KR20110099013A

KR20110099013A - 절삭 공구 및 절삭 공구용 절삭 인서트

Info

Publication number: KR20110099013A
Application number: KR1020117013610A
Authority: KR
Inventors: 길 헥트
Original assignee: 이스카 엘티디.
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2011-09-05
Also published as: CN102245334B; CA2742214A1; TW201029778A; JP5587335B2; EP2361166B1; IL195984A0; WO2010070630A1; CN102245334A; BRPI0923449A2; EP2361166A1; JP2012512041A; ES2563430T3; RU2011129666A; KR101588919B1; PL2361166T3; US8313270B2; US20100150670A1

Abstract

본 발명은 하나 이상의 절삭부(16)를 포함하는 절삭 공구에 관한 것으로, 각각의 절삭부는 내부에 해제 가능하게 보유되는 절삭 인서트(20)를 갖는 인서트 포켓(18)을 포함한다. 절삭 인서트(20)는 복수개의 경사 결합 영역(38) 및 비경사 결합 영역(72, 74)에서 인서트 포켓(18)의 복수개의 벽과 결합하는, 복수개의 표면들을 포함한 바닥면(24)을 가진다. 이들 결합 수단은 절삭 인서트(20)의 고정 및 안정한 클램핑을 제공하여, 예컨대, 인서트 포켓(18)에 절삭 인서트(20)를 체결하는 나사(58)에 작용하는 힘을 현저하게 감소시킴으로써 고속 밀링과 같은 고도의 절삭 작업 동안 절삭 인서트(20)의 변위를 방지한다.

Description

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

본 발명은 절삭 공구의 인서트 포켓에 절삭 인서트를 고정하기 위한 구성에 관한 것이다.

절삭 공구의 인서트 포켓에 절삭 인서트를 고정하기 위한 다양한 방법이 공지되어 있다. 예를 들면, 클램핑 나사를 포함하여, 인서트 포켓에 절삭 인서트를 클램핑하기 위한 다수의 공지된 클램핑 기구가 있다. 클램핑 나사는 절삭 인서트에 형성된 관통 보어를 통해 삽입되어, 인서트 포켓에 형성된 나사형 보어에 나사식으로 수용됨으로써 절삭 인서트를 내부에서 클램핑한다. 일부 절삭 공구에 있어, 클램핑 구성은 '방사상(radial)' 형태로 이루어진다. 즉 클램핑 나사의 회전 축은, 절삭 공구의 회전 축에 대해 평행하고 이를 통해 연장되는 방사상 평면에 대해 일반적으로 직교한다.

대부분의 금속 절삭 작업에서, 특히 고속 밀링 또는 다른 고도의 절삭 작업을 포함한 금속 절삭 작업에서, 클램핑 나사는 큰 힘에 노출될 수 있다. 이들 힘으로는, 예컨대 절삭 인서트를 인서트 포켓으로부터 방사상 외향으로 밀어내는, 절삭 공구의 회전에 의해 발생하는 원심력을 포함할 수 있다. 다른 큰 힘으로는, 인서트 포켓에서 절삭 인서트를 그 고정 위치로부터 변위시킬 수 있는, 절삭 삽입체와 피절삭물의 상호 작용으로부터 발생하는 힘을 포함할 수 있다.

이들 큰 힘은, 특히 장시간 동안 작용하면, 클램핑 나사를 변형시킬 위험성이 있고, 결과적으로 예컨대 클램핑 나사 보디로부터 나사 헤드가 파열되거나 클램핑 나사 보디가 두 부분으로 파단되어 클램핑 나사를 파손시키며, 이로 인해 절삭 인서트가 인서트 포켓으로부터 분리된다. 이를 방지하기 위한 시도로서, 예를 들면 일부 로터리 절삭 공구가 의도적으로 비교적 저속 회전으로 제한되는데, 이는 절삭 공구 성능의 제한을 유발할 수 있다.

다른 단점은, 클램핑 나사의 체결시에 인서트 포켓의 지지면에 절삭 인서트가 힘을 가하도록 나사형 보어와 관통 보어가 상호 편심되도록 제작되는 일부 클램핑 기구에서 발생한다. 이들 클램핑 기구를 이용한 일부 절삭 공구에서, 관통 보어와 나사형 보어의 편심률은 클램핑 나사의 여러 부분에 불필요한 압력 작용을 야기하여, 클램핑 나사를 약화시키고 클램핑 나사가 견딜 수 있는 외부 작용력의 크기를 저하시킨다.

전술한 단점들 중 일부를 해결하기 위한 시도가 진행되어 왔다. 예를 들면, 인서트 포켓의 대응 부착면과 절삭 인서트의 바닥멱의 결합이 2개의 표면에 형성된 상보적 요소에 의해 얻어지는 절삭 공구가 일부 제조되었다. 이런 상보적 요소의 일례는 리브-홈 요소(rib-groove element), 수형-암형 요소(male like-female like element), 톱니형 요소(serrated element) 등이다. 이런 방식으로 도출된 결합은 절삭 작업 동안 인서트 포켓에 대한 절삭 인서트의 원치않은 변위를 비교적 효과적으로 방지할 수 있다.

그러나, 전술한 해결책을 이용한 절삭 공구에 있어, 표면들 사이에서 얻어지는 결합은 복수개의 넓은 결합 영향에 걸쳐 이루어진다. 이는 바닥면과 부착면 사이에서 양호한 결합을 달성하도록 그리고 또한 인서트 포켓에 절삭 인서트를 정확하게 배치하기 위해, 바닥면과 부착면 모두에 대해 광범위한 그라인딩과 피니싱을 필요로 할 수 있다. 따라서, 이들 결합 수단을 포함하는 일부 절삭 공구는 제조 비용이 고가이며, 동시에 일부 다른 경우에 있어 절삭 인서트가 이들 각각의 인서트 포켓에 불량하게 위치 설정된다.

본 발명의 목적은 전술한 단점들을 현저하게 감소시키거나 해소하는, 금속 절삭 작업을 수행하는 절삭 공구와 이런 절삭 공구용 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 인서트 포켓을 포함하는 적어도 하나의 절삭부를 가지며, 인서트 포켓이 내부에 해제 가능하게 보유되는 절삭 인서트를 갖는 절삭 공구가 개시되어 있다. 절삭 인서트의 바닥면과 인서트 포켓의 대응 부착면은, 저항력(force-withstanding)을 달성하여 표면들 사이의 결합을 고정하기 위해 일반적으로 상보적인 형상으로 이루어지며, 이에 의해 예컨대 절삭 공구의 작업 동안 내부에 작용하는 원심력 또는 다른 힘과 같은 외부 힘의 작용에 큰 저항성을 갖는 절삭 인서트를 제공한다.

바닥면과 부착면 사이의 공지된 결합 수단은 인서트 포켓에 대한 절삭 인서트의 배치를 확실하게 보장하지 못하므로, 인서트 포켓에 대한 절삭 인서트의 정확하고 용이한 고정을 추가적으로 제공한다. 예를 들면, 바닥면과 부착면을 제작할 시에 일어나는 통상의 불완전함은 두 표면들 사이의 결합 강도 또는 결합 정확도에 영향을 미치지 않기 때문에, 이들 절삭 인서트와 공구는 예컨대 두 개의 결합면을 광범위하게 그라인딩하고 피니싱할 필요성이 배제됨으로써 비교적 저렴하게 제조된다.

일부 실시예에서, 바닥면과 부착면의 결합이 제공됨에 따라, 절삭 인서트가 인서트 포켓의 주 벽(major wall)에 결합될 필요가 없는데, 그 이유는 결합 수단이 예를 들면 방사상 방향으로 만족할 만한 결합을 절삭 인서트에 제공하기 때문이다. 바닥면과 부착면 사이에서 얻어지는 결합은, 절삭 인서트에 형성된 관통 보어와 인서트 포켓에 형성된 나사형 보어 모두가 실질적으로 동심을 이루거나, 거의 동심을 이루면서 클램핑 나사를 내부에 수용토록 한다. 이는 클램핑 나사가 나사형 보어에 수용되는 경우 비교적 적은 클램핑 압력에 노출되도록 하며, 따라서 이에 작용하는 비교적 큰 외부 힘에 대한 저항을 가능하게 한다.

일부 실시예에 따르면, 예컨대 바닥면은 복수개의 결합면을 포함하며, 이들 중 복수개의 작동 결합면(operative engagement surface)은 경사 결합 영역과 비경사 결합 영역(sloping and non-sloping engagement regions) 각각에서 부착면과 결합된다. 작동 결합면은 상호 이격된 작동 제1 및 제2 경사면을 포함할 수 있고, 이들 각각의 경사 결합 영역은 절삭 인서트의 제1 정중면과 예각을 형성하는 제1 평면과 동일 평면상에 놓인다. 작동 결합면은 작동 내부 경사면(operative inner sloping surface)을 더 포함할 수 있고, 이의 내부 경사 결합 영역은 제1 정중면과 둔각을 형성하는 제2 평면에 놓이며, 예각과 둔각은 제1 정중면으로부터 동일한 방향으로 측정된다.

또한, 작동 결합면은 작동 제1 및 제2 모서리면(operative first and second corner surface)을 포함할 수 있고, 이의 각각의 비경사 모서리 결합 영역은 절삭 인서트의 제1 정중면과 제2 정중면에 대해 대체로 직교할 수 있는 제3 평면과 동일 평면상에 놓이며, 제2 정중면은 제1 정중면에 대해 직교한다. 일부 실시예에서, 작동 제1 및 제2 경사면과 작동 내부 경사면은 제1 정중면의 제1 측면상에 위치하고, 작동 제1 및 제2 모서리면은 제1 정중면의 제2 측면상에 위치한다.

일부 실시예에서, 절삭 인서트는 제2 정중면에 대해 서로 대향하며 위치하는 2개의 주 리세스면(major recessed surface)을 포함한다. 절삭 인서트는 2개의 비작동 모서리면(inoperative corner surface)을 더 포함할 수 있고, 모서리면은 바닥면의 4곳의 각각의 모서리에 위치한다. 2개의 작동 경사면과 2개의 추가 비작동 경사면은 2개의 주 리세스면의 대향 측면으로부터 각각의 모서리면을 향해 상향 및 하향 경사진다. 일부 실시예에서, 절삭 인서트는 바닥면의 대체로 중앙 영역에 위치하는 중앙면(central surface)을 포함한다.

절삭 인서트는 추가의 비작동 내부 경사면(inoperative inner sloping surface)을 더 포함할 수 있고, 내부 경사면은 정중면 양측에서 바닥면의 대향 측면에 위치한다. 내부 경사면은 제1 정중면에 대해 절삭 인서트의 대향 측면으로부터 각각의 주 측면을 향해 상향 및 하향 경사진다.

일부 실시예에서, 절삭 인서트는 대체로 직사각형 외형이고 2개의 절삭 모서리를 가지며, 절삭 인서트는 내부에 형성된 관통 보어를 중심으로 180도 인덱스 가능하다. 다른 실시예에서, 절삭 인서트는 대체로 정사각형 외형이고 4개의 절삭 모서리를 포함하며, 절삭 인서트는 내부에 형성된 관통 보어를 중심으로 90도 인덱스 가능하다.

본 발명이 실제로 어떤 방식으로 실시되는 지에 대한 본 발명의 보다 양호한 이해를 위해, 첨부한 도면을 참조하여 지금부터 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 하나 이상의 절삭부를 갖는 절삭 공구의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 인서트 포켓, 절삭 인서트 및 클램핑 나사를 포함하는, 도 1에 도시된 절삭 공구의 절삭부의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 도 2에 도시된 절삭부의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 도 3에 도시된 절삭 인서트의 하부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일부 다른 실시예에 따른 절삭 인서트의 하부 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 도 4에 도시된 절삭 인서트의 저면도이다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 라인(Ⅶ-Ⅶ)을 따라 취한 도 6에 도시된 절삭 인서트의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 도 3에 도시된 인서트 포켓의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 도 2에 도시된 절삭부의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 평면(X-X)을 따라 취한 도 2에 도시된 절삭부의 단면도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 본 발명의 절삭 인서트의 저면도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 본 발명의 절삭 인서트의 저면도이다.
도면의 간략함과 명료함을 위해, 도면에 도시된 요소들이 정확하게 또는 축적에 따라 도시될 필요가 없음을 이해할 것이다. 예를 들면, 일부 요소들의 치수는 명료함을 위해서 다른 요소들에 비해 과장되어 도시될 수 있고, 또는 여러 물리적 구성요소가 하나의 기능적 블록 또는 요소에 포함될 수 있다. 또한, 적절하게 고려하여 도면부호는 대응하거나 유사한 요소들을 지시하도록 도면에서 반복될 수 있다.

이하의 상세한 설명에서는, 본 발명의 다양한 태양이 설명될 것이다. 본 발명에 대한 양호한 이해를 제공하기 위해 설명을 목적으로 특정 구성 및 구체적 내용이 기술된다. 그러나, 본 명세서에 특정 내용이 개시되지 않았다 하더라도 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 본 기술분야의 당업자에게 자명할 것이다. 또한, 공지의 특징부들은 본 발명을 모호하지 않도록 하기 위해 생략되거나 단순화될 수 있다.

일부 도면 및/또는 일부 상세한 설명에 밀링 공구와 같은 회전 절삭 공구가 도시되고 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 일부 실시예는 복수개의 다른 절삭 공구, 예를 들면 드릴링 공구, 리밍 공구 등과 같은 다양한 다른 회전 공구, 또는 선삭 가공용 공구, 또는 해제 가능하게 보유되는 하나 이상의 절삭 인서트를 포함한 임의의 다른 금속 절삭 공구에 관한 것이다.

본 명세서에 언급된 "배치(placement)"라는 용어는 예컨대 보유 인서트 포켓에 대한 절삭 인서트의 위치 및 방향을 의미한다. 따라서, 예컨대 "고정 배치(secure placement)"라는 용어는 예를 들면 절삭 공구에 의한 작업 동안 예컨대 절삭 공구에 가해지는 외부 힘 하에서 보유 절삭 포켓에 대한 절삭 인서트의 변위 저항성을 일반적으로 의미한다.

일부 실시예에 따른 절삭 공구(10)를 도시하는 도 1을 참조한다.

일부 실시예에서, 절삭 공구는 전방 단부(12)와, 후방 단부(14)를 가지며, 회전 축(R)을 중심으로 회전한다. 절삭 공구는 하나 이상의 절삭부(cutting portion; 16)를 포함하고, 각각의 절삭부는 내부에 보유되는 각각의 절삭 인서트(20), 예컨대 인덱서블 절삭 인서트(indexable cutting insert)를 갖는 인서트 포켓(18)을 포함한다. 각각의 절삭 인서트(20)는 상부면(22)과, 바닥면(24)과, 이들 사이에서 연장하는 주연면(26)을 포함하며, 주연면은 2개의 주 측면(major side; 28)과 두 개의 부 측면(minor side; 30)을 포함한다. 절삭 인서트(20)는 폼 프레싱(form-pressing) 또는 바인더에서의 탄화 분말 사출 성형 및 소결을 통해 통상적으로 초경합금(cemented carbide)과 같은 극경(extremely hard) 및 내마모성 재료로 제조된다. 초경합금은 예를 들면 탄화 텅스텐일 수 있다. 절삭 인서트(20)는 코팅되거나, 부분적으로 코팅되거나, 코팅되지 않을 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 따른, 절삭부(16) 및 절삭부의 다양한 구성요소를 도시하는 복수개의 도면, 도 2 내지 도 8을 참조한다.

일부 실시예에서, 인서트 포켓은 바닥면(24)을 결합시키기 위해, 내부에 형성된 부착면(32)을 포함한다. 바닥면(24)과 부착면(32)은 대체로 상보적 형상으로 이루어진다. 바닥면(24)은 이하에 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 부착면(32)에 형성된 각각의 표면과의 결합을 달성하도록, 예컨대 내부에 형성된 복수개의 결합면을 포함한다. 예를 들면, 일부 실시예에서 바닥면(24)의 결합면은 2개의 제1 경사면(34)과, 2개의 제2 경사면(36)과, 2개의 내부 경사면(38)과, 2개의 제1 모서리면(40)과, 2개의 제2 모서리면(42)을 포함한다.

결합면은 예컨대 도 2 내지 도 10에 도시된 구조에서, 복수개의 작동 결합면, 즉 부착면(32)의 각각의 표면들과 작동식으로 결합하는 결합면을 포함한다. 작동 결합면은 작동 제1 및 제2 경사면(34', 36')과, 작동 내부 경사면(38')과, 제1 및 제2 경사벽(44, 46)에 작동식으로 결합하는 작동 제1 및 제2 모서리면(40', 42')과, 내부 경사벽(48)과, 부착면(32)에 형성된 제1 및 제2 지지면(50, 52)을 각각 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 결합면은 복수개의 비작동 결합면을 더 포함한다. 비작동 결합면은, 예를 들면 비작동 제1 및 제2 경사면(34", 36")과, 비작동 내부 경사면(38")과, 비작동 제1 및 제2 모서리면(40", 42")을 포함할 수 있다. 하나 이상의 비작동 결합면은 작동식이 될 수 있고, 예를 들어 절삭 인서트(20)의 인덱싱에 따라 다른 구조에서는 그 반대일 수 있다.

일부 실시예에서, 예를 들면 전술한 작동 결합면, 즉 상호 이격된 제1 및 제2 작동 경사면(34', 36')과, 작동 내부 경사면(38')과, 작동 제1 및 제2 모서리면(40', 42')은 부착면(32)에 작동식으로 결합하는 유일한 표면들일 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 예를 들면 전술한 작동 결합면은, 인서트 포켓의 부 벽(minor wall; 54)과 결합하는 부 측면들(30) 중 하나에 형성된 추가 결합면과 함께, 인서트 포켓(18)에 작동식으로 결합하는 절삭 인서트(20)의 유일한 표면일 수 있다.

따라서, 절삭 인서트의 바닥면(24)은 2개의 협동 결합면 세트(two sets of cooperating engagement surface)를 포함하는 것으로 간주되며, 이들 중 하나의 세트만이 주어진 시간에서 작동될 수 있다. 결합면(34', 36', 38', 40', 42')이 제1 협동 결합면 세트를 구성하는 반면에, 결합면(34", 36", 38", 40", 42")이 제2 협동 결합면 세트를 구성한다. 또한, 일부 실시예에서, 각각의 세트는 관련 부 측면(30)에 형성된 추가 결합면에 의해 증가될 수 있다.

일부 실시예에서, 중앙 관통 보어(central through-bore; 56)가 절삭 인서트(20)에 형성되어 클램핑 나사(58)를 내부에 수용하고, 이어서 인서트 포켓(18)에 절삭 인서트(20)를 고정한다. 관통 보어(56)는 절삭 인서트(20)의 대체로 중앙 부분에 형성될 수 있고, 상부면(24)과 바닥면(32) 사이에서 연장한다. 관통 보어(56)는 관통 보어 축(T₁)을 가진다. 나사형 보어(60)는 부착면(32)에 형성되어 클램핑 나사(58)를 나사식으로 내부에 수용한다.

일부 실시예에서, 예를 들면 절삭 인서트(20)는 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이, 즉 절삭 인서트의 저면도로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 대체로 직사각형 외형을 가진다. 이들 실시예에 따른 절삭 인서트는 관통 보어 축(T₁)을 중심으로 180도 인덱스 가능하며, 2개의 절삭 모서리(64)를 가진다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 절삭 인서트(20)는 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이, 즉 절삭 인서트의 저부도로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 대체로 정사각형 외형을 가진다. 이들 다른 실시예에 따른 절삭 인서트(20)는 관통 보어 축(T₁)을 중심으로 90도 인덱스 가능하며, 4개의 절삭 모서리(64)를 가진다.

절삭 인서트(20)의 제1 정중면(median plane; M₁)은 관통 보어 축(T₁)을 통해 대체로 연장되며, 이하에 설명되는 바닥면(24)에 형성된 각각의 주 리세스면(66)의 중간을 통해 대체로 연장된다. 절삭 인서트(20)의 제2 정중면(M₂)은 [제1 정중면(M₁)과 교차하면서] 관통 보어(T₁)을 통해 대체로 연장되며, 제1 정중면(M₁)에 대해 직교한다. 두 개의 주 리세스면(66)은 제2 정중면(M₂)의 대향 측면에서 서로에 대해 대향 위치되고, 예를 들면 모서리면(42)에 대해 리세스된다.

일부 실시예에서, 제1 및 제2 모서리면(40, 42)은 바닥면(24)의 4곳의 모서리에서 교번하며 위치한다. 제1 및 제2 모서리면(40, 42)은 평면이거나 대체로 평면일 수 있고, 그리고/또는 대체로 직사각형이거나 편의상 결정되는 다른 형상일 수 있다. 일부 실시예에서, 모서리면은 이의 바닥면(24) 및 중앙면(86)과 동일 평면상에 있다. 다른 실시예에서, 모서리면(40, 42)은 절삭 인서트(20)의 최하부로 구성되고, 중앙면(86)을 포함하여 바닥면(24)에 형성된 다른 표면에 대해 상부면(22)으로부터 멀어지는 방향으로 돌출된다.

작동 제1 및 제2 모서리면(40', 42')은 제1 및 제2 비경사 모서리 결합 영역(72, 74)에서 제1 및 제2 지지면(50, 52)과 각각 결합한다. 제1 및 제2 비경사 모서리 결합 영역(72, 74)과, 이하 설명된 다른 결합 영역, 즉 두 개의 경사 결합 영역(80, 82) 및 내부 경사 영역(88)이 대체로 타원 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 이런 형상은 단지 예시를 목적으로 선택된 것이다. 결합 영역(72, 74, 80, 82, 88)은 이에 제한되지 않으며, 각각의 영역은 이와 관련된 각각의 작동 결합면의 기하학적 형상에 기초하여 편의상 결정되는 형상일 수 있다. 그러나, 절삭 인서트의 바닥면(24) 상의 협동 결합면(34', 36', 38', 40' 및 42' 또는 34", 36", 38", 40" 및 42") 각각의 세트는 경사 및 비경사 결합 영역 모두를 포함한다.

일부 실시예에서, 비경사 모서리 결합 영역(72, 74)은, 예를 들면 제1 및 제2 정중면(M₁, M₂)에 대체로 직교하는 모서리 결합 평면과 동일한 평면상에 위치한다. 따라서, 비경사 모서리 결합 영역(72, 74) 각각은 인서트의 바닥면(24)의 평탄부로 정의되는 바와 같은 평면에 위치하는데, 평탄부는 제1 및 제2 정중면(M₁, M₂) 모두에 대해 직각을 이룬다. 제1 및 제2 지지면(50, 52)은 부착면(32)을 인서트 포켓(18)의 외부면(78)에 연결하는 외부 에지(76)에 인접하여 위치한다. 제1 및 제2 지지면(50, 52) 각각은 평면이거나, 대체로 평면이거나, 또는 예컨대 작동 모서리면(40', 42')과 양호한 결합이 달성되도록 다른 적절한 형상일 수 있다.

제1 경사면(34)은 각각의 주 리세스면(66)의 제1 측면으로부터 각각의 제2 모서리면(42)을 향해 상향 및 하향 경사진다. 이와 유사하게, 제2 경사면(36)은 각각의 주 리세스면(66)의 제2 측면으로부터 각각의 제1 모서리면(40)을 향해 상향 및 하향 경사진다. 제1 및 제2 경사면은 동일 평면 및/또는 평면이거나, 편의상 결정되는 다른 형상일 수 있다.

작동 제1 및 제2 경사면(34', 36')은 제1 및 제2 경사 결합 영역(80, 82)에서 제1 및 제2 경사벽(44, 46)과 각각 결합한다. 제1 및 제2 경사벽(44, 46)은 평면이거나, 예컨대 각각의 작동 제1 및 제2 경사면(34', 36')과 양호한 결합을 달성하도록 편의상 결정되는 다른 형상일 수 있다.

일부 실시예에서, 경사 결합 영역(80, 82)은, 예를 들면 도 7에 도시된 바와 같이 제1 정중면(M₁)과 함께 예각(α)을 형성하는 경사 결합 평면과 동일 평면상에 위치한다. 일부 실시예에서는, 예를 들면 예각(α)이 75도를 초과하지 않지만, 다른 실시예에서는 예각(α)이 다른 적절한 값을 취한다.

바닥면(24)은 바닥면(24)의 대체로 중앙 영역에 위치하는 중앙면(86)을 포함할 수 있다. 내부 경사면(38)은 중앙면(86)의 대향 측면으로부터 각각의 주 측면(28)을 향해 상향 및 하향 경사질 수 있다. 내부 경사면(38)은 평면이거나, 편의상 결정되는 다른 형상일 수 있다.

작동 내부 경사면(38')은 내부 경사 결합 영역(88)에서 내부 경사벽(48)과 결합한다. 내부 경사면(38)의 실제 크기는 내부 경사 결합 영역(88)만이 내부 경사벽(48)과 결합하기 때문에 달라질 수 있다. 따라서, 내부 경사면(38)은 필요에 따라 범위가 임의로 연장될 수 있다. 내부 경사벽(48)은 부착면(32)의 중앙 영역(90)으로부터 주 벽(84)을 향해 상향 경사진다. 내부 경사벽(48)은 평면이거나, 예를 들면 작동 내부 경사면(38')과 양호한 결합을 달성하도록 편의상 결정되는 다른 형상일 수 있다.

일부 실시예에서, 내부 경사 결합 영역(88)은 예컨대 도 7에 도시된 바와 같이 제1 정중면(M₁)과 둔각(β)을 형성하는 내부 경사 결합 평면에 위치하며, 예각(α)과 둔각(β)은 제1 정중면(M₁)으로부터 동일한 방향으로 측정된다. 예를 들면, 예각(α)과 둔각(β) 모두는 제1 정중면(M₁)의 바닥부에서 시작하여 시계방향으로 진행하여 측정된다. 일부 실시예에서, 예를 들면 둔각(β)은 105도 초과하지만, 다른 실시예에서 둔각(β)은 다른 적절한 값을 취한다. 예를 들면, 이는 인서트 포켓(18)에 절삭 인서트(20)의 안정적인 배치를 달성하는데 기여한다.

일부 실시예에서, 부착면(32)은 비작동 제1 및 제2 모서리면(40", 42")을 각각 수용하기 위해 외부 홈(92)과 내부 홈(94)을 포함한다. 내부 홈(94)은 부착면(32)에 형성된 내부 돌출면(96)과 주 벽(84) 사이에서 연장한다. 외부 홈(92)은, 예를 들면 도 8에 도시된 바와 같이 부착면(32)에 형성된 외부 돌출면(98)과 주 벽(84) 사이에서 연장한다.

일부 실시예에서, 비작동 제1 모서리면(40")은 외부 홈(92)에 수용되지만 외부 홈과 접촉되지는 않는다. 비작동 제2 모서리면(42")은 내부 홈(94)에 수용되지만 내부 홈과 접촉되지는 않는다. 이와 유사하게, 내부 및 외부 돌출면(96, 98)은 부착면(32)의 다른 면에 대해 돌출될 수 있지만, 도 9를 참조하여 이하 도시되고 설명되는 바와 같이, 각각의 주 리세스면(66)과 접촉되지는 않는다.

일부 실시예에서, 비경사 모서리 결합 영역(72, 74) 각각은 경사 결합 영역(80, 82)으로부터 비교적 이격되어 배치된다. 예를 들면, 제1 비경사 모서리 결합 영역(72)과 제1 경사 결합 영역(80) 사이의 평균 거리는 절삭 인서트(20)의 전체 폭의 적어도 60 퍼센트일 수 있다. 다양한 결합 영역들 사이의 비교적 큰 이격은, 예를 들면 인서트 포켓(18)에 절삭 인서트(20)의 안정적인 배치 및 고정을 달성하는데 기여할 수 있다. 본 발명에 따르면, 비경사 모서리 결합 영역(72, 74)은 제1 정중면(M₁)의 일 측면에 위치하고, 경사 및 내부 경사 결합 영역(80, 82, 88)은 제1 정중면(M₁)의 대향 측면에 위치한다.

나사형 보어(60)는 나사형 보어 축(T₂)을 가진다. 일부 실시예에서, 나사형 보어(60)와 관통 보어(bore-through; 56)는 실질적으로 동심을 이루거나, 거의 동심을 이룬다. 즉, 관통 보어 축(T₁)과 나사형 보어 축(T₂)은 일치하거나, 거의 일치하거나, 유사할 수 있다. 예를 들면, 관통 보어 축(T₁)과 나사형 보어 축(T₂) 모두는 제1 정중면(M₁)에 포함될 수 있다.

절삭부(16)가 도시되어 있는 도 9 및 도 10을 참조한다.

전술한 바와 같이, 바닥면(24)은 예를 들면 전술한 결합 영역(72, 74, 80, 82, 88)에서만 부착면(32)과 결합할 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 작동 제2 경사면(36')은 제2 경사벽(46)과 결합하고 작동 제2 모서리면(42')은 제2 지지면(52)과 결합하는 반면에, 주 리세스면(66)은 외부 돌출면(98)과 결합하지 않고, 비작동 제1 모서리면(40")은 외부 홈(92)과 결합하지 않는다. 도 10에 도시된 바와 같이, 작동 내부 경사면(38')은 내부 경사벽(48)과 결합하는 반면에, 중앙면(86)은 중앙 영역(90)과 결합하지 않는다. 또한, 각각의 내부 경사면(38', 38")은 각각의 주 측면(28)에 형성된 측면 리세스(49)에 위치될 수 있는데, 측면 리세스(49)는 절삭 인서트의 바닥면(24)과 연통한다. 또한, 예컨대 전술한 바와 같이, 주 측면(28)은 주 벽(84)과 결합하지 않는다.

앞서 지적한 바와 같이, 내부 경사면(38)의 실제 크기는 내부 경사 결합 영역(88)만이 내부 경사벽(48)과 결합할 수 있기 때문에 달라질 수 있다. 이에 따라, 내부 경사면(38)은 필요에 따라 범위가 임의로 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 내부 경사면(38)과 이와 관련된 측면 리세스(49)는 인접한 부 측면(30)까지 연장될 수 있고, 이에 따라 예컨대 제1 모서리면(40)의 크기가 감소된다. 이는 제1 지지면(50)과 제1 모서리면(40')의 접촉 영역을 다소간 감소시키지만, 제2 지지면(52)과 작동 제2 모서리면(42')의 접촉 영역은 변화되지 않은 상태로 유지된다. 이런 실시예에서, 리세스(49)는 일단이 각각의 부 측면(30)으로 개방된 상태로 형성된다. 이런 실시예는 내부 경사면(38)의 평탄도를 증가시키기 위해 내부 경사면(38)을 그라이딩을 할 필요가 있는 경우에 유용하다.

다른 실시예에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 내부 경사면(38)은 부 측면(30) 모두로 연장될 수 있다. 이런 실시예는 용이하고 효과적인 내부 경사면(38)의 그라이딩을 가능하게 한다. 그러나, 제1 및 제2 모서리(40, 42) 모두의 크기는 감소된다.

본 발명이 하나 이상의 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이들 모두는 예시일 뿐이고 도시된 실시예로서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에 특정하여 도시되지 않은 다양한 변형이, 본 발명의 범위 내에서 본 기술 분야에서 당업자에 의해 구현될 수 있음을 알 것이다.

Claims

적어도 하나의 절삭부(16)를 포함하는 절삭 공구이며,
적어도 하나의 절삭부는 내부에 해제 가능하게 보유되는 절삭 인서트(20)를 갖는 인서트 포켓(18)을 포함하며, 절삭 인서트(20)는 상부면(22)과, 바닥면(24)과, 이들 사이에서 연장하는 주연면(26)을 가지고, 주연면(26)은 2개의 대향하는 주 측면(28)과 2개의 대향하는 부 측면(30)을 포함하며, 바닥면(24)은 복수개의 결합면을 포함하고, 이의 복수개의 작동 결합면은 각각의 복수개의 경사 및 비경사 결합 영역에서 인서트 포켓(18)의 부착면(32)과 결합하며, 복수개의 작동 결합면은,
각각의 경사 결합 영역(80, 82)이 절삭 인서트(20)의 제1 정중면(M₁)과 예각(α)을 형성하는 제1 평면에 놓이는 서로 이격된 제1 및 제2 작동 경사면(34', 36')과,
각각의 내부 경사 결합 영역(88)이 제1 정중면(M₁)과 둔각(β)을 형성하는 제2 평면에 놓이고, 예각(α)과 둔각(β)은 제1 정중면(M₁)으로부터 동일한 방향으로 측정되는 작동 내부 경사면(38')과,
각각의 비경사 모서리 결합 영역(72, 74)이 절삭 인서트(20)의 제1 정중면(M₁)과 제2 정중면(M₂)에 대해 대체로 직교하는 제3 평면에 놓이고, 제2 정중면(M₂)은 제1 정중면(M₁)에 대해 직교하는 작동 제1 및 제2 모서리면(40', 42')을 포함하며,
작동 제1 및 제2 경사면(34', 36')과, 작동 내부 경사면(38')은 제1 정중면(M₁)의 제1 측면에 위치하고, 작동 제1 및 제2 모서리면(40', 42')은 제1 정중면(M₁)의 제2 측면에 위치하는 절삭 공구.
제1항에 있어서, 절삭 인서트(20)는 인서트 포켓(18)의 하나를 초과하는 벽과 결합하지 않는 절삭 공구.
제1항에 있어서, 예각(α)은 75도 이하이며 둔각(β)은 105도 이상인 절삭 공구.
제1항에 있어서, 절삭 인서트(20)는 대체로 직사각형의 외형과, 2개의 절삭 모서리(64)를 가지며, 절삭 인서트(20)는 절삭 인서트(20)에 형성된 중앙 관통 보어(56)의 관통 보어 축(T₁)을 중심으로 180도 인덱싱 가능한 절삭 공구.
제1항에 있어서, 절삭 인서트(20)는 대체로 정사각형 외형과, 절삭 인서트(20)의 4곳의 각각의 모서리에 위치한 4개의 절삭 모서리(64)를 가지며, 절삭 인서트(20)는 절삭 인서트(20)에 형성된 중앙 관통 보어(56)의 관통 보어 축(T₁)을 중심으로 90도 인덱싱 가능한 절삭 공구.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 작동 경사면(34', 36')은 제2 정중면(M₂)의 대향 측면에 위치하고, 작동 내부 경사면(38')은 제2 정중면(M₂)과 교차하는 절삭 공구.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 지지면(50, 52)은 제2 정중면(M₂)의 대향 측면에 위치한 대체로 평면이고 서로 이격된 표면인 절삭 공구.
제1항에 있어서, 절삭 인서트(20)는 클램핑 나사(58)를 내부에 수용하기 위해 관통 보어 축(T₁)을 갖는 중앙 관통 보어(56)를 포함하고,
인서트 포켓(18)은 클램핑 나사(58)를 나사식으로 수용하기 위해 나사식 보어 축(T₂)을 갖는 나사식 보어(60)를 포함하며,
관통 보어 축(T₁)과 나사식 보어 축(T₂) 모두는 제1 정중면(M₁)에 포함되는 절삭 공구.
제1항에 있어서, 서로에 대해 이격된 제1 및 제2 작동 경사면(34' 36')과, 작동 내부 경사면(38')과, 작동 제1 및 제2 모서리면(40', 42')이 인서트 포켓(18)의 부착면(32)과 접하는 결합 영역을 갖는 절삭 인서트의 유일한 표면들인 절삭 공구.
상호 직교하는 제1 및 제2 정중면(M₁, M₂)을 갖는 절삭 인서트(20)이며,
상부면(22)과, 바닥면(24)과, 이들 사이에서 연장하는 주연면(26)을 포함하고, 주연면(26)은 2개의 대향하는 주 측면(28)과 2개의 대향하는 부 측면(30)을 포함하며, 바닥면(24)은,
절삭 인서트(20)의 제2 정중면(M₂)의 대향 측면에 위치하는 2개의 주 리세스면(66)과,
바닥면(24)의 4곳 각각의 모서리에 교대로 위치하는 쌍을 이룬 2개의 제1 및 제2 모서리면(40, 42)과,
각각의 주 리세스면(66)으로부터 각각의 모서리면(40, 42)을 향해 상향 및 하향 경사진, 각각이 쌍을 이룬 2개의 제1 및 제2 경사면(34, 36)과,
바닥면(24)의 대체로 중앙 영역에 위치한 중앙면(86)과,
제1 정중면(M₁)의 양 측면에서 바닥면(24)의 대향 측면에 위치하며, 제1 정중면(M₁)에 대해 중앙면(86)의 대향 측면으로부터 각각의 주 측면(28)을 향해 상향 및 하향으로 경사진 2개의 내부 경사면(38)을 포함하며,
쌍을 이룬 2개의 제1 및 제2 모서리면(40, 42)과, 쌍을 이룬 2개의 제1 및 제2 경사면(34, 36)과, 2개의 내부 경사면(38)은 2개의 협동 결합면 세트를 함께 구성하고, 각각의 세트는 인서트의 안착을 위한 경사 및 비경사 결합 영역을 포함하고,
소정 세트의 경사 결합 영역은 제1 정중면(M₁)의 제1 측면에 있고,소정 세트의 비경사 결합 영역은 제1 정중면(M₁)의 제2 측면에 있는 절삭 인서트.
제10항에 있어서, 경사면(34, 36)의 각각의 결합 영역(80, 82)은 제1 정중면(M₁)과 예각(α)을 형성하는 제1 평면에 놓이고,
내부 경사면들(38) 중 하나의 결합 영역(88)은 제1 정중면(M₁)과 둔각(β)을 형성하는 제2 평면에 놓이며,
예각(α)과 둔각(β)은 제1 정중면(M₁)으로부터 동일한 방향으로 측정되는 절삭 인서트.
제10항에 있어서, 대체로 직사각형 외형과 2개의 절삭 모서리(64)를 가지며, 절삭 인서트(20)는 절삭 인서트(20)에 형성된 관통 보어(56)의 관통 보어 축(T₁)을 중심으로 180도 인덱싱 가능한 절삭 인서트.
제10항에 있어서, 대체로 사각형 외형과, 절삭 인서트(20)의 4곳의 각각의 모서리에 위치한 4개의 절삭 모서리(64)를 가지며, 절삭 인서트(20)는 절삭 인서트(20)에 형성된 관통 보어(56)의 관통 보어 축(T₁)을 중심으로 90도 인덱싱 가능한 절삭 인서트.
제10항에 있어서, 모서리면(40, 42)은 제1 및 제2 정중면(M₁, M₂)에 대해 대체로 수직하는 평면과 동일 평면상에 놓이는 대체로 평면인 절삭 인서트.
제10항에 있어서, 제1 모서리면(40)과 제1 경사면(34) 사이의 평균 거리는 절삭 인서트(20)의 전체 폭의 60퍼센트 이상인 절삭 인서트.
제10항에 있어서, 각각의 내부 경사면(38)은 대응하는 주 측면(28)에 형성된 측면 리세스(49)에 위치하는 절삭 인서트.
제16항에 있어서, 측면 리세스(49)는 절삭 인서트(20)의 바닥면(24)과 연통하는 절삭 인서트.
제16항에 있어서, 각각의 내부 경사면(38)과 관련 측면 리세스(49)는 인접한 부 측면(28)까지 연장되는 절삭 인서트.
제16항에 있어서, 모서리면(40, 42)은 절삭 인서트(20)의 최저 바닥부를 구성하며, 바닥면의 중앙면(86)을 포함하여 바닥면(24)에 형성된 다른 표면에 대해 상부면(22)으로부터 멀어지는 방향으로 돌출되는 절삭 인서트.
제16항에 있어서, 모서리면(40, 42)은 바닥면(24)의 중앙면(86)과 동일 평면상에 놓이는 절삭 인서트.
제10항에 있어서, 모서리면(40, 42)은 절삭 인서트(20)의 최저 바닥부를 구성하고, 바닥면의 중앙면(86)을 포함하여 바닥면(24)에 형성된 다른 표면에 대해 상부면(22)으로부터 멀어지는 방향으로 돌출되는 절삭 인서트.
제10항에 있어서, 모서리면(40, 42)은 바닥면(24)의 중앙면(86)과 동일 평면상에 놓이는 절삭 인서트.