KR20100070296A

KR20100070296A - 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트

Info

Publication number: KR20100070296A
Application number: KR1020090124456A
Authority: KR
Inventors: 아밀 오프라식; 레나르트 빌보리; 레이프 비딘; 스테판 로만
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2010-06-25
Also published as: EP2198997A2; EP2902145B1; SE0850145A1; JP6392136B2; KR101660530B1; JP5739098B2; EP2902145A1; US8882405B2; EP2198997A3; CN101745675B; CN101745675A; US20100150671A1; JP2015110269A; JP2010142948A; EP2198997B1; SE533269C2

Abstract

본원은, 상측 (16A) 과 하측 (16B), 이에 평행한 중립면, 및 다수의 여유면 (13, 15), 상측 및 하측 사이의 천이부에 원주방향 경계선을 따라 형성되며 또한 칩 제거 주날 (12) 과 평면도에서 볼 때 주날과 둔각을 형성하는 표면-와이핑 이차날 (14) 을 각각 가지는 다수의 교대로 적용가능한 절삭날 (11) 을 포함하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트에 관한 것이다. 각 쌍의 상부 및 하부 이차날 (14) 사이에는, 측면 입면도에서 볼 때 중립면에 평행한 개별 기준면에 대하여 예각 (η) 을 형성하는 부분면 (151, 152) 을 통하여 이차날에 연결되고 또한 여유면으로서의 역할을 하는 코너면 (15) 이 연장된다.

밀링 인서트

Description

양면 인덱서블 정면 밀링 인서트 {DOUBLE-SIDED, INDEXABLE FACE MILLING INSERT}

본 발명은, 상측과 하측, 이에 평행한 중립면, 및 다수의 교대로 적용가능한 절삭날을 포함하고, 이 절삭날은 다수의 여유면, 상측 및 하측 사이의 천이부에 원주방향 경계선을 따라 형성되며 또한 칩 제거 주날과, 평면도에서 볼 때 주날과 둔각을 형성하는 표면-와이핑 (surface-wiping) 이차날을 각각 가지는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트에 관한 것이다.

특히, 금속 (강, 알루미늄, 티타늄 등) 으로 된 작업물을 칩 제거 기계가공하는 밀링 공구는, 일반적으로 가장 빈번하게는 강으로 된 회전가능한 기본 본체 또는 밀링 커터 본체뿐만 아니라 초경합금, 세라믹 등으로 된 다수의 교체가능한 밀링 인서트로 구성된다. 밀링 인서트는 상당히 빨리 마모된다는 점에서 소모품이기 때문에, 가능한 한 대단히 많은 절삭날을 가진 밀링 인서트를 형성하는 것이 가장 바람직하다. 이를 위해, 밀링 인서트는, 하측에 상측과 동일한 개수의 절삭날이 형성되어 단면 (single sided) 밀링 인서트에 비하여 절삭날의 개수가 두 배가 되도록 양면으로 형성될 수도 있다. 그리하여, 정면 밀링용 밀링 커터에 는, 양면으로 된 밀링 인서트가 주로 장착되는데, 이 밀링 인서트는 상측 및 하측을 따라서 4 개의 절삭날, 즉 4 쌍의 상호 협력하는 주날과 이차날을 가진 정사각형 기본 형상이며 또한 밀링 커터 본체에 약 45°의 유효 설정각으로 장착된다. 이러한 경우에, 주날과 이차날은 서로에 대하여 135°의 각을 형성한다.

이러한 발명을 기초로 하여 형성되는 문제점은, 상측 및 하측이 평행한 중립면에 대해 수직하게 연장하는 여유면이 형성되는, "음 (negative)" 이라고 하는 유형의 양면 정면 밀링 인서트와 관련 있다. 한편으로는 작동중인 표면-와이핑 이차날 뒤에 (회전가능하게) 존재하는 여유면과, 다른 한편으로는 작업물의 형성되는 평면 사이에 필요 여유를 제공하기 위해서, 밀링 인서트는 밀링 커터 본체에 축방향 음의 경사각 (tipping-in angle) 으로 장착된다. 동시에, 한편으로는 칩 제거 주날 뒤의 여유면과, 다른 한편으로는 칩 제거 주날에 의해 형성되는 일반적으로 원추형 표면 사이에 여유를 제공하기 위해서, 밀링 인서트에는 반경방향 음의 경사각이 형성된다. 밀링 인서트의 축방향 음의 경사는, 한편으로는 밀링 인서트가 양 (positive) 으로 경사질 때 생기는 절삭력보다 큰 축방향 절삭력을 제공하고, 다른 한편으로는, 무엇보다도 칩이 배출되기 보다는 형성된 평면쪽 하방으로 경사지게 향하는 경향이 있어 칩 형성 및 칩 배출과 관련된 문제를 해결하기 어렵게 된다.

본원의 배경기술을 추가로 기재하기 전에, 상기 문헌에서 발견되는 임의의 기본적인 개념, 예를 들어 "여유각" 은 명목상 또는 유효 문자일 수 있다. 예를 들어, 여유각이 "명목상" 이면, 이 여유각은, 밀링 커터 본체와 관련되지 않고 단지 밀링 인서트와 관련되지만, 이 여유각이 "유효" 이면, 칩 제거를 실시하기 위해 밀링 인서트가 회전가능한 밀링 커터 본체에 장착될 때 발생하는 여유각을 말한다.

축방향 및 반경방향 음의 경사 각각에 의해 발생되는 문제점은, 프리즘 기본 형상을 가지고 또한 절삭날을 포함하는 구형의 밀링 인서트를 가진 밀링 커터에서 특히 현저한데, 이 절삭날의 주날이 직선이고 공통의 여유면을 따라 쌍으로 평행하면, 또한 이차날도 직선이고 공통의 여유면을 따라 쌍으로 평행하다. 이러한 경우에, 주날은 특히 둥글게 절삭되고 또한 현저한 칩 형성 및 칩 배출 문제를 유발하는데, 그 이유는 주날이 작업물의 형성된 평면과 표면-와이핑 이차날 뒤의 여유면 사이에 소망하는 유효 여유각을 주도록 큰 축방향 음의 각으로 경사져야 하기 때문이다.

보다 최근에는, 전술한 문제에 대한 다수의 해결 방안이 나타났다. 그리하여, US 5807031 에는 양면 정사각형 정면 밀링 인서트가 기재되어 있고, 이 밀링 인서트의 칩 제거 주날은 통상적으로 밀링 인서트의 중립면에 대하여 경사지고, 보다 자세하게는 상호 협력하는 이차날에 인접한 제 1 단부에서부터 개별 주날이 먼저 밀링 인서트의 하측쪽으로 경사진 후, 최하 지점에서부터 반대편 단부쪽으로 상승하도록 경사진다. 이러한 방식으로, 전술한 문제점은, 표면-와이핑 이차날 뒤편에 필요 여유를 제공하기 위해, 밀링 인서트 그 자체 (즉, 밀링 인서트의 중립면) 가 충분히 큰 축방향 음의 각을 가짐에도 불구하고, 적절한 주날의 유효 축방향 각이 비교적 큰 음의 값에서부터 더 작은 양의 값으로 감소되도록, 일반적인 방 법으로 해결된다. 하지만, 그럼에도 불구하고, 상기 공지된 밀링 인서트는 다수의 결함 및 단점과 관련 있다. 이러한 일 단점으로는, 이차날의 여유면 (구형 밀링 인서트의 대응 여유면과 같이) 이 평면이고 또한 밀링 인서트의 중립면에 대해 수직하게 연장한다는 것이다. 즉, 이는, 작동중인 이차날 바로 뒤편에 충분한 유효 여유를 주기 위해서는, 밀링 인서트가 상당히 큰 축방향 음의 경사각을 여전히 필요로 한다는 것을 의미한다. 다른 단점으로는, 밀링 인서트의 각 코너에서 공통의 여유면을 따른 2 개의 이차날이 상호 평행하다는 것이다. 즉, 이차날과 경사진 주날 사이의 각이 180°보다 상당히 작도록, 개별 이차날과 종속 주날간의 천이부가 상당히 뾰족하거나 "보비시 (bobish)" 코너 (통상적으로 측면도에서 볼 수 있음) 를 형성한다는 것이다. 그리하여, 바람직한 실시형태에 있어서, 이 각은 165°~ 170°이다. 주날과 이차날 사이의 코너 천이부는, 무엇보다도, 힘, 열 및 부식에 전적으로 많이 노출되는 밀링 인서트의 일부이기 때문에, 이 코너 천이부상의 상당히 현저한 밥 (bob) 은, 밀링 인서트가 부서지기 쉬워지고 또한 수명이 한정된다는 것을 의미한다. 추가로, 밥의 마모는 완성된 와이핑 오프 표면에서, 보다 자세하게는 자체적으로 얕은 형태의 가시성 스트립이 용이하게 생기게 되지만, 그럼에도 불구하고 표면내의 많은 해로운 홈이 다른 면에서 평면이다. 즉, 형성된 표면의 마무리는 차라리 평범하다.

전술한 밀링 인서트와 유사하고 또한 본질적으로 동일한 단점으로 악화되는 정면 밀링 인서트는 US 7306409 에 이미 공지되어 있다.

본 발명의 목적은 이미 공지된 정면 밀링 인서트의 전술한 단점을 없애고 또한 개선된 정면 밀링 인서트를 제공하는 것이다. 그리하여, 본원의 제 1 목적은 밀링 커터 본체에서의 양면 정면 밀링 인서트의 축방향 음의 경사각을 절대적으로 최소한으로 감소시켜 밀링 공구의 성능을 최적화시키는 양면 정면 밀링 인서트를 제공하는 것이다. 게다가, 본원의 목적은, 밀링 인서트의 재료 (초경합금) 의 양을 불필요하게 감소시킴으로써 밀링 인서트를 약화시키지 않으면서, 소망하는 절삭 기술 향상을 획득할 수 있는 정면 밀링 인서트를 제공하는 것이다. 추가로, 밀링 인서트의 구성은, 밀링 커터 본체내의 밀링 인서트의 장착에 영향을 주지 않으면서, 기계가공된 재료에 큰 여유가 필요한 특정 적용에 이차날 하부의 여유를 적합하게 할 수 있는 가능성을 제공해준다. 또 다른 목적은, 밀링 인서트의 구성이 공정을 더 어렵게 하고/하거나 밀링 인서트의 표면 품질에 악영향을 주지 않으면서, 예를 들어 초경합금 분말의 가압 및 소결에 의해 제조될 수 있는 정면 밀링 인서트를 제공하는 것이다. 가장 적절하게는, 밀링 인서트는 직접 가압될 수 있어야 하는데, 즉 연삭없이 그 최종 형상을 얻을 수 있어야 한다.

본원에 따라서, 적어도 제 1 목적은 독립항인 청구항 1 의 특징부에서 한정하는 특징에 의해 획득된다. 본원에 따른 정면 밀링 인서트의 바람직한 실시형태는 종속항에 더 한정되어 있다.

하기에 기재되는 바와 같이, 한 쌍의 상부 및 하부 이차날 사이의 개별 코너면을 오목한 형상으로 함으로써, 밀링 인서트의 축방향 음의 경사 (도 2 참조) 가 가장 상당히 감소될 수 있다. 코너면이 오목한 잘록부 (waists) 로서 형성된다는 것은, 자체적으로 밀링 인서트의 재료 (초경합금) 를 소정량 줄일 수 있음을 함의하지만, 바람직한 실시형태에서 주날의 여유면이 여전히 평면이고 또한 밀링 인서트의 중립면에 수직하게 연장하기 때문에, 상기 재료의 감소는 밀링 인서트의 전체 강도에 대해서는 무시할만하고, 칩 제거 주날상의 응력이 형성된 표면을 단지 와이핑하기 위한 이차날상의 응력보다 훨씬 더 큼을 고려해야 한다. 본원에 따른 밀링 인서트의 다른 장점은, 이차날을 중립면에 대하여 경사지도록 함으로써, 밀링 인서트의 대부분의 민감부, 즉 상호 협력하는 이차날과 주날간의 코너 천이부가 대부분 상당히 강화된다는 것이다. 도 13 ~ 도 17 에 따라서 밀링 인서트에 분리된 여유면을 형성함으로써, 밀링 인서트의 표면 마무리 및 치수 정확성을 해치지 않으면서 코너면의 오목한 형상이 제공될 수 있다. 다른 장점은, 밀링 인서트의 구성이, 밀링 커터 본체내의 밀링 인서트의 장착에 영향을 주지 않으면서, 기계가공된 재료에 큰 여유가 필요한 특정 적용에 이차날 하부의 여유를 적합하게 할 수 있는 가능성을 제공해주는 것이다.

도 1 ~ 도 3 에서, 밀링 공구는 기본 본체 또는 밀링 커터 본체 (1) 와 다수의 교환가능한 밀링 인서트 (2) 로 구성되는 정면 밀링 형태로 예시되어 있다. 밀링 커터 본체 (1) 는 중심 축선 (C1) 을 중심으로 회전 방향 (R) 으로 회전가능하고 또한 전방이나 하부 단부에 밀링 인서트 (2) 각각을 위한 다수의 칩 포켓 (3) 을 포함한다. 예를 들어, 칩 포켓의 개수는 5 개이다. 칩 포켓 (3) 은 회전 대칭인 포위면 (4) 에 리세스가공되고 또한 편평한 바닥면 (5) 으로 나타낸 착석부 또는 인서트 시트를 포함한다. 개별 밀링 인서트를 바닥면 (5) 에 직접 접하여 전체적으로 사용할 수 있지만, 이 경우에는 바닥면 (5) 과 밀링 인서트 (2) 사이에 심 플레이트 (6) 가 배열된다. 이러한 심 플레이트는 관형 나사 (7) 에 의해 바닥면 (5) 에 접하여 반영구적으로 고정 유지되고, 적절한 밀링 인서트 (2) 를 고정시키기 위해 이 나사의 암형부 (8) 에 나사 (10) 의 수형부 (9) 가 조여질 수 있다.

도 4 및 도 5 에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 밀링 인서트 (2) 는 정사각형 기본 형태이고 또한 4 개의 절삭날 (11) 을 포함하며, 이 절삭날 각각은 제 1 여유면 (13) 에 인접한 칩 제거 주날 (12) 뿐만 아니라 제 2 여유면 또는 코너면 (15) 에 인접한 표면-와이핑 이차날 (14) (이 때, "와이퍼 날" 이라고 명함) 을 포함한다. 밀링 인서트는 양면이기 때문에 밀링 커터 본체 (1) 에 적절하게 경사진 위치로 장착된다. 따라서, 도 2 에서는, 밀링 커터 본체 (1) 내의 밀링 인서트 (2) 의 견고한 기하학적 위치를 최종적으로 결정하는 바닥면 (5) 이, 중심 축선 (C1) 에 평행한 것이 아니라, 이 중심 축선 (C1) 및 회전 방향 (R) 에 대하여 하방/전방으로 어떻게 경사지는 지를 나타낸다. 이러한 방식으로, 이차날 (14) 하부에 또는 회전방향으로 뒤에 있는 여유면 (15) 과, 이차날 (14) 에 의해 형성되 고 수평이 되는 평면과의 사이에는 유효 여유가 제공된다. 유사한 방식으로, 주날 (11) 의 여유면 (13) 과, 주날에 의해 형성되는 원뿔형 표면 사이에 여유를 제공하기 위해서, 바닥면 (5) 도 또한 반경방향으로 음의 경사각으로 경사진다 (도 3 참조). 여유면 (15) 이 잘 기능하도록 하기 위해서, 축방향 경사각은 적어도 4°이어야 하지만 그보다 클 수도 있다. 예를 들어, 축방향 경사각이 6°이면, 유효 여유각 α 는 대략 6°이다 (도 2 참조). 유효 여유각 α 는 또한 근소하지만 반경방향 경사각에 의해 영향을 받는다. 반경방향 경사각이 8°이상일 수 있다. 축방향 경사각 및 반경방향 경사각은 함께 주날 뒤편의 유효 여유각 β 를 결정한다. 적절하게는, 이 여유각 β 는 8°~ 20°이어야 한다.

밀링 커터 본체 (1) 는 강 또는 알루미늄으로 적절하게 제조되지만, 교체가능한 밀링 인서트 (2) 는 초경합금, 세라믹 또는 다른 경질의 내마모성 재료로 제조됨을 알아야 한다.

도 4 ~ 도 12 를 참조하여, 밀링 커터 본체 (1) 와 상관없이 적절한 밀링 인서트 (2) 에 대해서만 자세히 설명한다. 밀링 인서트는 상측 (16A) 및 하측 (16B) 을 포함하고 (도 7 및 도 11 참조), 하측의 지형적 또는 절삭 기하학적 구성은 상측 (16A) 의 구성과 대응한다. 일반적으로, 상측과 하측은 이 둘의 중간에 위치한 중립면 (NP) 에 대하여 평행하다. 중립면 (NP) 은 밀링 인서트의 기하학적 중심 축선 (C2) 에 수직하게 연장하고, 이러한 경우에, 밀링 인서트에 나사 (10) 용 관통공 (17) 이 형성되면, 이 기하학적 중심 축선은 또한 관통공의 중심 축선을 형성한다. 이전에 지적한 바와 같이, 밀링 인서트는 정사각형의 기본형 을 가지고 4 개의 절삭날 (11) 을 포함하며, 절삭날 각각은 주날 (12) 과 표면-와이핑 이차날 (14) 을 포함한다. 도 4 에서는, 절삭날을 서로 구별하기 위해서 도면 부호 11, 12, 13, 14 에 a, b, c, d 의 접미사를 붙였다. 도 5 의 대응하는 도면 부호에는 이러한 접미사를 붙이지 않았다. 도 4 에서, 제 1 절삭날 (11a) 은 밀링 작업시 상호 협력하는 작동중인 주날 (12a) 과 이차날 (14a) 을 의미하며, 다른 3 개의 절삭날 (제 2 절삭날, 제 3 절삭날 및 제 4 절삭날) (11b, 11c, 11d) 은 작동하지 않는다. 도 4 에서, 작동중인 주날 (12a) 은 작동하지 않는 이차날 (14b) 에 접하여 도시되었고, 동시에 작동중인 이차날 (14a) 은 작동하지 않는 주날 (12d) 에 접하여 도시되었다.

상측 (16A) 뿐만 아니라 하측 (16B) 에는, 심 플레이트 (6) 에 대한 밀링 인서트의 접촉면 또는 베이스면을 형성하는 평면 (18) 이 포함된다. 접촉면 (18) 의 외측 주변에는, 여유면 (13, 15) 의 상부와 함께 상이한 절삭날을 한정하는 칩면 (19) 이 형성된다. 작동중인 절삭날 (11a) 에 인접한 여유면 (13, 15) 을 구별하기 위해서, 이 여유면에는 도 4 에서 접미사 a 가 붙여진다. 이와 관련하여, 도면 부호 12, 14 는 여유면과 칩면 사이의 천이부에 형성되는 절삭날선을 나타냄을 알아야 한다.

이러한 경우에, 밀링 커터의 유효 설정각 κ (도 2 참조) 가 대략 45°이기 때문에, 쌍으로 된 상호 협력하는 이차날 (14) 과 주날 (12) 은 평면에서 봤을 때 서로 135°의 둔각을 형성한다 (도 6 참조). 게다가, 이차날 (14) 은 이등분선 (B) 에 수직하게 연장하며, 이 이등분선은 밀링 인서트의 공통의 개별 코너 쪽으로 향하는 주날 (12) 과 여유면 (13) 의 각 쌍에 대하여 45°의 각을 형성한다.

도 10 에서는, 개별 주날 (12) 이 제 1 단부 (20) 와 제 2 단부 (21) 사이에서 연장하는 것을 나타내었다. 주날 (12) 은, 제 1 단부 (20) 에서부터 밀링 인서트의 하측 (16B) 쪽의 하방으로, 보다 자세하게는 각 γ 로 경사지고, 그 후에 최저점 (22) 에서부터 반대편 제 2 단부 (21) 쪽으로 다시 상승하도록 되어 있다. 도 11 에서, 중립면 (NP) 에 평행한 2 개의 기준면을 RP 로 나타내었다.

본원에 따라서, 상부 및 하부 이차날 (14) 의 각 개별 쌍 사이에서 연장하여 여유면으로서의 역할을 하는 코너면 (15) 에는 각각의 기준면 (RP) 에 대하여 예각 η 를 형성하는 상부면 (151) 및 하부면 (152) (도 8 참조) 이 형성된다. 예를 들어, 상기 각 η 는 85°이고, 여각 θ 는 5°이다.

도 8 에 도시한 실시형태에 있어서, 2 개의 부분면 (151, 152) 은 평면이고 경계선 (153) 을 통하여 서로 전환되고, 이 경계선은 유리하게는 반경 천이부, 즉 완전히 좁고 오목한 아치형 면일 수도 있다. 게다가, 2 개의 부분면 (151, 152) 은 거울 역상이지만 동일하므로, 밀링 인서트의 중립면 (NP) 에 경계선 (153) 이 위치한다. 예를 들어, V 형으로 모이는 2 개의 부분면 (151, 152) 사이의 각 λ 는 170°가 된다.

물론, 각 η 는 85°의 전술한 값보다 크게 뿐만 아니라 작게 벗어날 수도 있다. 하지만, 각 η 는 적어도 72°(θ=18°) 이고 최대 89°(θ=1°) 이어야 한다.

밀링 인서트를 도 6 의 이등분선 (B) 방향으로 나타낸 도 11 및 도 12 에서, 본원에 따른 밀링 인서트의 개별 이차날 (14) 이 기준면 (RP) 에 대하여 적절한 각 ε 로, 보다 자세하게는 주날 (12) 에 연결되는 단부 또는 지점 (23) 이 반대편 단부 또는 지점 (24) 보다 낮은 높이에 위치되도록, 어떻게 경사지는가를 볼 수 있다. 예를 들어, 이차날과 기준면 (RP) 사이의 각 ε 는 3°이다. 이와 관련하여, 절삭날 (12, 14) 은 종래 유형의 1 개 이상의 반경 천이부를 통하여 서로 전환됨을 알아야 한다. 예를 들어, 이러한 반경 천이부 (25) 는 절삭날의 여유면 (13, 15) 사이에 위치한 가느다란 볼록면 형태로 도시되었다. 설명된 이차날 (14) 의 경사라는 것은, 밀링 인서트의 대부분의 노출부, 즉 이차날과 주날 사이의 코너 천이부에는, 측면에서 봤을 때, 절삭날이 서로 180°보다 상당히 작은 각을 형성할 때 생길 수 있는 급격한 밥 (bob) 이 없다는 것을 함의한다. 보다 자세하게는, 이차날 (14) 과 주날 (12) 은 도 11 에 따라서 측면에서 볼 때 본질적으로 수직의 (또는 최대한으로 약간 만곡된) 절삭날선을 따라 서로 전환된다. 즉, 2 개의 절삭날선은 최대한으로 약간 만곡되어 조화로운 천이선을 따라 서로 전환되고, 이 천이선은 코너 천이부를 보강하고 또한 밀링 인서트의 수명을 증가시킨다.

예에서 각 ε 는 정확하게 3°이라고 했지만, 이 각은 적어도 1°라고 했을 때 변할 수도 있다. 한편, 이 각은 7°이하이어야 한다. 유리하게는, 각 ε 는 2°~ 5°이다.

육안으로, 이차날 (14) 은 도 6 에 따른 평면도 뿐만 아니라 도 12 에 따른 확대 측면도에서 직선으로 보인다. 하지만, 실제로 이차날은 적어도 좌표 방향 중 하나에서 실제로 선형과는 다른 형상일 수 있다. 특히, 이차날은 도 6 에 따른 평면도에서 볼 때 볼록한 아치형일 수 있고, 단부 지점 (23, 24) 사이의 직선이 이차날을 구성하는 원호의 현을 형성하며, 상기 현은 각 ε 에 있어서 중요하다. 또한, 절삭날선 (14) 은 도 11 및 도 12 에 따른 측면도에서 보았을 때 약간 볼록한 형상일 수도 있다.

전술한 방식으로 표면-와이핑 이차날 (14) 을 소정의 볼록한 아치형 또는 만곡부로 형성함으로써, 형성된 작업물의 평면은 유리한 표면 구조를 가질 수 있다. 이 표면에 소형의 낮은 활성로 (chutes) 또는 배출로 (ditches) 를 남기는 대신에, 이차날이 직선이고 또한 비교적 급격한 밥을 통하여 주날로 전환되는 경우에서와 같이, 다른 면에 있어서, 육안으로 볼 수 없는 소형의 꼭대기가 최대한으로 약간 오목한 표면 영역들 사이에 형성되고, 이 오목한 표면 영역들은 함께 편평하고 매끄러운 표면으로 된다.

본원에서, 개별적인 기준면 (RP) 은 모든 4 개의 이차날 (14) 의 가장 높이 위치한 단부 지점 (24) 이 기준면 (RP) 에 위치하도록 배향됨을 알아야 한다. 즉, 중립면 (NP) 에 대한 기준면 (RP) 의 높이는 개별 단부 지점 (24) 과 중립면 (NP) 사이의 축방향 간격에 의해 결정된다.

전술한 절삭날 (11) 이, 예를 들어 연삭에 의해 그 자체가 뾰족하게 될 수 있지만, 바람직한 실시형태에 있어서 이 절삭날에는 소위 보강 베벨 (26) (도 4 참조), 즉 각각의 여유면에 바로 근접한 상측 및 하측의 완전히 좁은 면이 형성된다. 이와 관련하여, 가압 및 소결 바로 후에, 연삭 등에 의한 후처리가 필요없이 최 종 형상을 얻도록 밀링 인서트가 직접 가압될 수 있음이 언급되어야 한다.

도시된 바람직한 실시형태에 있어서, 주날 (12) 에 인접한 여유면 (13) 각각은 평면이고 또한 중립면에 수직하게 연장한다. 즉, 코너면의 부분면 (151, 152) 에 접하는 경계선 (27) 이 서로 대하여 약간 V 형상으로 연장하는 것을 의미한다. 이러한 경우에, 개별 경계선 (153) 은 이차날 (14) 각각보다 다소 더 길다. 또한, 경계선 (153) 은 2 개의 이차날 (14) 각각에 평행함을 알아야 한다. 그리하여, 개별 이차날 (14) 이 기준면 (RP) 에 대하여 형성되는 것처럼 경계선 (153) 도 중립면 (NP) 에 대하여 동일한 각 ε 을 형성하게 된다.

도 8 에 도시된 바와 같이, 부분면 (151, 152) 에 의해 형성되는 V 형성부는 잘록부를 형성하는 것으로 여겨질 수 있고, 이 잘록부의 최저에 위치한 부분이 경계선 (153) 이다. 즉, 도 8 에서 봤을 때, 부분면 (151, 152) 은 일반적으로 밀링 인서트의 중심 축선 (C2) 쪽 내부로 기울어지는 것으로 여겨질 수 있다. 잘록부의 바닥, 즉 경계선 (153) 이 이차날 (14) 에 공통인 평면 (VP) 에 대하여 묻히는 깊이 (d) 는, 본 실시형태에 있어서, 무엇보다도, 밀링 인서트의 두께 (T) (도 7 참조) 및 부분면의 각 θ 에 의해 영향을 받는다. 각 θ 가 크면, d 도 커지고, 또한 그 반대가 될 수 있다. 명백하게, d 는 0.04 ~ 0.80 ㎜ 의 범위일 수 있다.

도 9 에는 밀링 인서트의 다른 실시형태가 도시되어 있고, 이 밀링 인서트의 코너면 (15) 도 일반적으로 오목한 형상이지만, 2 개의 부분면 (151, 152) 은 중간면 (154) 에 의해 이격되어 있으며, 이 2 개의 부분면은 중간면 쪽으로 경계선 또 는 반경 천이부 (153) 에 의해 경계지어진다. 표면 (151, 152, 154) 은 도 9 에 도시된 바와 같이 평면이거나, 또는 오목한 아치형일 수도 있다. 예를 들어, 개별 부분면 (151, 152) 은 중간면 (154) 이 평면이더라도 동시에 오목한 아치형일 수 있다. 또한, 그 반대도 가능할 수도 있다. 추가로, 그 전체가 비교적 큰 반경을 가진 오목한 아치형 표면 형태의 코너면을 형성할 수도 있다. 게다가, 상이한 반경을 가진 다수의 상이한 부분면에 의해 코너면에 오목한 형상을 형성할 수도 있지만, 이차날에 가장 근접한 2 개의 부분면이 동일한 반경 및 동일한 각 η 로 되는 것을 조건으로 한다.

적절하게는, 본원에 따른 밀링 인서트는 다축 가압 (MAP) 에 의해 제조될 수 있고, 해당 분말 화합물은, 형성될 그린 웨어 (green ware) 의 상측 및 하측에 접하여 수직하게 종래의 방법으로 가압되는 2 개의 스탬프 사이에서 뿐만 아니라, 본체의 측면 또는 여유면에 접하여 가압되는 적어도 2 개의 추가 스탬프 사이에서 가압된다. 가압을 완료한 후에, 2 개의 수평 작동식 스탬프의 제거를 용이하게 하고 또한 그린 웨어의 여유면에 대한 손상을 방지하기 위해, 밀링 인서트는 도 13 ~ 도 14 및 도 15 ~ 도 17 에 각각 나타낸 2 개의 실시형태에 따라서 제조될 수도 있다.

도 13 ~ 도 17 에 따른 2 개의 실시형태의 특징은, 직경방향으로 반대편에 있는 2 개의 여유면 각각이 2 개의 표면 영역을 포함하여 분리되고, 중립면 (NP) 에 평행한 임의의 평면의 평면도에서 봤을 때, 이 2 개의 표면 영역은 180°보다 큰 각을 서로 형성하고 또한 밀링 인서트의 상측 및 하측 사이에서 연장하는 전환 선을 통하여 서로 이격되어 있다.

도 13 및 도 14 에 따른 실시형태에 있어서, 분리된 표면은 주날 (12) 에 인접한 여유면 (13) 으로 구성된다. 측면 스탬프의 제거를 용이하게 하기 위해서는 직경방향으로 반대편 있는 단지 한 쌍의 여유면이 필요하지만, 이러한 경우에, 모든 4 개의 여유면 (13) 은 경계선 (29) 에 의해 이격되는 2 개의 표면 영역 (28a, 28b) 이 포함되는 분리된 표면 형태로 형성된다. 이러한 방식으로, 밀링 인서트는 대칭으로 된다. 예를 들어, 표면 영역 (28a, 28b) 은 평면이고, 경계선은 직선이며, 이 경계선은 밀링 인서트의 상측 및 하측 (16A, 16B) 사이에서, 보다 자세하게는 반대편 단부 지점 (30a, 30b) 사이에서 연장한다. 각각의 상기 전환 지점은 또한 주날 (12) 을 함께 형성하는 2 개의 부분날 (121, 122) 사이에 천이부를 형성한다. 표면 영역 (28a, 28b) 사이 (또한, 그로 인한 부분날 (121, 122) 사이) 의 각 σ 는, 전술한 바와 같이, 180°보다 크고, 예를 들어 184°이다. 실제로 각 σ 는 변할 수도 있는데, 그러나 적어도 180.5°그리고 최대 190°이어야 한다. 유리하게는, 각 σ 는 181 ~ 186°또는 183 ~ 185°일 수 있다.

도 13 및 도 14 에 따른 예에 있어서, 경계선 (29) 은 단부 지점 (20, 21) 에 의해 구성되는 주날 (12) 의 단부들 사이의 중간에 위치된다. 즉, 표면 영역은, 거울 역상이지만 동일한 외형을 가지고 또한 2 개의 날부 (121, 122) 가 동일한 길이로 됨을 의미한다.

전술한 방식으로, 분리 표면 형태로 직경방향으로 반대편에 있는 적어도 한 쌍의 여유면을 가진 밀링 인서트를 형성함으로써, 직경방향으로 반대편에 있는 2 개의 수평 작동식 스탬프는, 형상을 결정하는 스탬프 표면상의 지점 각각이 그린 웨어의 어떠한 표면에 스크랩을 발생시키지 않으면서 이 그린 웨어로부터 바로 제거되도록, 가압이 완료된 그린 웨어로부터 선형 운동 경로에서 후퇴될 수 있다. 즉, 밀링 인서트의 이러한 구성은 양호한 표면 품질을 보장하고, 이에 따라 양호한 치수 정확성을 가진 바로 가압되고 비연삭된 밀링 인서트의 제조 등을 보장해준다.

도 15 ~ 도 17 에 따른 실시형태에 있어서, 이차날 (14) 에 인접한 여유면을 형성하는 개별 코너면 (15) 은 본원에 따라서 분리된다. 보다 자세하게는, 코너면 (15) 을 함께 형성하는 2 개의 부분면 (151, 152) 각각은, 각각의 부분면에서 2 개의 표면 영역 (28a, 28b) 을 분리하는 공통의 경계선 (29) 을 따라 분리된다. 또한, 이러한 경우에, 표면 영역 (28a, 28b) 은 평면이고, 경계선 (29) 은 직선이다. 하지만, 전술한 실시형태와는 반대로, 도 15 ~ 도 17 에 따른 밀링 인서트는, 경계선 (29) 이 코너면 (15) 을 따라 대략 대각선방향으로 이차날 (14) 에 대하여 예각 χ 이 되도록 형성된다. 그리하여, 경계선 (29) 의 양단부를 형성하는 2 개의 지점 (30a, 30b) 은 또한 이러한 경우에 이차날 (14) 각각을 따라 전환 지점을 형성한다. 보다 자세하게는, 상기 지점 (30a) 은 제 2 날부 (142) 보다 긴 제 1 날부 (141) 사이에 전환 지점 (도 17 참조) 을 형성한다. 도시된 바람직한 실시예에서, 전환 지점 (30a) 은 이차날 (14) 의 일단부에 매우 근접하게 위치되어, 제 2 날부 (142) 의 길이는 단지 제 1 날부 (141) 의 길이의 일부이다. 예를 들어, 이차날 (14) 의 전체 길이는 단부 지점 (23, 24) 간의 거리에 의해 결정되고, 지점 (30a, 23) 간의 날부 (141) 의 길이 (도시 생략) 는 지점 (30a, 24) 간의 날부 (142) 의 길이보다 10 배 이상 더 크다. 즉, 이차날의 전체 길이의 대부분은, 연결하는 칩 제거 주날 (12) 에 의해 형성되는 평면상의 표면 와이핑 기능에 효과적으로 사용될 수 있다. 실제로, 날부 (141) 의 길이는 날부 (142) 의 길이보다 적어도 5 배, 적절하게는 적어도 10 배 더 커야 한다.

날부 (141, 142) (및 표면 영역 (28a, 28b)) 간의 각을 설명하기 위해서, 도 17 에서 2 개의 이점 쇄선으로 도시하였고, 이 이점 쇄선은 날부 각각에 대하여 90°각을 형성하며, 이러한 이점 쇄선 사이의 각을 ψ 로 나타내었다. 예를 들어, ψ 는 4.24 이고, 그리하여 이 경우에 각 σ 는 184.24°이다.

이와 관련하여, 경계선 (29) 은 또한 전체적으로 대각선방향으로 위치될 수 있는데, 즉 경계선의 단부 지점 (30a, 30b) 이 이차날 (14) 의 반대편 단부 지점과 일치함을 알아야 한다. 이러한 방식으로, 날부 (142) 는 전체적으로 직선의 이차날 (14) 을 유지하면서 제거된다.

도 1 ~ 도 8 에 도시한 실시형태에 있어서, 코너면 (15) 의 상부면 및 하부면 (151, 152) 은 평면이다. 다른 실시형태에 있어서, 이차날에 가장 근접하게 있는 부분면 (151, 152) 이 기준면 (RP) 각각에 대하여 예각 η 을 형성한다고 하면, 이 부분면을 아치형의 볼록형 또는 오목형으로 형성할 수도 있다. 아치형 부분면을 가진 이러한 실시형태에 있어서, 각 η 은 이차날에 가장 근접한 개별 부분면의 접선 방향이 기준면 (RP) 에 대하여 형성하는 각으로 규정된다.

도 1 은 본원에 따른 밀링 인서트가 장착된 정면 밀 형태의 밀링 공구를 나타내는 사시 분해도,

도 2 는 밀링 커터 본체내의 개별 밀링 인서트의 축방향 경사로 인한 결과를 나타내기 위해 밀링 커터의 기본 본체의 측면도,

도 3 은 밀링 인서트의 반경방향 경사로 인한 결과를 나타내기 위해 하부에서 본 평면도,

도 4 는 밀링 인서트의 상측을 나타내는 상측면도,

도 5 는 밀링 인서트의 동일한 하측을 나타내는 하측면도,

도 6 은 밀링 인서트의 상부에서 본 평면도,

도 7 은 도 6 의 Ⅶ-Ⅶ 부분도,

도 8 은 한 쌍의 상부 및 하부 이차날 사이의 여유면 구성을 나타내는 밀링 인서트의 코너의 확대 상세도,

도 9 는 여유면의 다른 실시형태를 나타내는 유사한 상세도,

도 10 은 밀링 인서트의 확대 측면도,

도 11 은 대각선방향으로 개별 코너의 이등분선 방향의 밀링 인서트를 나타내는 측면도,

도 12 는 밀링 인서트의 개별 이차날을 나타내는 더 확대한 상세도,

도 13 은 본원에 따른 밀링 인서트의 다른 제 2 실시형태를 나타내는 사시도,

도 14 는 주날에 인접한 여유면이 분리되는 방법을 나타내는 부분 평면도,

도 15 는 밀링 인서트의 코너면이 분리되는 방법을 나타내는 다른 제 3 실시형태의 사시도,

도 16 은 도 15 에 따른 밀링 인서트의 단부도, 및

도 17 은 도 15 및 도 16 에 따른 밀링 인서트에 포함되는 이차날의 외형을 나타내는 확대 상세도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 본체

2 : 인서트

3 : 칩 포켓

4 : 포위면

5 : 바닥면

6 : 심 플레이트

11 절삭날

12 : 주날

13 : 여유면

14 : 이차날

15 : 여유면

Claims

상측 (16A) 과 하측 (16B),

이에 평행하고 또한 기하학적 중심 축선 (C2) 과 수직하게 형성되는 중립면 (NP), 및

다수의 여유면 (13, 15), 상측 및 하측 사이의 천이부에 원주방향 경계선을 따라 형성되며, 또한 칩 제거 주날 (12) 과, 평면도에서 볼 때 주날과 둔각을 형성하는 표면-와이핑 이차날 (14) 을 각각 가지는 다수의 교대로 적용가능한 절삭날 (11) 을 포함하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트에 있어서,

각 쌍의 상부 및 하부 이차날 (14) 사이에는, 측면 입면도에서 볼 때 중립면 (NP) 에 평행한 개별 기준면 (RP) 에 대하여 예각 η 를 형성하는 부분면 (151, 152) 을 통하여 이차날에 연결되고 또한 여유면으로서의 역할을 하는 코너면 (15) 이 연장되는 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 1 항에 있어서, 상기 개별 부분면 (151, 152) 은 평면인 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 2 개의 부분면 (151, 152) 은 적어도 하나의 중간면 (154) 에 의해 이격되는 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 3 항에 있어서, 상기 중간면 (154) 은 평면이고 또한 직선의 경계선 (153) 을 통하여 부분면 (151, 152) 으로 전환되는 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 1 항에 있어서, 상기 부분면은 오목한 아치형으로 된 하나의 연속적인 코너면에 포함되는 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 한 쌍의 상부 및 하부 주날 (12) 사이의 개별 여유면 (13) 은 평면이고 또한 중립면 (NP) 에 대해 수직하게 연장하는 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 이차날 (14) 은, 측면도에서 볼 때, 상기 기준면 (RP) 에 대하여 적절한 각 ε 로 경사지고, 보다 자세하게는 상호 협력하는 주날 (12) 에 연결되는 이차날의 단부 (23) 가 반대편 단부 (24) 보다 낮은 위치에 위치되도록 경사지는 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 7 항에 있어서, 상기 각 ε 는 적어도 1°인 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 각 ε 는 최대 7°인 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 직경방향으로 반대편에 있는 2 개의 여유면 (13, 13; 15, 15) 각각은 2 개의 표면 영역 (28a, 28b) 을 포함하여 분리되고, 이 표면 영역은, 중립면 (NP) 에 평행한 임의의 평면의 평면도에서 볼 때, 180°보다 큰 전환각 σ 을 상호 형성하고 또한 상측 (16A) 과 하측 (16B) 사이에서 연장하는 경계선 (29) 을 통하여 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 10 항에 있어서, 상기 전환각 σ 는 적어도 180.5°인 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 전환각 σ 는 최대 190°인 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경계선 (29) 은 중심 축선 (C2) 과 평행한 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경계선 (29) 은 연결하는 이차날 또는 주날에 대하여 예각 χ 를 형성하는 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 14 항에 있어서, 분리된 여유면은 한 쌍의 상부 및 하부 이차날 (14) 사이의 코너면 (15) 형태인 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.
제 15 항에 있어서, 상기 경계선 (29) 은, 개별 이차날 (14) 에 포함되는 제 1 날부 및 제 2 날부 (141, 142) 사이에 전환 지점을 각각 형성하는 한 쌍의 양 단부 (30a, 30b) 사이에서 연장하고, 제 1 날부 (141) 는 제 2 날부 (142) 보다 길고 또한 상호 협력하는 주날 (12) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 양면 인덱서블 정면 밀링 인서트.