KR101995590B1 - 다각 선삭 인서트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3 개의 부분 모서리들 즉, 코너에 위치된 노즈 모서리 (12) 및 노즈 모서리로 수렴하는 2 개의 주 모서리 (13) 들을 포함하는 절삭 모서리, 및 상기 부분 모서리들 각각을 위한 칩 안내 플랭크 표면들 즉, 주 모서리 (13) 들 사이의 이등분선 (B) 을 따라서 노즈 모서리 (12) 뒤에 위치된 일차 플랭크 표면 (21), 및 각각의 주 모서리 내부에 위치된 한 쌍의 이차 플랭크 표면 (16) 들을 포함하는 다각 선삭 인서트에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 일차 플랭크 표면 (21) 은 아치된 하부 경계선 (22) 에 의해 한정되고 볼록하게 아치되며, 상기 아치된 하부 경계선은 상기 노즈 모서리 (12) 를 마주 보고 상기 이등분선 (B) 을 따라 위치된 꼭지점 (AP) 을 갖고 2 개의 거울 대칭형 호 부분선들을 포함하며, 상기 2 개의 거울 대칭형 호 부분선들은 상기 꼭지점으로부터 한 쌍의 대향 단부점들로 연장되고, 상기 한 쌍의 대향 단부점들은 상기 단부점들 사이의 중점 (MP) 에서 상기 이등분선과 직각으로 교차하는 직선의 기준선 (RL) 을 따라 위치되고, 상기 중점과 상기 개별 단부점 사이의 거리는 상기 중점과 상기 꼭지점 사이의 거리보다 더 크다. 덧붙여, 상기 중점을 통과하는 임의의 수직 단면의 상기 일차 플랭크 표면 (21) 의 경사 각도는 상기 이등분선 (B) 을 따르는 단면의 가장 큰 값으로부터 상기 기준선 (RL) 을 따르는 단면의 가장 작은 값으로 감소한다.

Description

다각 선삭 인서트{A POLYGONAL TURNING INSERT}
본 발명은 기준면에 일반적으로 평행한 상부측, 하부측, 및 상부측과 하부측 사이의 복수의 간극면들; 칩 표면과 간극 표면 사이에서 개별적으로 형성되는 3 개의 부분 모서리들 즉, 코너에 위치된 노즈 (nose) 모서리 및 이 노즈 모서리를 향해 수렴하는 2 개의 주 모서리들을 포함하고, 적어도 상부측을 따라서 형성되는 절삭 모서리; 뿐만 아니라 개별 플랭크 표면은 하부 경계선으로부터 상방향으로 기울어지는, 부분 모서리들 각각을 위한 칩 안내 플랭크 표면들 즉, 2 개의 주 모서리들 사이의 이등분선을 따라 노즈 모서리 뒤에 위치된 일차 플랭크 표면, 및 각각의 주 모서리 내부에 위치된 한 쌍의 이차 플랭크 표면들을 포함하는 유형의 다각 선삭 인서트에 관한 것이다.
본 발명의 이해를 돕기 위해, 첨부한 도 1 내지 도 4 를 서론으로 참조하고, 도 1 은 가공물의 종래의 가공 중의 선삭 공구를 도시하고, 한편 도 2 내지 도 4 는 제거된 칩의 안내를 위한 상이한 조건들을 개략적으로 도시한다.
도 1 에서, 가공물 (2) 의 가공 중의 선삭 공구 (1) 가 도시된다. 공구 (1) 는 홀더 (3) 와 선삭 인서트 (4) (본 발명에 따라 만들어짐) 를 포함한다. 이 경우, 공구 (1) 가 가공물의 중심 축선 (C) 에 평행하게, 더 자세하게는 화살표 방향 (F) 으로 길이 방향으로 이송되면서 동시에 가공물 (2) 은 회전한다 (회전 방향 (R) 으로). 회전 당 길이방향 이송은 f 로 표기되고, 절삭 깊이는 ap 로 표기된다. 길이방향 이송의 방향과 선삭 인서트에 포함된 주 모서리 사이의 설정 각도는 k 로 표기된다. 도시된 예시에서, k 는 95°에 이른다. 게다가 선삭 인서트 (4) 는 사방형 기본 형상을 갖고 80°의 각도를 갖는 2 개의 예각 코너들과 100°의 각도를 갖는 2 개의 둔각 코너들을 포함한다는 것이 주지되어야 한다. 이런 방식으로, 선삭 인서트와 가공물의 생성된 표면 사이에서 5°의 간극 각도 (σ) 가 얻어진다.
도 2 내지 도 4 에서, 양 (positive) 의 절삭 형상을 갖고 칩 표면 (CS) 과 간극 표면 (CLS) 사이에 한정되는 절삭 모서리는 CE 로 표기된다. 표면 (CS 및 CLS) 들은 서로 예각으로 만나고, 따라서 절삭 모서리의 레이크 각도 (RA) 는 90°보다 작아진다. 예시에서, RA 는 대략 15°에 이른다. 베어링 표면으로서 유용한 상부측 (SS) 은 칩 표면 (CS) 으로의 전이부를 형성하는 바닥 (B) 을 향해 하방으로 기울어지는 플랭크 표면 (FS) 으로 경계선 (BL) 을 통해서 변형된다. 경계선 (BL) 과 절삭 모서리 (CE) 의 절삭 모서리선 사이의 거리는 L 로 표기된다. 절삭 모서리 (CE) 에 의해 제거되는 칩은 호선 (arc line; CH) 형태로 개략적으로 도시된다.
선삭을 포함해 금속의 모든 종류의 칩 제거 가공에서, 칩은 "만곡형 (crooked)" 으로 생성된다 즉, 제거 순간 직후에 칩은 만곡되려는 고유 목적을 만족시킨다. 칩의 형상, 무엇보다도 칩의 곡률 반경은 여러 인자들에 의해 결정되는데, 선삭과 관련하여 가장 중요한 것은 당해 공구의 이송, 절삭 모서리의 레이크 각도, 및 절삭 깊이이다. 제거 이후, 칩은 절삭 모서리의 각각의 극소부에 수직으로 이동할 것이다. 절삭 모서리가 직선이라면, 따라서 칩은 단면이 평평하거나 직사각형이 되지만, 절삭 모서리가 전체적으로 또는 부분적으로 아치형이면 (arched), 또한 칩도 전체적으로 또는 부분적으로 단면이 아치형이 된다.
도 2 에서, 칩 (CH) 이 어떻게 플랭크 표면 (FS) 을 가격하지 않고 형성되는지를 도시한다. 이는 칩이 제어되지 않는 방식으로 전혀 안내되지 않고 발달됨을 의미한다. 이러한 칩은 자주 긴, 전화 코드형 스크류 형태로 감기고, 이는 무엇보다도 가공물의 생성된 표면을 가격할 수도 있고, 공구 및/또는 기계에서 엉킬 수도 있으며, 때로는 심지어 주변에 손상을 줄 위험도 있다. 도 2 에 따른 예시에서, 거리 (L) 에 대한, 베어링 표면 (SS) 과 절삭 모서리 (CE) 사이의 레벨차 (H1) - 또는 절삭 모서리 (CE) 위의 플랭크 표면 (FS) 의 높이 - 는 칩이 플랭크 표면 (FS) 에 접촉하기에는 너무 작다. 이는 또한 플랭크 표면 (FS) 이 당해 곡률 반경을 갖는 칩에 의해 가격되기에는 절삭 모서리 (CE) 로부터 너무 먼 거리에 위치되었다고도 할 수 있다.
도 3 에서 선삭 인서트가 도시되고, 여기에서 베어링 표면 (SS) 과 절삭 모서리 (CE) 사이의 레벨차 (H2) (= 플랭크 표면의 높이) 는 앞선 예시에서보다 상당히 크고, 플랭크 표면 (FS) 은 칩 표면 (CS) 으로의 전이부 (B) 를 향해 상당히 가파르게 경사진다. 이는 칩 (CH) 이 상당한 힘으로 플랭크 표면으로, 더 자세하게는 플랭크 표면의 하부 영역으로 강하할 것임을 의미한다. 그 결과 상당한 양의 열이 접촉 영역에서 발생되고, 동시에 선삭 인서트는 무딘 절삭부가 된다. 덧붙여, 칩의 재료는 플랭프 표면 (FS) 에, 심지어 베어링 표면 (SS) 에까지 내내 쉽게 들러붙을 수 있다. 임의의 사용 시간 이후에, 플랭크 표면의 마모 손상이 또한 발생한다. 그러므로, 도 3 에 따른 실시형태도 어떤 양호한 칩 제어를 제공하지 않는다.
도 4 에서, 양호한 칩 제어를 위한 조건이 상당히 개선된 실시형태가 도시된다. 이 경우, 플랭크 표면의 높이 즉, 베어링 표면 (SS) 과 절삭 모서리 (CE) 사이의 레벨차 (H3) 는 칩 (CH) 이 베어링 표면 (SS) 에 가장 가까운 상부 영역의 플랭크 표면 (FS) 을 조심스럽게 만나도록 선택된다. 이런 방식으로, 열의 발생 및 들러붙는 경향이 감소되고, 이로써 선삭 인서트의 용이한 절삭 특성들은 유지된다. 칩이 적당한 힘으로 플랭크 표면 (FS) 을 가격할 뿐만 아니라 절삭 모서리와 플랭크 표면에 대한 칩의 타격점 사이의 거리가 도 3 에서보다 더 크다는 점이 적당한 열 발생에 기여하고, 이로써 고온의 칩에서의 온도는 추가적으로 감소할 시간을 가질 것이다. 베어링 표면과 절삭 모서리 사이의 레벨차는 도 4 에 도시된 바와 같이 최적의 방식으로 선택되고, 이에 따라 양호한 칩 제어가 생성된다.
상기에 따른 양의 절삭 형상을 갖는 절삭 모서리와 음 (negative) 의 절삭 형상을 갖는 절삭 모서리 사이의 큰 차이점은 먼저 언급된 절삭 모서리는 절삭 모서리와 생성된 표면 사이에서 웨지됨으로써 칩을 들어올리는 반면에, 나중에 언급된 절삭 모서리는 칩을 잘라내는 동안 칩을 자신 앞으로 밀어낸다는 점이다. 그러므로 일반적으로, 양의 절삭 모서리는 음의 절삭 모서리보다 더 용이한 절삭이 될 것이고 음의 절삭 모서리보다 더 큰 곡률 반경들을 갖는 칩들을 생성할 것이다.
종래 기술
선삭 분야에서, 당해의 절삭 깊이와 관계없이 양호한 칩 제어를 이루면서 황삭, 중삭 및 정삭 (rough, medium and fine turning) 을 위해 그 선삭 인서트를 사용할 수 있는 것이 종종 바람직하다. 이런 이유로, 처음에 언급된 유형의 여러 상이한 선삭 인서트들 즉, 개별 노즈 모서리 뒤에 위치된 일차 칩 안내 플랭크 표면 및 노즈 모서리로 수렴하는 2 개의 주 모서리 내부에 위치된 2 개의 이차 플랭크 표면들을 포함하는 선삭 인서트들이 개발되었다. 이러한 선삭 인서트들의 예시는 US 5372463, US 5743681 및 US 7374372 에 기재되었다.
그러나 모든 개발 시도에도 불구하고, 이전에 공지된 선삭 인서트들은 가능한 모든 변화하는 작동 조건들 하에서 양호한 칩 제어를 보장하는 능력에 대해 빈약한 다재성을 갖는다. 따라서, 임의의 선삭 인서트들은 절삭 깊이가 작고 이송이 적당할 때 (= 얇은 칩) 용납할만한 결과를 주지만 이송과 절삭 깊이가 증가되면 (= 더 두꺼운 칩) 열악한 결과를 준다. 타 선삭 인서트들은 큰 절삭 깊이와 큰 이송에서 황삭에 적당하지만 정삭에는 적당하지 않다. 다재성의 부족함은 그 작업 작동 중에 절삭 깊이가 변화할 때 특히 짜증스럽다.
US 5372463 에 따른 선삭 인서트에서, 일차 플랭크 표면은 최대한 협소하고 긴 설부에 포함되고, 2 개의 주 모서리들 사이의 이등분선을 따라 연장된다. 일차 플랭크 표면의 미소성은 작은 절삭 깊이에서의 얇은 칩이 플랭크 표면을 가격하지 않으면서 지나가야 하는 위험을 감수해야 한다는 것을 의미한다. US 5743681 에 따른 선삭 인서트는 칩이 일차 플랭크 표면을 확실하게 가격하기에 그 자체로 충분하게 넓은 일차 플랭크 표면을 포함한다. 이 확실성을 더 개선시킬 목적으로, 플랭크 표면은 오목 형상으로 만들어진다. 그러나, 절삭 깊이가 노즈의 반경보다 상당히 더 커지자마자 (=칩 폭의 증가) 일차 플랭크 표면의 일 단부는 칩에 부분적으로 힘을 가함으로써 칩 형성을 방해할 것이고, 이는 칩을 너무 갑자기 변형시키는 경향이 있다. 노즈 모서리 뒤의 두형 (bean-like) 노브의 사용을 기초로 하는 US 5372463 에 따른 선삭 인서트는 어떠한 보편적인 양호한 칩 제어를 제공하지 않는다. 얇고 가는 칩이 혹시 노브의 길이 연장에서 이어지는 중앙 홈에 포획되더라도, 절삭 깊이가 증가하자마자 노브의 다소 높은 측 표면들이 칩 형성을 방해할 것이다.
본 발명은 상기 언급된 종래 공지된 선삭 인서트들의 단점들을 제거하고 개선된 선삭 인서트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 본 발명의 일차 목적은 최소 절삭 깊이의 정삭에서 뿐만 아니라 최대 한계까지 가능하게 변화하는 모든 다른 절삭 깊이에서도 양호한 칩 제어를 제공하는 선삭 인서트를 제공하는 것이다. 특히, 칩은 심지어 그 가공 작동 중에 칩의 너비가 변하더라도 주의깊게 안내될 수 있어야 한다. 추가적인 목적은 단일면 설계에서 뿐만 아니라 양면 설계에서도 간단하고 비싸지 않은 방식으로 제조될 수 있는 선삭 인서트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 적어도 일차 목적은 아치된 하부 경계선에 의해 한정되고 볼록하게 아치된 일차 플랭크 표면에 의해서 달성되고, 이 아치된 하부 경계선은 노즈 모서리를 마주 보고 이등분선을 따라 위치되는 꼭지점을 갖고 2 개의 거울 대칭형 호 부분선 (arc part line) 을 포함하고, 이 거울 대칭형 호 부분선은 꼭지점으로부터 한 쌍의 대향 단부점들로 연장되고, 이 대향 단부점들은 단부점들 사이의 중점에서 이등분선을 직각으로 교차하는 직선의 기준선을 따라 위치되고, 중점과 개별 단부점들 사이의 거리는 중점과 꼭지점 사이의 거리보다 크고, 중점을 통과하는 임의의 수직 단면의 일차 플랭크 표면의 경사 각도는 이등분선을 따르는 단면의 가장 큰 값으로부터 개별 단부점을 통과하는 단면의 가장 작은 값으로 감소한다. 일차 플랭크 표면의 이 설계에 의해서, 정삭에서 얻어진 얇은 칩들 뿐만 아니라 더 큰 절삭 깊이에서 얻어진 더 넓은 칩들에 대해서도 양호한 칩 제어가 보장된다. 따라서, 일차 플랭크 표면은, 칩의 폭과 강성이 증가할 때 칩 제어를 손상시키거나 방해하지 않고 가늘고 쉽게 굽혀지는 칩들에 대한 양호한 칩 제어를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 일차 플랭크 표면의 가장 큰 경사 각도는 가장 작은 경사 각도보다 적어도 두배 크다. 실제로, 가장 큰 경사 각도는 50°를 초과해서는 안되는데, 그렇지 않으면 칩과 플랭크 표면의 접촉이 너무 과도하고 갑작스럽게 되기 때문이다. 다른 한편으로, 가장 작은 각도는 5°보다 커야 한다. 즉, 가장 작은 각도가 더 작아지면, 플랭크 표면의 칩 안내 효과는 악화되거나 잃게 될 것이다.
또 다른 실시형태에서 - 선삭 인서트가 반전 가능 (invertible) 할 때 - 일차 플랭크 표면은 단독 노브에 형성되고, 이 단독 노브는 뒤쪽 랜드 (land) 로부터 구분되고, 이 랜드에는 이차 플랭크 표면들이 포함된다. 이 실시형태의 장점은 작동 동안 뒤쪽 랜드에 포함된 면 지지 표면상의 금속의 들러붙음을 야기하지 않고 노브가 사용될 수 있다는 점이다. 선삭 인서트가 반전될 때, 지지 표면은 그 평탄도를 유지하고 그러므로 선삭 인서트의 안정적인 지지를 보장한다. 게다가, 선삭 인서트가 초경합금으로 만들어졌을 때 단독 노브 상의 일차 플랭크 표면의 형성은 선삭 인서트의 가압을 간단하게 한다.
일차 플랭크 표면이 단독 노브 상에 형성될 때, 노브에 계란형의, 반구모형 형상 (oval, calotte-like shape) 이 주어지는데, 더 정확하게는 노즈 모서리를 향하여 전방으로 마주보는 일차 플랭크 표면에 의해서 뿐만 아니라 볼록하게 아치된 뒷면에 의해서 노브를 한정함으로써 주어지는 것이 제안된다. 이러한 방식으로, 노브는 비교적 넓은 칩에 의해 야기되는 마모에도 또한 내성이 있고, 이 비교적 넓은 칩은 노브에 의해 안내되고 동시에 노브와 뒤쪽 랜드 상의 이차 플랭크 표면을 가격한다.
대향 단부점들 사이의 계란형의 긴 노브의 연장선은 이등분선을 따른 연장선보다 유리하게 적어도 30% 더 클 수도 있다. 이러한 방식으로, 심지어 칩 유동 방향이 이등분선으로부터 벗어나도 일차 플랭크 표면이 신뢰성 있는 방식으로 얇고 가는 칩들에 의해 가격되는 것이 보장된다.
바람직한 실시형태에서, 노브는 가상면 아래에 위치되고, 이 가상면에 선삭 인서트의 절삭 모서리선이 위치된다. 이러한 방식으로, 노브 상의 지나친 열 발생과 재료의 들러붙음에 대응되고, 동시에 소음이 회피된다.
도면에서 예시된 바람직한 실시형태에서, 칩 표면과 상부측에 평행한 기준면 사이의 레이크 각도는 이등분선을 따른 가장 큰 값으로부터 횡방향 기준선을 따른 단면의 가장 작은 값으로 연속적으로 감소한다. 이런 연유로 일차 플랭크 표면과 주변 칩 표면 사이의 둔각 밸리 각도 (valley angle) 는 이등분선을 따른 단면의 가장 작은 값으로부터 상기 횡방향 기준선을 따른 단면의 가장 큰 값으로 증가하고, 더 정확하게는 일차 플랭크 표면의 경사 각도의 연속적인 감소에 의해서만 야기된 증가분 만큼보다 더 많이 비례하게 증가한다. 이러한 방식으로, 얇고 가는 칩 (= 최소 절삭 깊이) 들을 명백하게 안내하는 선삭 인서트의 능력이 더 넓은 칩 (=더 큰 절삭 깊이) 들을 안내하는 능력과 주의깊은 방식으로 최적으로 결합된다.
상기 기술된 도 1 내지 도 4 이외에,
도 5 는 본 발명에 따른 선삭 인서트의 사시도이다.
도 6 은 도 5 에 따른 선삭 인서트의 위에서 본 평면도이다.
도 7 은 상기 동일한 선삭 인서트의 측면도이다.
도 8 은 상기에서 도시된 바와 같은 선삭 인서트의 첨단 코너 (pointed corner) 의 확대 상세도이다.
도 9 는 선삭 인서트의 노즈에 포함된 노브를 더 확대한 스케일로 도시한 상세도이다.
도 10 은 단독의 적절한 노브의 형상 데이터를 도시하는 개략 평면도이다.
도 11 은 노브에 포함되는 일차 플랭크 표면과 기준면 사이의 각도 (α) 를 규정하는 목적을 갖는 추가적인 확대된 단면이다.
도 12 내지 도 15 는 도 9 의 4 개의 상이한 단면 (XII-XII, XIII-XIII, XIV-XIV, XV-XV) 들이다.
도 16 은 회전 가공물의 가공 중의 선삭 인서트를 도시하는 사시도이다.
도 17 은 절삭 깊이가 작을 때 형성된 칩을 도시하는 확대 상세 사시도이다.
도 18 은 도 17 의 칩 유동 방향을 도시하는 개략도이다.
도 19 내지 도 22 는 도 17 및 도 18 에 대응하고 2 개의 부가적인, 더 큰 절삭 깊이에서의 칩 형성을 도시하는 도면이다.
본 발명이 더 상세하게 설명되기 전에, 상이한 폭/두께를 갖는 칩들이 상이한 굽힘성을 갖는다는 사실을 명확하게 하기 위해 비유가 당해 기술 분야의 통상의 기술자들에 의해 종종 사용된다는 점에 주의해야 한다. 따라서, 얇고 가는 칩은 풀의 약한 날에 비교될 수 있고, 반면에 두꺼운 칩은 뻣뻣한 갈대에 비교될 수 있다. 풀의 날과 유사하게, 얇은 칩이 인접한 가파르게 경사진 플랭크 표면 형태의 장애물을 향하게 되면 얇은 칩은 큰 어려움없이 굽혀질 수 있고, 반면에 두꺼운 갈대형 칩은 부러질 수도 있다; 이는 높은 열 발생과 뒤이은 들러붙음 뿐만 아니라 높은 소리 레벨, 큰 절삭력, 짧은 수명을 제공한다.
이제 다각 기본 형상을 갖고 상부측 (5a) 과 하부측 (5b) 을 포함하는 선삭 인서트 (4) 가 도시된 도 5 내지 도 7 을 참조한다. 도시된 바람직한 실시형태에서, 선삭 인서트는 양면이고 지금까지는 상부측 및 하부측은 동일하다. 이런 이유로, 이후로는 오직 상부측 (5a) 만 상세하게 설명될 것이다.
상부측 (5a) 에서, 복수의, 더 정확하게는 4 개의 랜드 (6) 들이 포함되고, 이 랜드들은 각각 지지 표면 (7) 을 포함하고, 이 면 표면은 선삭 인서트가 위아래가 뒤집히고 공구 홀더 (3) 의 시트 (seat) 에 적용될 때 (도 1 참조) 지지 표면으로서 역할을 한다. 4 개의 지지 표면 (7) 들은 공통면에 위치되고, 지지 표면들의 면에 의해 규정된 것과 같은 상부측 및 하부측 (5a, 5b) 은 기준면 (RP) 에 대해서 뿐만 아니라 서로 평행하고 (도 7 참조), 이 경우 기준면은 상부측과 하부측 사이 중간에 중립면을 형성한다. 지지 표면 (7) 은 V 형 외형 형상을 갖고 순환식 경계선 (8) 에 의해 한정된다.
예시에서, 선삭 인서트는 사방형이고 4 개의 코너 (J1, J2, J3 및 J4) 들을 포함하고, 이 코너들은 쌍으로 서로 대향한다. 코너 (J1, J2) 에서 선삭 인서트는 예각이고, 반면에 코너 (J3, J4) 는 둔각이다. 코너 각도는 변할 수 있지만, 이 경우, 예각은 80°이고 둔각은 100°이다. 복수의 부분 평면들 즉, 4 개의 간극 표면 (9) 들을 포함하는 둘레 간극 표면은 상부측과 하부측 (5a, 5b) 사이에서 연장되고, 이 4 개의 면 부분 표면들은 한 쌍의 코너 및 4 개의 볼록 표면 (10) 들 사이에서 개별적으로 이어지고, 이 4 개의 볼록 부분 표면들은 코너에 위치되고 인접한 간극 표면 (9) 들 사이에서 전이부를 형성한다. 도 6 에서, B 는 코너 (J1, J2 및 J3, J4) 들 사이에서 각각의 가상의 이등분선을 표시한다. 선삭 인서트의 크기를 분류하는데 전통적으로 사용되는 유형의 새겨진 원은 IC 로 표기된다. 실제로, 당해 선삭 인서트의 IC 치수는 6 ~ 25 mm 범위 내에 들 수 있다. 지지 표면 (7) 들의 면들 사이의 거리로 규정되는 선삭 인서트의 두께 (t) (도 7 참조) 는 실제로 선삭 인서트의 IC 치수의 절반보다 적다.
개별 상부측 및 하부측을 따라서, 각각 4 개의 절삭 모서리가 형성되고, 이는 일반적으로 11 로 표기되고 각각 3 개의 부분 모서리들 즉, 노즈 모서리 (12) 및 노즈 모서리로 수렴하는 2 개의 주 모서리 (13) 들을 포함한다. 개별 주 모서리 (13) 에 의해 적어도 상당한 절삭 깊이에서의 주요 칩 제거가 제공되고, 반면에 공통 노즈 모서리 (12) 는 작은 절삭 깊이에서의 작동과 2 개의 주 모서리 중 어느 쪽이 작동중인지에 관계없이 생성된 표면의 청소를 목적으로 한다. 선삭 인서트가 그 공구 홀더 (3) (도 1 참조) 에서 사용될 때, 오직 예각 코너 (J1, J2) 의 절삭 모서리만 사용된다.
도 5 내지 도 7 에서, 선삭 인서트가 형상의 중심 축선이 C 로 표기되는 중앙 관통 구멍 (14) 을 포함하는 것이 더 도시된다. 2 개의 코너 (J1 및 J2) 가 중심 축선으로부터 동일 거리만큼 분리되어 있다는 점은 자명하다. 또한 중심 축선 (C) 과 2 개의 코너 (J3, J4) 사이의 반경 거리는 코너 (J1, J2) 까지의 거리보다 작기는 하지만 동일하게 크다.
간극 표면 (9) 및 볼록 표면 (10) 을 포함하는 둘레 간극 표면 바로 내부에 일반적으로 15 로 표기되는 둘레 칩 표면이 이어진다. 보통 방식으로는, 절삭 모서리의 부분 모서리 (12, 13) 들은 한편으로 칩 표면 (15) 과 다른 한편으로 간극 표면 (9) 및 볼록 표면 (10) (절삭 모서리선과 표면들 사이의 전이부를 형성하는 가능한 보강 사면) 사이에서 한정된다. 개별 랜드 (6) 는 한 쌍의 플랭크 표면 (16) 과 함께 형성되고, 이 플랭크 표면은 2 개의 직선 주 모서리 (13) 들에 대략 평행하게 이어진다. 이 플랭크 표면 (16) 은 공통 브레스트 표면 (breast surface; 17) 으로 변형된다. 플랭크 표면 (16) 과 브레스트 표면 (17) 은 소위 반경 전이부 즉, 오목하게 아치된 표면 부분들을 통해서 주변 칩 표면 (15) 으로 변형되고, 이 오목하게 아치된 표면 부분들은 슈트형 (chute like) 바닥 (18) (또한 도 12 참조) 을 형성한다. 플랭크 표면 (16) 과 브레스트 표면 (17) 은 지지 표면 (7) 을 한정하는 상부 경계선 (8) 으로부터 하부 경계선 (19) 으로 하방 경사지고, 상기 표면들은 반경 전이부 또는 슈트 바닥 (18) 으로 변형된다.
도시된 바람직한 실시형태에서, 노즈 모서리 (12) 와 뒤쪽 랜드 (6) 사이에는, 노즈 모서리 (12) 를 향해 전방으로 마주보는 플랭크 표면 (21) 이 포함된 단독 노브 (20) 가 형성된다. 상이한 플랭크 표면들을 구분하기 위해서, 표면 (21) 은 이후로 "일차 플랭크 표면", 플랭크 표면 (16) 은 "이차 플랭크 표면" 으로 명명된다. 도시된 예시에서, 노브 (20) 가 랜드 (6) 로부터 구분될 때, 브레스트 표면 (17) 은 "삼차 플랭크 표면" 을 형성한다.
본 발명은, 이 경우 노브 (20) 에 포함된, 일차 플랭크 표면 (21) 의 독특한 형상을 기초로 한다. 상기 플랭크 표면 (21) 의 설계를 상세하게 설명하기 위해서, 이제 도 10 내지 도 15 를 참조한다.
도 9 및 도 10 에 도시된 바와 같이, 노브 (20) 는 하부의 순환식 경계선 (22) 에 의해 한정되고, 노브는 이 경계선을 따라 주변 슈트 또는 반경 전이부 (23) 로 변형되고, 이 주변 슈트 또는 반경 전이부는 노브 모서리 (12) 에 가장 근접하게 존재하는 칩 표면 (15) 의 일부에 의해 차례로 부분적으로 둘러싸여 있다. 노브 (20) 는 전체가 반구모형이고, 이는 일차 플랭크 표면 (21) 뿐만 아니라 일차 플랭크 표면의 뒷면 (24) 또한 볼록하게 아치된 형상을 얻는다는 것을 의미한다. 면 고도 (도 10) 에서 단독으로 볼 수 있는 바와 같이, 노브는 계란형의, 타원형 (순수하게 타원형은 아니지만) 외형 형상이다. 더 정확하게는, 계란형 경계선 (22) 은 노즈 모서리를 향해 전방으로 바주보고 이등분선 (B) 을 따라 위치되는 꼭지점 (AP) 을 갖는다. 꼭지점 (AP) 으로부터, 2 개의 거울 대칭형 호 부분선 (22a) 이 2 개의 대향 단부점 (EP) 까지 연장된다. 이 단부점 (EP) 들은 이등분선 (B) 과 직각으로 교차하는, 더 자세히는 단부점 (EP) 들 사이의 중간에 위치된 지점 (MP) 에서 교차하는 기준선 (RL) 을 따라 위치된다. 다시 말해서, 기다란 노브 - 그리고 이로써 일차 플랭크 표면 (21) - 는 이등분선 (B) 에 대해 횡방향이다.
전방의, 일차 플랭크 표면 (21) 과 같이, 노브의 뒷면 (24) 은 2 개의 호 부분선 (22b) 들에 의해 한정된다. 이 호 부분선은 단부점 (EP) 들로부터 이등분선 (B) 을 따라 위치된 교차지점의 공통점 (CP) 으로 연장된다. 노브는 단부점 (EP) 들 사이에서 가장 큰 길이 연장선 (L1) 을 갖고 꼭지점 (AP) 과 교차점 (CP) 사이에서 가장 작은 연장선 (L2) 을 갖는다는 점이 주지되어야 한다. 게다가, 일차 플랭크 표면 (21) 은 뒷면 (24) 을 한정하는 호선의 라이즈 (rise, HA2) 보다 더 큰 라이즈 (HA1) (= AP 와 MP 사이의 거리) 를 갖는다는 점이 주지되어야 한다. 이는 노브의 프로파일 형상이 한편으로 기준선 (RL) 에 대해서 비대칭이지만, 다른 한편으로 이등분선 (B) 에 대해서는 거울 대칭이고, 이런 점에서 중점 (MP) 으로부터 단부점 (EP) 까지의 거리 (HA3) 는 동일하게 크다는 것을 의미한다.
노브의 전방으로 마주보는 플랭크 표면 (21) 과 같이, 노브의 뒷면 (24) 은 아치될 수 있고 경사의 미소각이 이등분선 (B) 을 따른 가장 큰 값으로부터 상기 언급된 기준선 (RL) 을 따른 가장 작은 값으로 감소하도록 형성될 수 있다.
노브의 지형 형상 또는 반구모형 형상을 분명히 하기 위해서, 우선 도 11 을 참조하고 그 뒤에 도 12 내지 도 15 를 참조한다. 도 11 에서, 볼록한 플랭크 표면 (21) 이 경계선 (22) 을 통해 어떻게 오목한 반경 전이부 (23) 로 변형되는지가 개괄적으로 도시된다. 경계선 (22) 이 따라 위치되는 선 (TL) 은 볼록한 표면과 오목한 표면에 공통인 접선을 형성한다. 이 접선 (TL) 은 상기 언급된 기준면 (RP) 과 각도 (α) 를 형성한다. 도 12 내지 도 15 로부터 분명해지듯이, 각도 (α) 는 노브를 통과하는 상이한 단면들의 일차 플랭크 표면 (21) 의 경사를 규정한다.
도 9 에서, 30°의 균일한 피치를 갖고 노브 (20) 의 중점 (MP), 더 자세하게는 이등분선 (B) 을 따르는 제 1 단면 (XII-XII), 2 개의 중간 단면 (XIII-XIII 및 XIV-XIV), 그리고 기준선 (RL) 을 따르는 제 4 단면 (XV-XV) 과 교차하는 4 개의 수직 단면이 삽입된다. 도 12 내지 도 15 사이의 비교에서 볼 수 있는 바와 같이, 일차 플랭크 표면 (21) 의 경사 각도는 단면 (XV-XV) 에서 가장 작은 값 (α4) 으로 연속하여 감소하기 위해서 단면 (XII-XII) 에서 가장 큰 값 (α1) 을 갖는다. 구체적인 예시로, α1 은 44°, α2 는 41°, α3 는 31°, α4 는 17°에 이른다.
도 12 내지 도 15 에서, γ 는 레이크 각도를 표시하고, 이 레이크 각도는 가상 기준면 (RPO) 에 대해 칩 표면 (15) 의 경사를 규정하고, 이 가상 기준면은 기준면 (RP) 에 평행하고, 절삭 모서리 (11) 의 절삭 모서리선은 이 가상 기준면에 위치된다. 칩 표면 (15) 과 일차 플랭크 표면 (21) 사이에서, 둔각 (β) 이 형성되고, 이 둔각은 이후로 밸리 각도로 명명된다. 이미 플랭크 각도 (α) 가 가장 큰 값 (α1) 으로부터 가장 작은 값 (α4) 으로 감소한다는 사실의 결과로서, 상기 밸리 각도는 이등분선 (B) 을 따르는 가장 작은 값 (β1) 으로부터 기준선 (RL) 을 따르는 가장 큰 값 (β4) 으로 증가할 것이다. 밸리 각도의 이러한 증가는 심지어 레이크 각도 (γ) 가 절삭 모서리를 따라 일정하더라도 얻어질 것이다. 그러나, 도 12 내지 도 15 에서 볼 수 있는 바와 같이, 레이크 각도 (γ) 또한 단면 (XII-XII) 의 가장 큰 값으로부터 단면 (XV-XV) 의 가장 작은 값으로 연속으로 감소한다. 예시에서, γ1 은 18.2°, γ2 는 17.7°, γ3 는 15.3°, γ4 는 8.5°에 이른다. 레이크 각도 (γ) 의 이 연속적인 감소에 의해서, 둔각 밸리 각도 (β) 의 증가가 강조된다. 다시 말해서, 밸리 각도 (β) 는 일차 플랭크 표면의 경사 각도 (α) 의 연속적인 감소에 의해서만 야기된 증가분 만큼보다 더 많이 비례하게 증가한다. 따라서, 예시에서, β1 은 대략 118°, β2 는 121°, β3 는 134°, β4 는 155°에 이른다.
표현하자면, 일차 플랭크 표면 (21) 은 단면 (XII-XII) 즉, 노즈 모서리 (12) 바로 뒤에서 가장 가파른 경사를 갖는다고 할 수 있고, 단면 (XII-XII) 이후에 단면 (XV-XV) 까지 경사는 점점 더 편평해진다. 단면 (XV-XV) 에서, 플랭크 표면 (21) 뿐만 아니라 칩 표면 (15) 또한 가장 편평하고 즉, 최소한으로 기울어진다. 각도 (β) 에 의해서 규정되는 바와 같은, 밸리의 V 형상은 따라서, 그 이후에 단면 (XV-XV) 을 향해서 연속적으로 점점 더 얕아지기 위해서, 노즈 모서리 (12) 바로 뒤에서 상당히 깊다.
도 12 내지 도 15 에서, 반구모형 노브 (20) 가 면 (RPO) 아래에 완전히 위치되고, 이 면 (RPO) 에 선삭 인서트의 절삭 모서리선이 위치된다. 이런 연유로, 랜드 (6) 의 지지 표면 (7) 이 선삭 인서트의 절삭 모서리선의 다소 위쪽에 위치되는 것이 도시된 도 7 을 또한 참조한다. 이는 지지 표면 (7) 들과 노브 (20) 의 상부 또는 최정점 사이의 레벨차는 심지어 면 (RPO) 과 노브의 최정점 사이의 레벨차보다 더 크다는 것을 의미한다. 노브의 상부를 면 (RPO) 아래로 하락시킴으로써, 한편으로 열 발생과 뒤이은 노브상의 금속의 들러붙음에, 그리고 다른 한편으로 선삭 작동중의 방해 소음에 대응한다.
실제로, 상기 언급된 플랭크 각도 (α1 ~ α4) 는 상당히 넓은 한계내에서 변할 수 있다. 그러나 가장 큰 플랭크 각도 (α1) 는 가장 작은 플랭크 각도 (α4) 보다 적어도 2 배, 최대 10 배여야 하고, 가장 큰 플랭크 각도 (α1) 는 50°를 초과해서는 안된다. 또한 가장 작은 플랭크 각도 (α4) 는 5°보다 커야 한다. 유리하게는, α1 는 α4 보다 5 ~ 8 배 크다.
상세한 설명과 이어지는 청구항에서 사용된 것과 같은 "볼록하게 아치된" 개념은 일차 플랭크 표면의 측면 곡률 (lateral curvature) 에 주로 관련되고 즉, 표면을 따르고 하부 경계선 (22) 에 평행한 것으로 가상으로 고려되는 임의의 모선 (generatrix) 들이 아치된다. 그러나, 하부 경계선으로부터 노브의 상부를 향해 끌어당겨진 모선들은 아치형이거나 직선일 수도 있다. 도 11 에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 예시된 실시형태에서 플랭크 표면 (21) 은 바로 그 모선들이 경계선 (22) 으로부터 및 상방으로 아치된다는 사실에 의해 2 개의 좌표 방향으로 아치된다. 본 발명의 범위내에서, 플랭크 표면 (21) 은 하부 경계선 (22) 으로부터 상방으로 끌어당겨진 직선 모선들과 함께 또한 콘 (cone) 형일 수도 있다. 이 경우, 노브의 상부는 예시에서 볼 수 있는 바와 같은 반구모형 상부가 아니라 원뿔대와 같은 면 표면일 수도 있다.
개별 이차 플랭크 표면 (16) 을 따르는 단면의 밸리 각도 (도시되지 않음) 는 밸리 각도 (β4) (도 15 참조) 와 단지 아주 조금 다르다는 점이 또한 언급되어야 한다. 따라서, 예시에서, 플랭크 표면 (16) 의 경사 각도는 대략 17°에 이르고 동시에 동일 단면에서의 레이크 각도는 10°에 이른다. 이는 개별 주 모서리 내부의 밸리 각도가 153°(단면 XV-XV 에서의 155°와 비교하여) 에 이른다는 것을 의미한다.
이제 선삭의 3 개의 상이한 경우 즉, 본 발명에 따른 선삭 인서트에 의한 정삭, 중삭 및 황삭을 부분 사시도로 도시한 도 16 내지 도 22 를 참조한다. 도 16 에서, 가공물 (2) 의 선삭동안 선삭 인서트 (4) 가 개괄적으로 도시되고, 가공물은 회전 방향 (R) 으로 회전하고, 동시에, 선삭 인서트가 장착된 부속 공구 (도 1 참조) 는 화살표 방향 (F) 으로 길이 방향으로 이송된다. 이런 연유로, 원통형 형상을 갖는 매끄러운, 가공된 표면 (S) 을 생성하는 동안 칩 (CH) 이 제거된다.
도 17 및 도 18 에서, 정삭이 도시되고, 절삭 깊이 (ap) 는 최소이다. 선삭 인서트의 코너 반경이 0.8 mm 에 이른다고 가정하면, 예시의 절삭 깊이 (ap) 또한 0.8 mm 에 이르고 즉, 코너 반경과 절삭 깊이는 동일하게 크다. 그러므로, 모든 칩 제거는 코너 반경에 의해서 이뤄지고, 반면에 주 모서리 (13) 는 비활성화된다. 정삭에서, 보통 중간 이송이 선택된다. 이는 생성된 칩 (CH) 이 얇고 가늘어진다는 것을 의미한다. 가공물로부터 제거 직후에, 칩은 화살표 방향 (G1) (도 18 참조) 즉, 상기 언급된 이등분선 (B) 의 방향으로 직선으로 후방으로 이동한다. 칩이 얇고 가늘기 때문에 칩은 쉽게 굽혀질 수 있게 된다 (예를 들어 풀의 날). 그 굽힘성 때문에, 칩은 단면 (XII-XII) (도 12 참조) 의 상당히 깊은 밸리 안으로 문제없이 강하할 수 있고 제거 이후에 매우 빠르게 일차 플랭크 표면 (21) 을 가격할 수 있다. 이는 얇은 칩이 도 4 에 도시된 이상적인 방식으로 굽혀진다는 것을 의미한다. 칩이 일차 플랭크 표면을 통과했을 때, 칩은 감기고 그 자신에 대해 조각으로 부러진다. 이등분선에 대해 횡방향으로 길이 연장을 갖는 계란형 노브에 의해, 칩 유동 방향이 이등분선으로부터 다소 벗어나더라도 칩은 큰 신뢰성을 갖고 일차 플랭크 표면 (21) 을 가격할 것이다.
도 19 및 도 20 에서, 중삭 동안에 선삭 인서트가 도시된다. 여기서, 절삭 깊이 (ap) 는 첫번째 경우의 절삭 깊이보다 크고, 더 자세하게는 대략 두 배 (= 1.6 mm) 크다. 중삭에서, 일반적으로 이송 또한 증가된다. 이는 칩이 도 17 의 칩보다 더 넓어지고 두꺼워진다는 것을 의미한다. 동시에, 칩이 아치된 노즈 모서리 (12) 에 의해서 뿐만 아니라 연결하는 직선의 주 모서리 (13) 의 일부에 의해서도 제거되기 때문에, 칩 유동 방향 (G2) 이 변경된다. 이는 칩이 노브 (20) 의 편평한 측 부분 (도 15 참조) 과 랜드 (6) 상의 전방 브레스트 표면 (17) 을 가격할 것을 의미한다. 이 브레스트 표면 (17) (도시되지 않음) 의 경사 각도는 대략 도 15 에 따른 α4 만큼 크다. 도 19 및 도 20 에 따른 중삭에서 또한 칩 (CH) 은 감기지만, 이 경우 칩은 간극 표면 (9) 을 가격하기 위해서 측방향으로 안내되고 자신에 대해 조각으로 부러진다.
도 21 및 도 22 에서, 이전에 예시된 절삭 깊이들보다 상당히 큰 절삭 깊이 (ap) 로 황삭이 도시된다. 예시에서, 절삭 깊이 (ap) 는 5 mm 에 이르는 것으로 가정한다. 이 경우, 칩 유동 방향 (G3) 이 변경되어서, 이 방향은 주 모서리 (13) 에 거의 수직이다. 덧붙여, 이송은 상당히 높을 수 있다. 이는 칩 (CH) 이 이전에 도시된 칩들보다 상당히 두껍고 뻣뻣해진다 (예를 들어 갈대 짚) 는 것을 의미한다. 이러한 비교적 뻣뻣한 칩이 큰 힘과 높은 열 발생 (도 3 비교) 과 함께 당해 플랭크 표면으로 강하하지 않도록 하기 위해서, 칩은 적당하게 기울어진 플랭크 표면을 가격해야 한다. 본 발명에 따른 도시된 선삭 인서트는 칩 (CH) (도 21 에 따른) 의 주요 부분이 랜드 (6) 의 일 측 상의 플랭크 표면 및 브레스트 표면 (16, 17) 을 가격하고 동시에 노브 (20) 는, 편평한 형상 덕분에, 노브를 가격하는 칩 표면의 일부를 위해 주의깊게 작동하는 타겟 영역을 제공하는 것을 보장한다.
상기에서 언급된 것으로부터, 설명된 선삭 인서트는 정삭의 얇은 칩들을 위해서 뿐만 아니라 어떠한 절삭 깊이를 위해서도 최적화된 칩 제어를 제공한다는 점이 명확하다. 따라서, 노브의 일차 플랭크 표면은, 칩의 폭과 강성이 증가할 때 노브가 칩 제어를 손상시키거나 방해하지 않고 가늘고 쉽게 굽혀지는 칩들을 위한 효율적인 칩 제어를 제공한다.
이런 연유로 칩 폭은 일정할 필요가 없음이 주지되어야 한다. 따라서, 칩 폭은 - 가공물의 표면이 균일하지 않으면 - 선삭 작동 중에 간헐적으로 변할 수 있다.
노브는 본 발명에 따라 만들어지고 그의 일차 플랭크 표면은 오직 첨단 코너 (J1, J2) 의 관점에서 상기에 설명되었긴 하지만, 유사한 노브가 또한 둔각 코너 (J3, J4) 에 배열된다. 여기서 뒤쪽 랜드 (6) 가 이전에 설명된 것보다 더 개방된 V 형상을 갖기는 하지만, 둔각 코너의 노브는 첨단 코너의 이전에 설명된 노브들과 동일한 방식으로 작동한다.
본 발명은 위에서 설명되고 도면에 도시된 선삭 인서트에만 제한되지 않는다. 바람직한 실시형태의 선삭 인서트는 양면 즉, 이상적인 상부측과 하부측을 포함하기는 하지만, 선삭 인서트는 또한 단일면 즉, 하나 이상의 절삭 모서리가 오직 상부측에만 있을 수도 있다. 게다가, 선삭 인서트는 정확하게 스크류 보다 다른 수단에 의해 공구에 클램프 결합되기 위해서 중앙 구멍 없이 만들어질 수도 있다. 게다가, 설명된 일차 플랭크 표면은 꼭 뒤쪽 랜드로부터 구분된 단독 노브 상에 형성될 필요는 없다는 점이 주지되어야 한다. 따라서, 선삭 인서트의 주 모서리를 위한 2 개의 이차 플랭크 표면을 포함하는 랜드는 협소할 수 있고 노즈를 향해서 전방 방향으로 연장될 수 있고 연장선 상에 일차 플랭크 표면이 형성될 수 있다.

Claims (10)

  1. 기준면 (RP) 에 일반적으로 평행한 상부측 (5a),
    하부측 (5b), 및
    상기 상부측과 상기 하부측 사이의 복수의 간극 표면 (9, 10) 들,
    칩 표면 (15) 과 간극 표면 (9, 10) 사이에 개별적으로 형성되는 3 개의 부분 모서리들 즉, 코너 (J1 ~ J4) 에 위치된 노즈 모서리 (12) 및 상기 노즈 모서리로 수렴하는 2 개의 주 모서리 (13) 들을 포함하고 적어도 상기 상부측 (5a) 을 따라서 형성되는 절삭 모서리 (11),
    상기 주 모서리 (13) 들 사이의 이등분선 (B) 을 따라서 상기 노즈 모서리 (12) 뒤에 위치된 일차 플랭크 표면 (21), 및 상기 각각의 주 모서리 (13) 내부에 위치된 한 쌍의 이차 플랭크 표면 (16) 들로서, 상기 개별 플랭크 표면 (16, 21) 은 하부 경계선 (19, 22) 으로부터 상방향으로 기울어진, 상기 부분 모서리들 각각을 위한 상기 칩 안내 플랭크 표면들을 포함하며,
    상기 일차 플랭크 표면 (21) 은 아치된 하부 경계선 (22) 에 의해 한정되고 볼록하게 아치되며,
    상기 아치된 하부 경계선은 상기 노즈 모서리 (12) 를 마주 보고 상기 이등분선 (B) 을 따라 위치된 꼭지점 (AP) 을 갖고 2 개의 거울 대칭형 호 (arc) 부분선 (22a) 들을 포함하며,
    상기 2 개의 거울 대칭형 호 부분선들은 상기 꼭지점 (AP) 으로부터 한 쌍의 대향 단부점 (EP) 들로 연장되고,
    상기 한 쌍의 대향 단부점들은 상기 단부점들 (EP) 사이의 중점 (MP) 에서 상기 이등분선 (B) 과 직각으로 교차하는 직선의 기준선 (RL) 을 따라 위치되고,
    상기 중점 (MP) 과 상기 개별 단부점 (EP) 사이의 거리 (HA3) 는 상기 중점 (MP) 과 상기 꼭지점 (AP) 사이의 거리 (HA1) 보다 더 크고,
    상기 중점 (MP) 을 통과하는 임의의 수직 단면의 상기 일차 플랭크 표면 (21) 의 경사 각도 (α) 는 상기 이등분선 (B) 을 따르는 단면 (XII-XII) 의 가장 큰 값으로부터 상기 개별 단부점 (EP) 을 통과하는 단면 (XV-XV) 의 가장 작은 값으로 감소하고,
    상기 일차 플랭크 표면 (21) 의 가장 큰 경사 각도 (α1) 는 최대 50°에 이르는 것을 특징으로 하는 다각 선삭 인서트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일차 플랭크 표면 (21) 의 상기 가장 큰 경사 각도 (α1) 는 가장 작은 경사 각도 (α4) 보다 적어도 2 배인 것을 특징으로 하는 다각 선삭 인서트.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 일차 플랭크 표면 (21) 의 상기 가장 작은 경사 각도 (α4) 는 적어도 5°에 이르는 것을 특징으로 하는 다각 선삭 인서트.
  5. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일차 플랭크 표면 (21) 은 상기 기준면 (RP) 에 평행한 면에서 뿐만 아니라, 상기 기준면에 수직인 면에서도 볼록하게 아치되는 것을 특징으로 하는 다각 선삭 인서트.
  6. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일차 플랭크 표면 (21) 은 단독 노브 (20) 에 포함되고,
    상기 단독 노브는 상기 2 개의 이차 플랭크 표면 (16) 이 포함된 랜드 (6) 로부터 구분되는 것을 특징으로 하는 다각 선삭 인서트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 노브 (20) 는 상기 노즈 모서리 (12) 를 마주 보는 상기 일차 플랭크 표면 (21) 에 의해서 뿐만 아니라 상기 일차 플랭크 표면과 같이 볼록하게 아치된 뒷면 (24) 에 의해서도 한정됨으로써 계란형의, 반구모형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 다각 선삭 인서트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 단부점 (EP) 들 사이의 상기 노브 (20) 의 연장선 (L1) 은 상기 이등분선 (B) 을 따르는 상기 노브의 연장선 (L2) 보다 적어도 30% 더 큰 것을 특징으로 하는 다각 선삭 인서트.
  9. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칩 표면 (15) 과 상기 상부측에 평행한 상기 기준면 (RP) 사이의 레이크 각도 (γ) 는 상기 이등분선 (B) 을 따르는 가장 큰 값 (γ1) 으로부터 횡방향 기준선 (RL) 을 따르는 단면의 가장 작은 값 (γ4) 으로 연속적으로 감소하고,
    상기 일차 플랭크 표면 (21) 과 상기 주변 칩 표면 (15) 사이의 둔각 밸리 각도 (β) 는 상기 이등분선 (B) 을 따르는 단면의 가장 작은 값 (β1) 으로부터 상기 횡방향 기준선 (RL) 을 따르는 단면의 가장 큰 값 (β4) 로 증가하는, 더 정확하게는 상기 일차 플랭크 표면 (21) 의 경사 각도 (α) 의 연속적인 감소에 의해서만 야기된 증가분 만큼보다 더 많이 비례하게 증가하는 것을 특징으로 하는 다각 선삭 인서트.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 노브 (20) 는 가상면 (RPO) 아래에 위치되고,
    상기 선삭 인서트의 절삭 모서리선이 상기 가상면에 위치되는 것을 특징으로 하는 다각 선삭 인서트.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5895456B2 (ja) * 2010-11-15 2016-03-30 三菱マテリアル株式会社 切削インサート
US8967920B2 (en) * 2011-09-13 2015-03-03 Iscar, Ltd. Cutting insert and chip-control arrangement therefor
US8939684B2 (en) 2012-05-15 2015-01-27 Iscar, Ltd. Cutting insert with chip-control arrangement having recess depths and projection heights which increase with distance from cutting edge
SE536986C2 (sv) * 2013-03-20 2014-11-25 Sandvik Intellectual Property Månghörnigt svarvskär med spånkontrollerande styrytor
SE1350348A1 (sv) * 2013-03-20 2014-09-21 Sandvik Intellectual Property Dubbelsidigt, indexerbart svarvskär
JP2015054371A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 住友電工ハードメタル株式会社 切削インサート
US9409237B2 (en) * 2013-09-16 2016-08-09 Iscar, Ltd. Finish depth turning insert comprising a chip control arrangement
USD746347S1 (en) * 2013-12-27 2015-12-29 Taegutec Ltd. Cutting insert
USD746346S1 (en) * 2013-12-27 2015-12-29 Taegutec Ltd. Cutting insert
WO2015119258A1 (ja) * 2014-02-07 2015-08-13 株式会社タンガロイ 切削インサート
CN106132605B (zh) * 2014-03-27 2018-04-06 京瓷株式会社 切削镶刀、切削工具以及切削加工物的制造方法
JP6530417B2 (ja) * 2014-09-18 2019-06-12 京セラ株式会社 切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法
US9802255B2 (en) * 2015-06-18 2017-10-31 Iscar, Ltd. Rhombus-shaped reversible cutting insert and support seat therefor
JP6704204B2 (ja) * 2015-06-24 2020-06-03 国立大学法人東海国立大学機構 切削加工方法
EP3153257B1 (en) 2015-10-09 2019-07-17 Sandvik Intellectual Property AB Method to machine a metal work piece by turning
JP6903858B2 (ja) * 2016-05-26 2021-07-14 住友電工ハードメタル株式会社 振動切削用インサート
KR102386942B1 (ko) 2017-08-23 2022-04-14 대구텍 유한책임회사 드릴용 절삭 인서트
JP7325510B2 (ja) * 2019-07-08 2023-08-14 京セラ株式会社 切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法
US11413689B2 (en) * 2020-05-28 2022-08-16 Kennametal Inc. Cutting inserts with control cavities
CN114309682A (zh) 2020-09-30 2022-04-12 肯纳金属公司 切削刀片
CN112743352B (zh) * 2020-12-29 2022-03-11 上海空间推进研究所 组合加工并联簧片构件安装面的加工系统及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050019111A1 (en) * 2001-11-20 2005-01-27 Yoshihiro Kitagawa Throwaway tip

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5997803U (ja) * 1982-12-20 1984-07-03 東芝タンガロイ株式会社 スロ−アウエイチツプ
US5116167A (en) * 1991-02-19 1992-05-26 Kennametal Inc. Cutting insert with chip control
JP2553321Y2 (ja) 1992-04-27 1997-11-05 住友電気工業株式会社 スローアウェイチップ
SE502084C2 (sv) * 1993-04-05 1995-08-07 Sandvik Ab Skärplatta med konkavt krökta spånbrytare
US5743681A (en) 1993-04-05 1998-04-28 Sandvik Ab Cutting insert with chip control protrusion on a chip surface
SE502544C2 (sv) * 1994-07-05 1995-11-06 Sandvik Ab Vändskär med på primärfasen belägna mikrospånbrytare
US6123488A (en) * 1998-12-23 2000-09-26 Kennametal Inc. Cutting insert with universal identification
JP3577981B2 (ja) * 1999-03-05 2004-10-20 三菱マテリアル株式会社 スローアウェイチップ
DE10342060B4 (de) * 2002-09-11 2009-06-04 Kyocera Corp. Einwegspitze
CZ296905B6 (cs) * 2004-04-30 2006-07-12 Pramet Tools, S. R. O. Rezná desticka
AT8433U1 (de) 2005-03-11 2006-08-15 Ceratizit Austria Gmbh Wendeschneidplatte
EP2114607A4 (en) * 2007-02-16 2011-05-11 Taegu Tec Ltd DOUBLE-SIDED CUTTING INSERT AND MACHINE THUS PROVIDED
JP5118197B2 (ja) * 2007-06-26 2013-01-16 テグテック・リミテッド コーナー突起を有する切削インサート
KR100901470B1 (ko) * 2007-07-05 2009-06-08 대구텍 주식회사 코너 리세스부를 지니는 절삭 인서트
KR100901471B1 (ko) * 2007-08-10 2009-06-08 대구텍 주식회사 코너 돌기를 갖는 절삭 인서트
JP5158490B2 (ja) * 2008-03-06 2013-03-06 住友電工ハードメタル株式会社 刃先交換式切削チップ
WO2010035870A1 (ja) * 2008-09-29 2010-04-01 京セラ株式会社 切削インサートおよび切削工具並びにそれを用いた切削方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050019111A1 (en) * 2001-11-20 2005-01-27 Yoshihiro Kitagawa Throwaway tip

Also Published As

Publication number Publication date
CN103008697B (zh) 2016-08-10
CN103008697A (zh) 2013-04-03
SE1150869A1 (sv) 2013-03-24
JP2013067004A (ja) 2013-04-18
EP2572816B1 (en) 2013-11-20
KR20130032841A (ko) 2013-04-02
SE536295C2 (sv) 2013-08-06
JP6247814B2 (ja) 2017-12-13
EP2572816A1 (en) 2013-03-27
US20130251468A1 (en) 2013-09-26
US8777525B2 (en) 2014-07-15

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