KR102611090B1 - 비-원형 주연 엣지를 갖는 원형 절삭 인서트 - Google Patents

비-원형 주연 엣지를 갖는 원형 절삭 인서트 Download PDF

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이스카 엘티디.
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Abstract

절삭 공구는 그 안에 제거가능하게 고정되는 인덱싱가능 절삭 인서트(20, 120)를 갖춘 인서트 홀더를 갖는다. 절삭 인서트는 주연 측면(26)을 갖춘 상위 및 하위 단부면(22, 24), 그들 사이에 연장되는 관통 보어(40) 및 상위 주연 엣지(28) 상에 형성된 복수의 상위 절삭 엣지(36)를 갖는다. 주연 측면(26)은 상위 주연 엣지(28)에 인접한 비-원형 상위 여유면(32) 및 상위 주연 엣지(28)로부터 이격된 원형 상위 충합면(34a)을 포함한다. 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 이등분 평면에 대해 거울 대칭을 나타내고, 측면도에서 비-선형이다. 관통 보어(40)는 정중면의 양 측에 위치한 상위 및 하위 보어면에 의해 형성된 내부 언더컷을 갖고, 클램핑 부재는 정중면과 인서트 홀더의 안착면 사이에 위치한 내부 접촉 존에서 상위 및 하위 보어면 중 하나와 접촉한다.

Description

비-원형 주연 엣지를 갖는 원형 절삭 인서트
본 발명은 일반적으로 금속 절삭 공정에 사용하기 위한 절삭 공구 및 절삭 인서트에 관한 것이고, 구체적으로는 선삭 및 프로파일링 작업을 위한 절삭 공구 및 절삭 인서트에 관한 것이다.
선삭 및 프로파일링 작업에서 사용되는 절삭 공구의 분야 내에, 축 방향 단면도 및/또는 축 방향 단부도에서 높은 원형도를 갖는 단일-면(single-sided) 또는 이중-면(double-sided) 절삭 인서트의 많은 예시가 있다.
미국 특허 번호 7,264,425는 그의 도 3a 내지 도 3c에서 단일-면 절삭 인서트를 개시하고, 이는 축 방향 단부도에서 원형이고 축 방향 단면도에서 비-원형이며, 이들 조정된 간극면으로 인해, 이는 선삭 작업에 적합하다.
미국 특허 번호 7,677,145는 축 방향 단면도 및 축 방향 단부도 모두에서 원형인 이중-면 절삭 인서트를 개시하고, 이는 철도 차량 바퀴의 재-프로파일링에 적합하다.
미국 특허 번호 8,371,774는 그의 도 1 내지 도 4에서 단일-면 절삭 인서트를 개시하고, 이는 축 방향 단부도에서 원형이고 축 방향 단면도에서 비-원형이며, 절삭 엣지를 따르는 지점의 반경 방향 변위로 인해, 평탄면의 종 방향 선삭에 적합하다.
본 발명의 목적은 철도 차량 바퀴를 재-프로파일링하기에 적합한 비-원형 주연 엣지를 갖는 개선된 원형 절삭 인서트를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 인덱싱가능 절삭 인서트가 제공되며, 인덱싱가능 절삭 인서트는,
연속적인 주연 측면, 및 그들 사이에 연장되는 중심 축을 갖춘 대향하는 상위 및 하위 단부면;
주연 측면과 상위 및 하위 단부면의 교차부에 각각 형성된 상위 및 하위 주연 엣지; 및
N≥2일 때, 상위 주연 엣지 상에 형성된 N 개의 상위 절삭 엣지를 포함하고,
주연 측면은,
중심 축에 수직인 제1 수평 평면에서 취한 단면에서 비-원형인 상위 주연 엣지에 인접한 연속적인 상위 여유면; 및
중심 축에 수직인 제2 수평 평면에서 취한 단면에서 원형인 상위 주연 엣지로부터 이격된 연속적인 상위 충합면을 포함하고,
각각의 상위 절삭 엣지는 중심 축을 포함하는 이등분 평면에 대해 거울 대칭을 나타내고,
절삭 인서트의 단부도에서, 상위 주연 엣지는 비-원형이고 중심 축에 대해 N-중 회전 대칭을 나타내고,
절삭 인서트의 측면도에서, 각각의 상위 절삭 엣지는 비-선형이다.
개시된 발명의 요지의 다른 양태에 따르면, 인덱싱가능 절삭 인서트가 제공되며, 인덱싱가능 절삭 인서트는,
연속적인 주연 측면, 및 그들 사이에 연장되는 중심 축을 갖춘 대향하는 상위 및 하위 단부면;
주연 측면과 상위 및 하위 단부면의 교차부에 각각 형성된 상위 및 하위 주연 엣지;
상위 및 하위 단부면 모두로 개방되는, 중심 축과 동축인 관통 보어로서, 상위 보어면과 하위 보어면을 갖는 관통 보어; 및
관통 보어와 교차하는 중심 축에 수직인 정중면으로서, 상위 및 하위 단부면 사이의 중간에 있는 정중면을 포함하고,
중심 축에 수직인 관통 보어의 단면적이 중심 축을 따라 상위 및 하위 단부면에 가까운 지점에서보다 정중면에서 더 크고,
관통 보어 및 주연 측면은 중심 축에 평행한 상하향 방향에 대해 각각 내부 및 외부 언더컷(undercut)을 갖고,
내부 및 외부 언더컷은 중심 축을 포함하고 서로 수직인 제1 및 제2 수직 평면에서 취한 단면에서 확인 가능하다.
또한 개시된 절삭 공구는,
인서트 수용 포켓이, 안착면 및 그에 황방향인 측벽을 가지며, 그의 전방 단부에 형성되는 인서트 수용 포켓을 갖는 인서트 홀더; 및
클램핑 부재에 의해 인서트 수용 포켓 내에 제거가능하게 고정되는 상기 언급된 제2 양태에 따른 인덱싱가능 절삭 인서트를 포함하고,
인서트의 상위 및 하위 단부면 중 하나는 안착면을 향해 마주하고, 클램핑 부재는 적어도 일 내부 접촉 존에서 상위 및 하위 보어면 중 오직 하나와 접촉하고,
적어도 일 내부 접촉 존은 정중면과 안착면 사이에 전체적으로 위치된다.
이해를 돕기 위해, 본 발명은 첨부 된 도면을 참조하여, 단지 예시적 방법으로서 설명될 것이고, 여기서 일점 쇄선은 부재의 부분적인 도면에 대한 절결 경계를 나타내고,
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 절삭 인서트의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 절삭 인서트의 단부도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 절삭 인서트의 측면도이다.
도 1d는 D-D선을 따라 취한, 도 1c에 도시된 절삭 인서트의 단면 절결도이다.
도 1e는 E-E선을 따라 취한, 도 1c에 도시된 절삭 인서트의 단면 절결도이다.
도 1f는 F-F선을 따라 취한, 도 1b에 도시된 절삭 인서트의 단면도이다.
도 1g는 G-G선을 따라 취한, 도 1b에 도시된 절삭 인서트의 단면도이다.
도 1h는 H-H선을 따라 취한, 도 1b에 도시된 절삭 인서트의 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 절삭 인서트의 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 절삭 인서트의 단부도이다.
도 2c는 도 2a에 도시된 절삭 인서트의 측면도이다.
도 2d는 D-D선을 따라 취한, 도 2c에 도시된 절삭 인서트의 단면 절결도이다.
도 2e는 E-E선을 따라 취한, 도 2c에 도시된 절삭 인서트의 단면 절결도이다.
도 2f는 F-F선을 따라 취한, 도 2b에 도시된 절삭 인서트의 단면도이다.
도 2g는 G-G선을 따라 취한, 도 2b에 도시된 절삭 인서트의 단면도이다.
도 2h는 H-H선을 따라 취한, 도 2b에 도시된 절삭 인서트의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 절삭 공구의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 절삭 공구의 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 절삭 공구의 사시도이다.
도 6은 VI-VI선을 따라 취한, 도 5에 도시된 절삭 공구의 단면도이다.
도 7은 VII-VII선을 따라 취한, 도 6에 도시된 절삭 공구의 단면도이다.
도 8은 도 3에 도시된 절삭 공구의 측면도이다.
도 9는 도 3에 도시된 절삭 공구의 정면도이다.
도 10은 X-X선을 따라 취한, 도 5에 도시된 절삭 공구의 단면도이다.
도 11은 XI-XI선을 따라 취한, 도 6에 도시된 절삭 공구의 단면도이다.
본 발명은 도 1a-1c 및 도 2a-2c에 도시된 바와 같이, 연속적인 주연 측면(26), 및 그 사이에 연장되는 중심 축(A1)을 갖춘 대향하는 상위 및 하위 단부면(22, 24)을 갖는 인덱싱가능 절삭 인서트(20, 120)에 관한 것이다.
상위 및 하위 주연 엣지(28, 30)는 주연 측면(26)과 상위 및 하위 단부면(22, 24)의 교차부에 각각 형성된다.
본 발명의 일부 실시예에서, 절삭 인서트(20, 120)는 중심 축(A1)에 대해 인덱싱이 가능할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 절삭 인서트(20, 120)는 바람직하게는 탄화 텅스텐과 같은 초경합금을 가압 및 소결하는 형태로 제조될 수 있으며 코팅되거나 코팅되지 않을 수 있다.
본 발명의 제1 양태에서, 주연 측면(26)은 연속적인 상위 주연 엣지(28)에 인접한 상위 여유면(relief surface)(32) 및 상위 주연 엣지(28)로부터 이격된 연속적인 상위 충합면(34a)을 포함한다.
도 1d 및 도 2d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 양태에서, 상위 여유면(32)은 중심 축(A1)에 수직인 제1 수평 평면(PH1)에서 취한 단면에서 비-원형이고, 도 1e 및 도 2e에 도시된 바와 같이, 상위 충합면(34a)은 중심 축(A1)에 수직인 제2 수평 평면(PH2)에서 취한 단면에서 원형이다.
도 1d 및 도 2d에서 상위 여유면(32)의 비-원형은 본 발명의 개선된 이해를 제공하기 위해 과장되었음을 이해해야 한다.
또한 본 발명의 제1 양태에서, 각각의 상위 절삭 엣지(36)가 중심 축(A1)을 포함하는 이등분 평면(PB)에 대해 거울 대칭을 나타내면서, N(N≥2)개의 상위 절삭 엣지(36)는 상위 주연 엣지(28) 상에 형성된다.
도 1c 및 2c에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(20, 120)의 측면도에서, 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 비-선형이다.
도 1b 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(20, 120)의 단부도에서, 상위 주연 엣지(28)는 비-원형이며, 중심 축(A1)에 대해 N-중 회전 대칭(N-fold rotational symmetry)을 나타내고, 따라서 N개의 인덱스 위치를 갖춘 절삭 인서트(20, 120)를 제공한다.
도 1b 및 도 2b에서 상위 주연 엣지(28)의 비-원형은 본 발명의 개선된 이해를 제공하기 위해 과장되었음을 이해해야 한다.
상위 주연 엣지(28)는 절삭 인서트(20, 120)의 단부도에서 비-원형이지만, 도 4에 도시된 바와 같이, 이등분 평면(PB) 중 하나에서 절삭 인서트(20, 120)를 기울임으로써 연관된 유효 상위 절삭 엣지(36)는 회전 작업편과 맞물리기 위해 실질적으로 일정한 상위 곡률 반경(RU)을 제공할 수 있고, 이는 절삭 인서트(20, 120)를 특히 철도 차량 바퀴의 재-프로파일링에 적합하게 만든다.
도 1b 및 2b에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(20, 120)의 단부도에서, 제1 허원(C1)이 N개의 이산된 반경 방향 최외측 지점(NO1, NO2, NO3, NO4)에서 상위 주연 엣지(28)를 에워쌀 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상위 곡률 반경(RU)은 제1 허원(C1)의 반경보다 클 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 상위 곡률 반경(RU)은 제1 허원(C1)의 반경보다 5%이하로 클 수 있다.
추가로 본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 N개의 반경 방향 최외측 지점(NO1, NO2, NO3, NO4) 중의 2개의 사이에서 연장될 수 있다.
여전히 추가로 본 발명의 일부 실시예에서, 임의의 2개의 원주 방향으로 인접한 상위 절삭 엣지(36)는 N개의 반경 방향 최외측 지점(NO1, NO2, NO3, NO4) 중 하나에서 병합될 수 있고, 각각의 상위 절삭 엣지(36)의 2개의 단부 지점이 N개의 반경 방향 최외측 지점(NO1, NO2, NO3, NO4) 중 2개와 일치할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서 절삭 인서트(20)를 고려할 때, 도 1c에 도시된 바와 같이, N개의 반경 방향 최외측 지점(NO1, NO2, NO3, NO4)은 상위 주연 엣지(28) 상의 임의의 다른 지점보다 제2 수평 평면(PH2)에 더 가깝게 위치될 수 있다.
N개의 반경 방향 최외측 지점(NO1, NO2, NO3, NO4)이 상위 주연 엣지(28) 상의 임의의 다른 지점보다 제2 수평 평면(PH2)에 더 가깝게 위치됨으로써, 상위 절삭 엣지가 그것의 2개의 단부 지점 각각으로부터 그것의 연관된 이등분 평면(PB)을 향해 연장됨에 따라 각 상위 절삭 엣지(36)의 높이가 증가하여, 유효 상위 절삭 엣지(36)는 유리하게는 절삭 칩을 회전 작업편으로부터 멀어지는 방향으로 안내한다.
본 발명의 제2 실시예에서 절삭 인서트(120)를 고려할 때, 도 2c에서 도시된 바와 같이, 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 상기 상위 절삭 엣지(36) 상의 임의의 다른 지점보다 제2 수평 평면(PH2)으로부터 더 멀리 위치된 복수의 이산된 축 방향 최상위 지점(NU1, NU2, NU3, NU4)을 가질 수 있다.
또한 본 발명의 제2 실시예에서, 각각의 상위 절삭 엣지(36)의 축 방향 최상위 지점(NU1, NU4) 중 2개는 N개의 반경 방향 최외측 지점(NO1, NO2, NO3, NO4) 중 2개와 일치할 수 있다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(120)의 측면도에서, 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 파형일 수 있다.
각각의 상위 절삭 엣지(36)가 복수의 이산된 축 방향 최상위 지점(NU1, NU2, NU3, NU4)을 갖고 파형이 됨으로써, 비교적 낮은 절삭력으로 절삭 작업을 수행할 수 있고 칩 파손 및 제거가 개선될 수 있다.
본 발명의 제1 또는 제2 실시예 중 어느 하나에 대한 특정 참조의 예시와는 별도로, 명세서 및 청구범위는 제1 및 제2 실시예를 모두 포함하는 본 발명의 일부 실시예에 적용가능하다는 것을 이해해야 한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 상위 주연 엣지(28)를 따라 원주 방향으로 360/N° 연장될 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 상위 주연 엣지(28)는 정확히 4개의 상위 절삭 엣지(36)를 가질 수 있고, N=4이다.
도 1b 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(20, 120)의 단부도에서, 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 비-선형이다.
또한 도 1b 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(20, 120)의 단부도에서, 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 중심 축(A1)에 대해 외향으로 볼록할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상위 주연 엣지(28) 상의 임의의 지점은 상위 충합면(34a) 상의 임의의 지점보다 중심 축(A1)으로부터 더 멀리 위치될 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 상위 주연 엣지(28)는 이등분 평면(PB) 중 적어도 하나에 각각 포함된 N개의 반경 방향 최내측 지점(NI1, NI2, NI3, NI4)을 가질 수 있다.
도 1c, 1e 및 2c, 2e에 도시된 바와 같이, 상위 충합면(34a)은 상위 단부면(22)으로부터 멀어지는 방향으로 감소하는 상위 충합 직경(DU)을 갖는 원뿔형일 수 있다.
또한 도 1c 및 도 2c에서 도시된 바와 같이, 상위 단부면(22)은 평평한 상위 지지면(38)을 포함할 수 있고, 상위 주연 엣지(28)는 상위 지지면(38)보다 제2 수평 평면(PH2)에 전체적으로 더 가깝게 위치될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 중심 축(A1)과 동축인 관통 보어(40)는 상위 지지면(38)으로 개방될 수 있다.
도 1a, 1b 및 2a, 2b에 도시된 바와 같이, 상위 단부면(22)은 상위 주연 엣지(28)에 인접한 연속적인 경사면(42) 및 상위 지지면(38)에 인접한 램프면(44)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 도 1f 및 도 2f에 도시된 바와 같이, 경사면(42)은 제2 수평 평면(PH2)을 향해 반경 방향에서 내측으로 연장될 수 있고, 램프면(44)은 제2 수평 평면(PH2)을 향해 반경 방향에서 외측으로 연장될 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 도 1a, 1b 및 도 2a, 2b에서 도시된 바와 같이, 램프면(44)은 복수의 원주 방향으로 이격된 돌출부(46)에 의해 차단될 수 있다.
추가로 본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 돌출부(46)는 부분적으로 경사면(42) 상에 위치될 수 있다.
도 1b 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(20, 120)의 단부도에서, 각각의 돌출부(46)는 볼록한 형상의 반경 방향 외부 부분(48)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 복수의 돌출부(46)는 복수인 N개의 상위 절삭 엣지(N upper cutting edge)(36)보다 수가 더 많을 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 복수의 돌출부(46)는 복수인 N개의 상위 절삭 엣지(36)보다 적어도 여섯 배만큼 수가 더 많을 수 있다.
도 1c 및 2c에 도시된 바와 같이, 주연 측면(26)은 하위 주연 엣지(30)에 인접한 연속적인 하위 여유면(50) 및 하위 주연 엣지(30)로부터 이격된 연속적인 하위 충합면(34b)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 하위 여유면(50)은 상위 여유면(32)과 동일할 수 있고, 하위 충합면(34b)은 상위 충합면(34a)과 동일할 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 하위 주연 엣지(30)는 상위 주연 엣지(28)와 동일할 수 있고, 그 위에 형성된 복수인 N개의 하위 절삭 엣지(52)를 가지며, 절삭 인서트(20, 120)는 총 N*2개의 상위 및 하위 절삭 엣지(36, 52)를 갖는 '이중-면'으로 설명될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, '이중-면' 절삭 인서트(20, 120)를 반전하여 이등분 평면(PB) 중 하나에서 절삭 인서트(20, 120)를 기울이면, 연관된 유효 하위 절삭 엣지(52)는 회전 작업편과 맞물리기 위해 실질적으로 일정한 하위 곡률 반경(RL)을 제공할 수 있다.
'이중-면' 절삭 인서트(20, 120)를 기울임으로써, 주연 측면(26)과 회전 작업편 사이에 충분한 간극이 제공된다.
본 발명의 일부 실시예에서, 하위 곡률 반경(RL)은 상위 곡률 반경(RU)과 같을 수 있다.
도 1f-1h 및 도 2f-2h에서 도시된 바와 같이, 중심 축(A1)에 수직인 정중면(M)은 관통 보어(40)와 교차할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 정중면(M)은 상위 및 하위 단부면(22, 24)사이의 중간에 위치될 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 관통 보어(40)는 정중면(M)에 대해 거울 대칭을 나타낼 수 있다.
추가로 본 발명의 일부 실시예에서, 주연 측면(26)은 정중면(M)에 대해 거울 대칭을 나타낼 수 있다.
여전히 추가로 본 발명의 일부 실시예에서, 절삭 인서트(20, 120)는 정중면(M)에 대해 거울 대칭을 나타낼 수 있고, 상위 여유면(32) 및 상위 충합면(34a)은 상위 단부면(22)과 정중면(M) 사이에 위치될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에서, 관통 보어(40)는 상위 및 하위 단부면(22, 24) 모두로 개방된다.
또한 본 발명의 제2 양태에서, 관통 보어(40) 및 주연 측면(26)은 중심 축(A1)에 평행한 상하향 방향(DUD)에 대해 각각 내부 및 외부 언더컷(54, 56)을 갖는다.
추가로 본 발명의 제2 양태에서, 도 1g 및 도 2g에 도시된 바와 같이, 내부 및 외부 언더컷(54, 56)은, 중심 축(A1)을 포함하고 서로 수직인 제1 및 제2 수직 평면(PV1, PV2)에서 취한 단면에서 확인 가능하다.
명세서 및 청구범위에 전반에 걸쳐 용어 "언더컷"의 사용은 리세스 또는 통로를 지칭하고, 리세스 또는 통로의 주어진 부-표면으로부터 상하향 방향(DUD)으로 연장되는 직선이 동일한 리세스 및 통로의 다른 부-표면과 교차하는 것을 이해해야 한다.
도 1h 및 도 2h에서 도시된 바와 같이, 내부 및 외부 언더컷(54, 56)은 또한 중심 축(A1)을 포함하고 제1 및 제2 수직 평면(PV1, PV2)을 이등분하는 제3 수직 평면(PV3)에서 취한 단면에서 확인 가능하다.
본 발명의 일부 실시예에서, 내부 및 외부 언더컷(54, 56)은 중심 축(A1)을 포함하는 임의의 평면에서 취한 단면에서 확인 가능하다.
도 1g 및 도 2g에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 수직 평면(PV1, PV2)에서 취한 단면에서, 관통 보어(40)는 제2 및 제1 수직 평면(PV2, PV1)에 대해 각각 거울 대칭을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 내부 언더컷(54)은 관통 보어(40)의 상위 및 하위 보어면(58a, 58b)에 의해 형성될 수 있고, 상위 및 하위 보어면(58a, 58b)은 정중면(M)의 양 측에 전체적으로 위치될 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 상위 및 하위 보어면(58a, 58b)은 중간 보어면(58c)에 의해 서로로부터 이격될 수 있다.
도 1e 및 도 2e 도시된 바와 같이, 상위 및 하위 보어면(58a, 58b)은 중심 축(A1)에 수직인 제3 및 제4 수평 평면(PH3, PH4)에서 각각 취한 단면에서 원형일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 제2 및 제3 수평 평면(PH2, PH3)은 동일 평면일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 제1 및 제3 수평 평면(PH1, PH3)은 동일 평면일 수 있다.
도 1g 및 2g에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 수직 평면(PV1, PV2)에서 취한 단면에서, 상위 및 하위 보어면(58a, 58b)은 V-형상을 형성할 수 있다.
도 1g 및 도 2g에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 수직 평면(PV1, PV2)에서 취한 단면에서, 상위 및 하위 보어면(58a, 58b)은 둔각인 보어각(α1)을 형성할 수 있다.
명세서 및 청구범위 전반에 걸쳐 용어 "외부 각도"의 사용은 2개의 표면 구성요소가 형성되는 부재의 외부에서 측정된, 2개의 표면 구성요소 사이의 각도를 지칭하는 것을 이해해야 한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 둔각인 보어각(α1)은 160°와 같거나 그보다 큰 값을 가질 수 있다.
도 1g 및 도 2g에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 수직 평면(PV1, PV2)에서 취한 단면에서, 주연 측면(26)은 제2 및 제1 수직 평면(PV1, PV2)에 대해 각각 거울 대칭을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 외부 언더컷(56)은 상위 및 하위 충합면(34a, 34b)에 의해 형성될 수 있고, 상위 및 하위 충합면(34a, 34b)은 정중면(M)의 양 측에 전체적으로 위치될 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 상위 및 하위 충합면(34a, 34b)은 중간 주연면(34c)에 의해 서로로부터 이격될 수 있다.
도 1g 및 2g에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 수직 평면(PV1, PV2)에서 취한 단면에서, 상위 및 하위 충합면(34a, 34b)은 V-형상을 형성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 중심 축(A1)을 포함하는 임의의 평면에서 취한 단면에서, 상위 및 하위 충합면(34a, 34b)은 V-형상을 형성할 수 있다.
도 1g 및 2g에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 수직 평면(PV1, PV2)에서 취한 단면에서, 상위 및 하위 충합면(34a, 34b)은 외부 둔각인 충합각(α2)을 형성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 둔각인 충합각(α2)은 160°와 같거나 그보다 큰 값을 가질 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 상위 및 하위 단부면(22, 24) 모두 평평한 상위 및 하위 지지면(38, 60)을 각각 포함할 수 있고, 관통 보어(40)는 상위 및 하위 지지면(38, 60)으로 개방될 수 있다.
도 1c 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 상위 및 하위 주연 엣지(28, 30)는 상위 및 하위 지지면(38, 60)보다 각각 정중면(M)에 더 가깝게 전체적으로 위치될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상위 및 하위 지지면(38, 60)은 중심 축(A1)에 수직일 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 양태는 또한 그의 전방 단부(68) 내에 형성된 인서트 수용 포켓(66)을 갖춘 인서트 홀더(64)를 갖는 절삭 공구(62) 및 클램핑 부재(70)에 의해 인서트 수용 포켓(66) 내에 제거가능하게 고정된 절삭 인서트(20, 120)에 관한 것이다.
본 발명의 제2 양태에서, 인서트 수용 포켓(66)은 안착면(72) 및 그에 횡방향인 측벽(74)을 가지며, 상위 및 하위 단부면(22, 24) 중 하나는 안착면(72)을 향해 마주한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 안착면(72)은 평평할 수 있고, 정중면(M)은 안착면(72)에 평행할 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 상위 및 하위 절삭 엣지(36, 52) 중 오직 하나만 작동될 수 있고, 유효 상위 및 하위 절삭 엣지(36, 52)는 안착면(72)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 상위 및 하위 단부면(22, 24) 중 하나와 연관될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 클램핑 부재(70)는 적어도 일 내부 접촉 존(ZI)에서 상위 및 하위 보어면(58a, 58b) 중 오직 하나와 접촉하고, 적어도 일 내부 접촉 존(ZI)은 정중면(M)과 안착면(72) 사이에 전체적으로 위치된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 적어도 일 내부 접촉 존(ZI)과 교차하고 중심 축(A1)에 수직인 내부 접촉 평면(PI)에서 취한 단면에서, 관통 보어(40)는 원형일 수 있다.
또한 도 7에 도시된 바와 같이, 내부 접촉 평면(PI)에서 취한 단면에서 주연 측면(26)은 측벽(74)과 접촉하지 않을 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 클램핑 부재(70)는 단일 내부 접촉 존(ZI)에서 상위 및 하위 보어면(58a, 58b)과 접촉할 수 있고, 제3 수직 평면(PV3)은 제1 및 제2 수직 평면(PV1, PV2)를 이등분하면서 단일 내부 접촉 존(ZI) 및 측벽(74)과 교차할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제3 수직 평면(PV3)에서 취한 단면에서, 상위 및 하위 보어면(58a, 58b)은 V-형상을 형성할 수 있다.
제3 수직 평면(PV3)에서 취한 단면에서 상위 및 하위 보어면(58a, 58b)이 V-형상을 형성함으로써, 내부 접촉 존(ZI)에서 클램핑 부재(70)에 의해 가해지는 클램핑력(FC)은 유리하게는 안착면(72)을 지향하는 수직 성분를 갖고, 따라서 견고하고 안정적인 클램핑을 보장한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 인서트 홀더(64)는 대향하는 상부 및 하부 홀더면(76, 78)을 가질 수 있고, 인서트 수용 포켓(66)은 상부 홀더면(76)에 인접하여 위치될 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 하부 홀더면(78)은 평평할 수 있고, 중심 축(A1)은 하부 홀더면(78)과 교차할 수 있고 그에 비-수직일 수 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 절삭 공구(62)의 측면도 및 정면도에서, 중심 축(A1)은 하부 홀더면(78)에 수직인 제1 및 제2 가상 직선(LI, L2)과 각각 제1 및 제2 경사각(β1, β2)을 형성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 제1 및 제2 경사각(β1, β2)은 1°와 3° 사이의 각도와 같은 값을 가질 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 제1 및 제2 경사각(β1, β2)은, 유효 상위 또는 하위 절삭 엣지(36, 52)가 실질적으로 일정한 곡률 반경(RU, RL)을 제공하여 회전 작업편과 맞물리기 위해 요구되는 절삭 인서트(20, 120)의 기울어진 정도에 대응할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상위 및 하위 충합면(34a, 34b) 중 오직 하나만 2개의 이격된 외부 접촉 존(ZO1, ZO2)에서 인서트 수용 포켓(66)의 측벽(74)과 접촉할 수 있고, 2개의 외부 접촉 존(ZO1, ZO2)은 정중면(M)과 안착면(72) 사이에 전체적으로 위치될 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 2개의 외부 접촉 존(ZO1, ZO2)은 제1 및 제2 외부 접촉 존(ZO1, ZO2)으로 구성될 수 있고 제1 및 제2 수직 평면(PV1, PV2)은 제1 및 제2 외부 접촉 존(ZO1, ZO2)과 각각 교차할 수 있다.
제1 및 제2 수직 평면(PV1, PV2)에서 취한 단면에서 상위 및 하위 충합면(34a, 34b)이 V-형상을 형성함으로써, 2개의 외부 접촉 존(ZO1, ZO2)에서 인서트 수용 포켓(66)의 측벽(74)으로부터 멀어지는 방향으로 지향하는 반력(FR)은 유리하게는 안착면(72)을 향하는 수직 성분을 가지며, 따라서 견고하고 안정적인 클램핑을 보장한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 2개의 외부 접촉 존(ZO1, ZO2)과 교차하고 중심 축(A1)에 수직인 외부 접촉 평면(Po)에서 취한 단면에서, 2개의 외부 접촉 존(ZO1, ZO2)은 중심 축(A1)으로부터 같은 반경 방향 접촉 거리(DR)로 위치될 수 있다.
또한 도 11에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(20, 120)가 인서트 수용 포켓(66)으로부터 제거되지 않고 중심 축(A1)에 대해 인덱싱되는 것이 가능하도록 외부 접촉 평면(PO)에서 취한 단면에서 주연 측면(26)은 원형일 수 있다.
추가로 도 11에 도시된 바와 같이, 클램핑 부재(70)는 외부 접촉 평면(PO)에서 취한 단면에서 관통 보어(40)와 접촉하지 않을 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 내부 접촉 평면(PI)은 외부 접촉 평면(PO)보다 안착면(72)에 더 가깝게 위치될 수 있고, 따라서 클램핑력(FC) 및 반력(FR)에 기인한 임의의 힘의 모멘트가 절삭 인서트(20, 120)를 안착면(72)을 향하여 가압한다.
상위 및 하위 절삭 엣지(36, 52)에 인접한 시각적 표시 및 인서트 홀더(64)상의 시각적 기준 표시가 절삭 인서트(20, 120)를 인덱싱할 때 작업자를 보조하기 위해 제공될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 대향하는 상부 및 하부 심 표면(82, 84)을 갖는 심(80)이 절삭 인서트(20, 120)와 안착면(72) 사이에 위치될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 안착면(72)을 향해 마주하는 상위 및 하위 단부면(22, 24) 중 하나는 상부 심 표면(82)과 접촉하고, 하부 심 표면(84)은 안착면(72)과 접촉한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 클램핑 부재(70)는 인서트 홀더(64) 내에 비-나사식으로 유지될 수 있다.
또한 본 발명의 일부 실시예에서, 클램핑 부재(70)는 가동 부재(88)에 작동 가능하게 연결된 클램핑 레버(86)의 형태일 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 가동 부재(88)는 인서트 홀더(64)에 나사식으로 유지되어 절삭 인서트(20, 120)와 접촉하지 않을 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이 설명은 전체적으로 예시적인 것으로 의도되며 도시된 실시예로 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 명세서에 구체적으로 도시되지 않았지만 본 발명의 범위 내에서 다양한 수정이 본 기술분야의 기술자에게 이루어질 수 있음을 알아야 한다.

Claims (25)

  1. 인덱싱가능 절삭 인서트(20, 120)이며,
    대향하는 상위 및 하위 단부면(22, 24)으로서, 연속적인 주연 측면(26), 및 그들 사이에 연장되는 중심 축(A1)을 갖춘 대향하는, 상위 및 하위 단부면(22, 24);
    주연 측면(26)과 상위 및 하위 단부면(22, 24)의 교차부에 각각 형성된 상위 및 하위 주연 엣지(28, 30); 및
    N≥2일 때, 상위 주연 엣지(28) 상에 형성된 N 개의 상위 절삭 엣지(36)를 포함하고,
    주연 측면(26)은,
    중심 축(A1)에 수직인 제1 수평 평면(PH1)에서 취한 단면에서 비-원형인 상위 주연 엣지(28)에 인접한 연속적인 상위 여유면(32); 및
    중심 축(A1)에 수직인 제2 수평 평면(PH2)에서 취한 단면에서 원형인 상위 주연 엣지(28)로부터 이격된 연속적인 상위 충합면(34a)을 포함하고,
    각각의 상위 절삭 엣지(36)는 중심 축(A1)을 포함하는 이등분 평면(PB)에 대해 거울 대칭을 나타내고; 및
    절삭 인서트(20, 120)의 측면도에서, 각 상위 절삭 엣지(36)는 비선형이고,
    절삭 인서트(20, 120)의 단부도에서:
    상위 주연 엣지(28)는 비-원형이고 중심 축(A1)에 대해 N-중 회전 대칭을 나타내고; 및
    제1 허원(C1)이 N개의 이산된 반경 방향 최외측 지점(NO1, NO2, NO3, NO4)에서 상위 주연 엣지(28)를 에워싸고, 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 N개의 반경 방향 최외측 지점(NO1, NO2, NO3, NO4) 중 2개의 사이에서 연장되는, 인덱싱가능 절삭 인서트(20, 120).
  2. 제1항에 있어서, 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 상위 주연 엣지(28)를 따라 원주 방향으로 360/N° 연장되는, 절삭 인서트(20, 120).
  3. 제1항에 있어서, 상위 충합면(34a)은 상위 단부면(22)으로부터 멀어지는 방향으로 감소하는 상위 충합 직경(DU)을 갖는 원뿔형인, 절삭 인서트(20, 120).
  4. 제1항에 있어서, 상위 주연 엣지(28) 상의 임의의 지점이 상위 충합면(34a) 상의 임의의 지점보다 중심 축(A1)으로부터 더 멀리 위치될 수 있는, 절삭 인서트(20, 120).
  5. 제1항에 있어서,
    절삭 인서트(20, 120)는 중심 축(A1)에 수직인 정중면(M)에 대해 거울 대칭을 나타내고,
    상위 여유면(32) 및 상위 충합면(34a)은 상위 단부면(22)과 정중면(M) 사이에 위치되는, 절삭 인서트(20, 120).
  6. 제1항에 있어서, 하위 주연 엣지(30)는 상위 주연 엣지(28)와 동일하고, 그 위에 형성된 복수인 N개의 하위 절삭 엣지(52)를 갖는, 절삭 인서트(20, 120).
  7. 제1항에 있어서, 절삭 인서트(20, 120)의 단부도에서, 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 중심 축(A1)에 대해 외향으로 볼록한, 절삭 인서트(20, 120).
  8. 제1항에 있어서,
    주연 측면(26)은 하위 주연 엣지(30)에 인접한 연속적인 하위 여유면(50) 및 하위 주연 엣지(30)로부터 이격된 연속적인 하위 충합면(34b)을 포함하고,
    하위 여유면(50)은 상위 여유면(32)과 동일하고,
    하위 충합면(34b)은 상위 충합면(34a)과 동일한, 절삭 인서트(20, 120).
  9. 제1항에 있어서, N개의 반경 방향 최외측 지점(NO1, NO2, NO3, NO4)은 상위 주연 엣지(28) 상의 임의의 다른 지점보다 제2 수평 평면(PH2)에 더 가깝게 위치되는, 절삭 인서트(20).
  10. 제1항에 있어서, 각각의 상위 절삭 엣지(36)는 상기 상위 절삭 엣지(36) 상의 임의의 다른 지점보다 제2 수평 평면(PH2)으로부터 더 멀리 위치된 복수의 이산된 축 방향 최상위 지점(NU1, NU2, NU3, NU4)을 갖는, 절삭 인서트(120).
  11. 제1항에 있어서, 상위 주연 엣지(28)는 정확히 4개의 상위 절삭 엣지(36)를 갖고, N=4인, 절삭 인서트(20, 120).
  12. 제1항에 있어서,
    상위 단부면(22)은 평평한 상위 지지면(38)을 포함하고,
    상위 주연 엣지(28)는 상위 지지면(38)보다 제2 수평 평면(PH2)에 더 가깝게 전체적으로 위치되는, 절삭 인서트(20, 120).
  13. 제12항에 있어서,
    상위 단부면(22)은 상위 주연 엣지(28)에 인접한 연속적인 경사면(42) 및 상위 지지면(38)에 인접한 램프면(44)을 포함하고,
    경사면(42)은 제2 수평 평면(PH2)을 향해 반경 방향 내측으로 연장되고,
    램프면(44)은 제2 수평 평면(PH2)을 향해 반경 방향 외측으로 연장되는, 절삭 인서트(20, 120).
  14. 제13항에 있어서, 램프면(44)은 복수의 원주 방향으로 이격된 돌출부(46)에 의해 차단되는, 절삭 인서트(20, 120).
  15. 제1항에 있어서, 이등분 평면(PB) 중 하나에서 절삭 인서트(20, 120)를 기울일 때 연관된 상위 절삭 엣지(36)는 회전 작업편과 맞물리기 위해 일정한 상위 곡률 반경(RU)을 제공하는, 절삭 인서트(20, 120).
  16. 제15항에 있어서, 상위 곡률 반경(RU)은 제1 허원(C1)의 반경보다 큰, 절삭 인서트(20, 120).
  17. 제1항에 있어서, 상위 주연 엣지(28)는 이등분 평면(PB) 중 적어도 하나에 각각 포함된 N개의 반경 방향 최내측 지점(NI1, NI2, NI3, NI4)을 갖는, 절삭 인서트(20, 120).
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