KR20170109560A

KR20170109560A - 밀링 인서트 및 밀링 공구

Info

Publication number: KR20170109560A
Application number: KR1020177021205A
Authority: KR
Inventors: 스테판 로만
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2017-09-29
Also published as: US10512975B2; CN107206512A; RU2017130512A; CN107206512B; JP6704399B2; WO2016120099A1; RU2017130512A3; EP3050655A1; US20180015554A1; JP2018503525A; RU2693973C2; KR102239123B1; EP3050655B1

Abstract

숄더 밀링을 위한 밀링 인서트 (100) 는 포지티브 베이직 형상을 갖고 그리고 레이크 표면 (103) 을 포함하는 상부 측 (101), 평면형 바닥 표면 (105) 을 포함하는 하부 측 (102), 밀링 인서트의 주변 둘레로 연장되는 측 표면 (104), 및 측 표면과 레이크 표면 사이에 형성된 절삭 에지 (106) 를 포함한다. 절삭 에지는 적어도 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b), 코너 반경 절삭 에지 부분 (108a, 108b), 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b), 및 표면 와이핑 절삭 에지 부분 (109a, 109b) 을 포함한다. 측 표면은 1 차 클리어런스 표면들 (111b) 의 상부 세트 및 복수의 평면형 2 차 클리어런스 표면들 (115b) 을 포함하는 2 차 클리어런스 표면들 (115b) 의 하부 세트를 포함하고, 1 차 클리어런스 표면들의 상부 세트는 2 차 클리어런스 표면들에 대해 돌출되고 밀링 인서트의 전체 상부 주변 둘레로 연장되는 오버행을 형성한다.

Description

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

본 발명은 청구항 1 의 서문에 따른 숄더 밀링을 위해 의도된 밀링 인서트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 청구항 16 에 따른 밀링 공구에 관한 것이다.

섕크-단부 밀링 공구들과 같은 숄더 밀링을 위한 밀링 공구들은 유리하게 숄더들, 그루브들 및 에지들을 기계 가공하기 위해 사용될 수 있다. 포켓들 등을 기계 가공하기 위해, 램핑 절삭 에지 부분, 즉 표면 와이핑 절삭 에지 부분에 대해 각도를 갖고 형성되고 기계 가공에서 사용된 주 절삭 에지 부분보다 밀링 공구의 중앙 축선에 보다 가까운 절삭 에지 부분을 갖는 밀링 공구를 사용하는 것이 바람직하다. 비용 효율성을 위해, 한편으로 공구 본체, 및 다른 한편으로 분리 가능한 그리고 교체 가능한 밀링 인서트들을 포함하는 밀링 공구를 사용하는 것이 바람직하다.

US2006/0013661 는 숄더 밀링을 위해 의도된 밀링 인서트 및 밀링 공구를 개시한다. 밀링 인서트는 인덱스가능하고 포지티브 베이직 형상을 갖는다. 밀링 인서트는 레이크 표면을 포함하는 상부 측 및 상부 측에 대향하는 하부측을 포함한다. 하부 측은 밀링 인서트가 공구 본체에 장착될 때에 바닥 지지 표면으로서 역할을 하는 평면형 바닥 표면을 포함한다. 측 표면은 밀링 인서트의 주변 둘레로 상부 측과 하부 측 사이에서 연장된다. 절삭 에지는 측 표면과 레이크 표면 사이에 형성된다. 절삭 에지는 주 절삭 에지 부분, 코너 반경 절삭 에지 부분, 램핑 절삭 에지 부분, 및 코너 반경 절삭 에지 부분과 램핑 절삭 에지 부분 사이에 위치 설정된 표면 와이핑 절삭 에지 부분을 포함한다. 램핑 절삭 에지 부분 및 표면 와이핑 절삭 에지 부분은 서로에 대해 각도를 형성한다.

US2006/0013661 에 개시된 밀링 인서트는 코너 반경 절삭 에지 부분 아래로 그리고 주 절삭 에지 부분을 따라 연장되는“마진”을 갖고, 상기 주 절삭 에지 부분은 절삭 에지와 평행한 평면에 대해 마진 아래에서 측 표면보다 작은 각도를 형성한다. 환언하면, 절삭 에지의 상기 부분들 아래의 클리어런스 각도는 상부 측 근처보다 밀링 인서트의 하부 측 근처에서 더 크다. 이러한 의도는 소정의 밀링 조건들 하에서 작업편에 선형 벽들의 형성을 용이하게 한다. 그러나, 이러한 밀링 인서트는 제조의 용이성에 관해 최적화되지 않는다. 또한, 밀링 인서트의 기하학적 형상은 상이한 밀링 조건들에 절삭 에지 및 클리어런스 표면들의 맞춤을 가능하게 하지 않는다. 일반적으로, 주 절삭 에지 부분 뒤에 1 차 클리어런스는 주 절삭 에지 부분을 따라 변할 것이고, 따라서 절삭 에지의 불규칙한 마모 및 주 절삭 에지 부분를 따라 변하는 절삭 에지의 강도를 생성한다.

본 발명의 1 차 목적은 작은 상세부들의 램핑 및 숄더 밀링에 적합한 밀링 인서트 및 밀링 공구를 제공하는 것이고, 상기 밀링 인서트 및 밀링 공구는 밀링 공구의 공구 본체에서 밀링 인서트의 절삭 정확성, 부착 정확성 및 안정성에 관해 최적화된 특성들을 갖고, 공구 본체에서 인서트 시트의 기계 가공 뿐만 아니라 밀링 인서트의 제조가 공지된 밀링 인서트들 및 밀링 공구들보다 용이하게 된다. 또 다른 목적은 밀링 공구에서 밀링 인서트의 안정성을 절충하지 않고 절삭 에지 뒤에 최적화된 1 차 클리어런스를 달성할 수 있게 되어 있는 밀링 인서트를 제공하는 것이다. 추가의 또 다른 목적은 플랭크 마모가 보다 용이하게 분석될 수 있고 그러한 절삭 에지의 마모가 밀링 인서트의 지지 표면들에 영향을 주지 않는 밀링 인서트를 제공하는 것이다.

적어도 1 차 목적은 본 발명의 제 1 양상에 따라, 처음에 규정된 밀링 인서트에 의해 달성된다. 밀링 인서트는 측 표면이 1 차 클리어런스 표면들의 상부 세트, 및 복수의 평면형 지지 표면들을 포함하는 2 차 클리어런스 표면들의 하부 세트를 포함하고, 1 차 클리어런스 표면들의 상부 세트가 2 차 클리어런스 표면들에 대해 돌출되고 밀링 인서트의 전체 상부 주변 둘레로 연장되는 오버행 (overhang) 을 형성하는 것을 특징으로 한다.

오버행을 형성하는 1 차 클리어런스 표면들의 상부 세트를 밀링 인서트에 제공함으로써, 측 표면은 상부 부품 및 하부 부품으로 분할되고, 하부 부품은 밀링 공구의 공구 본체에서 밀링 인서트를 지지하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 밀링 인서트의 양쪽의 상부 부품 및 하부 부품은 그 각각의 사용을 위해 최적화될 수 있다. 2 차 클리어런스 표면들은 밀링 인서트와 공구 본체 사이의 인터페이스에서 우수한 축방향 및 방사상 지지부 및 안정성을 제공하는 복수의 평면형 지지 표면들 (즉 플랫형으로 제조됨) 을 포함한다. 바람직하게, 코너 반경 절삭 에지 부분 아래를 제외하고, 클리어런스 표면들의 하부 세트에서 각각의 2 차 클리어런스 표면은 단일한 평면형 표면에 의해 형성되고, 이로써 이들 평면형 표면들의 적어도 두개는 각각의 인덱스 위치에서 각각 축방향 및 방사상 지지 표면으로서 역할을 할 것이다. 1 차 클리어런스 표면들 및 이로써 또한 절삭 에지는 2 차 클리어런스 표면들의 플랫형 설계에 독립적으로 설계될 수 있다. 이는 공구 본체에서 밀링 인서트의 안정성을 절충하지 않고 개선된 칩 절삭 결과를 위해 절삭 에지의 맞춤을 허용한다. 또한, 플랭크 마모가 용이하게 분석될 수 있고 절삭 에지의 그러한 마모는 밀링 인서트의 지지 표면에 영향을 주지 않는다. 밀링 인서트의 제조, 및 특히 절삭 에지의 기계 가공 (예를 들면 브러싱, 그라인딩 및 블래스팅) 은 보다 용이해지는 데, 왜냐하면 절삭 에지의 기계 가공은 평면형 지지 표면들에 영향을 주지 않고 수행될 수 있기 때문이다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 절삭 에지는 바닥 표면과 평행하게 또는 본질적으로 평행하게 연장된다. “본질적으로 평행한”은 여기서 공학적 허용 오차 내를 의미하도록 의도된다. 평행한 또는 본질적으로 평행한 설계는 상대적으로 작은 직경 밀링 공구의 레이크 표면에서 칩에 대해 보다 큰 공간을 생성하기 때문에 개선된 칩 제어를 제공한다. 그것은 또한 절삭 에지의 비-평행한 설계를 갖는 경우에서보다 더 크고 평탄한 레이크 표면의 생성을 가능하게 하기 때문에 개선된 칩 형성을 제공하는 데, 왜냐하면 상부 표면에서 레이크 표면은 전체 밀링 인서트 둘레에 절삭 에지로부터 동일한 거리 또는 레벨로 형성될 수 있기 때문이고, 예를 들면 보다 큰 절삭 깊이들에서 칩들의 분쇄에 대한 경향은 회피될 수 있다. 평행한 설계는 프레싱 프로세스를 사용하여 밀링 인서트의 제조를 추가로 간단화시키고, 또한 절삭 에지의 브러싱, 그라인딩 및/또는 블래스팅을 용이하게 한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 레이크 표면은 바닥 표면과 평행하게 또는 본질적으로 평행하게 연장되는 평면형 중앙 영역을 포함한다. “본질적으로 평행한”은 여기서 공학적 허용오차 내를 의미하도록 의도된다. 이는 바닥 표면과 평행하게 형성된 절삭 에지를 갖는 밀링 인서트에 대해 특히 적합하고, 레이크 표면의 평면형 중앙 영역은 절삭 에지에 대해 리세스를 형성한다. 평면형 중앙 영역은 칩 형성/제어를 촉진하고 또한 간단화된 제조 프로세스에 기여한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 주 절삭 에지 부분은 바닥 표면과 평행한 평면에서 봤을 때에 볼록하다. 환언하면, 밀링 인서트는 밀링 인서트의 중앙 축선을 통해 측정되었을 때 그 가장 큰 폭을 가질 수 있고 상기 폭은 바닥 표면과 평행한 평면에서 측정될 수 있다. 상기 경우에, 절삭 에지는 비-평행한 설계를 갖고, 상기 폭은 돌출된 평면에서 측정될 수 있다. 볼록한 주 절삭 에지 부분은 피삭재에서 평탄한 기계 가공된 표면의 형성에 기여한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 바닥 표면과 평행한 평면에서 봤을 때에, 주 절삭 에지 부분의 코드는 주 절삭 에지 부분 아래의 2 차 클리어런스 표면과 간격 0°<α<1° 내에서 코드 각도 (α) 를 형성한다. 밀링 인서트의 하부 측 근처에 위치된 주 절삭 에지 부분 아래의 2 차 클리어런스 표면의 부품은 이러한 방식으로 피삭재와의 접촉으로부터 보호된다. 특히, 이는 밀링 인서트가 포지티브 축방향 팁핑-인 각도로 장착되는 작은 직경 밀링 공구들에서 사용을 위해 의도된 밀링 인서트들에 대해 바람직한 설계이다. 이러한 설계에서, 피삭재와의 접촉으로부터의 보호가 바닥 표면의 사이즈에서 감소를 요구하지 않고 달성되고 따라서 공구 본체에서 밀링 인서트의 안정성이 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 밀링 인서트는 바닥 표면에 수직한 방향으로 두께 (t_tot) 를 갖고, 2 차 클리어런스 표면들의 하부 세트는 두께 (t_tot) 의 적어도 50 %, 바람직하게 두께 (t_tot) 의 적어도 60 %, 보다 바람직하게 두께 (t_tot) 의 적어도 70 % 에 걸쳐 연장된다. 이러한 방식으로, 밀링 인서트 및 공구 본체와 밀링 인서트의 지지 표면들 사이에 보다 안정적인 접촉이 달성된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 오버행은 바닥 표면에 수직한 방향으로 범위 0.20 mm ≤ t_oh ≤ 0.5 mm 내의, 바람직하게 범위 0.25 mm ≤ t_oh ≤ 0.5 mm 내의, 보다 바람직하게 범위 0.3 mm ≤ t_oh ≤ 0.4 mm 내의 두께 (t_oh) 를 갖는다. 이는 주로 2 차 클리어런스 표면들에 영향을 주지 않고 절삭 에지에 허용 가능한 양의 플랭크 마모를 허가하도록 의도된다. 이는 또한 인덱스 위치의 변경 또는 전체 인서트의 변경이 필수적이라는 것을 나타내는 전체 또는 실질적으로 전체 두께에 걸친 플랭크 마모를 오버행이 표시한다는 점에서 허용 가능한 양의 상기 플랭크 마모 (예를 들면 범위 0.2-0.3 mm 에서) 의 검출을 용이하게 할 것이다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 밀링 인서트가 공구 본체에 장착될 때에, 평면형 지지 표면들의 적어도 하나는 축방향 지지 표면을 형성하도록 구성되고, 평면형 지지 표면들의 적어도 또 다른 하나는 방사상 지지 표면을 형성하도록 구성되고, 방사상 지지 표면 및 축방향 지지 표면은 바닥 표면과 평행한 평면에서 봤을 때에 서로 날카로운 각도를 형성한다. 이는 공구 본체에서 밀링 인서트에 대한 안정적인 지지부를 생성한다. 바람직하게, 각도는 간격 60°- 80°내에, 보다 바람직하게 간격 65°- 75°내에 존재한다. 방사상 지지 표면으로서 사용된 평면형 지지 표면은 바람직하게 인덱서블 밀링 인서트의 경우에 비활성의 주 절삭 에지 부분 아래의 표면이다. 축방향 지지 표면으로서 사용된 평면형 지지 표면은 이러한 경우에 바람직하게 비활성의 램핑 절삭 에지 부분 아래의 표면이다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 2 차 클리어런스 표면들은 바닥 표면과 평행한 상부 연장 평면에 대해 날카로운 시팅 각도들로 형성된다. 따라서, 하부 측보다 더 큰 상부 측을 갖는 포지티브 베이직 형상은 오버행이 너무 튀어나오게 (pronounced) 할 필요 없이 달성된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 절삭 에지는 표면 와이핑 절삭 에지 부분과 램핑 절삭 에지 부분 사이에 위치 설정되고 그들과 각도를 형성하는 부가적인 절삭 에지 부분을 포함한다. 이는 램핑 절삭 에지 부분의 위치를 유지하고 표면 와이핑 절삭 에지의 길이를 짧게하는 것이 작은 코너 반경들에 대해 바람직하다. 바람직하게, 부가적인 절삭 에지 부분은 표면 와이핑 절삭 에지 부분에 대해 각도 2°- 4°로 형성된다. 환언하면, 부가적인 절삭 에지는 피삭재로부터 클리어하고, 표면 와이핑 절삭 에지는 너무 길지 않게 제조되는 데, 이는 표면 와이핑 절삭 에지에 의해 생성된 축방향 절삭력들이 허용 가능한 레벨들을 넘음으로써 밀링 중 공구에서 해로운 진동을 발생시킨다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 주 절삭 에지 아래의 1 차 클리어런스 표면은 바닥 표면과 평행한 상부 연장 평면에 대해 오버행 각도 (β_major) 로 형성되고, 상기 오버행 각도 (β_major) 는 코너 반경 절삭 에지 부분으로부터 그리고 주 절삭 에지 부분을 따라 감소되어, 밀링 인서트가 공구 본체에 포지티브 축방향 팁핑-인 각도로 장착될 때에 주 절삭 에지 부분을 따르는 유효 클리어런스 각도는 일정하거나 또는 실질적으로 일정하다. 이는 또한 큰 절삭 깊이들에서 충분한 클리어런스를 보장한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 주 절삭 에지 부분 아래의 2 차 클리어런스 표면은 상부 연장 평면에 대해 시팅 각도 (η_major) 로 형성되고, 상기 시팅 각도 (η_major) 는 주 절삭 에지 부분을 따라 일정하거나 또는 실질적으로 일정하다. 이러한 문맥에서, “실질적으로 일정한”은 공학적 허용오차 내라는 것이 이해되어야 한다. 이는 공구 본체에 밀링 인서트를 지지하기 위한 지지 표면으로서 사용될 수 있는 상대적으로 크고 평면형 2 차 클리어런스 표면을 부여한다. 달성될 수 있는 상대적으로 큰 지지 표면은 밀링 인서트가 밀링 인서트와 공구 본체 사이에 안정적인 인터페이스를 보장하면서 장착될 수 있는 공구 본체의 인서트 시트의 기계 가공을 용이하게 한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 램핑 절삭 에지 부분 아래의 1 차 클리어런스 표면은 바닥 표면과 평행한 상부 연장 평면에 대해 날카로운 오버행 각도 (β_ramp) 로 형성되고, 램핑 절삭 에지 부분 아래의 2 차 클리어런스 표면은 상기 상부 연장 평면에 대해 날카로운 시팅 각도 (η_ramp) 로 형성되고, 그리고 β_ramp < η_ramp 이다. 환언하면, 램핑 절삭 에지 부분 아래의 1 차 클리어런스 표면은 2 차 클리어런스 표면보다 더 날카로운 각도로 형성된다. 이는 특히 램핑 절삭 에지 부분 아래의 2 차 클리어런스 표면이 지지 표면으로서 사용될 때에 공구 본체에서 밀링 인서트의 안정성을 절충하지 않고 또한 상대적으로 큰 방사상 팁핑-인 각도들로 램핑 절삭 에지 부분 뒤에 충분한 1 차 클리어런스를 생성한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 주 절삭 에지 부분, 코너 반경 절삭 에지 부분, 및 표면 와이핑 절삭 에지 부분의 각각의 아래에, 각각의 절삭 에지 부분과 연관된 2 차 클리어런스 표면이 바닥 표면과 평행한 상부 연장 평면에 대해 날카로운 시팅 각도 (η) 로 형성되고, 각각의 절삭 에지 부분과 연관된 1 차 클리어런스 표면은 상기 상부 연장 평면에 대해 날카로운 오버행 각도 (β) 로 형성되고, 시팅 각도 (η) 는 오버행 각도 (β) 보다 더 작다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 밀링 인서트는 두개의 인덱스 위치들로 인덱스가능하다. 밀링 인서트는 따라서 두개의 주 절삭 에지 부분들, 두개의 표면 와이핑 절삭 에지 부분들, 두개의 램핑 절삭 에지 부분들 등과 두개로 접혀지는 회전 대칭부를 갖는다. 인덱스 위치에 따라, 단지 하나의 주 절삭 에지 부분들만이 한번에 활성으로 된다. 이는 밀링 인서트의 공구 수명을 연장시킨다.

제 2 양상에서, 본 발명은 공구 본체 및 상기 언급된 실시형태들 중 어느 하나에 따른 적어도 하나의 밀링 인서트를 포함하는 밀링 공구에 관한 것이고, 적어도 하나의 밀링 인서트들의 각각은 공구 본체의 인서트 시트에 분리 가능하게 장착된다. 그러한 밀링 공구의 이점들 및 바람직한 실시형태들은 밀링 인서트에 대해 상기 논의된 것에 상응한다.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시형태의 상세한 설명은 아래에 따른다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 밀링 인서트의 사시도를 도시하고,
도 2 는 도 1 에서의 밀링 인서트의 사시도를 도시하고,
도 3 은 도 1 에서의 밀링 인서트의 평면도를 도시하고,
도 4 는 도 1 에서의 밀링 인서트의 측면도를 도시하고,
도 5 는 도 1 에서의 밀링 인서트의 측면도를 도시하고,
도 6 은 도 1 에서의 밀링 인서트의 바닥도를 도시하고,
도 7 은 도 3 에서의 라인 VII-VII 을 따르는 밀링 인서트의 횡단면도를 도시하고,
도 8 은 도 3 에서의 라인 VIII-VIII 을 따르는 밀링 인서트의 부분적인 횡단면도를 도시하고,
도 9 는 도 3 에서의 라인 IX-IX 을 따르는 밀링 인서트의 부분적인 횡단면도를 도시하고,
도 10 은 도 3 에서의 라인 X-X 을 따르는 밀링 인서트의 부분적인 횡단면도를 도시하고,
도 11 은 본 발명의 실시형태에 따른 밀링 공구의 부분적으로 분해된 사시도를 도시하고,
도 12 는 도 11 에서의 밀링 공구의 측면도를 도시하고,
도 13 은 도 11 에서의 밀링 공구의 평면도를 도시한다.

도 1-도 10 은 숄더 밀링, 즉 본 발명의 실시형태에 따른 90°의 진입 각도로의 밀링을 위해 의도된 밀링 인서트 (100) 의 상이한 도면들을 도시한다. 밀링 인서트 (100) 는 두개의 인덱스 위치들로 인덱스가능하고 포지티브 베이직 형상을 갖는다. 밀링 인서트는 상부 측 (101) 및 상부 측 (101) 에 대향하는 하부 측 (102) 을 포함한다. 중앙 축선 (C1) 은 상부 측 (101) 과 하부 측 (102) 사이에서 연장된다. 중앙 구멍은 공구 본체에서 밀링 인서트를 장착하기 위해 제공된다. 상부 측 (101) 은 중앙 구멍 둘레로 연장되는 평면형 중앙 영역 (120) 을 갖는 레이크 표면 (103) 을 포함한다. 하부 측 (102) 은 평면형 바닥 표면 (105) 을 포함한다. 밀링 인서트의 주변 둘레로, 측 표면 (104) 이 연장된다. 절삭 에지 (106) 는 레이크 표면 (103) 과 측 표면 (104) 사이에 형성된다. 상부 연장 평면 (P_U) 은 절삭 에지 (106) 의 레벨에서 바닥 표면 (105) 과 평행하게 연장하도록 규정된다. 절삭 에지 (106) 는 상부 연장 평면 (P_U) 과 평행하게, 또는 본질적으로 평행하게 연장된다. 레이크 표면 (103) 의 평면형 중앙 영역 (120) 은 절삭 에지 (106) 에 대해 리세스를 형성하고, 레이크 표면 (103) 의 경사진 표면 (121) 은 평면형 중앙 영역 (120) 으로부터 절삭 에지 (106) 를 향해 연장된다. 보강 랜드 (122) 는 경사진 표면 (121) 과 절삭 에지 (106) 사이에서 연장된다.

밀링 인서트 (100) 는 두개의 인덱스 위치들을 갖기 때문에, 절삭 에지 (106) 는 한번에 활성인 하나를 포함하는 두개의 주 절삭 에지 부분들 (107a, 107b) 을 포함한다. 절삭 에지 (106) 는 두개의 코너 반경 절삭 에지 부분들 (108a, 108b), 두개의 표면 와이핑 절삭 에지 부분들 (109a, 109b), 및 두개의 램핑 절삭 에지 부분들 (110a, 110b) 을 추가로 포함한다. 각각의 표면 와이핑 절삭 에지 부분 (109a, 109b) 은 그 연관된 코너 반경 절삭 에지 부분 (108a, 108b) 과 그 연관된 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b) 사이에 위치 설정되고 그 연관된 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 과 수직 각도 또는 본질적으로 수직 각도를 형성한다. 표면 와이핑 절삭 에지 (109a, 109b) 와 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 사이의 각도는 밀링 작업 중에 피삭재에서 90°숄더를 생성하도록 설계된다. 그러나, 이러한 각도는 공구 본체의 인서트 시트에 장착된 인서트 (100) 에서 방사상 및 축방향 팁핑-인 각도에 따라 변할 수 있다. 이러한 특정한 실시형태에서 표면 와이핑 절삭 에지 부분들 (109a, 109b) 은 피삭재에서 90°숄더를 생성하도록 네거티브 방사상 및 포지티브 축방향 팁핑-인 각도 (아래에 추가로 설명됨) 로의 그 의도된 장착으로 인해 주 절삭 에지 부분들 (107a, 107b) 과 92°각도를 형성한다. 각각의 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b) 은 피삭재의 램핑을 허용하도록 연관된 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 에 대해 날카로운 각도로 형성된다. 도시된 실시형태에서, 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b) 은 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 에 대해 대략 70°의 각도로 형성된다.

절삭 에지 부분들 (107a-110b) 의 각각의 아래에, 측 표면 (104) 은 도 6 에 도시된 바와 같이, 절삭 에지 (106) 바로 아래에 형성된 1 차 클리어런스 표면들 (111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b, 114a, 114b) 의 상부 세트, 및 1 차 클리어런스 표면들 (111a-114b) 아래에 형성된 2 차 클리어런스 표면들 (115a, 115b, 116a, 116b, 117a, 117b, 118a, 118b) 의 하부 세트를 포함한다. 2 차 클리어런스 표면들 (115a-118b) 의 각각은 그것이 연장되는 1 차 클리어런스 표면 (111a-114b) 과 연관된다. 주 절삭 에지 부분들 (107a, 107b) 아래에 위치된 2 차 클리어런스 표면들 (115a, 115b) 은 공구 본체의 인서트 시트에서 밀링 인서트 (100) 를 지지하기 위한 방사상 지지 표면들을 형성하고, 비활성의 주 절삭 에지 부분 (107b) 아래의 2 차 클리어런스 표면 (115b) 은 주 절삭 에지 부분 (107a) 이 활성일 때에 그리고 그 반대일 때에 방사상 지지 표면을 형성한다. 각각 램핑 절삭 에지 부분들 (110a, 110b) 아래에 위치된 2 차 클리어런스 표면들 (118a, 118b) 은 축방향 지지 표면들을 형성하고, 2 차 클리어런스 표면 (118b) 은 주 절삭 에지 부분 (107a) 이 활성일 때에 그리고 그 반대일 때에 활성의 지지 표면을 형성한다. 지지 표면들로서 형성된 2 차 클리어런스 표면들 (115a, 115b, 118a, 118b) 뿐만 아니라, 표면 와이핑 절삭 에지 부분들 (109a, 109b) 아래에 위치된 2 차 클리어런스 표면들 (117a, 117b) 은 평면형 표면들이다. 2 차 클리어런스 표면들의 각각은 상부 연장 평면 (P_U) 에 대해 날카로운 시팅 각도 (η) 로 형성된다. 시팅 각도 (η) 는 밀링 인서트 둘레에서 변한다. 축방향 지지 표면으로서 작용하는 2 차 클리어런스 표면들 (118a, 118b) 의 각각은 방사상 지지 표면으로서 작용하는 연관된 2 차 클리어런스 표면 (115a, 115b) 에 대해 대략 70°의 날카로운 각도를 형성한다.

1 차 클리어런스 표면들 (111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b, 114a, 114b) 은 절삭 에지 (106) 바로 아래에 밀링 인서트 (100) 의 전체 상부 주변 둘레로 연장되는 오버행 (119) 을 형성한다. 오버행 (119) 은 밀링 인서트 (100) 의 하부 부품에 대해 돌출된다. 이는 평면형 2 차 클리어런스 표면들 (115a, 115b, 117a, 117b, 118a, 118b) 이 연장되는 연장 평면들이 중앙 축선 (C1) 에 대해 연관된 1 차 클리어런스 표면들 내측에 위치된다는 것을 의미한다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 밀링 인서트 (100) 는 바닥 표면 (105) 에 수직한 방향으로 두께 (t_tot) 를 갖는다. 여기서, 두께 (t_tot) 는 대략 2.4 mm 이지만, t_tot 는 본 발명에 따라 보다 큰 밀링 인서트들에 대해 최대 6 mm 까지일 수 있다. 2 차 클리어런스 표면들 (115a-118b) 의 하부 세트는 두께 (t_tot) 의 적어도 50 %, 바람직하게 두께 (t_tot) 의 적어도 60 %, 보다 바람직하게 두께 (t_tot) 의 적어도 70 % 에 걸쳐 연장된다. 보다 큰 두께 (t_tot) 를 갖는 큰 밀링 인서트들에 대해, 클리어런스 표면들의 하부 세트는 총 두께 (t_tot) 의 85 % 초과로 연장될 수 있다. 오버행은 여기서 0.3 mm 이고 바람직하게 범위 0.20 mm ≤ t_oh ≤ 0.5 mm 내, 보다 바람직하게 범위 0.25 mm ≤ t_oh ≤ 0.5 mm 내이여만 하는 두께 (t_oh) 를 갖는다. 오버행 (119) 의 두께 (t_oh) 는 절삭 에지 (106) 에서 허용 가능한 마모의 양을 허가하도록 선택되고, 따라서 밀링 인서트 (100) 의 총 두께 (t_tot) 에 독립적이다. 도시된 실시형태에서 2 차 클리어런스 표면들 (115a-118b) 의 하부 세트는 밀링 인서트 (100) 의 두께 (t_tot) 의 대략 75 % 에 걸쳐 연장된다.

1 차 클리어런스 표면들 (111a-114b) 은 도 7-도 10 에 도시된 바와 같이 상부 연장 평면 (P_U) 에 대해 날카로운 오버행 각도 (β) 로 형성된다. 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b) 아래에, 오버행 각도 (β_ramp) 는 2 차 클리어런스 표면 (118a, 118b) 이 상부 연장 평면 (P_U) 과 이루는 시팅 각도 (η_ramp) 보다 더 작다. 도시된 실시형태에서, 오버행 각도 (β_ramp) 는 표면 와이핑 절삭 에지 부분 (109a, 109b) 에 가장 가까이에서 대략 63°로부터 대략 57°로 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b) 을 따라 감소된다. 시팅 각도 (η_ramp) 는 대략 70°이다. 코너 반경 절삭 에지 부분 (108a, 108b) 및 표면 와이핑 절삭 에지 부분 (109a, 109b) 아래에서, 시팅 각도 (η) 는 오버행 각도 (β) 보다 더 작다. 오버행 각도 (β) 는 여기서 70°초과인 반면, 시팅 각도 (η) 는 70°미만이다.

주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 아래에 그리고 그를 따라, 시팅 각도 (η_major) (도 7 를 참조) 는 일정하고 대략 82°이다. 오버행 각도 (β_major) 는 여기서 코너 절삭 에지 부분 (108a, 108b) 에 가까이에서 대략 89°로부터 최대 절삭 깊이에서 대략 83°로 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 을 따라 변한다. 기능적으로, -11°내지 -18°의 방사상 팁핑-인 각도 및 8°내지 10°의 축방향 팁핑-인 각도를 갖는 밀링 공구에 장착될 때에 (아래에 추가로 설명됨), 이는 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 바로 뒤에 10°- 15°의 일정한 유효 1 차 클리어런스 각도를 부여하는 한편, 오버행 (119) 뒤에 유효 2 차 클리어런스 각도는 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 을 따라 감소하고, 최대 절삭 깊이에서 대략 10°이다.

주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 은 도시된 실시형태에서 상부 연장 평면 (P_U) 에서 볼 때에 볼록하다. 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 의 코드는 2 차 클리어런스 표면 (115a, 115b) 과 24’의 코드 각도 (α) (도시 생략) 를 형성한다. 코드 각도 (α) 는 바람직하게 간격 0°<α<1°내에 존재해야만 한다.

밀링 인서트 (100) 는 도시된 실시형태에서 표면 와이핑 절삭 에지 부분들 (109a, 109b) 의 하나와 램핑 절삭 에지 부분들 (110a, 110b) 의 하나 사이에 각각 형성된 두개의 부가적인 절삭 에지 부분들 (124a, 124b) 을 추가로 포함한다. 각각의 부가적인 절삭 에지 부분 (124a, 124b) 은 인접한 표면 와이핑 절삭 에지 부분에 대해 각도를 갖도록 형성되고, 상기 각도는 대략 2°- 4°일 수 있다. 여기서, 표면 와이핑 절삭 에지 부분들 (109a, 109b) 아래에 각각의 1 차 클리어런스 표면 (113a, 113b) 은 또한 부가적인 절삭 에지 부분 (124a, 124b) 아래로 연장되는 단일한 표면으로서 도시된다.

바닥 표면 (105) 이외에도 밀링 인서트 (100) 의 하부 측 (102) 은, 또한 그것이 바닥 표면 (105) 보다 상부 측 (101) 에 보다 가깝다는 것을 의미하는 바닥 표면 (105) 에 대해 상승된 원주 표면 (123) 을 포함한다. 이러한 원주 표면 (123) 은 제조 목적들을 위해 형성된다. 본 발명에 따른 밀링 인서트 (100) 는 바람직하게 프세싱 후에 기계 가공이 가능한 한 적게 요구되는 프레싱 프로세스를 사용하여 제조되기 때문에, 밀링 인서트의 부품들은 프레싱 후에 공구 분체에서 밀링 인서트를 위한 바닥 지지부로서 역할을 하는 바닥 표면 (105) 아래로 돌출하지 않는 것이 중요하다. 원주 표면 (123) 은 프레싱 프로세스로부터 잔부들이 프레싱 후에 바닥 표면 (105) 아래로 돌출하지 않도록 보장한다.

지금부터 본 발명에 따른 숄더 밀링을 위한 밀링 공구 (200) 를 도시하는 도 11-도 13 을 참조한다. 밀링 공구 (200) 는 원통형 베이스 형상을 갖는 공구 본체 (201) 를 포함한다. 공구 본체는 전방 단부 (202) 및 후방 단부 (203) 를 포함하고, 그 사이로 중앙 회전 축선 (C2) 이 연장된다. 공구 (200) 는 중앙 회전 축선 (C2) 둘레로 회전 방향 (R) 으로 회전 가능하다. 두개의 인서트 시트들 (204) 은 전방 단부 (202) 와 후방 단부 (203) 사이에서 연장되는 주변 표면 (205) 과 전방 단부 (202) 사이의 전이부에 형성된다. 칩 포켓 (206) 은 적어도 하나의 인서트 시트 (204) 의 앞에 회전식으로 제공된다. 각각의 인서트 시트 (204) 에서, 상기 설명된 바와 같은 밀링 인서트 (100) 는 인서트 시트 (204) 와 맞닿는 바닥 표면 (105) 및 활성인 주 절삭 에지 부분 (107a) 을 갖는 나사의 형태의 체결 부재 (300) 에 의해 고정식으로 장착된다. 축방향 접촉 표면 (207) 은 밀링 인서트 (100) 의 축방향 지지 표면, 이러한 경우의 2 차 클리어런스 표면 (118b) 을 지지하기 위해 제공된다. 방사상 접촉 표면 (208) 은 2 차 클리어런스 표면 (115b) 을 따라 밀링 인서트 (100) 를 방사상으로 지지하기 위해 제공된다.

밀링 인서트 (100) 는 방사상 팁핑-인 각도 (γ_f) 및 축방향 팁핑-인 각도 (γ_m) 로 공구 본체 (101) 에 장착된다. 도 13 에 도시된 방사상 팁핑-인 각도 (γ_f) 는 평면도로 볼 때에 공구의 방사상 벡터 (r) 를 따르는 라인과 밀링 인서트 (100) 의 상부 연장 평면 (P_U) 사이의 각도이다. 방사상 팁핑-인 각도 (γ_f) 는 이러한 경우에 네거티브이고 대략 -15°이고, 즉 상부 연장 평면 (P_U) 은 외향/전향으로 경사진다. 방사상 팁핑 인-각도는 밀링 공구 직경에 따라 -11°내지 -18°로 변할 수 있다. 도 12 에 도시된 축방향 팁핑-인 각도 (γ_m) 는 공구의 중앙 회전 축선 (C2) 과 밀링 인서트 (100) 의 상부 연장 평면 (P_U) 사이의 각도이다. 밀링 인서트 (100) 는 여기서 대략 10°의 포지티브 축방향 팁핑-인 각도 (γ_m) 로 장착되고, 즉 상부 연장 평면 (P_U) 은 상향/후향 방향으로 기울어진다. 12 mm 미만의 직경을 갖는 밀링 공구들에 대해, 축방향 팁핑-인 각도 (γ_m) 는 8°로 세팅될 수 있다. 코너에 가까이에서 대략 89°및 최대 절삭 깊이에서의 83°의 오버행 각도 (β_major) 와 함께, 축방향 및 방사상 팁핑-인 각도들은 밀링 작업 중에 10°- 15°의 유효 클리어런스를 생성해야 한다.

밀링 공구 (200) 의 공구 본체 (201) 는 강으로부터 일반적으로 제조되지만, 밀링 인서트들 (100) 은 보다 경질의 재료, 특히 초경합금으로 제조된다.

본 발명은 당연히 개시된 실시형태들에 제한되지 않지만 첨부된 청구항들의 범위 내에서 변경되고 변형될 수 있다. 예를 들면, 밀링 인서트는 단일한 주 절삭 에지 부분을 갖는 비-인덱서블 밀링 인서트로서 형성될 수 있다. 밀링 인서트는 공구의 좌측 회전 뿐만 아니라 공구의 우측 회전에 대해 설계될 수 있다.

Claims

숄더 (shoulder) 밀링 공구 (200) 에 장착하기 위한 밀링 인서트 (100) 로서,
상기 밀링 인서트 (100) 는 포지티브 베이직 형상을 갖고, 그리고
- 레이크 표면 (103) 을 포함하는 상부 측 (101),
- 평면형 또는 본질적으로 평면형 바닥 표면 (105) 을 포함하며 상기 상부 측 (101) 에 대향하는 하부 측 (102),
- 상기 밀링 인서트의 주변 둘레로 상기 상부 측 (101) 과 상기 하부 측 (102) 사이에서 연장되는 측 표면 (104),
- 상기 측 표면 (104) 과 상기 레이크 표면 (103) 사이에 형성된 절삭 에지 (106) 로서, 상기 절삭 에지 (106) 는 적어도 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b), 코너 반경 절삭 에지 부분 (108a, 108b), 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b), 및 상기 코너 반경 절삭 에지 부분 (108a, 108b) 과 상기 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b) 사이에 위치 설정되고 상기 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b) 과 각도를 형성하는 표면 와이핑 절삭 에지 부분 (109a, 109b) 을 포함하는, 상기 절삭 에지 (106) 를 포함하고,
상기 측 표면 (104) 은,
- 1 차 클리어런스 표면들 (111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b, 114a, 114b) 의 상부 세트, 및
- 복수의 평면형 지지 표면들 (115a, 115b, 117a, 117b, 118a, 118b) 을 포함하는 2 차 클리어런스 표면들 (115a, 115b, 116a, 116b, 117a, 117b, 118a, 118b) 의 하부 세트를 포함하고,
상기 1 차 클리어런스 표면들 (111a-114b) 의 상부 세트는, 상기 2 차 클리어런스 표면들 (115a-118b) 에 대해 돌출되고 상기 밀링 인서트 (100) 의 전체 상부 주변 둘레로 연장되는 오버행 (overhang : 119) 을 형성하는, 밀링 인서트.
제 1 항에 있어서,
상기 절삭 에지 (106) 는 상기 바닥 표면 (105) 과 평행하게 또는 본질적으로 평행하게 연장되는, 밀링 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 레이크 표면 (103) 은 상기 바닥 표면 (105) 과 평행하게 또는 본질적으로 평행하게 연장되는 평면형 중앙 영역 (120) 을 포함하고, 바람직하게 상기 레이크 표면 (103) 의 상기 평면형 중앙 영역 (120) 은 상기 절삭 에지 (106) 에 대해 리세스를 형성하는, 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 은 상기 바닥 표면 (105) 과 평행한 평면에서 봤을 때에 볼록한, 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바닥 표면 (105) 과 평행한 평면에서 봤을 때에, 상기 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 의 코드 (chord) 는 상기 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 아래의 상기 2 차 클리어런스 표면 (115a, 115b) 과 간격 0°<α<1°내에서 코드 각도 (α) 를 형성하는, 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀링 인서트는 상기 바닥 표면 (105) 에 수직한 방향으로 두께 (t_tot) 를 갖고,
상기 2 차 클리어런스 표면들 (115a-118b) 의 하부 세트는 상기 두께 (t_tot) 의 적어도 50 %, 바람직하게 상기 두께 (t_tot) 의 적어도 60 %, 보다 바람직하게 상기 두께 (t_tot) 의 적어도 70 % 에 걸쳐 연장되는, 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오버행 (119) 은 상기 바닥 표면 (105) 에 수직한 방향으로 범위 0.20 mm ≤ t_oh ≤ 0.5 mm 내의, 바람직하게 범위 0.25 mm ≤ t_oh ≤ 0.5 mm 내의, 보다 바람직하게 범위 0.3 mm ≤ t_oh ≤ 0.4 mm 내의 두께 (t_oh) 를 갖는, 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀링 인서트 (100) 가 공구 본체 (201) 에 장착될 때에, 상기 평면형 지지 표면들 (118a, 118b) 의 적어도 하나는 축방향 지지 표면을 형성하도록 구성되고, 상기 평면형 지지 표면들 (115a, 115b) 의 적어도 또 다른 하나는 방사상 지지 표면을 형성하도록 구성되고, 상기 방사상 지지 표면 및 상기 축방향 지지 표면은 상기 바닥 표면 (105) 과 평행한 평면에서 봤을 때에 서로 날카로운 각도를 형성하는, 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2 차 클리어런스 표면들 (115a-118b) 은 상기 바닥 표면 (105) 과 평행한 상부 연장 평면 (P_U) 에 대해 날카로운 시팅 각도들 (β) 로 형성되는, 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭 에지 (106) 는, 상기 표면 와이핑 절삭 에지 부분 (109a, 109b) 과 상기 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b) 사이에 위치 설정되고 상기 표면 와이핑 절삭 에지 부분 (109a, 109b) 및 상기 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b) 과 각도를 형성하는 부가적인 절삭 에지 부분 (124a, 124b) 을 포함하는, 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주 절삭 에지 (107a, 107b) 아래의 상기 1 차 클리어런스 표면 (111a, 111b) 은 상기 바닥 표면 (105) 과 평행한 상부 연장 평면 (P_U) 에 대해 오버행 각도 (β_major) 로 형성되고, 상기 오버행 각도 (β_major) 는 상기 코너 반경 절삭 에지 부분 (108a, 108b) 으로부터 그리고 상기 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 을 따라 감소하여, 상기 밀링 인서트 (100) 가 공구 본체 (201) 에 장착될 때에 상기 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 을 따르는 유효 클리어런스 각도는 일정하거나 또는 실질적으로 일정한, 밀링 인서트.
제 11 항에 있어서,
상기 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 아래의 상기 2 차 클리어런스 표면 (115a, 115b) 은 상기 상부 연장 평면 (P_U) 에 대해 시팅 각도 (η_major) 로 형성되고, 상기 시팅 각도 (η_major) 는 상기 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b) 을 따라 일정하거나 또는 실질적으로 일정한, 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b) 아래의 상기 1 차 클리어런스 표면 (114a, 114b) 은 상기 바닥 표면 (105) 과 평행한 상부 연장 평면 (P_U) 에 대해 날카로운 오버행 각도 (β_ramp) 로 형성되고, 상기 램핑 절삭 에지 부분 (110a, 110b) 아래의 상기 2 차 클리어런스 표면 (118a, 118b) 은 상기 상부 연장 평면 (P_U) 에 대해 날카로운 시팅 각도 (η_ramp) 로 형성되고, 여기서 β_ramp < η_ramp 인, 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주 절삭 에지 부분 (107a, 107b), 상기 코너 반경 절삭 에지 부분 (108a, 108b), 및 상기 표면 와이핑 절삭 에지 부분 (109a, 109b) 의 각각의 아래에서, 각각의 절삭 에지 부분과 연관된 상기 2 차 클리어런스 표면은 상기 바닥 표면 (105) 과 평행한 상부 연장 평면 (P_U) 에 대해 날카로운 시팅 각도 (η) 로 형성되고, 각각의 상기 절삭 에지 부분과 연관된 상기 1 차 클리어런스 표면은 상기 상부 연장 평면 (P_U) 에 대해 날카로운 오버행 각도 (β) 로 형성되고, 상기 시팅 각도 (η) 는 상기 오버행 각도 (β) 보다 작은, 밀링 인서트.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀링 인서트 (100) 는 두개의 인덱스 위치들로 인덱스가능한, 밀링 인서트.
밀링 공구 (200) 로서,
상기 밀링 공구는 공구 본체 (201) 및 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 밀링 인서트 (100) 를 포함하고,
상기 적어도 하나의 밀링 인서트들 (100) 의 각각은 상기 공구 본체 (201) 의 인서트 시트 (204) 에 분리 가능하게 장착되는, 밀링 공구.