KR20060128000A - 보링 공구용 절삭 플레이트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플레이트 표면(2)과 플레이트 측면들(5), 코너 절삭날(10)을 통해 2차 절삭날(8)에 이어지는 1차 절삭날(9) 및 코너 부근에 제공된 칩 브레이커(chip breaker)(6)를 포함하는 절삭 플레이트(1)에 관한 것으로, 상기 칩 브레이커는 2차 절삭날(8)로부터 1차 절삭날(9)로 연장하는 칩 브레이커 베이스(7)를 갖는다.

Description

보링 공구용 절삭 플레이트{CUTTING PLATE, PARTICULARLY FOR A BORING TOOL}
본 발명은 플레이트 표면과 플레이트 측면들, 코너 절삭날을 통해 2차 절삭날로 이어지는 1차 절삭날을 포함하는 절삭 플레이트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전술한 절삭 플레이트를 구비한, 특히 정밀 조정되는 보링 공구 또는 드릴링 공구와도 관련된다.
보링 공구, 특히 정밀 보링 공구는 통상 공구 헤드에 일반적으로 분리 가능하게 장착된 절삭 플레이트가 회전 및 천공의 목적으로 공구 축에 대해 반경 방향으로 상이한 크기의 보어 지름으로 조정될 수 있도록 하는 정밀 조정 장치를 포함한다. 이를 위해, 기존에 사용되었던 절삭 플레이트 또는 절삭 인서트가 종종 스로 어웨이 팁(indexable insert)으로 구현된다. 상기 스로 어웨이 팁은 1개의 플레이트 표면 및 상기 플레이트 표면의 맞은편에 놓이는 추가의 플레이트 표면 또는 바닥면 그리고 상기 플레이트 표면들에 인접하는 플레이트 측면들을 포함한다. 코너 절삭날의 형태로 구현될 수도 있는 플레이트 코너의 영역에서 상기 코너 절삭날에 절삭 플레이트의 1차 절삭날 및 2차 절삭날이 인접한다.
본 발명의 목적은, 바람직하게 정밀 조정 장치를 구비한 개선된 절삭 플레이트, 특히 보링 공구용 또는 정밀 보링 공구용 절삭 플레이트를 제공하는 것이다. 또한, 그러한 절삭 플레이트를 구비한, 특히 높은 표면 품질의 마감질을 위한 보링 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
절삭 플레이트와 관련한 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 특징들을 통해 달성된다. 이를 위해, 절삭 플레이트는 코너 부근 영역에 2차 절삭날에서부터 1차 절삭날까지 이르는 칩 브레이커 베이스(chip breaker base)를 갖는 칩 브레이커(chip breaker)를 포함한다. 하기에서 1차 커터라고도 지칭되는 1차 절삭날은 절삭 플레이트의 플레이트 표면 또는 커버면에 대해 칩 브레이커의 칩 브레이커 베이스 방향으로 비스듬하게 뻗는다. 하기에서 2차 커터라고도 지칭되는 2차 절삭날, 바람직하게는 직선형 2차 절삭날이 1차 절삭날을 향하여 하강함으로써, 상기 2차 커터에 와이퍼 구조(wiper geometry)가 형성된다. 따라서, 바람직하게는 1차 절삭날과 2차 절삭날 및 칩 브레이커 베이스가 폐삼각형을 형성한다.
한 바람직한 형상에서는, 칩 브레이커가 코너 절삭날에서 시작하여 칩 브레이커 베이스 쪽으로 하강하는 절삭면을 형성한다. 따라서 상기 절삭면은 플레이트 표면을 기준으로 플레이트 중앙을 향해 기울어진다. 칩 브레이커는 또한 하기에서 백커팅 면이라고 지칭되는 절삭면의 배면을 형성하며, 상기 백커팅 면은 바람직하게 칩 브레이커 베이스에서 시작하여 플레이트 표면을 향하여 상승한다. 즉, 플레이트 표면으로부터 칩 브레이커 베이스 쪽으로 하강한다. 그로 인해 플레이트 평면에서 연장되는, 절삭면 배면의 뒤 상단 날(back upper edge)이 형성된다. 상기 뒤 상단 날과 함께 1차 절삭날과 2차 절삭날이 역시 삼각형을 형성한다.
칩 브레이커의 칩 브레이커 베이스는 바람직하게 채널 또는 홈의 방식으로 구부러진 또는 원형의 채널 첨두 또는 홈 첨두를 갖도록 형성된다. 칩 브레이커의 칩 브레이커 베이스는 바람직하게 1차 절삭날에 대해 45°내지 90°, 바람직하게는 70°±10°의 각도로 뻗는다.
절삭 플레이트의 매우 바람직한 형상의 경우, 상기 절삭 플레이트의 2차 절삭날에 와이퍼 커터, 즉 와이퍼 구조의 다듬질 커터 또는 밀링 커터가 형성된다. 바람직하게는 1차 절삭날과 2차 절삭날이 서로에 대해 특히 약 80°의 각을 이룬다.
바람직하게 스로 어웨이 팁의 형태로 형성된 절삭 플레이트는 2차 절삭날에서 코너 절삭날 쪽으로 뻗는 2차 커터와 플레이트 표면 사이에 바람직하게 -6°내지 -20°의 음의 경사각(negative rake angle)을 갖는다. 칩 브레이커의 칩 브레이커 베이스와 플레이트 표면 사이의 양의 경사각 또는 측면 경사각은 바람직하게 +6°내지 +30°이다.
보링 공구와 관련하여, 상기 보링 공구는 바람직하게 정밀 조정 장치 및 상기 보링 공구에 분리 가능하게 고정되는 본 발명에 따른 절삭 플레이트를 포함한다. 이 경우, 상기 보링 공구는 상기 절삭 플레이트가 분리 가능하게 고정되는 교체 가능한 보링 헤드 또는 회전 헤드를 구비할 수 있다. 상기 절삭 플레이트도 역시 플레이트 카세트 내에 교체 가능하게 고정될 수 있으며, 상기 플레이트 카세트 측은 보링 공구 또는 정밀 보링 헤드 또는 정밀 회전 헤드의 주변에 분리 가능하게 고정된다.
본 발명에 의해, 정밀 회전 공구 또는 정밀 보링 공구 내에 특히 본 발명에 따른 절삭 플레이트를 사용할 경우 비교적 큰(또는 1/d 비율로 더 큰) 전진 공급 (forward feed)이 가능해지는 장점이 얻어지며, 이때 진동 문제 또는 부정확성은 방지된다. 또한, 1차 절삭날에서 작용하는 칩 브레이커를 포함하는 절삭 플레이트가 사용되고, 특히 2차 절삭날에서의 와이퍼 구조와 상호작용하는 경우, 정밀 보링 가공 또는 정밀 드릴링 가공에서 보링 작업시 또는 회전 작업시 형성되는 칩이 가공된 보링 표면을 손상(예: 스크래칭)시키지 않으면서 보링 벽으로부터 중심부를 향해 안전하게 이송될 수 있다.
공구의 보링 또는 정밀 보링 공정에서, 특히 마감질 과정에서, 본 발명에 따른 절삭 플레이트의 사용을 통해 얻어지는, 표면 거칠기가 매우 낮고 표면 품질이 매우 높은 매우 부드럽고 매끄러운 표면은, 칩 브레이커가 본 발명에 따른 그의 기하학적 구조에 기인하여 1차 절삭날에 평행하게 뻗지 않고 45°이상 90°미만의 각도로 뻗음으로써 얻어진다.
하기에서는 도면을 참고로 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 절삭 플레이트의 평면도.
도 2는 도 1의 섹션 II의 확대도로서, 본 발명에 따른 칩 브레이커를 구비한 플레이트 코너 영역의 절삭 플레이트를 도시한 도.
도 3은 절삭 플레이트에서 칩 브레이커의 한 측면도.
도 4 및 도 5는 절삭 플레이트의 다양한 상세도.
도 6 내지 도 12는 특히 칩 브레이커 부근의 절삭 플레이트의 모습들을 도시한 도.
도 13은 정밀 조정 장치 및 삽입 가능한 공구 헤드 또는 보링 헤드를 구비한 보링 공구.
도 14는 본 발명에 따른 절삭 플레이트를 구비한 도 13에 따른 보링 공구를 위한 회전 헤드 또는 보링 헤드.
도 15는 분리 가능한 플레이트 카세트 및 그 내부에 분리 가능하게 고정된 본 발명에 따른 절삭 플레이트를 구비한, 정말 조정 가능한 보링 공구 또는 드릴링 공구의 분해 사시도.
서로 동일한 부분들은 모든 도면에서 동일한 도면부호로 표시되어 있다.
도 1 내지 도 12에 다양한 모습으로 도시된 절삭 플레이트(1)는 제 1 플레이트 표면(2)과 (하기에서 바닥면으로 지칭되는) 제 2 플레이트 표면(4) 그리고 4개의 플레이트 측면들(5)을 포함한다. 이 플레이트 측면들은 상기 두 플레이트 표면(2와 4) 사이에서 바람직하게 예각 또는 둔각으로 뻗는다. 절삭 플레이트(1)의 형태는 마름모형, 삼각형 또는 다각형(예: 육각형)일 수 있다.
절삭 플레이트(1)의 코너 근방에 칩 브레이커(6)가 제공된다. 상기 칩 브레이커는 절삭 플레이트(1)의 2차 절삭날(8)에서부터 1차 절삭날(9)까지 이른다. 이러한 코너 부근에서는, 도 2에 확대도로 도시된 것처럼, 절삭 플레이트(1)가 코너 절삭날(10)을 갖는다. 이 코너 절삭날은 정해진 코너 반경 또는 플레이트 반경(예: RS = 0.4)을 가짐으로써 라운딩된다.
특히 도 1과 도 2 그리고 도 8 내지 도 12에서 볼 수 있듯이, 2차 절삭날(8)과 1차 절삭날(9) 그리고 칩 브레이커(7)가 삼각형 또는 삼각면을 형성한다. 칩 브레이커 베이스(7)로부터 플레이트 표면(2)을 향하여 뻗는, 칩 브레이크(6)의 절삭면 배면(11)이 상기 플레이트 표면(2)에 뒤 상단 날(back upper edge)(12)을 형성한다. 상기 뒤 상단 날(12)은 2차 절삭날(8) 및 1차 절삭날(9)과 함께 역시 삼각형 또는 삼각면을 형성한다. 이때, 절삭면 배면(11)은 칩 브레이커 베이스(7)에서 시작하여 플레이트 표면(2)을 향하여 상승한다. 다시 말해, 절삭면 배면(11)은 플레이트 표면(2)의 뒤 상단 날(12)에서 시작하여 칩 브레이크 베이스(7)를 향하여 하강한다.
칩 브레이커(6)는 또한 절삭면(13)을 형성한다. 이 절삭면은 다시 칩 브레이커 베이스(7)와 1차 절삭날(9) 및 2차 절삭날(8) 사이에서 삼각형으로 또는 삼각면 형태로 펼쳐지고, 코너 절삭날(10)에서 시직하여 칩 브레이커 베이스(7)를 향해 하강한다. 다시 말해, 상기 절삭면(13)은 코너 절삭날(6)에서 시작하여 플레이트 표면(2)을 향해 기울어진다.
도 3 및 도 7 내지 도 12에서 볼 수 있듯이, 칩 브레이커 베이스는 채널 또는 홈의 형태로 형성된다. 따라서 칩 브레이커 베이스(7)의 칩 브레이커 베이스 바닥(14)이 플레이트 표면(2)을 기준으로 볼록하게, 즉 절삭 플레이트(1) 내로 움푹 들어가거나, 절삭 플레이트(1) 안쪽으로 홈의 형태로 패인다.
도 1에 도시된 것처럼, 2차 절삭날(8)과 1차 절삭날(9)은 서로 예각(
Figure 112006064664848-PCT00001
)으로, 바람직하게는
Figure 112006064664848-PCT00002
=80°를 이루며 뻗는다. 도 3에 따라 플레이트 표면(2)과 2차 커터(8') 사이에서 코너 절삭날(10)에 대해 2차 절삭날(8)이 이루는 음의 경사각( α)은 -6°내지 -20°인 것이 특히 바람직하다. 칩 브레이커(6)의 칩 브레이커 베이스(7)와 플레이트 표면(2) 사이의 양의 측면각 또는 측면 경사각(β)은 +6°내지 30°인 것이 바람직하다.
2차 절삭날(8)은 와이퍼 기하학(RW)을 이용하여 설계된다. 상기 와이퍼 기하학에서는 2차 절삭날(8) 또는 2차 커터(8')가 다듬질 커터 또는 밀링 커터로서 작용한다. 이때, 와이퍼 반경(RW)은 5.0이다. 1차 절삭날(9)은 절삭 플레이트(1)의 플레이트 표면 또는 커버면(2)에 대해 칩 브레이커(6)의 칩 브레이커 베이스(7)를 향해 기울어져서 뻗어 있다. 2차 절삭날(8)은 직선으로 뻗으며 1차 절삭날(9)쪽으로 하강하고, 그 결과 2차 절삭날 또는 2차 커터(9)에 와이퍼 구조를 형성한다. 따라서 1차 절삭날(9)과 2차 절삭날(8) 및 칩 브레이커(7)가 바람직하게 폐삼각형을 형성한다.
도 13 및 도 15에는 각각 정밀 조정 장치(21)를 갖는 보링 공구(20)가 도시되어 있다. 상기 정밀 조정 장치(21)를 이용하여, 보링 공구 또는 정밀 보링 공구(20)에 분리 가능하게 고정된 본 발명에 따른 절삭 플레이트(1)가 반경 방향(R)으로, 즉 공구(20)의 축 방향(A)에 횡으로 정밀하게 조정된다. 이러한 정밀 조정을 이용하여 상이한 보링 직경들이 천공되거나 회전될 수 있다.
도 13에 도시된 보링 공구(20)에서는 도 14에 확대도로 도시된 보링 헤드(22)가 상기 보링 공구 내에 삽입되어 있다. 상기 보링 헤드는 커터 단부 또는 헤드 단부(23)의 둘레측에 칩 브레이커(6) 및 2차 절삭날(8)의 와이퍼 구조(8', RW)를 가진 절삭 플레이트(1)를 지지한다. 이때, 상기 절삭 플레이트(1)는 예컨대 나사(24)를 이용하여 보링 헤드(22)의 정면 헤드 단부(23)에 분리 가능하게 고정된다.
도 15에 도시된 보링 공구(20)의 경우, 상기 보링 공구의 정면 헤드 단부(23)에 플레이트 카세트(26)를 수용하기 위한 리세스(25)가 형성된다. 상기 플레이트 카세트(26)는 본 발명에 따른 절삭 플레이트(1)를 수용하기 위한 플레이트 리세스(27)를 가지며, 상기 절삭 플레이트(1)는 다시 나사(24)에 의해 상기 플레이트 리세스에 분리 가능하게 고정된다. 플레이트 카세트(26)도 마찬가지로 예컨대 나사(28)에 의해 보링 공구(20)의 외부 둘레에 분리 가능하게 고정된다.

Claims (13)

1개의 플레이트 표면(2)과 플레이트 측면들(5), 코너 절삭날(10)을 통해 2차 절삭날(8)에 이어지는 1차 절삭날(9)을 포함하는 절삭 플레이트(cutting plate)(1)로서,
코너 부근에 상기 2차 절삭날(8)로부터 상기 1차 절삭날(9)로 뻗는 칩 브레이커 베이스(7)를 갖는 칩 브레이커(chip breaker)(6)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
절삭 플레이트.
제 1항에 있어서,
상기 1차 절삭날(9)과 상기 2차 절삭날(8) 및 상기 칩 브레이커 베이스(7)가 삼각형을 형성하는 것을 특징으로 하는,
절삭 플레이트.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 칩 브레이커(6)가 상기 코너 절삭날(10)에서 시작하여 상기 칩 브레이커 베이스(7) 쪽으로 하강하는 절삭면(13)을 형성하는 것을 특징으로 하는,
절삭 플레이트.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 칩 브레이커(6)는 상기 칩 브레이커 베이스(7)에서 시작하여 상기 플레이트 표면(2)을 향하여 상승하는 절삭면의 배면(11)을 형성하는 것을 특징으로 하는,
절삭 플레이트.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 칩 브레이커(6)의 칩브레이커 베이스(7)가 채널 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
절삭 플레이트.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 칩 브레이커(6)의 칩 브레이커 베이스(7)가 상기 1차 절삭날(8)에 대해 45°이상 90°미만, 특히 (70°± 10°)의 각도(
Figure 112006064664848-PCT00003
)로 뻗는 것을 특징으로 하는,
절삭 플레이트.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2차 절삭날(8)에 와이퍼 구조(wiper geometry)의 다듬질 커터 또는 밀링 커터(8', RW)가 형성되는 것을 특징으로 하는,
절삭 플레이트.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플레이트 표면(2)과 2차 커터(8') 사이의 음의 경사각(negative rake angle)(α)이 -6°내지 -20°인 것을 특징으로 하는,
절삭 플레이트.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 칩 브레이커(6)의 칩 브레이커 베이스(7)와 상기 플레이트 표면(2) 사이의 양의 경사각(β)은 +6°내지 +30°인 것을 특징으로 하는,
절삭 플레이트.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 절삭날(9)과 상기 2차 절삭날(8)이 서로에 대해 예각(δ)으로, 특히 약 80°를 이루며 뻗는 것을 특징으로 하는,
절삭 플레이트.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른, 분리 가능하게 고정된 절삭 플레이트(1)를 구비한, 특히 정밀 조정 장치(21)를 구비한 보링 공구(boring tool)(20).
제 11항에 있어서,
상기 절삭 플레이트(1)가 고정되는 분리 가능한 보링 헤드 또는 회전 헤드(22)를 포함하는,
보링 공구.
제 11항에 있어서,
상기 절삭 플레이트(1)를 수용하는 플레이트 카세트(26)가 분리 가능하게 고정되는,
보링 공구.
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