KR20000049257A

KR20000049257A - 밀링용 공구 및 절삭 삽입체

Info

Publication number: KR20000049257A
Application number: KR1019990703365A
Authority: KR
Inventors: 앤더슨크젤
Original assignee: 레나르트 태퀴스트; 세코 툴스 에이비
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 2000-07-25
Also published as: US6196771B1; EP0932468A1; SE9603817L; SE9603817D0; CN1233201A; DE69719348D1; EP0932468B1; EP1181999A2; KR100487470B1; JP2001502250A; EP1181999B1; CN1086326C; SE511550C2; DE69719348T2; EP1181999A3; DE69732385D1; WO1998016341A1; DE69732385T2

Abstract

본 발명은 정면 밀링용 공구 및 절삭 삽입체에 관한 것이다. 공구는 밀링 머신 내에서 회전하도록 된 밀링 본체를 포함한다. 밀링 본체는 사각형, 오각형 또는 육각형 절삭 삽입체(11)를 수납하는 다수의 시트를 포함한다. 절삭 삽입체는 두 개의 본질적으로 평행한 측면 및 이들을 연결하는 날 표면과, 절삭 삽입체의 측면과 날 표면의 전이부에 형성되는 다수의 절삭날 쌍을 포함한다. 측면은 칩 표면을 구성하고, 날 표면은 여유 표면을 구성한다. 각각의 절삭날 쌍은 2등분선(B)을 갖는 절삭 선단부(17)의 영역 내에서 교차하는 주절삭날(15)과 부절삭날(16)로 구성된다. 부절삭날은 작업물(40) 상에 표면을 형성한다. 대응하는 주절삭날(15)과 부절삭날(16)은 2등분선(B)의 하나의 동일한 면에 제공된다. 두 개의 부절삭날은 2등분선(B)의 주위에서 또는 그 내에서 상호 연결되고, 상기 부절삭날(16)은 정면 밀링 공구의 회전 축에 대체로 수직으로 배치된다.

Description

밀링용 공구 및 절삭 삽입체 {TOOL AND CUTTING INSERT FOR MILLING}

영국 특허 제951624호에서, 대체로 상기 유형의 공구 및 절삭 삽입체가 이전에 공지되었고, 여기서 공구는 절삭 삽입체의 작용 선단 부분 내의 모든 절삭날이 기계의 작동 중에 작업물과 결합하도록 제공된다. 이는, 선단 부분의 모든 절삭날이 동시에 마모되고, 따라서 예를 들어 사각형 절삭 삽입체는 기껏해야 8개의 위치에 새운 절삭날이 인덱싱될 수 있다는 것을 의미한다. 미국 특허 제4,616,962호는 4개의 절삭날을 갖는 밀링 삽입체를 개시한다.

본 발명은 독립 청구항의 전문에 설명된 정면 밀링용 공구 및 절삭 삽입체에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 따른 사각형 절삭 삽입체를 도시하는 평면도이다.

도2는 절삭 삽입체를 도시하는 측면도이다.

도3A는 도1의 선 III-III을 따른 절삭 삽입체를 도시하는 단면도이다.

도3B는 도3A의 절삭 선단부를 도시하는 확대 단면도이다.

도4는 도1의 선 IV-IV을 따른 절삭 삽입체를 도시하는 단면도이다.

도5는 본 발명에 따른 사각형 절삭 삽입체의 다른 실시예를 도시하는 평면도이다.

도6은 다른 절삭 삽입체를 도시하는 측면도이다.

도7은 도5의 선 VII-VII을 따른 다른 절삭 삽입체를 도시하는 단면도이다.

도8은 본 발명에 따른 공구를 도시하는 측면도이다.

도9 및 도10은 절삭 삽입체의 작용 측면의 평면을 향해 도시된, 두 개의 다른 실시예를 위해 공구의 작용 선단부를 도시하는 확대도이다.

도11은 본 발명에 따른 절삭 삽입체의 부가적인 실시예를 도시하는 평면도이다.

본 발명의 목적은 정면 밀링용 공구를 제공하는 것이고, 여기서 적어도 16개의 절삭날이 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 경제적으로 유익하게 사용되는 다수의 절삭날을 포함하는 정면 밀링용 절삭 삽입체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 작은 접촉 표면을 생성하여 칩과 절삭 삽입체 사이에 낮은 마찰 계수를 생성하는 방향으로 칩을 편향시키도록 다른 실시예에 따른 절삭 삽입체를 제공하는 것이다.

이러한 그리고 다른 목적은 첨부된 도면을 참조해서 이하의 청구 범위에 따른 정면 밀링용 공구 및 절삭 삽입체에 의해 달성된다.

도1 내지 도4 및 도9에서, 본 발명에 따른 정면 밀링용 절삭 삽입체(11)가 도시된다. 절삭 삽입체는 소결되고 양호하게 코팅된 초경합금 모재로 구성되고, 다각형 기본 형상을 갖는데, 본원에서는 사각형 기본 형상이다. 절삭 삽입체는 오각형 또는 육각형일 수도 있다. 절삭 삽입체(11)는 날 표면(14A-14D)들을 결합하는 두 개의 본질적으로 평행한 측면(12, 13)을 포함한다. 측면(13)은 측면(12)과 동일하고, 따라서 이하에서 단지 하나의 면이 설명된다. 절삭 삽입체(11)는 음의 형상(negative geometry)을 갖는다. 즉, 날 표면은 측면을 수직으로 연결한다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 절삭 삽입체(11)가 이중의 양의 형상(positive geometry)을 갖는 것이 가능하다. 즉, 각각의 날 표면은 중앙 환형 리세스를 날 표면(14A-14D)에 제공함으로써 연결된 측면에 예각을 형성한다. 절삭날(15, 16)은 날 표면(14)과 측면(12) 교차부의 영역에 형성된다. 두 개의 인접 날 표면, 예를 들어, 14A와 14B 사이의 절삭 선단부(17)는 대체로 평평하거나 또는 다소 만곡된 경사 표면(18A, 18B)을 제공받는다. 절삭 선단부(17)의 2등분선(B) 주위의 각각의 경사 표면(18)과 교차하는 측면(12)의 영역에 배치된 날은 부절삭날(16)이라고 불리운다. 상기 날은 밀링 공구의 회전 축에 수직으로 형성되거나 배치될 가공물의 표면에 평행하게 배치됨으로써, 정면 밀링 작업 중에 가공물(40) 상에 표면을 형성할 것이다. 재료의 주 부분을 칩(chip) 형상으로 절삭하기 위한 잔류 날은 주절삭날(15)이라고 불리운다. 하나의 주절삭날과 하나의 부절삭날만이 동시에 결합되어야 하고, 이에 의해 이러한 두 개의 날이 쌍으로 작동한다. 부절삭날(16)은 대응하는 주절삭날(15)에 대해 예리한 내부 각(α)을 형성한다. 각(α)은 38°내지 42°사이이고, 양호하게는 대략 40°이다.

주절삭날(15)은 측면(12)의 외주 부분 대부분을 구성하는 도3B의 칩 업셋팅 표면 또는 주 경사부(19)에 내측으로 연결된다. 주 경사부는 음의 각이고, 부절삭날(16)이 가능한한 예리하고 절삭이 용이해야 되기 때문에 절삭 선단부(17)를 따라 연장되지 않지만, 대신에 절삭날(16) 상의 적절한 날 반경부가 선택된다. 제1 칩 형성 표면(20)은 칩 업셋팅 표면(19) 내부에 위치된다. 제2 칩 형성 표면(21)은 절삭 선단부 내의 부절삭날 내부에 위치된다. 도4의 제2 칩 형성 표면(21)은 정면 밀링 작업 중에 칩을 형성하기 위해 제1 칩 형성 표면(20)보다 얕다. 영역(22)은 양호한 칩을 더 형성하고 절삭 선단부를 잘 지지하기 위해 2등분선(B)에 대해 대칭으로, 측면(12) 내에 제공된다.

측면도에서, 부절삭날(16)은 측면과 평행한 평면 내에 그러나 대응하는 측면의 다소 하방에 제공된다는 것이 확실하다. 부절삭날(16)은 반경부(R1)를 거쳐 대응하는 주절삭날(15)에 연결된다. 반경부(R1)는 다수의 평면 조각으로 대체될 수 있다. "대응하는 주절삭날과 부절삭날"이라는 표현은 이러한 절삭날만이 밀링 중에 상호 작용하고, 반경부에 의해 물리적으로 상호 연결 가능하다는 것을 의미한다. 연결된 부절삭날(16)들은 크기가 170°인 내측 둔각(ε)을 형성하고, 부절삭날은 2등분선(B)에 대해 경면 대칭이다. 각각의 부절삭날은 여유 표면 상의 대체로 평평한 경사 표면에 연결된다.

인접 경사 표면은 2등분선의 면과 일치하는 선(E)을 따라 연결된다. 주절삭날(15)은 절삭 삽입체가 밀링 본체 내에 음의 각으로 장착되더라도(mounted negative) 다소간 양의 축각을 형성하도록 반경부(R2)에 의해 오목하게 만곡된다. 반경부(R2)는 절삭 삽입체의 측면 길이(L)보다 크다. 주절삭날과 연결 측면의 평면 사이의 가장 큰 거리는 주절삭날의 중간부(M)에 있고, 상기 거리는 1 mm보다 작고 0.4 mm보다 크다.

16개의 모든 절삭날 쌍을 가장 적절한 방법으로 사용하기 위해, 주절삭날(15)이 종방향 연장부의 반부, 즉 절삭 삽입체의 중간부 미만까지 사용되어야 한다. 이는 절삭 깊이(A)가 절삭 삽입체의 측면(L)의 길이의 반을 초과해서는 안 된다는 것을 의미한다. 즉, 절삭 깊이는 최대 A = L/2 * sin K 이어야 하고, 여기서 K는 설치각이다.

도5 내지 도7에서, 절삭 삽입체(11')의 다른 실시예는 정면 밀링을 위한 본 발명에 따라 도시되어 있다. 다른 실시예의 동일한 부분은 동일한 도면 부호가 주어진다. 절삭 삽입체(11')는 절삭 삽입체(11')의 선단 부분을 제외하고, 칩 형성 표면(20') 내에 대응하는 주절삭날(15')을 따라 분리되며 본질적으로 대응하는 주절삭날(15')에 대해 측방향으로 연장되는 다수의 리세스(23')를 포함한다는 점에서 전술한 절삭 삽입체로부터 변경되었다. 리세스는 절삭 삽입체의 중간 선(M)에 대해 7개의 편으로 된 그룹(group) 등으로 제공된다. 봉우리부(24')는 칩 형성 표면(20') 내의 리세스(23')들 사이에 위치되고, 상기 봉우리부(24')는 리세스(23')들을 대응하는 주절삭날(15')을 따른 방향으로 가교 결합한다. 리세스(23')는 절삭날(15')에 수직으로 연장되지 않고, 도5에 도시되어 있는 바와 같이 대응하는 절삭날(15')에 수직인 선에 대해 예각(β)을 형성한다. 각(β)은 5°내지 55°사이에 있고, 양호하게는 10°내지 20°사이에 있다. 각(β)의 양호한 값은 크기가 15°이다. 이러한 유형의 칩 형성부의 장점은 상대적으로 작은 실재 열이 칩에서 절삭 삽입체로 전달되고, 따라서 소성 변형 및/또는 확산 마모와 같은 절삭날(15') 내의 높은 온도와 관련된 문제점이 제거되는 것이다. 이는 절삭날의 마모를 제한하고, 따라서 또한 높은 온도에서 공구 수명을 개선시킨다. 이러한 유형의 칩 형성은 본원에서 칩 형성과 관련한 설명에 참조된 미국 특허 제5,074,720호에서 더 상세하게 설명되었다.

도8에서, 밀링 머신 내에서 회전하도록 된 밀링 본체(30)를 포함하는 본 발명에 따른 정면 밀링 커터가 도시된다. 밀링 본체는 사각형, 오각형 및 육각형 절삭 삽입체를 수납하기 위한 다수의 시트(seat)를 포함한다. 조정 기구(31)는 절삭 삽입체 포켓 내에서 절삭 삽입체의 미세 조정을 용이하게 하기 위해 제공된다. 절삭 삽입체는 미세 조정 이후에 클램프에 의해 공지된 방법으로 고정된다. 도면으로부터 확실한 바와 같이, 대응하는 주절삭날(15)과 부절삭날(16)은 2등분선(B)의 하나의 동일한 면에 제공되고, 두 개의 부절삭날은 2등분선(B)에서 또는 이의 바로 가까이에 연결된다. 작용하는 부절삭날(16)은 정면 밀링 커터의 회전 축(CL)에 대체로 수직으로 배치된다. 하나의 부절삭날(16A)은 작업물의 표면을 형성하는 한편, 다른 부절삭날(16B)은 상기 표면에 여유 각을 형성함으로써 작업물 표면에서 일정 거리에 제공된다. 공구는 최대 42°인 설치 각(K)을 갖는다. 주절삭날(15)은 칩 형상으로 가공될 재료의 주 부분을 절삭하기 위해 제공되므로 칩 업셋팅 표면(19)에 의해 강화되고, 부절삭날(16A)은 마무리 절삭날을 구성하므로 주절삭날(15)보다 더 예리해야 된다.

도8 및 도10에서, 절삭 삽입체(11, 11')는 각기 작업물(40)과 결합해서 도시된다. 공구는 대략 40°의 설치 각(K, K')으로 작동한다.

도11은 설치 각(K")이 15°내지 30°사이에서, 양호하게는 20°와 25°사이에서 선택되는 오각형 절삭 삽입체(11")를 도시한다. 절삭 삽입체(11")는 20개 쌍의 절삭날을 갖는다.

따라서, 본 발명은 적어도 16개의 새로운 절삭날이 사용될 수 있는 정면 밀링용 공구 및 절삭 삽입체에 관한 것이다. 절삭 삽입체는 하나의 회전 방향으로 사용되는 적어도 8개 쌍의 절삭날과, 대향 회전 방향으로 사용되는 적어도 8개 쌍의 절삭날을 갖고, 이는 경제적으로 유익하게 사용된다.

본 발명은 전술한 실시예에 의해 제한되지 않아야 한다. 예를 들어, 절삭 삽입체의 기본 형태는 오각형 또는 육각형이 될 수 있다. 또한, 리세스(23')는 유사한 형태의 돌출부로 대체될 수 있다. 또한, 다른 태양에 있어서, 본 발명은 첨부된 청구 범위 내에서 자유롭게 변경이 가능하다.

Claims

사각형, 오각형 또는 육각형 기본 형상을 갖고, 두 개의 본질적으로 평행한 측면(12, 13; 12', 13') 및 이들을 연결하는 날 표면(14A-14D; 14A'-14D')과, 절삭 삽입체의 측면(12, 13; 12', 13')과 날 표면(14A-14D; 14A'-14D') 사이의 전이부에 형성된 다수의 절삭날 쌍을 포함하고, 상기 측면은 칩 표면을 구성하며 상기 날 표면은 여유 표면을 구성하고, 각각의 상기 절삭날 쌍은 절삭 선단부(17; 17')의 영역에서 교차하는 주절삭날(15; 15')과 부절삭날(16; 16')을 포함하고, 상기 선단부는 2등분선(B; B')을 갖고, 상기 부절삭날은 작업물(40) 상에 표면을 형성하기 위해 제공된 정면 밀링용 절삭 삽입체에 있어서,

대응하는 주절삭날(15; 15')과 부절삭날(16; 16')은 2등분선(B; B')의 하나의 동일한 면에 제공되고, 두 개의 부절삭날은 2등분선(B; B')에서 또는 그 주위에서 상호 연결되고, 상호 연결되는 부절삭날(16; 16')은 내측 둔각(ε; ε')을 형성하는 것을 특징으로 하는 정면 밀링용 절삭 삽입체.
제1항에 있어서, 절삭 삽입체(11; 11')는 적어도 16개의 절삭날 쌍을 포함하고, 대응하는 주절삭날(15; 15')과 부절삭날(16; 16')은 제1 외측 예각(α; α')을 상호 형성하며, 상기 각은 38°내지 42°사이에 있고 양호하게는 대략 40°인 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 내측 둔각(ε; ε')은 크기가 170°이고, 부절삭날(16; 16')은 2등분선(B; B')에 대해 경면 대칭이고, 각각의 부절삭날(16; 16')은 인접 경사 표면이 2등분선의 평면과 일치하는 선(E; E')을 따라 연결되는 여유 표면 상의 대체로 평평한 경사 표면(18A-18D; 18A'-18D')에 연결되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
제1항 내지 제3항 중 어는 한 항에 있어서, 부절삭날(16; 16')은 직접 제2 오목형 칩 형성 표면(21; 21')에 연결되면서 주절삭날을 칩 업셋팅 표면(19; 19')을 거쳐 칩 표면 내의 제1 오목형 칩 형성 표면(20; 20')에 연결시킴으로써 주절삭날(15; 15')보다 예리한 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
제4항에 있어서, 절삭날을 따라 그리고 그 내부에 위치된 다수의 상호 분리된 리세스(23') 또는 돌출부는 제1 오목형 칩 형성 표면(20') 내에 또는 그에 제공되고, 리세스(23') 또는 돌출부는 대응하는 절삭날(15')에 수직인 선에 대해 일정한 각(β)을 형성하는 일 방향으로 종방향 연장부를 가지며, 상기 각(β)은 5°내지 55°사이에 있고 양호하게는 10°내지 20°사이에 있고 가장 양호하게는 대략 15°인 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
밀링 머신 내에서 회전되도록 된 밀링 본체(30)를 포함하고, 밀링 본체는 사각형, 오각형 또는 육각형 절삭 삽입체(11; 11'; 11")를 수납하기 위한 다수의 시트를 포함하고, 상기 절삭 삽입체는 두 개의 본질적으로 평행한 측면(12, 13; 12', 13') 및 이들을 연결하는 날 표면(14A-14D; 14A'-14D')과, 절삭 삽입체의 측면(12, 13; 12', 13')과 날 표면(14A-14D; 14A'-14D') 사이의 전이부에 형성된 다수의 절삭날 쌍을 포함하고, 상기 측면은 칩 표면을 구성하며 상기 날 표면은 여유 표면을 구성하고, 각각의 상기 절삭날 쌍은 절삭 선단부(17, 17')의 영역에서 교차되는 주절삭날(15; 15')과 부절삭날(16; 16')을 포함하고, 상기 선단부는 2등분선(B; B')을 갖고, 상기 부절삭날은 작업물(40) 상에 표면을 형성하기 위해 제공된 밀링 공구에 있어서,

대응하는 주절삭날(15; 15')과 부절삭날(16; 16')은 2등분선(B; B')의 하나의 동일한 면에 제공되고, 두 개의 부절삭날은 2등분선(B; B')에서 또는 그 주위에서 상호 연결되고, 부절삭날(16; 16')은 정면 밀링 공구의 회전 축에 대체로 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 정면 밀링 공구.
제6항에 있어서, 절삭 삽입체(11; 11'; 11")는 적어도 16개의 절삭날 쌍을 포함하고, 공구는 최대 42°인 설치 각(K; K'; K")을 갖는 것을 특징으로 하는 정면 밀링 공구.
제6항 또는 제7항에 있어서, 하나의 부절삭날은 작업물의 표면을 생성하며 다른 부절삭날은 작업물의 상기 표면으로부터 일정 거리에 제공되는 두 개의 상호 연결되는 부절삭날(16; 16')은 상기 표면에 여유 각을 형성함으로써 내측 둔각(ε; ε')을 형성하는 것을 특징으로 하는 정면 밀링 공구.
제6항 내지 제8항 중 어는 한 항에 있어서, 주절삭날(15; 15')은 재료의 주 부분을 칩 형상으로 절삭하기 위해 제공되고, 부절삭날(16; 16')은 주절삭날(15; 15')보다 예리한 것을 특징으로 하는 정면 밀링 공구.
제9항에 있어서, 절삭날을 따라 그리고 그 내부에 위치된 다수의 상호 분리된 리세스(23') 또는 돌출부는 제1 오목형 칩 형성 표면(20') 내에 또는 그에 제공되고, 리세스(23') 또는 돌출부는 대응하는 절삭날(15')에 수직인 선에 대해 일정한 각(β)을 형성하는 일 방향으로 종방향 연장부를 가지며, 상기 각(β)은 5°내지 55°사이에 있고 양호하게는 10°내지 20°사이에 있고 가장 양호하게는 대략 15°인 것을 특징으로 하는 정면 밀링 공구.