KR20090021360A - 교체 가능한 절삭 인서트와 밀링 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭 인서트 (11) 와 밀링 공구 (10) 에 관한 것이다. 절삭 인서트는 공구에 에지 장착된다. 절삭 인서트는 마모성 재료로 된 다각형 몸체를 포함한다. 몸체는 서로 반대쪽의 제 1 측면과 제 2 측면을 포함하고, 다수의 단부면이 그 사이에 위치한다. 두 단부면의 교차지점은 코너부 (14) 에서 절삭날을 형성한다. 제 1 측면은 실질적으로 평면이고, 제 2 측면은 코너부 (14) 에서 상승된 부분 (15) 에 연결된다. 제 1 측면은 제 2 측면보다 크다.

절삭 인서트, 절삭날

Description

교체 가능한 절삭 인서트와 밀링 공구{A REPLACEABLE CUTTING INSERT AND A MILLING TOOL}

본 발명은 기재된 독립 청구항의 전제부에 따른 절삭 인서트, 밀링 공구 및 밀링 몸체에 관한 것이다.

슬롯 밀링 커터에서, 밀링 몸체의 둘레는 다수의 절삭 인서트를 구비하고 있고, 매 두 개의 절삭 인서트 중 하나는 밀링 몸체의 일면에 대해 돌출되고, 나머지 하나는 밀링 몸체의 반대쪽 면에 대해 돌출된다. 간극을 얻고 수직 또는 평행한 경계면을 갖는 슬롯을 얻기 위해, 절삭 인서트는 상대적으로 변위된다. 슬롯의 바닥면은 절삭 인서트의 주 절삭날에 의해 절삭되고, 슬롯의 측면은 주 절삭날과 실질적으로 수직으로 연장되는 부 절삭날에 의해 절삭된다. 각 절삭 인서트의 연관된 주 절삭날 및 부 절삭날 사이의 천이부에 있는 다소 둥근 절삭 코너에 의해, 바닥면과 측면 간의 반경을 얻게 된다. 상대적 변위의 경우, 측면 벽 및 부 절삭날 다음에 이어지는 절삭 인서트의 일부분 사이에 필수 간극을 보장하기 위해서, 절삭 인서트는 특히 우측형 및 좌측형으로 형성되어야 할 필요가 있다.

EP-A-0 873 808 에 있는, 일면 절삭 인서트가 이미 알려져 있고, 이 절삭 인서트는 작업자가 혼동할 가능성이 없는 오직 두 개의 상이한 절석날만을 포함한다. 알려진 절삭 인서트는 커팅 재료로서 나쁜 이용도를 보여준다. US-A-5,454,671 에서는, 다른 일면 절삭 인서트가 나타나 있다. 마모 감소 랜드를 갖는 양면 슬롯 밀링 인서트가 US-A-5,004,380 에 나타나 있다.

본 발명의 목적은 다양한 폭의 슬롯을 가공할 수 있는 일면 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 쉽게 절삭하는 일면 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 반경, 챔퍼, 와이퍼 또는 다른 형상과 같은 다양한 코너 형상을 가능하게 하는 기하학적 형태를 갖는 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 슬롯에 평면의 바닥면을 제공하는 밀링 공구와 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 슬롯의 생성면에서 칩을 멀리 내보내는 밀링 몸체와 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

도 1a 는 본 발명에 따른 밀링 공구의 일부분 및 본 발명에 따른 인서트의 일 실시 형태를 나타낸 사시도이다.

도 1b 는 밀링 공구에 장착된, 본 발명에 따른 밀링 인서트의 일부를 나타낸 도면이다.

도 1c 는 도 1b 에서 2 점 쇄선 원으로 나타낸 밀링 인서트의 부분확대도이다.

도 2a 는 도 1a 에 나타난 밀링 인서트의 사시도이다.

도 2b 는 본 발명에 따른 인서트의 평면도이다.

도 2c 는 도 2b 에서 C-C 선을 따라 자른 단면도이다.

도 2d 는 도 2b 에 나타난 인서트의 정면도이다.

도 2e 는 도 2d 에서 2 점 쇄선 원으로 나타낸 밀링 인서트의 부분 확대도이다.

도 2f 는 도 2a 에서 2 점 쇄선 원으로 나타낸 밀링 인서트의 부분 확대도이다.

도 2g 는 밀링 인서트의 후면도이다.

도 3a 는 본 발명의 대안 실시 형태에 따른 밀링 인서트의 사시도이다.

도 3b 는 도 3a 에서 2 점 쇄선 원으로 나타낸 밀링 인서트의 코너부의 확대도이다.

도 3c 는 밀링 인서트의 코너부를 확대한 정면도이다.

도 4a 는 본 발명에 따른 밀링 인서트의 또다른 대안 실시 형태의 사시도이다.

도 4b 는 도 4a 에서 2 점 쇄선 원으로 나타낸 밀링 인서트의 코너부의 확대도이다.

도 4c 는 밀링 인서트의 코너부를 확대한 정면도이다.

도 5a 및 도 5b 는 본 발명에 따른 두 개의 대안적인 숄더 밀링 공구를 나타낸다.

도 6 은 본 발명에 따른 또다른 대안적인 밀링 공구를 나타낸다.

본 발명의 바람직한 실시 형태는 첨부된 도면과 연결하여 이하에서 더욱 자세히 설명하도록 한다.

도 1a 내지 도 1c 는 본 발명에 따른 슬롯 밀링 공구 (10) 의 일부를 나타내고, 도 2a 내지 도 2g 는 본 발명에 따른 슬롯 밀링 또는 절삭 인서트 (11) 를 나타낸다. 교체 가능한 절삭 인서트 (11) 는 슬롯 밀링 몸체 (32) 의 둘레의 포켓에 에지 장착된다. 절삭 인서트 (11) 는 내마모성 재료로 이루어진 다각형 몸체를 포함한다. 이 몸체는 서로 반대편에 있는 제 1 측면 (12) 과 제 2 측면 (13) 을 포함하고, 이 두 측면 사이에는 다수의 단부면 (14A 내지 14D) 이 형성되어 있다. 두 단부면의 교차지점은 절삭날 (cutting edge) 을 형성한다. 절삭 인서트 (11) 의 절삭 코너 (14) 는 이 실시 형태에서 모두 동일하다. 이 인서트 (11) 에는 조임 나사를 수용하기 위한 중앙 구멍이 제공되어 있다. 이 구멍은 제 1 측면 (12) 과 제 2 측면 (13) 을 가로지른다. 각각의 절삭 코너에는 제 1 절삭날 (16) 과 제 2 절삭날 (17) 이 제공되어 있다. 절삭 인서트 (11) 는 소결된, 바람직하게는 코팅된 초경합금 (cemented carbide) 판으로 된 내마모성 재료의 다각형 몸체로 이루어지고, 이 경우 도 2b 에서 보는 바와 같은 정사각형 기본 형태를 갖는다. 두 개의 측면 (12, 13) 은 실질적으로 평행하고 둘 다 단부면 (14A 내지 14D) 까지 연장된다. 제 1 측면 (12) 은 실질적으로 평면이고, 제 2 측면 (13) 은 코너부 (14) 에 있는 상승된 부분 (15A 내지 15D) 에 연결된다. 상승된 부분은 제 2 측면 (13) 을 포함하는 가상 평면 (P1) 에 대해서 횡방향으로 돌출되어 있어서, 절삭날 (16 또는 17) 은 평면 (P1) 과 교차된다. 상승된 부분은 제 2 측면 (13) 의 전체 영역의 비교적 작은 부분, 즉 30 % 미만의 부분을 형성한다. 제 2 측면 (12) 과 상승된 부분 (15A 내지 15D) 사이의 횡방향 거리는 절삭 인서트 (11) 의 최대 폭 (W) 을 결정한다. 전형적인 폭 (W) 의 값은 3 ~ 4 mm 이다. 단부면 (14A 내지 14D) 이 실질적으로 측면 (12, 13) 과 수직이기 때문에, 절삭 인서트 (11) 는 음의 기본 형태를 갖고 있다. 이 실시 형태에서 모든 코너부는 동일하고 모든 상승된 부분 (15A 내지 15D) 은 동일하므로, 실질적으로 오직 하나의 코너부에 대해서만 설명하도록 한다. 코너부는 제 1 절삭날 (16) 과 제 2 절삭날 (17) 을 포함한다. 제 1 절삭날 (16) 은 제 1 측면 (12) 과 수직인 선 또는 단부면 (14B) 을 포함하는 평면 (P2) 과 예각 (β) 을 이룬다 (도 2d 에 나타남). 이 각 (β) 은 4 ~ 5°와 같이, 3 ~ 9° 의 범위 내에서 선택된다. 제 1 절삭날 (16) 은 수학적으로 매끄럽게 제 2 절삭날 (17) 에 이어진다. 제 2 절삭날 (17) 은 볼록한 곡선 경로를 따르며, 이 경로에서부터 제 1 절삭날 (16) 에 연결된다. 제 2 절삭날 (17) 의 경로는 반경 (R1) 으로 규정되고, 이 경로의 시작점은 제 1 측면 (12) 과 평행한 선에 위치한다. 제 2 절삭날은 약 90°의 원호에서 반경 (R1) 으로 규정된다. 이 실시 형태에서 제 2 절삭날 (17) 은, 작은 각으로 평면 (P1) 에서 발산하여 인서트 (11) 의 최대 폭 (W) 까지 연장되는 제 3 절삭날 (22) 과 접한다 (도 2e). 그 후, 제 3 절삭날 (22) 은 두 단차부를 거쳐 제 2 측면 (13) 에 연결된다. 절삭날 (16, 17) 은 경사면 (18) 에 연결된다. 이 실시 형태에서, 절삭력을 줄이기 위해 경사면 (18) 은 제 1 절삭날 (16) 과 약 20°의 예각을 이루면서 내측 하방으로 경사진 평면에 적어도 부분적으로 위치한다. 경사면 (18) 은 비슷한 방식으로 제 2 절삭날 (17) 의 적어도 앞부분에서부터 경사져 있다. 경사면 (18) 은 단부면에서 오목부 (19) 의 일부를 형성한다. 이 오목부 (19) 는 생성된 면에서 칩을 멀리 보낸다. 슬롯 밀링 공구의 작업 방향을 고려할 때, 여유면 (20) 이 절삭날 (16, 17) 을 뒤따르게 된다. 이 여유면 (20) 은 제 1 절삭날 (16) 뒤보다 제 2 절삭날 (17) 뒤에서 일반적으로 더 크게 연장되어 있다. 이 실시 형태에서, 여유면 (20) 은 뒤따르는 볼록부를 향해 소정의 거리만큼 연장된다.

슬롯에 있는 재료의 약 절반을 절삭해버리기 위해, 슬롯 밀링 공구의 일측면에서 각각의 절삭 인서트 (11) 의 절삭날 (16, 17) 이 제공된다.

특히 도 1a, 도 1b 및 도 1c 를 참조하면, 각각의 절삭 인서트 (11) 는 세 개의 숄더와 기부면을 갖는 포켓 (30) 에 위치하게 된다. 절삭 인서트 (11) 는 그의 제 1 측면 (12) 으로 기부면에 기대어 놓인다. 이 기부면은 4 ~ 5°와 같이 3 ~ 9°의 범위 내에서 각져 있어서, 반경방향으로 안쪽으로 향할수록 축선방향 깊이는 증가한다. 이에 의해, 절삭날 (16) 과 다른 인서트의 뒤따르는 절삭날 (16') (도 1b 및 도 1c 에서는 점선으로 나타내었다) 은 슬롯 밀링 공구의 회전 축선과 평행하게 되어, 매끄럽고 직선적인 슬롯 바닥을 얻을 수 있게 된다. 도 1c 에 나타난 것과 같이, 슬로팅 도중 날 (16A, 16A') 사이에서 매끄러운 전달이 일어나도록, 절삭날 (16) 은 만곡된 날부 (16A, 16A') 를 경유하여 하부면 (12) 에 연결된다.

이 실시 형태에서 포켓의 숄더는 기부면과 실질적으로 수직이다. 각각의 숄더는 인접한 숄더와 실질적으로 수직이 된다. 인접한 숄더는, 포켓 밀링 공구에 대해 여유를 제공하여 절삭날 (16, 17 및 22) 에 대해 여유를 제공하는 목적을 달성하기 위한 오목부에 의해 분리된다. 작용 절삭 코너 (14) 에 가장 가까운 숄더 (31) 는 보통 지지 기능을 갖지 않지만, 비작용 절삭 코너 (14') 에 손상을 주는 것을 피하기 위해 칩과 파편의 방향을 전환시키기 위해 제공된다.

도 3a 내지 도 3c 는 본 발명에 따른 밀링 인서트 (111) 의 대안 실시 형태를 나타낸다. 이 실시 형태는 상승된 부분 (115) 의 둘레에 관하여 그리고 여유면 (120) 의 연장에 관하여 실질적으로 전술한 것과 다르다. 여기서 제 1 절삭날 (116) 은 절삭 인서트 (111) 의 폭의 대부분에 걸쳐 연장된다. 제 2 절삭날 (117) 은 인서트 (111) 의 가상 중앙선에 대하여 평면 (P1) 뒤에 위치하고 반경 (R1) 에 비해 작은 반경으로 규정된다. 여유면 (120) 은 제 1 절삭날 (116) 의 뒤보다 제 2 절삭날 (117) 의 뒤에서 일반적으로 더 크게 연장되나, 각각의 여유면은 인접한 뒤따르는 상승된 부분 (115) 과 떨어져 있다. 이 실시 형태에서, 제 2 절삭날 (117) 은 평면 (P1) 에서 발산하여 인서트 (111) 의 최대 폭 (W) 까지 연장되는 약간 볼록한 제 3 절삭날 (122) (도 3c 에 나타남) 에 이어져 있다. 그 후, 제 3 절삭날 (122) 은 실질적으로 곧은 천이부를 거쳐 제 2 측면 (113) 에 연결된다.

도 4a 내지 도 4c 는 본 발명에 따른 밀링 인서트 (211) 의 다른 대안 실시 형태를 나타낸다. 상승된 부분 (215) 의 둘레 및 여유면 (220) 의 연장에 대해 이 실시 형태는 전술한 실시 형태와 실질적으로 다르다. 제 1 절삭날 (216) 은 절삭 인서트 (211) 의 폭의 작은 부분에 걸쳐 연장된다. 제 2 절삭날 (217) 은 절삭 인서트 (211) 의 폭의 대부분에 걸쳐 연장되고 평면 (P1) 과 교차한다. 제 2 절삭날 (217) 은 반경 (R1) 및 도 2e 에 나타난 반경보다 더 큰 반경으로 규정된다. 여유면 (220) 은 일반적으로 제 1 절삭날 (216) 뒤에서보다 제 2 절삭날 (217) 뒤에서 더 크게 연장된다. 여유면 (220) 은 인접한 뒤따르는 상승된 부분 (215) 까지 이른다. 이 실시 형태에서 제 2 절삭날 (217) 은, 평면 (P1) 에서 발산하여 인서트 (211) 의 최대 폭 (W) 까지 연장되는 제 3 절삭날 (222) 에 이어져 있다. 그 후, 제 3 절삭날 (222) 은 오목한 천이부를 통해 제 2 측면 (213) 과 연결된다.

본 발명에 따른 인서트를 사용하는 좁은 슬롯의 밀링은, 다양한 폭의 슬롯을 가공하고 네 개의 절삭 코너를 갖는 일면 절삭 인서트를 제공할 수 있고, 쉽게 절삭하는 일면 절삭 인서트를 제공할 수 있으며, 반경, 챔퍼, 와이퍼 날이나 다른 형상과 같이 다양한 코너 형상을 가능하게 하는 기하학적 형태를 갖는 절삭 인서트를 제공할 수 있고, 슬롯의 직선 바닥면을 절삭하는 밀링 공구를 제공할 수 있으며, 생성된 슬롯의 면에서 칩을 밖으로 내보내는 밀링 몸체와 절삭 인서트를 제공한다는 이점이 있다. 나타난 실시 형태의 인서트는 밀링 공구의 중앙면의 일측에 장착되고, 거울 상의 밀링 인서트가 중앙면의 다른 측에 위치하게 되는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 본 발명에 따른 각각의 개시된 절삭 인서트는 정면 밀링 및/또는 숄더 밀링에 사용될 수 있다. 도 5a 및 도 5b 는 설치 각이 약 90°인, 본 발명에 따른 두 대안적인 숄더 밀링 공구를 나타내고 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 본 발명에 따른 각각의 개시된 절삭 인서트는 정면 밀링에 사용될 수 있다. 도 6 은 설치 각이 90°가 아닌, 예컨대 45°인 본 발명에 따른 밀링 공구를 나타내고 있다.

본 발명에 따른 인서트를 사용하여 면을 밀링하면, 다양한 폭의 슬롯을 가공하고 네 개의 절삭 코너를 갖는 일면 절삭 인서트를 제공할 수 있고, 쉽게 절삭하는 일면 절삭 인서트를 제공할 수 있으며, 반경, 챔퍼, 와이퍼 날이나 다른 형상과 같이 다양한 코너 형상을 가능하게 하는 기하학적 형태를 갖는 절삭 인서트를 제공할 수 있고, 생성된 작업물의 면에서 칩을 밖으로 내보내는 절삭 인서트를 제공한다는 이점이 있다.

본 발명에 따른 절삭 인서트의 하부면 (12, 112, 212) 은 나타난 모든 실시 형태에서 실질적으로 동일하다. 나타난 모든 실시 형태의 인서트는 예를 들어 단일 블랭크에서 연삭될 수 있다.

본 발명의 특정 실시 형태만 자세히 설명하였지만, 당업자들은 본 명세서의 전체 내용을 통해 다양한 변경이나 대안을 만들어낼 수 있을 것이다. 본 명세서에 설명된 바람직한 실시 형태는 설명을 위한 것이지 발명의 범위를 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 범위는 청구항에 청구된 전체 범위 및 이의 균등 범위를 모두 포함하게 된다.

Claims (9)

1. 공구에 에지 장착되는 교체 가능한 절삭 인서트로서,

   상기 절삭 인서트 (11; 111; 211) 는 내마모성 재료의 다각형 몸체를 포함하고, 이 몸체는 서로 반대쪽에 있는 제 1 측면 (12; 112; 212) 과 제 2 측면 (13; 113; 213) 및 이들 측면 사이에 있는 다수의 단부면 (14A 내지 14D) 을 포함하며, 두 단부면의 교차지점은 코너부 (14) 에서 절삭날 (16; 17; 116; 117; 216; 217) 을 형성하고, 상기 절삭 인서트에는 조임 장치를 수용하기 위한 중앙 구멍이 제공되며, 상기 구멍은 제 1 측면과 제 2 측면을 가로지르는 상기 절삭 인서트에 있어서,

   제 1 측면 (12; 112; 212) 은 실질적으로 평면이고, 제 2 측면 (13; 113; 213) 은 코너부 (14) 에 있는 상승된 부분 (15; 115; 215) 에 연결되며, 제 1 측면 (12; 112; 212) 은 제 2 측면 (13; 113; 213) 보다 큰 것을 특징으로 하는, 공구에 에지 장착되는 교체 가능한 절삭 인서트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상승된 부분 (15; 115; 215) 은 절삭 인서트 (11; 111; 211) 의 최대 폭 (W) 을 결정하고 절삭날 (16; 17; 116; 117; 216; 217) 은 제 2 측면 (13; 113; 213) 을 포함하는 평면 (P1) 을 가로지르는, 공구에 에지 장착되는 교체 가능한 절삭 인서트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   코너부 (14) 는 제 1 절삭날 (16; 116; 216) 과 제 2 절삭날 (17; 117; 217) 을 포함하고, 제 1 절삭날 (16; 116; 216) 은 제 1 측면 (12; 112; 212) 과 수직인 선 또는 단부면 (14C) 을 포함하는 평면 (P2) 과 예각 (β) 을 이루는, 공구에 에지 장착되는 교체 가능한 절삭 인서트.
4. 제 3 항에 있어서,

   예각 (β) 은 4 ~ 5°와 같이, 3 ~ 9°의 범위 내에서 선택되는, 공구에 에지 장착되는 교체 가능한 절삭 인서트.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   제 1 절삭날 (16; 116; 216) 은 수학적으로 매끄럽게 제 2 절삭날 (17; 117; 217) 에 이어져 있는, 공구에 에지 장착되는 교체 가능한 절삭 인서트.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   여유면 (20; 120; 220) 이 절삭날 (16, 17) 을 뒤따르고, 상기 여유면 (20; 120; 220) 은 제 1 절삭날 (16; 116; 216) 의 뒤에서보다 제 2 절삭날 (17; 117; 217) 의 뒤에서 일반적으로 더 크게 연장되는, 공구에 에지 장착되는 교체 가능한 절삭 인서트.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   절삭날 (16; 17; 116; 117; 216; 217) 은 경사면 (18) 에 연결되고, 이 경사면 (18) 은 제 1 절삭날 (16; 116; 216) 에서 내측 하방으로 예각을 이루면서 경사진 평면에 적어도 부분적으로 위치하는, 공구에 에지 장착되는 교체 가능한 절삭 인서트.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   경사면 (18) 은 단부면 (14A 내지 14D) 에서 오목부 (19) 의 일부를 형성하는, 공구에 에지 장착되는 교체 가능한 절삭 인서트.
9. 밀링 몸체를 갖고, 이 밀링 몸체의 둘레에는 다수의 절삭 인서트 (11; 111; 211) 가 구비되는 밀링 공구에 있어서,

   이 공구는 포켓을 갖고 있고, 각각의 포켓에는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른, 에지 장착되는 절삭 인서트가 있는 것을 특징으로 하는 밀링 공구.

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