KR20090103794A - 인서트 클램프용 쐐기 및 인서트 착탈식 커터 - Google Patents

Abstract

이 인서트 클램프용 쐐기 (10) 는, 커터 본체 (1) 의 인서트 장착 시트 (4) 에 착좌되는 절삭 인서트 (21) 을 클램프하여 고정시키기 위한 인서트 클램프용 쐐기이다. 상기 인서트 클램프용 쐐기 (10) 는 커터 본체 내에 압입되는 쐐기 본체 (12) 를 갖는다. 쐐기 본체 (12) 는, 절삭 인서트에 밀착되는 클램프면 (14) 과, 쐐기 본체 (12) 의 압입 방향을 향하여 이 클램프면 (14) 과의 간격이 점차 작아지는 쐐기면 (16) 을 구비한다. 쐐기 본체 (12) 의 압입 방향에 직교하는 단면에 있어서의 상기 쐐기면측의 외형은, 볼록 곡선부 (16A) 와, 이 볼록 곡선의 양단으로부터 상기 클램프면측을 향함에 따라 폭이 넓어지는 오목 곡선부 (16B) 로 이루어진다.

Description

인서트 클램프용 쐐기 및 인서트 착탈식 커터{INSERT CLAMPING WEDGE AND INSERT ATTACHING/DETACHING TYPE CUTTER}

본 발명은, 정면 프레이즈 등의 인서트 착탈식 커터에 있어서 커터 본체의 인서트 장착 시트에 절삭 인서트를 착탈 가능하게 클램프하여 고정시키기 위한 인서트 클램프용 쐐기 (이하, 클램프 쐐기라고 칭한다), 및 그 클램프 쐐기가 장착되어 절삭 인서트가 장착되는 인서트 착탈식 커터에 관한 것이다.

본원은, 2008년 3월 28일에 출원된 일본 특허출원 제2008-88334호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

클램프 쐐기를 이용한 인서트 착탈식 커터로서는, 예를 들어 일본 특허공보 평1-44443호, 일본 공개특허공보 평1-295709호, 및 국제공개 제2008/023361호 팜플렛에 기재되어 있는 것이 있다. 이들 인서트 착탈식 커터는, 커터 본체와, 절삭 인서트와, 커터 본체에 절삭 인서트를 고정시키는 클램프 쐐기를 갖고 있다. 커터 본체에는, 인서트 장착 시트와 인서트 장착 시트에 연통하는 오목부가 형성되어 있다. 인서트 장착 시트에는 절삭 인서트를 착좌시킨다. 오목부에는 클램프 쐐기를 삽입한다. 클램프 쐐기의 쐐기면을 따르도록 클램프 나사 등의 압입 수단에 의해, 클램프 쐐기를 커터 본체 내에 압입한다. 이 때, 쐐기면과의 간격이 압입 방향을 향하여 작아지도록 경사진 클램프 쐐기의 클램프면에 의해, 상기 인서트 장착 시트에 착좌된 다각형 평판상의 절삭 인서트가 그 두께 방향으로 인서트 장착 시트에 눌려져 클램프되어 고정된다.

이와 같은 클램프 쐐기에 의해 절삭 인서트를 확실하게 고정시키려면, 그 클램프면의 면적을 크게 확보하는 것이 필요하다. 그러나, 일본 특허공보 평1-44443호, 일본 공개특허공보 평1-295709호, 및 국제공개 제2008/023361호 팜플렛에 기재된 클램프 쐐기는, 모두 그 압입 방향에 직교하는 단면이, 상기 클램프면측이 사각형임과 함께 쐐기면측이 이 사각형과 동일한 폭을 갖고, 사각형에 매끄럽게 이어진 반원형으로 되어 있다. 즉 클램프 쐐기의 형상은 반원 형상 (barrel roof shape or vault shape) 으로 되어 있다. 따라서, 클램프면의 면적을 크게 하고자 하여, 이 단면에 있어서의 클램프면의 폭을 넓히면, 쐐기면측의 반원의 반경도 커진다. 즉, 클램프면의 면적을 크게 하면 쐐기 본체가 단순히 대형화될 뿐이다.

쐐기 본체가 대형화되면, 클램프 쐐기가 장착되는 커터 본체의 오목부도 커진다. 한편, 이 오목부와 커터 본체의 외주면 사이의 두께는 작아진다. 따라서, 클램프 쐐기를 압입하여 인서트를 클램프했을 때의 클램프 강도가 손상되거나, 두께가 작아진 부분에 변형이나 손상을 초래하거나 할 우려가 있다.

최근, 이와 같은 인서트 착탈식 커터에서는, 커터 본체에 형성되는 절삭날의 수를 늘려 가공의 고능률화를 도모하는, 이른바 다인화(多刃化)가 요망되고 있다. 이것에 수반하여, 절삭 인서트 및 이것을 고정시키는 클램프 쐐기의 수도 증가하는 경향이다. 그러나, 커터의 다인화를 도모하는 경우에는, 인접하는 인서트 장착 시트, 및 오목부끼리의 간격도 제한된다. 따라서, 상기 서술한 바와 같이 큰 오목 부분을 형성하는 것이 곤란하다.

발명의 요지

본 발명은 이와 같은 배경하에 이루어진 것이다. 즉, 쐐기 본체 및 오목부의 압입 방향에 직교하는 단면적이 필요 이상으로 커지는 것을 방지하는 것, 커터 본체의 두께를 유지하는 것, 및 클램프면의 폭을 넓혀 그 면적을 크게 확보하는 것이 가능한 클램프 쐐기 및 인서트 착탈식 커터를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하여, 이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 클램프 쐐기는 이하의 특징을 갖고 있다. 본 발명의 클램프 쐐기는, 커터 본체에 형성된 인서트 장착 시트에 착좌되는 절삭 인서트를, 상기 인서트 장착 시트에 클램프하여 고정시키는 인서트 클램프용 쐐기이다. 상기 커터 본체 내에 압입되는 쐐기 본체에는, 상기 절삭 인서트에 밀착되는 클램프면과, 상기 쐐기 본체의 압입 방향을 향하여 이 클램프면과의 간격이 점차 작아지는 쐐기면이 구비되어 있다. 상기 쐐기 본체는, 상기 압입 방향에 직교하는 단면에 있어서의 외형이, 상기 쐐기면측이 볼록 곡선을 이룸과 함께, 이 볼록 곡선의 양단으로부터 상기 클램프면측을 향함에 따라 오목 곡선을 이루어 폭이 넓어져 그 클램프면에 이르는 형상, 즉 벨형 형상으로 되어 있다.

본 발명의 인서트 착탈식 커터는, 이와 같은 클램프 쐐기를, 인서트 장착 시트에 연통하도록 커터 본체에 형성된 오목부에, 상기 쐐기면을 그 오목부의 내벽면에 슬라이딩 접촉시키면서 압입 수단에 의해 압입되어 장착된다.

본 발명의 클램프 쐐기 및 인서트 착탈식 커터에 있어서는, 쐐기 본체의 압입 방향에 직교하는 단면 형상이 벨형 형상으로 되어 있다. 즉, 쐐기 본체의 쐐기면측에서는 상기 볼록 곡선의 양단이 오목 곡선을 이루어 잘록한 형상이 된다. 따라서, 클램프면은 폭을 넓게 하여 그 면적을 크게 확보해도, 쐐기 본체 및 오목부의 압입 방향에 직교하는 단면적이 필요 이상으로 커지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 클램프 쐐기를 이용하면, 커터의 다인화에도 대응할 수 있다. 동시에, 본 발명의 인서트 착탈식 커터에서는, 본 발명의 클램프 쐐기를 이용하고 있기 때문에, 커터를 다인화해도 커터 본체의 오목부 주변의 두께를 유지하여 커터 본체의 변형이나 손상을 막으면서, 클램프 강도를 향상시켜 절삭 인서트를 강고하게 고정시킬 수 있다.

또한, 클램프 쐐기에 있어서, 상기 쐐기 본체는, 상기 압입 방향에 직교하는 단면에 있어서 상기 볼록 곡선을 이루는 부분으로부터, 적어도 그 양단의 상기 오목 곡선을 이루는 부분까지가 상기 쐐기면이 되도록 형성되어 있다. 즉, 쐐기 본체가 이 압입 방향을 향하여 클램프면과의 간격이 점차 작아지도록 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 쐐기면의 양 끝부에서도, 쐐기 본체의 압입에 의해 확실하게 그 반대측의 클램프면에 누름력을 작용시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 클램프 쐐기에 의하면, 절삭 인서트를 보다 안정적으로 강고하게 고정시키는 것이 가능해진다.

한편, 상기 서술한 바와 같은 클램프 강도의 저하를, 인서트 착탈식 커터의 커터 본체측에서 방지하려면, 커터 본체를 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 커터 본체에 있어서의 상기 오목부의 개구부의 주변을, 상기 압입 방향에 직교하는 단면에 있어서 상기 클램프면이 연장되는 방향의 양단측을 향함에 따라, 그 압입 방향과는 반대측으로 점차 밀어내는 오목면상으로 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 가령 커터의 다인화에 의해 인접하는 인서트 장착 시트 및 오목부끼리의 간격이 제한되더라도, 커터 본체에 있어서의 오목부 둘레의 상기 양단측에서는 압입 방향으로 큰 두께를 확보할 수 있다. 이 오목부의 둘레에서 커터 본체의 강성을 확보하여 역시 클램프 강도의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상기 오목부가 인서트 장착 시트에 고정되는 절삭 인서트의 레이크면측에 위치하고 있을 때에는, 상기 양단측이 점차 밀어내는 오목면상이 되는 오목부의 개구부의 주변을 오목 곡면상으로 하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 상기 서술한 바와 같이 커터 본체의 강성을 확보하면서도, 이 개구부 주변과 상기 쐐기 본체에 의해 형성되는 칩 포켓의 용량을 크게 할 수 있다. 따라서, 절삭 인서트의 절삭날에 의해 생성되어 상기 레이크면을 찰과하는 절삭 부스러기를 원활히 배출하는 것이 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 비록 다인화된 인서트 착탈식 커터에 있어서도, 쐐기 본체나 오목부의 단면적이 커지는 것을 막아 커터 본체의 두께를 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 커터 본체의 변형이나 손상을 방지함과 함께 클램프 강도의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 클램프 쐐기의 클램프면은 폭을 넓게 하여, 그 면적을 크게 확보하는 것이 가능하므로, 절삭 인서트를 강고하게 고정시켜 안정적이고 효율적으로 고정밀도의 절삭 가공을 촉진시킬 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 인서트 착탈식 커터의 일 실시형태를 나타내는, 커터 본체 (1) 의 선단 외주측에서 본 사시도이다.

도 2 는, 도 1 에 나타내는 실시형태의 커터 본체 (1) 의 선단 외주부를 선단측에서 본 확대 사시도이다.

도 3 은, 도 1 에 나타내는 실시형태의 인서트 장착 시트 (4), 칩 포켓 (5), 및 오목부 (6) 주변을 나사 구멍 (6C) 의 중심선 방향으로 본 확대도이다.

도 4 는, 도 1 에 나타내는 실시형태의 인서트 장착 시트 (4), 칩 포켓 (5), 및 오목부 (6) 주변을 인서트 장착 시트 (4) 의 저면 (4A) 에 평행하고 나사 구멍 (6C) 의 중심선에 수직인 방향에서 본 확대도이다.

도 5 는, 본 발명의 일 실시형태의 클램프 쐐기 (10) 를 나타내는 사시도이다.

도 6a 는, 도 5 에 나타내는 실시형태를 나사 구멍 (13) 의 중심선 (C) 을 따라 끝면 (12A) 측에서 본 도면이다.

도 6b 는, 도 5 에 나타내는 실시형태를 클램프면 (14) 에 평행하고 중심선 (C) 에 수직인 방향에서 본 도면이다.

도 6c 는, 도 5 에 나타내는 실시형태를 중심선 (C) 에 수직으로 클램프면 (14) 에 대향하는 방향에서 본 도면이다.

도 7 은, 도 4 에 나타낸 오목부 (6) 에 실시형태의 클램프 쐐기 (10) 를 삽입한 상태를 나타내는 도면이다.

도 8 은, 도 3 에 나타낸 오목부 (6) 에 실시형태의 클램프 쐐기 (10) 를 삽입한 상태를 나타내는 도면이다.

도 9a 는, 도 5 에 나타내는 실시형태의 변형예의 클램프 쐐기 (20) 를 나사 구멍 (13) 의 중심선 (C) 을 따라 끝면 (12A) 측에서 본 도면이다.

도 9b 는, 도 5 에 나타내는 실시형태의 변형예의 클램프 쐐기 (20) 를 클램프면 (14) 에 평행하고 중심선 (C) 에 수직인 방향에서 본 도면이다.

도 9c 는, 도 5 에 나타내는 실시형태의 변형예의 클램프 쐐기 (20) 를 중심선 (C) 에 수직으로 클램프면 (14) 에 대향하는 방향에서 본 도면이다.

도 10 은, 도 5 에 나타내는 실시형태의 다른 변형예의 클램프 쐐기 (30) 를 나타내는 사시도이다.

도 11 은, 절삭 인서트를 장착한 본 발명의 인서트 착탈식 커터의 일 실시형태를 나타내는, 커터 본체 (1) 를 선단 외주측에서 본 사시도이다.

도 12 는, 도 11 에 나타내는 실시형태의 커터 본체 (1) 의 선단 외주부를 선단측에서 본 확대 사시도이다.

도 13 은, 도 11 에 나타내는 실시형태의 칩 포켓 (5), 클램프 쐐기 (10), 클램프 나사 (11), 및 절삭 인서트 (21) 주변을 클램프 나사 (11) 의 중심선 방향으로 본 확대도이다.

도 14 는, 도 11 에 나타내는 실시형태의 칩 포켓 (5), 클램프 쐐기 (10), 클램프 나사 (11), 및 절삭 인서트 (21) 주변을 클램프 나사 (11) 의 중심선에 수직인 방향에서 본 확대도이다.

도 15 는, 도 11 에 나타내는 실시형태의 커터 본체 (1) 에 장착되는 절삭 인서트의 사시도이다.

부호의 설명

1: 커터 본체, 4: 인서트 장착 시트, 5: 칩 포켓, 5A: 칩 포켓 (5) 의 저면 (오목부 (6) 의 개구부 주변), 6: 오목부, 6A: 오목부 (6) 의 저면, 6B: 오목부 (6) 의 내벽면, 6C: 나사 구멍, 10, 20, 30: 클램프 쐐기 (인서트 클램프용 쐐기), 11: 클램프 나사, 12: 쐐기 본체, 13: 나사 구멍. 14: 클램프면, 14A: 오목 홈부, 15: 돌기, 16: 쐐기면, 16A: 쐐기면 (16) 의 볼록 곡부, 16B: 쐐기면 (16) 의 오목 곡부, C: 나사 구멍 (13) 의 중심선, T: 커터 본체 (1) 의 회전 방향

바람직한 실시형태

도 1 내지 도 14 는 각각, 본 발명의 클램프 쐐기 및 인서트 착탈식 커터의 일 실시형태를 나타내는 것이다. 본 실시형태의 인서트 착탈식 커터는, 그 커터 본체 (1) 가 강재 등에 의해 도 1 에 나타내는 바와 같이 개략 원반상으로 형성되어 있다. 커터 본체 (1) 의 중심축선 방향 후단측 (도 1 에 있어서 상측) 은 공작 기계의 주축에 장착되는 장착부 (2) 가 된다. 커터 본체 (1) 의 선단측 (도 1 에 있어서 하측) 은 이 장착부 (2) 보다 한층 직경이 확장된 날부 (3) 가 된다. 커터 본체 (1) 는 중심축선 둘레에 커터 회전 방향 (T) 으로 회전되어 피삭재의 절삭 가공에 사용된다.

상기 날부 (3) 의 선단 외주측에는, 그 날부 (3) 를 후단 내주측에 노치하도록 하여, 후술하는 절삭 인서트 (21) 가 착좌되어 고정되는 인서트 장착 시트 (4) 와, 그 인서트 장착 시트 (4) 의 커터 회전 방향 (T) 측에 각각 연통하는 칩 포켓 (5) 및 오목부 (6) 가 형성되어 있다. 이들 인서트 장착 시트 (4), 칩 포켓 (5) 및 오목부 (6) 의 그룹은 서로 날부 (3) 의 둘레 방향으로 일정 간격을 두고 여러개 형성되어 있다. 오목부 (6) 에는, 본 실시형태의 클램프 쐐기 (10) 가 삽입되고, 양 끝부에 수나사부가 형성된 클램프 나사 (11) (압입 수단 (11)) 에 의해 커터 본체 (1) 의 후단 내주측에 압입된다. 이로써, 절삭 인서트 (21) 가 인서트 장착 시트 (4) 에 눌려져 클램프되어 고정된다.

도 11 ∼ 도 14 는, 절삭 인서트 (21) 가 각 인서트 장착 시트 (4) 에 수용되고, 클램프 쐐기 (10) 에 의해 눌려져 클램프된 상태의 인서트 착탈식 커터를 나타내고 있다.

본 실시형태의 인서트 착탈식 커터에 장착되는 절삭 인서트는, 초경합금 등의 경질 재료에 의해 외형이 정다각형 (예를 들어 정 7 각형) 의 평판상으로 형성된 것이다. 절삭 인서트의 일례를 도 15 에 나타낸다. 이 예의 평판상의 절삭 인서트 (21) 는, 양 측면이 서로 평행하고, 각각 대략 정 7 각 형상이 되고, 일방의 측면이 레이크면 (23) 이 되고, 타방의 측면은 인서트 장착 시트 (4) 에 대한 착좌면 (22) 으로 되어 있다. 상기 레이크면의 변릉부(邊稜部)에는 절삭날이 형성되어 있다. 절삭 인서트 (21) 는, 레이크면의 중앙에 단면 원형의 구멍이 뚫린, 구멍이 있는 인서트로 되어 있고, 이 레이크면은 구멍이 뚫린 면으로 되어 있다.

이와 같은 구멍이 있는 절삭 인서트 (21) 가 착좌되는 인서트 장착 시트 (4) 는 커터 회전 방향 (T) 을 향한 평탄한 저면 (4A) 과, 이 저면 (4A) 의 커터 본체 (1) 내주측과 후단측의 변릉부로부터 각각 일어서는 1 쌍의 벽면 (4B) 을 구비하고 있다. 벽면 (4B) 에는, 구멍이 있는 인서트 (21) 의 2 개의 측면이 맞닿고, 상기 레이크면 (23) 을 커터 회전 방향 (T) 을 향하게 한다. 동시에, 저면 (4A) 에는, 구멍이 있는 인서트의 착좌면 (22) 이 밀착되고, 구멍이 있는 인서트는 인서트 장착 시트 (4) 에 착좌된다. 이 때, 예를 들어 인서트 착탈식 커터가 정면 프레이즈인 경우에는, 상기 절삭 인서트 (21) 의 7 개의 절삭날 중 하나가 프레이즈의 중심축선에 수직인 하나의 평면 상에 위치된다.

칩 포켓 (5) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이 커터 본체 (1) 의 외주측 (도 4 에 있어서 상측) 을 향함에 따라 커터 회전 방향 (T) 측으로 확대되도록 형성되어 있다. 오목부 (6) 는, 이 칩 포켓 (5) 의 커터 본체 (1) 외주측을 향하는 저면 (5A) 의 중앙부에 커터 본체 (1) 의 주위면과는 간격을 두도록 하여 개구하고, 커터 본체 (1) 의 후단 내주측에 연장되도록 형성되어, 인서트 장착 시트 (4) 측에 연통되어 있다.

오목부 (6) 는, 커터 본체 (1) 의 후단 내주측에 위치하는 저면 (6A) 과, 칩 포켓 (5) 의 상기 저면 (5A) 으로부터 이 저면 (6A) 측을 향하여 커터 본체 (1) 의 후단 내주측으로 연장되는 내벽면 (6B) 을 갖고 있다. 저면 (6A) 에는, 상기 클램프 나사 (11) 의 일단측의 수나사부가 비틀어 넣어지는 나사 구멍 (6C) 이 형성되어 있다. 나사 구멍 (6C) 은, 커터 본체 (1) 의 후단 내주측을 향하고 인서트 장착 시트 (4) 의 저면 (4A) 측을 향함과 함께 1 쌍의 벽면 (4B) 이 교차하는 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 내벽면 (6B) 은 이 나사 구멍 (6C) 의 중심선에 평행하게 연장되도록 형성되어 있다. 나사 구멍 (6C) 의 중심선을 따라 커터 본체 (1) 의 내측 (후단 내주측) 을 향하는 방향이, 본 실시형태에 있어서의 클램프 쐐기 (10) 의 압입 방향이 된다. 오목부 (6) 는 클램프 쐐기 (10) 의 형상과 상보적인 형상으로 형성되어 있다.

이와 같은 오목부 (6) 에 삽입되어 압입되는 클램프 쐐기 (10) 는 그 쐐기 본체 (12) 가 강재 등에 의해 제조된다. 클램프 쐐기 (10) 의 형상은, 도 5 및 도 6a ∼ 도 6c 에 나타내는 바와 같이 중공의 장기(將棋)말 형상으로 형성되어 있다. 이 중공 부분은 상기 클램프 나사 (11) 의 타단측의 수나사부가 비틀어 넣어지는 나사 구멍 (13) 으로 되어 있다. 쐐기 본체 (12) 는, 그 일방의 끝면 (12A) 을 커터 본체 (1) 의 선단 외주측 (표면측) 을 향하게 함과 함께, 타방의 끝면 (12B) 을 상기 오목부 (6) 의 저면 (6A) 에 대향시키도록 하여 오목부 (6) 에 삽입된다. 그리고, 클램프 쐐기 (10) 의 나사 구멍 (13) 과 상기 나사 구멍 (6C) 에 클램프 나사 (11) 의 양 끝부의 수나사부를 각각 비틀어 넣음으로써, 커터 본체 (1) 의 후단 내주측을 향하여 오목부 (6) 내에 압입된다. 따라서, 클램프 쐐기 (10) 에 있어서는, 그 나사 구멍 (13) 의 중심선 (C) 을 따라 끝면 (12A) 으로부터 끝면 (12B) 을 향하는 방향이 그 압입 방향이 된다.

쐐기 본체 (12) 의 이들 양 끝면 (12A, 12B) 사이에 연장되는 측면의 하나는, 클램프 쐐기 (10) 가 오목부 (6) 에 압입되었을 때에 인서트 장착 시트 (4) 측을 향하고, 구멍이 있는 인서트의 상기 레이크면에 밀착되는 클램프면 (14) 으로 되어 있다. 본 실시형태에서는 이 클램프면 (14) 의 중앙에 돌기 (15) 가 형성되어 있다. 이 돌기 (15) 와 클램프면 (14) 의 경계부에는, 그 클램프면 (14) 으로부터 아주 약간 패인 오목 홈부 (14A) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 클램프면 (14) 은 이들 돌기 (15) 및 오목 홈부 (14A) 를 제외하고 그 전체면이 상기 나사 구멍 (6C) 의 중심선이 인서트 장착 시트 (4) 의 저면 (4A) 에 대하여 이루는 경사각과 동등한 각도로, 상기 끝면 (12A) 측을 향함에 따라 나사 구멍 (13) 의 중심선 (C) 에 대하여 가까워지는 경사 평면상으로 되어 있다. 이 경사 평면상은 돌기 (15) 및 오목 홈부 (14A) 를 둘러싸도록 형성되어 있다.

또한, 상기 돌기 (15) 는, 본 실시형태에서는 그 표면이 구면상으로 되어 있고, 상기 클램프면 (14) 을 따른 단면, 및 클램프면 (14) 에 평행한 단면이 모두 원형을 이루도록 형성되어 있다. 단, 도 6a ~ 도 6e 에 나타내는 바와 같이, 그 클램프면 (14) 으로부터의 돌출 높이는 그 클램프면 (14) 을 따른 단면에 있어서의 돌기 (15) 가 이루는 원의 반경보다 충분히 작게 된다. 동시에, 이 단면에 있어서의 원의 상기 반경은, 구멍이 있는 인서트에 형성된 구멍의 레이크면에 대한 개구부가 이루는 원의 반경보다 작게 되어 있다. 요컨대, 클램프 쐐기 (10) 를 오목부 (6) 내에 압입하여 클램프면 (14) 이 구멍이 있는 인서트의 상기 구멍이 있는 면에 밀착되었을 때에 그 구멍 내에 돌기 (15) 가 수용되도록 되어 있다.

한편, 클램프면 (14) 과는 반대측을 향하는 쐐기 본체 (12) 의 측면은 쐐기면 (16) 으로 되어 있다. 쐐기면 (16) 은, 클램프 쐐기 (10) 를 커터 본체 (1) 의 오목부 (6) 에 압입했을 때에 그 내벽면 (6B) 에 슬라이딩 접촉하는 면 (움직이는 상태에서 접촉하고 있는 면) 으로 되어 있다. 이 쐐기면 (16) 은 상기 양 끝면 (12A, 12B) 간에 걸쳐서, 중심선 (C) 에 직교하는 단면 즉 압입 방향에 직교하는 단면이 일정한 것이 되도록 중심선 (C) 과 평행하게 연장되어 있다. 이 쐐기면 (16) 과 클램프면 (14) 사이에는 클램프면 (14) 에 수직인 측면부가 중심선 (C) 에 평행하게 형성되고, 클램프면 (14) 이 중심선 (C) 에 대하여 경사져 있으므로, 이 측면부는 끝면 (12B) 측을 향하여 점차 폭이 좁아진다.

그리고, 이 쐐기면 (16) 은, 상기 압입 방향에 직교하는 단면에 있어서, 볼록 곡부 (16A) 와 오목 곡면부 (16B) 로 구성되어 있다. 볼록 곡부 (16A) 란, 상기 중심선 (C) 을 중심으로 하는 반원호 (1/2 원호) 상의 볼록 곡선을 이루고 있는 볼록 곡선부 (barrel roof shape parts or vault shape parts) 이다. 오목 곡면부 (16B) 는, 볼록 곡부 (16A) 의 양단으로부터 그 볼록 곡부 (16A) 에 매끄럽게 접하는 오목 원호 등의 오목 곡선을 이루어 클램프면 (14) 측을 향하고 있는 오목 곡선부이다. 이 오목 곡면부 (16B) 는, 클램프면 (14) 측을 향하고, 상기 단면에 있어서 클램프면 (14) 이 연장되는 방향 (도 6a 에 있어서의 상하 방향, 도 6c 에 있어서의 좌우 방향) 으로 확대대는 상기 측면부에 이어진 구성으로 되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 쐐기 본체 (12) 의 압입 방향에 직교하는 형상이 도 6a 에 나타내는 바와 같이 벨형의 형상을 이루게 된다.

본 발명의 클램프 쐐기 (10) 에서는, 클램프면의 폭 (도 6a 에서 나타내는 β) 에 대한, 볼록 곡부 (16A) 에 있어서의 중심선 (C) 을 중심으로 하는 반원호의 직경 (도 6a 에서 나타내는 α) 의 비는 한정되지 않지만, 60% 이상 또한 100% 미만인 것이 바람직하고, 70% 이상 또한 80% 이하인 것이 보다 바람직하다.

이와 같은 클램프 쐐기 (10) 가 압입될 때에 쐐기면 (16) 이 슬라이딩 접촉하는, 커터 본체의 오목부 (6) 의 내벽면 (6B) 의 단면 형상은 이 쐐기면 (16) 의 단면 형상과는 요철이 반대이다. 즉, 내벽면 (6B) 의 단면 형상은, 나사 구멍 (6C) 의 중심선을 중심으로 하는 반원호 (1/2 원호) 상의 오목 곡선을 이루는 오목 곡부와, 이 오목 곡부의 양단으로부터 그 오목 곡부에 매끄럽게 접하는 볼록 원호 등의 볼록 곡선을 이루어 인서트 장착 시트 (4) 측을 향함에 따라 확대되는 볼록 곡부로 형성된다.

또한, 이 오목부 (6) 가 개구되는 개구부 주변인 커터 본체 (1) 의 상기 칩 포켓 (5) 의 저면 (5A) 은 압입 방향과는 반대측으로 서서히 밀어내는 형상 (오목면상, 유발상) 으로 형성되어 있다. 즉, 저면 (5A) 은, 상기 압입 방향에 직교하는 단면 즉 나사 구멍 (6C) 의 중심선에 직교하는 단면에 있어서, 오목부 (6) 에 압입되는 클램프 쐐기 (10) 의 클램프면 (14) 이 연장되는 방향의 양단측, 요컨대 동일 단면에 있어서 인서트 장착 시트 (4) 의 저면 (4A) 이 연장되는 방향 (도 3, 도 8 에 있어서의 상하 방향) 의 양측을 향함에 따라, (커터 본체의 직경 방향의 클램프 쐐기로부터의 거리가 더욱 커짐에 따라), 이 압입 방향과는 반대측 (도 3, 도 8 에 있어서 도면의 앞쪽) 으로 점차 (서서히) 밀어내는 오목면상으로 형성되어 있다.

본 실시형태에서는, 이 저면 (5A) 이 이루는 오목면은 오목 곡면상으로 되어 있다. 즉 이 저면 (5A) 은, 나사 구멍 (6C) 의 중심선을 포함하여 인서트 장착 시트 (4) 의 저면 (4A) 에 직교하는 단면에 있어서, 오목부 (6) 측이 패인 오목 곡선을 이루고 있다. 동시에, 저면 (5A) 은 그 단면을 이루는 평면에 대하여 수직인 방향으로, 커터 본체 (1) 의 후단 외주측과 선단 내주측을 향함에 따라, 오목 곡면상을 이루면서 커터 본체 (1) 의 선단 외주측으로 점차 밀어내어, 커터 본체 (1) 의 주위면에 이어지도록 형성되어 있다 (도 4 참조).

이와 같이 구성된 인서트 착탈식 커터에 상기 구멍이 있는 인서트를 장착한다. 먼저 내벽면 (6B) 에 쐐기면 (16) 을 슬라이딩 접촉시켜, 오목부 (6) 에 클램프 쐐기 (10) 를 삽입하고, 쐐기 본체 (12) 의 나사 구멍 (13) 과 오목부 (6) 의 나사 구멍 (6C) 에 클램프 나사 (11) 을 비틀어 넣어, 클램프 쐐기 (10) 를 커터 본체 (1) 에 임시 고정시킨다. 이어서, 구멍이 있는 인서트를 상기 서술한 바와 같이 인서트 장착 시트 (4) 에 착좌시킨다. 그 후, 클램프 나사 (11) 를 더욱 비틀어 넣어 클램프 쐐기 (10) 를 오목부 (6) 내에 압입한다. 이 때, 클램프 쐐기 (10) 의 돌기 (15) 가 구멍이 있는 인서트의 구멍에 수용됨과 함께, 클램프면 (14) 이 상기 구멍이 있는 면에 밀착되어, 구멍이 있는 인서트를 인서트 장착 시트 (4) 의 저면 (4A) 측에 눌려진다. 이로써 구멍이 있는 인서트가 클램프되어 고정된다. 또한, 이 때 돌기 (15) 가 구멍의 개구부 둘레 가장자리에 맞닿아 구멍이 있는 인서트를 상기 1 쌍의 벽면 (4B) 이 교차하는 방향으로 집어넣도록 해도 된다.

이와 같이 구멍이 있는 인서트를 클램프하는 상기 클램프 쐐기 (10) 는 벨형 형상으로 되어 있다. 즉, 쐐기 본체 (12) 의 상기 압입 방향에 직교하는 단면 형상이, 클램프면 (14) 과는 반대의 쐐기면 (16) 측이 반원호상의 볼록 곡선을 이루는 볼록 곡부 (16A) 와, 그 양단으로부터 오목 곡선상을 이루며 폭이 넓어지는 1 쌍의 오목 곡부 (16B) 로 구성된 벨형 형상으로 되어 있다. 이 구성에 의해, 쐐기 본체 (12) 및 이것이 압입되는 커터 본체 (1) 의 오목부 (6) 의 상기 압입 방향에 직교하는 단면적을 필요 이상으로 크게 하지 않고, 클램프면 (14) 의 폭을 넓게 하여 그 면적을 확보할 수 있다.

이와 같은 클램프 쐐기를 사용한 경우, 절삭 인서트를 보다 넓은 면적으로 클램프할 수 있다. 동시에, 오목부 (6) 의 내벽면 (6B) 과 커터 본체 (1) 의 표면 사이의 두께를 크게 하여 클램프 쐐기 (10) 자체의 장착 강성을 높일 수 있다. 따라서, 구멍이 있는 인서트의 클램프 강도를 향상시켜, 고정밀도로 안정적인 절삭을 도모하는 것이 가능해진다. 또한, 오목부 (6) 의 단면적이 필요 이상으로 커지는 일이 없기 때문에, 커터 본체 (1) 의 다인화에도 대응할 수 있다. 이렇게 하여 다인화해도 클램프시에 커터 본체 (1) 에 변형이나 손상을 일으키지 않아, 다인화에 의한 효율적인 절삭을 확실하게 촉진시키는 것이 가능해진다.

특히, 본 실시형태에서는 상기 서술한 바와 같이, 볼록 곡부 (16A) 에서 그 양단의 오목 곡부 (16B) 까지가 쐐기면 (16) 으로 되어 있다. 또한, 이 오목 곡부 (16B) 도 쐐기 본체 (12) 의 끝면 (12A) 으로부터 압입 방향측의 끝면 (12B) 을 향함에 따라 클램프면 (14) 과의 간격이 점차 작아지도록 경사져 있다. 따라서, 이 오목 곡부 (16B) 의 뒤쪽의 폭이 넓어진 클램프면 (14) 의 양측부에까지 확실하게 누름력을 작용시킬 수 있다. 이로써 한층 더 강고하게 절삭 인서트를 클램프하여 고정시킬 수 있어, 더욱 안정적이고 고정밀도의 절삭을 도모하는 것이 가능해진다.

한편, 본 실시형태의 인서트 착탈식 커터에 있어서는, 그 커터 본체 (1) 의 상기 오목부 (6) 가 개구되는 개구부의 주변인 칩 포켓 (5) 의 저면 (5A) 이 오목면상으로 형성되어 있다. 즉, 압입 방향에 직교하는 단면에 있어서, 그 오목부 (6) 에 압입되는 클램프 쐐기 (10) 의 클램프면 (14) 이 연장되는 방향의 양단측을 향함에 따라, 이 압입 방향과는 반대측으로 점차 밀어내는 오목면상으로 형성되어 있다. 이 때문에, 비록 다인화에 의해 인서트 장착 시트 (4), 칩 포켓 (5), 및 오목부 (6) 의 그룹끼리의 간격이 작게 제한되어도, 그 오목부 (6) 의 주변에 있어서 커터 본체 (1) 에 큰 두께를 확보할 수 있다. 따라서, 오목부 (6) 주변의 강성을 높일 수 있다. 이로써 더욱 확실하게 클램프 강도를 확보하여 인서트를 안정적이고 강고하게 장착하는 것이 가능해진다.

칩 포켓 (5) 의 저면 (5A) 이 이루는 오목면은, 예를 들어 나사 구멍 (6C) 의 중심선을 포함하여 인서트 장착 시트 (4) 의 저면 (4A) 에 직교하는 상기 평면에 수직인 단면이 V 자 형상을 이루는 것과 같은 것이어도 된다. 본 실시형태에서는, 동일 단면에 있어서 오목부 (6) 측이 가장 패인 오목 곡선을 이루도록 하고, 상기 클램프면 (14) 이 연장되는 방향의 양단측, 즉 커터 본체 (1) 의 후단 외주측과 선단 내주측을 향함에 따라 점차 밀어내도록 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 상기 서술한 바와 같이 단면 V 자 형상으로 형성되어 있는 경우 등에 비해 칩 포켓 (5) 의 용량을 크게 할 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 인서트 착탈식 커터에 의하면, 절삭 인서트의 절삭날에 의해 생성된 절삭 부스러기를 이 칩 포켓 (5) 에 확실하게 수용하여 원활히 배출하는 것이 가능해진다. 요컨대, 본 실시형태의 인서트 착탈식 커터에 의하면, 한층 더 안정적이고 효율적인 절삭을 촉진시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태의 클램프 쐐기 (10) 에서는, 그 클램프면 (14) 에 구멍이 있는 인서트의 구멍에 수용되는 돌기 (15) 가 형성되어 있다. 클램프된 구멍이 있는 인서트를 절삭에 사용하여 절삭날에 마모 등이 생겨, 인서트의 코너 체인지를 실시할 때에는, 먼저 클램프 나사 (11) 를 약간 느슨하게 하여 구멍이 있는 인서트의 누름을 해제한다. 다음으로, 돌기 (15) 가, 구멍이 있는 인서트 (21) 의 구멍에 수용되어 걸어맞춰진 상태가 유지되는 범위에서, 클램프 쐐기 (10) 와 구멍이 있는 인서트를 상기 압입 방향의 후방측으로 꺼내어 어긋나게 한다. 이 때, 구멍이 있는 인서트는 돌기 (5) 와 맞물려 있어, 인서트 장착 시트 (4) 로부터의 탈락이 저지된 상태인 채, 이 돌기 (15) 를 중심으로 자유롭게 회전하게 할 수 있다.

다음으로, 이 상태인 채, 다음에 사용하는 절삭날이 소정 방향을 향하도록 구멍이 있는 인서트를 회전시켜 인서트 장착 시트 (4) 에 다시 착좌시키고, 다시 클램프 나사 (11) 을 비틀어 넣어 클램프한다. 이로써, 예를 들어 당해 인서트 착탈식 커터가 정면(正面) 프레이즈 등이고, 인서트 장착 시트 (4) 가 하방을 향하여 공작 기계의 주축에 장착된 상태에서도, 구멍이 있는 인서트를 낙하시키거나 하지 않고 코너 체인지 작업을 실시할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 클램프 쐐기 (10) 및 인서트 착탈식 커터에 의하면, 탈락 방지를 위하여 작업자가 일일이 인서트를 손으로 눌러 작업을 실시하거나, 커터 본체 (1) 를 일단 주축으로부터 떼어내고 작업을 실시하거나 할 필요가 없다. 따라서, 비록 다인화된 커터로서, 인서트나 클램프 쐐기 (10) 의 수가 많아도, 단시간에 게다가 용이하게 코너 체인지 작업을 종료하여 신속히 절삭 가공을 속행하는 것이 가능해져, 가공 시간 전체의 단축을 도모하여 효율성이나 경제성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 돌기 (15) 가 구면상이어서, 코너 체인지를 반복해도 잘 찌그러지지 않는다. 동시에, 본 실시형태에서는, 클램프 쐐기 (10) 를 오목부 (6) 의 내벽면 (6B) 을 따라 상기 서술한 바와 같이 후퇴시켜 클램프면 (14) 과 인서트의 구멍이 있는 면 사이에 약간의 간격을 두는 것만으로, 구멍과 돌기 사이의 간극을 크게 할 수 있다. 따라서, 인서트를 회전시키기 쉬워져 한층 더 코너 체인지 작업을 간략화할 수 있다.

돌기 (15) 로서는, 상기 서술한 바와 같이 돌기 (15) 가 구멍에 수용되어 맞물린 상태가 유지되는 범위에서, 클램프 쐐기 (10) 와 구멍이 있는 인서트를 압입 방향 후방측으로 꺼냈을 때에, 구멍이 있는 인서트가 돌기 (15) 를 중심으로 회전이 자유롭게 되어 코너 체인지 가능한 형상이면 된다. 예를 들어, 돌기 (15) 는, 원추형이나 원추대형이어도 된다. 또한, 구멍이 있는 인서트도 그 구멍이 있는 면의 변릉부에 코너 체인지되는 복수 부분의 절삭날이 형성된 것이면 정다각형 평판상이 아니어도 되고, 예를 들어 원판상의 구멍이 있는 인서트이어도 된다. 또한, 이 구멍이 있는 인서트의 구멍도, 구멍이 뚫린 면에서 반대면까지 관통하는 관통 구멍이어도 되고, 또한 관통하지 않는 막힌 구멍이어도 된다.

그런데, 본 실시형태의 클램프 쐐기 (10) 에서는, 그 돌기 (15) 의 둘레가 오목 홈부 (14A) 를 개재하여 클램프면 (14) 에 의해 둘러싸이도록 형성되어 있다. 이 오목 홈부 (14A) 는, 예를 들어 도 9 에 나타내는 상기 실시형태의 변형예의 클램프 쐐기 (20) 와 같이, 클램프면 (14) 의 가장자리부까지 연장되고, 이 가장자리부에 개구되도록 형성해도 된다. 또한, 이 도 9 에 나타내는 변형예나, 후술하는 도 10 에 나타내는 다른 변형예에서도, 상기 실시형태의 클램프 쐐기 (10) 와 공통되는 부분에는 동일한 부호를 배치하고 설명을 생략한다.

도 9a ~ 도 9c 에 나타내는 변형예와 같이 오목 홈부 (14A) 를 형성한 경우에는, 도 9c 에 나타내는 바와 같이 클램프면 (14) 이 U 자 형상이 된다. 따라서, 클램프면 (14) 을 평활하게 마무리하는 경우의 마무리용 엔드밀이나 연삭 공구 등의 마무리용 공구를 이 U 자를 따라 그 궤적이 서로 겹치지 않도록 1 번 보내는 것만으로 마무리할 수 있다. 즉, 이 마무리용 공구가 클램프면 (14) 에 잘라 끼워지는 부분과 클램프면 (14) 에서 멀어지는 부분에서 마무리면끼리가 서로 겹치는 일이 없다. 따라서, 이 서로 겹치는 부분에서 마무리면끼리의 사이에 미소한 단차가 생기는 일도 없고, 클램프면 (14) 을 구멍이 있는 인서트의 구멍이 뚫린 면에 확실하게 밀착시키는 것이 가능해진다.

단, 본 발명의 클램프 쐐기 및 인서트 착탈식 커터에 있어서는, 이와 같은 돌기 (15) 나 오목 홈부 (14A) 를 클램프면 (14) 에 형성하지 않아도 된다. 즉, 도 10 에 나타내는 다른 변형예의 클램프 쐐기 (30) 와 같이, 클램프면 (14) 전체가 상기 압입 방향을 향하여 쐐기면 (16) 과의 간격이 작아지는 평면상으로 되어 있어도 된다. 이와 같은 클램프 쐐기 (30) 에 의하면, 클램프면 (14) 과 절삭 인서트의 밀착 면적을 한층 더 크게 하여 안정적인 클램프를 도모할 수 있음과 함께, 구멍을 갖지 않는 무공의 절삭 인서트를 클램프할 수 있다.

또한, 상기 실시형태의 클램프 쐐기 (10) 에서는, 상기 쐐기면 (16) 의 볼록 곡부 (16A) 가 상기 압입 방향에 직교하는 단면에 있어서 상기 중심선 (C) 을 중심으로 하는 반원호상의 볼록 곡선을 이루도록 형성되어 있지만, 반원호 (1/2 원호) 를 채우지 못하는 원호 (예를 들어, 중심각 45°정도의 1/4 원호) 로 되어 있어도 된다. 또한, 이 볼록 곡선은 원호상을 이루고 있지 않아도 되고, 예를 들어 타원호상으로 되어 있어도 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되지 않고, 첨부한 클레임의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (5)

1. 커터 본체 (1) 에 형성된 인서트 장착 시트 (4) 에 착좌된 절삭 인서트 (21) 를, 상기 인서트 장착 시트 (4) 에 형성된 오목부 (6) 에 클램프하여 고정시키기 위한 인서트 클램프용 쐐기 (10, 20, 30) 로서,

   상기 커터 본체 (1) 내에 압입되는 상기 쐐기 (10, 20, 30) 가 쐐기 본체 (12) 를 갖고,

   상기 쐐기 본체 (12) 가, 상기 절삭 인서트 (21) 에 밀착되는 클램프면 (14) 과, 상기 쐐기 본체 (12) 의 압입 방향을 향함에 따라 상기 클램프면 (14) 과의 간격이 점차 작아지는 쐐기면 (16) 을 구비하고,

   상기 쐐기 본체 (12) 의 상기 압입 방향에 직교하는 단면에 있어서의 상기 쐐기면측의 외형이, 볼록 곡선부 (16A) 와, 이 볼록 곡선부의 양단으로부터 상기 클램프면측을 향함에 따라 폭이 넓어지는 오목 곡선부 (16B) 로 이루어지고, 상기 쐐기면측으로부터 상기 클램프면 (14) 에 이르는 상기 단면의 외형이 벨형 형상으로 되어 있는 인서트 클램프용 쐐기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 쐐기 본체 (12) 의 상기 압입 방향에 직교하는 단면에 있어서,

   상기 볼록 곡선부 (16A) 로부터, 적어도 그 양단의 상기 오목 곡선부 (16B) 까지가 상기 쐐기면 (16) 으로 되어 있는 인서트 클램프용 쐐기.
3. 인서트 착탈식 커터로서,

   절삭 인서트가 착좌되는 인서트 장착 시트 (4) 가 둘레 방향으로 간격을 두고 여러개 형성되고, 각 인서트 장착 시트 (4) 에 각각 인접하여 오목부 (6) 가 형성된 커터 본체 (1) 와,

   상기 오목부 (6) 의 각각에 수용되고, 상기 오목부 (6) 의 바닥을 향하여 압입됨으로써, 상기 절삭 인서트를 인서트 장착 시트 (4) 에 눌러 고정시키기 위한 인서트 클램프용 쐐기 (10, 20, 30) 와,

   상기 각각의 인서트 클램프용 쐐기 (10, 20, 30) 를 상기 오목부 (6) 의 바닥을 향하여 압입하기 위한 압입 수단 (11) 을 구비하고,

   상기 인서트 클램프용 쐐기 (10, 20, 30) 는, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 인서트 클램프용 쐐기이고,

   상기 오목부는, 상기 인서트 클램프용 쐐기 (10, 20, 30) 의 형상과 상보적인 형상으로 형성되어 있는 인서트 착탈식 커터.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 압입 방향에 직교하는 단면에 있어서, 상기 커터 본체 (1) 에 있어서의 상기 오목부 (6) 의 개구부의 주변이, 상기 클램프면 (14) 이 연장되는 방향의 양단측을 향함에 따라, 그 압입 방향과는 반대측으로 점차 밀어내는 오목면상으로 형성되어 있는 인서트 착탈식 커터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 오목부 (6) 의 개구부의 주변이 오목 곡면상으로 되어 있는 인서트 착탈식 커터.