KR20040013098A - 절삭 공구 및 그에 대한 절삭 인서트 - Google Patents

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이스카 엘티디.
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Abstract

절삭 공구(10)는 공구(12)와 상기 공구의 전방부에 형성된 각각의 인서트 수용 포켓(16)에서 공구 내에 장착된 적어도 하나의 절삭 인서트(14)를 포함한다. 상기 인서트 수용 포켓(16)은 종방향으로 연장된 내벽(20)과, 상기 내벽(20)에 인접한 후방벽(24)과, 상기 내벽(20) 및 상기 후방벽(24)에 인접한 하부벽(26)을 포함한다. 상기 하부벽(26)의 전방 단부(28)는 상기 공구(12)의 중심부(30)에 대하여 전방으로 돌출한다. 전방 돌출부(40)는 상기 하부벽(26)으로부터 상향으로 상승하고 상기 공구(12)의 주연부(44)로부터 후방 내측으로 연장된다. 상기 전방 돌출부(40)는 상기 하부벽(26)에 수직인 전면(46)을 갖는다. 적어도 하나의 절삭 인서트의 저면(60)에 형성된 홈(74)은 적어도 하나의 절삭 인서트의 저면(60)에 수직인 말단 측벽(76)을 갖는다.

Description

절삭 공구 및 그에 대한 절삭 인서트{CUTTING TOOL AND CUTTING INSERT THEREFOR}
경사 감소 작업을 수행하기 위한 절삭 공구는 알려져 있다. 그러한 절삭 공구는 보통 앤드 밀 및 페이스 밀이다. 이러한 절삭 공구들에 있어서, 적어도 하나의 절삭 인서트가 공구의 전방부에 배치된 인서트 수용 포켓에 장착되고 유지된다. 절삭 작업 중에, 측면 절삭날이 작동할 때, 절삭 인서트 상에 작용하는 반경 방향 절삭력이 통상적으로 반경 내측 방향으로 안내되어 반경 방향 인접면에 절삭 인서트를 부딪히게 한다. 따라서, 절삭력은 인서트 수용 포켓 내에 절삭 인서트를 고정시키는데 기여한다. 유사하게, 전면 절삭날이 작동할 때, 절삭 인서트 상에 작용하는 축 방향 절삭력은 통상적으로 후방 축 방향으로 안내되어 축 방향 인접면에 절삭 인서트를 부딪히게 한다. 또한 이러한 경우에 있어서, 절삭력은 절삭 수용 포켓 내에 절삭 인서트를 고정시키는데 기여한다.
경사 감소 작업을 수행할 때, 절삭 인서트는 후방 축 방향 및 반경 외측 방향 절삭력을 받고 있는 내부 절삭날을 이용한다. 반경 외측 방향으로 안내되는 절삭력은 수용 포켓으로부터 절삭 인서트를 밀어내려는 경향이 있음으로써 절삭날의 이송 및 절삭 깊이를 제한한다.
공구에 절삭 인서트의 유지를 개선하기 위하여, 절삭 인서트 수용 포켓의 기저면 및 절삭 인서트의 하부면 사이의 홈들과 상호 연결된 돌출부를 갖는 절삭 공구들이 알려져 있다. 그러한 절삭 공구의 한 예는 미첼에게 허여된 미국 특허 제5,542,795호에 개시된다.
'795호에서 플런지, 램프 및 페이스 밀링 작업을 할 수 있는 밀링 커터가 개시된다. 밀링 커터는 인서트 시트(insert seats)(26)를 구비하는 커터 본체(12)를 갖는다. 각 인서트 시트(26)는 저부벽(28), 측견부(30) 및 상견부(31)를 포함한다. 각 시트(26)의 저부벽(28)은 각 인서트(36)의 배면으로부터 돌출되고 종방향 축(50a)을 따라 배향된 보완형 레일(50)을 수용하기 위한 오목부 또는 종방향으로 배향된 슬롯을 포함한다. 상기 슬롯 및 레일은 절삭 인서트(36)에 대하여 개선된 횡방향 및 회전방향 지지를 위한 수단을 구성한다. 절삭 인서트가 로킹 나사(53)에 의해 인서트 시트에 고정될 때, 로킹 나사는 절삭 인서트를 인서트 시트의 저부(28) 및 측벽(30)에 대해 하향 내측 방향으로 누르고, 시트(26) 내의 인서트(36)를 올바르게 정렬시킨다.
'795호의 밀링 커터는 많은 단점을 지닌다. 첫째, 홈(32)으로 레일(50)의 삽입을 가능하게 하기 위하여, 홈은 레일의 폭보다 다소 넓어야 된다는 것을 알 수 있다. 둘째, 인서트의 측벽(41a)이 인서트 시트의 측벽(30)과 접하는 것을 가능하게 하고 보장하기 위하여, 레일(50)의 측벽은 홈(32)의 측벽으로부터 이격되어야만한다. 엄격한 공차로 인서트 및 인서트 시트를 제작하는 것은 비싸고 시간이 낭비된다.
'795호에 있는 절삭 인서트가 경사 감소 절삭 작업 중에 반경 외측 방향으로 안내된 절삭력을 받게될 때, 레일 및 홈 형상은 경사 감소 방향으로 작업하는 절삭날 상에 작용하는 반경 외측 방향으로 안내된 절삭력의 작용선이 상기 힘들에 저항하는 인접면으로부터, 즉 로킹 나사(53) 뒤에 있는 홈(32)의 후방부로부터 상대적으로 떨어져 있다는 사실에 의해 로킹 나사(53) 상으로 작용되는 굽힘 모멘트를 방지할 수 없다. 따라서, 레일(50)이 절삭 인서트(36)를 유지시키는데 도움이 되지만, 절삭 인서트가 반경 외측 방향으로 안내된 큰 힘을 받게될 때 로킹 나사의 작은 굽힘 모멘트의 결과로 인한 절삭 인서트의 약간의 반경 외측 방향 움직임을 방지할 수 없다.
본 발명의 목적은 전술한 단점들을 현저히 감소시키거나 극복하는 절삭 공구를 제공하는 것이다.
본 발명은 특히 경사 감소 작업(ramp-down operation)에서 사용하기 위한 절삭 공구 및 그에 대한 절삭 인서트에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따른 절삭 공구의 사시도이다.
도2는 절삭 인서트가 전개되어 도시되어 있는 도1의 절삭 공구의 사시도이다.
도3은 도1의 절삭 공구의 전방부에 대한 평면도이다.
도4는 도1의 공구의 전방부에 대한 평면도이다.
도5는 도1의 절삭 공구의 전방부에 대한 측면도이다.
도6은 도3의 VI-VI선을 따라 취한 단면도이다.
도7은 도4의 VII-VII선을 따라 취한 단면도이다.
도8은 도1의 절삭 인서트에 대한 저면 사시도이다.
도9는 도8의 절삭 인서트에 대한 평면도이다.
도10은 도8의 절삭 인서트에 대한 측면도이다.
도11은 도8의 절삭 인서트의 정면도이다.
도12는 도8의 절삭 인서트에 대한 저면도이다.
본 발명에 의하면 회전축(A)을 가지며, 하나의 공구(12)와 상기 공구의 전면부에 형성된 각각의 인서트 수용 포켓(16)에서 공구 내부에 장착되는 적어도 하나의 절삭 인서트(14)를 포함하고,
인서트 수용 포켓(16)은 상기 절삭 공구의 회전축(A)과 사실상 동일 방향으로 종방향 연장되고 일부가 상기 인서트 수용 포켓의 반경 방향 인접면(22)을 구성하는 내벽(20)과, 상기 내벽(20)에 인접하고 사실상 수직인 후방벽(24)과, 상기 내벽(20) 및 상기 후방벽(24)에 인접하고 사실상 수직인 하부벽(26)과, 상기 절삭 공구의 회전축(A)에 인접한 공구(12)의 중심부(30)에 대하여 전방으로 돌출한 하부벽(26)의 전방 단부(28)와, 상기 하부벽(26)으로부터 하향으로 연장되는 나사가공된 보어(36)와,
상기 하부벽(26)으로부터 상향으로 돌출되고 상기 공구(12)의 주연(44)으로부터 후방 내측 방향으로 연장되며, 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)에 수직인 전면(46)과, 후면(48)과, 상기 전면(46) 및 상기 후면(48) 사이를 연결하는 상면(50)을 갖는 전방 돌출부(40)를 포함하고,
적어도 하나의 절삭 인서트(14)는 상면(58)과, 저면(60)과, 적어도 하나의 절삭 인서트의 상기 상면 및 저면 사이에 연장되는 측면(62)과, 적어도 하나의 절삭 인서트의 상기 상면(58) 및 상기 저면(60) 사이에 연장되는 축(66)을 갖는 중심 관통 보어(64)와, 적어도 하나의 절삭 인서트의 상기 저면(60)에 형성되고 상기 관통 보어의 축(66)으로부터 말단이고 적어도 하나의 절삭 인서트의 저면(60)에 수직인 말단 측벽(76)과 상기 관통 보어의 축(66)에 인접한 인접 측벽(78)과, 상기 말단 측벽(76) 및 상기 인접 측벽(78) 사이를 연결하는 상면(80)을 갖는 홈(74)을 포함하고,
각각의 인서트 수용 포켓(16) 내에 적어도 하나의 절삭 인서트(14)의 조립 위치에 있어서, 적어도 하나의 절삭 인서트(14)는 상기 관통 보어(64)를 통과하여 상기 나사가공된 보어(36)와 나사 체결하는 클램핑 나사(38)에 의해 유지되고, 적어도 하나의 절삭 인서트의 상기 저면은 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)에 인접하고, 상기 인서트 수용 포켓(16)의 내벽(20)에 인접한 적어도 하나의 절삭 인서트의 측면(62)에 형성된 반경 방향 인접면(84)은 상기 인서트 수용 포켓의 반경 반향 인접면(22)에 인접하고, 상기 전방 돌출부(40)의 전면(46)은 상기 홈(74)의 전방 말단 측벽(76)에 인접하고, 적어도 하나의 절삭 인서트(14)의 후방부(67)는 상기 인서트 수용 포켓(16)의 후방벽(24)으로부터 이격된다.
양호하게는, 상기 전방 돌출부(40)는 상기 인서트 수용 포켓의 하부벽(26)과 일체로 형성된다.
전형적으로, 상기 전방 돌출부(40)는 상기 나사가공된 보어(36)에 인접하여 이어진다.
더욱 전형적으로, 상기 하부벽(26)의 전방 내측 단부(32)는 회전축(A)에 대하여 20° 내지 60°의 범위 내에 있는 제2 예각(θ)에서 중심부(30)를 향하여 전방 단부(28)로부터 후방 내측 방향으로 연장된다.
본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 상기 제2 각도(θ)는 45°이다.
전형적으로, 상기 전방 돌출부(40)는 상기 하부벽(26)의 전방 내측 단부(32)에 대하여 0° 내지 20°의 범위 내에 있는 제3 예각(δ)에서 공구(12)의 주연(44)으로부터 후방 내측 방향으로 연장된다.
본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 상기 제3 각도(δ)는 15°이다.
전형적으로, 상기 전방 돌출부(40)는 상기 회전축(A)에 대하여 20° 내지 80°의 범위 내에 있는 제4 조합 예각(λ)에서 공구(12)의 주연(44)으로부터 후방 내측 방향으로 연장된다.
본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 상기 제4 각도(λ)는 60°이다.
필요하면, 상기 전방 돌출부(40)의 후면(48)은 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)의 인접부와 제5 외부 둔각(β)을 형성한다.
양호하게는, 상기 인서트 수용 포켓(16)은 상기 전면 돌출부(40)에 평행하게 연장된 후방 돌출부(42)를 구비한다.
통상적으로, 상기 후방 돌출부(42)는 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)에 사실상 수직인 전면(52)과, 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)에 사실상 수직인 후면(54)과, 상기 후방 돌출부(42)의 전면 및 후면(52, 54) 사이를 연결하고 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)에 사실상 평행한 상면(56)을 구비한다.
양호하게, 상기 전방 돌출부(40) 및 후방 돌출부(42)는 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)으로부터 평평하게 상향으로 상승한다.
전형적으로, 상기 인서트 수용 포켓(16)의 내벽(20) 상부는 평평하고 반경 방향 인접면(22)을 구성한다.
통상적으로, 적어도 하나의 절삭 인서트(14)의 상면(58) 및 측면(62) 사이의 교차선은 인접 절삭날에 각각 연속적으로 연결된 절삭날을 한정한다.
유리하게는, 각각의 절삭날들은 상기 상면(58)의 주연을 연속적으로 완전히 둘러서 연장하고 양(positive)인 경사면과 결합된다.
전형적으로, 상기 관통 보어(64)는 적어도 하나의 절삭 인서트(14)의 상면(58) 및 저면(60)에 수직한다.
양호하게는, 적어도 하나의 절삭 인서트(14)는 상기 관통 보어(64)의 축(66)에 대하여 180°회전 대칭을 갖는다.
전형적으로, 평면도에서 적어도 하나의 절삭 인서트(14)는 한 쌍의 긴 절삭날(68)과, 상기 긴 절삭날(68)에 횡으로 안내되고 절삭날로부터 연장되는 한 쌍의 짧은 절삭날(70)과, 각각이 상기 긴 절삭날(68) 및 짧은 절삭날(70) 사이에서 연장되는 한 쌍의 둥근 절삭날(72)을 한정하는 대략적으로 평행사변형(parallelogrammatical) 형상을 갖는다.
양호하게는, 적어도 하나의 절삭 인서트(14)의 저면(60)은 상기 관통 보어(64)의 축(66)에 대하여 대칭적으로 배치된 2개의 동일한 평행 홈(74)들을 구비한다.
만일 필요하면, 홈(74)의 인접 측벽(78)은 적어도 하나의 절삭 인서트의 저면(60)에 대하여 제9 내부 둔각(γ)으로 경사진다.
추가로 본 발명에 의하면, 상면(58)과, 저면(60)과, 상기 상면 및 저면 사이에서 연장되는 측면(62)과, 상기 상면(58) 및 상기 저면(60) 사이에서 연장하고 축(66)을 갖는 중심 관통 보어(64)를 포함하는 절삭 인서트(14)가 제공되고, 상기 저면(60)은 상기 관통 보어(64)의 대향 측상에 배치된 2개의 동일한 평행 홈(74)들을 구비하고, 상기 홈(74)들은 상기 절삭 인서트(14)의 종축(B)에 대하여 횡으로 배향되고,
각각의 2개의 홈은 상기 관통 보어의 축(66)으로부터 말단이고 적어도 하나의 절삭 인서트의 저면(60)에 수직인 말단 측벽(76)과, 상기 관통 보어의 축(66)에인접한 인접 측벽(78)과, 상기 말단 측벽(76) 및 상기 인접 측벽(78) 사이를 연결하는 상면(78)을 구비한다.
필요하면, 각각의 인접 측벽(78)은 상기 절삭 인서트의 저면(60)에 대하여 제9 내부 둔각(γ)에서 경사진다.
통상적으로, 상기 절삭 인서트(14)의 상면(58) 및 측면(62) 사이의 교차선은 인접한 절삭날에 각각 연속적으로 연결된 절삭날을 한정한다.
유리하게는, 각각의 절삭날은 상기 상면(58)의 주연을 연속적으로 완전히 둘러서 연장하고 양(positive)인 경사면과 결합한다.
전형적으로, 상기 관통 보어(64)는 상기 절삭 인서트(14)의 상면(58) 및 저면(60)에 수직한다.
양호하게는, 절삭 인서트(14)는 상기 관통 보어(64)의 축(66)에 대하여 180°회전 대칭을 갖는다.
전형적으로, 평면도에서 절삭 인서트(14)는 한 쌍의 긴 절삭날(68)과, 상기 긴 절삭날(68)로 횡으로 안내되고 절삭날로부터 연장되는 한 쌍의 짧은 절삭날(70)과, 상기 긴 절삭날(68) 및 짧은 절삭날(70) 사이에서 각각 연장되는 한 쌍의 둥근 절삭날(72)을 한정하는 대략적으로 평행사변형 형상을 갖는다.
보다 전형적으로는, 상기 짧은 절삭날(70)은 상기 절삭 인서트(14)의 종축(B)에 대하여 20° 내지 60°의 범위 내에 있는 제6 예각(θ1)에서 경사진다.
본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 상기 제6 각도(θ1)는 45°이다.
전형적으로, 상기 홈(74)은 상기 짧은 절삭날(70)에 대하여 0° 내지 20°의범위 내에 있는 제7 예각(δ1)에서 경사진다.
본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 상기 제7 각도(δ1)는 15°이다.
전형적으로, 상기 홈(74)은 상기 절삭 인서트(14)의 종축(B)에 대하여 20° 내지 80°의 범위 내에 있는 제8 조합 예각(λ1)에서 경사진다.
본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 제8 각도(λ1)는 60°이다.
본 발명에 대한 더 나은 이해와 동일부가 실제로 어떻게 수행되는지를 도시하기 위해, 동봉된 도면에 도면 부호를 나타낼 것이다.
도1 내지 도12에 살펴보자. 도시된 바와 같이, 회전축(A)을 갖는 절삭 공구(10)는 공구(12)와 상기 공구(12)의 전방부에 형성되어 원주로 동일하게 분산된 인서트 수용 포켓(16) 내에 장착된 3개의 절삭 인서트(14)를 포함한다. 각각의 인서트 수용 포켓(16)은 칩 갈렛(a chip gullet)(18) 및 냉각제 관통 보어(19)와 결합된다. 절삭 공구(10)에 대한 상기 기술된 실시예에 있어서, 3개의 절삭 인서트가 사용된다. 그러나, 본 발명은 적어도 하나의 절삭 인서트를 사용하는 어떤 절삭 공구에 동일하게 적용 가능하다는 것을 알아야 한다. 모든 절삭 인서트(14) 및 인서트 수용 포켓(16)은 동일하므로, 그것들 중에 오직 하나만이 기술될 것이다.
각각의 인서트 수용 포켓(16)은 회전축(A)과 사실상 동일방향인 종방향으로 연장되는 내벽(20)을 포함한다. 내벽(20)의 상부는 평평하고 반경 방향 인접면(22)을 형성한다. 반경 방향 인접면(22)은 단일 평면으로부터 형성될 필요없다. 오히려, 홈에 의해 분리된 2개의 불연속면으로부터 형성될 수 있다. 상기 경우에 있어서, 2개의 불연속면은 평평하고 동일 평면이거나, 각각이 볼록할 수 있다. 인서트 수용 포켓(16)의 후방벽(24)은 내벽(20)에 인접하여 형성되고 대체로 내벽에 수직한다. 하기 설명되겠지만, 후방벽(21)은 인접면을 형성하지 않는다.
인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)은 내벽(20) 및 후방벽(24)에 대체로 수직하게 연결된다. 하부벽(24)은 평평하고 접선 방향 인접면을 형성한다.공구(12)의 측면도에서, 하부벽(26)은 회전축에 대하여 제1 예각(α)을 형성한다. 하부벽(26)의 전방 단부(28)는 회전축(A)에 인접한 공구(12)의 중심부(30)에 대하여 전방으로 돌출한다. 하부벽(26)의 전방 내측 단부(32)는 회전축(A)[축(A)에 평행한 선에 대하여 도4에 도시됨]에 대하여 제2 예각(θ)에서 중심부(30)를 향하여 전방 단부(28)로부터 후방 내측 방향으로 연장된다. 제2 각도(θ)는 20° 내지 60°의 범위 내에 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 제2 각도(θ)는 45°이다. 전방 내측 단부(32)는 절삭 공구(10)가 절삭하기 위해 설계되어 있는 경사 감소 방향(34)에 통상적으로 수직으로 연장된다. 나사가공된 보어(36)는 하부벽(26)으로부터 하향으로 연장되고, 클램핑 나사(38)의 나사부를 보어 내로 수용할 수 있다.
하부벽(26)과 일체로 성형된 전방 돌출부(40) 및 후방 돌출부(42)는 하부벽으로부터 평평하게 위로 상승한다. 돌출부(40, 42)는 사실상 서로 평행하고 전방 내측 단부(32)에 대하여 제3 예각(δ)에서 공구(12)의 외주(44)로부터 후방 내측 방향으로 연장되고 나사가공된 보어(36)의 측부에 대략 인접하여 이어진다. 제3 각도(δ)는 0° 내지 20°의 범위 내에 있다. 그러므로, 돌출부(40, 42)는 회전축(A)에 대하여 제4 조합 예각(λ= θ+ δ)에서 후방 내측 방향으로 연장된다. 따라서, 제4 조합각(λ)은 20° 내지 80°의 범위 내에 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 제4 각도(λ)는 60°이다. 제3 각도(δ)의 크기는 2개의 반대 구속조건에 의존한다. 첫째로, 제1 각도(δ)가 작을수록, 반경 외측 방향으로 안내된 절삭력에 대항하여 경사 감소 방향으로 절삭 인서트의 지지는 더욱 좋아진다.둘째로, 제3 각도(δ)가 클수록, 인서트 수용 포켓에서 절삭 인서트의 축 방향 위치 정밀도는 더욱 좋아진다. 제3 각도(δ)의 크기가 2개의 반대 구속조건 사이에서 설계 절충안임을 알아야 한다. 본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 제3 각도(δ)는 15°이다.
전방 돌출부(40)는 하부벽(26)에 수직인 전면(46)과, 후면(48)과, 그리고 상기 전면(46) 및 후면(48) 사이를 연결하고 하부벽(26)에 대체로 평행한 상면(50)을 갖는다. 후면(48)은 하부벽(26)의 인접부와 제5 외부 둔각(β)을 형성한다. 후방 돌출부(42)는 하부벽(26)과 대체로 수직인 전면(52)과, 하부벽(26)과 대체로 수직인 후면(54), 그리고 상기 전면 및 후면(52, 54) 사이를 연결하고 하부벽(26)에 대체로 평행한 상면(56)을 갖는다.
절삭 인서트(14)는 상면(58)과, 저면(60)과, 그리고 상기 상면 및 저면 사이에 연장되는 측면(62)을 포함한다. 상기 상면(58) 및 측면(62) 사이의 교차선은 절삭날을 형성한다. 각각의 절삭날은 인접한 절삭날에 연속적으로 연결되고 상면(58)의 경사면(63)과 결합된다. 양호하게는, 모든 경사면(63)은 양(positive)이고 상면의 외주 주위를 연속적으로 연장된다. 양(positive)은 도6에 도시된 바와 같이 경사면이 저면을 향하여 통상적으로 절삭날로부터 하향으로 연장되는 것을 의미한다. 축(66)을 갖는 중심 관통 보어(64)는 상기 상면(58) 및 저면(60) 사이에서 수직으로 연장된다. 절삭 인서트(14)는 축(66)에 대하여 180°회전 대칭을 갖는다. 평면도에서, 절삭 인서트는 한 쌍의 긴 절삭날(68)과, 상기 긴 절삭날(68)로 횡으로 안내되고 긴 절삭날로부터 연장하는 한 쌍의 짧은 절삭날(70)과, 한 쌍의 둥근 절삭날(72)을 한정하는 통상적으로 평행사변형적인 형상을 갖는다. 각각의 둥근 절삭날(72)은 긴 절삭날(68)과 짧은 절삭날(70) 사이에서 연장된다.
절삭 인서트(14)의 저면(60)은 관통 보어(64)의 대향 측면에 배치된 2개의 동일한 평행 홈(74)을 구비한다. 홈(74)은 짧은 절삭날(70)과 동일한 방향으로 통상적으로 배향되고 절삭 인서트(14)의 종축(B)에 대하여 횡으로 배향된다. 도12에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(14)의 종축에 대한 짧은 절삭날(70) 및 홈의 방향은 회전축(A)에 대한 돌출부(40, 42) 및 하부벽(26)의 전방 내면(32)의 방향과 통상적으로 대응한다.
짧은 절삭날(70)은 절삭 인서트(14)의 종축(B)에 대하여 제6 예각(θ1)으로 경사진다. 제6 각도(θ1)는 제2 각도(θ)와 유사하고 20° 내지 60°의 범위 내에 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 제6 각도(θ1)는 45°이다. 홈(74)은 짧은 절삭날(70)에 대하여 제7 예각(δ1)으로 경사진다. 제7 각도(δ1)는 제3 각도(δ)와 유사하고 0° 내지 20°의 범위 내에 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 제7 각도(δ1)는 15°이다. 홈(74)은 종축(B)에 대하여 제8 조합 예각(λ1)에서 경사진다. 제8 조합각(λ1)은 제4 조합각(λ)과 유사하고 20° 내지 80°의 범위 내에 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 제8 각도(λ1)는 60°이다.
홈(74)은 긴 절삭날(68)에 결합된 측면 사이에서 연장된다. 축(66)에 대하여 각각의 홈(74)은 저면(60)에 수직인 말단 측벽(76)과, 제9 내부 둔각(γ)에서저면(60)에 대하여 경사진 인접 측벽(78)을 갖는다. 대체로 저면(60)에 평행한 상면(80)은 상기 말단 측벽(76) 및 인접 측벽(78) 사이를 연결한다. 관통 보어(64)에 인접한 홈(74)들 사이의 공간은 삭제부(a cutout)(82)를 형성한다.
인서트 수용 포켓(16) 내의 절삭 인서트(14)의 조립 위치에서, 절삭 인서트(14)는 관통 보어(64)를 통과하여 나사가공된 보어(36)와 나사 결합되는 클램핑 나사(38)에 의해 유지된다. 접선 방향 인접면을 형성하는 절삭 인서트의 저면(60)은 인서트 수용 포켓의 하부벽(26)에 접한다. 절삭 인서트의 반경 방향 인접면을 형성하고 인서트 수용 포켓의 내벽(20)에 인접한 긴 절삭날과 결합된 측면(84)은 인서트 수용 포켓의 반경 방향 인접면(22)과 접한다. 절삭 인서트(14)의 후방부(67)는 인서트 수용 포켓의 후방벽(24)으로부터 접하지 않은 채로 이격되어 있다.
도7에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 인서트 수용 포켓(16)의 돌출부(40, 42)는 절삭 인서트의 저면(60) 내의 대응하는 홈(74)들과 결합한다. 그러나, 오직 돌출부(40, 42)의 한 면만이 절삭 인서트(14)에 접한다. 즉, 전방 돌출부(40)의 전면(46)은 전방 홈(74)의 전방 말단 측벽(76)에 접하는데, 즉, 절삭 인서트는 경사 감소 작업시 절삭 인서트 상으로 작용된 절삭력의 방향으로 최초에 지지된다. 돌출부의 모든 다른 면들, 즉, 상면(50), 후면(48), 전면(52), 상면(56) 및 후면(54)은 접하지 않은 체로 남아있다.
상기 구조에 의해, 전방 돌출부(40)의 전면(46)은 절삭 인서트(14)의 전방 말단 측벽(76)에 인접하고, 경사 감소 작업 중에 절삭 인서트(14)는 인서트 수용포켓으로부터 절삭 인서트를 밀어내는 경향이 있어 반경 외측 방향으로 안내된 힘에 대항하여 잘 지지된다는 것은 확실하다. 게다가, 절삭 인서트는 경사 감소 작업시 절삭 인서트 상으로 작용된 절삭력의 방향으로 이미 최초에 지지되었기 때문에, 클램핑 나사(38) 상으로 작용하는 어떤 굽힘 모멘트도 사실상 없고 절삭 인서트는 절삭 작업시 제로 공차(a zero clearance)를 나타내는 원래의 위치에 남아있고, 그럼으로써 양호한 반복성과 양호한 표면 정도를 제공한다. 전방 돌출부(40)의 전면(46)은 전방 단부(28) 및 하부벽(26)의 내측 단부(32)에 상당히 밀착하여 배치되기 때문에, 경사 감소 작업시 절삭 인서트 상으로 작용된 반경 외측 방향으로 안내되는 모멘트가 최소한으로 감소된다는 것은 확실하다.
상기 기술된 실시예에 있어서, 긴 절삭날(68)은 절삭 공구(10)의 측면 절삭날을 형성하고, 짧은 절삭날(70)은 내측 절삭날을 형성하고 둥근 절삭날(72)은 전방 절삭날을 형성한다. 작업 절삭날이 마모되었을 때, 클램핑 나사(38)가 헐거워지게 하여 절삭 인서트(14)가 새로운 절삭날을 갖도록 축(66)에 대하여 180° 회전된다.
이미 언급된 바와 같이, 절삭 인서트(14)가 인서트 수용 포켓(16) 내에 보유될 때, 후방 돌출부(42)는 후방 홈(74) 내의 어떤 면과도 인접하지 않는다. 후방 돌출부(42)의 기능은 발생된 칩이 후방 홈(74)으로 들어가는 것을 방지하는 것이고, 절삭 인서트가 지시되고 회전되어 이전의 후방 홈(74)은 전방 및 작업 홈이 될 때, 상기 홈은 칩으로부터 해방되어 손상되지 않으므로, 홈의 말단 측벽(76)은 전방 돌출부(40)의 전면(46)과 적절하게 인접할 수 있다.
양호하게는, 인서트 수용 포켓(16) 내에 절삭 인서트(14)를 정확하고 반복적으로 배치하기 위하여, 반경 방향 인접면(84)과, 저면(60) 및 홈(74)들은 기초가 된다.
본 발명이 어느 정도로 상세히 기술되었지만, 다양한 변경 및 수정이 이후에 요청되는 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고 달성될 수 있음을 알아야 한다.

Claims (34)

  1. 회전축(A)을 가지며, 공구(12)와 상기 공구의 전방부에 형성된 각각의 인서트 수용 포켓(16) 내에서 공구 내부에 장착되는 적어도 하나의 절삭 인서트(14)를 포함하는 절삭 공구(10)이며,
    상기 인서트 수용 포켓(16)은 상기 절삭 공구의 회전축(A)과 사실상 동일 방향으로 종방향 연장되고 적어도 일부가 상기 인서트 수용 포켓의 반경 방향 인접면(22)을 구성하는 내벽(20)과, 상기 내벽(20)에 인접하고 사실상 수직인 후방벽(24)과, 상기 내벽(20) 및 상기 후방벽(24)에 인접하고 사실상 수직인 하부벽(26)과, 상기 절삭 공구의 회전축(A)에 인접한 공구(12)의 중심부(30)에 대하여 전방으로 돌출한 하부벽(26)의 전방 단부(28)와, 상기 하부벽(26)으로부터 하향으로 연장되는 나사가공된 보어(36)와,
    상기 하부벽(26)으로부터 상향으로 돌출하고 상기 공구(12)의 주연(44)으로부터 후방 내측 방향으로 연장되며, 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)에 수직인 전면(46)과, 후면(48)과, 상기 전면(46) 및 상기 후면(48) 사이를 연결하는 상면(50)을 갖는 전방 돌출부(40)를 포함하고,
    적어도 하나의 절삭 인서트(14)는 상면(58)과, 저면(60)과, 적어도 하나의 절삭 인서트의 상기 상면 및 저면 사이에 연장되는 측면(62)과, 적어도 하나의 절삭 인서트의 상기 상면(58) 및 상기 저면(60) 사이에 연장되는 축(66)을 갖는 중심 관통 보어(64)와, 적어도 하나의 절삭 인서트의 상기 저면(60)에 형성되고 상기 관통 보어의 축(66)으로부터 말단이고 적어도 하나의 절삭 인서트의 저면(60)에 수직인 말단 측벽(76)과, 상기 관통 보어의 축(66)에 인접한 인접 측벽(78)과, 상기 말단 측벽(76) 및 상기 인접 측벽(78) 사이를 연결하는 상면(80)을 갖는 홈(74)을 포함하고,
    각각의 인서트 수용 포켓(16) 내에 적어도 하나의 절삭 인서트(14)의 조립 위치에 있어서, 적어도 하나의 절삭 인서트(14)는 상기 관통 보어(64)를 통과하여 상기 나사가공된 보어(36)와 나사 체결하는 클램핑 나사(38)에 의해 유지되고, 적어도 하나의 절삭 인서트의 상기 저면은 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)에 인접하고, 상기 인서트 수용 포켓(16)의 내벽(20)에 인접한 적어도 하나의 절삭 인서트의 측면(62)에 형성된 반경 방향 인접면(84)은 상기 인서트 수용 포켓의 반경 반향 인접면(22)에 인접하고, 상기 전방 돌출부(40)의 전면(46)은 상기 홈(74)의 전방 말단 측벽(76)에 인접하고, 적어도 하나의 절삭 인서트(14)의 후방부(67)는 상기 인서트 수용 포켓(16)의 후방벽(24)으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전방 돌출부(40)는 상기 인서트 수용 포켓의 하부벽(26)과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전방 돌출부(40)는 상기 나사가공된 보어(36)에 인접하여 이어지는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하부벽(26)의 전방 내측 단부(32)는 회전축(A)에 대하여 20° 내지 60°의 범위 내에 있는 제2 예각(θ)에서 중심부(30)를 향하여 상기 전방 단부(28)로부터 후방 내측 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 예각(θ)은 45°인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  6. 제4항에 있어서, 상기 전방 돌출부(40)는 상기 하부벽(26)의 전방 내측 단부(32)에 대하여 0° 내지 20°의 범위 내에 있는 제3 예각(δ)에서 공구(12)의 주연(44)으로부터 후방 내측 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제3 각도(δ)는 15°인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  8. 제6항에 있어서, 상기 전방 돌출부(40)는 상기 회전축(A)에 대하여 20° 내지 80°의 범위 내에 있는 제4 조합 예각(λ)에서 공구(12)의 주연(44)으로부터 후방 내측 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제4 각도(λ)는 60°인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전방 돌출부(40)의 후면(48)은 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)의 인접부와 제5 외부 둔각(β)을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  11. 제1항에 있어서, 상기 인서트 수용 포켓(16)은 상기 전면 돌출부(40)에 평행하게 연장된 후방 돌출부(42)를 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  12. 제11항에 있어서, 상기 후방 돌출부(42)는 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)에 사실상 수직인 전면(52)과, 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)에 사실상 수직인 후면(54)과, 상기 후방 돌출부(42)의 전면 및 후면(52, 54) 사이를 연결하고 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)에 사실상 평행한 상면(56)을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  13. 제11항에 있어서, 상기 전방 돌출부(40) 및 상기 후방 돌출부(42)는 상기 인서트 수용 포켓(16)의 하부벽(26)으로부터 평평하게 상향으로 상승된 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  14. 제1항에 있어서, 상기 인서트 수용 포켓(16)의 내벽(20) 상부는 평평하고 반경 방향 인접면(22)을 구성하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  15. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 절삭 인서트(14)의 상면(58) 및 측면(62) 사이의 교차선은 인접 절삭날에 각각 연속적으로 연결된 절삭날들을 한정하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  16. 제11항에 있어서, 각각의 절삭날들은 상기 상면(58)의 주연을 연속적으로 완전히 둘러서 연장하고 양(positive)인 경사면과 결합된 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  17. 제1항에 있어서, 상기 관통 보어(64)는 적어도 하나의 절삭 인서트(14)의 상면(58) 및 저면(60)에 수직인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  18. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 절삭 인서트(14)는 상기 관통 보어(64)의 축(66)에 대하여 180°회전 대칭을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  19. 제1항에 있어서, 평면도에서 적어도 하나의 절삭 인서트(14)는 한 쌍의 긴 절삭날(68)과, 상기 긴 절삭날(68)에 횡으로 안내되고 절삭날로부터 연장되는 한 쌍의 짧은 절삭날(70)과, 각각이 상기 절삭날(68) 및 상기 짧은 절삭날(70) 사이에서 연장되는 한 쌍의 둥근 절삭날(72)을 한정하는 대략적으로 평행사변형 형상을갖는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  20. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 절삭 인서트(14)의 저면(60)은 상기 관통 보어(64)의 축(66)에 대하여 대칭적으로 배치된 두 개의 동일한 평행 홈(74)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  21. 제1항에 있어서, 홈(74)의 인접 측벽(78)은 적어도 하나의 절삭 인서트의 저면(60)에 대하여 제9 내부 둔각(γ)으로 경사지는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
  22. 상면(58)과, 저면(60)과, 상기 상면 및 저면 사이에서 연장되는 측면(62)과, 상기 상면(58) 및 상기 저면(60) 사이에서 연장되고 축(66)을 갖는 중심 관통 보어(64)를 포함하는 절삭 인서트(14)이며,
    상기 저면(60)은 상기 관통 보어(64)의 대향 측상에 배치된 2개의 동일한 평행 홈(74)들을 구비하고, 상기 홈(74)들은 상기 절삭 인서트(14)의 종축(B)에 대하여 횡으로 배향되고,
    각각의 2개의 홈은 상기 관통 보어의 축(66)으로부터 말단이고 적어도 하나의 절삭 인서트의 저면(60)에 수직인 말단 측벽(76)과, 상기 관통 보어의 축(66)에 인접한 인접 측벽(78)과, 상기 말단 측벽(76) 및 상기 인접 측벽(78) 사이를 연결하는 상면(78)을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  23. 제22항에 있어서, 각각의 인접 측벽(78)은 상기 절삭 인서트의 저면(60)에 대하여 제9 내부 둔각(γ)으로 경사지는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  24. 제22항에 있어서, 상기 절삭 인서트(14)의 상면(58) 및 측면(62) 사이의 교차선은 인접한 절삭날에 각각 연속적으로 연결된 절삭날을 한정하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  25. 제24항에 있어서, 각각의 절삭날은 상기 상면(58)의 주연을 연속적으로 완전히 둘러서 연장하고 양(positive)인 경사면과 결합하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  26. 제22항에 있어서, 상기 관통 보어(64)는 상기 절삭 인서트(14)의 상면(58) 및 저면(60)에 수직인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  27. 제22항에 있어서, 상기 절삭 인서트(14)는 상기 관통 보어(64)의 축(66)에 대하여 180°회전 대칭을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  28. 제22항에 있어서, 평면도에서 상기 절삭 인서트(14)는 한 쌍의 긴 절삭날(68)과, 상기 긴 절삭날(68)에 횡으로 안내되고 절삭날로부터 연장되는 한 쌍의 짧은 절삭날(70)과, 상기 긴 절삭날(68) 및 상기 짧은 절삭날(70) 사이에서각각 연장되는 한 쌍의 둥근 절삭날(72)을 한정하는 대략적으로 평행사변형적인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  29. 제28항에 있어서, 상기 짧은 절삭날(70)은 상기 절삭 인서트(14)의 종축(B)에 대하여 20° 내지 60°의 범위 내에 있는 제6 예각(θ1)으로 경사진 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  30. 제29항에 있어서, 상기 제6 각도(θ1)는 45°인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  31. 제28항에 있어서, 상기 홈(74)은 상기 짧은 절삭날(70)에 대하여 0° 내지 20°의 범위 내에 있는 제7 예각(δ1)으로 경사진 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  32. 제31항에 있어서, 상기 제7 각도(δ1)는 15°인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  33. 제28항에 있어서, 상기 홈(74)은 상기 절삭 인서트(14)의 종축(B)에 대하여 20° 내지 80°의 범위 내에 있는 제8 조합 예각(λ1)으로 경사진 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  34. 제33항에 있어서, 상기 제8 각도(λ1)는 60°인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
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