KR20100111286A

KR20100111286A - 칩 제거 가공용 공구, 이 공구의 기본체 및 절삭 인서트

Info

Publication number: KR20100111286A
Application number: KR1020107017329A
Authority: KR
Inventors: 스벤-올로브 린드스트룀; 레나르트 빌보리
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2010-10-14
Also published as: US20090196701A1; EP2249987B1; SE0800265L; JP2011510829A; JP5666916B2; WO2009099386A1; SE532002C2; EP2249987A4; US8475087B2; EP2249987A1; CN101925429A; KR101558013B1

Abstract

제 1 양태에서, 본 발명은, 한편에서는, 베이스 표면 (12) 및 베이스 표면 (12) 에 대해서 돌출하는 후방 지지부 (13) 에 의해 경계지어지는 적어도 하나의 시팅 (11) 이 포함되는 기본체 (1), 다른 한편에서는, 평평한 절삭 인서트 (도시되지 않음) 를 포함하는 유형의 절삭 공구에 관한 것으로, 상기 베이스 표면 (12) 은 하나 이상의 리지 (28) 및 홈 (29) 의 형태인 제 1 결합 구역 (32) 을 포함하고, 상기 절삭 인서트의 하부측은, 절삭 인서트의 여유면의 일부가 후방 지지부 (13) 에 가압됨과 동시에, 제 1 결합 구역과 결합하기 위해 홈 및 리지를 갖는 제 2 결합 구역을 포함한다. 본 발명에 따르면, 결합 구역 (32) 의 각각의 리지 (28) 의 가상 연장부는 후방 지지부 (13) 의 측부에 의해 연장한다. 이 방식으로, 리지 및 홈은 후방 지지부가 손상을 입지 않고 간단한 밀링 작업에 의해 형성될 수 있고, 그럼에도 불구하고 절삭 인서트의 회전을 효과적으로 차단하기에 충분하게 큰 길이가 주어질 수 있다. 다른 양태에서, 본 발명은 절삭 공구용 기본체 및 절삭 인서트에 관한 것이다.

Description

칩 제거 가공용 공구, 이 공구의 기본체 및 절삭 인서트 {TOOL FOR CHIP REMOVING MACHINING, AS WELL AS A BASIC BODY AND A CUTTING INSERT THEREFOR}

제 1 양태에서, 본 발명은, 한편에서는, 베이스 표면 및 이 베이스 표면에 대해서 돌출하는 후방 지지부에 의해 경계지어지는 적어도 하나의 시팅을 구비하는 기본체 및, 다른 한편에서는, 상부측, 하부측 및 이 상부측과 하부측 사이에서 연장하고 적어도 하나의 절삭 에지를 통해 상부측으로 변형하는 여유면을 갖는 교체가능한 절삭 인서트를 포함하는 칩 제거 가공용 공구에 관한 것으로, 상기 베이스 표면은 하나 이상의 리지 및 홈의 형태인 제 1 결합 구역을 포함하고, 상기 하부측은 하나 이상의 홈 및 리지를 갖는 제 2 결합 구역을 포함하고, 상기 여유면의 일부가 후방 지지부에 가압됨과 동시에 상기 리지 중 하나는 제 1 결합 구역의 홈과 결합하고, 그 반대도 가능하다.

당해 종류의 공구는 주로 금속 작업편의 가공을 위한 것이다.

본 발명은 모든 유형의 절삭 공구 (밀링, 선삭 및 드릴링 공구) 에 이용가능하지만, 특히 소형 절삭 인서트를 가지는 밀링 커터, 특히 슬리팅 커터에 결부되어 문제점을 갖는다.

US 5800079 에서, 전통적인 방식으로 원형 디스크를 포함하는 슬리팅 커터가 개시되어 있고, 상기 디스크의 주변에는 경질의 내마모성 재료, 예컨대 초경합금으로 된 복수의 교체가능한 절삭 인서트가 구비되어 있다. 이들 절삭 인서트는 강 등으로 된 별도의 카세트에 장착되어 있고, 상기 카세트는 디스크와 반영구적으로 연결되고 주변의 이격된 칩 포켓에 위치되며, 손상이 발생하면 디스크 전체가 교체될 필요 없이 각각 교체될 수 있다. 디스크에 신뢰성있게 고정된 각각의 카세트를 유지하기 위해서, 그리고 카세트의 위치를 측방으로 미세 조정하기 위해서, 나사에 의해 조여질 수 있는 쐐기가 이용되고, 이 쐐기에 의해 소위 카세트의 하부측의 세레이션 표면 (serration surface) (일직선의 평행한 리지 및 홈의 형태) 이 디스크의 각각의 칩 포켓의 공동작용 세레이션 표면에 강제로 가압된다. 보다 정확하게, 카세트와 디스크 사이에 매우 안정적인 조인트를 제공하고, 동시에 카세트, 및 그에 따라 절삭 인서트의 측방 위치가 카세트가 쐐기에 의해 최종적으로 고정되기 전에 간단한 방식으로 미세-조정될 수 있으면서, 세레이션 표면 중 하나의 단면이 쐐기 형상인 리지가 다른 세레이션 표면의 홈 안으로 가압된다. 절삭 인서트는 소위 카세트의 상부측의 인서트 시트 또는 시팅에 장착가능하다. US 5800079 에 도시된 공구에서, 시팅은 평평한 바닥면 또는 베이스 표면, 서로 수직으로 배향된 두 개의 지지면, 즉 후방 지지면 및 측방 지지면에 의해 경계지어지고, 상기 두 개의 지지면에 대해 절삭 인서트의 여유면이 순응 조임 나사에 의해 가압될 수 있고, 상기 나사는 시팅의 베이스 표면에 절삭 인서트의 하부측을 동시에 가압한다. 그 다음, 이 공구는 시팅의 베이스 표면 및 절삭 인서트의 하부측이 카세트의 하부측과 디스크의 칩 포켓 사이의 조인트와 동일한 유형의 세레이션 표면인 결합 구역과 형성되도록 발전되었다. 보다 구체적으로, 절삭 인서트에는 전방 단부와 후방 단부 사이의 두 개의 측방 여유면에 평행하게 연장하는 한 세트의 리지가 형성되었고, 상기 두 단부 중 적어도 전방 단부는 칩 제거를 위해 필수적인 절삭 에지를 포함하고, 상기 시팅의 베이스 표면은 디스크의 평면에서 (즉, 디스크의 중앙 축선에 수직하게), 즉 베이스 표면의 전방 또는 외부 단부로부터 후방 지지면을 향해 연장한다. 이렇게, 특정 측방 지지면이 있어서 공구의 제조를 용이하게 할 수 있다.

본 발명은 전술된 특허 문헌에 기초하여 개발되었고 청구항 1 의 전문에서 규정된 상업적으로 이용가능한 측면 및 정면 밀링 커터를 설명한다.

공지된 측면 및 정면 밀링 커터의 절삭 인서트에서 두 개의 공동 작용하는 세레이션 표면 또는 결합 구역으로 형성된 카세트 절삭 인서트와의 계면은 절삭 인서트가 합리적으로 크다면 가치있는 방식으로 작동하지만, 절삭 인서트가 제한된 치수로 만들어져야 한다면, 문제가 발생하여 카세트의 결합 구역의 리지 및 홈에 절삭 인서트의 회전을 효과적으로 차단하고 절삭 인서트의 안정적인 고정을 보장하기에 충분하게 큰 길이가 주어질 수 없게 된다. 따라서, 카세트의 결합 구역은 실질적으로 섕크-엔드 밀을 이용하는 밀링에 의해 제조되고, 이에 의해 원하는 수의 홈이 카세트의 시팅의 처음부터 평평한 베이스 표면에서 밀링된다. 그러나, 시팅의 베이스 표면이 밀링 커터에 비해 작다면, 오직 짧은 홈 및 리지만이 제공될 수 있다. 사용될 수 있는 가장 작은 섕크-엔드 밀이 베이스 표면의 길이만큼 큰 직경을 갖는다면, 홈 및 리지의 길이는 직경의 최대한 절반까지 확대되는데, 왜냐하면 그렇지않으면, 밀링 커터가 전방으로 이동할 필요가 있어서 밀링 커터가 돌출 지지면에 손상을 입히기 때문이다.

본 발명은 전술된 문제점을 제거하고 칩 제거 가공을 위한 향상된 공구, 특히 측면 및 정면 밀링 커터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이에 따라, 본 발명의 주요 목적은, 교체가능한 절삭 인서트를 수용하기 위한 시팅 또는 시팅들이 베이스 표면으로 형성될 수 있고, 상기 베이스 표면의 결합 구역은 최적 돌출 면적을 갖고 리지는 상당한 길이를 갖는 공구를 제공하는 것이다. 즉, 절삭 인서트의 안정적인 고정 및 그에 따라 우수한 가공 정확성을 보장하기 위해서, 주로 교대로 있는 리지와 홈의 결합구역인, 베이스 표면을 갖는 소형 절삭 인서트를 위한 소형 시팅을 형성하는 것이 가능해야 하고, 시팅의 돌출 지지 표면에 손상을 입히지 않고 홈을 밀링하는 것이 가능해야만 한다. 또한 본 발명의 목적은 구조적으로 간단하고 제조하기에 비용이 많이 들지 않는 공구를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 적어도 주요 목적은 청구항 1 의 특징부에 규정된 특징에 의해 얻어진다. 본 발명에 따른 공구의 바람직한 실시형태 또한 종속 청구항 2 ~ 17 에 규정된다.

추가적인 양태에서, 본 발명은 또한 당해 종류의 공구용의 기본체에 관한 것이다. 이 기본체의 특징은 독립 청구항 18, 종속 청구항 19 ~ 34 에서 명확해진다.

제 3 양태에서, 본 발명은 상기 공구에 특히 적합한 절삭 인서트에 관한 것이다. 이 절삭 인서트의 특징은 청구항 35, 청구항 36 ~ 39 에서 명확해진다.

본 발명은 리지의 가상 연장부가 시팅의 후방 지지면의 측부에 의해 위치되도록 절삭 인서트를 수용하는 시팅의 베이스 표면에 포함된, 리지 및 홈 또는 리지들 및 홈들을 예각으로 경사지게 하는 개념에 기초한다. 이 방식으로, 예컨대 섕크-엔드 밀은 지지면과 접촉하지 않고 지지면을 지나칠 수 있어서, 길고 힘을 흡수할 수 있는 리지를 갖는 더 큰 베이스 표면을 형성할 수 있다.

도 1 은 측면 및 정면 밀링 커터의 형태로서 예시된, 본 발명에 따라 만들어진 공구의 사시도이다.
도 2 는 공구의 디스크 형상의 기본체에 카세트 및 교체가능한 절삭 인서트가 구비되는 방법을 도시하는 확대된 사시 세부도이다.
도 3 은 각 카세트를 도시하는 확대된 상부 사시도이다.
도 4 는 동일한 카세트의 하부 사시도이다.
도 5 는 카세트의 상부에서 본 평면도이다.
도 6 은 카세트의 측면도이다.
도 7 은 카세트에 장착된 본 발명에 따른 절삭 인서트를 도시하는 사시도이다.
도 8 은 도 7 에 따른 절삭 인서트 및 카세트의 전방으로부터의 단면도이다.
도 9 는 본 발명에 따른 절삭 인서트의 상면 사시도이다.
도 10 은 동일한 절삭 인서트의 하부 사시도이다.
도 11 은 도 9 및 도 10 에 따른 절삭 인서트의 평면도이다,.
도 12 는 절삭 인서트의 정면에서 본 단면도이다.

본 발명이 적용될 수 있는 공구의 예로서, 도 1 및 도 2 에 도시된 측면 및 정면 밀링 커터가 선택되었고, 이는, 한편에서는, 원형 디스크 또는 블레이드 형상으로 중앙 축선 (C1) 에 대해 회전가능한 기본체 (1), 및 다른 한편에서는, 디스크의 원주를 따라 장착되는 다수의 교체가능한 절삭 인서트 (2) 로 구성된다. 보다 구체적으로, 각각의 절삭 인서트 (2) 는 소위 카세트 (3) 에 장착되고, 상기 카세트는 기본체에 반영구적으로 연결됨으로써 기본체의 일부를 구성한다. 각각의 이러한 카세트 (3) 는 디스크 (1) 의 주변에서 개방되어 있는 칩 포켓 (4) 에 인접하여 위치되고, 한편으로는 디스크의 평면 쐐기 표면 (7) 과 다른 한편으로는 카세트 (3) 의 상부측의 평면 쐐기 표면 (8) 사이에서 조임 나사 (6) 에 의해 조여질 수 있는 쐐기 본체 (5) 에 의해 고정된다. 카세트의 안정적인 고정을 보장하기 위해서, 디스크 본체 (1) 의 소위 세레이션 표면 (9) 및 카세트 (3) 의 하부측의 공동 작용하는 세레이션 표면 (10) (도 4 및 도 6 참조) 의 형태인 계면이 사용된다. 세레이션 표면 (9, 10) 은 이 경우에 평면이고 복수 개의 일직선이고 상호 평행한 리지를 포함하며, 상기 리지는 홈과 이격되고, 일방의 세레이션 표면의 리지는 타방의 홈과 결합하고, 그 반대도 가능하다. 리지는 단면이 쐐기 형상이고 인접한 홈의 바닥과 접하지 않도록 형성된다. 또한, 각각의 개별적인 리지는 디스크 본체의 중앙 축선 (C1) 과 평행하여서, 디스크의 평면과 90 °의 각도를 형성한다. 이것은, 디스크에 대해 측방으로 있는 카세트의 위치가 중앙 축선 (C1) 으로부터 절삭 인서트의 반경 방향 거리가 변하지 않고 간단한 방식으로 미세-조정될 수 있다는 것을 의미한다. 이렇게, 카세트는 쐐기 본체 (5) 가 느슨하게 조여지면서 세레이션 표면 (9) 에 대해 변위될 수 있고, 따라서 쐐기 본체 (5) 는 카세트를 움직일 수 없도록 고정하기 위해서 최종적으로 조여진다.

카세트 (3) 의 특징을 보다 상세하게 설명하는 도 3 ~ 도 6 을 참조한다.

카세트의 상부측에는 전체가 11 로 표시된 시팅 (소위 인서트 시트라 불림) 이 형성되어 있고, 이는 바닥 표면 또는 베이스 표면 (12), 이 경우에 러그 (14) 에 포함된 평면 (13) 의 형태이고 바닥 표면 또는 베이스 표면 (12) 의 바닥에 대해 돌출하는 후방 지지부에 의해 한정되며, 러그 (14) 에는 쐐기 표면 (8) 이 포함되어 있다. 카세트의 하부측은 세레이션 표면 (10) 이 전체적으로 차지하고, 세레이션 표면의 리지 및 홈은 각각 15 와 16 으로 표시된다. 또한, 카세트는 두 개의 평면이고 상호 평행한 측면 (17a, 17b) 에 의해 한정되며, 상기 두 면은 전방 단부 표면 (18) 과 후방 단부 표면 (19) 사이에서 연장한다. 도 4 에서, CP1 은 수직 중앙 평면을 나타내고, 이는 측면 (17a, 17b) 사이의 중간에 위치된다. 베이스 표면 (12) 에서, 조임 나사 (21) (도 7 참조) 의 수나사가 조여질 수 있는 암나사를 갖는 구멍 (20) 이 개방되어 있다. 실시예에서, 구멍 (20) 은 관통되어 있어서 카세트의 하부측에서도 개방되어 있다.

절삭 인서트 (2) 의 특징을 상세하게 도시하는 도 9 ~ 도 12 를 참조한다. 일반적으로, 절삭 인서트는 상부측 (22), 하부측 (23) 및 일반적으로 24 로 표시되는 주변 여유면을 포함하고, 이 경우에, 절삭 인서트가 4 각형의 형상을 가질 때, 4 부분의 표면, 즉 전방 단부 표면 (24a), 후방 단부 표면 (24b) 뿐만 아니라 두 개의 측면 (24c) 을 포함한다. 이들 표면 중에서, 두 개의 측면 (24c) 은 유사하고 공통의 중앙 평면 (CP2) 으로부터 동일한 거리에 위치된다. 실시예에서, 절삭 인서트 (2) 는 절삭 인서트의 상부측 (22) 과 전방부 표면 (24a) 사이에 형성된 오직 하나의 절삭 에지 (25) 를 포함하고, 상기 전방부 표면 (24a) 은 여유면 (24) 에 포함된다. 절삭 에지 (25) 는 이 경우에 그 길이의 대부분을 따라 일직선이지만, 양 단부에서는 아치형 부분 에지 (25a) 로 변형된다. 절삭 에지 (25) 로부터, 여유면 (24) 은 전통적인 방식으로 후방뿐만 아니라 하방으로 지나가거나 갈라진다.

절삭 인서트의 하부측 (23) 에는, 일련의 리지 및 홈 (26, 27) 이 카세트 (3) 의 베이스 표면 (12) 에 있는 일련의 리지 및 홈과 상호작용하도록 형성된다. 이들 리지 및 홈을 카세트와 디스크 본체 사이의 계면의 세레이션 표면 (9, 10) 에 포함된 리지 및 홈과 개념상으로 분리하기 위해서, 리지/홈 (26, 27) 및 베이스 표면 (12) 의 대응하는 배열체가 차지하는 표면은 이제부터 "결합 구역" 이라고 부른다. 카세트의 결합 구역 (일반적으로 32 로 표시됨) 에 포함된 리지 및 홈은 28, 29 로 표시된다 (도 3 및 도 5 참조). 계속해서 도 9 ~ 도 12 를 참조하면, 절삭 인서트 (2) 는 관통하는 수직 구멍 (30) 을 포함하는 것을 알아야 하고, 상기 구멍의 중앙 축선은 C3 로 표시된다. 구멍의 상부 개구는 원뿔형 표면 (31) 으로 한정된다.

도 7 및 도 8 에는, 카세트 (3) 에 장착된, 보다 정확하게는 조임 나사 (21) 에 의한 절삭 인서트 (2) 가 도시된다. 이 상태에서, 절삭 인서트의 하부측의 리지 (26) 는 카세트의 홈 (29) 과 결합하고 리지 (28) 는 홈 (27) 과 결합한다.

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 전에, 완성도를 추구하기 위해서, 이 경우에 밀링 동안에 절삭 인서트에 작용하는 최대 힘이 디스크 본체의 평면 안으로 반경 방향으로 향한다는 것을 알아야 한다. 이들 반경 방향 힘은 카세트에 형성된 후방 지지 표면에 의해 적용되고 상기 카세트에는 절삭 인서트의 후방 단부 표면이 가압된다. 그러나, 절삭 인서트는 또한 보다 적절한 측방력에도 노출되어서, 시팅에 대해 절삭 인서트를 변위시키고 회전시킨다 (교대로). 이러한 변위 및 회전을 방지하는 것이 공동 작용하는 리지의 본래의 역할이다.

설명된 바와 같이, 공지된 공구의 단점은, 절삭 인서트의 하부측의 리지가 절삭 에지에 수직하거나 절삭 인서트의 측면에 본질적으로 평행함과 동시에, 카세트의 결합 구역의 리지가 카세트의 측면과 평행하게 연장한다 (이에 따라 후방 지지 표면과 수직하게 됨). 이에 따라, 절삭 인서트 - 및 이에 따라 카세트의 시팅 - 이 작아질 때, 절삭 인서트의 안정적인 고정을 보장하기 위해 카세트의 결합 구역의 리지에 충분한 길이를 제공하는데 어려움이 발생하게 된다. 따라서, 카세트의 결합 구역의 홈을 밀링하는데 일반적으로 이용되는 섕크-엔드 밀이 섕크-엔드 밀의 직경의 절반에 대응하는 거리보다 후방 지지 표면에 다 가깝게 갈 수 없다.

본 발명에 따르면, 전술된 문제점은, 절삭 인서트 및 카세트의 두 개의 절삭 구역의 리지 (및 홈) 가, 각각, 그 중앙 평면 (CP1 및 CP2) 에 대해 각을 이루거나 경사진다는 사실에 의해 해결된다. 도 3 및 도 5 에서, 32 는 리지 (28) 및 홈 (29) 에 의해 형성된 결합 구역, 즉 절삭 인서트의 하부측의 홈 (27) 및 리지 (26) 와 기계적으로 함께 결합될 수 있는, 시팅 (11) 의 베이스 표면 (12) 의 일부를 나타낸다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 결합 구역 (32) 의 리지 (28) 는 중앙 평면 (CP1) 과 함께 예각 (α) 을 형성한다. 또한 지지 표면 (13) 과는, 리지 (28) 는 예각 (β) 을 형성한다. 이 경우에, 지지 표면 (13) 이 중앙 평면 (CP1) 에 수직하여 연장하기 때문에, 각도 (β) 는 각도 (α) 에 대해 여각을 형상한다. 리지 (28) 가 경사져있다는 사실로 인해, 중앙 평면 (CP1) 에 대해 평행한 대신에, 리지의 가상 연장부가 지지 표면의 측부에 의해 연장한다. 이렇게, 지지 표면 (13) 옆을 자유롭게 통과할 수 있는, 즉 손상을 입히지 않고 섕크-엔드 밀에 의해 리지가 제공될 수 있고, 결합 구역 (32) 의 돌출 표면 및 리지의 길이는, 리지가 중앙 평면과 평행해서 지지 표면 (13) 으로부터 비교적 큰 거리에서 끝날 필요가 있다면 더 커지게 된다.

이 경우에, 단부 표면 (18) 뿐만 아니라 카세트의 두 개의 측면 (17a, 17b) 이 평면이기 때문에, 베이스 표면 (12) 의 외곽 형상을 결정하는 경계선이 직선이 될 것이다. 도 5 의 평면도에서 명확히 도시되는 바와 같이, 리지 (28) 는 경계선까지 연장하고, 즉 리지의 대향 단부가 경계선을 따라 위치된다. 각각의 리지의 제 1 단부는 28a 로 표시되고, 대향 단부는 28b 로 표시된다. 도 5 에 명확하게 도시된 바와 같이, 모든 제 1 단부 (28a) 는 측면 (17b) 중 하나를 따라 위치되고, 특정한 대향 제 2 단부 (28b) 는 카세트의 전방 단부 표면 (18) 을 따라 위치되며, 다른 제 2 단부 (28b) 는 카세트의 대향 단부 표면 (17a) 을 따라 위치된다.

결합 구역 (32) 과 지지 표면 (13) 사이에는, 이 경우에, 삼각형 형상을 가지며 지지 표면에 인접하여 위치된 인접한 리지의 단부를 향해 줄어드는 자유면 (33) 이 있다.

베이스 표면 (12) 과 지지 표면 (13) 사이에는 도랑 형상의 카운터싱크 (34) 가 형성되어 있고, 이는 절삭 인서트의 하부측의 후방부를 위한 여유 공간을 형성한다. 이에 따라, 베이스 표면의 길이 (L) 는 카운터싱크 (34) 와 카세트의 전방 단부 표면 (18) 사이의 거리에 의해 결정된다. 카세트의 폭은 W 로 표시된다. 도시된 실시예에서, 각도 (α) 와 각도 (β) 는 약 45 °이고, 리지와 홈에 의해 형성된 결합 구역 (32) 은 베이스 표면 (12) 의 전체 영역의 대략 74 % 를 차지한다.

결합 구역 (32) 의 면적을 최적화하기 위해서, 러그 (14) 에는, 리지와 마찬가지로, 중앙 평면 (CP1) 에 대해 45 °의 각도로 연장하는 챔퍼 표면 (35) 이 형성되었다. 이 방식으로, 카세트의 전체 폭 (W) 과 관련하여 지지 표면 (13) 의 폭이 감소하지만, 절삭 인서트에 작용하는 반경 방향 힘을 신뢰성있게 적용하기에 여전히 충분하게 크다. 실시예에서, 지지 표면 (13) 의 폭은 카세트의 폭 (W) 의 대략 75 % 이다. 당연히, 이 폭은 상방 및 하방으로 변할 수도 있다. 그러나 어떤 경우에는, 적어도 50 % 까지 된다.

또한, 각도 (α) 및 각도 (β) 는, 상호 독립적이더라도, 즉 지지 표면 (13) 이 중앙 평면 (CP1) 에 대해 90 °이외의 각도라면 변화할 수도 있다. 일반적으로, 결합 구역 (32) 의 면적 (만일 베이스 표면 (12) 의 형상 및 크기가 동일하고 지지 표면 (13) 이 하나의 동일한 폭을 갖는다면) 이 각도 (α) 가 감소함으로써 감소되고, 그 반대도 가능하다는 것이 적용된다. 그러나, 실제로, 결합 구역의 충분한 면적 및 지지 표면 (13) 의 충분한 폭을 보장하기 위해서, 각도 (α) 는 25 °미만이 아니어야 한다. 다른 한편으로, α 는 50 °보다 크지는 않아야 하는데, 왜냐하면 그렇지 않다면 절삭 인서트로부터 측방력을 적용하는 리지의 능력이 너무 많이 감소되기 때문이다. 실제로, 결합 구역 (32) 의 면적은 베이스 표면 (12) 의 전체 면적의 적어도 2/3 이어야 한다.

도 6 에 도시된 바와 같이, 한편에서, 자유면 (33) 은 리지 (28) 의 마루 (crests) 로 표시된, 결합 구역 (32) 의 가장 높은 레벨 아래의 레벨에 위치되고, 다른 한편에서는, 홈 (29) 의 바닥으로 표시된, 결합 구역의 가장 레벨 위의 레벨에 위치된다. 카운터싱크 (34) 의 바닥은 자유면 (33) 아래의 레벨에 위치된다.

공구의 예시적인 실시형태에서, 절삭 인서트 (도 9 ~ 도 12 참조) 는 중앙 평면 (CP2) 에 대해 대칭이고, 오직 하나의 칩 제거 절삭 에지 (25) 를 갖는다. 이와 관련하여, 절삭 인서트의 하부측 (23) 에 형성되는, 제 2 결합 구역의 리지 (26) 가 중앙 평면 (CP2) 에 대해 예각 (δ) 으로 연장한다. 절삭 인서트를 카세트 (3) 의 중앙 평면에 대해 대칭으로 위치시키기 위해서, δ 및 α 는 예를 들어 45 °로 동일하게 커야 한다. 절삭 에지 (25) 가 중앙 평면 (CP2) 에 대해 수직으로 연장하기 때문에, γ 는 δ 에 대해 여각을 형성한다. δ 가 45 °라면, γ 또한 따라서 45 °가 될 것이다. 모든 홈 (27) 이 여유면 (24) 의 상이한 부분의 표면에서 개방한다는 사실에 의해 절삭 인서트의 하부측의 결합 구역은 전체 하부측을 따라 연장한다는 것도 알아야 한다. 또한 리지 (26) 는 중앙 평면에 대해 적어도 25 °및 최대 50 °의 각도로 연장해야 한다.

도 5 에서, 조임 나사 (21) 용 구멍 (20) 이 중앙 평면 (CP1) 에 대해 다소 측방으로 배치되어 있다는 것을 볼 수 있다. 그러나, 절삭 인서트의 대응 구멍 (30) 은 중앙에 위치되어서, 그 중앙 축선 (C3) 이 절삭 인서트의 중앙 평면 (CP2) 과 동심이 된다. 원뿔형 헤드 (보이지는 않음) 를 갖는 나사 (21) 가 특정한 고유의 탄성을 갖는 강으로 형성된다. 구멍 (20) 과 구멍 (30) 사이의 편심으로 인해서, 나사 (21) 는, 조여질 때, 절삭 인서트의 후방 단부 표면 (24b) 이 후방 지지면 (13) 에 대해 가까이 접촉하여 가압될 때까지, 하방을 향하는 힘뿐만 아니라, 도 5 에서 절삭 인서트를 우측 및 후방을 향하여 대각선으로 변위시키는 스프링력을 절삭 인서트에 가할 것이다. 이 위치에서는, 소형 절삭 인서트가 안정적인 방식으로 고정되어서, 측방향 힘에 따른 절삭 인서트의 회전이, 길어서 절삭 인서트의 하부측의 후방부와 결합할 수 있고, 지지 표면에 가장 가까이 위치해 있으며 결합 구역 (32) 에 포함된 리지 (28) 에 의해 효과적으로 차단됨과 동시에, 디스크 본체 안으로 반경 방향으로의 절삭 인서트의 변위가 러그 (14) 의 지지 표면 (13) 에 의해 방지된다.

본 발명의 기본적인 이점은, 교체가능한 절삭 인서트, 특히 소형 절삭 인서트를 안정적으로 고정하기 위한 L-형상 (측면에서 보면) 의 시팅에, 절삭 인서트의 가장 긴 리지 또는 리지들이 돌출 지지부의 바로 근처까지 연장함과 동시에, 종래의 간단한 밀링 (또는 등가의 가공) 에 의해 비례적으로 큰 표면이 주어질 수 있다는 것이다. 이렇게, 리지의 일부가 또한 절삭 인서트의 대응하는 결합 구역의 후방부와 결합하여서 절삭 인서트의 회전이 효과적으로 차단되는 것이 보장된다. 즉, 절삭 인서트로부터의 가장 큰 힘이 작용되는, 베이스 표면의 결합 구역의 전방 단부에는, 가장 긴 리지 또는 리지들이 베이스 표면의 후방 단부까지 모두 연장됨과 동시에, 베이스 표면의 전체 폭을 따라 리지가 형성된다.

본 발명의 실현가능한 변형

도면에 예시된 본 발명에 따른 공구의 실시형태에서, 절삭 인서트는 대칭형 기본 형상을 갖고 오직 하나의 전방 절삭 에지를 포함한다. 본 발명의 범위 내에서, 결합 구역의 리지가 경사지는 예각이 정확히 45 °라면, 두 개 이상의 절삭 에지를 갖는 인덱서블 절삭 인서트를 이용하는 것도 가능하다. 또한, 우세한 절삭력이 절삭 인서트의 각각의 코너를 향해 대각선 방향으로 절삭 인서트에 적용된다면, 리지의 설명된 경사가 특히 유리한 방식으로 이용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 힘 작용의 우세한 라인에 대해 적절한 각도로, 예컨대 90 °또는 거의 90 °로 리지를 위치시킴으로써, 리지는, 절삭 인서트의 회전을 효과적으로 차단하는 것에 추가하여, 후방 지지부와 함께, 큰 절삭력을 작용하기 위해서 이용될 수 있다. 후방 지지부가 실시예에서와 같이 평면일 필요는 없다는 것을 알아야 한다. 후방 지지부가 시팅의 베이스 표면에 대해 튀어나오고 절삭 인서트가 후방으로 변위하는 것을 방지하기 위해 적어도 절삭 인서트의 후방 단부 표면과 접촉하는 라인 또는 지점을 갖는다는 것이 단지 중요하다. 베이스 표면과 동일한 폭을 갖는 러그 대신에, 더 작은 폭 또는 직경을 갖는 수직 돌출부, 예컨대 스터드가 이에 따라 사용될 수 있다. 또한 결합 구역에 포함된 리지 및 홈의 기하학적 설계가 다양한 방법으로 변경될 수도 있다. 따라서, 완전하게 일직선인 리지 대신에, 약간 굴곡진 리지가 고려될 수도 있다. 리지가 일반적으로 단면이 쐐기 형상이더라도, 플랭크 각도 (일반적으로 60 °) 는 꽤 넓은 폭 제한 내에서 변화될 수도 있다. 절삭 인서트가, 절삭 인서트를 회전시키기 위한 적절한 측방향 힘만을 받는다면, 실시예에 따라 5 개의 리지 및 홈 대신에 오직 1 개 또는 소수의 리지 및 홈을 갖는 각각의 결합 구역을 형성하는 것도 가능하다. 또한, 절삭 인서트는 다각형 대신에 둥근 기본 형상을 가질 수도 있다. 이렇게 도입부에 나타냈기 때문에, 본 발명은 또한 밀링 커터 외의 다른 절삭 공구, 예컨대 선삭 및 드릴링을 위한 공구에도 적용가능하다. 정확하게 선삭 공구에 적용시에 특정 이점이 기대되는데, 왜냐하면 이들을 위한 선삭 인서트는, 인서트의 코너를 향해 대각선으로 작용하는 절삭력에 종종 노출되기 때문이다. 또한, 카세트의 후방 러그 (또는 기본체에서 직접 대응하는 부분) 에 가압되는, 특정 교체가능한 심 (shim) 에 시팅의 후방 지지면을 형성할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 가변적인 쐐기 각도를 갖는 상이한 쐐기 형상의 심의 사용이 가능해져서, 결합 구역의 리지에 대한 지지면의 각도가 변할 수도 있다. 또한 손상을 입을 위험이 없는 돌출하는 지지 표면으로부터 이러한 큰 거리에서 끝나는 다수의 짧은 리지/홈으로 여유면을 보충하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 절삭 인서트의 후방부의 회전을 신뢰성있게 차단하기 위해서 하나 이상의 리지가 전체 길이를 유지함과 동시에 결합 구역의 면적이 확대될 수 있다. 결론적으로, 교체가능한 절삭 인서트를 수용하는 것을 목적으로 하는 시팅 또는 인서트 시트가 당연히 카세트 또는 기본체의 나머지 부분에 반영구적으로 연결되어 있는 다른 부분, 예컨대 심 플레이트에 형성될 필요가 없다는 것이 언급되어야 한다. 이렇게, 시팅은 솔리드 기본체에 바로 형성될 수도 있다.

Claims

한편에서는, 베이스 표면 (12) 및 상기 베이스 표면 (12) 에 대해서 돌출하는 후방 지지부 (13) 에 의해 경계지어지는 적어도 하나의 시팅 (11) 을 구비하는 기본체 (1) 및, 다른 한편에서는, 상부측 (22), 하부측 (23) 및 상기 상부측과 하부측 사이에서 연장하고 적어도 하나의 절삭 에지 (25) 를 통해 상부측으로 변형하는 여유면 (24) 을 갖는 교체가능한 절삭 인서트 (2) 를 포함하는 칩 제거 가공용 공구로서, 상기 베이스 표면 (12) 은 하나 이상의 리지 (28) 및 홈 (29) 의 형태인 제 1 결합 구역 (32) 을 포함하고, 상기 하부측 (23) 은 하나 이상의 홈 (27) 및 리지 (26) 를 갖는 제 2 결합 구역을 포함하고, 상기 여유면 (24) 의 일부 (24b) 가 후방 지지부 (13) 에 가압됨과 동시에 상기 리지 (26) 중 하나는 제 1 결합 구역 (32) 의 홈과 결합하고, 그 반대도 가능한 칩 제거 가공용 공구에 있어서,
상기 제 1 결합 구역 (32) 의 각각의 리지 (28) 의 가상 연장부는 후방 지지부 (13) 의 측부에 의해 연장하는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 결합 구역 (32) 은 홈 (29) 에 의해 이격된 복수의 리지 (28) 를 포함하고, 상기 리지의 대향 단부 (28a, 28b) 는 베이스 표면 (12) 의 외곽 형상을 결정하는 경계선을 따라 위치되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 후방 지지부는 제 1 결합 구역 (32) 의 각각의 리지 (28) 에 대해 예각 (β) 으로 있는 표면 (13) 에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스 표면 (12) 은 결합 구역 (32) 에 더하여 자유면 (33) 을 갖고, 상기 자유면은 결합 구역이 후방 지지부를 향해 줄어듬과 동시에 후방 지지부 (13) 에 가장 가까이 위치된 인접 리지 (28) 의 단부를 향해 줄어드는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 4 항에 있어서, 상기 자유면 (33) 은, 한편에서는, 하나 이상의 리지 (28) 의 마루로 표시된, 제 1 결합 구역 (32) 의 가장 높은 레벨 아래의 레벨에 위치되고, 다른 한편에서는, 하나 이상의 홈 (29) 의 바닥으로 표시된, 제 1 결합 구역의 가장 낮은 레벨 위의 레벨에 위치되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 3 항 내지 제 5 항에 있어서, 상기 후방 지지면 (13) 의 폭은 두 개의 상호 이격된 측부 경계선 (17a, 17b) 사이의 거리로 표시된, 베이스 표면 (12) 의 폭 (W) 의 적어도 절반인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 표면 (12) 과 후방 지지부 (13) 사이에 도랑 형상의 카운터싱크 (34) 가 형성되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 결합 구역 (32) 은 베이스 표면 (12) 의 전체 돌출 면적의 적어도 2/3 을 차지하는 돌출 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 후방 지지면 (13) 과 리지 (28) 사이의 예각 (β) 은 적어도 25 °인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 후방 지지면 (13) 과 리지 (28) 사이의 예각 (β) 은 최대 50 °인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 3 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 후방 지지면 (13) 과 리지 (28) 사이의 예각 (β) 은 45 °인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기본체 (1) 의 각각의 시팅 (11) 은, 기본체에 반영구적으로 연결됨으로써 기본체에 포함되는 별도의 요소 (3) 에 형성되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 12 항에 있어서, 상기 공구는 측면 및 정면 밀링 커터의 형태이고, 상기 공구의 기본체는 중앙 축선 (C1) 주위를 회전가능한 원형 디스크 (1) 이고 상기 디스크의 주변에는 복수 개의 절삭 인서트 (2) 가 구비되고, 각각의 절삭 인서트는 카세트 (3) 의 형태인 요소에 장착되고, 상기 카세트는 디스크에 형성된 일련의 리지 및 홈의 형태인 제 1 세레이션 표면 (9) 및 디스크의 중앙 축선 (C1) 과 평행한 홈 및 리지의 형태로 카세트의 하부측에 형성된 제 2 세레이션 표면 (10) 을 포함하는 계면을 통해 디스크와 반영구적으로 연결되고, 리지 중 하나는 제 1 세레이션 표면의 홈과 결합하고 그 반대도 가능하며, 상기 제 1 결합 구역 (32) 은 카세트 (3) 의 하부측, 보다 정확하게는 후방 러그 (14) 와 전방 단부면 (18) 사이에 형성되고, 상기 카세트는 전방 단부면 (18) 으로부터 후방 단부면 (19) 을 향해 연장하는 상호 이격된 한 쌍의 측면 (17a, 17b) 에 의해 경계지어지고, 상기 제 1 결합 구역 (32) 의 각각의 리지 (28) 는 리지의 가상 연장부를 러그 (14) 의 측부에 의해 안내하도록 각각의 측면 (17b) 에 대해 예각 (α) 을 이루는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 13 항에 있어서, 제 1 결합 구역 (32) 의 리지 (28) 의 한 쌍의 대향하는 제 1 및 제 2 단부 (28a, 28b) 중에서, 모든 제 1 단부 (28a) 는 측면 (17b) 중 하나를 따라 위치되고, 적어도 특정한 대향하는 제 2 단부 (28b) 는 카세트의 전방 단부면 (18) 의 전체 폭을 따라 위치되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 측면 (17b) 과 리지 (28) 사이의 각도 (α) 는 적어도 25 °인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 (17b) 과 리지 (28) 사이의 각도 (α) 는 최대 50 °인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 (17b) 과 리지 (28) 사이의 각도 (α) 는 45 °인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구.
베이스 표면 (12) 및 상기 베이스 표면에 대해 돌출하는 후방 지지부 (13) 에 의해 경계지어지며 절삭 인서트를 수용하기 위한 시팅 (11) 을 포함하며, 상기 베이스 표면은 하나 이상의 리지 (28) 및 홈 (29) 의 형태인 결합 구역 (32) 을 포함하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체에 있어서,
상기 결합 구역 (32) 의 각각의 리지 (28) 의 가상의 연장부가 후방 지지부 (13) 의 측부에 의해 연장하는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 18 항에 있어서, 상기 결합 구역 (32) 은 홈 (29) 에 의해 이격된 복수 개의 리지 (28) 를 포함하고, 상기 리지의 대향 단부 (28a, 28b) 는 베이스 표면 (12) 의 외곽 형상을 결정하는 경계선을 따라 위치되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 후방 지지부는, 베이스 표면 (12) 의 후방 단부로부터 돌출하고 각각의 리지 (28) 에 대해 예각 (β) 인 평면 (13) 인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스 표면 (12) 은 결합 구역 (32) 에 더하여 자유면 (33) 을 갖고, 상기 자유면은 후방 지지부 (13) 에 가장 가까이 위치된 인접 리지의 단부 (28a) 를 향해 줄어드는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 21 항에 있어서, 상기 자유면 (33) 은, 하나 이상의 리지 (28) 의 마루로 표시된, 제 1 결합 구역 (32) 의 가장 높은 레벨 아래의 레벨에 위치되고, 또한 하나 이상의 홈 (29) 의 바닥으로 표시된, 제 1 결합 구역 (32) 의 가장 낮은 레벨 위의 레벨에 위치되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후방 지지면 (13) 의 폭은, 베이스 표면의 두 개의 상호 이격된 측부 경계선 사이의 거리로 표시된, 베이스 표면 (12) 의 폭 (W) 의 적어도 절반인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 18 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스 표면 (12) 과 후방 지지부 (13) 사이에 도랑 형상의 카운터싱크 (34) 가 형성되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 18 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 결합 구역 (32) 은 베이스 표면 (12) 의 전체 돌출 면적의 적어도 2/3 을 차지하는 돌출 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 후방 지지면 (13) 과 각각의 리지 (28) 사이의 각도 (β) 는 적어도 25 °인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 20 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 후방 지지면 (13) 과 각각의 리지 (28) 사이의 각도 (β) 는 최대 50 °인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 20 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 후방 지지면 (13) 과 각각의 리지 (28) 사이의 각도 (β) 는 45 °인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 18 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 시팅 (11) 은, 기본체에 반영구적으로 연결됨으로써 기본체 (1) 에 포함되는 별도의 요소 (3) 에 형성되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 29 항에 있어서, 상기 기본체는 중앙 축선 (C1) 주위를 회전가능한 원형 디스크 (1) 의 형태이고, 상기 기본체의 주변은 카세트 (3) 를 포함하고, 상기 카세트는 디스크에 형성된 일련의 리지 및 홈의 형태인 제 1 세레이션 표면 (9) 및 디스크의 중앙 축선 (C1) 과 평행한 홈 및 리지의 형태로 카세트의 하부측에 형성된 제 2 세레이션 표면 (10) 을 포함하는 계면을 통해 디스크와 반영구적으로 연결되고, 리지 중 하나는 제 1 세레이션 표면의 홈과 결합하고 그 반대도 가능하며, 상기 제 1 결합 구역 (32) 은 카세트의 하부측, 보다 정확하게는 후방 러그 (14) 와 전방 단부면 (18) 사이에 형성되고, 상기 카세트는 전방 단부면 (18) 으로부터 후방 단부면 (19) 을 향해 연장하는 상호 이격된 한 쌍의 측면 (17a, 17b) 에 의해 경계지어지고, 상기 제 1 결합 구역의 각각의 리지 (28) 는 리지의 가상 연장부를 러그 (14) 의 측부에 의해 안내하도록 각각의 측면 (17b) 에 대해 예각 (α) 을 이루는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 30 항에 있어서, 상기 각도 (α) 는 적어도 25 °인 것을 특징으로 하는칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 각도 (α) 는 최대 50 °인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 30 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각도 (α) 는 45 °인 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
제 30 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서, 결합 구역 (32) 의 리지 (28) 의 한 쌍의 대향하는 제 1 및 제 2 단부 (28a, 28b) 중에서, 모든 제 1 단부 (28a) 는 측면 (17b) 중 하나를 따라 위치되고, 적어도 특정한 대향하는 제 2 단부 (28b) 는 카세트의 전방 단부면 (18) 의 전체 폭을 따라 위치되는 것을 특징으로 하는 칩 제거 가공용 공구의 기본체.
상부측 (22), 하부측 (23), 및 상기 상부측과 하부측 사이에서 연장하고 적어도 하나의 절삭 에지 (25) 를 통해 상부측 (22) 으로 변형하는 여유면 (24) 을 포함하고, 상기 하부측 (23) 은, 홈 (27) 에 의해 이격되고 각각 한 쌍의 대향 단부를 갖는 복수 개의 리지 (26) 의 형태인 결합 구역을 포함하는 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 공구용의 교체가능한 절삭 인서트에 있어서,
상기 리지 (26) 는 절삭 에지 (25) 에 대해 예각 (γ) 을 이루는 것을 특징으로 하는 교체가능한 절삭 인서트.
제 35 항에 있어서, 리지 (26) 사이의 모든 홈 (27) 이 여유면 (24) 에서 개방하도록 상기 결합 구역은 전체 하부측 (23) 을 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 교체가능한 절삭 인서트.
제 35 항 또는 제 36 항에 있어서, 리지와 절삭 에지 사이의 각도 (γ) 는 적어도 25 °인 것을 특징으로 하는 교체가능한 절삭 인서트.
제 35 항 내지 제 37 중 어느 한 항에 있어서, 리지와 절삭 에지 사이의 각도 (γ) 는 최대 50 °인 것을 특징으로 하는 교체가능한 절삭 인서트.
제 35 항 내지 제 38 중 어느 한 항에 있어서, 리지와 절삭 에지 사이의 각도 (γ) 는 45 °인 것을 특징으로 하는 교체가능한 절삭 인서트.