KR102142340B1 - 2개의 분기되는 홈을 구비하는 칩-분할 배열체를 가지는 회전 절삭 공구 - Google Patents

2개의 분기되는 홈을 구비하는 칩-분할 배열체를 가지는 회전 절삭 공구 Download PDF

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Abstract

길이방향 축(17)을 가지는 회전 절삭 공구(20)가 전방 절삭 부분(22) 및 후방 생크 부분(24)을 포함한다. 절삭 부분이, 함몰된 복수의 세로 홈(26)을 내부에 구비하는 둘레 표면(34)을 포함한다. 복수의 세로 홈이 길이방향 축 따라서 나선형으로 연장하고 복수의 절삭 치형부(28)를 형성한다. 각각의 절삭 치형부가 회전적으로 선행하는 연부에서의 절삭 연부(30) 및 절삭 연부에 위치되는 칩-분할 배열체(38)를 포함한다. 각각의 칩-분할 배열체가 2개의 홈(40)을 포함한다. 2개의 홈(42, 44)이 절삭 연부를 중단시키고, 그로부터, 길이방향 축에 수직으로 배향된 연관 평면(P)의 대향 측부들 상의 둘레 표면 내에서 서로에 대해서 분기된다.

Description

2개의 분기되는 홈을 구비하는 칩-분할 배열체를 가지는 회전 절삭 공구{ROTARY CUTTING TOOL HAVING A CHIP-SPLITTING ARRANGEMENT WITH TWO DIVERGING GROOVES}
본원의 청구 대상은 회전식 절삭 공구, 특히 칩-형성 배열체를 가지는 회전 절삭 공구에 관한 것이다.
하나의 노치(notch) 등을 가지는 일련의 칩-형성 배열체를 구비한 회전 절삭 공구의 예가 미국 특허 제2,855,657호, 미국 특허 제3,117,366호 및 미국 특허 제3,548,476호에 개시되어 있다. 3개의 노치를 가지는 일련의 칩-형성 배열체를 가지는 회전 절삭 공구의 예가, 예를 들어, 미국 특허 제4,285,618호에 개시되어 있다. 변화되는 수의 노치를 가지는 일련의 칩-형성 배열체를 가지는 회전 절삭 공구의 예가, 예를 들어, 미국 특허출원 공개 제2007/098506호에 개시되어 있다.
본원의 청구 대상의 목적은 회전 절삭 공구를 위한 새로운 칩-형성 배열체를 제공하는 것이다.
본원의 청구 대상의 목적은 또한, 절삭 동작 중에 진동 방지 효과를 제공하는 회전 절삭 공구를 위한 새로운 칩-형성 배열체를 제공하는 것이다.
본원의 청구 대상의 양태에 따라서, 길이방향 축을 중심으로 회전 방향으로 회전 가능한, 길이방향 축을 가지는 회전 절삭 공구가 제공되고, 그러한 회전 절삭 공구가:
절삭 부분을 형성하는 전방 부분 및 생크(shank) 부분을 형성하는 후방 부분을 포함하고, 절삭 부분이:
함몰된 복수의 세로 홈(flute)을 내부에 구비하는 둘레 표면으로서, 그러한 복수의 세로 홈이 길이방향 축을 따라서 나선형으로 연장하고, 그리고 복수의 절삭 치형부를 형성하고, 각각의 절삭 치형부가 2개의 인접한 세로 홈들 사이에 형성되고, 각각의 절삭 치형부가:
회전적으로 선행하는(rotationally leading) 연부에서의 절삭 연부; 및
칩-분할 배열체를 포함하고; 칩-분할 배열체가:
제1 및 제2 홈을 포함하는 정확히 2개의 홈을 포함하고, 제1 홈이 제2 홈의 축방향 전방에 위치되고, 2개의 홈이 절삭 연부를 중단시키고(interrupt), 그로부터, 길이방향 축에 수직으로 배향된 연관 평면의 대향 측부들 상의 둘레 표면 내에서 서로에 대해서 분기된다.
전술한 내용이 요지라는 것, 그리고 이후에 설명되는 특징이 임의의 조합으로 본원의 청구 대상에 적용될 수 있다는 것, 예를 들어 이하의 특징 중 임의의 특징이 회전 절삭 공구로 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
2개의 홈이 홈 분리 거리(DG)만큼 절삭 연부에서 이격될 수 있다.
2개의 홈이 절삭 연부의 2개의 중단된 부분을 형성할 수 있고, 절삭 연부의 비-중단 부분이 그 사이에서 연장하고, 비-중단 부분이 부(minor) 절삭 연부를 형성한다.
절삭 연부에 인접하여 레이크 표면에 수직으로 취한 칩-분할 배열체의 모습에서, 절삭 연부가 칩-분할 배열체 프로파일을 형성한다. 칩-분할 배열체 프로파일이 거울 대칭 평면을 중심으로 실질적으로 거울 대칭적일 수 있고, 거울 대칭 평면은, 칩-분할 배열체에서 절삭 연부와 연관된 가상의 절삭 연부 나선(helix)에 대한 접선에 수직이다.
제1 홈이 제1 축방향 전방 측벽 및 제1 축방향 후방 측벽을 포함할 수 있다. 절삭 연부에 인접하여 레이크 표면에 수직으로 취한 칩-분할 배열체의 모습에서, 절삭 연부에서, 제1 축방향 전방 측벽이 약간 볼록한 부분을 가질 수 있고 제1 축방향 후방 측벽이 오목한 부분을 가질 수 있다.
절삭 연부에 인접하여 레이크 표면에 수직으로 취한 칩-분할 배열체의 모습에서, 절삭 연부에서 제1 축방향 전방 측벽이 제1 축방향 전방 측벽 폭을 가질 수 있다. 절삭 연부에서 제1 축방향 후방 측벽이 제1 축방향 후방 측벽 폭을 가질 수 있다. 제1 축방향 전방 측벽 폭이 제1 축방향 후방 측벽 폭 보다 넓을 수 있다.
제2 홈이 제2 축방향 전방 측벽 및 제2 축방향 후방 측벽을 포함할 수 있다. 절삭 연부에 인접하여 레이크 표면에 수직으로 취한 칩-분할 배열체의 모습에서, 절삭 연부에서, 제2 축방향 전방 측벽이 오목한 부분을 가질 수 있고 제2 축방향 후방 측벽이 약간 볼록 부분을 가질 수 있다.
절삭 연부에 인접하여 레이크 표면에 수직으로 취한 칩-분할 배열체의 모습에서, 절삭 연부에서 제2 축방향 전방 측벽이 제2 축방향 전방 측벽 폭을 가질 수 있다. 절삭 연부에서 제2 축방향 후방 측벽이 제2 축방향 후방 측벽 폭을 가질 수 있다. 제 2축방향 전방 측벽 폭이 제2 축방향 후방 측벽 폭 보다 좁을 수 있다.
절삭 연부에 인접하여 레이크 표면에 수직으로 취한 칩-분할 배열체의 모습에서, 절삭 연부에서 칩-분할 배열체가 칩-분할 배열체 폭을 가질 수 있다. 홈 분리 거리(DG)가 W/12 ≤ DG ≤ W/8의 범위일 수 있다.
홈 분리 거리가 0.1 mm 초과 및 1.0 mm 미만일 수 있다.
모든 절삭 치형부(teeth) 상의 모든 제1 홈이, 길이방향 축 주위로 제1 홈 나선과 나선형으로 정렬될 수 있다.
복수의 세로 홈이 오른손 방향의(right handed) 나선형의 세로 홈일 때, 제1 홈 나선이 왼손 방향의 나선이다. 복수의 세로 홈이 왼손 방향의 나선형의 세로 홈일 때, 제1 홈 나선이 오른손 방향의 나선이다. 제1 홈 나선이 제1 홈 나선 각도를 가질 수 있다. 제1 홈 나선 각도가 49°≤ α ≤ 51°일 수 있다. 제1 홈 나선 각도가 49.83°일 수 있다.
제1 홈이, 절삭 연부로부터 멀어지는 방향으로 감소되는, 변화되는 제1 홈 폭을 가질 수 있다.
제1 홈이, 절삭 연부로부터 멀어지는 방향으로 감소되는, 변화되는 제1 홈 깊이를 가질 수 있다.
모든 절삭 치형부 상의 모든 제2 홈이, 길이방향 축 주위로 제2 홈 나선과 나선형으로 정렬될 수 있다.
복수의 세로 홈이 오른손 방향의 나선형의 세로 홈일 때, 제2 홈 나선이 오른손 방향의 나선이다. 복수의 세로 홈이 왼손 방향의 나선형의 세로 홈일 때, 제2 홈 나선이 왼손 방향의 나선이다. 제2 홈 나선이 제2 홈 나선 각도를 가질 수 있다. 제2 홈 나선 각도가 69°≤ β ≤ 71°범위일 수 있다. 제2 홈 나선 각도가 70°일 수 있다.
제2 홈이, 절삭 연부로부터 멀어지는 방향으로 감소되는, 변화되는 제2 홈 폭을 가질 수 있다.
제2 홈이, 절삭 연부로부터 멀어지는 방향으로 감소되는, 변화되는 제2 홈 깊이를 가질 수 있다.
제1 홈 나선 각도와 제2 홈 나선 각도 각각이 전술한 범위 내에서 고정되거나 변화될 수 있다.
절삭 부분이 대체로 원통형 형상을 가질 수 있다.
각각의 절삭 치형부가 정확히 2개의 칩-분할 배열체를 포함할 수 있다.
칩-분할 배열체의 2개의 홈 중 적어도 하나가 회전적으로 후행하는(trailing) 세로 홈으로 개방될 수 있다.
칩-분할 배열체의 2개의 홈이 회전적으로 후행하는 세로 홈으로 개방될 수 있다. 칩-분할 배열체의 2개의 홈 및 2개의 인접하는 세로 홈들에 의해서 경계지어지는 둘레 표면의 일부가 사다리꼴 형상일 수 있다.
적어도 하나의 절삭 치형부가 적어도 2개의 칩-분할 배열체를 포함할 수 있다. 절삭 연부에 인접하여 레이크 표면에 수직으로 취한 각각의 칩-분할 배열체의 모습에서, 절삭 연부에서 각각의 칩-분할 배열체가 칩-분할 배열체 폭을 가질 수 있다. 동일한 절삭 치형부 상의 인접한 칩-분할 배열체의 각각의 쌍이 분리 거리만큼 절삭 연부에서 이격될 수 있다. 분리 거리가 칩-분할 배열체 폭 보다 멀 수 있다.
회전 절삭 공구가 단일의 일체형의 단일편(unitary integral one-piece) 구성을 포함할 수 있다.
회전 절삭 공구가 길이방향 축 주위로 2-접힘(two-fold) 회전 대칭성을 나타낼 수 있다.
본원의 보다 양호한 이해를 위해서 그리고 본원이 실제로 어떻게 실행되는지를 보여주기 위해서, 이제 첨부 도면을 참조할 것이다.
도 1은 회전 절삭 공구의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회전 절삭 공구의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 회전 절삭 공구의 절삭 부분의 측면도이다.
도 4는 도 3의 상세도이다.
도 5는 절삭 연부에 인접하여 레이크 표면에 수직으로 취한 칩-분할 배열체의 도면이다.
설명의 간결함 및 명료함을 위해서, 도면에 도시된 요소가 반드시 실척(scale)으로 작성된 것이 아님을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 일부 요소의 치수가 명료함을 위해서 다른 요소에 비해서 과장되어 있을 수 있거나, 몇몇 물리적 구성요소가 하나의 기능적 블록 또는 요소에 포함될 수 있을 것이다. 적절하다고 간주되는 경우에, 상응하는 또는 유사한 요소들을 나타내기 위해서 도면들 사이에서 참조 번호가 반복되어 있을 수 있을 것이다.
이하의 설명에서, 본원의 청구 대상의 양태가 설명될 것이다. 설명을 목적으로, 구체적인 구성 및 상세 내용을, 본원의 청구 대상에 대한 전반적인 이해를 제공할 수 있을 정도로 충분히 구체적으로 기술한다. 그러나, 당업자는 또한, 본원에서 제시된 구체적인 구성 및 상세 내용이 없이도 본원의 청구 대상이 실시될 수 있다는 것을 명확하게 이해할 것이다.
본원의 청구 대상의 실시예에 따른, 밀링 가공 동작, 특히 마무리(finishing) 동작을 위해서 이용되는 유형의 회전 절삭 공구(20)를 도시한 도 1을 먼저 참조한다. 회전 절삭 공구(20)가 소결 탄화물(cemented carbide)로 전형적으로 제조될 수 있다. 회전 절삭 공구(20)가 단일의 일체형의 단일편 구성을 가질 수 있다. 회전 절삭 공구(20)가 길이방향 축(A)을 가지고, 그러한 길이방향 축 주위로 회전 절삭 공구(20)가 회전 방향(R)을 따라 회전될 수 있다. 회전 절삭 공구(20)의 전방 부분이 절삭 부분(22)을 형성한다. 회전 절삭 공구(20)의 후방 부분이 생크 부분(24)을 형성한다. 본원의 청구 대상의 일부 실시예에 따라서, 절삭 부분(22)이 대체로 원통형 형상을 가질 수 있다. 회전 절삭 공구(20)가 길이방향 축(A) 주위로 2-접힘 회전 대칭성을 나타낼 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 절삭 부분(22)이, 내부에 함몰된 복수의 세로 홈(26)을 가지는 둘레 표면(34)을 포함한다. 복수의 세로 홈(26)이 길이방향 축(A)을 따라서 나선형으로 연장한다. 절삭 부분(22)이 복수의 세로 홈(26)에 의해서 형성된 복수의 절삭 치형부(28)를 포함한다. 각각의 절삭 치형부(28)가 2개의 인접한 세로 홈들(26) 사이에 형성된다. 각각의 절삭 치형부(28)가 그 회전적으로 선행하는 연부에서 절삭 연부(30)를 포함한다. 길이방향 축(A)을 따라서 나선적으로 연장하는 복수의 세로 홈(26)으로 인해서, 각각의 절삭 치형부(28)가 또한 길이방향 축(A)을 따라서 나선적으로 연장한다. 둘레 표면(34)이 절삭 연부(30)로부터 인접한 세로 홈(26)까지 연장한다. 각각의 절삭 치형부(28)가 그 회전적으로 선행하는 세로 홈(26) 내에 위치된 레이크 표면(32)을 포함한다. 레이크 표면(32)이 길이방향 축(A)에 수직인 횡단면에서 볼 때 오목한 곡률을 갖는다. 각각의 절삭 연부(30)가 레이크 표면(32)과 인접한 둘레 표면(34)의 교차부에 형성된다.
상세한 설명 및 청구항 전반을 통한 "회전적으로 선행하는" 및 "회전적으로 후행하는"이라는 용어는 회전 방향(R)에 대한 위치를 지칭한다.
각각의 절삭 치형부(28)가 적어도 하나의 칩-분할 배열체(38)를 포함한다. 이제 특히 도 3에 도시된 절삭 부분(22)의 상세 부분을 도시하는 도 4를 참조하면, 칩-분할 배열체(38)가 정확히 2개의 홈(40), 즉 제1 홈(42) 및 제2 홈(44)을 포함한다. 제1 홈(42)이 제2 홈(44)의 축방향 전방에 위치된다. 각각의 홈(40)이 둘레 표면(34) 내에 형성되고, 절삭 연부(30)를 중단시키며, 레이크 표면(32)으로 개방된다. 2개의 홈(40)이 절삭 연부(30)로부터, 서로에 대해서, 분기된다. 각각의 홈(40)이 둘레 표면(34) 내에서 회전 방향(R)에 대해서 횡방향으로 연장한다. 2개의 홈(40)이, 칩-분할 배열체(38)와 연관된 그리고 길이방향 축(A)에 대해서 수직으로 배향된 평면(P)의 대향 측부들 상에서 절삭 연부(30)로부터 멀리 연장한다.
도 4 및 도 5에 특히 도시된 바와 같이, 본원의 청구 대상의 일부 실시예에 따라서, 2개의 홈(40)이 절삭 연부(30)의 2개의 중단된 부분(58)을 형성할 수 있고, 절삭 연부(30)의 비-중단 부분(60)이 2개의 중단된 부분들(58) 사이에서 연장할 수 있다. 그러한 실시예에서, 2개의 홈(40)이 절삭 연부(30)에서 이격된다. 동일한 칩-분할 배열체(38)의 2개의 중단된 부분들(58) 사이에서 연장하는 절삭 연부(30)의 비-중단 부분(60)이 절삭 연부(30)의 일부이고, 부 절삭 연부(54)로서 지칭될 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 절삭 연부(30)가 가상의 절삭 연부 나선(HCE)과 연관된다. 각각의 칩-분할 배열체(38)가 가상의 절삭 연부 나선(HCE)에 대한 접선(T)과 연관된다. 접선(T)은, 2개의 홈들(40) 사이의 중간 지점에 위치된 접점(TP)에서 가상의 절삭 연부 나선(HCE)에 대한 접선이다. 칩-분할 배열체(38)의 2개의 홈(40)이 이격되지 않는 본원의 실시예에서, 접점(TP)이 2개의 홈들(40)을 분리하는 가상의 경계 상의 지점에 위치된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본원의 청구 대상의 일부 실시예에 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 절삭 연부(30)에 인접하여 레이크 표면(32)에 수직하여 취한, 칩-분할 배열체(38)의 모습에서, 절삭 연부(30)가 칩-분할 배열체 프로파일(PR)을 형성한다. 칩-분할 배열체 프로파일(PR)이 거울 대칭 평면(M)을 중심으로 실질적으로 거울 대칭적일 수 있고, 거울 대칭 평면(M)이 접선(T)에 수직이고 접점(TP)을 통과한다.
본원의 청구 대상의 일부 실시예에 따라서, 2개의 홈(40)이 홈 분리 거리(DG)만큼 절삭 연부(30)에서 이격될 수 있다. 절삭 연부(30)에서 칩-분할 배열체(38)가 칩-분할 배열체 폭(W)을 가질 수 있다. 홈 분리 거리(DG)가 W/12 ≤ DG ≤ W/8의 범위일 수 있다. 홈 분리 거리(DG)가 0.1 mm 초과 및 1.0 mm 미만이어야 한다. 홈 분리 거리(DG)의 최소 값은, 부 절삭 연부(54)가, 절삭 동작 중에 파괴되지 않도록, 뾰족해지거나 날카롭지 않게 보장한다.
홈 분리 거리(DG)가 연관된 접선(T)에 평행한 방향으로 측정된다. 유사하게, 칩-분할 배열체 폭(W)이 또한 연관된 접선(T)에 평행한 방향으로 측정된다.
전술한 바와 같이, 각각의 절삭 치형부(28)가 적어도 하나의 칩-분할 배열체(38)를 포함한다. 예를 들어, 구체적인 비제한적 예에서, 각각의 절삭 치형부(28)가 정확히 2개의 칩-분할 배열체(38)를 포함할 수 있다. 다른 비제한적인 예에서, 각각의 절삭 치형부(28)가 적어도 2개의 칩-분할 배열체(38)를 포함할 수 있다. 그러한 구성에서, 동일한 절삭 치형부(28) 상의 인접한 칩-분할 배열체(38)의 각각의 쌍이 분리 거리(D)만큼 절삭 연부(30)에서 이격될 수 있고, 그러한 분리 거리(D)는 동일한 절삭 치형부(28) 상의 절삭 연부(30)를 따라서 인접한 칩-분할 배열체들(38) 사이에서 최소 선형 거리로서 측정된다. 분리 거리(D)가 칩-분할 배열체 폭(W) 보다 멀 수 있다. 인접한 절삭 치형부(28) 내의 칩-분할 배열체들(38)이 서로에 대해서 축방향으로 오프셋될 수 있다.
제1 홈(42)이 제1 축방향 전방 측벽(46) 및 제1 축방향 후방 측벽(48)을 포함할 수 있다. 절삭 연부(30)에 인접하여 레이크 표면(32)에 수직으로 취한 칩-분할 배열체(38)의 모습에서, 제1 축방향 전방 측벽(46)이 절삭 연부(30)에서 약간 볼록한 부분을 가질 수 있다. 제1 축방향 후방 측벽(48)이 절삭 연부(30)에서 오목한 부분을 가질 수 있다. 절삭 연부(30)에서 제1 축방향 전방 측벽(46)이 제1 축방향 전방 측벽 폭(W1)을 가질 수 있다. 절삭 연부(30)에서 제1 축방향 후방 측벽(48)이 제1 축방향 후방 측벽 폭(W2)을 가질 수 있다. 제1 축방향 전방 측벽 폭(W1)이 제1 축방향 후방 측벽 폭(W2) 보다 넓을 수 있다. 제1 축방향 전방 측벽 폭(W1) 및 제1 축방향 후방 측벽 폭(W2)이 연관된 접선(T)에 평행한 방향으로 측정된다.
모든 절삭 치형부(28) 상의 모든 제1 홈(42)이, 길이방향 축(A) 주위로 제1 홈 나선 각도(α)를 가지는 제1 홈 나선(H1)과 나선형으로 정렬될 수 있다. 복수의 세로 홈(26)이 오른손 방향의 나선형의 세로 홈일 때, 제1 홈 나선(H1)이 왼손 방향의 나선이다. 복수의 세로 홈(26)이 왼손 방향의 나선형의 세로 홈일 때, 제1 홈 나선(H1)이 오른손 방향의 나선이다. 제1 홈 나선 각도(α)가 49°≤ α ≤ 51°범위일 수 있다. 특별한 적용예에서, 제1 홈 나선 각도(α)가 49.83°일 때, 최적의 성능이 얻어졌다. 제1 홈(42)이, 절삭 연부(30)로부터 멀어지는 방향을 따라 최대 값으로부터 감소될 수 있는, 변화되는 제1 홈 폭(WG1)을 가질 수 있다. 제1 홈(42)이, 절삭 연부(30)로부터 멀어지는 방향을 따라 최대 제1 홈 깊이(D1)로부터 감소될 수 있는, 변화되는 제1 홈 깊이를 가질 수 있다. 절삭 연부(30)에 인접하여 레이크 표면(32)에 대해서 수직으로 취한 모습에서, 제1 축방향 전방 측벽 및 제1 축방향 후방 측벽이 절삭 연부(30)에서 성형되는 것과 같은 방식으로, 제1 홈 나선(H1)에 수직으로 취한 제1 홈(42)의 횡단면에서, 제1 축방향 전방 측벽(46)이 약간 볼록한 부분을 가질 수 있고, 제1 축방향 후방 측벽(48)이 오목한 부분을 가질 수 있다. 달리 기술하고 있지 않은 경우에, 상세한 설명 및 청구범위 전반을 통한 "홈 폭"이라는 용어는 홈이 연장하는 방향에 수직한 방향으로 측정된다.
본원의 청구 대상의 일부 실시예에 따라서, 제2 홈(44)이 제2 축방향 전방 측벽(50) 및 제2 축방향 후방 측벽(52)을 포함할 수 있다. 절삭 연부(30)에 인접하여 레이크 표면(32)에 수직으로 취한 칩-분할 배열체(38)의 모습에서, 제2 축방향 전방 측벽(50)이 절삭 연부(30)에서 오목한 부분을 가질 수 있다. 제2 축방향 후방 측벽(52)이 절삭 연부(30)에서 약간 볼록한 부분을 가질 수 있다. 절삭 연부(30)에서 제2 축방향 전방 측벽(50)이 제2 축방향 전방 측벽 폭(W3)을 가질 수 있다. 절삭 연부(30)에서 제2 축방향 후방 측벽(52)이 제2 축방향 후방 측벽 폭(W4)을 가질 수 있다. 제 2축방향 전방 측벽 폭(W3)이 제2 축방향 후방 측벽 폭(W4) 보다 좁을 수 있다. 제2 축방향 전방 측벽 폭(W3) 및 제2 축방향 후방 측벽 폭(W4)이 연관된 접선(T)에 평행한 방향으로 측정된다.
모든 절삭 치형부(28) 상의 모든 제2 홈(44)이, 길이방향 축(A) 주위로 제2 홈 나선 각도(β)를 가지는 제2 홈 나선(H2)과 나선형으로 정렬될 수 있다. 복수의 세로 홈(26)이 오른손 방향의 나선형의 세로 홈일 때, 제2 홈 나선(H2)이 오른손 방향의 나선이다. 복수의 세로 홈(26)이 왼손 방향의 나선형의 세로 홈일 때, 제2 홈 나선(H2)이 왼손 방향의 나선이다. 제2 홈 나선 각도(β)가 69°≤ β ≤ 71°범위일 수 있다. 특별한 적용예에서, 제2 홈 나선 각도(β)가 70°일 때, 최적의 성능이 얻어졌다. 제2 홈(44)이, 절삭 연부(30)로부터 멀어지는 방향을 따라 최대 값으로부터 감소될 수 있는, 변화되는 제2 홈 폭(WG2)을 가질 수 있다. 제2 홈(44)이, 절삭 연부(30)로부터 멀어지는 방향을 따라 최대 제2 홈 깊이(D2)로부터 감소될 수 있는, 변화되는 제2 홈 깊이를 가질 수 있다. 절삭 연부(30)에 인접하여 레이크 표면(32)에 대해서 수직으로 취한 모습에서, 제2 축방향 전방 측벽 및 제2 축방향 후방 측벽이 절삭 연부(30)에서 성형되는 것과 같은 방식으로, 제2 홈 나선(H2)에 수직으로 취한 제2 홈(44)의 횡단면에서, 제2 축방향 전방 측벽(50)이 오목한 부분을 가질 수 있고, 제2 축방향 후방 측벽(52)이 약간 볼록한 부분을 가질 수 있다.
칩-분할 배열체(38)가, 절삭 연부(30)에서 최대 제1 홈 깊이(D1) 및 최대 제2 홈 깊이(D2) 초과만큼 형성된, 칩-분할 배열체 깊이(D3)를 가질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 비제한적인 예에서, 최대 제1 및 제2 홈 깊이(D1, D2)가 동일할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 본원의 청구 대상의 일부 실시예에 따라서, 칩-분할 배열체(38)의 2개의 홈(40) 중 적어도 하나가 회전적으로 후행하는 세로 홈(26)으로 개방될 수 있다. 비제한적인 예에서, 칩-분할 배열체(38)의 양 홈(40)이 회전적으로 후행하는 세로 홈(26)으로 개방될 수 있다. 회전적으로 후행하는 세로 홈(26)으로 개방된 2개의 분기되는 홈으로 인해서, 칩-분할 배열체(38)의 2개의 홈(40) 및 인접하는 세로 홈들(26)에 의해서 둘러싸인 둘레 표면(34)의 부분(76)이 사다리꼴 형상일 수 있다.
2개의 홈(40)의 디자인이 효과적인 칩-분할 특성을 제공한다. 회전 절삭 공구(20)가 미리 결정된 방향 및 속력으로 공작물로 접근하고, 그에 따라 절삭 깊이를 형성한다. 절삭 깊이가 2개의 홈(40)의 깊이 미만이라는 사실로 인해서, 칩이 공작물로부터 분할된다.
본원의 청구 대상의 다른 특징은, 칩-분할 배열체(38)의 2개의 홈(40)의 배향이, 회전 절삭 공구(20)가 공작물과 결합할 때, 개선된 진동 방지 특성을 회전 절삭 공구(20)로 제공한다는 것이다. 칩-분할 배열체(38)가 공작물과 충돌할 때, 공작물이 축방향 후방 방향을 따라 제1 축방향 후방 측벽(48)으로 힘을 인가한다. 유사하게, 공작물이 또한 축방향 전방 방향을 따라 제2 축방향 전방 측벽(50)으로 힘을 인가한다. 그러한 2개의 힘이, 절삭 부분의 축방향 이동을 감소시키는 작용을 하고 그에 따라 회전 절삭 공구(20)의 진동을 감소시키는 효과를 가지는 유사한 크기의 서로를 향해서 지향된 축방향 성분들(components)을 갖는다.
비록 본원의 청구 대상이 특정 정도의 상세함(particularity)으로 설명되었지만, 이하에서 청구된 바와 같은 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고도, 여러 가지 변경예 및 수정예가 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.

Claims (27)

  1. 길이방향 축(A)을 가지고, 상기 길이방향 축 주위로 회전 절삭 공구(20)가 회전 방향(R)을 따라 회전될 수 있는, 회전 절삭 공구(20)이며:
    절삭 부분(22)을 형성하는 전방 부분 및 생크 부분(24)을 형성하는 후방 부분을 포함하고, 상기 절삭 부분(22)이:
    함몰된 복수의 세로 홈(26)을 내부에 구비하는 둘레 표면(34)으로서, 상기 복수의 세로 홈(26)이 길이방향 축(A)을 따라서 나선형으로 연장하고, 그리고 복수의 절삭 치형부(28)를 형성하며, 각각의 절삭 치형부(28)가 2개의 인접한 세로 홈들(26) 사이에 형성되고, 각각의 절삭 치형부(28)가:
    회전적으로 선행하는 연부에서의 절삭 연부(30); 및
    칩-분할 배열체(38)를 포함하고; 칩-분할 배열체(38)가:
    제1 및 제2 홈(42, 44)을 포함하는 정확히 2개의 홈(40)을 포함하고, 상기 제1 홈(42)이 상기 제2 홈(44)의 축방향 전방에 위치되고, 상기 2개의 홈(40)이 상기 절삭 연부(30)를 중단시키고, 상기 제1 및 제2 홈(42, 44)은 상기 길이방향 축(A)에 수직으로 배향된 연관 평면(P)의 대향 측부들 상의 둘레 표면(34) 내에서 상기 절삭 연부(30)로부터 서로(44, 42)에 대해서 분기되는, 회전 절삭 공구(20).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 홈(40)이 홈 분리 거리(DG)만큼 상기 절삭 연부(30)에서 이격되는, 회전 절삭 공구(20).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 2개의 홈(40)이 상기 절삭 연부(30)의 2개의 중단된 부분(58)을 형성하고, 상기 절삭 연부(30)의 비-중단 부분(60)이 그 사이에서 연장하고, 상기 비-중단 부분(60)이 부 절삭 연부(54)를 형성하는, 회전 절삭 공구(20).
  4. 제2항에 있어서,
    상기 절삭 연부(30)에 인접하여 레이크 표면(32)에 수직으로 취한 상기 칩-분할 배열체(38)의 모습에서:
    상기 절삭 연부(30)에서 상기 칩-분할 배열체(38)가 칩-분할 배열체 폭(W)을 가지고; 그리고
    상기 홈 분리 거리(DG)가 W/12 ≤ DG ≤ W/8의 범위인, 회전 절삭 공구(20).
  5. 제2항에 있어서,
    상기 홈 분리 거리(DG)가 0.1 mm 초과 및 1.0 mm 미만인, 회전 절삭 공구(20).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 연부(30)에 인접하여 레이크 표면(32)에 수직으로 취한 상기 칩-분할 배열체(38)의 모습에서, 상기 절삭 연부(30)가 칩-분할 배열체 프로파일(PR)을 형성하고; 그리고
    상기 칩-분할 배열체 프로파일(PR)이 거울 대칭 평면(M)을 중심으로 실질적으로 거울 대칭적이고, 상기 거울 대칭 평면(M)은, 상기 칩-분할 배열체(38)에서 상기 절삭 연부(30)와 연관된 가상의 절삭 연부 나선(HCE)에 대한 접선(T)에 수직인, 회전 절삭 공구(20).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 홈(42)이 제1 축방향 전방 측벽(46) 및 제1 축방향 후방 측벽(48)을 포함하고; 그리고
    상기 절삭 연부(30)에 인접하여 레이크 표면(32)에 수직으로 취한 상기 칩-분할 배열체(38)의 모습에서, 절삭 연부(30)에서, 상기 제1 축방향 전방 측벽(46)이 약간 볼록한 부분을 가지고 상기 제1 축방향 후방 측벽(48)이 오목한 부분을 가지는, 회전 절삭 공구(20).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절삭 연부(30)에 인접하여 상기 레이크 표면(32)에 수직으로 취한 상기 칩-분할 배열체(38)의 모습에서; 상기 절삭 연부(30)에서 상기 제1 축방향 전방 측벽(46)이 제1 축방향 전방 측벽 폭(W1)을 가지고;
    상기 절삭 연부(30)에서 상기 제1 축방향 후방 측벽(48)이 제1 축방향 후방 측벽 폭(W2)을 가지며; 그리고
    상기 제1 축방향 전방 측벽 폭(W1)이 상기 제1 축방향 후방 측벽 폭(W2) 보다 넓은, 회전 절삭 공구(20).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 홈(44)이 제2 축방향 전방 측벽(50) 및 제2 축방향 후방 측벽(52)을 포함하고; 그리고
    상기 절삭 연부(30)에 인접하여 레이크 표면(32)에 수직으로 취한 상기 칩-분할 배열체(38)의 모습에서, 상기 절삭 연부(30)에서, 상기 제2 축방향 전방 측벽(50)이 오목한 부분을 가지고 상기 제2 축방향 후방 측벽(52)이 약간 볼록한 부분을 가지는, 회전 절삭 공구(20).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 절삭 연부(30)에 인접하여 상기 레이크 표면(32)에 수직으로 취한 상기 칩-분할 배열체(38)의 모습에서;
    상기 절삭 연부(30)에서 상기 제2 축방향 전방 측벽(50)이 제2 축방향 전방 측벽 폭(W3)을 가지고;
    상기 절삭 연부(30)에서 상기 제2 축방향 후방 측벽(52)이 제2 축방향 후방 측벽 폭(W4)을 가지며; 그리고
    상기 제2 축방향 전방 측벽 폭(W3)이 상기 제2 축방향 후방 측벽 폭(W4) 보다 좁은, 회전 절삭 공구(20).
  11. 제1항에 있어서,
    상기 모든 절삭 치형부(28) 상의 모든 제1 홈(42)이, 상기 길이방향 축(A) 주위로 제1 홈 나선(H1)과 나선형으로 정렬되는, 회전 절삭 공구(20).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 세로 홈(26)이 오른손 방향의 나선형 세로 홈이고 상기 제1 홈 나선(H1)이 왼손 방향의 나선이거나, 상기 복수의 세로 홈(26)이 왼손 방향의 나선형 세로 홈이고 상기 제1 홈 나선(H1)이 오른손 방향의 나선이며;
    상기 제1 홈 나선(H1)이 제1 홈 나선 각도(α)를 가지며; 그리고
    상기 제1 홈 나선 각도(α)가 49°≤ α ≤ 51°범위인, 회전 절삭 공구(20).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 홈 나선 각도(α)가 49.83°와 같은, 회전 절삭 공구(20).
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 홈(42)이, 상기 절삭 연부(30)로부터 멀어지는 방향으로 감소되는, 변화되는 제1 홈 폭(WG1)을 가지는, 회전 절삭 공구(20).
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 홈(42)이, 상기 절삭 연부(30)로부터 멀어지는 방향으로 감소되는, 변화되는 제1 홈 깊이를 가지는, 회전 절삭 공구(20).
  16. 제1항에 있어서,
    상기 모든 절삭 치형부(28) 상의 모든 제2 홈(44)이, 상기 길이방향 축(A) 주위로 제2 홈 나선(H2)과 나선형으로 정렬되는, 회전 절삭 공구(20).
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 세로 홈(26)이 오른손 방향의 나선형 세로 홈이고 상기 제2 홈 나선(H2)이 오른손 방향의 나선이거나, 상기 복수의 세로 홈(26)이 왼손 방향의 나선형 세로 홈이고 상기 제2 홈 나선(H2)이 왼손 방향의 나선이며;
    상기 제2 홈 나선(H2)이 제2 홈 나선 각도(β)를 가지며; 그리고
    상기 제2 홈 나선 각도(β)가 69°≤ β ≤ 71°범위인, 회전 절삭 공구(20).
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 홈 나선 각도(β)가 70°와 같은, 회전 절삭 공구(20).
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제2 홈(44)이, 상기 절삭 연부(30)로부터 멀어지는 방향으로 감소되는, 변화되는 제2 홈 폭(WG2)을 가지는, 회전 절삭 공구(20).
  20. 제1항에 있어서,
    상기 제2 홈(44)이, 상기 절삭 연부(30)로부터 멀어지는 방향으로 감소되는, 변화되는 제2 홈 깊이를 가지는, 회전 절삭 공구(20).
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