KR20210059704A

KR20210059704A - 음 및 양의 경사각이 제공된 반경방향으로 연장되는 전방 절삭 에지를 포함한 선단 부분을 갖는 절삭 헤드 및 회전 절삭 공구

Info

Publication number: KR20210059704A
Application number: KR1020217005021A
Authority: KR
Inventors: 아리 브로드스키; 하로체 데이비드 벤; 아나토리 야노브스키
Original assignee: 이스카 엘티디.
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2021-05-25
Also published as: PL3860791T3; IL281238A; EP3860791B1; CN112789132B; EP3860791A1; WO2020070737A1; JP7391080B2; JP2022502267A; ES2930951T3; CA3115173A1; PT3860791T; KR102645349B1; BR112021006129A2; TW202014261A; CN112789132A; US20200108449A1; TWI786325B

Abstract

제1 축 주위에서 회전가능한 절삭 헤드는 중간 부분 및 선단 부분을 포함한다. 중간 부분은 절삭 직경을 형성하는 복수의 리딩 에지를 가지며, 선단 부분은 외부 및 내부 절삭 에지를 갖는 복수의 전방 표면 및 축방향으로 최전방 선단 지점을 갖는다. 각각의 외부 절삭 에지에 인접한 외부 경사 표면은 양의 외부 경사각을 가지며, 각각의 내부 절삭 에지에 인접한 내부 경사 표면은 음의 내부 경사각을 갖는다. 각각의 외부 경사 표면은 리딩 에지들 중 하나와 교차하는 헤드 플루트 상에 배열되고 각각의 내부 경사 표면은 헤드 플루트들 중 하나와 교차하는 개쉬 상에 배열된다. 각각의 개쉬는 선단 지점의 축방향의 후방을 향하는 제1 거리에 위치된 개쉬 경로 단부 지점으로 연장되고, 제1 거리는 절삭 직경의 30% 초과이다.

Description

음 및 양의 경사각이 제공된 반경방향으로 연장되는 전방 절삭 에지를 포함한 선단 부분을 갖는 절삭 헤드 및 회전 절삭 공구

본 발명은 일반적으로 금속 절삭 공정에서 사용하고 구체적으로 드릴링 작업을 위하여 절삭 헤드를 갖는 회전 절삭 공구 및 반경방향으로 연장되는 절삭 에지를 포함한 선단 부분을 갖는 절삭 헤드에 관한 것이다.

드릴링 작업에 사용되는 절삭 공구 분야에서, 상대적으로 높은 절삭 속도로 인해 반경방향 외부 부분의 마모 증가 및/또는 상대적으로 높은 절삭력으로 인해 반경방향 내부 부분의 안정성 감소를 고려하도록 구성된 절삭 에지를 갖는 절삭 헤드의 많은 예가 있다.

US 8,801,344는 적어도 하나의 주 절삭 에지와 적어도 하나의 중심 절삭 에지를 갖는 드릴 비트를 개시하고, 여기서 드릴 비트는 세로 축을 포함하고, 적어도 하나의 주 절삭 에지와 적어도 하나의 중심 절삭 에지는 각각 경사 면이 향상된다. 드릴 비트는 적어도 하나의 중심 절삭 에지에 할당된 경사 면이 드릴 비트의 종방향 축에 수직인 것으로 볼 때 서로 둔각을 형성하는 적어도 2개의 부분 면을 갖는 것을 특징으로 하며, 이에 따라 적어도 하나의 중심 절삭 에지는 적어도 2개의 부분 절삭 에지를 포함한다.

제WO 2018/075921 A1호는 절삭 에지까지 연장되는 복수의 랜드를 포함하는 드릴을 개시하며, 인접한 랜드는 드릴 몸체의 중심선 축을 따라 일반적으로 나선형 구성으로 배열된 기저 윤곽을 포함하는 플루트에 의해 분리된다. 드릴은 또한 드릴 몸체의 외경을 향해 연장하는 선형 부분과 드릴 몸체의 치즐을 향해 선형 부분으로부터 연장되는 아치형 부분을 각각 갖는 복수의 윤곽 형성된 드릴 지점을 포함한다. 드릴은 복수의 플루트 내에 위치된 복수의 개쉬 윤곽을 추가로 포함한다. 개쉬 윤곽은 드릴 몸체의 치즐에서 연장되고 틈새 윤곽은 플루트의 기저 윤곽에 대해 기울어진다.

제WO 2018/079489 A1호는 로드 형 몸체, 몸체의 제1 단부에 위치한 절삭 날, 및 절삭 날로부터 몸체의 제2 단부 측면을 향해 나선형으로 연장되는 요홈을 갖는 절삭 공구를 개시한다. 절삭 날은 정에서 볼 때 회전 축과 교차하는 제1 날, 및 제1 블레이드로부터 몸체의 외부 주변 표면을 향해 연장되는 제2 날을 포함한다. 요홈은 제1 날에 연결되도록 위치된 제1 시닝 섹션 및 제2 블레이드에 연결되도록 위치된 제2 시닝 섹션을 포함한다. 제1 시닝 섹션의 시닝 각도는 제2 시닝 섹션의 시닝 각도보다 작다.

본 발명의 목적은 더 큰 내마모성을 갖는 반경방향 외측 절삭 에지 및 증가된 안정성 및 견고성을 갖는 반경 방향 내측 절삭 에지를 갖는 개선된 절삭 헤드를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 효율적인 칩 배출을 제공하는 반경방향 내부 절삭 에지에 인접한 개쉬를 갖는 개선된 절삭 헤드를 제공하는 데 있다.

본 발명의 추가 목적은 높은 공급 속도로 작동할 수 있는 개선된 절단 헤드를 제공하는 데 있다.

본 발명의 추가 목적은 절삭 헤드가 생크에 제거가능하게 장착되는 개선된 회전 절삭 공구를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따라서, 회전 방향으로 제1 축 주위에서 회전가능한 절삭 헤드가 제공되고,

정수 N개, N≥2인 원주방향으로 이격된 주변 표면을 갖는 중간 부분을 포함하고, 각각의 주변 표면은 리딩 에지를 가지며 복수의 리딩 에지는 절삭 직경을 형성하고,

N개의 정면 표면 및 제1 축에 포함된 축방향의 최전방 선단 지점을 갖는 선단 부분을 포함하고, 각각의 전방 표면은 외부 절삭 에지로부터 반경방향의 내측으로 연장되는 내부 절삭 에지 및 리딩 에지들 중 하나로부터 반경방향의 내측으로 연장되는 외부 절삭 에지를 포함하는 반경방향으로 연장되는 전방 절삭 에지를 가지며, 각각의 내부 절삭 에지는 절삭 에지 전이 지점에서 이의 연계된 외부 절삭 에지와 접하고,

제1 축에 평행하고 외부 절삭 에지 중 임의의 하나를 교차하는 제1 수직 평면에서 취해진 단면에서, 상기 외부 절삭 에지에 인접한 외부 경사 표면은 양의 외부 경사각으로 경사지고,

제1 축에 평행하고 내부 절삭 에지 중 임의의 하나를 교차하는 제2 수직 평면에서 취해진 단면에서, 상기 내부 절삭 에지에 인접한 내부 경사 표면은 음의 내부 경사각으로 경사지고,

각각의 외부 경사 표면은 선단 부분으로부터 축방향으로 후방으로 연장되고 리딩 에지 중 하나와 교차하는 헤드 플루트 상에 배열되고,

각각의 내부 경사 표면은 선단 부분으로부터 축방향으로 후방으로 연장되고 헤드 플루트들 중 하나와 교차하는 개쉬 상에 배열되고,

각각의 개쉬는 제1 축에 수직하고 축방향 부분을 따라 개쉬와 각각 교차하는 평면 내에서 취해진 일련의 평행한 단면으로부터 복수의 개쉬 정점에 의해 형성된 개쉬 경로를 가지며,

각각의 개쉬 경로는 선단 지점의 축방향의 후방을 향하는 제1 거리에 위치한 개쉬 경로 단부 지점까지 연장되고,

제1 거리는 절삭 직경의 30%를 초과한다.

또한, 본 발명에 따라서, 전술된 절삭 헤드 및 N개의 랜드와 원주 방향으로 교번하는 N개의 생크 플루트 및 종방향 축을 갖는 생크를 포함하는 회전 절삭 공구가 제공된다.

더 나은 이해를 위해, 본 발명은 이제 단지 예로서, 체인-점선이 부재의 부분 도에 대한 절단 경계를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이며,
도 1은 본 발명에 따른 절삭 헤드의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 절삭 헤드의 측면도.
도 3은 도 1에 도시된 절삭 헤드의 상면도.
도 4는 선 IV-IV를 따라 취한 도 3에 도시된 절삭 헤드의 단면도.
도 5는 선 V-V를 따라 취한 도 3에 도시된 절삭 헤드의 단면도.
도 6은 선 VI-VI를 따라 취한 도 2에 도시된 절삭 헤드의 단면도.
도 7은 선 VII-VII를 따라 취한 도 2에 도시된 절삭 헤드의 단면도.
도 8은 선 VIII-VIII를 따라 취한 도 3에 도시된 절삭 헤드의 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 회전 절삭 공구의 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 회전 절삭 공구의 분해도.

우선, 도 1 내지 도 2를 주목하면, 텅스텐 카바이드와 같은 초경합금을 폼 프레싱 및 소결함으로써 제조될 수 있으며 코팅 또는 비코팅가능한 절삭 헤드(20)가 도시된다.

본 발명에 따르면, 절삭 헤드(20)는 중간 부분(22) 및 선단 부분(24)을 포함하는, 회전 방향(DR)으로 제1 축(A1) 주위에서 회전가능하다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 중간 부분(22)은 복수의 N개의 원주 방향으로 이격된 주변 표면(26)을 갖는다. 각각의 주변 표면(26)은 리딩 에지(28)를 가지며, 복수의 리딩 에지(28)는 절삭 직경(DC)을 형성한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 리딩 에지(28)는 선단 부분(24)으로부터 축방향의 후방으로 연장됨에 따라 회전 방향(DR)에 상반되게 연장될 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 리딩 에지(28)는 제1 축(A1)을 따라 나선형으로 연장될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 선단 부분(24)은 제1 축(A1)에 포함된 축방향 최전방 선단 지점(NT) 및 복수의 N개의 전방 표면(30)을 가지며, 각각의 전방 표면(30)은 외부 절삭 에지(32)로부터 반경방향의 내측으로 연장되는 내부 절삭 에지(34) 및 리딩 에지(28)들 중 하나의 리딩 에지로부터 반경방향의 내측으로 연장되는 외부 절삭 에지(32)를 포함하는 반경방향으로 연장되는 전방 절삭 에지(31)를 갖는다.

각각의 전방 표면(30)은 또한 연관된 외부 및 내부 절삭 에지(32, 34)에 인접한 여유 표면(36)을 포함하고, 각각의 내부 절삭 에지(34)는 절삭 에지 전이 지점(NR)에서 연관된 외부 절삭 에지(32)에 인접한다. 후술하는 바와 같이, 외부 절삭 에지(32)는 양의 경사각과 연관되는 반면, 내부 절삭 에지(34)은 음의 경사각과 연관된다. 따라서, 절삭 에지 전이 지점(NR)은 전방 절삭 에지(31) 상의 경사각이 양의 경사에서 음의 경사로 변경되는 지점에 대응하며, 전방 절삭 에지(31)을 따라 최전방 선단 지점(NT)을 향해 반경방향 내향으로 이동한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 절삭 에지 전이 지점(NR)은 제1 직경(D1)을 갖는 가상의 제1 원(C1)을 형성한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 제1 직경(D1)은 절삭 직경(DC)의 30% 초과, 즉 D1> 0.30 * DC일 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 선단 부분(24)은 또한 복수의 N개의 치즐 에지(38)를 포함할 수 있으며, 각각의 치즐 에지(38)는 2개의 인접한 여유 표면(36)에 의해 형성되고 선단 지점(NT)으로부터 내부 절삭 에지(34) 중 하나까지 반경방향으로 이격되게 연장된다.

상세한 설명 및 청구 범위를 통해 N은 적어도 2인 정수, 즉 N≥2임을 이해해야 한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 절삭 헤드(20)는 제1 축(A1)에 대해 N-폴드 회전 대칭을 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, N은 3과 동일할 수 있고, 중간 부분(22)은 3개의 리딩 에지(28)를 가질 수 있고, 선단 부분(24)은 3개의 외부 절삭 에지(32) 및 3개의 내부 절삭 에지(34)를 가질 수 있다.

3개의 외부 절삭 에지(32) 및 3개의 내부 절삭 에지(34)를 가짐에 따라 절삭 헤드(20)가 높은 공급 속도로 작동할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 축(A1)에 평행하고 외부 절삭 에지(32) 중 임의의 하나를 교차하는 제1 수직 평면(PV1)에서 취해진 단면에서, 상기 외부 절삭 에지(32)에 인접한 외부 경사 표면(40)은 양의 외부 경사각(α1)으로 경사진다.

본 출원에서 사용되는 표현 "수직 평면"은 반드시 제1 축(A1)을 포함하지는 않지만 제1 축(A1)에 평행한 임의의 평면을 지칭한다는 것을 이해해야 한다.

상세한 설명 및 청구 범위를 통해 용어 "경사각"은 경사 표면과 제1 축(A1)에 평행한 가상 기준선 사이에 형성된 예각을 의미하는 것으로 이해해야 한다.

또한, 외부 절삭 에지(32)는 이의 상대적으로 높은 절삭 속도로 인해 내부 절삭 에지(34)보다 더 큰 마모에 민감하고, 외부 경사각(α1)을 양수로 구성하면 외부 절삭 에지(32)의 마모가 감소하고, 따라서 이의 작동 수명이 연장된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 외측 경사 표면(40)은 회전 방향(DR)을 향한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 제1 축(A1)에 평행하고 외부 절삭 에지(32) 중 임의의 하나를 교차하는 임의의 평면에서 취해진 단면에서, 상기 외부 절삭 에지(32)에 인접한 외부 경사 표면(40)은 양의 외부 경사각(α1)으로 경사진다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 제1 수직 평면(PV1)에서 취한 단면에서, 양의 외부 경사각(α1)은 5도 보다 큰 크기를 가질 수 있는 반면, 일부 실시예에서 양의 외부 경사각(α1)은 크기가 10도 초과의 크기를 가질 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 수직 평면(PV1)에서 취한 단면에서, 여유 표면(36)은 양의 외부 여유 각(β1)으로 경사진다.

상세한 설명 및 청구 범위를 통해 "여유 각"이라는 용어는 여유 표면과 제1 축(A1)에 수직인 가상 기준선 사이에 형성된 예각을 지칭하는 것으로 이해해야 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 축(A1)에 평행하고 내부 절삭 에지(34) 중 임의의 하나를 교차하는 제2 수직 평면(PV2)에서 취해진 단면에서, 상기 내부 절삭 에지(34)에 인접한 내부 경사 표면(42)은 음의 내부 경사각(α2)으로 경사진다.

또한, 내부 절삭 에지(34)는 특히 높은 공급 속도에서 이의 상대적으로 낮은 절삭 속도로 인해 외부 절삭 에지(32)보다 더 큰 충격력에 민감하고, 내부 경사각(α2)을 음수로 구성하면 내부 절삭 에지(34)의 안정성 및 견고성이 증가하여 따라서 이의 작동 수명이 연장된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 내부 경사 표면(42)은 회전 방향(DR)을 향한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 제1 축(A1)에 평행하고 내부 절삭 에지(34) 중 임의의 하나를 교차하는 임의의 평면에서 취해진 단면에서, 상기 내부 절삭 에지(34)에 인접한 내부 경사 표면(42)은 음의 내부 경사각(α2)으로 경사진다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 제2 수직 평면(PV2)에서 취한 단면에서, 음의 내부 경사각(α2)은 5도 보다 큰 크기를 가질 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제2 수직 평면(PV2)에서 취한 단면에서, 여유 표면(36)은 양의 내부 여유 각(β2)으로 경사진다.

본 발명의 일부 실시예에서, 내부 여유 각(β2)은 외부 여유 각(β1)보다 클 수 있고, 즉 β2>β1이다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 내부 여유 각(β2)은 제1 축(A1)에 점진적으로 더 근접하게 위치한 평행 수직 평면에서 취해진 일련의 평행 단면에서 측정될 때 연속적으로 증가할 수 있다.

반경방향 내측으로 지속적으로 증가하도록 내부 여유 각(β2)을 구성하면 절삭 헤드의 중심을 향해 발생하는 전형적으로 매우 낮은 절삭 속도와 관련된 높은 절삭력과 충격력이 감소한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 외부 경사 표면(40)은 선단 부분(24)으로부터 축방향으로 후방으로 연장되고 리딩 에지(28) 중 하나와 교차하는 헤드 플루트(44) 상에 배치되고, 각각의 내부 경사 표면(42)은 선단 부분(24)으로부터 축방향으로 후방으로 연장되고 헤드 플루트(44)들 중 하나와 교차하는 개쉬(46) 상에 배열된다.

또한 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 개쉬(46)는 제1 축(A1)에 수직하고 축방향 부분을 따라 개쉬(46)와 각각 교차하는 평행한 평면 내에서 취해진 일련의 평행한 단면으로부터 복수의 개쉬 정점에 의해 형성된 개쉬 경로(GP)를 갖는다.

상세한 설명 및 청구 범위를 통해, 제1 축(A1)에 수직이고 개쉬(46)와 교차하는 평면에서 취해진 각 단면에 대해, 연계된 개쉬 정점은 최소 반경을 갖는 연계된 프로파일의 세그먼트의 중간점에 위치하며, 취소 반경은 + 0.20 / - 0.00 mm의 공차를 갖는다.

본 발명에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 개쉬 경로(GP)는 선단 지점(PT)의 축방향의 후방을 향하는 제1 거리(d1)에 위치한 개쉬 경로 단부 지점(NP)까지 연장되고, 제1 거리(d1)는 절삭 직경(DC)의 30%를 초과하며, 즉 d1 > 0.30 * DC이다.

제1 거리(d1)가 절삭 직경(DC)의 30%를 초과하는 방식으로, 각각의 개쉬 경로(GP)가 광범위한 축방향 길이를 갖도록 구성함에 따라 바람직하게 개쉬 부피 증가 및 효율적인 칩 배출에 기여한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 제1 거리(d1)는 절삭 직경(DC)의 40 %보다 클 수 있으며, 즉 d1> 0.40 * DC일 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 개쉬 경로(GP)는 선단 부분(24)으로부터 축방향의 후방으로 연장됨에 따라 회전 방향(DR)과 반대 방향으로 연장될 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 개쉬 경로 단부 지점(NP)은 임의의 절삭 에지 전이 지점(NR)보다 제1 축(A1)으로부터 반경방향으로 더 이격되어 위치될 수 있다.

각각의 개쉬 경로 단부 지점(NP)을 절삭 에지 전이 지점(NR)의 반경방향의 외측으로 위치하도록 구성하면 개쉬(46)를 따라 개선된 칩 형성이 촉진된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 축(A1)에 수직이고 복수의 내부 절삭 에지(34)와 교차하는 제1 수평 평면(PH1)에서 취한 단면에서, 각각의 개쉬(46)는 오목한 형상의 제1 프로파일(P1)을 가질 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 제1 프로파일(P1)은 연속적으로 만곡될 수 있다.

각각의 제1 프로파일(P1)이 연속적으로 만곡되도록 구성하면 관련 개쉬 영역에서 개선된 칩 형성이 향상된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 프로파일(P1)은 이의 제1 세그먼트(S1)를 따라 측정된 최소 제1 반경(R1)을 가지며, 제1 세그먼트(S1)는 제1 개쉬 정점(NA1)을 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 최소 제1 반경(R1)은 절삭 직경(DC)의 6%를 초과할 수 있고, 즉 R1> 0.06 * DC일 수 있다.

절삭 직경(DC)의 6%를 초과하는 최소 제1 반경(R1)을 갖도록 각각의 제1 프로파일(P1)을 구성하면 개쉬(46)를 따라 매끄러운 칩 흐름이 촉진되고 칩 막힘 위험이 감소한다.

또한, 절삭 직경(DC)의 6% 초과의 최소 제1 반경(R1)을 갖도록 각각의 제1 프로파일(P1)을 구성하면 선단 부분(24)의 코어 강도가 증가한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 최소 제1 반경(R1)은 바람직하게는 절삭 직경(DC)의 8%를 초과할 수 있고, 즉 R1> 0.08 * DC일 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 최소 제1 반경(R1)은 절삭 직경(DC)의 15% 미만일 수 있고 즉 R1 <0.15 * DC일 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 프로파일(P1)은 제1 세그먼트(S1)에 포함된 반경방향 최내측 제1 지점(NI1)을 가질 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 제1 세그먼트(S1)는 최소 제1 반경(R1)의 제1 중심 지점(E1) 주위에서 15 도 초과의 각도를 대향할 수 있다.

각각의 제1 프로파일(P1)을 제1 세그먼트(S1)에서 반경방향의 최내측 제1 지점(NI1)을 갖도록 구성함으로써 복수의 개쉬(46)의 더욱 효율적인 원주방향 간격이 허용되어 N이 2보다 큰, 즉 N> 2인 절삭 헤드 구성이 가능해진다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 축(A1)에 수직이고 복수의 리딩 에지(28)를 교차하는 제2 수평 평면(PH2)에서 취해진 단면에서, 각각의 개쉬(46)는 오목한 형상의 제2 프로파일(P2)을 가질 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 제2 프로파일(P2)은 연속적으로 만곡될 수 있다.

각각의 제2 프로파일(P2)를 연속적으로 만곡되도록 구성됨에 따라 관련 개쉬 영역에서 향상된 칩 형성이 촉진된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제2 프로파일(P2)은 이의 제2 세그먼트(S2)를 따라 측정된 최소 제2 반경(R2)을 가지며, 제2 세그먼트(S2)는 제2 개쉬 정점(NA2)을 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 최소 제2 반경(R2)은 절삭 직경(DC)의 6% 초과일 수 있으며, 즉 R2> 0.06 * DC일 수 있다.

각각의 제2 프로파일(P2)이 절삭 직경(DC)의 6% 초과의 최소 제2 반경(R2)를 갖도록 구성함에 따라 개쉬(46)를 따라 매끄러운 칩 흐름이 촉진되고 칩 막힘 위험이 감소한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 최소 제2 반경(R2)은 바람직하게는 절삭 직경(DC)의 8%를 초과할 수 있고, 즉 R2> 0.08 * DC일 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 최소 제2 반경(R2)은 절삭 직경(DC)의 15% 미만일 수 있고 즉 R2 <0.15 * DC일 수 있다.

최소 제2 반경(R2)은 최소 제1 반경(R1)의 85% 내지 150%의 범위, 즉 0.85 * R1 <R2 <1.15 * R1의 범위를 가질 수 있음을 이해해야 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 제2 프로파일(P2)은 제2 세그먼트(S1)에 포함된 반경방향 최내측 제2 지점(NI2)을 가질 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 제2 세그먼트(S2)는 최소 제2 반경(R2)의 제2 중심 지점(E1) 주위에서 15 도 초과의 각도를 대향할 수 있다.

각각의 제2 프로파일(P2)를 제2 세그먼트(S2)에서 반경방향으로 최내측 제2 지점(NI2)을 갖도록 구성함으로써 복수의 개쉬(46)의 더 효율적인 원주방향 간격이 허용되어 N이 2 초과, 즉 N > 2인 절삭 헤드 구성을 허용한다.

N이 3과 동일한 본 발명의 실시예들에 대해, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 프로파일(P1)은 제1 단부 지점(NE1)보다 회전 방식으로 전방에 위치하는 제1 시작 지점(NS1)을 갖는 추적 곡선을 형성할 수 있고, 제2 프로파일(P2)은 제2 단부 지점(NE1)보다 회전 방식으로 후방에 위치하는 제2 시작 지점(NS2)을 갖는 추적 곡선을 형성할 수 있다.

상세한 설명 및 청구 범위 전반에 걸쳐 "추적 곡선"이라는 용어의 사용은 2019년 7월 2일자에 검색된 https://en.wikipedia.org/wiki/Pursuit_curve에 기재된 곡선 형상을 지칭하는 것으로 이해되어야 하며, 상기 곡선은 추적의 대상이 직선에서 이동하고 항시 추적자의 접선에 있는 상태에서 추적의 대상의 추적 시에 추적자에 의해 트레이스된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 헤드 플루트(44) 및 그와 관련된 개쉬(46)는 개쉬-플루트 경계선(GFB)을 따라 만난다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 축(A1)에 수직이고 복수의 리딩 에지(28)를 교차하는 제3 수평 평면(PH3)에서 취해진 단면에서, 각각의 개쉬(46)는 개쉬-플루트 교차 지점(IG)에서 연관된 헤드 플루트(44)와 교차하고, 개쉬-플루트 경계선(GFB)은 이러한 다양한 수평 평면에서 이러한 개쉬-플루트 교차 지점(IG)의 집합을 구성한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 이러한 개쉬-플루트 교차 지점(IG)은 연관된 절삭 에지 전이 지점(NR) 자체를 제외하고는 연관된 절삭 에지 전이 지점(NR)보다 회전방식으로 전방에 위치할 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 제2 및 제3 수평 평면(PH2, PH3)은 동일 평면일 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제1 축(A1)을 포함하고 여유 표면(36)과 교차하는 제3 수직 평면(PV3)에서 취한 단면에서, 여유 표면(36)은 오목한 형상의 여유 프로파일(PC)을 가질 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 오목한 형상의 여유 프로파일(PC)은 절삭 직경(DC)의 50% 내지 150% 범위, 즉 0.50 * DC <RC <1.50 * DC인 여유 반경(RC)을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 오목한 형상의 여유 프로파일(PC)은 연속적으로 만곡될 수 있고 제1 축(A1)까지 무단계(step-free)로 연장될 수 있다.

이제 도 9 및 도 10을 주목하면, 절삭 헤드(20) 및 종방향 축(L)을 갖는 생크(50)를 포함하는 본 발명에 따른 회전 절삭 공구(48)를 도시한다.

생크(50)는 N개의 랜드(54)와 원주 방향으로 교번하는 N개의 생크 플루트(52)를 가지며, 각각의 생크 플루트(52)는 종방향 축(L)을 따라 나선형으로 연장될 수 있다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 절삭 헤드(20)는 축방향 후방을 향하는 하부 표면(56)을 가질 수 있고, 생크(50)는 종방향 축(L)을 가로지르는 지지 표면(58)을 가질 수 있으며, 절삭 헤드(20)는 지지 표면(58)과 접촉하는 하부 표면(56)과 함께 생크(50)에 제거가능하게 장착될 수 있다.

절삭 헤드(20)가 생크(50)에 제거가능하게 장착되도록 구성함으로써 절삭 헤드(20)가 텅스텐 카바이드와 같은 적합하게 강성의 재료로 제조될 수 있고, 생크(50)는 고속 스틸과 같이 덜 강성이고 저렴한 재료로부터 제조될 수 있다. 생크(50)는 마모되거나 손상된 절삭 헤드(20)의 폐기 후에 재사용 가능할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 헤드 플루트(44)는 하부 표면(56)과 교차하고 생크 플루트(52) 중 하나와 협력할 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 하부 표면(56)은 제1 축(A1)에 수직일 수 있고, 지지 표면(58)은 종방향 축(L)에 수직일 수 있으며, 제1 축(A1)은 종방향 축(L)과 동축일 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 하부 표면(56)은 선단 지점(PT)의 축방향의 후방으로 제2 거리(d2)에 위치되고, 제1 거리(d1)는 제2 거리(d2)의 70% 초과, 즉 d1> 0.70 * d2일 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 절삭 헤드(20)는 하부 표면(56)으로부터 축방향의 후방으로 연장되는 장착 돌출부(60)를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예(미도시)에서, 절삭 헤드(20) 및 생크(50)는 단일 일체형 구조의 일체형 부분일 수 있고, 각각의 헤드 플루트(44)는 생크 플루트(52) 중 하나와 통합될 수 있다.

도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 절삭 헤드(20)의 중간 부분(22)은 회전 방향(DR)과 반대 방향을 향하는 복수의 N개의 토크 전달 표면(62)을 포함할 수 있고, 생크(50)는 복수의 N개의 구동 돌출부(64)를 포함할 수 있으며, 각각의 구동 돌출부(64)는 회전 방향(DR)을 향하는 구동 표면(66)을 가지며 각각의 토크 전달 표면(62)은 구동 표면(66) 중 하나와 접촉할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 제1 거리(d1)는 제2 거리(d2)의 90 % 미만, 즉 d1 <0.90 * d2일 수 있다.

N이 3인 본 발명의 실시예의 경우, 제1 거리(d1)를 제2 거리(d2)의 90% 미만으로 구성하면, 복수의 구동 돌출부(64)가 생크 플루트(52)와 개쉬(46) 사이의 매끄러운 칩 흐름을 차단하지 않고 절삭 헤드(20)와 결합되도록 복수의 구동 돌출부(64)에 대한 충분한 공간을 제공한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 토크 전달 표면(62)은 주변 표면(26) 중 하나와 교차할 수 있다.

N이 3과 동일한 본 발명의 실시예들에 대해, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 개쉬(46)는 반경방향 최외측 개쉬 지점(NO)에서 토크 전달 표면(62) 중 하나와 교차할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 3개의 반경방향 최외측 개쉬 지점(NO)은 절삭 직경(DC)의 70% 초과의 제2 직경(D2), 즉 D2> 0.70 * DC를 갖는 가상의 제2 원(C2)을 형성할 수 있다.

절삭 직경(DC)의 70% 초과의 제2 직경(D2)을 갖도록 가상 제2 원(C2)을 구성함으로써 바람직하게는 증가된 개쉬 부피 및 효율적인 칩 배출에 기여한다.

본 발명이 어느 정도 구체적으로 설명되었지만, 이후 청구되는 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims

회전 방향(DR)으로 제1 축(A1) 주위에서 회전가능한 절삭 헤드(20)로서,
정수 N개, N≥2인 원주방향으로 이격된 주변 표면(26)을 갖는 중간 부분(22)을 포함하고, 각각의 주변 표면(26)은 리딩 에지(28)를 가지며 복수의 리딩 에지(28)는 절삭 직경(DC)을 형성하고,
N개의 정면 표면(30) 및 제1 축(A1)에 포함된 축방향의 최전방 선단 지점(NT)을 갖는 선단 부분(24)을 포함하고, 각각의 전방 표면(30)은 외부 절삭 에지(32)로부터 반경방향의 내측으로 연장되는 내부 절삭 에지(34) 및 리딩 에지(28)들 중 하나로부터 반경방향의 내측으로 연장되는 외부 절삭 에지(32)를 포함하는 반경방향으로 연장되는 전방 절삭 에지(31)를 가지며, 각각의 내부 절삭 에지(34)는 절삭 에지 전이 지점(NR)에서 이의 연계된 외부 절삭 에지(32)와 접하고,
제1 축(A1)에 평행하고 외부 절삭 에지(32) 중 임의의 하나를 교차하는 제1 수직 평면(PV1)에서 취해진 단면에서, 상기 외부 절삭 에지(32)에 인접한 외부 경사 표면(40)은 양의 외부 경사각(α1)으로 경사지고,
제1 축(A1)에 평행하고 내부 절삭 에지(34) 중 임의의 하나를 교차하는 제2 수직 평면(PV2)에서 취해진 단면에서, 상기 내부 절삭 에지(34)에 인접한 내부 경사 표면(42)은 음의 내부 경사각(α2)으로 경사지고,
각각의 외부 경사 표면(40)은 선단 부분(24)으로부터 축방향으로 후방으로 연장되고 리딩 에지(28) 중 하나와 교차하는 헤드 플루트(44) 상에 배열되고,
각각의 내부 경사 표면(42)은 선단 부분(24)으로부터 축방향으로 후방으로 연장되고 헤드 플루트(44)들 중 하나와 교차하는 개쉬(46) 상에 배열되고,
각각의 개쉬(46)는 제1 축(A1)에 수직하고 축방향 부분을 따라 개쉬(46)와 각각 교차하는 평면 내에서 취해진 일련의 평행한 단면으로부터 복수의 개쉬 정점에 의해 형성된 개쉬 경로(GP)를 가지며,
각각의 개쉬 경로(GP)는 선단 지점(PT)의 축방향의 후방을 향하는 제1 거리(d1)에 위치한 개쉬 경로 단부 지점(NP)까지 연장되고,
제1 거리(d1)는 절삭 직경(DC)의 30%를 초과하는 절삭 헤드(20).
제1항에 있어서, 제1 축(A1)에 수직이고 복수의 내부 절삭 에지(34)와 교차하는 제1 수평 평면(PH1)에서 취한 단면에서, 각각의 개쉬(46)는 오목한 형상의 제1 프로파일(P1)을 가지며, 제1 프로파일(P1)은 이의 제1 세그먼트(S1)를 따라 측정된 최소 제1 반경(R1)을 가지며, 제1 세그먼트(S1)는 제1 개쉬 정점(NA1)을 포함하고, 최소 제1 반경(R1)은 절삭 직경(DC)의 6%를 초과하는 절삭 헤드(20).
제2항에 있어서, 각각의 제1 프로파일(P1)은 제1 세그먼트(S1)에 포함된 반경방향 최내측 제1 지점(NI1)을 갖는 절삭 헤드(20).
제2항 또는 제3항에 있어서, 각각의 제1 프로파일(P1)은 연속적으로 만곡되는 절삭 헤드(20).
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 축(A1)에 수직이고 복수의 리딩 에지(28)를 교차하는 제2 수평 평면(PH2)에서 취해진 단면에서, 각각의 개쉬(46)는 오목한 형상의 제2 프로파일(P2)을 가지며,
제2 프로파일(P2)은 이의 제2 세그먼트(S2)를 따라 측정된 최소 제2 반경(R2)을 가지며, 제2 세그먼트(S2)는 제2 개쉬 정점(NA2)을 포함하고,
최소 제2 반경(R2)은 절삭 직경(DC)의 6% 초과하는 절삭 헤드(20).
제5항에 있어서, 각각의 제2 프로파일(P2)은 제2 세그먼트(S1)에 포함된 반경방향 최내측 제2 지점(NI2)을 갖는 절삭 헤드(20).
제5항 또는 제6항에 있어서, 각각의 제2 프로파일(P2)은 연속적으로 만곡되는 절삭 헤드(20).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 축(A1)에 평행하고 외부 절삭 에지(32) 중 임의의 하나를 교차하는 수직 평면에서 취해진 단면에서, 외부 절삭 에지(32)에 인접한 외부 경사 표면(40)은 양의 외부 경사각(α1)으로 경사지는 절삭 헤드(20).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 축(A1)에 평행하고 내부 절삭 에지(34) 중 임의의 하나를 교차하는 수직 평면에서 취해진 단면에서, 상기 내부 절삭 에지(34)에 인접한 내부 경사 표면(42)은 음의 내부 경사각(α2)으로 경사지는 절삭 헤드(20).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 수직 평면(PV2)에서 취한 단면에서, 음의 내부 경사각(α2)은 5도 보다 큰 크기를 갖는 절삭 헤드(20).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 개쉬 경로(GP)는 선단 부분(24)으로부터 축방향의 후방으로 연장됨에 따라 회전 방향(DR)과 반대 방향으로 연장되는 절삭 헤드(20).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 개쉬 경로 단부 지점(NP)은 절삭 에지 전이 지점(NR)들 중 임의의 하나보다 제1 축(A1)으로부터 반경방향으로 더 이격되어 위치되는 절삭 헤드(20).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 전방 표면(30)은 이의 연계된 외부 및 내부 절삭 에지(32, 34)에 인접한 여유 표면(36)을 포함하고,
제1 축(A1)을 포함하고 여유 표면(36)과 교차하는 제3 수직 평면(PV3)에서 취한 단면에서, 여유 표면(36)은 오목한 형상의 여유 프로파일(PC)을 갖는 절삭 헤드(20).
제13항에 있어서, 각각의 오목한 형상의 여유 프로파일(PC)은 연속적으로 만곡될 수 있고 제1 축(A1)까지 무단계로 연장되는 절삭 헤드(20).
제13항 또는 제14항에 있어서, 선단 부분(24)은 N개의 치즐 에지(38)를 포함하고, 각각의 치즐 에지(38)는 2개의 인접한 여유 표면(36)에 의해 형성되고 선단 지점(NT)으로부터 내부 절삭 에지(34) 중 하나까지 반경방향으로 이격되게 연장되는 절삭 헤드(20).
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 절삭 에지 전이 지점(NR)은 제1 직경(D1)을 갖는 가상의 제1 원(C1)을 형성하고, 제1 직경(D1)은 절삭 직경(DC)의 30% 초과하는 절삭 헤드(20).
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 헤드(20)는 제1 축(A1)에 대해 N-폴드 회전 대칭을 나타내는 절삭 헤드(20).
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, N은 3인 절삭 헤드(20).
회전 절삭 공구(48)로서,
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 절삭 헤드(20) 및
N개의 랜드(54)와 원주 방향으로 교번하는 N개의 생크 플루트(52) 및 종방향 축(L)을 갖는 생크(50)를 포함하는 회전 절삭 공구(48).
제19항에 있어서, 절삭 헤드(20)는 축방향 후방을 향하는 하부 표면(56)을 가지며, 생크(50)는 종방향 축(L)을 가로지르는 지지 표면(58)을 가지며, 절삭 헤드(20)는 지지 표면(58)과 접촉하는 하부 표면(56)과 함께 생크(50)에 제거가능하게 장착되는 회전 절삭 공구(48).