KR20040017348A

KR20040017348A - 와이퍼를 구비한 절삭 인서트

Info

Publication number: KR20040017348A
Application number: KR10-2004-7001020A
Authority: KR
Inventors: 넬슨조셉브이.
Original assignee: 케나메탈 아이엔씨.
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-02-26
Also published as: CA2451966A1; US20030021641A1; AR034883A1; WO2003011502A1; US6604893B2; JP2004522609A; BR0211666A; MXPA04000831A; EP1412115A1; TW567106B

Abstract

절삭 인서트(10)는, 상면, 바닥면, 그리고 측면(16)들과, 상기 측면과 상면의 교차선에 형성된 적어도 하나의 리딩 절삭 에지(20)와 트레일링 와이퍼 에지(22)를 포함한다. 코너(21)는 트레일링 와이퍼 에지로부터 리딩 절삭 에지(20)를 분리한다. 상기 상면(12)은, 인서트(10)의 고정면(24)을 향해 안쪽으로 그리고 아래쪽으로 연장된 복수의 평평한 레이크 면(26)을 구비한다. 상기 상면(12)은 또한, 인접한 레이트 면(26)들 사이에 이행(移行)구역을 형성하기 위하여 상기 고정면(24)을 향해 안쪽으로 그리고 위쪽으로 연장된 복수의 칩 편향 면(28)들을 포함한다. 상기 레이크 면(26)은 리딩 절삭 에지들에 수직하는 선에 대해 랜드 각(32)을 형성한다. 덧붙여, 뒷벽 면(34)은 상기 레이크 면들과 고정면(24) 사이에 이행구역을 형성하기 위해 상기 레이크 면(26)들로부터 상기 고정면(24)까지 위쪽으로 연장된다.

Description

와이퍼를 구비한 절삭 인서트{Cutting insert with wiper}

인덱서블 절삭 인서트들은 다양한 형태로 이용 가능하다. 가장 일반적인 인서트들 중의 하나는 정4각형이고 네 개의 절삭 에지들을 포함한다. 그러한 인서트는, 절삭되고 있는 작업편(workpiece)에 정사각각 혹은 90도의 숄더(should)를 갈아내는 것이 필요한 경우에 특히 유용하다.

8개의 절삭 에지들을 가지는 8각 인서트들 또한 폭 넓게 사용된다. 그러한 인서트의 인접한 절삭 에지들은 서로에 대해 45도(보통 리드각(lead angle)이라 불린다)로 연장된다. 8각 인서트들은, 단일의 인서트가 상대적으로 많은 수의 교호적으로 사용가능한 절삭 에지들을 가지는 경우에 특히 유리하다.

하지만, 통상의 8각 인서트의 절삭 에지들은, 예를 들어, 밀링(milling) 작업의 결과로서 작업편 상에 비교적 거친 표면을 생기게 할 수도 있다. 따라서, 고객의 원하는 바에 따라 매끈한 표면을 만들어 내기 위해 작업편에 두 번째 밀링 작업을 하게 하는 것이 필요할 수 있다.

본 발명의 발명자는 두 번째 밀링 작업에 대한 필요가 그 밀링 작업과 관련한 비용을 증가시키고 생산성을 감소시킨다는 것을 인식하여 왔다.

본 발명은 칩-형성 기계가공 작업을 위한 절삭공구에 사용되는 인서트에 관한 것이다. 좀 더 상세하게, 본 발명은 사용면, 챔퍼(chamfer), 원주, 그리고 포켓 밀링 어플리케이션(pocket milling application)에서 반다듬질(semi-finishing)과 다듬질을 위해, 리딩 절삭 에지(lead cutting edge)와 트레일링 와이퍼 에지(trailing wiper edge)를 가지는 다중 목적의 인덕서블(indexable)한 절삭 인서트(cutting insert)에 관련되어 있다.

본 발명의 다양한 실시예들이 예시되었으나, 도시된 특정한 실시예가 특허청구범위를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 다양한 변경과 변형들이 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다는 것이 예상되어 진다. 각 도면은 다음과 같이 간단히 설명된다.

도 1은, 절삭기 몸체 안에 장착된 본 발명에 따른 절삭 인서트의 사시도,

도 2는, 본 발명에 따른 절삭 인서트의 사시도,

도 3은, 본 발명에 따른 절삭 인서트의 측면도,

도 4는, 본 발명에 따른 절삭 인서트의 평면도,

도 5는 도 4의 5-5선에 따른 절삭 인서트의 단면도.

상술한 그리고 다른 문제들을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은, 거친 절삭 작업을 위한 리딩 절삭 에지와 정밀 절삭 작업들을 위한 트레일링 와이퍼 에지를 가지는 절삭 공구에 사용을 위한 인덱서블 절삭 인서트(indexable cutting insert)를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 효과적인 칩 컨트롤(chip control)을 위한 레이크 면(rake surface)과 편향된 면(deflecting surface)을 가지는 인덱서블 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 면모에 있어서는, 인덱서블 절삭 인서트는 내마모성 재질(wear resistant material)의 다각형 몸체(polygonal body)를 포함한다. 상기 바디는 중심(center), 상면과 바닥면, 그리고 상면과 바닥면 사이에 복수의 측면들을 포함한다. 복수의 리딩 절삭 에지는 복수의 측면들과 상면의 교차선(intersection)에 형성된다. 유사하게, 복수의 와이퍼 에지들은 복수의 측면들과 상면의 교차선에 형성된다. 코너는 각 리딩 절삭 에지와 각 와이퍼 에지를 분리한다. 절삭 작업에 있어서, 인서트는 거친(corse) 절삭 작업을 위해 리딩 절삭 에지들의 하나를 사용하고, 정밀(fine) 절삭 작업을 위해 와이퍼 에지들의 하나를 사용하면서, 작업편을 물고있다.

본 발명의 다른 면모에 있어서는 공구홀더의 자리안에 장착된 공구홀더와 인덱서블 절삭공구와의 조립체이다. 절삭 인서트는 내마모성 재질의 다각형 몸체(polygonal body)를 포함한다. 상기 몸체는 중심, 상면과 바닥면, 그리고 상면과 바닥면 사이에 복수의 측면들을 포함한다. 복수의 리딩 절삭 에지는 복수의 측면들과 상면의 교차선(intersection)에 형성된다. 유사하게, 복수의 와이퍼 에지들은 복수의 측면들과 상면의 교차선에 형성된다. 코너는 각 리딩 절삭 에지와 각 와이퍼 에지를 분리한다. 절삭 작업에 있어서, 인서트는 거친 절삭 작업을 위해 리딩 절삭 에지들의 하나를 사용하고, 정밀(fine) 절삭 작업을 위해 와이퍼 에지들의 하나를 사용하면서, 작업편을 물고있다.

발 발명의 절삭 인서트가 도 1에 도시되어 있으며, 전체적으로 참조번호 10으로 지시되어 진다. 절삭 인서트(10)를 위한 하나의 적용예에서, 상기 인서트는 회전하는 밀링 절삭기 몸체 안에 장착되어 질 수 있다. 그러한 몸체(11)안에 절삭 인서트(10)를 이용하는 것으로 제한되어서는 안되며 상기 인서트는 다른 절삭 몸체들 즉, 선삭(turning)이나 드릴링(drilling) 작업에서 이용되는 것들과 같은 몸체들에도 사용될 수 있다는 것이 이해되어져야 한다.

하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 밀링 절삭기 몸체(11)는 그것의 절삭 선단부(cutting end; 15)의 주변에 형성되어 원주 방향으로 이격된 복수의 인서트 포켓(13)들을 포함한다. 상기 밀링 절삭기 몸체(11)는 중앙의 길이방향 축(17)을 중심으로 회전할 수 있게 구동되어진다. 밀링 절삭기 몸체가 회전함에 따라, 절삭 인서트(10)는 작업편(미도시)을 물고 있도록 동작한다.

도 2는 밀링 절삭기 몸체(11)로부터 제거된 절삭 인서트(10)의 사시도를 예시하고 있다. 상기 인서트는 내마모성 재질의 다각형 몸체를 가진다. 다른 기학학적 형상들이 가능하지만, 인서트(10)는 가운데 축(CL) 에 대해 대칭이고 상면(12), 하면(14), 그리고 복수의 측면(16)들을 포함하며 전체적으로는 8각형이다. 도 4에 가장 잘 보여지는 것처럼, 각 측면(16)은 인접한 측면(16)에 대해서 대략 45도를 이루는 각(18)을 가진다. 덧붙여, 각 측면(16)은 평면(P)에 대해 직각을 이루는 선과 각(17)을 형성하도록 테이퍼져 있다. 상기 각(17)은, 면 여유 각(facetclearance angle)으로서 참조되어지고 0°와 30°사이의 값을 가질 수 있으며, 도 5에 가장 잘 도시된 것처럼, 도면에서는 대략 25°의 각도를 가진다.

도 2를 참조하면, 인서트(10)는 복수의 리딩 절삭 에지(20)들과 상면(12)과 각 측면(16)이 교차하는 곳에 형성된 복수의 트레일링 와이퍼 에지(22)들을 구비한다. 코너(corner; 21)는 각 리딩 절삭 에지(20)를 각 트레일링 와이퍼 에지(22)로부터 분리시킨다. 바람직하게는, 각 코너(21)는 대략 0.5에서 1.0 mm범위의 반경을 가진다. 하지만, 본 발명은 어떠한 바람직한 코너 반경으로도 실시될 수 있다. 절삭 에지(20)들의 각각은 활동적인 위치(active position)로 등각도로 배치되어질 수 있으며, 절삭 공구(미도시)내에서 효과적으로 이용되어질 수 있다. 따라서. 본 발명의 8각 밀링 인서트(10)는 종래 정사각형이나 직사각형 절삭 인서트와는 달리, 8번 등각도로 배치되어질 수 있다.

절삭 공구안에 인서트(10)의 설치를 용이하게 하기 위해, 인서트(10)의 각 측면(16)은, 와이퍼 에지(22) 아래에 각 측면(16)으로부터 튀어나온 사실상 평평한 옆 고정면(side seating surface; 23)을 가질 수 있다. 이러한 옆 고정면(23)은 코너(21)까지 연장될 수도 있다. 옆 고정면(23)의 아래쪽 에지는, 측면(16)이 절삭 작업동안 절삭 공구에 물려질 때 인서트(10)의 움직임을 방지한다. 바람직하게, 두 개의 측면(16)들이, 인서트(10)가 절삭 공구 안에 적절하게 배치될 때, 절삭 공구에 물려있어야 한다.

도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 인서트(10)의 상면(12)은 중앙으로 배치되고 사실상 평평한 고정면(seating surface; 24)과 함께 형성되는데, 여기서 그고정면(24)은 리딩 절삭 에지(20)들과 사실상 동일 평면상에 있거나, 혹은 대신에 리딩 절삭 에지(20)들로부터 바람직하게는 0.05mm부터 0.40의 범위에 있는 높이로 돌출될 수도 있다. 고정면(24)은, 인서트(10)가 절삭 공구안에 위치하고 있을 때, 인서트 지지-고정면으로서 역할을 한다. 마찬가지로, 바닥면(14)은 사실상 평평한 고정면을 형성한다.

상면(12)은, 리딩 절삭 에지(20)와 코너(21)와 트레일링 와이퍼 에지(22)로부터 인서트(10)의 고정면(24)을 향하여 안쪽 그리고 아래쪽으로 연장된 복수의 레이크 면(rake surface; 26)들을 포함하는데, 그 레이크 면들은 평평하다. 상면(12)은 또한 복수의 편향 면(deflecting surface; 28)들을 포함하는데, 그 편향 면(28)들은 인접한 레이크 면(26)들 사이에 이행 구역(transition zone)을 형성하기 위하여, 리딩 절삭 에지(20)로부터 고정면(24)을 향해서 안쪽 그리고 위쪽으로 연장된다. 편향 면(28)들은, 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 리딩 절삭 에지(20)들의 평면(P)에 수직하는 선에 대하여 편향 각(defection angle; 30)을 가지고 위쪽으로 연장된다. 편향 각(30)은 1°와 60°사이에 있을 수 있는데, 도 3에서는 대략 30°이다. 레이크 면(26)과 편향 면(28)은 효과적인 칩 배출을 위한 흐름 패턴(flow pattern)으로 형성된다.

도 5를 참조하면, 레이크 면(26)은 평면(P)에 대해 수직인 선과 랜드 각(land angle; 32)을 형성한다. 랜드 각(32)은 대략 1°에서 30°사이이며, 도 5에서는 대략 11°이다. 덧붙여, 뒷벽 면(34)은 레이크 면(26)들과 고정면(24) 사이에 이행 구역을 형성한다. 뒷벽 면(34)은, 평면(P)에 수직하는 선에 대하여 뒷벽 각(36)을 형성하기 위하여, 레이크 면(26)들로부터 고정면을 향해 위쪽으로 연장된다. 뒷벽 각(36)은 1°와 60°사이에 있을 수 있으며, 도 5에서는 대략 45°이다.

절삭 작업동안, 인서트(10)는, 예를 들면, 거친(coarse) 절삭 작업을 제공하기 위해 리딩 절삭 에지(20)를 사용하고, 정밀(fine) 절삭 작업을 제공하기 위해 와이퍼 에지(22)를 사용하면서 작업편(미도시)을 물고있다. 작업편 속으로 뚫고 들어가는 깊이는 와이퍼 에지(22) 아래의 리딩 절삭 에지(20)의 길이로 제한된다. 리딩 적삭 에지(20)가 작업편을 뚫고 들어감에 따라, 재료(material)는 그 작업편으로부터 제거되고, 그것은 레이크 면(26)을 따라 인서트(10)의 중심을 향해 보내어진다. 상기 재료가 레이크 면(26)들에 접촉할 때, 그 재료는 꼬아져(curl) 만족스러운 칩(acceptable chip)으로 만들어진다. 하지만, 레이크 면(26)들과의 접촉이 만족스러운 칩을 형성하기에 충분하기 않는다면, 그 재료는 계속될 것이고, 편향 면(28)들에 충돌될 것이다. 이러한 접촉이 재료를 편향 면(28)들을 따라 위쪽으로 급격히 방향 전환하도록 할 것이다. 덧붙여, 재료는, 편향 면(28)들에 의해서 뒷벽 면(34)을 향해 보내어질 것이며, 이러한 것은 또한 그 재료가 뒷벽 면(34)을 따라 위쪽으로 급격히 방향 전환하도록 할 것이다.

이러한 논의의 목적을 위해, 8각형으로 확인되는 구조를 가지는 절삭 인서트가 제시되었다. 하지만, 본 발명의 구성은 8각으로 제한되어서는 안되고, 다른 구조의 형태들, 예를 들어, 정사각, 80°의 다이야몬드(두 개의 80°코너들과 두 개의 100° 코너들을 가지는 다이야몬드), 55°다이야몬드(두 개의 55°코너들과 두개의 125°코너들을 가지는 다이야몬드), 삼각형(triangle) 혹은 삼각금(trigon)로 대체될 수도 있다는 것이 이해되어져야 한다.

여기에 참조된 발명들과 간행물들은 참조함으로써 여기에 통합된다.

본 발명이 특정되고 구체적인 실시예들과 연관되어 구체적으로 설명되었으나, 이러한 것은 예시의 방법이며 제한하는 것이 아니라고 이해되어져야 하며, 첨부된 청구항들의 범위는 종래 기술이 허락하는 한 넓게 해석되어져야 한다.

Claims

중심, 상면과 바닥면, 그리고 그 상면과 바닥면 사이에 복수의 측면들을 포함하는 내마모성 재질의 다각형 몸체;

상기 복수의 측면들과 상기 상면의 교차선(intersection)에 형성된 복수의 리딩 절삭 에지(leading cutting edge);

상기 복수의 측면들과 상면의 교차선에 형성된 복수의 와이퍼 에지(wiper edge); 및

상기 각 리딩 절삭 에지와 각 와이퍼 에지를 분리하는 코너를 포함하며,

절삭 작업에 있어서, 거친 절삭 작업을 위해서는 상기 리딩 절삭 에지들 중 하나를 사용하고, 정밀 절삭 작업을 위해서는 와이퍼 에지들 중 하나를 사용하면서 작업편을 물고있는 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트(indexable cutting insert).
제1항에 있어서,

상기 상면은, 상기 각 리딩 절삭 에지로부터 상기 몸체의 중심을 향해 안쪽으로 연장된 레이크 면(rake surface)을 포함하는 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트.
제2항에 있어서,

상기 레이크 면은, 상기 각 리딩 절삭 에지에 수직하는 선에 대하여 랜드 각(land angle)을 형성하는 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트.
제3항에 있어서,

상기 랜드 각은 대략 1°에서 30°사이에 있는 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트.
제4항에 있어서,

상기 랜드 각은 대략 11°인 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트.
제2항에 있어서,

상기 상면은, 상기 몸체의 중심을 향해서 위쪽으로 그리고 안쪽으로 연장된 편향 면(deflecting surface)을 더 포함하는 것을 인덱서블 절삭 인서트.
제6항에 있어서,

상기 편향 면은, 상기 각 리딩 절삭 에지에 수직하는 선에 대해 편향각(deflection angle)으로 위쪽으로 연장된 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트.
제7항에 있어서,

상기 편향 각은, 1°에서 60° 사이인 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트.
제8항에 있어서,

상기 편향 각은 대략 30°인 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트.
제2항에 있어서,

상기 상면은, 상기 몸체의 중심을 향해 위쪽으로 연장된 뒷벽 면(back wall surface)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트.
제10항에 있어서,

상기 편향 면은 상기 리딩 절삭 에지에 수직하는 선에 대해 뒷벽 각(back wall angle)으로 위쪽으로 연장된 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트.
제11항에 있어서,

상기 뒷벽 각은 1°와 60° 사이인 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트.
제12항에 있어서,

상기 뒷벽 각은 대략 45°인 것을 특징으로 하는 인덱서블 절삭 인서트.
공구홀더(tool holder)와 그 공구홀더의 고정대(seat)안에 장착된 인덱서블 절삭 인서트의 조립체(assembly)로서, 상기 절삭 인서트는,

중심, 상면과 바닥면, 그리고 그 상면과 바닥면 사이에 복수의 측면들을 포함하는 내마모성 재질의 다각형 몸체;

상기 복수의 측면들과 상기 상면의 교차선에 형성된 복수의 리딩 절삭 에지;

상기 복수의 측면들과 상면의 교차선에 형성된 복수의 와이퍼 에지; 및

상기 각 리딩 절삭 에지와 각 와이퍼 에지를 분리하는 코너를 포함하며,

절삭 작업에 있어서, 거친 절삭 작업을 위해서는 상기 리딩 절삭 에지들 중 하나를 사용하고, 정밀 절삭 작업을 위해서는 와이퍼 에지들 중 하나를 사용하면서 작업편을 물고있는 것을 특징으로 하는 조립체.
제14항에 있어서,

상기 상면은, 상기 각 리딩 절삭 에지로부터 상기 몸체의 중심을 향해 안쪽으로 연장된 레이크 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제15항에 있어서,

상기 레이크 면은, 상기 각 리딩 절삭 에지에 수직하는 선에 대하여 랜드 각(land angle)을 형성하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제16항에 있어서,

상기 랜드 각은 대략 1°에서 30°사이에 있는 것을 특징으로 하는 조립체.
제17항에 있어서,

상기 랜드 각은 대략 11°인 것을 특징으로 하는 조립체.
제15항에 있어서,

상기 상면은, 상기 몸체의 중심을 향해서 위쪽으로 그리고 안쪽으로 연장된 편향 면(deflecting surface)을 더 포함하는 것을 조립체.
제15항에 있어서,

상기 상면은, 상기 몸체의 중심을 향해 위쪽으로 연장된 뒷벽 면(back wall surface)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.