KR20010012141A - 절삭 공구 및 그 삽입체 지지 카트리지 - Google Patents

Abstract

본 발명의 절삭 공구는 각각 삽입체 수납 카트리지(3)를 수용하도록 된 복수개의 리세스(7)가 형성된 주연면(8)을 갖는 절삭 공구 본체(2)를 포함한다. 각각의 카트리지(3)는 교차하는 제1 및 제2 측부면(25, 26)을 가지고, (이들 측부면 사이의) 가상의 이분면(27)은 측부면(25)과 결합되는 선행 카트리지부(17)와, 측부면(26)과 결합되는 후행 카트리지부(15)를 한정한다. 선행 카트리지부(17)는 칩 제거 벽(19)을 포함하고, 후행 카트리지부(15)는 주연면에 대하여 돌출되는 외주연 절삭날(5)을 갖는 절삭 삽입체(4)가 구비된 삽입체 수납 포켓(16)을 포함한다. 각 리세스는 주연면으로부터 멀어지면서 수렴하고 내부에 수납되어 결합되는 카트리지의 측부면(25, 26)들과 맞닿는 선행면 및 후행면(9, 10)을 갖는다. 양 측부면(25, 26)은 선행면 및 후행면(9, 10)과 동일 폭으로 연장된다. 인접한 카트리지들은 제1 카트리지의 후행면(20)이 제2 카트리지의 칩 제거 벽과 대체로 동일한 방향으로 인접 위치되어 단절되었지만 대체로 연속적인 칩 제거 벽이 제2 카트리지에 의해 지지되는 절삭 삽입체에 형성되도록 매우 조밀하게 수납된다.

Description

절삭 공구 및 그 삽입체 지지 카트리지{CUTTING TOOL AND INSERT BEARING CARTRIDGE THEREFOR}

도1에 도시된 출원인의 SDN-D315-12-10-4091 밀링 커터에 사용되는 삽입체 지지 카트리지는 가상의 이분면에 의해 칩 제거 벽이 구비되는 선행 카트리지부와 삽입체 수납 포켓이 구비되는 후행 카트리지부로 한정되는 한 쌍의 교차하는 측부면을 갖는다. 삽입체 수납 포켓은 결합되는 측부면과 대체로 평행한 포켓 기부 벽을 갖는다.

이러한 종래의 구성에 의해, 카트리지는 밀링 커터 본체의 주연면 내에 형성된 비교적 깊고 긴 리세스 내에 장착되어, 그 선행 및 후행 카트리지부는 전체적으로 주연면의 반경 방향 내측에 위치되고, 이로써 카트리지는 지지 비임에 의해 적당히 지지되고 칩 제거 공간을 충분히 갖게 된다. 도시된 바와 같이, 리세스는 후행 카트리지부가 결합되어 맞닿는 측부면과 동일한 치수를 갖는 직선의 후행면을 갖는다. 또한, 리세스는 선행 카트리지부가 결합되어 맞닿는 측부면보다 현저히 긴 활 형상의 선행면을 갖는데, 이 선행면은 측부면이 맞닿으며 해당 후행면과 인접한 내부와 필수 칩 제거 공간을 형성하는 외부를 갖는다.

상기 유형의 밀링 커터가 갖는 단점은, 250 ㎜ 직경의 밀링 커터가 14개의 유효 절삭날(Z=14로 표시됨)을 갖도록 인접 카트리지들 간의 피치가 제한된다는 것이다. 상기 유형의 밀링 커터가 갖는 다른 단점은, 비교적 고가인 밀링 커터 본체가 카트리지에 의해 양호하게 보호되지 않고 있으며, 지지 비임의 기부에서의 단면이 비교적 작기 때문에 절삭력을 흡수하기에 충분히 강하지 못하다는 점이다.

본 발명은 일반적으로 절삭 공구 및 그 삽입체 지지 카트리지(insert bearing cartridge)에 관한 것이다.

본 발명의 보다 나은 이해를 위해 그리고 본 발명이 어떻게 실제로 수행될 수 있는지를 보여주기 위해 다음의 첨부 도면을 참조하기로 한다.

도1은 종래의 밀링 커터의 측면도이다.

도2는 본 발명에 따른 밀링 슬로터의 사시도이다.

도3은 도2의 밀링 슬로터의 부분 확대 단부면도이다.

도4는 도2의 밀링 슬로터의 우측 삽입체 지지 카트리지의 사시도이다.

도5는 도4의 카트리지의 좌측면도이다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 각각 삽입체 수납 카트리지를 내부에 수납하도록 된 복수개의 리세스가 형성된 주연면을 갖는 절삭 공구 본체를 포함하고, 각각의 카트리지는 교차하는 제1 및 제2 측부면을 가지며, 제1 측부면과 제2 측부면의 사이는 가상의 이분면에 의해 제1 측부면과 결합되는 선행 카트리지부와 제2 측부면과 결합되는 후행 카트리지부로 한정되고, 상기 선행 카트리지부는 칩 제거 벽을 포함하고 상기 후행 카트리지부는 외주연 절삭날을 갖는 절삭 삽입체가 구비된 삽입체 수납 포켓을 포함하고, 각각의 리세스는 상기 주연면으로부터 멀어지면서 수렴하고 내부에 수납되어 결합되는 카트리지의 상기 측부면들과 맞닿는 선행면과 후행면을 갖고, 외주연 절삭날은 상기 주연면에 대하여 돌출된 절삭 공구에 있어서, 상기 제1 측부면은 상기 선행면과 대체로 동일 폭으로 연장되어 칩 제거 벽은 주연면과 대략 동일한 높이에 위치되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구가 제공된다.

이러한 구성에 의해, 삽입체 지지 카트리지는 양호하게 삽입체 지지 카트리지가 구비된 종래의 절삭 공구에 비해 절삭 공구의 삽입체들 간의 피치를 현저히 줄이도록 조밀하게 수납될 수 있어서, 동일한 직경의 커터에 비해 보다 효과적인 절삭날을 제공한다. 또한, 카트리지의 이와 같은 조밀한 수납은 절삭 공구 본체에 대체로 연속적인 차폐부를 형성하여, 절삭 공구 본체를 더욱 보호할 수 있다.

이와 같이 조밀한 수납은, 인접한 한 쌍의 카트리지의 표면이 대체로 동일한 방향으로 인접하게 하여, 한 쌍의 카트리지 중 하나에 의해 지지되는 삽입체에 단절되었지만 대체로 연속적인 칩 제거 벽을 형성함으로써 가능하다. 대체로 동일한 방향이면서 연속적인 표면은, 제1 삽입체 지지 카트리지의 칩 제거 벽과, 제2 삽입체 지지 카트리지의 상호 보완적인 칩 제거 벽을 포함하며, 이로써 인접한 카트리지들 사이의 피치가 작음에도 불구하고 절삭 공정 중에 칩 통로 공간이 충분히 제공될 수 있다.

상기 구성은, 정면 밀링 커터(face milling cutter) 및 외주연 밀링 커터(peripheral milling cutter)와 밀링 슬로터(milling slotter)를 포함한 회전식 밀링 커터와, 보링 바아(boring bar), 브로칭 절삭기(broaching cutter) 등을 포함하여 복수개의 삽입체 지지 카트리지를 사용하는 광범위한 절삭 공구에 쉽게 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 절삭 공구는 내장형 삽입체 지지 카트리지를 갖는 환형 절삭 공구를 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 교차하는 제1 및 제2 측부면을 가지며, 제1 측부면과 제2 측부면의 사이는 가상의 이분면에 의해 제1 측부면과 결합되는 선행 카트리지부와 제2 측부면과 결합되는 후행 카트리지부로 한정되고, 상기 선행 카트리지부는 칩 제거 벽을 포함하고 상기 후행 카트리지부는 상기 칩 제거 벽에 대체로 교차하는 포켓 기부 벽이 형성된 삽입체 수납 포켓을 포함하는 삽입체 지지 카트리지에 있어서, 상기 포켓 기부 벽은 상기 제2 측부면에 대하여 예각으로 경사진 것을 특징으로 하는 삽입체 지지 카트리지가 제공된다.

포켓 기부 벽과 제2 측부면 사이의 각도는 양호하게는 32도 이고, 32±15도 범위 내에 있다.

본 발명의 제3 태양에 따르면, 각각 교차하는 제1 및 제2 측부면을 갖는 복수개의 삽입체 지지 카트리지와 함께 사용되고, 각각 내부에 카트리지를 수납하도록 된 복수개의 리세스가 형성된 주연면을 가지며, 각 리세스는 주연면으로부터 멀어지면서 수렴하고 내부에 수납되어 결합되는 카트리지의 측부면들과 맞닿도록 된, 절삭 공구 본체에 있어서, 제1 측부면은 상기 선행면과 대체로 동일 폭으로 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 본체가 제공된다.

밀링 장치의 절삭 공구 본체의 경우, 제2 측부면이 양호하게는 제1 측부면과 동일한 길이이므로 절삭 공구 본체는 치부가 카트리지의 지지 비임으로 구성되는 톱니 바퀴의 형상을 취한다. 이러한 형태는 동일한 직경의 기존의 절삭 공구에 비해 지지 비임의 기부에서의 단면을 넓게 하여 큰 절삭력을 견딜 수 있다.

도면을 참조하면, 도2는 B 방향으로 종축(A)을 중심으로 회전 가능한 밀링 슬로터(1)를 도시한다. 밀링 슬로터(1)는 좌우측 삽입체 지지 카트리지(3A, 3B)가 교대로 끼워진 밀링 슬로터 본체(2)를 포함한다. 예를 들어, 본 출원인의 미국 특허 제5,207,538호에 설명 및 도시된 바와 같이, 카트리지(3)는 절삭 삽입체(4)를 해제 가능하게 수용하도록 되어 있다. 절삭 삽입체(4)의 각각은 외주연 절삭날(5)을 갖는다.

도3에 도시된 바와 같이, 카트리지(3)는 밀링 커터 본체(2)의 주연면(8) 내에 형성된 리세스(7) 내에 장착된다. 리세스(7)의 각각은 주연면(8)으로부터 멀어지면서 수렴하는 경사진 선행 지지면 및 후행 지지면(9, 10)을 갖는다. 선행 지지면(9)의 각각에는 카트리지(3)를 나사 고정시키기 위한 클램핑 나사(13)를 수납하기 위한 나사 구멍(11)이 구비되어 있다.

인접한 리세스(7)들은 외주연 둘레에 조밀하게 형성되어 있어서, 리세스들 사이에 형성되는 외주연 본체부(14)는 밀링 커터 본체(2)의 카트리지 지지부가 톱니 바퀴 형상을 취하도록 스프로킷(sprocket)과 같은 형상을 갖는다. 각각의 카트리지(3)는 절삭 삽입체(4)를 해제 가능하게 수납하는 삽입체 수납 포켓(16)이 구비된 후행 카트리지부(15)와, 주연면(8)으로부터 약간 돌출되는 칩 제거 벽(19)을 포함하는 선행 카트리지부(17)를 갖는다.

도시된 바와 같이, 카트리지(3)는 전방 카트리지의 후행면(20)이 인접한 후방 카트리지의 칩 제거 벽(19)과 대체로 동일한 방향이면서 연속적으로 위치되도록 외주연 둘레에 조밀하게 채워진다. 이로써 후행면(20)은 칩 제거 벽(19)과 함께, 단절되어 있지만 실질적으로는 연속적인 칩 제거 벽(21)을 형성하여 후방 카트리지에 의해 지지되는 절삭 삽입체(4)에 의해 절삭된 칩을 위한 통로 공간을 충분히 제공하는 상호 보완형 칩 제거 벽의 역할을 한다.

본 발명에 따른 250 ㎜ 직경의 밀링 커터는 출원인의 SDN-D315-12-10-4091 밀링 커터가 Z=14인 유효 절삭날인 데 반해 Z=18인 유효 절삭날을 갖는다.

도4와 도5는 좌우측 플랭크 벽(22, 23)과 수직한 제1 및 제2 측부면(25, 26)을 갖는 우측 카트리지(3B)를 도시하며, 측부면(25, 26)은 리세스(7) 내에 장착되었을 때 선행면 및 후행면(9, 10)과 대체로 동일 폭으로 연장된다.

도5에 도시된 바와 같이, 측부면(25, 26)들 사이에서 가상의 이분면(27)은 각각 삽입체 수납 포켓(16)과 칩 제거 벽(19)을 갖도록 형성된 후행 카트리지부와 선행 카트리지부(15, 17)를 한정한다.

도4에 도시된 바와 같이, 삽입체 수납 포켓(16)에는 기부 벽(28)과, 긴 지지벽(29)과, 전술한 절삭 삽입체를 지지하는 짧은 지지벽(31)이 형성되어 있다.

도5에 도시된 바와 같이, 기부 벽(28)은 칩 제거 벽(19)에 수직이며 측부면(26)에 대하여 32도의 각도(α)를 이룬다.

칩 제거 벽(19)은 후퇴면(receding surface, 32) 및 모따기 가공면(33)을 통해 측부면(25)에 연결되고, 기부 벽(28)은 면(34, 20, 35)을 통해 측부면(26)에 연결된다.

선행 카트리지부(17)에는 (도3을 참조하면) 클램핑 나사(13)가 관통 연장되는 관통 보어(37)가 형성되고, 기부 벽(28)에는 클램핑 나사가 나사 체결되어 절삭 삽입체를 삽입체 수납 포켓(16) 내에 고정시키기 위한 암나사 보어(38)가 형성된다.

측부면(25)에는 관통 보어(37)에 대하여 측면에 배치되는 한 쌍의 이격된 동일 평면 내의 인접면(39, 40)이 구비되고, 측부면(26)에는 평면 인접면(41)이 구비된다.

좌측 플랭크 벽(22)은 동일 방향으로 돌출되는 탭(43)을 갖는다.

본 발명은 제한된 개수의 실시예에 대하여 설명되었으나, 본 발명은 다양한 변경, 변형 및 다른 응용이 가능하다. 예를 들어, 카트리지는 칩 제거 벽(19)이 커터 본체 주연면의 약간 내측에 위치되도록 제조될 수 있다. 또한, 카트리지의 제1 및 제2 측부면을 변형시킬 수도 있다. 또한, 각도(α)는 32±15도의 범위 내에 있을 수 있다. 또한, 그 표면(20, 34)은 곡면 또는 많은 면을 가진 표면으로 형성될 수 있는데 이 경우에도 이들 표면은 연속적인 제거 벽(21)을 형성하는 데 기여한다.

Claims (10)

1. 각각 삽입체 수납 카트리지를 내부에 수납하도록 된 복수개의 리세스가 형성된 주연면을 갖는 절삭 공구 본체를 포함하고,

   각각의 카트리지는 교차하는 제1 및 제2 측부면을 가지며, 제1 측부면과 제2 측부면의 사이는 가상의 이분면에 의해 제1 측부면과 결합되는 선행 카트리지부와 제2 측부면과 결합되는 후행 카트리지부로 한정되고,

   상기 선행 카트리지부는 칩 제거 벽을 포함하고 상기 후행 카트리지부는 외주연 절삭날을 갖는 절삭 삽입체가 구비된 삽입체 수납 포켓을 포함하고,

   각각의 리세스는 상기 주연면으로부터 멀어지면서 수렴하고 내부에 수납되어 결합되어 카트리지의 상기 측부면들과 맞닿는 선행면 및 후행면을 갖고,

   외주연 절삭날은 상기 주연면에 대하여 돌출된 절삭 공구에 있어서,

   상기 제1 측부면은 상기 선행면과 대체로 동일한 폭으로 연장되어 칩 제거 벽이 주연면과 대략 동일한 높이에 위치되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
2. 제1항에 있어서, 인접한 제1 및 제2 카트리지는, 제1 카트리지의 후행면이 제2 카트리지의 칩 제거 벽과 대체로 동일한 방향으로 인접하게 위치되어 단절되었지만 대체로 연속적인 칩 제거 벽이 상기 제2 카트리지에 의해 지지되는 절삭 삽입체에 형성되도록, 조밀하게 수납되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 칩 제거 벽의 적어도 일부분은 상기 외부면으로부터 약간 돌출되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
4. 밀링 장치에 사용되는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 절삭 공구.
5. 각각의 카트리지는 교차하는 제1 및 제2 측부면을 가지며, 제1 측부면과 제2 측부면의 사이는 가상의 이분면에 의해 제1 측부면과 결합되는 선행 카트리지부와 제2 측부면과 결합되는 후행 카트리지부로 한정되고, 상기 선행 카트리지부는 칩 제거 벽을 포함하고 상기 후행 카트리지부는 상기 칩 제거 벽과 대체로 교차하는 포켓 기부 벽이 형성된 삽입체 수납 포켓을 포함하는 삽입체 지지 카트리지에 있어서,

   상기 포켓 기부 벽은 상기 제2 측부면에 대하여 예각으로 경사진 것을 특징으로 하는 삽입체 지지 카트리지.
6. 제5항에 있어서, 상기 포켓 기부 벽과 제2 측부면 사이의 각도는 약 32±15도의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 삽입체 지지 카트리지.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측부면은 대체로 상호 수직인 것을 특징으로 하는 삽입체 지지 카트리지.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 칩 제거 벽과 상기 포켓 기부 벽은 서로에 대해 대체로 수직인 것을 특징으로 하는 삽입체 지지 카트리지.
9. 각각 대체로 교차하는 측부면을 갖는 복수개의 삽입체 지지 카트리지에 사용되고,

   내부에 카트리지를 수용하도록 된 복수개의 리세스가 형성된 주연면을 가지며,

   각각의 리세스는 상기 주연면으로부터 멀어지면서 수렴하고 내부에 수납되어 결합되는 카트리지의 측부면들과 맞닿는 선행면 및 후행면을 갖는 절삭 공구 본체에 있어서,

   제1 측부면은 선행 표면과 대체로 동일한 폭으로 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 본체.
10. 제9항에 있어서, 상기 후행면 및 선행면은 대체로 상호 수직하며 상기 주연면에 대체로 수직인 방향에서 수렴하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 본체.