KR20140002625A - 내부 냉각을 포함하는 절삭 공구들 및 절삭 인서트들 - Google Patents

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KR20140002625A
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다니엘 엑스. 팡
진-룩 두포르
데이비드 제이. 윌스
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티디와이 인더스트리스, 엘엘씨
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Abstract

절삭 공구는 절삭 인서트(10), 공구 홀더(15), 및 체결부재(13)를 포함한다. 절삭 인서트(10)는 절삭 인서트(10)와 공구 홀더(15)를 함께 체결하기 위한 체결부재(13)를 수용하는 구성의 체결부재 구멍(12)과 절삭 에지(20)를 포함한다. 체결부재 구멍(12)의 냉매 유동 오목부(11)는 냉매를 냉매 유동 오목부(11)를 통해 체결부재(13)의 머리 부분(19)을 향해 보내는 구성이다. 공구 홀더(15)는 냉매를 공구 홀더(15)로부터 체결부재 구멍(12)의 냉매 유동 오목부(11)에 보내는 구성의 냉매 구멍(16)과, 공구 홀더(15)에 절삭 인서트(10)와 체결부재(13)를 제거가능하게 체결하는 구성의 인서트 포켓(22)을 포함한다. 체결부재(13)의 머리 부분(19)과 체결부재 구멍(12)의 냉매 유동 오목부(11)가 절삭 인서트(10)의 절삭 에지(20)에 냉매(17)를 보내는 갭을 형성한다.

Description

내부 냉각을 포함하는 절삭 공구들 및 절삭 인서트들{CUTTING TOOLS AND CUTTING INSERTS INCLUDING INTERNAL COOLING}
본 발명은 금속 재료들을 기계가공을 위한 절삭 인서트들 및 절삭 공구들에 대한 것이다.
본 발명에서 사용될 때, 용어 "금속 절삭"은 넓은 의미로 기계가공, 선삭, 밀링, 드릴가공, 보링(boring), 리밍(reaming) 등 금속(즉, 금속 및 금속 합금) 재료들에 수행되는 재료 제거 작업들을 의미한다. 금속 절삭에 사용되는 절삭 공구들은 전형적으로 높은 부하 및 고온을 받는다. 금속 절삭 중에, 절삭 공구는 가공물을 변형시키기 위해 금속 가공물에 높은 부하를 가한다. 가공물과 절삭 공구의 절삭 에지(edge) 간의 상대 운동 때문에, 전단 변형이 금속 가공물에서 발생하고, 가공물로부터 금속 칩(chip)들을 생성한다. 절삭 공구 팁(tip) 또는 절삭 인서트는 일반적으로 경사면(rake face)을 포함하고, 이는 칩들이 팁 또는 인서트의 절삭 에지에 형성된 후 마주하여 칩들을 추가로 변형시키는 팁 또는 인서트의 일부분이다. 절삭 인서트들은 칩 사이즈 및 형상을 제어하는 부가적인 특징들을 포함할 수도 있다. 금속 절삭시 생기는 칩들은 변형 및 마찰력으로부터 고온이고 절삭 팁 또는 절삭 인서트와 일정 시간 밀접해 있다.
절삭 인서트들은 기계가공된 칩들 및 가공물과 마찰 접촉 및 고부하를 겪으므로, 절삭 인서트, 특히 인서트의 절삭 에지가 매우 높은 온도로 가열된다. 예를 들어, 초경합금(cemented carbide) 절삭 인서트들이 경강(hard steel)의 절삭 중 1,800℉(982℃)보다 높은 온도로 가열될 수 있다. 절삭 인서트의 고온은 금속 절삭 중에 마모를 증가시키므로, 절삭 인서트 사용수명을 감소시킨다. 금속 공구 작업자들은 고온으로-인한 절삭 인서트 마모를 적어도 부분적으로 상쇄하도록 공구 속도를 감소시킬 수 있다. 그러나, 공구 속도를 감소시키는 것은 금속 가공물에 생기는 기계가공된 표면들의 마무리 품질에 악영향을 미칠 수 있다. 대신에, 금속 절삭 중에 절삭 인서트의 절삭 에지를 냉각시키기 위해 냉매가 전형적으로 사용된다.
절삭 유체들로도 불리는, 금속 절삭 냉매들이 가공물을 윤활시키는 작용을 하고, 낮은 절삭 속도에서 마찰력들을 감소시킨다. 보다 높은 절삭 속도들에서, 냉매들은 주로 가공물과 절삭 인서트를 냉각시키는 작용을 하고, 절삭 인서트로부터 칩들을 흘려내는 것을 돕는다. 금속 절삭시 냉매들의 사용은 절삭 인서트의 사용수명을 크게 증가시키고, 가공물의 의도하지 않은 변형을 감소시키고, 표면 마무리 품질을 개선하고, 칩 제거 및 취급을 개선한다.
전형적으로, 냉매들은 가공물과 절삭 인서트의 절삭 에지 간의 경계 영역에 외부 공급원으로부터 공급된다. 예를 들어, 냉매의 흐름은 외부 냉매 공급원으로부터 배관을 통해 절삭 인서트와 가공물 모두 위에서 흘러넘칠(flood) 수 있다. 절삭 에지/가공물 경계 영역에 냉매를 적용하는 다른 방법은 경계 영역에 냉매의 제트(jet)를 보내는 것이다. 냉매를 적용하는 또 다른 방법은 공기 제트와 함께 냉매를 분무화(misting)하고 절삭 에지/가공물 경계 영역에 이 분무를 보내는 것이다.
절삭 에지/가공물 경계 영역에 냉매를 적용하는 종래의 방법들은 비효율적이다. 예를 들어, 과다한 양의 고가의 냉매는 전형적으로 냉매가 경계 영역과 접촉하고 절삭 인서트의 절삭 에지로부터 열을 제거함을 보다 잘 보장하도록 금속 절삭 중에 적용된다. 그러나, 비록 과다한 냉매가 적용되지만, 경계면에서 칩들의 연속적인 생성과 경계 영역에서 엄격한 공차들때문에 절삭 인서트의 절삭 에지의 온도를 효과적으로 및 효율적으로 감소시키기 위해 경계 영역에 최적 양의 냉매보다 적게 전달된다. 이와 같이, 절삭 인서트의 절삭 에지의 작동 온도가 매우 높게 유지되어, 절삭 인서트 사용수명을 감소시킬 수 있다.
따라서, 절삭 작업들 중에 금속 절삭 인서트의 절삭 에지의 온도를 감소시키기 위해 개선된 장치에 대한 필요성이 존재한다. 특히, 절삭 작업들 중에 절삭 에지/가공물에 냉매를 전달하기 위해 개선된 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명에 따른 특징은 공구 홀더에 절삭 인서트를 제거가능하게 고정하기 위해 체결부재를 수용하는 구성의 하나 이상의 체결부재와 하나 이상의 절삭 에지를 포함하는 절삭 인서트에 대한 것이다. 체결부재 구멍(bore)은 절삭 인서트가 체결부재에 의해 공구 홀더에 고정될 때 냉매 유동 오목부(recess)를 통해 하나 이상의 절삭 에지를 향해 냉매를 보내는 구성의 하나 이상의 냉매 유동 오목부를 포함한다.
본 발명에 따른 부가적인 특징은 절삭 인서트, 공구 홀더, 및 체결부재를 포함하는 절삭 공구에 대한 것이다. 절삭 인서트는 공구 홀더에 절삭 인서트를 제거가능하게 고정하기 위해 체결부재를 수용하는 구성의 하나 이상의 체결부재와 하나 이상의 절삭 에지를 포함한다. 하나 이상의 체결부재 구멍은 절삭 인서트가 체결부재에 의해 공구 홀더에 고정될 때 냉매 유동 오목부를 통해 체결부재의 머리 부분을 향해 냉매를 보내는 구성의 하나 이상의 냉매 유동 오목부를 포함한다. 공구 홀더는 절삭 인서트를 수용하고 절삭 인서트가 체결부재에 의해 공구 홀더에 고정될 수 있게 하는 구성의 하나 이상의 인서트 포켓을 포함한다. 공구 홀더는 공구 홀더로부터 체결부재 구멍의 하나 이상의 냉매 유동 오목부로 냉매를 보내는 구성의 하나 이상의 냉매 구멍을 더 포함한다. 체결부재 구멍의 냉매 유동 오목부와 체결부재의 머리 부분은 절삭 인서트의 절삭 에지를 향해 냉매를 보내는 갭을 형성한다.
본 발명에 따른 부가적인 특징은 내부 냉매 시스템을 포함하는 절삭 인서트에 대한 것이고, 여기서 절삭 인서트는 체결부재 구멍에 인접하게 위치한 하나 이상의 관통 공동(cavity), 공구 홀더에 절삭 인서트를 제거가능하게 체결하기 위해 체결부재를 수용하는 구성의 하나 이상의 체결부재 구멍, 하나 이상의 절삭 에지를 포함한다. 하나 이상의 관통 공동은 절삭 인서트의 상부면으로부터 절삭 인서트의 하부면으로 연장하고 절삭 인서트가 체결부재에 의해 공구 홀더에 체결될 때 절삭 인서트를 통해 하나 이상의 절삭 에지를 향해 냉매 유체를 보내는 구성이다.
본 발명에 따른 또 하나의 부가적인 특징은 절삭 인서트, 공구 홀더, 및 체결부재를 포함하는 절삭 공구에 대한 것이다. 절삭 인서트는 절삭 인서트가 체결부재에 의해 공구 홀더에 체결될 때 절삭 인서트를 통해 체결부재의 머리 부분을 향해 냉매를 보내는 구성인 하나 이상의 관통 구멍, 공구 홀더에 절삭 인서트를 제거가능하게 체결하기 위해 채결부재를 수용하는 구성인 하나 이상의 체결부재 구멍, 및 하나 이상의 절삭 에지를 포함한다. 공구 홀더는 공구 홀더로부터 절삭 인서트의 하나 이상의 관통 구멍에 냉매를 보내는 구성의 하나 이상의 냉매 구멍을 포함한다. 절삭 인서트의 하나 이상의 관통 구멍과 체결부재의 머리 부분은 절삭 인서트의 하나 이상의 절삭 에지에 냉매를 보내는 갭을 형성한다.
본 발명에 설명하는 방법들의 특징들 및 장점들이 첨부한 도면들을 참조하여 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1(a)는 4개의 냉매 유동 오목부들을 포함하는 본 발명에 따른 비제한적 실시예의 양면 밀링 절삭 인서트의 개략적 평면도.
도 1(b)는 본 발명에 따른 체결부재와 도 1(a)의 비제한적 실시예의 양면 밀링 절삭 인서트의 개략적 평면도.
도 1(c)는 체결부재의 머리 부분에 의해 안내되는 냉매 유동과 절삭 인서트의 체결부재 구멍의 냉매 유동 오목부들을 보이는, 본 발명에 따르는 공구 홀더의 일부분, 체결부재, 및 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략적 단면도.
도 2(a) 및 도 2(b)는 여러 개의 체결부재들로 절삭 공구의 홀더에 고정된 여러 개의 절삭 인서트들을 보이는, 본 발명에 따른 절삭(밀링) 공구의 비제한적 실시예의, 각각, 개략 측면도 및 개략 단부도(end view).
도 3(a)는 3개의 냉매 유동 오목부들을 포함하는 본 발명에 따른 양면 밀링 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략 평면도.
도 3(b)는 본 발명에 따른 체결부재와 도 3(a)의 양면 밀링 절삭 인서트의 개략 평면도.
도 3(c)는 체결부재의 머리 부분에 의해 안내되는 냉매 유동과 절삭 인서트의 체결부재 구멍의 냉매 유동 오목부들을 보이는, 체결부재, 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략 단면도.
도 4(a)는 여러 냉매 유동 오목부 세그먼트들을 포함하고, 3개의 냉매 유동 오목부들을 포함하는, 본 발명에 따른 양면 밀링 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략 평면도.
도 4(b)는 본 발명에 따른 체결부재와 도 4(a)의 양면 밀링 절삭 인서트의 개략 평면도.
도 4(c)는 머리 부분에 의해 안내되는 냉매 유동과 절삭 인서트의 체결부재 구멍의 냉매 유동 오목부들을 보이는, 체결부재, 및 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략 단면도.
도 5(a)는 4개의 냉매 유동 오목부들을 포함하는 본 발명에 따른 단면(single-sided) 밀링 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략 평면도.
도 5(b)는 본 발명에 따른 체결부재와 도 5(a)의 단면 밀링 절삭 인서트의 개략 평면도.
도 5(c)는 머리 부분에 의해 안내되는 냉매 유동과 절삭 인서트의 체결부재 구멍의 냉매 유동 오목부들을 보이는, 체결부재, 및 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략 단면도.
도 6(a)는 4개의 냉매 유동 오목부들을 포함하는 본 발명에 따른 보링 작업들을 위한 단면 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략 평면도.
도 6(b)는 본 발명에 따른 체결부재와 도 6(a)의 단면 절삭 인서트의 개략 평면도.
도 6(c)는 체결부재의 머리 부분에 의해 안내되는 냉매 유동과 절삭 인서트의 체결부재 구멍의 냉매 유동 오목부들을 보이는, 체결부재와, 보링 작업들을 위한 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 접힌(folded) 개략 단면도.
도 7(a) 내지 도 7(d)는 도 6(a) 내지 도 6(c)에 따른, 체결부재, 보링 절삭 인서트, 및 보링 공구 홀더를 포함하는 절삭 공구 시스템의 개략도들.
도 8(a)는 4개의 냉매 유동 오목부들을 포함하는 본 발명에 따른 선삭 작업들을 위한 양면 선삭 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략 평면도.
도 8(b)는 본 발명에 따른 체결부재와 도 8(a)의 양면 선삭 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략 평면도.
도 8(c)는 체결부재의 머리 부분에 의해 안내되는 냉매 유동과 절삭 인서트의 체결부재 구멍의 냉매 유동 오목부들을 보이는, 체결부재와, 선삭 작업들을 위한 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 둘러싸인 개략 단면도.
도 9(a) 내지 도 9(d)는 도 8(a) 내지 도 8(c)에 따른 체결부재와, 선삭 절삭 인서트, 및 선삭 공구 홀더를 포함하는 절삭 공구 시스템의 비제한적 실시예의 개략도들.
도 10(a)는 4개의 냉매 유동 오목부들을 포함하는 본 발명에 따른 드릴링 작업들을 위한 양면 드릴링 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략 평면도.
도 10(b)는 본 발명에 따른 체결부재와 도 10(a)의 드릴링 작업들을 위한 양면 드릴링 절삭 인서트의 개략 평면도.
도 10(c)는 체결부재의 머리 부분에 의해 안내되는 냉매 유동과 절삭 인서트의 체결부재 구멍의 냉매 유동 오목부들을 보이는, 체결부재와, 드릴링 작업들을 위한 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 둘러싸인 개략 단면도.
도 11(a) 내지 도 11(d)는 일반적인 기계가공 작업들을 위한 구성의 본 발명에 따른 내부 냉매 시스템의 비제한적 실시예의 개략도들.
도 12(a)는 4개의 관통 공동들을 포함하고 일반적인 기계가공 작업들을 위한 구성의 본 발명에 따른 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 개략 평면도.
도 12(b)는 본 발명에 따른 체결부재와 도 12(a)의 절삭 인서트의 개략 평면도.
도 12(c)는 체결부재의 머리 부분에 의해 안내되는 냉매 유동과 절삭 인서트의 관통 구멍들을 보이는, 본 발명에 따른 공구 홀더의 일부분, 체결부재, 및 일반적인 기계가공 작업들을 위한 절삭 인서트의 비제한적 실시예의 둘러싸인 개략 단면도.
독자는 본 발명에 따른 절삭 인서트들, 공구 홀더들, 절삭 공구들의 특정한 비제한적 실시예들의 하기의 상세한 설명을 고려할 때, 상기 세부사항들, 및 다른 것들을 이해할 것이다.
비제한적 실시예들의 본 설명에서, 작동 예들에서 이외에서 또는 달리 지시되지 않으면, 량 또는 특징들을 표현하는 모든 숫자들은 용어 "약(about)"으로 모든 예들에서 수정되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않은 한, 하기의 설명에 제시되는 임의의 수치 변수들은 본 발명에 따른 절삭 인서트들, 공구 홀더들, 및 절삭 공구들에서 얻고자하는 원하는 특성들에 의존하여 변할 수 있는 근사치들이다. 적어도, 그리고 청구범위에 대해 등가물들의 원리의 응용을 제한하고자 하는 것은 아니고, 각각의 수치 변수들은 일반적인 반올림 기법을 적용하여 그리고 보고된 유효 숫자 자리수들의 개수의 관점에서 적어도 해석되어야 한다.
본 발명에 참고문헌으로서 전체가 또는 부분적으로 포함되는 것으로 칭해진 모든 특허, 공보, 또는 다른 공개 자료는 포함된 자료가 본 발명에 제시된 기존의 정의들, 진술들, 또는 다른 공개 자료와 상충하지 않는 것에 한해 본 발명에 포함된다. 이와 같이, 그리고 필요한 한, 본 발명에 제시된 바와 같은 내용은 참고문헌으로서 본 발명에 포함되는 모든 상충하는 자료를 대체한다. 본 발명에 참고문헌으로서 포함된다고 칭해지지만, 본 발명에 제시된 기존의 정의들, 진술들, 또는 다른 공개 자료와 상충하는 모든 자료, 또는 그 일부분은 기존의 공개 자료와 포함되는 자료 간에 충돌이 일어나지 않는 것에 한해 포함된다.
본 발명에 따른 비제한적인 특징은 절삭 인서트를 통해 절삭 인서트의 절삭 에지를 향해 냉매(즉, 절삭 유체)를 내부적으로 유통시키고, 방향을 바꾸고, 및/또는 보내는 구성의 개선된 절삭 인서트에 대한 것이다. 절삭 에지에 냉매를 내부적으로 보내어, 절삭 에지로부터 열을 제거하는 능력이 개선된다. 본 발명에 의해 가능해지는 절삭 에지로부터 열 제거의 개선은 금속 절삭 중에 필요한 냉매의 양을 감소시키고, 마찰 발열을 감소시키고, 절삭 인서트들의 사용수명을 증가시킨다.
도 1(a)는 절삭 인서트(10)의 체결부재 구멍(12)의 벽으로부터 재료를 제거하여 제공되는 4개의 냉매 유동 오목부(11)를 포함하는 본 발명에 따른 양면 밀링 절삭 인서트(10)의 비제한적 실시예의 개략 평면도이다. 체결부재 구멍(12)의 중심점은 지점 "O"로서 식별된다. 도 1(b)는 밀링 공구 홀더 상에 절삭 인서트(10)를 고정하도록 절삭 인서트의 체결부재 구멍(12)에 배치된 체결부재(13)와 도 1(a)에 도시된 양면 밀링 절삭 인서트(10)의 개략 평면도이다(도 1(b)에 도시않음). 도 1(c)는 체결부재(13)의 종방향을 따라 통과하는 도 1(b)(센터라인 14)의 선 E-E에서 취한 단면도이고, 내부 냉매 구멍(16)을 포함하는 밀링 공구 홀더(15) 상의 절삭 인서트(10)를 도시한다. 냉매의 유동은 일련의 화살표(17)들로 예시되어 있다. 냉매 유동(17)은 공구 홀더(15)를 통과하고, 냉매 구멍(16)으로부터 나오고, 절삭 인서트(10)를 통과하고, 밀링 작업 중 가공물과 접촉하게 위치되는 절삭 인서트(10)의 절삭 에지(20)를 향해 체결부재(13)의 머리 부분(13)의 머리 부분(19)에 의해 안내된다.
도 1(a) 내지 도 1(c)에서 알 수 있듯이, 절삭 인서트(10)는 체결부재(13)를 수용하는 구성의 하나 이상의 체결부재 구멍(12)을 포함한다. 체결부재(13)는 절삭 인서트(10)를 공구 홀더(15)에 제거가능하게 고정한다. 체결부재 구멍(12)은 체결부재 구멍(12)을 따라 축방향으로 연장하는, 체결부재 구멍(12)의 다수의 냉매 유동 오목부(11)를 포함한다. 냉매 유동 오목부(11)들은 절삭 인서트(10)가 체결부재 구멍(12)을 통해 배치된 체결부재(13)에 의해 공구 홀더에 고정될 때 절삭 인서트(10)의 하나 이상의 절삭 에지(20)를 향해 냉매 유동 오목부(11)들 및 체결부재(13)를 따라 냉매를 보내는 구성이다.
냉매 유동 오목부(11)들은 체결부재 구멍(12)의 원래 벽 또는 표면(23)으로부터 재료를 절삭 또는 다르게 제거하여 형성될 수 있다. 다르게는, 냉매 유동 오목부(11)들은 공구 다이(die)들에 형성되고 절삭 인서트(10)가 사출 기계에서 압출 또는 주형(mold)에서 프레스가공(press)될 때 생성될 수 있다. 냉매 유동 오목부(11)들은 절삭 인서트(10)의 상부면(21)으로부터 절삭 인서트(10)의 하부면(22)으로 연장한다. 체결부재(13)는 체결부재 구멍 표면(23)의 나머지 영역들에서 절삭 인서트(10)와 물리적으로 접촉하고 절삭 인서트(10)를 공구 홀더(15)에 고정한다. 비제한적 실시예들에서, 절삭 인서트(10)는 상부면(21) 및/또는 하부면(22)에서 모따기(24; chamfer)(도 1(c)의 상세도 부분 참조)를 포함한다. 비제한적 실시예들에서, 냉매 유동 오목부(11)의 프로파일(25)은 원의 일부분, 타원의 일부분, 직선, 곡선, 스플라인, 다각형, 또는 이러한 기하학적 형상들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않을 수 있다.
도 1(c)에 도시된 바와 같이, 체결부재(13)는 공구 홀더(15)에 및 체결부재 구멍(12)의 절삭 인서트(10)를 고정하는 것에 추가하여 일정 기능의 역할을 한다. 특히, 체결부재(13)는 냉매 유동(17)을 작동 중인 활성(active) 절삭 에지(20)에 안내하거나 보낸다. 본 발명에 사용될 때, "활성"인 절삭 에지는 기계가공 작업들 중에 가공물과 절삭 에지가 접촉하도록 공구 홀더 상에서 배향되어 있다. 다시 도 1(c)의 상세도 부분을 참조하면, 체결부재 구멍(12)의 상부 에지(28)와 머리 부분(19)의 하부면(26)이 주변 갭(29; peripheral gap)을 형성한다. 냉매는 갭(29)을 통해 흐르고 활성 절삭 에지(20)를 향해 보내진다. 주변 갭(29)은 모따기(24)와 상부 에지(28)를 포함하는, 체결부재 구멍(12)의 상부 부분과 머리 부분(19)의 하부면(26) 사이에 형성되는 냉매 출구로서 기능한다.
주변 갭(29)은 절삭 인서트(10)의 구성과 타입으로부터 이루어지는(account for) 특수한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 머리 부분(19)의 하부면(26)은 절삭 인서트의 상부면(21) 상의 편평한 부분(27)에 평행할 수 있다. 이러한 디자인은 체결부재 구멍의 상부 에지와 절삭 인서트의 절삭 에지가 거의 동일한 레벨에 있으면(절삭 인서트가 도 1(c)에 도시된 바와 같이 배향되어 있을 때) 유익하다. 다르게는, 예를 들어, 머리 부분(19)의 하부면(26)은 (절삭 인서트가 도 1(c)에 도시된 바와 같은 배향일 때) 절삭 에지가 체결부재 구멍의 상부 에지 아래에 있는 디자인들의 절삭 인서트의 상부면(21)의 편평한 부분(27)에 대해 아래쪽으로 각질 수 있다. 다른 대안에 따라, 예를 들어, 머리 부분(19)의 하부면(26)은 도 1(c)의 비제한적 실시예에 도시된 특정 디자인인, 절삭 에지가 체결부재 구멍의 상부 에지 위에 있는 디자인들에서 절삭 인서트의 상부면(21) 상의 편평한 부분(27)에 대해 위쪽으로 각질 수 있다.
도 1(a) 내지 도 1(c)에 도시되고 상술된 바와 같이, 본 발명의 비제한적 실시예에서, 절삭 인서트들을 위한 내부 냉매 시스템은 절삭 인서트(10), 체결부재(13), 공구 홀더(15)를 포함한다. 체결부재 구멍(12)은 여러 개의 냉매 유동 오목부(11)들을 형성하기 위해 부분적으로 절취되어 있다. 머리 부분(19)의 하부면(26)은 체결부재(13)가 공구 홀더(15)와 체결부재 구멍(12)에 절삭 인서트(10)를 고정하게 배치되어, 갭(29)을 제공할 때 체결부재 구멍(12)의 모따기(24)와 상부 에지(28)와 예정된 기하학적 관계를 갖는다. 냉매 유동 오목부(11)와 갭(29)은 공구 홀더(15)의 하나 이상의 내부 냉매 구멍(16)으로부터 체결부재(13)와 체결부재 구멍(12) 간의 경계로 냉매가 흐르기 위한 채널을 제공한다. 머리 부분(19)의 하부면(26)은 특히 가능한 최단 거리를 따라 활성 절삭 에지(20)에 냉매 유동(17)을 보내도록 절삭 인서트(10)의 타입 및 구성을 이루도록 특수하게 설계될 수 있다. 본 발명에 설명된 절삭 인서트들을 위한 내부 냉매 시스템들의 비제한적 실시예들은 독특하고, 또한 디자인이 간결하고, 효과적이고, 경제적이다. 체결부재(13)는 (i) 절삭 인서트(10)를 공구 홀더(15)에 고정하고; (ii) 냉매를 활성 절삭 에지(20)를 향해 정확히 안내하고, 돌리고(channel), 및/또는 보내는 이중 기능들을 제공한다.
도 1(a) 내지 도 1(c)에 절삭 인서트(10)로서 예시된 절삭 인서트의 비제한적 실시예에서, 절삭 인서트(10)는 4개의 절삭 에지(20)들을 포함한다. 그러나, 본 발명에 설명하는 개선된 냉매 전달 특징들을 갖는 (예를 들어, 3, 5 이상의 절삭 에지들을 갖는 절삭 인서트들, 또는 단일 절삭 에지를 갖는 라운딩된(round) 인서트) 임의의 개수의 절삭 에지(20)들을 갖는 절삭 인서트(10)를 제공하는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 또한, 도 1(a) 내지 도 1(c)에 예시된 비제한적 실시예에서, 하나 이상의 체결부재 구멍(12)이 절삭 인서트(10)의 일 측면의 중앙에 위치한다. 그러나, 체결부재 구멍이 중앙에 위치하지 않고, 오히려, 절삭 인서트 상의 임의의 다른 적절한 위치에 있고 및/또는 절삭 인서트가 하나 이상의 체결부재 구멍을 포함할 수 있는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 비제한적 실시예에서, 체결부재(13)는 공구 홀더(15)에 나사식으로 수용된다.
선택적으로, 본 발명에 따른 다른 실시예들의 절삭 인서트들과 함께, 절삭 인서트(10)는 하나 이상의 경사면과 칩 제어 특징부들, 및 당업자에게 공지된 임의의 다른 절삭 인서트 특징들을 포함할 수 있다. 이러한 특징들은 관습적이고 당업자들에게 공지되어 있다. 그러므로 본 발명에 추가 설명하지 않는다.
절삭 인서트(10)는 인서트(10)에 의해 의도되는 절삭 작업들에 적합한 임의의 재료로부터 만들어질 수 있다. 특정한 비제한적 실시예들에서, 본 발명에 따른 다른 실시예들의 절삭 인서트들과 함께, 절삭 인서트(10)는 고속도강, 코발트 합금, 초경합금, 도성합금(cermet), 다이아몬드, 및 다결정질 다이아몬드로부터 선택된 하나 이상의 재료로부터 제조된다. 본 발명에 따른 다양한 실시예들의 절삭 인서트들에서, 절삭 인서트들은 절삭 인서트들의 제조를 위해 현재 또는 이후에 사용되는 당업자에게 공지된 임의의 재료를 포함한다.
특정 비제한적 실시예들에서, 본 발명에 따른 다른 실시예들의 절삭 인서트들과 함께, 절삭 인서트(10)는 단일 또는 여러 층으로 구성된 마모 코팅일 수 있는, 마모 코팅을 포함한다. 가능한 마모 코팅들의 비제한적 실시예들의 예들에는 하나 이상의 질화 티탄, 탄화 티탄, 산화 알루미늄, 질화 규소, 및 산화 지르코늄이 포함된다. 본 발명에 따른 다양한 실시예들의 절삭 인서트들에서, 절삭 인서트들은 절삭 인서트들 상의 마모 코팅들을 위한 현재 또는 이후에 사용되는 당업자에게 공지된 임의의 적절한 재료들의 코팅들을 포함한다.
본 발명의 비제한적 특징에 따라, 내부 냉매 시스템을 포함하는 절삭 공구는: 절삭 인서트의 하나 이상의 활성 절삭 에지를 향해 냉매(즉, 절삭 유체)를 돌리고, 방향을 바꾸고 및/또는 보내는 구성의 하나 이상의 내부 냉매 유동 오목부를 포함하는 절삭 인서트; 공구 몸체를 통과해 그리고 절삭 인서트의 내부 냉매 유동 오목부들 중 하나 이상으로, 그리고 절삭 인서트의 하나 이상의 활성 절삭 에지 상에 또는 이를 향해 냉매를 통과시키는 구성의 공구 몸체를 포함한다. 절삭 에지에 냉매를 내부에서 보내, 적은 양의 냉매가 금속 절삭에 요구되고, 절삭 속도가 증가될 수 있고, 마찰 가열이 감소되어, 절삭 인서트 수명이 길어진다.
도 2(a)는 본 발명에 따른 절삭 공구(40)의 비제한적 실시예의 측면도를 예시하고, 도 2(b)는 절삭 공구(40)의 정면-단부도를 예시한다. 절삭 공구(40)는 도 1(c)에 도시된 시스템과 실질적으로 디자인이 유사한 냉매 전달 시스템을 포함하는 밀링 공구 홀더(41); 도 1(a) 내지 도 1(c)에 도시되고 상술한 절삭 인서트(10)와 실질적으로 디자인이 유사한, 5개의 분할 절삭 인서트(42a 내지 42e); 및 도 1(b) 및 도 1(c)에 도시되고 상술한 체결부재(13)와 실질적으로 디자인이 유사한, 5개의 체결부재(43a 내지 43e)들을 포함한다. 비제한적 실시예에서 체결부재(43a 내지 43e)들은 공구 홀더(41)에 나사식으로 수용되어 있다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명에 따른 내부 냉매 시스템을 포함하는 양면 밀링 절삭 인서트(50)의 다른 비제한적 실시예를 예시한다. 도 3(a)는 체결부재 구멍(52)의 벽을 따라 형성된 3개의 냉매 유동 오목부(51)를 포함하는 절삭 인서트(50)의 평면도를 예시한다. 도 3(b)는 절삭 인서트(50)의 평면도를 예시하고 체결부재 구멍(52)에 배치된 체결부재(53)를 추가로 예시한다. 도 3(c)는 도 3(b)에 P-P 선(선(54)으로서도 식별됨)을 따라 취한 체결부재(52)와 절삭 인서트(50)의 단면도를 예시한다. 도 3(c)의 단면도는 공구 홀더(도시않음)로부터 체결부재(53)와 절삭 인서트(50)의 냉매 유동 오목부(51) 사이에 형성된 냉매 통과 채널(56)을 지나는 냉매 유동(55)을 예시한다. 냉매 출구로서 작용하는 주변 갭(61)은 체결부재(53)의 머리 부분(64)의 하부면(63)과 체결부재 구멍(52)의 상부면(62) 사이에 형성된다. 하부면(63)은 특히 절삭 인서트(50)의 타입 및 구성을 이루는 형상을 가져 냉매 유동(55)을 절삭 에지(65)를 향해 정확히 보낸다.
도 4(a) 내지 도 4(c)는 본 발명에 따른 내부 냉매 시스템을 포함하는 양면 밀링 절삭 인서트의 다른 비제한적 실시예를 예시한다. 도 4(a)는 체결부재 구멍(72)의 벽을 따라 형성된 3개의 냉매 유동 오목부(71)들을 포함하는, 절삭 인서트(70)의 평면도를 예시한다. 도 4(b)는 절삭 인서트(70)의 평면도를 예시하고 체결부재 구멍(72)에 배치된 체결부재(73)를 추가로 예시한다. 도 4(c)는 도 4(b)의 R-R 선(선(75)로도 인식됨)을 따라 체결부재(73)와 절삭 인서트(70)의 단면도이다. 절삭 인서트(70)는 도 3(a) 내지 도 3(c)에 도시된 절삭 인서트(50)와 유사하지만, 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(70)의 각각의 냉매 유동 오목부(71)는 여러 개의 세그먼트(71a, 71b, 71c)들을 포함한다. 도 4(c)에 도시된 실시예에서, 세그먼트(71a)는 체결부재(73)의 축(77)과 90°미만의 각도를 형성하고, 세그먼트(71b)는 체결부재(73)의 축(77)과 실질적으로 평행하고, 세그먼트(71c)도 체결부재(73)의 축(77)과 90°미만의 각도를 형성한다. 도 4(c)는 절삭 인서트(70)와 체결부재(73)의 머리 부분 간에 형성되는 갭에 의해 절삭 인서트(70)의 절삭 에지를 향해 보내지는, 절삭 인서트(70)를 지나는 냉매 유동(78)을 또한 나타낸다.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 본 발명에 따른 내부 냉매 시스템을 포함하는 단면 밀링 절삭 인서트의 비제한적 실시예를 예시한다. 도 5(a)는 체결부재 구멍(82)의 벽을 따른 4개의 오목부(81)들을 포함하는 절삭 인서트(80)의 평면도이다. 도 5(b)는 절삭 인서트(80)의 평면도이고 체결부재 구멍(82)에 배치된 체결부재(83)를 추가로 예시한다. 도 5(c)는 도 5(b)의 A-A 선(선(85)로도 식별됨)을 따라 취한 체결부재(83)와 절삭 인서트(80)의 단면도이다. 도 5(c)의 상세 단면도에 도시된 바와 같이, 냉매 출구로서 기능하는 주변 갭(91)은 체결부재(83)의 머리 부분(94)의 하부면(93)과 체결부재 구멍(82)의 상부 부분(92) 사이에 형성된다. 하부면(93)은 체결부재 구멍(82)의 상부 부분(92)과 상호 작용하고 특히 냉매 유동(95)을 절삭 에지(96)를 향해 정확히 보내는 형상을 갖는다.
도 6(a) 내지 도 6(c)는 본 발명에 따른 내부 냉매 시스템을 포함하는 단면(single-sided) 보링 절삭 인서트의 비제한적 실시예를 예시한다. 도 6(a)는 체결부재 구멍(102)의 벽을 따라 4개의 냉매 유동 오목부(101)들을 포함하는 절삭 인서트(100)의 평면도를 예시한다. 도 6(b)는 절삭 인서트(100)의 평면도이고 체결부재 구멍(102)에 배치되는 체결부재(103)를 추가로 예시한다. 도 6(c)는 도 6(b)의 B-B 선(즉, 접힌 단면선(105))을 따라 취한 단면도이고, 이 선은 지점(N1)에서 냉매 유동 오목부(101)를 통과하고, 절삭 인서트(100)의 중심점에서 방향이 변하고, 지점(N2)에서 원래의 체결부재 구멍 주변(106)을 통과한다(도 6(a) 참조). 냉매 출구로서 기능하는 주변 갭(111)은 체결부재(103)의 머리 부분(114)의 하부면(113)과 체결부재 구멍(102)의 상부 부분(112) 사이에 형성된다. 특히, 하부면(113)은 냉매 유동(115)이 활성 절삭 에지(116)를 향해 정확히 보내지는 형상을 갖는다.
도 7(a) 내지 도 7(d)는 본 발명에 따른 보링 공구의 비제한적 실시예를 예시하고, 보링 공구(120)는 보링 공구 홀더(121), 도 6(a) 내지 도 6(c)에 표현된 바와 같은 보링 절삭 인서트(100)와 도 6(b)와 도 6(c)에 도시된 바와 같은 체결부재(103)를 포함한다. 도 7(a)는 절삭 공구(120)의 가공 단부의 사시도이고, 냉매 유동(125)이 절삭 인서트(100)와 체결부재(103) 사이에서 나온다. 도 7(b)는 절삭 공구(120)의 가공 단부의 평면도이고 냉매 유동(125)이 절삭 인서트(100)와 체결부재(103) 사이에서 나온다. 도 7(c)는 공구 홀더(121)에 형성된 내부 냉매 구멍(122, 123, 124)들을 보이는 (절삭 인서트(100)와 체결부재(103)가 제거된) 공구 홀더(121)의 평면도이다. 도 7(d)는 냉매 유동 오목부(101)와 체결부재 구멍(122) 간의 위치관계를 보이는 절삭 인서트(100)와 공구 홀더(121)의 평면도이다. 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 냉매는 공구 홀더(121)의 길이를 따라 구멍(124)을 통과하고, 구멍(123)을 지나고, 공구 홀더(121)의 인서트 포켓의 표면 상에 위치하는 구멍(122)으로부터 나온다. 도 7(a), 도 7(b), 도 7(d)에 도시된 바와 같이, 구멍(122)으로부터 나오는 냉매는 절삭 인서트(100)의 내부를 통과하고 체결부재(103)와 절삭 인서트(120) 사이에 형성된 갭으로부터 냉매 유동(125)으로서 나온다. 이런 식으로, 냉매는 공구 홀더(121)를 통해 축방향으로 공급되고, 절삭 인서트(100)의 내부로 도입되고, 절삭 인서트(100)의 절삭 에지를 향해 보내질 수 있다.
도 8(a) 내지 도 8(c)는 본 발명에 따른 내부 냉매 시스템을 포함하는 선삭 절삭 인서트(130)의 비제한적 실시예를 예시한다. 도 8(a)는 체결부재 구멍(132)의 벽을 따라 형성된 4개의 냉매 유동 오목부(131)를 포함하는 절삭 인서트(130)의 평면도이다. 도 8(b)는 절삭 인서트(130)의 평면도이고 체결부재 구멍(132)에 배치된 체결부재(133)를 추가로 예시한다. 도 8(c)는 도 8(b)의 C-C(즉, 접힌 단면선(135))를 따라 취한 단면도이고, 이 선은 지점(M2)에서 냉매 유동 오목부(131)를 통과하고, 절삭 인서트(130)의 중심점에서 방향이 변하고, 지점(M1)에서 원래의 체결부재 구멍 주변(134)을 통과한다(도 8(a) 참조). 도 8(c)의 상세 단면도에 도시된 바와 같이, 냉매 출구로서 기능하는 주변 갭(141)은 체결부재(133)의 머리 부분(144)의 하부면(143)과 체결부재 구멍(132)의 상부 부분(142) 사이에 형성된다. 특히, 하부면(143)은 절삭 인서트(130)의 타입 및 구성을 이루고 절삭 인서트(130)의 활성 절삭 에지(146)를 향해 냉매 유동(145)을 정확히 보내는 형상을 갖는다. 체결부재(133)와 M1에서 원래의 체결부재 구멍 주변(134) 간의 접촉은 공구 홀더의 인서트 포켓에 체결부재를 부분적으로 고정시킨다.
도 9(a) 내지 도 9(d)는 본 발명에 따른 절삭 공구의 비제한적 실시예를 도시한다. 선삭 공구(150)는 선삭 공구 홀더(151), 도 8(a) 내지 도 8(c)에 설명한 바와 같은 선삭 절삭 인서트(130), 및 도 8(b)와 도 8(c)에 설명한 바와 같은 체결부재(133)를 포함한다. 도 9(a)는 선삭 공구(150)의 사시도이고, 도 9(b)는 선삭 공구(150)의 가공 단부의 평면도이고, 여기서 두 도면들 모두 냉매 출구로서 기능하고 체결부재(133)의 머리 부분(144)과 절삭 인서트(130) 사이에 형성되는 주변 갭(141)으로부터 보내지는 냉매 유동(159)을 도시한다(도 8(c) 참조). 도 9(c)는 절삭 인서트(130)와 체결부재(133)가 제거되고, 내부 냉매 구멍(152, 153, 154, 155, 156)들을 보이는, 공구 홀더(151)의 평면도이다. 도 9(d)는 공구 홀더(151)와 절삭 인서트(150)를 도시하고 포켓 시트면(157)에 대해 직각인 냉매 구멍(152)과 냉매 유동 오목부(131; 도 8 참조)들 중 하나 간의 위치 관계를 보이는 평면도이다. 내부 냉매 구멍(153, 154, 155)들의 단부들이 구멍들로부터 냉매의 유동을 방지하도록 세트 스크류(도시않음)들에 의해 막힐 수 있다.
도 10(a) 내지 도 10(c)는 본 발명에 따른 내부 냉매 시스템을 포함하는 드릴링 절삭 인서트(160)의 다른 비제한적 실시예를 예시한다. 도 10(a)는 체결부재 구멍(162)의 벽을 따라 4개의 냉매 유동 오목부(161)들을 포함하는 절삭 인서트(160)의 평면도이다. 도 10(b)는 절삭 인서트(160)의 평면도이고 체결부재 구멍(162)에 배치된 체결부재(163)를 추가로 예시한다. 도 10(c)는 도 10(b)의 H-H(즉, 접힌 단면선(165))를 따라 취한 단면도이고, 이 선은 지점(L2)에서 냉매 유동 오목부(161)를 통과하고, 절삭 인서트(160)의 중심점에서 방향이 변하고, 지점(L1)에서 원래의 체결부재 구멍 주변(164)을 통과한다(도 10(a) 참조). 도 10(c)의 상세도 부분에 도시된 바와 같이, 냉매 출구로서 기능하는 주변 갭(171)은 체결부재(163)의 머리 부분(174)의 하부면(173)과 체결부재 구멍(162)의 상부 부분(172) 사이에 형성된다. 하부면(173)은 냉매 유동(175)이 활성 절삭 에지(176)를 향해 정확히 보내지도록 절삭 인서트(160)의 타입 및 구성을 이루는 형상을 특히 갖는다.
또한, 도 10(a)와 도 10(c)에 도시된 바와 같이, 각각의 냉매 유동 오목부(161)는 여러 개의 세그먼트(161a, 161b)를 포함하고, 세그먼트(161a)는 체결부재(163)의 축(177)과 일정 각도를 형성하고, 세그먼트(161b)는 체결부재(163)의 축(177)과 반대 방향에서 일정 각도를 형성한다.
도 11(a) 내지 도 11(d)는 드릴링 공구 홀더(181), 2개의 드릴링 절삭 인서트(182, 183)(중앙 인서트인 드릴링 인서트(183)와 주변 인서트인 드릴링 인서트(182)), 도 10(c)에 도시한 체결부재(163)와 동일한 2개의 체결부재들을 포함하는 본 발명에 따른 드릴링 공구(180)의 비제한적 실시예를 도시한다. 두 드릴링 절삭 인서트(182, 183)들 모두의 냉매 유동 오목부들의 기하학적 형상과 모양은 도 10(a) 내지 도 10(c)에 관해 설명한 드릴링 절삭 인서트(160)의 것과 같다. 각각의 드릴링 절삭 인서트(182, 183)는 각각의 절삭 인서트의 체결부재 구멍에 나사식으로 수용된 체결부재(163)에 의해 고정된다. 도 11(a)는 드릴 공구(180)의 사시도이고, 도 11(b)는 드릴 공구(180)의 평면도이다. 도 11(c)는 공구 홀더(181)를 통과하여 포켓 시트면들에서 나오는 내부 냉매 구멍(190 내지 196)들을 보이는 공구 홀더(181)의 평면도이다(주변 드릴링 인서트(182)를 놓기 위한 포켓 시트면(197)은 도면으로부터 밖을 향한다). 도 11(d)는 공구 홀더(181)를 통과하여 포켓 시트면들에서 나오는 내부 냉매 구멍(190 내지 196)들을 보이는 공구 홀더(181)의 저면도(bottom view)이다(중앙 드릴링 인서트(183)를 놓기 위한 포켓 시트면(198)은 도면의 밖을 향함). 도 11(c)와 도 11(d)에서 알 수 있듯이, (공구 홀더(181)의 포켓 시트(198)로부터 냉매 구멍(194)에 의해 내부에서 연결된) 두 냉매 구멍(195, 196)은 중앙 드릴링 인서트(183)를 위한 포켓 시트에서 나오므로, 두 냉매 유동(186, 187)들이 중앙 드릴링 인서트의 절삭 에지들을 향해 보내진다. 주변 드릴링 인서트(182)를 지지하는 포켓 시트(197)에서 나오는 단 하나의 냉매 구멍(193)만이, 즉, 단 하나의 냉매 유동(185)만이 주변 드릴링 인서트의 절삭 에지를 향한다. 그러나, 원한다면, 공구 홀더(180)는 둘 이상의 냉매 출구들로부터 주변 드릴링 인서트(182)로의 냉매 유동들을 제공하도록 쉽게 수정될 수 있다.
도 12(a) 내지 도 12(c)는 본 발명에 따른 일반적인 기계가공 작업들을 위한 구성이고 내부 냉매 시스템을 포함하는 절삭 인서트의 다른 비제한적 실시예를 예시한다. 도 12(a)는 체결부재 구멍(212) 근처의 절삭 인서트(210)의 상부면(214)으로부터 하부면(216)으로 연장하는 4개의 관통 공동(211)들을 포함하는 절삭 인서트(210)의 평면도이다. 도 12(b)는 체결부재 구멍(212)을 통해 체결부재(213)를 포함하는 절삭 인서트(210)의 평면도이다. 도 12(c)는 관통 공동(211)을 통과하고, 절삭 인서트(210)의 중심점에서 방향을 바꾸고, 관통 공동(211)을 포함하지 않는 절삭 인서트(210)의 단면을 통과하는, 도 12(b)의 V-V(즉, 접힌 단면선(215))를 따라 취한 단면도이다. 또한, 각각의 관통 공동(211)은 상부 및 하부면(214, 216)들 모두에서 각각의 관통 공동(211)의 측방에 있고 냉매 유동(225)을 제한하도록 측면 블록들로서 기능하는 한 쌍의 측면 돌출부(217)들을 포함한다. 냉매 출구(221)로서 기능하는, 갭(221)은 체결부재(213)의 머리 부분(224)의 하부면(223)과 관통 공동(211)의 상부 부분(222) 사이에 형성된다. 특히, 하부면(223)은 냉매 유동(225)이 활성 절삭 에지(226)를 향해 정확히 보내지도록 절삭 인서트(210)의 타입 및 구성을 이루는 형상을 갖는다. 또한, 절삭 인서트(210) 상의 측면 돌출부(217)는 체결부재(213)에 의해 공구 홀더에 일단 고정되면 머리 부분(224)의 하부면(223)과 함께 작은 갭을 형성한다. 특정한 비제한적 실시예들에서, 관통 공동(211)들은 절삭 인서트(210)를 노(furnace)에서 소결하기 전에 (원통형 구멍인 경우) 드릴링된다. 다르게는, 그리고 제약없이, 관통 공동들은 공구 다이들에 형성되고 절삭 인서트(210)가 분말 사출 장치에서 압출되거나 또는 주형에서 프레스될 때 생성될 수 있다. 관통 공동(211)들은 원, 타원, 선, 곡선(들), 스플라인(들), 다각형들, 및 임의의 이러한 기하학적 형상들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지 않는 임의의 적절한 기하학적 형상을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 특정한 비제한적 실시예들에 따라, 체결부재는 공구 홀더에 절삭 인서트를 고정하기에 적합한 나사, 볼트, 클램프, 핀(pin), 리벳, 및 당업자에게 현재 또는 지금까지 알려진 임의의 다른 체결부재들로부터 선택될 수 있다. 체결부재들을 위한 가능한 구성 재료들에는 예를 들어, 강철, 스테인리스 강, 티타늄 합금, 및 공구 홀더에 절삭 인서트를 고정하는데 사용하기 적합한 기계적 특성들, 부식 저항을 갖는 당업자에게 현재 또는 지금까지 공지된 임의의 다른 재료들이 포함된다. 부가적으로, 체결부재는 절삭 인서트의 작동시 절삭 에지를 향해 (부식 특성들을 가질 수 있는) 냉매를 보내기에 적합한 구성을 가져야 하고 이를 위한 하나 이상의 재료를 포함해야 한다.
본 발명은 다양한 예를 든, 예시적, 및 비제한적 실시예들을 참조하여 작성되었다. 그러나, 임의의 공개한 실시예들(또는 그 부분들)의 다양한 대체, 수정, 또는 조합들이 청구범위에 의해서만 정의되는 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 당업자는 인식할 것이다. 그러므로, 본 발명은 본 발명에 명시적으로 제시하지 않은 부가적인 실시예들을 포괄함을 고려 및 이해할 것이다. 이러한 실시예들은 예를 들어, 본 발명에 설명한 실시예들의 공개한 단계들, 성분들, 구성요소들, 성분들, 부재들, 특징들, 양태들 등 중 임의의 것을 조합, 및/또는 수정하여 얻어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 다양한 예를 든, 예시적, 및 비제한적 실시예들의 설명에 의해서 한정되지 않고, 청구범위에 의해서만 한정된다. 이런 식으로, 청구범위가 본 발명에 다양하게 설명한 바와 같이 청구된 본 발명에 특징들을 추가하도록 본 특허출원의 추진 중에 수정될 수 있다.
10: 양면 밀링 절삭 인서트 11: 냉매 유동 오목부
12: 체결부재 구멍 13: 체결부재
14: 중심선 15: 밀링 공구 홀더
16: 내부 냉매 구멍 17: 화살표
19: 머리 부분 20: 절삭 에지

Claims (21)

  1. 하나 이상의 절삭 에지;
    절삭 인서트를 공구 홀더에 제거가능하게 체결하기 위해 체결부재를 수용하는 구성의 하나 이상의 체결부재 구멍; 및
    상기 절삭 인서트가 체결부재에 의해 공구 홀더에 체결될 때 냉매 유동 오목부를 통해 하나 이상의 절삭 에지를 향해 보내는 구성의 체결부재 구멍의 하나 이상의 냉매 유동 오목부를 포함하는 절삭 인서트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매 유동 오목부는 여러 개의 냉매 유동 오목부 세그먼트를 포함하는 절삭 인서트.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 절삭 인서트는 고속도강, 코발트 합금, 초경합금, 도성합금, 세라믹, 다이아몬드 중 하나 이상을 포함하는 기질을 포함하는 절삭 인서트.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 절삭 인서트는 마모 코팅을 포함하는 절삭 인서트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 마모 코팅은 질화 티탄, 탄화 티탄, 산화 알루미늄, 질화 규소, 및 산화 지르코늄 중 하나 이상을 포함하는 절삭 인서트.
  6. 공구 홀더;
    체결부재; 및
    절삭 인서트를 포함하고;
    상기 절삭 인서트는
    하나 이상의 절삭 에지,
    체결부재를 수용하고 상기 절삭 인서트를 상기 공구 홀더에 제거가능하게 체결하는 구성의 하나 이상의 체결부재 구멍, 및
    상기 절삭 인서트가 상기 체결부재에 의해 상기 공구 홀더에 체결될 때 상기 냉매 유동 오목부를 통해 그리고 체결부재의 머리 부분을 향해 냉매를 보내는 구성의 상기 체결부재 구멍의 하나 이상의 냉매 유동 오목부를 포함하고;
    상기 공구 홀더는
    상기 공구 홀더로부터 상기 체결부재 구멍의 하나 이상의 냉매 유동 오목부에 냉매를 보내는 구성의 하나 이상의 냉매 구멍을 포함하고,
    상기 체결부재의 머리 부분과 상기 체결부재 구멍의 하나 이상의 냉매 유동 오목부는 상기 절삭 인서트의 하나 이상의 절삭 에지에 냉매를 보내는 갭을 형성하는 절삭 공구.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 절삭 인서트의 냉매 유동 오목부는 여러 개의 냉매 유동 오목부 세그먼트를 포함하는 절삭 공구.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 절삭 인서트는 고속도강, 코발트 합금, 초경합금, 도성합금, 세라믹, 다이아몬드 중 하나 이상을 포함하는 기질을 포함하는 절삭 공구.
  9. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 절삭 인서트는 마모 코팅을 포함하는 절삭 공구.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 마모 코팅은 질화 티탄, 탄화 티탄, 산화 알루미늄, 질화 규소, 및 산화 지르코늄 중 하나 이상을 포함하는 절삭 공구.
  11. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 절삭 공구는 밀링 공구, 보링 공구, 선삭 공구, 드릴 공구, 및 일반적인 기계가공 공구 중 하나인 절삭 공구.
  12. 내부 냉매 시스템을 갖는 절삭 인서트에 있어서,
    하나 이상의 절삭 에지,
    상기 절삭 인서트를 상기 공구 홀더에 제거가능하게 체결하기 위해 체결부재를 수용하는 구성의 하나 이상의 체결부재 구멍, 및
    상기 체결부재 구멍에 인접하게 위치하는 하나 이상의 관통 공동을 포함하고;
    상기 하나 이상의 관통 공동은 절삭 인서트의 상부면으로부터 절삭 인서트의 하부면으로 연장하고 상기 절삭 인서트가 체결부재에 의해 공구 홀더에 체결될 때 냉매 유체를 절삭 인서트를 통해 하나 이상의 절삭 에지를 향해 보내는 구성인 절삭 인서트.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 하나 이상의 절삭 에지에 냉매를 추가로 보내는 구성이고 상기 하나 이상의 관통 구멍에 인접하게 위치하는 상기 절삭 인서트의 하부면과 상부면 각각의 둘 이상의 측면 돌출부를 추가로 포함하는 절삭 인서트.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 절삭 인서트는 고속도강, 코발트 합금, 초경합금, 도성합금, 세라믹, 다이아몬드 중 하나 이상을 포함하는 기질을 포함하는 절삭 인서트.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 절삭 인서트는 마모 코팅을 포함하는 절삭 인서트.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 마모 코팅은 질화 티탄, 탄화 티탄, 산화 알루미늄, 질화 규소, 및 산화 지르코늄 중 하나 이상을 포함하는 절삭 인서트.
  17. 내부 냉매 시스템을 갖는 절삭 공구에 있어서,
    절삭 인서트;
    공구 홀더; 및
    체결부재를 포함하고;
    상기 절삭 인서트는,
    하나 이상의 절삭 에지,
    상기 절삭 인서트를 상기 공구 홀더에 제거가능하게 체결하기 위해 체결부재를 수용하는 구성의 하나 이상의 체결부재 구멍, 및
    상기 절삭 인서트가 상기 체결부재에 의해 상기 공구 홀더에 체결될 때 절삭 인서트를 통해 상기 체결부재의 머리 부분을 향해 냉매를 보내는 구성의 하나 이상의 관통 공동을 포함하고;
    상기 공구 홀더는,
    상기 공구 홀더로부터 상기 절삭 인서트의 하나 이상의 관통 공동으로 냉매를 보내는 구성의 하나 이상의 냉매 구멍을 포함하고,
    상기 체결부재의 머리 부분과 상기 절삭 인서트의 하나 이상의 관통 공동은 절삭 인서트의 하나 이상의 절삭 에지에 냉매를 보내는 갭을 형성하는 절삭 공구.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 절삭 인서트는 고속도강, 코발트 합금, 초경합금, 도성합금, 세라믹, 다이아몬드 중 하나 이상을 포함하는 기질을 포함하는 절삭 공구.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 절삭 인서트는 마모 코팅을 포함하는 절삭 공구.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 마모 코팅은 질화 티탄, 탄화 티탄, 산화 알루미늄, 질화 규소, 및 산화 지르코늄 중 하나 이상을 포함하는 절삭 공구.
  21. 청구항 17에 있어서,
    상기 절삭 공구는 밀링 공구, 보링 공구, 선삭 공구, 드릴 공구, 및 일반적인 기계가공 공구 중 하나인 절삭 공구.
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