KR20180063117A - 선삭 인서트 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상단면 (8), 대향한 바닥면 (9), 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 을 연결하는 측면들 (13, 13'), 및 2 개의 대향한 노우즈 부분들 (15, 15') 을 포함하는 선삭 인서트 (1) 에 관한 것이다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 볼록한 노우즈 절삭날 (10, 10'), 제 1 절삭날 (11, 11') 및 제 2 절삭날 (12, 12') 을 포함한다. 볼록한 노우즈 절삭날 (10, 10') 은 제 1 절삭날 (11, 11') 과 제 2 절삭날 (12, 12') 을 연결한다. 기준 평면 (RP) 은 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 에 평행하게 그 사이에 위치한다. 중심 축선 (A1) 은 기준 평면 (RP) 에 수직으로 연장된다. 이등분선 (7) 은 제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 로부터 등거리에 연장된다. 상면도에서 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 은 서로에 대해 70 ~ 85° 의 노우즈 각도 (α) 를 형성한다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 제 1 절삭날 (11) 에 인접한 제 3 볼록한 절삭날 (60) 및 제 3 절삭날 (60) 에 인접한 제 4 절삭날 (61) 을 포함한다. 상면도에서 제 4 절삭날 (61) 은 이등분선 (7) 에 대해 0 ~ 34° 의 각도 (β) 를 형성한다. 제 4 절삭날 (61) 로부터 기준 평면 (RP) 까지 거리는 노우즈 절삭날 (10) 로부터 멀어질수록 감소한다.
Description
본 발명은 금속 절삭의 기술 분야에 속한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 CNC 머신들과 같은 머신들에서 금속 절삭에 사용된 선삭 인서트들의 분야에 속한다.
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 선삭 인서트에 관한 것이다. 이러한 선삭 인서트는 US4632608 에 개시된다. 금속 가공물의 선삭시, 금속 가공물은 중심 축선 둘레에서 회전한다. 금속 가공물은 척 (chuck) 또는 조들 (jaws) 에 의해 또는 다른 수단에 의해 일 단부에서 클램핑되고, 상기 수단은 회전한다. 클램핑되는 가공물의 단부는 클램핑 단부 또는 구동 단부로 불릴 수 있다. 안정적인 클램핑을 위해, 금속 가공물의 클램핑 단부 또는 구동 단부는 금속 가공물의 대향한 단부보다 더 큰 직경을 가지고 그리고/또는 클램핑 단부와 대향한 단부 사이에 위치한 금속 가공물의 일 부분의 더 큰 직경을 갖는다. 대안적으로, 금속 가공물은 머시닝, 즉 금속 절삭, 작동 전 일정한 직경을 갖는다. 선삭 인서트는 금속 가공물에 대해 이동된다. 이런 상대 운동은 피드 (feed) 로 불린다. 선삭 인서트의 운동은 금속 가공물의 중심 축선에 평행한 방향으로 이루어질 수 있고, 이것은 일반적으로 종방향 피드 또는 축선방향 피드로 불린다. 또한, 선삭 인서트의 운동은 금속 가공물의 중심 축선에 수직인 방향으로 이루어질 수 있고, 이것은 일반적으로 반경방향 피드 또는 페이싱 (facing) 으로 불린다. 다른 운동 각도도 가능하고, 이것은 일반적으로 모방가공 (copying) 또는 모방 선삭으로 알려져 있다. 선삭 인서트의 상대 운동 중, 금속 가공물로부터 재료는 칩들의 형태로 제거된다. 칩들은 바람직하게는 짧고 그리고/또는 칩 재밍 (jamming) 을 방지하는 형상 또는 이동 방향을 가지고 그리고/또는 머시닝된 표면의 불량한 표면 마무리를 제공하지 않는다.
넓은 범위의 피드 방향에 사용될 수 있는 통상적인 형상의 선삭 인서트는 마름모꼴 선삭 인서트이다. 이러한 인서트는 상면도, 즉 관찰자를 향한 경사면에서 마름모 형상을 갖는다. 서로 가장 멀리 떨어져 위치한 마름모의 두 모서리는, 전형적으로 0.2 ~ 2.0 ㎜ 범위의 곡률 반경을 가지는 노우즈 절삭날들을 형성한다. 이런 2 개의 모서리는 55° 의 노우즈 각도를 가질 수도 있다. 이러한 선삭 인서트들의 예로는 ISO 표준에 따라 일반적으로 명명된 DNMG 및 DCMT 가 있고, 일반적으로 초경 합금 또는 입방정 질화 붕소 (CBN) 또는 세라믹 또는 서멧으로부터 적어도 부분적으로 만들어진다.
일반적으로 반경방향 선삭에서, 피드 방향은 금속 가공물의 회전 축선을 향한다. 아웃-페이싱으로도 알려진, 금속 가공물의 회전 축선으로부터 이격되는 반경방향 선삭은 이론상으로는 특정 성분을 머시닝할 때 유리하지만, DNMG 및 DCMT 와 같은 일반적인 선삭 인서트들이 사용된다면, 불량한 칩 제어와 빠른 인서트 마모가 발생할 것이다.
US4632608 의 선삭 인서트들은 아웃-페이싱에서 단점들을 극복하도록 의도된다. 인서트는 삼각형 및 마름모꼴 형상을 가지고, 마름모꼴 형상의 인서트는 4 개의 노우즈 부분들을 포함하고, 여기에서 2 개의 대향한 노우즈 부분들은 마름모의 예각에 위치하고, 적어도 180° 인 각도의 원호 형상의 절삭날을 포함한다. 원호 형상의 절삭날의 일 부분은 아웃-페이싱에서 유일한 활성 절삭날이다. US4632608 의 선삭 인서트들은 금속 가공물에서 외부 90° 모서리를 형성하는 2 개의 벽들을 머시닝하는데 사용될 수 있고, 여기에서 하나의 벽은 회전 축선에 수직이고 하나의 원통형 벽은 회전 축선에 평행하고, 여기에서 2 개의 벽들은 원형 세그먼트에 의해 연결된다.
일반적으로 축선방향 선삭에서 금속 가공물의 회전 축선에 평행한 금속 가공물에서 외부 90° 모서리의 벽면을 머시닝할 때, 피드 방향은 금속 가공물의 회전 축선에 수직인 벽면을 향한다. US4632608 의 선삭 인서트들도 이런 식으로 사용된다.
발명자들은, 금속 가공물에서 외부 90° 모서리를 형성하는 2 개의 벽면들을 머시닝하는 대안적인 방식이 인서트 마모 및/또는 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어에 대해 보다 효과적이고, 새로운 선삭 인서트는 이전에 공지된 선삭 인서트들과 비교해 추가 개선점을 제공하는 것을 발견하였다. 보다 구체적으로, 발명자들은, 축선방향 선삭, 즉 가공물의 클램핑 단부로부터 이격되고 그리고/또는 외부 90° 모서리로부터 이격되는, 금속 가공물의 회전 축선에 평행한 피드가 감소된 인서트 마모 및 개선된 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어를 제공하는 것을 발견하였다. 클램핑 단부로부터 멀리 피딩될 때, 표면 생성 노우즈 절삭날은 피드 방향으로 활성 주요 절삭날 뒤에 있고, 이것은 표면 생성 노우즈 절삭날이 피드 방향으로 활성 주요 절삭날 앞에 있는 종래의 축선방향 선삭에 상반된다.
발명자들은 이 목적을 위한 새로운 선삭 인서트가 공지된 선삭 인서트들과 비교해 훨씬 더많은 개선점을 제공하는 것을 발견하였다.
본 발명의 목적은, 축선 방향 선삭, 즉 가공물의 클램핑 단부로부터 이격되고 그리고/또는 외부 90° 모서리로부터 이격되는, 금속 가공물의 회전 축선에 평행한 피드시 감소된 인서트 마모 및/또는 개선된 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어를 가지는, 금속 가공물에서 외부 90° 모서리를 형성하는 2 개의 벽면을 머시닝하기에 적합한, 2 개의 노우즈 부분들을 포함한 선삭 인서트를 제공하는 것이다. 추가 목적은 대향한 방향의 축선방향 피드와 대향한 방향의 반경방향 피드에 모두 사용될 수 있는, 활성 노우즈 부분에 표면 생성 활성 노우즈 절삭날을 가지는 선삭 인서트를 제공하는 것으로, 선삭 인서트의 노우즈 절삭날과 동일한 곡률 반경을 가지는 곡선 세그먼트에 의해 연결된 2 개의 벽에 의해 형성된 90° 모서리를 머시닝하는데 동일한 활성 노우즈 부분이 사용될 수 있다.
적어도 주요 목적은, 각각의 노우즈 부분이 제 1 절삭날과 제 2 절삭날을 포함하고, 볼록한 노우즈 절삭날이 제 1 및 제 2 절삭날들을 연결하고, 이등분선은 제 1 및 제 2 절삭날들로부터 등거리에서 연장되고, 상면도에서 동일한 노우즈 부분 상의 제 1 및 제 2 절삭날들은 서로에 대해 70 ~ 85° 의 노우즈 각도 (α) 를 형성하고, 각각의 노우즈 부분은 제 1 절삭날에 인접한 제 3 볼록한 절삭날 및 제 3 볼록한 절삭날에 인접한 제 4 절삭날을 포함하고, 상면도에서 제 4 절삭날은 이등분선에 대해 0 ~ 34° 의 각도 (β) 를 형성하고, 제 4 절삭날로부터 기준 평면까지 거리는 노우즈 절삭날로부터 멀어질수록 감소하는 것을 특징으로 하는, 초기에 규정된 선삭 인서트로 달성된다.
이러한 인서트에 의해, 발명자들은 금속 가공물의 클램핑 단부로부터 이격되게 그리고/또는 두 벽면에 의해 형성된 외부 90° 모서리로부터 이격되게 선삭 인서트를 축선방향 피딩할 때 인서트 마모가 감소되고 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어가 개선되는 것을 발견하였다. 비교적 큰 노우즈 각도는 노우즈 절삭날에서 감소된 인서트 마모를 제공한다. 노우즈 각도는 충분히 작고, 85° 이하여서, 90° 모서리가 머시닝될 수 있다. 제 4 절삭날은 그것이 이등분선에 대해 0 ~ 34° 의 각도를 형성하도록 배치된다. 외부 90° 모서리의 머시닝 중 제 1 및 제 2 절삭날들은, 경계로서 외부 90° 모서리의 벽면들을 가지는 섹터 내에 배치된다. 제 1 및 제 2 절삭날들은, 그것이 금속 가공물의 회전 축선을 향해 수직으로 피딩할 때 그리고 금속 가공물의 클램핑 단부를 향해 축선방향 피딩할 때, 충분한 여유, 적어도 3° 이지만, 바람직하게는 적어도 8° 를 제공하도록 배치된다. 제 4 절삭날이 주요 절삭날이도록 배치되고, 즉 클램핑 단부 및/또는 90° 모서리로부터 이격되게 축선방향 선삭시, 금속 가공물 재료의 대부분을 제거한다. 이러한 작동에서, 제 4 절삭날은 20 ~ 40°의 진입 각도를 형성하도록 배치된다. 제 4 절삭날로부터 기준 평면까지 거리가 노우즈 절삭날로부터 거리가 증가할수록 감소하는 것은, 칩 제어를 훨씬 더 개선하는 추가 효과를 제공한다. 제 4 절삭날은 바람직하게 기준 평면에 대해 3 ~ 5°의 각도를 형성한다.
상단면은 경사면을 포함한다. 바닥면은 착좌면을 포함한다. 환언하면, 바닥면의 적어도 일 부분은 공구 보디의 착좌면 또는 공구 보디의 착좌부에 위치한 심 (shim) 과 접촉하도록 배치된다. 기준 평면은, 상단면 상의 노우즈 절삭날들이 위치한 평면에 평행하다. 기준 평면으로부터 상단면 및 바닥면까지 거리가 동일하도록 기준 평면은 상단면과 바닥면 사이에 있다. 상단면과 바닥면은 평평할 수도 있다. 상단면은 바람직하게는 평평하지 않다. 노우즈 절삭날들은 중심 축선으로부터 동일한 거리에 위치한다. 중심 축선은 인서트의 기하학적 중심을 통과한다. 바람직하게는 중심 축선은 상단면과 바닥면에 개구들을 가지는 관통공의 중심 축선과 일치한다. 노우즈 절삭날들은 선삭 인서트의 최원위 부분들을 형성하고, 환언하면, 노우즈 절삭날들은 중심 축선으로부터 가장 먼 거리에 위치한 절삭 인서트의 부분들이다. 노우즈 부분은, 경사면이 제 1, 제 2 및 노우즈 절삭날들 사이 상단면에 형성된 절삭 인서트의 주변 부분이다. 노우즈 절삭날은 제 1 및 제 2 절삭날 사이에 중심을 가지는 원의 일부 또는 호의 형상을 가지고, 여기에서 원은 바람직하게는 0.2 ~ 2.0 ㎜ 의 반경을 갖는다. 환언하면, 노우즈 절삭날은 바람직하게 0.2 ~ 2.0 ㎜ 의 곡률 반경을 가지는 볼록한 절삭날이다. 70 ~ 85° 의 노우즈 각도는, 90° 모서리, 즉 서로 직각을 이루는 두 벽면이 선삭 인서트의 어떠한 재배향도 없이 선삭 인서트의 하나의 노우즈 부분으로 머시닝될 수 있다는 장점을 제공한다. 대안적으로, 70 ~ 85° 의 노우즈 각도는 70 ~ 85° 각도의 원호 형상을 가지는 노우즈 절삭날과 동일하다. 노우즈 절삭날은 완전한 원호에서 약간 벗어난 형상을 가질 수도 있다. 상면도는, 상단면이 관찰자를 향하고 바닥면이 관찰자로부터 멀어지는 방향을 향하는 도면이다. 제 1 및 제 2 절삭날들은 바람직하게 상면도에서 직선형이다. 제 1 및 제 2 절삭날들이 직선형이 아니고, 예컨대 약간 볼록하거나, 약간 오목하거나 톱니 형상이라면, 각각 제 1 및 제 2 절삭날들의 말단점들 사이 직선들을 이용해 각도를 측정한다. 제 1 및 제 2 절삭날들은 바람직하게는 0.5 ~ 20.0 ㎜, 더욱 더 바람직하게는 1.0 ~ 3.0 ㎜ 의 길이를 갖는다. 제 4 절삭날은 측면도에서 노우즈 절삭날로부터 이격되어 바닥면과 기준 평면을 향하여 경사진다. 모든 노우즈 절삭날들은 바람직하게 기준 평면에 평행한 공통 평면에 위치한다. 절삭날은 경사면 및 여유면에 접경하는 선삭 인서트의 날이다. 선삭 인서트의 모든 부분들은 경계로서 제 1 및 제 2 절삭날들의 연장부들을 가지는 섹터 내에 위치한다. 이것은 선삭 인서트의 재배향 없이 90° 모서리의 벽면들을 머시닝하는 장점을 제공한다. 2 개의 노우즈 부분들은 서로 대향하고, 즉 각각의 노우즈 부분은 다른 노우즈 부분에 대해 중심 축선 둘레에서 180° 의 각도를 형성한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 선삭 인서트는 제 2 절삭날에 인접한 제 5 볼록한 절삭날 및 제 5 절삭날에 인접한 제 6 절삭날을 포함하고, 상기 제 6 절삭날은 상면도에서 이등분선에 대해 0 ~ 34° 의 각도를 형성한다.
이러한 선삭 인서트에 의해, 진동 위험 감소 및 아웃-페이싱에서 칩 재밍 위험 감소가 달성된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제 1, 제 2 및 제 4 절삭날들은 상면도에서 선형 또는 직선형이다.
이러한 선삭 인서트에 의해, 절삭력 방향 및/또는 칩 유동 방향은 절삭 깊이, 즉 절삭부의 깊이에 덜 의존할 것이다.
이 문맥에서, 200 ㎜ 보다 큰 오목하거나 볼록한 곡률 반경은 직선형 또는 선형으로 간주된다. 제 1, 제 2 및 제 4 절삭날들 중 임의의 날이 200 ㎜ 보다 큰 곡률 반경을 갖는다면, 이 곡률 반경은 제 3 절삭날의 곡률 반경보다 실질적으로 크거나 10 배보다 많이 더 크다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 각각의 이등분선이 중심 축선 (A1) 과 교차하도록 이등분선들은 공통 방향으로 연장되고, 각각의 노우즈 부분은 이등분선에 대해 대칭이고, 선삭 인서트는 180° 대칭이고, 각도 (β) 는 10 ~ 20° 이다.
이러한 선삭 인서트에 의해, 대향한 단부들에서 클램핑된 금속 가공물들에 대해 인서트를 사용할 수 있다.
따라서, 각각의 노우즈 부분은 이등분선에 대해 대칭이고, 즉 각각의 노우즈 부분은 이등분선을 포함하고 기준 평면에 수직인 평면에 비춘 형상을 갖는다. 환언하면, 이등분선의 일측에 위치한 노우즈 부분의 절반은 이등분선의 대향측에 위치한 노우즈 부분의 다른 절반의 거울 형상이다. 이런 의미에서 대칭은 절삭날들의 형상과 연장 및 상단면의 토포그래피, 예컨대 칩 브레이커 형성이다. 선삭 인서트는 180° 대칭이고, 환언하면, 선삭 인서트가 중심 축선 (A1) 둘레에서 180° 회전된다면, 선삭 인서트는 동일하다. 환언하면, 2 개의 대향한 노우즈 부분들은 동일하다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상면도에서, 제 3 절삭날의 곡률 반경은 노우즈 절삭날의 곡률 반경보다 크다.
이러한 선삭 인서트에 의해, 인서트 마모, 특히 제 3 절삭날에서 마모가 감소된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제 1 절삭날로부터 기준 평면 (RP) 까지 거리는 노우즈 절삭날로부터 거리가 증가함에 따라 감소한다.
이러한 선삭 인서트에 의해, 제 1 절삭날이 활성이도록 축선방향 선삭시 특히 낮은 절삭 깊이에서, 칩 제어가 더욱 개선된다.
제 1 절삭날로부터 기준 평면까지 거리는 노우즈 절삭날로부터 거리가 증가할수록 감소하고, 즉 제 1 절삭날의 다른 지점들로부터 기준 평면까지 거리는 이 거리가 노우즈 절삭날로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 달라진다. 환언하면, 제 1 절삭날은 측면도에서 기준 평면을 향하여 경사져 있다. 환언하면, 노우즈 절삭날은 제 1 절삭날의 적어도 대부분보다 기준 평면으로부터 더 먼 거리에 위치한다.
바람직하게, 제 1 절삭날은 기준 평면에 대해 1 ~ 3° 의 각도를 형성한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제 3 절삭날로부터 기준 평면까지 거리는 노우즈 절삭날로부터 거리가 증가함에 따라 감소한다.
바람직하게, 제 3 절삭날은 기준 평면에 대해 1 ~ 3° 의 각도를 형성한다.
이러한 선삭 인서트에 의해, 칩 제어가 더욱 개선된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상단면은 제 4 절삭날을 대면한 제 1 칩 브레이커 벽을 포함한 돌출부를 포함하고, 제 4 절삭날로부터 제 1 칩 브레이커 벽까지 거리는 노우즈 절삭날로부터 멀어짐에 따라 증가한다.
이러한 선삭 인서트에 의해, 칩 제어는 더욱 개선된다. 예를 들어, 칩 재밍 또는 칩들이 금속 가공물에 부딪치는 위험이 감소된다.
돌출부는 상단면의 주위 부분들보다 기준 평면으로부터 더 멀리 연장된다. 돌출부는 바람직하게 이등분선을 따라 연장부를 갖는다. 돌출부는 바람직하게 제 6 절삭날을 대면한 제 2 칩 브레이커 벽을 포함한다. 제 4 절삭날로부터 제 1 칩 브레이커 벽까지 거리는 제 4 절삭날에 수직인 방향으로, 그리고 기준 평면, 제 1 칩 브레이커 벽에 평행한 평면에서 측정된다. 돌출부, 따라서 제 1 칩 브레이커 벽은 반드시 제 1 절삭날의 전체 길이를 따라 연장될 필요는 없다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면에서 측정된, 돌출부의 상단면과 제 4 절삭날의 최저점 사이, 거리 (D1) 는 0.28 ~ 0.35 ㎜ 이다.
이러한 선삭 인서트에 의해, 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어가 더욱 개선된다. 한 가지 추가 효과는, 머시닝된 금속 가공물, 즉 부품의 표면 품질을 감소시킬 수 있는, 칩들이 머시닝된 표면에 부딪치는 위험을 감소시키는 것이다.
따라서, 돌출부의 상단면, 즉 최고점과 제 4 절삭날의 최저점 사이의 측면도에서 높이 차이는 0.28 ~ 0.35 ㎜ 이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 범프들이 상단면에 형성되고, 상기 범프들은 제 4 절삭날로부터 떨어져 위치되고, 상기 범프들은 제 4 절삭날과 제 1 칩 브레이커 벽 사이에 위치하고, 상기 범프들은 제 4 절삭날에 수직이거나 실질적으로 수직인 방향으로 주 연장부를 갖는다.
이러한 선삭 인서트에 의해, 제 4 절삭날이 10 ~ 45° 의 진입 각도에서 활성일 때, 칩은 넓고 얇을 것이고, 범프들 때문에 세장형 홈들을 포함하는 바닥면을 가질 것이다. 이것은 칩을 제 1 칩 브레이커 벽에 대해 더 안정적으로 더 용이하게 브레이킹시킨다. 범프들의 주 연장부는, 범프들의 마모가 칩들에 대한 범프들의 영향을 감소시킬 때까지 시간이 증가되는 효과를 제공한다.
범프들, 또는 돌출부들은 주위 영역에 대해 기준 평면으로부터 멀리 연장되는 상단면의 부분들이다. 상면도에서, 범프들은 바람직하게 타원형 또는 실질적으로 타원형 형상을 갖는다. 상면도에서, 주 연장부는 제 4 절삭날에 수직이거나 실질적으로 수직인 방향으로 되어 있다. 범프들은 서로 분리되어 있다. 범프들은 바람직하게 서로에 대해 일정한 거리에 위치한다. 범프들은 바람직하게 제 4 절삭날로부터 일정한 거리에 또는 실질적으로 일정한 거리에 위치한다. 범프들은 바람직하게 제 4 절삭날로부터 0.3 ~ 0.6 ㎜ 의 거리에 위치한다. 범프들은 바람직하게 0.8 ~ 3.0 ㎜ 범위의 인접한 절삭날에 수직인 길이, 및 길이보다 작고, 인접한 절삭날에 평행하고, 0.2 ~ 1.5 ㎜ 의 범위에 있는 폭을 가지는 세장형 돌출부들이다. 실질적으로 제 4 절삭날에 수직은, 제 4 절삭날에 수직으로부터 +/-20° 이내를 의미한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 범프들은 상단면에 형성되고, 상기 범프들 중 적어도 하나는 제 3 절삭날에 수직인 방향으로 주 연장부를 가지고 그것에 수직으로 위치하고, 상기 범프들 중 적어도 하나는 제 1 절삭날에 수직인 방향으로 주 연장부를 가지고 그것에 수직으로 위치한다.
이러한 선삭 인서트에 의해, 특히 더 낮은 절삭 깊이에서, 즉 제 1 절삭날이 활성이고 제 4 절삭날이 비활성이도록 절삭 깊이가 이루어질 때, 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어는 더욱 개선된다. 이러한 낮은 절삭 깊이에서, 제 1 절삭날에 의한 낮은 진입 각도로 인해, 칩은 매우 얇고, 범프들은 칩 브레이커로서 기능을 한다. 범프들의 주 연장부는, 범프들의 마모가 칩들에 대한 범프들의 영향을 감소시킬 때까지 시간이 증가되는 효과를 제공한다.
범프들, 또는 돌출부들은 주위 영역에 대해 기준 평면으로부터 멀리 연장되는 상단면의 부분들이다. 상면도에서, 범프들은 바람직하게 타원형 또는 실질적으로 타원형 형상을 갖는다. 범프들은 서로 분리되어 있다. 범프들은 바람직하게 서로에 대해 일정한 거리에 위치한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상단면과 바닥면은 동일하고, 상기 상단면과 상기 바닥면은, 기준 평면 (RP) 으로부터 절삭날들까지 거리보다 기준 평면 (RP) 으로부터 더 먼 거리에 위치한 착좌면들을 포함한다.
이러한 선삭 인서트에 의해, 선삭 인서트의 사용 제한을 설정하는 절삭 시간이 증가될 수 있다.
착좌면들은 바람직하게 돌출부의 상단면을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 선삭 공구는 본 발명에 따른 선삭 인서트 및 공구 보디를 포함하고, 상기 공구 보디는 전방 단부, 대향한 후방 단부, 전방 단부로부터 후방 단부까지 연장되는 종방향 축선 (A2) 에 따르는 주요 연장부, 상면도에서 활성 노우즈 부분의 제 4 절삭날로부터 공구 보디의 종방향 축선까지 거리는 활성 노우즈 부분의 제 2 절삭날로부터 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 까지 거리보다 짧도록 상기 선삭 인서트가 장착가능한 전방 단부에 형성된 인서트 착좌부를 포함하고, 활성 노우즈 부분의 제 4 절삭날은 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 에 대해 45 ~ 80° 의 각도를 형성한다.
환언하면, 선삭 공구가 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 에 수직인 방향으로 움직일 때 제 4 절삭날은 10 ~ 45° 의 진입 각도 (κ1) 를 형성한다.
이러한 선삭 공구에 의해, 제 4 절삭날이 활성이도록 절삭 깊이가 충분히 깊을 때, 클램핑 단부 및/또는 90° 모서리로부터 이격되게 금속 가공물의 회전 축선에 평행하게 그리고 공구 보디의 종방향 축선에 수직인 방향으로 선삭 공구가 움직일 때 성능은 더욱 개선된다. 진입 각도가 10° 미만이라면, 칩들의 폭은 너무 넓어져서 불량한 칩 제어를 유발하고, 진동 위험이 증가할 것이다. 또한, 더 적은 절삭 깊이가 가능하다. 진입 각도가 45° 를 초과한다면, 인서트 마모가 증가할 것이다.
활성 노우즈 부분은, 상면도에서 공구 보디의 후방 단부에 대해 그리고 공구 보디의 종방향 축선에 대해 최원위에 있는 선삭 인서트의 부분인 노우즈 절삭날을 장착된 상태에서 포함하는 노우즈 부분이다. 활성 노우즈 부분의 제 1 절삭날이 공구 보디의 종방향 축선에 대해 형성한 각도는, 활성 노우즈 부분의 제 2 절삭날이 공구 보디의 종방향 축선에 대해 형성한 각도보다 크다. 활성 노우즈 부분의 제 4 절삭날이 공구 보디의 종방향 축선에 대해 형성한 각도는, 활성 노우즈 부분의 제 6 절삭날이 공구 보디의 종방향 축선에 대해 형성한 각도보다 크다. 장착된 상태에서 선삭 인서트의 중심 축선은 공구 보디의 종방향 축선에 대해 실질적으로 수직이다. 공구 보디의 인서트 착좌부는, 선삭 인서트가 장착가능한 개방된 공동 또는 컷 아웃이다. 인서트를 장착하기 위한 수단들의 예로는 나사 및 톱 클램프를 포함한다. 공구 보디의 후방 단부는 활성 노우즈 절삭날로부터 가장 먼 거리에 위치한 공구 보디의 부분이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 인서트 착좌부는 활성 노우즈 부분에 위치한 제 6 절삭날에 인접한 여유면을 대면하는 측벽을 포함한다.
선삭 인서트가 착좌부에 장착될 때, 또는 제 4 절삭날이 활성일 때 적어도 머시닝 중, 활성 노우즈 부분에 위치한 제 6 절삭날에 인접한 여유면을 대면하는 인서트 착좌부의 측벽은 상기 여유면과 접촉한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 금속 가공물을 머시닝하는 방법은 본 발명에 따른 선삭 인서트를 포함하는 선삭 공구를 사용해 수행된다. 상기 방법은 금속 가공물을 회전 축선 (A3) 둘레에서 회전시키는 단계, 제 1 절삭날이 금속 가공물의 회전 축선 (A3) 에 대해 제 2 절삭날에 의해 형성된 각도보다 금속 가공물의 회전 축선 (A3) 에 대해 더 작은 각도를 형성하도록 활성 노우즈 부분의 제 1 절삭날을 위치결정하는 단계, 제 1 절삭날이 활성이고 선삭 인서트의 이동 방향으로 표면 생성 노우즈 절삭날 앞에 있고, 제 4 절삭날이 10 ~ 45°의 제 1 진입 각도 (κ1) 에서 활성이도록 회전 축선 (A3) 에 평행한 방향으로 선삭 인서트를 이동시키는 단계를 포함한다.
원통형 표면은, 금속 가공물의 회전 축선을 따라 연장부를 가지고 금속 가공물의 회전 축선으로부터 일정한 거리에 위치하는 표면이다. 일정한 거리는, 파 높이가 0.10 ㎜ 미만인 파형 표면을 의미한다. 활성 노우즈 부분은, 절삭 중 이 노우즈 부분이 금속 가공물로부터 칩들을 절삭하는 적어도 하나의 절삭날을 포함하도록 위치결정된 노우즈 부분이다. 활성 노우즈 부분은, 대향한 비활성 노우즈 부분보다 금속 가공물의 회전 축선에 더 가깝게 그리고 금속 가공물의 제 1 단부에 더 가깝게 위치결정된다. 제 4 절삭날이 활성이라는 것은, 제 4 절삭날이 금속 가공물로부터 칩들을 절삭하는 것을 의미한다. 제 1 절삭날은 활성이다. 또한, 활성 제 1 절삭날에 인접한 노우즈 절삭날의 부분은 활성이다. 제 1 절삭날과 동일한 노우즈 부분에 형성된 제 2 절삭날은 비활성이고 동시에 제 1 절삭날은 활성이다. 선삭 인서트의 이동은 일반적으로 피딩, 이 경우에는 축선방향 피드로 알려져 있다. 축선방향 피드는 바람직하게 금속 가공물의 클램핑 단부로부터 이격되는 방향으로 이루어진다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 금속 가공물을 머시닝하는 방법은 본 발명에 따른 선삭 인서트를 포함하는 선삭 공구를 사용해 수행된다. 상기 방법은 금속 가공물을 제 1 단부에 클램핑하는 단계, 금속 가공물을 회전 축선 (A3) 둘레에 회전시키는 단계, 금속 가공물의 회전 축선 (A3) 에 수직으로 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 을 위치결정하는 단계, 제 1 절삭날이 금속 가공물의 회전 축선에 대해 활성 노우즈 부분의 제 2 절삭날에 의해 형성된 각도보다 금속 가공물의 회전 축선 (A3) 에 대해 더 작은 각도를 형성하도록 활성 노우즈 부분의 제 1 절삭날을 위치결정하는 단계, 활성 노우즈 부분의 제 2 절삭날로부터 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 까지 거리보다 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 으로부터 더 짧은 거리에 활성 노우즈 부분의 제 1 절삭날을 위치결정하는 단계, 선삭 인서트의 모든 다른 부분들보다 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 으로부터 더 먼 거리에 그리고 금속 가공물의 회전 축선 (A3) 에 더 가깝게 노우즈 절삭날을 위치결정하는 단계, 제 1 절삭날이 활성이고 선삭 인서트의 이동 방향으로 표면 생성 노우즈 절삭날 앞에 있고, 제 4 절삭날이 10 ~ 45°의 제 1 진입 각도 (κ1) 에서 활성이도록 상기 선삭 인서트를 회전 축선 (A3) 에 평행한 방향으로 이동시키는 단계를 포함한다.
활성 노우즈 부분은, 절삭 중, 이 노우즈 부분이 금속 가공물로부터 칩들을 절삭하는 적어도 하나의 절삭날을 포함하도록 위치결정된 노우즈 부분이다. 제 1 절삭날과 동일한 노우즈 부분에 형성된 제 2 절삭날은 비활성이고 동시에 제 1 절삭날은 활성이다. 선삭 인서트의 이동은 일반적으로 피딩, 이 경우에는 축선방향 피드 또는 종방향 피드로 알려져 있다.
이하, 본 발명은 첨부 도면들을 참조로 발명의 다른 실시형태들의 설명에 의해 더 상세히 설명될 것이다.
도 1 은 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트에 의한 원통형 표면의 종래의 선삭을 도시한 개략도이다.
도 2 는 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트에 의한 원통형 표면의 선삭을 도시한 개략도이다.
도 3 은 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트에 의한 금속 가공물의, 축선방향 선삭 및 아웃-페이싱을 포함한, 선삭을 도시한 개략도이다.
도 4 는 종래의 선삭으로부터 마모를 보여주는, 종래의 선삭 인서트의 노우즈 부분의 개략적 상면도이다.
도 5 는 도 6 의 선삭으로부터 마모를 보여주는, 실시형태의 노우즈 부분의 개략적 상면도이다.
도 6 은 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트에 의한 90° 모서리의 선삭을 도시한 개략도이다.
도 7a 는 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 7b 는 도 7a 의 선삭 인서트의 정면도이다.
도 7c 는 도 7a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 7d 는 도 7a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 7e 는 도 7a 의 선삭 인서트 및 공구 보디의 상면도이다.
도 7f 는 도 7e 의 공구 보디의 상면도이다.
도 8 은 공구 보디에 착좌된 도 7a 의 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 9 는 도 7a 의 선삭 인서트 및 공구 보디를 도시한 사시도이다.
도 10 은 도 8 의 선삭 인서트 및 공구 보디를 도시한 상면도이다.
도 11a 는 제 2 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 11b 는 도 11a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 11c 는 도 11a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 11d 는 도 11a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 11e 는 도 11a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 12a 는 제 3 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 12b 는 도 12a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 12c 는 도 12a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 12d 는 도 12a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 12e 는 도 12a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 13a 는 제 4 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 13b 는 도 13a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 13c 는 도 13a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 13d 는 도 13a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 13e 는 도 13a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 14a 는 제 5 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 14b 는 도 14a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 14c 는 도 14a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 14d 는 도 14a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 14e 는 도 14a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 15a 는 제 6 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 15b 는 도 15a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 15c 는 도 15a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 15d 는 도 15a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 15e 는 도 15a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
모든 선삭 인서트 도면은 일정한 비율로 도시되어 있다.
도 2 는 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트에 의한 원통형 표면의 선삭을 도시한 개략도이다.
도 3 은 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트에 의한 금속 가공물의, 축선방향 선삭 및 아웃-페이싱을 포함한, 선삭을 도시한 개략도이다.
도 4 는 종래의 선삭으로부터 마모를 보여주는, 종래의 선삭 인서트의 노우즈 부분의 개략적 상면도이다.
도 5 는 도 6 의 선삭으로부터 마모를 보여주는, 실시형태의 노우즈 부분의 개략적 상면도이다.
도 6 은 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트에 의한 90° 모서리의 선삭을 도시한 개략도이다.
도 7a 는 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 7b 는 도 7a 의 선삭 인서트의 정면도이다.
도 7c 는 도 7a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 7d 는 도 7a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 7e 는 도 7a 의 선삭 인서트 및 공구 보디의 상면도이다.
도 7f 는 도 7e 의 공구 보디의 상면도이다.
도 8 은 공구 보디에 착좌된 도 7a 의 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 9 는 도 7a 의 선삭 인서트 및 공구 보디를 도시한 사시도이다.
도 10 은 도 8 의 선삭 인서트 및 공구 보디를 도시한 상면도이다.
도 11a 는 제 2 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 11b 는 도 11a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 11c 는 도 11a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 11d 는 도 11a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 11e 는 도 11a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 12a 는 제 3 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 12b 는 도 12a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 12c 는 도 12a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 12d 는 도 12a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 12e 는 도 12a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 13a 는 제 4 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 13b 는 도 13a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 13c 는 도 13a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 13d 는 도 13a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 13e 는 도 13a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 14a 는 제 5 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 14b 는 도 14a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 14c 는 도 14a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 14d 는 도 14a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 14e 는 도 14a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
도 15a 는 제 6 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 15b 는 도 15a 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 15c 는 도 15a 의 선삭 인서트의 저면도이다.
도 15d 는 도 15a 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 15e 는 도 15a 의 선삭 인서트의 정면 상면도이다.
모든 선삭 인서트 도면은 일정한 비율로 도시되어 있다.
실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 를 사용한 선삭에 의한 종래의 금속 절삭 작동을 도시한 도 1 이 참조된다. 금속 가공물 (50) 은, CNC-머신 또는 선삭 선반과 같은, 미도시된 모터를 포함하는 머신에 연결되는 클램핑 조들 (52) 에 의해 클램핑된다. 클램핑 조들은, 금속 가공물 (50) 의 제 1 단부 (54) 또는 클램핑 단부에서 외부면에 대해 가압한다. 금속 가공물 (50) 의 대향한 제 2 단부 (55) 는 자유 단부이다. 금속 가공물 (50) 은 회전 축선 (A3) 둘레에서 회전한다. 선삭 인서트 (1) 는 공구 보디 (2) 에서 인서트 착좌부 또는 포켓에 단단히 제거가능하게 클램핑된다. 공구 보디 (2) 는, 후방 단부로부터, 인서트 착좌부 또는 포켓이 위치한 전방 단부로 연장되는 종방향 축선 (A2) 을 갖는다. 공구 보디 (2) 와 선삭 인서트 (1) 는 함께 선삭 공구 (3) 를 형성한다. 선삭 공구 (3) 는 금속 가공물 (50) 에 대해 이동되고, 일반적으로 피드로 명명된다. 도 1 에서, 피드는 축선방향이고, 종방향 피드로도 불리고, 즉 피드의 방향은 회전 축선 (A3) 에 평행하다. 이런 식으로, 원통형 표면 (53) 이 형성된다. 선삭 인서트 (1) 는, 80°인 노우즈 각도 (α) 를 갖는 활성 노우즈를 갖는다. 선삭 인서트 (1) 가 회전 축선 (A3) 에 수직인 벽면에 더 가깝게 도달함에 따라, 칩 제어는 불량한데 왜냐하면 칩들이 절삭 구역에서 빠져나갈 공간이 그다지 커지 않기 때문이다. 또한 칩들이 머시닝된 표면에 부딪치거나 손상시킬 위험이 있다. 주요 절삭날은 노우즈 절삭날 뒤에 있고, 환언하면, 진입 각도는 90° 를 초과하고, 도 1 에서 대략 95° 이다.
제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트를 사용한 선삭을 도시한 도 2 가 참조된다. 도 1 에서처럼, 금속 가공물은 금속 가공물의 제 1 단부 (54) 또는 클램핑 단부에서 외부면에 대해 가압되는, 미도시된 클램핑 조들에 의해 클램핑된다. 금속 가공물의 대향한 제 2 단부 (55) 는 자유 단부이다. 금속 가공물은 회전 축선 (A3) 둘레에서 회전한다. 상면도에서 본, 선삭 인서트는 나사에 의해 공구 보디 (2) 의 인서트 착좌부 또는 포켓에 단단히 제거가능하게 클램핑된다. 공구 보디 (2) 는, 후방 단부로부터, 인서트 착좌부 또는 포켓이 위치하는 전방 단부까지 연장되는, 종방향 축선 (A2) 을 갖는다. 도 2 에서, 피드는, 대부분, 축선방향이고, 또한 종방향 피드로도 불리고, 즉 피드 방향은 회전 축선 (A3) 에 평행하다. 이런 식으로, 외부 원통형 표면 (53) 이 형성된다. 각 절삭의 진입에서, 또는 축선방향 피드 직전에, 선삭 인서트가 원호를 따라 움직이도록 피드는 반경방향 성분을 갖는다. 선삭 인서트는 선삭 인서트 (1) 의 중심 축선 둘레에서 서로에 대해 180° 로 형성된 2 개의 대향한 동일한 노우즈 부분들 (15, 15') 을 포함한다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 제 1 절삭날 (11), 제 2 절삭날 (12) 및 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 을 포함한다. 대향한 비활성 노우즈 부분 (15') 보다 회전 축선 (A3) 에 더 가까이 위치한 하나의 노우즈 부분 (15) 이 활성이다. 활성은, 노우즈 부분이 금속 가공물 (50) 로부터 칩을 절삭하는데 사용될 수 있도록 배치되는 것을 의미한다. 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 로부터 등거리에 연장되는 이등분선 (7) 은 노우즈 절삭날 (10) 의 중심 및 선삭 인서트의 중심 축선 (A1) 과 교차한다. 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 은 선삭 인서트 외부의 미도시된 지점에 모인다. 활성 노우즈 부분 (15) 의 이등분선은 종방향 축선 (A2) 에 대해 40 ~ 50°의 각도 (θ) 를 형성한다.
상면도에서 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 은 서로에 대해 70 ~ 85°의 노우즈 각도 (α) 를 형성하고, 이것은 도 2 에서 80° 이다. 제 3 볼록한 절삭날 (60) 은 제 1 절삭날 (11) 에 인접하여 형성된다. 제 4 절삭날 (61) 은 제 3 절삭날 (60) 에 인접하여, 노우즈 절삭날 (10) 로부터 더 멀리 형성된다. 제 5 볼록한 절삭날 (62) 은 제 2 절삭날 (12) 에 인접하여 형성된다. 제 6 절삭날 (63) 은 제 5 절삭날 (62) 에 인접하여, 노우즈 절삭날 (10) 로부터 더 멀리 형성된다. 도 2 에서처럼, 상면도에서, 제 1, 제 2, 제 4 및 제 6 절삭날들 (11, 12, 61, 63) 은 선형 또는 직선형이거나, 실질적으로 선형 또는 직선형이다. 도 2 에서 우측을 향한, 주요 피드 방향은 회전 축선 (A3) 에 평행하고 금속 가공물 (50) 의 제 1 단부 (54) 또는 클램핑 단부로부터 멀어진다. 상기 피드 방향에서, 제 4 절삭날 (61) 은 10 ~ 45°, 바람직하게는 20 ~ 40° 의 진입 각도 (κ1) 에서 활성이고, 상기 각도는 도 2 에서 30° 이다. 제 4 절삭날 (63) 은 상기 피드 방향에서 주요 절삭날이고, 즉 칩들 대부분은 제 4 절삭날 (63) 에 의해, 적어도 보통 내지 높은 절삭 깊이까지 절삭된다. 적은 정도로, 제 3 절삭날 (60), 제 1 절삭날 (11) 과 노우즈 절삭날 (10) 이 또한 활성이다. 제 1 절삭날은 상기 축선방향 피드 방향으로 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 선삭 인서트의 모든 부분들이 상기 피드 방향으로 활성 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 활성 노우즈 부분 (15) 에 형성된 제 2 절삭날 (11) 은 비활성이다.
축선방향 선삭 작동에서, 특히 피드가 클램핑 단부를 향하고 벽면을 향하는 도 1 에 도시된 머시닝과 비교했을 때, 칩들은 문제없이 금속 가공물로부터 멀리 향하게 될 수 있다. 도 2 의 머시닝 단계에서, 노우즈 절삭날 (10) 이 원호를 따라 움직이도록 선삭 인서트 (1) 는 금속 가공물 (50) 로 진입한다. 선삭 인서트 (1) 는 금속 가공물 (50) 로 진입하거나, 절삭부로 들어가서, 진입 중 칩 두께는 일정하거나 실질적으로 일정하다. 진입시, 절삭 깊이는 제로 절삭 깊이로부터 증가된다. 이러한 바람직한 진입은 인서트 마모, 특히 노우즈 절삭날 (10) 에서 마모를 감소시킨다. 칩 두께는 진입 각도를 곱한 피드 비율로서 규정된다. 따라서, 진입 중 피드 비율과 선삭 인서트의 운동 및/또는 방향을 선택 및/또는 가변시킴으로써, 칩 두께는 일정하거나 실질적으로 일정할 수 있다. 진입 중 피드 비율은 바람직하게 0.50 ㎜/회전 이하이다. 진입 중 칩 두께는 바람직하게 후속 절삭 또는 머시닝 중 칩 두께 이하이다.
피드 방향이 반경방향이어서, 피드 방향이 회전 축선 (A3) 에 수직이고 그로부터 멀어진다면, 제 6 절삭날 (63) 은 10 ~ 45°, 바람직하게는 20 ~ 40°의 진입 각도 (κ2) 에서 활성일 것이다.
도 1 및 도 2 에서 노우즈 절삭날에 의해 적어도 부분적으로 생성되거나 형성된 원통형 표면 (53), 또는 회전 (rational) 대칭 표면은 작은 피크와 밸리를 갖는 파형 형상을 가지고, 파형 형상은 노우즈 곡률 반경과 피드 비율에 의해 적어도 부분적으로 영향을 받는다. 파형부 높이는 0.10 ㎜ 미만, 바람직하게 0.05 ㎜ 미만이다. 스레드 프로파일은 이런 의미에서 원통형 표면 (53) 이 아니다.
도 3 에서, 특히 피드 방향에 대해, 선삭 공구의 범용적 적용 영역을 보여주는, 대안적 머시닝 작동에서 도 2 의 선삭 인서트와 공구 보디를 볼 수 있다. 머시닝 시퀀스를 6 개의 단계들로 보여준다. 단계 1 은 언더커팅 작동이다. 단계 2 는 금속 가공물의 제 1 단부 (54) 또는 클램핑 단부로부터 이격되는 축선방향 선삭이다. 단계 3 은, 원추형 또는 절두 원추형 표면을 생성하는, 축선방향 및 반경방향 성분을 모두 가지는 피드 형태의 프로파일링 작동이다. 단계 4 는 단계 2 와 유사한 작동이다. 단계 5 는 금속 가공물의 회전 축선 (A3) 에 수직인 평면에 위치한 평평한 표면을 생성하는 아웃-페이싱 작동이다. 단계 6 은 금속 가공물의 제 2 단부 (55) 또는 자유 단부에서 아웃-페이싱 작동이다.
도 4 는 종래의 선삭 원리를 보여주고, 여기에서 C1 은 도 1 의 피드 방향을 나타내고, D1 은 이러한 작동으로부터 노우즈 부분 상에서 마모를 나타낸다. C3 은 종래의 페이싱 작동, 즉 회전 축선 (A3) 을 향하여 그것에 수직인 피드를 나타내고, D3 은 이러한 작동으로부터 노우즈 부분 상에서 마모를 나타낸다. 제 2 절삭날 (12) 은 C1 피드 방향으로 활성 절삭날이다. 제 1 절삭날 (11) 은 C3 피드 방향으로 활성 절삭날이다. 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 은 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 을 연결한다. 천이 지점들 (T1, T2) 은 각각 노우즈 절삭날 (10) 과 제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 사이 천이부를 나타낸다. 마모 (D1, D3) 는 절삭 깊이 및 피드 비율 양자에 의존한다. 하지만, D1 과 D3 은 중첩되어서, 노우즈 절삭날 (10) 에서, 또는 적어도 노우즈 절삭날 (10) 의 중심 부분에서 높은 마모를 유발하는 것은 명백하다.
도 5 는 본 발명의 대안적인 선삭 방법의 원리를 보여준다. C2 는 도 2 의 주요 피드 방향, 또는 도 6 의 패스 2, 4, 6 및 8 에서 주요 피드 방향, 즉 금속 가공물의 클램핑 단부로부터 이격된 축선방향 피드 방향을 나타낸다. D2 는 이러한 작동으로부터 노우즈 부분 상에서 마모를 나타낸다. C4 는 아웃-페이싱 작동, 즉 도 6 의 패스 1, 3, 5 및 7 에서 주요 피드 방향에서 보았을 때 회전 축선 (A3) 에 이격되고 그것에 수직인 피드를 나타낸다. D4 는 이러한 작동으로부터 노우즈 부분 상에서 마모를 나타낸다. 제 2 절삭날 (12) 은 C4 피드 방향에서 활성 절삭날이다. 제 1 절삭날 (11) 은 C2 피드 방향에서 활성 절삭날이다. 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 은 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 을 연결한다. 천이 지점들 (T1, T2) 은 각각 노우즈 절삭날 (10) 과 제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 사이 천이부를 나타낸다. 마모 (D2, D4) 는 절삭 깊이 및 피드 비율 양자에 의존한다. 하지만, D2 와 D4 는 중첩되지 않거나, 적어도 도 4 에서보다 적게 중첩되어서, 노우즈 절삭날 (10) 에서 감소된 마모, 또는 적어도 노우즈 절삭날 (10) 의 중심 부분에서 감소된 마모를 유발하는 것은 명백하다. 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 의 마모는 도 11 과 비교해 더 넓은 범위로 존재한다. 하지만, C1 및 C3 에서 더 큰 진입 각도와 비교해 피드 C2 및 C4 에서 더 작은 진입 각도 때문에, 도 5 의 칩 두께는 더 얇고 그러므로 비교적 작은 마모를 제공한다. 일정한 피드 비율과 절삭 깊이에서, D2 의 면적은 D3 의 면적과 동일하고, D1 의 면적은 D4 의 면적과 동일하다.
도 6 은 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트를 사용한 머시닝 시퀀스의 실시예를 보여준다. 좌측변은 금속 가공물의 클램핑 단부이다. 원통형 표면 (53) 과 평평한 표면 (56) 을 포함하는 90° 모서리는 선삭에 의해 형성된다. 단계들 1 내지 8 의 시퀀스가 도시된다. 각각의 단계에 대한 진입은 각각의 단계의 주요 피드 방향에 수직인 것으로 나타나 있다. 단계들 1, 3, 5 및 7 에서 주요 피드 방향은 회전 축선 (A3) 에 수직이고 그로부터 이격된다. 단계들 2, 4, 6 및 8 에서 주요 피드 방향은 회전 축선 (A3) 에 평행하고 클램핑 단부로부터 이격된다. 각각의 절삭을 위한 진입은 바람직하게 도 2 와 관련하여 설명한 대로이다. 도 10 에 나타낸 단계들의 시퀀스 후 선삭 인서트 (1) 의 마모는 도 5 에 나타낸 마모와 비슷하거나 동일하다.
도 7a 내지 도 7f 및 도 8 내지 도 10 은 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 뿐만 아니라 선삭 인서트 (1) 와 공구 보디 (2) 를 포함하는 선삭 공구 (3) 를 추가로 도시한다. 선삭 인서트 (1) 는 경사면 (14) 이거나 이를 포함하는 상단면 (8), 및 착좌면으로서 기능을 하는 대향한 바닥면 (9) 을 포함한다. 기준 평면 (RP) 은 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 사이에서 그것에 평행하게 위치한다. 중심 축선 (A1) 은 기준 평면 (RP) 에 수직으로 연장되고 기준 평면 (RP), 상단면 (8) 및 바닥면 (9) 과 교차한다. 상단면 (8) 및 바닥면 (9) 에 개구를 가지는 나사 구멍은 중심 축선 (A1) 과 동심이다.
선삭 인서트 (1) 는, 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 을 연결하는, 여유면들로서 기능하는 측면들 (13) 을 포함한다. 2 개의 대향한 노우즈 부분들 (15, 15') 은 중심 축선 (A1) 에 대해 또는 그 둘레에서 대칭으로 형성된다. 노우즈 부분들 (15, 15') 은 동일하다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 제 1 절삭날 (11), 제 2 절삭날 (12), 및 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 을 포함한다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 제 1 절삭날 (11) 에 인접하여 형성된 제 3 볼록한 절삭날 (60), 및 제 3 절삭날 (60) 에 인접하고 노우즈 절삭날 (10) 로부터 더 멀리 형성된 제 4 절삭날 (61) 을 추가로 포함한다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 제 2 절삭날 (12) 에 인접하여 형성된 제 5 볼록한 절삭날 (62), 및 제 5 절삭날 (62) 에 인접하고 노우즈 절삭날 (10) 로부터 더 멀리 형성된 제 6 절삭날 (63) 을 추가로 포함한다. 도 7d 에서처럼, 상면도에서, 제 1, 제 2, 제 4 및 제 6 절삭날들 (11, 12, 61, 63) 은 선형 또는 직선형이거나, 실질적으로 선형 또는 직선형이다.
노우즈 절삭날들 (10, 10') 은 중심 축선 (A1) 으로부터 가장 먼 거리에, 즉 선삭 인서트의 모든 다른 부분들보다 중심 축선 (A1) 으로부터 더 먼 거리에 위치한다.
도 7d 에 나타낸 상면도에서, 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 은 서로에 대해 75 ~ 85°의 노우즈 각도 (α) 를 형성하고, 도 7d 에서 노우즈 각도 (α) 는 80° 이다. 도 7c 와 같은 측면도에서, 각각의 노우즈 부분 (15, 15', 15" ) 상의 제 4 및 제 6 절삭날들 (61, 63) 의 적어도 일 부분은 바닥면 (9) 을 향하여 경사져서, 측면도에서, 제 4 및 제 6 절삭날들 (61, 63) 은 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 노우즈 절삭날 (10) 에 더 가까운 최고점들을 갖는다. 환언하면, 제 4 절삭날 (61) 및 제 6 절삭날 (63) 로부터 기준 평면 (RP) 까지 거리는, 이 거리가 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가할수록 감소하도록 변한다. 또한, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 5 절삭날들 (11, 12, 60, 62) 은 대응하는 방식으로 바닥면 (9) 을 향하여 경사져서, 바닥면 (9) 에 대해, 노우즈 절삭날 (10) 은 제 1 및 제 2 절삭날들 (11, 12) 보다 더 멀리 있고, 이것은 차례로 제 3 및 제 5 절삭날들 (60, 62) 보다 더 멀리 있고, 이것은 차례로 제 4 및 제 6 절삭날들 (61, 63) 보다 더 멀리 있다. 이등분선들 (7, 7') 은 각 쌍의 제 1 절삭날 (11, 11') 및 제 2 절삭날 (12, 12') 로부터 등거리에 연장된다. 각각의 이등분선 (7, 7') 은 중심 축선 (A1) 과 교차하고, 이등분선들 (7, 7') 은 공통 방향으로 연장된다. 바닥면 (9) 은 상단면 (8) 과 동일하다. 도 7d 에서처럼, 상면도에서, 제 4 절삭날 (61) 은 이등분선 (7) 에 대해 0 ~ 34° 의 각도 (β) 를 형성하고, 이것은 도 7d 에서 10 ~ 20° 이다. 상단면 (8) 은 제 4 절삭날 (61) 을 대면한 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 을 포함한 돌출부들 (30) 을 포함한다. 제 4 절삭날 (61) 로부터 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 까지 거리는 노우즈 절삭날 (10) 로부터 멀어질수록 증가한다. 돌출부들 (30) 은 착좌면들로서 기능하도록 의도되고, 각각의 돌출부의 상단면은 평평하고 기준 평면 (RP) 에 평행하다. 돌출부들 (30) 은 기준 평면 (RP) 으로부터 최대 거리에 위치한 선삭 인서트 (1) 의 부분이다. 돌출부는 제 6 절삭날을 대면한 제 2 칩 브레이커 벽을 포함한다. 제 4 절삭날 (61) 로부터 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 까지 거리는 제 4 절삭날 (61) 에 수직인 방향으로, 그리고 기준 평면 (RP), 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 에 평행한 평면에서 측정된다. 돌출부 (30), 따라서 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 이 제 4 절삭날 (61) 의 전체 길이를 따라 반드시 연장될 필요는 없다. 그런데도, 제 4 절삭날 (61) 로부터 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 까지 거리는, 상기 제 4 절삭날 (61) 에 수직으로, 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 이 연장되는 제 4 절삭날 (61) 의 부분에서 증가한다.
돌출부 (30) 의 상단면과 제 4 절삭날 (61) 의 최저점 사이 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면에서 측정된 거리 (D1) 는 0.28 ~ 0.35 ㎜ 이다.
범프들 (80), 또는 돌출부들은 상단면 (8) 에 형성된다. 범프들 (80) 은 제 4 절삭날 (61) 로부터, 0.3 ㎜ 초과하고 3.0 ㎜ 미만인, 거리에 위치한다. 범프들 (80) 은 제 4 절삭날 (61) 과 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 사이에 위치한다. 범프들 (80) 은 상면도에서 비원형 형상을 가져서, 0.8 ~ 3.0 ㎜ 인, 범프들의 주 연장부는 제 4 절삭날 (61) 에 실질적으로 수직이거나 수직인 방향으로 되어 있다. 주 연장부에 수직인 범프들의 소 (minor) 연장부는 0.5 ~ 2.0 ㎜ 이다. 범프들 (80), 또는 돌출부들은 주위 영역에 대해 기준 평면으로부터 멀리 연장되는 상단면 (8) 의 부분들이다. 도 7d 에서처럼, 상면도에서, 범프들 (80) 은 바람직하게는 타원형 또는 실질적으로 타원형 형상을 갖는다. 범프들 (80) 은 서로 분리되어 있다. 범프들 (80) 은 바람직하게 서로 일정한 거리에 위치한다. 범프들 (80) 은 바람직하게 제 4 절삭날 (61) 로부터 일정한 거리에 위치한다. 제 1 실시형태에서, 제 4 절삭날에 인접한 5 개의 범프들이 있다. 제 4 절삭날에 인접한 2 ~ 10 개의 범프들을 가지는 것이 바람직하다.
제 3 절삭날 (60) 에 수직 방향으로 주 연장부를 가지고 그것에 수직으로 위치한, 적어도 하나의 추가 범프 (80), 제 1 실시형태에서는 2 ~ 3 개의 범프들 (80) 이 있고, 제 1 절삭날 (11) 에 수직 방향으로 주 연장부를 가지고 그것에 수직으로 위치한, 적어도 하나의 추가 범프 (80), 제 1 실시형태에서는 1 ~ 2 개의 범프들 (80) 이 있다.
제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 는 이등분선들 (7, 7') 의 대향 측들에서 거울 대칭이다. 따라서, 범프들 (80) 은 제 2, 제 5 및 제 6 절삭날들 (12, 62, 63) 로부터 떨어져 대응하는 방식으로 형성된다.
이러한 선삭 인서트 (1) 에 의해, 특히 더 낮은 절삭 깊이에서, 즉 제 1 절삭날 (11) 이 활성이고 제 4 절삭날 (61) 이 비활성이도록 절삭 깊이가 이루어질 때, 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어가 더욱 개선된다. 이러한 낮은 절삭 깊이에서, 제 1 절삭날 (11) 에 의한 낮은 진입 각도로 인해 칩은 매우 얇고, 제 1 절삭날 (11) 에 가장 가까운 범프(들) (80) 는 칩 브레이커들로서 기능한다. 범프들 (80) 의 주 연장부는, 범프들 (80) 의 마모가 칩들에 대한 범프들 (80) 의 영향을 감소시킬 때까지, 시간이 증가되는 효과를 제공한다.
이하, 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 및 공구 보디 (2) 를 포함하는 선삭 공구 (3) 를 보여주는 도 2 및 도 7e 내지 도 10 이 참조된다. 공구 보디 (2) 는 전방 단부, 대향한 후방 단부를 포함하고, 전방 단부 (44) 로부터 후방 단부까지 연장되는 종방향 축선 (A2) 을 따라 주요 연장부를 갖는다. 인서트 착좌부 (4) 는, 선삭 인서트 (1) 가 장착가능한 전방 단부 (44) 에 형성된다. 공구 보디 (4) 는, 단면에서 25 ㎜ 의 폭과 25 ㎜ 의 높이를 가지는 정사각형 섕크이다. 종방향 축선은 이러한 단면의 중심에 위치한다. 공구 보디는 대안적으로 다른 형상, 예컨대 CNC-머신에서 공구 스핀들에 클램핑되기에 적합한 원추형 또는 절두원추형 후방 부분을 포함하는 형상을 갖는다. 이런 경우에, 종방향 축선 (A2) 은 이러한 원추의 중심에 위치한다. 활성 노우즈 부분 (15) 의 이등분선은 종방향 축선 (A2) 에 대해 40 ~ 50° 의 각도 (θ) 를 형성한다. 활성 노우즈 부분 (15) 의 제 4 절삭날 (61) 로부터 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 까지 거리는, 동일한 활성 노우즈 부분 (15) 의 제 2 절삭날 (12) 로부터 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 까지 거리보다 더 짧다. 축선방향 선삭 작동에서, 즉 선삭 공구가 회전 축선 (A3) 에 평행한 방향으로 움직일 때, 도 2 에서 볼 수 있듯이, 제 4 절삭날 (61) 이 10 ~ 45° 의 진입 각도 (κ1) 에서 활성인 경우에, 도 2 의 상면도에서 보았을 때, 절삭력은 중심 축선 (A1) 둘레에서 시계 방향으로 선삭 인서트를 회전시키려는 경향을 갖는다. 이런 위험을 감소시키기 위해서, 인서트 착좌부 (4) 는, 활성 노우즈 부분에 위치한 제 6 절삭날 (63) 에 인접한 여유면 (13) 을 대면한, 도 7f 및 도 9 에 분명히 나타낸, 측벽 (70) 을 포함한다. 선삭 인서트 (1) 가 공구 보디 (2) 의 인서트 착좌부 (4) 에 장착될 때, 측벽 (70) 은 활성 노우즈 부분에 위치한 제 6 절삭날 (63) 에 인접한 여유면 (13) 과 접촉한다. 선삭 인서트 (1) 는, 도 8 내지 도 10 에 도시된 대로, 클램프 (95) 와 같은 클램핑 수단에 의해 인서트 착좌부 (4) 에 단단히 클램핑되거나 위치된다. 선삭 인서트 (1) 에서 중심 관통공을 통하여 연장되는 클램핑 나사와 같은, 다른 클램핑 수단이 가능하다.
제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 는 양면형이거나, 위아래로 뒤집은 상태로 사용할 수 있어서, 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 은 동일하다. 상단면 (8) 과 바닥면 (9) 의 면적은 크기가 동일하다.
이하, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 실시형태에 따른 선삭 인서트들을 각각 도시한 도 11a 내지 도 11e 내지 도 14a 내지 도 14e 가 참조된다. 이 실시형태들은 단지 바닥면 및 측면들에 대해서만 제 1 실시형태와 상이하다.
따라서, 각각, 도 11a 내지 도 11e 내지 도 14a 내지 도 14e 에 도시된 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 는 상단면 (8), 기준 평면 (RP), 나사홀, 제 1 절삭날 (11), 노우즈 절삭날 (10), 제 2 절삭날 (12), 제 3 절삭날 (60), 제 4 절삭날 (61), 제 5 절삭날 (62), 제 6 절삭날 (63), 노우즈 각도 (α), 이등분선 (7), 각도 (β), 경사면 (14), 돌출부 (30), 제 1 칩 브레이커 벽 (34), 제 2 칩 브레이커 벽, 거리 (D1) 및 범프들 (80) 에 대해 제 1 실시형태와 동일하거나 같은 형상, 형태, 치수, 값 및 특성부들과 요소들 사이 상호관계를 갖는다.
도 11a 내지 도 11e 내지 도 14a 내지 도 14e 에서 볼 수 있듯이, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 실시형태에 따른 선삭 인서트들은 각각 제 1 측면 (13) 이 제 1 절삭날 (11) 에 인접한 제 1 여유면 (21), 제 3 여유면 (23), 및 제 1 여유면 (21) 과 제 3 여유면 (23) 사이에 위치한 제 2 여유면 (22) 을 포함하도록 형성된다.
제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 2 여유면 (22) 이 바닥면 (9) 에 대해 형성한 각도는, 제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 3 여유면 (23) 이 바닥면에 대해 형성한 각도보다 더 크다.
제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 2 여유면 (22) 이 바닥면 (9) 에 대해 형성한 각도는, 제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 1 여유면 (21) 이 바닥면에 대해 형성한 각도보다 더 크다.
각각의 노우즈 부분 (15, 15') 의 측면들 (13, 13') 은, 이등분선 (7) 을 포함하고 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면에 대해 대칭으로 구성된다.
제 2 절삭날 (12) 에 인접한 여유면은 대응하는 방식으로 형성되거나 배치된다.
여유면 배치의 장점은, 아웃-페이싱이 작은 금속 가공물 직경에서 수행될 수 있고, 더 큰 절삭 깊이가 아웃-페이싱에서 가능하다는 점이다.
이하, 제 2 실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 를 도시한 도 11a 내지 도 11e 가 참조된다. 바닥면 (9) 은 머시닝 중 인서트 착좌부 (4) 에 대한 선삭 인서트 (1) 의 운동을 감소시키도록 회전 방지 수단 (40) 을 포함한다. 회전 방지 수단 (40) 은 공통 주 연장부를 가지는 2 개의 홈들 (40, 40') 의 형태이고, 주 연장부는 이등분선들 (7, 7') 의 연장부에 대응한다.
이하, 제 3 실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 를 도시한 도 12a 내지 도 12e 가 참조된다. 바닥면 (9) 은 머시닝 중 인서트 착좌부 (4) 에 대한 선삭 인서트 (1) 의 운동을 감소시키도록 회전 방지 수단 (40) 을 포함한다. 회전 방지 수단 (40) 은 공통 주 연장부를 가지는 2 개의 홈들 (40, 40') 의 형태이고, 주 연장부는 이등분선들 (7, 7') 의 연장부에 대응한다. 각각의 홈 (40, 40') 은, 서로에 대해 100 ~ 160° 범위의 둔각을 형성하는 2 개의 표면을 포함한다.
이하, 제 4 실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 를 도시한 도 13a 내지 도 13e 가 참조된다. 바닥면 (9) 은 머시닝 중 인서트 착좌부 (4) 에 대한 선삭 인서트 (1) 의 운동을 감소시키도록 회전 방지 수단 (40) 을 포함한다. 회전 방지 수단 (40) 은 공통 주 연장부를 가지는 2 개의 리지들 (40, 40') 의 형태이고, 주 연장부는 이등분선들 (7, 7') 의 연장부에 대응한다.
이하, 제 5 실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 를 도시한 도 14a 내지 도 14e 가 참조된다. 바닥면 (9) 은, 기준 평면 (RP) 에 평행한 평평한 표면 (9) 을 포함한다.
이하, 제 6 실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 를 도시한 도 15a 내지 도 15e 가 참조된다. 바닥면 (9) 은, 기준 평면 (RP) 에 평행한 평평한 표면 (9) 을 포함한다. 평평한 표면 (9) 은 선삭 인서트의 중심 축선 둘레에서 링형이다.
제 1 측면 (13) 은 제 1 절삭날 (11) 에 인접한 제 1 여유면 (21), 및 제 3 여유면 (23) 을 포함한다. 제 3 여유면 (23) 은 바닥면 (9) 에 접경한다.
제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 1 여유면 (21) 이 바닥면 (9) 에 대해 형성하는 각도는, 제 1 절삭날 (11) 에 수직인 평면에서 측정된, 제 3 여유면 (23) 이 바닥면에 대해 형성하는 각도보다 더 크다.
제 2 절삭날 (12) 에 인접한 여유면은 대응하는 방식으로 형성되거나 배치된다.
여유면 배치의 장점은, 아웃-페이싱이 작은 금속 가공물 직경에서 수행될 수 있고, 더 큰 절삭 깊이가 아웃-페이싱에서 가능하다는 점이다.
돌출부 (30) 는 돌출부 (30) 의 상단면에 형성된 홈들을 포함한다. 홈들은 이등분선 (7) 에 수직인 주 연장부를 갖는다.
모든 실시형태들에 대해, 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 사이 각도인 노우즈 각도 (α) 는 75 ~ 85° 이고, 각도 (β) 는 10 ~ 20° 이고, 노우즈 절삭날 (10) 의 상면도에서 곡률 반경은 제 3 절삭날의 곡률 반경보다 더 작다. 모든 절삭날들 사이 천이부들은 날카로운 모서리가 없고 매끄럽다. 비교적 큰 노우즈 각도 (α) 를 가짐으로써, 노우즈 절삭날 (10) 의 강도는 증가되어서 더 적은 마모를 유발한다. 비교적 큰 노우즈 각도 (α) 를 가짐으로써, 제 1 절삭날 (11) 에 대한 진입 각도는 비교적 작고, 2.5 ~ 7.5° 이고, 이것은 제 1 절삭날의 감소된 마모를 제공한다. 노우즈 절삭날 (10) 의 비교적 작은 곡률 반경을 가짐으로써, 부품에 작은 반경이 머시닝될 수 있고, 선삭 인서트 (1) 는 더 넓은 범위의 형상을 머시닝하는데 사용될 수 있다. 10 ~ 20° 의 각도 (β), 제 1 절삭날 (11) 의 진입 각도를 가짐으로써, 진동 경향은, 제 1 절삭날 (11) 이 활성인 더 높은 절삭 깊이에서 감소된다.
본 발명은 개시된 실시형태들에 한정되지 않고, 하기 청구항의 범주 내에서 변경 및 수정될 수 있다.
Claims (16)
- 선삭 인서트 (1) 로서,
상단면 (8),
대향한 바닥면 (9),
상기 상단면 (8) 과 상기 바닥면 (9) 을 연결하는 측면들 (13, 13'),
2 개의 대향한 노우즈 부분들 (15, 15') 을 포함하고,
각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 볼록한 노우즈 절삭날 (10, 10') 을 포함하고,
기준 평면 (RP) 은 상기 상단면 (8) 과 상기 바닥면 (9) 에 평행하게 그리고 상기 상단면 (8) 과 상기 바닥면 (9) 사이에 위치하고,
중심 축선 (A1) 이 상기 기준 평면 (RP) 에 수직으로 연장되고,
각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 제 1 절삭날 (11, 11') 및 제 2 절삭날 (12, 12') 을 포함하고,
상기 볼록한 노우즈 절삭날 (10, 10') 은 상기 제 1 절삭날 (11, 11') 과 상기 제 2 절삭날 (12, 12') 을 연결하고,
이등분선 (7) 은 상기 제 1 절삭날 (11) 및 상기 제 2 절삭날 (12) 로부터 등거리에 연장되고,
상면도에서 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 은 서로에 대해 70 ~ 85° 의 노우즈 각도 (α) 를 형성하고,
각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 상기 제 1 절삭날 (11) 에 인접한 제 3 볼록한 절삭날 (60) 및 상기 제 3 볼록한 절삭날 (60) 에 인접한 제 4 절삭날 (61) 을 포함하고,
상면도에서 상기 제 4 절삭날 (61) 은 이등분선 (7) 에 대해 0 ~ 34° 의 각도 (β) 를 형성하고,
상기 제 4 절삭날 (61) 로부터 상기 기준 평면 (RP) 까지 거리는 상기 노우즈 절삭날 (10) 로부터 멀어질수록 감소하는 것을 특징으로 하는, 선삭 인서트 (1). - 제 1 항에 있어서,
상기 선삭 인서트 (1) 는 상기 제 2 절삭날 (12) 에 인접한 제 5 볼록한 절삭날 (62) 및 상기 제 5 절삭날 (62) 에 인접한 제 6 절삭날 (63) 을 포함하고,
상기 제 6 절삭날 (63) 은 상면도에서 상기 이등분선 (7) 에 대해 0 ~ 34° 의 각도를 형성하는, 선삭 인서트 (1). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 절삭날 (11), 상기 제 2 절삭날 (12) 및 상기 제 4 절삭날 (61) 은 상면도에서 선형 또는 직선형인, 선삭 인서트 (1). - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 이등분선 (7, 7') 이 상기 중심 축선 (A1) 과 교차하도록 이등분선들 (7, 7') 은 공통 방향으로 연장되고, 각각의 노우즈 부분 (15, 15') 은 상기 이등분선 (7, 7') 에 대해 대칭이고, 상기 선삭 인서트 (1) 는 180° 대칭이고, 상기 각도 (β) 는 10 ~ 20° 인, 선삭 인서트 (1). - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상면도에서, 상기 제 3 절삭날 (60) 의 곡률 반경은 상기 노우즈 절삭날 (10) 의 곡률 반경보다 큰, 선삭 인서트 (1). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 절삭날 (11, 11') 로부터 상기 기준 평면 (RP) 까지 거리는 상기 노우즈 절삭날 (10, 10') 로부터 거리가 증가함에 따라 감소하는, 선삭 인서트 (1). - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 절삭날 (60) 로부터 상기 기준 평면 (RP) 까지 거리는 상기 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가함에 따라 감소하는, 선삭 인서트 (1). - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상단면 (8) 은 상기 제 4 절삭날 (61) 을 대면한 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 을 포함한 돌출부 (30) 를 포함하고, 상기 제 4 절삭날 (61) 로부터 상기 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 까지 거리는 상기 노우즈 절삭날 (10) 로부터 멀어짐에 따라 증가하는, 선삭 인서트 (1). - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면에서 측정된, 돌출부 (30) 의 상단면과 상기 제 4 절삭날 (61) 의 최저점 사이, 거리 (D1) 는 0.28 ~ 0.35 ㎜ 인, 선삭 인서트 (1). - 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
범프들 (80) 이 상기 상단면 (8) 에 형성되고, 상기 범프들 (80) 은 상기 제 4 절삭날 (61) 로부터 떨어져 위치되고, 상기 범프들 (80) 은 상기 제 4 절삭날 (61) 과 상기 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 사이에 위치하고, 상기 범프들 (80) 은 상기 제 4 절삭날 (61) 에 수직이거나 실질적으로 수직인 방향으로 주 연장부를 가지는, 선삭 인서트 (1). - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
범프들 (80) 은 상기 상단면 (8) 에 형성되고, 상기 범프들 (80) 중 적어도 하나는 상기 제 3 절삭날 (60) 에 수직인 방향으로 주 연장부를 가지고 상기 주 연장부에 수직으로 위치하고, 상기 범프들 (80) 중 적어도 하나는 상기 제 1 절삭날 (11) 에 수직인 방향으로 주 연장부를 가지고 상기 주 연장부에 수직으로 위치하는, 선삭 인서트 (1). - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상단면 (8) 과 상기 바닥면 (9) 은 동일하고, 상기 상단면 (8) 과 상기 바닥면 (9) 은, 상기 기준 평면 (RP) 으로부터 상기 절삭날들 (10, 11, 12, 60, 61, 62, 63) 까지 거리보다 상기 기준 평면 (RP) 으로부터 더 먼 거리에 위치한 착좌면들을 포함하는, 선삭 인서트 (1). - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 선삭 인서트 (1) 및 공구 보디 (2) 를 포함하는 선삭 공구 (3) 로서,
상기 공구 보디 (2) 는 전방 단부 (44), 대향한 후방 단부, 상기 전방 단부 (44) 로부터 상기 후방 단부까지 연장되는 종방향 축선 (A2) 에 따르는 주요 연장부, 상면도에서 활성 노우즈 부분 (15) 의 제 4 절삭날 (61) 로부터 상기 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 까지 거리가 활성 노우즈 부분 (15) 의 제 2 절삭날 (12) 로부터 상기 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 까지 거리보다 짧도록 상기 선삭 인서트 (1) 가 장착가능한 전방 단부 (44) 에 형성된 인서트 착좌부 (4) 를 포함하고, 활성 노우즈 부분의 제 4 절삭날 (61) 은 상기 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 에 대해 45 ~ 80° 의 각도를 형성하는, 선삭 공구 (3). - 제 12 항에 있어서,
상기 인서트 착좌부 (4) 는 활성 노우즈 부분에 위치한 제 6 절삭날 (63) 에 인접한 여유면 (13) 을 대면하는 측벽 (70) 을 포함하는, 선삭 공구 (3). - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 선삭 인서트 (1) 또는 선삭 공구 (3) 로 금속 가공물 (50) 에서 원통형 표면 (53) 을 생성하는 방법으로서, 상기 방법은:
상기 금속 가공물 (50) 을 회전 축선 (A3) 둘레에서 회전시키는 단계,
제 1 절삭날 (11) 이 상기 금속 가공물 (50) 의 상기 회전 축선 (A3) 에 대해 제 2 절삭날 (12) 에 의해 형성된 각도보다 상기 금속 가공물 (50) 의 상기 회전 축선 (A3) 에 대해 더 작은 각도를 형성하도록 활성 노우즈 부분 (15) 의 제 1 절삭날 (11) 을 위치결정하는 단계,
상기 제 1 절삭날이 활성이고 상기 선삭 인서트 (1) 의 이동 방향으로 표면 생성 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있고, 제 4 절삭날 (61) 이 10 ~ 45°의 제 1 진입 각도 (κ1) 에서 활성이도록 상기 회전 축선 (A3) 에 평행한 방향으로 상기 선삭 인서트 (1) 를 이동시키는 단계를 포함하는, 선삭 인서트 (1) 또는 선삭 공구 (3) 로 금속 가공물 (50) 에서 원통형 표면 (53) 을 생성하는 방법. - 제 13 항 또는 제 14 항에 따른 선삭 공구 (3) 로 금속 가공물 (50) 을 머시닝하는 방법으로서, 상기 방법은:
상기 금속 가공물 (50) 을 제 1 단부 (54) 에 클램핑하는 단계,
상기 금속 가공물 (50) 을 회전 축선 (A3) 둘레에 회전시키는 단계,
상기 금속 가공물 (50) 의 상기 회전 축선 (A3) 에 수직으로 공구 보디 (2) 의 종방향 축선 (A2) 을 위치결정하는 단계,
제 1 절삭날 (11) 이 상기 금속 가공물 (50) 의 회전 축선에 대해 활성 노우즈 부분 (15) 의 제 2 절삭날 (12) 에 의해 형성된 각도보다 상기 금속 가공물 (50) 의 회전 축선 (A3) 에 대해 더 작은 각도를 형성하도록 활성 노우즈 부분 (15) 의 제 1 절삭날 (11) 을 위치결정하는 단계,
활성 노우즈 부분 (15) 의 제 2 절삭날 (12) 로부터 상기 공구 보디 (2) 의 종방향 축선 (A2) 까지 거리보다 상기 공구 보디 (2) 의 종방향 축선 (A2) 으로부터 더 짧은 거리에 활성 노우즈 부분 (15) 의 제 1 절삭날 (11) 을 위치결정하는 단계,
상기 선삭 인서트 (1) 의 모든 다른 부분들보다 상기 공구 보디 (2) 의 종방향 축선 (A2) 으로부터 더 먼 거리에 그리고 상기 금속 가공물 (50) 의 회전 축선 (A3) 에 더 가깝게 상기 노우즈 절삭날 (10) 을 위치결정하는 단계,
상기 제 1 절삭날이 활성이고 상기 선삭 인서트 (1) 의 이동 방향으로 표면 생성 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있고, 제 4 절삭날 (61) 이 10 ~ 45°의 제 1 진입 각도 (κ1) 에서 활성이도록 상기 선삭 인서트 (1) 를 회전 축선 (A3) 에 평행한 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는, 선삭 공구 (3) 로 금속 가공물 (50) 을 머시닝하는 방법.
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