KR20040071653A

KR20040071653A - 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터

Info

Publication number: KR20040071653A
Application number: KR1020040007786A
Authority: KR
Inventors: 베르글뢰브칼-에리크; 푸이데마티아스; 페르손스벤-에리크; 노르드룬드쿠르트
Original assignee: 쎄코 툴스 에이비
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2004-08-12
Also published as: KR101081786B1; SE0300313L; CZ2004182A3; CZ299466B6; US20040223817A1; ATE490832T1; EP1590120B1; CN1520953A; SE526105C2; US6976815B2; EP1590120A1; WO2004069457A1; CN100591446C; SE0300313D0; DE602004030422D1

Abstract

본 발명은 절삭 기계 가공용으로 세 개의 절삭날 (27A, 27B, 27C) 을 갖는 밀링 커터에 관한 것이다. 절삭날은 밀링 커터 (10) 에 통합된다. 밀링 커터는, 홀더에 밀링 커터를 고정시키기 위한 수단 (15:14') 을 포함한다. 세 개의 절삭날 (27A, 27B, 27C) 은 밀링 커터의 외주로부터 실질적으로 밀링 커터의 중앙 선 (CL) 까지 이른다. 각각 세 개의 절삭날은, 실질적으로 볼록한 곡선 형태이다. 볼록 절삭날 (27A, 27B, 27C) 의 반경 방향 외측 단부 (31A) 와 반경 방향 내측 단부는 축 방향으로 세 개의 절삭날 각각의 최선단 점 (X) 뒤에 위치된다. 각 절삭날 (27A, 27B, 27C) 은 반경 (R) 에 의해 실질적으로 한정되며, 그 반경 중심 (C) 은 상기 수단 (15) 을 향하는 쪽에서, 반경 방향의 중심선 (CL) 의 옆측에 위치된다.

Description

회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터{MILLING CUTTER FOR ROTARY CUTTING MACHINING}

본 발명은 청구 범위 제 1 항의 전제부에 따른 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터에 관한 것이다.

본 출원인의 US-A-5,964,555 에는 교체 가능한 절삭날을 갖는 크기가 작은 밀링 공구 제작 문제의 해결책이 이미 공지되어 있다. 그러나, 공구강 몰드를 정면 밀링할 때 절삭 속도가 충분히 높지 않은 것이 밝혀졌다. 더욱이 공지된 상기 공구의 사용시에는 진동이 발생한다.

더욱이, 정면 밀링에 사용되기 위해, 나선 원형 절삭 인서트를 갖는 섕크형 커터를 제공하는 것이 공지되어 있다. 작은 크기 때문에, 공동 절삭 인서트는 비교적 약해서, 공구의 파손이 일어나게 된다.

본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하는 밀링 커터를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 양호한 강도와 원형 인서트의 장점을 함께 갖는 밀링 커터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 작업물을 비교적 무진동으로 부드럽게 절삭하는 밀링 커터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 높은 절삭 속도로 정면 밀링이 가능한 밀링 커터를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 다른 목적은 첨부된 청구항으로 한정된 특징을 갖는 상기된 형태의 밀링 커터로 실현된다.

도 1 은, 결합된 상태에서 작업물을 가공하고 있는 본 발명의 일 실시예 공구를 나타내는 부분 단면도.

도 2a 및 도 2b 는 본 발명에 따른 밀링 커터의 실시예의 측면도.

도 2c 는 밀링 커터의 단부도.

도 2d 는 밀링 커터의 사시도.

도 2e 는 도 2c 에서 선 E - E 를 따른 밀링 커터의 부분 단면도.

도 3a 및 3b 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀링 커터의 상세 측면도.

도 3c 는 밀링 커터의 단부도.

도 3d 는 밀링 커터의 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10. 밀링 커터 11. 잠금 나사

12. 홀더 27A, 27B, 27C. 절삭날

31A, 31B, 31C. 절삭날의 반경 방향 외측 단부

33A, 33B, 33C. 절삭날의 반경 방향 내측 단부

도 1 에 도시된 공구의 실시예는 본 발명에 따른 밀링 커터 (10), 잠금 나사 (11) 와 홀더 (12) 를 포함한다. 상기 공구는 밀링 커터와 잠금 나사에 배치된 훅형 수단 (15, 19) 을 포함한다.

밀링 커터 (10) 는 홀더 (12) 반대쪽의 단부에서 세개의 절삭날이 제공된 절삭 단부 (13) 가 제공되어 있다. 도 2a - 2e 에 밀링 커터의 바람직한 형태가 상세히 도시되어 있다. 밀링 커터 (10) 는 경질 재료, 바람직하게는 초경 합금으로 제조되며, 세 개의 통합된 절삭날 (27A, 27B 및 27C) 을 포함한다. 가장 일반적인 초경 합금 경질 재료는 탄화 웰프람 (WC) 이다. 많은 초경 합금은 단지 WC 및 바인더 금속을 함유한다. 더욱이, 티타늄 탄화물 (TiC), 탄탈륨 탄화물 (TaC) 및 니오븀 탄화물 (NbC) 도 포함된다. 가장 일반적인 바인더 금속은 코발트 (Co) 이지만 니켈 (Ni) 도 사용된다. 초경 합금은 0.5 - 10 ㎛ 의 입도를 갖는 탄화물 입자와 바인더 금속 (일반적으로 코발트) 의 분말 혼합물이다. 바인더 금속의 함량은 5 - 40 부피 % 이고, 탄화물의 함량은 95 - 60 부피 % 이다. 각 절삭날 (27A, 27B 및 27C) 은 축 방향으로 볼록하고, 바람직하게는 부분적으로 원형이며, 여유면 (28A, 28B 및 28C) 과 칩면 (29A, 29B, 29C) 사이의 교차 선을 따라 형성된다. 절삭날은 균일한 간격으로 위치되는데, 즉 각 절삭날은 인접한 절삭날과 120°를 이룬다. 각 절삭날은 도 2e 에 따른 투영부에서, 실질적으로반경 (R) 을 가지며 이 반경의 중심 (C) 은 밀링 커터의 고정 단부를 향하는 쪽에서 반경 방향의 중심선 또는 회전 축 (CL) 의 옆에 위치한다. 도 2c 에 회전 방향 (N) 이 도시되어 있다. 반경 중심 (C) 은 칩면 (29A, 29B, 및 29C) 의 평면 (P) 에 있다. 각 볼록 절삭날 (27A, 27B 및 27C) 은 연속적인 곡선이다. 절삭날은 축 방향 최선단 점 (X) 을 가지며, 이 점은 바람직한 실시예에서, 중심 선 (CL) 에서부터 반경 중심 (C) 과 실질적으로 동일한 반경 거리 (Y) 에 위치된다. 절삭날의 내측 단부 (33A, 33B, 33C) 뿐만 아니라 외측 단부 (31A, 31B, 31C) 도 축 방향으로 최선단 점 (X) 뒤에, 즉 홀더의 방향 또는 밀링 커터의 고정 단부의 반대 편에 위치된다. 반경 (R) 은 밀링 커터의 직경 (D) 의 절반과 동일하며, 가장 일반적으로는 1 -10 ㎜ 이다. 더욱이, 각 절삭날 (27A, 27B 및 27C) 은 도 2c 의 단면도에 도시된 바와 같이 접선 방향으로 볼록하게 휘어져있고, 거의 절삭날의 중간에서 최대점 (H) 을 갖는다.

각 절삭날은 최대 1 ㎜ 의 반경을 갖는 코너 또는 단부 (31A, 31B, 31C) 를 통해 직선 날 (30A, 30B, 30C) 에 연결된다. 이 직선 날은 절삭을 위한 것이 아니다. 단부 (31A, 31B, 31C) 는 절삭날의 최선단 점 (X) 을 지나는 평면 (P2) 으로부터 축 방향 거리 (Z) 에 위치된다. 거리 (Z) 는 밀링 커터의 최대 절삭 깊이를 한정한다. 거리 (Z) 는 밀링 커터의 최대 직경 (D) 의 10 - 15 % 이다. 단부 (31A, 31B, 31C) 가 회전 방향 (N) 으로 회전된 후, 재료는 공간을 얻기 위해 중심 선 (CL) 에 접근한다. 절삭날의 반경 방향 최외각 점 (31A, 31B, 31C) 은 일반적으로 밀링 커터와 공구의 중심 선 (CL) 과 동심인 공통의 가상원에 있으며, 이 원은 밀링 커터의 최대 직경을 규정한다. 날 (30A, 30B, 30C) 은 선단이 고정 단부를 향하는 가상의 절두된 원뿔을 따라서 위치되며, 원뿔은 밀링 커터 (10) 의 가상 외면에 대해 반경 방향 외측에 놓인다. 상기 원뿔은 밀링 커터 (10) 의 외면에 대한 원뿔 각보다 더 큰 원뿔 각을 갖는다. 선택적으로, 날은 볼록하거나 오목할 수 있다.

선택적으로 절삭날 (27A - 27C) 은, 타원형, 포물선 또는 유사한 경로를 따르도록 다른 방법으로 연속적으로 곡선이될 수 있다. 중요한 점은, 작업물의 기계 가공된 표면이 매끄럽게 되도록 곡률이 연속적이어야 한다는 것이다. 예로, 16 ㎜ 인 직경 (D) 의 최대 절삭 깊이는 1.9 ㎜ 이다. 밀링에서 절삭 깊이가 거리 (Z) 보다 크게 선택될 경우, 밀링 커터 작업자는 갑자기 증가되는 불리한 칩 형성이 발생하는 것으로 이를 알 수 있을 것이다.

각 칩 표면 (29A, 29B 또는 29C) 은 실질적으로 평면으로 형성되며, 실질적으로 축 방향 후방으로 절삭날로부터 신장된다. 각 칩 면은, 밀링 커터의 중앙 선 (CL) 과 양의 예각 (α) (약 5 - 20 °) 을 형성한다. 각 칩 면은, 여유면 (28A, 28B 및 28C) 과 약 60 - 80 °의 날각을 형성한다. 여유면은 관련 절삭날과 같이 아치형이되거나 곡면으로 되어있다. 도시된 예의 밀링 커터에서, 직경 (D) 은 16 ㎜ 이고 축 방향 길이는 39 ㎜ 이다.

홀더 (12) 를 향하는 부분에서, 밀링 커터에는 제 1 원뿔형부 또는 섕크 (14) 가 제공되며, 이 섕크의 일단부에는 훅형 수단 (15) 이 있고, 도시된 실시예에서 상기 훅형 수단은 제 1 숄더 (16) 와 제 1 리세스 (17) 를 포함한다. 바람직하게는 강으로 제조된 잠금 나사 (11) 는 밀링 커터 쪽에 있는 단부에서 제 2 원뿔형부 (18) 를 가지며, 상기 제 2 원뿔형부는, 제 1 결합 수단 (15) 과 상호작동되는 제 2 결합 수단 (19) 을 갖는다. 제 2 결합 수단 (19) 은 제 2 숄더 (20) 와 제 2 리세스 (21) 를 포함한다. 작동 위치에서, 제 1 숄더 (16) 는 제 2 리세스 (21) 와 상호작동하고 제 2 숄더 (20) 는 제 1 리세스 (17) 와 상호작동한다. 제 2 결합 수단 (19) 으로부터 축방향 안쪽에서 잠금 나사 (11) 에는 외부에 나사가 형성된 원통부 (22) 가 있다. 육각 소켓 렌치 핸들이 잠금 나사 (11) 의 축 방향 후 단부 (22A) 에 배치되며, 이로써 홀더 (12) 의 내부 덕트 (24) 에 의해 잠금 나사 (11) 의 풀림 및 조임이 가능하게 된다. 선택적으로, 풀림가능한 슬리브의 단부에 나사 (26) 를 둘 수 있으며, 슬리브의 제 2 단부에는 외부 나사산 및 키 홈이 제공된다.

홀더 (12) 는 밀링 커터 (10) 쪽에 있는 단부에서 원뿔형 시트 (25) 가 제공되며, 이 시트는 밀링커터 (10) 의 제 1 원뿔형부 (14) 와 잠금 나사 (11) 의 제 2 원뿔형부 (18) 를 각각 내장한다. 원뿔형 시트 (25) 내부에서, 홀더 (12) 는 실질적으로 원통형으로된 내부 나사부 (26) 를 가지며, 이 나사부는 잠금 나사 (11) 의 외부 나사부 (22) 와 상호작동한다.

US-A-4,850,759 에는 공구에 대한 조립 및 분해 공구가 개시되어 있으며, 이는 여기서 참고로 관련되어 있다. 외부 나사 (22) 및 내부 나사 (26) 사이가 상호작동하면, 원뿔형부 (14) 가 원뿔형 시트 (25) 와 맞닿을 때 까지, 즉 도 1 의 위치에 도달할 때 까지, 잠금 나사 (11) 와 밀링 커터 (10) 가 홀더 (12) 내로 축방향으로 이동하게 된다. 이렇게 해서 밀링 커터 (10) 는 홀더 (12) 와 만족스럽게 결합하게 된다.

나사 (22 및 26) 는 우향 절삭 공구에서 우향 나사로, 좌향 절삭 공구에서는 좌향 나사로 만들어진다.

상기된 실시예는 밀링 커터 즉, 길이 방향 중심 선 주위를 회전하는 공구에 관한 것이다. 작은 절삭 팁을 갖는 밀링 커터에도 본 발명이 적용될 수 있다.

도 1 에 볼 수 있듯이, 밀링 공구 면이 작업물 (42) 의 면을 가공하는 경우, 양호한 표면 마무리를 갖는 평면을 가공하기 위해 공구는 회전하면서 화살표 (Ⅰ) 방향으로 이송된다.

도 3a - 3d 는 본 발명에 따른 섕크형 커터 (10') 의 다른 실시예를 나타낸다. 섕크형 커터의 절삭 단부 (13) 는 상기 밀링 커터 (10) 의 것과 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 참조 부호가 동일한 부분을 위해 사용된다. 이 섕크형 커터가 상시 밀링 커터와 다른 점은, 체결 수단 또는 생크 (14') 의 구성에 있다. 섕크 (14') 는 밀링 기계에 있는 종래의 스핀들 (도시되지 않음) 에 끼워 맞춤될 수 있도록 원통형으로 되어있다. 따라서, 코너 (31A - 31C) 는 원통형 외면을 갖는 제 1 원통형부 (35') 에 대해 돌출되어 있지만, 바람직하게는 섕크 (14') 의 원통형 외면과는 일치한다. 도시된 예에서, 밀링 커터의 직경 (D) 은 16 ㎜ 이며, 축 방향 길이는 66 ㎜ 이며, 각 코너는 제 1 원통형부 (35') 의 외면에 대해 0.3 ㎜ 돌출되어있다.

그리고, 본 발명에 따른 밀링 커터는 양호한 강도와 원형 절삭 인서트의 장점을 함께 가지므로, 공구는 높은 절삭속도로 작업물을 진동 없이 부드럽게 절삭할 수 있다.

본 발명에 따른 밀링 커터는 바람직하게는 적어도 부분적으로, 예컨데 Al₂O₃, TiN 및 TiCN 의 층으로 코팅된다. 어떤 경우에는, 절삭날에 CBN 또는 PCD 와 같은 초경질 재료가 납땜될 수 있다.

본 발명은 상기된 실시예에 제한되지 않고, 첨부된 청구항의 범위에서 자유롭게 변형될 수 있다. 예컨데, 1, 2, 3 개의 플러쉬 덕트가 밀링 커터에 배치될 수 있다. 예로, 플러쉬 덕트는 밀링 커터의 중앙을 관통할 수 있고, 상기 플러쉬 덕트는 고정 단부로부터 시작하여 절삭 커터를 통과하여 절삭 단부까지 이르게 된다. 플러싱 매체를 각 절삭날에 전달하기 위해 세 개의 편심 덕트 (그 중 하나가 도 3c 에 점선 원으로 표시되어 있음) 는 연결된다. 그리고 모든 덕트는 중앙선 (CL) 에서 동일한 거리에 있다. 더욱이, 다른 형태의 섕크도 사용될 수 있다.

상기된 구성을 갖는 본 발명에 따른 공구는, 양호한 강도와 원형 인서트의 장점을 함께 가지며, 비교적 무진동으로 부드럽게 절삭하며, 높은 절삭 속도로 정면 밀링이 가능하다.

Claims

세 개의 절삭날 (27A, 27B, 27C) 을 갖는 밀링 커터로서, 상기 절삭날은 밀링 커터 (10:10') 에 통합되며, 상기 밀링 커터는 홀더에 밀링 커터를 고정시키기 위한 수단 (15:14') 을 포함하며, 각 절삭날 (27A, 27B, 27C) 은 밀링 커터의 외주로부터 실질적으로 밀링 커터의 중앙 선 (CL) 까지 이르는 상기 밀링 커터에 있어서, 세 개의 절삭날 (27A, 27B, 27C) 각각은 실질적으로 볼록한 곡선 형태이며, 볼록 절삭날 (27A, 27B, 27C) 의 반경 방향 외측 단부 (31A, 31B, 31C) 와 반경 방향 내측 단부 (33A, 33B, 33C) 는 축 방향으로 세 개의 절삭날 각각의 최선단 점 (X) 뒤에 위치되고, 그리고 각 절삭날 (27A, 27B, 27C) 은 실질적으로 반경 (R) 을 가지며, 그 반경 중심 (C) 은 상기 수단 (15:14') 을 향하는 쪽에서 반경 방향의 중심선 (CL) 의 옆에 위치되는 것을 특징으로 하는 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터.
제 1 항에 있어서, 볼록 절삭날 (27A, 27B, 27C) 의 반경 방향 외측 단부 (31A, 31B, 31C) 는, 절삭날의 최선단 점 (X) 을 교차하는 평면 (P2) 으로부터 축방향 거리 (Z) 에 위치되는 것을 특징으로 하는 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반경 (R) 은 밀링 커터의 최대 직경 (D) 의 절반 크기와 동일한 것을 특징으로 하는 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터.
제 2 항에 있어서, 상기 거리 (Z) 는 밀링 커터 최대 직경 (D) 의 10 - 15 % 인 것을 특징으로 하는 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀링 커터는 초경 합금으로 제조되고, 각 절삭날 (27A, 27B, 27C) 은 여유면 (28A, 28B, 28C) 과 칩면 (29A, 29B, 29C) 사이의 교차선으로 형성되며, 각 여유면 (28A, 28B, 28C) 은 관련 절삭날과 같이 아치형이거나 곡면인 것을 특징으로 하는 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭날 (27A, 27B, 27C) 은 밀링 커터에 균일한 간격으로 분할되어 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀링 커터는 훅형 수단 (15) 이 제공된 원뿔형 섕크 (14) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀링 커터는 원통형 섕크 (14') 를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터.
제 8 항에 있어서, 상기 단부 (31A, 31B, 31C) 는 실질적으로 섕크 (14') 의 원통형 외면과 일치하고, 또한 섕크 (14') 의 원통형 외면을 갖는 제 1 원통형부 (35') 에 대해서 돌출된 것을 특징으로 하는 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 절삭날 (27A, 27B, 27C) 은 축선 및 접선 방향으로 볼록한 곡선인 것을 특징으로 하는 회전 절삭 기계 가공용 밀링 커터.