KR20110063451A

KR20110063451A - 절삭 공구 및 그 절삭 인서트

Info

Publication number: KR20110063451A
Application number: KR1020117005665A
Authority: KR
Inventors: 길 헥트
Original assignee: 이스카 엘티디.
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2009-08-04
Publication date: 2011-06-10
Also published as: PL2334458T3; KR101536383B1; RU2492969C2; BRPI0917703B1; EP2334458A1; TW201012572A; JP5390616B2; ATE556800T1; JP2012501864A; ES2386871T3; BRPI0917703A2; CA2731557A1; CN102149495A; EP2334458B1; PT2334458E; US7896585B2; US20100061814A1; WO2010029533A1; RU2011113973A; CA2731557C

Abstract

절삭 인서트(10)는 인서트 홀더(12) 및 상기 인서트 홀더의 상부(32)와 하부(34)턱 사이에 해제가능하게 고정되는 절삭 인서트(14)를 포함한다. 상기 하부턱(34)은 전방 및 후방(44) 돌출부를 가지고 있다. 상기 전방 돌출부(40)는 각각 제1 및 제2 각도로 공급 방향(F)에 대해 기울어진 전방 돌출부 전측(50'') 및 후측(52'') 접합면을 구비하고, 상기 제1 각도는 상기 제2 각도보다 크다. 상기 절삭 인서트(14)는 종방향으로 연장하는 샤프트부(66)에 인접하는 절삭부(64)와 하부 인서트면(60) 내의 오목부(70)를 구비한다. 상기 오목부(70)는 각각 제1 및 제2 각도로 상기 샤프트부(66)의 하부 에지(76)에 대해 기울어진 전측(74'') 및 후측(78'') 오목부 접합면을 구비한다. 상기 전방 돌출부 전측 접합면(50'')은 상기 전측 오목부 접합면(74'')에 접하고, 상기 전방 돌출부 후측 접합면(52'')은 상기 후측 오목부 접합면(78'')에 접한다.

Description

절삭 공구 및 그 절삭 인서트{CUTTING TOOL AND CUTTING INSERT THEREFOR}

본 발명은 그루빙(grooving) 및 선삭(turning) 가공을 위한 절삭 공구에 관한 것이다.

그루빙 가공은 전형적으로 공구 홀더의 상부 및 하부턱 사이에 위치되는 인서트 포켓에 고정되는 절삭 인서트에 의해 수행된다. 몇몇의 응용분야에서, 예컨대 미국 특허 제4,357,123호에서 제시되는 바와 같이, 공구 홀더는 비교적 좁은 홀더 날일 수 있다. 다른 응용분야에서, 예컨대 미국 특허 제5,795,109호에서 제시되는 바와 같이, 공구 홀더는 인서트가 고정되는 비교적 좁은 홀더 날-형태의 전방 부 및 보다 큰 치수의 후방부를 구비할 수 있다. 몇몇의 응용분야에서, 예컨대 미국 특허 제5,820,309호에서 제시되는 바와 같이, 공구 홀더는 디스크 모양일 수 있다.

위에서 언급된 종류의 많은 공구 홀더와 다른 종류의 공구 홀더의 문제점 중 하나는 공구 홀더에 고정되는 절삭 인서트가 절삭 인서트의 외측 또는 내측으로의 움직임에 의해 설계된 위치로부터 벗어나게 될 수 있다는 것이다. 이는, 예컨대, 슬롯(slotting) 가공 중 공작물로부터 홀더 날을 회수하려고 하는 경우에 발생할 수 있다. 몇몇의 경우에서 절삭 인서트는 홀더 날로부터 완전히 꺼내어져서 공작물 내에 끼워 넣어질 수 있다. 또 다른 예는 원형 슬롯-절삭 공구로, 절삭 인서트는 원심력의 영향으로 인서트 포켓으로부터 날아가 버릴 수도 있으며, 이는 고속 가공시 매우 위험할 수 있다.

미국 특허 제4,938,640호에는 절삭 인서트가 공구 홀더의 클램핑 턱의 대향하도록 마주보는 클램핑면 사이에 형성되는 공구 홀더의 안착부에 클램핑되는 금속 절삭 공구가 설명된다. 하부 클램핑면은 절삭 인서트의 기저면 내의 아치형의 오목부에 끼워맞도록 구성되어 절삭 인서트의 내측 및 외측으로의 변위를 방지하는 메커니즘을 제공하는 아치형 돌출부를 가지고 있다. 그러나, 공구 홀더의 안착부는 양쪽으로 사용가능한(double-ended) 절삭 인서트를 안착시킬 수 없다. 더욱이, 양쪽으로 사용가능한 절삭 인서트를 안착부에 위치시키려 하더라도, 상부 클램핑턱의 자유단은 돌출부의 바로 맞은편에 위치되어 안착부의 전방단에서 상부 및 하부 클램픽턱 사이의 거리를 최소화하기 때문에 클램핑턱은 절삭 인서트의 동작하지 않는 절삭단의 삽입이 가능하도록 충분히 벌려져야 한다. 뿐만 아니라, 돌출부의 바로 맞은편에 위치되는 상부 클램핑턱의 자유단 때문에 절삭 인서트의 절삭부는 상부 클램핑 에지를 절삭 인서트의 절삭 에지로부터 떨어뜨리기 위해 안착부의 외부에 위치되어야 하며, 그렇지 않으면 공작물로부터 제거된 칩이 상부 클램핑 에지를 손상시킬 수 있다. 절삭 인서트의 절삭부가 안착부의 외부에 위치되는 것은 하부로부터 지지를 받을 수 없는 결과를 낳는다.

또한, 아치형 돌출부 및 아치형 오목홈의 경사면의 각도가 주어지지 않으므로 아치형 돌출부 및 아치형 오목부는 절삭 인서트의 내측 또는 외측으로의 변위를 최대한 방지하도록 최적화되지 않는다. 아치형 돌출부 및 아치형 오목홈은 단순히 돌출부가 아치형 오목홈에 끼워맞도록 설계된다. 뿐만 아니라, 하부턱의 클램핑면은 아치형 돌출부로부터 후방으로 연장하는 간단한 고정립을 포함하나, 이에 의해 인서트의 안정성이 유일하게 결정되지 않는다.

본 발명의 목적은 상술한 단점을 현저하게 줄이거나 극복하는 금속 절삭 가공을 수행하기 위한 절삭 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면 인서트 홀더 및 인서트 홀더의 인서트 고정부에 위치되는 인서트 포켓에 해제가능하게 고정되는 절삭 인서트를 포함하는 절삭 공구가 제공된다. 인서트 포켓은 인서트 홀더의 상부턱 및 하부턱 사이의 갭에 의해 형성된다. 인서트 포켓은 종방향 및 전후 방향을 형성하는 종축을 구비한다. 상부턱은 하부턱의 하부턱 상부면을 마주보는 상부턱 하부면을 구비한다. 하부턱은 하부턱 만입부에 의해 분리되는 전방 및 후방 돌출부를 가지고 있다. 상부턱은 전방 돌출부의 종방향으로의 후방에 위치되는 자유단을 구비한다. 몇몇의 실시예에 따르면, 전방 돌출부는 절삭 공구의 공급 방향에 대해 각각 제1 각도로 기울어진 두 전방 돌출부 전측 섹션 및 각각 절삭 공구의 공급 방향에 대해 각각 제2 각도로 기울어진 두 전방 돌출부 후측 섹션을 구비한다. 본 발명에 따르면, 제1 각도는 제2 각도보다 크다. 몇몇의 실시예에 따르면, 제1 각도는 25°에서 50° 범위에 놓이고 제2 각도는 20°에서 45° 범위에 놓일 수 있으나 제2 각도가 제1 각도보다 작은 제한이 있다.

절삭 인서트는 상부 인서트면, 하부인서트면 및 그들 사이에서 연장하는 주연 측면을 포함한다. 몇몇의 실시예에 따르면, 절삭 인서트는 양쪽으로 사용가능한 인서트이고 하부 인서트면은 절삭 인서트의 각각의 단부에 인접한 오목부를 가지고 있다. 오목홈들의 사이에는 일반적으로 V-형상 홈의 형태일 수 있는 하부 접합면이 위치된다. 몇몇의 실시예에 따르면, 절삭 인서트는 한쪽으로만 사용가능하고 절삭 인서트의 일단부에만 인접한 오목부를 가지고 있으며, 하부 인서트면의 나머지는 일반적으로 V-형상 홈의 형태일 수 있는 하부 접합면이다. 오목부는 하부턱의 전방 돌출부의 형상에 상보적인 형상을 갖고 제1 각도로 기울어진 전측 오목부 섹션 및 제2 각도로 기울어진 후측 오목부 섹션을 포함한다.

절삭 인서트가 인서트 포켓에 고정되는 경우, 상부턱의 자유단에 인접한 상부턱 하부면의 적어도 일부분이 절삭 인서트의 상부 접합면의 일부에 접하고, 전측 오목부 섹션이 전방 돌출부 전측 섹션과 접하고 후측 오목부 섹션이 전방 돌출부 후측 섹션과 접하면서 하부턱의 전방 돌출부가 하부 인서트면 내의 관련된 오목부에 접하고, 하부턱의 후방 돌출부가 절삭 인서트의 하부 접합면에 접한다.

본 발명을 보다 잘 이해하고 실제로 어떻게 구현되는지 보여주기 위해 첨부된 도면에 대해 언급한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 공구의 상측 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인서트 홀더의 상측 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트의 상측 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인서트 홀더의 하측 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트의 하측 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인서트 홀더의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 공구의 측면도이다.
도 8은 절삭 인서트가 인서트 포켓에 부분적으로 삽입된 상태의 본 발명의 실시예에 따른 절삭 공구의 측면도이다.

설명의 간단함 및 명료함을 위해 도면에서 도시된 성분들은 정확하게 또는 비율에 맞게 도시될 필요가 없음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 명료함을 위해 몇몇의 성분들의 치수는 다른 성분들에 비해 과장될 수 있고, 또는 몇몇의 물리적 성분들은 하나의 기능 블록 또는 성분에 포함될 수 있다. 또한, 적절한 곳에서, 대응하거나 상응하는 성분을 나타내기 위해 도면들에 있어서 참조 부호는 반복될 수 있다.

이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 다양한 측면이 설명된다. 설명을 위해, 본 발명의 완전한 이해를 제공하도록 구체적 구성 및 세부사항들이 제시된다. 그러나 본 명에서에서 제시된 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다. 더욱이, 본 발명을 불명료하게 하지 않도록 잘 알려진 구성은 생략되거나 단순화될 수 있다.

도면에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 절삭 공구(10)는 인서트 홀더(12)의 인서트 고정부(18) 내에 위치한 인서트 포켓(16)에 해제가능하게 고정되는 절삭 인서트(14)를 구비하는 인서트 홀더(12)를 포함한다. 절삭 공구(10)는 금속 절삭 가공에 사용될 수 있고 절삭 인서트(14)는 초경 합금(cemented carbide)와 같이 극히 단단한 내마모성 물질로 이루어지거나 바인더 내에서 카바이드(carbide) 파우더를 폼-가압 및 소결하는 것에 의하거나 파우더 주입 몰딩 방법에 의할 수 있다. 인서트 포켓(16)은 본 발명의 몇몇의 실시예에 따르면 절삭 공구(10)의 공급 방향(F)과 일치할 수 있는 종축(L)을 구비한다. 종방향은 종방향 및 전후방향을 형성한다. 인서트 홀더(12)의 공구 본체부(20)가 인서트 고정부(18)로부터 인서트 포켓(16)으로부터 멀어지는 방향으로 연장한다. 탄성 슬릿(22)은 인서트 포켓(16)으로부터 후방으로 연장하고 탄성 구멍(24)에서 종단된다. 인서트 포켓(16) 및 탄성 슬릿(22)은 인서트 홀더(12)를 상측 클램프(26)와 하부 공구 본체부(28)로 나눈다. 상측 클램프(30)에 수용되고 하부 공구 본체부(28)에 나사 결합되어 수용되는 클램핑 나사(30)는 상측 클램프(26)와 하부 공구 본체부(28) 사이의 거리를 변경하기 위해 사용될 수 있다.

상측 클램프(26)의 전방부는 인서트 홀더(12)의 인서트 고정부(18) 내의 상부턱(32)을 형성한다. 인서트 홀더(12)의 인서트 고정부(18) 내에서 하부턱(34)은 상부턱(32)에 대향한다. 인서트 포켓(16)은 상부턱(32)과 하부턱(34) 사이의 갭에 의해 형성된다. 상부턱(32)은 하부턱(34)의 하부턱 상부면(38)을 마주보는 상부턱 하부면(36)을 구비한다. 상부턱 하부면(36)은 종방향의 립(rib) 형태일 수 있다. 몇몇의 실시예에 따르면, 상부턱 하부면(36)은 종축(L)에 수직인 평면으로 절단한 단면이 볼록 형상일 수 있다. 몇몇의 실시예에서 볼록 형상은 볼록 V-형상일 수 있다. 하부턱(34)은 인서트 고정부(18)의 전방 단부(42)에 인접하는 전방 돌출부(40)와 인서트 고정부(18)의 후방 단부(46)에 인접하고 인서트 포켓(16)의 후방 단부(47)에 인접하는 후방 돌출부(44)를 가지고 있다. 전방 및 후방 돌출부(40, 44)는 하부턱 만입부(48)에 의해 분리된다. 인서트 고정부(18)의 전방 단부(42)는 인서트 홀더(12)의 전방 단부(42)이기도 하다. 전방 및 후방 돌출부(40, 44)는 공통 기준면(P)을 갖고, 전방 돌출부(40)는 공통 기준면(P) 상의 제1 높이(H)로 돌출하고, 후방 돌출부(44)는 공통 기준면(P) 상의 제2 높이(h)로 돌출하며, H는 h보다 크다.

전방 돌출부(40)의 표면은 몇몇의 표면 섹션으로 나뉠 수 있다. 몇몇의 실시예에 따르면, 전방 돌출부(40)는 서로에 대해 기울어지고 절삭 공구의 공급 방향(F)에 대해 각각 제1 각도(α)로 기울어지는 두 전방 돌출부 전측 섹션(50) 및 서로에 대해 기울어지고 절삭 공구(10)의 공급 방향(F)에 대해 각각 제2 각도(β)로 기울어지는 두 전방 돌출부 후측 섹션(52)을 구비할 수 있다. 몇몇의 실시예에 따르면 제1 각도(α)는 25°에서 50° 범위에 놓이고 제2 각도(β)는 20°에서 45° 범위에 놓일 수 있으며 제1 각도(α)보다 작다. 즉, 제1 및 제2 각도(α, β)가 주어진 범위 내에서 어떠한 값을 갖든지, 제1 각도(α)는 제2 각도(β) 보다 크다.

전방 돌출부 전측 섹션(50)은 절삭 인서트(14)의 인서트 포켓(16) 내로의 내측방향 움직임을 방지하는 "내측방향 멈추개"로 작용하고 전방 돌출부 후측 섹션(52)은 절삭 인서트(14)의 인서트 포켓(16) 내로의 외측방향 움직임을 방지하는 "외측방향 멈추개"로 작용한다.

몇몇의 실시예에 따르면, 전방 돌출부(40)는 두 돌출부 중간 섹션(54)을 더 가지고 있을 수 있다. 하나의 전방 돌출부 중간 섹션(54)은 각각의 한 쌍의 전방 돌출부 전측 및 후측 섹션(50, 52) 사이에 위치하고, 간격을 떨어뜨린다. 두 전방 돌출부 전측 섹션(50)은 중간 전방 돌출부 전측 섹션(50')에 의해 분리될 수 있다. 두 전방 돌출부 후측 섹션(52)은 중간 전방 돌출부 후측 섹션(52')에 의해 분리될 수 있고 두 전방 돌출부 중간 섹션(54)은 중앙 전방 돌출부 중간 섹션(54')에 의해 분리될 수 있다. 두 전방 돌출부 전측 섹션(50)은 전방 돌출부 전측 접촉면(50'')을 형성하는 공통 표면 상에 놓일 수 있다.두 전방 돌출부 후측 섹션(52)은 전방 돌출부 후측 접촉면(52'')을 형성하는 공통 표면 상에 놓일 수 있다. 따라서 전방 돌출부 전측 접촉면(50'') 및 전방 돌출부 후측 접촉면(52'')은 절삭 인서트(14)가 인서트 포켓(16) 내에 안착되는 경우 일반적으로 접촉면으로 작용하지 않는 전방 돌출부 중간 섹션(54)에 의해 종방향으로 분리될 수 있다.

후방 돌출부(44)는 몇 개의 표면 섹션으로 나뉠 수 있다. 몇몇의 실시예에 따르면, 후방 돌출부(44)는 서로에 대해 기울어진 두 후방 돌출부 섹션(56)을 가질 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 후방 돌출부 섹션(56)은 절삭 공구의 공급 방향(F)에 대해 기울어지지 않는다. 몇몇의 실시예에서, 중앙 후방 돌출부 섹션(56')에 의해두 후방 돌출부 섹션(56)은 분리될 수 있다. 후방 돌출부(44)의 두 후방 돌출부 섹션(56)은 후방 돌출부 접촉면(56'')을 형성하는 공통면 상에 놓일 수 있다. 후방 돌출부 접촉면(56'')은 공급 방향(F) 및 공통 기준면(P)에 수직인 평면으로 절단한 단면이 볼록 형상일 수 있는 가상의 종방향 립 표면의 일부 상에 놓일 수 있다. 몇몇의 실시예에서 볼록 형상은 볼록 V-형상일 수 있다.

절삭 인서트(14)는 상부 인서트면(58), 하부 인서트면(60) 및 상부 및 하부 인서트면(58, 60) 사이에서 연장하는 주연 측면(62)을 포함한다. 몇몇의 실시예에서, 절삭 인서트(14)는 샤프트부(66)의 각각의 단부에 절삭부(64)를 구비하여 양쪽으로 사용가능하고, 길쭉한 형태일 수 있다. 샤프트부(66)는 인접하는 각각의 절삭부(64)로부터 절삭 인서트(14)의 종방향을 따라 연장한다. 각각의 절삭부(64)는 절삭 공정 중에 그 상부로 칩이 지나가는 상부 인서트면(58) 내에 형성된 레이크면(67)과 주연 측면(62) 내에 형성된 릴리프면(69)의 교차지점에 형성되는 절삭 에지(68)를 가지고 있다. 인서트 포켓(16) 내에 위치하는 절삭 인서트(14)에 의해(예컨대, 도 7을 참조), 인서트 홀더(12)의 인서트 고정부(18)의 전방 단부(42)에 위치하는 하나의 절삭부(64)는 가동 절삭부(64')이고(즉, 절삭 가공에 참여할 수 있도록 하는 위치에 있는) 인서트 포켓(16) 내에 위치하는 다른 절삭부(64)는 비가동 절삭부(64'')이다.

하부 인서트면(60)은 절삭 인서트(14)의 각각의 단부에 인접하거나, 동등하게는 각각의 절삭부(64)에 인접하고 각각의 절삭부(64) 내로 연장하는 오목부(70)를 가지고 있다. 하부 인서트면(60) 내의 오목부들(70)의 사이에는, 샤프트부(66)를 따라 연장하는 종방향의 홈 형태의 하부 접촉면(72)이 위치한다. 몇몇의 실시예에 따르면, 하부 접촉면(72)은 절삭 인서트(14)의 종방향에 수직인 평면으로 절단한 단면에서 오목 형상을 가질 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 오목 형상은 오목 V-형상일 수 있다. 하부 접촉면(72)은 후방 돌출부(44)의 두 후방 돌출부 섹션(56)이 놓이는 가상의 종방향 립의 표면 형상에 상보적인 형상을 갖는다. 각각의 오목부(70)는 하부턱(34)의 전방 돌출부(40) 형상에 상보적인 형상을 갖는다.

각각의 오목부(70)의 표면은 몇 개의 표면 섹션으로 나뉠 수 있다. 몇몇의 실시예에 따르면, 각각의 오목부(70)는 서로에 대해 기울어지고 절삭 인서트(14)의 샤프트부(66)의 하부 에지(76)에 대해 제1 각도(α)로 각각 기울어진 두 전측 오목부 섹션(74)과 서로에 대해 기울어지고 하부 에지(76)에 대해 제2 각도(β)로 각각 기울어진 두 후측 오목부 섹션(78)을 구비할 수 있다. 몇몇의 실시예에 따르면 주연 측면(62)과 하부 인서트면(60)의 교차지점에 샤프트부(66)를 따라 두 하부 에지(76)가 형성될 수 있다. 도 7에서 최적으로 볼 수 있는 바와 같이, 절삭 인서트(14)의 측면도에서 인서트 오목부(70)는 샤프트부(66)의 하부 에지(76) 상에서 상부 인서트면(58)의 방향으로 연장한다.

몇몇의 실시예에 따르면, 각각의 오목부(70)는 두 중간 오목부 섹션(80)을 더 가지고 있을 수 있다. 하나의 중간 오목부 섹션(80)은 주어진 오목부(70)의 각 쌍의 전측 및 후측 오목부 섹션(74, 78) 사이에 위치하고, 간격을 떨어뜨린다. 두 전측 오목부 섹션(74)은 중앙 전측 오목부 섹션(74')에 의해 분리될 수 있다. 두 후측 오목부 섹션(78)은 중앙 후측 오목부 섹션(78')에 의해 분리될 수 있고 두 중간 오목부 섹션(80)은 중앙 중간 오목부 섹션(80')에 의해 분리될 수 있다. 두 전측 오목부 섹션(74)은 전측 오목부 접촉면(74'')을 형성하는 공통면 상에 놓일 수 있다. 두 후측 오목부 섹션(78)은 후측 오목부 접촉면(78'')을 형성하는 공통면 상에 놓일 수 있다. 따라서 전측 오목부 접촉면(74'') 및 후측 오목부 접촉면(78'')은 중간 오목부 섹션(80)에 의해 종방향으로 분리될 수 있고, 이는 일반적으로 절삭 인서트(14)가 인서트 포켓(16) 내에 안착되는 경우 접촉면으로 작용하지 않는다.

절삭 인서트(14)의 절삭부들(64) 사이에는 상부 인서트면(58)에서 샤프트부(66)를 따라 연장하는 종방향의 홈 형태의 상부 접촉면(82)이 위치한다. 몇몇의 실시예에서, 상부 접촉면(82)은 절삭 인서트(14)의 종방향에 수직인 평면으로 절단한 단면에서 오목 형상을 가질 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 오목 형상은 오목 V-형상일 수 있다. 상부 접촉면(82)은 상부턱 하부면(36) 형상에 상보적 형상을 갖는다.

도 6에서 볼 수 있듯이, 몇몇의 실시예에 따르면, 상부턱(32)은 인서트 고정부(18)의 전측 단부(42)로부터 전방 돌출부(40)보다 종방향으로 더 멀리 위치한 자유단(84)을 구비한다. 즉, 상부턱(32)의 자유단(84)은 전방 돌출부(40)의 종방향으로 후방에 위치한다. 도 5에서 상부턱(32)의 자유단(84)은 전측 단부(42)로부터 제1 종방향 거리(D)에 위치하는 것으로 도시되는 반면, 전방 돌출부(40)은 전측 단부(42)로부터[전방 돌출부(40)의 중앙지점으로부터 측정하여] 제2 종방향 거리(d)에 위치하는 것으로 도시되고, 제1 종방향 거리(D)는 제2 종방향 거리(d)보다 크다.

절삭 인서트(14)를 인서트 포켓(16)에 삽입하기 위해, 상부 및 하부턱(32, 34)은 절삭 인서트(14)의 비가동 절삭부(64'')가 인서트 포켓(16)에 삽입될 수 있을만큼 충분히 벌려져야 한다. 인서트 홀더의 측면도에서, 인서트 포켓(16)은 선형 입구 치수(Q)를 갖는 입구 구멍(86)을 구비한다. 상부턱(32)의 자유단(84)이 전방 돌출부(40)의 종방향으로 후방에 위치한다는 사실은 선형 입구 치수를 q[자유단(84)이 전방 돌출부(40)의 최상부의 바로 위에 있다면 선형 입구 치수를 형성하였을 인서트 홀더의 측면도에서 상부턱(32)의 자유단(84)과 전방 돌출부(40)의 최상부 사이의 수직 높이]로부터 Q로 증가시킨다. 입구 구멍(86)의 크기 증가는 상부 및 하부턱(32, 34)이 입구 구멍(86)의 선형 입구 치수가 증가되지 않는 상황과 비교하여 보다 적은 양만큼 벌려져야 한다는 것을 의미한다. 이는 절삭 인서트(14)를 인서트 포켓(16)에 삽입하는 것을 보다 용이하게 한다(도 6). 더욱이, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상부턱(32)의 자유단(84)이 전방 돌출부(40)의 종방향으로 후방에 위치하므로, 가동 절삭부(64')는 상부 클램핑턱(32)이 공작물로부터 제거된 칩에 의해 손상받을 것을 고려하지 않고, 종래 기술에서와 같이 인서트 홀더(12)의 전방 단부(42)를 지나서 위치하는 대신 인서트 홀더(12)의 전방 단부(42)에 위치할 수 있다. 결과적으로, 가동 절삭부(64')는 하부로부터 충분히 지지된다.

절삭 인서트(14)가 클램핑 나사(30)의 죄임으로 인서트 포켓(16)에 고정되는 경우, 상부턱 하부면(36)의 적어도 전방부는 상부 인서트면(58)의 상부 접합면(82)에 접하고, 하부턱(34)의 전방 돌출부(40)는 하부 인서트면(60)의 관련된 오목홈(70)에 접하고 하부 클램핑턱(34)의 후방 돌출부(44)는 하부 인서트면(60)의 하부 접촉면(72)에 접한다. 상부 인서트면(58)의 상부 접촉면(82)에 접하는 상부턱 하부면(36)의 전방부는 상부턱(32)의 자유단(84)에 인접하는 상부턱 하부면(36)을 포함할 수 있다. 이 영역은 전방 돌출부(40)의 종방향으로 후방에 위치하므로 상부턱(32)에 의해 절삭 인서트(14)에 인가되는 클램핑 힘은 인서트의 종축을 가로지르고 전방 및 후방 돌출부(40, 44) 사이를 통과하는 선을 따라 작용하여 안정된 클램핑 힘을 발생시킨다.

몇몇의 실시예에 따르면, 하부 인서트면(60)과 하부턱 상부면(38) 사이의 세 접촉 지점(또는, 세 접촉 영역)이 존재한다. 전방 돌출부(40)는 관련된 오목부(70)와: (i) 전측 오목부 접촉면(74'')에 접하는 전방 돌출부 전측 접촉면(50''); (ii) 후측 오목부 접촉면(78'')에 접하는 전방 돌출부 후측 접촉면(52''); (iii) 하부 인서트면(60)의 하부 접촉면(72)에 접하는 하부 클램핑턱(34)의 후방 돌출부(44)의 후방 돌출부 접촉면(56'')에서 접한다.

그러나, 일반적으로, 하부턱 상부면(38)의 전방 돌출부 중간 섹션(54)은 인서트(14)의 중간 오목부 섹션(80)과 접하지 않는다. 뿐만 아니라, 하부턱 상부면(38)의 중간 전방 돌출부 전측 섹션(50'), 중간 전방 돌출부 후측 섹션(52') 또는 중간 후방 돌출부 섹션(56')의 어느 것도 인서트(14)의 대향하는 면과 접하지 않는다.

세 저촉 지점 및 제1 각도(α)가 제2 각도(β)보다 크다는 조건과 함께 안정된 클램핑 힘은 절삭 인서트(14)의 매우 안정적인 클램핑 및 고정을 발생시키는 것으로 확인되었다.

본 발명은 하나 또는 그 이상의 구체적 실시예를 참조하여 설명되었으나, 설명은 전체로서 예증하기 위한 것이고 본 발명을 제시되는 실시예에 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 당업자에 의해 발생할 수 있는 다양한 변형은, 본 명세서에서 구체적으로 제시되지는 않았으나 그럼에도 불구하고 본 발명의 범위 내임을 알 수 있다.

Claims

공급 방향(F)을 구비하고, 인서트 홀더(12) 및 상기 인서트 홀더(12)의 상부턱(32)과 하부턱(32) 사이에 형성되고 전후 방향을 형성하는 종축을 구비하는 인서트 포켓(16)에 해제가능하게 고정되는 절삭 인서트(14)를 포함하는 절삭 공구(10)이며,
상기 상부턱(32)은 상부턱 하부면(36)을 포함하고,
상기 하부턱은 상기 상부턱 하부면(36)을 마주보는 하부턱 상부면(38)과, 상기 인서트 홀더(12)의 전방 단부(42)에 인접하고 상기 공급 방향(F)에 대해 제1 각도(α)로 기울어진 전방 돌출부 전측 접합면(50'')과 상기 공급 방향(F)에 대해 제2 각도(β)로 기울어진 전방 돌출부 후측 접합면(52'')을 구비하는 전방 돌출부(40)와, 하부턱 만입부(48)에 의해 상기 전방 돌출부(40)와 분리되고 후방 돌출부 접합면(56'')을 구비하는 후방 돌출부(44)를 포함하고, 상기 상부턱(32)은 상기 전방 돌출부(40)의 종방향으로의 후방에 위치되는 자유단(84)을 구비하고,
상기 절삭 인서트는 상부 인서트면(58)과, 하부 인서트면(60)과, 상기 상부 인서트면(58)과 상기 하부 인서트면(60) 사이에서 연장하는 주연 측면(62)과, 종방향으로 연장되는 샤프트부(66)에 인접하는 하나 이상의 절삭부(64)와, 상기 하부 인서트면(60)에서 상기 하나 이상의 절삭부(64)에 인접하고 상기 하나 이상의 절삭부(64) 내로 연장하며 상기 샤프트부(66)의 하부 에지(76)에 대해 제1 각도(α)로 기울어진 전측 오목부 접합면(74'') 및 상기 샤프트부(66)의 하부 에지(76)에 대해 제2 각도(β)로 기울어진 후측 오목부 접합면(78'')을 구비하는 오목부(70)와, 상기 하부 인서트면(60)에서 종방향의 홈 형태이고 상기 샤프트부(66)를 따라 연장하는 하부 접합면(72)과, 상기 상부 인서트면(58)에서 종방향의 홈 형태이고 상기 샤프트부(66)를 따라 연장하는 상부 접합면(82)을 포함하고, 상기 제1 각도(α)는 상기 제2 각도(β)보다 크고,
상기 상부턱 하부면(36)의 적어도 전방부는 상기 상부 인서트면(58)의 상기 상부 접합면(82)에 접하고, 상기 전방 돌출부 전측 접합면(50'')은 상기 전측 오목부 접합면(74'')에 접하고, 상기 전방 돌출부 후측 접합면(52'')은 상기 후측 오목홈 접합면(78'')에 접하고, 상기 후방 돌출부 접합면(56'')은 상기 하부 접합면(72)에 접하는 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 제1 각도(α)는 상기 제2 각도(β)보다 큰 조건과 함께 상기 제1 각도(α)는 25°에서 50° 범위 내이고 제2 각도(β)는 20°에서 45° 범위 내인 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 전방 돌출부 전측 접합면(50'')은 서로에 대해 기울어진 두 전방 돌출부 전측 섹션(50)을 포함하고, 상기 전방 돌출부 후측 접합면(52'')은 서로에 대해 기울어진 두 전방 돌출부 후측 섹션(52)을 포함하고, 상기 후방 돌출부 접합면(56'')은 서로에 대해 기울어진 두 후방 돌출부 섹션(56)을 포함하는 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 전방 돌출부(40)는 상기 전방 돌출부 전측 접합면(50'')과 상기 전방 돌출부 후측 접합면(52'')의 간격을 떨어뜨리는 하나 이상의 전방 돌출부 중간 섹션(54)을 더 구비하고, 상기 오목부(70)는 상기 전측 오목부 접합면(74'')과 상기 후측 오목부 접합면(78'')의 간격을 떨어뜨리는 하나 이상의 중간 오목부 섹션(80)을 구비하며, 상기 하나 이상의 전방 돌출부 중간 섹션(54)은 상기 하나 이상의 중간 오목부 섹션(80)과 접하지 않는 절삭 공구.
제4항에 있어서, 상기 전방 돌출부 전측 접합면(50'')은 중앙 전방 돌출부 전측 섹션(50')에 의해 분리되는 한 쌍의 전방 돌출부 전측 섹션(50)을 포함하고, 상기 전방 돌출부 후측 접합면(52'')은 중앙 전방 돌출부 후측 섹션(52')에 의해 분리되는 한 쌍의 전방 돌출부 후측 섹션(52)을 포함하고, 상기 후방 돌출부 접합면(56'')은 중앙 후방 돌출부 섹션(56')에 의해 분리되는 한 쌍의 후방 돌출부 섹션(56)을 포함하며, 상기 중앙 전방 돌출부 전측 섹션(50'), 상기 중앙 전방 돌출부 후측 섹션(52') 또는 상기 중앙 후방 돌출부 섹션(56') 중 어느 것도 상기 절삭 인서트의 대향하는 면에 접하지 않는 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 전방 돌출부 전측 접합면(50'')은 중앙 전방 돌출부 전측 섹션(50')에 의해 분리되는 한 쌍의 전방 돌출부 전측 섹션(50)을 포함하고, 상기 전방 돌출부 후측 접합면(52'')은 중앙 전방 돌출부 후측 섹션(52')에 의해 분리되는 한 쌍의 전방 돌출부 후측 섹션(52)을 포함하고, 상기 후방 돌출부 접합면(56'')은 중앙 후방 돌출부 섹션(56')에 의해 분리되는 한 쌍의 후방 돌출부 섹션(56)을 포함하며, 상기 중앙 전방 돌출부 전측 섹션(50'), 상기 중앙 전방 돌출부 후측 섹션(52') 또는 상기 중앙 후방 돌출부 섹션(56') 중 어느 것도 상기 절삭 인서트의 대향하는 면에 접하지 않는 절삭 공구.
상부 인서트면(58)과, 하부 인서트면(60)과, 상기 상부 인서트면(58)과 상기 하부 인서트면(60) 사이에서 연장하는 주연 측면(62)과, 종방향으로 연장되는 샤프트부(66)에 인접하는 하나 이상의 절삭부(64)와, 상기 하부 인서트면(60)에서 상기 하나 이상의 절삭부(64)에 인접하고 상기 하나 이상의 절삭부(64) 내로 연장하며 상기 샤프트부(66)의 하부 에지(76)에 대해 제1 각도(α)로 기울어진 전측 오목부 접합면(74'') 및 상기 샤프트부(66)의 하부 에지(76)에 대해 제2 각도(β)로 기울어진 후측 오목부 접합면(78'')을 구비하는 오목부(70)와, 상기 하부 인서트면(60)에서 종방향의 홈 형태이고 상기 샤프트부(66)를 따라 연장하는 하부 접합면(72)과, 상기 상부 인서트면(58)에서 종방향의 홈 형태이고 상기 샤프트부(66)를 따라 연장하는 상부 접합면(82)을 포함하고, 상기 제1 각도(α)는 상기 제2 각도(β)보다 큰 절삭 인서트.
제7항에 있어서, 상기 제1 각도(α)는 상기 제2 각도(β)보다 큰 조건과 함께 상기 제1 각도(α)는 25°에서 50° 범위 내이고 제2 각도(β)는 20°에서 45° 범위 내인 절삭 인서트.
제7항에 있어서, 상기 전측 오목부 접합면(74'')은 서로에 대해 기울어진 두 전측 오목부 섹션(74)을 포함하고, 후측 오목부 접합면(78'')은 서로에 대해 기울어진 두 후측 오목부 섹션(78)을 포함하는 절삭 인서트.
제7항에 있어서, 상기 절삭 인서트는 상기 샤프트부(66)의 각각의 단부에 인접한 절삭부(64)에 의해 양쪽으로 사용가능하고, 각각의 절삭부(64)는 상기 하부 인서트면(60)에 관련되는 오목부(70)를 구비하는 절삭 인서트.
제10항에 있어서, 각각의 오목부(70)는 상기 상부 인서트면(58)의 방향으로 상기 하부 에지(76)의 위로 연장하는 절삭 인서트.
제7항에 있어서, 상기 전측 오목부 접합면(74'')과 상기 후측 오목부 접합면(78'')의 간격을 떨어뜨리는 하나 이상의 중간 오목부 섹션(80)을 더 포함하는 절삭 인서트.
제12항에 있어서, 상기 전측 오목부 접합면(74'')과 상기 후측 오목부 접합면(78'') 사이에 위치되는 두 중간 오목부 섹션(80)과, 상기 두 중간 오목부 섹션(80)을 분리하는 중앙 중간 오목부 섹션(80')을 포함하는 절삭 인서트.
제13항에 있어서, 상기 절삭 인서트는 상기 샤프트부(66)의 각각의 단부에 인접한 절삭부(64)에 의해 양쪽으로 사용가능하고, 각각의 절삭부(64)는 상기 하부 인서트면(60)에 관련되는 오목부(70)를 구비하는 절삭 인서트.
제14항에 있어서, 각각의 오목부(70)는 상기 상부 인서트면(58)의 방향으로 상기 하부 에지(76)의 위로 연장하는 절삭 인서트.