KR20070057967A

KR20070057967A - 교체형 절삭 인서트를 구비하는 절삭 공구

Info

Publication number: KR20070057967A
Application number: KR1020077008973A
Authority: KR
Inventors: 페터 노르드스트룀; 켄트 비올; 요르마 코스키넨
Original assignee: 쎄코 툴스 에이비
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-06-07
Also published as: SE0402579L; CN101043964A; US7192227B2; SE529065C2; WO2006043867A1; EP1804988A4; SE0402579D0; CN101043964B; US20060099037A1; EP1804988A1; KR101215675B1; EP1804988B1

Abstract

본 발명은 절삭 공구 (621) 및 절삭 인서트 (641, 643) 에 관한 것이다. 상기 공구는 공구홀더 및 공구홀더에 장착되도록 적용되는 1 개 이상의 인서트를 포함한다. 1 개 이상의 인서트는 1 개 이상의 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 을 포함한다.

Description

교체형 절삭 인서트를 구비하는 절삭 공구{CUTTING TOOL WITH REPLACEABLE CUTTING INSERTS}

본 발명은 절삭 공구에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 교체형 절삭 인서트를 구비하는 절삭 공구에 관한 것이다.

절삭 공구의 사용수명 및/또는 유용성은 대개는 피삭재를 절삭하기 위한 절삭 날이 제공된 교체형 절삭 인서트를 절삭 공구에 제공함으로써 향상될 수 있다. 예컨대, 절삭 날이 파손되거나 마모될 때, 절삭 공구를 처분하는 대신에, 절삭 인서트를 교체할 수 있고, 절삭 공구를 다시 사용할 수 있다. 또한, 절삭 인서트는 주로 공구홀더라고 하는 절삭 공구의 잔류자를 형성하는 재료보다 피삭재를 절삭하는데 더 적합한 재료로 만들어질 수 있다.

교체형 인서트를 구비하는 이러한 절삭 공구는 다양하게 적용된다. 예컨대, 참조문서로서 결합된 미국특허 제 5,401,127 호에 개시된 바와 같이, 교체형 절삭 인서트를 구비하는 절삭 공구를 이용하여 용접 전극봉의 대양하는 팁들을 드레싱 (dressing) 하는 단계가 공지되어 있다. 이 특허는, 중심 개구부의 대양하는 단부로부터 중심 개구부로 연장되는 상부 전극 및 하부 전극을 동시에 드레싱하기 위해 절삭 공구의 회전 축선이 통과하는 중심 개구부 주위에 배치되는 Y 형 및/또는 삼각형 절삭 인서트를 사용하는 절삭 공구를 기술한다. 절삭 공구의 인서트는 교체형이지만, 상기 인서트는 절삭 공구에서 단일 방향으로만 이용될 수 있고, 공구의 운용 비용이 많이 들 수 있다.

어떤 교체형 절삭 인서트는, 위치조정가능한데, 즉 1 개 이상의 복수의 가용한 절삭 날이 피삭재에 노출되도록 복수의 상이한 방식으로 절삭 공구에 위치지정될 수 있다. 그러나, 많은 절삭 공구들에는 위치조정가능한 절삭 인서트가 쉽게 제공되지 않는다. 예컨대, 미국특허 제 5,401,127 호에 사용되는 절삭 인서트는 위치조정될 수 없다.

위치조정가능한 절삭 인서트를 공구홀더에 고정하는 일반적인 기법은, 절삭 인서트의 중심 영역의 구멍을 통과하며, 공구홀더의 인서트용 포켓에 형성된 구멍의 나사와 결합되는 나사를 갖는 스크류 (screw) 를 사용하는 것이다. 인서트는, 스크류 주위에서 회전되어, 2 이상의 위치 중 하나에 전형적으로 위치조정된다. 그러나, 어떤 공구홀더에서는, 공구홀더의 포켓에 적당한 나사구멍을 제공하는 것이 어렵다. 예컨대, 공구홀더의 비교적 얇거나 약한 부분에 포켓을 형성할 필요가 있을 수 있고, 나사 구멍의 제공으로 공구홀더가 손상되거나 인서트가 불충분하게 지지될 위험이 있다.

본 발명의 양태에 따라, 절삭 공구는 공구홀더 및 공구홀더에 장착되도록 적용되는 1 개 이상의 인서트를 포함한다. 1 개 이상의 인서트는 1 개 이상의 칩 제거 채널을 제공한다.

본 발명의 특징 및 장점은 동일한 부호가 유사한 요소를 나타내는 도면에 관한 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 잘 이해된다.

도 1A 내지 도 1E 는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 공구의 측 단면도, 평면 사시도, 배면 사시도, 배면도, 및 평면도이다.

도 2A 내지 도 2F 는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트의 상후면 사시도도, 배후면 사시도, 평면도, 측 단면도, 배면도, 및 측면도이다.

도 3A 내지 도 3F 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절삭 인서트의 상후면 사시도, 배후면 사시도, 평면도, 측 단면도, 배면도, 및 측면도이다.

도 4A 및 도 4B 는 각각 본 발명의 실시예에 따른 절삭 공구의 일부에 대한 측 단면도 및 부분 사시도이다.

도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 공구의 측 단면도이다.

도 6A 및 도 6B 는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 공구에 사용되는 인서트의 상대 위치를 도시하는 평면도 및 측면도이다.

도 7A 내지 도 7C 는 본 발명의 실시예에 따른 인서트의 평면도이다.

도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 안내판의 사시도이다.

도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 안내판을 포함하는 절삭 공구의 사시도이다.

도 10A 는 공구의 가려진 부분을 파선으로 도시하는 절삭 공구의 평면도이고, 도 10B 은 도 10A 의 절삭 공구의 평면도이다.

도 10C 는 도 10A 의 절삭 공구용 공구홀더의 평면도이고, 도 10D 는 공구의 가려진 부분을 파선으로 도시하는 도 10A 의 절삭 공구의 배면도이다.

전극 칩을 드레싱하기 위한 공구 (21) 의 실시예가 도 1A 내지 도 1E 에 도시되어있다. 본 발명은 전극 팁을 드레싱하기 위한 공구로 한정되지 않는다. 그러나, 설명을 위해서, 일반적으로 전극 팁을 드레싱하기 위한 공구와 관련하여 본 발명을 기술할 것이다.

도 1A 에 도시된 바와 같이, 공구 (21) 는 공구홀더의 상부 (27) 로부터 공구홀더의 하부 (29) 까지 공구홀더의 중심 축선 (C) 을 따라 공구홀더를 통해 연장되는 개구부 (25) 를 구비하는 공구홀더 (23) 를 포함한다. 교체형 절삭 인서트를 장착하기 위한 다수의 인서트 장착용 포켓이 개구부 (25) 주위에 배치된다. 다수의 인서트 장착용 포켓은 중간 포켓 (31), 상부 포켓 (33), 및 하부 포켓 (35) 을 포함한다.

필요하다면, 적용예에 따라, 더 적거나 더 많은 인서트 장착용 포켓 및 인서트가 제공될 수 있다. 선삭, 보링, 드릴링, 또는 밀링 공구와 같은 어떤 타입의 공구는 단일 인서트를 장착하기 위한 하나의 인서트 장착용 포켓만을 구비할 수 있지만, 이 공구들의 다른 버젼은 수십 또는 수백 개의 인서트 장착용 포켓을 구비할 수 있다.

공구 (21) 는, 중앙 포켓 (31) 에 배치되는 중앙 인서트 (41), 상부 포켓 (33) 에 배치되는 상부 챔퍼 인서트 (43), 및 하부 포켓 (35) 에 배치되는 하부 챔 퍼 인서트 (45) 도 포함한다. 상부 전극 팁 및 하부 전극 팁 (도 6A 및 도 6B 에 가상선으로 도시) 이 공구홀더의 개구부 (25) 의 상부 및 하부의 드레싱 위치에 배치되고, 공구 (21) 가 회전될 때, 중앙 인서트 (41) 및 상부 챔퍼 인서트 (43) 는 상부 전극 팁을 드레싱하고, 중앙 인서트 (41) 및 하부 챔퍼 인서트 (45) 는 하부 전극 팁을 드레싱한다.

도 2A 내지 도 2F 그리고 도 3A 내지 도 3F 에 도시된 바와 같이, 인서트 (41, 43, 45) 는 다수의 절삭 날부를 가질 수 있다. 상부 챔퍼 인서트 (43) 및 하부 챔퍼 인서트 (45) 는 동일한 것이 바람직하며, 도 3A 내지 도 3F 의 상부 챔퍼 인서트에 대한 도면 및 대응하는 설명은 다르게 언급된 부분을 제외하고는 하부 챔퍼 인서트에도 적용된다는 것을 이해할 것이다. 인서트 (41, 43, 45) 에 대하여, 인서트는 보통 위치조정가능하게 형성되어, 좌측은 우측이 되고 우측은 좌측이 될 수 있기 때문에, "좌" 및 "우" 의 지정은 실질적으로 임의이며 설명을 위한 것이다.

본 적용예에 대하여, 절삭 날부는, 전극 팁과 같은 피삭재에 노출되고 접촉되는 절작 날의 일부로 한정된다. 여기 사용된 노출되다의 의미는, 절삭 날부가, 어떤 의미에서 단지 시각적으로 피삭재에 접촉되도록 적용되는 것이 아니라, 피삭재에 접촉되도록 적용되는 위치에 있는 것을 의미한다. 절삭 날부는 절삭 날의 모든 부분 또는 더 전형적인 부분을 포함할 수 있다.

1 개 이상의 중앙 인서트 (41), 상부 챔퍼 인서트 (43), 및 하부 챔퍼 인서트 (45) 는 위치조정가능하여 2 이상의 절삭날 부분 중 1 이상이 노출될 수 있는 것이 바람직하다. 보통, 모든 인서트들은 복수의 절삭 날부가 노출될 수 있게 복수의 위치로 위치조정된다. 이와 같이, 절삭 날부가 마모되거나 파손될 때마다 절삭 인서트를 처분할 필요가 없다. 절삭 날부가 마모되거나 파손되면, 인서트를 간단하게 위치조정하여 다른 절삭 날부가 노출되게 할 수 있다.

예컨대, 도 1A 에 도시된 바와 같이, 공구 (21) 에 있어서, 중앙 인서트 (41) 의 2 개의 절삭 날부 (41¹, 41²) 가 노출될 때, 일 날부 (41¹) 는 개구부 (25) 의 상부에 더 가깝고, 일 날부 (41²) 는 개구부의 하부에 더 가까우며, 2 개의 날부 (41³, 41⁴) 는 노출되지 않는다. 도 1D 및 도 1E 에 도시된 바와 같이, 노출된 절삭 날부에 가까운 중앙 인서트의 귀퉁이가 공구홀더 (23) 의 중심 축선 (C) 에 또는 중심 축선 가까이에 배치될 수 있다.

중앙 인서트 (41) 를 180°선삭함으로써, 노출되었던 2 개의 절삭 날부 (41¹, 41²) 가 노출되지 않는 위치로 이동되고, 노출되지 않았던 2 개의 절삭 날부 (41³, 41⁴) 가 노출되는 위치로 이동된다. 따라서, 중앙 인서트 (41) 는 4 개의 절삭 날부 (41¹, 41², 41³, 41⁴) 가 노출되도록 2 개의 상이한 위치로 위치조정될 수 있다. 공구 (21) 에 있어서, 중앙 인서트의 절삭 날부 (41¹, 41², 41³, 41⁴) 중 1 개 이상, 보통은 2 개가 개구부의 중심 축선 (C) 에 또는 중심 축선 가까이에 배치된다.

또한, 공구 (21) 에 있어서, 어떤 때는, 상부 챔퍼 인서트 (43) 의 일 절삭 날부 및 하부 챔퍼 인서트 (45) 의 일 절삭 날부가 노출된다. 노출된 절삭 날부에 가까운 상부 챔퍼 인서트 (43) 및 하부 챔퍼 인서트 (45) 의 귀퉁이는, 보통은 상이한 반경 위치이기는 하나, 공구홀더 (23) 의 중심 축선 (C) 으로부터 대략 동일한 반경에, 그리고 중앙 인서트 (41) 의 노출된 절삭 날부의 단부와 대략 동일한 축방향 위치에 배치될 수 있다. 이와 같이, 공구홀더가 전극 팁에 대해 회전할 때, 상부 및 하부 인서트 및 중앙 인서트의 노출된 절삭 날부는 드레싱하기 원하는 전극 팁의 어떤 부분에도 접촉하게 된다. 실제로는, 각 전극 팁이 완전히 드레싱되는 것을 보장하기 위해, 공구홀더 (23) 가 회전할 때, 다양한 인서트의 절삭 날부의 회전 경로에 약간의 오버랩이 있는 것이 바람직할 수 있다.

상부 챔퍼 인서트 (43) 및 하부 챔퍼 인서트 (45) 는, 상부 챔퍼 인서트에 대해서는 절삭 날부 (43¹, 43², 43³, 43⁴) 와 같이, 4 개의 상이한 절삭 날부가 노출되도록 4 개의 상이한 위치로 각각 위치조정될 수 있다. 공구 (21) 에 있어서, 상부 챔퍼 인서트 (43) 및 하부 챔퍼 인서트 (45) 는 동일할 수 있고, 상부 챔퍼 인서트 및 하부 챔퍼 인서트에 대한 2 개의 조정 위치에 있어서, 상부 챔퍼 인서트 및 하부 챔퍼 인서트는 각각 상부 포켓 (33) 및 하부 포켓 (35) 에 고정되지만, 다른 2 개의 조정 위치에 있어서는, 상부 챔퍼 인서트 및 하부 챔퍼 인서트는 각각 하부 포켓 및 상부 포켓에 고정되는데, 즉 상부 인서트는 하부 인서트가 되고, 하부 인서트는 상부 인서트가 된다. 물론, 특정 인서트가 위치조정될 수 있는 조 정 위치의 수, 및 노출되도록 적용되는 인서트의 절삭 날부의 수는 인서트 및 공구홀더에 따라 달라질 것이다.

도 2A 내지 도 2F 에 의하면, 중앙 인서트 (41) 는 설명을 위해 상면 (41t), 하면 (41b), 우측면 (41r), 좌측면 (41l), 전방면 (41x), 및 후방면 (41y) 으로 명명될 부분을 포함할 수 있다. 도 4A 및 도 4B 에 도시된 바와 같이, 공구 (21) 에 있어서, 중앙 포켓 (31) 은 하부 지지면 (31b), 좌측 지지면 (31l) (도 1C 및 도 1D), 및 우측 지지면 (31r) 을 포함한다. 중앙 인서트 (41) 의 지지면 부분들은 하면 (31b) 및 2 개의 측방 (좌 및 우) 지지면 (31l, 31r) 에 지지된다. 더 구체적으로는, 도시된 실시예에 있어서, 중앙 인서트 (41) 의 절삭 날부 (41¹, 41²) 가 노출되도록 방향이 정해질 때, 하면 (41b) 의 지지면 부분은 하면 (31b) 과 접하고, 후방면 (41y) 의 지지면 부분은 좌면 (31l) (도 1C 및 도 1D) 과 접하며, 좌면 (41l) 의 지지면 부분은 우측 지지면 (31r) 과 접한다. 중앙 인서트의 절삭 날부 (41³, 41⁴) 가 노출되도록 방향이 정해질 때, 상면 (지금은 하면) (41t) 의 지지면 부분은 하면 (31b) 과 접할 것이고, 후방면 (41y) 의 지지면 부분은 좌면 (31l) 과 접할 것이며, 우면 (41r) 의 지지면 부분은 우측 지지면 (31r) 과 접할 것이다.

도 3A 내지 도 3F 에 도시된 바와 같이, 상부 챔퍼 인서트 (43) 는 상면 (43t), 하면 (43b), 우면 (43r), 좌면 (43l), 전방면 (43x), 및 후방면 (43y) 도 구비할 수 있다. 도 1A 내지 도 1E 에 도시된 바와 같이, 상부 포켓 (33) 및 하부 포켓 (35) 은 각각 하부 지지면 (33b, 35b), 좌측 지지면 (33l, 35l), 및 제공될 경우에는 우측 지지면도 구비할 수 있다. 보통, 우측 지지면은, 제공된다면, 각각 도 1E 및 도 1C 에 가상선으로 도시된 우측 지지면 (35r, 33r) 과 같이 좌측 지지면에 수직이다. 우측 지지면은, 공구홀더 (23) 의 기계가공을 용이하게 하는데 바람직할 수 있기 때문에, 도 1B 내지 도 1E 에 도시된 바와 같이 생략될 수 있고, 여기 설명된 다른 면들도 생략될 수 있다.

공구 (21) 의 포켓 (33, 35) 용 우측 지지면의 생략은, 실질적으로 해롭지않으며, 어떤 경우에는, 전극 팁의 드레싱에 영향을 미친다. 예컨대, 챔퍼 인서트 (43, 45) 가 좌측 지지면 (33l, 35l) 에 적당하게 고정되고, 챔퍼 인서트가 직선의 적삭 날을 가지면, 공구홀더 (23) 에 대한 인서트의 위치가 좌측 지지면 (33l, 35l) 의 방향에 따라 다소 달라지는 것에 관계없이, 인서트는 전극 팁에 동일한 챔퍼 형상을 형성할 것이다. 달리 설명하자면, 챔퍼 인서트 (43, 45) 를 좌측 지지면 (33l, 35l) 방향을 따라 살짝 이동시 킬 수 있다.

상부 챔퍼 인서트 (43) 가 상부 포켓 (33) 에 장착되어 절삭 날부 (43¹) 가 도 1E 에 도시된 것처럼 노출될 때, 상부 챔퍼 인서트의 하면 (43b) 은 도 1A 에 도시된 것처럼 상부 포켓의 하부 지지면 (33b) 과 접하고, 상부 챔퍼 인서트의 후방면 (43y) 은 도 1E 에 도시된 것처럼 상부 포켓의 좌측 지지면 (33l) 과 접하며, 상부 포켓의 우측 지지면 (33r) 이 제공된다면, 상부 챔퍼 인서트의 좌면 (43l) 은 상부 포켓의 우측 지지면과 접한다. 상부 챔퍼 인서트 (43) 가 절삭 날부 (43³) 를 노출시키도록 상부 포켓 (33) 에 위치조정될 때, 상부 챔퍼 인서트의 상면 (43t) 은 상부 포켓의 하부 지지면 (33b) 과 접할 것이고, 상부 챔퍼 인서트의 후방면 (43y) 은 상부 포켓의 좌측 지지면 (33l) 과 접할 것이며, 상부 포켓의 우측 지지면이 제공된다면, 상부 챔퍼 인서트의 우측면 (43r) 은 우측 지지면 (33r) 과 접할 것이다.

상부 챔퍼 인서트 (43) 는 아직도 절삭 날부 (43², 43⁴) 중 하나를 노출시키도록 더 위치조정될 수 있다. 그러나, 이 경우, 상부 챔퍼 인서트 (43) 는, 상부 챔퍼 인서트를 하부 포켓 (35) 에 장착하여 절삭 날부 (43², 43⁴) 가 노출되게 위치조정될 수 있다. 예컨대, 절삭 날부 (43²) 를 노출시키기 위해서, 상부 챔퍼 인서트의 상면 (지금은 하면) (43t) 은 하부 포켓의 하부 지지면 (35b) 과 접할 것이고, 상부 챔퍼 인서트의 후방면 (43y) 은 하부 포켓의 좌측 지지면 (35l) 과 접할 것이며, 상부 챔퍼 인서트의 좌면 (43l) 은 하부 포켓의 우측 지지면 (35r) (제공된다면) 과 접할 것이다. 상부 챔퍼 인서트 (43) 가 하부 포켓 (35) 으로 위치조정되어 절삭 날부 (43⁴) 가 노출되게 되면, 상부 챔퍼 인서트의 하면 (43b) 은 하부 포켓의 하부 지지면 (35b) 과 접할 것이고, 상부 챔퍼 인서트의 후방면 (43y) 은 하부 포켓의 좌측 지지면 (35l) 과 접할 것이며, 상부 챔퍼 인서트의 우면 (43r) 은 하부 포켓의 우측 지지면 (35r) (제공된다면) 과 접할 것이다.

여기 기술된 실시예에 있어서, 중앙 포켓 (31) 의 하부 지지면 (31b) 은 공 구홀더 (23) 의 개구부 (25) 의 중심 축선 (C) 에 수직일 수 있고, 좌우 지지면 (31l, 31r) 은 공구홀더의 개구부의 중심 축선에 평행, 즉 하부 지지면 (31b) 에 수직일 수 있다. 상부 및 하부 포켓의 하면 (33b, 35b) 은, 보통은 전극에 챔퍼를 형성하는데 필요한 각에 대응하거나 그 각에 대하여 일정 관계를 유지하도록, 중심 축선 (C) 에 대해 0 이 아닌 각으로 배치될 수 있다. 좌우 지지면 (33l, 35l) 및 (33r, 35r) 은 보통 상부 및 하부 포켓 (33, 35) 의 하부 지지면 (33b, 35b) 에 각각 수직이다. 중앙 포켓 (31) 의 하부 지지면 (31b), 상부 포켓 (33) 의 하부 지지면 (33b), 및 하부 포켓 (35) 의 하부 지지면 (35b) 은 보통 서로 0 이 아닌 각으로 배치된 평면에 놓인다.

개구부 (25) 는 드레싱되는 전극 팁으로부터 나오는 칩이 전극에서 멀리 떨어져 나가도록 한다. 또한, 개구부는 중앙 인서트 (41) 가 상부 및 하부 전극 팁 모두에 동시에 드레싱 작업을 수행하는 것을 허용한다. 중앙 인서트 (41), 상부 챔퍼 인서트 (43), 및 하부 챔퍼 인서트 (45) 는, 인서트의 구멍 (41h) (도 1C 및 도 1D), 43h (도 1E), 및 도 45h (도 1A, 도 1C, 도 1D) 을 완전히 통과하여 도 4A 및 도 4B 에 도시된 나사 구멍과 같은 공구홀더의 포켓의 하면의 암나사 구멍으로 연장되는 고정 스크류 (47) 와 같은 수단에 의해 공구홀더 (23) 의 다양한 포켓 (31, 33, 35) 에 고정될 수 있다.

고정 스크류 (47) 의 충분히 많으며 긴 나사가 구멍의 암나사와 결합되어 포켓 (31, 33, 35) 에 인서트 (41, 43, 45) 를 잘 지지하도록 암나사 구멍, 예컨대 구멍 (31h) 이 공구홀더 (23) 의 비교적 두꺼운 부분에 제공되는 것이 바람직하다. 종래의 많은 인서트에서는, 고정 스크류를 수용하기 위한 관통 구멍의 중심 축선이 인서트의 기하학적 중심부에 있고, 상기 인서트는 적어도 회전 대칭이며/또는 축선에 대해 반사 대칭이다. 필요하다면, 구멍 (41h, 43h, 45h) 은 각각 회전 대칭 또는 반사 대칭 선을 따라 배치되는 축선을 가질 수 있다.

도 1A 내지 도 1E 및 도 4A 및 도 4B 에 도시된 공구의 실시예의 인서트 (41, 43, 45) 에 대해서, 도 2C 내지 도 2E 및 도 3C 내지 도 3E 의 반사 대칭 선 (A) 과 같은 반사 대칭 선에 대해 구멍 (41h, 43h, 45h) 의 축선을 오프셋 시키는 것이 바람직하다는 것을 발견하였다. 도 1A 내지 도 1E 및 도 4A 및 도 4B 에 도시된 바와 같이, 개구부 (25) 주위의 공구홀더 (23) 의 링 형상 부분에 포켓 (31, 33, 35) 을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 공구홀더 (23) 의 링 형상 부분의 단면은, 삼각형의 꼭지점이 개구부 (25) 의 중심 축선 (C) 을 향하는, 실질적인 삼각형이거나 절두삼각형의 형태이다. 링 형상 부분은 일반적으로 드레싱될 전극 팁의 원하는 형상의 일부, 예컨대 반경형 팁 주위의 챔퍼형 부분에 대응하거나 그 부분과 일정 관계를 유지할 수 있다. 상부 및 하부 포켓 (33, 35) 의 하면 (33b, 35b) 은 삼각형의 변으로서 동일하게 형성되거나 또는 중심 축선에 대해 실질적으로 동일한 각으로 형성되는 평면들에 놓일 수 있다.

공구홀더 (23) 의 링 형상 부분의 두께는 개구부의 중심 축선 (C) 쪽으로 가면서 감소한다. 그러므로, 인서트 (41, 43, 45) 가 포켓 (31, 33, 35) 에 장착될 때, 구멍 (41h, 43h, 45h) 은 더 두꺼운 즉, 삼각형의 팁에서 더 먼 공구 홀더 부분에 형성된 공구홀더 (23) 의 구멍 예컨대, 구멍 (31h) (도 4A 및 도 4B) 에 정 렬될 수 있기 때문에, 구멍 (41h, 43h, 45h) 의 축선을 반사 대칭 선에 대해 오프셋 시키는 것이 바람직할 수 있다. 이는, 구멍 (41h, 43h, 45h) 이 반사 대칭 선을 따라 위치되는 경우보다, 고정 스크류 (47) 의 더 많은 나사가 공구홀더 구멍의 나사에 결합될 수 있게 한다.

인서트 (41, 43, 45) 가 위치조정될 때, 고정 스크류의 축선이 여기서 언급할 구멍 구성부의 상이한 축선 (X, Y) 을 따라 인서트를 통과할 수 있도록, 구멍 (41h, 43h, 45h) 을 긴 구멍 또는 복수의 구멍으로 형성하거나 여기서 언급할 것을 구멍 구성부로 형성하는 것이 바람직하다는 것도 알아냈다. 예컨대, 중앙 인서트 (41) 및 상부 챔퍼 인서트 (43) 에 대해 각각 도 2C 내지 도 2E 및 도 3C 내지 도 3E 에 도시된 바와 같이, 고정 스크류 (47) (도 4A 및 도 4B) 가 2 개의 축선 (X, Y) 중 어느 하나를 따라 구멍을 통과할 수 있도록, 구멍 구성부 (410, 430) 는 각각 예컨대, 실질적으로 "숫자 8" 형상으로 형성될 수 있다. 상기와 같이, 상부 챔퍼 인서트 (43) 에 대한 설명이 하부 챔퍼 인서트 (45) 에 대한 설명과 같기 때문에, 하부 챔퍼 인서트에 대한 설명을 개별적으로 제공하지 않는다.

구멍 구성부 (410, 430) 는 여러 가지의 적당한 형상일 수 있다. 예컨대, 스크류의 축선이 다수의 상이한 구멍 축선에서 구멍을 통과할 수 있게, 구멍 구성부는 타원형으로 간단하게 길어질 수 있다. 또한, 구멍 구성부는, 단일 구멍 대신에, 도 7A 에 도시된 바와 같이 다수의 분리된 구멍으로 구성되어, 스크류의 축선이 다수의 상이한 구멍 축선을 따라 인서트를 통과할 수 있다. 구멍 구성부는, 인서트가 위치조정될 수 있는 방법의 수와 같은 요소에 따라 적합하게 선 택될 수 있는, 도 7B 에 도시된 바와 같이 "3각 별" 형상 및 도 7C 에 도시된 "X" 형상과 같은 형상으로도 형성될 수 있다. 예컨대, 3각 별 형상의 구멍 구성부를 갖는 인서트는 3 가지 방법, 6 가지 방법, 또는 3 의 다른 배수로 위치조정될 수 있고, X 형상 구멍 구성부는 4 가지 방법, 8 가지 방법, 또는 4 의 다른 배수로 위치조정될 수 있다. 예컨대, 도 7C 의 인서트가 4 각형이 아닌 8 각형이면, 인서트를 16 개 (또는 그 이상) 의 상이한 위치로 위치조정할 수 있다.

구멍 구성부의 축선 또는 축선들의 방향에서 바라보았을 때의 구멍 구성부 (410, 430) 의 형상에 관계없이, 구멍 구성부는 구멍 구성부의 축선을 따라 인서트 (41, 43, 45) 의 중앙 쪽으로 더 좁게, 즉 인서트의 단면을 바라보았을 때, 구멍 구성부가 인서트의 상부 또는 하부에 있는 더 넓은 개구부로부터 중앙부의 비교적 좁은 "허리" 까지 점점 작아지도록 형성될 수 있다. 도 5 는 예시 인서트 (100) 의 단면을 도시한다. 고정 스크류 (47) 는, 스크류의 머리에 가까운 어떤 점에서 스크류의 직경이 점점 작아지는 형상을 가질 수 있다.

인서트가 포켓에 배치될 때, 인서트 (100) 의 구멍 구성부 (1000) 및 포켓 (200) 의 구멍 (200h) 은 상호 관계적으로 위치될 수 있어, 스크류 (47) 가 나사 구멍에 조여짐에 따라, 스크류의 테이퍼부인 스크류 (47) 의 인서트 접촉면 (49) 이, 구멍 구성부의 테이퍼면인 스크류 접촉면 (51) 과 접촉하게 되고, 인서트의 상면 또는 하면이 포켓의 하부 지지면으로 밀리도록 인서트의 후방 및 좌 또는 우 면을 포켓의 좌우면에 가압한다.

도 2A 내지 도 2C, 도 2E, 도 3A 내지 도 3C, 및 도 3E 에 도시된 바와 같 이, 인서트 (41, 43 (및 45)) 의 후방면 (41y, 43y) 은 홈 (41z, 43z) 에 의해 다수의 인서트 지지면 부분으로 나누어질 수 있다. 홈은 2 이상의 이점을 제공한다. 한가지 이점은, 인서트의 후방면의 더 작은 부분, 즉 홈을 포함하지 않는 부분이 절삭 인서트에 요구되는 정확한 치수 공차를 충족시킬 필요가 있다는 것이다.

또 다른 이점은, 홈으로 인해, 인서트와 포켓 사이에 바람직한 3 점 접촉을 보장함으로써, 포켓에 인서트를 정밀하고 안정적으로 장착하는 것이 용이해 진다는 것이다. 예컨대, 중앙 인서트 (41) 의 경우, 3 점 접촉은, 보통 인서트의 하부 (41b) (또는 상부 (41t)) 상의 점과 포켓 (31) 의 하부 (31b) 사이, 후방면 (41y) 상의 점과 포켓의 좌면 (31l) 사이, 및 인서트의 우면 (41r) (좌면 (41l)) 상의 점과 포켓의 우면 (31r) 사이의 접촉을 통해 달성된다. 우면을 갖지 않는 상부 또는 하부 포켓 (33 또는 35) 에 장착되는 상부 인서트 (43) (또는 하부 인서트 (45)) 의 경우, 3 점 접촉은, 홈 (43z) 의 양측 후방면 (43y) 상의 2 점과 포켓의 좌면 (33l 또는 35l) 사이의 접촉, 및 인서트의 하부 (43b) (또는 상부 (43t)) 와 포켓의 하부 (33b 또는 35b) 사이의 접촉에 의해 달성될 수 있다.

통상적으로 도 2A 내지 도 2F 및 도 3A 내지 도 3F 와 관련하여, 인서트 (41, 43, 45) 는 보통 1 개 이상의 축선 (A) 에 대해서는 대칭이고, 인서트 구멍 구성부 (410, 430) 는 보통 2 개 이상의 상이한 축선 (X, Y) 중 2 개 이상이 1 개 이상의 대칭 축선으로부터 오프셋 되도록 구성된다. 더 구체적으로는, 인서트 (41, 43, 45) 는 인서트 구멍 구성부 (410, 430) 의 축선에 평행한 평면 (A) 에 대 해 대칭일 수 있다. 선택적으로, 인서트 (41, 43, 45) 는 인서트 구멍 구성부 (410, 430) 의 축선에 수직인 평면 (B) 에 대해서 대칭일 수도 있다. 다른 인서트는 구멍 구성부의 중심 축선에 대해서 회전 대칭일 수 있다.

상부 챔퍼 인서트 및 하부 챔퍼 인서트 (43, 45) 는 동일하며 교환될 수 있지만, 반드시 그런 것은 아니다. 상부 챔퍼 인서트 및 하부 챔퍼 인서트 (43, 45) 는, 전극 팁의 적어도 일부가 일정한 원뿔각을 갖도록 전극 팁을 챔퍼하기 위한 직선부 (S) (도 3A 및 도 3B) 를 가지는 절삭 날부, 예컨대 상부 챔퍼 인서트 (43) 에 대해서는 날부 (43¹, 43², 43³, 43⁴) 를 포함할 수 있다. 중앙 인서트 (41) 는 보통 상부 챔퍼 인서트 및 하부 챔퍼 인서트 (43, 45) 와는 상이하지만, 반드시 그런 것은 아니다. 중앙 인서트 (41) 의 절삭 날부 (41¹, 41², 41³, 41⁴) 는, 예컨대 반경부 (R) (도 2A 및 도 2B) 를 포함할 수 있어, 전극 팁의 팁은 상부 챔퍼 인서트 및 하부 챔퍼 인서트의 직선 절삭 날부에 의해 형성되는 직선 챔퍼형 부분으로 둘러싸인 반경부를 갖게 된다. 물론, 상부 챔퍼 인서트 및 하부 챔퍼 인서트 (43, 45) 및 중앙 인서트 (41) 는 모두 동일할 수 있거나 모두 상이할 수 있다. 상부 챔퍼 인서트 및 하부 챔퍼 인서트 (43, 45) 및 중앙 인서트 (41) 는 전극 팁을 드레싱하기 위해 요구되는 형상에 따라 다수의 직선부 및/또는 반경부를 포함할 수 있다. 인서트의 절삭 날부의 형상은 피삭재에 요구되는 형상에 따라 이루어질 수 있다.

공구 (21) 에 있어서, 중앙 인서트 (41) 및 상부 (및 하부) 챔퍼 인서트 (43) (및 (45)) 는, 전방면 (41x, 43x) 이 경사면이도록, 그리고 상면 및 하면 (41t, 41b) 및 (43t, 43b) 의 일부 (41c, 43c) 가 여유면이 되도록 회전된다. 더 구체적으로는, 주어진 인서트에 있어서, 여유면은 상면과 전방면의 교차부 및 하면과 전방면의 교차부에서 인서트 구멍 구성부와 인서트의 절삭 날부 사이에 배치된다. 상면 (41t, 43t) 과 전방면 (41x, 43x) 사이의 상부 교차부의 길이 및 하면 (41b, 43b) 과 전방면 (41x, 43x) 사이의 하부 교차부의 길이는 인서트의 상면 및 하면 상의 여유면들 사이의 거리보다 길 수 있다.

현재는, 여유면 (41c, 43c) 이, 각각의 인서트 구멍 구성부의 축선, 또는 여기서 전방 또는 경사 면의 평면이라고 부르는 전방면 (41x, 43x) 의 최전방 점을 통과하는 평면, 에 수직인 평면에 대해 7°이상의 각을 형성하는 것이 바람직하다. 더 구체적으로는, 현재는, 여유면 (41c, 43c) 이 각각의 인서트 구멍 구성부의 축선에 수직인 평면에 대해 대략 15°의 각을 형성하는 것이 바람직하다. 물론, 주어진 인서트에 제공된 여유각은 특정한 적용예에 적합하도록 변화될 수 있다. 여유면들은 각각 경사면, 즉 전방면 (41x, 43x) 과 함께 예각을 형성할 수 있다. 전방면 (41x, 43x) 은 도면에 도시된 바와 같이 실질적으로 직선일 수 있지만, 필요하다면, 칩 형성 및 제거에 도움을 주는 칩포머 (chipformer) 구조 등의 더 복잡한 구조가 제공될 수 있다.

절삭 날부 후방 및 여유면 (41c, 43c) 아래의, 인서트 (41, 43 (및 45)) 의 상면 및 하면 (41t, 43t, 41b, 43b) 에는, 포켓의 하면과 접촉할 수 있고, 칩 제거에 도움을 줄 수 있으며, 인서트 구멍 구성부 (410, 430) 부근의 인서트에 추가의 강도를 제공할 수 있는 돌출된 접촉부 (41a, 43a) 도 제공될 수 있다. 대응하는 함몰부 (비도시) 가 포켓에 제공된다면, 돌출부 (41a, 43a) 는 그 함몰부와 결합되어, 인서트 (41, 43, 45) 를 포켓 (31, 33, 35) 에 위치시키는데 도움을 주는 등의 다른 역할도 할 수 있다.

도 6A 및 도 6B 는 공구홀더 (23) 가 제거된 상태의 중앙 인서트 (41), 상부 인서트 (43), 및 하부 인서트 (45) 의 상대적인 위치를 도시한다. 전극 팁 (300) (가상선으로 도시) 은, 중앙 인서트 (41) 의 반경형 절삭 날부에 의해 형성되는 반경형 부분 (303) 및 상부 챔퍼 인서트 및 하부 챔퍼 인서트 (43, 45) 의 직선 절삭 날부에 의해 형성되는 직선 챔퍼형 부분 (305) 을 포함한다. 물론, 인서트 (41, 43, 45) 의 반경형 및 직선 절삭 날부와 다른 형상을 갖는 인서트가 제공되면, 원하는 데로 다른 전극 팁 형상이 제공될 수 있다.

도 6A 에 도시된 바와 같이, 인서트의 절삭부들은 중심 축선 (C) 주위에 "Y" 형상을 형성한다. "Y" 형상은, 미국특허 제 5,401,127 호에서와 같이 실질직으로 직선을 따라 배치되는 인서트를 구비하는 절삭 공구에 비해 전극 팁에의 힘의 균형에 도움을 줄 수 있다. 전극 팁에의 힘의 균형을 향상시킴으로써, 전극 팁 지지의 필요성이 덜하게 되고, 드레싱될 수 있는 전극 팁의 형성에 더 큰 유연성이 제공될 수 있다.

전극 팁에 가해지는 힘을 얼마나 잘 균형 잡는가에 관계없이, 전극 팁을 지지하는 것이 주로 바람직하다. 도 8 은 안내 링을 도시하며, 도 9 는, 절삭 공구 (21) 에 설치되고, 공구 홀더에 안내 링을 조이기 위해서 공구홀더 (23) (비도 시) 의 나사와 결합되고 안내 링의 접촉면 (403) 과 접촉되는 고정 스크류 (401) 에 의해 고정되는, 안내 링을 도시한다. 필요하다면, 안내 링의 나사는 생략될 수 있고, 스크류 (401) 가 공구홀더의 나사와 결합되어 안내 링을 조일 수 있다. 안내 링 (400) 은 중심 축선 (C) 을 따라 또는 중심 중선에 대해 원하는 위치에 전극 팁을 안내하는 단계를 용이하게 하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 전극 팁의 축이 중심 축선 (C) 을 따라 연장되거나 중심 축선으로부터 반경방향으로 평행하게 오프셋 되면, 안내 판의 수직면 (405) 은 전극 팁을 지지할 수 있게 된다. 전극 팁의 축선이 중심 축선 (C) 에 대해 각을 이루면서 배치되면, 안내 판 (400) 의 각진 면 (407) 이 전극 팁을 지지하게 된다. 안내 링에는, 필요할 경우, 각진 면 및/또는 수직면에 베어링 (비도시) 이 제공될 수 있다.

절삭 공구 (621) 의 또 다른 실시예가 도 10A 내지 도 10D 에 도시되어있다. 절삭 공구 (621) 는 공구홀더 (623) 및 공구홀더에 장착되도록 적용되는 1 개 이상의 인서트 (641, 643, 645) 를 포함한다. 인서트 (641, 643, 645) 는 절삭 날부에 인접하게 위치된 여유면 (700) 과 교차하는 1 개 이상의 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 을 포함한다. 인서트가 전극 팁을 드레싱하는데 사용되는 다수의 인서트들 중 하나일 때, 인서트는 상기의 방식으로 2 또는 4 개의 위치로 위치조정될 수 있다. 도 10A 내지 도 10D 에 도시된 인서트는 설명을 위해서 단일 위치 (중앙 인서트 (641)) 또는 2 개의 위치 (챔퍼 인서트 (643, 645)) 에 위치조정될 수 있는 것으로 도시되고 있지만, 인서트는 여기 기술한 다른 실시예 처럼 2, 4, 또는 다른 필요한 수의 위치로 위치조정될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

공구홀더 (623) 는 중심 개구부 (625) 를 포함할 수 있고, 다수의 인서트 (641, 643, 645) 는 중심 개구부 주위의 공구 홀더에 장착될 수 있다. 다수의 인서트 (641, 643, 645) 각각에 대하여, 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 는 공구홀더 (623) 의 중심 개구부 (625) 를 향한다. 다수의 인서트 (641, 643, 645) 각각에 대하여, 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 은 다수의 인서트들에 의해 절삭된 칩을 제거하도록 배치될 수 있다. 더 구체적으로는, 도 10A 내지 도 10D 에 도시된 전극 칩 드레서의 경우에 있어서, 각 인서트 (641, 643, 645) 의 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 은 절삭 공구의 회전 방향으로 인서트 뒤에 배치되는 인서트 (645, 641, 643) 의 절삭 날에 의해 형성되는 칩을 각각 제거한다. 물론, 다른 형태의 절삭 날에서는, 반드시 이같이 되는 것은 아니다.

도 10A 내지 도 10D 의 절삭 공구에 있어서, 인서트 (641, 643, 645) 는 각각 다수의 절삭 날부를 포함한다. 챔퍼 인서트 (643, 645) 는 공구홀더에 장착될 때, 절삭 날부들 중 하나가 절삭 위치에 있게 된다. 중앙 인서트 (641) 는 공구홀더에 장착될 때, 2 개의 절삭 날부가 절삭 위치에 있게 된다. 중앙 인서트 (641) 는, 보통 절삭 날부가 공구홀더의 중심 축선에 실질적으로 수직이 되도록 공구홀더 (623) 에 장착된다.

공구홀더 (623) 는, 절삭 인서트에 칩 제거 채널을 구비할 뿐만 아니라, 1 개 이상의 칩 제거 채널 (671, 673, 675) 을 포함할 수 있다. 공구홀더 (623) 의 칩 제거 채널 (671) 및 인서트의 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 은 각각 절삭 공구 칩 제거 채널 (681, 683, 685) 을 형성하도록 연결될 수 있다. 공구홀더 (623) 의 칩 제거 채널 (671) 및 인서트의 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 은 각각 라운드될 수 있고 동일한 곡률을 가질 수 있다. 본 실시예는 전극 팁을 드레싱하기 위한 절삭 공구에 관하여 기술되었지만, 본 발명은 밀링, 드릴링, 보링, 및 선삭과 같은 모든 분야의 절삭 공구에 적용된다는 것을 인식할 것이다.

본 발명은 바람직한 실시예에 따라 예시되고 기술되었지만, 청구항의 전제부에 구성된 바와 같은 본 발명의 범위 내에서 변경 및 변화가 이루어질 수 있다.

Claims

공구 홀더 (623), 및 공구홀더에 장착되도록 적용되는 1 개 이상의 인서트 (641, 643, 645) 를 포함하는 절삭 공구에 있어서, 상기 1 개 이상의 인서트는 1 개 이상의 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 공구홀더 (623) 는 중심 개구부 (625) 를 포함하고, 상기 다수의 인서트 (641, 643, 645) 는 중심 개구부 주위의 공구홀더에 장착되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 2 항에 있어서, 상기 다수의 인서트 (641, 643, 645) 각각에 있어서, 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 은 공구홀더 (623) 의 중심 개구부 (625) 를 향하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 2 항에 있어서, 상기 다수의 인서트 (641, 643, 645) 각각에 있어서, 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 은 다수의 인서트 (645, 641, 643) 중 어떤 하나에 의해 절삭된 칩을 제거하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 1 개 이상의 인서트 (641, 643, 645) 는 다수의 절 삭 날부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 5 항에 있어서, 상기 1 개 이상의 인서트 (643, 645) 가 공구홀더 (623) 에 장착될 때, 상기 다수의 잘삭 날부 중 하나는 절삭 위치에 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 5 항에 있어서, 상기 1 개 이상의 인서트 (641) 가 공구홀더에 장착될 때, 상기 다수의 절삭 날부 중 다수는 절삭 위치에 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 5 항에 있어서, 상기 절삭 공구는 2 개 이상의 인서트 (641, 643, 645) 를 포함하고, 상기 2 개 이상의 인서트 중 1 개 이상의 인서트 (643, 645) 는 다수의 절삭 날부 중 1 개가 절삭 위치에 있도록 공구홀더 (623) 에 장착되며, 상기 2 개 이상의 인서트 중 1 개 이상의 주 인서트 (641) 는 다수의 절삭 날부가 절삭 위치에 있도록 공구홀더에 장착되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 8 항에 있어서, 상기 1 개 이상의 주 인서트 (641) 는 그 절삭 날부가 공구홀더의 중심 축선에 실질적으로 수직이 되도록 공구홀더 (623) 에 장착되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 공구홀더 (623) 는 1 개 이상의 칩 제거 채널 (671, 673, 675), 공구홀더의 1 개 이상의 칩 제거 채널, 및 절삭 공구 칩 제거 채널 (681, 683, 685) 을 형성하도록 연결되는 인서트의 1 개 이상의 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
절삭 날부, 및 공구홀더에 인서트를 고정시키는 인서트 구멍 구성부를 포함하며, 상기 인서트는 여유면 (700) 을 갖는, 인서트 본체 (641, 643) 를 포함하는 절삭 인서트에 있어서, 상기 인서트는 상기 여유면 (700) 과 교차하는 1 개 이상의 칩 제거 채널 (661, 663, 665) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.