KR102614838B1 - 절삭 공구 - Google Patents

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KR102614838B1
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마트스 욘손
이뮈 테린
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쎄코 툴스 에이비
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Abstract

본 발명은 절삭 공구에 관한 것으로서, 생크부 (12') 와 헤드부 (13') 를 가진 공구 홀더 본체 (14'); 절삭 인서트 시트내의 날교환가능한 절삭 인서트를 가지고, 상기 절삭 인서트 시트는 절삭 인서트가 접하도록 되어 있는 적어도 하나의 바닥면 (16') 및 제 1 볼록한 벽 (19') 과 제 2 볼록한 벽을 포함하고, 상기 절삭 인서트는 절삭날과 클리어런스 면을 가진다. 볼록한 벽들은 측면도에서 볼 때 서로 수직이거나 실질적으로 수직인 별도의 핀들 (21', 23') 을 포함한다. 제 2 볼록한 벽은 절삭날 아래에 위치한다.

Description

절삭 공구
본원은 청구항 1 의 전제부에 따른 금속 칩 제거 가공용 절삭 공구에 관한 것이다.
통상적으로, 공구 홀더 기구는 공구 홀더의 본체에 형성된 인서트 수용 시트를 사용한다. 하지만, 공구 홀더의 본체에 인서트 수용 시트를 형성하는 것은 제조 공차 내에서 가공하는데 시간 소모적이고 어렵기 때문에, 공구 홀더의 제조 비용을 증가시킨다. 본 출원인의 미국 특허 제 6,702,528 호는 공구 및 홀더에 관한 것으로, 시트는 절삭 인서트에 대하여 잘 규정된 접촉 라인을 포함한다. 이는 상이한 기하학적 구조를 가진 많은 상이한 심들에 대하여 하나의 동일한 홀더의 장시간 사용을 가능하게 한다.
하지만, 제조가 간단하고 제조 공차가 개선된 인서트를 클램핑하기 위한 개선된 공구 홀더를 제공할 필요가 있다.
절삭 인서트의 내구성을 향상시키는 것이 바람직하다. 시트의 제조를 용이하게 하는 것이 바람직하다. 시트의 정밀도를 향상시키는 것이 더 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 절삭 공구는 생크부 및 헤드부를 가진 공구 홀더 본체, 절삭 인서트 시트내의 날교환가능한 (indexable) 절삭 인서트를 가지고, 상기 절삭 인서트 시트는, 상기 절삭 인서트가 접하도록 되어 있는 적어도 하나의 바닥면 및 제 1 볼록한 벽과 제 2 볼록한 벽을 포함하고, 상기 볼록한 벽들은 측면도에서 볼 때 서로 수직이거나 실질적으로 수직인 별도의 핀들상에 위치하며, 상기 제 2 볼록한 벽은 절삭날 아래에 위치하여, 선행 기술의 단점을 없앤다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 상기 제 1 볼록한 벽은 상기 적어도 하나의 바닥면에 평행하거나 실질적으로 평행한 상기 절삭 인서트에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 된 제 1 핀을 포함하고, 상기 제 2 볼록한 벽은 상기 적어도 하나의 바닥면에 수직하지 않은 상기 절삭 인서트에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 된 제 2 핀을 포함하여, 인서트 시트의 제조 복잡성을 최소화시킨다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 상기 제 1 볼록한 벽은 상기 적어도 하나의 바닥면에 평행하거나 실질적으로 평행한 상기 절삭 인서트에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 된 제 1 핀을 포함하고, 상기 제 2 볼록한 벽은 상기 적어도 하나의 바닥면에 수직한 상기 절삭 인서트에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 된 제 2 핀을 포함하여, 인서트 시트의 제조 복잡성을 최소화시킨다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 각각의 핀은 생크부에 고정되도록 장착되고 그리고 생크부보다 경질 재료로 형성되어, 홀더의 증가된 강성에 있어서 핵심적인 역할을 한다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 각각의 핀은 생크부보다 경질 재료로 형성되어, 인서트마다 인서트의 정확한 위치결정을 보장해준다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 클램핑 나사는 상기 절삭 인서트를 통하여 연장되고, 상기 클램핑 나사의 중심축은 상기 제 2 핀의 중심축에 평행하거나 실질적으로 평행하게 연장되어, 절삭 인서트 위치의 안정성을 더 향상시킨다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 제 2 공동 및 제 2 핀은 적어도 하나의 바닥면에 대하여 90°미만 및 적어도 69°범위의 각도를 이루어 연장되어 다양한 인서트 형상들을 유지할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 상기 제 2 핀의 경사는 최적의 피팅을 위해 상기 절삭 인서트의 관련 측면의 클리어런스 면 각도와 동일하다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 상기 제 2 핀은 상기 적어도 하나의 바닥면의 법선에 대하여 0°보다 크고 21°이하의 각도로 경사져서, 절삭 인서트의 클리어런스 면에 대하여 피팅된다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 상기 제 2 핀은 절삭 인서트의 높이보다 작은 거리로 바닥면으로부터 돌출하여, 핀이 절삭날에 도달하지 않아서 절삭날에 손상을 주거나 부정적인 영향을 주지 않음을 보장한다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 이등분선은 상기 절삭 인서트의 활성 절삭 코너를 양분하고, 상기 제 2 핀은 상기 제 1 핀의 주요부에 대하여 상기 이등분선의 대향측에 위치하여, 다양한 절삭 인서트 기하학적 형상을 유지할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 상기 제 2 핀은 상기 바닥면 위로 돌출하는 노출부의 높이보다 더 깊게 헤드부로 연장되어, 시트의 안정성을 향상시킨다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 상기 바닥면은 제 2 공동의 모든 둘레에서 평평하여, 시트의 제조를 용이하게 한다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 바닥면은 공구 홀더 본체와 일체화되어, 절삭 공구의 복잡성 및 설치 높이를 저감시킨다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 상기 절삭 공구는 냉각제 도관을 가지고 그리고 상기 냉각제 도관과 유동 연통하는 적어도 하나의 냉각제 채널을 포함하여, 절삭 인서트를 냉각시키고 그리고 생성된 칩을 제거한다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 도면과 관련하여 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 잘 이해될 수 있고, 도면에서 유사한 요소들에 대해서는 동일한 도면 부호로 나타낸다.
도 1a 는 본 발명의 일 양태에 따른 절삭 공구의 사시도이다.
도 1b 는 절삭 인서트가 없는 도 1a 의 절삭 공구의 모노블록 형성 부분의 정면도이다.
도 1c 는 모노블록의 평면도이다.
도 1d 는 절삭 인서트가 없는 절삭 공구의 측면도이다.
도 1e 는 부분적으로 단면으로 된 모노블록의 평면도이다.
도 2a 는 본 발명의 다른 양태에 따른 절삭 공구의 사시도이다.
도 2b 는 도 2a 에 도시된 절삭 공구의 공구 홀더 본체의 사시도이다.
도 2c 는 도 2a 에 도시된 절삭 공구의 확대 사시도이다.
도 2d 는 도 2a 의 절삭 공구의 정면도이다.
도 2e 는 절삭 인서트가 없는 절삭 공구의 평면도이다.
도 2f 는 절삭 공구의 측면도이다.
도 2g 는 절삭 공구의 모노블록 형성 부분의 부분 단면 평면도이다.
도 3a 는 본 발명의 다른 양태에 따른 절삭 공구의 하부에서 본 사시도이다.
도 3b 는 도 3a 의 절삭 공구의 공구 홀더 본체의 사시도이다.
도 3c 는 도 3a 의 절삭 공구의 사시 확대도이다.
도면에서 각각의 도면은 일정한 비율로 도시된다. 하지만, 절삭 공구들 또는 그 부품들의 크기는 일정량 만큼 감소 또는 확대될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라서 냉각제 도관 (11) 을 가진 절삭 공구 (10) 를 도시하는 도 1a ~ 도 1e 를 참조한다. 도시된 절삭 공구 (10) 는 바람직하게는 스위스 유형 (Swiss-type) 선반에 사용하기 위한 외부 금속 가공을 위한 선삭 공구일 수 있다. 스위스 유형 선반은 가이드 부싱을 통하여 스톡 (stock) 을 공급하는 다양한 선삭 기계이다. 즉, 선삭 공구는 가공물의 길이에 상관없이 항상 부싱 근방 및 그로 인해 지지점에 근접하여 스톡을 절삭할 수 있다. 기계는 스핀들 외부로 작업물을 공급하고 이동함에 따라서 공구를 통과한다. 이는, CNC 스위스 유형을 길고 가느다란 선삭 부품들에 특히 효과적이도록 한다. 일반적으로, 스위스 기계에서는 선삭 공구가 고정되어 있고 가공물이 전진한다. 일반적으로, 스위스 유형 선반용 절삭 공구는 비교적 작으며, 예를 들어 단부에서 단부까지 20 cm 미만, 높이가 3 cm 미만이다.
절삭 공구에 적합한 절삭 인서트 (20) 는 높이 H (도 1d) 를 가진 단일날 (single-sided) (포지티브) 기하학적 형상일 수 있고, 여기에서 클리어런스 면은 절삭 인서트의 하부면과 둔각을 이룬다. 대안으로, 절삭 공구를 위한 적절한 절삭 인서트는 양날 (네거티브) 기하학적 형상일 수 있고, 여기에서 클리어런스 면은 절삭 인서트의 하부면과 90°각도를 이룬다.
절삭 공구 (10) 는 생크부 (12) 및 그 자유 단부에 헤드부 (13) 를 가진 공구 홀더 본체 (14) 를 포함한다. 생크부는 세장형이고 선반에서 공구 포스트에 고정되는 것으로 가정된다. 생크부는 정사각형과 같은 직사각형 단면을 가질 수 있다. 상기 생크부는 수평 중간면 (M) 을 규정한다.
생크부 및 헤드부는 일반적으로 일체형 유닛 또는 모노블록으로 제조된다. 모노블록은 일반적으로 강으로 제조된다.
헤드부 (13) 는, 바람직하게는 중간면 (M) 에 평행하게 연장되는 적어도 하나의 바닥면 (16) 을 가진 시트 (15) 를 구비한다. 바닥면은 나사 (18) 와 같은 잠금 부재를 수용하도록 리세스 (17) 를 가질 수 있다. 절삭 인서트 (20) 는 관통 구멍 또는 장착 구멍을 가질 수 있고, 리세스 (17) 는 반경 (R1) 을 가질 수 있다.
바닥면은 도시하지 않은 제거가능한 심에 제공될 수 있다. 헤드부의 전방 단부는 첨예부 (pointed portion) 에서 끝날 수 있다 (도 1e 참조). 평면도에서 첨예부는 측면들 (25, 26) 에 의해 규정된다. 측면들 (25, 26) (또는 도 1e 에서 가상의 라인으로 도시된 절삭 인서트 측면들) 은 110°이하의 각도 (α) 를 규정한다. 이 각도는 이등분선 (B) 에 의해 나누어진다. 통상적으로, 동일한 라인이 절삭 인서트의 활성 절삭 코너를 양분한다. 시트 (15) 는 제 1 벽 (19) 에 의해 일 측면과 경계지어진다.
제 1 볼록한 벽은 적어도 부분적으로 제 1 핀 (21) 에 의해 구성될 수 있고, 제 1 핀은 벽 (19) 과 연통되거나 절삭 인서트를 향해 길이방향으로 개방되는 보어 또는 제 1 공동 (22) 에 제공되거나 삽입된다. 핀은 어떠한 다수의 형상, 예를 들어 원통형에 의해 형성된 볼록하게 만곡된 외주면을 가진다. 핀 (21) 은 공구 홀더 본체 (14) 의 재료보다 높은 경도를 가진 경화된 강 또는 초경 합금과 같은 재료로 제조된다.
공동 (22) 은 바닥면 (16) 에 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 연장되는 보링 (boring) 이다. 공동 (22) 은 벽 (19) 을 관통 또는 교차하며, 핀 (21) 의 외주의 작은 부분은 공동 (22) 을 통하여 돌출하여 벽 (19) 을 지나 절삭 인서트를 향한 방향으로 시트로 연장된다. 핀은 핀 직경의 최대 40 % 인 거리로 돌출한다.
핀 (21) 은 바닥면 또는 중간면 (M) 에 평행하거나 실질적으로 평행한 절삭 인서트 (20) 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 된다. 접촉 라인은 바닥면으로부터 또는 적합한 절삭 인서트 (20) 의 대략 두께의 절반에 대응하는 심으로부터 이격된다.
핀은 압입에 의해 그리고/또는 핀 주변의 홀더의 재료를 변형시킴으로써 공동 (22) 으로 삽입될 수 있다.
시트는 바람직하게는 접촉 라인을 따라서 절삭 인서트에 대하여 고정식 그리고 잘 규정된 접촉을 규정하는 제 2 볼록한 벽을 포함한다. 제 2 볼록한 벽은 바닥면 (16) 으로 개방하는 보어 또는 제 2 공동 (24) 에 삽입된 제 2 핀 (23) 에 의해 구성될 수 있다. 바닥면 (16) 은 제 2 공동 (24) 주변에서 모두 평평할 수 있다. 제 2 공동 또는 보링 또는 구멍 및 제 2 핀은 바닥면에 수직하게 또는 실질적으로 (≤ 11°) 수직하게 연장되는 중심축을 각각 가질 수 있다. 제 2 공동 (24) 및 그에 따른 핀 (23) 은 적어도 하나의 바닥면 (16) 의 법선에 대하여 0°초과 및 적어도 21°범위의 각도 (β) 로 경사져 있고 (도 1b 참조), 여기서, 0°는 바닥면에 대해 수직 관계를 의미한다. 3 ~ 7°범위의 각도 (β) 를 선택하는 것이 바람직할 수 있다.
제 2 핀 (23) 의 경사를 절삭 인서트의 클리어런스 면 각도에 정렬시켜 이와 라인 접촉을 달성하는 것이 바람직하다. 제 2 핀 중심축은 통상적으로 사용할 절삭 인서트가 네거티브이면 바닥면에 수직으로 연장된다.
제 2 핀 (23) 은 제 1 핀 (21) 의 주요부에 대하여 이등분선 (B) 의 대향측에 위치된다. 주요부는 제 1 핀 (21) 의 적어도 90 % 이다. 구멍 (24) 에 삽입될 때, 제 2 핀은 절삭 인서트의 높이 (H) 보다 작은 거리로 바닥면으로부터 돌출할 것이다. 달리 말하면, 제 2 핀 (23) (또는 23' 또는 23") 의 자유 단부와 관련된 절삭날 사이의 수직 거리는 도 2d 에서 h 로 도시된다. 이는 핀이 비활성 절삭날에 닿지 않아 절삭날을 손상시킬 수 없거나 부정적인 영향을 주지 않음을 보장한다.
제 2 핀 (23) 은 바닥면 (16) 위로 돌출된 노출부의 높이보다 더 깊게 헤드부 (13) 로 연장된다.
제 2 핀 (23) 은, 도 1d 에서 볼 때, 제 1 핀 (21) 의 돌출부와 교차할 것이다. 제 1 핀 (21) 의 중심축은 도 1d 에서 볼 때 제 2 핀 (23) 의 자유 단부 또는 상단부의 레벨에 위치될 수 있다.
제 2 핀 (23) 은 바닥면 또는 중간면 (M) 에 수직이거나 실질적으로 수직인 절삭 인서트 (20) 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 된다. 제 2 핀 (23) 은 바닥면 또는 중간면 (M) 에 수직하지 않을 수 있다.
따라서, 볼록한 벽들은 도 1d 에서와 같이 측면에서 볼 때 서로 수직이거나 실질적으로 수직인 별도의 핀들 (21, 23) 을 포함한다.
제 1 핀 (21) 은 바닥면 (16) 에 평행하거나 실질적으로 평행한 절삭 인서트 (20) 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되고, 제 2 핀 (23) 은 바닥면에 수직이거나 실질적으로 수직인 절삭 인서트 (20) 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되어 있다. 핀 (21 및 23) 은 공동들 (22, 24) 의 드릴링이 용이해지거나 신속해질 수 있도록 동일하거나 또는 적어도 동일한 직경일 수 있다. 핀들 (21, 23) 은 조절가능하도록 의도되지 않고, 즉 통상적으로 제 위치에 고정된다.
제 1 볼록한 벽 또는 제 1 핀 (21) 및 제 2 볼록한 벽 또는 제 2 핀 (23) 은, 좁은 절삭 인서트를 또한 포함하는 다양한 절삭 인서트의 기하학적 형상을 유지할 수 있도록, 110° 이하, 예를 들어 55° 또는 40° 이하가 아닌 끼인각 (included angle) 을 형성하는 절삭 인서트의 쐐기를 수용할 수 있다. 환언하면, 제 1 볼록한 벽 (21) 및 제 2 볼록한 벽 (23) 에 대한 접선은 110° 이하의 각도 (α) 를 형성할 수 있다.
제 2 핀 (23) 은 비활성 절삭 코너 (도 1e 에서 27 로 도시됨) 로부터 절삭 인서트의 최대 대각선 길이의 약 1/4 에 접촉하도록 위치될 수 있다.
헤드부 (13) 에는 일체형 노즐 또는 유도기 또는 루프부 또는 냉각제 이송 부재 (29) 가 제공될 수 있고, 즉, 냉각제 이송 부재는 공구 홀더 본체와 일체화되며, 이 공구 홀더 본체는 헤드부의 원래의 구조를 파괴하지 않으면서 이동될 수 없거나 제거될 수 없다. 냉각제 이송 부재는 도 1c 에 가장 잘 도시된 바와 같이 평면도에서 볼 때 절삭 인서트를 완전히 또는 부분적으로 또는 적어도 부분적으로 피복하거나 덮을 수 있다.
절삭 인서트 (20) 의 적어도 하나의 바닥면 (16) 또는 상부면에 대한 법선 (N) 은 냉각제 이송 부재 (29) 와 교차하여, 냉각제 이송 부재는 절삭 인서트를 적어도 부분적으로 덮거나 피복한다.
이 실시형태에서 냉각제 이송 부재 (29) 는 절삭 인서트에 클램핑하는 것을 의미하지 않고 따라서 절삭 인서트의 상부면 (28) 으로부터 법선 (N) 의 방향으로 0.2 ~ 3 mm 범위의 거리 (A) 만큼 이격된다. 따라서, 냉각제 이송 부재 (29) 의 하부면은 바닥면 (16) 과 슬롯을 형성하며, 슬롯의 가장 작은 폭은 어떠한 심을 포함하는 절삭 인서트 (20) 의 두께보다 더 크다. 냉각제 이송 부재와 인서트 시트 사이의 상대 위치는 일정하다.
다시 말해서, 냉각제 이송 부재는 예를 들어 도 1d 와 같이 측면도에서 볼 때 잠금 부재 (18) 와 같은 클램핑 수단 및 절삭 인서트 (20) 둘 다로부터 이격된다.
냉각제 이송 부재 (29) 의 전방면 (30) 은 개구 (31) 를 포함하고, 이 개구는 일반적으로 절삭 인서트의 활성 절삭 코너를 향하여 배향된 냉각제 채널 (32) 과 연통한다. 냉각제 채널 (32) 은 수직 통로 (33) 에 연결되는 더 높은 지점으로부터 개구 (31) 쪽으로 경사지고, 이 수직 통로는 또한 냉각제 도관 (11) 에 연결된다. 냉각제 도관 (11) 은 도시되지 않은 냉각제 공급원과 연통한다. 수직 통로 (33) 는 하단부에서 막혀 있을 수 있다.
전방면 (30) 은 바닥면 (16) 및/또는 절삭 인서트 (20) (도 1c) 와 교차하는 평면 (P) 에 위치될 수 있다. 평면 (P) 은 법선 (N) 에 평행할 수 있다.
평면 (P) 은 반경 (R1) 의 3 배보다 작은 구멍 (17) 의 반경 중심으로부터 거리를 두고 바닥면 (16) 과 교차할 수 있다.
루프부 (29) 는 구멍 (17) 의 연장부로부터 이격되어 배열된다.
공구 홀더는 절삭 인서트 (20) 의 활성 클리어런스 면 쪽으로 냉각제를 배향시키기 위해 바닥면 (16) 아래에 제공되는 적어도 하나의 다른 냉각제 채널 (34) 을 가질 수 있다. 채널 (34) 은 일 단부가 막힌 보링을 통하여 수직 통로 (33) 에 연결된다.
사용시, 도시된 공구는, 냉각제 공급원으로부터 생크 (12) 내의 냉각제 도관 (11), 수직 통로 (33), 냉각제 채널 (32) 을 통하여 그리고 개구 (31) 로부터 적어도 하나의 활성 절삭날까지 순서대로 냉각제가 유동될 수 있으면서, 금속 가공물들을 선삭할 것이다. 선택적으로, 냉각제의 제트 스트림은 바닥면 (16) 아래의 적어도 하나의 다른 냉각제 채널 (34) 의 제 2 개구로부터 배출된다.
공구는 다음과 같이 장착된다. 절삭 인서트 (20) 는 시트 (15) 의 바닥면 (16) 에 접하여 배치되고, 절삭 인서트의 수렴측이 볼록한 벽 (21 및 23) 과 각각 인접하도록 내부로 밀려진다. 나사 (18) 는 절삭 인서트의 구멍을 통하여 이동되고 리세스 (17) 안으로 단단히 나사결합된다. 그리하여, 절삭 인서트가 시트 (15) 에 고정된다. 통상적으로, 나사 (18) 는 바닥면의 나사가공된 구멍과 결합되도록 된다. 나사가공된 구멍은 일반적으로, 나사의 나사가공된 샤프트가 인서트의 장착 구멍을 통하여 삽입되고 나사가공된 구멍에 나사결합될 때, 장착 구멍의 축 위치로부터 시트의 볼록한 벽들 쪽으로의 방향으로 나사의 나사가공된 샤프트의 종축의 약간의 오프셋이 있도록 하는 위치에서 바닥면에 형성된다. 그럼에도 불구하고, 인서트의 하부면과 바닥면 (16) (둘 다 일반적으로 평평한) 은 서로에 대하여 평평하게 놓일 수 있다. 나사가 나사가공된 구멍에 더 나사결합함에 따라서, 나사의 헤드는 인서트 (20) 의 바닥 및 측면들을 시트의 바닥 벽 및 볼록한 벽들과 더 완전하게 접촉하게 한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 냉각제 도관 (11') 을 가진 절삭 공구 (10') 를 도시하는 도 2a ~ 도 2g 를 참조한다. 도면은 이전에 설명된 실시형태에서와 유사한 요소들을 나타내는 동일한 도면부호로 주석을 달았다.
도시된 절삭 공구 (10') 는 바람직하게는 전술한 바와 같이 스위스 유형 선반에 사용하기 위한 외부 금속 가공을 위한 선삭 공구일 수 있다. 일반적으로, 스위스 유형 선반용 절삭 공구는 비교적 작으며, 예를 들어 단부에서 단부까지 20 cm 미만, 높이가 3 cm 미만이다.
전술한 실시형태와의 주요한 차이점은 냉각제 이송 부재 (29') 내에 2 개의 냉각제 채널 (32A', 32B') 을 사용하는 것에 있다. 냉각제 이송 부재 (29') 의 전방면 (30') 은 2 개의 개구 (31') 를 포함하고, 이 개구 각각은 일반적으로 절삭 인서트의 활성 절삭 코너를 향하여 배향된 냉각제 채널 (32A', 32B') 과 연통한다. 냉각제 채널 (32') 은 수직 통로 (33') 에 연결되는 더 높은 지점으로부터 개구 (31') 쪽으로 경사지고, 이 수직 통로는 또한 냉각제 도관 (11') 에 연결된다. 수직 통로 (33') 는 냉각제 채널들의 내부 단부들과 교차하는 수평 보어를 통하여 개구 (31') 에 유체를 공급한다. 수평 보어는 나사 (35') 에 의해 막혀 있다. 냉각제 도관 (11') 은 도시되지 않은 냉각제 공급원과 연통한다.
전방면 (30') 내의 개구들 (31') 은 바닥면 (16') 및/또는 절삭 인서트 (20') (도 1c) 와 교차하는 평면 (P') 에 위치될 수 있다. 평면 (P') 은 법선 (N') 에 평행할 수 있다. 절삭 인서트 (20') 는 관통 구멍 또는 장착 구멍을 가질 수 있고, 리세스 (17') 는 반경 (R1') 을 가질 수 있다.
냉각제 채널들 (32A', 32B') 의 방향은 절삭 영역을 향하여 수렴한다.
제 1 핀 (21') 은 적어도 하나의 바닥면 (16') 에 평행하거나 실질적으로 평행한 절삭 인서트 (20') 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되고, 제 2 핀 (23') 은 적어도 하나의 바닥면에 수직이거나 실질적으로 (≤ 11°) 수직인 절삭 인서트 (20') 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되어 있다.
이제, 본 발명의 다른 양태에 따른 절삭 공구 (10") 를 도시하는 도 3a ~ 도 3c 를 참조한다. 도면은 이전에 설명된 실시형태들에서와 유사한 요소들을 나타내는 동일한 도면부호로 주석을 달았다. 절삭 공구 (10") 는 밀링용 공구에 관한 것이다.
절삭 인서트 (20") 는 절삭 인서트 기하학적 형상과 관련하여 본 명세서에 참고된 본 출원인의 유럽 특허 공보 제 1112137 호와 실질적으로 동일하다. 따라서, 절삭 인서트 (20") 는 밀링 기계내에서 회전되도록 공구 홀더 본체 또는 밀링 본체 (14") 에 장착되도록 된다. 밀링 본체는, 예를 들어 실질적으로 평행육면체 형상의 절삭 인서트를 수용하기 위해 적어도 하나의 시트 (15") 를 포함한다. 절삭 인서트는 2 개의 주 측면들과 이들 측면들과 합쳐지는 부 측면들 뿐만 아니라 상부 (28") 및 하부 측면들을 포함하고, 절삭 인서트의 주 측면과 부 측면 및 상부 측면의 천이부에 형성되는 적어도 한 쌍의 절삭날들을 포함한다. 상부 측면 (28") 은 칩 표면을 구성하고, 주 측면 및 부 측면은 활성 클리어런스 또는 비활성 클리어런스 면을 구성한다. 각 쌍의 절삭날들은 주 측면에 있는 주 절삭날과 부 측면에 있는 부 절삭날로 구성되고, 이 주 절삭날과 부 절삭날은 절삭 코너의 영역에서 교차한다. 부 절삭날은 가공물의 표면을 생성하도록 제공된다. 주 절삭날은 하부측과 예각을 형성하도록 경사진다.
헤드부 (13") 는, 바람직하게는 절삭 공구의 회전축에 대하여 포지티브 축방향 각도로 연장되는 적어도 하나의 바닥면 (16") 을 가진 시트 (15") 를 가진다. 바닥면은 나사와 같은 잠금 부재를 수용하기 위한 리세스 (17") 를 가질 수 있다. 절삭 인서트 (20") 는 관통 구멍 또는 장착 구멍을 가질 수 있고, 리세스 (17") 는 반경을 가질 수 있다. 바닥면 (16") 은 바닥면의 제조 정밀도를 용이하게 하기 위해 오목한 홈들에 의해 축방향 및 반경방향으로 경계지어질 수 있다.
바닥면은 도시하지 않은 제거가능한 심에 제공될 수 있다. 바닥면은 측면 (25") 에서 반경방향으로, 측면 (26") 에서 축방향으로 개방된다. 측면들 (25", 26") 은 110° 이하의 각도를 규정한다. 이러한 각도는 이등분선에 의해 나누어진다. 시트 (15) 는 제 1 벽 (19") 에 의해 축방향으로 경계지어진다.
제 1 볼록한 벽은 적어도 부분적으로 제 1 핀 (21") 에 의해 구성될 수 있고, 제 1 핀은 벽 (19") 과 연통되거나 절삭 인서트의 주 측면을 향해 길이방향으로 개방되는 보어 또는 제 1 공동 (22") 에 제공되거나 삽입된다. 핀은 어떠한 다수의 형상, 예를 들어 원통형에 의해 형성된 볼록하게 만곡된 외주면을 가진다. 핀 (21") 은 공구 홀더 본체 (14") 의 재료보다 높은 경도를 가진 경화된 강 또는 초경 합금과 같은 재료로 제조된다.
핀 (21") 의 외주의 작은 부분은 공동 (22") 을 통하여 돌출하여 벽 (19") 을 지나 절삭 인서트의 주 측면을 향한 방향으로 시트로 연장된다. 핀은 핀 직경의 최대 40 % 인 거리로 돌출한다.
핀 (21") 은 바닥에 평행하거나 실질적으로 평행한 절삭 인서트 (20") 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되어 있다. 접촉 라인은 적절한 절삭 인서트 (20") 의 두께의 약 절반에 해당하는 바닥면 또는 심으로부터 이격된다.
시트는 바람직하게는 접촉 라인을 따라서 절삭 인서트에 대하여 고정식 그리고 잘 규정된 접촉을 규정하는 제 2 볼록한 벽 (36") 을 포함한다. 제 2 볼록한 벽 (36") 은 축방향 오목한 홈안으로 적어도 부분적으로 개방하는 보어 또는 제 2 공동 (24") 에 삽입된 제 2 핀 (23") 에 의해 구성될 수 있다. 제 2 공동 또는 보링 또는 구멍 및 제 2 핀은 바닥면에 수직하게 또는 실질적으로 (≤ 11°) 수직하게 연장되는 중심축을 각각 가질 수 있다. 제 2 핀 (23") 의 경사를 절삭 인서트의 클리어런스 면 각도에 정렬시켜 이와 라인 접촉을 달성하는 것이 바람직하다. 제 2 핀 (23") 은 통상적으로 보어 (24") 의 깊이보다 짧아서, 장착시 제 2 핀이 주위의 강 본체로부터 돌출하지 않는다. 동일한 관계가 제 1 핀 (23") 및 보어 (22") 에 적용된다.
제 2 핀 중심축은 통상적으로 사용할 절삭 인서트가 네거티브이면 바닥면에 수직으로 연장된다.
제 2 핀 (23") 은 제 1 핀 (21") 의 주요부에 대하여 바닥면에서 대각선 또는 이등분선의 대향측에 위치된다. 구멍 (24") 에 삽입될 때, 제 2 핀은 절삭 인서트의 높이보다 작은 거리로 바닥면의 평면에 대하여 돌출할 것이다. 이는, 핀이 절삭날에 닿지 않아 절삭날에 손상을 주거나 부정적인 영향을 주지 않음을 보장해준다.
제 2 핀 (23") 은 바닥면에 평행하거나 실질적으로 평행한 절삭 인서트 (20) 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되어 있다.
따라서, 볼록한 벽들은 측면도에서 볼 때 서로 수직이거나 실질적으로 수직인 별도의 핀들 (21", 23") 을 포함한다.
제 1 핀 (21") 은 적어도 하나의 바닥면 (16") 에 평행하거나 실질적으로 평행한 절삭 인서트 (20") 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되고, 제 2 핀 (23") 은 적어도 하나의 바닥면에 수직이거나 실질적으로 수직인 절삭 인서트 (20") 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되어 있다.
제 1 볼록한 벽 또는 제 1 핀 (21") 및 제 2 볼록한 벽 또는 제 2 핀 (23") 은, 110°이하의 끼인각을 형성하는 절삭 인서트의 쐐기를 수용할 수 있다. 환언하면, 제 1 볼록한 벽 (21") 및 제 2 볼록한 벽 (23") 에 대한 접선은 110°이하의 각도 (α) 를 형성할 수 있다.
제 2 핀 (23") 은 절삭 인서트의 부 측면의 중간 영역에서 또는 그 부근에 인접하도록 위치될 수 있다.
모든 실시형태들에서, "또는 적어도 하나의 바닥면에 대하여 실질적으로 수직" 이라는 표현은 각도가 90°및 79°, 즉 90 ~ 11°의 범위에 있음을 의미한다.
바닥면 (16, 16' 또는 16") 은 공구 홀더 본체 (14, 14' 또는 14") 와 일체화되어, 공구 크기를 줄이는 것을 용이하게 하는 덜 복잡한 공구를 제공할 수 있다.
헤드부 (13") 에는 일반적으로 절삭 인서트의 활성 절삭 코너를 향하여 배향되는 냉각제 채널 (32") 이 제공될 수 있다. 냉각제 채널 (32") 은 도시되지 않은 냉각제 공급원과 연통하는 냉각제 도관에 연결된다.
공구 수명은 일반적으로 냉각제 공급 압력이 증가함에 따라 증가한다. 이는 고압 냉각제가 칩을 상승시키고 절삭 계면에 더 근접하게 접근할 수 있는 능력에 기여할 수 있다. 이러한 작용은 포착 영역 (seizure region) 의 감소를 유발하여, 마찰 계수를 낮추고, 이는 또한 절삭 온도 및 절삭력을 감소시킨다. 바람직하게는, 전술된 실시형태들에 사용되는 압력은 30 bar 이상, 바람직하게는 100 bar 이상의 냉각제 압력이다.
본 발명은 활성 절삭 영역에 근접하게 고정된 냉각제 개구를 가지면서 시트 제조를 용이하게 한다. 냉각제 노즐이 공구 홀더 설계에 내장되어 있으므로 소형 공구의 취급이 용이하기 때문에, 예비 부품에 대한 필요성은 제한적이다.
표준 시트 형상을 사용하면 제조 비용이 높아지지만 본원의 방안에서는 핀들과 같은 볼록한 벽을 사용할 때 정밀한 공차로 고품질을 유지하면서 저렴한 비용으로 제조하기 쉬운 시트를 제조할 수 있다.
본원은 선삭, 밀링, 드릴링 및 보링과 같은 모든 유형의 인서트 시트들에 적용가능하다.
본원에서, "구비하는 (including)" 과 같은 용어의 사용은 제한이 없고 "포함하는 (comprising)" 과 같은 용어와 동일한 의미를 가지도록 의도되며 그리고 다른 구조, 재료 또는 작용의 존재를 배제하지 않는다. 유사하게, "할 수 있다" 또는 "할 수도 있다" 와 같은 용어의 사용은 제한이 없고 그리고 구조, 재료 또는 작용이 필요하지 않음을 반영하도록 사용되지만, 이러한 용어를 사용하지 않으면 구조, 재료 또는 작용이 필수적임을 반영하지 않도록 한다. 구조, 재료 또는 작용이 현재 필수적인 것으로 간주되는 한, 이들은 그러한 것으로 확인된다. "주", "부", "상부", "하부", "상단", "바닥", "전방"및 "후방" 과 같은 용어는 당업자에 의해 인식되는 바와 같이 현재 도면에 도시된 바와 같은 특징을 지칭한다. 본 명세서에서 제 2 핀과 절삭 인서트 사이의 접촉을 설명할 때, 이는 절삭날의 아래쪽 또는 후방에 위치한 클리어런스 면 및 그로 인해 비활성 절삭날 아래에 위치한 비활성 클리어런스 면과 접촉하는 것을 지칭한다. 제 2 핀은 어떠한 비활성 절삭날을 손상시키지 않도록 위치한다. 절삭날은 비활성 위치에 위치하거나 날교환될 때 비활성 상태이고 칩 제거에 관여하지 않는다.
본원이 바람직한 실시형태에 따라 예시되고 설명되었지만, 청구범위에 기재된 본 발명으로부터 벗어나지 않고 변경 및 수정을 할 수 있음을 알아야 한다.
본 출원이 우선권 주장하는 유럽 특허 출원 제 16153286.6 호 및 제 16153283.3 호의 내용은 본 명세서에 참조된다.

Claims (15)

  1. 절삭 공구로서,
    생크부 (12; 12') 및 헤드부 (13; 13') 를 가진 공구 홀더 본체 (14; 14'; 14"),
    절삭 인서트 시트내의 날교환가능한 절삭 인서트를 가지고,
    상기 절삭 인서트 시트는,
    상기 절삭 인서트가 접하도록 되어 있는 적어도 하나의 바닥면 (16; 16'; 16") 및 제 1 볼록한 벽 (19; 19'; 19") 과 제 2 볼록한 벽을 포함하고,
    상기 절삭 인서트는 절삭날과 클리어런스 면을 가지며,
    상기 제 1 볼록한 벽 (19; 19'; 19") 은 제 1 핀 (21; 21'; 21") 에 위치하고,
    상기 제 2 볼록한 벽은 제 2 핀 (23; 23'; 23") 에 위치하며,
    상기 제 1 핀 (21; 21'; 21") 및 상기 제 2 핀 (23; 23'; 23") 은 측면도에서 볼 때 서로 수직이고,
    상기 제 2 볼록한 벽은 상기 절삭날 아래에 위치하고,
    상기 제 2 핀 (23; 23'; 23") 은 상기 적어도 하나의 바닥면 (16) 에 대한 법선에 대하여 0°보다 크고 21°이하의 각도 (β) 로 경사지는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 핀 (21; 21'; 21") 은 상기 적어도 하나의 바닥면 (16; 16'; 16") 에 평행한 상기 절삭 인서트 (20; 20'; 20") 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되어 있고,
    상기 제 2 핀 (23; 23'; 23") 은 상기 적어도 하나의 바닥면에 수직하지 않은 상기 절삭 인서트에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 핀 (21; 21'; 21") 은 상기 적어도 하나의 바닥면 (16; 16'; 16") 에 평행한 상기 절삭 인서트 (20; 20'; 20") 에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되어 있고,
    상기 제 2 핀 (23; 23'; 23") 은 상기 적어도 하나의 바닥면에 수직한 상기 절삭 인서트에 대하여 접촉 라인을 제공하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각각의 핀 (21, 23; 21', 23'; 21", 23") 은 상기 생크부에 고정되도록 장착되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  5. 제 1 항에 있어서,
    각각의 핀 (21, 23; 21', 23'; 21", 23") 은 상기 생크부보다 경질 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  6. 제 1 항에 있어서,
    클램핑 나사 (18; 18'; 18") 는 상기 절삭 인서트 (20; 20'; 20") 를 통하여 연장되고, 상기 클램핑 나사의 중심축은 제 2 핀 (23; 23'; 23") 의 중심축에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  7. 제 1 항에 있어서,
    제 2 공동 (24) 및 제 2 핀 (23; 23'; 23") 은 상기 적어도 하나의 바닥면에 대하여 90°미만 및 적어도 69°범위의 각도를 이루어 연장되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 핀 (23; 23'; 23") 의 경사는 상기 절삭 인서트의 관련 측면의 클리어런스 면 각도와 동일한 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 핀 (23; 23'; 23") 은 상기 절삭 인서트의 높이 (H) 보다 작은 거리로 상기 바닥면 (16) 으로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이등분선 (B) 은 상기 절삭 인서트의 활성 절삭 코너를 양분하고, 제 2 핀 (23; 23'; 23") 은 제 1 핀 (21; 21'; 21") 의 주요부에 대하여 상기 이등분선의 대향측에 위치하는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 핀 (23; 23') 은 상기 바닥면 (16; 16') 위로 돌출하는 노출부의 높이보다 더 깊게 헤드부 (13; 13') 로 연장되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 바닥면 (16; 16') 은 제 2 공동 (24; 24') 의 모든 둘레에서 평평한 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  13. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바닥면 (16; 16'; 16") 은 상기 공구 홀더 본체 (14; 14'; 14") 와 일체인 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  14. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 공구 (10; 10'; 10") 는 냉각제 도관 (11; 11') 을 가지고 그리고 상기 냉각제 도관과 유동 연통하는 적어도 하나의 냉각제 채널 (32; 32'; 32") 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
  15. 삭제
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