KR20030019222A - 칩제거기계가공용 툴 - Google Patents

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산드빅 악티에볼라그
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Abstract

본 발명은 인써트홀더(1; 101; 201), 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409) 뿐만 아니라, 인써트홀더(1; 101; 201)상에 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)를 클램핑시키기 위한 부재(18)를 포함하는 칩제거기계가공용 툴에 관한 것이다. 본 발명은 또한 별도로 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)에 관한 것이기도 하다.
본 발명에 따른 툴의 특징은, 인써트홀더(1; 101; 201)가 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)용 인써트시트를 형성하는 지지면(3; 103; 203)을 갖고, 상기 지지면(3; 103; 203)은 인써트홀더(1; 101; 201)의 제2기저면(Bp2)과 45°각도를 이룬다.

Description

칩제거기계가공용 툴 {TOOL FOR CHIP REMOVING MACHINING}
본 발명은 인써트홀더, 커팅인써트 뿐만 아니라 인써트홀더상에 커팅인써트를 클램핑시키는 부재를 포함하는 칩제거기계가공용 툴에 관한 것이다. 본 발명은또한 개별적으로 본 발명에 따른 툴에 포함되는 커팅인써트에 관한 것이다.
금속절삭기계가공용 커팅인써트를 클램핑하기 위한 장치는 SE-C-511 390에 공지되어 있다. 이와 관련하여, 실시예는 인써트시트와 맞닿도록 되어 있는 커팅인써트의 측면상의 홈(들) 뿐만 아니라 4개의 절삭날이 제공되는 커팅인써트를 나타내고, 이에 따라, 상기 홈은 인써트시트상의 융기부와 상호작동한다. 절삭날은 일반적으로 커팅인써트의 주평면에 위치된다.
나사절삭인써트는 US-A-5,004,379에 이미 알려져 있고, 이것은 4개의 에지부를 가짐에 따라, 상기 에지가 커팅인써트의 대칭적인 주평면에 위치된다. 커팅인써트는 또한 인써트시트와 맞닿도록 되어 있는 2개의 측면을 갖고, 따라서 커팅인써트는 원칙적으로 8개의 작용날을 가진다.
툴의 인써트홀더의 전방부와 후방부 사이의 경계면이 인써트홀더의 길이방향 중심축선에 대하여 45°기울어져 있는 툴이 WO 93/10929에 공지되어 있다. 경계면에는 융기된 티스(teeth)가 제공된다.
본 발명의 일차적인 목적은 툴이 사용자 친화적인 방식으로 외면 뿐만 아니라 내면 가공용으로 활용될 수 있는 상술된 종류의 툴 뿐만 아니라, 그와 관련된 커팅인써트를 설명하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 칩제거기계가공시, 커팅인써트의 인덱싱을 가능하게 하는 복수의 절삭날을 구비하는 커팅인써트로 인하여 툴/커팅인써트가 일반적으로 긴 사용수명을 가지도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 부속 인써트시트에서의 커팅인써트의 견고한 고정(anchorage)을 제공하는 것이다.
적어도 본 발명의 근본적인 목적은 후속하는 독립항에 주어진 특징을 구비한 툴/커팅인써트에 의하여 실현된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 부속항에 정의된다.
도 1은 본 발명에 따른 툴의 모든 예시적인 실시예에 원칙적으로 공통적일 수 있는 인써트홀더의 사시도,
도 2는 도 1에 따른 인써트홀더의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 커팅인써트의 제1실시예를 아래에서 본 사시도,
도 4는 도 3에 따른 커팅인써트를 아래에서 똑바로 본 도면,
도 5는 도 3 및 도 4에 따른 커팅인써트를 갖춘 본 발명에 따른 툴의 제1실시예의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 툴의 제2실시예의 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 툴의 제2실시예의 측면도,
도 8은 본 발명에 따른 커팅인써트의 제3실시예의 측면도,
도 9는 본 발명에 따른 툴의 제4실시예의 측면도,
도 10은 본 발명에 따라 툴에 포함되는 인써트홀더의 제2실시예의 사시도,
도 11은 본 발명에 따라 툴에 포함되는 인써트홀더의 제3실시예의 사시도,
도 12는 본 발명에 따른 절삭날 및 인써트홀더의 다양한 섹션들의 개략도로서, 이에 따라 절삭날의 다양한 섹션들이 실시될 수 있는 기계가공의 상이한 형식을 나타낸다.
※참조부호의 목록 ※
1; 101; 201인써트홀더
3; 103; 203지지면
5; 105; 205맞물림부재
7; 107; 207제1구멍
9; 109; 209; 309; 409커팅인써트
10; 110; 210; 310; 410핑거
11; 111; 211; 311; 411에지부
12; 112; 212; 312; 412절삭날
13; 113; 213; 313; 413칩면
14; 114; 214; 314; 414플랭크면
15접촉면
16카운터싱크
17제2구멍
18클램핑스크루
도 1에 예시된 인써트홀더(1)는 아래에 설명되는 본 발명의 모든 실시예에서 원칙적으로 공통적이다. 인써트홀더(1)는 샤프트부(2) 뿐만 아니라, 상이한 커팅인써트를 지니도록 된 인써트홀더(1)를 위한 인써트시트를 형성하는 지지면(3)을 포함한다. 도 1에는, 제1기저면(Bp1) 및 제2기저면(Bp2)이 도시되고, 이들은 서로 직각을 이룬다. 지지면(3)은 인써트홀더(1)의 제2기저면(Bp2)과 45°를 이루고, 이는 도 2에서 명백하게 알 수 있다. 이것은 지지면(3)이 타원형태가 되도록 한다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 지지면(3)에는, 90°의 중심각을 갖는 케이크의 쐐기형상섹션의 형태인 여러 개의 숄더부(5)(예시된 실시예에서는 4개)의 형태로 맞물림부재가 제공된다. 지지면(3)에는, 또한 제1나사구멍(7)이 후퇴되어, 상기 제1구멍(7)은 아래에서 알 수 있는 바와 같이, 커팅인써트용 클램핑스크루를 수용한다. 숄더부(5)는 제1구멍(7)에 대하여 대칭적으로 배치된다. 숄더부(5)는 커팅인써트상에 상보적으로 형성된 카운터싱크(countersinks)와 상호작동하는 기능을 갖는다. 이것은 아래에 더 상세하게 설명된다.
도 2에는, 인써트홀더(1)가 평면도로 도시되고, 이에 따라 제2기저면(Bp2)이점선으로 도시된다. 지지면(3)이 제2기저면(Bp2)과 이루는 45°각도가 도 2에 도시된다.
도 3 및 도 4에 예시된 커팅인써트(9)는 4개의 핑거(10)로 이루어지고, 이들 각각은 에지부(11)를 가지고 있다. 각각의 에지부(11)는 절삭날(12), 칩면(13) 뿐만 아니라, 플랭크면(14)을 포함한다. 커팅인써트(9)는 또한 커팅인써트(9)를 클램핑하는데 사용되는, 중앙에 위치되는 제2구멍(17)을 갖는다. 절삭날(12)이 직선임에 따라, 절삭날(12) 뿐만 아니라 부속 칩면(13)을 포함하는 평면(P1)은 대개 제2구멍(17)의 중심을 통하여 연장하고, 또한, 평면(P1)은 제2구멍(17)의 축선방향으로 연장한다. 이것은 도 4에서 더 명백하게 알 수 있는데, 여기서 P1은 쇄선으로 표시되어 도 4의 지면에 수직하게 연장한다. 커팅인써트(9)는 또한 인써트홀더(1)상의 커팅인써트(9)의 장착된 위치내에 인써트홀더(1)의 인써트시트의 지지면(3)의 숄더부(5)를 수용하도록 되어 있는 4개의 카운터싱크(16)가 제공되는 접촉면(15)을 갖고, 즉 지지면(3) 및 접촉면(15)이 상보적으로 형성된다. 지지면(3) 및 접촉면(15)을 살펴보면, 커팅인써트(9)가 인써트홀더(1)상의 4개의 상이한 위치에서 인덱싱될 수 있음을 알 수 있다.
도 5에 예시된 본 발명에 따른 툴은 인써트홀더(1), 커팅인써트(9)를 포함하고 또한 커팅인써트(9)내의 중앙에 위치된 제2구멍(17)을 통하여 연장하고, 인써트홀더(1)의 제1구멍(7)에 고정되는 클램핑스크루(18)를 포함한다. 커팅인써트(9)는 4개의 핑거(10)를 갖고, 이들은 일반적으로 인써트홀더(1)를 향하는 방향으로 뒷쪽으로 비스듬하게 연장한다.
도 6에 예시된 본 발명에 따른 툴은, 원칙적으로 인써트홀더(1)와 함께 커팅인써트(9)의 대응하는 지면(15)에 해당하는 인써트시트의 지지면(3)과 맞닿는 표면을 갖는 커팅인써트(109)를 포함한다. 커팅인써트(109)는 또한, 4개의 핑거(110)를 갖는데, 이들은 일반적으로 앞쪽으로 비스듬하게 즉, 인써트홀더(1)로부터 멀어지는 방향으로 연장한다. 커팅인써트(9)에 대응하여, 각각의 핑거(110)는 절삭날(112), 칩면(112)과 함께, 플랭크면(114)을 구비한 에지부(111)를 갖는다. 절삭날(112) 및 플랭크면(113)을 포함하는 평면(P1)은 대개 구멍(17)/스크루(18)의 중심을 통하여 연장함에 따라, 평면(P1)은 스크루(18)의 축선방향으로 또한 도 6의 지면에 수직하게 연장한다. 칩면(113)에 위치된, 에지부(111)에 대한 대칭선(S1)은 칩면(113)과 동일한 평면에 놓일 뿐만 아니라, 지지면(3)내에 놓이는 기준선(R1)과 45°를 이룬다. 대칭선(S1)은 원칙적으로 절삭날(112)을 반으로 나누고, 교점에서 절삭날(112)에 수직하게 나아간다. 도 3 내지 도 5의 도면에 각도가 도시되지는 않았지만, 에지부의 연장에 대한 당해 이론은 이들 도면에 따른 커팅인써트에 적용될 수도 있다.
도 7에 예시된 본 발명에 따른 툴은 인써트홀더(1) 뿐만 아니라, 원칙적으로 커팅인써트(9)의 대응하는 면(15)에 해당하는 인써트시트의 지지면(3)에 맞닿는 면을 갖는 커팅인써트(209)를 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 지지면(3)은 도 7에 쇄선으로 표시되고, 지면에 수직하게 연장하는 제2기저면(Bp2)에 대하여 45°의 기울기를 갖는다. 커팅인써트(209)는 또한 일반적으로 비스듬하게 뒷쪽으로, 즉 인써트홀더(1)를 향하는 방향으로 연장하는 4개의 핑거(210)를 갖는다. 각각의핑거(210)는 절삭날(212), 칩면(213) 및 플랭크면(214)을 구비한 에지부(211)를 갖는다. 절삭날(212)은 구부러져 있고 플랭크면(214)은 절삭날(212)에 적합한 형태를 갖는다. 절삭날(12) 뿐만 아니라 부속 칩면(13)을 포함하는 평면(P1)은 주로 구멍(17)/스크루(18)의 중심을 통하여 연장함에 따라, 평면(P1)은 구멍(17)/스크루(18)의 축선방향으로 연장한다. 이러한 평면(P1)은 도 7에 쇄선으로 표시되고, 이에 따라, 평면(P1)은 도 7의 지면에 수직하게 연장한다. 칩면(213)에 위치된, 에지부(211)에 대한 대칭선(S2)은 지지면(3)에 있을 뿐만 아니라 칩면(213)과 동일평면에 있는 기준선(R2)에 대하여 45°각도를 형성한다. 대칭선(S2)은 원칙적으로 절삭날(212)을 반으로 나누고, 교점에서 절삭날(212)에 수직하게 나아간다.
도 8에 예시된 본 발명에 따른 툴은 인써트홀더(1), 커팅인써트(309) 뿐만 아니라, 커팅인써트(309)의 중앙구멍(도시되지 않음)에 수용되고, 인써트 홀더(1)의 나사구멍(도시되지 않음)에 고정되는 클램핑스크루(18)를 포함한다. 커팅인써트(309)가 인써트홀더(1)의 지지면(3)과 맞닿음에 따라, 상기 지지면(3)은 인써트홀더(1)의 제2기저면(Bp2)과 45°각도를 이루고, 이에 따라 상기 기저면(Bp2)은 쇄선으로 표시되고, 도 8의 지면에 수직하게 연장한다. 커팅인써트(309)는 상술된 커팅인써트와 같이, 일반적으로 비스듬하게 앞쪽으로, 즉 인써트홀더(1)로부터 멀어지는 방향으로 연장하는 4개의 핑거(310)를 갖는다. 각각의 핑거(310)는 절삭날(312), 칩면(313) 및 플랭크면(314)을 구비한 에지부(311)를 갖는다. 절삭날(312)은 서로 직각을 이루는 2개의 직선부로 이루어지고, 부속 플랭크면(314)은 평면이고, 절삭날(312)에 연결된다. 절삭날(312) 뿐만 아니라 부속 칩면(313)을 포함하는 평면(P1)이 주로 구멍(17)/스크루(18)의 중심을 통하여 연장함에 따라, 평면(P1)은 구멍(17)/스크루(18)의 축선방향으로 연장한다. 이러한 평면(P1)은 도 8에 쇄선으로 표시되고, 이에 따라, 평면(P1)은 지 8의 도면에 수직하게 연장한다. 칩면(313)에 위치된, 에지부(311)에 대한 대칭선(S3)은 지지면(3)에 있을 뿐만 아니라 칩면(313)과 동일 평면에 있는 기준선(R3)과 45°각도를 이룬다. 대칭선(S3)은 대체로 절삭날(312)을 반으로 나누고, 서로 직각을 이루는 절삭날(312)의 직선부에 대하여 이등분선을 이룬다.
도 9에 예시된 본 발명에 따른 툴은 인써트홀더(1), 커팅인써트(409) 뿐만 아니라, 커팅인써트(409)의 중앙구멍(도시되지 않음)에 수용되고, 인써트 홀더(1)의 나사구멍(도시되지 않음)에 고정되는 클램핑스크루(18)를 포함한다. 커팅인써트(409)가 인써트홀더(1)의 지지면(3)과 맞닿음에 따라, 상기 지지면(3)은 인써트홀더(1)의 제2기저면(Bp2)과 45°각도를 이루고, 이에 따라, 상기 기저면(Bp2)은 쇄선으로 표시되고, 도 9의 지면에 수직하게 연장한다. 커팅인써트(409)는 상술된 커팅인써트와 같이, 일반적으로 지지면(3)에 평행하게 연장하는 4개의 핑거(410)를 갖는다. 각각의 핑거(410)는 절삭날(412), 칩면(413) 및 플랭크면(414)을 구비한 에지부(411)를 갖는다. 절삭날(412)은 구부러져 있고, 플랭크면(314)은 절삭날(312)에 적합한 형태를 갖는다. 절삭날(312) 뿐만 아니라 부속 칩면(313)을 포함하는 평면(P1)이 주로 구멍(17)/스크루(18)의 중심을 통하여 연장함에 따라, 평면(P1)은 구멍(17)/스크루(18)의 축선방향으로 연장한다. 이러한평면(P1)은 쇄선으로 표시되고, 이에 따라, 평면(P1)은 도 9의 지면에 수직하게 연장한다.
도 10에는, 인써트홀더(101), 특히 지지면(103)의 대안적인 실시예가 도시된다. 인써트홀더(1)에서와 같이, 지지면(103)은 제2기저면(Bp2)과 45°각도를 이룬다. 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 지지면(103)은 지지면(103)의 외주로부터 인써트홀더(101)의 제1구멍(107)까지 반경방향으로 연장되는 여러개의 홈(105)을 갖는다. 인써트홀더(101)상에 클램핑 될 커팅인써트는 지지면(103)에 상보적인 접촉면을 가져야한다, 즉, 접촉면은 홈(105)안으로 끼워맞춰지는 융기부를 가져야 하므로, 융기부의 개수는 홈(105)의 개수와 동일한 것이 바람직하다. 이러한 커팅인써트는 홈/융기부의 수만큼 인덱싱될 수 있다.
도 11에는, 인써트홀더(201)의 추가 대안적 실시예가 특히, 와플형상면 구조체(205)를 갖는 지지면(203)에 관하여 도시된다. 지지면(203)은 제2기저면(Bp2)과 45°각도를 이룬다. 인써트홀더(201)상에 클램핑되어야 하는 커팅인써트는 지지면(203)에 상보적인 접촉면을 가져야 한다, 즉 접촉면은 반전된 와플형상면 구조를 가져야만 한다. 이러한 커팅인써트는 지지면(203)에 대하여 클램핑시에 4번 인덱싱될 수 있다.
도 12에는, 본 발명에 따른 커팅인써트의 여러 에지부가 개략적으로 나타난다. 도 12의 목적은 각각 본 발명에 따른 적은 수의 상이한 홀더 및 커팅인써트가 본 발명에 따른 툴로 이루어질 수 있는 커팅작업에 관하여 많은 수의 가능한 조합을 보장하는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 툴은 예를 들어, 홈파기, 길이방향의 선삭 및 스크루 나사절삭에 연계하여 내면 및 외면 기계가공 모두에 사용될 수 있다.
상술된 모든 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)는 각각의 핑거마다 에지부(11; 111; 211; 311; 411)를 갖는 4개의 핑거(10; 110; 210; 310; 410)를 갖는다. 하지만, 더 적거나 더 많은 수의 핑거가 본 발명의 범위내에서 사용될 수 있고, 이에 따라, 핑거의 수는 보통 1 내지 6개 정도이다. 본 발명의 범위내에서, 한개의 동일한 커팅인써트가 앞쪽으로 비스듬하게 연장하는 핑거, 뒷쪽으로 비스듬하게 연장하는 핑거 및 완전히 반경방향으로 연장하는 핑거의 조합을 갖는 것이 실현가능하다. 예를 들어, 이러한 커팅인써트는 도 3 내지 도 5에 따른 커팅인써트와 도 6에 따른 커팅인써트의 조합일 수도 있다.
상술된 커팅인써트의 실시예에서, 평면(P1)은 주로 제2구멍(17)/클램핑스크루(18)의 중심을 통하여 지나간다. 하지만, 본 발명의 범위내에서, 예를 들어, 칩면(13; 113; 213; 313; 413)은 평면(P1)이 상기 중앙을 벗어나서 놓이는 방향으로 주어지는 것을 생각해 볼 수 있으나, 평면(P1)은 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)의 중앙부를 향하여 안쪽으로 연장되고, 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)의 중앙구멍(17)의 축선방향으로 연장되어야 한다.
상술된 실시예에서, 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)는 클램핑스크루(18)에 의하여 클램핑된다. 하지만, 대안적인 클램핑부재가 본 발명의 범위내에서 사용될 수 있고, 이에 따라 확장식 견인봉(drawbar)이 예시적으로 언급될 수 있으며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
지지면(3; 103; 203)이 제공되는 상술된 맞물림부재는 단지 예시로서 이루어진다. 본 발명의 범위내에서, 복수의 대안적 맞물림부재가 사용될 수 있으나, 이에 따라, 커팅인써트에는 상보적인 맞물림부재가 제공되는 것이 중요하다.
본 발명에 따르면, 칩제거기계가공시, 커팅인써트의 인덱싱을 가능하게 하는 복수의 절삭날을 구비하는 커팅인써트로 인하여 툴/커팅인써트의 사용수명을 길게 할 수 있다.

Claims (10)

  1. 인써트홀더(1; 101; 201), 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)와 함께, 인써트홀더(1; 101; 201)상에 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)를 클램핑하기 위한 부재를 포함하는 칩제거기계가공용 툴에 있어서,
    상기 인써트홀더(1; 101; 201)는 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)용 인써트시트를 형성하는 지지면(3; 103; 203)을 가지며, 상기 지지면(3; 103; 203)은 인써트홀더(1; 101; 201)의 제1기저면(Bp2)과 45°각도를 이루는 것을 특징으로 하는 툴.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지면(3; 103; 203)에는 클램핑부재(18)를 수용하기 위한 중앙구멍(7; 107; 207)이 제공되는 것을 특징으로 하는 툴.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지면(3; 103; 203)에는 맞물림부재(5; 105; 205)가 제공되고, 상기 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)에는 상보적인 맞물림부재(16)가 제공되는 것을 특징으로 하는 툴.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)는 중앙관통구멍(17)을 갖고, 여러개의 에지부(11; 111; 211; 311; 411)가 상기 구멍(17)에 대하여 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 툴.
  5. 제4항에 있어서,
    에지부(11; 111; 211; 311; 411)는 절삭날(12; 112; 212; 312; 412) 및 부속 칩면(13; 113; 213; 313; 413)으로 이루어지고, 절삭날(12; 112; 212; 312; 412) 및 부속 칩면(13; 113; 213; 313; 413)을 포함하는 평면(P1)은 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)의 중앙부를 통하여 연장되고, 클램핑부재(8)의 축선방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 툴.
  6. 절삭날(12; 112; 212; 312; 412), 부속 칩면(13; 113; 213; 313; 413) 및 클램핑부재(18)용 중앙관통구멍(7)으로 이루어지는 적어도 하나의 에지부(11; 111; 211; 311; 411)를 포함하는 칩제거기계가공용 커팅인써트에 있어서,
    절삭날(12; 112; 212; 312; 412) 및 부속 칩면(13; 113; 213; 313; 413)을 포함하는 평면(P1)은 상기 커팅인써트(9; 109; 209; 309; 409)의 중앙부를 통하여 연장되고, 상기 구멍(17)의 축선방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 커팅인써트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 평면(P1)은 구멍(17)의 중심을 통하여 연장되는 것을 특징으로 하는 커팅인써트.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 커팅인써트는 인써트시트(3; 103; 203)와 맞닿도록 되어 있는 면(15)에 맞물림부재(16)를 갖는 것을 특징으로 하는 커팅인써트.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    에지부(11; 111; 211; 311; 411)는 일반적으로 반경방향의 연장부를 갖는 핑거(10; 110; 210; 310; 410)에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 커팅인써트.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    칩면(113; 213; 313)에 위치되는 에지부(111; 211; 311)에 대한 대칭선(S1; S2; S3)은 지지면(3) 뿐만 아니라, 상기 칩면(113; 213; 313)과 동일한 평면에 놓이는 기준선(R1; R2; R3)과 45°각도를 이루는 것을 특징으로 하는 커팅인써트.
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