KR20060047547A - 칩 제거 기계가공용 공구 - Google Patents

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KR20060047547A
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카 비르타넨
가보르 쿠글러
옌스 발드
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쎄코 툴스 에이비
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Abstract

본 발명은 칩 제거 기계가공용 공구에 관한 것으로서, 이 공구는 홀더 (1) 와 이 홀더 (1) 내에 수용되는 하나 이상의 절삭 인서트 (11) 를 포함하고, 홀더 (1) 는 절삭 인서트 (11) 가 수용되는 하나 이상의 인서트 포켓 (3) 및 이 인서트 포켓 (3) 에 연결된 개구 (5) 를 구비하고, 인서트 포켓 (3) 은 인서트 포켓 (3) 의 외주를 따라 구비된 제 1 유지 수단 (7) 을 구비하며, 절삭 인서트 (11) 는 앵커부 (12) 와 앵커부 (12) 에 연결된 절삭날부 (15) 를 구비하고, 제 2 유지 수단 (18) 은 앵커부 (12) 의 외주를 따라 구비되고, 제 1 유지 수단과 상기 제 2 유지 수단은 절삭 인서트 (11) 가 인서트 포켓 (3) 에 장착될 때 상호 작용하게 되고, 인서트 포켓 (3) 의 외주는 적어도 부분적으로는 공통 회전 중심 (C1) 을 갖는 하나 이상의 원호로 되어 있다. 또한, 본 발명은 절삭 인서트 (11) 그 자체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공구는 앵커부 (12) 에는 원주를 따라 분포된 수개의 유지 수단 (18) 을 구비하고, 절삭 인서트 (11, 111, 211) 의 중심으로부터 가장 멀리 떨어진 곳에 위치한 유지 수단 (18, 118, 218) 의 일부분은 공통 회전 중심 (C2) 을 갖는 원호 (R2) 로 되어 있고, 원호 (R2) 는 공통 회전 중심 (C2) 으로부터 동일한 거리에 위치된다.

Description

칩 제거 기계가공용 공구{TOOL FOR CHIP REMOVING MACHINING}
도 1 은 공구의 일부분을 형성하는 홀더의 측면도이다.
도 2 는 도 1 에 따른 홀더의 우측면도이다.
도 3 은 공구의 일부분을 형성하는 절삭 인서트의 측면도이다.
도 4 는 도 3 에 따른 절삭 인서트의 우측면도이다.
도 5 는 홀더에 절삭 인서트를 장착중일 때의 측면도이다.
도 6 은 홀더에 절삭 인서트를 장착중일 때의 사시도이다.
도 7 은 절삭 인서트가 홀더에 장착될 때의 측면도이다.
도 8 은 절삭 인서트가 홀더에 장착될 때 앞에서 비스듬히 바라본 사시도이다.
도 9 는 도 7 의 IX-IX 선에 의한 단면도이다.
도 10 은 본 발명에 따른 제 1 대안 실시예에서 공구의 일부를 형성하는 홀더의 측면도이다.
도 11 은 도 10 에 따른 홀더의 우측면도이다.
도 12 는 제 1 대안 실시예에 따른 공구의 일부분을 형성하는 절삭 인서트의 측면도이다.
도 13 은 도 12 에 따른 절삭 인서트의 우측면도이다.
도 14 는 홀더에 절삭 인서트를 장착중일 때의 측면도이다.
도 15 는 홀더에 절삭 인서트를 장착중일 때 앞에서 비스듬히 바라본 사시도이다.
도 16 은 절삭 인서트가 홀더에 장착될 때의 측면도이다.
도 17 은 절삭 인서트가 홀더에 장착될 때 앞에서 비스듬히 바라본 사시도이다.
도 18 은 도 16 에서 XVIII-XVIII 선에 의한 단면도이다.
도 19 는 본 발명의 제 2 대안 실시예의 공구의 일부분을 형성하는 홀더의 측면도이다.
도 20 은 도 19 에 따른 홀더의 우측면도이다.
도 21 은 제 2 대안 실시예에 따른 공구의 일부분을 형성하는 절삭 인서트의 측면도이다.
도 22 는 도 21 에 따른 절삭 인서트의 우측면도이다.
도 23 은 홀더를 절삭 인서트에 장착 중일 때의 측면도이다.
도 24 는 홀더를 절삭 인서트에 장착 중일 때 앞에서 비스듬히 바라본 사시도이다.
도 25 는 절삭 인서트가 홀더에 장착될 때의 측면도이다.
도 26 은 절삭 인서트가 홀더에 장착될 때 앞에서 비스듬히 바라본 사시도이다.
도 27 은 도 25 에서 XXVII-XXVII 선에 의한 단면도이다.
도 28 은 본 발명에 따른 의 제 3 대안 실시예의 공구의 일부분을 형성하는 홀더의 측면도이다.
도 29 는 도 28 에 따른 홀더의 우측면도이다.
도 30 은 제 3 대안 실시예에 의한 공구의 일부분을 형성하는 절삭 인서트의 측면도이다.
도 31 은 도 30 에 따른 절삭 인서트의 우측면도이다.
도 32 는 홀더를 절삭 인서트에 장착중일 때의 측면도이다.
도 33 은 절삭 인서트가 홀더에 장착될 때의 측면도이다.
도 34 는 절삭 인서트가 홀더에 장착될 때 앞에서 비스듬히 바라본 사시도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1, 101, 201, 301 : 홀더
3, 103, 203, 303 : 인서트 포켓
5, 105, 205, 305 : 개구
7, 7', 107, 207, 307 : 제 1 유지 수단
9, 10, 109, 110, 210A, 210B, 309 : 리세스
11,111, 211, 311 : 절삭 인서트
12, 112, 212, 312 : 앵커부
17, 117A, 117B, 217, 317 : 립
18, 318 : 홈
118, 218 : 리지
본 발명은 칩 제거 기계가공용 공구와 절삭 인서트에 관한 것이다.
공구의 일부를 형성하는 리세스 디스크 형상의 절단 인서트가 장착되도록 하고, 그 안에서 공구의 일부분을 형성하는 홀더가 개구를 갖는 리세스가 구비된 절삭 가공용 공구가 제공된다는 것은 미국특허 US-A-4,443,136 을 통하여 이미 알려져 있다. 리세스는 통상적으로 원형이며 네가티브 또는 포지티브 가이딩 수단이 구비되는데, 이는 절삭 인서트의 네가티브 또는 포지티브 가이딩 수단과 협조되고, 후자의 가이딩 수단들은 절삭 인서트의 원주면의 일부를 따라 구비된다. 이러한 가이딩 수단들은 리지 또는 홈에 의해 만들어진다. 가이딩 수단들은 리세스의 내부와 절삭 인서트의 위의 둘 다에서 서로에 관하여 직경 방향으로 구비되어 있다. 절삭 인서트는 리세스의 개구 내로 움직일 수 있는 형상을 가지며, 그 후 가이딩 수단은 디스크 형상의 절삭 인서트의 주면 (principal plane) 을 가로질러 통상적으로 연장되는 중심 축의 주위로 절삭 인서트를 회전시킴으로써 서로 협조되도록 옮겨진다. 절삭 인서트는 편심 잠금 원리 (eccentric locking principle) 에 의해 홀더 내에 고정된다.
칩 제거 기계가공을 위한 공구로서 또 다른 알려진 공구, 미국특허 US 2002/0057950A1, 는 홀더와 홀더 내에 장착가능한 절삭 인서트를 포함한다. 홀 더는 보통 원통형 리세스를 갖는데, 이 리세스는 개구를 구비하고, 절삭 인서트는 통상적으로 대응되는 원통형 부분을 갖는데, 이 부분은 리세스에 수용된다. 원통형 부분은 절삭 인서트가 장착된 상태에서 리세스의 홈에 결합되는 축방향 리브 (axial rib) 를 구비한다. 절삭 인서트의 장착된 상태는 원통형 부분을 그 길이 방향의 중심축선을 중심으로 어떤 각도로 회전시킴으로써 얻어진다.
상기의 종래기술의 단점은 홀더 내에서의 절삭 인서트의 측면 안정성과 관계가 있는데, 다시 말하면, 특히 길이 방향 선삭시에 절삭 인서트가 기울어지는 경향이 있다.
본 발명의 주된 목적은 절삭 인서트가 홀더 내의 작동 위치에 있게 될 때, 절삭 인서트가 홀더에 대해 잠금되는, 상기한 바와 같은 형태의 공구를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 홀더 내에 절삭 인서트를 장착하는 것이 매우 간단한 공구와 인서트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 절삭 인서트가 홀더 내에 매우 견고하게 장착되는 공구와 인서트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 절삭 인서트가 홀더 내의 정확한 작동 위치에 있게 되었는지를 사용자가 알 수 있는 공구와 인서트를 제공하는 것이다.
적어도 본 발명의 주된 목적은 다음의 독립항에서 나타낸 특징을 갖는 공구와 절삭 인서트에 의하여 실현된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 기 재되어 있다.
본 발명의 하기의 실시예는 첨부된 도면을 참조로 하여 설명된다.
도 1 및 도 2 에 개략적으로 도시된 홀더 (1) 는 인서트 포켓 (3) 을 구비하며, 이 포켓의 상부는 클램핑 아암 (4) 으로 형성되며, 포켓의 하부는 지지부 (6) 로 형성된다. 인서트 포켓 (3) 에는 개구 (5) 가 제공된다. 제 1 유지 수단이 리지 (7, 7') 형상으로 인서트 포켓 (3) 의 외주 (2) 에 제공되며, 도시된 실시예에서 이 리지는 3 개이다. 인서트 포켓 (3) 의 제 1 중심 (C1) 에 가장 근접하게 위치된 리지 (7, 7') 의 일부분은 측면에서 보면 일반적으로 원호로 되어 있다. 상기 원호는 제 1 중심 (C1) 주위로 제 1 반경 (R1) 을 회전함으로써 생성된다. 리지 (7, 7') 의 높이는 반경 (R1) 의 5-25% 이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 리지 (7) 는 두개의 제 1 리세스 (9) 에 의해 이격되며, 제 1 리세스는 원칙적으로 리지 (7) 의 높이에 대응하는 높이를 갖는다. 인접한 리세스 (9) 사이의 각은 90°이다. 도 1 에 도시된 도면에서, 리세스 (9) 는 둥글게 형성되어 있다. 도 1 에서 최상부에 위치된 리지 (7') 에는 제 2 리세스 (10) 가 제공되며, 제 2 리세스는 제 1 리세스 (9) 보다 더 작은 깊이를 갖는다. 또한, 제 2 리세스 (10) 는 도 1 에 도시된 도면에서 둥글게 형성되어 있다. 제 2 리세스 (10) 는 홀더 (1) 의 측방향에서 볼 때 제 1 리세스 (9) 보다 짧다.
도 3 및 도 4 에 도시된 절삭 인서트 (11) 는 일반적으로 디스크 형상이며, 앵커부 (12) 를 가지며, 이 앵커부는 측면 방향에서 보면 일반적으로 원호 형상을 갖는다. 절삭 인서트 (11) 에는 중심 구멍 (13) 이 제공되며, 도시된 실시예에서 이 중심 구멍에는 반경방향 절취부가 제공된다. 또한, 절삭 인서트 (11) 는 반경 방향으로 돌출한 절삭날부 (15) 를 포함하며, 이 절삭날부에서 구멍 (13) 의 중심 (C2) 에 대해 반경방향으로 최외곽에 위치된 부분에는 홈가공 또는 분단가공용의 절삭날 (16) 이 있다.
도시된 실시예에서, 앵커부 (12) 의 외주를 따라서는 원주 (14) 로부터 돌출한 3 쌍의 립 (17) 이 있으며, 인접하는 립 쌍 (17) 사이의 각은 90°이다. 이 립 쌍 (17) 은 측면에서 보았을 때 둥근 형상을 가지며, 홀더 (1) 의 외주를 따라 형성된 리세스 (10) 에 맞는 치수로 되어 있다. 각각의 립 쌍은 두개의 립 (17a, 17b) 을 구비하며, 이 립은 그 사이에 V형 홈 (18) 을 갖는다. 홈 (18) 은 제 2 유지 수단을 구성한다. 모든 V형 홈 (18) 은 앵커부 (12) 의 원주 (14) 를 따라 소정의 길이를 갖는다. 통상, 홈 (18) 은 원주 (14) 를 따라 관련된 립 (17) 과 같은 길이를 갖는다. 홈 (18) 의 V형 저부는 앵커부 (12) 의 두께 방향에서 보면, 앵커부 (12) 의 봉입면 중앙에 위치된다. 측면에서 보면, 도 3 에 도시된 바와 같이, 홈 (18) 은 원호로 형성되며, 이 원호는 제 2 중심점 (C2) 둘레를 회전하는 제 2 반경 (R2) 에 의해 생성된다.
홀더 (1) 에 절삭 인서트 (11) 를 장착할 때, 이 장착은 측면으로부터 실행된다. 초기 위치에서, 홀더 (1) 와 절삭 인서트 (11) 는 서로 평행하게 위치되며, 절삭 인서트 (11) 의 앵커부 (12) 는 인서트 포켓 (3) 의 바로 앞에 위치되고, 홀더 (1) 와 절삭 인서트 (11) 는 도 5 에 도시된 바와 같이 서로에 대하여 배향된다. 이어서, 홀더 (1) 와 절삭 인서트 (11) 가 서로에 대해 변위되며, 절삭 인서트 (11) 가 인서트 포켓 (3) 에 수용될 때까지, 홀더 (1) 와 절삭 인서트 (11) 는 여전히 서로에 대해 평행하다. 이에 의해, 두개의 립 쌍 (17) 이 제 1 리세스 (9) 에 수용되며, 제 3 립 쌍 (17) 이 홀더 (1) 의 개구 (5) 와 연결되어 위치된다. 홀더 (1) 및 절삭 인서트 (11) 가 공통면에 위치되면, 절삭 인서트 (11) 가 도 5 및 도 6 에 도시된 위치로부터 도 7 및 도 8 에 도시된 위치로 홀더 (1) 에 대해 회전된다. 이에 의해, 인서트 포켓 (3) 의 리지 (7, 7')가 각각의 립 쌍 (17) 의 V형 홈 (18) 에 수용된다. 도 7, 도 8, 및 도 9 에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트 (11) 는 인서트 포켓 (3) 의 외주를 따라 6 개의 지점 (각각의 립 쌍 (17) 에 2개씩 있음) 에서 홀더 (1) 에 의해 안내된다. 이로써 절삭 인서트 (11) 는 홀더 (1) 에 매우 견고하게 고정되게 된다.
절삭 인서트 (11) 는 구멍 (13) 에 끼워지는 키 (도시되지 않음) 에 의해 적절하게 회전되며, 이 키는 Torx®(캠카 텍스트론의 등록 상표명) 형태일 수 있다.
도 5 및 도 7 을 참조하면, 절삭 인서트 (11) 가 도 7 에 도시된 위치로 회전되면, 최상부 립 (17) 이 제 2 리세스 (10) 와 결합하게 되며, 최상부 립 (17) 은 제 2 리세스 (10) 에 스냅결합된다. 도 5 및 도 6 에 도시된 위치로부터 도 7 및 도 8 에 도시된 위치로의 절삭 인서트 (11) 의 회전은 클램핑 아암 (4) 을 편향시킨 상태에서 행해진다. 립 (17) 이 제 2 리세스 (10) 에 스냅결합하는 것은, 절삭 인서트 (11) 가 정확한 작동 위치에 있게 되었음을 나타낸다. 립 (17) 이 제 2 리세스 (10) 에 스냅결합하면 개구 (5) 에 있는 지지부 (6) 의 일부는 절삭 인서트 (11) 의 하부의 곧은 부분에 접촉하게 되어 기계가공중 절삭 인서트를 지지한다. 절삭 인서트 (11) 의 절삭날부 (15) 는 일반적으로 상방향 힘을 받지 않기 때문에, 도 7 및 도 8 에 도시된 바와 같이 홀더 (1) 와 절삭 인서트 (11) 사이의 결합 위치는 통상의 경우에 훌륭하게 기능한다.
도 10 내지 도 18 에는, 본 발명에 따른 공구의 제 1 대안 실시예가 도시되어 있다. 공구의 일부분을 형성하는 홀더 (101) 는 인서트 포켓 (103) 을 구비하며, 이 포켓의 상부는 클램핑 아암 (104) 으로 형성되며, 그 하부는 지지부 (106) 로 형성된다. 측면에서 보면, 인서트 포켓 (103) 은 일반적으로 원호 형상이다. 개구 (105) 가 인서트 포켓 (103) 에 연결된다. 전술한 실시예의 홀더 (1) 와의 명백한 주된 차이점은 외주를 따라 인서트 포켓 (103) 에는 일반적으로 V형 단면을 가지면서 그 외주를 따라 연장하는 홈 (107) 형상의 제 1 유지 수단이 제공된다는 것이다. 홈 (107) 의 저부는 원호 형상을 갖는 인서트 포켓 (103) 의 외주 (102) 를 형성한다. 이 원호는 일반적으로 제 1 중심점 (C1) 의 주위를 회전하는 제 1 반경 (R1) 에 의해 생성된다. 홀더 (101) 에는 도 10 및 도 11 에서 보듯이 홀더 (101) 의 상부 영역에 제 1 리세스 쌍 (109) 및 제 2 리세스 쌍 (110) 이 제공되며, 이들 리세스 쌍 (109, 110) 은 홀더 (101) 의 주면에 측방향으로 길이를 갖는다. 리세스 (109, 110) 는 홀더 (101) 의 측면을 절삭하여 만들어진다. 바람직하게는 리세스 쌍 (109, 110) 양자는 동일하다.
공구의 일부를 형성하는 절삭 인서트 (111) 는 일반적으로 디스크 형상이며, 앵커부 (112) 를 가지며, 이 앵커부의 원주 (114) 는 측면에서 보면, 일반적으로 원호로 되어 있으며, 이 원호는 제 2 중심점 (C2) 의 주위를 회전하는 제 2 반경 (R2) 에 의해 생성된다. 절삭 인서트 (111) 에는 중심 구멍 (113) 이 제공된다. 또한, 절삭 인서트 (111) 는 반경 방향으로 돌출한 절삭날부 (115) 를 포함하며, 이 절삭날부에서 구멍 (13) 의 중심에 대해, 반경 방향으로 최외곽에 위치된 부분에는 홈가공 또는 분단가공용의 절삭날 (116) 이 있다. 앵커부 (112) 의 원주 (114) 에는 연속적인 리지 (118) 가 제공되며, 이 리지는 일반적으로 V형 단면을 가지며, 절삭 인서트 (111) 의 제 2 유지 수단을 구성한다. 리지 (118) 의 팁은 앵커부 (112) 의 원주와 일치한다. 또한, 절삭 인서트 (111) 는 도 12 및 도 13 에서 보듯이 앵커부 (112) 의 상부 영역에서 립 쌍 (117A, 117B) 을 구비하며, 립 (117A, 117B) 각각은 절삭 인서트 (111) 의 인접 측면과 일치하는 면을 갖는다. 각각의 립 쌍 (117A, 117B) 은 측면에서 보면, 서로 바로 앞에서 리지 (118) 의 각 측면에 위치되며, 동일한 치수를 갖는다. 또한, 립 (117A, 117B) 의 치수는 하기 기술되는 리세스 쌍 (109, 110) 의 치수에 맞게 되어 있다.
홀더 (101) 에 절삭 인서트 (111) 를 장착할 때, 장착은 전방으로부터 즉, 도 10 내지 도 14 에서 우측으로부터 실행된다. 이에 의해, 절삭 인서트 (111) 는 도 14 및 도 15 에 도시된 바와 같이 홀더 (101) 에 대해 배향되며, 절삭 인서트 (111) 가 인서트 포켓 (103) 에 들어갈 때, 상기 립 (117A, 117B) 은 개구 (105) 에 방해받지 않는다. 립 (117A, 117B) 이 홀더 (101) 의 각각의 제 1 리세스 쌍 (109) 에 수용될 때, 장착 공정의 제 1 단계가 종료된다. 장착 공정의 다음 단계에서, 절삭 인서트 (111) 는 도 14 및 도 15 에 도시된 위치로부터 도 16 및 도 17 에 도시된 위치로 회전된다. 이에 의해, 립 (117A, 117B) 이 제 1 리세스 쌍 (109) 으로부터 제 2 리세스 쌍 (110) 으로 전달될 것이며, 이에 의해 이러한 전달은 클램핑 아암 (104) 의 편향과 동시에 생성한다. 립 (117A, 117B) 이 제 2 리세스 (110) 에 스냅결합되면, 절삭 인서트 (11) 는 홀더 (101) 에서 정확한 위치에 있게 되며, 또한 리지 (118) 가 정확하게 홈 (107) 에 점유된다. 립 (117A, 117B) 이 제 2 리세스 (110) 에 스냅결합하면, 개구 (105) 에 있는 지지부 (106) 의 일부는 절삭 인서트 (111) 의 하부의 곧은 부분에 접촉하게 되어 기계가공중 절삭 인서트를 지지한다. 특히, 제 2 리세스 쌍 (110) 과 립 (117A, 117B) 에 있어서, 립이 제 2 리세스 쌍 (110) 에 수용될 때 립 (117A, 117B) 이 만족스러운 지지를 받도록 제 2 리세스 쌍과 립은 상호적인 치수 관계를 갖는 것이 중요하다.
도 19 내지 도 27 에서, 본 발명의 제 2 대안 실시예가 도시되어 있다. 공구의 일부를 형성하는 홀더 (201) 는 인서트 포켓 (203) 을 구비하며, 이 포켓의 상부는 클램핑 아암 (204) 로 형성되며, 포켓의 하부는 지지부 (206) 로 형성된다. 측면에서 볼 때, 절삭 인서트 (211) 와 상호작용하는 인서트 포켓 (203) 의 외주 (202) 의 일부는 일반적으로 원호로 되어 있다. 개구 (205) 가 인서트 포켓 (203) 에 연결된다. 전술한 제 1 대안 실시예에서의 홀더 (101) 와의 명확한 주된 차이점은 인서트 포켓 (203) 이 개구 (205) 로부터 멀어지는 방향으로 여유부 (208) 를 갖는다는 것이다. 이 여유는 후술하는 특별한 형상을 갖는 절삭 인서 트 (211) 때문에 형성된다. 도 10 내지 도 18 에 따른 실시예에 상응하는 방식으로, 인서트 포켓 (203) 은, 외주를 따라 연장하지만 여유부 (208) 에 의해 두개의 홈 (207) 으로 분할된 제 2 유지 수단을 갖는다. 홈 (207) 은 일반적으로 V형 단면을 가지며, 홈 (207) 의 저부는 원호 형상을 갖는 인서트 포켓 (203) 의 외주 (202) 를 형성한다. 이 원호는 인서트 포켓 (203) 의 제 1 중심점 (C1) 의 주위를 회전하는 제 1 반경 (R1) 에 의해 생성된다.
홀더 (201) 의 상부에는 제 1 리세스 쌍 (210A) 이 제공되며, 그 하부에는 제 2 리세스 쌍 (210B) 이 제공되며, 이들 리세스 쌍 (210A, 210B) 은 홀더 (201) 의 주면에 측방향으로 길이를 갖는다. 여기서, 주면은 홀더 (201) 의 양면에 평행한 면을 의미한다. 리세스 (210A, 210B) 는 홀더 (201) 의 측면을 절삭하여 만들어진다. 바람직하게, 리세스 쌍 (201A, 210B) 양자는 동일하다.
공구의 일부를 형성하는 절삭 인서트 (211) 는 일반적으로 디스크 형상이며, 앵커부 (212) 를 가지며, 이 앵커부의 원주 (214) 는 측면에서 보면, 일반적으로 원호로 되어 있고, 이 원호는 제 2 중심점 (C2) 외주를 회전하는 제 2 반경 (R2) 에 의해 생성된다. 절삭 인서트 (211) 에는 중심 구멍 (213) 이 제공된다. 절삭 인서트 (211) 와 전술한 절삭 인서트 (111) 사이의 중요한 차이점은, 절삭 인서트 (211) 는 원주를 따라 180°의 각을 갖는 두 개의 반경 방향으로 돌출된 절삭날부 (215) 를 구비한다는 것이다. 앵커부 (212) 에는 그 원주 (214) 를 따라 두개의 리지 (218) 가 제공되며, 이 리지는 일반적으로 V형 단면을 가지며, 절삭 인서트 (211) 의 제 2 유지 수단을 구성한다. 리지 (218) 의 팁은 원주 (214) 와 일치한다. 또한, 절삭 인서트 (211) 는 쌍으로 제공되는 4개의 립 (217) 을 구비하며, 각 쌍의 립은 앵커부 (212) 상에서 서로 반대편에 제공되며, 각각의 립 (217) 은 절삭 인서트 (211) 의 인접 측면과 일치하는 표면을 갖는다. 립 (217) 은 측면에서 보면, 서로 바로 앞에서 리지 (218) 의 각 측면에 위치되며, 동일한 치수를 갖는다. 또한, 립 (117A, 117B) 의 치수는 제 1 대안 실시예에 상응하는 방식으로 리세스 (210A, 210B) 의 치수에 맞게 되어 있다.
홀더 (201) 에 절삭 인서트 (211) 를 장착할 때, 장착은 본 발명에 따른 제 1 대안 실시예와 동일한 방식 즉, 도 19 내지 도 23 에서 우측으로부터 실행된다. 이에 의해, 절삭 인서트 (211) 는 도 23 및 도 24 에 도시된 바와 같이 홀더 (201) 에 대해 배향되며, 절삭 인서트 (211) 가 인서트 포켓 (203) 에 들어갈 때, 상기 립 (217) 은 개구 (205) 에 방해받지 않는다. 절삭 인서트 (211) 가 도 23 및 도 24 에 도시된 바와 같이 전체가 홀더 (201) 의 인서트 포켓 (203) 에 삽입되면, 장착 공정의 제 1 단계가 종료된다. 이에 의해, 립 쌍 (217) 이 리세스 쌍 (210A, 210B) 옆에 위치된다. 장착 공정의 다음 단계에서, 절삭 인서트 (211) 는 도 23 및 도 24 에 도시된 위치로부터 도 25 및 도 26 에 도시된 위치로 회전된다. 이에 의해, 각각의 립 쌍 (217) 이 각각의 리세스 쌍 (210A, 210B) 에 수용된다. 특히, 립이 리세스 (210A, 210B) 에 스냅결합될 때, 립 (217) 이 만족스러운 지지를 받도록 립과 리세스는 상호적인 치수 관계를 갖는 것이 중요하다. 립 (217) 이 제 2 리세스 (210A, 210B) 에 수용될 때, 리지 (218) 또한 홈 (207) 에 만족스럽게 수용된다. 립 (217) 이 제 2 리세스 (210A, 210B) 에 스냅결합 하면, 개구 (205) 에 있는 지지부 (206) 의 일부는 절삭 인서트 (211) 의 하부의 곧은 부분에 접촉하게 되어 기계가공 중 절삭 인서트를 지지한다. 이에 의해 절삭 인서트 (211) 는 홀더 (201) 에 확실하게 고정된다.
도 28 내지 도 34 에는, 본 발명의 제 3 의 대안 실시예가 도시되어 있다. 공구의 일부를 형성하는 홀더 (301) 는 인서트 포켓 (303) 을 구비하며, 인서트 포켓은 부분적으로 맞물림부 (304) 로 형성되며, 또한 부분적으로는 지지부 (306) 로 형성된다. 인서트 포켓 (303) 에 개구 (305) 가 제공된다. 제 1 유지 수단은 인서트 포켓 (303) 의 외주에 리지 (307) 형상으로 제공되며, 도시된 실시예에서는 3 개이다. 인서트 포켓 (303) 의 제 1 중심 (C1) 에 가장근접하게 위치된 리지 (307) 의 일부분은 측면에서 볼 때, 일반적으로 원호로 되어 있다. 이 원호는 제 1 중심 (C1) 둘레를 제 1 반경 (R1) 이 회전함으로써 생성된다. 리지 (307) 의 높이는 반경 (R1) 의 5-25 % 이다.
도 28 에 도시된 바와 같이, 리지 (307) 는 두개의 제 1 리세스 (309) 에 의해 이격되며, 이들 리세스는 원칙적으로 리지 (307) 의 높이에 대응하는 깊이를 갖는다. 인접한 리세스 (309) 사이의 각은 90°이다. 도 28 에 도시된 도면에서, 리세스 (309) 는 둥글게 형성되어 있다.
도 30 및 도 31 에 도시된 절삭 인서트 (311) 는 일반적으로 디스크 형상이며, 앵커부 (312) 를 가지며, 이 앵커부는 측면에서 보면 일반적으로 원호 형상을 갖는다. 절삭 인서트 (311) 에는 중심 구멍 (313) 이 제공되며, 이 중심 구멍에는 도시된 실시예에서 반경방향 절취부가 제공된다. 또한, 절삭 인서트 (311) 는 반경 방향으로 돌출하는 손가락 형상 절삭날부 (315) 를 포함하며, 이 절삭날부에서 구멍 (313) 의 중심 (C2) 에 대해 반경방향으로 최외곽에 위치된 부분 에는 홈가공 또는 분단가공용의 절삭날 (316) 이 있다.
도시된 실시예에서, 원주를 따라서 앵커부 (312) 에는 원주 (314) 로부터 돌출한 3 개의 립 쌍 (317) 이 제공된다. 립 (317) 사이의 각은 90°이다. 립 (317) 은 측면에서 보았을 때, 둥근 형상을 가지며, 홀더 (301) 의 외주를 따라 형성된 리세스 (310) 에 맞는 치수로 되어 있다. 각각의 립 쌍은 두개의 립 (317A, 317B) 을 구비하며, 립의 사이에는 V형 홈 (318) 이 있다. 이 홈 (318) 은 제 2 유지 수단을 구성한다. V형 홈 (318) 의 각각은 앵커부 (312) 의 원주 (314) 를 따라 소정의 길이를 갖는다. 통상, 홈 (318) 은 관련된 립 (317) 과 같은 원주 (314) 를 따라 상응하는 길이를 갖는다. 앵커부 (312) 의 두께 방향에서 볼 때, V형 홈 (318) 의 저부는 앵커부 (312) 의 봉입면의 바로 중간에 위치된다. 측면에서 보면, 도 30 에 도시된 바와 같이, 홈 (318) 은 원호로 되어 있으며, 이 원호는 제 2 중심점 (C2) 의 주위를 회전하는 제 2 반경 (R2) 에 의해 생성된다.
홀더 (301) 에 절삭 인서트 (311) 를 장착할 때, 장착은 측면으로부터 실행된다. 초기 위치에서, 홀더 (301) 와 절삭 인서트 (311) 는 서로에 대해 평행하게 위치되며, 절삭 인서트 (311) 의 앵커부 (312) 는 인서트 포켓 (303) 의 바로 앞에 위치되고, 홀더 (301) 와 절삭 인서트 (311) 는 도 32 에 도시된 바와 같이 서로에 대해 배향되어 있다. 이어서, 절삭 인서트 (311) 가 인서트 포켓 (303) 에 수용될 때까지, 홀더 (311) 와 절삭 인서트 (311) 가 서로에 대해 변위되며, 이 때 홀더 (301) 와 절삭 인서트 (311) 는 서로에 대한 평행을 유지한다. 이에 의해, 두 개의 립 쌍 (317) 이 제 1 리세스 (309) 에 수용된다. 홀더 (301) 와 절삭 인서트 (311) 가 공통 면에 위치될 때, 절삭 인서트 (311) 가 도 32 에 도시된 위치로부터 도 33 및 도 34 에 도시된 위치로 홀더 (311) 에 대해 회전된다. 이에 의해, 인서트 포켓 (303) 의 리지 (307) 가 각각의 립 쌍 (317) 의 V형 홈 (318) 에 수용된다. 도 33 및 도 34 에 도시된 바와 같이, 따라서, 절삭 인서트 (311) 는 인서트 포켓 (303) 의 외주를 따라 4개의 지점 (각각의 립 쌍 (317) 에 두개씩 있음) 에서 홀더 (311) 에 의해 안내된다. 이로써 절삭 인서트 (311) 는 홀더 (301) 에 견고하게 고정될 수 있다.
절삭 인서트 (311) 는 구멍 (313) 에 끼워지는 키 (도시되지 않음) 에 의해 적절하게 회전되며, 이 키는 Torx® 형태일 수 있다.
도 32 및 도 33 을 참조하면, 절삭 인서트 (311) 가 도시된 위치로 회전되면, 손가락형상 절삭날부 (315) 의 하부측은 개구 (305) 에 있는 지지부 (306) 에 접촉하여 기계가공중 절삭 인서트를 지지하게 된다. 절삭 인서트 (311) 의 절삭날부 (315) 가 일반적으로 상방향 힘을 받지 않기 때문에, 도 33 및 도 34 에 도시된 바와 같이 홀더 (311) 와 절삭 인서트 (311) 사이의 결합 위치는 통상의 경우에 훌륭하게 기능한다.
일반적으로, 본 발명에서, 인서트 포켓과 절삭 인서트 양자의 원호 형상은 홀더와 절삭 인서트의 제조시 상당한 이점을 준다. 따라서, 홀더와 절삭 인서 트는 공차에 있어 개선된 정확도로 제작될 수 있다. 또한, 일반적으로 인서트 포켓의 외주는 180°이상의 중심각을 형성하는 원호에 상응한다. 절삭 인서트는 홀더 내의 작동 위치에 있게 되면, 홀더에 대해 잠금된다. 홀더에서 절삭 인서트의 장착은 매우 간단하다. 절삭 인서트는 홀더에 매우 견고하게 장착된다. 사용자는 절삭 인서트가 홀더에서 정확한 작동 위치를 취하였는지를 알 수 있다.
상술된 실시예에서, 중심 구멍 (13, 113, 213, 313) 에는 Torx® 형식의 키가 제공된다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 일반적으로 사용하는 키의 다른 형식이 고려될 수 있다.
일반적으로, 상술된 실시예에서, 유지 수단 및 앵커부는 반대로 될 수도 있으며, 예컨대, 도 1 내지 도 9 에 도시된 경우에, 홀더에 홈이 제공되며, 절삭 인서트에 리지가 제공될 수 있다.
도 19 내지 도 27 에 도시된 실시예에 적용되면, 절삭 인서트만이 하나의 립을 가지고, 홀더에는 두개의 리세스가 제공되도록 변경될 수 있다.
본 발명에 따른 공구의 일부를 형성하는 절삭 인서트에는 중심에 위치되는 키 그립이 제공되지 않아도 된다. 가능한 대안예로서, 절삭 인서트에는 중심에 대해 직경방향으로 서로 반대쪽에 배치된 구멍이 제공되며, 키의 핀은 이들 구멍에 결합되는 것이다. 이러한 구성으로, 절삭 인서트를 홀더에서 회전시키기 위해 큰 토오크가 절삭 인서트에 보다 쉽게 절달될 수 있다.
본 발명의 전술한 실시예는 홈가공 또는 분단가공용 공구에 관한 것이다. 그러나, 홀더에 절삭 인서트를 고정하기 위한 본 발명에 따른 원리는 예컨대 디스크 밀링 커터 또는 다른 회전식 공구 (숄더 밀링 커터) 에 사용될 수도 있다. 그 경우, 홀더는 통상 수개의 절삭 인서트 포켓을 구비한다.
이상 설명된 본 발명에는 상기 기술된 것 이외에 변형예 또는 변경예 및/또는 추가예가 가능하며, 본 발명은 특허청구범위의 범위 내에 있는 이러한 모든 변형예, 변경예 및/또는 추가예를 포함한다.
본 출원에서 우선권으로 주장된 스웨덴 특허 출원 제 0401072-4 에 개시된 내용이 참조로 본 명세서에 관련되어 있다.
이상 설명한 본 발명에 따르면, 절삭 인서트가 홀더 내의 작동 위치에 있게 될 때, 절삭 인서트가 홀더에 대해 잠금되는, 상기한 바와 같은 형태의 공구가 제공되며, 홀더 내에 절삭 인서트를 장착하는 것이 매우 간단한 공구와 인서트가 제공되고, 또한 절삭 인서트가 홀더 내에 매우 견고하게 장착되는 공구와 인서트가 제공된다.
또한, 절삭 인서트가 홀더 내의 정확한 작동 위치에 있게 되었는지를 사용자가 알 수 있는 공구와 인서트가 제공된다.

Claims (10)

  1. 칩 제거 기계가공용 공구로서,
    상기 공구는 홀더 (1, 101, 201, 301) 와 이 홀더 (1, 101, 201, 301) 내에 수용되는 하나 이상의 절삭 인서트 (11, 111, 211, 311) 를 포함하고,
    상기 홀더 (1, 101, 201, 301) 는 상기 절삭 인서트 (11, 111, 211, 311) 가 수용되는 하나 이상의 인서트 포켓 (3, 103, 203, 303) 및 이 인서트 포켓 (3, 103, 203, 303) 에 연결된 개구 (5, 105, 205, 305) 를 구비하고,
    상기 인서트 포켓 (3, 103, 203, 303) 은 인서트 포켓 (3, 103, 203, 303) 의 외주를 따라 구비된 제 1 유지 수단 (7, 7', 107, 207, 307) 을 구비하며,
    상기 절삭 인서트 (11,111, 211, 311) 는 앵커부 (12, 112, 212, 312) 와 이앵커부 (12, 112, 212, 312) 에 연결된 절삭날부 (15,115, 215, 315) 를 구비하고,
    제 2 유지 수단 (18, 118, 218, 318) 은 상기 앵커부 (12, 112, 212, 312) 의 원주를 따라 구비되고,
    상기 제 1 유지 수단과 상기 제 2 유지 수단은 상기 절삭 인서트 (11, 111, 211, 312) 가 인서트 포켓 (3, 103, 203, 303) 에 장착될 때 상호 작용하게 되고,
    상기 인서트 포켓 (3, 103, 203, 303) 의 외주는 적어도 부분적으로는 공통 회전 중심 (C1) 을 갖는 하나 이상의 원호로 되어 있는 칩 제거 기계가공용 공구에 있어서,
    상기 앵커부 (12, 112, 212, 312) 에는 원주를 따라 분포된 수개의 유지 수 단 (18, 318) 또는 그 원주를 따라 연속적으로 연장된 유지 수단 (118, 218) 을 구비하고,
    상기 절삭 인서트 (11, 111, 211, 311) 의 중심으로부터 가장 멀리 떨어진 곳에 위치한 상기 유지 수단 (18, 118, 218, 318) 의 일부분은 공통 회전 중심 (C2) 을 갖는 원호 (R2) 로 되어 있고,
    상기 원호 (R2) 는 공통 회전 중심 (C2) 으로부터 동일한 거리에 위치하는
    것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 공구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더 (1, 101, 201, 301) 와 상기 절삭 인서트 (11, 111, 211, 311)는 상호 작용하는 잠금 수단을 구비하며, 상기 상호 작용하는 잠금 수단은 립 (17, 117A, 117B, 217, 317) 과 리세스 (9, 10, 109, 110, 210A, 210B, 309) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 공구.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 립 (17, 117A, 117B, 217, 317) 은 절삭 인서트 (11, 111, 211, 311) 의 앵커부 (12, 112, 212, 312) 의 원주에 구비되고, 상기 리세스 (9, 10, 109, 110, 210A, 210B, 309) 는 홀더 (1, 101, 201, 301) 의 상기 인서트 포켓 (3, 103, 203, 303) 의 원주에 구비되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 공구.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 립 (17, 117A, 117B, 217, 317) 은 쌍으로 구비되고, 상기 제 2 유지 수단 (18, 118, 218, 318) 은 동일한 쌍의 립 (17, 117A, 117B, 217, 317) 의 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 공구.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스 (109, 110, 210A, 210B) 는 쌍으로 구비되고, 상기 제 1 유지 수단 (107, 207) 은 동일한 쌍의 리세스 (109, 110, 210A, 210B) 의 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 공구.
  6. 전 항들중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 유지 수단은 리지 (7, 7', 307) 로 구성되고, 상기 제 2 유지 수단은 홈 (18, 318) 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 공구.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 유지 수단은 홈 (107, 207) 으로 구성되고, 상기 제 2 유지 수단은 리지 (118, 218) 로 구성되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 공구.
  8. 칩 제거 기계가공용 공구의 일부를 형성하게 되는 절삭 인서트 (11, 111, 211, 311) 로서, 상기 절삭 인서트 (11, 111, 211, 311) 는 앵커부 (12, 112, 212, 312) 및 이 앵커부 (12, 112, 212, 312) 의 원주를 따라 구비되는 제 2 유지 수단 (18, 118, 218, 318) 을 구비하는 상기 절삭 인서트에 있어서,
    상기 앵커부 (12, 112, 212, 312) 에는 원주를 따라 분포되는 수개의 유지 수단 (18, 318) 또는 그 원주를 따라 연장된 연속적인 유지 수단 (118, 218) 을 구비하고,
    상기 절삭 인서트 (11, 111, 211, 311) 의 중심으로부터 가장 멀리 떨어진 곳에 위치한 상기 유지 수단 (18, 118, 218, 318) 의 일부분이 공통 회전 중심 (C2) 을 가진 원호 (R2) 로 되어 있고,
    상기 원호는 공통 회전 중심 (C2) 으로부터 동일한 거리에 위치되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트 (11, 111, 211, 311).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 립 (17, 117A, 117B, 217, 317) 은 절삭 인서트 (11, 111, 211, 311) 의 앵커부 (12, 112, 212, 312) 의 원주에 구비되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트(11, 111, 211, 311).
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 립 (17, 117A, 117B, 217, 317) 은 쌍으로 구비되고, 상기 제 2 유지 수단 (18, 118, 218, 318) 은 동일한 쌍의 립 (17, 117A, 117B, 217, 317) 의 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트 (11, 111, 211).
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