KR102209472B1 - 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공통 회전 축선 (10) 을 갖는 섕크 (1) 및 절삭 헤드 (2) 를 포함하는 내열성 초합금 (HRSA) 용 엔드 밀링 절삭기에 관한 것으로, 상기 섕크는 상기 절삭 헤드 (2) 에 연결하기 위한 연결 부분 (3) 및 공구 홀더에 연결하기 위한 커플링 부분 (4) 을 구비하고, 상기 절삭 헤드 (2) 는 회전 대칭 엔빌로프를 갖는 중실의 세라믹 부분을 포함하고, 상기 중실의 세라믹 부분은 상기 연결 부분 (3) 의 단부면에 맞대기 접합된다. 밀링 절삭기의 연결 섹션과 절삭 헤드 사이의 인터페이스에서 과도한 진동들 그리고 따라서 스트레스들을 낮게 유지하기 위하여 그리고 12㎜ 초과의 그리고 특히 20㎜ 초과의 그리고 최대 32㎜ 의 직경 범위를 또한 커버할 수 있는 밀링 절삭기들을 형성하기 위하여, 본 발명에 따른 커플링 부분 (4) 이 원추형 나사산 (6) 을 갖는 원추형 페그 (5) 를 구비한다.

Description

내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기{END MILLING CUTTER FOR HEAT-RESISTANT SUPERALLOYS}

본 발명은 공통 회전 축선을 갖는 섕크와 절삭 헤드를 포함하는 내열성 초합금들 (HRSA) 용 엔드 밀링 절삭기에 관한 것으로, 섕크는 절삭 헤드에 연결하기 위한 연결 부분과 공구 홀더에 연결하기 위한 커플링 부분을 구비하고, 절삭 헤드는 회전 대칭 엔빌로프를 갖는 중실의 세라믹 부분을 포함하고, 상기 부분은 연결 부분의 단부면에 맞대기 연결된다.

종래 기술에서는 경납에 의해 맞대기 연결된다.

세라믹의 절삭 요소들을 갖는 엔드 밀링 절삭기들은 대부분 소위 내열성 초합금들 (HRSA), 예를 들어 니켈계 합금들에 사용되고, 상기 합금들은 예를 들어 최대 1450℃ 의 온도에서 가스 터빈 내의 터빈 블레이들과 다른 콤포넌트들에 사용된다. 이러한 합금들은 한편으로는 매우 높은 레벨의 내열성을 가지지만, 동시에 낮은 레벨의 열 전도성을 가지므로, 기계가공 작업에서 상응하게 높은 온도들이 공구의 절삭 표면에서 발생한다.

종래의 코팅된 카바이드 금속 공구들은 기계가공 작업 동안 발생하는 높은 온도에서 매우 빨리 연화되어 마모되었다.

하지만, 그들의 일부에 대한 세라믹 절삭 재료들은 매우 높은 내열성을 가지고, 따라서 높은 기계가공 온도들에서 사용될 수 있다. 세라믹의 열 전도성이 또한 비교적 낮아서, 한 번 더 높은 기계가공 온도들에 기여하기 때문에, 상황은 오히려 세라믹 절삭 재료의 연화 이전에 작업 재료의 연화를 수반하고, 그 결과 재료는 더 쉽게 절삭될 수 있다.

세라믹 절삭 요소들을 이용하는 본질적으로 두 개의 유형들의 엔드 밀링 절삭기들은 종래 기술에 공지되어 있다. 한편으로는, 세라믹의 절삭 인서트들이 고정되는, 절삭 인서트들용 수용 수단들 또는 포켓들을 갖는 엔드 밀링 절삭기들이 있다. 하지만, 대응 절삭 인서트들이 또한 적합한 안정성을 제공하기 위하여 특정한 최소 크기를 가져야 하므로, 이러한 엔드 밀링 절삭기들은 32㎜ 초과의 직경들에만 이용가능하다.

또한, 이 상세한 설명의 도입부에서 설명된 종류의 엔드 밀링 절삭기들이 또한 존재하고, 상기 엔드 밀링 절삭기들은, 절삭 엣지들이 제공되고 또한 전적으로 세라믹으로 이루어지는 엔드 밀링 절삭기의 전방 부분을 모두 포함하는 절삭 헤드를 갖는 원통형 섕크를 포함한다. 이러한 절삭 헤드는 섕크에 일반적으로 납땜된다. 세라믹으로 전적으로 이루어지는 엔드 밀링 절삭기들은 또한 이미 공지되어 있다.

하지만, 세라믹을 전체적으로 포함하는 또는 전체적으로 세라믹 절삭 헤드를 갖는 그러한 종류의 엔드 밀링 절삭기들은 최상의 시나리오에서 최대 20㎜ 까지의 직경에 이용가능하고, 그 점에 있어서, 이러한 상세한 설명과 청구 범위에서 엔드 밀링 절삭기들에 대한 직경 치수들은 각 경우에 절삭 엣지들이 제공된 일부 또는 절삭 헤드를 나타내고, 정반대로 배치되지 않은 절삭 엣지들의 경우에, 직경은 밀링 절삭기의 공통 회전 축선으로부터 최대 반경을 포함하는 절삭 엣지로의 반경의 두배로 규정될 것이다.

전체적으로 세라믹 절삭 헤드를 갖는 엔드 밀링 절삭기들의 경우에, 절삭 헤드와 섕크 사이의 연결부는, 그러한 부분들이 일반적으로 맞대기 접합으로 서로에 단지 납땜되고 또한 포지티브하게 잠금되는 연결부를 가지지 않으므로, 비교적 중요하다. 중실 세라믹의 절삭 헤드들에 대한 제조 비용외에, 이러한 땜납 연결부의 제한된 강도는, 더 큰 직경의 대응 엔드 밀링 절삭기들이 지금까지 제공되지 않은 이유들 중 하나이다. 또한, 이는, 비교적 큰 부피의 워크피스가 기계가공되어야 하는 거칠고 러프한 기계가공 작업들에서 밀링 절삭기들이 일반적으로 사용되므로, 이러한 밀링 절삭기들을 사용할 때에 발생하는 높은 절삭력들과 관련된 것이다.

특히, 터빈 블레이드들에서의 반경들 및 그루브들은 흔히 32㎜ 미만의 유효 공구 직경을 포함하는 밀링 절삭기들을 요구한다.

하지만, 상당한 힘들이 내열성 초합금들의 러프한 기계가공에서 발생하여, 특히 공통 회전 축선에 수직한 밀링 절삭기들의 통상적인 전진 이송 운동으로, 절삭 헤드와 섕크의 연결 부분 사이의 땜납 연결부가 과부하를 받게 되고, 그 점에 있어서 머신 공구 스핀들 내의 원통형 공구 섕크의 간단한 클램핑 장착부와 협력하여 과부하가 또한 엔드 밀링 절삭기의 심각한 진동으로 매우 신속하게 이어질 수 있다.

그러므로, 대부분의 밀링 절삭기들에는 절삭 헤드에 비해 더 큰 직경을 갖는 섕크가 제공되어 있지만, 이러한 절삭 헤드는 대응 밀링 절삭기의 유효 작업 직경을 12㎜ 미만으로 흔히 제한한다.

그러므로, 밀링 절삭기의 연결 부분과 절삭 헤드 사이의 인터페이스에서의 과도한 진동 및 따라서 과부하를 낮추기 위하여, 대응 밀링 절삭기의 섕크의 커플링 부분 또는 섕크가 가능한 한 정확하게 그리고 대응 머신 공구의 공구 장착부에서 유극이 없고 진동이 없는 방식으로 홀딩되어야 한다. 또, 여기에는 12㎜ 초과, 특히 20㎜ 초과, 최대 32㎜ 의 직경 범위를 커버할 수 있는 대응 밀링 절삭기들에 대한 필요성이 존재한다.

전술한 문제들은 섕크의 커플링 부분이 원추형 나사산을 갖는 원추형 페그를 구비하는 본 발명에 따른 엔드 밀링 절삭기에 의해 적어도 부분적으로 해결된다.
본 발명은 공통 회전 축선 (10) 을 갖는 섕크 (1) 및 절삭 헤드 (2) 를 포함하는 내열성 초합금들 (heat-resistant superalloys; HRSA) 용 엔드 밀링 절삭기 (end milling cutter) 로서,
상기 섕크는 카바이드 금속으로 이루어지고, 상기 섕크는 상기 절삭 헤드 (2) 에 연결하기 위한 연결 부분 (3) 및 공구 홀더에 연결하기 위한 커플링 부분 (4) 을 구비하고, 상기 절삭 헤드 (2) 는 회전 대칭 엔빌로프 (envelope) 를 갖는 중실의 세라믹 부분을 포함하고, 상기 중실의 세라믹 부분은 상기 연결 부분 (3) 의 단부면에 맞대기 연결되고 (butt-connected), 상기 커플링 부분 (4) 은 원추형 나사산 (6) 을 갖는 원추형 페그 (peg; 5) 를 구비하고,
상기 절삭 헤드와 상기 연결 부분 사이에서의 맞대기 연결을 위해 경납이 사용되고,
상기 경납은 적어도 55% 그리고 최대 60% 의 은, 적어도 25% 그리고 최대 30% 의 구리 및 적어도 1% 그리고 최대 2% 의 티타늄을 포함하는 조성을 가질 수 있다.
본 발명은 상기 커플링 부분 (4) 으로부터 상기 섕크로의 전이부가 상기 공통 회전 축선 (10) 에 수직한 접촉 표면 (7) 에 의해 형성될 수 있다.
본 발명은 접촉 표면 (7) 과 상기 원추형 페그 (5) 상의 상기 원추형 나사산 (6) 사이의 상기 커플링 부분 (4) 은 회전 대칭 (원통형 또는 원추형) 가이드 부분 (8) 을 구비하고, 상기 가이드 부분 (8) 의 최소 반경은 원추형 나사산 (6) 의 최대 반경보다 클 수 있다.
본 발명은 원추형 나사산 (6) 은 부분적으로 원통형의 또는 사다리꼴의 단면을 가질 수 있다.
본 발명은 상기 절삭 헤드 (2) 의 직경 (D) 에 대한 그의 축선방향 길이 (L) 의 비는 1 미만, 또는 0.6 미만, 또는 0.5 미만일 수 있다.
본 발명은 상기 절삭 헤드에 그라인딩된 플루트들은 상기 섕크의 부분으로 연장될 수 있다.
본 발명은 상기 절삭 헤드는 SiAlON 세라믹 또는 SiN 또는 위스커 (whisker) 에 의해 보강된 세라믹을 포함할 수 있다.
본 발명은 측면도에서, 상기 절삭 헤드는 둥글게 잘린 절삭 코너들을 갖는 실질적으로 직각의 프로파일로 형성될 수 있다.
본 발명은 경납은 일체화된 플럭스제 (integrated flux agent) 를 구비할 수 있다.
본 발명은 상기 절삭 헤드와 상기 연결 부분 사이에서의 연결을 위해 접착제가 사용될 수 있다.
본 발명은 상기 절삭 헤드는 상기 회전 축선으로 연장하는 적어도 하나의 단부 절삭 엣지를 구비할 수 있다.
본 발명은 상기 절삭 헤드의 플루트들의 트위스트 각이 0 ~ 50°이거나, 또는 적어도 35°및 최대 45°일 수 있다.
본 발명은 상기 절삭 헤드의 플루트들이 거의 삼각형의 단면을 가질 수 있다.
본 발명은 상기 플루트들의 깊이가 상기 엔드 밀링 절삭기의 팁으로부터 상기 섕크를 향해 연속적으로 감소할 수 있다.
본 발명은 상기 엔드 밀링 절삭기의 구역에서, 추가의 포인트 필링들이 갈아져서 엔드 밀링 절삭기의 중앙 또는 플루트들의 저부로 될 수 있다.
본 발명은 상기 섕크 내에는 적어도 하나의 냉각수 보어가 제공되고, 상기 냉각수 보어는 상기 연결 부분으로 연장하는 적어도 하나의 플루트의 부분에서 개방할 수 있다.

대응 원추형 커플링들은 예를 들어 진동 부하들을 크게 감소시키기 위해 정확하고 충분히 강력한 것으로 입증되었고, 따라서 섕크의 연결 부분과 절삭 헤드 사이의 땜납 접합은 절삭 헤드가 최대 32㎜ 의 유효 직경을 가질지라도, 내열성 초합금들의 러프한 기계가공 작업들에서 발생하는 힘들을 견뎌낸다. 이러한 커플링 부분의 추가의 이점은 탑재 섕크들의 다수의 변형들이 동일하게 이용할 수 있고, 이로 인해 그 중에서도 상이한 캔틸레버 길이들을 구현할 수 있다는 것이다.

절삭 헤드와 연결 부분 사이의 인터페이스에 대한 부하를 줄이기 위한 밀링 절삭기의 안정성과 작동 원활성이, 커플링 부분으로부터 섕크로의 전이부가 공통 회전 축선에 수직하고 또한 공구 장착부의 대응 맞닿음 표면을 향해 지지하기에 적합한 접촉 표면에 의해 형성되면, 또한 추가로 개선된다.

또, 재료들, 예를 들어, 절삭 헤드용 세라믹 및 섕크용 카바이드 금속 또는 강의 조합은 또한 그 자체가 이미 진동 감소 효과를 가지고, 뿐만 아니라 기계가공 품질의 증가는 수명을 연장시키는데 또한 기여한다.

또, 동일한 목적을 위해 그리고 진동으로부터의 자유 및 작동 원활성을 추가로 증가시키기 위하여, 원통형 페그 상의 나사산과 전술한 접촉 표면 사이의 커플링 부분은 회전 대칭인 가이드 부분, 즉 원통형 가이드 부분이거나 또한 약간 원추형인 가이드 부분을 구비할 수 있고, 그의 최소 반경은 원추형 페그의 최대 반경보다 크다.

그 후, 접촉 표면이 공구 장착부 상에서 대응 맞닿음 표면에 도달할 경우, 대응 공구 장착부에 회전 대칭 원통형 또는 원추형 탑재 표면이 제공될 수도 있고, 가이드 부분은 가능하게는 억지 끼움장착으로서의 꽉 끼움장착에서 상기 탑재 표면을 베어링한다는 것이 인지될 것이다.

하지만, 원추형 나사산은 바람직하게는 부분 원통형 또는 사다리꼴 단부를 가지고, 그런 경우에는 사각형 형상이 또한 비대칭 사다리꼴 형상일 수 있다.

또, 섕크의 연결 부분과 절삭 헤드 사이의 인터페이스에의 부하를 줄이기 위하여, 절삭 헤드의 직경에 대한 절삭 헤드의 축선방향 길이의 비가 1 미만, 특히 0.6 미만, 또는 실제로 0.5 미만인 경우에 유리한 것으로 입증되었다. 그러한 방식으로, 공통 회전 축선에 평행하고 또한 전진 이송 방향에 수직하게 연장하는 절삭 엣지 콤포넌트들의 길이의 비는 연결 표면의 크기까지 줄어져서, 대응 힘들이 또한 보다 잘 전달될 수 있다. 특히, 연결 부분과 절삭 헤드 사이의 땜납 접합까지 절삭 코너에 작용하는 절삭력들에 대한 효과적인 레버는 직경에 대한 축선 길이의 보다 큰 비를 가지는 절삭 헤드들의 경우에서보다 상응하게 더 작다.

절삭 헤드 내로 그라인딩된 칩 플루트들은 섕크 내로 또는 연결 부분 내로 바람직하게는 연장된다. 그것은 축선 방향으로 칩 운반이 지연되지 않거나 악영향을 받지 않는 것을 보장한다.

또한, 섕크는 냉각수가 관통하는 보어들 및/또는 개구들을 구비할 수 있다. 복수의 전체적으로 또는 부분적으로 탈중심화된 보어들에 의한 적절한 내부 냉각은 플루트들이 섕크의 연결 부분으로 연장하는 전술한 변형예와 관련하여 특히 바람직하다. 그 후, 대응 냉각수 보어들은 연결 부분으로 연장하는 플루트들의 일부에서 내측으로 배치된 보어들로부터 개방될 수 있고, 따라서 냉각수 보어들은 절삭 엣지들의 방향으로 이송된 유효 냉각수 및 특히 또한 개선된 칩 배출을 제공할 수 있다.

예를 들어, 절삭 헤드는 WO 2006/1214777 A2 에서 여러 변형들로 개시되는 세라믹 SiAlON 을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주철의 기계가공과 같은 용도들에 대해, SiN 을 대안적으로 사용할 수 있거나, 사용된 세라믹 재료가 매설된 위스커에 의해 보강될 수 있다.

변형예에서, 측면도에서 절삭 헤드는 둥글게 잘린 절삭 코너들을 갖는 실질적으로 직각의 프로파일로 형성된다. 그러한 경우에 절삭 코너들의 반경들은 0.5 ~ 5 ㎜ 의 범위 내에서 변할 수 있다.

서로의 사이에서의 맞대기 연결을 형성하기 위하여, 섕크의 연결 부분과 절삭 헤드는 편평한 단부면을 바람직하게는 각각 가진다. 대안적으로, 그들의 면들은 또한 원추형일 수 있고, 즉 원추형 돌출부 또는 원추형 리세스에 의해 형성된다.

실시형태에서, 절삭 헤드와 연결 부분 사이를 연결하기 위하여 바람직하게는 적어도 55% 의 은, 적어도 25% 의 구리 및 적어도 1% 의 티타늄을 포함하는 조성을 갖는 경납에 의해 연결되고, 여기서 가장 높은 양의 60 또는 62% 의 은, 30% 의 구리 및 2% 의 티타늄을 또한 사용할 수 있다. 게다가, 경납은 최대 100% 의 이소프로판올로 보통 충전되고, 상기 이소프로판올은 손쉽게 핸들링될 수 있는 반죽 일관성을 초래한다. 예를 들어, 비율은 6% ~ 19% 일 수 있다. 종래 기술에서 일반적인 바와 같이, 경납의 조성에서 퍼센트는 콤포넌트들의 중량을 각각 나타낸다.

특정 범위의 조성의 이러한 경납이 매우 바람직하고 내구성이 있는 것으로 입증되었다. 그러한 경우에, 경납은 이미 일체화된 플럭스제를 구비할 수 있다. 통상적으로, 절삭 헤드는 진공 하의 노에서 세라믹에 납땜되고, 땜납 재료의 얇은층 또는 얇은 스트립에 의해 절삭 헤드와 연결 부분의 서로 대향하는 표면들 사이에 배치되고, 전체 밀링 절삭기들은 노 내에서 700 ~ 800 ℃ 로 가열된다.

절삭 헤드와 연결 부분 사이에서의 맞대기 연결은 경납에 의해 전술한 실시형태에 따라 명백하게 초래되지만, 대안의 실시형태에서는, 작동 중에 충분한 냉각을 보장할 수 있거나, 접착 연결에 실질적으로 악영향을 주지 않는 접합 구역에서 온도가 지나치게 높아지지 않는다는 것을 보증할 수 있다면, 접착제에 의해 또한 맞대기 연결될 수 있다. 또한, 이러한 접착 접합은 진동 감쇄 효과를 추가적으로 갖는다.

실시형태에 따라, 절삭 헤드는 회전 축선으로 연장하는 적어도 하나의 단부 절삭 엣지를 구비한다. 특히, 그것은 공구의 짧은 축선방향 이송 또는 플런지 이동들을 또한 허용한다.

절삭 헤드 및 더 구체적으로는 절삭 헤드의 메인 절삭 엣지들의 플루트들의 트위스트 각은 0°(축선에 수평함) ~ 50°에서 변할 수 있다. 트위스트 각은 유리한 칩 이송을 보장하기 위하여 적어도 35°및 최대 45°에서 변한다.

그 점에 있어서, 플루트들은 부분적으로 오목한 플루트 저부로 거의 삼각형 단면을 가진다. 실시형태에 따라, 플루트들의 깊이는 커플링 부분의 방향으로 밀링 절삭기의 팁으로부터 시작하여 연속적으로 감소한다. 그 경우에, 이미 전술한 바와 같이, 플루트들은 섕크의 연결 부분으로 연속적으로 연장한다.

본 발명의 추가의 이점들, 특징들 및 가능한 용도들이 바람직한 실시형태들의 이하의 상세한 설명과 이와 관련된 도면들로부터 명확하게 알 수 있을 것이다.

도 1 은 여전히 기계가공되지 않았지만 이미 연결 부분에 납땜되어 있는 세라믹 블랭크를 갖는 본 발명에 따른 밀링 절삭기를 도시한다.
도 2 는 연결 부분의 일부와 절삭 헤드를 갖는 마무리 기계가공된 공구 팁의 측면도를 도시한다.

도면들은 원칙적으로 실제 물품들에 의심할 여지없이 근접한 도면들이지만, 그 점에 있어서 모든 세부사항들이 일정한 비율로 정확하게 그리고 진실되게 재현되진 않았다.

도 1 은 일반적으로 20 으로 식별되고 또한 섕크 (1) 와 절삭 헤드 (2) 를 포함하는 엔드 밀링 절삭기를 도시하고, 섕크 (1) 는 연결 부분 (3) 과 커플링 부분 (4) 으로 차례대로 나뉘어진다. 커플링 부분 (4) 은, 그의 전반적인 직경에있어서 원추형으로 테이퍼링되는 대응 나사산 (이하에서 "원추형 나사산" 으로 나타냄; 6) 을 갖는 원추형 페그 (peg; 5), 커플링 부분 (4) 으로부터 연결 부분 (3) 으로의 전이부에 있는 반경방향 접촉 표면 (7), 및 원추형 나사산 (6) 과 접촉 표면 (7) 사이의 원통형이거나 약간 원추형인 가이드 부분 (8) 을 포함한다. 원추형 페그 (5) 의 자유 단부에는, 원추형 나사산 (6) 을 넘어서, 마찬가지로 원통형이거나 약간 원추형일 수 있는 추가의 후방 가이드 돌출부 (9) 가 또한 제공될 수 있다. 특히, 가이드 부분 (8) 은 대응 공구 장착부와의 밀접한 끼움장착을 보장하기 위하여 정확히 기계가공된 표면을 가질 수 있어서, 공구 장착부의 원추형 나사산 (6) 에 의해 재빨리 클램핑되는 엔드 밀링 절삭기의 조건에서, 주변 표면이 밀접한 끼움장착으로 그리고 바람직하게는 억지 끼움장착으로 공구 장착부의 대응 또는 원통형의 장착 표면을 베어링하고, 동시에 접촉 표면 (7) 은 공구 장착부의 대응 반경방향 맞닿음부를 베어링한다.

절삭 헤드 (2) 는 중실의 세라믹 부분을 포함하고, 바람직하게는 예를 들어 WO 2006/121477 A2 에서 개시된 바와 같은 세라믹 SiAlON 을 포함한다. 연결 부분 (3) 을 향하여 마주하는 측면에서 세라믹으로 이루어지는 절삭 헤드 (2) 가 그 치수에 있어서 연결 부분 (3) 의 단부면과 정확히 동일한 원형 디스크 형태의 편평한 연결 표면을 또한 가지기 때문에, 연결 부분 (3) 은 절삭 헤드 (2) 를 향하는 그의 단부에서 원형 디스크 형태의 편평한 단부면을 구비한다. 따라서, 두 개의 부분들은 동일 평면의 관계로 함께 납땜될 수 있고, 땜납 표면 또는 땜납 연결부 (11) 는 파선에 의해 나타내어 지며, 이는 절삭 헤드 (2) 와 연결 부분 (3) 의 단부면들의 평면들과 일치하고, 상기 평면들은 서로를 베어링한다.

특정 실시형태에서, 59% 의 은, 27% 의 구리 및 1.7% 의 티타늄을 포함하는 경납 또는 은납이 연결부를 형성하는데 사용되었고, 여기서 나머지 12.3% 는 예를 들어 아이소프로판올과 같은 다른 요소들 또는 컴포넌트들을 포함하고 특히 플럭스제를 또한 포함할 수 있다.

적어도 55% ~ 60% (최대 62%) 의 은, 25% ~ 30% 의 구리 및 1% ~ 2% 의 티타늄을 갖는 전반적인 경납들은 카바이드 금속과 세라믹의 연결부를 형성하는데 유리하다는 것이 입증되었다.

바람직한 변형예에서, 섕크 (1), 특히 도시된 실시형태에서는 연결 부분 (3) 은 카바이드 금속으로 전체적으로 이루어진다. 공구 장착부의 대응 상대 나사산에 원추형 나사산 (6) 을 단단하게 조임으로써 대응 공구 장착부에 밀링 절삭기를 재빨리 클램핑할 수 있도록, 연결 부분 (3) 의 원통형 (편평한 표면들이 제공되지 않았다면 원통형임) 외측 표면 상의 그의 후방 부분에, 공구 맞물림 지점들 (12) 로서, 즉 스크류 렌치 등을 적용하기 위한 편평한 표면들이 제공된다.

그 점에 있어서, 후방 가이드 돌출부 (9) 는 원추형 나사산의 삽입을 용이하게 하고, 그 점에 있어서, 원추형 나사산은, 예를 들어 1 ~ 1.5 턴의 나머지 회전만이 연결부를 조이는데 필요하도록, 제 1 나사산 플라이트들이 접촉할 때까지, 원추형 나사산 (6) 의 그리고 공구 장착부의 대응 암형 나사산의 제 1 나사산 플라이트들이 서로를 지나서 축선방향으로 이동될 수 있다는 이점을 가진다.

원추형 나사산 (6) 과 접촉 표면 (7) 사이에서, 커플링 부분 (4) 은 원통형이거나 약간 원추형인 가이드 부분 (8) 을 또한 구비하고, 상기 가이드 부분의 콘 각도는, 존재할 경우, 어떠한 경우에서도 원추형 페그 (5) 또는 원추형 나사산 (6) 각각의 콘 각도보다 현저하게 작다. 그 가이드 부분 (8) 의 최소 직경은 적어도 원추형 페그 (5) 및 원추형 나사산 (6) 의 최대 직경만큼 크다. 연결 부분 (3) 으로의 전이부를 형성하는 접촉 표면 (7) 은 밀링 절삭기의 공통 회전 축선 (10) 에 수직하게 연장한다. 가이드 부분 (8) 과 접촉 표면 (7) 이 정확히 기계가공되어, 접촉 표면 (7) 에 대향 관계에 있는 환형의 편평한 맞닿음 표면 및 대응 원통형 또는 원추형 표면을 가지는 공구 장착부의 대응 시트와 매우 정확한 끼움장착을 수반한다. 조여진 조건에서, 원추형 가이드 부분은 공구 장착부의 대응 장착 개구 내에 억지 끼움장착으로 바람직하게는 끼움장착되는 반면, 접촉 표면 (7) 은 공구 장착부의 맞닿음 표면을 단단하게 베어링한다.

도 1 이 러프한 상태에서, 즉 대응 절삭 형상의 제조 이전에 밀링 절삭기 (20) 의 측면도를 도시하는 반면, 도 2 는 마무리 제조 이후에 밀링 절삭기의 팁 구역을 도시하고, 상기 절삭 헤드 (2) 와 연결 부분 (3) 의 단지 절단된 부분이 도 2 에 도시되어 있다. 도시된 실시형태에서, 밀링 절삭기는, 플루트들 (13) 의 폭에 있어서 대응 변형을 또한 수반할 수 있는 인접한 메인 절삭 엣지들의 쌍을 따라서 그리고 여러 인접한 메인 및 보조 절삭 엣지들 (15, 16) 사이에서 인접한 절삭 엣지들의 주변 각진 공간들의 가능한 변형 외에는 실질적으로 동일한 4 개의 플루트들 (13) 과 네 개의 메인 절삭 엣지들 (15) 을 포함한다.

볼 수 있는 바와 같이, 플루트들 (13) 은 연결 부분 (3) 으로 연장하는 마무리된 절삭 헤드 (2) 내에 제공된다. 메인 절삭 엣지들 (15) 은 플루트들 (13) 의 내측 표면으로부터 도 1 에서 절삭 헤드 (2) 의 원래의 원통형 주변 표면에 대응하는 대응 라운드 랜드들 (14) 로의 전이부에서 형성된다. 또, 밀링 절삭기는 공통 회전 축선 (10) 의 방향으로 포인트 필링들 (17) 에 의해 지속되는 단부 보조 절삭 엣지들 (16) 을 구비하고, 포인트 필링들 (17) 은 절삭 헤드의 중심부를 더욱 협소하게 하고, 이는 단지 그 최외측 팁 구역에서 플루트들 (13) 의 저부에 의해 달리 규정된다. 주변을 따라서 제공된 복수의 포인트 필링들 (17) 중 적어도 하나는 그러한 경우에 중앙까지, 즉 밀링 절삭기의 공통 회전 축선 (10) 까지 연장될 수 있어서, 밀링 절삭기의 공통 회전 축선 (10) 까지 연장하는 적어도 하나의 단부 절삭 엣지 (16) 가 형성된다. 대응 절삭 헤드가 임의의 짝수 또는 홀수 개의 프루트들 (13) 과 메인 절삭 엣지들 (15) 을 실질적으로 구비할 수 있고, 그 점에 있어서 밀링 절삭기의 각각의 크기에 따라 통상적으로 3 개 ~ 12 개의 플루트들 (13) 과 메인 절삭 엣지들 (15) 이 있을 수 있다는 것이 인지될 것이다.

측면도에서 절삭 헤드 (2) 는 둥글게 잘린 절삭 코너들을 갖는 실질적으로 직각의 프로파일로 형성된다. 절삭 코너들의 반경은 여기에서 약 1㎜ 이다.

이러한 경우에 절삭 헤드의 직경 (D) 에 대한 길이 (L) 의 비가 0.6 미만이 되도록 선택되고, 이는 땜납 연결부 (11) 로부터 메인 절삭 엣지들 (15) 또는 단부 절삭 엣지들 (16) 의 (짧은) 최대 공간과 메인 절삭 엣지들 (15) 의 길이와 관련하여 밀링 절삭기 또는 땜납 연결부 (11) 에 대해 특별한 안정성을 부여한다. 동시에, 공구 장착부에서 커플링 부분 (4) 의 정확하고 매우 견고한 끼움장착이 기계가공 작동 동안 밀링 절삭기의 매우 매끄럽고 진동이 없는 작동 운동을 보장한다. 그러한 특징들은 특히 서로 연계하여 더 낮은 정도의 마모로, 동시에 높은 기계가공 속도와 감소된 파괴 위험으로 기계가공을 실행할 수 있다는 것이 제공된다.

본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의해 상세하게 규정된다.

본 발명의 목적들을 위해, 본 상세한 설명, 도면들 및 첨부된 청구 범위들로부터 당업자에 의해 확인될 수 있는 바와 같은 모든 특징들은, 이들이 단지 특정한 추가의 특징들과 관련하서 특정한 용어들로 개시되었을지라도, 기술적인 양태들이 이러한 결합들을 불가능하게 또는 무의미하게 하거나 여기에서 분명하게 제외되지 않는 한에 있어서는 여기에서 개시된 특징들의 군들 또는 다른 특징들과 임의로 결합하여 그리고 별개로 결합될 수 있다. 서로 별개의 특징들의 독립성의 강조 및 특징들의 모든 상정가능한 결합들의 포괄적이고 명백한 표현은 단지 상세한 설명의 가독성과 간결성의 이유로 여기에서는 생략된다.

Claims (18)

1. 공통 회전 축선 (10) 을 갖는 섕크 (1) 및 절삭 헤드 (2) 를 포함하는 내열성 초합금들 (heat-resistant superalloys; HRSA) 용 엔드 밀링 절삭기 (end milling cutter) 로서,
   상기 섕크는 카바이드 금속으로 이루어지고, 상기 섕크는 상기 절삭 헤드 (2) 에 연결하기 위한 연결 부분 (3) 및 공구 홀더에 연결하기 위한 커플링 부분 (4) 을 구비하고, 상기 절삭 헤드 (2) 는 회전 대칭 엔빌로프 (envelope) 를 갖는 중실의 세라믹 부분을 포함하고, 상기 중실의 세라믹 부분은 상기 연결 부분 (3) 의 단부면에 맞대기 연결되고 (butt-connected), 상기 커플링 부분 (4) 은 원추형 나사산 (6) 을 갖는 원추형 페그 (peg; 5) 를 구비하고,
   상기 절삭 헤드와 상기 연결 부분 사이에서의 맞대기 연결을 위해 경납이 사용되고,
   상기 경납은 적어도 55% 그리고 최대 60% 의 은, 적어도 25% 그리고 최대 30% 의 구리 및 적어도 1% 그리고 최대 2% 의 티타늄을 포함하는 조성을 갖는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 커플링 부분 (4) 으로부터 상기 섕크로의 전이부가 상기 공통 회전 축선 (10) 에 수직한 접촉 표면 (7) 에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
3. 제 2 항에 있어서,
   접촉 표면 (7) 과 상기 원추형 페그 (5) 상의 상기 원추형 나사산 (6) 사이의 상기 커플링 부분 (4) 은 회전 대칭 (원통형 또는 원추형) 가이드 부분 (8) 을 구비하고, 상기 가이드 부분 (8) 의 최소 반경은 원추형 나사산 (6) 의 최대 반경보다 큰 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
4. 제 1 항에 있어서,
   원추형 나사산 (6) 은 부분적으로 원통형의 또는 사다리꼴의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 절삭 헤드 (2) 의 직경 (D) 에 대한 그의 축선방향 길이 (L) 의 비는 1 미만, 또는 0.6 미만, 또는 0.5 미만인 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절삭 헤드에 그라인딩된 플루트들은 상기 섕크의 부분으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절삭 헤드는 SiAlON 세라믹 또는 SiN 또는 위스커 (whisker) 에 의해 보강된 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   측면도에서, 상기 절삭 헤드는 둥글게 잘린 절삭 코너들을 갖는 실질적으로 직각의 프로파일로 형성된 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,
    경납은 일체화된 플럭스제 (integrated flux agent) 를 구비하는 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 헤드와 상기 연결 부분 사이에서의 연결을 위해 접착제가 사용되는 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 헤드는 상기 회전 축선으로 연장하는 적어도 하나의 단부 절삭 엣지를 구비하는 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
14. 제 6 항에 있어서,
    상기 절삭 헤드의 플루트들의 트위스트 각이 0 ~ 50°이거나, 또는 적어도 35°및 최대 45°인 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
15. 제 6 항에 있어서,
    상기 절삭 헤드의 플루트들이 거의 삼각형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
16. 제 6 항에 있어서,
    상기 플루트들의 깊이가 상기 엔드 밀링 절삭기의 팁으로부터 상기 섕크를 향해 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
17. 제 6 항에 있어서,
    상기 엔드 밀링 절삭기의 구역에서, 추가의 포인트 필링들이 갈아져서 엔드 밀링 절삭기의 중앙 또는 플루트들의 저부로 되는 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.
18. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섕크 내에는 적어도 하나의 냉각수 보어가 제공되고, 상기 냉각수 보어는 상기 연결 부분으로 연장하는 적어도 하나의 플루트의 부분에서 개방하는 것을 특징으로 하는, 내열성 초합금들용 엔드 밀링 절삭기.

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