KR20120027223A - 밀링 절삭 인서트 - Google Patents

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KR20120027223A
KR20120027223A KR1020117026512A KR20117026512A KR20120027223A KR 20120027223 A KR20120027223 A KR 20120027223A KR 1020117026512 A KR1020117026512 A KR 1020117026512A KR 20117026512 A KR20117026512 A KR 20117026512A KR 20120027223 A KR20120027223 A KR 20120027223A
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위르겐 짜스트로찐스키
카르스텐 쉬바너
안드레아스 베셀
마르틴 하우스만
리카르드 피셔
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케나메탈 아이엔씨.
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Abstract

본 발명은, 직선형 절삭 에지들(10) 및 곡선형 절삭 코너들(11)을 구비한 원주방향 절삭 에지에 의해 정의되는 평면도 상의 사각형 또는 삼각형 절삭면을 가진 밀링 절삭 인서트에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 절삭 에지들(10) 각각은, 절삭 코너(11)를 향해 경사를 이루고 접점(14)을 지나 연장되는 경사 영역(10a)을 가지고, 상기 접점은 직선형 절삭 에지(10)가 곡선형 절삭 코너(11)에 통합되는 지점에 의해 결정되며, 절삭 에지(10)는 절삭 코너의 각도 이등분선(15)에 의해 결정된 지점(24) 전에 여전히 상승하고, 상기 상승 영역(10b)은 인접한 절삭 에지(10)의 절삭 코너(11)의 타 측의 절삭 에지 최고점(17)까지 연장되며, 상기 인접한 절삭 에지(10)는, 절삭 에지(10)가 연속해서 다시 하향 경사지도록 설계된 부분으로부터 평면도 상에서 직선형이고, 그로 인해 동일 구성의 절삭 에지들을 구비한 회전 대칭 형상을 형성한다.

Description

밀링 절삭 인서트{MILLING CUTTING INSERT}
본 발명은, 직선형 절삭 에지들 및 곡선형 절삭 코너들을 구비한 원주방향 절삭 에지에 의해 정의되는 평면도 상의 사각형 또는 삼각형 절삭면을 가진 밀링 절삭 인서트에 관한 것이다
90°견부의 "코너 밀링" 동안, (절삭면을 평탄화하기 위해) 메인 립과 대향 립을 구비한 절삭 인서트들이 끼워맞춤된 밀링 커터가 필요하다. 클램핑된 절삭 인서트들은 회전 가능한 공구 홀더의 단부면 너머로 그리고 측방향으로 돌출되어, 수직 벽 부분을 형성하며 절삭된 저부 벽을 마감처리할 수 있다. 대부분의 밀링 커터에서, 달성 가능한 절삭 깊이(ap)는 메인 립의 길이에 의해 제한된다. 이는 통상의 마름모 형상의 절삭 인서트에서 특히 명확한데, 여기서 각각의 경우, 인접한 메인 립 및 대향 립을 구비한 2개의 대향 절삭 코너들만이 절삭면 상에서 사용될 수 있다. DE 601 12 993 T2호에 따른 절삭 인서트는 분명히 증가된 절삭 깊이를 제공하며, 여기서 절삭 코너에 바로 인접한 절삭 에지 부분들이 실질적으로 서로 수직으로 배치된다는 사실로 인해 예각 절삭 코너가 변경되지만, 여기에서도 역시, 메인 립의 크기는 대응하는 인접한 수직 배치 부분에 의해 제한된다. 또한, 상기 문헌에 따르면, 절삭 에지가 둔각 코너를 향해 하향 경사지게 진행하도록 형성된다.
본 발명의 목적은, 복수의 유효 절삭 에지 및 절삭 코너를 구비한 절삭면을 가진 절삭 인서트를 제공하는 데에 있고, 여기서 밀링 공구에 클램핑된 절삭 인서트는, 대향 립에 의해 가공된 저부의 표면 품질을 개선하고 전력 소비를 저감하면서 90°견부의 밀링을 가능하게 한다.
상기 목적은 후술하는 특징을 가진 청구범위 제1항에 따른 절삭 인서트에 의해 달성된다.
밀링 절삭 인서트는, 직선형 절삭 에지들 및 곡선형 절삭 코너들을 구비한 원주방향 절삭 에지에 의해 평면도 상에 정의되는 사각형 또는 삼각형 절삭면을 가진다. 절삭 에지들 각각은, 절삭 코너 방향으로 경사를 이루고 접점을 지나 연장되는 경사 영역을 가지고, 상기 접점은 직선형 절삭 에지가 곡선형 절삭 코너에 통합되는 지점에 의해 결정된다. 다음으로, 절삭 에지는 절삭 코너의 각도 이등분선에 의해 결정된 지점 전에 여전히 상승하고, 여기서 이러한 상승 영역은 인접한 절삭 에지의 절삭 코너의 타 측에 위치한 절삭 에지 최고점까지 연장되며, 상기 인접한 절삭 에지는, 절삭 에지가 연속해서 다시 하향 경사지도록 형성된 부분으로부터 평면도 상에서 직선형이고, 그로 인해 동일 구성의 절삭 에지들을 구비한 절삭 인서트가 전체적으로 회전 대칭 형상을 가지게 된다. 이는 사각형 절삭 인서트에서는 동일 길이를 가진 4개의 절삭 에지를 구비한 90°회전 대칭 형상이고, 삼각형 절삭 인서트에서는 동일 길이를 가진 3개의 절삭 에지를 구비한 120°회전 대칭 형상이다.
전술한 형성의 이점은, 4개의 립들 각각이 대향 립 및 메인 립으로 사용될 수 있고, 절삭 에지 프로파일의 특별한 형상의 결과로서, 종래 기술에 따라 공지된 밀링 절삭 인서트들과 비교하여 절삭 깊이(ap)의 증가가 가능하다는 사실에 있다. 절삭 중에, 밀링 커터는 종래의 절삭 인서트들을 구비한 밀링 커터보다 적은 전력을 사용한다.
본 발명의 개선은 종속 청구항들에서 설명된다.
따라서, 가장 낮은 절삭 에지점 및 가장 높은 절삭 에지점으로 정의되는 절삭 에지의 연이은 절삭 에지 최저점 및 절삭 에지 최고점이 바람직하게 동일한 절삭 코너 내에 위치한다. 이는 절삭 에지 최저점 및 절삭 에지 최고점 간의 높이 조정이 절삭 코너 영역에서 실시된다는 것을 의미한다.
아울러, 원주방향 자유면 (free space)들에 의해 서로 연결되거나, 또는 자유면들이 각각 2개의 대향 절삭면을 가진 절삭 에지들을 형성하는, 전술한 유형의 대응하는 절삭 에지들 및 절삭 코너들을 구비한 동일하게 형성된 절삭면이 바람직하게 맞은편에 구비된다. 절삭 인서트는 절삭면들 사이에 배치된 중앙면에 대해 대칭이다. 이러한 절삭 인서트의 이점은, 사각형 절삭 인서트에서 8개의 절삭 에지가 차례로 사용될 수 있고, 삼각형 절삭 인서트에서 6개의 절삭 에지가 차례로 사용될 수 있다는 사실에 있다.
공구 홀더(밀링 커터)에 대한 절삭 인서트의 안정된 지지 (bearing)을 보장하기 위해, 중앙 평탄부(plateau)가 바람직하게 중앙 체결홀 주위에 연장된다. 대안적으로, 체결홀 주위에 축방향 및 회전 대칭 방식으로 배치된 평탄부 영역들이 지지면 (bearing surface)들로서 연장될 수 있다. 공구 홀더(밀링 커터 모체)는 대응하게 형성된 지지면들 및 후방 영역에 추가 리세스들을 구비하고, 상기 리세스들로 인해, 지지 영역들을 지나 돌출된 절삭 에지 영역들 및 절삭 코너 영역들이 접촉 없이 수용될 수 있다.
원활한 절삭을 위해, 절삭 에지 최저점이 지지 영역(들) 아래에 위치하고/위치하거나, 절삭 에지 최고점이 지지 영역(들)에 의해 결정된 평면 위에 위치한 경우 특히 유리하다는 것이 입증되었다.
또한, 절삭 에지들에 인접한 절삭면 부분들은 바람직하게 양의 경사각으로 배치된다. 본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 절삭 코너 반경은 0.8㎜ 내지 1.6㎜, 바람직하게 0.8㎜ 내지 1.2㎜이다.
아울러, 경사진 절삭 에지 영역은 바람직하게 (지지면에 대해) 10°내지 20°경사각으로 배치된다. 절삭 에지의 상승 영역은 (평면도 상에서) 두 절삭 코너들 간의 거리의 약 1/6 내지 1/7이다. 특히, 본 발명의 다른 실시형태에서, 절삭 에지의 상승 영역은 하부에서 오목한 형상으로, 그리고 상부에서 볼록한 형상으로 이루어진다.
자유면들은 바람직하게 평탄하거나 약간 오목한 형상으로 이루어져 0°넘는 클리어런스각을 형성한다. 마지막으로, 구체적인 실시형태에서, 절삭 에지 최고점은 (동일 측의) 절삭면 평탄부 위로 1.5㎜ 내지 2㎜ 돌출되는 반면, 절삭 에지 최저점은 (동일 측의) 이러한 절삭면 평탄부의 0.5㎜ 내지 0.8㎜ 아래에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 절삭 인서트의 평면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 절삭 인서트의 측면도를 도시한다.
도 3은 도 1 또는 도 2의 절삭 인서트의 사시도를 도시한다.
도 4는 코너 밀링 커터의 사시도를 도시한다.
도 5는 이러한 밀링 커터의 측면도를 도시한다.
본 발명의 다른 이점들 및 구체적인 실시형태들이 첨부 도면을 참조하여 이하에 보다 상세히 기술된다.
도 1 내지 도 3의 절삭 인서트는, 서로 직각으로 배치된 4개의 절삭 에지(10), 및 절삭 에지들(10)을 서로 연결하고 예를 들어 1.2㎜의 반경을 통해 원형 형상으로 이루어진 4개의 절삭 코너(11)를 구비한다. 4개의 평면 지지 영역(12)이 클램핑 나사를 수용하기 위한 중앙 체결홀(13)의 주위에 연장된다. 본 절삭 인서트는 2개의 절삭면을 가진 인덱서블 절삭 팁으로서 형성되고, 상기 두 절삭면은 맞은편에 배치되며, 동일한 형상으로 이루어진 절삭 에지들 및 절삭 코너들에 의해 각각 정의된다. 지지 영역들(12)이 위치한 평면들 위로 절삭 에지들이 돌출되기 때문에, 대응하는 언더컷 공간이 공구 홀더의 지지면 옆에 구비되어야 하고, 이는 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다. 상기 공간으로 인해, 현재 사용 중이 아닌 절삭 에지들을 공구 홀더의 클램핑 압력에 노출시킴 없이 절삭 인서트들을 적소에 클램핑하는 것이 가능하다.
이 경우, 4개의 평탄부 형상의 지지 영역들(12)은 유사하게 형성된 면 요소들로 구성되고, 상기 면 요소들은 두 측에 서로 직각으로 경계선에 의해 정의되며, 다른 경우라면 실질적으로 곡선에 의해 정의될 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 대략 홈 형상의 짧은 리세스들이 또한 4개의 지지 영역들(12) 사이에 구비될 수 있다.
본 발명의 본질은, 절삭 에지들 각각이, 절삭 코너(11) 방향으로 경사를 이루고 각도 이등분선(15)과의 교차선 방향으로 접점(14)을 지나 연장되는 경사 영역(10a)을 구비한다는 사실에 있다. 이 경우, 지점(16)은 절삭 에지 최저점을 형성하며, 상기 지점(14) 및 절삭 코너와 각도 이등분선(15)의 교차점 사이에 위치한다. 이러한 경사 영역(10a)에 이어, 절삭 에지(10)가 최고점(17)까지 상승하는데, 상기 절삭 에지는 먼저 오목하게 진행하고, 다음으로 절삭 에지 최고점(17)까지 볼록하게 진행한다. 절삭 에지 최고점(17)은 분명히 지지 영역들(12)에 의해 결정된 평면 위에 위치하는 반면, 지점(16)은 이러한 평면 아래에 위치한다. 최고점(17)에 이어, 절삭 에지는 영역(10a)에서 다시 하향 경사지고, 그로 인해 90°회전 대칭의 전체적인 형상을 형성한다. 그러므로, 인덱서블 절삭 팁을 회전 및 재클램핑한 후에, 절삭 에지 영역들(10a, 10b) 각각은 연속하는 절삭 공정들에서 메인 립 및 대향 립으로 사용될 수 있다.
절삭 에지(10)에 이어, 절삭 인서트는, 10°내지 30° 바람직하게 20°양의 경사각으로 경사를 이룰 수 있는 절삭면 영역(18)을 가진다. 절삭면 영역(18)은 또한 약간 볼록한 형상으로 이루어질 수 있다. 최고점(17)의 영역에서, 절삭면은 둥글게 마감된(rounded-off) 크레스트(19)를 구비하며, 대략 삼각형의 절삭면 영역(20)과, 그 뒤에 예각으로 형성되고 훨씬 큰 경사각을 가진 삼각형 절삭면 영역(21)이 일부 측방향 오프셋을 가지고 상기 크레스트로 연장된다. 코너를 향해, 즉 절삭 에지 최저점(16) 방향으로, 절삭면 영역(22)이 볼록하게 그리고 급경사지게 아치형으로 형성된다. 그에 이어, 작은 경사각으로 편평하게 진행하는 절삭면 영역들이 절삭면 영역들(23)로서 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 공구 홀더(25)는 도 1 내지 도 3의 복수의 절삭 인서트(26)를 수용하는 역할을 한다. 절삭 인서트들을 수용하기 위해, 공구 홀더(25)는 각각의 포켓 형상의 리셉터클들을 구비하고, 상기 리셉터클들은, 양측 절삭면을 구비하여 형성된 절삭 인서트를 안정되게 수용하는 데에 적합하며, 평탄면들(12)은 공구 홀더 시트의 대응하게 형성된 지지면에 클램핑되는 지지면의 역할을 한다. 체결홀을 통해 삽입되고 공구 홀더(25)에 나사결합되는 체결 나사가 클램핑 수단의 역할을 한다. 이 경우, 공구 홀더가 6개의 절삭 인서트를 구비하고, 상기 절삭 인서트의 2개의 인접한 절삭 에지가 측면 측과 단부면에서 돌출되어, 밀링 커터는 90°견부를 형성하는 데에 적합하다. (내부) 냉각수 공급을 도면 부호 "27"로 나타낸다.
본 발명에 따른 절삭 에지 설계는 또한, 평면도 상에, 동일한 길이를 가진 3개의 절삭 에지에 의해 정의된 삼각형 절삭면 구성을 가진 절삭 인서트에서 실현될 수 있다.

Claims (12)

  1. 평면도 상에, 직선형 절삭 에지들(10) 및 곡선형 절삭 코너들(11)을 구비한 원주방향 절삭 에지에 의해 정의되는 사각형 또는 삼각형 절삭면을 가진 밀링 절삭 인서트로,
    절삭 에지들(10) 각각은, 절삭 코너(11) 방향으로 경사를 이루고 접점(14)을 지나 연장되는 경사 영역(10a)을 가지고, 상기 접점은 직선형 절삭 에지(10)가 곡선형 절삭 코너(11)로 이행되는 지점에 의해 결정되며, 이에 이어서 절삭 에지(10b)가 절삭 코너의 각도 이등분선(15)에 의해 결정된 지점(24) 앞까지 상승하고, 상기 상승 영역(10b)은 절삭 코너(11)의 타 측에서 평면도상 직선인 인접한 절삭 에지(10)에 위치한 절삭 에지 최고점(17)까지 연장되며, 상기 인접한 절삭 에지(10)는, 이곳에서부터 다시 하향 경사지도록 형성되어 동일 구성의 절삭 에지들을 구비한 회전 대칭 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
  2. 제1항에 있어서, 절삭 에지 최저점(16) 및 다음의 절삭 에지 최고점(17)은 절삭 코너(11) 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 원주방향 자유면 (free space)들에 의해 상호 연결되는 동일하게 형성된 절삭면들, 절삭 에지들 및 절삭 코너들이 대향 측들에 마련되고, 절삭 인서트는 절삭면들 사이에 배치된 중앙면에 대해 대칭인 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
  4. 제3항에 있어서, 내측 평면 지지 (bearing) 영역이 체결홀(13) 주위에 연장되거나, 또는 평면 지지 영역들(12)이 지지면들로서 체결홀(13) 주위에 축방향 및 회전 대칭 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 에지 최저점(16)은 지지 영역(들)(12)에 의해 결정된 평면 아래에 위치하고, 절삭 에지 최고점(17)은 상기 평면 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 에지들에 인접한 절삭면 부분들은 양의 경사각으로 배치되는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 코너 반경은 0.8㎜ 내지 1.6㎜, 바람직하게 0.8㎜ 내지 1.2㎜인 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 경사진 절삭 에지 영역은 (지지면에 대해) 10°내지 20°경사각으로 배치되는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 에지의 상승 영역(10b)은 (평면도 상에서) 두 절삭 코너들 간의 거리의 약 1/6 내지 1/7인 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 에지의 상승 영역(10b)이 하부에서는 오목하게, 그리고 상부에서는 볼록하게 형성된 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 자유면은 평탄하거나 약간 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 에지 최고점(17)은 (동일 측의) 절삭면 평탄부 위로 1.5㎜ 내지 2㎜ 돌출되고/돌출되거나, 절삭 에지 최저점(16)은 (동일 측의) 절삭면 평탄부의 0.5㎜ 내지 0.8㎜ 아래에 있는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 인서트.
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