KR20090130862A - 원통형 커터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원통형 커터에 관한 것으로, 원통형 밀링 커터의 원통형 몸체는 복수의 그루부를 포함하고, 상기 복수의 그루브는 서로 떨어져서 상기 원통형 몸체의 길이 방향 축에 대해 일정한 각도를 이루면서 상기 원통형 몸체의 길이 방향으로 연장되어 있고, 인덱서블 절삭 인서트, 특히 코팅된 카바이드 절삭 인서트가 상기 복수의 그루브 내에 배치된다. 원통형 밀링 커터 상에 또는 가공될 재료 상에 작용하는 축 방향 힘을 실질적으로 방지하기 위하여, 상기 복수의 그루브 및 상기 인덱서블 절삭 인서트의 나이프 에지는 부분적으로 다른 각도로 배향되고, 상기 각도는, 가공 프로세스 동안에 일 부분에서 발생하는 축 방향 힘이 인접한 부분에서 발생하는 축 방향 힘에 의해 상쇄되거나 소정의 방식으로 감소되도록 선택되거나, 또는, 상기 인덱서블 절삭 인서트는 가공 프로세스 동안에 일 인덱서블 절삭 인서트에 의해 유발되는 축 방향 힘이 인접한 인덱서블 절삭 인서트에 의해 유발되는 축 방향 힘에 의해 상쇄되도록 상기 복수의 그루브 내에서 다르게 배치 또는 배향되는 것이 제안된다.

원통형 밀링 커터, 인덱서블 절삭 인서트, 나이트 에지, 그루브.

Description

원통형 커터{CYLINDRICAL CUTTER}

본 발명은 인덱서블 절삭 인서트(indexable cutting insert), 특히 코팅된 카바이드(carbide) 절삭 인서트가 구비된 원통형 밀링 커터에 관한 것이다.

비철 금속 스트립 또는 시트 가공용으로 사용되는 원통형 밀링 커터는 오랫 동안 주지되어 있다.

DE20204478 U1에서는 준-연속적 나이프 에지(knife edge)를 구비한 나선 블레이드(HSS 블레이드)가 연달아 배치되고, 웨지 및 나사에 의해 고정되는 나선형 그루브가 형성된 원통형 밀링 커터를 기재하고 있다.

더 경제적인 가공 프로세스를 위하여, DE29913164 U1에서는 포큐파인(porcupine) 커터로 알려진 원통형 밀링 커터용 인덱서블 카바이드 절삭 인서트의 사용을 기재하고 있다. 이 절삭 인서트는 더 이상 비교적 고가의 연삭기로 예리하게 만들 필요가 없고, 절삭 인서트를 회전시킴으로써, 더 효율적으로 이용(즉, 4 또는 8개의 나이프 에지를 갖는 절삭 인서트가 사용될 수 있음)하게 된다는 장점이 있다.

원통형 밀링 커터의 두 가지 타입은 밀링 커터의 원주에서 배럴 길이를 넘어 나선형으로 배치된 나이프 에지를 가진다. 또한, 절삭 인서트는 회전 축에 대하여 각도(예를 들면, 10°)로 경사져 있다. 공지된 바와 같이, 이러한 경사진 배치의 목적은 더 부드러운 초기 절삭을 하기 위함이고, 따라서, 원통형 밀링 커터 상에 결과적으로는 전체 기구 상에 더 작은 동적 하중을 발생시키는 것이다.

그러나, 나이프 에지의 경사진 배치 때문에, 가공 힘은 또한 축 방향으로의 힘 성분을 발생시킨다. 이것은 원통형 밀링 커터의 축 방향 베어링을 부담지우고, 측면 가이드에서 흡수되어야 하는 전단력(shear force)을 가공될 슬래브 또는 스트립에 야기한다. 그에 따라서, 전단력은 또한, 연속 스트립 상에, 특히, 측면 가이드가 밀링 커터의 전면 및 후면에서 작동하지 않는 스트립의 헤드 및 단부에 부정적인 영향을 준다. 이것은 특히 넓은 스트립, 커다란 감소 또는 높은 강도 재료에서 발생한다.

그러므로, 본 발명의 목적은 원통형 밀링 커터 또는 가공될 재료 상에 작용하는 축 방향 힘이 실질적으로 방지되는 원통형 밀링 커터를 제공하는 것이다.

원통형 밀링 커터에서, 원통형 밀링 커터의 원통형 몸체는 복수의 그루부를 포함하고, 복수의 그루브는 서로 떨어져서 원통형 몸체의 길이 방향 축에 대해 일정한 각도를 이루면서 원통형 몸체의 길이 방향으로 연장되어 있고, 인덱서블 절삭 인서트, 특히 코팅된 카바이드 절삭 인서트가 이러한 복수의 그루브 내에 배치되어 있다. 전술한 목적은, 복수의 그루브 및 인덱서블 절삭 인서트의 나이프 에지는 부분적으로 다른 각도로 배향되고, 이러한 각도는, 가공 프로세스 동안에 일 부분에서 발생하는 축 방향 힘이 인접한 부분에서 발생하는 축 방향 힘에 의해 상쇄되거나 소정의 방식으로 감소되도록 선택되는 본 발명에 의해 달성된다.

또한, 원통형 밀링 커터의 원통형 몸체는 복수의 그루부를 포함하고, 복수의 그루브는 서로 떨어져서 원통형 몸체의 길이 방향 축에 대해 일정한 각도를 이루면서 원통형 몸체의 길이 방향으로 연장되어 있고, 인덱서블 절삭 인서트, 특히 코팅된 카바이드 절삭 인서트가 이러한 복수의 그루브 내에 배치되어 있다. 원통형 밀링 커터는, 가공 프로세스 동안에 일 인덱서블 절삭 인서트에 의해 유발되는 축 방향 힘이 인접한 인덱서블 절삭 인서트에 의해 유발되는 축 방향 힘에 의해 상쇄되도록 인덱서블 절삭 인서트가 복수의 그루브 내에서 다르게 배치 또는 배향되는 것을 특징으로 한다.

일반적으로, 효과는 또한 다음의 방정식으로 수리적으로 표현될 수 있다.

i = 나이프 에지 인덱스

n = 밀링 커터의 길이에 따른 나이프 에지 양

Li = 나이프 에지 i의 길이

αi = 나이프 에지 i의 경사 각도

경사 각도 α(또는 나이프 에지의 배향)는 플러스 또는 마이너스가 될 수 있고 밀링 커터의 길이에 따라 변한다.

일 실시예에 따르면, 그루브 및 나이프 에지 배향은 원통형 몸체를 관통하여 가로지르는 평면에 대하여 거울 대칭적으로 연장되어있다.

원통형 몸체는 또한, 축 방향으로 연속해서 배치되고, 클램핑 요소에 의해 함께 결합되는 복수의 디스크를 포함할 수 있고, 모든 인접한 두 개의 디스크에서, 그루브 및 나이프 에지 배향이 디스크 사이의 분리면에 대하여 거울 대칭식으로 연장되어 있다.

최종적으로, 복수의 인덱서블 절삭 인서트가 고정 플레이트 상에 블록식으로 조립되고, 개별의 고정 플레이트 및 이에 결합되는 나이트 에지는 다양하게 배향되도록 원통형 몸체에 결합된다. 배향은 전술한 개별 인덱서블 절삭 인서트와 같은 방식으로 실행된다.

나이프 에지의 길이와 원통형 밀링 커터의 모든 나이프 에지의 경사 각도의 곱의 합은 영으로 되어야 한다.

나이프 에지의 배치는 역방향과 비교시 정방향이 약간 다르도록 선택되거나, 또는 플러스 경사를 가진 나이프 에지의 양이 마이너스 경사를 가진 나이프 에지의 양보다 다소 많도록 선택되기 때문에, 소정의 작은 축 방향 힘이 발생될 수 있다.

인덱서블 절삭 인서트의 나이프 에지의 배향은 원통형 밀링 커터의 정면에서 보았을 때, 오목 볼록 선 또는 지그재그(zigzag) 선의 화살 형태 또는 아크 형태로 연장될 수 있다.

따라서, 본 발명은 인덱서블 절삭 인서트, 특히 코팅된 카바이드 절삭 인서트를 구비한 원통형 밀링 커터에 관한 것이다. 그러나, 종래 기술과는 대조적으로, 가공 프로세스 동안에 발생하고 절삭 실린더 및 가공되는 재료 상에 작용하는 축 방향 힘이 존재하기 않거나, 기껏해야, 극소의 또는 소정의 미소값이 되도록, 본 발명의 인덱서블 절삭 인서트는 배향된다.

이해를 돕기 위해, 본 발명은 다음의 도면에 참조 번호를 통하여 보다 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명에 따라 배치된 인덱서블 절삭 인서트를 구비한 원통형 밀링 커터의 개략도이다.

도 2는 인덱서블 절삭 인서트의 배치의 세 가지 다른 예이다.

도 3은 원통형 밀링 커터의 디스크형 구조이다.

도 4는 도 1에 따른 커터의 변형된 구조이다.

도 5는 다양한 나이프 에지 구조이다.

도 1에 도시된 구조에 따르면, 원통형 밀링 커터는 실린더 전체 원주를 거쳐 실린더의 절반 둘 다에 대하여 나선 방식으로 통합된 그루브(2)를 구비한 원통형 몸체(1)를 포함하고, 인덱서블 절삭 인서트(3)는 그루브 내에 고정된다. 실린더의 고정 또는 베어링 지지 등에 관한 상세 사항은 본 발명을 이해하기 위한 필수사항이 아니므로 도시되어 있지 않다. 인덱서블 절삭 인서트의 나이프 에지는 이 구조에서 약간 화살 형태 방식으로 배치되고 배향된다. 대칭적 배치, 즉, 좌측 및 우측에 나이트 에지의 배치 때문에, 축 방향으로의 힘 성분은 축 방향으로의 힘이 최소화(예외적인 상황에서는 0)되도록 소거된다. 이러한 방식으로 밀링 커터 내에 스트 립의 가이드는 더 작은 설치 공간 내에서 단순한 방식으로 결합될 수 있고 과부하 되지 않는다. 또한, 칩의 날림(flying chip)은 이 구조에서 대체로 면을 향하게 되고, 이 구조는 상부에서 칩 제거에 도움이 된다. 또한, 나이프 에지의 사선 오프셋 배치는 부드러운 초기 절삭을 제공한다.

나이프 에지의 다른 배치 및 배향은 도 2에 도시되어 있다. 예 a는 도 1에 따른 구조에 대응되고, 단지 예 b에 따른 구조의 이해를 용이하게 하기 위하여 여기에서 도시된다. 다른 실시예인 예 b에서는, 나이프 에지는 정면에서 보았을 때 아크(arc) 형태로 배치된다.

칩의 바람직한 경로에 의하면, 예 a 및 b에 따른 절삭 인서트의 배치는 오목하거나 볼록한 배열을 가지고, 즉, 한 열의 나이프 에지는 예를 들면, 밀링 커터의 중앙 부분에 나이프 에지가 가공 영역에 먼저 들어가나, 반대 굴곡 방향 경우에서는 가공 영역에 마지막으로 들어간다. 실시예에 따르면, 그에 따라서, 칩은 슬래브(slab)의 가장자리 방향으로 외측으로 날리거나 슬래브의 중심 방향으로 내측으로 날린다.

예 c는 절삭 인서트의 배치에 관한 공지 기술로 주지한 실시예에 대응한다. 그러나, 둘 간격으로 카바이드(carbide) 나이프 에지는 다르게 배향된다.

도 3에 도시된 원통형 밀링 커터의 구조에서, 원통형 몸체는 개별 디스크를 포함하고, 디스크의 피치(pitch) 방향은 다른 구조에서 바뀐다.

원통형 밀링 커터의 다른 바람직한 구조 형태는 도 4에 도시되어 있다. 이 경우에는 카바이드 인덱서블 절삭 인서트는 고정 플레이트(4)(카트리지)에서 블록 식으로 함께 고정된다. 이러한 고정 플레이트는 나이프 에지의 배향이 예를 들어, 전술한 바와 같이 화살 형태로 되도록 차례로 베이스 몸체 상에 장착된다.

이 실시예에서, 나이프 에지의 두 열은 보다 상세하게 도시되어 있다. 나이프 에지의 오프셋된 배치의 겹침이 도시될 수 있다. 복수의 더블 열은 전체 원주를 통해서 같은 방식으로 배치된다.

전술한 구조 형태(한 파트를 포함하는 원형 밀링 커터, 복수의 디스크를 포함하는 원형 밀링 커터, 나이트 에지 고정 플레이트를 구비한 원형 밀링 커터)는 다양한 나이프 에지 배치의 조합으로써 구성될 수 있다.

완벽을 위하여, 사용될 수 있는 인덱서블 절삭 인서트 형태가 도 5에 도시되어 있다. 인덱서블 절삭 인서트의 축 방향 배치 및 접선 방향 배치는 둘 다 원형 밀링 커터에 제공된다. 바람직한 방식으로, 인덱서블 절삭 인서트는 에지 간섭을 구비한 정사각형 또는 직사각형이 되도록 구성될 수 있다. 바람직하게는 코팅된 카바이드 절삭 인서트(인덱서블 절삭 인서트)가 사용된다.

전술한 바와 같이, 나이프 에지의 전술한 배치 및 배향을 통한 모든 구조 형태의 목적은 가공 프로세스 동안에 축 방향으로 최소한의 가공 힘을 유지하는 것이고, 동시에 제품(슬래브)으로 나이프 에지의 부드럽게 꽂히는 것이 가능하도록 하는 것이다. 축 방향 힘의 소멸을 달성이라는 목적에 대안으로서, 소정의 작은 축 방향 힘과 축 방향 힘의 방향이 또한 정해질 수 있다. 이것은 한쪽 방향으로 향하는 나이프 에지의 배치를 다른 쪽 방향으로 살짝 기울이도록 바꾸는 방식, 또는, 역방향 경사를 가진 나이프 에지의 양이 정방향 경사를 가진 나이트 에지의 양보다 조금 더 많도록 하는 방식으로 바람직하게 달성된다.

Claims (8)

1. 원통형 밀링 커터의 원통형 몸체는 복수의 그루부를 포함하고, 상기 복수의 그루브는 서로 떨어져서 상기 원통형 몸체의 길이 방향 축에 대해 일정한 각도를 이루면서 상기 원통형 몸체의 길이 방향으로 연장되어 있고, 인덱서블 절삭 인서트, 특히 코팅된 카바이드 절삭 인서트가 상기 복수의 그루브 내에 배치되어 있는 상기 원통형 밀링 커터에서,

   상기 복수의 그루브 및 상기 인덱서블 절삭 인서트의 나이프 에지는 부분적으로 다른 각도로 배향되고, 상기 각도는, 가공 프로세스 동안에 일 부분에서 발생하는 축 방향 힘이 인접한 부분에서 발생하는 축 방향 힘에 의해 상쇄되거나 소정의 방식으로 감소되도록 선택되는, 원통형 밀링 커터.
2. 원통형 밀링 커터의 원통형 몸체는 복수의 그루부를 포함하고, 상기 복수의 그루브는 서로 떨어져서 상기 원통형 몸체의 길이 방향 축에 대해 일정한 각도를 이루면서 상기 원통형 몸체의 길이 방향으로 연장되어 있고, 인덱서블 절삭 인서트, 특히 코팅된 카바이드 절삭 인서트가 상기 복수의 그루브 내에 배치되어 있는 상기 원통형 밀링 커터에서,

   상기 인덱서블 절삭 인서트는, 가공 프로세스 동안에 일 인덱서블 절삭 인서트에 의해 유발되는 축 방향 힘이 인접한 인덱서블 절삭 인서트에 의해 유발되는 축 방향 힘에 의해 상쇄되도록 상기 복수의 그루브 내에서 다르게 배치 또는 배향 되는, 원통형 밀링 커터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 나이프 에지의 배향은 상기 원통형 몸체를 관통하여 가로지르는 평면에 대하여 거울 대칭적으로 연장되어있는, 원통형 밀링 커터.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 원통형 몸체는 축 방향으로 연속해서 배치되고, 클램핑 요소에 의해 함께 결합되는 복수의 디스크를 포함하고, 모든 인접한 두 개의 디스크에서, 상기 복수의 그루브 및 상기 나이프 에지의 배향이 상기 복수의 디스크 사이의 분리면에 대하여 거울 대칭식으로 연장되어 있는, 원통형 밀링 커터.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   복수의 인덱서블 절삭 인서트가 고정 플레이트 상에 블록식으로 조립되고, 개별의 상기 고정 플레이트 및 이에 결합되는 상기 나이트 에지는 다양하게 배향되도록 상기 원통형 몸체에 결합되는, 원통형 밀링 커터.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 나이프 에지의 길이와 밀링 실린더의 모든 상기 나이프 에지의 경사 각도의 곱의 합은 영인, 원통형 밀링 커터.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 나이프 에지의 배치는 역방향과 비교시 정방향이 약간 다르도록 선택되거나, 또는 플러스 경사를 가진 상기 나이프 에지의 양이 마이너스 경사를 가진 상기 나이프 에지의 양보다 다소 많도록 선택되기 때문에, 소정의 작은 축 방향 힘이 발생되는, 원통형 밀링 커터.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 나이프 에지의 배향은, 상기 원통형 밀링 커터의 정면에서 보았을 때, 오목 볼록 선 또는 지그재그 선의 화살 형태 또는 아크 형태로 연장되어 있는, 원통형 밀링 커터.

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