KR102338695B1 - 절삭 공구 및 앤빌 - Google Patents

Abstract

금속 절삭 공구 (10; 110; 310; 410) 는 공구 홀더 (11; 111; 311; 411); 측벽들 (13, 14; 313, 314; 413, 414) 및 바닥면 (15; 215; 315) 에 의해 규정되는 상기 공구 홀더 내의 시트 (12; 112; 412); 및 상기 시트 내에 위치되고 그 안에서 체결 수단 (51; 151; 351; 451) 에 의해 고정되는 인서트 시팅 앤빌 (16; 116, 216, 316, 416) 에 의해 구성되는 교체 가능한 요소를 포함한다. 앤빌의 베이스 표면 (17; 217; 317; 417) 상에 절삭 인서트 (18; 118; 318; 418) 가 지지된다. 앤빌은 앤빌과 일체로 형성된 돌출 요소 (19; 119; 219; 319; 419) 를 구비한다. 돌출 요소 (19; 119; 219; 319; 419) 는 강성이다. 돌출 요소는 상면도에서 더브 테일 형상을 가지며, 돌출 요소 베이스 및 하부 표면들은 앤빌의 나머지의 베이스 및 하부 표면들의 공면의 연장부들을 형성한다.

Description

절삭 공구 및 앤빌

본 발명은 금속 칩 제거를 위한 절삭 공구 및 앤빌에 관한 것이다.

일반적으로 절삭 인서트를 유지하기 위해 클램핑 레버를 사용하는 경우, 앤빌 또는 심 (shim) 과 레버는 앤빌 슬리브, 즉 원주 방향으로 부분적으로 개방된 반원통형 부재에 의해 제자리에 유지된다. 앤빌 슬리브는 앤빌의 중심 구멍에 장착되고, 인서트 시트 내의 수용 구멍에 고정된다. 앤빌 슬리브는, 나선 각도에 따라 상이한 상단 및 하단 각도를 갖는 앤빌이 사용되기 때문에, 특히 나사절삭 (threading) 시에 인서트 위치결정 정확도에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

앤빌은 클램핑 레버가 사용되는 때 설명된 방법에 의해 인서트 시트에 클램핑되는 것이 보통이다. 다른 경우에, 앤빌은 앤빌의 중심 구멍을 통한 나사에 의해 또는 측면으로부터 나사에 의해 클램핑된다. 후자의 경우, 앤빌은 축선방향 절삭력을 지지하기 위한 인서트 지지/클램핑 시스템의 일부이다. 미국특허 제 5,129,767 호는 돌출 요소를 갖는 앤빌을 개시하고 있다.

다양한 기하학적 형상의 절삭 공구에 사용될 수 있는 다용도 및/또는 내구성 앤빌을 제공하는 것이 바람직하다.

절삭 공구를 개선하는 것이 또한 바람직하다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 금속 절삭 공구는 공구 홀더; 측벽들 및 바닥면에 의해 규정되는 상기 공구 홀더 내의 시트; 및 상기 시트 내에 위치되고 그 안에서 체결 수단에 의해 고정되는 인서트 시팅 앤빌에 의해 구성되는 교체 가능한 요소를 포함하고, 앤빌의 베이스 표면상에 절삭 인서트가 지지되고, 앤빌은 앤빌과 일체로 형성된 돌출 요소를 구비하고, 돌출 요소는 강성 (rigid) 이다. 돌출 요소는 상면도에서 더브 테일 (dove tail) 형상을 가지며, 돌출 요소 베이스 및 하부 표면들은 상기 앤빌의 나머지의 베이스 및 하부 표면들의 공면의 (coplanar) 연장부들을 형성한다. 앤빌 슬리브를 사용해야 한다는 단점없이 시트에 앤빌 및 인서트 클램핑을 갖는 것이 바람직하다. 앤빌 슬리브를 피함으로써, 레버 클램핑 (P 레버라 불림) 을 사용할 때 중심 구멍을 보통보다 작게 만들 수 있고, 따라서 앤빌은 또한 다른 홀더, 소위 C-로크 홀더와 양립 가능하다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 돌출 요소는 평면에 대해 거울 대칭이고, 상기 평면과 예각을 형성하는 적어도 하나의 작용 표면을 포함하며, 이는 앤빌을 다용도로 만든다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 돌출 요소는 앤빌을 안전하게 고정하기 위해 체결 수단과 협력작동하도록 되어 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 돌출 요소는 베이스 표면의 일부를 형성하여서, 인서트 지지를 위한 총 면적을 증가시킨다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 베이스 표면은 돌출 요소까지 연속적으로 연장되며 평면 (P2) 에 의해 규정되고, 돌출 요소의 두께는 인서트 지지를 위한 총 면적을 더 증가시키기 위해 일정하거나 실질적으로 일정하고, 연삭하기 더 용이할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 돌출 요소는 앤빌을 안전하게 고정하는 하나의 방식으로서 체결 수단에 의해 클램핑된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 체결 수단은 확대부에 수납되는 U자형 클램프를 포함하고, 클램프는 앤빌의 빠른 장착을 위해 돌출 요소를 탄성적으로 파지하도록 되어 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 체결 수단은 나사산구비 보링 (boring) 에 수납된 고정 나사를 포함하고, 이 나사는 앤빌을 안전하게 고정하는 대안적인 방식으로 돌출 요소의 일 측에 가압하도록 되어 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 돌출 요소는 자유 단부 및 허리부 또는 감소부를 포함하고, 시트는 앤빌 및 절삭 인서트의 안전한 장착을 용이하게 하기 위해 절삭 인서트에 맞닿도록 측벽의 보어 내에 제공되는 핀을 구비한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 금속 절삭 공구와 함께 사용하기 위한 인서트 시팅 앤빌로서, 앤빌은 앤빌과 일체로 형성된 돌출 요소를 구비하고, 돌출 요소는 앤빌 슬리브의 사용을 피하기 위해 강성이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 베이스 표면이 평면에 의해 규정되고, 돌출 요소의 두께는 일정하거나 실질적으로 일정하고, 앤빌은 관통 구멍을 구비한다. 중심 나사 로크 스타일과 유사한 앤빌의 구멍을 설계함으로써, 동일한 앤빌 설계가 P-레버 클램핑뿐만 아니라 D-클램프 및 중심 나사를 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 돌출 요소는 앤빌의 안전한 장착을 용이하게 하기 위해 두 방향으로, 즉 평면과 일치하는 종방향과 그의 횡방향으로 쐐기 형상인 허리부 또는 감소부를 구비한다.

본 발명의 특징 및 이점은, 유사한 도면부호가 유사한 요소 (종종 n 백으로 구별되며, n 은 정수임) 를 나타내는 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 잘 이해된다.
또한, [1] 본원 발명은 금속 절삭 공구 (10; 110; 310; 410) 로서, 공구 홀더 (11; 111; 311; 411); 측벽들 (13, 14; 313, 314; 413, 414) 및 바닥면 (15; 215; 315) 에 의해 규정되는 상기 공구 홀더 내의 시트 (12; 112; 412); 및 상기 시트 내에 위치되고 그 안에서 체결 수단 (51; 151; 351; 451) 에 의해 클램핑되는 인서트 시팅 앤빌 (16; 116, 216, 316, 416) 에 의해 구성되는 교체 가능한 요소를 포함하고, 상기 앤빌의 베이스 표면 (17; 217; 317; 417) 상에 절삭 인서트 (18; 118; 318; 418) 가 지지되고, 상기 앤빌은 상기 앤빌과 일체로 형성된 돌출 요소 (19; 119; 219; 319; 419) 를 구비하고, 상기 돌출 요소 (19; 119; 219; 319; 419) 는 강성 (rigid) 이고, 상기 앤빌은 하부 표면 (22) 을 갖고, 상기 돌출 요소는 상면도에서 더브 테일 (dove tail) 형상을 가지며, 돌출 요소 베이스 및 하부 표면들은 상기 앤빌의 나머지의 베이스 및 하부 표면들의 공면의 (coplanar) 연장부들을 형성하고, 상기 체결 수단은 확대부 (50; 150) 에 수납되는 U자형 클램프 (51; 151) 를 포함하고, 상기 클램프는 상기 돌출 요소를 탄성적으로 파지하도록 되어 있는, 금속 절삭 공구를 제공할 수 있다.
[2] 상기 [1] 에 있어서, 상기 돌출 요소 (19; 119; 219; 319; 419) 는 평면 (P1) 에 대해 거울 대칭이고, 상기 평면과 예각 (α) 을 형성하는 적어도 하나의 작용 표면 (23B) 을 포함하는, 금속 절삭 공구를 제공할 수 있다.
[3] 상기 [1] 에 있어서, 상기 돌출 요소는 상기 베이스 표면 (17; 217; 317; 417) 의 일부를 형성하는, 금속 절삭 공구를 제공할 수 있다.
[4] 상기 [1] 에 있어서, 상기 베이스 표면 (17; 217; 317; 417) 은 상기 돌출 요소까지 연속적으로 연장되며 평면 (P2) 상에 있고, 상기 돌출 요소의 두께 (T) 는 일정한, 금속 절삭 공구를 제공할 수 있다.
[5] 상기 [1] 에 있어서, 상기 돌출 요소 (19; 119; 219; 319; 419) 는 자유 단부 (30) 및 허리부 또는 감소부 (38) 를 포함하고, 상기 시트 (12; 112; 412) 는 상기 절삭 인서트에 맞닿도록 측벽 (14; 314; 414) 의 보어 (46; 446) 내에 제공되는 핀 (45; 145; 345) 을 구비하는, 금속 절삭 공구를 제공할 수 있다.

도 1a 는 본 발명의 일 양태에 따른 앤빌의 평면도이다.
도 1b 는 도 1a 의 선 B-B 를 따른 앤빌의 단면도이다.
도 1c 는 도 1a 의 선 C-C 를 따른 앤빌의 단면도이다.
도 1d 는 도 1a 의선 D-D 를 따른 앤빌의 단면도이다.
도 1e 는 도 1a 의 선 E-E 를 따른, 즉 평면 (P1) 에서의 앤빌의 단면도이다.
도 1f 는 도 1a 의 앤빌의 후방 사시도이다.
도 2a 는 본 발명의 일 양태에 따른 공구의 분해 전방 사시도이다.
도 2b 는 공구 홀더의 다른 분해 전방 사시도이다.
도 2c-2f 는 각각 공구 홀더의 요소들의 측면도, 평면도, 정면도 및 사시도이다.
도 2g 는 공구 홀더의 전방부의 평면도이다.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 다른 양태에 따른 공구 홀더 및 앤빌의 전방부의 평면도이다.
도 4a 및 도 4b 는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 공구의 분해 전방 사시도이다.
도 4c 및 도 4d 는 각각 공구 홀더의 요소들의 평면도 및 전방 사시도이다.
도 4e 및 4f 는 공구 홀더의 전방부의 평면도이다.
도 4g 는 공구의 전방부의 평면도이다.
도 5a-5c 는 각각 본 발명의 또 다른 양태에 따른 공구 홀더의 부분들의 평면도, 측면도 및 정면도이다.
도 5d 는 나사절삭 공구의 전방부의 평면도이다.
도 6 은 본 발명의 또 다른 양태에 따른 앤빌의 평면도이다.
각 도면은 일정한 비율로 도시된다. 그러나, 공구 홀더 또는 그 요소의 크기는 일정량만큼 감소 또는 확대될 수 있다.

이제, 절삭 공구 홀더 (11) (도 2a) 의 포켓 또는 시트 (12) 에 사용하기에 적합한 인서트 시팅 앤빌 (16) 을 도시하는 도 1a-1e 를 참조한다. 인서트 시팅 심 또는 앤빌 (16) 은 보통 공구강으로 제조된 공구 홀더 보디의 재료에 비해 더 단단하며 더 내마모성인 재료로 형성된다. 예를 들어, 앤빌은 일반적으로 초경합금, 서멧 및/또는 초경질 재료로 제조된다.

앤빌 (16) 은 상부 표면 또는 베이스 표면 (17), 하부 표면 (22), 및 상기 표면들 (17 및 22) 사이에 연장되는 측면 (23) 을 포함하는 플레이트의 형상을 갖는다. 베이스 표면 영역은 하부 표면 영역보다 작을 수도 있다. 베이스 표면 및 하부 표면은 평행할 수 있지만, 앤빌 두께가 평균 앤빌 두께에 비해 극점 (extreme points) 에서 더 크거나 더 작도록 ±4 도의 각도를 형성할 수 있다. 측면 (23) 은 앤빌 주변 주위에 내내 연장될 수도 있다. 측면 (23) 은, 상기 주변의 적어도 일부에서, 적어도 하나의 하측 부분 표면 (23A) 및 적어도 하나의 상측 부분 표면 (23B) 과 같은 여러 부분 표면들로 이루어질 수도 있다. 하측 부분 표면 (23A) 은 하부 표면 (22) 또는 베이스 표면 (17) 에 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 연장될 수도 있다. 하측 부분 표면 (23A) 및 상측 부분 표면 (23B) 은 도 1b 에 도시된 바와 같이 단면도에서 서로 내부 둔각 (β) 을 형성할 수 있다. 내부 둔각 (β) 은 130-175°의 범위 내에서 선택될 수 있다.

앤빌은 그와 일체로 형성된 돌출 요소 (19) 를 갖는다. 돌출 요소는 베이스 표면 (17) 및/또는 하부 표면 (22) 의 연속 부분을 형성할 수 있다. 베이스 표면 (17) 은 평면 (P2) 에 의해 규정된다. 베이스 표면이 그루브 또는 범프가 제공된 표면과 같이 프로파일링된다면, 평면은 베이스 표면의 적어도 3 개의 피크에 의해 규정될 수 있다. 돌출 요소의 두께 (T) 는 일정하거나 실질적으로 일정할 수 있고, 예컨대 두께는 베이스 표면 (17) 과 하부 표면 (22) 사이의 각도에 의해 규정될 것이다.

돌출 요소 (19) 는, 탄성적으로 압축 가능하거나 회복력 있는 것에 반대로, 뻣뻣한 또는 꿋꿋한 또는 유연하지 않은 또는 가요성이 없는 또는 단단한 또는 단단히 고정된 또는 세팅된의 의미로 강성이다. 돌출 요소 (19) 는 소결된 초경합금 또는 이와 유사한 재료와 같은, 앤빌 자체와 동일한 재료로 제조될 수도 있다. 따라서, 돌출 요소는 전단 계수, 체적 탄성률 및/또는 영률에 대해 앤빌의 나머지와 동일한 값을 가질 수 있다.

돌출 요소 (19) 는 상면도 (예컨대, 도 1a 참조) 에서 더브 테일 형상을 가질 수 있으며, 돌출 요소 베이스 표면 (17) 및 하부 표면 (22) 은 앤빌의 나머지의 베이스 표면 및 하부 표면의 공면의 연장부를 형성할 수도 있다 (예컨대, 도 1e 참조).

측면 (23) 은 앤빌 주변부 주위 전체에 하측 부분 표면 (23A) 및 상측 부분 표면 (23B) 을 포함할 수 있고, 이는 내부에 바인더 상을 갖는 텅스텐 카바이드를 프레싱하는 경우에 다이로부터 앤빌 블랭크를 해제하는데 이롭다. 하부 표면 (22) 에는, 이러한 해제를 용이하게 하며 앤빌의 위치결정을 방해하지 않으면서 시트에 비교적 큰 반경의 사용을 허용하기 위한 통상적인 리세스가 제공될 수도 있다.

돌출 요소 (19) 는 2 개의 거울 대칭 절반부 (도 1a) 로 앤빌 (16) 을 분할하는 가상 평면 (P1) 에 대해 거울 대칭일 수 있다.

돌출 요소의 상측 부분 표면 (23B) 은 평면 (P1) 과 예각 (α) 을 형성하는 클램핑을 위한 적어도 하나의 반응 표면을 갖는다. 예각 (α) 은 10-50°의 범위 내에서 선택될 수 있다.

돌출 요소 (19) 는 공구 홀더 (11) 의 시트 (12) 에 유지되는 고정 수단과 협력작동하도록 되어 있다. 돌출 요소는 평면 (P1) 의 일측 또는 양측의 반응 표면에서 고정 수단에 의해 클램핑될 수 있다.

돌출 요소는 자유 단부 (30) 를 포함하며, 자유 단부의 주변부는 도 1a 에 도시된 바와 같이 상면도에서 볼록하게 만곡되어 있다. 만곡된 주변부는 평면 (P1) 의 각 측에서 각각 하측 부분 표면 (23A) 및 상측 부분 표면 (23B) 의 제 1 의 평평한 또는 직선형 부분들 (31, 32) 에 연결된다. 대안적으로, 만곡부는 뾰족한, 직선형 또는 오목하게 만곡된 것과 같은 다른 일반적인 형상을 가질 수도 있다.

평면 (P1) 의 일 측의 제 1 직선형 부분 (31) 은 도 1a 에서와 같이 상면도에서 보았을 때 평면 (P1) 의 다른 측의 제 1 직선형 부분 (31) 과 40 내지 80°의 내부 예각을 형성할 수 있다. 제 1 직선형 부분 (31) 은 자유 단부 (30) 의 후방으로, 즉 도 1a 의 우측으로 평면 (P1) 을 향해 수렴한다. 평면 (P1) 의 일 측에서 제 1 직선형 부분 (32) 은 도 1a 에서와 같이 상면도에서 보았을 때 평면 (P1) 의 다른 측의 제 1 직선형 부분 (32) 과 40 내지 80°의 내부 예각을 형성할 수 있다. 제 1 직선형 부분 (32) 은 자유 단부 (30) 의 후방으로 평면 (P1) 을 향해 수렴한다. 제 1 직선형 부분 (31) 은 맞닿음 표면으로서 기능할 수도 있다.

제 1 직선형 부분 (31, 32) 은 차례로 평면 (P1) 의 각 측면에서 제 2 부분 (33, 34) 에 각각 연결될 수 있다. 도시된 바람직한 기하학적 형상은 직선형이지만, 제 2 부분 (33, 34) 은 만곡될 수도 있다.

평면 (P1) 의 일 측의 제 2 부분 (33) 은 도 1a 에서와 같이 상면도에서 보았을 때 평면 (P1) 의 다른 측의 제 2 부분 (33) 과 10 내지 40°의 내부 예각을 형성할 수 있다. 제 2 부분들 (33) 은 자유 단부 (30) 의 전방으로 평면 (P1) 을 향해 수렴하고, 베이스 표면 (17) 내에서 또는 외부에서 교차할 수도 있다. 평면 (P1) 의 일 측의 제 2 부분 (34) 은 도 1a 에서와 같이 상면도에서 보았을 때 평면 (P1) 의 다른 측의 제 2 부분 (34) 과 10 내지 40°의 내부 예각을 형성할 수 있다. 제 2 부분들 (34) 은 자유 단부 (30) 의 전방으로, 즉 도 1a 의 좌측으로 평면 (P1) 을 향해 수렴하고, 베이스 표면 (17) 내에서 또는 외부에서 교차할 수도 있다.

베이스 표면은 돌출 요소의 자유 단부 (30) 까지 연속적으로 연장될 수도 있고, 쌍방이 평면 (P2) 과 일치할 수도 있다.

제 2 부분들 (33, 34) 은 평면 (P1) 의 양측에 제공되고, 두 방향으로, 예컨대 도 1a 의 평면 (P1) 과 일치하는 종방향과 도 1b 에 도시된 바와 같은 횡방향으로 쐐기형상인 허리부 또는 감소부 (38) 를 형성한다. 따라서, 쐐기형상은 자유 단부 (30) 를 향해 발산하고, 베이스 표면 (17) 을 향해 가늘어진다.

제 2 부분들 (33, 34) 은 바람직하게는 반경을 통해 평면 (P1) 의 양측의 숄더부 (35) 에 연결되어, 돌출 요소 (19) 를 형성한다. 그리고, 숄더부 (35) 는 하측 표면 (23A) 의 제 3 부분 (36) 에 연결된다. 제 3 부분 (36) 은 평면 (P1) 과 예각을 형성할 수 있고, 평면 (P2) 에 수직일 수 있으며, 맞닿음 표면으로서 기능할 수 있다. 그리고, 제 3 부분 (36) 은 하측 표면 (23A) 의 제 4 부분 (41) 에 연결된다. 제 4 부분 (41) 은 평면 (P1) 에 평행할 수 있고, 평면 (P2) 에 수직일 수 있고, 맞닿음 표면으로서 기능할 수 있다.

앤빌은 나사 또는 레버와 같은 클램핑 장치를 위한 관통 구멍 (37) 을 포함할 수 있고, 즉 구멍 (37) 은 베이스 표면 (17) 및 하부 표면 (22) 과 교차한다. 도 1a 내지 도 1f 의 앤빌은 나사절삭 인서트를 지지하도록 되어 있고, 돌출 요소로부터 멀리 위치되고 제 4 부분 (41) 에 인접한 하나 또는 두 개의 지지 돌출부 (39) 를 가질 수 있다. 두 개의 돌출부 (39) 는 앤빌을 오른손 및 왼손 적용 모두에 이용 가능하게 한다. 돌출부들 사이에 단부 표면 (40) 이 연장된다.

따라서, 허리부 (38) 는 탄성 금속 클램프 또는 측면으로부터의 나사 등과 함께 인서트 시트에서 앤빌을 클램핑하기 위해 사용될 수 있는 각진 (angled) 표면을 갖는다.

이제, 본 발명의 일 양태에 따른 절삭 공구, 공구 홀더 및 그 부분들을 보여주는 도 2a-2g 를 참조한다. 절삭 공구 (10) 는 내부 금속 나사절삭을 위한 선삭 공구일 수 있고, 시트 (12) 를 갖는 홀더 보디 (11) 를 포함한다. 공구 홀더의 시트 (12) 는 직립 측벽들 (13, 14) 및 바닥면 (15) 에 의해 규정된다. 측벽들 (13, 14) 은 그들 사이에 예각일 수 있는 각도를 형성한다.

이 실시형태에서, 제 1 측벽 (13) 은 그루브 또는 리세스에 의해 이격된 공면의 하측 부분 (13A) 및 상측 부분 (13B) 을 포함한다. 하측 부분 (13A) 는 앤빌의 하측 표면 (23A) 의 제 3 부분 (36) 과 맞물리도록 되어 있다. 상측 부분 (13B) 은 절삭 인서트 (18) 의 측면 또는 여유면과 맞물리도록 되어 있다 (도 2g).

제 2 측벽 (14) 은 하측 부분 (14A) 및 상측 부분 (14B) 을 포함한다. 하측 부분 (14A) 은 바닥면 (15) 으로부터 서 있고, 앤빌의 하측 표면 (23A) 의 제 4 부분 (41) 과 맞물리도록 되어 있으며, 절삭 공구의 이송 방향 (F) 또는 중심 축선에 평행하게 연장될 수 있다. 하측 부분 (14A) 은 지지 돌출부 (39) 를 위한 공간을 만들기 위해 전방으로 절개부 (49) 에 연결될 수 있다. 상측 부분 (14B) 은 절삭 인서트 (18) 의 측면 또는 여유면과 맞물리도록 되어 있다.

상측 부분 (14B) 은 상측 부분 (14B) 과 연통하거나 절삭 인서트를 향해 길게 (lengthwise) 개방된 보어 또는 공동 (46) 에 제공되거나 삽입되는 핀 (45) 에 의해 적어도 부분적으로 볼록할 수 있다. 핀은 다수의 형상 중 임의의 형상, 예컨대 원통형으로 형성된 볼록하게 만곡된 외주면을 갖는다. 핀 (45) 은 공구 홀더 보디 (11) 의 재료보다 높은 경도를 갖는, 경화된 강 또는 초경합금과 같은 재료로 만들어진다.

공동 (46) 은 바닥면 (15) 에 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 연장되는 보링이다. 공동 (46) 은 상측 부분을 돌파하거나 교차하며, 핀 (45) 의 외주의 작은 부분이 공동 (46) 을 통해 돌출하여, 상측 부분 (14B) 을 지나서 절삭 인서트를 향하는 방향으로 시트 내로 연장된다. 핀은 핀의 직경의 최대 40 % 인 거리만큼 돌출한다.

핀 (45) 은 바닥면에 평행하거나 실질적으로 평행한 절삭 인서트 (18) 에 대하여 접촉선을 나타내도록 되어 있다. 접촉선은 적절한 절삭 인서트의 두께의 약 1/2 에 해당하는 앤빌 또는 바닥면으로부터 이격되어 있다. 핀은 압입에 의해 그리고/또는 핀 주위에서 홀더의 재료를 변형시킴으로써 공동 (46) 에 삽입될 수 있다.

측벽들 (13, 14) 은 절삭 공구의 이송 방향 (F) 에 관하여 시트의 후단을 향해 수렴한다 (도 2g). 측벽들 (13, 14) 의 가상 교차부에는 상대적으로 좁은 슬롯 (48) 을 통해 시트 내로 개방되는 튜브형 리세스 (47) 가 형성된다. 리세스 (47) 는 바닥면 (15) 에 연결되는 확대부 (50) 를 갖는다. 확대부 (50) 는 클램프 (51) 를 수납하기 위해 리세스 (47) 보다 대체로 더 큰 치수를 갖는다. 확대부 (50) 는 리세스 (47) 와 오버행 또는 루프 (52) 를 형성한다. 핀 (45) 은 도시의 명확성을 위해 도 2g 에 도시되지 않았다.

클램프 (51) 는 앤빌을 파지하여 공구 홀더에 유지하기 위한 것이다. 클램프 (51) 는 대체로 U자형이고, 후단 (54) 에서 연결되는 2 개의 탄성 아암들 (53) 을 포함한다. 클램프 (51) 는 확대부 (50) 내로 강제되고, 탄성 변형에 의해 그곳에 유지된다. 루프 (52) 및/또는 바닥면 (15) 은 높이 방향에서 클램프를 고정한다. 탄성 아암 (53) 이 후단 (54) 으로부터 전방으로 진행함에 따라, 탄성 아암들 (53) 은 처음에 서로 멀어진 후 다시 서로를 향해 구부러진다. 각각의 탄성 아암 (53) 의 전방부는 탄성 아암들 (53) 사이에 돌출 요소 (19) 의 도입을 허용하는 형상이다. 바람직하게는, 이는 돌출 요소가 탄성 아암들 (53) 사이에 위치된 돌출 요소의 초기 부분 (30) 을 가진 후 후방부 (54) 를 향해 밀려서, 탄성 아암들 (53) 사이에 완전히 끼워 맞춰질 수 있는 돌출 요소의 완전한 도입 또는 최대 중간 치수를 갖는 돌출 요소의 부분의 완전한 도입을 허용하도록 탄성 아암들 (53) 을 서로로부터 충분히 멀어지게 강제할 수 있기에 충분한 거리로 떨어져 탄성 아암들 (53) 의 전방부에 자유 단부들을 구비함으로써 달성된다. 전체 돌출 요소 또는 최대 단면 치수를 갖는 돌출 요소의 부분이 탄성 아암들 (53) 의 전방부를 지나치자마자, 탄성 아암들 (53) 은 다시 서로를 향해 이동하기 시작할 것이다. 클램프는 상부 표면 (55) 과 하부 표면 (56) 을 갖는다. 각각의 아암 (53) 의 내부 표면은 두 아암들 사이의 최단 거리를 형성하도록 상부 표면 (55) 에 인접한 벌지 (57) 를 포함한다.

클램프 (51) 의 임의의 실시형태에서, 스크래칭 작업자를 배제하고 돌출 요소의 삽입을 용이하게 하기 위해 탄성 아암 (53) 의 자유 단부를 둥글게 하는 것이 바람직할 수 있다.

바닥면 (15) 은 종래의 로킹 부재 (61) 를 수용하기 위한 리세스 (60) 를 가질 수 있다. 리세스 (60) 는 상면도에서 예컨대 원형과 직사각형의 조합의 형상인 키 로크이고, 바닥면 (15) 의 대략 중심 아래에 레지 (ledge) 를 가질 수 있다. 인덱서블 절삭 인서트 (18) 는 절삭 인서트의 구멍 내로 돌출하는 L자형 로킹 부재 (61) 에 의해 시트에 클램핑된다. L자형 로킹 부재는 절삭 인서트의 수렴하는 측면들을 직립 벽들 (13, 14), 즉 상측 부분 (13B) 및 핀 (45) 에 대해 가압한다. 로킹 부재는 리세스 (60) 에 피봇식으로 배치된 L자형의 제 1 레그를 형성하고, 그 부재의 제 2 레그는 절삭 인서트의 구멍을 통해 연장된다. 제 1 레그를 하향 이동시키기 위해 작동 수단 (62) 이 제공되고, 이로써 축선 주위에서 그리고 받침점 주위에서 로킹 부재의 피봇 작용을 야기한다. 축선은 제 1 레그가 연장되는 방향과 실질적으로 직각을 이룬다. 도시된 실시형태에서, 수단 (62) 은 홀더의 구멍 (62B) 에 나사식으로 맞물린 나사 (62A) 의 형태이다. 나사는 단일 나사산 단부를 가질 수 있고, 나사가 회전되는 때, 홀더에 형성된 받침점 주위에서 로킹 부재의 상기 피봇 작용을 야기하도록 L자형 로킹 부재의 제 1 레그의 자유 단부와 맞물리도록 배치된 단부를 가질 수 있다. 제 2 레그는 홀더의 리세스 (60) 를 통과하고, 개구는 레그들의 원하는 피봇 운동을 방해하지 않도록 성형되고 치수결정된다. 제 2 레그는 앤빌의 구멍 (37) 을 통해 그리고 절삭 인서트의 중심 구멍 내로 연장되도록 배치되고, 시트 (12) 에 절삭 인서트를 탈착 가능하게 고정시키는 역할을 한다. 레그의 피봇 운동은, 절삭 인서트 (18) 가 벽 (13, 14) 을 향해 이동되고 그에 클램핑되는 동시에 앤빌 (16) 을 클램핑하게 한다.

클램프 (51) 는 확대부 (50) 내에 장착되고, 나사 (62) 및 로킹 부재 (61) 는 구멍 (62B) 및 리세스 (60) 에 각각 장착된다. 제 2 레그는 구멍 (37) 을 통해 연장된다. 구멍 (37) 의 직경은 제 2 레그의 최대 치수 또는 직경보다 커서 이들의 상대 운동이 허용된다. 앤빌 (16) 은 예컨대 돌출 요소 (19) 가 아암들 (53) 을 벌리고 클램프 (51) 내로 진입하도록 클램프를 향해 바닥면 (15) 을 따라 앤빌의 하부 표면 (22) 을 슬라이딩시킴으로써 장착된다. 돌출 요소 또는 최대 단면 치수를 갖는 돌출 요소의 부분이 전체적으로 탄성 아암 (53) 내에 있는 때, 벌지 (57) 는 평면 (P1) 의 각 측에서 제 2 부분 (34) 과 맞닿을 것이다. 돌출 요소가 두 방향으로 쐐기 형상이므로, 탄성 아암들 (53) 은 앤빌을 바닥면 (15) 쪽으로 밀고, 아암들이 서로를 향해 가압되므로 돌출 요소를 마찰로 유지할 것이다. 달리 말하면, 고정 수단은 확대부에 수납된 U자형 클램프를 포함하고, 클램프는 돌출 요소를 탄력적으로 파지하도록 되어 있다.

앤빌 (16) 은 절삭 인서트로부터 공구 홀더의 시트로 접선 방향 힘만을 전달하도록 설계되는 것이 바람직하다.

이제, 본 발명의 다른 양태에 따른 절삭 공구 (110) 의 공구 홀더 (111) 의 전방부 및 및 인서트 시팅 앤빌 (116) 이 도시되어 있는 도 3a 및 도 3b 를 참조한다. 예시된 공구는 절삭 공구의 중심 축선에 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 연장되는 이송 방향 (F1) 을 갖는 종방향 선삭 공구 및/또는 대체로 삼각형의 절삭 인서트 (118) (파선으로 도시됨) 를 갖는 정면 선삭 (face turning) 공구이다. 앤빌 (116) 은 절삭 공구 홀더의 시트 (112) 에 사용하기에 적합하다. 앤빌 (116) 은 앤빌 (16) 과 관련하여 논의된 바와 같은 재료로 형성된다.

앤빌 (116) 은 베이스 표면 (117) 을 통해 대체로 삼각형의 절삭 인서트 (118) 를 지지하는 대체로 삼각형의 기본 형상을 갖는다. 앤빌은 그와 일체로 형성된 돌출 요소 (119) 를 갖는다. 돌출 요소의 기하학적 형상 및 기능은 위에서 상세하게 설명하였다.

또한, 이 실시형태에서, 앤빌을 파지하여 공구 홀더에 유지하기 위해 클램프 (151) 가 제공된다. 클램프 (151) 는 전술한 바와 같이 U자형상이고, 2 개의 탄성 아암 (153) 을 포함한다. 클램프 (151) 는 확대부 (150) 내로 강제되고, 그곳에서 탄성 변형에 의해 유지된다. 루프 (152) 는 높이 방향에서 클램프를 고정한다. 각각의 탄성 아암 (153) 의 전방부는 탄성 아암들 사이에 돌출 요소 (119) 의 도입을 허용하는 형상이다. 바람직하게는, 이는 돌출 요소가 탄성 아암들 (153) 사이에 위치된 돌출 요소의 초기 부분을 가진 후 안쪽으로 밀려서, 탄성 아암들 (153) 사이에 완전히 끼워 맞춰질 수 있는 돌출 요소의 완전한 도입 또는 최대 중간 치수를 갖는 돌출 요소의 부분의 완전한 도입을 허용하도록 탄성 아암들 (153) 을 서로로부터 충분히 멀어지게 강제할 수 있기에 충분한 거리로 떨어져 탄성 아암들 (153) 의 전방부에 자유 단부들을 구비함으로써 달성된다. 전체 돌출 요소 또는 최대 단면 치수를 갖는 돌출 요소의 부분이 탄성 아암들 (153) 의 전방부를 지나치자마자, 탄성 아암들 (153) 은 다시 서로를 향해 이동하기 시작할 것이다.

앞서 언급한 바와 같이, 직립 벽, 예컨대 상부 부분 (113B) 및 핀 (145) 에 대해 절삭 인서트의 수렴 측면을 가압하도록 L자형 로킹 부재가 제공된다. 축선 주위에서 그리고 받침점 주위에서 축 주위 및 지점 지점 둘레의 로킹 부재의 피봇 작용을 야기하도록 작동 수단 또는 체결 수단 (162) 이 제공된다. 축선은 제 1 레그가 연장되는 방향과 실질적으로 직각을 이룬다. 제 2 레그는 홀더의 리세스를 통과한다. 제 2 레그는 앤빌의 구멍 (137) 을 통해 그리고 절삭 인서트의 중앙 구멍 내로 연장되도록 배치되고, 시트 (112) 에 절삭 인서트를 탈착 가능하게 고정시키는 역할을 한다. 레그의 피봇 운동은 벽을 향해 절삭 인서트를 이동시키고 그에 클램핑되는 동시에 앤빌을 클램핑하게 한다.

도 6 은 트리곤형 (trigon-shaped) 절삭 인서트에 적합한 베이스 표면 (217) 을 갖는 다른 앤빌 (216) 을 개시한다. 앤빌에는 돌출 요소 (219) 및 관통 구멍 (237) 이 제공된다. 돌출 요소 (219) 는 위에서 규정된 바와 같이 구성되는 한편, 앤빌의 나머지 부분은 트리곤 형상을 갖는다. 돌출 요소 (219) 는 앤빌 (216) 을 2 개의 대칭 절반부로 분할하는 가상 평면 (P1) 에 대해 거울 대칭일 수 있다.

이제, 본 발명의 다른 양태에 따른 절삭 공구 (310) 의 공구 홀더 (311) 의 전방부 및 인서트 시팅 앤빌 (316) (앤빌 (16) 과 동일함) 이 도시되어 있는 도 4a 내지 도 4g 를 참조한다. 예시된 공구는 실질적으로 도 1a 내지 도 2g 와 관련하여 도시되고 기술된 바와 같은 나사절삭을 위한 공구이다. 이 실시형태는 나사산구비 보링 (350) 을 통해 트레딩된 (treaded) 고정 나사 (351) 형태의 체결 수단에 의해 앤빌 (316) 이 초기에 클램핑되는 방식에서 이전에 기술된 공구 (10) 와 상이하다. 나사산구비 보링 (350) 은 시트 (312) 에 장착되는 때 앤빌의 허리부 (338) (도 4c) 에 대응하는 축선방향 위치에서 공구 홀더 (311) 의 재킷 표면으로부터 직립 측벽 (313) 을 통해 아래쪽으로 그리고 안쪽으로 경사진다. 보링의 중심 축선은 평면 (P1) 의 근위 측에서 돌출 요소의 제 2 부분 (334) 에 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 연장된다. 나사 (351) 의 자유 단부 (363) 는 예를 들어 도 4f 를 참조하여 앤빌을 아래쪽으로 그리고 안쪽으로 동시에 밀기 위해 제 2 부분 (334) 에 맞닿도록 되어 있다.

쐐기 형상의 제 2 하측 부분 또는 반응 표면 (364) 은 바닥면 (315) 으로부터 서 있고, 평면 (P1) 의 원위 측에서 하부 표면 (323A) 의 제 1 직선형 부분 (331) 과 맞물리도록 되어 있다. 제 2 하측 부분 (364) 은 제 1 직선형 부분 (331) 에 평행하게 연장될 수 있고, 예컨대 도 4f 에서와 같이 상면도에서 보았을 때 평면 (P1) 과 10 내지 40°의 내부 예각을 형성할 수 있다.

고정 나사 (351) 는 보링 (350) 에 장착되고, 나사 (362) 및 로킹 부재 (361) 는 전술한 것처럼 장착된다. 앤빌 (316) 은 예컨대 돌출 요소 (319) 가 제 2 하측 부분 (364) 과 고정 나사 사이에 끼워 맞춰지도록 축선방향 후방으로 바닥면 (315) 을 따라 하부 표면을 슬라이딩시킴으로써 장착된다. 고정 나사가 조여지는 때, 하측 부분 (313A) 이 앤빌의 하부 표면의 제 3 부분 (336) 과 맞물릴 때까지 앤빌을 안쪽으로 그리고 아래쪽으로 이동시킬 것이다. 그 순간, 앤빌 표면들 (331, 334, 341) 은 각각 시트 특징부 (364, 363, 314A) 와 맞물릴 수 있다.

고정 나사 (351), 보링 (350) 및 제 2 하측 부분 (364) 는 함께 클램프를 형성한다.

이로써, 시트 내로 앤빌을 밀도록 바닥면으로부터 서 있는 작용 표면을 향해 측면으로부터 고정 나사에 의해 앤빌을 로킹할 뿐만 아니라 아래쪽으로 고정시킴으로써 앤빌은 시트에서 고정된다.

상측 부분 (313B) 및 핀 (345) 은 절삭 인서트가 레버 (361) 에 의해 클램핑되는 때에 절삭 인서트 (318) 의 측면 또는 여유면과 맞물리도록 되어 있다.

도 5a 내지 도 5c 는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 공구 홀더 (411) 의 부분을 도시하고, 도 5d 는 공구 홀더 (411) 를 포함하는 절삭 공구 (410) 의 전방부를 도시한다. 공구 홀더 (411) 는 시트 (412) 를 갖는다. 시트는 측벽들 (413, 414) 및 바닥면 (415) 에 의해 규정된다. 측벽들 (413, 414) 은 그들 사이에 예각일 수 있는 각도를 형성한다.

이 실시형태에서, 제 1 측벽 (413) 은 그루브 또는 리세스에 의해 이격된 공면의 하측 부분 (413A) 및 상측 부분 (413B) 을 포함한다. 하측 부분 (413A) 은 앤빌의 하측 표면의 근위 제 3 부분 (436) 과 맞물리도록 되어 있다. 상측 부분 (413B) 은 절삭 인서트 (418) 의 측면 또는 여유면과 맞물리도록 되어 있다.

제 2 측벽 (414) 은 하측 부분 (414A) 과 상측 부분 (414B) 을 포함한다. 하측 부분 (414A) 은 상측 부분 (414B) 과 평행하게 연장될 수 있지만, 상측 부분 (414B) 보다 평면 (P1) 에 더 가깝게 위치된다. 하측 부분 (414A) 은 앤빌의 하측 표면의 원위 제 3 부분 (436) 과 맞물리도록 되어 있다. 상측 부분 (414B) 은 절삭 인서트 (418) 의 측면 또는 여유면과 맞물리도록 되어 있다.

상측 부분 (413B) 은 상측 부분 (414B) 과 연통하거나 절삭 인서트를 향해 길게 개방되는 보어 또는 공동 (446) 에 제공되거나 삽입되는 핀 (여기에 도시되지 않음) 에 의해 적어도 부분적으로 볼록할 수 있다.

앤빌 구멍 (437) 을 통해 그리고 나사산구비 보링 (450) 내로 앤빌 나사 (451) 가 장착된다. 앤빌 나사는 보링의 중심과 측벽들 사이에 약간의 오프셋을 조정함으로써 종래의 방식으로 예비인장된다. 앤빌 (416) 은 바닥면 (415) 에 놓이고, 돌출 요소 (419) 는 단지 인서트의 지지를 위해 사용된다. 앤빌 나사가 조여지는 때, 하측 부분 (413A) 이 앤빌의 하측 표면의 제 1 직선형 부분 (431) 및 제 3 부분 (436) 과 맞물리고 하측 부분 (414A) 이 하측 표면의 근위 제 3 부분 (436) 과 맞물릴 때까지 앤빌은 아래쪽으로 그리고 오프셋으로 인해 안쪽으로 이동될 것이다.

이로써, 앤빌 구멍을 통해 연장되는 앤빌 나사로 앤빌을 로킹함으로써 앤빌은 시트에서 고정된다.

상측 부분 (413B) 및 핀은 절삭 인서트가 소위 D-클램프 (461) 에 의해 클램핑되는 때 절삭 인서트 (418) 의 측면 또는 여유면과 맞물리도록 되어 있다. D-클램프는 통상적이며, 세장형 (elongated) 형상이다. 클램프는 관통 구멍 및 정렬 수단을 갖는다. 클램프는 절삭 인서트 홀더 (411) 의 나사산구비 리세스에 나사결합하는 나사 (462) 에 의해 조작된다. 클램프는 앤빌, 핀 및 상측 부분 (413B) 에 대해 절삭 인서트를 가압하기 위해 절삭 인서트 (416) 와 맞닿도록 의도된 전방 또는 근위 단부를 갖는다.

따라서, 본 발명은 앤빌을 사용하는 모든 고정형 공구 홀더에 적용 가능한 앤빌에 관한 것이다. 앤빌은 탄성 금속 클램프로 또는 측면으로부터 고정 나사로 앤빌을 클램핑하는 데 사용될 수 있는 각진 표면을 갖는 2 개의 절개부를 갖는다. 이 해법은 인서트 시트 아래에 공간을 절약하여, 작은 직경의 절삭 공구에 더 강성의 레버가 사용될 수 있다. 이 해법은 중심 나사로 앤빌을 로킹하는 종래의 D-클램프 공구 홀더에서 동일한 앤빌을 사용하기 위한 백 호환성 (back compatibility) 을 또한 제공한다.

앤빌은 전용 상부 표면 (17) 및 하부 표면 (22) 을 구비할 수 있고, 이는 인서트 아래의 2 개의 지지 돌출부가 왼손 및 오른손 공구 홀더 모두에 동일한 앤빌을 사용할 수 있게 한다는 것을 의미한다.

여기에 제시된 공구 홀더에는 냉각제 채널 또는 덕트가 제공될 수 있다. 공구 수명은 일반적으로 냉각제 공급 압력의 증가에 따라 증가한다. 이는 고압 냉각재가 칩을 들어올리고 절삭 인터페이스에 더 가깝게 접근할 수 있는 능력 덕분일 수 있다. 이 작용은 시저 (seizure) 영역의 감소를 초래하여 마찰 계수를 낮추고, 이는 절삭 온도 및 절삭력을 감소시킨다. 바람직하게는, 논의된 실시형태들에서 사용된 압력은 40 bar 이상, 바람직하게는 100 bar 이상의 냉각제 압력이다.

본 출원에서, "포함한다" 와 같은 용어의 사용은 개방형 (open-ended) 이고, 다른 구조, 재료 또는 행위의 존재를 배제하지 않으려는 것이다. 유사하게, "할 수 있다" 또는 "할 수도 있다" 와 같은 표현의 사용은 개방형이며 구조, 재료 또는 행위가 필수적이지 않음을 나타내려는 것이지만, 그러한 표현의 불사용이 구조, 재료 또는 행위가 필수적이라는 것을 나타내려는 것은 아니다. 구조, 재료 또는 행위가 현재 필수적이라고 생각되는 경우에는, 그러하다고 확인된다. "상부", "하부", "원위", "근위", "탑", "바닥", "전방" 및 "후방" 과 같은 용어는 현재 도면에 도시된 바와 같은 그리고 당업자가 인식하는 바와 같은 특징부를 나타낸다.

본 발명이 바람직한 실시형태에 따라 예시되고 설명되었지만, 청구범위에 기재된 본 발명으로부터 벗어남이 없이 변경 및 변화가 이루어질 수 있음이 인식된다.

본 출원이 우선권을 주장하는 EP 특허출원 제 16170537.1 호의 내용은 인용에 의해 본원에 포함된다.

Claims (15)

1. 금속 절삭 공구 (10; 110; 310; 410) 로서,
   공구 홀더 (11; 111; 311; 411);
   측벽들 (13, 14; 313, 314; 413, 414) 및 바닥면 (15; 215; 315) 에 의해 규정되는 상기 공구 홀더 내의 시트 (12; 112; 412); 및
   상기 시트 내에 위치되고 그 안에서 체결 수단 (51; 151; 351; 451) 에 의해 클램핑되는 인서트 시팅 앤빌 (16; 116, 216, 316, 416) 에 의해 구성되는 교체 가능한 요소
   를 포함하고,
   상기 앤빌의 베이스 표면 (17; 217; 317; 417) 상에 절삭 인서트 (18; 118; 318; 418) 가 지지되고, 상기 앤빌은 상기 앤빌과 일체로 형성된 돌출 요소 (19; 119; 219; 319; 419) 를 구비하고, 상기 돌출 요소 (19; 119; 219; 319; 419) 는 강성 (rigid) 이고, 상기 앤빌은 하부 표면 (22) 을 갖고,
   상기 돌출 요소는 상면도에서 더브 테일 (dove tail) 형상을 가지며, 돌출 요소 베이스 및 하부 표면들은 상기 앤빌의 나머지의 베이스 및 하부 표면들의 공면의 (coplanar) 연장부들을 형성하고,
   상기 체결 수단은 확대부 (50; 150) 에 수납되는 U자형 클램프 (51; 151) 를 포함하고, 상기 클램프는 상기 돌출 요소를 탄성적으로 파지하도록 되어 있는, 금속 절삭 공구.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌출 요소 (19; 119; 219; 319; 419) 는 평면 (P1) 에 대해 거울 대칭이고, 상기 평면과 예각 (α) 을 형성하는 적어도 하나의 작용 표면 (23B) 을 포함하는, 금속 절삭 공구.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌출 요소는 상기 베이스 표면 (17; 217; 317; 417) 의 일부를 형성하는, 금속 절삭 공구.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스 표면 (17; 217; 317; 417) 은 상기 돌출 요소까지 연속적으로 연장되며 평면 (P2) 상에 있고, 상기 돌출 요소의 두께 (T) 는 일정한, 금속 절삭 공구.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌출 요소 (19; 119; 219; 319; 419) 는 자유 단부 (30) 및 허리부 또는 감소부 (38) 를 포함하고, 상기 시트 (12; 112; 412) 는 상기 절삭 인서트에 맞닿도록 측벽 (14; 314; 414) 의 보어 (46; 446) 내에 제공되는 핀 (45; 145; 345) 을 구비하는, 금속 절삭 공구.
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