KR20140110781A

KR20140110781A - 회전 절삭 공구, 교체가능한 절삭 인서트 및 교체가능한 절삭 인서트 제조 방법

Info

Publication number: KR20140110781A
Application number: KR1020140027061A
Authority: KR
Inventors: 닐 에스. 마이어스; 위르겐 쉬배게를
Original assignee: 케나메탈 아이엔씨.
Priority date: 2013-03-09
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2014-09-17
Also published as: JP2014172167A; CN104028810A; US20140255116A1; SE1450266A1; DE102014102952A1

Abstract

교체가능한 절삭 인서트가 전방 절삭면 및 반대편의 후방 베이스를 구비하는 절삭 인서트 몸체, 절삭 인서트 몸체에 형성된 냉각수 유입 채널, 절삭 인서트 몸체에 형성되고 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제1 냉각수 배출 채널 및 절삭 인서트 몸체에 형성되고 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제2 냉각수 배출 채널을 포함한다. 냉각수 유입 채널은 제1 냉각수 배출 채널의 제1 종축 또는 제2 냉각수 배출 채널의 제2 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 종축을 포함한다. 또한, 교체가능한 절삭 인서트를 포함하는 회전 절삭 공구도 제공된다. 교체가능한 절삭 인서트의 제조 방법도 또한 제공된다.

Description

회전 절삭 공구, 교체가능한 절삭 인서트 및 교체가능한 절삭 인서트 제조 방법{Rotary cutting tool, replaceable cutting insert and method of making replaceable cutting insert}

본 발명은 일반적으로, 예를 들면, 적어도 하나의 경질 절삭 재료(예컨대, 텅스텐 카바이드 절삭 합금, 산화 세라믹 또는 유사 재료)로 제조되거나 이를 포함하는, 공구 자루(shank) 또는 공구 몸체(body) 및 교체가능하거나 교환가능한 절삭 인서트를 구비하는 회전 절삭 공구(예를 들면, 드릴, 밀링 커터, 리머 또는 유사 장치)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 냉각재를 전달하기 위하여 그 내부에 형성된 내부 채널들을 구비하는 교체가능한 절삭 인서트 및 그 내부에 형성된 내부 채널들을 구비하는 교체가능한 절삭 인서트를 제조하기 위한 관련된 방법에 관한 것이다.

회전 절삭 공구 작업(예를 들면, 드릴링 작업) 중에, 상당한 응력들이 다양한 공구 구성요소들 상에 가해진다. 그러므로, 공구는 충분히 강력하고 내구성이 있어야 한다. 공구의 몸체 내로 삽입될 수 있는 교체가능한 절삭 인서트를 생산하는 것이 알려져 있다. 절삭 작업 시 사용에 의하여 충분히 마모되는 경우, 절삭 인서트는 제거되고 새로운 절삭 인서트로 교체될 수 있다. 드릴의 특정한 경우에, 절삭 인서트는 칩 플루트들 일부분들뿐만 아니라 종종 드릴 팁, 절삭면들, 절삭 에지들을 포함하는 드릴의 전체 절삭 단부를 포함한다. 그러한 절삭 인서트는 고정적이지만 제거 가능한 방식으로 드릴 몸체에 연결된다.

또한, 회전 절삭 공구 작업(예를 들면, 드릴링 작업) 중에, 절삭 인서트와 재료가 작업편으로부터 제거되고 있는 위치 간의 경계면(즉, 인서트-작업편 경계면)에서 열이 발생된다. 인서트-작업편 경계면의 과도한 열은 절삭 인서트의 공구의 사용 수명에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 더 짧은 공구의 사용 수명은 작업 비용을 상승시키고 전체 생산효율을 감소시킨다. 그러므로, 인서트-작업편 경계면의 열을 감소시키는 것과 관련된 용이하게 명백한 장점들이 존재한다. 열을 감소시키고 공구의 사용 수명을 증가시키기 위하여 인서트-작업편 경계면에 냉각재를 제공하는 것이 알려져 있다.

그러나, 절삭 공구 구성요소들의 전반적인 무결성을 유지하면서 인서트-작업편 경계면에 냉각재를 제공하기 위한 대부분의 공지의 시스템들은 제조하기 어렵고/거나 고가라는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 개선된 회전 절삭 공구, 특히, 알려진 회전 절삭 공구들 및 절삭 인서트들의 한계점들, 단점들 및/또는 불리한 점들을 극복하는 개선된 회전 절삭 공구를 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 양태에 따르면, 교체가능한 절삭 인서트는 전방 절삭면 및 반대편의 후방 베이스를 구비하는 절삭 인서트 몸체 및 절삭 인서트 몸체에 형성되고 절삭 인서트 몸체의 후방 베이스에서 유입구 개구를 정의하는 냉각수 유입 채널을 포함하되, 냉각수 유입 채널은 종축을 구비한다. 또한, 교체가능한 절삭 인서트는 절삭 인서트 몸체에 형성되고 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제1 냉각수 배출 채널을 포함하되, 제1 냉각수 배출 채널은 절삭 인서트 몸체의 전방 절삭면에서 제1 배출구 개구를 정의하고, 제1 냉각수 배출 채널은 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제1 종축을 포함한다. 또한, 교체가능한 절삭 인서트는 절삭 인서트 몸체에 형성되고 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제2 냉각수 배출 채널을 포함하되, 제2 냉각수 배출 채널은 절삭 인서트 몸체의 전방 절삭면에서 제2 배출구 개구를 정의하고, 제2 냉각수 배출 채널은 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제2 종축을 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 교체가능한 절삭 인서트는, 전방 절삭면 및 반대편의 후방 베이스를 구비하는 절삭 인서트 몸체; 절삭 인서트 몸체에 형성되고 절삭 인서트 몸체의 후방 베이스에 제1 유입구 개구를 정의하는 제1 냉각수 유입 채널로서, 제1 종축을 구비하는 제1 냉각수 유입 채널; 절삭 인서트 몸체에 형성되고 절삭 인서트 몸체의 후방 베이스에 제2 유입구 개구를 정의하는 제2 냉각수 유입 채널로서, 제2 종축을 구비하는 제2 냉각수 유입 채널; 절삭 인서트 몸체에 형성되고 제1 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제1 냉각수 배출 채널로서, 절삭 인서트 몸체의 전방 절삭면에 제1 배출구 개구를 정의하며, 제1 냉각수 유입 채널의 제1 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제3 종축을 포함하는 제1 냉각수 배출 채널; 및 절삭 인서트 몸체에 형성되고 제2 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제2 냉각수 배출 채널로서, 절삭 인서트 몸체의 전방 절삭면에 제2 배출구 개구를 정의하며, 제2 냉각수 유입 채널의 제2 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제4 종축을 포함하는 제2 냉각수 배출 채널을 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 회전 절삭 공구는 축방향 전방 단부 및 축방향 후방 단부를 구비하는 공구 몸체 및 공구 몸체의 축방향 전방 단부에 분리가능하게 부착되도록 구성되고 배치된 교체가능한 절삭 인서트를 포함하되, 공구 몸체는 축방향 후방 단부로부터 축방향 전방 단부로 공구 몸체를 관통하여 연장되는 냉각 채널을 정의한다. 교체가능한 절삭 인서트는 전방 절삭면 및 공구 몸체의 축방향 전방 단부에 인접하여 위치 가능한 반대편의 후방 베이스를 구비하는 절삭 인서트 몸체, 및 절삭 인서트 몸체에 형성되고 절삭 인서트 몸체의 후방 베이스에 유입구 개구를 정의하며 종축을 구비하는 냉각수 유입 채널을 포함하되, 냉각수 유입 채널은 공구 몸체의 냉각 채널과 유체 연통하도록 위치가능하다. 또한 교체가능한 절삭 인서트는 절삭 인서트 몸체에 형성되고 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제1 냉각수 배출 채널을 포함하되, 제1 냉각수 배출 채널은 절삭 인서트 몸체의 전방 절삭면에 제1 배출구 개구를 정의하고, 제1 냉각수 배출 채널은 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제1 종축을 포함한다. 교체가능한 절삭 인서트는 절삭 인서트 몸체에 형성되고 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제2 냉각수 배출 채널을 더 포함하되, 제2 냉각수 배출 채널은 절삭 인서트 몸체의 전방 절삭면에 제2 배출구 개구를 정의하고, 제2 냉각수 배출 채널은 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제2 종축을 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 교체가능한 절삭 인서트를 제조하는 방법은 경질 절삭 재료 혼합물을 형성하는 단계, 제1 냉각수 배출 채널 및 제2 냉각수 배출 채널과 유체 연통하는 냉각수 유입 채널을 구비하는 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 형성하기 위하여 경질 절삭 재료 혼합물을 다이 내로 주입하는 단계를 포함하되, 제1 냉각수 배출 채널은 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제1 종축을 포함하고, 제2 냉각수 배출 채널은 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제2 종축을 포함한다. 또한, 방법은 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 다이로부터 제거하는 단계를 포함한다. 일 양태에서, 방법은 제1 냉각수 배출 채널을 형성하기 위한 제1 직선형 금형 요소, 제2 냉각수 배출 채널을 형성하기 위한 제2 직선형 금형 요소 및 냉각수 유입 채널을 형성하기 위한 제3 직선형 금형 요소를 포함하도록 다이를 구성하는 단계를 더 포함하되, 제1 직선형 금형 요소는 제3 직선형 금형 요소와 상호연결되고 제2 직선형 금형 요소는 제3 직선형 금형 요소와 상호연결된다. 다른 양태에서, 방법은 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 다이로부터 제거하기 전에 제1 및 제2 직선형 금형 요소들을 탈거하는 단계를 포함한다. 또 다른 양태에서, 대안적으로 방법은 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 다이로부터 제거한 후에 제1 및 제2 직선형 금형 요소들을 탈거하는 단계를 포함한다

본 발명의 이러한 양태들 및 다른 양태들은 본 명세서 및 도면들의 검토를 한 후 더욱 완전하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 양태에 따른, 회전 절삭 공구를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 양태에 따른, 도 1에서 도시된 회전 절삭 공구의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른, 도 2에서 도시된 회전 절삭 공구 몸체의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 양태에 따른, 도 2에서 도시된 교체가능한 절삭 인서트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 양태에 따른, 회전 절삭 공구 및, 특히, 도 1에서 도시된 교체가능한 절삭 인서트의 상면도이다.
도 6은 본 발명의 일 양태에 따른, 추가적인 교체가능한 절삭 인서트의 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 일 양태에 따른, 교체가능한 절삭 인서트를 제조하는 개략도이다.
도 7b는 본 발명의 일 양태에 따른, 교체가능한 절삭 인서트를 제조하는 개략도이다.

아래의 설명은 단지 본 발명의 다양한 양태들을 도시하기 위한 목적이며 본 발명의 범위를 제한하기 위한 목적은 아니다.

도 1 내지 5를 전반적으로 참조하면, 본 발명의 다양한 양태들에 따른, 전체가 참조 번호 10으로 표시된 회전 절삭 공구 및 회전 절삭 공구의 구성요소들이 도시된다. 오직 예시 목적을 위하여, 회전 절삭 공구(10)는 드릴 공구의 형태로 도시되지만 본 발명은 다양한 종류의 절삭 작업들에서 유용한 다양한 종류의 회전 절삭 공구들(예를 들면, 밀링 커터, 리머 또는 유사 장치)에 적용된다는 것이 이해될 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 회전 절삭 공구(10)는 공구 몸체(12)를 포함한다. 공구 몸체(12)는 축방향 후방 단부(14) 및 축방향 전방 단부(16)를 포함한다. 드릴의 형태인 회전 절삭 공구(10)의 예시에서, 공구 몸체(12)는 공구 몸체에 형성된 하나 이상의 플루트(17)를 정의할 수 있다. 또한 공구 몸체(12)는 축방향 후방 단부(14)로부터 축방향 전방 단부(16)로 공구 몸체(12)를 관통하여 연장되는 중심 종축(A-A)을 포함한다. 일 양태에서, 중심 종축(A-A)은 또한 회전 절삭 공구(10)의 중심 회전축이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 공구 몸체(12)는 축방향 후방 단부(14)로부터 축방향 전방 단부(16)로 공구 몸체를 관통하여 연장되는 냉각 채널(18)을 정의한다. 일 양태에서, 냉각 채널(18)은 회전 절삭 공구(10)의 중심 종축(A-A)에 또는 이에 인접하여 위치하지만, 냉각 채널(18)이 공구 몸체(12)의 다른 위치에 또는 공구 몸체(12) 전체에 위치될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 냉각 채널(18)은, 축방향 후방 단부(14)의 또는 이에 인접한 냉각 채널 유입구(20)로 유입되어 축방향 전방 단부(16)의 또는 이에 인접한 냉각 채널 배출구(22)로 냉각 채널(18)을 통하여 흐르는 냉각재를 제공하도록 구성된다. 냉각 채널(18)은 선형으로 도시되지만, 냉각 채널(18)이 다른 형태들 또는 구성들, 예를 들면 나선형으로 형성될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 1 내지 2 및 도 4 내지 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 양태에 따라, 회전 절삭 공구(10)는 일반적으로 참조 번호 24로 표시되는 교체가능한 절삭 인서트를 더 포함한다. 교체가능한 절삭 인서트(24)는 전방 절삭면(28) 및 대략 반대편의 후방 베이스(30)를 구비하는 절삭 인서트 몸체(26)를 포함한다. 교체가능한 절삭 인서트(24)는 공구 몸체(12)의 축방향 전방 단부(16)에 분리가능하게 부착되도록 구성되고 배치된다. 일 양태에서, 교체가능한 절삭 인서트(24)는 공구 몸체(12)의 축방향 전방 단부(16)에 형성된 포켓(32)과 협동하도록 구성되고 배치된 후방 베이스(30)에 의하여 공구 몸체(12)의 축방향 전방 단부(16)에 분리가능하게 부착된다. 일 양태에서, 교체가능한 절삭 인서트(24)는 기계적인 결합에 의하여 공구 몸체(12)의 축방향 전방 단부(16)에 분리가능하게 부착된다. 유용하게, 절삭 인서트가 사용 완료되고 마모로 인해 교체될 필요가 있는 경우 이러한 구성은 절삭 인서트(24)가 공구 몸체(12)로부터 용이하고 신속하게 탈착될 수 있게 한다.

교체가능한 절삭 인서트(24)는 전방 절삭면(28)으로부터 반대편의 후방 베이스(30)로 교체가능한 절삭 인서트를 관통하여 연장되는 중심 종축(B-B)을 포함한다. 일 양태에서, 중심 종축(B-B)은 또한 교체가능한 절삭 인서트(24)의 중심 회전축이다.

도 2 및 도 4 내지 5를 참조하면, 본 발명의 일 양태에 따른 교체가능한 절삭 인서트(24)는, 모두 절삭 인서트 몸체(26)에 형성된, 냉각수 유입 채널(34), 제1 냉각수 배출 채널(36) 및 제2 냉각수 배출 채널(38)을 더 포함한다. 제1 냉각수 배출 채널(36) 및 제2 냉각수 배출 채널(38)은 냉각수 유입 채널(34)과 유체 연통하도록 구성되고 배열된다. 냉각수 유입 채널(34)은 절삭 인서트 몸체(26)의 후방 베이스(30)에 또는 이에 인접한 유입구 개구(40)를 정의한다. 제1 냉각수 배출 채널(36)은 절삭 인서트 몸체(26)의 전방 절삭면(28)에 또는 이에 인접한 배출구 개구(42)를 정의한다. 제2 냉각수 배출 채널(38)은 절삭 인서트 몸체(26)의 전방 절삭면(28)에 또는 이에 인접한 배출구 개구(44)를 정의한다.

일 양태에서, 냉각수 유입 채널(34)은 교체가능한 절삭 인서트(24)의 중심 종축(B-B)에 또는 이에 인접하여 위치하지만, 냉각 채널(34)이 절삭 인서트 몸체(26)의 다른 위치에 또는 전체에 걸쳐 위치할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 냉각수 유입 채널(34)은 공구 몸체(12)의 냉각 채널(18)과 유체 연통하도록 구성되고 배치된다. 일 양태에서, 유입구 개구(40)는 냉각 채널 배출구(22)와 유체 연통하기 위하여 냉각 채널(18)의 냉각 채널 배출구(22)에 인접하여 위치가능하다.

그러므로, 냉각 채널(18), 냉각수 유입 채널(34) 및 제1 및 제2 냉각수 배출 채널(36, 38)의 설명되고 도시된 구성은 열을 감소시키고 회전 절삭 공구(10)의 사용 수명을 증가시키기 위하여, 그리고 보다 구체적으로는, 교체가능한 절삭 인서트(24)의 사용 수명을 증가시키기 위하여 냉각재를 회전 절삭 공구(10)를 관통하여 교체가능한 절삭 인서트(24)의 전방 절삭면(28)으로, 즉, 인서트-작업편 경계면으로 전달되도록 제공하는 것이 이해될 것이다.

도 4에서 도시된 바와 같이, 냉각수 유입 채널(34)은 종축, 예를 들면, 축(X-X)을 포함한다. 일 예시에서, 종축(X-X)은 중심 종축(B-B)과 일치할 수 있다. 일 예시에서, 종축(X-X)은 교체가능한 절삭 인서트(24)의 중심 종축(B-B)과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 제1 냉각수 배출 채널(36)은 종축, 예를 들면, 축(Y-Y)을 포함하고, 제2 냉각수 배출 채널(38)은 종축, 예를 들면, 축(Z-Z)을 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 냉각수 유입 채널(34)이 제1 냉각수 배출 채널(36)과 유체 연통하지만, 냉각수 유입 채널(34)의 종축(X-X)은 제1 냉각수 배출 채널(36)의 종축(Y-Y)과 축방향으로 일직선이 아니다. 다른 양태에서, 냉각수 유입 채널(34)은 선형이고 제1 냉각수 배출 채널(36)도 선형이며 냉각수 유입 채널(34)과 제1 냉각수 배출 채널(36)은 축방향으로 일직선이 아니다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 냉각수 유입 채널(34)이 제2 냉각수 배출 채널(38)과 유체 연통하지만, 냉각수 유입 채널(34)의 종축(X-X)은 제2 냉각수 배출 채널(38)의 종축(Z-Z)과 축방향으로 일직선이 아니다. 다른 양태에서, 냉각수 유입 채널(34)은 선형이고 제2 냉각수 배출 채널(38)도 선형이며 냉각수 유입 채널(34)과 제2 냉각수 배출 채널(38)은 축방향으로 일직선이 아니다.

계속 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 양태는 제1 냉각수 배출 채널(36)이 냉각수 유입 채널(34)에 대하여 일정 각도(M)로 연장되는 것이다. 다시 말해, 제1 냉각수 배출 채널(36)의 종축(Y-Y)은 냉각수 유입 채널(34)의 종축(X-X)에 대하여 일정 각도(M)로 연장된다. 일정 각도(M)는, 예를 들면, 약 90도에서 약 160도의 범위 내에 있을 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 제2 냉각수 배출 채널(38)이 냉각수 유입 채널(34)에 대하여 일정 각도(N)로 연장되는 것이다. 다시 말해, 제2 냉각수 배출 채널(38)의 종축(Z-Z)은 냉각수 유입 채널(34)의 종축(X-X)에 대하여 일정 각도(N)로 연장된다. 일정 각도(N)는, 예를 들면, 약 90도에서 약 160도의 범위 내에 있을 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 제1 냉각수 배출 채널(36)의 종축(Y-Y)은 제2 냉각수 배출 채널(38)의 종축(Z-Z)과 축방향으로 일직선이 아니다. 본 발명의 다른 양태에서, 제1 냉각수 배출 채널(36)의 종축(Y-Y)은 제2 냉각수 배출 채널(38)의 종축(Z-Z)에 대하여 일정 각도(P)에 위치한다. 일정 각도(P)는, 예를 들면, 약 20도에서 약 180도의 범위 내에 있을 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 양태들에 따른 추가적인 교체가능한 절삭 인서트(124)가 도시된다. 교체가능한 절삭 인서트(124)는 여기에서 설명된 교체가능한 절삭 인서트(24)와 대부분 유사하나, 교체가능한 절삭 인서트(124)는 모두 절삭 인서트 몸체(126)에 형성된, (개구(142)를 정의하는)제1 냉각수 배출 채널(136)과 유체 연통하는 (개구(140)를 정의하는)제1 냉각수 유입 채널(134) 및 (개구(144)를 정의하는)제2 냉각수 배출 채널(138)과 유체 연통하는 (개구(143)를 정의하는)제2 냉각수 유입 채널(137)을 더 포함한다. 일 양태에서, 제1 냉각수 유입 채널(134)은 제2 냉각수 유입 채널(137)과 평행하다. 다른 양태에서, (중심 종축(X1-X1)을 구비하는)제1 냉각수 유입 채널(134) 및 (중심 종축(X2-X2)을 구비하는)제2 냉각수 유입 채널(137)은 평행하며 교체가능한 절삭 인서트(124)의 (또한 교체가능한 절삭 인서트(124)의 중심 회전축일 수 있는)중심 종축(B-B)과 오프셋된다.

계속 도 6을 참조하면, 제1 냉각수 배출 채널(136)은 종축, 예를 들면, 축(Y-Y)을 포함하며, 제2 냉각수 배출 채널(138)은 종축, 예를 들면, 축(Z-Z)을 포함한다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 제1 냉각수 유입 채널(134)이 제1 냉각수 배출 채널(136)과 유체 연통하지만, 제1 냉각수 유입 채널(134)의 종축(X1-X1)은 제1 냉각수 배출 채널(136)의 종축(Y-Y)과 축방향으로 일직선이 아니다. 다른 양태에서, 제1 냉각수 유입 채널(134)은 선형이고 제1 냉각수 배출 채널(136)도 선형이며 제1 냉각수 유입 채널(134)과 제1 냉각수 배출 채널(136)은 축방향으로 일직선이 아니다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 제2 냉각수 유입 채널(137)이 제2 냉각수 배출 채널(138)과 유체 연통하지만, 제2 냉각수 유입 채널(137)의 종축(X2-X2)은 제2 냉각수 배출 채널(138)의 종축(Z-Z)과 축방향으로 일직선이 아니다. 다른 양태에서, 제2 냉각수 유입 채널(137)은 선형이고 제2 냉각수 배출 채널(138)도 선형이며 제2 냉각수 유입 채널(137)과 제2 냉각수 배출 채널(138)은 축방향으로 일직선이 아니다.

본 발명의 다른 양태에서, 교체가능한 절삭 인서트(24)에 대하여 여기에서 설명되고 도 4에 도시된 바와 유사하게, 제1 냉각수 배출 채널(136)은 제1 냉각수 유입 채널(134)에 대하여 일정 각도로 연장되며 제2 냉각수 배출 채널(138)은 제2 냉각수 유입 채널(137)에 대하여 일정 각도로 연장된다. 예를 들면, 제1 냉각수 배출 채널(136)은 제1 냉각수 유입 채널(134)에 대하여 동일하거나 유사한 각도(M)로 연장될 수 있고 제2 냉각수 배출 채널(138)은 제2 냉각수 유입 채널(137)에 대하여 동일하거나 유사한 각도(N)로 연장될 수 있다. 절삭 인서트(124)에 대하여 공구 몸체(12)에 형성된 냉각 채널(18)은 제1 냉각수 유입 채널(134) 및 제2 냉각수 유입 채널(137)을 수용하기 위하여 갈라지도록 재구성될 필요가 있다는 것이 이해될 것이다.

회전 절삭 공구(10)의 공구 몸체(12)부는, 예를 들면, 강철 또는 유사한 특성 및 성질을 갖는 임의의 다른 적합한 재료들로 제조된다. 교체가능한 절삭 인서트(24)는 경질 절삭 재료, 예를 들면, 텅스텐 카바이드 절삭 합금, 산화 세라믹, 또는 유사한 특성 및 성질을 갖는 임의의 다른 적합한 재료들로 제조된다.

또한, 예를 들면, 교체가능한 절삭 인서트(24)와 같은 교체가능한 절삭 인서트를 제조하는 방법이 제공된다. 일 양태에서, 방법은 경질 절삭 재료 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다. 설명된 바와 같이, 교체가능한 절삭 인서트는 경질 절삭 재료, 예를 들면, 텅스텐 카바이드 절삭 합금, 산화 세라믹, 또는 유사한 특성 및 성질을 갖는 임의의 다른 적합한 재료들로 제조될 수 있다. 경질 절삭 재료 이외에, 예를 들면, 열가소성 결합제가 혼합물을 제조하기 위하여 첨가된다. 일 양태에서, 열가소성 결합제는 예를 들면, 카바이드 분말과 융점 이상에서 혼합되는데, 이러한 온도에서 분말이 잘 분산되고 혼합물이 잘 유동한다.

다른 양태에서, 방법은 냉각수 배출 채널(예를 들면, 제1 냉각수 배출 채널(36))과 유체 연통하는 냉각수 유입 채널(예를 들면, 냉각수 유입 채널(34))을 구비하는 교체가능한 절삭 인서트 몸체(예를 들면, 인서트 몸체(26))를 형성하기 위하여 경질 절삭 재료 혼합물을 다이(die)로 주입하는 단계를 포함하되, 냉각수 유입 채널은 냉각수 배출 채널의 종축(예를 들면 축(Y-Y))과 축방향으로 일직선이 아닌 종축(예를 들면 축(X-X))을 포함한다. 또한 절삭 인서트 몸체는 추가적인 또는 제2의 냉각수 배출 채널(예를 들면, 제2 냉각수 배출 채널(38))을 구비하도록 형성될 수 있으며, 냉각수 유입 채널의 종축은 추가적인 또는 제2의 냉각수 배출 채널의 종축(예를 들면 축(Z-Z))과 축방향으로 일직선이 아니다.

설명된 구조나 그 변형예들을 갖는 교체가능한 절삭 인서트를 제조하기 위하여, 방법은, 제1 냉각수 배출 채널을 형성하기 위한 제1 직선형 금형 요소(46a, 46b), 제2 냉각수 배출 채널을 형성하기 위한 제2 직선형 금형 요소(48a, 48b), 및 냉각수 유입 채널을 형성하기 위한 제3 직선형 금형 요소(50a, 50b)를 포함하도록 다이를 구성함으로써, 예를 들면, 교체가능한 절삭 인서트들(24a 및/또는 24b)(각각 도 7a 및 7b에 개략적으로 도시됨)을 형성하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 제1 직선형 금형 요소(46a, 46b)는 제3 직선형 금형 요소(50a, 50b) 각각과 상호연결되도록 구성되며, 제2 직선형 금형 요소(48a, 48b)도 또한 제3 직선형 금형 요소(50a, 50b) 각각과 상호연결되도록 구성된다. 일 양태에서, 직선형 금형 요소들은, 예를 들면, 형성되는 냉각 채널들의 필요한 형상을 제공하도록 형성되고 구성된 둥근 핀 또는 유사 요소들일 수 있다. 다른 양태에서, 직선형 금형 요소들, 예를 들면, 핀들은 서로 접촉하는 경우에는 연동되고 교체가능한 절삭 인서트 몸체로부터 제거되는 동안에는 분리되는 방식으로 구성될 수 있다. 이렇게 함으로써 형성된 채널이 불연속적으로 되거나 또는 크랙과 같은 결함을 가질 수 있는, 주입 중의 핀들의 휘어지는 가능성을 방지한다.

다른 양태에서, 방법은 교체가능한 절삭 인서트 몸체 및 상응하는 직선형 금형 요소들을 다이로부터 제거하는 단계를 포함한다. 다이로부터 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 제거하는 것은 한가지 보다 많은 방법으로 수행될 수 있다.

첫 번째로, 도 7a를 참조하면, 본 발명의 일 양태는 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 다이로부터 제거하는 단계를 포함하며, 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 다이로부터 제거한 후에 제1 직선형 금형 요소(46a) 및 제2 직선형 금형 요소(48a)를 탈거하는 단계를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 제1 및 제2 직선형 금형 요소들(46a, 48b)은 다이 개방 동작 방향과 일직선이 아니며(예를 들면, 화살표(D)로 표시된 바와 같이), 따라서 기계적인 수단, 예를 들면 기계적인 캠의 보조 없이 다이 개방에 의하여 직접적으로 제거될 수 없다. 그러므로, 직선형 금형 요소들(46a, 48b)은 부품이 다이로부터 제거된 후에 제거될 수 있다. 이를 달성하기 위하여, 수직부(46aa 및 48aa)에 의하여 도시된 바와 같이, 직선형 금형 요소들(46a, 48b)은 공구 동공 내에서 서로 동일 선상에 있지 않지만, 동공을 빠져 나와 다이로 유입되는 지점에서 각도를 변경하게 될 것이다. 각도는 두 개의 공구들 모두가 다이 개방 또는 부분 배출의 축(보통 동일 축)과 일직선이 되도록 변할 수 있다. 이렇게 함으로써 간단한 배출에 의하여 직선형 금형 요소들(46a, 48a)로 몰드된 인서트를 그대로 제거하는 것을 가능하게 할 것이다. 이어서 몸체로부터 돌출되는 직선형 금형 요소들(46a, 48a)의 수직부들(46aa 및 48aa)은 직선형 금형 요소들(48a, 50a)을 몸체로부터 화살표(F 및 G)에 의하여 도시된 바와 같은 각 방향으로 당기는데 사용된다. 이후 직선형 금형 요소들(46a, 48a)은 다음 주입을 위하여 다시 다이 내로 고정된다.

두 번째로, 도 7b를 참조하면, 본 발명의 다른 양태는 다이로부터 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 제거하는 단계가 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 다이로부터 제거하기 전에 제1 직선형 금형 요소(46b) 및 제2 직선형 금형 요소(48b)를 탈거하는 단계를 포함할 수 있도록 한다. 제1 및 제2 직선형 금형 요소들(46b, 48b)는 공구의 공동부를 통과하여 연장될 것이며, 그런 다음, 제1 및 제2 직선형 금형 요소들이 몰드 개방/배출의 축에 동일 선상(예를 들면, 화살표(D)에 의하여 표시됨)이 아니기 때문에 다이의 개방에 의하여 직접적으로 제거될 수 없는 직선형 금형 요소들(46b, 48b)을(화살표(F 및 G)에 의하여 도시된 바와 같은 각각의 방향으로) 제거하는데 사용되는 유압 또는 기계적인 작동에 연결된다. 유압 또는 기계적인 작동은 다이의 개방 전에 그리고 몸체의 방출 전에 이러한 직선형 금형 요소들(46b, 48b)을 제거하는데 사용된다.

제3 직선형 금형 요소들(50a, 50b)는 다이 개방 동작에 의하여 공동으로부터 (화살표(H)에 의하여 표시된 방향으로) 직접적으로 제거될 수 있는데, 그 이유는 이러한 요소들이, 예컨대 핀들이, 예를 들면 화살표(D)에 의하여 표시되는 바와 같이, 다이 개방 축과 동일 선상이거나 동일한 대략적인 방향이기 때문이다.

본 발명의 특정한 양태들이 예시의 목적으로 위에서 설명되었지만, 본 발명의 세부사항들의 많은 변형예들이 첨부되는 청구항들에서 정의된 바와 같이 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것은 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims

전방 절삭면 및 반대편의 후방 베이스를 구비하는 절삭 인서트 몸체;
상기 절삭 인서트 몸체에 형성되고 상기 절삭 인서트 몸체의 상기 후방 베이스에 유입구 개구를 정의하는 냉각수 유입 채널로서, 종축을 구비하는 냉각수 유입 채널;
상기 절삭 인서트 몸체에 형성되고 상기 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제1 냉각수 배출 채널로서, 상기 절삭 인서트 몸체의 상기 전방 절삭면에 제1 배출구 개구를 정의하며, 상기 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제1 종축을 포함하는 제1 냉각수 배출 채널; 및
상기 절삭 인서트 몸체에 형성되고 상기 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제2 냉각수 배출 채널로서, 상기 절삭 인서트 몸체의 상기 전방 절삭면에 제2 배출구 개구를 정의하며, 상기 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제2 종축을 포함하는 제2 냉각수 배출 채널을 포함하는, 교체가능한 절삭 인서트.
제1항에 있어서, 상기 제1 냉각수 배출 채널은 선형이고 상기 제2 냉각수 배출 채널도 선형인, 교체가능한 절삭 인서트.
제2항에 있어서, 상기 냉각수 유입 채널은 선형인, 교체가능한 절삭 인서트.
제3항에 있어서, 상기 제1 냉각수 배출 채널은 상기 냉각수 유입 채널에 대하여 제1 각도로 연장되되, 상기 제1 각도는 약 90도에서 약 160도의 범위에 있는, 교체가능한 절삭 인서트.
제4항에 있어서, 상기 제2 냉각수 배출 채널은 상기 냉각수 유입 채널에 대하여 제2 각도로 연장되되, 상기 제2 각도는 약 90도에서 약 160도의 범위에 있는, 교체가능한 절삭 인서트.
제5항에 있어서, 상기 제1 냉각수 배출 채널은 상기 제2 냉각수 배출 채널에 대하여 제3 각도로 연장되되, 상기 제3 각도는 약 20도에서 약 180도의 범위에 있는, 교체가능한 절삭 인서트.
제1항에 있어서, 상기 냉각수 유입 채널의 상기 종축은 상기 교체가능한 절삭 인서트의 중심 회전축과 동일한 방향으로 연장되는, 교체가능한 절삭 인서트.
제1항에 있어서, 상기 냉각수 유입 채널의 상기 종축은 상기 교체가능한 절삭 인서트의 중심 회전축과 일치하는, 교체가능한 절삭 인서트.
전방 절삭면 및 반대편의 후방 베이스를 구비하는 절삭 인서트 몸체;
상기 절삭 인서트 몸체에 형성되고 상기 절삭 인서트 몸체의 상기 후방 베이스에 제1 유입구 개구를 정의하는 제1 냉각수 유입 채널로서, 제1 종축을 구비하는 제1 냉각수 유입 채널;
상기 절삭 인서트 몸체에 형성되고 상기 절삭 인서트 몸체의 상기 후방 베이스에 제2 유입구 개구를 정의하는 제2 냉각수 유입 채널로서, 제2 종축을 구비하는 제2 냉각수 유입 채널;
상기 절삭 인서트 몸체에 형성되고 상기 제1 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제1 냉각수 배출 채널로서, 상기 절삭 인서트 몸체의 상기 전방 절삭면에 제1 배출구 개구를 정의하며, 상기 제1 냉각수 유입 채널의 상기 제1 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제3 종축을 포함하는 제1 냉각수 배출 채널; 및
상기 절삭 인서트 몸체에 형성되고 상기 제2 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제2 냉각수 배출 채널로서, 상기 절삭 인서트 몸체의 상기 전방 절삭면에 제2 배출구 개구를 정의하며, 상기 제2 냉각수 유입 채널의 상기 제2 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제4 종축을 포함하는 제2 냉각수 배출 채널을 포함하는, 교체가능한 절삭 인서트.
제9항에 있어서, 상기 제1 냉각수 배출 채널은 선형이고 상기 제2 냉각수 배출 채널도 선형인, 교체가능한 절삭 인서트.
제10항에 있어서, 상기 제1 냉각수 유입 채널은 선형이고 상기 제2 냉각수 유입 채널도 선형인, 교체가능한 절삭 인서트.
제11항에 있어서, 상기 제1 냉각수 배출 채널은 상기 제1 냉각수 유입 채널에 대하여 제1 각도로 연장되되, 상기 제1 각도는 약 90도에서 약 160도의 범위에 있는, 교체가능한 절삭 인서트.
제12항에 있어서, 상기 제2 냉각수 배출 채널은 상기 제2 냉각수 유입 채널에 대하여 제2 각도로 연장되되, 상기 제2 각도는 약 90도에서 약 160도의 범위에 있는, 교체가능한 절삭 인서트.
제9항에 있어서, 상기 제1 냉각수 유입 채널의 상기 제1 종축 및 상기 제2 냉각수 유입 채널의 상기 제2 종축은 모두 상기 교체가능한 절삭 인서트의 중심 회전축과 동일한 방향으로 연장되는, 교체가능한 절삭 인서트.
제9항에 있어서, 상기 제1 냉각수 유입 채널의 상기 제1 종축 및 상기 제2 냉각수 유입 채널의 상기 제2 종축은 평행한, 교체가능한 절삭 인서트.
축방향 전방 단부 및 축방향 후방 단부를 구비하고, 상기 축방향 후방 단부로부터 상기 축방향 전방 단부로 공구 몸체를 관통하여 연장되는 냉각 채널을 정의하는 공구 몸체; 및
상기 공구 몸체의 상기 축방향 전방 단부에 분리가능하게 부착되도록 구성되고 배치된 교체가능한 절삭 인서트를 포함하되,
상기 교체가능한 절삭 인서트는,
전방 절삭면, 및 상기 공구 몸체의 상기 축방향 전방 단부에 인접하여 위치가능한 반대편의 후방 베이스를 구비하는 절삭 인서트 몸체;
상기 절삭 인서트 몸체에 형성되고 상기 절삭 인서트 몸체의 상기 후방 베이스에 유입구 개구를 정의하는 냉각수 유입 채널로서, 종축을 구비하며, 상기 공구 몸체의 상기 냉각 채널과 유체 연통하도록 위치가능한, 냉각수 유입 채널;
상기 절삭 인서트 몸체에 형성되고 상기 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제1 냉각수 배출 채널로서, 상기 절삭 인서트 몸체의 상기 전방 절삭면에 제1 배출구 개구를 정의하며, 상기 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제1 종축을 포함하는 제1 냉각수 배출 채널; 및
상기 절삭 인서트 몸체에 형성되고 상기 냉각수 유입 채널과 유체 연통하는 제2 냉각수 배출 채널로서, 상기 절삭 인서트 몸체의 상기 전방 절삭면에 제2 배출구 개구를 정의하며, 상기 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제2 종축을 포함하는 제2 냉각수 배출 채널을 포함하는 것인,
회전 절삭 공구.
경질 절삭 재료 혼합물을 형성하는 단계;
제1 냉각수 배출 채널 및 제2 냉각수 배출 채널과 유체 연통하는 냉각수 유입 채널을 구비하는 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 형성하기 위하여 상기 경질 절삭 재료 혼합물을 다이로 주입하는 단계로서, 상기 제1 냉각수 배출 채널은 상기 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제1 종축을 포함하고, 상기 제2 냉각수 배출 채널은 상기 냉각수 유입 채널의 종축과 축방향으로 일직선이 아닌 제2 종축을 포함하는 것인, 주입 단계; 및
상기 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 상기 다이로부터 제거하는 단계를 포함하는, 교체가능한 절삭 인서트를 제조하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 제1 냉각수 배출 채널을 형성하기 위한 제1 직선형 금형 요소, 상기 제2 냉각수 배출 채널을 형성하기 위한 제2 직선형 금형 요소 및 상기 냉각수 유입 채널을 형성하기 위한 제3 직선형 금형 요소를 포함하도록 상기 다이를 구성하는 단계를 포함하되, 상기 제1 직선형 금형 요소는 상기 제3 직선형 금형 요소와 상호연결되고 상기 제2 직선형 금형 요소는 상기 제3 직선형 금형 요소와 상호연결되는 것인, 방법.
제18항에 있어서, 상기 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 상기 다이로부터 제거하기 전에 상기 제1 및 제2 직선형 금형 요소들을 탈거하는 단계를 포함하는, 방법.
제18항에 있어서, 상기 교체가능한 절삭 인서트 몸체를 상기 다이로부터 제거한 후에 상기 제1 및 제2 직선형 금형 요소들을 탈거하는 단계를 포함하는, 방법.