KR20100005685A - 탈착 가능 밀링 인서트 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상측 (11), 하측 (12), 및 2 개의 절삭날 (6) 을 포함하며, 이 각각의 절삭날 (6) 은 절삭날선 (13) 을 구비하며, 상측 (11) 에 포함된 칩 표면 (14) 과, 상측과 하측 사이에 연장되어 있는 여유면 (15) 사이에 형성되어 있으며, 이 여유면은 예각의 공칭의 여유각을 형성한다. 각각의 절삭날 (6) 은 주 에지 (18) 를 포함하고, 이 주 에지 (18) 는 시작 단부 (21) 로부터, 주 에지 (18) 의 곡률 반경보다 작은 곡률 반경을 갖는 모서리 에지 (19) 까지 연장되어 있다. 절삭날선 (13) 과 제 1 여유면 (15) 사이에, 균일한 폭을 갖는 제 2 여유면 (26) 이 형성되어 있으며, 상기 제 2 여유면은 최대 0.3 mm 의 폭을 갖고, 이 여유면의 여유각은 예외 없이 제 1 여유면 (15) 의 여유각보다 작고, 시작 단부 (21) 로부터 모서리 에지 (19) 를 향하는 방향으로 연속적으로 감소하는, 유형의 탈착가능 밀링 인서트에 관한 것이다. 제 2 여유각으로 인하여, 유해한 열 발생의 실질적 증가 없이 진동에 대한 경향이 예방될 것이다.

절삭날, 주 에지, 모서리 에지, 여유면, 여유각.

Description

탈착 가능 밀링 인서트{INDEXABLE MILLING INSERT}

본 발명은, 상측, 가상의 기준면에 평행하는 하측, 및 2 개의 절삭날을 포함하며, 이 각각의 절삭날은 절삭날선을 구비하며, 상측에 포함된 칩 표면과, 상측과 하측 사이에 연장되어 있는 제 1 여유면 사이에 형성되어 있으며, 이 제 1 여유면은 기준면에 대한 임의의 수직선과 예각을 이루는 공칭의 제 1 여유각을 형성하고, 각각의 절삭날은 주 에지를 포함하고, 이 주 에지는, 위로부터 평면도로 보았을 때 적어도 부분적으로 볼록하게 만곡되어 있으며, 밀링 인서트의 최대 절삭 깊이를 결정하는 시작 단부로부터, 주 에지의 곡률 반경보다 작은 곡률 반경을 갖는 모서리 에지까지 연장되어 있고, 상기 주 에지는, 시작 단부로부터 모서리 에지를 향한 방향으로 솟아 있어서 상기 방향에 있어서 주 에지로부터 하측까지의 간격이 연속적으로 증가하고, 상기 절삭날선과 제 1 여유면 사이에 제 2 여유면이 형성되어 있으며, 상기 제 2 여유면은 최대 0.3 mm 의 폭을 갖고, 상기 제 1 여유각 보다 작은 공칭의 제 2 여유각을 갖는, 그러한 유형의 탈착가능 밀링 인서트에 관한 것이다.

일반적으로 밀링 공구 및 그 밀링 공구의 밀링 인서트는, 실제적으로 예컨대 가공성, 열 발생, 고착 등에 있어서 가장 다양한 특성들을 갖는, 예를 들어 강, 알 루미늄, 티타늄 등과 같은 다양한 금속 재료로 이루어진 공작물의 절삭 기계가공이나 칩 제거를 위해 사용된다. 초기에 언급한 종류의 밀링 인서트 (본 기술분야의 당업자들에겐 "로우터 인서트"로 공지되어 있음) 는 알루미늄과 같이 쉽게 기계가공되는 재료에서의 밀링을 위해 특히 적합하고, 밀링 인서트는 큰 절삭 성능을 가지며 최대한 매끄러운 가능한 표면을 형성한다. 이러한 이유로, 밀링 인서트는 각각의 칩 표면과 부속 여유면 사이의 절삭 날 각이 예각 (예를 들어 65 ~ 75 °의 범위내) 이 되도록 양 (positive) 의 절삭 형상을 가지며 제조되고, 동시에 밀링 인서트는, 축선방향 및 반경방향으로 보았을 때, 밀링 절삭기 본체의 부속 시팅 (seating) 부에서 양의 티핑-인 (tipping-in) 각을 갖고 장착된다. 그러한 방식으로, 밀링 인서트는 효과적이며 강력한 방식으로 재료에 "그 자체를 찔러넣을" 수 있으며 이로써, 단위 시간 당 많은 양의 칩을 제거할 수 있다. 매끄러운 (보통 평면형의, 곡선의 또는 원통형의) 표면을 형성하기 위해, 각각의 절삭날의 주 에지 (main edge) 는 평면도에서 보았을 때 볼록하게 만곡되어 있거나 챔버형으로 주어져야하며, 이로써 밀링 절삭기 본체안으로의 밀링 인서트의 축선방향으로의 양의 티핑-인 (tipping-in) 에도 불구하고, 주 에지의 절삭날선이 가상의 원통을 따르거나 이에 접할 것이며, 이 원통의 직경은 밀링 절삭기 본체의 회전 축선과 주 에지의 절삭날선 사이의 반경방향의 거리에 의해 결정된다. 또한, 적어도 2 개의 이용가능한 절삭날을 갖고 이로써 탈착 가능함으로써, 해당하는 밀링 인서트가 1 개의 절삭날만을 갖는 밀링 인서트의 사용수명 보다 적어도 2 배의 사용 수명을 갖는다는 것은 언급되어야 한다.

그러나, 이전에 공지된, 고 성능의 밀링 인서트 (예를 들어 WO/02/055245 A1 및 SE 527617 C2 참조) 가 갖는 문제점은, 이 밀링 인서트가 특정 환경에서 진동을 겪을 수 있다는 것이며, 이로써, 이 진동이 회생식이며 제어 불가능한 방식으로 강도가 커지게 허용되는 경우에는, 예를 들어 공구 또는 기계의 고장, 값비싼 공작물의 폐기, 개인 부상의 위험 등과 같은 극적인 결과를 초래할 수 있다. 진동이 발생될 위험은, 예를 들어 알루미늄에서 밀링 공구가 가늘고 큰 절삭 깊이를 사용하여 작동할 때 특히 크다. 절삭 깊이가 작거나 적당 (최대 2 mm) 하다면, 초기 진동 경향은 보통 스스로 사라져 버리지만, 절삭 깊이가 예를 들어 절삭날의 길이의 1/4 까지 또는 그 이상으로 증가하여 절삭력이 향상되는 경우에는 흔히, 진동이 피드백되고 제어할 수 없는 방식으로 커진다. 진동의 위험은 예를 들어 생크-앤드 밀과 같이 강으로 이루어진 공구에 있어서 특히 주목을 받게 되며, 이 공구의 길이는 직경보다 몇 배 더 크다 (L > 3 × D).

본 발명의 목적 및 특징

본 발명은 전술한 문제를 극복하며 탈착가능한 유형의 향상된 밀링 인서트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러므로, 주요 목적은 진동이 발생되려고 하자마자 자동적으로 감쇠되거나 소진되는 고유의 특성을 갖는 초경합금 또는 다른 경질 및 내마모성 재료로부터 제조된 밀링 인서트를 제공하는데 있다. 진동이 발생되는 것을 예방하는 궁극적인 목적은, 축선방향의 절삭 깊이를 증가시켜서, 점차 커지는 진동에 의한 공구 및/또는 기계의 손상의 위험 없이 제거 체적을 증가시킬 수 있게 하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 기술적으로 간단하며 이로써 덜 비싼 수단을 이용하여 진동 감쇠 작용을 실현시키는데 있다. 또한, 생크 앤드 밀을 사용하는데 특히 적합한 밀링 인서트를 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, 밀링 인서트의 적어도 주요 목적은 청구항 1 항의 특징부에서 정의된 특징에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 밀링 인서트의 바람직한 실시형태는 종속항 2 항 ~ 8 항에서 더 정의된다.

용어

본 발명의 예시된 실시형태를 더 설명하기 전에, 본 문헌에서 사용되며 본 발명의 특성을 이해하는데 중요한 몇 가지 개념을 명확하게할 필요가 있다. 따라서, "공칭" 여유각의 개념은, 해당하는 각이 적절한 밀링 인서트에만 관련되어 있는 것이며, 즉 밀링 절삭기의 기본체와는 관련이 없다는 것을 의미한다. 그러나, 여유각이 "유효" 하다는 것은, 밀링 절삭기 본체의 중심 축선과 동심인 가상의 원통에 대하여 동일한 여유면에 의해 형성되며, 여유면에 인접한 밀링 인서트의 주 에지에 의해 작용하는 각이라는 것을 말한다.

또, "티핑-인 (tipping-in) " 또는 "티핑-인 각 (tipping-in angle)" 의 개념은 밀링 절삭기 본체에 장착된 밀링 인서트의 공간 위치를 결정하는데 사용된다. 실제로, 이 위치는 밀링 인서트가 고정되는 밀링 절삭기 본체의 저부인 시팅 (seating) 부를 어떻게 밀링 절삭기 본체의 중심 축선에 대하여 위치시키는가에 의해 결정된다. 보통 앤드 밀링 작업을 위한 예를 들어 생크 앤드 밀에서, 시팅부인 저부는 밀링 인서트의 축선 방향의 그리고 반경 방향의 티핑-인 각 모두가 양이 되도록 위치되는데, 이는 다시말해 한편으로 밀링 인서트가 측면에서 보았을 때 공구의 회전 방향에 대하여 후방/상방으로 기대고 (축선 방향 티핑-인), 다른 한편으로는 밀링 인서트가 밀링 절삭기 본체의 중심 축선으로부터 이 밀링 절삭기 본체의 외주까지의 가상의 반경에 대하여 회전 방향에 있어 후방/내방으로 경사져 있다는 것 (반경 방향 티핑-인) 을 의미한다.

도 1 내지 도 3 에 도시된 밀링 공구는 본 발명에 따른 기본체 또는 밀링 절삭기 본체 (1), 및 다수의 밀링 인서트 (2) 를 포함한다. 실시예에서 밀링 절삭기는 2 개의 밀링 인서트가 구비된 생크 앤드 밀의 형태를 갖는다. 밀링 절삭기 본체는 엔벨로프면 (3) 과, 사이에 중심축 (C1) 이 뻗어있는 전방 단부 (4) 및 후방 단부 (5) 를 포함하며, 상기 중심축을 중심으로 밀링 절삭기 본체는 미리 결정된 회전방향 (R) 으로 회전가능하다. 이하에서 더 설명할 각각의 밀링 인서트 (2) 는 번갈아가며 사용될 수 있는 2 개의 절삭날 (6) 을 포함하는 탈착형이다. 각각의 밀링 인서트는 밀링 절삭기 본체의 전방 단부에 오목하게 파인 시팅부에 고정되는데, 이 시팅부는 저부 (7) 로 표시되며, 이 경우에 이 저부는 소위 세레이션 (serration) 연결면 즉, 홈에 의해 이격되어 있으며 서로 평행을 이루는 복수개의 릿지 (ridge) 가 포함된 면이며, 이 릿지는 밀링 인서트 (2) 의 하측에서 대응하는 세레이션 연결면의 홈과 결합할 수 있다. 이 경우에, 밀링 인서트 (2) 의 고정은, 밀링 인서트에서의 관통 구멍 (9) 을 통해 삽입 가능하며 시팅 저부 (7) 에 이어져 있는 구멍 (10) 의 암나사부에서 조여질 수 있는 나사 (8) 에 의해 행해질 수 있다.

적절한 밀링 인서트 (2) 의 특성을 도시한 도 4 내지 도 7 을 참조한다. 밀링 인서트는 2 개의 절삭날 (6) 이외에, 상측 (11) 과 하측 (12) 을 포함한다. 도 4 와 도 5 에서 구멍 (9) 의 중심 축선은 C2 로 표시되어 있다. 2 개의 절삭날 (6) 은 동일하여 이 절삭날은 하나로 볼 수 있으며 또한 중심축선 (C2) 을 중심으로 180 °회전하여 밀링 인서트를 탈착한 후에 있어서 밀링 절삭기 본체에서 의 입체적인 기하학적 위치가 동일하기 때문에, 2 개의 절삭날 중 하나만을 이하 상세히 설명한다. 각각의 절삭날 (6) 은 절삭날선 (13) 을 포함하며, 이 절삭날은 상측 (11) 에 포함된 칩 표면 (14) 과 상측과 하측 사이에 연장되어 있는 여유면 (15) 사이에 형성되어 있다.

이전에 언급한 바와 같이, 밀링 인서트의 하측 (12) 은 다수의 직선형 릿지 (16) (도 5 및 도 7 참조) 로 이루어진 세레이션 연결면의 형상을 갖고, 이 릿지의 정상은 동일면에 위치된다. 다시말해, 밀링 인서트의 하측은 일반적으로 평면이다. 도 7 에는 밀링 인서트의 하측에 평행하는 기준면 RP1 이 도시되어 있다. 또, 도 7 에는 기준면 RP1 에 대해 수직하는, 즉 이 기준면 RP1 에 수직하여 신장되어 있는 수직선이 N 으로 표시되어 있다. 이 수직선 (N) 과 관련하여, 여유면 (15) 이 임의의 여유각 (α) 을 형성하는데, 이 각은 일반적으로 해당 밀링 인서트의 종류에 대해 10 ~ 20 °의 범위내에 있다. 실시예에서 α 는 대략 12 °이다.

밀링 인서트의 상측 (11) 에는, 다수의 함몰부 (17) 가 형성되어 있으며, 이 함몰부는 제조 기술의 이유로 형성되어진 것이며, 그 자체로는 본 발명의 일반적인 사상에 있어서 중요하지는 않으므로 자세히 설명하지는 않는다. 그러나, 2 개의 주변 칩 표면 (14) 내부에 그 함몰부가 필수적으로 위치되는 것은 주목되어야 한다.

일반적으로, 밀링 인서트 (2) 는 기다란 기본형상을 갖는다. 각각의 개별적인 절삭날 (6) 은 복수개의 부분 에지 (도 6 참조) 바꿔 말하면, 주 에지 (18), 모서리 에지 (19) 및 제 2 표면 와이핑 에지 (20) 를 포함하며, 이들 중 주 에지 (18) 는 시작 단부 (21) 로부터, 주 에지 (18) 가 모서리 에지 (19) 로 전이되는 지점 (22) 까지 이어져 있다. 모서리 에지 (19) 는 차례로, 전이 지점 (22) 으로부터, 모서리 에지 (19) 가 제 2 표면 와이핑 에지 (20) 로 전이되는 지 점 (23) 까지 이어져 있다. 위로부터 본 도 6 에 따른 평면도에 도시된 바와 같이, 주 에지는 약간 볼록하지만 아치의 반경이 너무 커서 그 볼록함은 육안으로는 볼 수 없다. 또, 모서리 에지 (19) 는 평면도로 보았을 때 볼록하게 만곡되어 있지만, 그 곡률 반경은 주 에지 (18) 의 곡률 반경보다 휠씬 작다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 모서리 에지 (19) 는 본질적으로 원의 1/4 의 형상을 가지며, 이등분선 (B) 에 의해 2 개의 동일하게 큰 절반부로 분할된다. 제 2 에지 (20) (도 6 을 다시 참조) 는 최대한 약간 볼록하며 (그러나, 도 6 에서는 육안으로 직선형으로 보임), 일반적으로 밀링 인서트의 길이방향 축선 (L) 에 대하여 횡단하여 이어져 있다. 이 길이방향 축선 (L) 은 밀링 인서트의 하측의 릿지 (16) 에 평행하다. 제 2 에지 (20) 는 차례로, 추가 절삭날 (24) 로 전이되고, 이 추가 절삭날 (24) 은 길이방향 축선 (L) 에 대해 수직을 이루는 기준면 RP2 에 대해 예각 (β) 을 이루며 연장되어 있다. 이 예각 (β) 은 이롭게는 25 ~ 35 °의 범위에 있을 수 있으며, 실시예에서 대략 31 °이 될 수 있다. 상기 절삭날 (24) 은 소위 경사 (ramping) 작업을 위해 사용될 수 있으며 이로써 앞으로 경사 에지로 일컫는다.

도 6 에는, 각각의 주 에지 (18) 가, 왼편으로 도시된 주 에지 (18) 와 이 주 에지 (18) 의 연장부인 모서리 에지 (19) 사이의 전이 지점 (22) 에 접하며 길이방향 축선 (L) 에 평행하는 기준면 RP3 에 대하여, 임의의 중간각 (γ) 으로 경사져 있는 것이 더 도시되어 있다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 또 밀링 인서트는, 주 에지 (18) 가 시작 단부 (21) 로부터 모서리 에지 (19) 를 향하여 솟아올 라, 절삭날선 (13) 과, 밀링 인서트의 하측 (12) 사이의 수직 거리가 시작 단부 (21) 에서부터 모서리 에지 (19) 를 향하는 방향으로 연속적으로 증가하도록 형성되어 있다. 반대로, 경사 에지 (24) 는 제 2 에지 (20) 로부터, 인접한 (비 작동중인) 절삭날 (6) 의 시작 단부 (21) 까지 낮아진다. 또한, 주 에지 (18) 는 측면도에서 볼 때 약간 오목하게 만곡되어 있다는 것이 주목되어야 한다.

명확성을 위해, 각 (γ) 은 한편으로 기준면 RP3 과, 다른 한편으로 약간 볼록한 주 에지 (18) 의 2 개의 끝 지점 (21, 22) 사이의 가상의 직선 사이에서 정해지는 것이 주목되어야 한다.

다시 도 1 내지 도 3 을 참조하면, 이 도면에는 시팅 저부 (7) 는 밀링 절삭기 본체 (1) 에서 밀링 인서트 (2) 가 장착된 상태에서 축선방향으로 양의 티핑 - 인 (tipping-in) 각 (δ) 및 반경방향으로 양의 티핑 - 인 각 (ε) 을 얻도록 위치되어 있다는 것이 도시되어 있다. 밀링 인서트는 반경방향 티핑 인 각 (ε) 에도 불구하고, 비교적 큰 공칭의 여유각 (α) 으로 인해, 형성된 면으로부터 막혀있지 않을 것이다. 접선 (T) 에 대한 유효 여유각 (ζ) 은 대략적으로 각 (α) 와 각 (ε) 사이의 차라고 말할 수 있다. 유사한 방식으로, 제 2 에지 (20) 는 유효 여유각 (η) 을 얻는데, 이 여유각은 대략 제 2 에지 (20) 에 인접한 밀링 인서트의 공칭의 여유각 (표시 번호 없음) 과 축선방향의 티핑-인 각 (δ) 사이의 차이다. 그러나, 실제로 축선방향의 티핑-인과 반경방향의 티핑-인은, 간단한 뺄셈만으로는 정확한 여유각이 계산될 수 없는 식으로, 서로 상호적으로 영향을 준다.

이제 도 10 의 개략도를 참조하면, 밀링 절삭기 본체의 중심축선 (C1) (도 1 참조) 을 중심으로 하는 회전 방향 (R) 으로 밀링 절삭기 본체가 회전할 때, 밀링 인서트의 주 에지 (18) 에 의해 형성된 가상의 원통을 도면부호 25 로 표시한다. 이 원통 (25) 의 직경 (D) 은 중심축선 (C1) 과 주 에지 (18) 사이의 반경 거리에 의해 결정된다. 주 에지 (18) 의 절삭날선이 약간 볼록하기 때문에, 이 주 에지 (18) 의 절삭날선을 따르는 각각의 지점이 원통 (25) 을 따라 위치될 것이며, 밀링 인서트에도 불구하고, 따라서 주 에지는 축선방향의 티핑-인 각 (δ) 으로 경사져 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 공지된 밀링 인서트는 밀링 절삭기 본체에 장착된 상태에서 기계와 공구의 고장을 일으킬 수 있는 회생식 진동을 발생시킨다. 진동에 대한 위험성은, 밀링 절삭기 본체가 가늘고 강이나 다른 비교적 유연한, 가요적인 재료 (예를 들면 초경합금과 비교해서) 로 제조될 때 특히 크다. 그러므로, 적절한 밀링 절삭기 본체가 3 × D 이상의 길이를 가질 수 있을 때 예시된 종류의 생크 앤드 밀에서 특히 매우 위험하게 된다.

제어 불가능한 진동에 대한 위험을 미연에 방지하거나 예방하기 위해서, 본 발명에 따른 밀링 인서트에는 전술한 제 1 여유면 (15) 과 절삭날선 (13) 사이에 제 2 여유면 (26) 이 형성되어 있다 (도 4, 5 및 9 참조). 상기 제 2 여유면 (26) 의 특징은, 이 제 2 여유면 (26) 이 본질적으로 이 면의 길이 연장부를 따라 균일한 폭을 갖는다는 것과, 이 제 2 여유면 (26) 의 공칭의 여유각 (α) 이 주 에지 (18) 의 시작 단부 (21) 로부터 모서리 에지 (18) 를 향하여 연속적으로 감소한 다는 점이다. 상기 여유면 (26) 의 폭 (W2) (도 9 참조) 은 한편으로, 최대 0.3 mm 가 되고, 다른 한편으로 최소 0.05 mm 가 된다. 적합하게, W2 는 0.10 ~ 0.20 mm 의 범위내에 있다. 실제로, 제 2 여유면 (26) 은, 세레이션 연결면 (7, 12) 의 릿지의 연마 플랭크와 함께, 밀링 인서트 본체의 중심 축선에 대하여 주 에지 (18) 의 절삭날선을 정확히 위치결정하기 위하여 연마함으로써 제공되어야 한다.

게다가, 제 2 여유면 (26) 의 공칭의 각은, 예외 없이, 제 1 여유면 (15) 의 여유각 (α) 보다 작으며, 시작 단부 (21) 로부터 모서리 에지 (19) 를 향하는 방향으로 연속적으로 감소된다.

절삭날을 따르는 상이한 부분에서의 여유면 (15, 26) 의 여유각을 설명하기 위해서, 이제 도 8 과 도 8 A - 도 8 F 를 참조한다. 이 도면들에서, 제 1 여유면 (15) 의 여유각은 여전히 α로 표시되며, 제 2 여유면 (26) 의 여유각은 λ 로 표시된다. 이하, 표는 상이한 부분에서 각각의 여유각 및 이 각들의 차이가 어떻게 변하는지를 보여준다.

부분 λ α 각 차이

A 9.19° 15.13° 5.94°

B 6.63° 13.11° 6.48°

C 3.34° 11.09° 7.75°

D 0.01° 9.11° 9.10°

E 4.69° 14.21° 9.52°

F 15.16° 18.11° 2.95°

상기 표에 도시된 바와 같이, λ 및 α 는 주 에지 (18) 의 시작 단부 (21) (부분 A) 에서부터 전이 지점 (22) 을 향하여 모서리 에지 (19) 로의 방향으로 감소된다. 그러나, λ 의 감소는 α 의 감소보다는 비례적으로 더 큰데, 이는 2 개의 각 간의 차가 부분 A 로부터 부분 D 까지의 방향으로 커진다는 것을 의미한다. 또, λ 는 전이 지점 (22) 의 영역에서 0 에 이르고 (부분 D 참조), 그 후에 모서리 에지 (19) 를 따라 즉, 전이 지점 (22) 으로부터 전이 지점 (23) 을 향하여 제 2 에지 (20) 로의 방향으로 증가한다는 점에 주목해야 한다. λ 가 다시 모서리 에지 (19) 를 따라 커질 수 있다는 것은, 밀링 인서트상에서 이루는 일반적인 구조 요구에 의해 좌우되고, 제 2 여유면 (26) 의 진동 감쇠 효과는 주 에지 (18) 를 따라서 매우 중요하고 그러나, 모서리 에지 (19) 를 따라서 (특히, 이등분선 (B) 과 전이 지점 (23) 사이의 연장 부분을 따라서) 는 덜 중요하다는 사실이 강조된다.

도시된 실시예에서, 제 2 여유면 (26) 은 전체적으로 주 에지 (18) 를 따라서 그리고 모서리 에지 (19) 및 제 2 표면 와이핑 에지 (20) 를 따라서 연장되어 있다. 이러한 바람직한 설계는, 제 2 여유면이 시작 지점 (21) 으로부터 제 2 에지 (20) 까지의 범위내에서 쉽게 연마될 수 있도록 주로 제조 기술을 이유로 결정된다. 그러나, 제 2 여유면 (26) 에 의해 제공되는 유효 진동 감쇠는 주로, 적어도 일부의 주 에지 (18) 를 따라 얻어진다. 따라서, 여유면 (26) 은 지점 22 으로부터 지점 21 을 향하여 대부분의 주 에지 (18) 를 따라 연장되어야 한다. 유리하게, 제 2 여유면 (26) 은 또한 지점 22 과 이등분선 (B) 사이에 존재하는 적어도 일부의 모서리 에지 (19) 를 따라서 연장되어 있다.

제 2 여유면 (26) 의 진동 감쇠 효과를 설명하기 위해, 이제 도 11 을 참조한다. 이 도면에는 공구가 진동하기 시작하면, 작업물에서 밀링 인서트의 주 에지 (18) 에 의해 형성된 면이 일반적으로 어떻게 웨이브 (물결 모양) 가 되는지를 도시한다. 또, 이 웨이브 면을 따라서 밀링 인서트가 어떻게 이동하는지를 개략적으로 도시하고, 이 면의 기복은 기본적으로 알루미늄에서 밀링될 때 얻어지는 (만곡형의) 형상과 유사하다. 또, 도 11 의 좌측에서는, 밀링 인서트가 상방으로 (엄격히 말하면 공작물로부터 반경방향 외측으로) 웨이브의 정상을 향하여 이동할 때, 웨이브 면에 주 에지의 절삭날선 (13) 만이 어떻게 접촉되었는지를 도시한다. 이렇게 함으로써, 절삭날선 뒤의 여유는 비교적 크고, 이는 무엇보다도 열 발생이 알맞다는 것을 의미한다. 그러나, 밀링 인서트가 웨이브의 정상으로부터 하방으로 웨이브 골 (wave trough) 를 향하여 이동할 때, 여유면 (26) 은 웨이브 면과 접촉하게 되고, 이 웨이브 면을 따라 미끄러질 것이다. 그러한 방식으로, 진동 경향은 감쇠되며, 이는 종래의 방식으로 밀링 인서트가 웨이브 면에 대하여 자유롭게 이동할 수 있는 경우에 발생될 수도 있다. 이와 관련하여, 밀링 인서트는 즉각적으로 이전의 위치에서보다 더 많은 열을 발생하지만, 여유면 (26) 의 폭 (W2) 이 제한 (최대 0.3 mm) 되기 때문에, 열의 발생이 단기적일 것이며 이로써 조절가능할 것이다. 즉, 밀링 인서트의 절삭날선 (13) 이 웨이브 골에 도달할 때, 여유면 (26) 은 웨이브 면과 떨어지게 되는데, 이는 다시 말해 절삭 날선 뒤의 여유가 다시 형성된다는 것이다. 화살표 방향으로 밀링 인서트가 계속 움직이는 동안에, 유효 여유는 다음 웨이브의 정상까지 증가하고, 그 후에 가느다란 여유면 (26) 이 다시 웨이브 면에 대해 미끄러질 것이다. 다시말해, 이러한 이유로, 너무 심한 열 발생으로 인하여 절삭 공정이 복잡해지는 일 없이, 가느다란 여유면 (26) 은 주기적으로 반복되는 진동 감쇠 효과를 제공한다.

도 9 에 도시된 바와 같이, 제 1 여유면 (15) 의 폭 (W1) 은 이 경우에 제 2 여유면 (26) 의 폭 (W2) 보다 더 크다. 그러나, 제 1 여유면 (15) 의 폭 (W1) 은 중요하지 않다. 중요한 것은 제 2 여유면 (26) 의 폭 (W2) 이 제한된다는 것이며, 절삭날선을 따르는 면의 전체 길이의 연장부에 따라 본질적으로 동일하게 크다는 것이다. 따라서, W2 는 최소 0.05 mm (희망하는 감쇠 효과를 제공하기 위해) 이고, 최대 0.30 mm (심한 열 발생을 기피하기 위해) 이어야 한다. 적합하게, W2 는 0.08 ~ 0.25 mm 또는 0.10 ~ 0.20 mm 의 범위에 있어야 한다. 상기 표에 따라 밀링 인서트에 대한 공칭의 여유각 (λ, α) 을 선택함으로써, 매우 적당한 유효 여유각이 얻어진다. 밀링 인서트의 장착 상태에서, 여유면 (26) 의 유효 여유각 (도 3 에서 상기 각이 미도시되었기 때문에 표시 번호는 없다) 은 0.01 ~ 1.5 °의 범위내에 있을 것이며, 이는 전체 주 에지를 따라 본질적으로 동일하게 크며, 더 정확하게는 λ 의 결과로서, 전술한 방식으로 시작 단부 (21) 로부터 모서리 에지 (19) 를 향하여 연속적으로 감소된다. 적합하게는, 제 2 여유면 (26) 의 유효 및 일정한 여유각이 최소 0.1 °및 최대 1.2 °이어야 한다. 더 적합하게는, 그 각이 0.8 ~ 1.2 °의 범위내에 있다.

SE 527617 C2 에 의해 공지된 밀링 인서트 그 자체에는 주 에지의 칩 제거 절삭날선과, 주 에지에 인접하는 종래의 여유면 사이에 소위 여유 베벨이 형성되어 있으며, 이 여유 베벨은 최소 0.05 mm 이고 최대 0.30 mm 의 폭을 갖는다고 한다. 그러나, 상기 여유 베벨의 목적은 절삭날을 배타적으로 강화시키는 것이고, 더 정확하게는 그 절삭날의 주변 연장부를 따라서 균일한 방식으로 강화시키는 것이다. 이러한 이유로, 여유 베벨의 여유각은 적어도 주 에지를 따르는 모든 지점에서 동일하게 크게 되며, 이는 다시 여유 베벨의 폭이 더 자세히 말하면 모서리 에지의 방향으로 주 에지의 일부를 따라서 감소되는 방식으로 변한다는 것을 의미한다. 이로써, 본 기술분야의 당업자가 진동 문제를 극복할 목적으로 공지된 밀링 인서트의 이용을 시도하는 경우에, 강화 여유 베벨이 갖는 가변 폭은 예를 들어 기계 가공된 재료 (예를 들어 알루미늄) 상에 버어 (burr) 가 형성되고 및 밀링 인서트상에 작업물 재료가 고착되는 문제를 발생시킬 수 있다. 또한, 이는 열 발생의 증가를 초래한다. 따라서, 절삭 깊이가 클 때 작동하는 여유 베벨의 가장 넓은 부분은 웨이브 정상 (도 11 참조) 을 너무 깊게 그리고 너무 길게 절삭하여, 더 많은 열이 발생되고, 상기 버어 형성 및 고착 문제가 발생되어 양호한 기계가공 결과를 위태롭게 한다.

도 12 및 도 13 에서, 본 발명에 따른 밀링 인서트의 대안적인 실시형태가 도시되어 있으며, 이 실시형태는 이전의 경우보다 모서리 에지 (19) 가 상당히 작은 반경을 가지며 더 짧은 연장부를 갖는다는 점에서 이전의 실시형태와는 다르다. 다른 점에 있어서, 주 에지 (18) 의 절삭날선 (13) 과 제 1 여유면 (15) 사이에 제 2 여유면 (26) 이 형성된다. 그러나, 이 경우에, 제 2 여유면 (26) 은 주 에지 (18) 를 따라서만 연장되어 있고, 다시말해 모서리 에지 (19) 와 제 2 표면 와이핑 에지 (20) 각각을 따라서는 연장되어 있지 않다. 그러나, 모서리 에지 (19) 가 작기 때문에, 여유면 (26) 이 작은 절삭 깊이에서도 진동 경향을 신뢰할 수 있는 방식으로 감쇠시킬 것이다. 이 경우에는, 주 에지 (18) 가 평면도에서 보았을 때 약간 볼록하며 (육안으로는 보이지 않음), 밀링 인서트의 하측에 대하여 시작 단부 (21) 로부터 전이부 (22) 를 향하여 모서리 에지 (19) 까지 솟아올라 있다.

본 발명의 가능한 변형예

본 발명은 위에서 설명하고 도면에 도시된 실시형태에만 제한하는 것은 아니다. 따라서, 밀링 인서트는 이 밀링 인서트가 나사를 이용하는 것이 아닌 다른 방식으로 밀링 절삭기 본체에 고정될 수 있게 형성될 수 있다. 다시 말해, 밀링 인서트는 어떠한 관통 구멍 없이 제조될 수 있다. 또한, 밀링 인서트의 하측의 연결면을 단지 직선의 평행 릿지를 가지는 세레이션면 이외의 다른 방식으로 형성하는 것도 가능하다. 이로써, 연결면은 하나 이상의 좌표방향으로 밀링 인서트를 고정시키는 현대식일 수 있다. 밀링 인서트의 절삭날이 도시된 종류의 어떠한 경사 에지를 포함할 필요가 없다. 또, 밀링 인서트는 2 개 이상의 절삭날을 가질 수도 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 2 개의 밀링 인서트가 구비된 생크-앤드 밀의 형태의 밀링 절삭기의 사시 분해도이다.

도 2 는 밀링 인서트와 밀링 절삭기 본체에서 밀링 인서트를 위한 시팅을 보여주는 확대되고 분해된 측면도이다.

도 3 은 밀링 절삭기 본체의 단부도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 밀링 인서트만의 확대된 상부 측면도이다.

도 5 는 동일한 밀링 인서트의 저부 측면도이다.

도 6 은 밀링 인서트의 위에서부터 본 평면도이다.

도 7 은 도 6 에서의 VII - VII 의 단면도이다.

도 8 은 밀링 인서트의 외곽 형상을 보여주며 위에서부터 본 단순화된 평면도이다.

도 8 a ~ 8 f 는 도 8 에서의 A, B, C, D, E 및 F 부분의 확대된 상세도이다.

도 9 는 밀링 인서트의 주 절삭날에 인접한 2 개의 여유면의 폭 치수를 나타내는 추가적인 상세도이다.

도 10 은 밀링 인서트의 회전시, 밀링 인서트의 주 에지가 따라서 움직이는 가상의 원통을 도시하는 개략적인 사시도이다.

도 11 은 본 발명의 작용을 도시하는 개략적인 상세도이다.

도 12 는 본 발명에 따른 밀링 인서트의 대안적인 실시형태를 나타내는 상부 측면도이다.

도 13 은 도 12 에 따른 밀링 인서트의 저부 측면도이다.

Claims (8)

1. 탈착가능 밀링 인서트로서, 상측 (11), 가상의 기준면 (RP1) 에 평행하는 하측 (12), 및 2 개의 절삭날 (6) 을 포함하며, 이 각각의 절삭날 (6) 은 절삭날선 (13) 을 구비하며, 상측 (11) 에 포함된 칩 표면 (14) 과, 상측과 하측 사이에 연장되어 있는 제 1 여유면 (15) 사이에 형성되어 있으며, 이 제 1 여유면은 기준면 (RP1) 에 대한 임의의 수직선 (N) 과 예각을 이루는 공칭의 제 1 여유각 (α) 을 형성하고, 각각의 절삭날 (6) 은 주 에지 (18) 를 포함하고, 이 주 에지 (18) 는, 위로부터 평면도로 보았을 때 적어도 부분적으로 볼록하게 만곡되어 있으며, 밀링 인서트의 최대 절삭 깊이를 결정하는 시작 단부 (21) 로부터, 주 에지 (18) 의 곡률 반경보다 작은 곡률 반경을 갖는 모서리 에지 (19) 까지 연장되어 있고, 상기 주 에지 (18) 는, 시작 단부 (21) 로부터 모서리 에지 (19) 를 향한 방향으로 솟아 있어서 상기 방향에 있어서 주 에지 (18) 로부터 하측 (12) 까지의 간격이 연속적으로 증가하고, 상기 절삭날선 (13) 과 제 1 여유면 (15) 사이에 제 2 여유면 (26) 이 형성되어 있으며, 상기 제 2 여유면은 최대 0.3 mm 의 폭을 갖고, 상기 제 1 여유각 (α) 보다 작은 공칭의 제 2 여유각 (λ) 을 갖는, 탈착가능 밀링 인서트에 있어서,

   상기 제 2 여유면 (26) 의 폭은 균일하며, 이 제 2 여유면 (26) 의 여유각 (λ) 은 시작 단부 (21) 로부터 모서리 에지 (19) 를 향하는 방향으로 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는, 탈착가능 밀링 인서트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 여유각 (λ) 은 최대 10 °인, 탈착가능 밀링 인서트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 여유면 (26) 은 전체 주 에지 (18) 를 따라서 주 에지의 시작 단부 (21) 로부터 주 에지의 전이부 (22) 를 향하여 모서리 에지 (19) 까지 연장되어 있는, 탈착가능 밀링 인서트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 여유면 (26) 은 주 에지 (18) 및 적어도 일부의 모서리 에지 (19) 를 따라서 연장되어 있는, 탈착가능 밀링 인서트.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 주 에지 (18) 와 모서리 에지 (19) 사이의 전이부 (22) 로부터, 제 2 여유면 (26) 의 여유각 (λ) 은 주 에지 및 모서리 에지를 따라서 증가하는, 탈착가능 밀링 인서트.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 여유면 (26) 의 여유각 (λ) 은 주 에지와 모서리 에지 사이의 전이부 (22) 에서 0 에 이르는, 탈착가능 밀링 인서트.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2 개의 여유각 (α,λ) 간의 차는 시작 단부 (21) 로부터 모서리 에지 (19) 를 향하는 방향으로 연속적으로 증가하는, 탈착가능 밀링 인서트.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 제 2 여유면 (26) 이 연마되는, 탈착가능 밀링 인서트.

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