 정면 밀링 커터는 자유각(a)이 8°내지 12 °인, 정면 밀링 커터.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 강철제 절삭 인서트(20; 120)가 최소한 절삭날(24, 32; 124, 132)를 포함하는 다결정 다이아몬드(PKD) 또는 소결체(CBN)로 된 두께(D36; D136) 0.4 내지 0.6mm의 절삭판(36; 136)을 갖는, 정면 밀링 커터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절삭판(36; 136)이 강철, 초경합금, 알루미늄, 탄소섬유강화플라스틱 및 유리섬유강화플라스틱과 같은 재료들로 이뤄진 두께 2.3 내지 2.9mm의 절삭모판(34)에 고정되는, 정면 밀링 커터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 절삭판(36; 136)을 절삭모판(34)에 접합하거나 납땜할 수 있는, 정면 밀링 커터.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 강철제 절삭 인서트(20; 120)가 절삭홀더(16; 116)의 포켓(18; 118)에 납땜, 클램핑 또는 접합되는, 정면 밀링 커터.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 강철제 절삭 인서트(20; 120)가 서로 불규칙한 원주간격(AU)으로 정렬되는, 정면 밀링 커터.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 강철제 절삭 인서트(20; 120)를 최소한 부분적 마모의 감소가 가능한 TiN, TiAIN, AlTiN, AICrN 또는 AI203을 베이스로 한 하드코딩 재료를 사용하여, 개별적-, 합성- 또는 다층코팅이나 최소 마찰계수(VDI-권장가이드 VDI3824 섹션1-4 및 VDI-권장가이드 2840:2004)를 갖는 비정질 탄소층 또는 부드러운 WC/C 또는 MoS2-층으로 된 소프트 보호층으로 코팅하는, 정면 밀링 커터.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 주절삭날(24; 124)로 향하는 개구부를 지닌 내장형 냉각로(142)를 특징으로 하는, 정면 밀링 커터.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    알루미늄 재료들의 마모작업 및 표면 가공에 사용되는, 정면 밀링 커터.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    4,000m/min에 이르는 절삭속도로 사용가능한, 정면 밀링 커터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 설치각(Kr)은 15°내지 25°인, 정면 밀링 커터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 설치각(Kr)은 18°내지 22°인, 정면 밀링 커터.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 주절삭날(24; 124)의 축 방향 레이크각(γa)은 23°내지 27°인, 정면 밀링 커터.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 주절삭날(24; 124)은 곡률반경(R28; R128)이 90 내지 110mm인 원호를 따르는, 정면 밀링 커터.
  18. 제3항에 있어서,
    상기 주절삭날(24; 124)의 경사각(γr)이 -7°내지 -9°인, 정면 밀링 커터.
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