KR20080070051A

KR20080070051A - 밀링 커터 헤드

Info

Publication number: KR20080070051A
Application number: KR1020087013103A
Authority: KR
Inventors: 마르쿠스 하인로트; 랄프 클뢰쩌; 헬무트 클라인
Original assignee: 켄나메탈 비디아 프로둑찌온즈 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-07-29
Also published as: RU2414333C2; US7841810B2; WO2007062622A1; BRPI0619773A2; CA2629097A1; DE202005018963U1; US20080279643A1; EP1954434A1; CN101316675A; CN101316675B; RU2008121564A; JP2009517231A

Abstract

본 발명은 동체(parent body)(10)의 홈(recess)에 삽입되며 각각의 블레이드들(12)이 납땜되어 배치된 복수 개의 블레이드 홀더들(11)을 갖는 밀링 커터 헤드에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 블레이드(12')는 기울어지게 형성되며 상기 밀링 커터 헤드의 축에 대하여 반경 방향 외측으로 뻗어 있는 긴 부분(c)을 가지며, 반경 방향 내측으로 뻗어 있으며 3° 내지 7°, 바람직하게는 5°로 기울어진 짧은 부분(b)을 갖는다.

Description

밀링 커터 헤드{Milling cutter head}

본 발명은 베이스 동체(base body)의 시트부들(seats)에 설치되며 블레이드들(blades)(12)이 용접된(welded) 블레이드 홀더들(holders)(11)을 가지는 밀링 커터 헤드에 관한 것으로서, 상기 블레이드 홀더들(11)은 각각의 쐐기부들(wedges)(14)을 통해 축 방향으로(axially) 이동되며 상기 밀링 커터 헤드에서의 클램핑 구성요소(clamping element)에 의해 고정된다.

상기 밀링 커터 헤드는 독일 특허 제4003862호(DE 4003 862)에 개시되어 있다. 여기에 설명된 커터 헤드에서, 상기 블레이드 홀더용 시트부들은 그것의 회전축과 평행한 그것의 베이스 동체의 일단면(end face)에서 연장되며 그것의 외측 에지(edge)로부터 안쪽으로 오프셋(offset)되고, 상기 절삭 플레이트들의 절삭 에지들은 사용시에 상기 베이스 동체의 상기 일단면을 약간 지나서 돌출한다. 또한, 지지를 위한 상기 둥근(round) 쐐기부들의 축들은 상기 절삭 플레이트들을 운반하는(carrying) 상기 절삭 플레이트 홀더들의 축들에 대하여 비스듬하게 된다(skewed). 마지막으로, 다른 둥근 쐐기부는 각각의 절삭 플레이트의 축 조절을 위한 다른 스크류(screw)를 구비하며 상기 베이스 동체의 주변에서 반경 방향(radially) 내측으로 연장된 시트부에 배열된다. 기하학적으로 동일한 둥근 쐐 기부들은 축방향의 조절 및 반경 방향 외측으로 배향된 상태를 유지(retention)하는데 이용된다. 상기 절삭 헤드는 상기 절삭 플레이트 홀더들을 수용하는 상기 시트부들을 배치함으로써, 상기 베이스 동체의 축과 평행하게 반경 방향으로 배향된 축 방향 성분 없이 원심력들이 발생한다는 장점을 갖는다. 상기 시트부들은 상기 베이스 동체의 외측 주변을 향하도록 배치되지 않고 상기 외측 주변으로부터 이격되어 반경 방향 내측으로 배치되기 때문에, 상기 원심력들은 쉽게 흡수될 수 있다. 그러므로 상기 커터 헤드는 극단적으로 빠른 속도와 그때 발생하는 원심력들에 적합하다. 반경 방향 성분들(radial components)의 이용(application)없이 축 방향에서 상기 절삭 요소들의 정밀한 조절이 가능하다.

시트부시트부구(eccentric tool)를 배치하는데 축 방향으로의 진행(axial advance) 없이 직각 밀링(orthogonal milling)에 이용되며, 특히 자동차의 크랭크축들의 제조에 이용된다. 이를 위하여 시제품(workpiece)은 처음에 인용된 멀티블레이드(multiblade) 밀링 선반들로 한 번 또는 여러 번의 주기(cycle)로 가공된다. 상기 시제품은 상기 밀링 선반에 관하여 그것의 세로 축 주위를 회전하며, 상기 세로 축은 상기 밀링 선반의 회전 축에 수직으로 연장된다. 상기 밀링 커터 헤드의 블레이드들은 다른 반지름들상의 그것들의 지점에서 연장되기 때문에, 다른 절삭 호들(arcs)이 발생하며, 그것의 길이를 따라 상기 절삭 에지의 균일하지 않은(uneven) 인장(stressing)을 일으키며 결과적으로 균일하지 않은 마모(wear)를 일으킨다.

제조 기술에서 기계 공정에 의해 제조되는, 특히, 크랭트축과 같은 최종 제 품의 가격은 설비 비용(tool cost)과 재가공 비용(retooling cost)을 포함하는 여러 요소들에 의해 결정된다.

그러므로 본 발명은 더 긴 블레이드 제공 수명을 얻을 수 있는 방법으로 상술한 형태의 밀링 커터 헤드를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기 문제는 청구항 1에 따른 밀링 커터에 의해 해결된다.

본 발명에 따르면, 적어도 하나의 블레이드는 기울어지며, 상기 밀링 커터 헤드의 축에 대하여, 길게 반경 방향의 외측으로 향하는 부분과, 3° 내지 7°, 바람직하게는 5°로 기울어진 짧게 반경 방향의 내측으로 향하는 부분을 가지며, 따라서 상기 두 개의 부분들은 177° 내지 173°, 바람직하게는 175°을 형성한다. 상기 구성에 따르면, 상기 짧은 절삭 에지 부분들은 새로운 블레이드들을 구비한 밀링 커터 헤드의 최소 사용시 절삭 작업에 참여하지 않는다. 상기 긴 블레이드들은 마지막 커트를 수행하며 상기 짧은 블레이드들보다 더 빠르게 마모된다. 본 발명의 상기 구성에 따르면, 상기 볼록 표면 프로파일(profile)은 실제로 일정하게 마모되며 그러므로 더 긴 블레이드 접촉 시간 동안에 유지된다.

본 발명은 종속항에서 상세히 기술된다.

그러므로, 상기 기울어진 블레이드의 긴 부분(long part)(c)에 대한 짧은 부분(short part)(b)의 길이 비율은 4:17과 6:17 사이, 바람직하게는 5:17 이다.

이후에 설명되는 본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 상기 밀링 커터 헤드는 서로에 대해 120°의 각도로 배치된 블레이들(12, 12')을 갖는 3개의 블레이드 홀더들(11)을 구비한다. 바람직하게는, 상기 3개의 블레이드들(12, 12') 중 하나 또는 두 개는 기울어지며 기울어지지 않은 블레이드는 일직선이다(straight).

또한, 만약 상기 블레이드들의 단부들이 0.1mm의 반지름을 갖도록 둥글게 되어 있다면, 그리고/또는 만약 상기 절삭 에지들이 0.01mm의 반지름을 갖도록 둥글게 되어 있다면, 그것은 마모 감소 효과(wear-reducing effect)를 갖는다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 상기 블레이드들은 단단한 금속 동체, CBN 동체 또는 PKD 동체로 이루어진다.

다른 장점들과 도시된 실시예들은 도면과 관련하여 다음에서 설명된다.

도 1은 3개의 블레이드 홀더들을 갖는 밀링 커터 헤드의 사시도이며,

도 2는 도 1에 따른 상기 밀링 커터 헤드의 평면도(top view)이며,

도 3은 도 1에 따른 상기 밀링 커터 헤드의 투명 사시도(wire-model view)이며,

도 4는 블레이드 홀더, 클램핑 블럭, 및 축 조절을 위한 쐐기부의 상대적인 위치의 도식도이며,

도 5는 기울어진(angled) 블레이드를 갖는 블레이드 홀더의 측면도이며,

도 6은 상기 블레이드 각도를 상세하게 나타내는 도면이며,

도 7은 도 4에 다른 블레이드 홀더의 블레이드를 상세히 나타내는 도면이다.

밀링 커터 헤드(10)는, 용접된(welded-on) 블레이드들(12)을 갖는 3개의 블 레이드 홀더들(11)이 장착된 베이스 동체(10)를 실질적으로 포함한다. 블레이드 홀더들(11)은 세로 축(13)에 평행하게 연장된 구멍들에 삽입된다. 베이스 동체(10)에 제공되는 다른 구멍들은 실질적으로 반경 방향으로 또는 거기에서 약간 경사지게(at slight angle) 연장되며 조절 스크류(adjusting screw)(15), 바람직하게는 이중 나사산이 형성된 스크류(double threaded screw)에 의해 반경 방향으로 이동될 수 있는 각각의 보어 쐐기부들(bore wedges)(14)을 수용한다. 도 4에서와 같이, 상기 쐐기부들(14)은 상기 베이스 동체의 반경 평면(radial plane)으로 기울어진 쐐기부 면들(16)을 가지며, 따라서, 쐐기부들(14)의 반경 방향의 움직임(radial movement)에서, 각각의 블레이드 홀드들(11)은 반경 방향으로 배향된 그것들의 세로 축들을 따라 움직인다. 블레이드 홀더들(11)을 클램프하기 위해, 클램핑 링(17)(도 1 및 2 참조)과 클램핑 블럭(18)이 사용되며, 클램핑 블럭은 중심에 배치되며 상기 블레이드 홀더들에 대응하는 클램핑 면들(20)을 받치고 있는 3개의 클램핑 면들(19)을 갖는다. 클램핑 블럭(18)은 바람직하게는 이중 나사산이 형성된 스크류로 디자인된 스크류(21)에 의해 고정될 수 있다. 클램핑 블럭(18)은, 도시된 실시예에서, 닫힌 면(closed face)(20)을 갖는 3개의 블레이드 홀더들(11)을 고정시킨다. 상기 클램핑 블럭의 디자인과 삼각형에서의 클램핑 표면들(19)의 배열은 서로 120°의 각도로 이격된 상기 블레이드 홀더들을 갖는 상기 블레이드들의 정확한 정렬을 가능하게 한다. 각각의 블레이드 홀더는 각각의 둥근 쐐기부(round wedge)(14)와 결합된 스크류(15)를 통해 축 방향에서 조절될 수 있다. 클램핑 링(17)은, 관 모양이며, 상기 축을 포함한 평면들 상에 상기 절삭 인서트 들(cutting inserts)과 상기 절삭 인서트 홀더들을 정렬시킨다. 베이스 동체(1)와 클램핑 링(17)은 팽팽하게 된(tensioned) 상태의 시트부 표면을 구비한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 블레이드 홀더(11)는 세로 축의 평면에서 연장된 좁고, 반경 방향 외측으로 배향된 기공면(machined face)을 갖는다. 표면(21)은 상기 클램핑 링과 상기 절삭 인서트 사이의 이중 선 접촉(double-line contact)을 확실하게 한다. 실질적으로 직선으로 뻗은 블레이드들(12)과 기울어진 블레이드들(12') 사이의 차이는 도 6 및 7에서 특히 명확하게 나타난다. 블레이드들(12)은 그것들의 전체 길이를 따라 직선으로 연장되고 다른 일단부 상에서 0.1mm의 반지름을 갖도록 둥글게 형성된 코너(corner)를 갖는 8.5mm의 전체 블레이드 길이에 대한 최소 외측 부분, 예를 들면 0.5mm 부분 이상에서 12°만큼 기울어진 경사 에지들(beveled edges)을 가지는데 반하여, 도 5 및 6에서는 8.5mm 길이의 에지에서 2.5mm 이상 연장된 길이 부분(length)(b)을 갖는 절삭 에지 부분은 반경 부분 안쪽 부분에서 5°만큼 기울어진다. 또한, 상기 코너는 0.1mm의 반지름(R)을 갖도록 둥글게 형성된다.

도시된 상기 실시예에서 단지 하나의 블레이드만이 길이(b) 위에서 역경사지게 되며, 반면에 다른 한편에서 상기 두 개의 다른 블레이드들(짧게 경사진(b)(short angling)와 둥근 에지를 제외한)은 직선상에 뻗어있다.

그러나, 대안예에 따르면 상기 밀링 커터 헤드들은 또한 커버되며(covered) 2 또는 3개의 블레이드들은 도 5 및 6에서 보는 바와 같이 기울어진다. 만약 상기 밀링 커터 헤드가 직각 회전 밀링(orthogonal rotary milling) 또는 축 방향으로의 진행 및 편심 도구 위치 선정에 사용된다면, 특히 크랭트축(crankshaft) 외측 표면들은 명백히 더 작은 회전 밀링 가공된(rotary-milled) 외측 표면의 지름들로 형성될 수 있다 .

상기 도시된 밀링 선반(miller)는 특히 직교 회전 밀링 작업에 적합뿐만 아니라 알루미늄 제품의 정밀한 밀링에도 적합하다. 본 발명에 따른 상기 밀링 선반에 대한 출원 가능성은 크랭크축들의 마지막 작업(그라인딩(grinding)을 대신하여)이며 특히 습식(wet) 그라인딩은 대체될 수 있으며, 오염된 냉각 윤활제들은 비용이 많이 들며 노동력이 많이 요구되는 방법으로 처리되어야 하는 단점을 가진다. 본 발명에 따른 상기 밀링 커터 헤드는 회전에 대한 높은 요구, 표면 품질, 베어링 시트부부(bearing seat)의 볼록성(convexity)을 충족시키며 그것의 부분들을 경제적으로 제조할 수 있게 한다.

Claims

베이스 동체(base body)(10)의 시트부들(seats)에 설치되며 블레이드들(blades)(12)이 용접된 블레이드 홀더들(holders)(11)을 가지는 밀링 커터 헤드(milling cutter head)에 있어서,

상기 블레이드 홀더들(11)은 각각의 쐐기부들(wedges)(14)을 통해 축 방향으로(axially) 이동되며 상기 밀링 커터 헤드에서의 클램핑 구성요소들(clamping elements)에 의해 고정되며,

적어도 하나의 블레이드(12a)는 기울어지며, 상기 밀링 커터 헤드의 축 방향에 대하여, 길게 반경 방향 외측으로 향하는 부분(c)과, 3°내지 7°, 바람직하게는 5°로 기울어져 있는 짧게 반경 방향 내측으로 향하는 부분(b)을 가지며, 따라서 상기 두 개의 부분들(b, c)은 177° 내지 173°, 바람직하게는 175°을 형성하는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
제1항에 있어서,

상기 기울어진 블레이드의 긴 부분(c)에 대한 짧은 부분(b)의 길이 비율은 4:17과 6:17 사이, 바람직하게는 5:17인 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
제1항 또는 제2항에 있어서,

3개의 블레이드 홀더들(11)은 서로에 대해 120°의 각도로 배치된 블레이 들(12, 12')을 갖는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
제3항에 있어서,

상기 3개의 블레이드들(12, 12') 중 하나 또는 두 개는 기울어진 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 블레이드들(12, 12')의 단부들(ends)은, 바람직하게는 0.1mm의 반지름을 갖도록 둥글게 되어(rounded) 있는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 절삭 에지들은,바람직하게는 0.01mm의 반지름을 갖도록 둥글게 되어 있는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 절삭 에지(12, 12')의 반경 방향으로 외측을 향하는 에지 영역(a)은 12°의 각도에서, 최대 1mm, 바람직하게는 0.5mm의 스트레치(stretch)(a) 위로 기울어진 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 블레이드들(12, 12')은 단단한 금속 동체로 이루어지며, CBN 동체 또는 PKD 동체(CBN = cubic boron nitride, PKD = polycrystalline diamond)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 헤드.