KR20150088795A - 후방 탄성 슬릿을 갖는 절삭 삽입체 및 절삭 공구 - Google Patents

후방 탄성 슬릿을 갖는 절삭 삽입체 및 절삭 공구 Download PDF

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Abstract

본 발명의 절삭 삽입체는 헤드 부분 및 종방향 삽입체 축을 따라 헤드 부분으로부터 후방으로 돌출하는 커플링 부분을 구비한다. 헤드 부분은 베이스 평면을 형성하는 그 후방 단부에 베이스 표면 및 2개의 주 표면을 갖는다. 커플링 부분 후방 표면이 베이스 표면으로부터 종방향으로 이격되고 원통형 커플링 주연 표면은 커플링 부분 후방 표면과 베이스 표면 사이에서 연장한다. 탄성 슬릿은 슬릿 내부 단부 평면에서 종단하는 슬릿 내부 단부를 향해 수렵하는 2개의 대향하는 내부 벽을 구비한다. 슬릿 내부 단부 평면은 베이스 평면에 평행하고 소정의 종방향 거리만큼 그로부터 이격된다. 탄성 슬릿의 내부 벽은 그들 사이에 제1 예각 슬릿 각도를 형성한다.

Description

후방 탄성 슬릿을 갖는 절삭 삽입체 및 절삭 공구{CUTTING TOOL AND CUTTING INSERT WITH A REARWARD RESILIENCE SLIT}
본 발명은 일반적으로 절삭 삽입체가 공구 자루 홀더 내에 탄성적으로 그리고 제거 가능하게 자체-클램핑되는 절삭 공구에 관한 것이며, 구체적으로는 그러한 홀더 내로 장착하기 위한 후방 탄성 슬릿을 구비하는 절삭 삽입체에 관한 것이다.
절삭 공구 그리고 특히 드릴은 스크루와 같은 체결 부재에 의해 또는 탄성력에 의해 공구 홀더에 제거 가능하게 고정되는 절삭 삽입체 또는 절삭 헤드를 포함할 수 있다. 드릴과 같은 절삭 삽입체가 금속 절삭 작업 전에 공구 홀더에 체결된다. 절삭 삽입체는 통상적으로 초경합금 또는 서멧과 같은 경질 금속으로 이루어진다. 공구 홀더는 스틸로 이루어질 수 있거나 또는 초경합금 또는 서멧과 같은 경질 재료로 이루어질 수 있다. 이러한 절삭 공구 및 절삭 삽입체의 예는 US5228812, US5749689, US6485235, US6582164, US7048480, US2010/155144 및 US2010/143059에 개시된다.
본 출원의 요지의 일 목적은 호환성 공구 자루 홀더로 탄성적으로 자체-클램핑하기 위해 커플링 부분에 단일의 탄성 슬릿을 구비하는 향상되고 신규한 드릴 절삭 삽입체를 제공하는 것이다.
본 출원의 요지에 따르면, 전방 방향에서 후방 방향으로 연장하는 종방향 삽입체 축을 갖는 절삭 삽입체가 제공되는데, 상기 절삭 삽입체는 헤드 부분 및 커플링 부분을 포함한다.
헤드 부분은 2개의 대향하는 주 표면 및 그 사이에서 연장하는 헤드 주연 표면을 갖는데, 헤드 주연 표면은 헤드 부분의 후방 단부에 베이스 표면을 포함하고, 베이스 표면은 삽입체 축에 수직한 베이스 평면을 형성하고, 각각의 주 표면은 개별적인 제1 교차부에서 베이스 표면과 교차한다.
커플링 부분은 삽입체 축을 따라 베이스 표면으로부터 후방으로 돌출한다. 커플링 부분은 삽입체 축을 따라 베이스 표면으로부터 이격되는 후방 표면 및 그들 사이에서 연장하는 원통형 커플링 주연 표면을 구비한다. 커플링 주연 표면은 전이 영역에서 베이스 표면과 교차한다.
또한, 커플링 부분은 전방 방향에서 후방 방향으로부터 연장하고 커플링 주연 표면에 대해 개방된 탄성 슬릿을 포함한다. 탄성 슬릿은, 삽입체 축에 수직한 슬릿 내부 단부 평면에서 종단하는 슬릿 내부 단부를 향해 전방 방향에서 수렴하는 2개의 대향하는 내부 벽을 구비한다.
슬릿 내부 단부 평면은 소정의 종방향 거리만큼 베이스 평면으로부터 이격되고, 탄성 슬릿의 내부 벽들은 그들 사이에 제1 예각 슬릿 각도를 형성한다.
또한, 본 출원의 요지에 따르면 전술된 절삭 삽입체가 억지 끼워맞춤에 의해 공구 자루에 탄성적으로 고정되는 공구 자루를 갖는 절삭 공구가 제공된다.
본 발명의 더욱 양호한 이해를 위해 그리고 본 발명이 실제로 어떻게 수행될 수 있는지를 교시하기 위해, 이제 첨부된 도면이 참조될 것이다.
도 1은 조립된 위치에 있는 본 발명에 따른 절삭 공구의 사시도이다.
도 2는 조립 해제된 위치에 있는 도 1의 절삭 공구의 사시도이다.
도 3은 도 1의 절삭 공구의 절삭 삽입체의 사시도이다.
도 4는 도 3의 절삭 삽입체의 측면도이다.
도 5는 도 3의 절삭 삽입체의 후면도이다.
도 6은 부분적으로 조립된 위치에 있는 도 1의 절삭 공구의 정면도이다.
도 7은 조립된 위치에 있는 도 1의 절삭 공구의 정면도이다.
도 8은 절삭 라인 VIII- VIII을 따라 취해진 도 7의 절삭 공구의 단면도이다.
도 9는 절삭 라인 IX- IX를 따라 취해진 도 7의 절삭 공구의 단면도이다.
도 10은 도 1의 절삭 공구의 공구 자루의 정면 사시도이다.
도 11은 도 1의 절삭 공구의 부분적인 투과 측면도이다.
도 12는 절삭 라인 XII-XII를 따라 취해진 도 11의 절삭 공구의 단면도이다.
도 13은 절삭 라인 XIII-XIII을 따라 취해진 도 11의 절삭 공구의 단면도이다.
도 14는 중립 위치 및 조립된 위치에 있는 도 3의 절삭 삽입체의 커플링 부분의 측면도이다.
도시의 간편함과 명료함을 위해, 도면에 도시된 요소들은 반드시 비율에 맞춰 도시되지 않았다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 요소들 중 일부의 치수는 명료함을 위해 다른 요소에 비해 과장될 수 있거나 또는 몇몇 물리적 구성 요소는 하나의 기능적 블록 또는 요소 내에 포함될 수 있다. 또한, 적절하게 고려된 경우에 도면 부호는 대응하거나 유사한 요소를 지사하기 위해 도면들 사이에서 반복될 수 있다.
후속하는 설명에서, 본 발명의 다양한 양태가 설명될 것이다. 설명을 목적으로 특정한 구성 및 세부 사항이 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 하지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자라면 본 발명이 본원에 제공된 특정한 세부 사항 없이 구현될 수 있다는 것도 이해할 것이다. 또한, 공지된 구성은 본 발명이 불분명해지지 않도록 생략 또는 간소화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 공구(100)를 도시하는 도 1 및 도 2를 참조한다. 절삭 공구(100)는 회전 축(B)을 갖는 회전식 절삭 공구, 예컨대 드릴이다. 절삭 공구(100)는 공구 자루(150) 및 절삭 삽입체(102)를 포함하며, 절삭 삽입체(102)는 공구 자루(150) 상에 탄성적 자체-클램핑 방식으로 제거 가능하게 장착된다. 절삭 공구(100)는 회전 방향(R)으로 회전 축(B)을 중심으로 회전한다.
절삭 삽입체(102)는 금속 절삭 작업에 사용되는 종류의 것일 수 있어서 금속 절삭 삽입체로도 지칭될 수 있는데, 이는 절삭 삽입체가 금속을 절삭하는데 사용될 수 있으며, 절삭 삽입체가 반드시 금속으로 이루어질 필요는 없다는 것을 의미한다. 바람직한 실시예에서, 절삭 삽입체(102)는 초경합금 또는 서멧과 같은 경질 금속으로 이루어지며, 드릴링 또는 종종 칩 제거 작업으로도 불리는 다른 금속 절삭 작업에 채용된다.
도 3 내지 도 5를 더 참조하면, 절삭 삽입체(102)의 다른 도면이 도시된다. 절삭 삽입체(102)는 전방 방향(DF)에서 후방 방향(DR)을 향해 연장하는 종방향 삽입체 축(A)을 갖는다. 절삭 삽입체(102)는 헤드 부분(104) 및 커플링 부분(116)을 갖는다. 헤드 부분(104)은 후방 단부(112) 및 전방 단부(136)를 갖는다. 헤드 부분(104)은 2개의 대향하는 주 표면(106) 및 그들 사이에서 연장하는 헤드 주연 표면(108)을 포함한다. 헤드 주연 표면(108)은 헤드 부분(104)의 후방 단부(112)에서 베이스 표면(110)을 포함한다. 베이스 표면(110)은 삽입체 축(A)에 수직하게 연장하는 베이스 평면(P1)을 형성한다. 각각의 주 표면(106)은 개별적인 제1 교차부(114)에서 베이스 표면(110)과 교차한다.
헤드 주연 표면(108)은 헤드 부분(104)의 전방 단부(136)에서 전방 표면(134)을 더 포함한다. 각각의 주 표면(106)은 전방 표면(134)과 교차한다. 각각의 이러한 교차의 일부가 헤드 부분(104)의 전방 단부(136)에서 개별적인 주 절삭 에지(138)를 형성한다. 삽입체 플루트 표면(107)이 개별적인 주 표면(106) 상에서 각각의 절삭 에지(138)로부터 후방으로 연장한다.
베이스 부분(110)은, 삽입체 축(A)에 수직하게 그리고 삽입체 축 주위에 대칭으로 연장하는 2개의 삽입체 횡방향 접촉 표면(123)을 포함한다. 주 표면(106)의 각각은 삽입체 축(A)을 따라 연장하는 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)을 더 포함한다. 각 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)은 삽입체 축(A) 및 베이스 표면(110)을 향해 헤드 주연 표면(108)으로부터 연장하여, 상기 2개의 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)은 삽입체 축(A)을 중심으로 대칭으로 배열된다. 보유 레지(ledge)(133)가 개별적인 삽입체 횡방향 접촉 표면(123)의 일부를 따라 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)의 각각의 후방 단부로부터 원주방향으로 연장한다.
커플링 부분(116)은 삽입체 축(A)을 따라 베이스 표면(110)으로부터 후방으로 돌출한다. 커플링 부분(116)은 베이스 표면(110)으로부터 이격된 후방 표면(118)을 포함한다. 원통형 커플링 주연 표면(120)은 후방 표면(118)과 베이스 표면(110) 사이에서 연장하여, 커플링 부분(116)에 대한 원통형 인벨로프를 형성한다. 커플링 주연 표면(120)은 원주 방향 전이 영역(122)에서 베이스 표면(110)과 커플링된다. 전이 영역(122)은 제1 교차부(114)로부터 이격된다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 전이 영역(122)은 베이스 표면(110)에 의해 완전히 둘러싸이며 사실상의 원형 경계부(132)를 갖는다.
커플링 부분(116)은 또한 전방 방향(DF)에서 후방 표면(118)으로부터 연장하는 탄성 슬릿(124)을 포함하는데, 이는 커플링 주연 표면(120)에 대해 개방된다. 탄성 슬릿(124)은 2개의 대향하는 내부 벽(131)을 구비하는데, 이 벽들은 삽입체 축(A)에 수직하게 연장하는 슬롯 내부 단부 평면(P2)에서 종단하는 슬롯 내부 단부(126)을 향해 전방 방향(DF)에서 수렴한다. 슬릿 내부 단부 평면(P2)은 종방향 거리(D)만큼 베이스 평면(P1)으로부터 이격되어, 탄성 슬릿(124)은 커플링 부분(116)에서 종료하고 절삭 삽입체(102)의 헤드 부분(104) 내로 추가로 연장하지 않는다. 이러한 방식으로, 절삭 삽입체(102)의 탄성적 자체-클램핑의 전부가 커플링 부분(116) 내에서 그리고 특히 후방 표면(118)에 인접하여 일어난다. 이는 헤드 부분(104) 그리고 특히 기계가공 작업 도중 절삭 삽입체(102) 상에 작용하는 측방향 힘(side-force)에 특히 영향을 받기 쉬운 전이 영역(122)에 안정성을 제공한다. 또한, 종방향 거리(D)로 인해, 슬릿 내부 단부 평면(P2)과 베이스 평면(P1) 사이에서 삽입체 축(A)에 수직하게 취해진 커플링 부분(116)의 단면이 완전한 분할되지 않은 단면(128)(예컨대, 원형 또는 타원형 단면)을 갖는다. 이는 상세하게 후술되는 바와 같이 도 12의 단면에 도시된다.
커플링 부분(116)의 후방 표면(118)은 삽입체 축(A)에 수직하게 연장하는 단부 평면(P3)을 형성한다. 탄성 슬릿(124)은 슬릿 내부 단부 평면(P2)과 단부 평면(P3) 사이에 종방향 슬릿 길이(H)를 갖는다. 종방향 거리(D)는 종방향 슬릿 길이(H)보다 통상적으로 작다.
탄성 슬릿(124)은 커플링 부분(116)을 2개의 커플링 레그(117)로 분할한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성 슬릿 평면(PS)은 커플링 레그(117)들 사이의 사실상 중심에서 주 탄성 슬릿(124)을 통과하여, 커플링 레그(117)는 탄성 슬릿 평면(PS) 주위에 거울-대칭이다. 탄성 슬릿 평면(PS)은 삽입체 축(A)을 포함한다. 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)은 삽입체 축(A)에 대해 그리고 서로에 대해 평행한 제1 및 제2 반경방향 접촉 평면(PA1, PA2)을 형성한다. 탄성 슬릿 평면(PS)은 제1 및 제2 반경방향 접촉 평면(PA1, PA2)에 수직이다. 탄성 슬릿(124)으로 인해, 커플링 부분(116)은 탄성적으로 변형될 수 있으며, 그 결과 충분한 힘이 탄성 슬릿 평면(PS)의 방향으로 커플링 주연 표면(120) 상에 가해질 때, 각각의 커플링 레그(117)는 삽입체 축(A)에 접근한다.
도 4는, 절삭 삽입체(102)가 중립 위치에 있을 때(즉, 절삭 공구 홀더(150) 내로 장착되지 않았을 때) 탄성 슬릿 평면(PS)(즉, 삽입체 축(A)에 수직)을 따라 조망된 절삭 삽입체(102)의 측면도를 도시한다. 이 측면도에 따르면, 탄성 슬릿(124)의 내부 벽(131)은 그들 사이에 제1 예각 슬릿 각도(α1)를 형성하는데, 이는 슬릿 내부 단부(126)로부터 후방 표면(118)을 향해 연장한다. 이는 탄성 슬릿(124)의 후방 V-형상을 형성한다. 도 4 및 도 14에 도시된 바와 같이, 각 커플링 레그(117)는 탄성 슬릿 평면(PS)에 수직인 방향으로 두께(T)를 갖는데, 상기 두께(T)는 후방 표면(118)을 향하는 방향으로 감소된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 공구 자루(150)는 대체로 원통형 형상을 가지며, 수용 부분(152)을 갖는 자루 전방 단부(154)를 구비한다. 도 10을 더 참조하면, 공구 자루(150)는 전방 사시도로 도시된다. 수용 부분(152)은 최후방 수용 부분 베이스(158) 및 수용 부분 주연 표면(156)을 포함한다. 수용 부분 주연 표면(156)은 회전 축(B)을 중심으로 원주 방향으로 그리고 전방 방향(DF)으로 최후방 수용 부분 베이스(158)로부터 연장한다. 수용 부분 주연 표면(156)은 사실상의 원통형 단면을 가질 수 있다. 대안적으로, 수용 부분 주연 표면(156)은 반드시 원통형일 필요가 없는 다른 형상을 가질 수도 있다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 수용 부분 주연 표면(156)은 사실상의 원통형 단면을 갖도록 도시된다.
공구 자루(150)는, 자루 전방 단부(154)에 위치되어 회전 축(B)에 평행하게 연장하는 2개의 자루 반경방향 접촉 표면(160)을 더 포함한다. 자루 반경방향 접촉 표면(160)은 회전 축(B)을 중심으로 대칭으로 배열된다. 공구 자루(150)는 또한 2개의 횡방향 접촉 표면(162)을 포함하는데, 이들 각각은 회전 축(B)에 수직하게 자루 반경방향 접촉 표면(160)들 각각으로부터 연장한다. 보유 언더컷(164)이 절삭 삽입체(102)의 보유 레지(133)들 중 하나를 수용하기 위해 개별적인 반경방향 접촉 표면(160)과 자루 횡방향 접촉 표면(162)의 각각 사이에 형성된다.
또한, 공구 자루(150)는 회전 축(B) 주위에 대칭으로 공구 자루(150)의 원주에 배열되는 2개의 자루 플루트 부분(157)를 포함한다. 금속 절삭 작업 도중, 작업편으로부터 제거된 금속 칩은 삽입체 플루트 표면(107)을 따라 절삭 삽입체(102)의 절삭 에지(138)로부터 그리고 자루 플루트 부분(157) 내로 추가로 유동하도록 유도되어, 절삭 영역으로부터 배출된다.
각각이 부분적으로 조립된 위치 및 조립된 위치에 있는 절삭 공구(100)의 평면도를 도시하는 도 6 및 도 7을 추가로 참조한다. 도 8 및 도 9 각각은 도 7에 표시된 절삭 라인 VIII- VIII 및 IX-IX에 따라 취해진 조립된 위치에서의 절삭 공구(100)의 단면이다. 도 8의 단면은 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)과 헤드 주연 표면(108)의 교차부를 통과하며 삽입체 축(A)을 통과한다. 절삭 라인 IX-IX는 삽입체 축(A)을 포함하고 반경방향 접촉 평면(PA1, PA2)에 평행하게 연장한다.
절삭 삽입체(102)는 예컨대 도 1 및 도 7에 도시된 조립된 위치에 도달하기 위해 공구 자루(150) 상에 장착되고 그에 견고하게 부착되도록 구성된다. 조립된 위치는 금속 절삭 작업에서 드릴과 같은 절삭 공구(100)를 채용하기에 적합하다. 도 2에 도시된 조립 해제된 위치에서, 절삭 삽입체(102) 및 공구 자루(150)는 서로 분리된다. 삽입체 축(A)이 회전 축(B)과 정렬된 상태에서, 절삭 삽입체(102)와 공구 자루(150)는, 커플링 부분(116)이 수용 부분(152) 내에 위치될 때까지 부분적으로 조립된 위치에서 합쳐진다(도 6). 부분적으로 조립된 위치로부터, 절삭 삽입체(102)는, 예컨대 도 2 및 도 7에 도시된 조립된 위치에 도달할 때까지 회전 방향(R)에 반대인 조립 방향(R')으로 공구 자루(150)에 대해 삽입체 축(A)을 중심으로 회전된다. 이 위치에서, 절삭 삽입체(102)는 수용 부분 주연 표면(156)과 커플링 주연 표면(120) 사이에 적용되는 억지 끼워맞춤에 의해 자루 전방 단부(154)에 탄성적으로 고정된다. 부분적으로 조립된 위치 및 조립된 위치에서, 삽입체 축(A)은 회전 축(B)과 일치된다. 또한, 부분적으로 조립된 위치 및 조립된 위치에서, 절삭 삽입체(102)의 커플링 부분(116)은 공구 자루(150)의 수용 부분(152) 내에 완전히 수납된다(즉, 커플링 부분은 조립된 절삭 공구(100)을 조망할 때 보이지 않는다).
도 2의 절삭 공구(100)의 측면도를 도시하는 도 11을 추가로 참조한다. 이 도면에서 절삭 삽입체(102)의 숨겨진 부분의 윤곽은 점선으로 도시된다. 도 12 및 도 13은 각각 도 11에 표시된 절삭 라인 XII-XII 및 XIII -XIII에 따라 취해진 절삭 공구(100)의 단면을 도시한다. 도 12의 절삭 라인은 삽입체 축(A)에 수직하게 절삭 삽입체(102)의 슬릿 내부 단부(126)와 베이스 표면(110) 사이를 통과한다. 이 종방향 위치에서 커플링 부분(116)의 단면은 완전한 분할되지 않은 단면(128)이다.
도 13의 단면은 삽입체 축(A)에 수직하게 절삭 삽입체(102)의 후방 표면(118)로부터 전방으로 그리고 그에 인접하게 통과한다. 이 단면은 수용 부분 주연 표면(156)과 커플링 주연 표면(120) 사이의 억지 끼워맞춤을 나타낸다.
조립된 위치에서, 절삭 삽입체(102)의 각각의 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)은 공구 자루(150)의 각각의 자루 반경방향 접촉 표면(160)과 접촉한다. 삽입체 횡방향 접촉 표면(123)의 각각은 자루 횡방향 접촉 표면(162)의 각각과 접촉한다. 또한, 조립된 위치에서, 공구 자루(150)의 각각의 플루트 부분(157)은 절삭 삽입체(102)의 개별 삽입체 플루트 표면(107)의 연속 연장부를 형성한다. 절삭 삽입체(102)의 보유 레지(133)는 공구 자루(150)의 보유 언더컷(164) 내에 수용된다. 전방 힘이 절삭 삽입체(102) 상에 가해져서 절삭 삽입체(102)를 공구 자루(150)로부터 인출하도록 작용하는 경우, 보유 레지(133)는 보유 언더컷(164)에 의해 정지되어, 절삭 삽입체(102)가 인출되는 것이 방지된다. 조립된 위치에서, 절삭 삽입체(102)의 후방 표면(118)은 도 8 및 도 9의 단면에 도시된 바와 같이 수용 부분 베이스(158)로부터 이격된다.
커플링 부분(116)이 조립된 위치에서 수용 부분(152)에 고정되도록, 커플링 부분(116) 및 수용 부분(152)은 그 사이에 억지 끼워맞춤을 갖도록 설계된다. 이러한 억지 끼워맞춤은 적어도 그 원주의 일부에서 수용 부분 주연 표면(156)의 직경보다 큰 커플링 주연 표면(120)의 직경에 의해 달성된다. 커플링 주연 표면(120)은 삽입체 축(A) 주위에 대칭으로 배열되는 2개의 대향하는 만입부(130)를 포함할 수 있다. 만입부(130)는 커플링 주연 표면(120) 내에 형성되고, 전방 방향(DF)에서 후방 표면(118)으로부터 연장한다. 도 13은 만입부(130)가 커플링 주연 표면(120)의 직경을 감소시켜 커플링 부분(116)의 타원형 단면(129)을 형성하는 것을 도시한다.
탄성 슬릿(124)은 커플링 부분(116)에 탄성력을 제공하는데, 이는 커플링 부분 주연 표면(120)의 직경(즉, 삽입체 축(A)에 수직으로 취해진 커플링 부분(116)의 임의의 단면의 직경)이 탄성 슬릿(124)의 양측 모두로부터 간섭 힘(interference force)을 가함으로써 작아질 수 있다. 이러한 힘을 가함으로써, 커플링 부분(116)은 탄성적으로 변형되고 커플링 레그(117)는 서로를 향해 그리고 탄성 슬릿 평면(PS)을 향해 가압된다. 탄성적인 힘이 커플링 레그(117)를 원래의 중립 위치로 가압하여, 수용 부분 주연 표면(156)에 대해 커플링 주연 표면(120)을 압박한다.
도면에 도시된 실시예에서, 각각의 만입부(130)는 커플링 주연 표면(120)에 대해 탄성 슬릿(124)의 개방부를 거쳐 탄성 슬릿(124)의 양측 상에서 연장한다. 이는 탄성 슬릿 평면(PS)을 향해 커플링 레그(117)를 압박하기 위해 간섭 힘이 탄성 슬릿 평면(PS)에 수직하게 가해지도록 억지 끼워맞춤이 발생하는 것을 보장한다.
절삭 공구(100)가 금속 절삭에 채용될 때, 절삭 공구는 회전 방향(R)으로 회전하고 역방향 힘이 반대 방향(R')으로 절삭 삽입체(102) 상에 가해진다. 이 역방향 힘은 작업 도중 공구 자루(150) 내에 긴밀하게 클램핑된 절삭 삽입체(102)를 유지하는 것을 추가로 돕는다.
절삭 삽입체(102)는 예컨대, 절삭 에지(138)가 마멸되고 절삭 삽입체(102)가 교체되어야 할 때 공구 자루(150)로부터 제거될 수 있다. 절삭 삽입체(102)를 제거하기 위해, 절삭 삽입체는 부분적으로 조립된 위치(도 6)에 도달할 때까지 회전 방향(R)으로 공구 자루(150)에 대해 삽입체 축(A)을 중심으로 회전된다. 이후, 절삭 삽입체(102) 및 공구 자루(150)는 조립 해제된 위치(도 2)에 도달할 때까지 당겨서 분리된다.
커플링 부분(116)이 (실선으로 도시된) 중립 위치 및 (점선으로 도시된) 조립된 위치에 있을 때, 삽입체 축(A)에 수직이며 탄성 슬릿 평면(PS)을 따라 취해진 커플링 부분(116)의 부분 측면도를 개략적으로 도시하는 도 14를 추가로 참조한다. 커플링 부분(116) 내에서 탄성 슬릿 평면(PS)를 향한 변위는 조립된 위치를 중립 위치와 비교할 때 명확해진다. 도 14에 도시된 바와 같이, 그리고 절삭 공구(100)의 기계적 분석의 결과에 따르면, 가장 큰 변위가 각각의 커플링 레그(117) 내의 후방 표면(118)에서 또는 그에 바로 인접해서 기록되었다. 상기 변위는 슬릿 내부 단부(126)에 도달할 때 감소되었으며, 슬릿 내부 단부(126)와 베이스 표면(110) 사이에서 그리고 특히 전이 영역(122)에서는 변위가 기록되지 않았다.
커플링 부분(116)은 삽입체 축(A)의 양측 상에서 커플링 주연 표면(120) 사이에서 연장하는 커플링 부분 폭(W)을 갖는다. 중립 위치에서, 커플링 부분 폭(W)은 커플링 부분(116)을 따라 실질적으로 일정하다. 조립된 위치에서, 커플링 부분 폭(W)은 슬릿 내부 단부(126)로부터 후방 표면(118)로 접근할 때 감소한다. 커플링 부분 폭(W)은 조립된 위치와 중립 위치 모두에서 슬릿 내부 단부(126)와 전이 영역(122) 사이에서 일정하게 유지된다.
상술된 바와 같이, 슬릿 내부 단부(126)는 베이스 표면(110)으로부터 이격되어(즉, 슬릿 내부 단부 평면(P2)은 페이스 평면(P1)으로부터 이격되어), 해당 구역에서 커플링 부분(116)의 단면이 완전한 분할되지 않은 단면(128)이 되게 한다. 또한, 중립 위치에서 탄성 슬릿(124)의 내부 벽(131)은 후방 표면(118) 쪽으로 확장된 제1 예각 슬릿 각도(α1)를 형성하여, 탄성 슬릿 평면(PS)에 수직인 방향으로 취해진 각 커플링 레그(117)의 두께(T)는 후방 표면(118)을 향해 아래로 좁아진다. 조립된 위치에서, 커플링 레그(117)는 탄성 슬릿 평면(PS)의 양측 상에서 서로를 향해 변위되어, 탄성 슬릿(124)의 내부 벽(131)들이 그들 사이에 제2 슬릿 각도(α2)를 형성하게 하는데, 상기 제2 슬릿 각도(α2)는 제1 예각 슬릿 각도(α1)보다 작다. 이로 인해, 탄성 슬릿 평면(PS)을 향한 변위는 전이 영역(122) 및 그 부근으로부터 제거되는 반면에 후방 표면(118)에서 가장 커서, 전이 영역(122)에 추가의 내구성을 제공한다.
기계가공 작업(예컨대, 각 드릴링(angular drilling)) 도중 절삭 삽입체 상에 측방향 힘이 작용하는 특정한 경우에, 전이 영역은 특히 파손 및 다른 기계적 손상에 민감하고 그러한 손상을 받기 쉽다. 본 발명에 따른 절삭 삽입체(102)의 제안된 설계는 전이 영역(122)의 더욱 양호한 강도 및 내구성을 제공하여 그러한 손상을 방지한다.
본 발명은 하나 이상의 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 그러한 설명은 총괄적으로 설명하기 위한 것으로 도시된 실시예로 본 발명을 제한하는 것으로 해석돼서는 안 된다. 본원에 구체적으로 도시되지 않았지만 본 발명의 범주 내에 있는 다양한 변형례가 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 이루어질 수 있다.

Claims (23)

  1. 전방 방향(DF)에서 후방 방향(DR)으로 연장하는 종방향 삽입체 축(A)을 갖는 절삭 삽입체(102)이며,
    2개의 대향 주 표면(106) 및 이들 사이에서 연장하는 헤드 주연 표면(108)을 갖는 헤드 부분(104)으로서, 헤드 주연 부분(108)은 헤드 부분(104)의 후방 단부(112)에서 베이스 표면(110)을 포함하고, 베이스 표면(110)은 삽입체 축(A)에 수직한 베이스 평면(P1)을 형성하는, 헤드 부분(104)과,
    삽입체 축(A)을 따라 베이스 표면(110)으로부터 후방으로 돌출하는 커플링 부분(116)을 포함하고,
    상기 커플링 부분(116)은
    삽입체 축(A)을 따라 베이스 표면(110)으로부터 이격된 후방 표면(118) 및 후방 표면(118)과 베이스 표면(110) 사이에서 연장하는 원통형 커플링 주연 표면(120)과,
    후방 표면(118)으로부터 전방 방향(DF)으로 연장하고 커플링 주연 표면(120)에 개방되는 탄성 슬릿(124)으로서, 상기 탄성 슬릿(124)은 2개의 대향하는 내부 벽(131)을 구비하고, 상기 내부 벽은 삽입체 축(A)에 수직한 슬릿 내부 단부 평면(P2)에서 종단하는 슬릿 내부 단부(126)를 향해 전방 방향(DF)으로 수렴하는, 탄성 슬릿(124)을 포함하고,
    슬릿 내부 단부 평면(P2)은 종방향 거리(D)만큼 베이스 평면(P1)으로부터 이격되고,
    탄성 슬릿(124)의 내부 벽(131)들은 그들 사이에 제1 예각 슬릿 각도(α1)를 형성하는 절삭 삽입체(102).
  2. 제1항에 있어서, 후방 표면(118)은 삽입체 축(A)에 수직인 단부 평면(P3)을 형성하고, 탄성 슬릿(124)은 단부 평면(P3)과 슬릿 내부 단부 평면(P2) 사이에 종방향 슬릿 길이(H)를 갖는 절삭 삽입체(102).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 종방향 거리(D)는 종방향 슬릿 길이(H)보다 작은 절삭 삽입체(102).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 슬릿 내부 단부 평면(P2)과 베이스 평면(P1) 사이에서 삽입체 축(A)에 수직하게 취해진 커플링 부분(116)의 단면은 완전한 분할되지 않은 단면(128)인 절삭 삽입체(102).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링 주연 표면(120)은 삽입체 축(A) 주위에 대칭으로 배열되는 2개의 대향하는 만입부(130)를 포함하는 절삭 삽입체(102).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링 주연 표면(120)은, 사실상의 원형 경계부(132)를 가지며 베이스 표면(110)에 의해 완전히 둘러싸인 전이 영역(122)에서 베이스 표면(110)과 교차하는 절삭 삽입체(102).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 삽입체 축(A)에 수직하게 취해진 커플링 부분(116)의 측면 모습에서, 커플링 부분 폭(W)은 탄성 슬릿(124)의 양측상의 커플링 주연 표면(120) 사이에서 연장하고, 커플링 부분(116)의 중립 위치에서 커플링 부분 폭(W)은 커플링 부분(116)을 따라 실질적으로 일정한 절삭 삽입체(102).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 헤드 주연 표면(108)은 헤드 부분(104)의 전방 단부(136)에서 전방 표면(134)를 더 포함하고, 전방 표면(134)과 주 표면(106) 각각의 교차의 부분이 개별적인 주 절삭 에지(138)를 형성하는 절삭 삽입체(102).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 주 표면(106)은 베이스 표면(110) 및 삽입체 축(A)을 향해 헤드 주연 표면(108)으로부터 연장하는 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)을 구비하고, 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)은 서로에 대해 그리고 삽입체 축(A)에 대해 평행한 제1 및 제2 반경방향 접촉 평면(PA1, PA2)을 형성하고,
    탄성 슬릿(124)은 커플링 부분(116)을 2개의 커플링 레그(117)로 분할하고, 탄성 슬릿 평면(PS)은 커플링 레그(117)들 사이의 사실상의 중심을 통과하며 삽입체 축(A)을 포함하고, 탄성 슬릿 평면(PS)은 제1 및 제2 반경방향 접촉 평면(PA1, PA2)에 대해 수직인 절삭 삽입체(102).
  10. 제9항에 있어서,
    각각의 커플링 레그(117)는 탄성 슬릿 평면(PS)에 수직한 방향으로의 두께(T)를 가지며,
    각각의 커플링 레그(117)의 두께(T)는 후방 표면(118)을 향하는 방향으로 감소되는 절삭 삽입체(102).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 주 표면(106)은 베이스 표면(110) 및 삽입체 축(A)을 향해 헤드 주연 표면(108)으로부터 연장하는 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)을 가지며,
    베이스 부분(110)은 삽입체 축(A) 주위에 대칭으로 삽입체 축(A)에 수직하게 연장하는 2개의 삽입체 횡방향 접촉 표면(123)을 가지며,
    절삭 삽입체(102)는 2개의 보유 레지(133)를 더 포함하고, 상기 보유 레지 각각은 개별적인 삽입체 횡방향 접촉 표면(123)의 일부분을 따라 개별적인 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)의 후방 단부로부터 원주방향으로 연장하는 절삭 삽입체(102).
  12. 전방 방향(DF)에서 후방 방향(DR)으로 연장하는 회전 축(B)을 갖는 절삭 공구(100)로서, 상기 절삭 공구(100)는 회전 축(B) 주위에서 회전 방향(R)으로 회전하는 절삭 공구(100)이며,
    회전 축(B) 주위에 원주방향으로 연장하는 수용 부분 주연 표면(156)을 포함하는 수용 부분(152)을 갖는 자루 전방 단부(154)를 구비하는 공구 자루(150)와,
    제1항에 따른 절삭 삽입체(102)를 포함하고,
    절삭 공구(100)의 조립된 위치에서, 절삭 삽입체(102)는 수용 부분 주연 표면(156)과 절삭 삽입체(102)의 커플링 주연 표면(120) 사이에 적용된 억지 끼워맞춤에 의해 공구 자루(150)에 탄성적으로 고정되는 절삭 공구(100).
  13. 제12항에 있어서,
    탄성 슬릿(124)은 커플링 부분(116)을 2개의 커플링 레그(117)로 분할하고,
    커플링 레그(117)는 조립된 위치에서 삽입체 축(A)에 탄성적으로 접근하는 절삭 공구(100).
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 수용 부분 주연 표면(156)은 실질적으로 원통형인 절삭 공구(100).
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 수용 부분(152)은 최후방 수용 부분 베이스(158)를 포함하고, 조립된 위치에서 후방 표면(118)은 최후방 수용 부분 베이스(158)로부터 이격되는 절삭 공구(100).
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 주 표면(106)은 베이스 표면(110) 및 삽입체 축(A)을 향해 헤드 주연 표면(108)으로부터 연장하는 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)을 구비하고,
    공구 자루(150)는, 회전 축(B) 주위에 대칭으로 배열되어 회전 축(B)에 평행하게 연장하고 자루 전방 단부(154)에 위치된 2개의 자루 반경방향 접촉 표면(160)을 더 포함하고,
    조립된 위치에서, 각각의 헤드 반경방향 접촉 표면(125)은 개별적인 자루 반경방향 접촉 표면(160)과 접촉하는 절삭 공구(100).
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    베이스 부분(110)은 삽입체 축(A) 주위에 대칭으로 삽입체 축(A)에 수직하게 연장하는 2개의 삽입체 횡방향 접촉 표면(123)을 더 포함하고,
    공구 자루(150)는, 회전 축(B) 주위에 대칭으로 배열되어 회전 축(B)에 평행하게 연장하고 자루 전방 단부(154)에 위치되는 2개의 자루 반경방향 접촉 표면(160)을 더 포함하고,
    공구 자루(150)는 2개의 자루 횡방향 접촉 표면(162)을 더 포함하고, 자루 횡방향 접촉 표면 각각은 회전 축(B)에 수직하게 원주방향으로 자루 반경방향 접촉 표면(160)들 중 각각의 하나로부터 연장하고,
    조립된 위치에서, 헤드 횡방향 접촉 표면(123)들의 각각은 자루 횡방향 접촉 표면(162)들 중 각각의 하나와 접촉하는 절삭 공구(100).
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    절삭 삽입체(102)는 2개의 보유 레지(133)를 더 포함하고, 상기 보유 레지 각각은 개별적인 삽입체 횡방향 접촉 표면(123)의 일부분을 따라 개별적인 삽입체 반경방향 접촉 표면(125)의 후방 단부로부터 원주방향으로 연장하고,
    공구 자루(150)는 2개의 보유 언더컷(164)을 더 포함하고, 상기 보유 언더컷 각각은 조립된 위치에서 내부에 보유 레지(133)를 수용하기 위해 개별적인 자루 횡방향 접촉 표면(162)으로부터 원주방향으로 각각 연장하는 절삭 공구(100).
  19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    절삭 삽입체(102)는 2개의 삽입체 플루트 표면(107)을 더 포함하고, 상기 삽입체 플루트 표면 각각은 개별적인 주 표면(106) 상에서 헤드 부분(104)의 전방 단부(136)로부터 후방으로 연장하고,
    공구 자루(150)는 회전 축(B) 주위에 대칭으로 배열되는 2개의 자루 플루트 부분(157)을 더 포함하고,
    조립된 위치에서, 각각의 자루 플루트 부분(157)은 개별적인 삽입체 플루트 표면(107)의 연장부를 형성하는 절삭 공구(100).
  20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 조립된 위치에서, 삽입체 축(A)은 회전 축(B)과 일치하는 절삭 공구(100).
  21. 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 조립된 위치에서, 절삭 삽입체(102)의 커플링 부분(116)은 공구 자루(150)의 수용 부분(152) 내에 완전히 수납되는 절삭 공구(100).
  22. 제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    커플링 부분(116)의 측면 모습에서, 커플링 부분 폭(W)은 탄성 슬릿(124)의 양측 상의 커플링 주연 표면(120) 사이에서 연장하고,
    커플링 부분(116)의 중립 위치에서, 커플링 부분 폭(W)은 커플링 부분(116)을 따라 실질적으로 일정하고,
    조립된 위치에서, 커플링 부분 폭(W)은 슬릿 내부 단부(126)로부터 후방 표면(118)에 접근할 때 감소되는 절삭 공구(100).
  23. 제12항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 조립된 위치에서, 탄성 슬릿(124)의 내부 벽(131)들은 그들 사이에 제2 슬릿 각도(α2)를 형성하고, 제2 슬릿 각도(α2)는 제1 예각 슬릿 각도(α1)보다 작은 절삭 공구(100).
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