KR20110005262A - 절삭 공구 및 이를 위한 절삭 인서트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 절삭 공구(10)는 보유 스크루(18)에 의해 인서트 홀더(12)의 인서트 포켓(16) 내에 보유되는 절삭 인서트(14)를 갖는다. 이격된 제1 인서트 후방 접촉 표면(42)들은 이격된 제1 포켓 후방 접촉 표면(78)과 접촉하고, 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)은 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)과 접촉하고, 이격된 인서트 하부 접촉 표면(56)은 이격된 포켓 하부 접촉 표면(88)들과 접촉한다. 절삭 인서트(14)는 인서트 측면 표면(28)의 극단부들 사이에서 취한 제1 치수(D1)와, 인서트 상부 표면(30)과 인서트 하부 표면(32)의 극단부들 사이에서 취한 제2 치수(D2)와, 인서트 하부 접촉 표면(56)과 인서트 상부 표면(30) 사이에서 취한 제4 치수(D4)를 갖는다. 제4 치수(D4)와 제2 치수(D2) 사이의 크기 비율은 0.2 내지 1의 범위이고, 바람직하게는 0.55 내지 0.6의 범위이다. 제1 치수(D1)와 제2 치수(D2) 사이의 크기 비율은 1 내지 2의 범위이다.

Description

절삭 공구 및 이를 위한 절삭 인서트 {CUTTING TOOL AND CUTTING INSERT THEREFOR}

본 발명은 절삭 인서트가 쉐이빙 작업을 위해 보유 스크루에 의해 인서트 홀더의 인서트 포켓 내에 보유되는 유형의 절삭 공구에 관한 것이다.

그루빙, 터닝 또는 절단을 위한 절삭 공구에 있어서, 그리고 회전 슬롯 절삭을 위한 절삭 공구에 있어서, 절삭 인서트는 종종 2개의 대체로 대향하는 조(jaw)들 사이의 인서트 포켓 내에 보유된다. 이들 공구에 있어서, 절삭 작업 동안 절삭 인서트의 절삭 에지로부터 레이크 표면을 따라 유동하는 칩은 레이크 표면에 인접한 조에 닿을 수 있고, 조가 상당히 마모되게 한다. 이러한 불리한 작용은 결국 인서트 포켓 내에 절삭 인서트를 보유하는 조의 능력을 감소시킬 것이다.

이러한 불리한 작용을 현저히 극복하는 하나의 해결책이 프리드만(Friedman) 등에게 허여된 미국 특허 제5,947,648호에 개시되어 있다. 공구 홀더는 상부 조 및 기부 조를 갖는 홀더 블레이드를 포함하고, 상부 조에는 마모로부터의 보호를 위해 교환 가능한 헤드 재료 실드 인서트가 끼워진다. 그러나, 이것은 추가적인 공구 유지보수를 유발한다.

다른 해결책이 헥트(Hecht)에게 허여된 미국 특허 제7,090,443 B2호에 개시되어 있다. 절삭 인서트는 보유 스크루에 의해 절삭 공구의 인서트 포켓 내에 보유된다. 절삭 인서트의 하부 표면은 서로에 대해 외부 비예각 인서트 하부 각도로 전방 표면으로부터 후방으로 연장되는 한 쌍의 인서트 하부 면을 포함한다. 인서트 포켓의 하부 접촉 표면은 서로에 대해 내부 홀더 하부 각도로 포켓으로부터 전방으로 연장되는 한 쌍의 하부 면을 포함한다. 내부 홀더 하부 각도는 외부 인서트 하부 각도와 동일하거나 또는 그보다 약간 작다.

인서트 홀더에 대한 절삭 인서트의 측방향 안정성은 대체로 V자형의 오목한(또는 볼록한) 단면을 갖는 절삭 인서트의 하부 및 후방 표면에 의해 제공되며, 이것은 인서트 포켓의 하부 및 후방 접촉 표면의 대체로 V자형의 볼록한(또는 오목한) 단면과 정합한다.

몇 가지 유형의 쉐이빙 공구가 시장에 존재한다. 제1 종류의 쉐이빙 공구는 전용 기구에 의해 보유되는 HSS의 솔리드 블록으로 만들어진다. 그러한 공구의 경도 및 공구 수명은 일부 응용예에서 제한적이다.

다른 종류의 쉐이빙 공구는 전용 기구에 의해 보유되는 초경합금(cemented carbide)의 솔리드 블록으로 만들어진다. 초경합금 블록을 사용하는 것의 장점에도 불구하고, 이것은 비교적 비싸고, 마모 후에 재연마를 요구한다.

다른 종류의 쉐이빙 공구는 클램핑 암에 의해 제 위치에 보유되는 초경합금의 편평한 플레이트를 포함한다. 그러한 종류의 공구는 제 위치에 정렬하는 시간 소모적인 공정을 요구한다. 또한, 마모된 후에는, 플레이트가 재연마되어야 하고, 그것의 위치에 재정렬되어야 한다.

본 발명의 목적은 상술한 단점들을 현저히 감소 또는 극복하는 방식으로 보유 스크루에 의해 인서트 포켓 내에 보유되는 절삭 인서트를 갖는 종류의 절삭 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 포켓 내의 절삭 인서트가 개선된 안정성을 갖고, 절삭 인서트가 단시간에 용이하게 교체되고, 새것으로 교체되었을 때 높은 위치 재현성을 갖는 쉐이빙 절삭 공구를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면,

인서트 전방 표면, 대향하는 인서트 후방 표면 및 이들 사이에서 연장되는 인서트 주연 표면과,

보어 축을 갖고 인서트 전방 표면과 인서트 후방 표면 사이에서 연장되는 관통 보어와,

인서트 상부 표면과 인서트 전방 표면의 교차부에 형성되는 전방 절삭 에지를 포함하고,

인서트 주연 표면은 인서트 상부 표면과 대향하는 인서트 하부 표면 사이에서 연장되는 2개의 대향하는 인서트 측면 표면을 포함하고, 인서트 상부 표면 및 인서트 하부 표면은 인서트 단부 표면을 형성하며,

인서트 후방 표면은

관통 보어와 인서트 하부 표면 사이에 위치하고, 인서트 단부 표면들 사이에서 일 방향으로 연장되고, 2개의 이격된 제1 인서트 후방 접촉 표면을 포함하는 제1 부분과;

관통 보어와 인서트 상부 표면 사이에 위치하고 제2 인서트 후방 접촉 표면을 포함하는, 제2 부분을 포함하고,

인서트 하부 표면은

인서트 결합 요소에 인접한 인서트 하부 중심 부분과;

인서트 하부 중심 부분으로부터 인서트 측면 표면까지 연장되고 인서트 하부 접촉 표면이 각각 제공되는 한 쌍의 인서트 하부 플랭크를 포함하는

절삭 인서트가 제공된다.

절삭 인서트의 개략에 따르면, 절삭 인서트는 인서트 측면 표면들의 극단부들 사이에서 취한 제1 치수와,

인서트 상부 표면과 인서트 하부 표면의 극단부들 사이에서 취한 제2 치수와,

인서트 전방 표면과 인서트 후방 표면의 극단부들 사이에서 취한 제3 치수와,

인서트 하부 접촉 표면과 인서트 상부 표면 사이에서 취한 제4 치수를 가지며,

제4 치수와 제2 치수 사이의 크기 비율은 0.2 내지 1의 범위이다.

일반적으로, 제4 치수와 제2 치수 사이의 크기 비율은 0.55 내지 0.6의 범위이다.

원한다면, 제1 치수와 제3 치수 사이의 크기 비율은 2.5 내지 3.5의 범위이다.

더 원한다면, 제1 치수와 제2 치수 사이의 크기 비율은 1 내지 2의 범위이다.

바람직하게는, 2개의 제1 인서트 후방 접촉 표면들이 서로 인서트 결합 각도를 형성한다.

유리하게는, 인서트 결합 각도는 둔각이다.

일반적으로, 인서트 결합 각도는 90° 내지 150°이다.

원한다면, 제2 인서트 후방 접촉 표면은 2개의 이격된 동일 평면 상의 부분을 포함한다.

더 원한다면, 제2 인서트 후방 접촉 표면은 인서트 후방 중간 표면에 의해 관통 보어로부터 분리된다.

일부 실시예에 따르면, 제2 인서트 후방 접촉 표면은 인서트 후방 표면의 폭을 가로질러 연장되는 단일의 연속으로 연장된 표면을 포함한다.

원한다면, 제2 인서트 후방 접촉 표면은 인서트 전방 표면에 대해 인서트 후방 중간 표면으로부터 상승되고, 인서트 후방 중간 표면은 제2 인서트 후방 접촉 표면과 인서트 하부 표면 사이에 위치한다.

더 원한다면, 제2 인서트 후방 접촉 표면은 연마된다.

일반적으로, 각각의 인서트 하부 접촉 표면은 인접한 인서트 측면 표면과 병합된다.

유리하게는, 인서트 하부 접촉 표면들은 동일 평면 상에 있다.

더 유리하게는, 인서트 하부 접촉 표면은 제2 인서트 후방 접촉 표면과 예각의 내부 인서트 하부 각도를 형성한다.

또한, 본 발명에 따르면, 절삭 인서트가 내부에 안착되는 인서트 포켓을 갖는 인서트 홀더를 포함하는 절삭 공구가 제공되며, 여기서

인서트 홀더는 한 쌍의 홀더 측면 표면의 대향 단부들을 연결하는 홀더 상부 표면을 포함하고,

인서트 포켓은

포켓 후방 표면, 홀더 상부 표면과 병합되는 포켓 후방 표면의 상부 부분, 홀더 측면 표면과 병합되는 포켓 후방 표면의 측면 극단부와;

포켓 후방 표면에 형성되고 인서트 홀더 안으로 후방 연장되며 나사 보어 축을 갖는 포켓 나사 보어와;

포켓 후방 표면의 하부 부분에 형성되고, 홀더 상부 표면과는 반대 방향으로 연장되며, 2개의 이격된 제1 포켓 후방 접촉 표면을 갖는 포켓 결합 요소와;

포켓 후방 표면의 상부 부분에 형성되고, 홀더 상부 표면 및 인접한 홀더 측면 표면과 병합되는 제2 포켓 후방 접촉 표면과,

포켓 나사 보어의 양 측면에 위치하고, 포켓 후방 표면의 상부 부분에 대해 횡방향으로 각각 연장되고, 홀더 측면 표면들과 병합되는 이격된 포켓 하부 접촉 표면들을 포함하고,

절삭 인서트는

인서트 전방 표면, 대향하는 인서트 후방 표면 및 이들 사이에서 연장되는 인서트 주연 표면과;

보어 축을 갖고 인서트 전방 표면과 인서트 후방 표면 사이에서 연장되는 관통 보어와;

인서트 상부 표면과 인서트 전방 표면의 교차부에 형성되는 전방 절삭 에지를 포함하고;

인서트 주연 표면은

인서트 상부 표면과 대향하는 인서트 하부 표면 사이에서 연장되는 2개의 대향하는 인서트 측면 표면을 포함하고, 인서트 상부 표면 및 인서트 하부 표면은 인서트 단부 표면을 형성하고;

인서트 후방 표면은

관통 보어와 인서트 하부 표면 사이에 위치하고, 인서트 단부 표면들 사이에서 일 방향으로 연장되고, 2개의 이격된 제1 인서트 후방 접촉 표면을 포함하는 제1 부분과;

관통 보어와 인서트 상부 표면 사이에 위치하고 제2 인서트 후방 접촉 표면을 포함하는 제2 부분을 포함하고;

인서트 하부 표면은

인서트 결합 요소에 인접한 인서트 하부 중심 부분과;

인서트 하부 중심 부분으로부터 인서트 측면 표면까지 연장되고 인서트 하부 접촉 표면이 각각 제공되는 한 쌍의 인서트 하부 플랭크를 포함하고;

제1 인서트 후방 접촉 표면이 제1 포켓 후방 접촉 표면과 접촉하고,

제2 인서트 후방 접촉 표면이 제2 포켓 후방 접촉 표면과 접촉하고,

인서트 하부 접촉 표면이 포켓 하부 접촉 표면과 접촉하고,

보유 스크루가 관통 보어를 통과하여 포켓 나사 보어와 나사 결합된다.

일부 실시예에 따르면, 포켓 결합 요소는 포켓 리세스이다.

바람직하게는, 제1 포켓 후방 접촉 표면들은 서로 포켓 결합 각도를 형성한다.

유리하게는, 포켓 결합 각도는 둔각이다.

일반적으로, 포켓 결합 각도는 90° 내지 150°의 범위이다.

원한다면, 제2 포켓 후방 접촉 표면은 2개의 이격된 동일 평면 상의 부분을 포함한다.

더 원한다면, 포켓 하부 접촉 표면은 동일 평면 상에 있다.

일부 실시예에 따르면, 포켓 하부 접촉 표면은 제2 포켓 후방 접촉 표면에 대해 예각의 포켓 하부 접촉 각도로 경사진다.

일반적으로, 포켓 하부 접촉 각도는 70° 내지 90°의 범위이다.

본 발명의 더 양호한 이해를 위해, 그리고 본 발명이 실질적으로 어떻게 수행되는지를 보여주기 위해, 첨부된 도면을 참고할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 절삭 공구의 절삭부의 사시도이다.
도 2는 쉐이빙되는 피절삭물과 함께 도시한 도 1의 절삭 공구의 측면도이다.
도 3은 절삭 인서트가 포켓으로부터 제거된 도 1의 절삭부의 전방 사시도이다.
도 3a는 절삭 인서트의 다른 실시예의 하부 후방 사시도이다.
도 4는 도 3의 절삭 인서트의 하부 후방 사시도이다.
도 4a는 인서트 홀더의 다른 실시예의 전방 사시도이다.
도 5는 도 3의 절삭 인서트의 측면도이다.
도 6은 도 8의 선 VI-VI를 따라 취한 단면도이다.
도 7은 도 3의 인서트 홀더의 절삭부의 정면도이다.
도 8은 도 3의 절삭 인서트의 배면도이다.
도 9는 도 1의 절삭 공구의 절삭부의 정면도이다.
도 10은 도 9의 선 X-X를 따라 취한 단면도이다.
도 11은 도 9의 선 XI-XI를 따라 취한 단면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 절삭 공구(10)의 절삭부의 바람직한 실시예를 도시하는 도 1을 참조한다. 절삭 공구(10)는 쉐이빙 공구로서 작용하도록 설계되어 있다. 그렇지만, 절삭 공구(10)는 그루빙, 터닝 및 슬롯 밀링과 같은 기타 절삭 작업을 위해 사용될 수 있다. 절삭 공구(10)는 보유 스크루(18)에 의해 인서트 포켓(16) 내에 보유된 절삭 인서트(14)를 갖는 장방형 블레이드의 형태의 인서트 홀더(12)를 포함한다. 절삭 인서트(14)는 일반적으로 폼-프레싱(form-pressing) 및 카바이드 파우더의 소결에 의해, 또는 사출 성형 기술에 의해 제조된다.

절삭 공구(10)는 절삭 인서트(14), 인서트 포켓(16) 및 인서트 포켓(16)에 인접한 인서트 홀더(12)의 주변부를 포함하는 절삭부(20)를 포함한다. 상세한 설명 및 청구항을 통해 사용되는 방향 용어(예를 들어, "전방", "후방", "상부", "하부" 등)는 여러 표면들의 위치를 서로 구별하기 위해 편의를 위한 용어로 사용된다. 이들 용어는 도 1을 기준으로 정의되고, 설명을 목적으로만 사용되며, 첨부된 청구항의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.

도 2는 쉐이빙되는 피절삭물(W)에 대해 일반적인 상대 배향 상태에 있는 절삭 공구(10)의 측면도이다. 도시된 바와 같이, 피절삭물(W)이 피절삭물 회전축(C)에 대해 반시계 방향, 즉 곡선 화살표로 표시된 회전 방향(R)으로 회전할 때, 절삭 공구(10)는 피절삭물(W)로부터 칩 두께(T)를 갖는 얇은 칩을 쉐이빙하기 위해 직선 화살표(S)로 표시된 방향으로 좌향 직선 이동한다. 그러한 쉐이빙 공정에서 얻어진 칩 두께(T)는 일반적으로 매우 얇으며, 실질적으로 0.005mm 내지 0.1mm의 범위일 수 있다.

추가로 도 3 내지 도 11을 참조한다. 이제 절삭 인서트(14)의 구조가 설명될 것이다. 절삭 인서트(14)는 인서트 전방 표면(22), 인서트 후방 표면(24) 및 이들 사이에서 연장되는 인서트 주연 표면(26)을 포함한다. 인서트 주연 표면(26)은 인서트 상부 표면(30)과 인서트 하부 표면(32) 사이에서 연장되는 2개의 인서트 측면 표면(28)을 포함한다.

인서트 상부 표면(30)과 인서트 전방 표면(22) 사이의 교차부는 전방 절삭 에지(34)를 형성한다. 도 2에 도시된 배향에서, 인서트 상부 표면(30)은 절삭 인서트(14)의 레이크 표면의 역할을 하고, 인서트 전방 표면(22)은 절삭 인서트(14)의 릴리프 표면의 역할을 한다. 그러나, 절삭 공구(10)는 피절삭물(W)에 대해 상이한 방식(도면에 도시되지 않음)으로 배향될 수 있다. 따라서, 인서트 전방 표면(22)은 절삭 인서트(14)의 레이크 표면의 역할을 할 수 있고, 이 경우에 인서트 상부 표면(30)은 절삭 인서트(14)의 릴리프 표면의 역할을 할 수 있다. 전방 절삭 에지(34)는 기계가공된 피절삭물(W)의 원하는 형상에 따라 임의의 형태를 가질 수 있다.

도 2에 도시된 배향에서, 인서트 상부 표면(30)에는 전방 절삭 에지(34)를 통과하고 절삭 공구(10)의 직선 운동 방향(S)에 직각인 제1 기준 평면(P1)에 대해 전방 레이크 각도(α)가 제공된다. 일반적으로, 전방 레이크 각도(α)는 0° 내지 15°의 범위일 수 있다.

인서트 전방 표면(22)에는 전방 절삭 에지(34)를 통과하고 절삭 공구(10)의 직선 운동 방향(S)에 대해 평행한 제2 기준 평면(P2)에 대해 전방 릴리프 각도(β)가 제공된다. 일반적으로, 전방 릴리프 각도(β)는 0° 내지 10°의 범위일 수 있다.

인서트 상부 표면(30)과 각각의 인서트 측면 표면(28) 사이의 교차부는 측면 절삭 에지(36)를 형성한다. 필요하다면, 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 측면 절삭 에지(36)에 제3 기준 평면(P3)에 대해 측면 릴리프 각도(γ)가 제공될 수 있다. 제3 기준 평면(P3)은 전방 절삭 에지(34)와 측면 절삭 에지(36)의 교차부를 통과하고, 전방 절삭 에지(34)에 대해 직각이다. 측면 릴리프 각도(γ)의 크기는 절삭 공구(10)의 절삭 응용예에 따라 달라진다. 일반적으로, 측면 릴리프 각도(γ)는 0° 내지 5°의 범위일 수 있다.

절삭 인서트(14)는 인서트 측면 표면(28)의 극단부들 사이에서 취한 제1 치수(D1), 인서트 상부 표면(30)과 인서트 하부 표면(32)의 극단부들 사이에서 취한 제2 치수(D2) 및 인서트 전방 표면(22)과 인서트 후방 표면(24)의 극단부들 사이에서 취한 제3 치수(D3)를 갖는다. 일반적으로, 제1 치수(D1)는 제2 치수(D2)보다 크고 제3 치수(D3)보다 크다. 또한, 일반적으로, 제2 치수(D2)는 제3 치수(D3)보다 크다. 대체로, 제1 치수(D1)와 제2 치수(D2) 사이의 크기 비율은 1 내지 2의 범위이다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제1 치수(D1)와 제2 치수(D2) 사이의 크기 비율은 1.5 내지 2의 범위이다. 또한, 제1 치수(D1)는 제3 치수(D3)보다 약 3배 더 크다.

절삭 인서트(14)에는 인서트 전방 표면(22)과 인서트 후방 표면(24) 사이에서 연장되고 보어 축(A)을 갖는 관통 보어(38)가 제공된다.

도 4, 도 8 및 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 인서트 후방 표면(24)에는 인서트 결합 요소를 구성하는 인서트 돌출부(40)가 제공된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 인서트 결합 요소는 인서트 리세스일 수 있다. 인서트 돌출부(40)는 관통 보어(38)로부터 인서트 상부 표면(30)의 반대 방향으로 연장되고, 인서트 후방 표면(24)에 대해 인서트 전방 표면(22)의 반대 방향으로 상승되어 있다.

인서트 돌출부(40)에는 중간 섹션(44)에 의해 분리되는 한 쌍의 제1 인서트 후방 접촉 표면(42)이 제공된다. 중간 섹션(44)은 편평한 면일 수 있고, 보어 축(A)에 대해 직각일 수 있다. 제1 인서트 후방 접촉 표면(42)은 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이 약간 볼록할 수 있다. 대안적으로, 제1 인서트 후방 접촉 표면들은 편평한 표면일 수 있으며, 서로에 대해 실질적으로 90° 내지 150° 범위일 수 있는 내부 인서트 결합 각도(δ)를 형성할 수 있다.

인서트 후방 표면(24)에는 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)이 더 제공되며, 이것은 일 실시예에서 인서트 후방 중간 표면(48)에 의해 관통 보어(38)로부터 분리되는 한 쌍의 제2 인서트 후방 접촉 표면 부분(46)을 포함한다. 제2 인서트 후방 접촉 표면 부분(46)은 서로 멀리 떨어져셔, 그리고 인서트 측면 표면(28) 및 인서트 상부 표면(30)에 인접하여 위치한다. 바람직하게는, 제2 인서트 후방 접촉 표면 부분(46)들은 동일 평면 상에 있다. 원한다면, 제2 인서트 후방 접촉 표면 부분(46)은 연마될 수 있다.

도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 보어 축(A)은 제2 인서트 후방 접촉 표면 부분(46)에 대해 내부 보어 경사 각도(λ)로 경사질 수 있다. 일반적으로, 보어 경사 각도(λ)는 70° 내지 90°의 범위이다. 본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 보어 경사 각도(λ)는 83°이다.

도 3a에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)은 인서트 전방 표면(22)에 대해 인서트 후방 중간 표면(48)으로부터 약간 상승된 단일의 연속으로 연장된 인서트 후방 접촉 표면(50)을 포함할 수 있다. 연속으로 연장된 인서트 후방 접촉 표면(50)은 인서트 상부 표면(30)에 인접하여 인서트 후방 표면(24)의 폭을 가로질러 연장될 수 있다. 원한다면, 인서트 후방 접촉 표면(50)은 연마될 수 있다.

인서트 하부 표면(32)에는 인서트 돌출부(40)에 인접한 인서트 하부 중심 부분(52) 및 인서트 하부 중심 부분(52)으로부터 인서트 측면 표면(28)까지 연장되는 한 쌍의 인서트 하부 플랭크(54)가 제공된다. 각각의 인서트 하부 플랭크(54)에는 인접한 인서트 측면 표면(28)과 병합되는 인서트 하부 접촉 표면(56)이 제공된다. 바람직하게는, 인서트 하부 접촉 표면(56)들은 동일 평면 상에 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 인서트 하부 접촉 표면(56)들은 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)과 예각의 내부 인서트 하부 각도(ψ)를 형성한다. 인서트 하부 각도(ψ)는 70° 내지 90°의 범위일 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 인서트 하부 각도(ψ)는 83°이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(14)는 인서트 하부 접촉 표면(56)과 인서트 상부 표면(30) 사이에서 취한 제4 치수(D4)를 갖는다. 제4 치수(D4)는 제2 치수(D2)와 동일할 수 있지만, 제4 치수(D4)가 실질적으로 제2 치수(D2)보다 작은 것이 유리하다. 따라서, 제4 치수(D4)와 제2 치수(D2) 사이의 크기 비율은 0.2 내지 1의 범위일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제4 치수(D4)와 제2 치수(D2) 사이의 크기 비율은 0.55 내지 0.6의 범위일 수 있다.

절삭 인서트(14)의 그러한 구성은 인서트 하부 접촉 표면(56)이 제1 인서트 후방 접촉 표면(42)보다 인서트 상부 표면(30)에 더 근접하는 것을 가능하게 하고, 따라서 이하에 설명되는 바와 같이 인서트 포켓 내에 안착될 때 개선된 안착 위치, 안정성 및 재현성을 갖는 절삭 인서트(14)를 제공한다. 또한, 제4 치수(D4)는 마모시에 절삭 인서트(14)의 몇 번의 연마 단계를 가능하게 하기에 충분히 크다. 절삭 인서트(14)의 구체적인 설계에 따르면, 절삭 인서트는 폐기되기 전에 10회의 연마 단계를 거칠 수 있다. 일반적으로, 절삭 인서트들은 배치(batch)로서 함께 연마되어, 이들이 서로 교체될 때 충분한 재현성을 제공함으로써, 각각의 절삭 인서트를 개별적으로 조정할 필요를 제거한다.

인서트 포켓(16)의 구조가 이제 설명될 것이다. 인서트 포켓(16)은 인서트 홀더(12)의 전방 부분(58)에 위치한다(도 3 참조). 인서트 홀더(12)는 그 상부 부분에, 2개의 홀더 측면 표면(62)들 사이에서 연장되는 홀더 상부 표면(60)을 갖는다. 인서트 홀더의 전방 단부에는 홀더 측면 표면(62)들 사이에서 연장되는 홀더 전방 표면(64)이 제공된다. 인서트 포켓(16)은 포켓 후방 표면(66)을 갖는다. 포켓 후방 표면(66)의 상부 부분(68)은 홀더 상부 표면(60)과 병합된다. 포켓 후방 표면(66)의 측면 극단부(70)들은 인접한 홀더 측면 표면(62)과 병합된다. 나사 보어 축(B)을 갖는 포켓 나사 보어(72)가 포켓 후방 표면(66)에 형성되고, 인서트 홀더(12) 안으로 후방 연장된다.

포켓 후방 표면(66)의 하부 부분(74)에는 포켓 결합 요소를 구성하는 포켓 리세스(76)가 제공된다. 포켓 리세스(76)는 홀더 상부 표면(60)의 반대 방향으로 포켓 나사 보어(72)로부터 연장된다. 포켓 리세스(76)는 리세스 중간 섹션(80)에 의해 분리될 수 있는 2개의 이격된 제1 포켓 후방 접촉 표면(78)을 갖는다. 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 리세스 중간 섹션(80)은 편평한 면일 수 있고, 나사 보어 축(B)에 대해 직각일 수 있다. 제1 포켓 후방 접촉 표면(78)은 편평한 표면일 수 있고, 서로에 대해 90° 내지 150°일 수 있는 외부 포켓 결합 각도(θ)를 형성할 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 포켓 결합 각도(θ)는 120°이다.

포켓 후방 표면(66)의 상부 부분(68)에는 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)이 제공되며, 이것은 일 실시예에서 한 쌍의 제2 포켓 후방 접촉 표면 부분(84)을 포함한다. 각각의 제2 포켓 후방 접촉 표면 부분(84)은 홀더 상부 표면(60)과 병합되고, 인접한 홀더 측면 표면(62)과 병합된다. 바람직하게는, 제2 포켓 후방 접촉 표면 부분(84)들은 동일 평면 상에 있다. 원한다면, 제2 포켓 후방 접촉 표면 부분(84)은 연마될 수 있다.

도 4a에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)은 홀더 상부 표면(60) 부근의 포켓 후방 표면(66)의 폭을 가로질러 연장되는 연속으로 연장된 포켓 후방 접촉 표면(86)을 포함할 수 있다. 원한다면, 연속으로 연장된 포켓 후방 접폭 표면(86)은 포켓 후방 표면(66)의 인접 부분에 대해 약간 상승될 수 있다.

인서트 포켓(16)에는 포켓 후방 표면(66)의 상부 부분(68)에 대해 횡방향으로 연장되는 포켓 하부 접촉 표면(88)이 더 제공된다. 포켓 하부 접촉 표면(88)은 유리하게는 포켓 나사 보어(72)의 양 측면으로부터 이격되어 위치할 수 있다. 각각의 포켓 하부 접촉 표면(88)은 인접한 홀더 측면 표면(62)과 병합된다. 바람직하게는, 포켓 하부 접촉 표면(88)들은 동일 평면 상에 있으며, 도 11에 가장 잘 도시된 바와 같이 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)에 대해 포켓 하부 접촉 각도(φ)로 경사진다. 일반적으로, 포켓 하부 접촉 각도(φ)는 예각이며, 따라서 포켓 내에 안착될 때 절삭 인서트에 쐐기 작용(wedge effect)을 제공한다. 포켓 하부 접촉 각도(φ)는 70° 내지 90°의 범위일 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 포켓 하부 접촉 각도(φ)는 83°이다.

절삭 인서트(14)는 다음의 방식으로 보유 스크루(18)에 의해 인서트 포켓(16) 내에 보유된다. 제1 인서트 후방 접촉 표면(42)은 제1 포켓 후방 접촉 표면(78)과 접촉하고, 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)은 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)과 접촉하며, 인서트 하부 접촉 표면(56)은 포켓 하부 접촉 표면(88)과 접촉한다. 보유 스크루(18)는 관통 보어(38)를 통과하고, 포켓 나사 보어(72)와 나사 결합된다.

따라서, 매우 정밀하고 안정적인 절삭 인서트(14)의 위치설정이 달성된다. 또한, 절삭 인서트(14)가 마모되고 새로운 절삭 인서트에 의해 교체되었을 때, 보유 스크루(18)를 조이면, 새로운 절삭 인서트(14)가 원하는 위치에 오게 되고, 따라서 충분한 재현성이 달성되고, 쉐이빙 작업을 수행하기 위한 절삭 인서트의 추가적인 조정이 종래 기술과 달리 불필요하다.

절삭 인서트(14)와 인서트 포켓(16) 사이의 접촉은 상술한 것으로 한정되지 않으며, 다른 조합이 가능하다. 일 실시예에서, 예를 들어, 절삭 인서트(14)에는 도 4에 도시된 것과 같이 한 쌍의 제2 인서트 후방 접촉 표면 부분(46)을 포함하는 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)이 제공될 수 있고, 인서트 포켓(16)에는 도 4a에 도시된 것과 같이 연속으로 연장된 포켓 후방 접촉 표면(86)을 포함하는 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)이 제공될 수 있다.

다른 실시예에서, 절삭 인서트(14)에는 도 3a에 도시된 것과 같이 단일의 연속으로 연장된 인서트 후방 접촉 표면(50)을 포함하는 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)이 제공될 수 있고, 인서트 포켓(16)에는 도 3에 도시된 것과 같이 한 쌍의 제2 포켓 후방 접촉 표면 부분(84)을 포함하는 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)이 제공될 수 있다.

다른 실시예에서, 절삭 인서트(14)에는 도 4에 도시된 것과 같이 한 쌍의 제2 인서트 후방 접촉 표면 부분(46)을 포함하는 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)이 제공될 수 있고, 인서트 포켓(16)에는 도 3에 도시된 것과 같이 한 쌍의 제2 포켓 후방 접촉 표면 부분(84)을 포함하는 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)이 제공될 수 있다.

다른 실시예에서, 절삭 인서트(14)에는 도 3a에 도시된 것과 같이 단일의 연속으로 연장된 인서트 후방 접촉 표면(50)을 포함하는 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)이 제공될 수 있고, 인서트 포켓(16)에는 도 4a에 도시된 것과 같이 연속으로 연장된 포켓 후방 접촉 표면(86)을 포함하는 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)이 제공될 수 있다.

한 쌍의 제2 인서트 후방 접촉 표면 부분(46)은 인서트 후방 표면(24)의 인접 영역에 대해 상승될 수 있다. 마찬가지로, 연속으로 연장된 인서트 후방 접촉 표면(50)은 인서트 후방 표면(24)의 인접 영역에 대해 상승될 수 있다.

연속으로 연장된 포켓 후방 접촉 표면(86)은 포켓 후방 표면(66)의 인접 영역에 대해 상승될 수 있다. 마찬가지로, 한 쌍의 제2 포켓 후방 접촉 표면 부분(84)은 포켓 후방 표면(66)의 인접 영역에 대해 상승될 수 있다.

원한다면, 상술한 각각의 접촉 표면은 연마될 수 있다.

제1 인서트 후방 접촉 표면(42)은 중간 섹션(44)에 의해 이격될 필요가 없다. 제1 인서트 후방 접촉 표면(42)들이 서로 내부 인서트 결합 각도(δ)를 형성하기만 한다면, 중간 섹션(44)은 생략될 수 있다.

제1 포켓 후방 접촉 표면(78)은 중간 섹션(80)에 의해 이격될 필요가 없다. 제1 포켓 후방 접촉 표면(78)들이 서로 외부 포켓 결합 각도(θ)를 형성하기만 한다면, 중간 섹션(80)은 생략될 수 있다.

본 발명은 어느 정도 특정되어 설명되었지만, 다양한 변경 및 수정이 이하에 청구된 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

예를 들어, 상술한 바와 같이, 인서트 결합 요소는 돌출부 대신 리세스일 수 있다. 따라서, 이 경우에는 포켓 결합 요소가 상보적인 돌출부일 수 있다.

제1 포켓 후방 접촉 표면은 편평할 필요가 없으며, 제1 인서트 후방 접촉 표면과 결합하기 위해 제공된 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다.

제2 인서트 후방 접촉 표면 부분(46)들 사이에는 리세스가 제공될 수 있다. 마찬가지로, 제2 포켓 후방 접촉 표면 부분(84)들 사이에는 리세스가 제공될 수 있다.

Claims (25)

1. 절삭 인서트(14)이며,
   인서트 전방 표면(22), 대향하는 인서트 후방 표면(24) 및 이들 사이에서 연장되는 인서트 주연 표면(26)과,
   보어 축(A)을 갖고 인서트 전방 표면과 인서트 후방 표면 사이에서 연장되는 관통 보어(38)와,
   인서트 상부 표면과 인서트 전방 표면의 교차부에 형성되는 전방 절삭 에지(34)를 포함하고,
   인서트 주연 표면은 인서트 상부 표면(30)과 대향하는 인서트 하부 표면(32) 사이에서 연장되는 2개의 대향하는 인서트 측면 표면(28)을 포함하고, 인서트 상부 표면 및 인서트 하부 표면은 인서트 단부 표면을 형성하며,
   인서트 후방 표면은
   관통 보어와 인서트 하부 표면 사이에 위치하고, 인서트 단부 표면들 사이에서 일 방향으로 연장되고, 2개의 이격된 제1 인서트 후방 접촉 표면(42)을 포함하는 인서트 결합 요소(40)를 포함하는 제1 부분과;
   관통 보어와 인서트 상부 표면 사이에 위치하고 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)을 포함하는 제2 부분을 포함하고,
   인서트 하부 표면은
   인서트 결합 요소에 인접한 인서트 하부 중심 부분(52)과;
   인서트 하부 중심 부분으로부터 인서트 측면 표면까지 연장되는 한 쌍의 인서트 하부 플랭크(54)를 포함하고,
   각각의 인서트 하부 플랭크에는 인서트 하부 접촉 표면(56)이 제공되는
   절삭 인서트.
2. 제1항에 있어서, 절삭 인서트는 인서트 측면 표면(28)들의 극단부들 사이에서 취한 제1 치수(D1)와, 인서트 상부 표면(30)과 인서트 하부 표면(32)의 극단부들 사이에서 취한 제2 치수(D2)와, 인서트 전방 표면(22)과 인서트 후방 표면(24)의 극단부들 사이에서 취한 제3 치수(D3)와, 인서트 하부 접촉 표면(56)과 인서트 상부 표면(30) 사이에서 취한 제4 치수(D4)를 가지며, 제4 치수(D4)와 제2 치수(D2) 사이의 크기 비율은 0.2 내지 1의 범위인
   절삭 인서트.
3. 제2항에 있어서, 제4 치수(D4)와 제2 치수(D2) 사이의 크기 비율은 0.55 내지 0.6의 범위인
   절삭 인서트.
4. 제2항에 있어서, 제1 치수(D1)와 제3 치수(D3) 사이의 크기 비율은 2.5 내지 3.5의 범위인
   절삭 인서트.
5. 제2항에 있어서, 제1 치수(D1)와 제2 치수(D2) 사이의 크기 비율은 1 내지 2의 범위인
   절삭 인서트.
6. 제1항에 있어서, 2개의 제1 인서트 후방 접촉 표면(42)들이 서로 인서트 결합 각도(δ)를 형성하는
   절삭 인서트.
7. 제6항에 있어서, 인서트 결합 각도(δ)는 둔각인
   절삭 인서트.
8. 제7항에 있어서, 인서트 결합 각도(δ)는 90° 내지 150°인
   절삭 인서트.
9. 제1항에 있어서, 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)은 2개의 이격된 동일 평면 상의 부분(46)을 포함하는
   절삭 인서트.
10. 제1항에 있어서, 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)은 인서트 후방 중간 표면(48)에 의해 관통 보어(38)로부터 분리되는
    절삭 인서트.
11. 제1항에 있어서, 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)은 인서트 후방 표면의 폭을 가로질러 연장되는 단일의 연속으로 연장된 표면(50)을 포함하는
    절삭 인서트.
12. 제11항에 있어서, 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)은 인서트 전방 표면(22)에 대해 인서트 후방 중간 표면(48)으로부터 상승되고, 인서트 후방 중간 표면은 제2 인서트 후방 접촉 표면과 인서트 하부 표면(32) 사이에 위치하는
    절삭 인서트.
13. 제12항에 있어서, 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)은 연마되는
    절삭 인서트.
14. 제1항에 있어서, 각각의 인서트 하부 접촉 표면(56)은 인접한 인서트 측면 표면(28)과 병합되는
    절삭 인서트.
15. 제1항에 있어서, 인서트 하부 접촉 표면(56)들은 동일 평면 상에 있는
    절삭 인서트.
16. 제1항에 있어서, 인서트 하부 접촉 표면(56)은 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)과 예각의 내부 인서트 하부 각도(ψ)를 형성하는
    절삭 인서트.
17. 절삭 인서트(14)가 안착된 인서트 포켓(16)을 갖는 인서트 홀더(12)를 포함하는 절삭 공구(10)이며,
    인서트 홀더는 한 쌍의 홀더 측면 표면(62)의 대향 단부들을 연결하는 홀더 상부 표면(60)을 포함하고,
    인서트 포켓은
    포켓 후방 표면(66), 홀더 상부 표면(60)과 병합되는 포켓 후방 표면의 상부 부분(68), 홀더 측면 표면(62)과 병합되는 포켓 후방 표면의 측면 극단부(70)와;
    포켓 후방 표면에 형성되고, 인서트 홀더 안으로 후방 연장되며, 나사 보어 축(B)을 갖는 포켓 나사 보어(72)와;
    포켓 후방 표면의 하부 부분(74)에 형성되고, 홀더 상부 표면과 반대 방향으로 연장되며, 2개의 이격된 제1 포켓 후방 접촉 표면(78)을 갖는 포켓 결합 요소(76)와;
    포켓 후방 표면의 상부 부분(68)에 형성되고, 홀더 상부 표면 및 인접한 홀더 측면 표면과 병합되는 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)과,
    포켓 나사 보어의 양 측면에 위치하고, 포켓 후방 표면의 상부 부분에 대해 횡방향으로 각각 연장되고, 홀더 측면 표면들과 병합되는 이격된 포켓 하부 접촉 표면(88)들을 포함하고,
    절삭 인서트는
    인서트 전방 표면(22), 대향하는 인서트 후방 표면(24) 및 이들 사이에서 연장되는 인서트 주연 표면(26)과;
    보어 축(A)을 갖고 인서트 전방 표면과 인서트 후방 표면 사이에서 연장되는 관통 보어(38)와;
    인서트 상부 표면과 인서트 전방 표면의 교차부에 형성되는 전방 절삭 에지(34)를 포함하고;
    인서트 주연 표면은 인서트 상부 표면(30)과 대향하는 인서트 하부 표면(32) 사이에서 연장되는 2개의 대향하는 인서트 측면 표면(28)을 포함하고, 인서트 상부 표면 및 인서트 하부 표면은 인서트 단부 표면을 형성하고;
    인서트 후방 표면은
    관통 보어와 인서트 하부 표면 사이에 위치하고, 인서트 단부 표면들 사이에서 일 방향으로 연장되고, 2개의 이격된 제1 인서트 후방 접촉 표면(42)을 포함하는 인서트 결합 요소(40)를 포함하는 제1 부분과;
    관통 보어와 인서트 상부 표면 사이에 위치하고, 제2 인서트 후방 접촉 표면(45)을 포함하는 제2 부분을 포함하고;
    인서트 하부 표면은
    인서트 결합 요소에 인접한 인서트 하부 중심 부분(52)과;
    인서트 하부 중심 부분으로부터 인서트 측면 표면까지 연장되는 한 쌍의 인서트 하부 플랭크(54)를 포함하고;
    각각의 인서트 하부 플랭크에는 인서트 하부 접촉 표면(56)이 제공되고;
    제1 인서트 후방 접촉 표면이 제1 포켓 후방 접촉 표면과 접촉하고,
    제2 인서트 후방 접촉 표면이 제2 포켓 후방 접촉 표면과 접촉하고,
    인서트 하부 접촉 표면이 포켓 하부 접촉 표면과 접촉하고,
    보유 스크루(18)가 관통 보어를 통과하여 포켓 나사 보어와 나사 결합되는
    절삭 공구.
18. 제17항에 있어서, 포켓 결합 요소는 포켓 리세스(76)인
    절삭 공구.
19. 제17항에 있어서, 제1 포켓 후방 접촉 표면(78)들은 서로 포켓 결합 각도(θ)를 형성하는
    절삭 공구.
20. 제19항에 있어서, 포켓 결합 각도(θ)는 둔각인
    절삭 공구.
21. 제20항에 있어서, 포켓 결합 각도(θ)는 90° 내지 150°의 범위인
    절삭 공구.
22. 제17항에 있어서, 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)은 2개의 이격된 동일 평면 상의 부분(84)을 포함하는
    절삭 공구.
23. 제17항에 있어서, 포켓 하부 접촉 표면(88)은 동일 평면 상에 있는
    절삭 공구.
24. 제17항에 있어서, 포켓 하부 접촉 표면(88)은 제2 포켓 후방 접촉 표면(82)에 대해 예각의 포켓 하부 접촉 각도(φ)로 경사진
    절삭 공구.
25. 제24항에 있어서, 포켓 하부 접촉 각도(φ)는 70° 내지 90°의 범위
    절삭 공구.
    
    

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