KR102550277B1 - 선삭에 의한 금속 가공물을 머시닝하는 방법 - Google Patents

선삭에 의한 금속 가공물을 머시닝하는 방법 Download PDF

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Abstract

금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법은, 제 1 절삭날 (11), 제 2 절삭날 (12), 및 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 을 포함하는 선삭 인서트 (1) 를 제공하고, 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 사이에 형성된 노우즈 각도 (α) 를 85° 이하이도록 선택하는 제 1 머시닝 단계를 포함한다. 방법은 피드 방향 (99) 으로 90° 초과의 후면 여유각 (ψ) 을 형성하도록 제 2 절삭날 (12) 의 배향을 맞추고, 피드 방향 (99) 으로 노우즈 절삭날 (10) 앞에 선삭 인서트 (1) 의 모든 부분들을 위치결정하고, 제 1 방향으로 회전 축선 (A3) 둘레에서 금속 가공물 (50) 을 회전시키고, 제 1 절삭날 (11) 이 활성이고 피드 방향 (99) 으로 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있도록 그리고 표면 (53) 이 적어도 부분적으로 노우즈 절삭날 (10) 에 의해 형성되도록 회전 축선 (A3) 에 평행한 방향으로 또는 회전 축선에 대해 45° 미만의 각도로 선삭 인서트 (1) 를 이동시키는 단계들을 더 포함한다.

Description

선삭에 의한 금속 가공물을 머시닝하는 방법
본 발명은 금속 절삭의 기술 분야에 속한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 CNC 머신과 같은 머신에서 선삭 공구를 사용해 금속 가공물을 선삭함으로써 수행된 선삭 분야에 속한다.
본 발명은 금속 가공물에 표면을 형성하는 방법, 이러한 방법에서 선삭 인서트의 용도, 컴퓨터 수치 제어 선반에 의해 실행될 때 컴퓨터 수치 제어 선반이 이러한 방법을 수행하도록 하는 명령들을 가지는 컴퓨터 프로그램, 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능한 매체, 및 이러한 컴퓨터 프로그램을 나타내는 데이터 스트림과 관련된다.
금속 가공물의 선삭시, 금속 가공물은 중심 축선 둘레에서 회전한다. 금속 가공물은 하나 이상의 척 (chuck) 또는 조들 (jaws) 과 같은 회전가능한 클램핑 수단에 의해 일 단부에서 클램핑된다. 클램핑되는 가공물의 단부는 클램핑 단부 또는 구동 단부로 불릴 수 있다. 안정적인 클램핑을 위해, 금속 가공물의 클램핑 단부 또는 구동 단부는 금속 가공물의 대향한 단부보다 더 큰 직경을 가질 수도 있고 그리고/또는 클램핑 단부와 대향한 단부 사이에 위치한 금속 가공물의 일 부분의 더 큰 직경을 갖는다. 대안적으로, 금속 가공물은 머시닝, 즉 금속 절삭, 작동 전 일정한 직경을 가질 수도 있다. 선삭 인서트는 금속 가공물에 대해 이동된다. 이런 상대 운동은 피드 (feed) 로 불린다. 선삭 인서트의 운동은 금속 가공물의 중심 축선에 평행한 방향으로 이루어질 수 있고, 이것은 일반적으로 종방향 피드 또는 축선방향 피드로 불린다. 또한, 선삭 인서트의 운동은 금속 가공물의 중심 축선에 수직인 방향으로 이루어질 수 있고, 이것은 일반적으로 반경방향 피드 또는 페이싱 (facing) 으로 불린다. 다른 운동 각도 또는 피드 방향도 가능하고, 이것은 일반적으로 모방가공 (copying) 또는 모방 선삭으로 알려져 있다. 모방가공시, 피드는 축선방향 성분과 반경방향 성분 양자를 갖는다. 선삭 인서트의 상대 운동 중, 금속 가공물로부터 재료는 칩들의 형태로 제거된다. 칩들은 바람직하게는 짧고 그리고/또는 칩 재밍 (jamming) 을 방지하는 형상 또는 운동 방향을 가지고 그리고/또는 머시닝된 표면의 불량한 표면 마무리를 제공하지 않는다.
넓은 범위의 피드 방향에 사용될 수 있는 일반적인 형상들의 선삭 인서트들은 삼각형 선삭 인서트들을 포함한다. 이러한 인서트들은 상면도, 즉 관찰자를 향한 경사면에서, 3 개의 변 전부 동일한 길이를 가지고 노우즈 각도가 60°인 삼각형 형상을 갖는다. 삼각형의 모서리들은, 전형적으로 0.2 ~ 2.0 ㎜ 범위의 곡률 반경을 가지는 노우즈 절삭날들의 형태이다. 이러한 선삭 인서트들의 예로는 ISO 표준에 따라 일반적으로 명명된 TNMG 및 TCMT 가 있고, 일반적으로 코팅되거나 코팅되지 않은 초경 합금 또는 입방정 질화 붕소 (CBN) 또는 세라믹 또는 서멧으로부터 적어도 부분적으로 만들어진다.
선삭 인서트들의 다른 일반적인 형상들은 상면도, 즉 관찰자를 향한 경사면에서, 4 개의 변 전부 동일한 길이를 가지고 활성 노우즈 부분의 노우즈 각도가 80°인 마름모 형상을 갖는다. 활성 모서리들은, 전형적으로 0.2 ~ 2.0 ㎜ 범위의 곡률 반경을 가지는 노우즈 절삭날들의 형태이다. 이러한 선삭 인서트들의 예로는 ISO 표준에 따라 일반적으로 명명된 CNMG 가 있고, 일반적으로 코팅되거나 코팅되지 않은 초경 합금 또는 입방정 질화 붕소 (CBN) 또는 세라믹 또는 서멧으로부터 적어도 부분적으로 만들어진다.
설명한 삼각형 선삭 인서트와 마름모꼴 선삭 인서트는 모두 금속 가공물에서 외부 90° 모서리를 형성하는 2 개의 벽을 선삭하는데 사용될 수 있고, 여기에서 금속 가공물의 회전 축선으로부터 더 먼 거리에서의 하나의 벽은 회전 축선에 수직이고 회전 축선으로부터 더 짧은 거리에서의 하나의 원통형 벽은 회전 축선에 평행하고, 여기에서 2 개의 벽들은 원형 또는 곡선형 세그먼트에 의해 연결된다. 이 문맥에서 외부 90° 모서리는 금속 가공물의 외측 또는 외부 면 상에 또는 거기에 형성된 90° 모서리여서, 원통형 벽 또는 원통형 표면이 회전 축선으로부터 멀어지게 향하고 있다. 이것은 회전 축선과 동심인 보어 안의 내측 또는 내부 면 상에 또는 거기에 형성될 수 있는 임의의 모서리와 대조적이다.
원형 또는 곡선형 세그먼트는, 단면도에서, 선삭 인서트의 노우즈 절삭날과 동일한 곡률 반경을 가지는, 호의 형상, 원의 1/4 또는 실질적으로 원인 형상의 1/4 의 형상으로 회전 축선을 포함하는 평면에 있다. 원형 또는 곡선형 세그먼트는 대안적으로 선삭 인서트의 노우즈 절삭날보다 큰 곡률 반경을 갖는다.
EP2572816B1 에서, 가공물의 머시닝 중 선삭 공구가 나타나 있다. 선삭 공구는, 선삭 공구의 어떠한 재배향도 없이, 외부 90° 모서리를 형성하는 두 벽을 형성하는데 사용될 수 있다. 공구는 홀더 뿐만 아니라 선삭 인서트를 포함한다. 이 경우에, 공구가 중심 축선에 평행하게 종방향으로 피딩되는 것과 동시에 가공물이 회전된다. 설정 각도, 또는 진입 각도는 종방향 피드의 방향과 주요 날 사이 각도이다. 설정 각도, 또는 진입 각도는 95° 이다. 선삭 인서트는 마름모꼴 기본 형상을 가지고 80° 의 각도를 가지는 2 개의 예각 모서리들 및 100°의 각도를 가지는 2 개의 둔각 모서리들을 포함한다. 선삭 인서트와 가공물의 생성된 표면 사이에 5° 의 후면 여유각을 얻는다. 가공물의 생성된 표면은 실질적으로 원통형이다.
발명자들은, EP2572816B1 의 선삭 방법이 선삭 인서트에 대해 불만족스러운 공구 수명 또는 사용 시간을 제공하는 것을 발견하였다.
본 발명의 주요 목적은 전술한 문제점을 극복할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따른 방법에 따라 달성되고, 이 방법은 금속 가공물에 표면을 형성하는 방법으로서, 제 1 절삭날, 제 2 절삭날, 및 상기 제 1 절삭날과 상기 제 2 절삭날을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날을 포함하는 선삭 인서트를 제공하고, 상기 제 1 절삭날과 상기 제 2 절삭날 사이에 형성된 노우즈 각도 (α) 를 85° 이하이도록 선택하는 제 1 머시닝 단계를 포함하고, 상기 방법은 피드 방향으로 90° 초과의 후면 여유각 (ψ) 을 형성하도록 상기 제 2 절삭날의 배향을 맞추는 단계, 피드 방향으로 상기 노우즈 절삭날 앞에 상기 선삭 인서트의 모든 부분들을 위치결정시키는 단계, 제 1 방향으로 회전 축선 (A3) 둘레에서 상기 금속 가공물을 회전시키는 단계, 상기 제 1 절삭날이 활성이고 상기 피드 방향으로 상기 노우즈 절삭날 앞에 있도록 그리고 상기 표면이 적어도 부분적으로 상기 노우즈 절삭날에 의해 형성되도록 상기 회전 축선 (A3) 에 평행한 방향으로 또는 상기 회전 축선에 대해 45° 미만의 각도로 상기 선삭 인서트를 이동시키는 단계를 더 포함한다.
이러한 방법으로, 제 2 절삭날은 제 1 머시닝 단계, 예컨대 축선방향 선삭 단계 중 마모되지 않고, 후속 제 2 머시닝 단계, 예컨대 아웃 페이싱 단계, 즉 금속 또는 금속성 가공물의 회전 축선에 수직으로 그로부터 이격되는 피드에서, 또는 제 1 방향에 대해 실질적으로 대향하거나 대향한 방향으로 후속 선삭 작동에서 사용될 수 있다. 선삭 인서트의 공구 수명을 위해 절삭날들의 마모가 동일하게 분포되는 것이 유리하다. 이러한 방법으로, 제 1 머시닝 단계와 제 2 머시닝 단계에 의해 초래된 인서트 마모에 대한 중첩이 없거나 거의 없이, 바람직하게 더 긴 절삭날 거리에 대해 인서트 마모가 분포되도록, 재배향 없이, 사전 또는 후속 제 2 머시닝 단계, 예컨대 아웃 페이싱 작동에서 선삭 인서트를 사용할 수 있다. 이러한 방법으로, 예를 들어 금속 가공물의 회전 축선에 수직인 평면에서 연장되는 벽면과 같은, 형성된 표면의 직경보다 더 큰 직경을 가지는 가공물의 부분으로부터 피드 방향이 멀어진다면 칩 제어 또는 칩 배출이 개선된다. 이러한 방법으로, 제 1 절삭날의 진입 각도는 감소되어서, 비교적 더 넓고 더 얇은 칩들을 유발하고, 발명자들은 제 1 절삭날의 감소된 마모를 제공하는 것을 발견하였다.
따라서, 방법은 외부 또는 내부일 수 있는 축선방향 또는 종방향 또는 모방 선삭에 관련된다. 바람직하게, 방법은 외부 선삭 방법, 즉 형성되는 표면이 회전 축선으로부터 멀어지게 향하는 방법이다. 형성되거나 생성된 표면은 회전 대칭 표면, 즉 금속 가공물의 회전 축선을 따라 연장부를 가지는 표면이고 회전 축선에 수직인 단면에서, 회전 대칭 표면의 각각의 부분은 금속 가공물의 회전 축선으로부터 일정한 거리에 위치하고, 여기에서 일정한 거리는 0.10 ㎜ 내에 있고, 바람직하게 0.05 ㎜ 내에 있는 거리이다. 회전 대칭 표면은 예컨대 원통형 표면 또는 원추형 표면 또는 절두 원추형 표면 또는 점점 가늘어지는 표면의 형태일 수 있다. 선삭 인서트의 이동 또는 피드 방향은 회전 축선에 수직인 가상 평면으로부터 멀어진다. 환언하면, 선삭 인서트의 이동은 금속 가공물의 회전 축선에 평행한 방향으로 이동 성분을 가지고, 예컨대 선삭 인서트는 회전 축선에 평행한 방향으로 이동하고, 또는 선삭 인서트는 회전 축선에 대해 비스듬히, 바람직하게 15° 미만의 각도인 방향으로 이동한다. 제 1 실시예에서, 회전 대칭 표면은 회전 축선 둘레에서 대칭인 원통형 표면이다. 제 2 실시예에서, 회전 대칭 표면은, 회전 축선 둘레에서 대칭인, 원추형 표면, 또는 절두 원추형 표면, 또는 점점 가늘어지는 표면이다. 적어도 부분적으로 노우즈 절삭날에 의해 생성되거나 형성된 회전 (rational) 대칭 표면은 작은 피크와 밸리를 갖는 파형 형상을 가지고, 파형 형상은 노우즈 곡률 반경과 피드 비율에 의해 적어도 부분적으로 영향을 받는다. 파형부 높이는 0.10 ㎜ 미만, 바람직하게 0.05 ㎜ 미만이다. 이런 의미에서 회전 대칭 표면의 형성 또는 생성은 금속 절삭에 의한 것이고, 금속 가공물로부터 칩들은 적어도 하나의 절삭날에 의해 제거된다. 회전 대칭 표면의 최종 형상은 단독으로 또는 적어도 최대로 또는 적어도 부분적으로 노우즈 절삭날에 의해 형성된다. 이것은 노우즈 절삭날이 선삭 인서트의 모든 다른 부분들보다 금속 가공물의 회전 축선으로부터 더 가까운 거리에 위치한 선삭 인서트의 부분이기 때문이다. 보다 구체적으로, 제 1 머시닝 단계 중, 노우즈 절삭날의 하나의 제 1 지점은 금속 가공물의 회전 축선에 가장 가까이 위치한 선삭 인서트의 부분이다. 피드 방향으로 상기 제 1 지점 뒤에 있는 노우즈 절삭날의 하나의 제 2 지점, 또는 트레일링 지점은 피드 방향으로 또는 인서트 이동 방향으로 최후방에 위치한 선삭 인서트의 부분이다. 노우즈 절삭날의 상기 제 1 지점은 제 1 절삭날과 이등분선의 동일 측에 위치하고, 여기에서 이등분선은 제 1 및 제 2 절삭날들로부터 등거리에서 제 1 절삭날과 제 2 절삭날 사이에 있는 선이다. 노우즈 절삭날의 상기 제 2 지점은 제 2 절삭날과 이등분선의 동일 측에 위치한다. 제 1 절삭날과 제 2 절삭날은 볼록한 노우즈 절삭날의 대향 측들에 위치한다. 제 1, 제 2 및 노우즈 절삭날들은 선삭 인서트의 상단면의 경계들에 형성되고, 상단면은 경사면을 포함한다. 따라서, "피드 방향으로 노우즈 절삭날 앞에 선삭 인서트의 모든 부분들을 위치결정하고" 라는 표현은 대안적으로 "피드 방향으로 노우즈 절삭날의 트레일링 부분 앞에 선삭 인서트의 상단면의 모든 부분들을 위치결정하고" 로 표현될 수 있다.
85° 이하의 노우즈 각도는, 90° 모서리, 즉 서로 직각을 이루는 2 개의 벽면들이 선삭 인서트의 어떠한 재배향도 없이 선삭 인서트의 하나의 노우즈 부분으로 머시닝될 수 있는 장점을 제공한다. 대안적으로, 85° 이하의 노우즈 각도는 85° 이하 각도의 원호 형상을 가지는 노우즈 절삭날과 동일하다. 노우즈 절삭날은 원호 형상을 가질 수도 있고, 또는 완전한 원호에서 약간 벗어난 형상을 가질 수도 있다. 노우즈 절삭날은 바람직하게 0.2 ~ 2.0 ㎜ 의 곡률 반경을 갖는다. 제 1 및 제 2 절삭날들은 상면도에서 바람직하게 직선형이다. 대안적으로, 제 1 및 제 2 절삭날들은 볼록한 노우즈 절삭날의 곡률 반경보다 2 배 이상 큰, 바람직하게 10 배 이상 큰 곡률 반경을 가지고 약간 볼록하거나 오목할 수 있다. 선삭 인서트의 이동은 일반적으로 피드로 알려져 있다. 피드가 금속 가공물의 회전 축선에 평행하다면, 그것은 축선방향 피드 또는 종방향 피드로 불린다. 제 1 절삭날은 피드 방향으로 노우즈 절삭날 앞에 있다. 환언하면, 제 1 절삭날은, 90° 미만이고 1° 초과, 바람직하게 45° 미만이고 3° 초과, 더욱더 바람직하게 45° 미만이고 10° 초과의 진입 각도에서 형성되거나 활성이다. 환언하면, 제 1 절삭날은 리딩 날이다. 진입 각도는 피드 방향과 활성 절삭날 사이 각도이고, 상기 활성 절삭날은 이 경우에 제 1 절삭날이다. 제 2 절삭날은 90° 초과, 바람직하게 100° 초과의 후면 여유각 (ψ) 을 형성한다. 환언하면, 제 2 절삭날은 트레일링 날이다. 환언하면, 피드 방향, 즉 선삭 인서트의 이동 방향과 제 2 절삭날 사이 각도는 90° 미만, 바람직하게 80° 미만이다. 선삭시, 적어도 제 1 절삭날과 제 2 절삭날이 회전 축선을 포함하는 평면에 위치하는 선삭시, 진입 각도 플러스 노우즈 각도 (노우즈 절삭날의 대향 측들에서 인접한 제 1 및 제 2 절삭날들 사이 각도) 플러스 후면 여유각 (ψ) 은 180° 이다. 피드가 회전 축선에 평행한 도 2 에서, 후면 여유각은 90° 플러스 κ2 이다. 후면 여유각 (ψ) 의 대안적인 표현들은 엔드 절삭날 각도, 자유 절삭 각도, 및 플랜 트레일 (plan trail) 여유각을 포함한다. 회전 및 이동은 상대적인 움직임이고, 이것은 금속 가공물이 회전하고 선삭 인서트가 축선 방향으로 이동하는 것이 바람직할지라도, 예컨대 바 필링 기계에서 선삭 인서트가 비회전 금속 가공물 둘레에서 회전하고 금속 가공물이 축선 방향으로 이동하는 것이 가능하다는 것을 의미한다. 선삭 인서트는 바람직하게 공구 보디에 장착된다. 공구 보디는 바람직하게 선삭 선반 또는 CNC-머신에 장착된다.
노우즈 절삭날이 일정한 곡률 반경을 갖는다면, 피드 비율은 바람직하게 노우즈 절삭날의 곡률 반경 이하이다. 이것은 받아들일 수 있는 표면 마무리를 발생시키기 위해서이다. 예를 들어, 0.8 ㎜ 의 곡률 반경을 갖는 노우즈 절삭날을 가지는 선삭 인서트에 대해, 피드 비율은 바람직하게 0.8 ㎜/회전 이하이다. 소위 와이퍼 반경 또는 와이퍼 인서트와 같은 원호로부터 약간 벗어난 노우즈 절삭날을 가지는 선삭 인서트들에 대해, 여전히 받아들일 수 있는 표면 마무리를 발생시키면서 피드 비율은 약간 더 높을 수 있다.
형성되거나 생성된 표면은 피드 방향에 대응하는 연장부를 갖는다.
실시형태에 따르면, 제 1 머시닝 단계는 금속 가공물을 제 1 단부에서 클램핑하는 단계, 노우즈 절삭날을 선삭 인서트의 모든 다른 부분들보다 제 1 단부에 대해 더 짧은 거리를 설정하는 단계, 그리고 제 1 단부로부터 멀어지는 방향으로 선삭 인서트를 이동시키는 단계를 추가로 포함한다.
이러한 방법으로, 칩 재밍은 더욱 개선되는데, 왜냐하면 선삭 인서트의 이동, 즉 피드 방향이 금속 가공물의 클램핑되지 않은 단부 또는 자유 단부를 향하기 때문이다.
금속 가공물의 제 1 단부는 클램핑 단부 또는 구동 단부이다. 따라서, 금속 가공물을 유지하고 모터에 의해 제어 및 구동되는 클램핑 수단, 예컨대 척 또는 클램핑 조들 또는 테일 스톡은 금속 가공물을 제 1 단부에서 유지한다. 기계의 헤드스톡 단부는 금속 가공물의 제 1 단부에 위치한다. 금속 가공물의 제 1 단부의 직경은 바람직하게 표면의 직경보다 더 크다.
실시형태에 따르면, 제 1 머시닝 단계는, 제 1 절삭날이 10 ~ 45˚ 의 진입 각도 (κ1) 로 금속 가공물로부터 금속 칩들을 절삭하도록 상기 제 1 절삭날을 배치하는 단계를 추가로 포함한다.
따라서, 제 1 절삭날은 10 ~ 45°, 바람직하게 20 ~ 40° 의 진입 각도 (κ1) 에서 활성이다. 더 낮은 진입 각도는 너무 넓은 칩들을 제공하여서 칩 제어를 감소시키고, 진동 위험이 증가할 것이다. 더 높은 진입 각도는 증가된 제 1 절삭날의 인서트 마모를 제공한다. 바람직하게, 노우즈 각도, 즉 제 1 절삭날과 제 2 절삭날이 상면도에서 서로에 대해 형성하는 각도는 25 ~ 50° 이다. 상면도는 선삭 인서트의 상단면, 즉 경사면이 관찰자를 향하고 시야 방향에 수직인 경우이다. 바람직하게, 절삭 깊이는 0.05 ~ 5.0 ㎜ 이다.
실시형태에 따르면, 제 1 머시닝 단계는, 선삭 인서트가 제 1 절삭날에 인접한 제 3 볼록한 절삭날 및 제 3 절삭날에 인접한 제 4 절삭날을 포함하도록 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 방법은, 제 4 절삭날이 10 ~ 45°의 진입 각도 (κ1) 로 금속 가공물로부터 금속 칩들을 절삭하도록 상기 제 4 절삭날을 배치하는 단계를 추가로 포함한다.
이러한 방법에 의해, 예컨대 1.0 ㎜ 보다 큰 절삭 깊이와 같은, 특히 비교적 더 큰 절삭 깊이에서, 선삭 인서트의 공구 수명은 더 증가되고, 즉 마모가 더 감소된다.
바람직하게 노우즈 각도 (α), 즉 제 1 절삭날과 제 2 절삭날 사이 각도는 70 ~ 85° 이다. 이러한 방법에 의해, 노우즈 절삭날의 마모는 더 감소된다.
실시형태에 따르면, 제 1 머시닝 단계는 90° 미만인 회전 축선 (A3) 에 대한 각도로 선삭 인서트를 금속 가공물로 진입시키는 단계를 더 포함하고, 상기 각도는 선삭 인서트의 피드 방향과 회전 축선 (A3) 사이에 형성된 각도보다 더 크다.
이러한 방법에 의해, 선삭 인서트 (1) 의 마모, 특히 노우즈 절삭날에서 마모가 더 감소된다.
따라서 선삭 인서트는 금속 가공물로 진입하고, 즉 점진적으로 절삭부로 들어간다.
실시형태에 따르면, 제 1 머시닝 단계는, 노우즈 절삭날이 원호를 따라 이동하도록 선삭 인서트를 금속 가공물로 진입시키는 단계를 추가로 포함한다.
이러한 방법에 의해, 선삭 인서트의 마모, 특히 노우즈 절삭날에서 마모가 추가로 감소된다.
선삭 인서트가 금속 가공물로 진입하고, 절삭부로 들어갈 때, 노우즈 절삭날은 원호를 따라 이동한다.
실시형태에 따르면, 제 1 머시닝 단계는, 진입 중 칩 두께가 일정하거나 실질적으로 일정하도록 선삭 인서트를 금속 가공물로 진입시키는 단계를 추가로 포함한다.
이 방법에 의해, 인서트 마모가 추가로 감소된다.
칩 두께는 진입 각도에 대한 시누스 (sinus) 를 곱한 피드 비율로서 규정된다. 따라서, 진입 중 피드 비율과 선삭 인서트의 운동 및/또는 방향을 선택 및/또는 가변시킴으로써, 칩 두께는 일정하거나 실질적으로 일정할 수 있다. 진입 중 피드 비율은 바람직하게 0.50 ㎜/회전 이하이다. 진입 중 칩 두께는 바람직하게 후속 절삭 또는 머시닝 중 칩 두께 이하이다.
실시형태에 따르면, 표면은 외부 원통형 표면이고, 상기 선삭 인서트의 이동은 회전 축선 (A3) 에 평행한 방향으로 이루어진다.
외부 원통형 표면은 회전 축선으로부터 일정하거나 실질적으로 일정한 거리에서 회전 축선을 따라 연장부를 가지는 표면이다. 선삭 인서트의 이동은 피드 방향이다.
실시형태에 따르면, 선삭 인서트가 상단면, 대향한 바닥면을 포함하고, 기준 평면 (RP) 은 상단면과 바닥면에 평행하게 그 사이에 위치하고, 상기 방법은, 제 1 절삭날로부터 기준 평면 (RP) 까지 거리가 노우즈 절삭날로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 제 1 절삭날을 배치하는 단계를 추가로 포함한다.
이러한 방법에 의해, 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어 및/또는 공구 수명, 즉 인서트 마모는 금속 가공물의 클램핑 단부로부터 이격되는 축선방향 선삭에서 개선된다.
상단면은 경사면을 포함한다. 바닥면은 착좌면을 포함한다. 기준 평면은, 노우즈 절삭날들이 위치하는 평면에 평행하다. 제 1 절삭날의 다른 지점들로부터 기준 평면까지 거리는, 이 거리가 노우즈 절삭날로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 변한다. 환언하면, 제 1 절삭날로부터 기준 평면까지 거리는 노우즈 절삭날로부터 멀어질수록 감소한다. 대안적으로 표현하면, 기준 평면으로부터 제 1 절삭날의 제 1 부분까지 거리는 기준 평면으로부터 제 1 절삭날의 제 2 부분까지 거리보다 크고, 여기에서 제 1 절삭날의 제 1 부분은 노우즈 절삭날과 제 1 절삭날의 제 2 부분 사이에 위치한다. 예를 들어, 노우즈 절삭날에 인접한, 제 1 절삭날의 제 1 지점은, 기준 평면까지, 제 1 절삭날의 제 1 지점보다 노우즈 절삭날로부터 더 먼 거리에 위치한, 제 1 절삭날의 제 2 지점으로부터 거리보다 기준 평면으로부터 더 먼 거리에 위치한다. 제 1 절삭날은 측면도에서 바닥면 및 기준 평면을 향하여 노우즈 절삭날로부터 이격되게 경사져 있다.
실시형태에 따르면, 선삭 인서트가 상단면, 대향한 바닥면을 포함하고, 기준 평면 (RP) 은 상단면과 바닥면에 평행하게 그 사이에 위치하고, 상기 방법은, 제 4 절삭날로부터 기준 평면 (RP) 까지 거리가 노우즈 절삭날로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 제 4 절삭날을 배치하는 단계를 추가로 포함한다.
이러한 방법에 의해, 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어 및/또는 공구 수명, 즉 인서트 마모는 금속 가공물의 클램핑 단부로부터 이격되는 축선방향 선삭에서 개선된다.
상단면은 경사면을 포함한다. 바닥면은 착좌면을 포함한다. 기준 평면은, 노우즈 절삭날들이 위치하는 평면에 평행하다. 제 4 절삭날로부터 기준 평면까지 거리는, 이 거리가 노우즈 절삭날로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 변한다. 환언하면, 제 4 절삭날로부터 기준 평면까지 거리는 노우즈 절삭날로부터 멀어질수록 감소한다. 대안적으로 표현하면, 기준 평면으로부터 제 4 절삭날의 제 1 부분까지 거리는 기준 평면으로부터 제 4 절삭날의 제 2 부분까지 거리보다 크고, 여기에서 제 4 절삭날의 제 1 부분은 노우즈 절삭날과 제 4 절삭날의 제 2 부분 사이에 위치한다. 예를 들어, 노우즈 절삭날에 더 가까운, 제 4 절삭날의 제 1 지점은, 기준 평면까지, 제 4 절삭날의 제 1 지점보다 노우즈 절삭날로부터 더 먼 거리에 위치한, 제 4 절삭날의 제 2 지점으로부터 거리보다 기준 평면으로부터 더 먼 거리에 위치한다. 제 4 절삭날은 측면도에서 바닥면 및 기준 평면을 향하여 노우즈 절삭날로부터 이격되게 경사져 있다.
실시형태에 따르면, 상기 방법은 표면의 형성 중 피드 방향에 대해 일정한 후면 여유각을 설정하는 단계를 추가로 포함한다.
환언하면, 표면을 형성할 때 일정한 피드 방향인 경우에, 표면을 형성할 때 후면 여유각은 일정하다. 따라서, 표면의 형성 중 선삭 인서트는 어떠한 축선 둘레에서도 회전하지 않는다.
실시형태에 따르면, 상기 방법은 선삭 인서트 및 공구 보디를 포함하는 선삭 공구를 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 방법은 피드 방향으로 노우즈 절삭날 앞에 상기 공구 보디의 모든 부분들을 위치결정하는 단계를 더 포함한다.
환언하면, 선삭 공구는 피드 방향으로 노우즈 절삭날 앞에 있다. 이러한 방법에 의해, 아웃 페이싱, 또는 금속 가공물의 회전 축선에 수직이고 그로부터 이격되는 방향으로 피딩 가능성이 추가로 개선된다.
실시형태에 따르면, 상기 방법은 선삭 인서트 및 공구 보디를 포함하는 선삭 공구를 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 공구 보디는 전방 단부 및 후방 단부, 상기 전방 단부로부터 상기 후방 단부까지 연장되는 종방향 축선을 따르는 주요 연장부, 상기 선삭 인서트가 장착가능한 전방 단부에 형성된 인서트 착좌부를 가지고, 상기 방법은, 금속 가공물의 회전 축선에 대해 0 도보다 크지만 90° 이하인 각도로 상기 공구 보디의 종방향 축선을 설정하는 단계를 추가로 포함한다.
이러한 방법에 의해, 적어도 피드 방향이 금속 가공물의 회전 축선에 평행한 경우에, 공구 보디의 종방향 축선이 금속 가공물의 회전 축선에 평행할 때와 비교해, 진동 위험이 감소된다. 이러한 방법에 의해, 공구 보디가 금속 가공물을 간섭할 위험이 감소되므로, 깊은 공동들 또는 깊은 포켓들을 머시닝할 수 있는 가능성이 개선된다.
바람직하게, 금속 가공물의 회전 축선에 대한 공구 보디의 종방향 축선의 설정은 직각이고, 즉 90° 이다.
공구 보디의 종방향 축선은 바람직하게 공구 보디의 종방향 축선에 대해 일정한 각도를 이룬다.
실시형태에 따르면, 상기 방법은, 제 2 절삭날이 금속 가공물로부터 칩들을 절삭하도록, 그리고 금속 가공물의 회전 축선 (A3) 에 수직인 표면을 형성하도록 회전 축선 (A3) 으로부터 멀어지는 방향으로 선삭 인서트를 이동시키는 제 2 머시닝 단계를 포함한다.
이러한 방법에 의해, 90° 모서리와 같은 모서리를 함께 형성하는 2 개의 표면은, 선삭 인서트의 마모를 감소시키면서, 선삭 인서트를 재배향하지 않고 동일한 선삭 인서트로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 인서트 마모는 더욱 균등하게 분포되어서, 공구 수명을 연장한다.
선삭 인서트의 이동 방향은 금속 가공물의 회전 축선으로부터 이격되고, 바람직하게 회전 축선에 수직인 방향이거나, 회전 축선에 수직인 방향으로부터 최대 20° 벗어난 각도로 되어 있다. 회전 축선 둘레에서 금속 가공물의 회전 방향은 제 1 및 제 2 머시닝 단계들에 대해 동일한 방향이다. 제 2 머시닝 단계는 제 1 머시닝 단계 전 또는 후에 수행될 수 있다. 바람직하게, 선삭 인서트의 배향은 제 1 및 제 2 머시닝 단계들 중 일정하다. 일정한 배향은, 금속 가공물의 회전 축선에 대하여 또는 관하여 제 1 절삭날과 같은 선삭 인서트의 부분들이 형성한 각도가 제 1 및 제 2 머시닝 단계 모두에서 일정하거나 동일한 값을 가지는 것을 의미한다.
실시형태에 따르면, 상기 방법은 2 개의 표면들을 포함한 모서리를 형성하도록, 상기 제 1 머시닝 단계와 상기 제 2 머시닝 단계를 교대로 시퀀스로 수행하는 단계를 포함한다.
이러한 방법에 의해, 인서트 마모가 추가로 감소된다. 이러한 방법에 의해, 각각의 절삭을 위한 절삭 시간이 감소되므로, 칩 재밍에 대한 위험이 추가로 감소된다.
실시형태에 따르면, 상기 방법은 2 개의 벽면들을 포함한 외부 90° 모서리를 형성하도록, 상기 제 1 머시닝 단계와 상기 제 2 머시닝 단계를 교대로 시퀀스로 수행하는 단계를 포함하고, 하나의 벽면은 외부 원통형 표면이고 하나의 벽면은 상기 금속 가공물의 회전 축선 (A3) 에 수직이다.
이러한 방법에 의해, 선삭 인서트의 피드 방향 또는 이동이 금속 가공물의 회전 축선에 수직인 벽면을 향하지 않기 때문에, 더 적은 칩 재밍의 위험을 가지고 외부 90° 모서리가 형성될 수 있다. 이러한 방법에 의해, 외부 90° 모서리는 인서트 마모를 감소시키면서 형성될 수 있다.
제 1 머시닝 단계 중 선삭 인서트의 이동 방향은 금속 가공물의 회전 축선에 평행하다. 제 2 머시닝 단계 중 선삭 인서트의 이동 방향은 금속 가공물의 회전 축선에 수직이고 그로부터 이격된다. 이런 의미에서 이동 방향은 각 머시닝 단계의 주 부분에 있을 때이다. 바람직하게, 각 머시닝 단계의 절삭 부분으로 진입 또는 출발 또는 들어가는 것은 적어도 부분적으로 주 부분과 다른 방향으로 이루어진다. 따라서, 제거된 금속의 체적이 주 부분으로부터 제거된 금속보다 20% 미만이라는 의미에서 절삭 부분으로 진입 또는 출발 또는 들어가는 것은 각 머시닝 단계의 소 (minor) 부분이다. 회전 축선에 수직으로 형성된 표면은 평평하거나 실질적으로 평평한 표면이고, 즉 표면은 단일 평면에 위치한다. 이런 의미에서 실질적으로 평평한 표면은 파형 표면이고, 여기서 파형부 깊이 또는 파형부 높이는 0.1 ㎜ 미만이고, 바람직하게 0.05 ㎜ 미만이다.
외부 90° 모서리는 곡선형 또는 호형 표면에 의해 연결되는 2 개의 벽면을 포함한다. 곡선형 또는 호형 표면의 곡률 반경은 선삭 인서트의 노우즈 절삭날의 곡률 반경과 같거나 더 크다. 곡선형 또는 호형 표면은, 각각의 벽면의 표면적의 바람직하게 50% 미만이고, 더욱더 바람직하게 10% 미만인 표면적을 갖는다.
실시형태에 따르면, 상기 방법은, 제 2 방향으로 회전 축선 (A3) 둘레에서 금속 가공물을 회전시키는 단계로서, 제 2 회전 방향은 제 1 회전 방향에 반대인, 단계, 및 제 2 절삭날이 상기 금속 가공물로부터 칩들을 절삭하도록 회전 축선 (A3) 을 향한 방향으로 선삭 인서트를 이동시키는 단계를 포함하는 제 3 머시닝 단계를 포함한다.
따라서, 제 3 머시닝 단계 중, 선삭 인서트의 적어도 제 2 절삭날은, 제 1 머시닝 단계 중 선삭 인서트의 적어도 제 1 절삭날의 위치와 비교해, 회전 축선의 대향 측 또는 실질적으로 대향 측에 위치한다. 제 3 머시닝 단계는 제 1 머시닝 단계 전 또는 후에 수행될 수 있다. 제 3 머시닝 단계는 제 2 머시닝 단계 전 또는 후에 수행될 수 있다. 바람직하게, 제 3 머시닝 단계는 금속 가공물의 회전 축선에 수직으로 선삭 인서트의 이동을 포함한다.
실시형태에 따르면, 상기 방법은 선삭 인서트 및 공구 보디를 포함하는 선삭 공구를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 공구 보디는 전방 단부 및 후방 단부, 상기 전방 단부로부터 상기 후방 단부까지 연장되는 종방향 축선 (A2) 을 따르는 주요 연장부, 제 1 절삭날과 제 2 절삭날로부터 등거리에서 연장되는 이등분선이 상기 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 에 대해 35 ~ 55° 의 각도 (θ) 를 형성하도록 상기 선삭 인서트가 장착가능한 전방 단부에 형성된 인서트 착좌부를 갖는다.
실시형태에 따르면, 상기 방법은 제 2 절삭날로부터 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 까지 거리보다 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 으로부터 더 짧은 거리에 상기 제 1 절삭날을 배치하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 적어도 전술한 주요 목적은 처음에 규정된 바와 같은 방법에서 선삭 인서트의 용도에 의해 달성된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 적어도 전술한 주요 목적은 컴퓨터 수치 제어 선반에 의해 실행될 때 컴퓨터 수치 제어 선반이 처음에 규정된 바와 같은 방법을 수행하도록 하는 명령들을 가지는 컴퓨터 프로그램에 의해 달성된다.
본원에서 설명한 방법(들)은, 단일 컴퓨터 시스템에서 또는 다수의 컴퓨터 시스템들을 가로질러 활성과 비활성인 다수의 형태로 존재할 수도 있는 컴퓨터 프로그램 또는 복수의 컴퓨터 프로그램들에 의해 실시될 수도 있다. 예를 들어, 그것은 소스 코드, 실행가능한 코드 또는 일부 단계들을 수행하기 위한 다른 포맷들의 프로그램 명령들로 이루어진 소프트웨어 프로그램(들)으로서 존재할 수도 있다. 상기 중 임의의 것은, 압축되거나 비압축된 형태로 저장 기기들 및 신호들을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체에서 실시될 수도 있다. 용어, 컴퓨터 수치 제어 (CNC) 선반은 금속 가공물을 선삭하는데 사용될 수 있는 임의의 머신을 지칭하고, 여기에서 공구 경로, 절삭 깊이, 피드 비율, 절삭 속도 및 시간 단위당 회전과 같은 머신 움직임은 컴퓨터에 의해 제어되거나 제어될 수 있다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 적어도 전술한 주요 목적은 컴퓨터 수치 제어 선반에 의해 실행될 때 컴퓨터 수치 제어 선반이 처음에 규정된 바와 같은 방법을 수행하도록 하는 명령들을 가지는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능한 매체에 의해 달성된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 컴퓨터 판독가능한 매체 또는 저장 매체는 명령 실행 시스템, 장치, 또는 기기에 의해 또는 그것과 연결하여 사용하기 위한 프로그램을 포함, 저장, 통신, 전달 또는 전송하는 임의의 수단일 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는, 예를 들어, 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 또는 반도체 시스템, 기기 또는 전달 매체일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 컴퓨터 판독가능한 매체의 더 많은 예들 (비한정적인 목록) 은 다음을 포함할 수 있다: 하나 이상의 와이어를 갖는 전기 연결부, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 읽기 전용 메모리 (ROM), 소거 및 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리 (EPROM 또는 플래시 메모리), 광섬유, 및 휴대용 콤팩트 디스크 읽기 전용 메모리 (CDROM).
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 적어도 전술한 주요 목적은 컴퓨터 수치 제어 선반에 의해 실행될 때 컴퓨터 수치 제어 선반이 처음에 규정된 바와 같은 방법을 수행하도록 하는 명령들을 가지는 컴퓨터 프로그램을 나타내는 데이터 스트림에 의해 달성된다.
이하, 본 발명은 첨부 도면들을 참조로 발명의 다른 실시형태들의 설명에 의해 더 상세히 설명될 것이다.
도 1 은 종래의 선삭 인서트로 원통형 표면의 종래의 선삭을 보여주는 개략도이다.
도 2 는 제 1 선삭 인서트에 의한 원통형 표면의 선삭을 도시한 개략도이다.
도 2a 는 제 3 선삭 인서트에 의한 원통형 표면의 선삭을 도시한 개략도이다.
도 3 은 제 1 선삭 인서트로 금속 가공물의, 축선방향 선삭 및 아웃-페이싱을 포함한, 선삭을 도시한 개략도이다.
도 3a 는 제 3 선삭 인서트로 금속 가공물의, 축선방향 선삭 및 아웃-페이싱을 포함한, 선삭을 도시한 개략도이다.
도 4 는 제 1 선삭 인서트로 금속 가공물의, 아웃-페이싱을 포함한, 선삭을 도시한 개략도이다.
도 5 는 제 1 선삭 인서트의 노우즈 부분의 상단면의 상면도이다.
도 6 내지 도 8 은 도 5 에서 각각 선 Ⅵ-Ⅵ, 선 Ⅶ-Ⅶ, 및 선 Ⅷ-Ⅷ 을 따른 세부 단면도들이다.
도 9 는 도 5 에서 노우즈 부분의 측면도이다.
도 10 은 종래의 선삭 인서트를 사용해 표면을 형성한 실시형태에 따른 선삭 방법을 도시한 개략도이다.
도 11 은 종래의 선삭으로부터 마모를 보여주는 종래의 선삭 인서트의 노우즈 부분의 개략적 상면도이다.
도 12 는 도 13 에서 선삭으로부터 마모를 보여주는 노우즈 부분의 개략적 상면도이다.
도 13 은 제 1 선삭 인서트에 의한 90° 모서리의 선삭을 도시한 개략도이다.
도 14a 는 제 2 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 14b 는 도 14a 의 선삭 인서트의 정면도이다.
도 14c 는 도 14a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 14d 는 도 14a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 14e 는 부분 공구 보디에 위치결정된 도 14a 의 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 14f 는 도 14e 의 공구 보디 및 선삭 인서트를 도시한 분해도이다.
도 15a 는 제 3 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 15b 는 도 15a 의 선삭 인서트의 정면도이다.
도 15c 는 도 15a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 15d 는 도 15a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 15e 는 도 15a 의 선삭 인서트 및 공구 보디의 상면도이다.
도 15f 는 도 15e 의 공구 보디의 상면도이다.
도 16a 는 제 1 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 16b 는 도 16a 의 선삭 인서트의 정면도이다.
도 16c 는 도 16a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 16d 는 도 16a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 17a 는 도 16a 의 선삭 인서트 및 공구 보디를 도시한 사시도이다.
도 17b 는 도 16a 의 선삭 인서트의 바닥면을 도시한 사시도이다.
도 17c 는 도 16a 의 선삭 인서트의 바닥면을 도시한 추가 사시도이다.
도 17d 는 공구 보디에 착좌된 도 15a 의 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 17e 는 도 15a 의 선삭 인서트 및 공구 보디를 도시한 사시도이다.
도 17f 는 도 17d 의 선삭 인서트 및 공구 보디를 도시한 상면도이다.
도 18a 는 제 4 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 18b 는 도 18a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 18c 는 도 18a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 18d 는 도 18a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 18e 는 도 18a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 19a 는 제 5 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 19b 는 도 19a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 19c 는 도 19a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 19d 는 도 19a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 19e 는 도 19a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 20a 는 제 6 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 20b 는 도 20a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 20c 는 도 20a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 20d 는 도 20a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 20e 는 도 20a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 21a 는 제 7 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 21b 는 도 21a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 21c 는 도 21a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 21d 는 도 21a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 21e 는 도 21a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 22a 는 제 8 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 22b 는 도 22a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 22c 는 도 22a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 22d 는 도 22a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 22e 는 도 22a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 1 및 도 10 을 제외한 모든 선삭 인서트 도면은 일정한 비율로 도시되어 있다.
종래의 선삭 인서트 (1) 를 사용해 선삭함으로써 종래의 금속 절삭 작동을 보여주는 도 1 이 참조된다. 금속 가공물 (50) 은, CNC-머신 또는 선삭 선반과 같은, 모터 (미도시) 를 포함한 머신에 연결되는 클램핑 조들 (52) 에 의해 클램핑된다. 클램핑 조들은 금속 가공물 (50) 의 제 1 단부 (54) 또는 클램핑 단부에서 외부면에 대해 가압한다. 금속 가공물 (50) 의 대향한 제 2 단부 (55) 는 자유 단부이다. 금속 가공물 (50) 은 회전 축선 (A3) 둘레에서 회전한다. 선삭 인서트 (1) 는 공구 보디 (2) 에서 인서트 착좌부 또는 포켓에 단단히 제거가능하게 클램핑된다. 공구 보디 (2) 는, 후방 단부로부터, 인서트 착좌부 또는 포켓이 위치하는 전방 단부까지 연장되는 종방향 축선 (A2) 을 갖는다. 공구 보디 (2) 와 선삭 인서트 (1) 는 함께 선삭 공구 (3) 를 형성한다. 선삭 공구 (3) 는 금속 가공물 (50) 에 대해 이동되고, 일반적으로 피드로 명명된다. 도 1 에서, 피드는 축선방향이고, 종방향 피드로도 불리고, 즉 피드의 방향은 회전 축선 (A3) 에 평행하다. 이런 식으로, 원통형 표면 (53) 이 형성된다. 선삭 인서트 (1) 는, 주요 절삭날과 이차 절삭날 사이 각도로서 규정된, 80°인 노우즈 각도 (α) 를 갖는 활성 노우즈를 갖는다. 선삭 인서트 (1) 가 회전 축선 (A3) 에 수직인 벽면에 더 가깝게 도달함에 따라, 칩 제어는 불량한데 왜냐하면 칩들이 절삭 구역에서 빠져나갈 공간이 그다지 커지 않기 때문이다. 또한 칩들이 머시닝된 표면에 부딪치거나 손상시킬 위험이 있다. 주요 절삭날은 노우즈 절삭날 뒤쪽에 있다. 환언하면, 주요 절삭날에 대한 진입 각도는 90° 를 초과하고, 도 1 에서 대략 95° 이다. 진입 각도는 절삭날과 피드 방향 사이 각도로서 규정된다. 도 1 에 나타낸 선삭 방법에서, 후면 여유각은 대략 5°이다. 후면 여유각 (ψ) 은, 트레일링 날인 이차 절삭날과 피드 방향과 반대인, 즉 그것에 대해 180°인 방향 사이 각도로서 규정된다.
제 1 선삭 인서트를 포함한 선삭 공구를 사용하는, 선삭 작동을 도시한 도 2 가 참조된다. 도 1 에서처럼, 금속 가공물은 금속 가공물의 제 1 단부 (54) 에서 또는 그것에 인접한 외부면에 대해 가압되는 클램핑 조들 (미도시) 에 의해 클램핑된다. 금속 가공물의 대향한 제 2 단부 (55) 는 자유 단부이다. 금속 가공물은 회전 축선 (A3) 둘레에서 회전한다. 상면도에서 본, 선삭 인서트는 나사 (6) 에 의해 공구 보디 (2) 의 인서트 착좌부 또는 포켓에 단단히 제거가능하게 클램핑된다. 공구 보디 (2) 는, 후방 단부와, 인서트 착좌부 또는 포켓이 위치하는 전방 단부 (44) 사이에 연장되는, 종방향 축선 (A2) 을 갖는다. 도 2 에서, 피드는, 대부분, 축선방향이고, 또한 종방향 피드로도 불리고, 즉 피드 방향은 회전 축선 (A3) 에 평행하다. 이런 식으로, 외부 원통형 표면 (53) 이 형성된다. 각 절삭의 진입에서, 또는 축선방향 피드 직전에, 선삭 인서트가 원호를 따라 움직이도록 피드는 반경방향 성분을 갖는다.
선삭 인서트는 활성 노우즈 절삭날 (10) 을 포함한 활성 노우즈 부분 (15) 을 포함한다. 활성 노우즈 부분 (15) 은 활성 제 1 절삭날을 추가로 포함하고 이것은 회전 축선 (A3) 에 평행한 축선방향 선삭 중 10 ~ 45°, 바람직하게 20 ~ 40°의 범위에 있도록 선택되는 진입 각도 (κ1) 를 갖는다. 작동시 주요 절삭날인 제 1 절삭날은 축선방향 피드 방향으로 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 환언하면, 제 1 절삭날은 리딩 날이다. 활성 노우즈 부분 (15) 상에 또는 거기에 형성된 제 2 절삭날은 이차 절삭날 또는 트레일링 날이다. 피드 방향이 회전 축선 (A3) 에 수직이고 그로부터 이격되도록 반경방향이라면, 제 2 절삭날은 진입 각도 (κ2) 에서 활성일 것이다. 이등분선 (7) 은 제 1 및 제 2 절삭날들에 의해 규정된다. 환언하면, 이등분선은 제 1 절삭날과 제 2 절삭날 사이에 형성된다. 제 1 및 제 2 절삭날들은 선삭 인서트 외부에서 일 지점으로 모인다. 활성 노우즈 부분 (15) 의 이등분선은 종방향 축선 (A2) 에 대해 40 ~ 50°의 각도 (θ) 를 형성한다. 선삭 인서트는, 2 개의 비활성 노우즈 절삭날들 (10', 10") 을 포함하는 2 개의 비활성 노우즈 부분들을 포함한다. 축선방향 선삭 작동에서, 선삭 인서트의 모든 부분들은 피드 방향으로 활성 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 축선방향 선삭 작동에서, 칩들은 문제없이 금속 가공물로부터 멀리 향하게 될 수 있다. 머시닝 단계에서 노우즈 절삭날 (10) 이 원호를 따라 움직이도록 선삭 인서트 (1) 는 금속 가공물 (50) 로 진입한다. 선삭 인서트 (1) 는 금속 가공물 (50) 로 진입하거나, 절삭부로 들어가서, 진입 중 칩 두께는 일정하거나 실질적으로 일정하다. 진입시, 절삭 깊이는 제로 절삭 깊이로부터 증가된다. 이러한 바람직한 진입은 인서트 마모, 특히 노우즈 절삭날 (10) 에서 마모를 감소시킨다. 칩 두께는 진입 각도를 곱한 피드 비율로서 규정된다. 따라서, 진입 중 피드 비율과 선삭 인서트의 운동 및/또는 방향을 선택 및/또는 가변시킴으로써, 칩 두께는 일정하거나 실질적으로 일정할 수 있다. 진입 중 피드 비율은 바람직하게 0.50 ㎜/회전 이하이다. 진입 중 칩 두께는 바람직하게 후속 절삭 또는 머시닝 중 칩 두께 이하이다.
도 1 및 도 2 에서 노우즈 절삭날에 의해 적어도 부분적으로 생성되거나 형성된 원통형 표면 (53), 또는 회전 대칭 표면은 작은 피크와 밸리를 갖는 파형 형상을 가지고, 파형 형상은 노우즈 곡률 반경과 피드 비율에 의해 적어도 부분적으로 영향을 받는다. 파형부 높이는 0.10 ㎜ 미만, 바람직하게 0.05 ㎜ 미만이다. 스레드 프로파일은 이런 의미에서 원통형 표면 (53) 이 아니다.
도 3 및 도 4 에서는, 특히 피드 방향에 대해, 선삭 공구의 범용적 적용 영역을 보여주는, 대안적 머시닝 작동에서 도 2 의 선삭 인서트와 공구 보디를 볼 수 있다.
도 3 은 머시닝 시퀀스를 6 개의 단계들로 보여준다. 단계 1 은 언더-커팅 작동이다. 단계 2 는 금속 가공물의 제 1 단부 (54) 또는 클램핑 단부로부터 이격되는 축선방향 선삭이다. 단계 3 은, 원추형 또는 절두 원추형, 즉 점점 가늘어지는 표면을 생성하는, 축선방향 및 반경방향 성분을 모두 가지는 피드 형태의 프로파일링 작동이다. 단계 4 는 작동 2 와 유사한 작동이다. 단계 5 는 금속 가공물의 회전 축선 (A3) 에 수직인 평면에 위치한 평평한 표면을 생성하는 아웃-페이싱 작동이다. 단계 6 은 금속 가공물의 제 2 단부 (55) 또는 자유 단부에서 아웃-페이싱 작동이다.
도 4 는 2 개의 머시닝 단계들, 단계 1 및 단계 2 를 보여준다. 단계 1 에서, 반경방향 피드는 회전 축선 (A3) 을 향하고 그것에 수직이다. 단계 2 에서, 반경방향 피드는 회전 축선 (A3) 으로부터 이격되고 그것에 수직이고, 회전 축선 (A3) 에 수직인 평평한 표면 (56) 이 생성된다. 두 경우 모두, 제 2 절삭날은 10 ~ 45°, 바람직하게 20 ~ 40°의 범위에 있는 진입 각도 (κ2) 에서 활성이다. 회전 축선 (A3) 둘레에서 금속 가공물의 회전 방향은 단계 1 및 단계 2 에 대해 반대 방향이다. 단계 2 에서, 회전 방향은 도 1 내지 도 3 과 동일하다.
도 5 는 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 에 의해 연결된 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 을 포함한, 제 1 선삭 인서트의 노우즈 부분 (15) 의 상면도를 도시한다. 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 또는 거기에서의 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 은 서로에 대해 25 ~ 50° 의 노우즈 각도 (α) 를 형성하고, 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 은 선삭 인서트 외측 일 지점 (미도시) 에 모인다. 이등분선 (7) 은 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 사이에 그로부터 동일한 거리에 위치한다. 이등분선 (7) 은 노우즈 절삭날 (10) 과 그 중심에서 교차한다. 돌출부 (30) 는 선삭 인서트의 상단면에 형성되고, 돌출부는 이등분선을 따라 주 연장부를 갖는다. 돌출부는 제 1 절삭날을 향하는 제 1 칩 브레이커 벽 (34), 및 제 2 절삭날을 대면하는 제 2 칩 브레이커 벽을 포함한다. 제 1 절삭날 (11) 에 수직인 방향에서, 그리고 기준 평면 (RP) 에 평행한 평면에서 측정된, 제 1 절삭날 (11) 로부터 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 까지 거리는 노우즈 절삭날 (10) 로부터 멀어질수록 증가한다. 이것은 특히 도 2 에서 선삭 작동에서 개선된 칩 제어를 제공한다. 돌출부 (30), 따라서 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 은 제 1 절삭날 (11) 보다 짧은 연장부를 갖는다.
도 9 는 도 5 에서 노우즈 부분의 측면도를 도시한다. 바닥면 (9) 은 상단면에 대향하여 위치한다. 기준 평면 (RP) 은 상단면과 바닥면 (9) 사이에서 등거리에 위치한다. 상단면과 바닥면은 평평하지 않지만, 기준 평면 (RP) 은 그것이 3 개의 노우즈 절삭날들과 교차하는 평면에 평행하도록 위치결정될 수 있다. 측면 (13) 은 상단면과 바닥면 (9) 을 연결한다. 측면 (13) 은 제 1 절삭날 (11) 에 인접한 제 1 여유면 (21), 바닥면 (9) 에 인접한 제 3 여유면 (23), 및 제 1 여유면 (21) 과 제 3 여유면 (23) 사이에 위치한 제 2 여유면 (22) 을 포함한다. 제 1 절삭날 (11) 로부터 제 1 여유면 (21) 의 하부 경계선, 즉 바닥면 (9) 에 가장 가깝게 위치한 제 1 여유면 (21) 의 경계선까지 거리는 노우즈 절삭날로부터 멀어질수록 감소한다. 제 1 절삭날 (11) 의 강도를 추가로 증가시키기 위해서, 제 1 여유면 (21) 의 기준 평면 (RP) 에 수직인 방향으로 높이는 제 2 여유면 (22) 의 높이 미만이다. 제 1 절삭날 (11) 의 플랭크 마모를 보상하기 위해서 제 1 여유면 (21) 의 높이는 적어도 0.3 ㎜ 이다. 제 1 절삭날 (11) 은 노우즈 절삭날 (10) 로부터 이격되면서 바닥면 (9) 과 기준 평면 (RP) 을 향하여 경사져 있다. 제 1 절삭날 (11) 로부터 기준 평면 (RP) 까지 거리는, 이 거리가 제 1 절삭날 (11) 의 적어도 일 부분에 대해 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 변한다. 기준 평면 (RP) 으로부터, 노우즈 절삭날 (10) 에 인접하여 위치한, 제 1 절삭날 (11) 의 제 1 부분까지 거리는, 기준 평면 (RP) 으로부터, 노우즈 절삭날 (10) 로부터 더 멀리 위치한 제 1 절삭날 (11) 의 제 2 부분까지 거리보다 더 크다. 제 1 절삭날 (11) 의 이러한 배향에 의해, 예컨대 도 2 에서 볼 수 있는 작동에서처럼, 클램핑 단부로부터 이격된 축선방향 선삭에서 칩 제어가 개선된다. 거리 (D1) 는 기준 평면 (RP) 에 수직인 방향으로 측정되고, 돌출부 (30) 의 상단면과 제 1 절삭날 (11) 의 최저점 사이 거리를 나타낸다. D1 은 0.28 ~ 0.35 ㎜ 이다. 이것에 의해, 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어는, 도 2 에서 볼 수 있는 작동에서, 더욱 개선된다.
도 6 내지 도 8 은 도 5 에서 각각 선들 Ⅵ-Ⅵ, Ⅶ-Ⅶ 및 Ⅷ-Ⅷ 을 따른 단면도들이다. 단면도들은 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면들에서 제 1 절삭날 (11) 에 수직이다. 도 6 내지 도 8 에서, 제 1, 제 2 및 제 3 여유면들 (21, 22, 23) 이 바닥면 (9) 과 교차하면서 기준 평면 (RP) 에 평행한 평면에 대해 형성하는 각도들은 γ, σ 및 ε 로 각각 표시된다. 각도 (σ) 는 각도 (ε) 보다 더 크다. 이것에 의해, 아웃-페이싱은 인서트 강도 감소를 줄이면서 더 작은 가공물 직경으로 만들어질 수 있다. 더 큰 여유각은 보다 작은 직경에서 필요하지만, 크고 일정한 여유각은 인서트의 감소된 강도를 제공할 것이다. 제 2 여유면 (22) 은 인서트의 강도를 증가시키는 목적을 갖는다. 제 3 여유면 (23) 은 바닥면에 인접해 있다. 각도 (γ) 는 각도 (ε) 보다 더 크다. 각도 σ 는 γ 보다 더 크다. 인서트 강도 감소를 최소화하면서, 하부 직경 범위, 즉 선삭 인서트가 아웃 페이싱에서 작동 기능을 할 수 있는 최소 직경을 더욱 개선하도록, 도 6 내지 도 8 에서처럼 단면도에서 보았을 때, 제 3 여유면 (23) 은 볼록하거나 실질적으로 볼록하다.
제 2 절삭날 (12), 및 제 2 절삭날 (12) 에 인접한 측면 (13) 의 구성은, 상기 도 5 내지 도 8 을 참조하여 기술된, 제 1 절삭날 (11), 및 제 1 절삭날 (11) 에 인접한 측면 (13) 의 구성에 따른다.
도 10 은 제 1 머시닝 단계를 포함한 금속 가공물에 표면 (53) 을 형성하는 방법을 도시한다. 공지된 선삭 인서트 (1) 가 제공된다. 선삭 인서트 (1) 는 활성 노우즈 부분 (15) 을 포함한다. 활성 노우즈 부분 (15) 은 제 1 절삭날 (11), 제 2 절삭날 (12) 및 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 을 연결한 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 을 포함한다. 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 사이에 형성된 노우즈 각도 (α) 는 85° 이다. 노우즈 각도 (α) 는 바람직하게 적어도 25° 이다. 도 10 에서, 노우즈 각도 (α) 는 80° 이다. 제 2 절삭날 (12) 은 피드 방향 (99) 으로 90° 초과의 후면 여유각 (ψ) 을 형성한다. 바람직하게, 후속 또는 이전 머시닝 단계가 아웃-페이싱 작동이라면, 후면 여유각 (ψ) 은 적어도 100° 이다. 바람직하게, 후면 여유각 (ψ) 은 120° 미만이다. 후면 여유각 (ψ) 은 표면 (53) 의 형성 중 피드 방향 (99) 에 대해 일정하다.
선삭 인서트 (1) 의 모든 부분들은 피드 방향 (99) 으로 활성 또는 표면 생성 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 대안적으로 만들어질 때, 선삭 인서트의 상단면의 모든 부분들은 피드 방향으로 노우즈 절삭날의 트레일링 부분 앞에 있다.
노우즈 절삭날 (10) 의 하나의 제 1 지점은 금속 가공물의 회전 축선에 가장 가까이 위치한 선삭 인서트 (1) 의 부분이다. 피드 방향 (99) 으로 상기 제 1 지점 뒤에 있는, 노우즈 절삭날 (10) 의 하나의 제 2 지점, 또는 트레일링 지점은 피드 방향 (99) 으로 또는 인서트 이동 방향으로 최후방에 위치한 선삭 인서트 (1) 의 부분이다. 노우즈 절삭날 (10) 의 상기 제 1 지점은 제 1 절삭날 (11) 과 동일한 이등분선 측에 위치하고, 여기에서 이등분선은 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 로부터 동일한 거리에서 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 사이에 있는 선이다. 노우즈 절삭날 (10) 의 상기 제 2 지점은 제 2 절삭날 (12) 과 동일한 이등분선 측에 위치한다. 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 은 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 의 대향 측들에 위치한다. 제 1, 제 2 및 노우즈 절삭날들 (11, 12, 10) 은 선삭 인서트 (1) 의 상단면의 경계들에 형성되고, 상기 상단면은 경사면을 포함한다. 따라서, "피드 방향으로 노우즈 절삭날의 앞에 선삭 인서트의 모든 부분들을 위치결정하고" 는, 대안적으로 "피드 방향으로 노우즈 절삭날의 트레일링 부분 앞에 선삭 인서트의 상단면의 모든 부분들을 위치결정하고" 로 표현될 수 있다.
선삭 인서트 (1) 및 공구 보디 (2) 를 포함하는, 선삭 공구 (3) 의 모든 부분들은 피드 방향으로 활성 또는 표면 생성 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 따라서, 공구 보디 (2) 의 모든 부분들은 피드 방향 (99) 으로 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 선삭 공구 (3) 는 CNC-머신 또는 CNC-선반 (미도시) 과 같은 선삭 선반에 클램핑되거나 연결된다. 표면 (53) 이 형성되는 금속 가공물은 회전 축선 (미도시) 둘레에서 회전한다.
공구 보디 (2) 는 전방 단부와 후방 단부, 전방 단부로부터 후방 단부로 연장되는 종방향 축선 (A2) 을 따르는 주요 연장부, 선삭 인서트 (1) 가 장착되는 전방 단부에 형성된 인서트 착좌부를 포함한다.
공구 보디 (2) 의 종방향 축선 (A2) 은 금속 가공물의 회전 축선에 수직이다.
선삭 인서트 (1) 는 회전 축선에 대해 평행하거나 45° 미만의 각도인, 피드 방향 (99) 에 의해 규정된, 방향으로 움직인다. 도 10 에서, 피드 방향 (99) 은 금속 가공물의 회전 축선에 평행하다. 제 1 절삭날 (11) 은 활성이고 피드 방향 (99) 으로 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 제 1 절삭날은 0° 초과인 진입 각도 (κ1) 에서 활성이고, 즉 금속을 절삭한다. 바람직하게, 진입 각도 (κ1) 는 적어도 5° 이다. 바람직하게, 진입 각도 (κ1) 는 10 ~ 45° 의 범위에 있다. 도 10 에서, 진입 각도 (κ1) 는 대략 5° 이다. 더 큰 절삭 깊이가 요구된다면 더 큰 진입 각도 (κ1) 가 선택될 것이다. 제 1 절삭날 (11) 은 리딩 날이다. 제 2 절삭날 (12) 은 트레일링 날이다. 표면 (53) 은 적어도 부분적으로 노우즈 절삭날 (10) 에 의해 형성된다. 형성되는 표면 (53) 은 회전 대칭 표면, 즉 금속 가공물의 회전 축선을 따라 연장부를 가지는 표면 (53) 이고, 회전 축선에 수직인 단면도에서, 회전 대칭 표면 (53) 의 각각의 부분은 금속 가공물의 회전 축선으로부터 일정한 거리에 위치하고, 여기에서 일정한 거리는 0.10 ㎜ 내에 있고, 바람직하게 0.05 ㎜ 내에 있는 거리이다. 회전 대칭 표면 (53) 은 예컨대 원통형 표면 또는 원추형 표면 또는 절두 원추형 표면 또는 점점 가늘어지는 표면의 형태일 수 있다. 노우즈 절삭날 (10) 에 의해 적어도 부분적으로 생성되거나 형성된 회전 대칭 표면 (53) 은 작은 피크와 밸리를 갖는 파형 형상을 가지고, 파형 형상은 노우즈 곡률 반경과 피드 비율에 의해 적어도 부분적으로 영향을 받는다. 파형부 높이는 0.10 ㎜ 미만, 바람직하게 0.05 ㎜ 미만이다. 활성 노우즈 절삭날 (10) 은 선삭 인서트 (1) 의 부분 및 금속 가공물의 회전 축선에 가장 가까운 선삭 공구 (3) 의 부분이다.
도 11 은 종래의 선삭 원리를 보여주고, 여기에서 C1 은 도 1 의 피드 방향을 나타내고, D1 은 이러한 작동으로부터 노우즈 부분 상에서 또는 거기에서 마모를 나타낸다. C3 은 종래의 페이싱 작동, 즉 회전 축선 (A3) 을 향하여 그것에 수직인 피드를 나타내고, D3 은 이러한 작동으로부터 노우즈 부분 상에서 또는 거기에서 마모를 나타낸다. 제 2 절삭날 (12) 은 C1 피드 방향으로 주요 절삭날이다. 제 1 절삭날 (11) 은 C3 피드 방향으로 주요 절삭날이다. 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 은 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 을 연결한다. 천이 지점들 (T1, T2) 은 각각 노우즈 절삭날 (10) 과 제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 사이 천이부를 나타낸다. 마모 (D1, D3) 는 절삭 깊이 및 피드 비율 양자에 의존한다. 하지만, D1 과 D3 은 중첩되어서, 노우즈 절삭날 (10) 에서, 또는 적어도 노우즈 절삭날 (10) 의 중심 부분에서 높은 마모를 유발하는 것은 명백하다.
도 12 는 본 발명의 대안적인 선삭 방법의 원리를 보여준다. C2 는 도 2 의 주요 피드 방향, 또는 도 13 의 패스 2, 4, 6 및 8 에서 주요 피드 방향, 즉 금속 가공물의 클램핑 단부로부터 이격된 축선방향 피드 방향을 나타낸다. D2 는 이러한 작동으로부터 노우즈 부분 상에서 또는 거기에서 마모를 나타낸다. C4 는 아웃-페이싱 작동, 즉 도 10 의 패스 1, 3, 5 및 7 에서 주요 피드 방향에서 보았을 때 회전 축선 (A3) 에 이격되고 그것에 수직인 피드를 나타낸다. D4 는 이러한 작동으로부터 노우즈 부분 상에서 또는 거기에서 마모를 나타낸다. 제 2 절삭날 (12) 은 C4 피드 방향에서 주요 절삭날이다. 제 1 절삭날 (11) 은 C2 피드 방향에서 주요 절삭날이다. 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 은 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 을 연결한다. 천이 지점들 (T1, T2) 은 각각 노우즈 절삭날 (10) 과 제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 사이 천이부를 나타낸다. 마모 (D2, D4) 는 절삭 깊이 및 피드 비율 양자에 의존한다. 하지만, D2 와 D4 는 중첩되지 않거나, 적어도 도 11 에서보다 적게 중첩되어서, 노우즈 절삭날 (10) 에서 감소된 마모, 또는 적어도 노우즈 절삭날 (10) 의 중심 부분에서 감소된 마모를 유발하는 것은 명백하다. 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 의 마모는 도 11 과 비교해 더 넓은 범위를 가지고, 즉 더 긴 거리에 대해 분포된다. 하지만, C1 및 C3 에서 더 큰 진입 각도와 비교해 피드 C2 및 C4 에서 더 작은 진입 각도 때문에, 도 12 의 칩 두께는 더 얇고 그러므로 비교적 작은 마모를 제공한다. 일정한 피드 비율과 절삭 깊이에서, D2 의 면적은 D3 의 면적과 동일하고, D1 의 면적은 D4 의 면적과 동일하다.
도 13 은 제 1 선삭 인서트를 사용한 머시닝 시퀀스의 실시예를 보여준다. 좌측변은 금속 가공물의 클램핑 단부이다. 원통형 표면 (53) 과 평평한 표면 (56) 을 포함하는 90° 모서리는 선삭에 의해 형성된다. 단계들 1 내지 8 의 시퀀스가 도시된다. 각각의 단계에 대한 진입은 각각의 단계의 주요 피드 방향에 수직인 것으로 나타나 있다. 단계들 1, 3, 5 및 7 에서 주요 피드 방향은 회전 축선 (A3) 에 수직이고 그로부터 이격된다. 단계들 2, 4, 6 및 8 에서 주요 피드 방향은 회전 축선 (A3) 에 평행하고 클램핑 단부로부터 이격된다. 각각의 절삭을 위한 진입은 바람직하게 도 2 와 관련하여 설명한 대로이다. 도 13 에 나타낸 단계들의 시퀀스 후 선삭 인서트 (1) 의 마모는 도 12 에 나타낸 마모와 비슷하거나 동일하다.
도 16a 내지 도 17c 는 제 1 선삭 인서트 뿐만 아니라 선삭 인서트 (1) 와 공구 보디 (2) 를 포함하는 선삭 공구 (3) 를 추가로 도시한다. 선삭 인서트 (1) 는 경사면이거나 이를 포함하는 상단면 (8), 및 착좌면으로서 기능을 하는 대향한 바닥면 (9) 을 포함한다. 기준 평면 (RP) 은 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 사이에서 그것에 평행하게 위치한다. 중심 축선 (A1) 은 기준 평면 (RP) 에 수직으로 연장되고 기준 평면 (RP), 상단면 (8) 및 바닥면 (9) 과 교차한다. 상단면 (8) 및 바닥면 (9) 에 개구를 가지는 나사를 위한 구멍은 중심 축선 (A1) 과 동심이다. 선삭 인서트 (1) 는, 여유면들로서 기능하고, 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 을 연결하는 측면들 (13, 13', 13") 을 포함한다.
3 개의 노우즈 부분들 (15, 15', 15") 은 중심 축선 (A1) 에 대해 또는 그 둘레에서 대칭적으로 형성된다. 노우즈 부분들 (15, 15', 15") 은 동일하다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15', 15") 은 제 1 절삭날 (11), 제 2 절삭날 (12) 및 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 을 포함한다. 노우즈 절삭날들 (10, 10', 10") 은 중심 축선 (A1) 으로부터 가장 먼 거리에, 즉 선삭 인서트의 모든 다른 부분들보다 중심 축선 (A1) 으로부터 더 먼 거리에 위치한다. 도 16d 에 나타낸 상면도에서, 동일한 노우즈 부분 (15) 상에서 또는 거기에서의 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 은 서로에 대해 25 ~ 50°의 노우즈 각도 (α) 를 형성하고, 도 16d 에서 노우즈 각도 (α) 는 35° 이다. 도 16b 에 나타낸 측면도에서, 각각의 노우즈 부분 (15, 15', 15" ) 상의 또는 거기에서의 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 의 적어도 일 부분은 바닥면을 향하여 경사져서, 측면도에서, 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 은 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 또는 거기에서의 노우즈 절삭날 (10) 에 접경하는 최고점들을 갖는다. 환언하면, 제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 로부터 기준 평면 (RP) 까지 거리는, 이 거리가 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 변한다. 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 은 상면도에서 선형 또는 직선형이거나, 실질적으로 선형 또는 직선형이다. 이등분선들 (7, 7', 7") 은 각 쌍의 제 1 절삭날들 (11, 11', 11") 및 제 2 절삭날들 (12, 12', 12") 로부터 등 거리에 연장된다. 각각의 이등분선 (7, 7', 7") 은 중심 축선 (A1) 과 교차한다. 만입부들 (17, 17', 17") 은 각 쌍의 노우즈 절삭날들 (10, 10', 10") 사이에 형성된다. 도 18a 및 도 18b 에 나타낸 바닥면 (9) 은, 3 개의 홈들 (40, 40', 40") 의 형태로 절삭 중에 선삭 인서트 (1) 가 중심 축선 (A1) 둘레에서 회전하려는 경향을 감소시키는 목적으로, 회전 방지 수단을 포함하고, 각각의 홈 (40, 40', 40") 은 가장 가까운 제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 에 인접하여 위치한 이등분선 (7, 7', 7") 과 동일한 방향으로 주요 연장부를 갖는다. 각각의 홈 (40, 40', 40") 은 서로에 대해 바람직하게 둔각, 100 ~ 160°로 2 개의 착좌면들을 포함한다. 선삭 인서트 (1) 는, 도 17a 에서 볼 수 있는 것처럼, 공구 보디 (2) 의 전방 단부에 위치한 인서트 착좌부 (4) 에, 나사 또는 톱 클램프와 같은 클램핑 수단에 의해, 단단히 클램핑되도록 의도된다. 인서트 착좌부 (4) 와 선삭 인서트 사이 접촉은 이하 설명될 것이고, 도 17c 및 도 17a 에서 음영 영역이 참조된다. 활성 노우즈 절삭 부분 (15) 은, 도 17c 에서 홈 (40) 이 위치한 인서트 부분이다. 홈 (40) 의 두 착좌면들은 인서트 착좌부 (4) 의 바닥에서 리지 (90) 의 두 표면과 접촉한다. 각각의 다른 홈 (40', 40") 의 하나의 표면, 활성 노우즈 절삭날 (10) 로부터 최대 거리에 위치한 표면들은 인서트 착좌부 (4) 의 바닥에서 바닥면들 (93, 94) 과 접촉한다. 활성 노우즈 절삭날 (10) 로부터 최대 거리에 위치한 적어도 측면 (13) 의 부분들은 인서트 착좌부 (4) 의 후방 단부에 형성된 후방 착좌면들 (91, 92) 과 접촉할 수도 있다.
도 14a 내지 도 14f 는, 선삭 인서트 (1) 와 공구 보디 (2) 를 포함하는 선삭 공구 (3) 뿐만 아니라 제 2 선삭 인서트 (1) 를 도시한다. 선삭 인서트 (1) 는 경사면이거나 이를 포함하는 상단면 (8), 및 착좌면으로서 기능하는 대향한 바닥면 (9) 을 포함한다. 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 은 동일하다. 이것은, 제 1 위치에 있는 동안 상단면 (8) 은 경사면으로서 기능하고, 인서트를 위 아래로 뒤집었을 때, 동일한 표면이 이제 착좌면으로서 기능하는 것을 의미한다. 기준 평면 (RP) 은 상단면 (8) 및 바닥면 (9) 에 평행하게 그 사이에 위치한다. 중심 축선 (A1) 은 기준 평면 (RP) 에 수직으로 연장되고 기준 평면 (RP), 상단면 (8) 및 바닥면 (9) 과 교차한다. 상단면 (8) 및 바닥면 (9) 에 개구를 가지는 나사를 위한 구멍은 중심 축선 (A1) 과 동심이다. 선삭 인서트 (1) 는, 여유면들로서 기능하고, 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 을 연결하는 측면들 (13, 13', 13") 을 포함한다. 3 개의 노우즈 부분들 (15, 15', 15") 은 중심 축선 (A1) 에 대해 또는 그 둘레에서 대칭적으로 형성된다. 노우즈 부분들 (15, 15', 15") 은 동일하다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15', 15") 은 제 1 절삭날 (11), 제 2 절삭날 (12) 및 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 을 포함한다. 노우즈 절삭날들 (10, 10', 10") 은 중심 축선 (A1) 으로부터 가장 먼 거리에, 즉 선삭 인서트의 모든 다른 부분들보다 중심 축선 (A1) 으로부터 더 먼 거리에 위치한다. 도 14d 에 나타낸 상면도에서, 동일한 노우즈 부분 (15) 상에서 또는 거기에서의 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 은 서로에 대해 25 ~ 50°의 노우즈 각도 α 를 형성하고, 이 경우에는 45° 이다. 도 14b 에 나타낸 측면도에서, 각각의 노우즈 부분 (15, 15', 15" ) 상의 또는 거기에서의 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 의 적어도 일 부분은 바닥면을 향하여 경사져서, 측면도에서, 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 은 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 또는 거기에서의 노우즈 절삭날 (10) 에 인접한 최고점들을 갖는다. 환언하면, 제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 로부터 기준 평면 (RP) 까지 거리는, 이 거리가 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 변한다. 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 은 상면도에서 선형 또는 직선형이거나, 실질적으로 선형 또는 직선형이다. 이등분선들 (7, 7', 7") 은 각 쌍의 제 1 절삭날들 (11, 11', 11") 및 제 2 절삭날들 (12, 12', 12") 로부터 등 거리에 연장된다. 각각의 이등분선 (7, 7', 7") 은 중심 축선 (A1) 과 교차한다. 만입부들 (17, 17', 17") 은 각 쌍의 인접한 노우즈 절삭날들 (10, 10', 10") 사이에 형성된다. 선삭 인서트 (1) 는 일 세트의 표면들 (41, 42, 43, 44) 의 형태인 회전 방지 수단을 포함하고, 각각의 표면 (41, 42, 43, 44) 은 기준 평면 (RP) 에 대해 5 ~ 60° 의 각도를 형성하는 평면에 연장된다. 일 세트의 표면들 (41, 42, 43, 44) 은, 중심 축선 (A1) 둘레에서 연장되는 중심 링형 돌출부 (30) 에 형성된다. 이러한 구성에 의해, 선삭 인서트 (1) 는 양면성 또는 리버서블로 만들어질 수 있어서, 증가된 가능한 사용을 제공한다. 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 은 일 세트의 표면들 (41, 42, 43, 44) 의 부분일 수 있다. 대안적인 해결책 (미도시) 은 중심 축선 (A1) 으로부터 더 먼 거리에 추가 돌출부 (미도시) 의 부분으로서 제 1 칩 브레이킹 벽 (34) 을 배치하는 것이다. 도 14e 는, 인서트를 가압하여 인서트를 공구 보디 (2) 의 인서트 착좌부 (4) 에 유지하는, 클램프 (95) 에 의한 선삭 인서트 (1) 의 한 가지 가능한 클램핑 모드를 보여준다.
도 14f 는, 제 2 선삭 인서트 (1) 가 예컨대 톱 클램프 (95) 에 의해 장착될 수 있는 인서트 착좌부 (4) 를 도시한다. 활성 노우즈 절삭날 (10) 로부터 가장 먼 거리에 위치한 측면 (13) 은, 인서트 착좌부 (4) 의 후방 표면들 (91, 92) 에 대해 가압되는 2 개의 표면들을 포함한다. 일 세트의 표면들 (41, 42, 43, 44) 은, 인서트 착좌부 (4) 의 바닥의 전방 부분 (90) 의 표면들과 접촉하는 2 개의 전방 표면들 (41, 42) 을 포함한다. 이 문맥에서 전방은 중심 축선 (A1) 과 활성 노우즈 절삭날 (10) 사이에 있다. 일 세트의 표면들 (41, 42, 43, 44) 은, 인서트 착좌부 (4) 의 전방 부분 (90) 과 후방 표면들 (91, 92) 사이에서, 인서트 착좌부 (4) 의 바닥면에 위치한 후방 바닥면들 (93, 94) 에 대해 가압되는 2 개의 후방 표면들 (43, 44) 을 추가로 포함한다.
제 3 선삭 인서트를 사용한 선삭을 도시한 도 2a 가 참조된다. 도 1 에서처럼, 금속 가공물은, 금속 가공물의 제 1 단부 (54), 또는 클램핑 단부에서 외부면에 대해 가압되는 클램핑 조들 (미도시) 에 의해 클램핑된다. 금속 가공물의 대향한 제 2 단부 (55) 는 자유 단부이다. 금속 가공물은 회전 축선 (A3) 둘레에서 회전한다. 상면도에서 본, 선삭 인서트는 나사에 의해 공구 보디 (2) 에서 인서트 착좌부 또는 포켓에 단단히 제거가능하게 클램핑된다. 공구 보디 (2) 는, 후방 단부로부터, 인서트 착좌부 또는 포켓이 위치하는 전방 단부까지 연장되는 종방향 축선 (A2) 을 갖는다. 도 2a 에서, 피드는, 가장 많이, 축선방향이고, 종방향 피드로도 불리고, 즉 피드 방향은 회전 축선 (A3) 에 평행하다. 이런 식으로, 외부 원통형 표면 (53) 이 형성된다. 각각의 절삭 진입시, 또는 축선방향 피드 직전에, 선삭 인서트가 원호를 따라 움직이도록 피드는 반경방향 성분을 갖는다. 선삭 인서트는 선삭 인서트 (1) 의 중심 축선 둘레에서 서로에 대해 180° 로 형성된 2 개의 대향한 동일한 노우즈 부분들 (15, 15') 을 포함한다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 제 1 절삭날 (11), 제 2 절삭날 (12) 및 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 을 포함한다. 대향한 비활성 노우즈 부분 (15') 보다 회전 축선 (A3) 에 더 가까이 위치한 하나의 노우즈 부분 (15) 은 활성이다. 활성은, 노우즈 부분이 금속 가공물 (50) 로부터 칩들을 절삭하는데 사용될 수 있도록 배치되는 것을 의미한다. 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 로부터 등거리에 연장되는 이등분선 (7) 은 노우즈 절삭날 (10) 의 중심 및 선삭 인서트의 중심 축선 (A1) 과 교차한다. 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 은 선삭 인서트 외부 일 지점 (미도시) 에 모인다. 활성 노우즈 부분 (15) 의 이등분선은 종방향 축선 (A2) 에 대해 40 ~ 50° 의 각도 (θ) 를 형성한다.
상면도에서 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 은 서로에 대해 70 ~ 85° 의 노우즈 각도 (α) 를 형성하고, 이것은 도 2a 에서는 80° 이다. 제 3 볼록한 절삭날 (60) 은 제 1 절삭날 (11) 에 인접하여 형성된다. 제 4 절삭날 (61) 은 제 3 절삭날 (60) 에 인접하여, 노우즈 절삭날 (10) 로부터 더 멀리 형성된다. 제 5 볼록한 절삭날 (62) 은 제 2 절삭날 (12) 에 인접하여 형성된다. 제 6 절삭날 (63) 은 제 5 절삭날 (62) 에 인접하여, 노우즈 절삭날 (10) 로부터 더 멀리 형성된다. 상면도에서, 도 2a 에서처럼, 제 1, 제 2, 제 4 및 제 6 절삭날들 (11, 12, 61, 63) 은 선형 또는 직선형이거나, 실질적으로 선형 또는 직선형이다. 도 2a 에서 우측을 향한, 주요 피드 방향은 회전 축선 (A3) 에 평행하고 금속 가공물 (50) 의 제 1 단부 (54) 또는 클램핑 단부로부터 멀어진다. 상기 피드 방향에서, 제 4 절삭날 (61) 은 10 ~ 45°, 바람직하게는 20 ~ 40° 의 진입 각도 (κ1) 에서 활성이고, 상기 각도는 도 2 에서 30° 이다. 제 4 절삭날 (63) 은 상기 피드 방향에서 주요 절삭날이고, 즉 칩들 대부분은 제 4 절삭날 (63) 에 의해, 적어도 보통 내지 높은 절삭 깊이까지 절삭된다. 적은 정도로, 제 3 절삭날 (60), 제 1 절삭날 (11) 과 노우즈 절삭날 (10) 이 또한 활성이다. 제 1 절삭날은 상기 축선방향 피드 방향으로 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 선삭 인서트의 모든 부분들이 상기 피드 방향으로 활성 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 활성 노우즈 부분 (15) 에 형성된 제 2 절삭날 (11) 은 비활성이다.
축선방향 선삭 작동에서, 특히 피드가 클램핑 단부를 향하고 벽면을 향하는 도 1 에 도시된 머시닝과 비교했을 때, 칩들은 문제없이 금속 가공물로부터 멀리 향하게 될 수 있다. 도 2a 의 머시닝 단계에서, 노우즈 절삭날 (10) 이 원호를 따라 움직이도록 선삭 인서트 (1) 는 금속 가공물 (50) 로 진입한다. 선삭 인서트 (1) 는 금속 가공물 (50) 로 진입하거나, 절삭부로 들어가서, 진입 중 칩 두께는 일정하거나 실질적으로 일정하다. 진입시, 절삭 깊이는 제로 절삭 깊이로부터 증가된다. 이러한 바람직한 진입은 인서트 마모, 특히 노우즈 절삭날 (10) 에서 마모를 감소시킨다. 칩 두께는 진입 각도를 곱한 피드 비율로서 규정된다. 따라서, 진입 중 피드 비율과 선삭 인서트의 운동 및/또는 방향을 선택 및/또는 가변시킴으로써, 칩 두께는 일정하거나 실질적으로 일정할 수 있다. 진입 중 피드 비율은 바람직하게 0.50 ㎜/회전 이하이다. 진입 중 칩 두께는 바람직하게 후속 절삭 또는 머시닝 중 칩 두께 이하이다.
피드 방향이 반경방향이어서, 피드 방향이 회전 축선 (A3) 에 수직이고 그로부터 멀어진다면, 제 6 절삭날 (63) 은 10 ~ 45°, 바람직하게는 20 ~ 40°의 진입 각도 (κ2) 에서 활성일 것이다.
도 1 및 도 2a 에서 노우즈 절삭날에 의해 적어도 부분적으로 생성되거나 형성된 원통형 표면 (53), 또는 회전 대칭 표면은 작은 피크와 밸리를 갖는 파형 형상을 가지고, 파형 형상은 노우즈 곡률 반경과 피드 비율에 의해 적어도 부분적으로 영향을 받는다. 파형부 높이는 0.10 ㎜ 미만, 바람직하게 0.05 ㎜ 미만이다. 스레드 프로파일은 이런 의미에서 원통형 표면 (53) 이 아니다.
도 3a 에서, 특히 피드 방향에 대해, 선삭 공구의 범용적 적용 영역을 보여주는, 대안적 머시닝 작동에서 도 2a 의 선삭 인서트와 공구 보디를 볼 수 있다. 머시닝 시퀀스를 6 개의 단계들로 보여준다. 단계 1 은 언더커팅 작동이다. 단계 2 는 금속 가공물의 제 1 단부 (54) 또는 클램핑 단부로부터 이격되는 축선방향 선삭이다. 단계 3 은, 원추형 또는 절두 원추형 표면을 생성하는, 축선방향 및 반경방향 성분을 모두 가지는 피드 형태의 프로파일링 작동이다. 단계 4 는 단계 2 와 유사한 작동이다. 단계 5 는 금속 가공물의 회전 축선 (A3) 에 수직인 평면에 위치한 평평한 표면을 생성하는 아웃-페이싱 작동이다. 단계 6 은 금속 가공물의 제 2 단부 (55) 또는 자유 단부에서 아웃-페이싱 작동이다.
도 15a 내지 도 15f 및 도 17d 내지 도 17f 는 제 3 선삭 인서트 (1) 뿐만 아니라 선삭 인서트 (1) 와 공구 보디 (2) 를 포함하는 선삭 공구 (3) 를 나타낸다. 선삭 인서트 (1) 는 경사면 (14) 이거나 이를 포함하는 상단면 (8), 및 착좌면으로서 기능을 하는 대향한 바닥면 (9) 을 포함한다. 기준 평면 (RP) 은 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 에 평행하게 그 사이에 위치한다. 중심 축선 (A1) 은 기준 평면 (RP) 에 수직으로 연장되고 기준 평면 (RP), 상단면 (8) 및 바닥면 (9) 과 교차한다. 상단면 (8) 및 바닥면 (9) 에 개구들을 가지는 나사홀은 중심 축선 (A1) 과 동심이다.
제 3 선삭 인서트 (1) 는, 여유면들로서 기능을 하고, 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 을 연결하는 측면들 (13) 을 포함한다. 2 개의 대향한 노우즈 부분들 (15, 15') 은 중심 축선 (A1) 에 대해 그 둘레에서 대칭으로 형성된다. 노우즈 부분들 (15, 15') 은 동일하다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 제 1 절삭날 (11), 제 2 절삭날 (12), 및 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 을 포함한다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 제 1 절삭날 (11) 에 인접하여 형성된 제 3 볼록한 절삭날 (60), 및 제 3 절삭날 (60) 에 인접하고 노우즈 절삭날 (10) 로부터 더 멀리 형성된 제 4 절삭날 (61) 을 추가로 포함한다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 제 2 절삭날 (12) 에 인접하여 형성된 제 5 볼록한 절삭날 (62), 및 제 5 절삭날 (62) 에 인접하고 노우즈 절삭날 (10) 로부터 더 멀리 형성된 제 6 절삭날 (63) 을 추가로 포함한다. 도 15d 에서처럼, 상면도에서, 제 1, 제 2, 제 4 및 제 6 절삭날들 (11, 12, 61, 63) 은 선형 또는 직선형이거나, 실질적으로 선형 또는 직선형이다.
노우즈 절삭날들 (10, 10') 은 중심 축선 (A1) 으로부터 가장 멀리, 즉 선삭 인서트의 모든 다른 부분들보다 중심 축선 (A1) 으로부터 더 멀리 위치한다.
도 15d 에 나타낸 상면도에서, 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 은 서로에 대해 75 ~ 85° 의 노우즈 각도 (α) 를 형성하고, 도 15d 에서 노우즈 각도 (α) 는 80° 이다. 도 15c 와 같은 측면도에서, 각각의 노우즈 부분 (15, 15', 15") 상의 제 4 및 제 6 절삭날들 (61, 63) 의 적어도 일부분은 바닥면 (9) 을 향하여 경사져서, 측면도에서, 제 4 및 제 6 절삭날들 (61, 63) 은 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 노우즈 절삭날 (10) 에 더 가까운 최고점들을 갖는다. 환언하면, 제 4 절삭날 (61) 과 제 6 절삭날 (63) 로부터 기준 평면 (RP) 까지 거리는, 이 거리가 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 변한다. 또한, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 5 절삭날들 (11, 12, 60, 62) 은 대응하는 방식으로 바닥면 (9) 을 향하여 경사져서, 바닥면 (9) 에 대해, 노우즈 절삭날 (10) 은 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 보다 더 멀리 있고, 이것은 차례로 제 3 및 제 5 절삭날들 (60, 62) 보다 더 멀리 있고, 이것은 차례로 제 4 및 제 6 절삭날들 (61, 63) 보다 더 멀리 있다. 이등분선들 (7, 7') 은 각 쌍의 제 1 절삭날 (11, 11') 및 제 2 절삭날 (12, 12') 로부터 등거리에 연장된다. 각각의 이등분선 (7, 7') 은 중심 축선 (A1) 과 교차하고, 이등분선들 (7, 7') 은 공통 방향으로 연장된다. 바닥면 (9) 은 상단면 (8) 과 동일하다. 도 15d 에서처럼, 상면도에서, 제 4 절삭날 (61) 은 이등분선 (7) 에 대해 0 ~ 34° 의 각도 (β) 를 형성하고, 이것은 도 15d 에서 10 ~ 20° 이다. 상단면 (8) 은 제 4 절삭날 (61) 을 대면한 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 을 포함한 돌출부들 (30) 을 포함한다. 제 4 절삭날 (61) 로부터 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 까지 거리는 노우즈 절삭날 (10) 로부터 멀어질수록 증가한다. 돌출부들 (30) 은 착좌면들로서 기능하도록 의도되고, 각각의 돌출부의 상단면은 평평하고 기준 평면 (RP) 에 평행하다. 돌출부들 (30) 은 기준 평면 (RP) 으로부터 최대 거리에 위치한 선삭 인서트 (1) 의 부분이다. 돌출부는 제 6 절삭날을 대면한 제 2 칩 브레이커 벽을 포함한다. 제 4 절삭날 (61) 로부터 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 까지 거리는 제 4 절삭날 (61) 에 수직인 방향으로, 그리고 기준 평면 (RP), 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 에 평행한 평면에서 측정된다. 돌출부 (30), 따라서 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 이 제 4 절삭날 (61) 의 전체 길이를 따라 반드시 연장될 필요는 없다. 그런데도, 제 4 절삭날 (61) 로부터 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 까지 거리는, 상기 제 4 절삭날 (61) 에 수직으로, 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 이 연장되는 제 4 절삭날 (61) 의 부분에서 증가한다.
돌출부 (30) 의 상단면과 제 4 절삭날 (61) 의 최저점 사이 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면에서 측정된 거리 (D1) 는 0.28 ~ 0.35 ㎜ 이다.
범프들 (80), 또는 돌출부들은 상단면 (8) 에 형성된다. 범프들 (80) 은 제 4 절삭날 (61) 로부터, 0.3 ㎜ 초과하고 3.0 ㎜ 미만인, 거리에 위치한다. 범프들 (80) 은 제 4 절삭날 (61) 과 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 사이에 위치한다. 범프들 (80) 은 상면도에서 비원형 형상을 가져서, 0.8 ~ 3.0 ㎜ 인, 범프들의 주 연장부는 제 4 절삭날 (61) 에 실질적으로 수직이거나 수직인 방향으로 되어 있다. 주 연장부에 수직인 범프들의 소 연장부는 0.5 ~ 2.0 ㎜ 이다. 범프들 (80), 또는 돌출부들은 주위 영역에 대해 기준 평면으로부터 멀리 연장되는 상단면 (8) 의 부분들이다. 도 15d 에서처럼, 상면도에서, 범프들 (80) 은 바람직하게는 타원형 또는 난형 또는 실질적으로 타원형 또는 난형 형상을 갖는다. 범프들 (80) 은 서로 분리되어 있다. 범프들 (80) 은 바람직하게 서로 일정한 거리에 위치한다. 범프들 (80) 은 바람직하게 제 4 절삭날 (61) 로부터 일정한 거리에 위치한다. 제 1 실시형태에서, 제 4 절삭날에 인접한 5 개의 범프들이 있다. 제 4 절삭날에 인접한 2 ~ 10 개의 범프들을 가지는 것이 바람직하다. 제 3 절삭날 (60) 에 수직 방향으로 주 연장부를 가지고 그것에 수직으로 위치한, 적어도 하나의 추가 범프 (80), 제 3 선삭 인서트에서는 2 ~ 3 개의 범프들 (80) 이 있고, 제 1 절삭날 (11) 에 수직 방향으로 주 연장부를 가지고 그것에 수직으로 위치한, 적어도 하나의 추가 범프 (80), 제 1 실시형태에서는 1 ~ 2 개의 범프들 (80) 이 있다.
제 3 선삭 인서트 (1) 는 이등분선들 (7, 7') 의 대향 측들에서 거울 대칭이다. 따라서, 범프들 (80) 은 제 2, 제 5 및 제 6 절삭날들 (12, 62, 63) 로부터 떨어져 대응하는 방식으로 형성된다.
이러한 선삭 인서트 (1) 에 의해, 특히 더 낮은 절삭 깊이에서, 즉 제 1 절삭날 (11) 이 활성이고 제 4 절삭날 (61) 이 비활성이도록 절삭 깊이가 이루어질 때, 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어가 더욱 개선된다. 이러한 낮은 절삭 깊이에서, 제 1 절삭날 (11) 에 의한 낮은 진입 각도로 인해 칩은 매우 얇고, 제 1 절삭날 (11) 에 가장 가까운 범프(들) (80) 는 칩 브레이커들로서 기능한다. 범프들 (80) 의 주 연장부는, 범프들 (80) 의 마모가 칩들에 대한 범프들 (80) 의 영향을 감소시킬 때까지, 시간이 증가되는 효과를 제공한다.
이하, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 유형의 선삭 인서트들을 각각 도시한 도 18a 내지 도 18e 내지 도 22a 내지 도 22e 가 참조된다. 이 인서트들은 단지 바닥면 및 측면들에 대해서만 제 3 인서트와 상이하다.
따라서, 각각, 도 18a 내지 도 18e 내지 도 22a 내지 도 22e 에 도시된 제 4, 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 유형의 선삭 인서트들 (1) 은, 상단면 (8), 기준 평면 (RP), 나사홀, 제 1 절삭날 (11), 노우즈 절삭날 (10), 제 2 절삭날 (12), 제 3 절삭날 (60), 제 4 절삭날 (61), 제 5 절삭날 (62), 제 6 절삭날 (63), 노우즈 각도 (α), 이등분선 (7), 각도 (β), 경사면 (14), 돌출부 (30), 제 1 칩 브레이커 벽 (34), 제 2 칩 브레이커 벽, 거리 (D1) 및 범프들 (80) 에 대해 제 3 선삭 인서트와 동일하거나 같은 형상, 형태, 치수, 값 및 특성부들과 요소들 사이 상호관계를 갖는다.
도 18a 내지 도 18e 내지 도 21a 내지 도 21e 에 도시된 제 4, 제 5, 제 6 및 제 7 선삭 인서트들 (1) 은, 제 1 측면 (13) 이 제 1 절삭날 (11) 에 인접한 제 1 여유면 (21), 제 3 여유면 (23), 및 제 1 여유면 (21) 과 제 3 여유면 (23) 사이에 위치한 제 2 여유면 (22) 을 포함하도록 형성된다.
제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 2 여유면 (22) 이 바닥면 (9) 에 대해 형성한 각도는, 제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 3 여유면 (23) 이 바닥면에 대해 형성한 각도보다 더 크다.
제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 2 여유면 (22) 이 바닥면 (9) 에 대해 형성한 각도는, 제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 1 여유면 (21) 이 바닥면에 대해 형성한 각도보다 더 크다.
각각의 노우즈 부분 (15, 15') 의 측면들 (13, 13') 은, 이등분선 (7) 을 포함하고 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면에 대해 대칭으로 구성된다.
제 2 절삭날 (12) 에 인접한 여유면은 대응하는 방식으로 형성되거나 배치된다.
여유면 배치의 장점은, 아웃-페이싱이 작은 금속 가공물 직경에서 수행될 수 있고, 더 큰 절삭 깊이가 아웃-페이싱에서 가능하다는 점이다.
이하, 제 4 선삭 인서트 (1) 를 도시한 도 18a 내지 도 18e 가 참조된다. 바닥면 (9) 은 머시닝 중 인서트 착좌부 (4) 에 대한 선삭 인서트 (1) 의 운동을 감소시키도록 회전 방지 수단 (40) 을 포함한다. 회전 방지 수단 (40) 은 공통 주 연장부를 가지는 2 개의 홈들 (40, 40') 의 형태이고, 주 연장부는 이등분선들 (7, 7') 의 연장부에 대응한다.
이하, 제 5 선삭 인서트 (1) 를 도시한 도 19a 내지 도 19e 가 참조된다. 바닥면 (9) 은 머시닝 중 인서트 착좌부 (4) 에 대한 선삭 인서트 (1) 의 운동을 감소시키도록 회전 방지 수단 (40) 을 포함한다. 회전 방지 수단 (40) 은 공통 주 연장부를 가지는 2 개의 홈들 (40, 40') 의 형태이고, 주 연장부는 이등분선들 (7, 7') 의 연장부에 대응한다. 각각의 홈 (40, 40') 은, 서로에 대해 100 ~ 160° 범위의 둔각을 형성하는 2 개의 표면을 포함한다.
이하, 제 6 선삭 인서트 (1) 를 도시한 도 20a 내지 도 20e 가 참조된다. 바닥면 (9) 은 머시닝 중 인서트 착좌부 (4) 에 대한 선삭 인서트 (1) 의 운동을 감소시키도록 회전 방지 수단 (40) 을 포함한다. 회전 방지 수단 (40) 은 공통 주 연장부를 가지는 2 개의 리지들 (40, 40') 의 형태이고, 주 연장부는 이등분선들 (7, 7') 의 연장부에 대응한다.
이하, 제 7 선삭 인서트를 도시한 도 21a 내지 도 21e 가 참조된다. 바닥면 (9) 은, 기준 평면 (RP) 에 평행한 평평한 표면 (9) 을 포함한다.
이하, 제 8 선삭 인서트 (1) 를 도시한 도 22a 내지 도 22e 가 참조된다. 바닥면 (9) 은, 기준 평면 (RP) 에 평행한 평평한 표면 (9) 을 포함한다. 평평한 표면 (9) 은 선삭 인서트의 중심 축선 둘레에서 링형이다.
제 1 측면 (13) 은 제 1 절삭날 (11) 에 인접한 제 1 여유면 (21), 및 제 3 여유면 (23) 을 포함한다. 제 3 여유면 (23) 은 바닥면 (9) 에 접경한다.
제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 1 여유면 (21) 이 바닥면 (9) 에 대해 형성하는 각도는, 제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 3 여유면 (23) 이 바닥면에 대해 형성하는 각도보다 더 크다.
제 2 절삭날 (12) 에 인접한 여유면은 대응하는 방식으로 형성되거나 배치된다.
여유면 배치의 장점은, 아웃-페이싱이 작은 금속 가공물 직경에서 수행될 수 있고, 더 큰 절삭 깊이가 아웃-페이싱에서 가능하다는 점이다.
돌출부 (30) 는 돌출부 (30) 의 상단면에 형성된 홈들을 포함한다. 홈들은 이등분선 (7) 에 수직인 주 연장부를 갖는다.
본 발명은 개시된 실시형태들에 한정되지 않고, 하기 청구항의 범주 내에서 변경 및 수정될 수 있다.

Claims (23)

  1. 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    - 제 1 절삭날 (11), 제 2 절삭날 (12), 및 상기 제 1 절삭날 (11) 과 상기 제 2 절삭날 (12) 을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 을 포함하고, 또한, 제 1 절삭날 (11) 에 인접한 제 3 볼록한 절삭날 (60), 제 3 절삭날 (60) 에 인접한 제 4 절삭날 (61), 상단면 (8) 및 대향한 바닥면 (9) 을 포함하고, 기준 평면 (RP) 은 상기 상단면 (8) 과 상기 바닥면 (9) 에 평행하게 그리고 상기 상단면 (8) 과 상기 바닥면 (9) 사이에 위치하는 선삭 인서트 (1) 를 제공하고,
    - 상기 제 1 절삭날 (11) 과 상기 제 2 절삭날 (12) 사이에 형성된 노우즈 각도 (α) 를 85° 이하이도록 선택하는 제 1 머시닝 단계를 포함하고,
    상기 방법은
    - 상기 제 4 절삭날 (61) 로부터 상기 기준 평면 (RP) 까지 거리가 상기 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 상기 제 4 절삭날 (61) 을 배치하는 단계,
    - 피드 방향 (99) 으로 90° 초과의 후면 여유각 (ψ) 을 형성하도록 상기 제 2 절삭날 (12) 의 배향을 맞추는 단계,
    - 피드 방향 (99) 으로 상기 노우즈 절삭날 (10) 앞에 상기 선삭 인서트 (1) 의 모든 부분들을 위치결정시키는 단계,
    - 상기 제 4 절삭날 (61) 이 10 ~ 45°의 진입 각도 (κ1) 로 상기 금속 가공물 (50) 로부터 금속 칩들을 절삭하도록 상기 제 4 절삭날 (61) 을 배치하는 단계,
    - 제 1 방향으로 회전 축선 (A3) 둘레에서 상기 금속 가공물 (50) 을 회전시키는 단계,
    - 상기 제 1 절삭날 (11) 이 활성이고 상기 피드 방향 (99) 으로 상기 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있도록 그리고 상기 표면 (53) 이 적어도 부분적으로 상기 노우즈 절삭날 (10) 에 의해 형성되도록 상기 회전 축선 (A3) 에 평행한 방향으로 또는 상기 회전 축선에 대해 45° 미만의 각도로 상기 선삭 인서트 (1) 를 이동시키는 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 머시닝 단계는, 상기 금속 가공물 (50) 을 제 1 단부 (54) 에서 클램핑하는 단계, 상기 노우즈 절삭날 (10) 을 상기 선삭 인서트 (1) 의 모든 다른 부분들보다 상기 제 1 단부 (54) 에 대해 더 짧은 거리를 설정하는 단계, 그리고 상기 제 1 단부 (54) 로부터 멀어지는 방향으로 상기 선삭 인서트 (1) 를 이동시키는 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 머시닝 단계는, 상기 제 1 절삭날 (11) 이 10 ~ 45˚ 의 진입 각도 (κ1) 로 상기 금속 가공물 (50) 로부터 금속 칩들을 절삭하도록 상기 제 1 절삭날 (11) 을 배치하는 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 머시닝 단계는 90° 미만인 회전 축선 (A3) 에 대한 각도로 상기 선삭 인서트 (1) 를 상기 금속 가공물 (50) 로 진입시키는 단계를 더 포함하고, 상기 각도는 상기 선삭 인서트 (1) 의 피드 방향과 상기 회전 축선 (A3) 사이에 형성된 각도보다 큰, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 머시닝 단계는, 상기 노우즈 절삭날 (10) 이 원호를 따라 이동하도록 상기 선삭 인서트 (1) 를 상기 금속 가공물 (50) 로 진입시키는 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 머시닝 단계는, 진입 중 칩 두께가 일정하거나 실질적으로 일정하도록 상기 선삭 인서트 (1) 를 상기 금속 가공물 (50) 로 진입시키는 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 (53) 은 외부 원통형 표면이고, 상기 선삭 인서트 (1) 의 이동은 상기 회전 축선 (A3) 에 평행한 방향으로 이루어지는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 선삭 인서트 (1) 가 상단면 (8), 대향한 바닥면 (9) 을 포함하도록 상기 선삭 인서트 (1) 를 배치하는 단계를 더 포함하고, 기준 평면 (RP) 은 상기 상단면 (8) 과 상기 바닥면 (9) 에 평행하게 그리고 상기 상단면 (8) 과 상기 바닥면 (9) 사이에 위치하고, 상기 방법은, 상기 제 1 절삭날 (11) 로부터 상기 기준 평면 (RP) 까지 거리가 상기 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 상기 제 1 절삭날 (11) 을 배치하는 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 (53) 의 형성 중 피드 방향 (99) 에 대해 일정한 후면 여유각 (ψ) 을 설정하는 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    선삭 인서트 (1) 및 공구 보디 (2) 를 포함하는 선삭 공구 (3) 를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 방법은 피드 방향 (99) 으로 노우즈 절삭날 (10) 앞에 상기 공구 보디 (2) 의 모든 부분들을 위치결정하는 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    선삭 인서트 (1) 및 공구 보디 (2) 를 포함하는 선삭 공구 (3) 를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 공구 보디 (2) 는 전방 단부 (44) 및 후방 단부 (45), 상기 전방 단부 (44) 로부터 상기 후방 단부 (45) 까지 연장되는 종방향 축선 (A2) 을 따르는 주요 연장부, 상기 선삭 인서트 (1) 가 장착가능한 전방 단부 (44) 에 형성된 인서트 착좌부를 가지고,
    상기 방법은, 금속 가공물 (50) 의 회전 축선 (A3) 에 대해 0 도보다 크지만 90° 이하인 각도로 상기 공구 보디 (2) 의 종방향 축선 (A2) 을 설정하는 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 절삭날 (12) 이 상기 금속 가공물 (50) 로부터 칩들을 절삭하도록, 그리고 상기 금속 가공물 (50) 의 회전 축선 (A3) 에 수직인 표면 (56) 을 형성하도록 상기 회전 축선 (A3) 으로부터 멀어지는 방향으로 상기 선삭 인서트 (1) 를 이동시키는 제 2 머시닝 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    2 개의 표면들 (53, 56) 을 포함한 모서리를 형성하도록, 상기 제 1 머시닝 단계와 상기 제 2 머시닝 단계를 교대로 시퀀스로 수행하는 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    2 개의 벽면들 (53, 56) 을 포함한 외부 90° 모서리를 형성하도록, 상기 제 1 머시닝 단계와 상기 제 2 머시닝 단계를 교대로 시퀀스로 수행하는 단계를 더 포함하고, 하나의 벽면은 외부 원통형 표면 (53) 이고 하나의 벽면 (56) 은 상기 금속 가공물 (50) 의 회전 축선 (A3) 에 수직인, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은, 제 2 방향으로 회전 축선 (A3) 둘레에서 금속 가공물 (50) 을 회전시키는 단계로서, 제 2 회전 방향은 제 1 회전 방향에 반대인, 상기 회전시키는 단계, 및 제 2 절삭날 (12) 이 상기 금속 가공물 (50) 로부터 칩들을 절삭하도록 회전 축선 (A3) 을 향한 방향으로 상기 선삭 인서트 (1) 를 이동시키는 단계를 포함하는, 제 3 머시닝 단계를 더 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    선삭 인서트 (1) 및 공구 보디 (2) 를 포함하는 선삭 공구 (3) 를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 공구 보디 (2) 는 전방 단부 (44) 및 후방 단부 (45), 상기 전방 단부 (44) 로부터 상기 후방 단부 (45) 까지 연장되는 종방향 축선 (A2) 을 따르는 주요 연장부, 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 로부터 등거리에서 연장되는 이등분선 (7) 이 상기 공구 보디 (2) 의 종방향 축선 (A2) 에 대해 35 ~ 55° 의 각도 (θ) 를 형성하도록 상기 선삭 인서트 (1) 가 장착가능한 전방 단부 (44) 에 형성된 인서트 착좌부를 가지는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 절삭날 (12) 로부터 상기 공구 보디 (2) 의 종방향 축선 (A2) 까지 거리보다 상기 공구 보디 (2) 의 종방향 축선 (A2) 으로부터 더 짧은 거리에 상기 제 1 절삭날 (11) 을 배치하는 단계를 포함하는, 금속 가공물 (50) 에 표면 (53) 을 형성하는 방법.
  20. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 내지 제 9 항 및 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 사용되는 선삭 인서트 (1).
  21. 컴퓨터 수치 제어 선반에 의해 실행될 때 컴퓨터 수치 제어 선반이 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 내지 제 9 항 및 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 하는 명령들을 가지는 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  22. 삭제
  23. 삭제
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