KR20000057592A - 커팅 인서트 - Google Patents

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에란 마르쿠스 : 탈 샬모니
이스카 엘티디.
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Abstract

본 발명은 절삭 날(14)에 의해서 경계지는 상부면과, 베이스 및, 외주 플랭크면(18)을 가지는 커팅 인서트(10)에 관한 것이다. 외주 플랭크면(18)의 형상은 커팅 인서트(10)의 높이를 따라서 변화한다. 외주 플랭크면의 정상 근처에서는, 절삭 날을 지지하기 위해서 절삭 날(14)의 둥근형 또는 다각형 기하학적 형상과 일치한다. 커팅 인서트(10)의 저부에서는, 외주 플랭크면(18)은 종래의 절삭 날의 기하학적 형상에 의해 제공되는 것 보다 상당히 작은 압력각을 가지는 교차 지지면(38)을 제공하도록 형성되며, 이는 회전운동을 방지한다. 적합하게는, 이들 교차 지지면(38)은 채널(40, 42)과 같은, 가장 적합하게는 셰브론형 채널과 같은 리세스된 외형에 의해 형성된다.

Description

커팅 인서트{Cutting Inserts}
절삭 공구의 공구 홀더의 수용 소켓에 장착되는 둥근형 또는 다각형 절삭 날을 갖는 커팅 인서트를 사용하는 것은 공지되어 있다. 절삭 작업(터닝, 밀링, 등) 도중에, 전형적으로는 사용가능한 절삭 날의 일부분 만이 실질적으로 작업편을 절삭한다. 상기 일부분의 범위는 절삭 깊이에 의존한다. 등각등변(예를 들어 정다각형) 인서트의 선택성 절삭 날 일부분이 사용된 경우, 새로운 절삭 날 전체를 제공하기 위해 인서트는 선택된다.
다각형 절삭 날을 가지는 커팅 인서트의 경우에, 인서트를 사용중에 회전으로부터 안전하게 하여야만 적합한 작업이 수행될 수 있다. 종래 기술은 커팅 인서트의 종래의 다각형 형상으로 인한 접촉면에 의존해 왔다. 그러나, 특히 높은 토크가 작용할 때, 또는, 다각형이 다수의 측면을 가질 때, 종래의 접착부 기하학적 형상은 절삭력으로부터 발생할 수 있는 토크를 견디기에 부적합할 수도 있다.
둥근형 절삭 날을 가지는 커팅 인서트는 회전 대칭성을 나타내며, 이론적으로는 실제 관찰된 마모를 조절하도록 임의의 각위치에서 연속적으로 선택가능할 수 있다. 그러나 실제로는, 둥근형 인서트 또한, 동일한 각전위량 만큼 각이격된 불연속적인 수의 선택 위치에 사용되는 것으로 제한된다. 상기 선택 위치 사이의 각전위는 인서트의 "각피치(angular pitch)"로 언급된다.
둥근형 커팅 인서트를 최적의 상태로 사용하기 위해서, 절삭 작업중에 인서트가 그 선택된 위치로부터 회전하는 것을 방지하여, 마모를 절삭 날의 한정된 부위에 제한하는 것이 바람직하다. 이는 위치변경 이후에 제공되는 절삭 날의 상기 부위가 실제로 사용되지 않은 것임을 보장한다.
둥근형 인서트를 회전으로부터 고정시키기 위해 많은 설계가 제안되었다. 이들 설계는 두 유형으로 나뉠 수 있는데, 즉, "시트-피닝(seat-pinning)"과 "측면 접촉"이다.
시트 피닝 설계의 예는 미국 특허 제 5,296,288호 및 유럽 특허 공보 제 300,172호에서 발견될 수도 있다.
미국 특허 제 5,296,288호는 베이스에 반경방향 홈을 가지는 둥근형 선택성 커팅 인서트를 개시하고 있다. 원추형 선단 나사는 인서트 수용 포켓의 시트에 조절가능하도록 부착되며, 그 선단은 돌출하여 인서트의 베이스 내의 반경방향 홈 중 하나와 맞물린다.
유럽 특허 공보 제 300,172호는 유사한 설계를 개시하고 있는데, 여기에서 인서트 수용 소켓의 시트로부터 돌출하는 핀은 둥근형 커팅 인서트의 베이스에 형성된 리세스(recess)와 맞물린다. 상기 리세스는, 핀이 그 구석에 맞물리는 다각형 리세스의 형태로, 또는, 핀을 수용하기 위해서 다수의 외주 아치형 홈이 형성된 원형 리세스로서 제공된다.
상기 두 설계는 모두 토크-저항 능력이 제한되는 문제가 있다. 토크-저항면은 모두 작고, 인서트 중심축에 각각 인접하며, 그 깊이가 얕고 인서트 베이스에 인접한다는 한계가 있다. 더우기, 핀과 리세스 사이의 접촉면의 방향은 작용 토크에 대항하여 반응하기에 최적이 아니다. 상기 접촉면의 부족한 치수, 위치 및 방향으로 인해, 작은 접촉면에 상대적으로 큰 지지력이 작용하며, 파손이나 불완전한 고정의 위험을 수반한다.
측면 접촉 설계의 한 예로서 미국 특허 제 3,346,336호가 있다. 미국 특허 제 3,346,336호는 원주 에지면에 다섯 개의 각이격된 평탄 턱(facet)이 구비된 둥근형 커팅 인서트를 개시하고 있다. 상기 턱은 턱 상단이 절삭 날로부터 아래쪽으로 간격을 가지도록, 인서트 정상을 향하여 바깥으로 경사진다. 고정 나사는, 두 인접 턱이 공구 홀더의 내면에 형성되는 대응하는 평탄 접촉면에 대향하여 위치되도록, 인서트를 공구 홀더의 소켓에 고정시킨다.
두 인접 평탄 접촉면 각각은 그 사이에 둔각을 형성하고, 각 평탄 면은 인서트 축선과, 위치하는 면에 의해 형성되는 접촉각보다 약간 큰 예각을 형성하며, 이에 의해 인서트와 수용 소켓의 내면 사이의 초기 접촉은 턱 상단에 인접하여 발생하며, 상기 턱 상단은 상부에 위치하는 벽 내측으로 가압되며, 이때 인서트는 고정 나사에 의해서 위치 고정된다.
상기 장치에 있어서 또한, 토크-저항 능력은 제한되며, 이는 특히, 인서트와 수용 소켓의 접촉면이 제한되기 때문이며, 이하에서 정의되는 압력각이 90˚에 가깝기 때문이다.
따라서, 비교적 많은 선택 위치를 허용하면서 상당한 토크에 대향하기 위하여 적합하게 배향된 접촉면을 제공하는 원형 또는 다각형 절삭 날을 갖는 커팅 인서트가 요구된다. 또한, 그러한 커팅 인서트를 장착하기 위한 공구 홀더가 요구된다.
본 발명은 커팅 툴(cutting tool; 절삭 공구)에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 둥근형 또는 다각형 절삭 날(cutting edge)을 가지는 선택성(indexable) 커팅 인서트 및 이를 위한 공구 홀더(holder)에 관한 것이다.
도 1a는 본 발명의 설명에 따라 작동되고 구성되며, 둥근 절삭 날을 갖는 커팅 인서트의 제 1 실시예의 사시도.
도 1b는 도 1a의 커팅 인서트의 측면도.
도 1c는 도 1a의 커팅 인서트의 측단면도.
도 1d는 도 1b의 선(Ⅰ-Ⅰ)을 따라 자른 상부측 부분단면도.
도 1e는 도 1a의 커팅 인서트의 평면도.
도 2a는 상세한 설명에서 언급되는 특정한 각에 대한 정의를 도시하는, 본 발명의 설명에 따른 기하학적 창성 세그먼트를 개략적으로 도시한 도면.
도 2b는 본 발명의 설명에 따라 작동하고 구성되는 커팅 인서트 횡단면의 기하학적 형상, 즉, 도 2a의 창성 세그먼트를 회전 반복하여 생성되는 기하학적 형상을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 설명에 따라 작동하고 구성되며, 공구 홀더의 포켓에 장착된 도 1a의 커팅 인서트 4 개를 포함하는 공작기계 절삭기를 부분적으로 덮힌 상태로 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 공구 홀더의 포켓 중 하나의 확대 사시도.
도 5는 도 4의 포켓 내의 도 1a의 커팅 인서트의 접촉부 기하학적 형상을 도시하는 수평 단면도.
도 6은 도 1a의 커팅 인서트와 도 4의 포켓의 접촉면 중 하나 사이의 양호한 접촉 기하학적 형상을 도시한 부분 수직 단면도.
도 7은 본 발명의 설명에 따라 작동하고 구성되며, 다각형 절삭 날을 갖는 커팅 인서트의 제 2 실시예의 저면도.
도 8은 본 발명의 설명에 따른 인서트의 융기부의 갯수의 함수로서, 지지 면에 작용하는 압력 변화를 도시한 도면.
본 발명은 큰 토크에 대향하기 위한 접촉면을 제공하도록 형성된 외주 플랭크(flank)면을 가지는 둥근형 및 다각형 커팅 인서트와, 그에 대응하는 공구 홀더를 제공한다.
본 발명의 선택성 인서트는 조정된 인서트와 단일한 치수와 형상의 공구 홀더에 사용하기 위한 대응 공구 홀더 어댑터 세트의 일부를 형성할 수도 있다. 본 발명의 인서트와 수용 소켓은, 밀링 절삭기, 브로우치, 터닝 공구 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 많은 응용분야에서 높은 가치를 지닌다.
본 발명의 둥근형 또는 다각형 인서트는 임의의 선택 위치에서 수용 소켓에 확고하고 정밀하게 고정될 수도 있으며, 이에 의해 이들 사이에 전달되는 비교적 큰 토크에 저항하기 위한 수용 소켓에 인서트를 연결시킨다. 인서트는 비교적 많은 선택 부위를 갖더라도, 상기 인서트의 임의의 선택 위치에서, 수용 소켓의 대응하는 접촉면과 맞물릴 때 비교적 작은 압력각을 갖도록 구조적으로 규정된다.
일 실시예에 있어서, 본 발명은 복수의 불연속 지지면을 갖는 선택가능한 인서트를 제공하며, 이들 중 셋은 동시에 사용된다.
또한, 본 발명은 많은 선택 위치에서 선택성 인서트를 수용하기 위해 구성되고 구조되는 수용 소켓을 가진 공작기계를 제공하며, 동시에 강력한 작업 토크 하에서 구조적 원상태(integrity)를 유지할 수 있다.
본 발명의 설명에 따르면, 절삭 날에 의해 경계지는 상부면과, 베이스와, 외주 플랭크면 및, 중심축을 가지는 커팅 인서트가 제공되며, 상기 외주 플랭크면은, 상부면에 인접하고 중심축에 수직인 커팅 인서트의 제 1 단면이 등각등변 형태를 나타내고, 베이스면에 인접한 점에서 중심축에 수직인 커팅 인서트의 제 2 단면이 n-꼭지점-별모양 기하학적 형상을 나타내도록 형성되며, 여기에서 n은 3 이상이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 외주 플랭크면은 상기 제 1 단면이 원형을 나타내도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 외주 플랭크면은 상기 제 1 단면이 다각형을 나타내도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, n은 5 이상이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, n은 8 이상이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, n-꼭지점-별모양 기하학적 형상은 복수의 공-선형(co-linear) 접촉면을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, n-꼭지점-별모양 기하학적 형상은 수직한 접촉면을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, n-꼭지점-별모양 단면 기하학적 형상은 베이스 근처로부터 커팅 인서트 높이의 약 8분의 1까지 연장한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, n-꼭지점-별모양 단면 기하학적 형상은 베이스 근처로부터 커팅 인서트 높이의 약 4분의 1까지 연장한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 외주 플랭크면은 추가적으로, 절삭 날에 인접하고 그로부터 아래로 커팅 인서트 높이의 약 10분의 1 이상 연장하는 여유 플랭크면 부위를 갖도록 형성되며, 상기 여유 플랭크면 부위는 일정한 상대적 단면 기하학적 형상을 가진다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 외주 플랭크면은 추가적으로, 채널(channel)의 깊이가 여유 플랭크면 부위를 향하여 점진적으로 감소하는 천이 플랭크면 부위를 갖도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 천이 플랭크면 부위는 커팅 인서트 높이의 약 3분의 1 이상 연장한다.
또한, 본 발명의 설명에 따르면, (a) 상기 커팅 인서트와, (b) 상기 커팅 인서트를 수용하기 위한 하나 이상의 포켓을 가지는 공구 홀더를 포함하는, 절삭 공구 조립체가 제공되며, 상기 포켓은 베이스를 지지하기 위한 베이스 접촉면과, 커팅 인서트에 작용되는 토크에 대항하도록 n-꼭지점-별모양 기하학적 형상에 의해 제공되는 각이격된 면을 접촉시키기 위해 위치하는 둘 이상의 측면 접촉면을 갖도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 둘 이상의 측면 접촉면은 두 개의 수직한 면을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 둘 이상의 측면 접촉면은 두 공면적인(co-planar) 면을 포함하는 셋 이상의 접촉면으로서 공급된다.
또한, 본 발명의 설명에 따르면, 절삭 날에 의해 경계지는 상부면과, 베이스와, 외주 플랭크면 및 중심축을 가지는 절삭인서트가 제공되며, 상기 외주 플랭크면은, 상부면에 인접하고 중심축에 수직인 커팅 인서트의 제 1 단면이 비리세스 형태에 의해 경계지며, 베이스면에 인접한 점에서 중심축에 수직인 커팅 인서트의 제 2 단면이 n-겹 회전 대칭을 나타내도록 형성되며, 여기에서 n은 5 이상이며, 제 2 단면은 중심축 둘레의 토크에 대항하기 위한 접촉면을 제공하기 위한 리세스 외형을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, n은 8이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 리세스 외형은 돌출 융기부(ridge) 사이의 채널로서 공급된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 채널은 셰브론(chevron)형 단면을 가진다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 채널의 면은 복수의 공-선형 접촉면을 제공하도록 각이 이루어 진다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 채널의 면은 수직한 접촉면을 제공하도록 각이 이루어 진다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 채널은 베이스 근처로부터 커팅 인서트 높이의 약 8분의 1 이상 연장한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 채널은 베이스 근처로부터 커팅 인서트 높이의 약 4분의 1 이상 연장한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 외주 플랭크면은 추가적으로, 절삭 날에 인접하고 그로부터 아래로 커팅 인서트 높이의 약 10분의 1 이상 연장하는 여유 플랭크면 부위를 갖도록 형성되며, 상기 여유 플랭크면 부위는 모든 점에서 중심축에 수직한 일정한 단면의 기하학적 형상을 가진다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 외주 플랭크면은 추가적으로, 채널의 깊이가 상기 여유 플랭크면 부위를 향하여 점진적으로 감소하는 천이 플랭크면 부위를 갖도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 천이 플랭크면 부위는 커팅 인서트 높이의 약 3분의 1 이상 연장한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 절삭 날은 둥근형이다.
또한, 본 발명의 설명에 따르면, (a) 상기 커팅 인서트와, (b) 상기 커팅 인서트를 수용하기 위한 하나 이상의 포켓을 가지는 공구 홀더를 포함하는, 절삭 공구 조립체가 제공되며, 상기 포켓은 베이스를 지지하기 위한 베이스 접촉면과, 커팅 인서트에 작용하는 토크에 대항하기 위한 리세스된 외형에 의해 제공되는 각이격된 면을 접촉시키기 위해 위치하는 둘 이상의 측면 접촉면을 갖도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 둘 이상의 측면 접촉면은 두 개의 수직한 면을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 둘 이상의 측면 접촉면은 두 공면적인 면을 포함하는 셋 이상의 측면 접촉면으로서 공급된다.
또한, 본 발명의 설명에 따르면, 원형 또는 다각형 절삭 날과 복수의 각이격된 셰브론형 외주 플랭크면 컷-아웃(cut-out)을 가지는 커팅 인서트를 수용하기 위한 공구 홀더가 제공되며, 상기 공구 홀더는 하나 이상의 인서트 수용 포켓을 포함하며, 상기 포켓은 커팅 인서트를 지지하기 위한 베이스와, 커팅 인서트에 작용하는 토크에 대항하기 위해서 두 개의 셰브론형 외주 플랭크면 컷-아웃 면을 접촉시키기 위해 위치하는 둘 이상의 측면 접촉면과, 상기 측면 접촉면에 대향하여 커팅 인서트를 일시적으로 고정하기 위한 수단을 가진다.
본 발명은 큰 토크에 대항하기 위한 접촉면을 제공하도록 형성된 외주 플랭크면을 가진 둥근형 및 다각형 커팅 인서트 및, 대응하는 공구 홀더를 제공한다.
본 발명에 따른 커팅 인서트 및 대응하는 공구 홀더의 원리 및 작동은 도면 및 상세한 설명을 참조하여 쉽게 이해될 수 있다.
도면을 참조하면, 도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 설명에 따라 작동하고 구성되는 커팅 인서트의 제 1 실시예를 도시하며, 이는 도면 부호 10으로 지시된다.
본 발명의 특징을 명확히 하기 위해서, 상기 인서트 또는 공구 홀더의 접촉면의 "압력각"에 부호가 부여된다. 명세서 및 청구범위에 사용되는 "압력각"은 인서트의 자리면에 평행하게 측정된 것으로서, 인서트의 최외측 토크전달 지지면, 즉, 수용 소켓의 대응하는 접촉면의 접선과, 동일한 면을 관통하는 인서트 축으로부터 반경방향 선 사이의 각으로 정의된다. 이들 지지/접촉면에서 소켓과 인서트 사이의 압력에 의해 발생하는 힘은, 인서트 반경과 상기 힘의 벡터곱과 같은 값의 토크를 생성한다. 따라서, 상기 토크는 압력각의 코사인값에 정비례한다.
개괄적으로, 커팅 인서트(10)는 절삭 날(14)에 의해 경계지는 상부면(12)과, 베이스(16) 및, 외주 플랭크면(18)을 가진다. 외주 플랭크면(18)의 형상은 커팅 인서트(10)의 높이를 따라 변화한다. 외주 플랭크면(18)의 정상 근처에서는, 절삭 날(14)을 지지하기 위해 절삭 날의 둥근형 또는 다각형 기하학적 형상과 동일형상이 된다. 커팅 인서트(10) 하부에서는, 외주 플랭크면(18)은 절삭 날의 종래의 기하학적 형상에 의해 제공되는 것보다 상당히 작은 압력각을 가지는 횡단 지지면을 제공하도록 형성된다. 적합하게는, 이들 횡단 지지면은 채널과 같은, 가장 적합하게는, 셰브론형 채널과 같은 리세스된 외형에 의해 형성된다. 후자의 경우 n-꼭지점-별모양과 흡사한 저부 단면의 기하학적 형상을 이룬다.
명세서 및 청구범위에 사용된 "n-꼭지점-별모양"이란 표현은 내측으로 뾰족한 셰브론형 즉, "V형"에 의해서 그 최근접 이웃과 결합되는, n 개의 최외측 꼭지점을 가지는 회전 대칭적 형상을 가리킨다. 5-꼭지점-별모양의 예가 도 2b에 도시되어 있다. 본 발명의 적합한 실시예에서의 저부 외주 플랭크면은, 꼭지점 및/또는 셰브론형 베이스가 평탄형일 수도 있으므로, "근접하게" 또는 "실질적으로" n-꼭지점-별모양 기하학적 형상을 가지는 것으로서 기술되며, 이하 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 회전 대칭적 절삭 날을 가지는 광범위한 커팅 인서트에 적용가능하다. "회전-대칭적"이라는 용어는 명세서 및 청구범위에서, 둘 이상의 비등가 부분적 회전 하에서 변화하지 않는 형상을 가리키기 위해 사용된다. 이처럼 정의된 상기 용어는 삼각 이상의 정다각 형태를 포함하며, 직선형 측면일 수도 있고 직선이나 곡선 세그먼트의 더욱 복잡한 조합으로 이루어질 수도 있다. 또한 상기 용어는 원형을 포함한다. 또한, 기본 형상에 반복적 패턴이 부가되는, 상기 형상의 변형도 포함한다. 상기 패턴의 예는 톱니형 및 부채꼴 또는 웨이브형 절삭 날을 포함한다.
회전 대칭적 기하학적 형상 또는 n-꼭지점-별모양 기하학적 형상 중 어느 것도 반사 대칭을 의미하지 않는다. 특정 절삭 작업이 초기에 일방향으로 토크를 발생시키는 경우에, 본 발명의 구조는 초기 토그 성분에 대향하기 위한 더 작은 압력각을 가진 접촉면을 가지도록 비대칭적으로 구성될 수도 있다. 그러나, 본 발명은, 중심축에 대하여 양측에서 토크에 대항하기 위한 대칭적인 실시예를 예로 들어 설명된다.
명세서 및 청구범위 전체를 통하여 인서트의 중심축이 언급된다. 문제의 축은 절삭 날이 그를 중심으로 회전 대칭을 보이는 축이다. 또한, 인서트의 "정상" 및 "저부"가 언급된다. 이러한 언급이 나타나는 곳에서는, 인서트는 그 베이스가 아래를 향하도록 장착되어 그 절삭 날이 위를 향하며, 그 축이 수직한 것으로 가정한다.
삼각 또는 사각 인서트의 경우에 있어서, 본 발명의 설계는 특히 큰 토크가 발생하는 절삭작업을 위하여 최적화된 지지면을 제공한다.
많은 측면을 가진 절삭 날의 경우에, 또는 적은 수의 측면을 가질지라도 볼록하게 만곡된 절삭 날이 사용되는 경우에, 종래의 기하학적 형상의 절삭 날은 절삭력으로부터 발생하는 큰 토크에 대향하기에 적합한 면을 제공하지 않는다. 이 경우에, 본 발명의 커팅 인서트는 특히 유용하며, 종래기술에 의해 제공되는 것보다 훨씬 작은 압력각 접촉면을 제공한다.
명세서 및 청구범위에서, 리세스된 또는 비리세스된 형상이 언급된다. "리세스"라는 용어는 명세서 및 청구범위에서 오목한 또는 공동을 생성하는, 면이나 형상의 일부를 가리킨다. 더욱 상세하게는, 리세스는 형상이나 면의 인접한 부분들을 연결시키는 가상의 직선 안쪽에 놓인, 형상이나 면의 일부일 수도 있다. 역으로, 어느 점에서도 상기와 같이 정의된 리세스를 갖지 않는 형상은 "비리세스된" 형상으로 명명된다. 따라서, n-꼭지점-별모양의 셰브론은 상기 정의된 "리세스"를 구성하며, 반면에 정다각형은 비리세스된 형상으로 분류된다.
더욱 상세하게 커팅 인서트(10)의 특징을 살펴보면, 본 실시예에 있어서, 상부면 즉 "레이크(rake; 12)"는, 안쪽으로 경사지고 외측 가장자리에서 절삭 날(14)과 접경하는 외주 원환부(20)와, 평탄하고 커팅 인서트(10)의 축선에 수직한 내측 원환부(22)를 가진다.
상부면(12)은 톱니자국(indentation)이나 융기부(ridge)의 패턴과 같은 칩(chip) 제어 특징부를 추가적으로 가질 수도 있다. 그러한 예 중 하나가 도 1e에 도시되어 있다.
도 1c에 명백히 도시한 바와 같이, 내측 원환부(22)는 안쪽끝에서 중심 표준 소위 "부분 원통형" 보어(26)의 원통형 연장부(24)와 교차하며, 이는 도시하지 않은 표준 카운터 싱크형(counter sunk) 고정 나사의 통로로 사용된다. 커팅 인서트(10)를 공구 홀더에 고정하는데 사용되는 특정 고정 기술은 본질적으로 본 발명의 일부를 구성하지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 한도내에서 임의의 다른 고정 기술에 따른 변화가 가해질 수도 있다.
외주 플랭크면(18)을 살펴보면, 본 발명의 적합한 실시예의 특징 중 하나는, 외주 플랭크면(18)은, 상부면(12)에 인접하고 중심축에 수직한 커팅 인서트의 제 1 단면이 비리세스된 형상에 의해서 경계지고, 베이스(16)에 인접한 곳에서 중심축에 수직한 커팅 인서트의 제 2 단면은 n-겹 회전 대칭을 나타내며 중심축 둘레의 토크에 대향하기 위한 접촉면을 제공하기 위한 리세스 외형을 포함하도록 형성된다는 점이다.
이를 위해서, 외주 플랭크면(18)은 커팅 인서트(10)의 높이를 따라서 최소 둘 이상, 통상적으로는 세 개의 부위로 세분될 수도 있다. 절삭 날(14)에 인접한 제 1 부위는 여유 플랭크면(28)을 나타내며, 비리세스된 단면 윤곽을 가진다. 외주 플랭크면(18)의 저부는 중심축 둘레의 토크에 대향하는 접촉면을 가지는 리세스된 외형을 제공하는 리브드(ribbed) 플랭크면(30)을 구성한다. 여유 플랭크면(28)과 리브드 플랭크면(30)은, 상기 두 가지 형태 사이에서 점진적 천이를 제공하는 천이 플랭크면 부위(32)에 의해서 양호하게 연결되며, 이하에서 설명한다.
여유 플랭크면(28)은 사용되는 절삭 날의 기하학적 형상에 형태적으로 대응한다. 따라서, 커팅 인서트(10)에 있어서, 여유 플랭크면(28)은 도시된 원형의 절삭 날에 대응하여, 원형 단면을 가지는 원추대 형태를 가진다. 따라서, 여유 플랭크면(28)은 모든 높이에서 중심축에 대하여 수직한, 실질적으로 일정한 단면의 기하학적 형상을 가지는 것으로 설명될 수도 있으나, 상기 기하학적 형상의 직경은 높이를 따라서 다소 변화할 수도 있다. 여유 플랭크면(28)은 양호하게는 절삭 날로부터 아래로 커팅 인서트(10) 높이의 약 10분의 1 이상 연장한다.
여유 플랭크면(28)은 전형적으로 커팅 인서트(10) 중심축에 대하여 예각(Ψ)만큼 경사진다. 상기 각(Ψ)은 통상적으로 인서트의 "주 표준 여유각"을 나타내며 양호하게는 약 20˚미만이며 전형적으로는 약 7˚이다. 부(negative) 인서트의 경우, Ψ는 0˚일 수도 있으며 여유 플랭크면(28)은 원통형이 된다.
리브드 플랭크면(30)의 특징을 더욱 상세히 살펴보면, 이것은 양호하게는, 돌출 융기부(34) 사이에 채널(32)이 형성된 각추대형 리브드 면으로서 공급된다. 채널(34)은 양호하게는 셰브론형 단면을 가진다.
리브드 플랭크면(30)은 베이스(16)로부터 도 1b에서 평면(Ⅰ-Ⅰ)으로 도시된 인서트 축에 수직한 평면에까지 연장한다. 리브드 플랭크면(30)은 양호하게는, 커팅 인서트 높이의 약 8분의 1 이상, 전형적으로는 약 4분의 1 이상 연장한다. 천이 플랭크면(32)의 설계에 의존하여, 리브드 플랭크면(30)은 외주 플랭크면(18) 높이의 대부분을 따라서 연장할 수도 있다.
리브드 플랭크면(30)은, 평탄하고 대향하여 경사진 한 쌍의 측면 접촉면(38)에 매끄럽게 연결되는 꼭지(crest; 36)를 각각 가지는 "n" 개의 융기부(34)를 가지는 것으로 생각할 수 있다. 인접 융기부의 합류점에서, 인접 접촉면(38)은 매끄러운 뿌리부위(40)에서 교차한다. 융기부의 갯수는 인서트의 유용한 선택 위치의 갯수와 일치한다. 원형 절삭 날에 있어서, n은 양호하게는 5 이상이며, 전형적으로는 8 이상이다.
도 2a 및 도 2b를 간단히 살펴보면, 이들 도면은 n=5인 경우를 도시한 것으로서, 리브드 플랭크면(30)의 단면이, 양분하는 반경의 양측에 대칭적인 다리를 가지는 도 2a의 오목한 셰브론형 "창성 세그먼트"를 n-1 회 회전 반복시킴으로써 규정되는 도 2b의 n-꼭지점 별모양으로 되는 것을 도시한다. 상기 창성 세그먼트는 360˚/n인 중심 피치각(β)에 대응한다.
이하에서 설명되듯이, 커팅 인서트(10)의 적합한 실시예의 특징 중 하나는, 두 개의 이격된 접촉면(38)이 공면적이라는 점이다. 간단한 예에 있어서, 이것은 창성 세그먼트의 대칭적인 다리가 양분 반경에 대하여 {90˚-β/2}인 각(γ)을 형성하는 것을 확보함으로써 수행될 수도 있다. 대응하는 압력각(α)은 {90˚-β}이다. 따라서, 여덟 개의 모서리를 갖는 경우를 도시한 실시예에 있어서, α=45˚, β=45˚, γ=67.5˚이다. 더 많은 모서리가 사용되는 경우에, 공면적인 평면은 둘 이상의 이격된 융기부일 수도 있다.
커팅 인서트(10)의 적합한 실시예의 다른 특징 중 하나는, 두 개의 이격된 접촉면(38)이 축선에 수직한 커팅 인서트(10)의 단면과 수직하게 교차한다는 점이다. 상기 접촉면은 리브드 플랭크면(30)의 테이퍼에 의해서 수직한 것으로부터 변형될 수도 있다. 그러나, 설명의 편의를 위해서, 이러한 면은 "수직한 접촉면"으로 언급한다. 이러한 필요조건은 단순 기하학적 조건에 의해서 규정될 수도 있으며, 예를 들어, 상기 여덟 개의 모서리를 가진 실시예의 각에 의해서 제공된다. 더우기, n이 4의 배수인 경우라면 최소한 수 개의 상호 수직한 접촉면이 존재한다.
적합한 실시예에 있어서, 리브드 플랭크면(30)은 이상적으로는 다각추형이며, 그 중에서도 특히, 모든 측면 접촉면(38)이 커팅 인서트(10) 축에 대하여 동일한 각(η)을 형성하는 것을 의미하며, 도 1b에 도시한 바와 같다. 그 직접적인 결과로서, 각 융기부(36)와 조합되는 여러 쌍의 측면(38) 사이 교차부의 가상의 직선은, 상기 정의된 바와 같은 이상적인 별모양 다각형 윤곽 단면의 정렬된 모서리를 관통하며, φ=arc tan[sin(α)tan(η)]으로 주어지는 α와 η의 함수인, 베이스의 수선에 대하여 대응하는 각(φ)을 형성한다. 상기 각(φ)은 최상단 여유 플랭크면 부위(20c)에 대한 여유각(ψ) 미만이 된다. 압력각(α)이 90˚보다 작을 경우에, φ>η이 된다. 당연히, 모든 이상적인 별모양 다각형 윤곽 단면은 상호 유사하며, 즉, 단순한 치수변화에 의해 다른 하나로부터 얻을 수 있다.
도 1d는 도 1b의 평면(Ⅰ-Ⅰ) 상의 단면에서의, 즉, 리브드 플랭크면(30)과 천이 플랭크면(32) 사이의 교차부에서의 리브드 플랭크면(30)을 도시한다. 리브드 플랭크면(30)의 별모양 다각형 윤곽은 융기부(36) 및 크로치(crotch; 40)가 절두되고 그리고/또는 둥글게 끝처리된다는 점에서 이상적인 형상으로부터 변형되어 있다. 실제로, 최저부 본체부위의 모든 수평면 상의 모든 별모양 다가형 윤곽은 전형적으로 동일하게 변형되며, 즉, 도 1b에 도시한 바와 같이 일정한 폭을 가지는 융기부 및 뿌리부위를 생성하기 위해 동일한 폭의 모따기된 챔퍼(chamfer)를 갖도록 절두되는 융기부(36) 및 크로치(40)를 가진다. 결과적으로, 적합한 실시예에 있어서, 변형된 별모양 윤곽은 엄격하게 말해서 유클리드 기하학의 관점에서 유사하지 않다. 융기부(36) 및 뿌리부위(40)가 그들 각각의 길이를 따라서 일정한 폭을 가지므로, 이들은 측면 접촉면(38)의 교차부의 가상의 선인 베이스의 수선과 동일한 각(φ)을 형성한다.
뿌리부위(40)가 천이 플랭크면(32)의 개시와 함께 테이퍼진 면(42)으로 변형함에 따라, 크로치 부위(40) 직근의 별모양 다각형 윤곽 부분은 점차적으로 소실된다. 한편, 융기부(36)가 스스로 여유 플랭크면(28)에 합류하는 여유 플랭크면(28)과 천이 플랭크면 부위(32)의 교차시까지, 융기부(36) 근처의 접촉면(38)의 기하학적 형상은 유지된다.
천이 플랭크면 부위(32)는 그 자체로, 테이퍼진 면(42)을 가진 리브드 플랭크면(30)의 리브드 부위의 연장부의 결합 또는 겹침으로부터 생성되며, 도 1c에 잘 도시되어 있다. 결과적으로, 천이 플랭크면 부위(32)는 외주 플랭크면(18) 내의 채널의 깊이가 여유 플랭크면(28)을 향하여 점진적으로 감소하는 점진적인 천이를 제공한다. 적합하게는, 천이 플랭크면 부위(32)는 커팅 인서트 높이의 약 3분의 1 이상 연장한다.
분말 야금 기술적인 이유 및 구조적 이유로 인해서, 테이퍼진 면(42)에 의해 경계지는 내측 부위에 의해서 절삭 날이 직접 지지되는 경우에, 테이퍼진 면(42)과 인서트 축선에 수직인 평면 사이에 형성되는 각은 약 60˚ 미만이 아니어야 한다. 그러나, 상기 각이 60˚를 초과하여 크게 증가되면, 절삭력으로부터 발생하는 저항 토크를 위해 사용되는 측면 접촉면(38)을 가지는 리브드 플랭크면(30)을 위해 유용한 높이 "h"를 심각하게 제한할 수 밖에 없으며, 이하 설명하는 바와 같다. 테이퍼진 면(42)의 상세한 형상은 상당히 변화할 수도 있다. 적합한 예는 원추대(즉, 둥근형) 또는 각추대(즉, 평면형) 세그먼트를 포함한다.
도 3 내지 도 6을 살펴보면, 공작기계 절삭기 즉 공구 홀더가 도시되어 있으며, 도면 부호 50으로 지시되며, 본 발명의 설명에 따라서 작동하고 구성되며, 인서트 수용 소켓 즉 포켓(52) 내에 장착되는 다수의 커팅 인서트(10)를 사용한다.
각 포켓(52)은 베이스를 지지하기 위해 베이스 접촉면(54)과, 커팅 인서트(10)에 의해 제공되는 각이격된 접촉면(38)을 접촉시키기 위해 위치하는 최소 두 개, 적합하게는 세 개의 측면 접촉면(56, 59, 60)을 갖도록 형성된다. 이들 측면 접촉면의 조합은 상당히 큰 토크를 구조적으로 저항할 수 있는 측면 지지/제한 시스템을 제공한다. 포켓(52) 측벽의 다른 부위는, 이들 면이 인서트를 간섭하지 않는 한, 편리한 임의의 형상 및 구조를 가질 수도 있다.
수용 소켓은 공구 홀더 또는, 공구 홀더에 임의의 적합한 방법으로 연결된 어댑터 부분의 필수적인 부분일 수도 있다. 후자의 경우, 단일 공구 홀더는 적합한 범위의 어댑터를 통하여 대응하는 범위의 선택성 인서트를 수용하도록 제작된다.
소켓(52)의 다른 특징은 도 5 및 도 6의 개략적인 단면도에 도시되어 있다. 소켓(52)은 통상적으로 직교하는 측벽(62, 64)을 가지며, 이는 벽(62)과 일체로 형성되는 측면 접촉면(56, 58)과 벽(64)과 일체로 형성되는 접촉면(60)을 가진다. 접촉면(56, 58, 60)은 적합하게는 인서트 수용 소켓(52)의 베이스(54)에 줄곧 연장하지 않는다. 이들의 최저부 테두리에서, 접촉면은 인서트로부터 경사진 리세스된 저부 내에서 접촉한다. 예로서, 도 5의 평면(Ⅵ-Ⅵ) 상의 단편적인 단면을 도시하는 도 6은, 측벽(62)의 공면적인 접촉면(58)의 최내측 및, 동일한 벽의 조합되는 리세스된 최저부 부위(68)를 도시한다.
측벽(62)의 두 개의 공면적인 접촉면, 즉 접촉면(58)의 최내측은 생략될 수도 있으며, 이는 나머지 접촉면(56, 60)이 유효한 측면 지지/제한 시스템을 완전하게 규정할 수 있기 때문이다.
또한 도 6에 예시된 바와 같이, 접촉면은 인서트 측면(25)의 경사에 어울리게 하는 방법으로 경사진 평면 상에 놓이며, 즉, 이들은 수용 소켓 단(platform)의 베이스의 수선과, 인서트 측면(38)에 의해 생성되는 각(η)과 동일한 각을 이룬다. 새로운 수용 소켓은, 인서트가 그 속하는 수용 소켓 내에 초기에 조립될 때, 접촉이 접촉면의 상부 부위에서 초기화되도록, 접촉면 경사각에 대하여 공차를 갖도록 제작된다. 이러한 면의 소성 변형시에, 초기 고정 동안의 대부분에, 접촉은 상부 부위로부터 전파되며, 점진적으로 접촉면 전체 면적을 포함한다. 이런 방법으로, 접촉면의 "족적(foot-print)"에 대응하는 지지면(38a)은, 접촉면의 깊이에 대응하는 깊이 "b"의 밴드의 형태로, 천이면 부위(32) 안으로 약 b/2 정도 연장하며 리브드 플랭크면(30)의 정상을 향하여 병렬된 속하는 측면(38)에 이루어진다.
공구 홀더(50)의 다른 여러 특징을 살펴본다. 도 4는 소켓(52)을 도시하며, 상기 소켓 내에서 베이스(54)는 중앙의 나사식 보어(72)를 가지며 평탄하다. 측벽(62)은 상기 공면적인 접촉면(56, 58), 리세스된 저부(66, 68) 및, 여유면(74)을 포함한다. 측벽(64)은 수직한 접촉면(60), 리세스된 저부(70) 및, 여유면(76)을 포함한다. 나사식 보어(72)는 관통 보어(26)가 고정 나사로 확고하게 고정된 수용 소켓 내에 위치할 때, 인서트의 관통 보어(26)로부터 미소하게 이격되어 있다. 이것은 인서트의 지지면이 수용 소켓의 대응하는 접촉면에 대향하여 편중되는 것을 보장한다.
도 1a를 살펴보면, 커팅 인서트(10)는 8 개의 선택 위치를 갖는 경우를 도시하고 있으며, 상부면(12)의 원환형 부위(22)에 대응하는 로마 숫자로써 나타내어 지며, 여덟 개의 회전 대칭적 융기부를 사용하여 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 소켓의 지지면과 소켓의 접촉면 상에 압력 응력을 과도하게 증가시키지 않는 한, 상당히 많은 선택 위치를 허용한다. 이하의 고려사항은 이러한 접촉 압력 응력이 융기부의 갯수를 따라 증가하는지를 보여준다.
도 5를 살펴보면, 커팅 인서트(10)의 인서트 지지면(38a)과 공구 홀더(50)의 수용 포켓(52)의 병렬된 최외측 접촉면(56) 사이에서 전달되는 지지력(Fb)은 작용 토크(M)를 발생시키는 절삭력으로부터 발생하며, 따라서,
Fb= M/(R cos(α)) (1)
이며, 여기에서 R은 접촉 지지면(38a)의 외측 외주에서의 평균 반경이고, α는 압력각이다.
지지면에 작용하는 합성 압력은
P = Fb/A (2)
이며, 여기에서 A는 지지면의 면적이고,
A = b ax (3)
이며, 여기에서 b 및 ax는 각각 실제 활동하는 지지면의 깊이 및 길이이다.
사이너스(sinus) 정리로부터,
x = R sin(β/2)/sin(π-α-β/2) (4)
이며, 여기에서 β는 두 인접한 융기부의 정상부를 관통하는 반경에 의해 형성되는 각이며, 즉, 도 2a 및 도 5의 창성 세그먼트에 의해 대응되는 바와 같이, 360˚/n인 중심 피치각(β)이다.
상기 α = 90˚-β로 부터, (5)
P = (M/R2ba)/(tan(β/2)/sin(β)이다. (6)
통상적인 설계에 있어서, 접촉 압력 응력은 가장 취약한 재료의 허용 응력 한계, 즉, 포켓 측면 상의 공구 강철의 내구한도를 넘지 않도록 수행된다. 식(6)으로부터, 압력은 두 가지 요소의 함수이며, 그 중 하나는 M/R2ba로서, M/ba가 반경에 의존하지 않는다면 R2에 반비례하며, 다른 하나는 "무차원 압력 응력"으로 명명될 수도 있으며, 즉, p = P/(M/R2ba) = 1/(tans(β/2)/sin(β)로서, β만의 함수이다. 상기에서와 같이, β는 n이 융기부의 갯수일 때 360˚/n이므로, 상기 무차원 압력 응력은 n의 함수이다. 도 8에 도시한 바와 같이 p(n)을 그래프 상에 나타내면, 지수함수적으로 증가하는 함수에 가깝다. 6-융기부 인서트에 대응하여 도시되는 최소값은 20-융기부 구조에서 약 열배 정도 증가한다. 나타난 바와 같이, 적합한 8-융기부 구조에서 압력 응력은 최소값으로부터 단지 50% 증가한다.
한편, 반경(R)이 증가할수록, 응력은 감소하며, 반경의 제곱에 반비례한다. 따라서, 반경을 3배 증가시키면, 응력은 32= 9의 요소 만큼 감소한다. 따라서, 반경(R)의 6-융기부 인서트의 응력이 허용될 수 있다면, 반경(3R)의 20-융기부 인서트는 동일한 응력을 발생한다. 따라서, 예를 들어, 6 모서리를 갖는 작은 인서트가 작용 응력 한계를 넘지 않으면, 인서트를 더 크게 제작하는 것은 9의 요소 만큼 응력을 감소시킨다. 따라서, 융기부의 갯수는, 3의 요소 만큼 인서트의 치수를 증가시킴으로써, 응력을 증가시키지 않으면서 6으로부터 20에까지 증가될 수 있으며, 상기 치수의 증가는 통상 주어진 적용상태에서 허용될 수 있다. 이들 고려사항은 적합하게는 20이 인서트 융기부의 갯수의 상한선이 됨을 보여준다.
도 7을 살펴보면, 커팅 인서트의 제 2 실시예를 도시하며, 도면 부호 80으로 지시되며, 본 발명의 설명에 따라서 작동하며 구성된다. 일반적으로, 커팅 인서트(80)는, 커팅 인서트(80)가 여덟 개의 선택성 절삭 날(84)을 가지는 다각형 절삭 날(82)을 특징으로 하는 것을 제외하고는, 절삭 날(10)과 유사하다. 상기 절삭 날은 8-융기부 플랭크면(86)과 결합되며, 상기 리브드 플랭크면(30)과 유사하다.
명백히, 이 경우에 여유 플랭크면(88)은 절삭 날(82)의 형상과 어울리는 다각형 형상을 가지며, 천이면 부위의 테이퍼진 면(90)은 적합하게는 각추대형이다.
본 발명의 두 실시예는 설명을 위해 기술된 것이며, 그 몇 가지 변형이 언급되었지만, 상기 실시예 및 상기 변형은 단순한 예에 불과하며 본 발명은 청구범위의 범주를 벗어나지 않는 한도 내에서 다른 많은 기계적 변형 및 응용으로서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 선택 위치의 갯수 및 인서트 플랭크면 융기부의 갯수는, 인서트와 수용 소켓의 치수비와 마찬가지로, 상당히 다양할 수도 있으며, 본 발명에 반하지 않는 면의 형상은 상당히 다양할 수도 있다.
상기 설명은 단지 예로서 제시된 것에 불과하며, 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않는 많은 다른 실시예가 가능하다.

Claims (31)

  1. 절삭 날에 의해서 경계지는 상부면과 베이스와 외주 플랭크면 및 중심축을 가지는 커팅 인서트에 있어서,
    상기 외주 플랭크면은, 상기 상부면에 인접하고 상기 중심축에 수직한 커팅 인서트의 제 1 단면이 등각등변 형태를 나타내고, 상기 베이스 면에 인접한 점에서 상기 중심축에 수직한 커팅 인서트의 제 2 단면이 n-꼭지점-별모양 기하학적 형상을 나타내도록 형성되고 여기에서 n은 3 이상인 커팅 인서트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 외주 플랭크면은 상기 제 1 단면이 원 형태를 나타내도록 형성된 커팅 인서트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 외주 플랭크면은 상기 제 1 단면이 다각 형태를 나타내도록 형성된 커팅 인서트.
  4. 제 1 항에 있어서, n은 5 이상인 커팅 인서트.
  5. 제 1 항에 있어서, n은 8 이상인 커팅 인서트.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 n-꼭지점-별모양 기하학적 형상은 복수의 공-선형(co-linear) 접촉면을 포함하는 커팅 인서트.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 n-꼭지점-별모양 기하학적 형상은 수직한 접촉면을 포함하는 커팅 인서트.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 n-꼭지점-별모양 단면의 기하학적 형상은 상기 베이스 근처로부터 커팅 인서트 높이의 약 8분의 1 이상 연장하는 커팅 인서트.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 n-꼭지점-별모양 단면의 기하학적 형상은 상기 베이스 근처로부터 커팅 인서트 높이의 약 4분의 1 이상 연장하는 커팅 인서트.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 외주 플랭크면은 추가적으로, 상기 절삭 날에 인접하고 그로부터 아래로 커팅 인서트 높이의 약 10분의 1 이상 연장하는 여유 플랭크면 부위를 갖도록 형성되며, 상기 여유 플랭크면 부위는 일정한 단면의 기하학적 형상을 가지는 커팅 인서트.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 외주 플랭크면은 추가적으로, 상기 채널의 깊이가 상기 여유 플랭크면 부위를 향하여 점진적으로 감소하는 천이 플랭크면 부위를 갖도록 형성되는 커팅 인서트.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 천이 플랭크면 부위는 커팅 인서트 높이의 최소한 약 3분의 1 이상 연장하는 커팅 인서트.
  13. 제 1 항의 커팅 인서트 및,
    상기 커팅 인서트를 수용하기 위한 하나 이상의 포켓을 가지는 공구 홀더를 포함하며,
    상기 포켓은 베이스를 지지하기 위한 베이스 접촉면과, 커팅 인서트에 작용하는 토크에 대향하도록 상기 n-꼭지점-별모양 기하학적 형상에 의해 제공되는 각이격된 면을 접촉시키기 위하여 위치되는 둘 이상의 측면 접촉면을 가지는 커팅 툴조립체.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 둘 이상의 측면 접촉면은 두 개의 수직한 면을 포함하는 커팅 툴 조립체.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 둘 이상의 측면 접촉면은 두 개의 공면적인 면을 포함하는 셋 이상의 측면 접촉면으로서 공급되는 커팅 툴 조립체.
  16. 절삭 날에 의해 경계지는 상부면과 베이스와 외주 플랭크면 및 중심축을 가지는 커팅 인서트에 있어서,
    상기 외주 플랭크면은, 상기 상부면에 인접하고 상기 중심축에 수직한 커팅 인서트의 제 1 단면이 비리세스된 형태에 의해 경계지고, 상기 베이스면에 인접한 점에서 상기 중심축에 수직한 커팅 인서트의 제 2 단면이 n-겹 회전 대칭을 나타내도록 형성되며, 여기에서 n은 5 이상이며,
    상기 제 2 단면은 상기 중심축 둘레의 토크에 대향하기 위한 접촉면을 제공하기 위한 리세스된 외형을 포함하는 커팅 인서트.
  17. 제 16 항에 있어서, n은 8인 커팅 인서트.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 리세스된 외형은 돌출 융기부 사이의 채널로서 공급되는 커팅 인서트.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 채널은 셰브론형 단면을 가지는 커팅 인서트.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 채널의 면은 복수의 공-선형 접촉면을 제공하도록 각이 이루어진 커팅 인서트.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 채널의 면은 수직한 접촉면을 제공하도록 각이 이루어진 커팅 인서트.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 채널은 상기 베이스 근처로부터 커팅 인서트 높이의 약 8분의 1 이상 연장하는 커팅 인서트.
  23. 제 18 항에 있어서, 상기 채널은 상기 베이스 근처로부터 커팅 인서트 높이의 약 4분의 1 이상 연장하는 커팅 인서트.
  24. 제 18 항에 있어서, 상기 외주 플랭크면은 추가적으로, 상기 절삭 날에 인접하고 그로부터 아래로 커팅 인서트 높이의 약 10분의 1 이상 연장하는 여유 플랭크면 부위를 갖도록 형성되며, 상기 여유 플랭크면 부위는 모든 점에서 상기 중심축에 수직하게 일정한 단면의 기하학적 형상을 가지는 커팅 인서트.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 외주 플랭크면은 추가적으로, 상기 채널의 깊이가 상기 여유 플랭크면 부위를 향하여 점진적으로 감소하는 천이 플랭크면 부위를 갖도록 형성되는 커팅 인서트.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 천이 플랭크면 부위는 커팅 인서트 높이의 약 3분의 1 이상 연장하는 커팅 인서트.
  27. 제 16 항에 있어서, 상기 절삭 날은 둥근형인 커팅 인서트.
  28. 제 16 항의 커팅 인서트 및,
    상기 커팅 인서트를 수용하기 위한 하나 이상의 포켓을 가지는 공구 홀더를 포함하며,
    상기 포켓은 상기 베이스를 지지하기 위한 베이스 접촉면과, 커팅 인서트에 작용하는 토크에 대향하기 위하여 상기 리세스된 외형에 의해서 제공되는 각이격된 면을 접촉시키기 위해 위치된 둘 이상의 측면 접촉면을 갖도록 형성되는 커팅 툴 조립체.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 둘 이상의 측면 접촉면은 두 개의 수직한 면을 포함하는 커팅 툴 조립체.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 둘 이상의 측면 접촉면은 두 공면적인 면을 포함하는 셋 이상의 측면 접촉면으로서 공급되는 커팅 툴 조립체.
  31. 원형 또는 다각형 절삭 날과 복수의 각이격된 셰브론형 외주 플랭크면 컷-아웃을 가지는 커팅 인서트를 수용하기 위한 공구 홀더에 있어서,
    상기 공구 홀더는 하나 이상의 인서트 수용 포켓을 포함하며,
    상기 포켓은 커팅 인서트를 지지하기 위한 베이스와, 커팅 인서트에 작용하는 토크에 대향하기 위해 두 개의 셰브론형 외주 플랭크면 컷-아웃의 면을 접촉시키기 위하여 위치되는 둘 이상의 측면 접촉면과, 상기 측면 접촉면에 대향하여 커팅 인서트를 일시적으로 잡아두는 수단을 가지는 공구 홀더.
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