KR20060052893A - 밀링 커터 및 밀링 커터용 인서트 - Google Patents

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Abstract

밀링 커터(10)는 그에 고정된 복수의 절삭 인서트(20)를 가진 커터 본체(12)를 구비한다. 각각의 절삭 인서트(20)는 커터 본체(12)의 인접한 부분(16)의 톱니부(24)의 홈부 및 크레스트와 정렬된 크레스트(22') 및 홈부(22")를 포함하는 톱니형 주연면(22)을 구비한다.
밀링 커터, 절삭부, 절삭 인서트, 톱니형 주연면, 톱니형 외부면, 커터 본체, 돌출부, 오목부

Description

밀링 커터 및 밀링 커터용 인서트{MILLING CUTTER AND INSERT THEREFOR}
본 발명은 금속 절삭 작업을 위한 톱니형 절삭 모서리를 가진 인덱서블(indexable) 절삭 인서트를 구비한 밀링 커터에 관한 것이다.
톱니형 절삭 모서리를 가진 절삭 인서트는 톱니형이 아닌 절삭 모서리를 가진 절삭 인서트와 비교할 때 더 높은 금속 제거율이 가능하다. 그러나, 이것은 더 거친 표면 마무리의 경비로 얻어진다. 표면 마무리를 향상시키기 위해서, 절삭 인서트는 서로에 관해 위상이 다르거나 연속적인 절삭 인서트 오프셋의 톱니부를 가진 밀링 커터상에 장착된다.
본 기술 분야에 개시된 톱니형 절삭 모서리를 가진 절삭 인서트의 많은 예가 있다. 삼각형, 정사각형, 원형 및 직사각형 형상의 절삭 인서트가 미국 특허 제3,574,911호, 미국 특허 제3,636,602호, 미국 특허 제3,922,766호 및 미국 특허 제4,936,719호에 각각 개시된다.
그러나, 톱니형 절삭 모서리를 가진 절삭 인서트를 사용하는 모든 종래 기술의 밀링 커터는 동일한 문제로 곤란한, 즉, 조작식 절삭치[operative cutting teeth; 즉, 톱니부의 "크레스트(crests)"]는 밀링 커터 본체에 의해 지지되지 않는다. 다시 말해서, 조작식 절삭치는 인접한 밀링 커터 본체 표면을 넘어서 돌출한 다. 결과적으로, 조작식 절삭치는 밀링 작업동안 파손되기 쉽다.
게다가, 톱니형 절삭 모서리를 가진 종래 기술의 절삭 인서트 모두는 대향하는 평평하고 평행한 레이크(rake)면 및 기부면을 가진 평평한 슬래브(slab)의 형태를 가지고 있다. 그런 종래 기술의 인서트가 인서트 포켓에 장착될 때, 절삭 인서트의 평평한 기부면은 인서트 포켓의 대응하는 평평한 지지면에 접촉한다. 절삭 인서트는 절삭 인서트의 레이크면으로 가압하는 클램프에 의해 인서트 포켓에 보유된다. 그런 배열은 특별하게 견고하지 않으며, 밀링 작업동안 절삭 인서트상에 작용하는 비틀림 모멘트는 절삭 인서트를 그 초기 위치로부터 회전시키는 경향이 있다.
본 발명의 목적은 밀링 커터 및 밀링 커터용 절삭 인서트를 제공하는 것으로서, 전술한 단점을 현저하게 극복하는 톱니형 절삭 모서리를 가진 절삭 인서트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 톱니형 절삭 모서리가 고정된 교환 가능한 절삭 인서트를 가진 적어도 하나의 절삭부를 구비한 커터 본체를 포함하고, 상기 적어도 하나의 절삭부는 톱니형 외부면을 구비하고, 상기 절삭 인서트는 정렬되고 정합된 톱니형 주연면을 구비하는 밀링 커터가 제공된다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 절삭부는 지지면으로부터 그 사이에 연장하는 주연벽을 가진 기부면까지 아래로 연장하는 오목부를 가진 대체로 환형인 지지면을 구비한 인서트 포켓을 포함한다.
절삭 인서트는 상부 레이크면과 중간 인접 표면 및 그 사이에 연장하는 톱니형 주연면을 포함하고, 상기 톱니형 주연면은 톱니형 절삭 모서리에서 상부 레이크면을 교차하고, 상기 중간 인접 표면으로부터 아래로 돌출부가 연장되고, 상기 돌출부는 중간 인접 표면과 하부면 사이에 연장된다.
양호하게는, 돌출부의 외부면은 돌출부 코너에 의해 상호 연결되는 4개의 평평한 돌출부측 표면을 포함하고, 오목부의 주연벽은 오목부 코너에 의해 상호 연결상호 연결의 만입부측 표면을 포함한다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 나사 보어는 오목부의 기부면으로부터 아래로 연장하고, 관통 보어는 절삭 인서트의 하부면과 상부 레이크면사이로 연장하고, 유지 나사는 관통 보어를 통과하여 나사 보어에 나사식으로 맞물려 오목부에 돌출부가 위치하고 인서트 포켓에 절삭 인서트를 고정한다.
본 발명에 따르면, 절삭 인서트의 중간 인접 표면은 인서트 포켓의 지지면과 접촉한다.
양호하게는, 두개의 인접한 평평한 돌출부측 표면은 오목부의 두개의 인접한 오목부측 표면과 인접한다.
더 바람직하게, 돌출부의 하부면과 오목부의 기부면 사이에 갭이 있다.
또 더 바람직하게, 각 오목부 코너와 각 인접한 돌출부 코너 사이에 간극이 있다.
본 발명을 더 잘 이해하고 본 발명이 실제로 어떻게 실시될 수 있는지 도시 하기 위해, 첨부된 도면이 참조가 된다.
도1은 본 발명에 따른 톱니형 절삭 인서트를 가진 밀링 커터의 사시도이다.
도2는 커터 본체의 절삭부로부터 제거된 절삭 인서트를 가진 도1의 밀링 커터 공구의 커터 본체를 도시한다.
도3은 인서트 포켓을 도시하는, 도2에 도시된 커터 본체의 절삭부의 사시도이다.
도4는 인서트 포켓의 평면도를 도시하는, 도2에 도시된 커터 본체의 측면도이다.
도5a는 본 발명에 따른 절삭 인서트의 평면 사시도이다.
도5b는 도5a에 도시된 절삭 인서트의 저면 사시도이다.
도6은 도5a에 도시된 절삭 인서트의 측면도이다.
도7은 도5a에 도시된 절삭 인서트의 저면도이다.
도8은 도시되지 않은 유지 나사를 구비하고 도1의 선 VIII-VIII을 따른 인서트 대칭축을 포함하는 평면에서 도시한, 절삭 인서트가 내부에 장착된 절삭부를 통해 도시한 단면도이다.
도9는 도8의 선 IX-IX를 따라 도시한 단면도이다.
먼저 도1 내지 도4를 참조한다. 밀링 커터(10)는 회전축(A)을 구비하고, 커터 본체(12)의 전방면(18)에 인접한 5개의 절삭부(16)와 후방 생크(shank, 14)를 가진 커터 본체(12)를 포함한다. 각각의 절삭부(16)는 그에 고정된 교환 가능한 인덱서블 절삭 인서트(20)를 구비한다. 각각의 절삭 인서트(20)는 크레스트(22') 및 홈부(22")를 포함하는 톱니형 주연면(22)을 갖고, 커터 본체(12)의 각 절삭부(16)는 크레스트(24') 및 홈부(24")를 포함하는 톱니형 외부면(24)을 구비한다. 각각의 절삭 인서트(20)의 톱니형 주연면(22)은 인서트가 고정되는 절삭부(16)의 톱니형 외부면(24)과 정합되고 정렬된다. 즉, 제공된 절삭부(16)에 고정된 절삭 인서트(20)에 대해, 절삭 인서트(20)의 톱니형 주연면(22)의 크레스트(22') 및 홈부(22")는 절삭부(16)의 톱니형 외부면(24)의 크레스트(24') 및 홈부(24")와 정렬된다.
각각의 절삭부(16)는 인서트 포켓(26)과 칩 골부(chip gullet, 28)를 포함한다. 제공된 절삭부(16)의 칩 골부(28)는 인접한 절삭부(16)의 후방벽(30)을 형성한다. 절삭부(16)의 톱니형 외부면(24)은 인서트 포켓(26)과 후방벽(30) 사이에서 연장하고, 커터 본체(12)의 생크(14)와 정합된다.
인서트 포켓(26)은 대체로 환형의 지지면(32)과 그 지지면(32)으로부터 아래로 연장하는 오목부(34)를 포함한다. 오목부(34)는 오목부(34)의 기부면(38)과 지지면(32) 사이에서 연장하는 주연벽(36)을 포함한다. 오목부(34)의 주연벽(36)은 오목부 코너(42)에 의해 상호 연결되는 4개의 내부 평면측 표면(40)을 포함한다. 오목부(34)의 기부면(38)은 축(B)을 가진 나사 보어(44)를 구비한다. 나사 보어(44)는 기부면(38)과 대체로 직교하고 그 기부면으로부터 아래로 연장되며 오목부(34)의 기하학적 중심(C)에 대해 편심적으로 배치된다.
다음으로 도5a, 도5b, 도6 및 도7을 참조한다. 절삭 인서트(20)는 평면도에 서 톱니형 원형 형상을 갖고 삽입 대칭축(I)을 구비한다. 절삭 인서트(20)는 상부 레이크면(46)과 중간 인접 표면(48)과 그 사이로 연장하는 톱니형 주연면(22)을 포함한다. 톱니형 주연면(22)은 톱니형 절삭 모서리(50)에서 상부 레이크면(46)과 교차한다. 중간 인접 표면(48)으로부터 아래로 연장하는 돌출부(52)는 중간 인접 표면(48)과 하부면(56) 사이로 연장하는 외부면(54)을 포함한다. 돌출부(52)의 외부면(54)은 돌출부 코너(60)에 의해 상호 연결되는 4개의 평평한 돌출부측 표면(58)을 구비한다. 절삭 인서트(20)는 상부 레이크면(46)에서 하부면(56)까지 아래로 연장하는 중앙 배치된 관통 보어(62)를 구비한다. 오목부(34)에서 돌출부(52)와, 절삭 인서트(20)는 절삭 인서트(20)에서 관통 보어(62)를 통과하는 유지 나사(64)에 의해 커터 본체(12)의 절삭부(16)에 고정되고, 인서트 포켓(26)의 오목부(34)에서 나사 보어(44)와 나사식으로 맞물린다.
도8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(20)가 오목부(34)에 고정될 때, 절삭 인서트(20)의 중간 인접 표면(48)은 절삭부(16)의 인서트 포켓(26)의 지지면(32)과 접촉한다. 각 절삭 인서트(20)의 톱니형 주연면(22)은 고정된 절삭부(16)의 톱니형 외부면(24)과 정합되어 정렬되기 때문에, 절삭 인서트(20)의 각 톱니형 크레스트(22')는 절삭부(16)의 지지면(32)의 대응하는 톱니형 크레스트(24')에 의해 충분히 지지된다. 이것은 절삭 인서트(20)의 강도, 내구성 및 안정성을 향상시킨다.
절삭 인서트(20)의 중간 인접 표면(48)과 인서트 포켓(26)의 지지면(32)의 접촉을 보장하기 위해, 절삭 인서트(20)가 인서트 포켓(26)에 단단하게 고정될 때, 오목부(34)의 기부면(38)과 돌출부(52)의 하부면(56) 사이에 갭(66)이 있다.
도9에 도시된 바와 같이, 오목부(34)는 후방 내부 오목부 코너(42'r)와 후방 외부 오목부 코너(42"r)와 전방 내부 오목부 코너(42'f) 및 전방 외부 오목부 코너(42"f)의 4개의 코너를 구비한다. 도9에 도시된 것처럼, 인서트 포켓(26)과 절삭 인서트(20)의 방위에 관해서, 4개의 오목부측 표면(40)은 후방 오목부측 표면(40r)과 전방 오목부측 표면(40f)과 내부 오목부측 표면(40i) 및 외부 오목부측 표면(40o)으로 불린다. 유사하게, 4개의 돌출부측 표면(58)은 후방 돌출부측 표면(58r)과 전방 돌출부측 표면(58f)과 내부 돌출부측 표면(58i) 및 외부 돌출부측 표면(58o)이라고 불린다. 나사 보어(44)가 오목부(34)의 기하학적 중심(C)에 대해 편심적으로 배치된 사실로 인해, 절삭 인서트(20)가 인서트 포켓(26)에서 고정적으로 보유되었을 때, 전방 외부 오목부 코너(42"f)에서 후방 내부 오목부 코너(42'r)를 향해 가압된다. 결과적으로, 한쌍의 인접한 후방 및 내부 오목부측 표면(40r, 40i)은 각각 한쌍의 인접한 후방 및 내부 오목부측 표면(58r, 58i)과 인접한다. 이러한 구성에 의해, 절삭 인서트(20)는 절삭력에 대해 잘 지지되고 밀링 커터(10)의 절삭부(16)에서 정확하게 고정될 수 있다. 도9에서 볼 수 있는 것처럼, 전방 오목부측 표면(40f)과 전방 돌출부측 표면(58f) 사이와 외부 오목부측 표면(40o)과 외부 돌출부측 표면(58o) 사이에 갭이 존재한다. 돌출부 코너(60)는 갭이 항상 각 오목부 코너(42)와 각 인접한 돌출부 코너(60) 사이에 존재하도록, 모따기되거나 오목부 코너(42)보다 큰 곡률 반경을 구비한다.
연속적인 절삭 인서트(20)의 톱니형 주연면(22)과 함께 연속적인 절삭부(16) 의 톱니형 외부면(24)의 톱니형이 오프셋이 없는 상황과 비교하여 더 나은 표면 마무리를 제공하고 서로에 관하여 오프셋을 주거나 위상을 다르게 하도록, 연속적인 절삭부(16)는 나사 보어(44)의 축(B) 주위에서 약간 회전된다.
본 발명이 특정되어 설명되었지만, 이후에 청구되는 본 발명의 범주를 벗어남 없이 절삭 인서트의 레이크면상에 다양한 설계의 칩 브레이커와 같이 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음이 이해되어져야 한다.

Claims (14)

  1. 톱니형 절삭 모서리(50)가 고정된 교환 가능한 절삭 인서트(20)를 가지는 적어도 하나의 절삭부(16)를 구비한 커터 본체(12)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 절삭부(16)는 톱니형 외부면(24)을 구비하고, 상기 절삭 인서트는 정렬되고 정합된 톱니형 주연면(22)을 구비하는 밀링 커터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절삭부(16)는 지지면(32)으로부터 그 사이에 연장하는 주연벽(36)을 가진 기부면(38)까지 아래로 연장하는 오목부(34)를 가진 대체로 환형인 지지면(32)을 구비한 인서트 포켓(26)을 포함하는 밀링 커터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오목부(34)의 주연벽(36)은 오목부 코너(42)에 의해 상호 연결되는 4개의 오목부측 표면(40)을 포함하는 밀링 커터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 절삭 인서트(20)는 상부 레이크면(46)과 중간 인접 표면(48) 및 그 사이에 연장하는 톱니형 주연면(22)을 포함하고, 상기 톱니형 주연면(22)은 톱니형 절삭 모서리(50)에서 상부 레이크면(46)을 교차하는 밀링 커터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 돌출부(52)는 중간 인접 표면(48)으로부터 아래로 연장하고, 돌출부(52)는 중간 인접 표면(48)과 하부면(56) 사이에서 연장하는 외부면 (54)을 포함하는 밀링 커터.
  6. 제4항에 있어서, 상기 돌출부(52)의 외부면(54)은 돌출부 코너(60)에 의해 상호 연결되는 4개의 평평한 돌출부측 표면(58)을 포함하는 밀링 커터.
  7. 제1항에 있어서, 오목부(34)의 기부면(38)으로부터 아래로 나사 보어(44)가 연장되고, 절삭 인서트(20)의 상부 레이크면(46)과 하부면(56) 사이에서 관통 보어(62)가 연장되고, 유지 나사(64)가 관통 보어(62)를 통과하여 나사 보어(44)에 나사식으로 맞물리는 밀링 커터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 절삭 인서트의 중간 인접 표면(48)은 인서트 포켓(26)의 지지면(32)과 인접하는 밀링 커터.
  9. 제1항에 있어서, 돌출부의 두개의 인접한 돌출부측 표면(58r, 58i)은 오목부의 두개의 인접한 오목부측 표면(40r, 40i)과 인접하는 밀링 커터.
  10. 제1항에 있어서, 돌출부(52)의 하부면(56)과 오목부(34)의 기부면(38) 사이에 갭(66)이 있는 밀링 커터.
  11. 제1항에 있어서, 각각의 오목부 코너(42)와 각각의 인접한 돌출부 코너(60) 사이에 간극(68)이 있는 밀링 커터.
  12. 상부 레이크면(46)과 중간 인접 표면(48) 및 그 사이로 연장하는 톱니형 주연면(22)을 포함하고, 상기 톱니형 주연면(22)은 톱니형 절삭 모서리(50)에서 상부 레이크면(46)을 교차하고, 중간 인접 표면(48)으로부터 아래로 돌출부(52)가 연장되는 절삭 인서트.
  13. 제12항에 있어서, 돌출부(52)는 중간 인접 표면(48)과 하부면(56) 사이에서 연장되는 외부면(54)을 포함하고, 돌출부(52)의 외부면(54)은 돌출부 코너(60)에 의해 상호 연결된 4개의 평평한 돌출부측 표면(58r, 58i, 58f, 58o)를 포함하는 절삭 인서트.
  14. 제12항에 있어서, 상부 레이크면(46)과 하부면(56) 사이에서 관통 보어(62)가 연장되는 절삭 인서트.
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