KR20040038851A

KR20040038851A - 칩형성 기계가공용의 위치맞춤이 가능한 선삭 공구

Info

Publication number: KR20040038851A
Application number: KR1020030076378A
Authority: KR
Inventors: 에들레르다니엘
Original assignee: 산드빅 악티에볼라그
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2004-05-08
Also published as: ATE410254T1; KR20080002722A; KR100851796B1; SE0203199L; SE526480C2; US7021182B2; JP4494755B2; EP1415742B1; DE60323919D1; JP2004148498A; US7219584B2; US20040131433A1; SE0203199D0; EP1415742A1; US20060075858A1

Abstract

칩형성 기계가공용의 위치맞춤이 가능한 선삭 공구는, 교체가능한 인서트를 수용하는 인서트 포켓이 구비되어 있는 홀더와, 공구 머어신에 수용되도록 되어 있는 고정부를 포함한다. 교체가능한 인서트들중의 적어도 하나는, 공구의 축방향에 대해서 측방으로 연장하는 주평면을 갖는다.

Description

칩형성 기계가공용의 위치맞춤이 가능한 선삭 공구{INDEXIBLE TURNING TOOL FOR CHIPFORMING MACHINING}

본 발명은, 칩형성 기계가공용의 선삭 공구에 관한 것으로, 이 공구는 교환가능한 인서트를 수용하는 인서트 포켓이 구비되어 있는 홀더와, 공구 머어신에 수용되도록 되어 있는 고정부를 포함한다. 본 발명에 따른 선삭 공구는 바람직하게는 금속 가공용이다.

2002년 9월에 발행된 마팔 (Mapal) 의 팜플렛에는 칩형성 기계가공용의 밀링 공구가 이미 공지되어 있는데, 이 밀링 공구는 공구의 길이 축방향으로부터 측방으로 향하는 인서트를 갖는다. 즉, 이 인서트는 밀링 공구의 전방 표면에 위치한다. 이와 관련하여, 이 밀링 공구는 회전 공구이며, 따라서 이러한 인서트에 영향을 미치는 힘은 선삭 공구의 인서트에 영향을 미치는 힘과는 다르다.

본 발명의 제 1 의 목적은, 상이한 기계가공 작업에 대한 공구의 유용성을 증진시킬 수 있는, 전술한 타입의 선삭 공구를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 상이한 타입의 가공 작업, 예컨대 선삭 작업과 나사절삭 작업간의 세팅 시간을 단축하는 것에 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 위치맞춤이 가능한 선삭 공구의 실시형태를 나타내는 사시도이다.

도 2 는 도 1 에 따른 공구의 절삭 헤드가 3개의 교환가능한(교체가능한) 인서트를 구비하고 있는 것을 도시한 상세도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 공구의 또다른 절삭 헤드의 상세도이다.

도 4 는 또다른 절삭 헤드의 상세도이다.

도 5 는 본 발명에 따른 또다른 실시형태의 공구가 가공물과 접촉되고, 공구에 힘이 작용된 상태를 도시한 사시도이다.

도 6 은 도 5 에 따른 공구의 절삭 헤드의 상세도이다.

도 7 은 도 5 에 따른 공구가 나사절삭에 사용되는 양태를 나타내는 도면이다.

도 8 은 2개의 교체가능한 인서트가 본 발명의 원리에 따라 배치된 것을 나타내는, 본 발명에 따른 또다른 공구의 사시도이다.

도 9 는 도 8 에 따른 공구가 회전 가공물을 가공중인 것을 나타내는 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1; 101; 201; 301; 401 : 홀더

3; 103; 203; 303; 403 : 인서트

5, 7; 305, 307; 405, 407 : 인서트

9; 309; 409 : 고정부

A3; A4 : 가공물

CL : 홀더의 길이방향 중심 축선

CL' : 고정부의 길이방향 중심 축선

본 발명의 제 1 의 목적은, 적어도, 고정부와 홀더를 구비하는 공구 본체를 포함하는 위치맞춤이 가능한 (indexible) 선삭 공구에 의해 달성된다. 홀더에는, 각각의 교체가능한 절삭 인서트를 수용하는 포켓이 구비된다. 포켓은, 공구 본체를 홀더의 길이방향 중심 축선을 중심으로 위치맞춤함으로써 인서트들중의 하나가 작동 절삭위치에 놓이도록 배치된다. 인서트들중의 하나는 홀더의 중심 축선에 대해서 측방으로 향하는 주평면을 갖는다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 따른 공구의 여러 가지의 실시형태를 설명한다.

본 발명은 선삭 공구(turning tool)에 관한 것으로, 여기서 "선삭 공구" 는 예컨대 절단절삭작업, 홈절삭, 선삭 밀링 등을 수행할 수 있는 비회전 공구(non-rotary tool) 로 이해되어야 한다. 선삭 공구는, 교환가능한 복수의 절삭 인서트중의 하나가 작동 절삭위치에 놓일 수 있도록 길이방향 중심 축선을 중심으로 위치맞춤이 가능하게 되어 있다. 또한, 각각의 인서트는 그 자체가 위치맞춤이 가능하다.

도 1 에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 공구는, 홀더 (1) 와 고정부 (9) 를 구비하는 공구 본체를 포함한다. 홀더 (1) 의 자유 단부에는, 교체가능한 위치맞춤이 가능한 인서트 (3,5,7) 를 수용하는 다수의 인서트 포켓이 형성되어 있는데, 상기 인서트의 개수는 도시된 실시형태에 있어서는 3개 이다.

모든 인서트 (3-7) 는, 그들 각각의 주평면 (P) 이 홀더의 길이방향 중심 축선 (CL) 에 대해서 측방으로 연장하도록 하여 배치되어 있다. "주평면" 이라 함은, 인서트의 바닥면과 일치하는 평면이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 홀더 (1) 는 공구 머어신에 견고하게 체결되도록 되어 있는 공구 본체의 고정부 (9) 에, 중심이 벗어난 상태로 (즉, 편심되어) 위치한다. 홀더 (1) 의 편심 설치가 가능한 이유는, 본 발명에 따른 공구는 선삭 공구이며, 따라서 작동중에 회전하지 않기 때문이다. 그러나, 신규의 인서트를 작동 절삭위치에 이송시키기 위해 공구를 위치맞춤 축선을 중심으로 위치맞춤하는 것, 즉 고정부 (9) 를 위치맞춤 축선을 중심으로 회전시키는 것은 가능하다. 즉, 공구의 위치맞춤 (indexing) 은, 위치맞춤 축선을 형성하는 홀더의 길이방향 중심 축선 (CL) 을 중심으로 홀더 (1) 를 회전시킴으로써 행해질 수 있다. 또 다르게는, 또는 부가적으로는, 위치맞춤은, 위치맞춤 축선을 형성하는 고정부의 길이방향 중심 축선 (CL') 을 중심으로 고정부 (9) 를 회전시킴으로써 행해질 수 있다.

도 2 에는 인서트 (3,5,7) 가 보다 상세히 도시되어 있고, 인서트 (3) 는 그 주평면 (P) 이 홀더의 중심 축선 (CL) 에 대하여 수직한 수직 기준면에 대해서 예각 (α) 을 형성하도록 경사져 있는데, 상기 각도는 접선 기준면, 즉 홀더의 반경에 대해서 대체로 접선방향을 향하는 평면에 놓인다. 이러한 경사는, 예컨대 도 1 의 인서트 (3) 를, 인서트의 중심 축선 (E) (도 2 의 축선 E) 을 통하는 홀더 (1) 의 반경에 의해 형성된 축선 (A) 을 중심으로 회전시킴으로써 이루어질 수 있다. 도 2 로부터, 인서트의 전방 절삭면의 축방향 최전방 모서리 (C1) 로부터 인서트의 중심 축선 (E) 을 통해 주평면 (P) 에 대하여 평행하게 연장하는 선 (L1) 은, 수직 기준면에 있으며 또한 인서트의 중심 축선 (E) 과 인서트의 전방 절삭면의 축방향 최전방 모서리를 통하는 기준선 (R1) 에 대해서 각도 α를 형성함을 알 수 있다. 상기 각도 (α) 는 적합하게는 -45°≤α≤+45°범위의 값을 갖는데, 이 각도는 기준선 (R1) 으로부터 측정된 값이고, 또한 상기 각도 (α) 는 기준선 (R1) 위로는 양의 값이고, 기준선 (R1) 아래로는 음의 값이다.

도 3 에는 또다른 홀더 (101) 상의 대응 인서트 (103) 가 각도 β만큼 경사져 있는 상태가 도시되어 있는데, 주평면 (P) 은 수직 기준면에 대해서, 즉 홀더의 중심 축선 (CL) 에 대하여 수직한 평면에 대해서 예각 (β) 을 형성하고 있으며, 상기 각도 β는 축방향 기준면, 즉 홀더의 중심 축선 (CL) 을 포함하는 평면내에 놓인다. 상기 각도 (β) 는, 예컨대 도 1 의 인서트 (3) 를 축선 (F) 을 중심으로 회전시킴으로써 형성될 수 있는데, 이 축선 (F) 은, (ⅰ) 홀더 (1) 의 반경에 접하며, (ⅱ) 인서트의 중심 축선 (E) 을 통하여 연장한다. 인서트의 전방 절삭면의 축방향 최후방 모서리로부터 인서트의 중심 축선 (E) 을 통해 인서트 (103) 의 주평면에 대하여 평행하게 연장하는 선 (L2) 은, 수직 기준면에 있으며 또한 인서트의 중심 축선 (E) 과 인서트의 전방 절삭면의 축방향 최후방 모서리를 통하는 기준선 (R2) 에 대해서 각도 β를 형성함을 알 수 있다. 인서트의 전방 절삭면의 축방향 최후방 모서리는 홀더의 중심 축선 (CL) 에 인접하여 위치한다. 상기 각도 (β) 는 적합하게는 -45°≤β≤+45°범위의 값을 갖는데, 이 각도는 기준선 (R2) 으로부터 측정된 값이고, 또한 상기 각도 (β) 는 기준선 (R2) 위로는 양의 값이고, 기준선 (R2) 아래로는 음의 값이다.

본 발명의 범위내에서, 인서트는 각도 α및 β만큼 경사할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 중요한 특징은, 각 인서트 (3; 103, 5, 7) 의 주평면이 홀더 (1; 101) 의 축방향 (CL) 에 대해서 측방으로 연장하는 치수를 갖는 것에 있으며, 또한 본 발명에 따르면, 인서트 (3; 103) 는, 소정의 각도만큼 경사져 있으나, 축방향 (CL) 을 횡단하여 측방으로 연장하는 것으로 본다. 일반적으로, "측방으로" 라는 표현은, 인서트가 축방향 (CL) 에 대하여 수직한 평면에 위치한다고 하는 것은 물론이고, 인서트가 정해진 각도범위 내에서 경사하는 것으로도 해석된다.

도 4 에 도시된 실시형태에서는, 또다른 홀더 (201) 상의 인서트 (203) 가 나머지 인서트 (5, 7) 에 대해서 축방향 (CL) 으로 소정의 거리 (δ) 만큼 변위되어 있다. 이 때문에, 칩형성 기계가공을 실시하는 때에 가공물에 대한 공구의 유용성이 증진된다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 각 인서트 (203, 5, 7) 는 축선 (CL) 에 대해서 실질적으로 수직하게 배치되어 있다. 그러나, 본 발명의 범위내에서, 인서트 (203, 5, 7) 중의 일부를 도 2 및/또는 도 3 에 도시된 방식으로 경사지게 구성하는 것도 가능하다.

도 5 에는 본 발명의 실시형태에 따른 공구의 사용방법이 도시되어 있다. 여기서의 홀더 (301) 는 고정부 (309) 에 대해서 중심이 일치하도록 (동축적으로) 배치되어 있다. 도 5 는, 3개의 인서트 (303, 305, 307) 중의 하나, 보다 정확하게는 모방절삭 인서트 (305) 가 가공물 (A3) 을 가공하는 것을 개략적으로 나타내고 있다.

도 6 에는 도 5 에 따른 공구의 인서트가 보다 상세히 도시되어 있는데, 이들 인서트는 전형적으로 셋업된 인서트이다. 도 6 으로부터는, 홀더 (301) 가 중절삭 기계가공 (heavy duty machining) 용의 선삭 인서트 (303), 모방절삭 인서트 (305), 및 나사절삭 인서트 (307) 를 어떤식으로 구비하고 있는가를 알 수 있다. 이들 인서트 (303, 305, 307) 는, 전술한 바와 같이 소정의 각도 α및/또는 β만큼 경사지게 구성될 수도 있다.

도 5 에는 여러 가지의 힘이 모방절삭 인서트 (305) 에 어떻게 작용하는지가 도시되어 있는데, 여기서 FT 는 접선방향의 힘, FA 는 축방향의 힘, FR 은 반경방향의 힘을 나타낸다. 인서트에 영향을 미치는 절대적으로 가장 큰 힘은, 도 5 에 따른 실시형태에 있어서 홀더 (301) 의 길이방향을 따르는 방향을 갖는 접선방향의 힘 (FT) 이다. 이는, 접선방향의 힘 (FT) 이 홀더 (301) 의 뚜렷한 휘어짐을 유발함이 없이 홀더 (301) 에 의해 흡수됨을 의미한다. 도 5 에 도시된 바와 같은 힘의 분포에 따르면, 종래의 선삭 공구보다도 진동을 일으키는 경향이 더 적다.

도 7 에는, 본 발명에 따른 공구가 나사절삭 인서트 (307) 에 의해 회전 가공물 (A3) 에 나사부를 형성하는데 어떻게 이용되고 있는지가 도시되어 있다.

도 8 에는 본 발명에 따른 공구의 또다른 실시형태가 도시되어 있다. 도 8 에 도시되어 있는 바와 같이, 2개의 교체가능한 위치맞춤이 가능한 인서트 (403, 405) 는 홀더 (401) 에 대해서 본 발명의 원리에 따라 배치되어 있다. 즉, 인서트 (403, 405) 의 주평면은 공구의 축방향 (CL) 에 대해서 측방으로 연장하고 있다. 도 8 에 따른 공구의 제 3 의 인서트 (407) 는 홀더 (401) 상에 종래와 같은 방식으로 배치되어 있다. 도 8 의 실시형태에서, 인서트 403 은 선삭 인서트이고, 인서트 405 는 모방절삭 인서트를 구성한다. 이들 인서트 (403, 405) 는 일반적으로는 상이한 타입의 가공을 수행하는데, 즉 인서트 403 은 중절삭 기계가공 (heavy duty machining) 을 수행하고, 모방절삭 인서트 405 는 마무리 가공을 수행한다.

도 9 는, 도 8 에 따른 공구가 회전 가공물 (A4) 의 가공시에 어떻게 사용되는가를 도시하고 있다. 도 9 에 도시된 바와 같이 인서트 (407) 는 종래와 같이 배치되기 때문에, 이 인서트는 예컨대 내면 절삭에 유용하다.

이처럼, 본 발명에 따른 선삭 공구는 바람직하게는 상이한 타입의 교환가능한 인서트를 다수개 가지며, 따라서 이러한 선삭 공구는 그 위치맞춤에 의해, 상이한 종류의 선삭 작업에 있어서 간단하고 신속하게 조정할 수 있다.

전술한 실시형태에 있어서는, 본 발명에 따른 공구가 3개의 상이한 타입의 인서트를 구비하고 있으며, 따라서 3가지의 상이한 종류의 기계가공 작업을 행하는데 유용하다. 그러나, 본 발명의 범위내에서는, 공구에, 한가지 타입만의 교환가능한 인서트를 제공하거나, 또는 상이한 수량으로 존재하는 두가지 타입의 교환가능한 인서트를 제공하는 것이 가능하다.

일반적으로, 전술한 본 발명에 따른 공구의 모든 실시형태에서는, 인서트가 그 인서트 포켓에 중심 나사에 의해 고정된다. 이는 익히 알려진 종래의 기술이기 때문에, 이와 같은 나사에 대해서는 추가의 상세한 설명을 생략하였다. 본 발명의 범위내에서는, 교환가능한 인서트가 그 인서트 포켓에 또다른 체결수단에 의해 고정될 수도 있는데, 이러한 체결수단으로는 비제한적인 의미에서 예컨대 상부 체결부를 사용하는 것을 일예로 들 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 선삭 공구에 따르면, 상이한 기계가공 작업에 대하여 공구의 유용성이 증진된다.

또한, 본 발명에 따른 선삭 공구는 상이한 타입의 교환가능한 인서트를 다수개 가지므로, 선삭 공구의 위치맞춤에 의해, 상이한 종류의 선삭 작업간에 있어서 간단하고 신속하게 조정을 행할 수 있으며, 따라서 상이한 타입의 가공 작업간의 세팅 시간을 단축할 수 있다.

Claims

고정부와 이 고정부로부터 돌출하는 홀더를 구비하는 공구 본체를 포함하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구로서, 상기 홀더에는, 각각의 교체가능한 절삭 인서트를 수용하는 포켓이 구비되어 있고, 이 포켓은, 공구 본체를 위치맞춤 축선을 중심으로 위치맞춤함으로써 인서트들중의 하나가 작동 절삭위치에 놓이도록 배치되어 있으며, 상기 인서트들중의 하나는 홀더의 길이방향 중심 축선에 대해서 측방으로 향하는 주평면을 갖도록 되어 있는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인서트의 주평면은, 홀더의 중심 축선에 대하여 수직하게 향한 수직 기준면에 대해서 예각 α를 형성하며, 이 예각 α는 홀더의 반경에 대해서 대체로 접선방향을 향하는 평면내에 놓이는 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 2 항에 있어서, 상기 예각 α는 -45°≤α≤+45°의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인서트는, 홀더의 중심 축선에 대하여 수직하게 향한 수직 기준면에 대해서 예각 β를 형성하며, 이 예각 β는 홀더의 중심 축선을 포함하는 평면내에 놓이는 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 4 항에 있어서, 상기 예각 β는 -45°≤β≤+45°의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 1 항에 있어서, 복수의 인서트가 홀더의 중심 축선에 대해서 측방으로 향한 각각의 주평면을 가지며, 하나의 인서트는 상기 복수의 인서트로부터 상기 홀더의 중심 축선을 따라 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 6 항에 있어서, 상기 하나의 인서트는 상기 복수의 인서트로부터 상기 고정부를 향하는 방향으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 인서트들중 적어도 하나의 부가적인 인서트는 홀더의 중심 축선에 대해서 측방으로 향한 주평면을 가지며, 홀더의 중심 축선에 대해서 측방으로 향한 주평면을 가지는 인서트들은 그 형상이 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인서트의 주평면은 홀더의 중심 축선에 대해서 실질적으로 평행하게 향하는 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 인서트들은 홀더의 중심 축선의 주변에 이격배치된 3개의 인서트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 1 항에 있어서, 홀더의 중심 축선으로부터의 상기 인서트의 각각의 반경방향 간격은 서로 다른 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 인서트들은, 홀더에 대해서 그리고 상호간에 대해서 위치맞춤이 가능한 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 홀더의 중심 축선은 상기 고정부의 길이방향 중심 축선에 대해서 편심하여 배치되는 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 홀더의 중심 축선은 상기 고정부의 길이방향 중심 축선에 일치하는 것을 특징으로 하는 위치맞춤이 가능한 선삭 공구.