KR20110095360A

KR20110095360A - 긴 안착 패드들을 가진 공구 홀더와 공구 홀더 어셈블리

Info

Publication number: KR20110095360A
Application number: KR1020117013797A
Authority: KR
Inventors: 캐런 에이. 크레이그; 스리니바스 체를라; 콘라드 슈피첸베르거
Original assignee: 케나메탈 아이엔씨.
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2011-08-24
Also published as: WO2010080385A3; EP2367653A4; CA2747793A1; US20100158620A1; CN102307691B; JP2012512755A; EP2367653B1; EP2367653A2; CN102307691A; WO2010080385A2; US7922427B2; BRPI0917775A2

Abstract

본 발명은 공구 홀더(10)에 관한 것으로, 포켓(20)이 양면 온-에지 절삭 인서트(25)를 수용하도록 구성되고, 인서트의 각각의 측면(37a~37d)의 코너들(39a~39d)이 서로에 대해 반경방향으로 이동되며, 지지 패드들(78, 80)이 바람직하게 절삭 인서트의 측면들 주위에 장착된다. 인서트(25)의 코너들(39a~39d)을 위한 릴리프 영역이 공구 홀더(10)의 포켓(20)의 내부에서 지지 패드들(78, 80)의 길이를 최대화하도록 선택적으로 형성된다.

Description

긴 안착 패드들을 가진 공구 홀더와 공구 홀더 어셈블리{Tool holder and tool holder assembly with elongated seating pads}

본 발명은 금속가공 작업용 공구 홀더에 관한 것으로, 특히 긴 안착 패드들을 가진 포켓을 구비하여 포켓의 내부에 장착된 절삭 인서트의 대응하는 안착 패드들을 수용하는 공구 홀더에 관한 것이다.

대부분의 금속가공 작업의 목적은, 조기의 공구 고장을 초래하지 않는 방식으로 최소한의 시간 내에 소정의 기계가공 과제를 수행하는 것이다. 특히, 밀링 커터의 포켓들의 내부의 온-에지(on-edge) 절삭 인서트들을 이용하는 밀링 작업에서는, 이러한 인서트들을 포켓들의 내부에 견고하게 장착할 필요가 있다. 통상적으로, 이러한 온-에지 인서트는 지지를 위해 포켓의 내부에서 안착 패드들과 접촉하는 측면들을 포함한다. 그러나, 공구 홀더의 포켓들의 내부에 장착된 온-에지 절삭 인서트들을 개시하는 미국 특허 제3,490,117호에 설명된 바와 같이, 독특한 문제점이 발생한다. 다수의 절삭 에지를 구비한 가역 절삭 인서트를 제공하기 위해, 하나의 코너에 대해, 인서트의 일 측면의 절삭 에지들이 다른 측의 절삭 에지들에 대해 각을 이루며 이동된다. 이는 코너들이 오프셋된 절삭 에지들을 가지게 하고, 공구 홀더의 포켓은 이러한 코너들을 위한 간극을 제공하도록 형성되어야 한다. 이는 절삭 인서트의 코너들을 위해 적당한 간극을 제공하는 반면에, 공구 홀더의 포켓의 안착면을 축소한다는 희생을 치르게 하고, 따라서 다른 경우라면 가능했을 절삭 인서트의 지지를 감소시킨다.

공구 홀더의 포켓의 안착면들의 길이를 희생함 없이 온-에지 인서트들을 수용하는 설계가 필요하다.

본 발명의 일 실시예는 금속가공 작업에 사용되는 공구 홀더에 관한 것으로, 공구 홀더는, 깊이를 가지고 중앙 평면에 대해 서로 대향하는 제1 및 제2 세그먼트를 구비하며 이를 관통하는 중앙축을 가지는 온-에지 절삭 인서트를 고정하도록 구성된다. 인서트의 각각의 세그먼트는 단부 절삭 에지들을 한정하는 세 개 이상의 측면들 및 연관된 코너들을 가지며 서로에 대해 반경방향으로 오프셋된다. 공구 홀더는, 종축을 따라 연장되고 제1 단부 및 제1 단부의 내부로 연장된 포켓을 가진 몸체를 구비하고, 포켓은 두 개 이상의 측면을 구비하고 그 내부에 고정될 절삭 인서트의 전체적인 형상과 깊이를 가지며, 두 개 이상의 측면이 포켓 코너를 한정하도록 교차한다. 포켓은 1차 깊은 릴리프 영역을 가지고, 1차 깊은 릴리프 영역은 포켓 코너의 내부에 위치되고, 제1 세그먼트의 세그먼트 코너와 연관되며, 실질적으로 포켓의 내부에 고정될 절삭 인서트의 깊이까지 연장된다. 포켓은 또한 1차 얕은 릴리프 영역을 가지고, 1차 얕은 릴리프 영역은 동일한 포켓 코너의 내부에 위치되고, 제2 세그먼트의 세그먼트 코너와 연관되며, 제2 세그먼트의 세그먼트 코너만 수용하도록 구성되고, 제2 세그먼트의 깊이까지만 연장된다. 지지 패드들이 제1 및 제2 세그먼트 사이에 제3 세그먼트를 한정하는 포켓의 두 개 이상의 측면들 각각에서 연장된다.

본 발명에 의하여, 포켓의 안착면들의 길이를 희생함 없이 온-에지 인서트들을 수용하는 공구 홀더가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 절삭 인서트들이 장착된 공구 홀더의 사시도이다.
도 2는 공구 홀더의 포켓의 내부에 장착될 수 있는 절삭 인서트의 측면도이다.
도 2b는 도면부호 '60'으로 나타낸 도 2의 원형 영역의 확대도이다.
도 3은 절삭 인서트를 공구 홀더의 포켓의 내부에 장착할 수 있는 방법을 도시한 분해도이다.
도 4는 포켓 바닥면에 직각인 축을 따라 바라본 공구 홀더의 포켓을 도시한 공구 홀더의 일부의 도면이다.
도 5는 도 4의 라인 5를 따라 바라본 공구 홀더의 포켓의 도면이다.
도 6은 도 4의 도면과 유사한 도면으로, 인서트 하반부의 간극을 나타내기 위해 포켓의 내부에 장착된 절삭 인서트의 횡단면을 포함한 도면이다.
도 7은 도 4의 도면과 유사한 도면으로, 이번에는 절삭 인서트의 코너 주위의 간극을 나타내기 위해 포켓의 내부의 인서트 전체를 포함한 도면이다.
도 8은 포켓의 내부의 안착 패드의 표면이 그 길이를 따라 갭을 가지는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀링 커터의 도면이다.
도 9는 분할된 장착면들을 제외하면 도 3의 도면과 동일한 절삭 인서트의 사시도이다.

도 1은 종축(15)을 따라 연장되고 제1 단부(17)를 가진 몸체(12)를 구비한 공구 홀더(10)를 도시한다. 다수의 포켓(20)이 공구 홀더 몸체(12)의 둘레에 연장되고, 절삭 인서트(25)가 이 포켓들(20) 각각의 내부에 장착된다. 절삭 인서트(25)는 온-에지 절삭 인서트로, 주절삭 에지들이 절삭 인서트(25)의 측면들(30)과는 대조적으로 단부들(27)에 위치한다. 온-에지 절삭 인서트에 대해, 각각의 측면의 표면적이 단부들(27) 중 임의의 단부의 표면적보다 훨씬 더 크다.

설명의 목적으로 그리고 본 명세서에 도시된 바와 같이, 일부 밀링 커터들은 다양한 포켓들의 내부에 장착된 다양한 유형의 절삭 인서트들을 구비할 수 있지만, 절삭 인서트들(25) 전체가 동일하고 포켓들(20)도 동일하므로, 이러한 이해 하에 하나의 절삭 인서트(25)와 하나의 포켓(20)만이 설명될 것이다.

도 3을 참조하면, 본 공구 홀더(10)에 사용될 수 있는 통상의 온-에지 절삭 인서트(25)는 깊이(D)를 가지고 중앙 평면(55)에 대해 서로 대향하는 제1 세그먼트(35)와 제2 세그먼트(45)를 구비하며, 중앙축(57)이 중앙 평면을 관통하여 연장된다. 특히, 중앙 평면(55)을 따라 인서트(25)를 이등분하고 세그먼트(45)를 움직여 세그먼트(35) 옆에 배치하면, 두 개의 세그먼트는 동일하게 보일 것이다. 설명을 위해, 도 1 내지 도 3에 공통 코너(A)를 나타내었다. 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 세그먼트로 간주될 수 있는 제1 세그먼트(35)는 단부 절삭 에지들(40a, 40b, 40c, 40d)을 한정하는 네 개의 측면들(37a, 37b, 37c, 37d; 도 2) 및 연관된 코너들(39a, 39b, 39c, 39d)을 가진다. 이러한 면들의 식별을 돕기 위해, 각각의 측면에 대한 도면부호들이 두 위치에서 사용되었다. 이에 상응하여, 상부 세그먼트로 간주될 수 있는 제2 세그먼트(45)는 단부 절삭 에지들(50a, 50b, 50c, 50d)을 한정하는 네 개의 측면들(47a, 47b, 47c, 47d) 및 연관된 코너들(49a, 49b, 49c, 49d)을 가진다.

도 2에 볼 수 있는 바와 같이, 제1 세그먼트(35)는 제2 세그먼트(45)에 대해 중앙축(57)을 중심으로 반경방향으로 각도(X)만큼 오프셋된다. X는 1도 내지 4도의 범위일 수 있고, 이에 도시된 바와 같이 대략 2.5도이다.

도면부호 '60' 으로 표시되고 도 2b에 확대도로 나타낸 원형 영역을 참조하면, 본 발명의 주요 특징은 공구 홀더가 서로 오프셋된 제1 세그먼트(35)의 코너(39a)와 제2 세그먼트(45)의 코너(49a)를 수용하는 방법에 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(25)의 제1 세그먼트(35)는 전체 깊이(D)의 절반에 해당하는 깊이(D/2)를 가진다. 제2 세그먼트(45)도 또한 전체 깊이(D)의 절반에 해당하는 깊이(D/2)를 가진다.

인서트(25)는 포켓(20)의 내부의 세 위치에서 지지된다. 제1 면은, 편평면(64)과 동일하지만 인서트의 맞은편에서 포켓(20)의 바닥면(70)에 안착되는 편평면이다. 또한, 다른 두 개의 면을 제공하기 위해 포켓(20)의 제1 측면(82)과 제2 측면(84)에서 연장된 지지 패드들(78, 80)에 장착되기에 적합한 네 개의 장착면(75a, 75b, 75c, 75d)이 절삭 인서트(25) 상에 형성된다. 지지 패드(80)는 또한 밀링 커터(10)의 종축(15)을 따라 하중을 지지하기 때문에 축방향 지지 패드로 나타낼 수 있다. 또한, 지지 패드(78)는 종축(15)에 접하는 하중을 지지하기 때문에 접선 지지 패드로 나타낼 수 있다. 절삭 인서트(25)의 장착면들(75a, 75b, 75c, 75d)은 제1 세그먼트(35)와 제2 세그먼트(45) 사이에 위치하는 제3 세그먼트(76)를 한정한다.

포켓(20)은 그 내부에 고정될 절삭 인서트(25)의 전체적인 형상과 깊이를 가지고, 두 개의 측면(78, 80)이 포켓 코너(86)를 한정하도록 교차한다. 전술한 바와 같이, 인서트(25)를 위한 포켓(20)의 내부의 지지면들은 포켓 바닥면(70), 지지 패드(78), 및 지지 패드(80)이다. 공구 홀더가 도 1에 도시된 밀링 커터인 경우에 기계가공 작업 동안 발생된 힘의 대부분은 코너(49c)를 통해 지지 패드(78)로 전달되고, 파생적인 힘들은 지지 패드(80)로 전달된다.

인서트(25)의 중앙 구멍(90)을 관통하는 고정 인서트 나사(미도시)를 수용하기 위해 나사 구멍(88; 도 3)이 포켓(20)의 바닥면(70)에 형성되는 것을 주목해야 한다. 일반적으로, 인서트 나사는 포켓(20)의 내부에 인서트(25)를 위치시키기 위한 것으로, 금속가공 작업에 의해 초래된 상당한 힘을 흡수하기 위한 것이 아니다. 결과로서, 절삭 작업 동안 발생한 힘들의 대부분은 지지 패드들(78, 80)에 인가되고, 이러한 지지 패드들(78, 80) 각각이 인서트(25) 상의 연관된 장착면(75a, 75b)에 가능한 큰 표면적으로 접촉하는 것은 매우 중요하다. 다르게 말하자면, 코너들(39a, 49a)과 같은 절삭 인서트(25)의 인서트 코너들에 필요한 간극을 제공하는 한편, 동시에 두 개의 지지 패드(78, 80)를 가능한 길게 형성하는 것이 중요하다.

도 3을 참조하면, 절삭 인서트(25)가 포켓의 내부에 장착되기 위해, 그리고 지지 패드(78)와 지지 패드(80)가 절삭 인서트(25)의 적절한 장착면들(75a, 75b)과 맞물리기 위해, 포켓(20)은 절삭 인서트(25)의 코너들(50a로 도시됨)을 위한 릴리프 영역을 포함할 필요가 있다. 하나의 코너(86)가 이미 식별되어있다. 도 2b는 포켓(20)의 코너(86)의 내부에 안착될 절삭 인서트(25)의 일부를 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 세그먼트(35)의 코너(39a)가 절삭 인서트의 하반부에만 위치하고 제2 세그먼트(45)의 코너(49a)가 절삭 인서트(25)의 상반부에만 위치하기 때문에, 공구 홀더(10)의 코너(86)는 지지 패드(80)의 길이에 최소한의 영향을 미치며 인서트의 이러한 독특한 코너 형상에 일치하도록 형성될 수 있다. 특히, 1차 깊은 릴리프 영역(100)이 포켓 코너(86)의 내부에 위치되고, 제1 세그먼트(35)의 세그먼트 코너(39a, 도 2b)와 연관되며, 실질적으로 절삭 인서트(25)의 깊이(D)까지 연장된다. 이는 또한 도 6에 도시된다. 중요한 것은, 세그먼트(45)의 코너(49a, 도 2b)를 수용하도록 1차 깊은 릴리프 영역(100)을 넓히는 것보다는, 1차 얕은 릴리프 영역(110)이 동일한 포켓 코너(86)의 내부에 위치되고 코너(49a)와 연관된다. 이는 또한 도 7에 도시된다. 1차 얕은 릴리프 영역(110)은 제2 세그먼트(45)의 코너(49a)만을 수용하도록 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이 전체 인서트(25)의 깊이의 절반에 해당하는 코너(49a)의 깊이까지만 연장된다.

이러한 방식으로, 릴리프 영역(110)이 코너(49a)를 위해 구비되는 한편, 동시에 제2 지지 패드(80)의 길이가 최대화된다. 1차 얕은 릴리프 영역(110)의 깊이가 지지 패드(80)까지만 연장되어 지지 패드(80)의 길이를 최대화함은 물론이다. 이러한 수용이 없으면, 1차 얕은 릴리프 영역(110)은 포켓(20)의 전체 깊이까지 연장되어 그 바로 아래에서 지지 패드의 일부를 제거하게 될 것이다.

결과로서, 코너(86)는 실질적으로 인서트(25)의 전체 깊이까지 연장되는 1차 깊은 릴리프 영역(100) 및 1차 깊은 릴리프 영역(100)에 인접하고 인서트(25)의 일부 깊이까지 연장되는 1차 얕은 릴리프 영역(110)으로 이루어진 이중 릴리프 영역을 가진다.

도 3을 참조하면, 각각의 지지 패드(78, 80)는 길이를 따라 연장되고 포켓(20)의 각각의 측면(82, 84)에서 돌출되어, 절삭 인서트(25)에 추가 간극을 제공하기 위해 패드들(78, 80)에 인접하게 리세스들(104a, 104b, 106a, 106b)을 한정한다.

도 4를 참조하면, 1차 얕은 릴리프 영역(110)은 거리(N)만큼 지지 패드(80)와 중첩되고, 상기 거리는 지지 패드(80)의 길이(L)의 대략 10% 내지 20%에 해당한다. 바람직한 실시예에서, 1차 얕은 릴리프 영역(110)은 지지 패드(80)의 길이(L)의 대략 15%를 초과하여 지지 패드(80)와 중첩된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 지지 패드(80)의 길이(L)는 1차 얕은 릴리프 영역(110)을 지나 1차 깊은 릴리프 영역(100)까지 연장된다. 1차 깊은 릴리프 영역(100)은 공구 홀더(10)의 몸체(12)의 내부로 연장되는 대략 원통형 구멍(102)으로, 드릴을 이용하여 간편하게 형성될 수 있다. 다른 한편으로, 1차 얕은 릴리프 영역(110)은 연장된 형상을 가지며 엔드 밀을 이용하여 형성될 수 있다.

다시 도 2를 간단히 참조하면, 제1 세그먼트(35)와 제2 세그먼트(45)는 서로에 대해 각을 이루며 오프셋되지만, 또한 연관된 장착면(75c)으로부터 측정된 바와 같이, 제3 세그먼트(76)에 대해 각도(X/2)만큼 각을 이루며 오프셋된다.

본 명세서에 도시된 바와 같이, 포켓(20)은 네 개의 벽을 가진 절삭 인서트(25)를 수용하기 위해 두 개의 벽(78, 80)을 가진다. 본 발명은 네 개의 측면을 가진 절삭 인서트에 제한되는 것이 아니라, 세 개 이상의 측면을 가진 인서트를 적절한 변형에 의해 수용할 수 있음은 물론이다.

포켓(20)의 내부에 제1 세그먼트(35)의 코너(37a)와 제2 세그먼트(45)의 코너(49a)를 수용하는 것이 이제까지 설명되었지만, 본 공구 홀더 설계는 또한 추가로 두 쌍의 인서트 코너를 수용할 수 있다. 특히, 도 3과 도 4를 주목하면, 2차 깊은 릴리프 영역(120)이 포켓 코너(86)의 맞은편에 지지 패드(80)에 인접하여 포켓(20)의 내부로 연장된다. 2차 깊은 릴리프 영역(120)은 실질적으로 포켓(20)의 내부에 고정될 절삭 인서트(25)의 전체 깊이(D)까지 연장된다.

또한, 2차 얕은 릴리프 영역(130)이 포켓 코너(86)의 맞은편에 지지 패드(78)에 인접하여 공구 홀더(10)의 내부로 연장된다. 2차 얕은 릴리프 영역(130)은 제2 세그먼트(45)의 깊이(D/2)까지만 연장된다.

2차 얕은 릴리프 영역(130)은 거리(N')만큼 지지 패드(78)와 중첩되고, 상기 거리는 지지 패드(78)의 길이(L')의 대략 10% 내지 20%에 해당한다. 바람직하게, 2차 얕은 릴리프 영역(130)은 대략 15% 중첩된다.

도 5는 도 1에 도시된 제1 단부(17)에서 포켓(20)의 내부를 향해 상측으로 바라본 밀링 커터(10)의 일부의 단부 모습(end view)이다. 지지 패드(80)는 전체적으로 지지 패드(82)에 직각인 것으로 도시되고, 포켓 바닥면(70)은 이를 통해 연장되는 나사 구멍(88)을 가진다. 리세스(106a) 및 리세스(106b)와 함께 리세스(104a) 및 리세스(104b)를 볼 수 있다. 이 도면에서, 1차 얕은 릴리프 영역(110)의 깊이에 대한 1차 깊은 릴리프 영역(100)의 깊이를 더 잘 이해할 수 있을 것이다.

도 6은 도 4의 도면과 유사한 도면으로, 포켓(20)의 내부에 장착된 절삭 인서트(25)를 포함한 도면이다. 도 6은 또한 도 3에 도시된 평면(55)을 따라 절삭 인서트(25)의 횡단면을 도시한다. 결과로서, 절삭 인서트(25)의 제1 세그먼트(35)만이 도시된다. 특히 흥미로운 것은, 1차 깊은 릴리프 영역(100)에 의해 절삭 인서트(25)의 세그먼트(35)의 코너(39a)에 적당한 간극이 구비된다.

도 7을 참조하면, 전체 절삭 인서트(25)가 포켓(20)의 내부에 도시되고, 1차 깊은 릴리프 영역(100)으로만 측면(47a)의 코너(49a)를 수용할 수 없으며 추가 릴리프 영역이 필요하다는 것이 명백하다. 이러한 이유로 1차 얕은 릴리프 영역(110)을 형성하고, 또한 도 3에 도시된 바와 같이 1차 얕은 릴리프 영역(110)의 깊이는 지지 패드(80) 측까지 아래로 연장된다.

공구 홀더(10)가 밀링 커터에 대해 설명되었지만, 본 명세서에 설명된 설계가 선삭 응용을 위해 사용된 고정 공구 홀더의 포켓에 용이하게 적용될 수 있음은 물론이다.

전술한 바와 같이, 편평면(64)(맞은편)이 포켓(20)의 바닥면(70)에 접촉하도록 설계되는 한편, 전체적으로 평탄한 장착면들(75a, 75b, 75c, 75d)이 각각의 지지 패드들(78, 80)과 접촉하도록 설계되었다. 제조 공차로 인해, 각각의 장착면들(75a, 75b, 75c, 75d)과 지지 패드들(78, 80) 사이의 완전한 접촉을 달성하기 어렵다. 그러므로, 본 발명의 다른 실시예는 인서트(25)의 측면들(47a, 47b, 47c, 47d) 상에서 각각의 장착면들(75a, 75b, 75c, 75d)과 지지 패드들(78, 80) 사이의 3점 접촉을 제공하는 설계에 관한 것이다. 특히, 도 8을 참조하면, 종축(15)에 직각인 지지 패드(180)는 그 두 단부들(184, 185) 사이에 함몰부(indentation)(182)를 가진다. 함몰부(182)는 두 단부들(184, 185) 사이의 중앙에 위치할 수 있다. 그러나, 함몰부(182)의 주요 목적은 함몰부(182)에 의해 한정된 지지 패드부들(187, 189)에 접촉을 강제하는 것이다. 이에 의해, 절삭 인서트(25)의 연관된 장착면들(75a, 75b, 75c, 75d; 도 3)은 지지 패드(180) 상의 미리 결정된 두 위치에서 지지될 것이다. 또한, 종축(15)에 평행한 지지 패드(190)는 함몰부(192)를 가지고, 상기 함몰부는 돌출된 상태로 유지되는 단일 지지 패드부(197)를 지나 패드(190)의 상당한 부분을 따라 연장된다. 이러한 방식으로, 지지 패드(180)와 지지 패드(190)는 절삭 인서트(25)의 장착면들(75a, 75b, 75c, 75d)의 3점 접촉을 제공한다.

도 9는 장착면들(275a, 275b, 275c, 275d)을 분할한 절삭 인서트(225)의 다른 실시예를 도시한다. 특히, 장착면들(275a, 275b, 275c, 275d) 전체를 대표하는 장착면(275c)에 관련하여, 장착부(277c), 다른 장착부(279c), 및 그 사이에 함몰부(281c)가 형성된다. 장착부들(277c, 279c) 사이에 함몰부(281c)를 형성함에 의해, 절삭 인서트(225)의 장착면(275c)과 포켓(20)의 연관된 지지 패드(78, 80; 도 3) 사이의 접촉이 장착부들(277c, 279c)에서 이루어질 것이다. 실제로, 장착면들(275a, 275b)이 지지 패드들(78, 80)에 접촉하지만, 장착면(275c)이 가시적이라는 이유로 설명된다는 것을 주목한다. 이는 절삭 인서트(225)를 포켓(20)의 내부에서 흔들리게 할 수 있는, 절삭 인서트(225)와 포켓(20) 사이의 불균일한 표면 접촉의 가능성을 최소화한다.

본 발명의 특정 실시예들이 상세히 설명되었지만, 당해 분야의 숙련자들은 본 발명의 전체 개시내용을 고려하여 이러한 상세들에 다양한 변경들 및 대안들을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에 설명된 바람직한 실시예들은 단지 설명을 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 전체와 임의의 및 전체 균등물에 의해 정의되어야 한다.

10: 공구 홀더 12: 공구 홀더 몸체
15: 종축 17: 제1 단부
20: 포켓 25: 절삭 인서트

Claims

금속가공 작업(metalworking operation)에서의 사용을 위한 공구 홀더로서, 공구 홀더는 깊이를 갖는 온-에지 절삭 인서트(on-edge cutting insert)를 보유하도록 구성되고, 온-에지 절삭 인서트는 중앙 평면에 대해 서로 대향하는 제1 세그먼트(first segment) 및 제2 세그먼트(second segment)를 구비하되 이를 관통하는 중앙축을 가지며, 각각의 세그먼트는 단부 절삭 에지(end cutting edge)들을 한정하는 적어도 세 개의 측면들 및 연관된 코너(corner)들을 구비하고, 각각의 세그먼트는 서로에 대해 반경방향으로 오프셋(offset)되며,
상기 공구 홀더는:
a) 종축을 따라 연장되고 제1 단부를 가진 몸체;
b) 제1 단부의 내부로 연장된 포켓(pocket)으로서, 포켓은 적어도 두 개의 측면을 구비하며, 그 내부에 보유될 절삭 인서트의 전체적인 형상과 깊이를 가지고, 상기 적어도 두 개의 측면은 포켓 코너를 한정하도록 교차하는, 포켓;
c) 포켓 코너의 내부에 위치되고 제1 세그먼트의 세그먼트 코너(segment corner)와 연관된 1차 깊은 릴리프 영역(primary deep relief area)으로서, 포켓의 내부에 보유될 절삭 인서트의 깊이까지 실질적으로 연장되는, 1차 깊은 릴리프 영역;
d) 동일한 포켓 코너의 내부에 위치되고 제2 세그먼트의 세그먼트 코너와 연관된 1차 얕은 릴리프 영역(primary shallow relief area)으로서, 제2 세그먼트의 세그먼트 코너만 수용하도록 구성되고, 제2 세그먼트의 깊이까지만 연장되는, 1차 얕은 릴리프 영역; 및
e) 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 사이에 제3 세그먼트를 한정하는 포켓의 적어도 두 개의 측면들 각각으로부터 연장되는 지지 패드(support pad)들;을 포함하는, 공구 홀더(toolholder).
제1항에 있어서,
각각의 지지 패드는 길이를 따라 연장되고 측면으로부터 돌출되어, 절삭 인서트 세그먼트(cutting insert segment)들에 간극(clearance)을 제공하기 위해 그 패드들에 인접한 리세스(recess)들을 한정하는, 공구 홀더.
제1항에 있어서,
1차 얕은 릴리프 영역의 깊이는 지지 패드까지 연장된, 공구 홀더.
제1항에 있어서,
1차 얕은 릴리프 영역은 1차 깊은 릴리프 영역과 함께 제2 세그먼트 코너를 수용하는 형상으로 이루어진, 공구 홀더.
제1항에 있어서,
1차 얕은 릴리프 영역은 지지 패드의 길이의 대략 10% 내지 20%를 초과하여 지지 패드와 중첩되는, 공구 홀더.
제5항에 있어서,
2차 얕은 릴리프 영역은 지지 패드의 길이의 대략 15%를 초과하여 지지 패드와 중첩되는, 공구 홀더.
제1항에 있어서,
지지 패드의 길이는 1차 얕은 릴리프 영역을 지나 1차 깊은 릴리프 영역까지 연장되는, 공구 홀더.
제1항에 있어서,
1차 깊은 릴리프 영역은 공구 홀더 몸체의 내부로 연장되는 전체적으로 원통형의 구멍(bore)인, 공구 홀더.
제1항에 있어서,
제1 세그먼트 및 제2 세그먼트는 제3 세그먼트에 대해 1도 내지 4도의 각도만큼 반경방향으로 오프셋된, 공구 홀더.
제9항에 있어서,
제1 세그먼트 및 제2 세그먼트는 제3 세그먼트에 대해 2.5도의 각도만큼 반경방향으로 오프셋된, 공구 홀더.
제1항에 있어서,
포켓은 네 개의 측면을 가진 절삭 인서트를 수용하기 위해 두 개의 벽들을 가진, 공구 홀더.
제1항에 있어서,
공구 홀더는 1차 얕은 릴리프 영역의 맞은편에서 지지 패드를 따라 있는 2차 깊은 릴리프 영역을 더 포함하고, 2차 깊은 릴리프 영역은 포켓의 내부에 보유될 절삭 인서트의 전체 깊이까지 실질적으로 연장되는, 공구 홀더.
제12항에 있어서,
공구 홀더는 1차 깊은 릴리프 영역의 단부의 맞은편에서 지지 패드를 따라 있는 2차 얕은 릴리프 영역을 더 포함하고, 2차 얕은 릴리프 영역은 제2 세그먼트의 깊이까지만 연장되는, 공구 홀더.
제13항에 있어서,
2차 얕은 릴리프 영역은 지지 패드의 길이의 대략 10% 내지 20%를 초과하여 지지 패드와 중첩되는, 공구 홀더.
제14항에 있어서,
2차 얕은 릴리프 영역은 지지 패드의 길이의 대략 15%를 초과하여 지지 패드와 중첩되는, 공구 홀더.
제1항에 있어서,
종축에 직각인 지지 패드는 두 단부들 사이에 함몰부(indentation)를 구비하여, 그 두 단부가 절삭 인서트에 지지를 제공하는, 공구 홀더.
제16항에 있어서,
종축에 직각인 지지 패드는 두 단부들 사이의 중앙에 위치한 함몰부를 구비하는, 공구 홀더.
제17항에 있어서,
종축에 평행한 지지 패드는 포켓 코너에 가장 가까운 단부에 함몰부를 구비하여, 포켓의 내부에 고정된 절삭 인서트에 3점 접촉(three point contact)을 제공하는, 공구 홀더.
제1항에 있어서,
공구 홀더는 포켓 바닥면(pocket floor)의 내부로 연장된 나사 구멍(threaded bore)을 더 포함하고, 나사 구멍은 절삭 인서트를 포켓의 내부에 보유하기 위한 장착 나사를 수용하는, 공구 홀더.
제2항에 있어서,
공구 홀더는 밀링 커터(milling cutter)인, 공구 홀더.
금속가공 작업에서의 사용을 위한 공구 홀더로서,
공구 홀더는:
a) 제1 단부를 가진 몸체로서, 종축을 따라 연장되는, 몸체;
b) 제1 단부의 내부로 연장된 포켓으로서, 포켓은 그 내부에 보유될 온-에지 절삭 인서트의 전체적인 형상 및 깊이를 가지며, 포켓은 포켓 바닥면 및 포켓 바닥면으로부터 상향으로 연장된 제1 내벽(first interior wall)과 제2 내벽(second interior wall)을 적어도 구비하고,
제1 내벽 및 제2 내벽은 코너 영역을 형성하도록 교차하며, 그 코너 영역은 이중 릴리프 영역(dual relief area)을 구비하고, 이중 릴리프 영역은 포켓의 깊이 안으로 연장되어서, 내부에 장착되는 절삭 인서트의 코너를 위한 릴리프를 제공하며, 또한 두 개의 반경방향으로 이동(shift)된 절삭 에지를 구비하고,
이중 릴리프 영역은, 실질적으로 인서트의 전체 깊이까지 연장되는 제1 릴리프 영역, 및 제1 릴리프 영역에 인접하고 인서트의 일부 깊이까지 연장되는 제2 릴리프 영역을 구비하는, 포켓; 및
c) 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 사이에 있는 제3 세그먼트(third segment)로서, 제3 세그먼트는 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트의 측면들에 대응하는 측면들을 구비하고, 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트은 제3 세그먼트에 대해 반경방향으로 오프셋되고, 그 측면들은 절삭 인서트의 매칭(matching)되는 장착면(mounting surface)들과 맞물리도록 구성된 지지 패드들을 한정하는, 제3 세그먼트;를 포함하는, 공구 홀더.
제21항에 있어서,
공구 홀더는 밀링 커터인 것인, 공구 홀더.
금속가공 작업에서의 사용을 위한 공구 홀더 어셈블리(toolholder assembly)로서,
공구 홀더 어셈블리는:
a) 깊이를 가진 온-에지 절삭 인서트로서, 온-에지 절삭 인서트는 중앙 평면에 대해 서로 대향하는 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트와 이를 관통하는 중앙축을 가지며, 각각의 세그먼트는 절삭 에지들을 한정하는 적어도 세 개의 측면들 및 연관된 코너들을 구비하고, 각각의 세그먼트는 서로에 대해 반경방향으로 오프셋되는, 온-에지 절삭 인서트;
b) 종축을 따라 연장되고, 제1 단부를 가진, 몸체;
c) 제1 단부의 내부로 연장된 포켓으로서, 포켓은 적어도 두 개의 측면을 구비하며, 그 내부에 보유될 절삭 인서트의 전체적인 형상과 깊이를 가지고, 적어도 두 개의 측면들은 포켓 코너를 한정하도록 교차하는, 포켓;
d) 포켓 코너의 내부에 위치되고 제1 세그먼트의 세그먼트 코너와 연관된 1차 깊은 릴리프 영역으로서, 포켓의 내부에 보유될 절삭 인서트의 깊이까지 실질적으로 연장되는, 1차 깊은 릴리프 영역;
e) 동일한 포켓 코너의 내부에 위치되고 제2 세그먼트의 세그먼트 코너와 연관된 1차 얕은 릴리프 영역으로서, 제2 세그먼트의 세그먼트 코너만 수용하도록 구성되고, 제2 세그먼트의 깊이까지만 연장되는, 1차 얕은 릴리프 영역; 및
f) 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 사이에 제3 세그먼트를 한정하는 포켓의 적어도 두 개의 측면들 각각으로부터 연장되는 지지 패드들;을 포함하는, 공구 홀더 어셈블리.
제23항에 있어서,
공구 홀더의 지지 패드들은 함몰부들을 구비하여 알려진 위치에서 절삭 인서트와의 접촉을 제공하는, 공구 홀더 어셈블리.
제23항에 있어서,
절삭 인서트의 장착면들은 함몰부들을 구비하여 알려진 위치에서 공구 홀더의 포켓과의 접촉을 제공하는, 공구 홀더 어셈블리.