KR20140005815A - 밀링 인서트 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상측면 (1), 하측면 (2), 및 상측면과 하측면 사이에 연장되는 여유면 (3) 을 포함하는 밀링 인서트에 관한 것이다. 밀링 인서트에는, 노즈날 (7) 을 향해 집중되는 2 개의 주 날 (6) 을 포함하는 적어도 하나의 절삭날 (5) 이 포함된다. 절삭날 (5) 은 절삭날 라인의 양측에 위치되는 2 개의 연삭된 부분 표면, 즉 제 1 여유 표면 (8) 과 주변 칩 표면 (10) 사이에 형성되고, 상기 제 1 여유 표면은, 여유면 (3) 에 포함되고, 하측의 제 2 여유 표면 (9) 으로부터 면외 (off-plane) 에 있고, 상기 주변 칩 표면은, 상기 상측면에 포함되고, 내부에 있는 랜드 (12) 보다 더 높은 높이에 위치되며, 제 1 여유 표면 (8) 보다 더 좁고, 적어도 0.3 ㎜ 의 폭을 갖는다. 밀링 인서트는 기어 호빙용 밀링 공구에 유리하게 사용될 수 있다.

Description

밀링 인서트{A MILLING INSERT}

본 발명은, 상측면, 하측면, 상기 상측면과 상기 하측면 사이에 연장되는 여유면, 및 절삭날을 포함하는 타입의 밀링 인서트로서, 상기 절삭날은, 절삭날 라인을 따라 연장되고, 상기 상측면과 상기 여유면 사이의 전이부에 형성되며, 노즈날을 향해 집중되어 상기 노즈날에서 만나는 2 개의 주 날을 포함하고, 상기 밀링 인서트는 상기 여유면과 상기 상측면의 법선 사이의 각도가 예각이라는 점에서 포지티브 절삭 기하학적 형상 (positive cutting geometry) 을 갖는 밀링 인서트에 관한 것이다.

본 발명은 밀링 인서트, 더 구체적으로는 이른바 호빙 또는 기어 호빙 (gear hobbing) 용 공구에 포함되는 교체가능한 밀링 인서트와 관련된 문제로부터 유래한다. 기어 호빙은 비교적 새로운 밀링 방법으로, 이 방법에 의하면, 회전 표면의 중심 축선에 일반적으로 평행하게 연장되는 리지 (예컨대, 톱니 (cogs) 의 형태), 스플라인 바아 등을 형성하는 최종 목적으로, 회전 대칭 형상을 갖는 금속 작업물의 엔벨로프 표면에 슬롯을 밀링할 수 있다. 간략히, 이러한 특별한 밀링 방법은, 고속 회전하는 밀링 공구에 느린 축선방향 이송 운동 (이 운동 동안, 개별 밀링 인서트가 작업물에 먼저 진입하여 비교적 작은 칩을 제거하고, 그리고 나서 작업물을 남긴다 ("롤 오프 (roll off)" 한다)) 이 주어지는 동시에, 작업물은 중간 회전 속도로 회전하도록 설정되고, 상기 밀링 공구에는 공구의 회전 축선에 대해 나사 형성부 내에 위치되는 밀링 인서트가 장착된다는 것을 의미한다. 더 늦은 순간에 있어서, 작업물이 1회전 회전된 때, 축선방향으로 단거리 전방으로 이송된 밀링 인서트는 시작된 슬롯에 다시 한번 진입하여 작업물로부터 물질을 더 제거할 것이다. 이는 우묵한 슬롯이 희망하는 길이로 획득될 때까지 반복된다. 전통적인 기어 밀링에 비해, 기어 호빙은 기계가공이 더 빠르게 그리고 더 비용 효율적으로 행해질 수 있다는 이점을 제공한다.

기어 호빙용의 현대 밀링 인서트는 이른바 전 프로파일 (full profile) 인서트, 즉 맞물리는 순간에, 하나의 동일한 패스에서 2 개의 집중되는 주 날을 따라 그리고 단부 또는 노즈 날을 따라 칩을 제거하는 밀링 인서트이다.

금속 블랭크의 절삭 또는 칩 제거 기계가공의 모든 형태에 있어서, 절삭 인서트의 절삭날의 디자인은, 특히 제조된 부품의 치수 정확도 및 표면 마무리의 측면에서, 공구의 성능에 큰 영향을 미친다. 이와 관련하여, 호빙 커터도 예외가 아니다. 대조적으로, 작업물의 인접한 리지들 사이의 슬롯, 예컨대 2 개의 인접한 톱니들 사이의 개쉬 (gash) 를 한정하는 플랭크 표면의 치수 정확도는 부품의 기능에 큰 영향을 미친다. 많은 경우에, 밀링 동안 이미 형성된 플랭크 표면이 양호한 치수 정확도와 표면 마무리를 갖는다면, 다듬질이 요구되지 않는다. 그러나, 개별적인 경우에 다듬질이 필요하다 하더라도, 밀링된 부품의 중요한 표면이 이미 처음부터 양호한 치수 정확도를 갖는다면, 시간 및 비용의 낭비가 감소된다.

이와 관련하여, 밀링 공구의 본체는 통상적으로 강 (steel) 으로부터 제조되는 반면, 교체가능한 밀링 인서트는 강보다 더 경질이고 더 내마모성인 재료, 예컨대 초경합금 등으로부터 제조된다는 것이 지적되어야 한다. 이는 서로 분리되어 있는 설비에서 통상적으로 행해진다. 초경합금으로부터 밀링 인서트를 제조하는 때, 제조 결과는 밀링 인서트마다 달라질 수 있다. 특히, 밀링 인서트의 마이크로 기하학적 형상이 달라질 수 있다. 이런 이유로, 직접 프레싱된 밀링 인서트, 즉 연삭되지 않은 밀링 인서트는, 프레싱 및 소결과 관련하여, 특히 절삭날 라인의 정확한 공간 위치에 대하여 문맥상 보통의 (mediocre) 치수 정확도로 최종 형상을 이미 갖는다. 절삭날의 치수 정확도의 요건은 때때로 극심하고, 약 0.01 ㎜ 이하일 수도 있다.

다른 교체가능한 밀링 인서트처럼, 밀링 인서트는 제한된 사용 수명 (종종, 5 ~ 10 분의 범위 내) 을 갖고, 따라서 대형 시리즈로 대량 생산된다. 제한된 사용 수명의 결과로, 양호한 제조 정밀도를 유지하기 위해 잦은 인서트 교체가 요구된다. 이는 밀링 인서트의 비용이 사용자 및 제조 비용을 낮게 유지할 가능성에 있어 매우 중요하다는 것을 의미한다. 고성능 밀링 인서트의 총 비용 중, 연삭 비용이 많은 부분을 차지한다.

처음에 언급한 기어 호빙용 밀링 인서트는 US 5593254 에 의해 이미 공지되어 있다. 이 경우, 밀링 인서트의 상측면은 그 전체가, 칩 표면으로서 역할하는 평평한 표면의 형상을 갖는다. 더욱이, 여유면이 상측면으로부터, 공구에 포함된 치형부의 평평한 지지 표면에 대해 접하도록 되어 있는 측면 아래의 유사한 평면까지 줄곧 연장된다. 상기 밀링 인서트가 절삭날의 양호한 치수 정확도를 제공하기 위해 연삭될 필요가 있다면, 전체 연삭 영역, 즉 절삭날에 인접한 전체 여유면 및 전체 상측면이 커지므로, 밀링 인서트의 총 제조 비용 중 연삭 비용의 몫이 불균형적으로 커지게 된다.

관련된 종류의 공지된 밀링 인서트의 다른 단점은 연삭 기술 특성이고, 그에 따라 정면 연삭과 주변 연삭 사이에 차이가 존재한다. 밀링 인서트의 상측면 및 가능하게는 하측면의 정면 연삭은 전통적으로, 관련된 연삭 표면에 대해 가압된 채 유지되는 회전 연삭 휠 또는 원통형 연삭 휠에 의해 행해진다. 상측면 및 하측면 쌍방이 연삭되어야 한다면, 2 개의 대향 회전하는 연삭 휠들이 2 개의 연삭 표면에 대해 가압된 채 유지되고, 밀링 인서트는 마스크에 의해, 예컨대 US 6007766 에 개시된 방식으로, 제 위치에 느슨하게 유지된다. 그렇지만, 주변 여유면의 연삭은 완전히 다른 단계로, 즉 주변 연삭 기계에서 행해지고, 주변 연삭 기계에서는, 회전 연마재, 예컨대 핀이 밀링 인서트의 주변을 따라 전방으로 스윕 (sweep) 함과 동시에 밀링 인서트가 잘 규정된 위치에서 클램핑된다. 개별 절삭날의 여유면 및 칩의 연삭이 2 개의 상이한 단계로 행해진다는 것은, 특히 정면 연삭 단계 동안 밀링 인서트가 기하학적으로 잘 규정된 위치에 고정 유지되지 않는다는 점에서, 연삭의 정밀도가 점검 및 제어하기 힘들어진다는 것을 의미한다.

본 발명의 목적은, 이미 공지된 밀링 인서트의 상기한 단점을 제거하는 것, 그리고 향상된 밀링 인서트를 제공하는 것이다. 본 발명의 주된 목적은, 밀링 인서트의 총 제조 비용에 불필요하게 부담을 주는 필수 연삭 없이, 절삭날 라인의 공간 위치 및 마이크로 기하학적 형상에 관하여 우수한 정밀도로 제조될 수 있는 밀링 인서트를 제공하는 것이다. 다른 목적은, 기어 호빙에 특히 적합하고 기계가공된 부품의 양호한 표면 질 및 양호한 치수 정확도를 유지하도록 잦은 인서트 교체를 허용하는 밀링 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 주된 목적은, 밀링 인서트의 절삭날이 절삭날 라인의 양측에 위치되는 2 개의 연삭된 부분 표면, 즉 제 1 여유 표면과 주변 칩 표면 사이에 형성되고, 제 1 여유 표면은, 여유면에 포함되고, 제 2 여유 표면으로부터 면외 (off-plane) 에 있고, 주변 칩 표면은, 상측면에 포함되고, 내부에 있는 랜드보다 더 높은 높이에 위치되며, 제 1 여유 표면보다 더 좁고, 적어도 0.3 ㎜ 의 폭을 갖는 것에 의해 달성된다.

한편으로, 제한된 폭을 가짐으로써 제한된 연삭 영역을 갖는 칩 표면과 다른 한편으로, 상측면과 하측면 사이의 여유 표면의 연장부보다 더 작은 폭을 갖는 제 1 여유 표면 사이에 절삭날을 형성함으로써, 생성되는 절삭날의 공간 위치에 대해 매우 높은 치수 정확도를 제공하기 위해 연삭될 필요가 있는 표면이 최소화된다. 그렇게 함으로써, 하나의 동일한 셋업에서 주변 여유 표면뿐만 아니라 칩 표면의 주변 연삭이 가능해진다.

일 실시형태에서, 제 1 여유 표면의 폭은 제 2 여유 표면의 폭보다 더 작다. 그러한 방식에서, 연삭을 필요로 하는 먼저 언급된 부분 표면이 최소한으로 감소된다.

일 실시형태에서, 칩 표면의 폭은 제 1 여유 표면의 폭의 최대 50 % 이다. 그러한 방식에서, 절삭날을 강하게 그리고 지배적인 절삭력에 대해 내성을 갖게 하기 위해 제 1 여유 표면이 충분히 넓게 되는 동시에, 칩 표면의 연삭 영역이 최소화된다.

일 실시형태에서, 칩 표면의 투영 (projection) 면적은 상측면의 전체 투영 면적의 최대 20 % 이어야 한다고 규정된다. 그러므로, 절삭날은 우수한 치수 정확도로 제조될 수 있지만, 밀링 인서트의 상측면의 단지 더 작은 부분만이 연삭될 필요가 있다.

실행가능한 실시형태에서, 절삭날의 칩 표면은 평평하게 된다. 그러한 방식에서, 연삭은 간단해지고, 연삭 휠의 평평한 측면에 의해 행해질 수 있다.

특히, 칩 표면이 평평한 표면의 형상을 갖는 때, 칩 표면은 칩 표면 전체가, 밀링 인서트의 상측면을 규정하는 기준면에 위치될 수 있다.

일 실시형태에서, 밀링 인서트의 하측면은 절삭날의 2 개의 주 날 사이의 이등분선과 동일한 방향으로 연장되는 길고 좁은 그루브를 포함할 수 있다. 이 그루브는, 한편으로, 공구의 본체의 지지 표면에 대해 상측면이 가압되는 때 측방향으로 고정된 밀링 인서트를 유지할 수 있고, 다른 한편으로, 제 1 여유 표면 및 칩 표면의 연삭과 관련되어 정확히 규정된 위치에서 밀링 인서트를 클램핑하는데 이용될 수 있다.

일 실시형태에서, 밀링 인서트의 하측면은 제 1 그루브에 수직하게 연장되는 제 2 그루브를 또한 포함할 수 있다. 제 1 그루브가 밀링 인서트의 횡방향 이동을 막는 동시에, 이 제 2 그루브는 밀링 인서트가 제 1 그루브에 평행한 방향으로, 즉 밀링 인서트의 길이 방향으로 이동하는 것을 막는다.

도 1 은 본 발명에 따른 밀링 인서트의 제 1 실시형태의 조감도이다.
도 2 는 동일한 절삭 인서트의 앙시도이다.
도 3 은 밀링 인서트를 하방에서 본 평면도이다.
도 4 는 동일한 밀링 인서트를 상방에서 본 평면도이다.
도 5 는 밀링 인서트의 단부도 (end view) 이다.
도 6 은 밀링 인서트의 측면도이다.
도 7 은 도 4 의 선 Ⅶ-Ⅶ 을 따른 단면도이다.
도 8 은 도 4 의 구획 Ⅷ 의 확대 상세도이다.
도 9 는 도 4 의 구획 Ⅸ-Ⅸ 의 유사 상세도이다.
도 10 은 밀링 인서트의 대안적인 실시형태의 조감도이다.
도 11 은 도 10 에 따른 밀링 인서트의 앙시도이다.

본 발명에 따라 제조된 밀링 인서트가 도 1 ~ 도 9 에 도시되어 있는데, 본 밀링 인서트는 상측면 ("칩면"이라고도 함; 1), 하측면 (2) 및 상측면과 하측면 사이에 연장되는 여유면 (3) 을 포함한다. 상측면 (1) 과 하측면 (2) 사이에는, 밀링 인서트의 중심 축선 (C) 이 연장된다. 이 중심 축선은 2 개의 직선형 기준선, 즉 길이방향 축선인 RL1 과 횡방향 축선인 RL2 사이의 교차점에 위치되고, 상기 기준선 (RL1, RL2) 은 서로 직각을 이룬다. 상기 중심 축선 (C) 은 공구의 본체 (도시 안 됨) 에서의 밀링 인서트의 고정을 위해 나사를 수용하기 위한 관통 구멍 (4) 의 중심 축선을 또한 형성한다.

본 예에서, 밀링 인서트는 2 개의 교대로 사용가능한 절삭날 (5) (중심 축선 (C) 에 대한 절삭날의 형상뿐만 아니라 절삭날의 공간 위치에 있어 동일함) 을 포함함으로써 인덱서블 (indexable) 하다. 절삭날이 동일하긴 하지만, 도면부호 5 에 접미사 a 및 b 를 각각 부가하였고, 따라서 이하의 설명에서 절삭날은 구별가능하다.

각 절삭날은 그 전체가 V자형이고 2 개의 주 날 (6) 을 포함하고, 본 예에서 주 날들은 직선형이고 단부 또는 노즈날 (7) 를 향해 집중되며, 단부 또는 노즈날에서 만나서 연속적인 단일 절삭날 (5) 을 형성한다. 도시된 예에서, 노즈날 (7) 은 둥글고, 더 정확하게는 그의 절삭날 라인이 원호 라인이라는 점에서 둥글며, 이 원호 라인은 주 날 (6) 의 직선형 절삭날 라인 (이 절삭날 라인은 원호 라인의 접선을 형성한다) 으로 전환된다. 일반적으로, 절삭날 (5) 은 상측면 (1) 과 여유면 (3) 사이의 전이부에 형성된다.

도시된 실시형태에서, 밀링 인서트는, 상측면에 가장 가까이 위치된 여유면의 표면이 상측면의 기준면 (RP1) 의 법선과 예각 (α) 을 형성한다는 점에서, 포지티브 절삭 기하학적 형상을 갖는다. 본 예에서, 상기 여유각 (α) 은 7°이다. 그렇지만, 이 값은 아래쪽은 물론 위쪽으로 변할 수 있고, 예컨대 5 ~ 12°일 수 있다.

절삭날 (5) 은 제한된 폭의 2 개의 연삭된 (ground) 부분 표면들 사이에 형성된다. 상기 부분 표면들 중 하나는 제 1 여유 표면 (8) 이고, 제 1 여유 표면은 밀링 인서트의 상측면에 가장 가까이 위치되고 제 2 여유 표면 (9) 으로부터 면외에 있고, 제 2 여유 표면은 제 1 여유 표면과 밀링 인서트의 하측면 (2) 사이에 연장된다. 제 2 부분 표면은 주변 경계 (11) 에 포함되는 칩 표면 (10) 이고, 주변 경계 내부에는, 칩 표면 (10) 보다 더 낮은 높이에 위치되는 랜드 (12) 가 연장된다. 도 8 에 도시된 것처럼, 제 1 여유 표면 (8) 은 제 2 여유 표면 (9) 의 폭 (W2) 보다 훨씬 더 작은 폭 (W1) 을 갖는다. 본 예에서, 이들 폭 측정치는 밀링 인서트의 측면에서 보았을 때 부분 표면 (8, 9) 의 투영 표면으로서 측정된다. 본 예에서, 제 2 여유 표면 (9) 의 폭 (W2) 은 W1 의 대략 2 배이다. 도시된 실시형태에서, 2 개의 부분 표면 (8, 9) 은 서로 평행한 평면들에 위치되고, 이는 제 2 여유 표면 (9) 이 제 1 여유 표면 (8) 과 동일한 여유각 (α) 을 갖는다는 것을 의미한다. 이 경우, 밀링 인서트의 상측면에 가장 가까운 경계형 돌출 재료 부분에 제 1 여유 표면 (8) 이 포함됨으로써, 평면 분리 (plane separation) 가 제공된다.

밀링 인서트에 대해 더 기술하기 전에, 칩 표면과 강화 베벨 (=강화 챔퍼 표면) 사이의 차이에 대해 더 상세히 설명한다. 칩 표면은 제거된 칩이 형성되는 밀링 인서트의 부분 표면이다. 적용 분야에 따라, 칩 표면의 폭은 변할 수 있지만, 여하튼 적어도 0.3 ㎜ 에 달한다. 흔히, 관습적인 칩 표면이 더 넓다. 반면, 강화 베벨은 칩 표면과 여유 표면 사이에 존재하는 절삭날 라인 (13) 을 따라 절삭날을 강화하기 위해 적절한 칩 표면과 여유 표면 사이에 형성되는 극도로 좁은 표면이다. 또한, 강화 베벨의 폭은 적용 분야에 따라 변할 수 있다. 그렇지만, 흔히, 강화 베벨의 폭은 0.05 ~ 0.15 ㎜ 의 범위로 제한되고 특수한 경우에는 다소 더 커지지만, 0.25 ㎜ 를 초과하지는 않는다.

본 발명에 따른 밀링 인서트에 포함된 칩 표면 (10) 은 제 1 여유 표면 (8) 보다 더 좁지만, 적어도 0.3 ㎜ 의 폭을 갖는다. 이러한 관계에 의해, 한편으로, 칩 표면의 폭에 비해 제 1 여유 표면 (8) 의 충분한 폭 덕분에, 절삭날이 칩 표면 (10) 의 방향으로 밀링 인서트에 가해지는 지배적인 절삭력에 내성을 갖게 되는 것과, 다른 한편으로, 칩면, 즉 칩 표면 (10) 에서 절삭될 필요가 있는 표면의 절삭 영역이 최소화되는 것이 보장된다. 그러나, 0.3 ㎜ 의 가장 작은 폭을 갖는 칩 표면 (10) 에 의해, 기어 호빙과 관련하여 가까이 있는 중간 절삭 깊이와 관련하여 믿을 수 있게 칩이 칩 표면 (10) 에 대해 형성되는 것이 보장된다. 그렇지만, 적용에 따라, 폭 치수 (W3) 는, W3 이 W1 을 초과하지 않는다면, 0.3 ㎜ 로부터 증가될 수 있다. 즉, 만약 W3 이 치형부 (tooth) 당 더 큰 이송을 허용하여 더 큰 칩 두께를 허용할 목적으로 증가하게 된다면, 또한 절삭력이 증가할 것이고, 따라서 충분히 강한 절삭날을 제공하기 위해, W1 도 또한 증가될 필요가 있다.

본 예에서, 칩 표면 (10) 의 폭 (W3) 은 제 1 여유 표면 (8) 의 폭 (W1) 의 약 25 % 에 달한다. 이러한 관계는 그 자체로 변할 수 있지만, 20 ~ 60 % 의 간격 내이어야 한다.

기준면 (RP1) (=칩 표면 (10) 의 높이) 과 랜드 (12) 사이의 높이 차 (ND; 도 8 참조) 는 실제로 작을 수 있고, 예컨대 0.02 ~ 0.10 ㎜ 일 수 있다. 본질은 높이 차가 칩 표면 (10) 의 연삭을 제공하는 연삭 휠이 랜드 (12) 를 클리어 (clear) 하는 것을 보장한다는 것이다.

도 1 ~ 도 9 에 도시된 실시형태에서, 밀링 인서트는 마름모꼴 기본 형상을 갖고, 개별 절삭날 (5) 의 2 개의 주 날 (6) 이 노즈날 (7) 로부터 기준선 (RL2) 까지 줄곧 연장되고, 이 기준선에서 정반대의 절삭날의 대응하는 주 날로 전환된다. 2 개의 주 날 (6) 은 기준선 (RL1) 에 대해 대칭으로 위치되고, 이는 이 실시형태에서 RL1 이 절삭날의 수렴각 (β) 의 이등분선을 형성한다는 것을 의미한다. 본 예에서, β 는 40°이다 (β/2 = 20°).

이 경우, 밀링 인서트의 하측면 (2) (도 2 및 도 3 참조) 은 연결 표면을 구비하고, 연결 표면에는, 2 쌍의 그루브 또는 암형 슈트 (chute), 즉 한편으로, 노즈날 (7) 로부터 밀링 인서트의 중심 축선을 향해 연장되는 2 개의 길이방향 그루브 (14a, 14b), 및 다른 한편으로, 길이방향 그루브 (14a, 14b) 에 수직하게 연장되는 2 개의 횡방향 그루브 (15a, 15b) 가 포함된다. 절삭날 (5a) 이 공구의 부속 본체에서 작동 상태로 전방으로 인덱싱 (indexing) 되는 때, 그루브 (14a, 15a) 는, 공구의 본체의 시트에 형성되고 그루브 (14a, 15a) 와 유사하게 서로 수직하게 위치된 2 개의 리지와 협력작동한다. 이 경우, 그루브를 둘러싸고 하측 기준면 (RP2) 에 위치되는 평평한 표면 (16) 은 시트 내의 임의의 대응하는 지지 표면에 대해 놓이지 않을 것이다. 대조적으로, 밀링 인서트는 리지를 따라 유사한 플랭크 표면에 대해 그루브 (14a, 15a) 내에서 2 개의 V자형으로 배치된 플랭크 표면에 의해 접할 것이다.

위에서 언급한 바와 같이, 개별 칩 표면 (10) 의 폭은 0.3 ㎜ 로부터 최대값까지의 간격 내에서 변할 수 있다. 이 최대값은 주변 칩 표면 (이 경우, 연속적임) 이 상측면의 전체 투영 면적의 20 % 미만인 투영 면적을 갖도록 선택되어야 한다.

이 경우 칩 표면 (10) 이 평평하고 칩 표면 전체가 밀링 인서트의 상측면을 규정하는 기준면 (RP1) 에 위치된다는 것에 또한 주목해야 한다. 완전성을 위해, 칩 표면 내부에 위치되는 랜드 (12) 가 연삭되지 않고, 즉 프레싱 및 소결 후에 초경합금이 획득하는 표면 구조를 갖는다는 것도 또한 언급되어야 한다. 또한 제 2 여유 표면 (9) 이 연삭되지 않는다는 것이 자명해야 한다.

이제, 전술한 절삭날과 유사하게 V자형 윤곽 형상을 갖는 단 하나의 절삭날 (5) 이 포함된 대안적인 밀링 인서트를 보여주는 도 10 및 도 11 을 참조한다. 따라서, 절삭날은 노즈 또는 단부 절삭날 (7) 을 향해 집중되는 2 개의 주 날 (6) 을 포함한다. 그렇지만, 이 경우, 노즈날 (7) 은 아치형이 아니라 직선형이고, 노즈날은 이른바 반경 전이부 (17) 를 경유하여 직선형 주 날 (6) 로 전환된다. 그리고, 노즈날 (7) 은 인접한 톱니들 사이에 비교적 넓은 개쉬 저부를 생성하는 충분한 길이를 갖는다. 노즈날 (7) 의 이러한 형상의 결과로, 밀링 인서트는 인벌류트 (involute) 치형부들 사이의 개쉬의 기어 호빙에 특히 적합하다.

전술한 바와 동일한 방식으로, 절삭날 (5) 은 제 1 여유 표면 (8) 과 주변 경계 (11) 에 포함된 칩 표면 (10) 사이에 형성된다. 절삭날에 연결되는 여유면의 단 일부만이 제 1 여유 표면으로부터 면외에 있는 제 2 여유 표면 (9) 을 포함한다. 그렇지만, 밀링 인서트의 후방 부분을 따른 여유면은 트리비얼 (trivial) 표면 (18) 을 갖는 것으로 도시되어 있다.

이 경우, 밀링 인서트는 밀링 인서트에 어떠한 구멍도 요구하지 않는, 나사 이외의 다른 조임 장치, 바람직하게는 클램프나 다른 조임 장치에 의해 고정되는 것이다. 더욱이, 밀링 인서트의 하측면 (2) 은, 길고 좁은 그루브 (19) 가 카운터싱크되어 있는 평평한 표면으로 구성된다. 상기 그루브 (19) 는 절삭날 (5) 의 두 주 날 (6) 사이의 이등분선과 동일한 방향으로 뻗어 있고, 밀링 인서트의 전방 단부와 후방 단부 사이에서 연장된다. 그루브의 목적은, 평평한 하측면이 유사한 평평한 지지 표면 (길고 좁은 안내 리지 (도시 안 됨) 로 형성됨) 에 대해 가압되는 때에, 밀링 인서트를 고정 유지하는 것이다. 그루브는 칩 표면 (10) 및 제 1 여유 표면 (8) 의 연삭과 관련하여 정확히 규정된 위치에서 밀링 인서트를 클램핑하는데 또한 이용될 수도 있다.

본 발명에 따른 밀링 인서트의 제조는 여러 단계로 행해지며, 그 중 제 1 단계는, 도면에 도시된 일반적인 기하학적 형상을 갖는 절삭 보디를 형성하면서, 초경합금 형성 분말 덩어리 (cemented carbide forming powder mass) 를 프레싱 및 소결하는 것으로 구성된다. 제 2 단계에서, 개별 절삭날의 연삭이 뒤따른다. 이는, 홀더에서 밀링 인서트를 고정 유지함과 동시에, 연마재, 예컨대 연삭 휠이 절삭날을 따라 주변으로 옮겨지는 이른바 주변 연삭 (peripheral grinding) 에 의해 행해진다. (전체 평평한 상측면의 정면 연삭에 대조적으로) 주변 연삭에 의해 제 1 여유 표면뿐만 아니라 칩 표면의 연삭이 행해질 수 있기 때문에, 하나의 동일한 셋업에서, 즉 상이한 스테이션들 사이에서 밀링 인서트를 이동시킴이 없이 2 개의 연삭 작업이 달성될 수 있다. 이는 연삭 작업의 제어가 특히 양호하다는 것을 의미한다. 더 구체적으로, 연삭은 중심 축선에 대한 절삭날 라인의 공간 위치가 0.001 ㎜ 정도의 공차로 미리 결정될 수 있도록 행해질 수 있다. 이는 작업물에서 밀링 인서트에 의해 형성되는 표면, 예컨대 톱니의 플랭크 표면이 밀링과 관련하여 특히 양호한 치수 정확도를 이미 획득하는 것을 보장한다.

가능한 제 3 단계에서, 밀링 인서트는, 개별 절삭날을 강화하고 그 작동 사용 수명을 연장할 목적으로 미시적으로 (microscopically) 얇은 보호층을 사용하여 표면 코팅될 수 있다.

게다가, 하나의 동일한 셋업으로 주변 연삭 (치수 정확도로 이어짐) 을 허용하는 본 발명의 이점은, 연삭이 빠르고 용이하게 그리고 연마재의 최소 마모 (희망하는 절삭날을 제공하기 위해 최소 영역을 갖는 표면을 스윕오버 (sweep over) 할 필요가 있음) 로 행해질 수 있다는 것이다.

기어 호빙 이외에 통상적으로 행해지는 밀링법은 슬릿 절삭이다. 이 경우, 회전가능한 원형 디스크가 사용되고, 원형 디스크의 주변에는 접선방향으로 이격된 복수의 밀링 인서트들이 장착된다. 특정 적용에서, 예컨대 작업물에 길고 깊은 슬롯이 형성되어야 하는 때에, 슬릿 절삭은 특히 효율적인 기계가공을 제공한다. 본 발명에 따른 밀링 인서트는 한편으로 삼변형으로 (trilaterally) 절삭하고, 즉 3 개의 동시 작용 부분날 (즉, 노즈날과 2 개의 주 날) 을 갖는 절삭날을 포함하고, 다른 한편으로 높은 치수 정확도로 제조될 수 있기 때문에, 슬리팅 커터 (slitting cutter) 에서의 사용에 매우 적합하다.

본 발명의 가능한 수정

본 발명은 전술한 그리고 도면에 도시된 실시형태로만 제한되지 않는다. 따라서, 본 발명은 기어 호빙이나 슬릿 절삭을 위한 밀링 인서트 이외의 다른 밀링 인서트에도 또한 적용될 수 있다. 개별 절삭날의 연삭된 칩 표면과 관련하여, 칩 표면이 반드시 평평할 필요는 없고, 단면에서 약간 아치형, 예컨대 오목 아치형일 수 있다는 것이 지적되어야 한다. 칩 표면은 그의 외측 및 내측 각각의 경계선이 하나의 동일한 평면에 위치될 필요도 없다. 따라서, 칩 표면은 밀링 인서트의 상측 기준면에 대해 경사질 수 있고, 더 정확하게는 예시된 절삭날 각도에 비해 증가하는 절삭날 각도 (칩 표면과 제 1 여유 표면 사이의 각도) 만큼 경사질 수 있다. 다시 말해, 칩 표면은 그의 내측 경계선이 외측 절삭날 라인보다 더 높은 높이에 있도록 위치될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 제 1 여유 표면뿐만 아니라 칩 표면은 전체 연장부를 따라 균일한 폭을 갖는다. 이러한 구성은 본 발명의 실시에 있어 필요 조건이 아니다. 따라서, 노즈날로부터 뒤쪽을 향하는 방향으로 제 1 여유 표면의 폭을 줄일 수 있다. 더욱이, 주 날들 중 하나의 주 날의 칩 표면은 다른 주 날을 따른 칩 표면보다 더 넓을 수 있다. 개별 주 날이 직선형 형상을 가질 필요도 없으며, 약간 만곡형 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 2 개의 주 날은 기준선 (RL1) 에 대해 대칭으로 위치될 필요가 없다. 따라서, 예컨대 상이한 플랭크 각도를 갖는 톱니 플랭크를 제공할 목적으로, 주 날들 중 하나의 주 날과 기준선 사이의 각도가 다른 주 날과 기준선 사이의 각도와 상이할 수 있다. 또한, 도 1 ~ 도 9 에 따른 인덱서블 밀링 인서트가 마름모꼴 기본 형상을 가질 필요가 없다는 것이 언급되어야 한다. 따라서, 노즈날과 함께 V자형 절삭날을 형성하는 더 짧은 주 날은 밀링 인서트의 중간 구획에 연결될 수 있고, 밀링 인서트의 측면들은 서로 평행하게 연장된다. 더욱이, 제 1 여유 표면과 제 2 여유 표면 사이의 평면 차이는 제 1 여유 표면을 경계형 벌지 (border-like bulge) 에 위치시키는 것 이외의 다른 방식으로 제공될 수 있다. 따라서, 밀링 인서트는, 제 1 여유 표면이 하측 경계선을 경유하여 제 2 여유 표면 (제 2 여유 표면의 여유각이 제 1 여유 표면의 여유각보다 더 큼) 으로 전환되도록 형성될 수 있다. 유사한 방식으로, 칩 표면은, 내측 경계선을 경유하여, 칩 표면에 대해 경사진 랜드로 전환된다. 따라서, 본질은 연마재가, 인접한 비연삭 표면 (제 2 여유 표면과 랜드 각각) 과 접촉함이 없이, 관련되는 연삭 표면 위에서 스윕오버될 수 있다는 것이다. 그리고, 칩 표면이 정면 연삭되는 대신에 주변 연삭될 수 있다는 것은, 디자이너가 밀링 인서트의 중심 구멍에 인접하게, 칩 표면이 위치된 평면 위로 돌출할 수 있는 링형 강화부를 자유롭게 형성할 수 있게 한다. 제 1 및 제 2 여유 표면의 평면들을 서로 분리하기 위한 다른 대안은, 한편으로 도면에 예시된 타입의 벌지에 제 1 여유 표면을 형성하고, 다른 한편으로 제 1 여유 표면의 여유각보다 더 작은 여유각을 갖는 하측의 제 2 여유 표면을 형성하는 것이다. 도 1 ~ 도 9 에 예시된 것처럼, 밀링 인서트의 노즈날이 둥근 경우, 중심에 위치된 좁은 챔퍼 표면이 제 1 여유 표면의 볼록 아치형 전방 부분에 형성 (예컨대, 연삭) 되는 한에서, 노즈날의 형상은 수정될 수 있다. 그런 식으로, 극도로 짧은 중심 부분날 (예컨대, 0.05 ~ 0.50 ㎜) 이 얻어지고, 이 부분날은, 챔퍼 표면이 평평하게 만들어진다면 직선형일 수 있고, 챔퍼 표면이 아치형으로 만들어진다면 아치형 (오목 또는 볼록) 일 수 있다. 그러한 아주 작은 전방 부분 절삭날은 특정 적용에서 톱니의 밀링과 관련하여 바람직하다.

Claims (9)

1. 상측면 (1), 하측면 (2), 상기 상측면과 상기 하측면 사이에 연장되는 여유면 (3), 및 절삭날 (5) 을 포함하는 밀링 인서트로서,
   상기 절삭날 (5) 은, 절삭날 라인 (13) 을 따라 연장되고, 상기 상측면과 상기 여유면 사이의 전이부에 형성되며, 노즈날 (7) 을 향해 집중되어 상기 노즈날에서 만나는 2 개의 주 날 (6) 을 포함하고,
   상기 밀링 인서트는 상기 여유면과 상기 상측면의 법선 사이의 여유각 (α) 이 예각이라는 점에서 포지티브 절삭 기하학적 형상 (positive cutting geometry) 을 갖고,
   상기 절삭날 (5) 은 상기 절삭날 라인 (13) 의 양측에 위치되는 2 개의 연삭된 부분 표면, 즉 제 1 여유 표면 (8) 과 주변 칩 표면 (10) 사이에 형성되고,
   상기 제 1 여유 표면 (8) 은, 상기 여유면 (3) 에 포함되고, 제 2 여유 표면 (9) 으로부터 면외 (off-plane) 에 있고,
   상기 주변 칩 표면 (10) 은, 상기 상측면 (1) 에 포함되고, 내부에 있는 랜드 (12) 보다 더 높은 높이에 위치되며, 상기 제 1 여유 표면 (8) 보다 더 좁고, 적어도 0.3 ㎜ 의 폭 (W3) 을 갖는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 여유 표면 (8) 의 폭 (W1) 은 상기 제 2 여유 표면 (9) 의 폭 (W2) 보다 더 작은 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 칩 표면 (10) 의 폭 (W3) 은 상기 제 1 여유 표면 (8) 의 폭 (W1) 의 최대 50 % 인 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 칩 표면 (10) 은 상기 상측면 (1) 의 전체 투영 (projection) 면적의 최대 20 % 의 투영 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 칩 표면 (10) 은 평평한 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 칩 표면 (10) 은 칩 표면 전체가, 상기 밀링 인서트의 상기 상측면을 규정하는 기준면 (RP1) 에 위치되는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밀링 인서트의 상기 하측면 (2) 은 상기 절삭날의 상기 2 개의 주 날 (6) 사이에서 길이방향 축선 (RL1) 과 동일한 방향으로 연장되는 길고 좁은 그루브 (14, 19) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 길이방향 축선 (RL1) 은 상기 절삭날의 상기 2 개의 주 날 (6) 사이의 이등분선 (RL1) 인 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 밀링 인서트의 상기 하측면 (2) 은 제 1 그루브 (14) 에 수직하게 연장되는 제 2 그루브 (15) 를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 인서트.

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