KR20060050825A

KR20060050825A - 인서트 시트

Info

Publication number: KR20060050825A
Application number: KR1020050080054A
Authority: KR
Inventors: 라르스-군나르 발스트룀; 렌나르트 빌보리
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2006-05-19
Also published as: CN1743107A; CN100586618C; SE0402102D0; SE527543C2; US20060088390A1; US7255518B2; EP1629917A1; EP1629917B1; SE0402102L; JP2006068897A

Abstract

본 발명은 칩 제거 기계가공용 공구 본체에 형성된 인서트 시트로서, 이 인서트 시트는 칩 제거 기계가공용 절삭 인서트 (10) 를 수용하고, 바닥면 (1) 과 지지면 (5) 을 포함하며, 이 지지면은 바닥면 (1) 에 의해 규정된 원주의 일부분을 따라 신장하며, 홈 (8) 과 이 홈 (8) 을 규정하는 리지 (9) 를 구비하며, 이 리지 (9) 는 적어도 세 개인 인서트 시트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 하나 이상의 인서트 시트를 구비하는 칩 제거 기계가공용 공구에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인서트 시트의 특징은, 홈 (9) 은 처음에 0 ＜ d1 ≤ 0.015 ㎜ 의 깊이 (d1) 를 갖는다는 것이다.

Description

인서트 시트 {INSERT SEAT}

도 1 은 종래 기술에 따른 인서트 시트의 일부를 도시한 단면도이며, 인서트 시트의 지지면에 대해 절삭 인서트의 접촉 상태가 상세히 도시되어 있다.

도 2 는 본 발명에 따른 인서트 시트의 사시도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 인서트 시트의 정면도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 인서트 시트에 수용된 절삭 인서트의 정면도이다.

도 5 는 도 4 의 선 Ⅳ-Ⅳ 을 따라 취한 단면도이다.

도 6 은 절삭 인서트가 장착되어 있는 인서트 시트를 축선 방향으로 절단한 단면도이며, 장착의 초기 위치가 도시되어 있다.

도 7 은 절삭 인서트가 장착되어 있는 인서트 시트를 축선 방향으로 절단한 단면도이며, 어느 정도 마모된 후의 위치가 도시되어 있다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 바닥면 3 : 바닥면의 중앙 구멍

5 : 지지면 7 : 여유면

8 : 홈 9 : 리지

10 : 절삭 인서트

본 발명은 칩 제거 기계가공용 공구 본체에 형성된 인서트 시트에 관한 것으로서, 이 인서트 시트는 칩 제거 기계가공용 절삭 인서트를 수용하고, 인서트 시트는 바닥면과 지지면을 포함하며, 이들 면은 바닥면에 의해 규정된 원주의 일부분을 따라 신장하며, 지지면은 홈과 홈을 규정하는 리지를 구비하며, 이 리지는 적어도 세 개이다. 본 발명은 또한 칩 제거 기계가공용 공구에 관한 것으로, 이 공구는 본 발명에 따른 하나 이상의 인서트 시트를 구비한다.

SE-C-505 511 에는 밀링 커터 본체 및 이 밀링 커터 본체의 제조 방법이 이미 공지되어 있다. 상기 밀링 커터 본체의 특징적인 점은 인서트 시트의 측방향 지지부가 볼 노우즈 엔드 밀에 의해 만들어 진다는 것이다. 이에 의해, 수 개의 형성되며 이들 홈 사이에는 리지가 존재하게 된다. 이러한 구성은 도 1 에 도시되어 있으며, 이와 같은 구성의 문제점은 도 1 과 관련하여 설명할 것이다.

본 발명의 목적은 인서트 시트의 지지면이 그 인서트 시트에 장착되는 절삭 인서트에 최적의 지지를 제공할 수 있는 전술한 종류의 인서트 시트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 절삭 인서트가 인서트 시트에 장착될 때 그 절삭 인서트에 부여된 프리스트레스가 절삭 인서트의 일정 시간 사용후에도 상당한 정도로 유지되도록 하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 인서트 시트에 절삭 인서트의 위치 결정을 개선하는 것으로, 즉, 초기 위치로부터의 절삭 인서트의 변위를 제한하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 인서트 시트의 제조가 효과적으로 이루어지도록 하는 것이다.

적어도, 본 발명의 주목적은 첨부된 청구범위의 독립항에 기재된 구성을 갖는 인서트 시트 및 공구에 의해 실현된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에서 기재되어 있다.

이하, 본 발명의 종래 기술 및 실시예를 첨부 도면을 참조로 하여 설명한다.

종래 기술에 따른 인서트 시트의 일부분에 대한 도 1 의 단면도에서 볼 수 있는 바와 같이, 절삭 인서트 (S) 는 인서트 시트의 지지면에 접촉하며, 이들 지지면은 리지 (C) 형태이고, 이 리지는 수 개의 홈 (E) 이 인서트 시트의 측면에 제공됨으로써 얻어진다. 도시된 예에서, 홈의 개수는 두 개이며, 리지의 개수는 세 개이다. 이러한 종류의 인서트 시트는 위의 종래 기술란에서 간단히 설명한 SE-C-505 511에 개시되어 있다. 절삭 인서트 (S) 는 어느 정도의 프리스트레스를 가지고 장착된다.

리지 (C) 의 높이/홈 (E) 의 깊이, 즉 홈 (E) 의 바닥부로부터 리지 (C) 의 정점 (peak) 까지의 거리는 "D" 로 표시되어 있고, 홈 (E) 의 폭, 즉 인접한 리지 (C) 사이의 거리는 "B" 로 표시되어 있다.

도 1 에 도시된 종래 기술의 실시예에서, 절삭 인서트 (S) 는 두 개의 리지 (C) 에 접촉하며, 이 접촉은 통상적으로 리지 (C) 의 제한된 길이 즉, 지지면의 자유 단부의 영역에 있는 부분에 대해서만 이루어지게 된다. 도 1 에 도시된 인서트 시트의 문제점은, 어느 정도의 사용후, 리지 (C) 에 대한 절삭 인서트 (S) 의 마모 작용이 발생한다는 것이다. 이는 리지 (C) 가 평탄해지고, 절삭 인서트 (S) 가 도 1 에서 우측으로 변위됨을 의미한다. 홈 (E) 이 통상 0.02 ≤ D ≤ 0.07 ㎜ 의 비교적 큰 깊이 (D) 를 가지기 때문에, 이러한 변위의 결과로 프리스트레스가 상당히 감소 또는 심지어는 없어지게 된다. 이는 인서트 시트에서 절삭 인서트 (S) 의 고정/위치결정에 있어 매우 심각한 문제이다. 홈 (D) 의 폭 (B) 은 통상 0.7 ≤ B ≤ 1.2 ㎜ 이다.

도 2 및 도 3 에 도시된 본 발명에 따른 인서트 시트는 인서트 시트에 배치된 절삭 인서트를 지지하는 바닥면 (1) 을 구비한다. 도시된 실시예에서, 바닥면 (1) 은 일반적으로 원형이다. 바닥면 (1) 의 중앙에는, 내부에 나사가 있는 제 1 중앙 구멍 (3) 이 배치되며, 이 구멍은 인서트 시트에 절삭 인서트를 고정시키는 나사를 수용한다. 제 1 중앙 구멍 (3) 의 제 1 중앙 축선 (C1-C1) 은 인서트 시트의 축선 방향을 규정한다. 도 2 및 도 3 에 도시된 인서트 시트는 두 개의 지지면 (5) 을 또한 구비하며, 이들 지지면은 인서트 시트의 축선 방향 (C1-C1) 에서 바닥면 (1) 으로부터 일정 거리를 두고 위치된다. 지지면 (5) 사이에는 여유면 (7) 이 배치된다. 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 지지면 (5) 은 수 개의 리지 (9) 를 구비하며, 이들 리지는 도시된 실시예에 따르면 인서트 시트의 바닥면 (1) 에 평행한 평면, 즉 바닥면 (1) 을 따라 신장하는 평면에 위치된 다. 도 2 및 도 3 에 도시된 실시예에서, 인서트 시트에는 네 개의 리지 (9) 가 제공되며, 이는 도시된 실시예에서 상호 평행한다. 통상, 인서트 시트에서 측면 (5) 과 바닥면 (1) 사이에 위치된 부분은 인서트 시트에 배치된 칩 제거 기계가공용 절삭 인서트에 대해 어떠한 지지 기능도 발휘하지 못한다. 이는 인서트 시트에서 여유면 (7) 과 바닥면 (1) 사이에 위치된 부분에 대해서도 마찬가지이다.

도 4 및 도 5 는, 칩 제거 기계가공용 절삭 인서트 (10) 가 본 발명에 따른 인서트 시트에 어떻게 수용되는지를 도시하고 있다. 절삭 인서트 (10) 에는 절삭 인서트 (10) 를 인서트 시트에 클램핑하기 위한 나사를 수용하는 제 2 중앙 구멍 (11) 이 제공된다. 도 5 에 명확하게 도시된 바와 같이, 평면도에서 볼 때, 지지면 (5) 의 최상부 리지 (9) 는 절삭 인서트에서 각각의 리지 (9) 에 접촉하는부분의 곡률 반경과 같은 공칭값 (nominal value) 의 곡률 반경을 갖는다. 또한, 이는 지지면 (5) 에 포함된 다른 리지 (9) 에 대해서도 마찬가지이다. 이는 한편으로는 지점 (p1, p2) 사이, 다른 한편으로는 지점 (p3, p4) 사이에서의 선형 접촉 (linear abutment) 이 처음에는 리지 (9) 와 절삭 인서트 (10) 사이에서 이루어짐을 의미한다. 여유면 (7) 은 절삭 인서트 (10) 에 접촉하지 않는다. 인서트 시트에서 지점(p1, p4) 외부에 위치되는 부분은 절삭 인서트 (10) 에 접촉하지 않는다.

절삭 인서트 (10) 는 어느 정도의 프리스트레스를 가지고 인서트 시트에 장착된다. 이는 도 5 에서 F 로 도시되어 있으며, F 는 인서트 시트에 있는 제 1 중앙 구멍 (3)의 제 1 중앙 축선 (C1-C1) 과 절삭 인서트에 있는 제 2 중앙 구멍 (11) 의 제 2 중앙 축선 (C2-C2) 사이의 거리이다. 통상, F 는 0.1 ≤ F ≤ 0.3 ㎜ 이며, 바람직하게는 0.15 ≤ F ≤ 0.25 ㎜ 이다.

도 6 과 도 7 은, 절삭 인서트 (10) 가 본 발명에 따른 인서트 시트의 지지면 (5) 과 어떻게 상호작용하는 지를 도시한다. 도 6 과 도 7 에서, 지지면 (5) 은 바닥면 (1) 으로부터 일정 거리 떨어져 인서트 시트에 배치됨을 알 수 있다. 전술한 바와 같이, 지지면 (5) 은 세 개의 홈 (8) 을 구비하며, 따라서 네 개의 리지 (9) 가 존재하게 된다. 도 6 의 단면도에 도시된 바와 같이, 리지 (9) 는 직선 상에 있으며, 그리고 이 직선은 리지 (9) 에 접촉하는 절삭 인서트 (10) 의 측면에 위치된다. 도 6 에서, 홈 (8) 의 초기 깊이는 "d1" 으로 표시되어 있고, 홈 (8) 의 초기 폭은 "b1" 으로 표시되어 있다. 초기 깊이 (d1) 는 0 ＜ d1 ≤ 0.015 ㎜ 이며, 바람직하게는 0.003 ≤ d1 ≤ 0.01 ㎜ 이다. 초기 폭은 0.1 ≤ b1 ≤ 0.4 ㎜ 이며, 바람직하게는 0.25 ≤ b1 ≤ 0.35 ㎜ 이다.

본 발명에 따른 인서트 시트가 제공된 공구를 일정 시간 사용한 후, 지지면 (5) 에 대한 절삭 인서트 (10) 의 마모 작용이 발생한다. 이에 의해, 리지 (9) 가 어느 정도로 변형되는데, 즉 리지 (9) 가 평탄하게 된다. 이에 대해서는 도 7 에 도시되어 있는데, 홈은 8' 로 나타나 있고, 평탄화된 리지는 9' 으로 나타나 있다. 따라서, 절삭 인서트 (10) 의 변위는 측면을 향하는 방향으로 발생하며, 이러한 변위는 홈 (8') 깊이의 감소를 수반한다. 이렇게 감소된 깊이는 "d2" 로 표시되어 있다. 홈 (8') 의 폭은 "b2" 로 표시되어 있고, 이는 b1 보다 다소 작다. 리지 (9') 의 평탄화로 인하여 일반적으로 측면 (5) 과 절삭 인서트 (10) 사이의 마찰이 더 커지게 된다. 이 결과 절삭 인서트 (10) 가 인서트 시트에서 회전하는 것이 방지된다.

본 발명의 기본 개념은 리지 (9) 의 변형에 기인하여 절삭 인서트 (10) 의 변위가 인서트 시트에서 발생하더라도, 지지면 (5) 에 대해 절삭 인서트 (10) 를 가압하는 충분한 프리스트레스가 여전히 존재해야 한다는 것이다. 이론상으로는, 리지 (9) 가 완전히 없어질 때까지, 즉 측면 (5) 이 평면으로 될때까지 변형이 계속될 수 있다. 실제로는, 하중이 권고 하중보다 크기 전에는 이러한 상황이 발생하지 않으며, 이 점에서, 상기 하중은 절삭 인서트에 작용하는 힘으로 이해되어야 한다. 상기와 같은 상황이 발생한다면, 절삭 인서트 (10) 의 변위는 최대 약 0.01 ㎜일 것이다. 이 값은 상기한 바와 같이 최소 값이 0.1 ㎜ 인 프리스트레스 (F) 와 비교될 수 있다. 따라서, 절삭 인서트 (10) 의 최대 변위와 프리스트레스 사이의 관계에 충분한 마진이 존재한다.

지지면 (5) 의 홈 (9) 은 일반적으로 볼 노우즈 엔드 밀에 의해 만들어지며, 홈 (9) 의 치수, 예컨대 깊이 및 폭은 한편으로는 밀링 커트의 치수에 의해서, 다른 한편으로는 절삭 깊이에 의해 결정된다. 볼 노우즈 엔드 밀의 직경은 통상 1∼6 ㎜ 이다.

본 발명의 가능한 변형예

도 6 과 도 7 의 단면도에서, 지지면 (5) 은 네 개의 리지 (9) 와 이들 리지 (9) 사이에 형성된 세 개의 홈 (8) 을 갖는다. 그러나, 본 발명은 도 6 및 도 7 에 도시된 리지와 홈의 수로 제한되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위 내에서, 세 개 이상의 리지도 가능하다.

본 발명은 주로 칩 제거 기계가공용 밀링 커트에 적용된다. 그러나, 본 발명의 개념은 일반적인 것이며, 또한 다른 종류의 칩 제거 기계가공용 공구에도 사용될 수 있다. 비제한적인 예로, 선삭 공구 및 드릴을 언급할 수 있다. 이와 관련하여, 칩 제거 기계가공용 절삭 인서트는 또한 전술한 실시예에 도시된 것과 기하학적 구조가 상이할 수도 있다. 비제한적인 예로, 직사각형 절삭 인서트, 마름모꼴의 절삭 인서트 및 삼각형 절삭 인서트를 언급할 수 있다. 절삭 인서트는 포지티브 또한 네가티브일 수도 있다.

상기에서, 바닥면 (1) 이 위치되는 평면을 따라 리지가 신장한다는 표현이 사용되고 있다. 이와 관련하여, 리지가 바닥면 (1) 에 반드시 평행하게 신장할 필요는 없으며, 바닥면 (1) 이 위치되는 평면과 리지의 길이 방향 사이에 일정한 각도가 존재 할 수도 있음을 이해해야 한다. 일반적으로, 원리적으로는 리지는 측면으로 규정된 원주 내에서 임의로 신장할 수 있지만, 측면에서의 그 신장에 대하여 리지 사이에 상호 조화가 존재하는 것이 좋다. 비제한적인 예로, 리지는 측면에서 비스듬하게 신장할 수도 있다.

상기에서, 리지 (9) 는 아치형이며, 평면에 위치된다. 그 이유는, 물론 리지가 절삭 인서트 (10) 에 맞는 형상을 가져야 하기 때문이다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 인서트 시트의 측면이 일반적으로 평면이라면, 리지는 아치형상 대신에 직선형일 수도 있다. 또한, 예컨대 리지는 길이 방향으로 사인파 형상 (sinusoidal) 일 수도 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 인서트 시트를 제공함으로써, 인서트 시트에 장착되는 절삭 인서트에 대한 최적의 지지를 제공한다.

Claims

칩 제거 기계가공용 공구 본체에 형성된 인서트 시트로서,

이 인서트 시트는 칩 제거 기계가공용 절삭 인서트 (10) 를 수용하고, 바닥면 (1) 과 지지면 (5) 을 포함하며, 이 지지면은 바닥면 (1) 에 의해 규정된 원주의 일부분을 따라 신장하며, 홈 (8) 과 이 홈 (8) 을 규정하는 리지 (9) 를 구비하며, 이 리지 (9) 는 적어도 세 개인 상기 인서트 시트에 있어서,

홈 (9) 은 처음에 0 ＜ d1 ≤ 0.015 ㎜ 의 깊이 (d1) 를 갖는 것을 특징으로 하는 인서트 시트.
제 1 항에 있어서, 리지 (9) 는 일반적으로 바닥면 (1) 이 위치되는 평면을 따라 신장하는 것을 특징으로 하는 인서트 시트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 리지 (9) 는 상호 평행한 것을 특징으로 하는 인서트 시트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 홈 (9) 은 처음에 0.1 ≤ b1 ≤ 0.4 ㎜ 의 폭 (b1) 을 갖는 것을 특징으로 하는 인서트 시트.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 인서트 시트의 축선방향 단 면 상에서 볼 때, 리지 (9) 들이 직선 상에 있는 것을 특징으로 하는 인서트 시트.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 지지면 (5) 사이에 여유면 (7) 이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인서트 시트.
칩 제거 기계가공용 공구로서,

이 공구는 하나 이상의 인서트 시트를 구비하며, 이 인서트 시트는 칩 제거 기계가공용 절삭 인서트 (10) 를 수용하고, 이 인서트 시트는 바닥면 (1) 과 지지면 (5) 을 포함하며, 이 지지면은 바닥면 (1) 에 의해 규정된 원주의 일부분을 따라 신장하며, 상기 절삭 인서트 (10) 는 바닥면 (1) 에 지지되고 또한 지지면 (5) 에 접촉하며, 지지면 (5) 은 홈 (8) 과 이 홈 (8) 을 규정하는 리지 (9) 를 구비하며, 이 리지 (9) 는 적어도 세 개인 상기 칩 제거 기계가공용 공구에 있어서,

홈 (9) 은 처음에 0 ＜ d1 ≤ 0.015 ㎜ 의 깊이 (d1) 를 갖는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 공구.
제 7 항에 있어서, 리지 (9) 는 바닥면 (1) 을 따라 신장하는 평면에 위치되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 공구.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 절삭 인서트 (10) 는 프리스트레스 (F) 를 가지고 인서트 시트에 장착되며, 이 프리스트레스 (F) 는 홈 (8) 의 초기 깊이 (d1) 보다 큰 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 공구.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 리지 (9) 와 이 리지 (9) 에 접촉하는 절삭 인서트 (10) 의 선형 부분은 동일한 공칭값의 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 공구.