KR20110139217A

KR20110139217A - 반경 방향 절삭날을 갖춘 절삭 공구

Info

Publication number: KR20110139217A
Application number: KR1020117021306A
Authority: KR
Inventors: 이페렌 얀-빌렘 판
Original assignee: 쎄코 툴스 에이비
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2011-12-28
Also published as: EP2406030A1; WO2010104453A1; SE0950135A1; EP2406030A4; SE533019C2; BRPI1009522A2; CN102348524A; RU2011140946A; US20110299947A1

Abstract

절삭 공구는 작업 단부를 갖는 본체, 및 본체의 작업 단부에서 복수 개의 절삭날을 포함한다. 각각의 절삭날은 반경 방향 절삭날 부품을 포함한다. 각각의 반경 방향 절삭날 부품은 공구의 회전축으로부터 신장하는 반경에 대해 각도로 배향된다.

Description

반경 방향 절삭날을 갖춘 절삭 공구{A CUTTING TOOL WITH RADIAL CUTTING EDGES}

본 발명은 일반적으로 절삭 공구에 관한 것이다.

종래 기술의 절삭 공구에 있어서, 절삭날은 절삭 공구의 작업 단부에 배치되며, 절삭 공구의 회전축으로부터 신장하는 반경을 따라서 배향된다. 이러한 공구는 절삭날에 가까운 레이크면에 대해 수직한 칩을 형성하며, 이 칩은 연속한 절삭날 사이에서 칩 공간 (chip room) 으로 가압된다. 칩 공간은 절삭 공구의 치형 또는 플루트 (flute) 의 수에 의해 제한된다. 치형이 너무 많으면, 칩 공간이 아주 작아지게 되며, 칩이 칩 공간에 막히게 된다.

절삭 공구의 칩 공간으로부터 칩의 제거가 용이한 절삭 공구를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 양태에 따르면, 절삭 공구는 작업 단부를 갖는 본체와 본체의 작업 단부에 있는 복수 개의 절삭날을 포함한다. 각각의 절삭날은 반경 방향 절삭날 부품을 포함한다. 각각의 반경 방향 절삭날 부품은 절삭 공구의 회전축으로부터 신장하는 반경에 대해 각도를 이루고 배향된다.

본 발명의 특징 및 이점은, 동일 부호가 동일 부재를 나타내는 도면을 참조하여 하기 상세한 설명을 판독함으로써 잘 이해된다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 절삭 공구의 부분 측단면도이다.
도 2 는 본 발명의 실시형태에 따른 절삭 공구의 저면도이다.
도 3 은 도 2 의 3-3 선을 따라 취한 절삭 공구의 부분 측단면도이다.
도 4 는 본 발명의 양태에 따른 절삭 공구의 절삭날의 부분도이다.
도 5 는 본 발명의 양태에 따른 절삭 공구의 절삭날의 부분 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 양태에 따른 절삭 공구의 개략적인 단부도이다.

도 1 은 작업 단부 (25) 를 갖는 본체 (23) 와 이 본체의 작업 단부에 있는 복수 개의 절삭날 (27) 을 포함하는 절삭 공구 (21) 를 도시한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 각각의 절삭날 (27) 은 본체 (23) 의 회전축 (A) 으로부터 신장하는 반경 (R) 에 각도 (α) 를 이루고 배향된 반경 방향 절삭날 부품 (29) 을 포함하며, 그리고 예컨대, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 일반적으로 본체의 회전축 방향으로 신장하는 절삭날 부품 (31) 을 포함한다. 도 1 내지 도 4 의 실시형태에 있어서, 절삭날 (27) 은, 프레스 및 소결된 초경 합금으로 형성된 절삭 공구 형태와 같이 본체 (23) 에 일체로 형성되지만, 절삭날은 툴홀더 본체에 부착되는 제거가능 및/또는 인덱서블 절삭 인서트 (도시 생략) 의 부품으로서 형성될 수도 있다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 각각의 반경 방향 절삭날 부품 (29) 은 절삭 공구 (21) 의 원주 둘레 (P) 에서 대응 반경 (R) 으로 교차한다. 각각의 반경 방향 절삭날 부품 (29) 은 절삭 공구 (21) 의 회전 방향 (D) 에서 대응 반경 (R) 을 안내한다. 이에 의해, 작업부재로부터 형성된 칩이 연속 치형 또는 절삭날 사이의 공간 외부에 형성되는 경향이 있어 절삭날 사이의 칩 공간이 칩의 크기를 제한하지 않는다. 게다가, 이러한 유형의 반경 방향 절삭날 부품 (29) 은 절삭 공구 (21) 의 둘레 (P) 를 향해 칩을 외측방향으로 가압하는 경향이 있어, 이에 의해 절삭 지점으로부터의 제거를 위해서 칩이 절삭날 (27) 의 연속한 축 방향 절삭날 부품 (31) 사이 공간 (33) 을 통해 흐를 수 있다. 공간 (33) 이 나선 형상을 가질 수 있지만, 도 1 에 도시된 실시형태의 공간은 0°헬릭스 (helix) 를 갖는다.

도 2 의 실시형태에서, 각각의 절삭날 (27) 은 절삭 공구 (21) 의 축 (A) 을 따라서 봤을 때 직선으로 되어 있으며, 즉 절삭 공구의 축 (A) 을 따라 봤을 때 반경 방향 절삭날 부품 (29)(절삭날중 볼 수 있는 부분만임) 이 직선으로 되어 있다. 각각의 절삭날 (27) 을 따라 신장하는 직선은 공통 원 (C) 에 대한 각각의 접선이며, 작업 단부 (25) 의 내부 부분 (49) 은 절삭날의 내부 단부에 의해 일반적으로 윤곽이 그려지며, 도 3 에 도시된 바와 같이 작업 단부의 최전방 부분으로 신장할 수 있고, 또는 절삭날의 내부 단부에 대해 함몰될 수 있다. 예컨대, 냉각 또는 윤활 유체를 제공하기 위한 통로 (36) 가 절삭 공구를 통해 내부 부분 (49) 에 신장될 수 있다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 축 방향 여유면 (35) 이 절삭 공구 (21) 의 회전 방향 (D) 에서 각각의 축 방향 절삭날 부품 (31) 의 적어도 일부분 (37) 에 후속한다. 각각의 절삭날 (27) 에 대해, 축 방향 여유면 (35) 은 절삭날의 반경 방향 절삭날 부품 (29) 에 대응하는 반경 (R) 에 대해 수직하지 않으며, 반경 방향 절삭날 부품에 대해 수직하지 않다. 도 5 에 도시된 실시형태에서, 축 방향 여유면 (35) 은 반경 방향 절삭날 부품 (29) 에 대해 수직하게 대략 1°의 각도 (θ) 를 형성한다. 반경 방향 여유면 (39) 은 통상, 절삭 공구의 회전 방향 (D) 에서 각각의 반경 방향 절삭날 부품 (29) 의 적어도 일부분 (41) 에 후속한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 반경 방향 여유면 (39) 은, 다음 절삭날 (27) 에 선행하는 칩 공간 (45) 에 앞선 트레일링 에지 (43) 를 갖는 통상 일반적으로 삼각형 형상이다. 칩 공간 (45) 은 반경 방향 여유면 (39) 에 대해 통상 실질적으로 함몰되어 칩의 형성을 용이하게 할 것이다.

반경 방향 여유면 (39) 과 축 방향 여유면 (35) 은 통상 서로 합쳐지는 것을 알 수 있을 것이다. 유사하게, 반경 방향 절삭날 부품 (29) 과 축 방향 절삭날 부품 (31) 도 통상 서로 합쳐진다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 반경 방향 절삭날 부품 (29) 은 절삭 공구 (21) 의 원주 둘레 (P) 까지 신장하는 절삭날 (27) 의 일부로 간주될 수 있으며, 축 방향 절삭날 부품 (31) 은 둘레를 따라 신장하는 절삭날의 일부로 간주될 수 있다. 반경 방향 절삭낙 부품 (29) 은 이와 같이 반경이 구부러져 축 방향 절삭날 부품 (31) 에 매끄럽게 합쳐질 수 있다. 또한, 반경 방향 절삭날 부품 (29) 은 다른 반경 (R2) 또는 직선 영역을 포함할 수 있다. 도 4 에 도시된 실시형태는, 절삭날에 대해 수직한 방향에서 보고, 회전축 (A) 에 대해 수직한 방향에서 본 절삭날 (27) 을 도시하는데, 여기서, 절삭날은 회전축 (A) 에 대해 일반적으로 수직한 둘레 (P) 를 향해 공구 (21) 의 내부 부분 (49) 으로부터 신장하는 직선 영역 (47) 을 포함한다. 직선 영역 (47) 은 반경 (R1) 을 갖는 곡선 영역 (51) 에 합쳐지는데, 반경 (R1) 은 더 작은 반경 (R2) 을 갖는 곡선 영역 (53) 으로 합쳐지고, 반경 (R2) 는 외주 (P) 에서 축 방향 절삭날 부품 (31) 에 합쳐진다.

종래 기술의 절삭 공구와 본 발명의 비교를 위해, 도 6 은 절삭 공구의 작업 단부에서 절삭낙을 갖는 절삭 공구 (121) 를 개략적으로 도시한다. 절삭 공구 (121) 는 반경 (R) 과 (R-Y) 의 피드 (feed) 를 갖는다. 반경 방향 라인을 따라 배향된, 즉 피드 (X-Y) 에서 α = 0°인 절삭날을 갖는 종래 기술의 절삭 공구에 대해, 칩의 길이도 R-Y 이다. 본 발명의 절삭 공구에 있어서, 절삭날 (129) 은 0 이 아닌 각도를 이루고 반경 방향으로 배향되고, 피드 (R-Y) 에서, 칩의 길이는 L" 이다. L" 은 하기와 같이 계산될 수 있다:

R² = L² + X² L = (R² - X²)^1/2

Y² = L'² + X² L'= (Y² - X²)^1/2

L = L'+ L" L"= L - L'= (R² - X²)^1/2 - (Y² - X²)^1/2

sin α = X/R

이에 따라, R = 8, Y = 6 이라면, 예컨대 절삭날이 α = 18°인 각도를 이루고 배향된다면, X = 2.48 및 L" = 2.19 이다. R = 8, Y = 6 이라면, 예컨대 절삭날이 α = 31°의 각도를 이루고 배향된다면, α = 31°, L" = 2.48 인 곳에서 X = 4.12 로 배향된다. 이에 반해, α = 0°인 종래 공구에서, 칩의 길이는 2 가 될 것이다. 그 결과, 각도 (α) 가 클수록, 형성되는 칩은 동일한 회전 속도와 이송 속도 (feed rate) 로 작동되는 절삭 공구에 비해 더 얇아질 것이다. 즉, 절삭 공구에 대한 피드가 동일하다면, 동일한 피드에서 각각의 절삭 공구에 의해 제거되는 재료의 체적이 동일하기 때문에, 더 긴 칩을 형성하는 절삭날, 즉 α = 18°또는 31°로 각진 절삭날은 통상 더 얇은 칩을 형성한다.

실질적으로 동일한 논리, 즉 동일 직경 및 동일한 절삭날 개수를 갖는 종래 기술의 절삭 공구에 비교하여, 본 발명의 절삭 공구 (121) 는, 절삭 공구가 동일 회전 속도와 제 2 절삭 공구 보다 높은 이송 속도로 작동될 때 제 2 절삭 공구에 의해 형성되는 칩과 동일한 두께를 갖는 칩을 형성한다. 즉, 동일한 피드에서 더 얇은 칩을 만드는 것 대신에, 절삭 공구 (121) 는 더 큰 피드에서 동일 크기의 칩을 만들 수 있다.

본 발명에 따른 절삭 공구는, 바람직하게는 비드릴식 및 밀링 커터의 분야에 관한 것이다. 절삭 공구는, 더 얇은 칩이 절삭되고, 더 큰 이송 속도가 사용되지만 공구 수명을 유지하도록 동일 직경의 공지된 공구에서 보다 원 (C) 의 반경 방향 외측에 더 긴 반경 방향 절삭날을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 절삭 공구의 기하학적 구조는 더욱 더 큰 이송 속도가 사용될 수 있도록 동일 직경의 공지된 공구보다 많은 반경 방향 절삭날의 제공을 허용한다.

본 출원에 있어서, "포함하는" 과 같은 용어의 사용은 오픈 타입으로, "구성하는" 과 같은 용어와 동일 의미를 갖는 것으로 의도되며, 다른 구조, 재료 또는 작용의 존재를 배제하는 것은 아니다. 유사하게, "할 수 있는" 또는 "할 수도 있는" 과 같은 용어의 사용도 오픈 타입으로, 구조, 재료 또는 작용이 반드시 필요한 것은 아니라는 것을 반영하며, 이러한 용어를 사용하지 않는다고 해서 구조, 재료 또는 작용이 필수라는 것으로 반영되어서는 안된다. 구조, 재료 또는 작용이 필수로 간주되는 정도까지는, 이와 동일하다.

본 발명이 바람직한 실시형태에 따라 설명되고 기재되었지만, 변형예 및 변경예가 특허청구범위에서 설명된 것과 같은 본 발명으로부터 벗어나지 않고 그 범위 내에 존재할 수도 있다.

Claims

작업 단부 (25) 를 갖는 본체 (23), 및
상기 본체 (23) 의 작업 단부 (25) 에 있는 복수 개의 절삭날 (27) 을 포함하며, 회전축 (A) 을 갖는 절삭 공구 (21) 로서,
각각의 절삭날 (27) 은 반경 방향 절삭날 부품 (29) 을 포함하고, 각각의 반경 방향 절삭날 부품 (29) 은 공구의 회전 축 (A) 으로부터 신장하는 반경 (R) 에 대해 각도 (α) 를 이루고 배향되는 절삭 공구 (21) 에 있어서,
상기 절삭날 (27) 의 내부 단부는 회전 축 (A) 과 동심인 공통원 (C) 에 위치되며,
상기 절삭날 (27) 각각의 내부 단부는 공통원 (C) 에 대한 접선을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 1 항에 있어서,
상기 절삭날 (27) 은 본체 (23) 에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 각각의 반경 방향 절삭날 부품 (29) 은 절삭 공구 (21) 의 원주 둘레 (P) 에서 대응 반경 (R) 과 교차하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 3 항에 있어서,
상기 각각의 반경 방향 절삭날 부품 (29) 은 절삭 공구 (21) 의 회전 방향 (D) 으로 그의 대응 반경 (R) 을 안내하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각각의 절삭날 (27) 은 일반적으로 절삭 공구 (21) 의 축 방향으로 신장하는 축 방향 절삭날 부품 (31) 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
축 방향 여유면 (35) 은 절삭 공구 (21) 의 회전 방향 (D) 에서 각각의 축 방향 절삭날 부품 (31) 의 적어도 일부분 (37) 에 후속하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 6 항에 있어서,
상기 각각의 절삭날 (27) 에 대해, 축 방향 여유면 (35) 은 절삭날 (27) 의 반경 방향 절삭날 부품 (29) 에 대응하는 반경 (R) 에 대해 수직하지 않은 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 6 항에 있어서,
반경 방향 여유면 (39) 은 절삭 공구 (21) 의 회전 방향 (D) 에서 각각의 반경 방향 절삭날 부품 (29) 의 적어도 일부분 (41) 에 후속하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각각의 절삭날 (27) 은 절삭 공구 (21) 의 회전축 (A) 을 따라 봤을 때 직선인 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각각의 절삭날 (27) 을 따라 신장하는 직선은 공통원 (C) 에 대한 각각의 접선인 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각각의 절삭날 (27) 의 적어도 일부분 (51, 53) 은, 절삭날 (27) 에 대해 수직하고 회전축 (A) 에 대해 수직한 방향에서 봤을 때, 구부러진 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
동일 직경과 동일한 절삭날 개수를 갖는 제 2 절삭 공구에 비해, 상기 절삭 공구 (21) 는, 절삭 공구 (21) 가 제 2 절삭 공구와 동일 회전 속도 및 이송 속도로 작동될 때, 더 얇은 칩을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
동일 직경과 동일한 절삭날 개수를 갖는 제 2 절삭 공구에 비해, 상기 절삭 공구 (21) 는, 절삭 공구 (21) 가 제 2 절삭 공구와 동일 회전 속도 그리고 제 2 절삭 공구보다 더 높은 이송 속도로 작동될 때, 제 2 절삭 공구에 의해 형성된 칩과 동일한 두께를 갖는 칩을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구 (21).