KR20170086480A

KR20170086480A - 밀링 인서트 및 밀링 공구

Info

Publication number: KR20170086480A
Application number: KR1020177011657A
Authority: KR
Inventors: 스벤 페테르손; 이삭 카카이
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-07-26
Also published as: EP3025814B1; CN107107210B; JP2018501117A; US20170326657A1; CN107107210A; US10065253B2; WO2016083106A1; EP3025814A1

Abstract

숄더 밀링에 적합한 밀링 인서트 (100) 및 밀링 공구 (200) 로서, 상기 밀링 인서트는 상부 측면 (101), 하부 측면 (102), 상기 상부 측면과 상기 하부 측면 사이에서 연장되고 제 1 클리어런스 표면 및 제 2 클리어런스 표면을 포함하는 측면 표면 (104), 및 제 1 절삭날부 (108a) 와 제 2 절삭날부를 포함하는 절삭날을 포함한다. 상기 상부 측면은 상기 제 1 절삭날부를 따라서 종방향을 한정하는 밑변 및 측방향을 한정하는 높이를 갖는 평행사변형의 기본 형상을 갖는다. 상기 측면 표면은 상기 제 2 절삭날부의 반대편에 축선 방향 지지 표면을 포함한다,상기 하부 측면은 종방향으로 연장되는 잠금 그루브 (111a) 및 체결 부재 (300) 에 지탱되도록 형성된 하부 접촉 영역을 포함한다. 상기 상부 측면은 밀링 인서트가 장착될 수 있는 공구의 최상부 지지 부재에 지탱되는 상부 접촉 영역 (114a) 을 포함한다. 상기 밀링 공구에는 밀링 인서트의 상부 접촉 영역에 지탱되는 최상부 지지 부재 (207), 상기 잠금 그루브와 잠금하는 잠금 리지 (208) 및 상기 축선 방향 지지 표면을 지지하는 축선 방향 접촉 표면이 제공된다. 상기 체결 부재는 상기 최상부 지지 부재 및 상기 잠금 리지에 상기 밀링 인서트를 가압한다.

Description

밀링 인서트 및 밀링 공구{A MILLING INSERT AND A MILLING TOOL}

본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 밀링 인서트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 청구범위 제 11 항의 전제부에 따른 밀링 공구에 관한 것이다. 특히, 밀링 공구 및 밀링 인서트는 숄더 밀링 어플리케이션들에 사용하기에 적합하다.

섕크 엔드 밀들과 같은 숄더 밀링용 밀링 공구들은 숄더들, 그루브들 및 날들의 기계 가공에 유리하게 사용될 수도 있다. 작고 세밀한 부분들의 기계 가공을 위해서는 직경이 작은 밀링 공구를 사용할 필요가 있다. 비용 효율성을 위하여, 한편으로는 공구 몸체를, 그리고 다른 한편으로는 착탈 가능하고 교체 가능한 밀링 인서트들을 포함하는 밀링 공구를 사용하는 것이 바람직하다. 하지만, 밀링 인서트들은 밀링 작업 중에 큰 힘들을 받게 되고, 이 힘들은 밀링 인서트들을 변위시키고 선회시키는 역할을 한다. 따라서, 공구 몸체에서 밀링 인서트들을 단단히 체결해야 한다. 이것은 밀링 인서트에 중심 구멍을 제공함으로써 가장 자주 행해지며, 상기 중심 구멍에 의해서 나사 또는 다른 수형 체결 부재가 공구 몸체에 밀링 인서트를 체결하는데 사용된다. 하지만, 특히 직경이 작은 밀링 공구들에 대한 이런 체결 방법과 관련된 단점들이 있다. 예를 들면, 작은 직경은 취급이 일반적으로 어렵고, 그리고 밀링 인서트를 장착하는 프로세스에서 떨어지기 쉬운 소형 나사들을 사용해야 한다 또한, 상기 장착 프로세스에서 구멍에 접근하기가 어려울 수도 있다. 게다가, 큰 중심 구멍은 밀링 인서트를 약화시키고 상기 밀링 인서트의 가압 및 소결 후에 형상을 덜 안정되게 만든다.

US 2011/0274506 은 숄더 밀링 또는 섕크 엔드 밀링 공구를 위한 인덱스 가능한 밀링 인서트 및 밀링 공구를 개시하고, 이들 밀링 인서트 및 밀링 공구는 나사 장착의 단점들을 극복하는 것을 목표로 한다. 밀링 인서트에는 밀링 인서트의 제 2 클리어런스 표면에 배열된 잠금 표면과 밀링 인서트의 상부 측면에 배열된 커플링 구조물을 포함하는 잠금 구조물이 제공된다. 밀링 인서트는 임의의 나사들 또는 다른 체결 부재들을 사용하지 않으면서 잠금 구조물에 의해서 공구 몸체에 고정된다. 하지만, 밀링 인서트의 장착은 특수 공구들이 요구되기 때문에 복잡하고, 그리고 장착된 밀링 인서트는 나사 장착식 밀링 인서트 만큼 안정적이지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 직경들이 10 mm 미만인 숄더 밀링 또는 섕크 엔드 밀링 공구들에 적합하고, 그리고 안정성을 손상시키지 않으면서 공구 몸체에 용이하고 효율적으로 고정될 수 있는 밀링 인서트와, 이러한 밀링 인서트들을 사용하는 밀링 공구를 제공하는데 있다.

이 목적은, 본 발명의 제 1 양태에 따라, 제 1 항에 따른 밀링 인서트에 의해서 달성된다. 밀링 인서트는 상부 연장 평면을 한정하고 칩 표면을 포함하는 상부 측면, 상기 상부 연장 평면과 평행한 하부 연장 평면을 한정하는 하부 측면, 상기 밀링 인서트의 주변 주위에서 상기 상부 측면과 상기 하부 측면 사이에서 연장되고, 적어도 하나의 제 1 클리어런스 표면 및 적어도 하나의 제 2 클리어런스 표면을 포함하는 측면 표면, 및 상기 제 1 클리어런스 표면과 상기 칩 표면 사이에 형성된 제 1 절삭날부와 상기 제 2 클리어런스 표면과 상기 칩 표면 사이에 형성된 제 2 절삭날부를 포함하는 절삭날을 포함한다. 상기 상부 측면은 상기 제 1 절삭날부를 따라서 종방향을 한정하는 밑변 (b) 및 종방향에 수직인 측방향을 한정하는 높이 (h) 를 갖는 평행사변형의 기본 형상을 갖는다. 상기 밀링 인서트의 종방향 중간 평면은 상기 상부 연장 평면에 수직으로 종방향으로 연장되고 높이 (h) 의 절반에서 측방향으로 위치되는 것으로 정의된다. 상기 측면 표면은 상기 제 2 절삭날부의 반대편에 종방향으로 위치되고, 그리고 상기 상부 연장 평면에서 볼 때 상기 종방향 중간 평면에 대해 각도 (α), 바람직하게는 예각 (α) 인 축선 방향 지지 표면을 포함한다. 상기 밀링 인서트는 상기 하부 측면이 상기 종방향 중간 평면의 외부에서 전체 상기 밀링 인서트를 따라 종방향으로 연장되고 상기 축선 방향 지지 표면의 외부에 측방향으로 위치된 최외벽을 갖는 잠금 그루브를 포함하고, 상기 하부 측면은 체결 부재에 지탱되도록 형성된 하부 접촉 영역을 더 포함하고, 상기 하부 접촉 영역은 상기 종방향 중간 평면의 내부에 측방향으로 형성되고, 그리고 상기 상부 측면은 상기 종방향 중간 평면과 상기 하부 접촉 영역 사이에 측방향으로 위치된 상부 접촉 영역을 포함하고, 상기 상부 접촉 영역은 상기 밀링 인서트가 장착 가능한 공구 몸체의 최상부 지지 부재에 지탱되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 밀링 인서트는 밀링 인서트를 통하여 연장되는 나사 또는 다른 체결 부재를 사용하지 않으면서 공구 몸체에 장착 가능하도록 형성된다. 따라서, 밀링 인서트는 체결 부재를 수용하기 위한 관통 구멍 없이 제조될 수도 있다. 따라서, 밀링 인서트는 비교적 안정적이고 강하다. 따라서, 상기 밀링 인서트는 인서트의 제조 (가압 및 소결) 에 기인하는 형상 결함들이 보다 적고, 그리고 강도를 손상시키지 않으면서 얇게 될 수 있다, 다시 말해서, 상부 측면과 하부 측면 사이의 거리가 짧게 될 수 있다. 밀링 인서트들의 제조는 분말을 인서트의 형상 (또는 소위 말하는 그린 바디) 으로 가압하는 것을 포함한다. 체결 부재를 수용하기 위한 관통 구멍들을 갖는 밀링 인서트들은 가압으로 상기 관통 구멍 주위에서 밀도 분포가 변동될 수 있고, 그리고 이런 불균일하게 압축된 재료는 소결 후에 밀링 인서트들이 변형되게 하는 문제점이 있다. 관통 구멍이 없는 밀링 인서트는 다른 한편으로는 보다 균일하게 압축되고, 이에 따라 소결 후에 더 적은 형상 결함들을 나타낸다. 하지만, 밀링 인서트에는 물리적 증기 증착 (PVD) 프로세스와 같은 후속 코팅 프로세스에서 상기 밀링 인서트를 지지하도록 설계된 작은 관통 구멍이 제공될 수도 있고, 그러한 작은 관통 구멍들은 위에서 언급한 바와 같이 유해한 방식으로 밀링 인서트에 영향을 주지 않을 것임을 언급해야 한다. 게다가, 밀링 인서트에는 비교적 작고 및/또는 비교적 긴 제 1 절삭날부가 형성될 수 있고, 상기 밀링 인서트는 예를 들면 직경들이 작은 밀링 공구들 (예를 들면, 약 9.5 mm 이하의 직경들을 갖는 밀링 공구들) 에 유용할 수도 있다. 이런 소형 밀링 공구들에 본 발명에 따른 2 ~ 3개의 인서트들이 끼워질 수 있다.

본 발명에 따른 밀링 인서트는 클램핑에 의해서 공구 몸체에 장착 가능하다. 잠금 그루브, 축선 방향 지지 표면, 하부 측면에 형성된 하부 접촉 영역, 상부 측면에 형성된 상부 접촉 영역, 및 밀링 인서트에 대한 이들의 상대적인 배치로 인해, 밀링 인서트는 체결 부재에 의해서 견고하게 장착될 수 있다. 체결 부재는 하부 접촉 영역을 가압하여 상부 접촉 영역은 차례로 공구 몸체에서 밀링 인서트의 전방에 회전가능하게 제공된 최상부 지지 부재에 대해 가압되는 한편 잠금 그루브는 공구 몸체의 인서트 시트에 제공된 잠금 리지와 잠금되어서 공구 몸체의 반경 방향으로 밀링 인서트를 잠금한다. 이를 위해, 잠금 그루브는 필요한 반경 방향 지지를 제공할 정도로 충분히 커야 한다. 또한, 잠금 그루브는 인서트를 위한 하부 지지를 제공할 것이다. 또한, 체결 부재로부터의 압력은 축선 방향 지지 표면을 공구 몸체에 제공된 축선 방향 접촉 표면과 접촉하도록 밀어서 밀링 인서트가 공구 몸체의 축선 방향으로 고정되게 한다. 본 발명에 따른 밀링 인서트는 반경 방향 지지 표면으로서 측면 표면을 사용하지 않으면서 공구 몸체에서 완전히 반경 방향으로 지지되도록 형성된다. 이것은 밀링 인서트의 내부에 빈 공간 또는 갭이 제공되도록 공구 몸체를 제조하는 것을 가능하게 하고, 이는 밀링 인서트를 그의 잠금 그루브 (전체 밀링 인서트를 따라 연장됨) 가 공구 몸체의 잠금 리지 내로 축선 방향으로 슬라이딩되게 함으로써 상기 밀링 인서트가 용이하게 장착되게 한다. 다시 말해서, 잠금 그루브가 전체 밀링 인서트를 따라서 연장되어 있기 때문에, 잠금 그루브는 또한 측면 표면을 통하여 연장되고, 즉, 상기 잠금 그루브는 밀링 인서트의 측면 표면 또는 제 2 클리어런스 표면에서 개방되거나 개구되고 (mouth), 이에 따라 잠금 리지가 밀링 인서트의 측면 표면을 통하여 잠금 그루브의 개구부 내로 진입할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 밀링 인서트는 반경 방향 지지부 (잠금 그루브/리지에 의해서 제공됨) 와 제 1 절삭날 사이의 거리를 감소시킴으로써 인서트의 제조로 인한 임의의 가능한 형상 결함들의 영향이 더욱 감소될 것이다. 따라서, 제 1 절삭날의 위치 결정시 정확도가 향상된다. 게다가, 잠금 그루브/리지는 고속 밀링시 (높은 회전 속도에서) 인서트에 대한 원심 지지를 제공할 것이다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 하부 접촉 영역은 하부 연장 평면에 대해 형성된 리세스를 포함한다. 리세스는 인덱스 가능한 밀링 인서트의 경우에 특히 유용하며, 이 경우 하부 측면에는 한번에 하나씩 활성화되는 2개의 잠금 그루브들이 형성된다. 체결 부재가 가압하도록 구성된 활성 리세스는 비활성 잠금 그루브에 형성되고, 그리고 밀링 인서트와 체결 부재 사이에서 접촉 계면을 확대시킨다. 이에 따라, 밀링 인서트 및/또는 체결 부재의 변형이 방지되고, 그리고 밀링 인서트는 체결 부재에 의해서 밀링 인서트가 장착되는 공구 몸체의 반경 방향 뿐만 아니라 축선 방향으로 더욱 견고하게 잠금될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 상부 접촉 영역은 종방향으로 연장되고 상부 연장 평면에 대해 0°~ 45°의 각도 (β) 로 측방향으로 경사진 편평한 표면을 포함한다. 따라서, 상부 연장 평면과 편평한 표면 사이의 거리는 밀링 인서트의 종방향 중간 평면을 향하여 선택적으로 증가한다. 다시 말해서, 각도 (β) 가 0°보다 클 때 편평한 표면은 종방향 중간 평면을 향하여 아래로 기울어진다. 2개의 제 1 절삭날부 및 제 2 절삭날부를 포함하는 인덱스 가능한 밀링 인서트의 경우, 밀링 인서트는 종방향 중간 평면의 각각의 측면 상에 편평한 표면을 포함한다. 이 경우, 선택적으로 (즉, 각도가 0°보다 큰 경우) 상부 연장 평면과 각각의 편평한 표면들 사이의 거리는 밀링 인서트의 종방향 중간 평면을 향하는 방향으로 증가할 것이다. 다시 말해서, 양 표면들은, 예를 들면 V자 형태로 종방향 중간 평면을 향하여 아래로 기울어진다. 0°~ 45°의 각도 (β) 는 밀링 인서트가 제 위치에서 견고하게 유지되도록 선택된다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 상부 접촉 영역은 볼록한 표면을 포함한다. 볼록한 표면은 종방향으로 상부 연장 평면까지 균일한 거리를 갖는 표면의 형태인 것이 바람직하며, 이 경우 공구 몸체의 최상부 지지 부재와 라인 접촉을 달성하는 것이 가능하다. 편평한 표면의 경우에서 처럼, 볼록한 표면은 공구 몸체에서 밀링 인서트의 확실한 위치 결정을 가능하게 한다. 표면적 접촉이 서로 접촉하는 편평한 표면들의 치수 정밀도에 더 의존하기 때문에, 볼록한 표면에 의해서 달성된 라인 접촉은 밀링 인서트의 보다 확실한 위치 결정을 제공할 수 있다. 따라서, 볼록한 표면에 의해서 달성되는 라인 접촉은 제조 프로세스의 부정확들에 덜 민감할 수도 있고, 이에 따라 보다 신뢰할 수 있는 지지가 달성될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 밀링 인서트는 상기 평행사변형의 밑변 (b) 및 높이 (h) 가 h < b ≤ 3h, 바람직하게는 1.5h < b ≤ 3h 의 관계를 만족하도록 형상화된다. 이 실시 형태에서, 밀링 인서트는 비교적 긴 제 1 절삭날부를 갖고, 그리고 작은 직경의 공구들로 숄더 밀링하는데 적합하다. 여기서, 높이 (h) 는 2개의 종방향 라인들 간의 거리로서 정의되고, 각각의 종방향 라인은 종방향 중간 평면의 측면에서 밀링 인서트의 최외점을 통과한다. 밑변 (b) 은 최대 절삭 깊이로서 정의된다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 잠금 그루브는 0.15h_L ≤ w ≤ 0.40h_L 범위 내의 폭 (w) 을 가지며, 여기서 h_L 은 측방향으로 측정된 하부 측면의 높이이다. 이에 따라, 잠금 그루브는 밀링 인서트의 적절한 반경 방향 지지 및 하부 지지를 위하여 치수가 정해진다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 잠금 그루브의 최외벽과 최내벽 사이에서 측정된 총 각도 (θ) 는 50°~ 100°의 범위 내에 있고, 바람직하게는 60°~ 90°의 범위 내에 있고, 보다 바람직하게는 60°~ 80°의 범위 내에 있다. 이에 따라, 상기 벽들은 밀링 인서트에 적절한 반경 방향 지지 및 하부 지지를 제공하도록 구성된 기울기를 갖는다. 잠금 그루브는 거울 대칭일 필요는 없지만, 대신에 하부 연장 평면에 대해 상이한 기울기들을 갖는 최내벽 및 최외벽을 가질 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 잠금 그루브는 0.3w ≤ d ≤ 0.7w 범위 내의 깊이 (d) 를 가지며, 여기서 w 는 잠금 그루브의 폭이다. 이에 따라, 충분한 반경 방향 지지가 제공될 수도 있다. 너무 깊숙한 잠금 그루브는 밀링 인서트를 약화시킬 수 있고, 그리고 또한 가압 기술들을 사용하여 제조하기가 더 어렵다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 밀링 인서트는 2개의 대향하는 제 1 절삭날부들과 2개의 대향하는 제 2 절삭날부들로 인덱스 가능하다. 이는 단일의 제 1 절삭날부를 포함하는 밀링 인서트에 대한 밀링 인서트의 공구 수명을 두 배로 만든다. 이 경우, 인덱스 가능한 밀링 인서트는 이중 대칭 (two-fold symmetry) 으로 회전 대칭이므로, 한번에 하나만 활성화되는 2개의 잠금 그루브들을 포함한다. 보다 정확하게는, 2개의 대향하는 제 1 및 제 2 절삭날부들을 갖는 인덱스 가능한 밀링 인서트는 2개의 잠금 그루브들만이 형성될 수 있다.

일반적으로, 사용 가능한 제 1 절삭날부들 만큼 많은 잠금 그루브들을 제공하는 것만으로 충분하다. 따라서, 하나의 제 1 및 제 2 절삭날부만을 갖는 밀링 인서트는 하나의 잠금 그루브만을 가질 것이다. 어떤 경우에도, 밀링 인서트는 공구 몸체의 인서트 시트의 외부로 또는 내부로 상기 밀링 인서트를 슬라이딩시킴으로써 교체되거나 인덱스될 수 있다. 따라서, 전체 밀링 인서트를 따라서 연장되는 잠금 그루브(들) 은 각각의 잠금 그루브가 밀링 인서트의 측면 표면 또는 제 2 클리어런스 표면을 통하여 연장되고, 즉 상기 밀링 인서트의 측면 표면 또는 제 2 클리어런스 표면에서 개방되거나 개구되고, 이에 따라 잠금 리지가 밀링 인서트의 측면 표면을 통하여 잠금 그루브의 개구부 내로 진입할 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 상부 측면은 칩 형성 표면을 포함한다. 칩 형성 표면은 제 1 절삭날부의 내부에서 종방향으로 연장되는 배수로 (ditch) 형태일 수 있다. 칩 형성 표면은 기계 가공 중에 제거된 칩들이 밀링 인서트의 상부 측면을 손상시키는 것을 방지한다. 따라서, 칩 형성 표면은 인덱스 가능한 밀링 인서트의 경우에 특히 유리하며, 상기 표면은 제 1 인덱스 위치에서 활성 제 1 절삭날의 내부의 칩 표면으로서 작용하고, 제 2 인덱스 위치에서 상부 접촉 영역으로서 사용된다. 따라서, 칩 형성 표면은 비활성 상부 접촉 영역으로부터 칩들을 편향시키기 위하여 활성 제 1 절삭날과 비활성 상부 접촉 영역 사이에 위치된다. 비활성 상부 접촉 영역의 표면이 손상되지 않게 유지하는 것은 제 2 인덱스 위치로 공구 몸체에서 밀링 인서트를 견고하게 잠그는 것을 가능하게 하는데 중요하다.

본 발명에 따른 밀링 인서트는 바람직하게는 포지티브 기본 기하학적 구조를 갖는다.

제 2 양태에서, 본 발명은 제 11 항에 따른 밀링 공구에 관한 것이다. 상기 밀링 공구는 중심 회전 축선이 사이에서 연장되고, 상기 밀링 공구는 상기 중심 회전 축선 주위에서 회전 방향으로 회전 가능한, 전방 단부 및 후방 단부, 공구 몸체의 상기 전방 단부와 상기 후방 단부 사이에서 연장되는 주변 표면과 상기 전방 단부 사이에서 전이부로 형성된 적어도 하나의 인서트 시트, 칩 포켓 및 상기 적어도 하나의 인서트 시트의 전방에 회전가능하게 제공된 최상부 지지 부재를 포함하는 공구 몸체를 포함한다. 상기 밀링 공구는 상기 적어도 하나의 인서트 시트에서 견고하게 장착 가능한 적어도 하나의 밀링 인서트를 더 포함하고, 상기 밀링 인서트는 상부 연장 평면을 한정하고 칩 표면을 포함하는 상부 측면, 하부 측면, 상기 밀링 인서트의 주변 주위에서 상기 상부 측면과 상기 하부 측면 사이에서 연장되고 적어도 하나의 제 1 클리어런스 표면 및 적어도 하나의 제 2 클리어런스 표면을 포함하는 측면 표면, 및 상기 제 1 클리어런스 표면과 상기 칩 표면 사이에 형성된 제 1 절삭날부와 상기 제 2 클리어런스 표면과 상기 칩 표면 사이에 형성된 제 2 절삭날부를 포함하는 절삭날을 포함한다. 상기 상부 측면은 상기 제 1 절삭날부를 따라서 종방향을 한정하는 밑변 및 종방향에 수직인 측방향을 한정하는 높이를 갖는 평행사변형의 기본 형상을 갖는다. 상기 밀링 인서트의 종방향 중간 평면은 상기 상부 연장 평면에 수직으로 종방향으로 연장되고 높이의 절반에서 측방향으로 위치되는 것으로 정의된다. 상기 측면 표면은 상기 제 2 절삭날부의 반대편에 종방향으로 위치되고, 그리고 상기 상부 연장 평면에서 볼 때 상기 종방향 중간 평면에 대해 각도 (α), 바람직하게는 예각 (α) 인 축선 방향 지지 표면을 포함한다. 상기 밀링 공구는 상기 밀링 인서트의 하부 측면이 상기 종방향 중간 평면의 외부에서 전체 밀링 인서트를 따라 종방향으로 연장되고, 그리고 상기 축선 방향 지지 표면의 외부에 측방향으로 위치된 최외벽을 갖는 잠금 리지 또는 잠금 그루브의 형태로 적어도 하나의 제 1 잠금 부재를 포함하며, 상기 인서트 시트는 상기 제 1 잠금 부재와 맞물리는 제 2 잠금 부재를 포함하며, 상기 인서트 시트에서의 오리피스를 갖는 관통 구멍은 상기 인서트 시트의 후방에서 회전가능하게 상기 공구 몸체에 제공되며, 그리고 상기 밀링 공구는 상기 관통 구멍을 통하여 연장되고 상기 밀링 인서트의 하부 측면에 제공된 하부 접촉 영역에 지탱되는 체결 부재를 더 포함하고, 이에 따라 상기 체결 부재는, 한편으로는, 상기 공구 몸체의 최상부 지지 부재에 대해 상기 밀링 인서트의 상기 상부 측면에 제공된 상부 접촉 영역을 가압하여 상기 제 2 잠금 부재가 상기 제 1 잠금 부재와 잠금되고 상기 밀링 인서트를 위한 반경 방향 지지를 형성하고, 그리고, 다른 한편으로는, 상기 인서트 시트에 제공된 축선 방향 접촉 표면에 대해 상기 밀링 인서트의 상기 축선 방향 지지 표면을 가압하는 것을 특징으로 한다.

특히 90°의 진입 각도로 숄더 밀링하는데 적합한 본 발명에 따른 밀링 공구에서, 밀링 인서트들은 클램핑 기구에 의해서 장착되고, 상기 밀링 공구에서 나사와 같은 별개의 체결 부재가 사용되고, 상기 최상부 지지 부재 및 상기 제 2 잠금 부재는 상기 공구 몸체와 일체로 형성되거나, 또는 가능하게는 상기 제 2 잠금 부재는 상기 밀링 인서트의 후방에서 회전가능하게 위치된 심 (shim) 으로 형성된다. 체결 부재가 밀링 인서트를 통하여 연장되지 않지만 공구 몸체만을 통하여 연장되기 때문에, 밀링 인서트를 교체할 때 공구 몸체로부터 체결 부재를 완전히 제거할 필요가 없다. 대신에, 체결 부재는 인서트 시트에 대해 약간 후퇴될 수도 있어서 그 내부에 장착된 밀링 인서트가 제거될 수 있고 새로운 밀링 인서트가 장착될 수도 있다. 이것은 소형 체결 부재들이 필요한 작은 직경들을 갖는 밀링 공구들을 위한 밀링 인서트 장착 과정에서 많은 문제를 방지한다.

밀링 인서트는 최상부 지지 부재 후방에서 제 위치로 상기 밀링 인서트를 슬라이딩시켜 축선 방향 접촉 표면에 놓이게 함으로써 공구 몸체에서 장착된다. 그 후, 체결 부재는 밀링 인서트를 이 위치에서 고정하는데 사용된다. 장착 과정은 간단하지만, 여전히 밀링 인서트는 잠금 부재들로 인하여 매우 정확하게 위치 결정될 수 있다. 밀링 공구가 기계 가공 프로세스에서 사용될 때, 절삭력들은 제 1 잠금 부재를 제 2 잠금 부재쪽으로 가압함으로써 체결 부재를 완화시켜 밀링 인서트가 반경 방향으로 고정되게 한다. 따라서, 체결 부재는 공구가 사용되지 않을 때 상기 체결 부재가 밀링 인서트를 유지하도록 선택되고 치수가 정해질 수도 있지만, 절삭력들에 저항하도록 구성될 필요는 없다.

본 발명의 이 제 2 양태의 실시 형태에 따르면, 하부 접촉 영역은 밀링 인서트의 종방향 중간 평면의 내부에 측방향으로 제공된다. 이것은 체결 부재가 밀링 인서트를 레버로 움직여 (lever) 상기 밀링 인서트가 최상부 지지 부재와 제 2 잠금 부재 모두에 대해 가압되도록 보장한다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 상부 접촉 영역은 종방향 중간 평면과 하부 접촉 영역 사이에서 측방향으로 위치된다. 이전 실시 형태에서와 같이, 이것은 체결 부재가 밀링 인서트를 레버로 움직여 상기 밀링 인서트가 최상부 지지 부재와 제 2 잠금 부재 모두에 대해 가압되도록 보장한다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 밀링 공구는 최상부 지지 부재와 밀링 인서트의 상부 접촉 영역 사이의 접촉 계면이 밀링 인서트의 종방향으로 연장되는 라인 접촉의 형태로 되도록 구성된다. 접촉 계면을 라인 접촉으로 배열함으로써, 다원 결정 (overdetermined) 시스템이 방지되고, 그리고 밀링 인서트의 안전하고 정확한 위치 결정이 달성될 수 있다. 라인 접촉 형태의 계면은 라인을 따라서 서로 접촉할 비평행 평면 표면들로서 최상부 지지 부재 및 상부 접촉 영역을 배열하거나, 또는 표면들 중 적어도 하나를 볼록하게 둥글게 함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 체결 부재를 수용하기 위한 관통 구멍은 공구 몸체의 중심 회전 축선에 수직인 반경 방향 평면에 대해 0°~ 20°의 각도 (γ) 로 형성된다. 0°보다 큰 각도 (γ) 로 형성되는 경우, 각도 (γ) 는 체결 부재의 중심 축선과 공구 몸체의 중심 회전 축선이 공구 몸체의 전방 단부를 향하여 예각을 형성하도록 되어야 한다. 다시 말해서, 체결 부재는 인서트의 축선 방향 지지 표면을 공구 몸체의 후방 단부 또는 축선 방향 접촉 표면을 향하여 더 밀도록 경사진다. 이런 식으로, 밀링 인서트는 공구의 축선 방향으로 고정될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 밀링 공구는 체결 부재와 하부 접촉 영역 사이의 접촉 계면이 라인 접촉의 형태로 되도록 구성된다. 위와 동일한 방식으로, 이것은 밀링 인서트의 정확한 위치 결정을 가능하게 한다. 라인 계면은 원뿔형 또는 절두 원뿔형 측면 표면을 갖는 단부 부분을 체결 부재에 제공하고, 그리고 체결 부재의 단부 부분이 단부 부분의 원뿔형 또는 절두 원뿔형 측면 표면과 평행한 라인을 따라서 하부 접촉 영역과 접촉하도록 관통 구멍의 각도를 조정함으로써 얻어질 수도 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 제 1 잠금 부재는 최내벽을 갖고, 그리고 최외벽과 최내벽 모두는 제 2 잠금 부재와 접촉한다. 밀링 인서트는 이런 식으로 밀링 공구의 반경 방향으로 완전히 잠금된다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 빈 공간은 밀링 인서트의 내부에서 반경 방향으로 공구 몸체에서 인서트 시트와 연결되어 제공되어, 제 1 클리어런스 표면에 대향하는 밀링 인서트의 측면 표면은 공구 몸체와 접촉하지 않는다. 이것은 밀링 인서트의 측면 표면과 공구 몸체 사이에 형성된 갭으로 인해 밀링 인서트가 축선 방향 접촉 표면에 놓이는 위치로 쉽게 슬라이딩되기 때문에 밀링 인서트의 장착 과정을 단순화한다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 밀링 인서트의 사시도를 도시하고;
도 2 는 도 1 의 밀링 인서트의 사시도를 도시하고;
도 3 은 도 1 의 밀링 인서트의 평면도를 도시하고;
도 4 는 도 1 의 밀링 인서트의 평면도를 도시하고;
도 5 는 도 1 의 밀링 인서트의 저면도를 도시하고;
도 6 은 도 1 의 밀링 인서트의 측면도를 도시하고;
도 7 은 도 1 의 밀링 인서트의 측면도를 도시하고;
도 8 은 도 4 의 라인 Ⅷ-Ⅷ 을 따라 취한 단면도를 도시하고;
도 9 는 본 발명의 실시 형태에 따른 공구의 부분 분해 사시도를 도시하고;
도 10 은 도 9 의 공구의 사시도를 도시하고;
도 11 은 도 9 의 공구의 평면도를 도시하고;
도 12a 는 도 9 의 공구의 부분 사시도를 도시하고;
도 12b 는 도 9 의 공구의 부분 사시도를 도시하고;
도 13 은 도 9 의 공구의 부분 사시도를 도시하고;
도 14 는 도 9 의 공구의 부분 측면도를 도시하고;
도 15 는 도 13 의 라인 XV 을 따라 취한 단면도를 도시하고;
도 16 은 도 14 의 라인 XⅥ 을 따라 취한 단면도를 도시하고; 그리고
도 17 는 도 11 의 라인 XⅦ 을 따라 취한 단면도를 도시한다.

도 1 ~ 도 8 은 본 발명에 따른 밀링 인서트 (100) 를 도시한다. 밀링 인서트 (100) 는 도시된 실시 형태에서 90°의 진입각로 숄더 밀링하는데 적합한 인덱스 가능한 밀링 인서트이다. 밀링 인서트 (100) 는 상부 측면 (101) 과 대향하는 하부 측면 (102) 을 포함하고, 상기 상부 측면 (101) 과 상기 하부 측면 (102) 사이에서 중심 축선 (C1) 이 연장된다. 상부 측면 (101) 및 하부 측면 (102) 각각에 의해서 한정된 상부 연장 평면 (P_U) 및 상기 상부 연장 평면 (P_U) 과 평행한 하부 연장 평면 (P_L) 은 중심 축선 (C1) 의 방향으로 밀링 인서트 (100) 를 제한한다. 상부 측면 (101) 은 칩 표면 (103) 을 포함한다. 측면 표면 (104) 은 밀링 인서트 (100) 의 주변 주위에서 상부 측면 (101) 과 하부 측면 (102) 사이에서 연장되고, 그리고 도시된 실시 형태에서 2개의 제 1 클리어런스 표면들 (105a, 105b) 및 2개의 제 2 클리어런스 표면들 (106a, 106b) 을 포함한다. 절삭날 (107) 은 밀링 인서트 (100) 의 상부 측면 주위에서 연장되고, 제 1 클리어런스 표면들 (105a, 105b) 중 하나와 칩 표면 (103) 사이에서 각각 형성된 2개의 칩 제거 제 1 절삭날부들 (108a, 108b) 과, 제 2 클리어런스 표면들 (106a, 106b) 중 하나와 칩 표면 (103) 사이에서 각각 형성된 2개의 표면 와이핑 제 2 절삭날부들 (109a, 109b) 을 포함한다. 밀링 인서트 (100) 는 하나의 제 1 절삭날부 (108a) 및 하나의 제 2 절삭날부 (109a) 가 동시에 활성화되도록 인덱스 가능하다. 도시된 실시 형태에서, 제 1 절삭날부들 (108a, 108b) 은 평행하지만, 약간의 편차가 발생할 수 있다. 상부 측면 (101) 은 제 1 절삭날부 (108a, 108b) 를 따라서 종방향을 한정하는 최대 절삭 깊이와 동일한 밑변 (b) 및 종방향에 수직인 측방향을 한정하는 높이 (h) 를 갖는 평행사변형의 기본 형상을 갖는다. 높이 (h) 는 2개의 종방향 라인들 간의 거리로서 정의되고, 각각의 종방향 라인은 종방향 중간 평면 (P_M) 의 한쪽에서 밀링 인서트 (100) 의 최외점을 통과한다. 도시된 실시 형태에서, 제 1 절삭날부들 (108a, 108b) 이 평행하기 때문에, 높이 (h) 는 제 1 절삭날부들 (108a, 108b) 사이의 최단 거리와 동일하다. 밑변 (b) 과 높이 (h) 는 모두 중심 축선 (C1) 에 수직이고, 그리고 밑변 (b) 과 높이 (h) 사이의 관계는 여기서는 b

1.8h 이지만, 첨부된 청구 범위에 따라 다를 수 있다. 밀링 인서트의 종방향 중간 평면 (P_M) 은 상부 연장 평면 (P_U) 및 하부 연장 평면 (P_L) 에 수직으로 종방향으로 연장되고 평행사변형의 높이 (h) 의 절반에서 측방향으로 위치되는 것으로 정의된다.

측면 표면 (104) 은 한번에 하나씩 활성화되도록 구성된 2개의 축선 방향 지지 표면들 (110a, 110b) 을 포함한다. 축선 방향 지지 표면들 (110a, 110b) 은 도 5 ~ 도 7 에서 점 표면 패턴으로 표시된다. 활성 축선 방향 지지 표면 (110a) 은 활성 제 2 절삭날 (106a) 의 반대쪽에 종방향으로 위치된다. 축선 방향 지지 표면들 (110a, 110b) 각각은 상부 연장 평면 (P_U) 에서 볼 때 종방향 중간 평면 (P_M) 에 대해 외부 예각 (α) 으로 형성된다. 다시 말해서, 상부 연장 평면 (P_U) 과 평행하게 취해진 단면에서, 축선 방향 지지 표면 (110a, 110b) 을 나타내는 라인 및 종방향 중간 평면 (P_M) 을 나타내는 라인은 도 4 에 도시된 바와 같이 외부 예각 (α) 을 형성한다.

하부 측면 (102) 은 이 실시 형태에서 한번에 하나씩 활성화되도록 구성된 2개의 잠금 그루브들 (111a, 111b) 만을 포함한다. 잠금 그루브들 (111a, 111b) 은 전체 밀링 인서트 (100) 를 따라서 종방향으로 연장된다. 활성 잠금 그루브 (111a) 는 종방향 중간 평면 (P_M) 의 외부에 측방향으로, 즉 활성 제 1 절삭날부 (108a) 가 위치될 때 종방향 중간 평면 (P_M) 의 동일측에 위치된다. 활성 잠금 그루브 (111a) 는 최외벽 (112a) 및 최내벽 (117a) 을 갖고, 상기 최외벽 및 상기 최내벽은 모두 활성 축선 방향 지지 표면 (110a) 의 외부에 측방향으로 위치된다. 하부 측면 (102) 은 하부 연장 평면 (P_L) 에 대해 리세스 형태로 2개의 하부 접촉 영역들 (113a, 113b) 을 더 포함한다. 도 16 및 도 17 에 도시된 바와 같이, 하부 접촉 영역들 (113a, 113b) 은 체결 부재 (300) 에 지탱됨으로써 한번에 하나씩 활성화되도록 형성된다. 활성 하부 접촉 영역 (113a) 은 종방향 중간 평면 (P_M) 의 내부에 측방향으로 위치된다. 도시된 실시 형태에서, 하부 측면 (102) 은 또한 2개의 하부 접촉 영역들 (113a, 113b) 사이에 형성된 중심 리세스 (116) 를 포함한다.

상부 측면 (101) 은 또한 한번에 하나씩 활성화되도록 형성된 2개의 상부 접촉 영역들 (114a, 114b) 을 포함한다. 활성 상부 접촉 영역 (114a) 은 종방향 중간 평면 (P_M) 과 활성 하부 접촉 영역 (113a) 사이에 측방향으로 위치된다. 상부 접촉 영역들 (114a, 114b) 은 각각 밀링 인서트 (100) 가 장착될 수 있는 공구 몸체 (201) 의 최상부 지지 부재 (207) 에 지탱되게 된다. 상부 접촉 영역들 (114a, 114b) 각각은 여기서 종방향으로, 즉 제 1 절삭날부 (108) 를 따라서 연장되고, 그리고 도 8 에서 도시된 바와 같이, 상부 연장 평면 (P_U) 에 대해 10°의 각도 (β) 로 측방향으로 경사진 편평한 표면을 포함한다. 다시 말해서, 종방향에 수직으로 취해진 단면에서, 활성 상부 접촉 영역 (114a) 및 상부 연장 평면 (P_U) 또는 하부 연장 평면 (P_L) 을 나타내는 라인들은 10°의 각도 (β) 를 형성한다. 각도 (β) 는 바람직하게는 0°~ 45°의 범위 내에 있어야 한다. 음의 각도 (β) 는 밀링 인서트가 도 9 ~ 도 17 에서 도시된 바와 같이 장착되는 공구 몸체 (201) 의 인서트 시트 (204) 에서 밀링 인서트 (100) 를 제 위치로부터 밀어 내고, 그리고 너무 큰 각도 (β) 인 경우에는 인서트 시트 (204) 에서 밀링 인서트 (100) 의 위치를 예측하는 것이 어렵다.

상부 측면 (101) 은 리세스들 또는 배수로들의 형태로 2개의 칩 형성 표면들 (115a, 115b) 을 더 포함하고, 각각의 칩 형성 표면은 제 1 절삭날부들 (108a, 108b) 중 하나와 제 2 절삭날부들 (109a, 109b) 중 하나 사이의 전이부의 내부에 형성되고, 그리고 제 1 절삭날부 (108a, 108b) 내부에서 전체 종방향으로 연장된다.

도 9 ~ 도 17 은 본 발명에 따른 숄더 밀링용 밀링 공구 (200) 를 도시한다. 밀링 공구 (200) 는 원통형 기본 형상을 갖는 공구 몸체 (201) 를 포함한다. 공구 몸체는 전방 단부 (202) 및 후방 단부 (203) 를 포함하며, 상기 전방 단부와 상기 후방 단부 사이에서 중심 회전 축선 (C2) 이 연장된다. 밀링 공구 (200) 는 중심 회전 축선 (C2) 을 중심으로 회전 방향 (R) 으로 회전 가능하다. 3개의 인서트 시트들 (204) 은 상기 전방 단부 (202) 와 상기 후방 단부 (203) 사이에서 연장되는 주변 표면 (205) 과 전방 단부 (202) 사이의 전이부에 형성된다. 밀링 인서트 (100) 의 상부 접촉 영역 (114a, 114b) 과 접촉하도록 형성된 칩 포켓 (206) 및 최상부 지지 부재 (207) 는 적어도 하나의 인서트 시트 (204) 의 전방에 회전가능하게 제공된다. 각각의 인서트 시트 (204) 에서, 전술한 밀링 인서트 (100) 는 나사 형태의 체결 부재 (300) 에 의해서 견고하게 장착된다 (도 9 의 분해도로 또한 도시됨).

각각의 인서트 시트 (204) 는 내부 접촉 표면 (213) 및 외부 접촉 표면 (214) 을 갖는 잠금 리지 (208) 를 포함한다 (도 12a 참조). 잠금 리지 (208) 는 밀링 인서트 (100) 의 활성 잠금 그루브 (111a) 와 맞물리게 된다. 각각의 인서트 시트 (204) 는 밀링 인서트 (100) 의 활성 축선 방향 지지 표면 (110a) 과 맞물리도록 형성된 축선 방향 접촉 표면 (209) 을 더 포함한다.

밀링 인서트 (100) 의 내부에서 반경 방향으로, 그리고 인서트 시트 (204) 와 연결하여, 전체 밀링 인서트 (100) 의 비활성 제 1 절삭날부 (108b) 를 따라서 연장되는 빈 공간 (211) 이 공구 몸체 (201) 에 제공된다. 이에 따라, 밀링 인서트 (100) 의 비활성 제 1 클리어런스 표면 (105b), 및 특히 비활성 제 1 절삭날부 (108b) 는 공구 몸체 (201) 와 접촉하지 않는다.

인서트 시트 (204) 에서 오리피스를 갖고 중심 축선 (C3) 을 갖는 나사산 관통 구멍 (210) 은 인서트 시트 (204) 의 후방에서 회전가능하게 공구 몸체 (201) 에 제공된다. 도시된 실시 형태에서, 관통 구멍 (210) 은 그 중심 축선 (C3) 이 공구 몸체 (201) 의 반경 방향 평면, 즉 공구 몸체 (201) 의 중심 회전 축선 (C2) 에 수직인 평면에 대해 약 10°의 각도 (γ) 로 형성되도록 형성된다. 하지만, 관통 구멍 (210) 이 기울어지는 각도 (γ) 는 0°와 20°사이에서 변화될 수도 있다. 또한, 관통 구멍 (210) 은 반경 방향으로 기울어질 수도 있고, 즉 공구 몸체 (201) 의 반경에 대해 기울어질 수도 있다. 관통 구멍이 반경 방향으로 기울어지는 각도는 도시된 실시 형태에서 약 10°이지만, 공구 몸체 (201) 의 직경 및 인서트 시트들 (204) 의 수에 따라 변할 수 있다.

나사산 부분 (301) 및 절두 원뿔형 단부 부분 (302) 을 갖는 나사 형태의 체결 부재 (300) 는 관통 구멍 (210) 을 통하여 연장되고 밀링 인서트 (100) 의 활성 하부 접촉 영역 (113a) 을 지탱한다. 이에 따라, 체결 부재 (300) 는 밀링 인서트 (100) 가 인서트 시트 (204) 에서 고정 위치로 선회되도록 강제하고, 상기 고정 위치에서 밀링 인서트의 활성 상부 접촉 영역 (114a) 은 최상부 지지 부재 (207) 의 접촉 표면 (212) 에 대해 가압되고, 잠금 리지 (208) 는 활성 잠금 그루브 (111a) 와 잠금된다. 잠금 그루브 (111a) 의 최내벽 (117a) 을 잠금 리지 (208) 의 내부 접촉 표면 (213) 과 접촉시키고, 그리고 잠금 그루브 (111a) 의 최외벽 (112a) 을 잠금 리지 (208) 의 외부 접촉 표면 (214) 과 접촉시킴으로써 잠금이 이루어진다. 따라서, 잠금 리지 (208) 는 밀링 인서트 (100) 를 위한 반경 방향 지지를 형성한다. 밀링 인서트 (100) 의 내부에 제공된 빈 공간 (211) 으로 인해, 잠금 리지 (208) 에는 반경 방향 지지만이 제공된다. 또한, 체결 부재 (300) 는 밀링 인서트가 축선 방향으로 고정되도록 공구 몸체 (201) 의 인서트 시트 (204) 에 제공된 축선 방향 접촉 표면 (209) 에 밀링 인서트 (100) 의 활성 축선 방향 지지 표면 (110a) 을 가압한다.

잠금 리지 (208) 및 잠금 그루브들 (111a, 111b) 은 적절한 반경 방향 지지가 달성되도록 치수가 정해져야 한다. 또한, 잠금 리지 (208) 및 잠금 그루브들 (111a, 111b) 은 적절한 하부 지지가 달성되도록 치수가 정해져야 한다. 이에 따라, 각각의 잠금 그루브 (111a, 111b) 는 하부 측면 (102) 의 높이 (h_L), 즉 도 8 의 단면도에 도시된 바와 같이 측방향으로 하부 측면 (102) 의 연장부의 적어도 15% 의 폭 (w) 을 가질 수 있다. 2개의 잠금 그루브들 (111a, 111b) 각각은 당연히 하부 측면 (102) 의 높이 (h_L) 의 절반 보다 더 작은 폭을 가져 잠금 그루브들 (111a, 111b) 의 양측 (둘 사이, 그리고 최외벽 (112a) 과 제 1 클리어런스 표면 (105a) 사이 모두) 에 약간의 재료가 남아 있게 된다. 이런 이유로, 2개의 잠금 그루브들 (111a, 111b) 의 각각의 폭 (w) 은 측방향으로 하부 측면 (102) 의 연장부의 40% 를 초과하지 않아야 한다. 바람직하게는, 잠금 그루브들 (111a, 111b) 의 각각의 폭 (w) 은 하부 측면 (102) 의 전체 높이 (h_L) 의 15% ~ 40%, 바람직하게는 20% ~ 40% 의 범위 내에 있어야 하고, 그리고 이 특정 실시 형태에서, 폭은 31% 에 달한다.

또한, 도 8 의 단면도에 도시된 바와 같이, 잠금 그루브들 (111a, 111b) 의 각각은 깊이 (d) (즉, 잠금 그루브 (111a, 111b) 의 폭 (w) 에 수직인 방향으로의 깊이) 를 나타내고, 상기 깊이는 상기 폭 (w) 보다 더 작다. 잠금 그루브 (111a, 111b) 의 깊이 (d) 는 이 실시 형태에서 적절한 반경 방향 지지를 제공하기 위하여 폭 (w) 의 절반이다. 게다가, 잠금 그루브들 (111a, 111b) 의 깊이 (d) 는 잠금 리지 (208) 의 상부와 활성 잠김 그루브 (111a) 의 하부 사이에 약간의 클리어런스를 제공하도록 잠금 리지 (208) 의 높이 보다 약간 더 크다. 하지만, 잠금 그루브들 (111a, 111b) 은 너무 깊게 만들어져서는 안되는데, 그 이유는 이것이 밀링 인서트 (100) 를 약화시키는 경향이 있기 때문이다.

게다가, 잠금 그루브의 최내벽 (117a) 및 최외벽 (112a) 모두는 잠금 그루브 (111a) 의 하부를 향하여 경사져 (즉, 수렴되어) 있다는 것에 주목해야 한다. 이런 특정한 경우에, 잠금 그루브 (111a) 의 2개의 벽들 (112a, 117a) 은 거울 대칭이고 하부 연장 평면 (P_L) 에 대해 60°로 경사진다. 하지만, 잠금 그루브 (111a) 는 최외벽 (112a) 이 최내벽 (117a) 보다 더 큰 각도로 경사지는 것이 바람직한 비대칭 벽들 (112a, 117a) 을 나타낼 수 있다. 이것은 밀링 인서트 (100) 에 반경 방향 지지를 제공하는 최외벽 (112a) 이다. 또한, 벽들 (112a, 117a) 은 밀링 인서트 (100) 에 적절한 하부 지지를 제공해야 한다. 최외벽 (112a) 과 최내벽 (117a) 사이에서 측정된 총 각도 (θ) 는 바람직하게는 100°를 초과할 수 없다. 따라서, 최외벽 (112a) 이 예를 들면 50°로 기울어진 경우, 최내벽 (117a) 은 잠금 그루브 (111a) 의 비대칭 형태로 30°이상 기울어질 수도 있다. 총 각도 (θ) 는 적절한 반경 방향 및 하부 지지를 제공하도록 50°~ 100°의 범위 내의 값을 취할 수 있다. 잠금 그루브 (111a, 111b) 의 대칭 형태에서, 총 각도 (θ) 가 60°~ 90°의 범위 내에 있거나, 또는 보다 바람직하게는 60°~ 80°의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 도시된 실시 형태에서, θ = 60°이다. 이에 따라, 벽들 (112a, 117a) 은 밀링 인서트 (100) 에 최적의 하부 및 반경 방향 지지를 제공하는 방식으로 적절하게 경사진다. 또한, 체결 부재 (300) 로 밀링 인서트를 클램핑/체결할 때 잠금 리지 (208) 주위에서 활성 잠금 그루브 (111a) 를 약간 기울일 수 있어야 한다. 최내벽 (117a) 및 최외벽 (112a) 은 평면일 필요는 없지만 약간 둥글게 될 수 있다. 이 경우, 최내벽의 코드 (chord) 와 최외벽의 코드 (cord) 가 전술한 각도 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

밀링 공구 (200) 의 잠금 리지 (208) 는 활성 잠금 그루브 (111a) 에 끼워 지도록 형성되어야 한다. 이를 위해, 잠금 리지는 최내벽 (117a) 및 최외벽 (112a) 과 유사한 경사를 갖는 벽들을 가질 수 있다. 하지만, 클리어런스가 활성 잠금 그루브 (111a) 의 하부에 제공되어야 하는데, 이는 잠금 리지 (208) 가 이런 클리어런스를 제공하도록 치수가 정해져야 한다는 것을 의미한다.

밀링 인서트 (100) 를 공구 몸체 (201) 에 고정하기 위하여, 밀링 인서트 (100) 는 활성 잠금 그루브 (111a) 가 잠금 리지 (208) 와 맞물리도록 인서트 시트 (204) 내로 슬라이딩되고, 이에 따라 활성 축선 방향 지지 표면 (110a) 은 축선 방향 접촉 표면 (209) 과 접촉한다. 인서트 시트 (204) 에 밀링 인서트를 고정하기 위하여, 체결 부재 (300) 는 단부 부분 (302) 의 절두 원뿔형 표면이 밀링 인서트 (100) 의 활성 하부 접촉 영역 (113a) 과 접촉하도록 관통 구멍 (210) 내로 나사 결합된다. 도시된 실시 형태에서, 단부 부분 (302) 의 절두 원뿔형 표면은 라인을 따라서 활성 하부 접촉 영역 (113a) 과 접촉 할 것이다, 즉, 접촉 인터페이스는 도 16 에 도시된 바와 같이 라인 접촉의 형태이다. 밀링 인서트 (100) 의 하부 측면 (102) 에 제공된 중심 리세스 (116) 는 체결 부재 (300) 와 밀링 인서트 (100) 사이의 접촉만이 라인 접촉을 따르도록 체결 부재 (300) 와 하부 측면 (102) 사이에 클리어런스를 제공한다. 바람직하게는, 밀링 공구 (200) 는 체결 부재 (300) 의 중심 축선 (C3) 과 라인 접촉 사이의 각도가 50°와 75°사이의 간격으로 되도록 구성되어야 한다.

밀링 공구 (200) 를 사용하는 밀링 작업 동안, 절삭력들은 밀링 인서트 (100) 를 인서트 시트 (204) 내로 더 가압하도록 작용한다. 따라서, 체결 부재 (300) 는 절삭력들에 저항하도록 치수가 정해질 필요는 없지만, 밀링 공구 (200) 가 정지 상태에 있을 때 밀링 인서트 (100) 를 제 위치에 유지하는데만 필요하다.

본 발명은 개시된 실시 형태들에 한정되지 않고 첨부된 청구범위의 범위 내에서 변경 및 수정될 수도 있다. 예를 들면, 밀링 인서트는 인덱스 가능할 필요는 없고, 또한 단일 제 1 절삭날부를 포함하는 밀링 인서트일 수도 있다. 이 경우, 밀링 인서트만은 하나의 하부 접촉 영역, 하나의 상부 접촉 영역, 하나의 축선 방향 지지 표면 및 하나의 잠금 그루브를 포함할 필요가 있다.

밀링 인서트의 제 1 절삭날부는 도시된 실시 형태에서와 같이 직선 날 부분 대신에 만곡될 수도 있다. 특히, 제 1 절삭날부는 상부 연장 평면 (P_U) 에서 볼 때 약간 볼록할 수도 있다. 제 1 절삭날부는 여전히 종방향에 실질적으로 평행하게 연장되지만, 평행한 디자인으로부터 약간의 편차가 발생할 수 있다.

밀링 인서트의 적어도 하나의 하부 접촉 영역은 리세스의 형태일 필요는 없다. 대신에, 하부 접촉 영역은 체결 부재가 가압하도록 구성된 편평한 표면의 형태일 수 있다. 특히, 이것은, 밀링 인서트가 인덱스 가능한 밀링 인서트가 아닐 때, 하부 측면이 종방향 중간 평면의 외부에 측방향으로 위치된 하나의 잠금 그루브만으로 형성되는 경우일 수도 있다. 이 경우, 리세스를 형성하지 않으면서 밀링 인서트와 체결 부재 사이에 충분히 큰 접촉 인터페이스를 달성하는 것이 가능하다.

밀링 인서트의 상부 접촉 영역과 공구 몸체의 최상부 지지 부재는, 안정된 지지가 형성되는 한, 바람직하게는 최상부 지지 부재와 상부 접촉 영역 사이의 라인 접촉의 형태로 상이한 구성들을 가질 수 있다. 라인 접촉은 공구 몸체의 최상부 지지 부재와 밀링 인서트의 상부 접촉 영역 사이에서 초기의 소정의 접촉 라인을 달성하는 것이 바람직하다. 하지만, 통상적으로 강으로 제조된 공구 몸체의 탄성으로 인해, 접촉 영역이 증가된 힘으로 지지 부재에 대해 위로 밀려질 때 최상부 지지 부재와 상부 접촉 영역 사이에서 표면 접촉을 실제로 발생시킬 것이다.

체결 부재가 나사 형태일 필요는 없다. 또한, 상기 체결 부재는, 예를 들면, 스프링 작동식 (spring loaded) 로드와 같은 인장 로드, 또는 쐐기형 부재, 또는 이 분야에서 공지된 임의의 다른 적당한 체결 부재일 수도 있다.

100 밀링 인서트
101 상부 측면
102 하부 측면
103 칩 표면
104 측면 표면
105a, 105b 제 1 클리어런스 표면
106a, 106b 제 2 클리어런스 표면
107 절삭날
108a, 108b 제 1 절삭날부
109a, 109b 제 2 절삭날부
110a, 110b 축선 방향 지지 표면
111a, 111b 잠금 그루브
112a 최외벽
113a, 113b 하부 접촉 영역
114a, 114b 상부 접촉 영역
115a, 115b 칩 형성 표면
116 중심 리세스
117a 최내벽
200 밀링 공구
201 공구 몸체
202 전방 단부
203 후방 단부
204 인서트 시트
205 주변 표면
206 칩 포켓
207 최상부 지지 부재
208 잠금 리지
209 축선 방향 접촉 표면
210 관통 구멍
211 빈 공간
212 접촉 표면
213 내부 접촉 표면
214 외부 접촉 표면
300 체결 부재
301 나사산 부분
302 단부 부분
P_U 상부 연장 평면
P_L 하부 연장 평면
P_M 종방향 중간 평면
C1 중심 축선
C2 중심 회전 축선
C3 중심 축선
R 회전 방향
b 밑변
h 높이
h_L 높이
d 깊이
α 각도
β 각도
γ 각도
θ 각도

Claims

밀링 인서트 (100) 로서,
- 상부 연장 평면 (P_U) 을 한정하고, 그리고 칩 표면 (103) 을 포함하는 상부 측면 (101),
- 상기 상부 연장 평면 (P_U) 과 평행한 하부 연장 평면 (P_L) 을 한정하는 하부 측면 (102),
- 상기 밀링 인서트 (100) 의 주변 주위에서 상기 상부 측면 (101) 과 상기 하부 측면 (102) 사이에서 연장되고, 그리고 적어도 하나의 제 1 클리어런스 표면 (105a, 105b) 및 적어도 하나의 제 2 클리어런스 표면 (106a, 106b) 을 포함하는 측면 표면 (104), 및
- 상기 제 1 클리어런스 표면 (105a, 105b) 과 상기 칩 표면 (103) 사이에 형성된 제 1 절삭날부 (108a, 108b) 와, 상기 제 2 클리어런스 표면 (106a, 106b) 과 상기 칩 표면 (103) 사이에 형성된 제 2 절삭날부 (109a, 109b) 를 포함하는 절삭날 (107) 을 포함하고,
상기 상부 측면 (101) 은 상기 제 1 절삭날부 (108a, 108b) 를 따라서 종방향을 한정하는 밑변 (b) 및 상기 종방향에 수직인 측방향을 한정하는 높이 (h) 를 갖는 평행사변형의 기본 형상을 갖고,
상기 밀링 인서트 (100) 의 종방향 중간 평면 (P_M) 은 상기 상부 연장 평면 (P_U) 에 수직으로 종방향으로 연장되고 상기 높이 (h) 의 절반에서 측방향으로 위치되는 것으로 정의되고,
상기 측면 표면 (104) 은 상기 제 2 절삭날부 (109a, 109b) 의 반대편에 종방향으로 위치되고, 그리고 상기 상부 연장 평면 (P_U) 에서 볼 때 상기 종방향 중간 평면 (P_M) 에 대해 예각 (α) 인 축선 방향 지지 표면 (110a, 110b) 을 포함하고,
상기 하부 측면 (102) 은 상기 종방향 중간 평면 (P_M) 의 외부에서 전체 상기 상기 밀링 인서트 (100) 를 따라 종방향으로 연장되고, 그리고 상기 축선 방향 지지 표면 (110a, 110b) 의 외부에 측방향으로 위치된 최외벽 (112a) 을 갖는 잠금 그루브 (111a, 111b) 를 포함하고,
상기 하부 측면 (102) 은 체결 부재 (300) 에 지탱되도록 형성된 하부 접촉 영역 (113a, 113b) 을 더 포함하고,
상기 하부 접촉 영역 (113a, 113b) 은 상기 종방향 중간 평면 (P_M) 의 내부에 측방향으로 형성되고,
상기 상부 측면 (101) 은 상기 종방향 중간 평면 (P_M) 과 상기 하부 접촉 영역 (113a, 113b) 사이에 측방향으로 위치된 상부 접촉 영역 (114a, 114b) 을 포함하고,
상기 상부 접촉 영역 (114a, 114b) 은 상기 밀링 인서트 (100) 가 장착 가능한 공구 몸체 (201) 의 최상부 지지 부재 (207) 에 지탱되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 밀링 인서트 (100).
제 1 항에 있어서,
상기 하부 접촉 영역 (113a, 113b) 은 상기 하부 연장 평면 (P_L) 에 대해 형성된 리세스를 포함하는, 밀링 인서트 (100).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상부 접촉 영역 (114a, 114b) 은 종방향으로 연장되고 상기 상부 연장 평면 (P_U) 에 대해 0°~ 45°의 각도 (β) 로 측방향으로 경사진 편평한 표면을 포함하는, 밀링 인서트 (100).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상부 접촉 영역 (114a, 114b) 은 볼록한 표면을 포함하는, 밀링 인서트 (100).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀링 인서트 (100) 는 상기 평행사변형의 상기 밑변 (b) 및 상기 높이 (h) 가 h < b ≤ 3h, 바람직하게는 1.5h < b ≤ 3h 의 관계를 만족하도록 형상화되는, 밀링 인서트 (100).
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 잠금 그루브 (111a, 111b) 는 0.15h_L ≤ w ≤ 0.40h_L 범위 내의 폭 (w) 을 가지며, 여기서 h_L 은 측방향으로 측정된 상기 하부 측면 (102) 의 높이인, 밀링 인서트 (100).
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 잠금 그루브 (111a, 111b) 의 상기 최외벽 (112a) 과 최내벽 (117a) 사이에서 측정된 총 각도 (θ) 는 50°~ 100°의 범위 내에 있고, 바람직하게는 60°~ 90°의 범위 내에 있고, 보다 바람직하게는 60°~ 80°의 범위 내에 있는, 밀링 인서트 (100).
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 잠금 그루브 (111a, 111b) 는 0.3w ≤ d ≤ 0.7w 범위 내의 깊이 (d) 를 가지며, 여기서 w 는 상기 잠금 그루브 (111a, 111b) 의 폭인, 밀링 인서트 (100).
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀링 인서트 (100) 는 2개의 대향하는 제 1 절삭날부들 (108a, 108b) 과 2개의 대향하는 제 2 절삭날부들 (109a, 109b) 로 인덱스 가능한, 밀링 인서트 (100).
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 측면 (101) 은 칩 형성 표면 (115a, 115b) 을 포함하는, 밀링 인서트 (100).
밀링 공구 (200) 로서,
- 중심 회전 축선 (C2) 이 사이에서 연장되고, 상기 밀링 공구 (200) 가 상기 중심 회전 축선 (C2) 주위에서 회전 방향 (R) 으로 회전 가능한, 전방 단부 (202) 및 후방 단부 (203), 상기 공구 몸체 (201) 의 상기 전방 단부 (202) 와 상기 후방 단부 (203) 사이에서 연장되는 주변 표면 (205) 과 상기 전방 단부 (202) 사이에서 전이부로 형성된 적어도 하나의 인서트 시트 (204), 칩 포켓 (206) 및 상기 적어도 하나의 인서트 시트 (204) 의 전방에 회전가능하게 제공된 최상부 지지 부재 (207) 를 포함하는 공구 몸체 (201),
- 상기 적어도 하나의 인서트 시트 (204) 에 견고하게 장착되는 적어도 하나의 밀링 인서트 (100) 로서,
- 상부 연장 평면 (P_U) 을 한정하고, 그리고 칩 표면 (103) 을 포함하는 상부 측면 (101),
- 하부 측면 (102),
- 상기 밀링 인서트 (100) 의 주변 주위에서 상기 상부 측면 (101) 과 상기 하부 측면 (102) 사이에서 연장되고, 그리고 적어도 하나의 제 1 클리어런스 표면 (105a, 105b) 및 적어도 하나의 제 2 클리어런스 표면 (106a, 106b) 을 포함하는 측면 표면 (104), 및
- 상기 제 1 클리어런스 표면 (105a, 105b) 과 상기 칩 표면 (103) 사이에 형성된 제 1 절삭날부 (108a, 108b) 와, 상기 제 2 클리어런스 표면 (106a, 106b) 과 상기 칩 표면 (103) 사이에 형성된 제 2 절삭날부 (109a, 109b) 를 포함하는 절삭날 (107) 을 포함하는, 상기 밀링 인서트 (100) 를 포함하고,
상기 상부 측면 (101) 은 상기 제 1 절삭날부 (108a, 108b) 를 따라서 종방향을 한정하는 밑변 (b) 및 상기 종방향에 수직인 측방향을 한정하는 높이 (h) 를 갖는 평행사변형의 기본 형상을 갖고,
상기 밀링 인서트 (100) 의 종방향 중간 평면 (P_M) 은 상기 상부 연장 평면 (P_U) 에 수직으로 종방향으로 연장되고 상기 높이 (h) 의 절반에서 측방향으로 위치되는 것으로 정의되고,
상기 측면 표면 (104) 은 상기 제 2 절삭날부 (109a, 109b) 의 반대편에 종방향으로 위치되고, 그리고 상기 상부 연장 평면 (P_U) 에서 볼 때 상기 종방향 중간 평면 (P_M) 에 대해 각도 (α), 바람직하게는 예각 (α) 인 축선 방향 지지 표면 (110a, 110b) 을 포함하고,
상기 밀링 인서트 (100) 의 상기 하부 측면 (102) 은 상기 종방향 중간 평면 (P_M) 의 외부에서 전체 상기 밀링 인서트 (100) 를 따라 종방향으로 연장되고, 그리고 상기 축선 방향 지지 표면 (110a, 110b) 의 외부에 측방향으로 위치된 최외벽 (112a) 을 갖는 잠금 리지 또는 잠금 그루브의 형태로 적어도 하나의 제 1 잠금 부재 (111a, 111b) 를 포함하고,
상기 인서트 시트 (204) 는 상기 제 1 잠금 부재 (111a, 111b) 와 맞물리는 제 2 잠금 부재 (208) 를 포함하고,
상기 인서트 시트 (204) 에서의 오리피스를 갖는 관통 구멍 (210) 은 상기 인서트 시트 (204) 의 후방에서 회전가능하게 상기 공구 몸체 (201) 에 제공되고, 그리고
상기 밀링 공구 (200) 는 상기 관통 구멍 (210) 을 통하여 연장되고 상기 밀링 인서트 (100) 의 상기 하부 측면 (102) 에 제공된 하부 접촉 영역 (113a, 113b) 에 지탱되는 체결 부재 (300) 를 더 포함하고, 이에 따라 상기 체결 부재 (300) 는, 한편으로는, 상기 공구 몸체 (201) 의 상기 최상부 지지 부재 (207) 에 대해 상기 밀링 인서트 (100) 의 상기 상부 측면 (101) 에 제공된 상부 접촉 영역 (114a, 114b) 을 가압하여 상기 제 2 잠금 부재 (208) 가 상기 제 1 잠금 부재 (111a, 111b) 와 잠금되고 상기 밀링 인서트 (100) 를 위한 반경 방향 지지를 형성하고, 그리고, 다른 한편으로는, 상기 인서트 시트 (204) 에 제공된 축선 방향 접촉 표면 (209) 에 대해 상기 밀링 인서트 (100) 의 상기 축선 방향 지지 표면 (110a, 110b) 을 가압하는 것을 특징으로 하는, 밀링 공구 (200).
제 11 항에 있어서,
상기 하부 접촉 영역 (113a, 113b) 은 상기 밀링 인서트 (100) 의 상기 종방향 중간 평면 (P_M) 의 내부에 측방향으로 제공되는, 밀링 공구 (200).
제 12 항에 있어서,
상기 상부 접촉 영역 (114a, 114b) 은 상기 종방향 중간 평면 (P_M) 과 상기 하부 접촉 영역 (113a, 113b) 사이에서 측방향으로 위치되는, 밀링 공구 (200).
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀링 공구 (200) 는 상기 최상부 지지 부재 (207) 와 상기 밀링 인서트 (100) 의 상기 상부 접촉 영역 (114a, 114b) 사이의 접촉 계면이 상기 밀링 인서트 (100) 의 종방향으로 연장되는 라인 접촉의 형태로 되도록 구성되는, 밀링 공구 (200).
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 체결 부재 (300) 를 수용하기 위한 상기 관통 구멍 (210) 은 상기 공구 몸체 (201) 의 상기 중심 회전 축선 (C2) 에 수직인 반경 방향 평면에 대해 0°~ 20°의 각도 (γ) 로 형성되는, 밀링 공구 (200).
제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀링 공구 (200) 는 상기 체결 부재 (300) 와 상기 하부 접촉 영역 (113a, 113b) 사이의 접촉 계면이 라인 접촉의 형태로 되도록 구성되는, 밀링 공구 (200).
제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 잠금 부재 (111a, 111b) 는 최내벽 (117a) 을 갖고, 그리고 상기 최외벽 (112a) 과 최내벽 (117a) 모두는 상기 제 2 잠금 부재 (208) 와 접촉하는, 밀링 공구 (200).
제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
빈 공간 (211) 은 상기 밀링 인서트 (100) 의 내부에서 반경 방향으로 상기 공구 몸체 (201) 에서 상기 인서트 시트 (204) 와 연결되어 제공되어, 상기 제 1 클리어런스 표면 (105a, 105b) 에 대향하는 상기 밀링 인서트 (100) 의 상기 측면 표면 (104) 은 상기 공구 몸체 (201) 와 접촉하지 않는, 밀링 공구 (200).