KR20230086672A

KR20230086672A - 인서트 배향 돌출부가 있는 인서트 수용 리세스를 갖는 인서트 홀더 및 절삭 공구

Info

Publication number: KR20230086672A
Application number: KR1020237011718A
Authority: KR
Inventors: 길 헤흐트
Original assignee: 이스카 엘티디.
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-06-15
Also published as: DE112021005417T5; CN116323055A; IL301355A; US20220111447A1; TW202214373A; WO2022079707A1; US11819928B2

Abstract

절삭 공구는 인서트 홀더에 탄성적으로 클램핑된 절삭 인서트를 포함한다. 인서트 홀더는 전방에 위치한 인서트 장착부를 포함하고, 인서트 장착부는 리세스 축을 따라 연장하는 인서트 수용 리세스를 포함한다. 인서트 홀더는 인서트 수용 리세스로 개방되는 체결 부재 관통 구멍을 포함한다. 인서트 수용 리세스는 인서트 배향 돌출부를 포함한다. 체결 부재 관통 구멍은 리세스 축에 대해 관통 구멍 각도 범위를 갖는다. 인서트 배향 돌출부는 리세스 축을 중심으로 인서트 배향 돌출부의 각도 범위를 갖는다. 인서트 배향 돌출부 각도 범위는 리세스 축을 중심으로 관통 구멍 각도 범위와 적어도 부분적으로 각도방향으로 중첩된다.

Description

인서트 배향 돌출부가 있는 인서트 수용 리세스를 갖는 인서트 홀더 및 절삭 공구

본 출원의 요지는 절삭 인서트가 체결 부재에 의해 인서트 수용 리세스 내에 착탈식으로 클램핑되는 유형의 절삭 공구에 관한 것으로, 특히 절삭 인서트의 미리 결정된 각도 위치에서 절삭 인서트가 인서트 수용 리세스 내로 삽입될 수 있도록 구성되는 인서트 수용 리세스를 갖는 그러한 공구에 관한 것이다.

절삭 공구는 인서트 홀더 및 인서트 수용 리세스에 착탈식으로 부착되어 있는 절삭 인서트를 포함할 수 있다. 일부 이러한 절삭 공구에서, 절삭 인서트는 체결 부재에 의해 착탈식으로 클램핑된다. 이러한 절삭 공구의 예는 예컨대 EP 0 145 985, US 2006/048615, US 2016/236282, US 2,362,053, US 5,137,401 및 US 7,112,020에 개시되어 있다.

일부 절삭 공구들 내의 인서트 수용 리세스는 절삭 인서트의 미리 결정된 각도 위치에서 절삭 인서트가 인서트 수용 리세스 내로 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 절삭 공구의 예는 예컨대 GB 2 228 695에 개시되어 있다. 일부 이러한 절삭 공구에서, 인서트 수용 리세스는 인서트 배향 돌출부를 포함할 수 있는데 이는 미리 결정된 각도 위치로 배향되지 않는 한 절삭 인서트가 인서트 수용 리세스 내로 삽입되는 것을 방지한다. 이러한 절삭 공구의 예는 예컨대 US 8,656,573 및 US 9,254,525에 개시되어 있다.

본 출원의 요지의 제1 양태에 따르면, 대향하는 전방 대 후방 방향을 규정하는 홀더 종축을 가지는 세장형 인서트 홀더가 제공되며, 인서트 홀더는:

홀더 종축을 중심으로 원주방향으로 연장되는 홀더 주변 표면으로서, 홀더 주변 표면은 인서트 홀더의 전방 단부에서 홀더 전방 단부 표면과 교차하고 그 경계를 형성하는, 홀더 주변 표면;

홀더 생크부 및 그 전방 단부에 위치한 인서트 장착부를 포함하고, 인서트 장착부는:

리세스 축을 따라 연장되고 홀더 전방 단부 표면으로 개방되는 인서트 수용 리세스로서, 리세스 축을 중심으로 원주방향으로 연장되는 리세스 주변 표면 및 리세스 주변 표면으로부터 인서트 수용 리세스 내로 돌출하는 인서트 배향 돌출부를 포함하는, 인서트 수용 리세스; 및

홀더 주변 표면 및 리세스 주변 표면으로 개방되고 그 사이에서 연장되는 관통 구멍 주변 표면을 포함하는 체결 부재 관통 구멍을 포함하고,

체결 부재 관통 구멍을 관통하는 제1 리세스 반경방향 평면에서 취한 제1 리세스 단면도에서:

관통 구멍 주변 표면은 2개의 대향하는 관통 구멍 윤곽선을 포함하는 관통 구멍 윤곽을 형성하고;

관통 구멍 윤곽선은 2개의 관통 구멍 지점에서 리세스 주변 표면과 교차하고, 2개의 관통 구멍 지점은 리세스 축을 중심으로 관통 구멍 각도 범위를 형성하며;

인서트 배향 돌출부를 관통하는 제2 리세스 반경방향 평면에서 취한 제2 리세스 단면도에서:

인서트 배향 돌출부는 리세스 축을 중심으로 인서트 배향 돌출부 각도 범위를 갖고;

제2 리세스 반경방향 평면은 제1 리세스 반경방향 평면의 축방향 후방에 있고;

인서트 배향 돌출부 각도 범위는 리세스 축을 중심으로 관통 구멍 각도 범위와 적어도 부분적으로 각도방향으로 중첩되는, 인서트 홀더이다.

본 출원의 요지의 제2 양태에 따르면, 절삭 공구가 제공되며, 절삭 공구는:

전술한 유형의 인서트 홀더; 및

절삭 인서트를 포함하고, 절삭 인서트는 인서트 종축을 따라 세장형이고 인서트 절삭부 및 그로부터 축방향으로 오프셋된 인서트 생크부를 포함하며,

절삭 공구는 초기 위치와 체결 위치 사이에서 조정 가능하고,

초기 위치는:

절삭 인서트가 인서트 홀더의 인서트 수용 리세스로부터 이격되고 인서트 수용 리세스와 축방향으로 정렬되는 위치이고,

체결 위치는:

인서트 생크부가 후방 방향으로 인서트 배향 돌출부의 돌출부 전방 단부 부분을 넘어 인서트 수용 리세스 내에 위치하며;

절삭 인서트가 체결 부재 관통 구멍 내에 위치한 체결 부재에 의해 인서트 수용 리세스 내에 착탈식으로 클램핑되는 위치인, 절삭 공구이다.

본 출원의 요지의 제3 양태에 따르면, 대향하는 전방 대 후방 방향을 규정하는 홀더 종축을 가지는 세장형 인서트 홀더가 제공되며, 인서트 홀더는:

리세스 축을 따라 연장되고 홀더 전방 단부 표면으로 개방되는 인서트 수용 리세스이며, 인서트 수용 리세스는 리세스 축을 중심으로 원주방향으로 연장되는 리세스 주변 표면 및 리세스 주변 표면으로부터 인서트 수용 리세스 내로 돌출하는 인서트 배향 돌출부를 포함하고;

관통 구멍 주변 표면은 2개의 대향하는 관통 구멍 윤곽선을 포함하는 관통 구멍 윤곽을 형성하고,

리세스 주변 표면은 2개의 대향하는 관통 구멍 윤곽선 사이에서 연장되는 부 주변부를 포함하고;

인서트 배향 돌출부는 부 주변부의 적어도 일 부분 상에 형성되는, 인서트 홀더이다.

전술된 내용은 요약이고, 이하에 설명되는 특징은 본 출원의 요지에 임의의 조합으로 적용 가능할 수도 있고, 예를 들어 다음의 특징들 중 임의의 것이 인서트 홀더 또는 절삭 공구에 적용 가능할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

체결 부재 관통 구멍은 관통 구멍 폭을 갖는데, 이는 2개의 대향하는 관통 구멍 윤곽선 사이에서 측정된 것이다. 관통 구멍 폭은 제1 리세스 반경방향 평면에서 최대일 수 있다.

인서트 수용 리세스는 가상 외부 실린더를 가질 수 있고, 가상 외부 실린더는 리세스 축에 중심을 두고 리세스 축으로부터 가장 먼 인서트 수용 리세스의 부분에 접촉한다. 인서트 수용 리세스는 가상 내부 실린더를 가질 수 있고, 가상 내부 실린더는 가상 외부 실린더와 동심이고 리세스 축에 가장 가까운 인서트 수용 리세스의 부분에 접촉한다. 제1 및 제2 리세스 단면도 중 적어도 하나에서, 가상 내부 및 외부 실린더 사이에 경계 지어진 영역은 환형 영역을 형성할 수 있고, 그 대부분은 공극이다.

환형 영역의 70%는 공극일 수 있다.

가상 내부 실린더는 인서트 배향 돌출부에만 접촉할 수 있다.

인서트 배향 돌출부는 2개의 돌출부 측면을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 리세스 단면도 중 적어도 하나에서, 2개의 돌출부 측면은 리세스 주변 표면으로부터 리세스 축을 향하는 방향으로 서로를 향해 수렴할 수 있다.

인서트 배향 돌출부 각도 범위는 2개의 돌출부 지점에 의해 규정될 수 있으며, 2개의 돌출부 지점은 2개의 돌출부 측면이 서로를 향해 수렴할 때 가상 외부 실린더로부터 벗어나기 시작하는 지점이다.

제1 및 제2 리세스 단면도 중 적어도 하나에서, 2개의 돌출부 측면은 오목하게 만곡될 수 있다.

2개의 돌출부 측면은 리세스 축을 따라 연장되는 돌출부 리지에서 서로 교차할 수 있다.

돌출부 리지는 리세스 축에 평행할 수 있다.

인서트 배향 돌출부 각도 범위는 리세스 축에서 돌출부 범위 각도를 갖는다. 돌출부 범위 각도는 70° 이상 110° 이하일 수 있다.

인서트 배향 돌출부는 축방향 이등분 평면에 대해 거울 대칭이며, 축방향 이등분 평면은 리세스 축을 포함하고 돌출부 범위 각도를 이등분할 수 있다.

인서트 배향 돌출부는 홀더 전방 단부 표면으로부터 축방향으로 이격될 수 있다.

체결 부재 관통 구멍은 인서트 배향 돌출부에 인접한 리세스 주변 표면으로 개방될 수 있다.

인서트 배향 돌출부는 돌출부 전방 및 후방 단부 부분과 그 사이에서 연장되는 돌출부 중간 부분을 포함할 수 있고, 돌출부 전방 단부 부분은 돌출부 후방 단부 부분보다 홀더 전방 단부 표면에 더 가깝게 위치한다. 체결 부재 관통 구멍은 돌출부 전방 단부 부분에 인접한 리세스 주변 표면으로 개방될 수 있다.

인서트 배향 돌출부는 인서트 홀더와 단일한 일체형 구성을 갖도록 인서트 홀더와 일체로 형성될 수 있다.

인서트 홀더는 홀더 주변 표면 및 리세스 주변 표면으로 개방되는 정확히 하나의 체결 부재 관통 구멍을 포함할 수 있다.

인서트 수용 리세스는 복수의 리세스 접합 돌출부를 포함할 수 있고, 이들은 체결 부재 관통 구멍에 대향하는 리세스 주변 표면으로부터 돌출하고, 복수의 리세스 접합 돌출부는 리세스 축을 중심으로 서로로부터 그리고 인서트 배향 돌출부로부터 각도방향으로 이격되고, 각각의 리세스 접합 돌출부는 리세스 접합 표면을 포함한다.

복수의 리세스 접합 돌출부는 홀더 전방 단부 표면을 향해 전방 방향으로 연장될 수 있다.

각각의 리세스 접합 표면은 평면일 수 있다.

리세스 접합 표면은 리세스 축을 따라 전후 방향으로 연장될 수 있다.

복수의 리세스 접합 돌출부는 정확히 2개의 리세스 접합 돌출부를 포함할 수 있다.

인서트 홀더의 단부도에서, 정확히 2개의 리세스 접합 표면은 그 사이에 접합 클램핑 각도를 형성하고, 접합 클램핑 각도는 45°보다 크고 135°보다 작다.

관통 구멍 주변 표면은 내부 나사산형 부분을 포함할 수 있다.

홀더 생크부는 적어도 하나의 생크 주변 결합 배열체를 포함할 수 있고, 각각의 생크 주변 결합 배열체는 홀더 주변 표면 상에 위치한 2쌍의 정반대로 대향한 평면 생크 주변 접합 표면을 포함하고, 각각의 쌍의 부재는 서로에 대해 그리고 홀더 종축에 대해 평행하다.

적어도 하나의 생크 주변 결합 배열체는 홀더 종축을 중심으로 서로 90°로 배향된 정확히 2개의 생크 주변 결합 배열체를 포함한다.

체결 부재는 외부 나사산형 부분을 포함할 수 있다. 절삭 공구의 체결 위치에서, 외부 나사산형 부분은 내부 나사산형 부분과 나사산 결합될 수 있다.

절삭 인서트는 2개의 인서트 단부 표면 및 이들 사이에서 인서트 종축을 중심으로 연장되는 인서트 주변 표면을 포함할 수 있다. 인서트 생크부에서의 인서트 주변 표면은 인서트 절삭부에 대향하여 위치하는 인서트 단부 표면까지 연장되어, 그로 인해 삽입 절결부(cut-out)를 형성하는 평면 인서트 생크 편평면을 포함할 수 있다. 인서트 생크부에서의 인서트 주변 표면은 가상 생크 실린더 상에 놓이고 인서트 생크 편평면의 대향하는 원주방향 극단부들을 연결하는 인서트 생크 원통형 표면을 포함할 수 있다.

인서트 생크 편평면은 인서트 종축에 평행할 수 있다.

인서트 배향 돌출부는 홀더 전방 단부 표면으로부터 축방향으로 이격될 수 있다. 절삭 공구는 초기 위치와 체결 위치 사이의 부분 삽입 위치로 추가로 조정 가능할 수 있고, 부분 삽입 위치에서, 인서트 생크부는 인서트 수용 리세스 내에 인서트 배향 돌출부의 돌출부 전방 단부 부분까지 후방 방향으로 부분적으로 삽입될 수 있다.

절삭 공구는 초기 위치와 체결 위치 사이의 삽입 위치로 추가로 조정 가능할 수 있고, 삽입 위치에서, 삽입 절결부는 리세스 축을 중심으로 인서트 배향 돌출부와 각도방향으로 정렬될 수 있다. 인서트 생크부는 인서트 수용 리세스 내에 위치할 수 있는데, 인서트 배향 돌출부의 돌출부 전방 단부 부분을 넘어 후방 방향으로 위치할 수 있다.

각각의 리세스 접합 표면은 인서트 생크 원통형 표면의 각각의 부분에 접할 수 있다. 체결 부재는 인서트 생크 편평면의 부분에 접할 수 있다.

절삭 공구의 체결 위치에서, 절삭 공구는 적어도 하나의 냉각제 채널을 포함할 수 있는데, 이는 인서트 주변 표면과 리세스 주변 표면 사이의 간극에 의해 형성된다.

적어도 하나의 냉각제 채널은 서로 유체 연통하는 냉각제 채널 입구 개구 및 냉각제 채널 출구 개구를 포함할 수 있다.

냉각제 채널 출구 개구는 홀더 전방 단부 표면에 위치할 수 있다.

절삭 공구는 비회전 보링 바일 수 있다.

인서트 배향 돌출부는 전체 부 주변부 위에 형성될 수 있다.

체결 부재 관통 구멍은 관통 구멍 폭을 가질 수 있는데, 이는 2개의 대향하는 관통 구멍 윤곽선 사이에서 측정된 것이다. 관통 구멍 폭은 제1 리세스 반경방향 평면에서 최대일 수 있다.

본 출원을 더 잘 이해할 수 있도록 그리고 본 출원이 실제로 어떻게 수행될 수 있는지를 보여주기 위해, 이제 첨부 도면들을 참조할 것이다.
도 1은 절삭 공구의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 절삭 공구의 초기 위치에서의 분해도이다.
도 3은 도 2에 도시된 인서트 홀더의 전방 단부도이다.
도 4는 도 2에 도시된 인서트 홀더의 후방 단부도이다.
도 5는 도 3의 V-V선을 따라 취한 인서트 홀더의 단면도이다.
도 6a는 도 5의 VIa-VIa선을 따라 취한 인서트 홀더의 제1 리세스 단면도이다.
도 6b는 도 5의 VIb-VIb선을 따라 취한 인서트 홀더의 제2 리세스 단면도이며, 관통 구멍 윤곽선이 그 위에 중첩되어 있다.
도 7은 도 1에 도시된 절삭 공구의 부분적으로 삽입된 위치에서의 전방 단부도이다.
도 7a는 도 7의 VIIa-VIIa선을 따라 취한 절삭 공구의 단면도로서, 인서트 배향 돌출부에 의해 절삭 인서트가 후방 방향으로 차단되는 것을 도시한다.
도 7b는 도 7의 VIIb-VIIb선을 따라 취한 절삭 공구의 단면도이다.
도 7c는 도 7b의 VIIc-VIIc선을 따라 취한 절삭 공구의 단면도이다.
도 8a는 삽입 위치에서의 절삭 공구의 종단면도이다.
도 8b는 도 8a의 IIXb-IIXb선을 따라 취한 절삭 공구의 반경방향 단면도이다.
도 8c는 절삭 인서트의 회전 후에 IIXb-IIXb선을 따라 취한 절삭 공구의 다른 반경방향 단면도로서, 인서트 배향 돌출부에 의해 절삭 인서트가 회전 방향으로 차단되는 것을 도시한다.
도 9는 체결 위치에서 도 1에 도시된 절삭 공구의 전방 단부도이다.
도 10a는 도 9의 Xa-Xa선을 따라 취한 절삭 공구의 단면도이다.
도 10b는 도 9의 Xb-Xb선을 따라 취한 절삭 공구의 단면도이다.
도 11은 도 10a의 XI-XI선을 따라 취한 절삭 공구의 단면도로서, 관통 구멍 윤곽선이 그 위에 중첩되어 있고, 인서트 홀더, 인서트 및 체결 부재의 전체 반경방향 단면을 도시한다.
도 12는 도 2에 도시된 절삭 인서트의 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 절삭 인서트의 후방 단부도이다.
도 14는 도 12에 도시된 절삭 인서트의 측면도이다.
예시의 단순성 및 명확성을 위해, 도면들에 도시된 요소들이 반드시 실제 축척으로 그려지지 않았음을 인식할 것이다. 예를 들어, 일부 요소들의 치수는 명료성을 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수 있거나, 수 개의 물리적 구성요소가 하나의 기능 블록 또는 요소에 포함될 수 있다. 적절하다고 간주되는 경우, 참조 번호들은 대응하거나 유사한 요소들을 나타내기 위해 도면들 사이에서 반복될 수 있다.

다음의 설명에서, 본 출원의 요지의 다양한 양태들이 설명될 것이다. 설명을 위해, 특정 구성들 및 세부사항들은 본 출원의 요지에 대한 철저한 이해를 제공하기 위하여 충분히 상세히 제시되어 있다. 그러나, 본 출원의 요지가 본 명세서에 제시된 특정 구성들 및 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 점 또한 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

먼저, 본 출원의 요지의 실시예에 따라, 칩 제거를 위한 절삭 공구(20)를 도시하는 도 1을 참조한다. 절삭 공구(20)는 통상적으로 초경합금으로 제조될 수 있는 절삭 인서트(22)를 갖는다. 절삭 공구(20)는 또한 통상적으로 강철로 제조될 수 있는 인서트 홀더(24)를 갖는다. 도면에 도시된 이러한 비제한적인 예에서, 절삭 공구(20)는 보링 바이며, 절삭 인서트(22)는 세장형 내부 선삭 인서트이다. 절삭 공구(20)는 비회전식이다. 즉, 절삭 작업을 수행할 때, 절삭 공구(20)는 가공물이 회전하는 동안 고정(정지) 상태로 유지된다. 절삭 공구(20)는 해제 위치와 체결 위치 사이에서 조정 가능하다. 절삭 공구(20)의 체결 위치에서, 절삭 인서트(22)는 체결 부재(25)에 의해 인서트 홀더(24)에 착탈식으로 부착된다.

이제, 본 출원에 따른 인서트 홀더(24)를 도시하는 도 3 내지 도 6b를 참조한다. 인서트 홀더(24)는 대향하는 전방 및 후방 방향(D_F, D_R)을 규정하는 홀더 종축(B)을 따라 세장형이다. 인서트 홀더(24)는 홀더 종축(B)을 중심으로 원주방향으로 연장되는 홀더 주변 표면(26)을 포함한다. 홀더 주변 표면(26)은 인서트 홀더(24)의 전방 단부에서 홀더 전방 단부 표면(28)과 교차하고 그 경계를 형성한다. 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 인서트 홀더(24)는 홀더 후방 단부 표면(29)을 포함할 수 있다. 홀더 주변 표면(26)은 홀더 전방 및 후방 표면(28, 29) 사이에서 연장될 수 있다. 홀더 종축(B)은 홀더 전방 및 후방 단부 표면(28, 29)과 교차할 수 있다. 상세한 설명 및 청구범위 전체에 걸쳐 "전방" 및 "후방"이라는 용어의 사용은 도 5에서 각각 좌측 및 우측을 향한 홀더 종축(B) 방향의 상대적인 위치를 지칭한다는 점이 인지되어야 한다.

도 2를 더 참조하면, 인서트 홀더(24)는 홀더 생크부(30) 및 그 전방 단부에 위치한 인서트 장착부(32)를 포함한다. 홀더 생크부(30) 및 인서트 장착부(32) 모두는 원주방향으로 홀더 주변 표면(26)에 의해 한정된다. 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 홀더 생크부(30) 및 인서트 장착부(32)는 단일한 일체형 구성을 갖도록 함께 일체로 형성될 수 있다.

특히 도 3 및 도 4를 참조하면, 인서트 장착부(32)에서의 홀더 주변 표면(26)은 볼록하게 만곡될 수 있다. 일반적으로 말하자면, 도면에 도시된 이러한 비제한적 예에서, 홀더 주변 표면(26)은 원통형 인서트 장착부 단면을 가질 수 있으며, 이는 인서트 장착부(32)를 통해 홀더 종축(B)에 수직인 평면에서 취해진다. 홀더 생크부(30)에서의 홀더 주변 표면(26) 또한 볼록하게 만곡될 수 있다. 또한, 인서트 장착부(32)와 같이, 홀더 생크부(30)에서의 홀더 주변 표면(26)은 원통형 생크부 단면을 가질 수 있으며, 이는 홀더 생크부(30)를 통해 홀더 종축(B)에 수직인 평면에서 취해진다. 본 설명에서 후술하는 체결 부재 관통 구멍 및 생크 주변 결합 배열체에도 불구하고, 인서트 장착부 단면 및 홀더 생크부 단면에서 보여지는 홀더 주변 표면(26)은 동일할 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 홀더 생크부(30)는 적어도 하나의 생크 주변 결합 배열체(34)를 포함할 수 있다. 각각의 생크 주변 결합 배열체(34)는 공구 홀더(도시되지 않음)와의 안전하고 견고한 결합을 제공하는 역할을 한다. 각각의 생크 주변 결합 배열체(34)는 홀더 주변 표면(26) 상에 위치한 2쌍의 정반대로 대향하는 평면 생크 주변 접합 표면(36)을 포함할 수 있다. 각각의 생크 주변 접합 표면(36) 쌍의 부재는 서로에 대해 그리고 홀더 종축(B)에 대해 평행할 수 있다. 적어도 하나의 생크 주변 결합 배열체(34)는 홀더 종축(B)을 중심으로 서로에 대해 90°로 배향된(90°만큼 각도 오프셋된, 즉, 회전된) 정확히 2개의 생크 주변 결합 배열체(34a, 34b)를 포함할 수 있다. 유리하게는, 이는 인서트 홀더(24)가 2개의 상이한 배향으로 공구 홀더에 장착되게 한다.

도 3 및 도 5 내지 도 6b를 참조하면, 인서트 장착부(32)는 인서트 수용 리세스(38)를 포함한다. 인서트 수용 리세스(38)는 절삭 인서트(22)를 수용하도록 설계되어 있다. 인서트 수용 리세스(38)는 리세스 축(L)을 따라 연장한다. 인서트 수용 리세스(38)는 홀더 전방 단부 표면(28)으로 개방된다. 인서트 수용 리세스(38)는 리세스 축(L)에 대해 원주방향으로 연장하는 리세스 주변 표면(40)을 포함한다. 리세스 주변 표면(40)은 반경방향 내측으로 향한다. 인서트 수용 리세스(38)는 일반적으로 전방을 향하는 리세스 스토퍼 표면(41)을 포함하는데, 이는 절삭 인서트(22)를 규정된 축방향 위치에 위치시키기 위함이다. 인서트 수용 리세스(38)는 리세스 축(L)에 평행한 방향으로 측정될 때, 홀더 전방 단부 표면(28)과 리세스 스토퍼 표면(41) 사이에서 리세스 길이(R)를 갖는다. 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 인서트 수용 리세스(38) 및 리세스 주변 표면(40)은 리세스 축(L)에 대해 회전 비대칭일 수 있다. 리세스 축(L)은 홀더 종축(B)과 일치할 수 있다.

도 3을 참조하면, 인서트 수용 리세스(38)는 인서트 배향 돌출부(42)를 포함하며, 이는 리세스 주변 표면(40)으로부터 인서트 수용 리세스(38) 내로 반경방향 내측으로 돌출한다. 일반적으로 말하자면, 인서트 배향 돌출부(42)는 리세스 축(L)을 향해 돌출한다. 상세한 설명에서 후술하는 바와 같이, 인서트 배향 돌출부(42)는, 인서트 홀더(24)에 대한 절삭 인서트(22)의 미리 결정된 각도 위치(즉, 배향)에서만 절삭 인서트(22)가 인서트 배향 돌출부(42)의 전방 단부를 넘어 후방 방향(D_R)으로 인서트 수용 리세스(38) 내로 삽입되도록 하는 역할을 한다(따라서, 절삭 인서트(22)는 인서트 수용 리세스(38) 내에 착탈식으로 보유될 수 있고, 절삭 인서트의 절삭 에지는 절삭 작업을 위해 정확한 위치에 각도방향으로 위치한다). 달리 말하면, 인서트 홀더(24)는 오삽입 방지 구조(fool-proof)이다(즉, 절삭 인서트(22)는 절삭 공구(20)가 체결부에 있을 때, 절삭 인서트의 절삭 에지가 절삭 작업에 대해 부정확한 위치에 있는 그러한 방식으로는 인서트 수용 리세스(38) 내에 보유될 수 없다). 미리 결정된 각도 위치는 절삭 인서트(22)의 인서트 수용 리세스(38) 내로의 삽입을 허용하는 각도 범위(인서트 종축(A)을 중심으로 함)에 의해 정의될 수 있다. 인서트 배향 돌출부(42)는 또한 절삭 인서트가 인서트 배향 돌출부(42)의 전방 단부를 넘어 후방 방향(D_R)으로 삽입되면(즉, 절삭 공구(20)가 삽입 위치에 있을 때) 절삭 인서트(22)의 회전을 방지하는 역할을 한다. 이는 체결 부재(25)가 절삭 인서트(22)를 클램핑하기 위해 작동될 때 절삭 인서트(22)가 미리 결정된 각도 위치에 남아있도록 보장한다.

본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 인서트 배향 돌출부(42)는 인서트 홀더(24)와 일체로 형성되어 그와 단일한 일체형 구성을 가질 수 있다. 따라서, 그 제조 이후에 인서트 홀더(24)의 조립이 요구되지 않으므로 유리하다.

도 5를 참조하면, 본 출원의 요지의 일부 실시예들에 따르면, 인서트 배향 돌출부(42)는 홀더 전방 단부 표면(28)으로부터 축방향으로 이격될 수 있다. 유리하게는, 본원의 상세한 설명에서 추가로 설명되는 바와 같이, 이는 절삭 인서트(22)가 인서트 수용 리세스(38) 내로 부분적으로 (즉, 후방 방향(D_R)으로 인서트 배향 돌출부(42)의 전방 단부까지, 그러나 그를 넘지 않게) 삽입될 수 있게 한다. 대안적으로, 인서트 배향 돌출부(42)는 홀더 전방 단부 표면(28)에 축방향으로 인접하게 위치할 수 있다(도시되지 않음). 전술한 바와 같이, 양 구성에서, 절삭 인서트(22)의 미리 결정된 각도 위치에서만, 절삭 인서트(22)가 인서트 배향 돌출부(42)의 전방 단부를 넘어 인서트 수용 리세스(38) 내로 삽입될 수 있다는 점에 주목해야 한다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 체결 부재 관통 구멍(54)을 통한 제1 리세스 반경방향 평면(RP₁)에서 취한 제1 리세스 단면도(도 6a) 또는 인서트 배향 돌출부(42)를 통한 제2 리세스 반경방향 평면(RP₂)에서 취한 제2 리세스 단면도(도 6b)에서 볼 때, 인서트 수용 리세스(38)의 주변부는 예를 들어 US 6,059,296에 개시된 바와 같이 냉각 채널로서 작용하도록 설계된 어떠한 천공된 반경방향 그루브도 없다. 제1 및 제2 리세스 반경방향 평면(RP₁, RP₂)은 리세스 축(L)에 수직이고, 제2 리세스 반경방향 평면(RP₂)은 제1 리세스 반경방향 평면(RP₁)의 축방향 후방에 있다는 것이 이해되어야 한다. 인서트 수용 리세스(38)는 제조 시 내부 연삭 또는 천공을 필요로 하지 않다는 점 또한 주목해야 한다. 따라서, 인서트 홀더(24)의 제조는 간단하고 저렴하다.

도 3 및 도 6a, 도 6b를 참조하면, 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 인서트 배향 돌출부(42)는 2개의 돌출부 측면, 즉 제1 돌출부 측면 및 제2 돌출부 측면(44a, 44b)을 포함할 수 있다. 제1 돌출부 측면(44a)은 리세스 주변 표면(40)으로부터 제2 돌출부 측면(44b)을 향해 연장될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 제1 및 제2 리세스 단면도(즉, 도 6a 및 도 6b) 중 적어도 하나에서, 2개의 돌출부 측면(44a, 44b)은 리세스 주변 표면(40)으로부터 리세스 축(L)을 향하는 방향으로 서로를 향해 수렴할 수 있다. 2개의 돌출부 측면(44a, 44b)은 오목하게 만곡될 수 있다. 2개의 돌출부 측면(44a, 44b)은 서로 교차할 수 있다. 2개의 돌출부 측면(44a, 44b)은 돌출부 리지(46)에서 서로 교차할 수 있다. 돌출부 리지(46)는 축방향으로 연장하는 에지를 형성할 수 있다. 돌출부 리지(46)는 리세스 축(L)에 평행하게 축방향으로 연장할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 출원의 요지의 일부 실시예들에 따르면, 인서트 배향 돌출부(42)는 돌출부 전방 단부 부분(48), 돌출부 후방 단부 부분(50) 및 그 사이에서 연장되는 돌출부 중간 부분(52)을 포함할 수 있다. 돌출부 전방 단부 부분(48)은 돌출부 후방 단부 부분(50)보다 홀더 전방 단부 표면(28)에 더 가깝게 위치한다. 2개의 돌출부 측면(44a, 44b) 및 돌출부 리지(46)는 돌출부 전방 및 후방 단부 부분(48, 50) 사이에서 연장될 수 있다.

본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 도 3 및 도 6a, 도 6b를 참조하면, 인서트 수용 리세스(38)는 리세스 축(L)에 중심을 둔(즉, 그 축이 리세스 축에 위치된) 가상 외부 실린더(OC)를 가질 수 있다. 가상 외부 실린더(OC)는 리세스 축(L)으로부터 가장 먼 인서트 수용 리세스(38)의 부분에 접촉할 수 있다. 도면에 도시된 이러한 비제한적인 예에서, 가상 외부 실린더(OC)는 인서트 배향 돌출부(42)의 양측에서 인서트 수용 리세스(38)의 두 부분과 접촉할 수 있다. 인서트 수용 리세스(38)는 가상 내부 실린더(IC)를 가질 수 있고, 이는 가상 외부 실린더(OC)와 동심이며 인서트 수용 리세스(38)의 리세스 축(L)에 가장 가까운 부분과 접촉할 수 있다. 도면에 도시된 이러한 비제한적인 예에서, 가상 내부 실린더(IC)는 인서트 배향 돌출부(42)와만 접촉할 수 있다. 따라서, 인서트 배향 돌출부(42)는 인서트 수용 리세스(38)의 나머지 부분보다 리세스 축(L)에 더 가까울 수 있다. 특히, 가상 내부 실린더(IC)는 돌출부 리지(46)와만 접촉할 수 있다. 제1 및 제2 리세스 단면도 중 적어도 하나에서, 가상 내부 및 외부 실린더(IC, OC) 사이에 경계 지어진 영역은 환형 영역(AA)을 형성한다. 환형 영역(AA)의 대부분은 공극(즉, 물질이 없음)일 수 있다. 특히, 환형 영역(AA)의 70%는 공극일 수 있다.

제2 리세스 단면도(도 6b)에서, 인서트 배향 돌출부(42)는 리세스 축(L)을 중심으로 인서트 배향 돌출부 각도 범위(PE)를 형성한다. 인서트 배향 돌출부(42)는 2개의 돌출부 지점(PP) 사이에서 원주방향으로 연장된다. 구체적으로, 2개의 돌출부 지점(PP)은 리세스 축(L)에 대한 돌출부 각도 범위(PE)를 규정한다. 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 2개의 돌출부 지점(PP)은 2개의 돌출부 측면(44a, 44b)이 서로를 향해 수렴할 때 가상 외부 실린더(OC)로부터 벗어나기 시작하는 지점일 수 있다(2개의 돌출부 지점(PP)은 가상 외부 실린더(OC) 상에 위치한다). 즉, 인서트 배향 돌출부(42)는 가상 외부 실린더(OC)로부터 반경방향 내측으로 돌출할 수 있다. 인서트 배향 돌출부 각도 범위(PE)는 리세스 축(L)에서 돌출부 범위 각도(α)를 갖는다. 달리 말하면, 2개의 돌출부 지점(PP)은 리세스 축(L)으로부터 돌출부 범위 각도(α)를 이룰 수 있다. 돌출부 범위 각도(α)는 70° 이상 110° 이하일 수 있다. 인서트 배향 돌출부(42)는 축방향 이등분 평면(BP)에 대해 거울 대칭이며, 축방향 이등분 평면은 리세스 축(L)을 포함하고 돌출부 범위 각도(α)를 이등분할 수 있다. 마찬가지로, 인서트 수용 리세스(38)는 축방향 이등분 평면(BP)에 대해 거울 대칭일 수 있다.

인서트 장착부(32)는 홀더 주변 표면(26) 및 리세스 주변 표면(40)으로 개방되는 체결 부재 관통 구멍(54)을 포함한다. 체결 부재 관통 구멍(54)은 체결 부재(25)를 수용하도록 설계되며, 체결 부재(25)가 절삭 인서트(22)에 대해 가압하고 클램핑할 수 있도록 한다. 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 인서트 장착부(32)는 정확히 하나의 체결 부재 관통 구멍(54)을 포함할 수 있으며, 이는 홀더 주변 표면(26) 및 리세스 주변 표면(40)으로 개방된다. 체결 부재 관통 구멍(54)은 인서트 배향 돌출부(42)의 축방향 전방으로 바로 인접한 리세스 주변 표면(40)으로 개방될 수 있다. 바람직하게는, 체결 부재 관통 구멍(54)은 돌출부 전방 단부 부분(48)에 인접한 리세스 주변 표면(40)으로 개방될 수 있다. 유리하게는, 그러한 구성에 의해, 인서트 홀더(24)는 체결 부재 관통 구멍(54)에 필요한 물질 제거에 의해 인서트 홀더(24)가 약해지는 영역에서 보강된다. 그러한 구성에서, 체결 부재 관통 구멍(54)은 홀더 전방 단부 표면(28)과 인서트 배향 돌출부(42) 사이에 위치한다.

체결 부재 관통 구멍(54)은 관통 구멍 축(T)을 따라 연장된다. 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 관통 구멍 축(T)은 리세스 축(L)에 수직으로 배향되고 리세스 축(L)과 교차될 수 있다. 관통 구멍 축(T)은 축방향 이등분 평면(BP) 내에 포함될 수 있다.

체결 부재 관통 구멍(54)은 홀더 주변 표면(26)과 리세스 주변 표면(40) 사이에서 연장되는 관통 구멍 주변 표면(56)을 포함한다. 관통 구멍 주변 표면(56)은 관통 구멍 축(T)을 중심으로 원주방향으로 연장된다. 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 관통 구멍 주변 표면(56)은 체결 부재(25) 상의 대응하는 나사산형 부분과 나사산 결합하기 위한 내부 나사산형 부분(58)을 포함할 수 있다.

도 6a를 참조하면, 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 제1 리세스 단면도에서, 관통 구멍 주변 표면(56)은 2개의 대향하는 관통 구멍 윤곽선(61)을 포함하는 관통 구멍 윤곽(60)을 형성한다. 2개의 관통 구멍 윤곽선(61)은 관통 구멍 축(T)의 양측에 위치한다. 각각의 관통 구멍 윤곽선(61)은 2개의 관통 구멍 지점(TP)의 중 각각 하나에서 리세스 주변 표면(40)으로 연장(교차)한다. 2개의 관통 구멍 지점(TP)은 리세스 축(L)에 대한 관통 구멍 각도 범위(TE)를 형성한다. 관통 구멍 각도 범위(TE)는 리세스 축(L)에서 관통 보어 범위 각도(δ)를 갖는다. 각각의 관통 구멍 윤곽선(61)은 각각의 가상 관통 구멍 윤곽선(61a)을 따라 연장된다. 체결 부재 관통 구멍(54)은 관통 구멍 폭(W)을 가지며, 이는 2개의 대향하는 관통 구멍 윤곽선(61) 사이에서(따라서 돌출된 가상 관통 구멍 윤곽선(61a) 사이에서) 측정된 것이다. 관통 구멍 폭(W)은 리세스 축(L) 및 관통 보어 축(T)에 수직으로 측정된다. 리세스 주변 표면(40)은 2개의 대향하는 관통 구멍 윤곽선(61) 사이에서 연장되는 부 주변부(63)을 포함한다. 달리 말하면, 부 주변부(63)은 2개의 관통 구멍 지점(TP) 사이에 위치한다. 리세스 주변 표면(40)의 부 주변부는, 리세스 축(L)을 중심으로 한 부 주변부의 각도 범위가 리세스 주변 표면(40)의 나머지 (주) 부분의 각도 범위보다 작은 부분인 것으로 이해된다.

제1 리세스 단면도(즉, 도 6a)에서, 인서트 배향 돌출부(42)는 부 주변부(63)의 적어도 일 부분 상에 형성된다. 본 출원의 요지의 일부 실시예들에 따르면, 인서트 배향 돌출부(42)는 전체 부 주변부(63)에 걸쳐 형성될 수 있다. 제1 리세스 반경방향 평면(RP₁)은 체결 부재 관통 구멍(54)이 그 최대 폭을 갖는 곳에 위치할 수 있다. 즉, 관통 구멍 폭(W)은 제1 리세스 반경방향 평면(RP₁)에서 최대일 수 있다. 제1 리세스 반경방향 평면(RP₁)은 관통 구멍 축(T)을 포함할 수 있다.

인서트 배향 돌출부 각도 범위(PE)는 리세스 축(L)에 대해 관통 구멍 각도 범위(TE)와 적어도 부분적으로 각도방향으로 중첩된다. 도면에 도시된 이러한 비제한적인 예에서, 관통 구멍 각도 범위(TE)는 인서트 배향 돌출부 각도 범위(PE) 내에 완전히 포함된다. 달리 말하면, 인서트 배향 돌출부 각도 범위(PE)는 리세스 축(L)을 중심으로 관통 구멍 각도 범위(TE)와 완전히 각도방향으로 중첩된다. 이러한 구성에서, 관통 보어 범위 각도(δ)는 돌출부 범위 각도(α)보다 작다.

도 3을 참조하면, 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 인서트 수용 리세스(38)는 복수의 리세스 접합 돌출부(62)를 포함할 수 있으며, 이들은 체결 부재 관통 구멍(54)에 대향하는 리세스 주변 표면(40)으로부터 돌출한다. 복수의 리세스 접합 돌출부(62)는 절삭 인서트(22) 상의 대응 표면에 접하도록 설계된다. 복수의 리세스 접합 돌출부(62)는 인서트 배향 돌출부(42)로부터 직경 평면(D)의 반대측에 위치하며, 직경 평면(D)은 공구 홀더(24)의 단부도에서 축방향 이등분 평면(BP)에 수직이고 가상 외부 실린더(OC)의 직경을 통해 연장된다. 일반적으로 말하자면, 복수의 리세스 접합 돌출부(62)는 리세스 축(L)을 향해 돌출한다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 복수의 리세스 접합 돌출부(62)는 홀더 전방 단부 표면(28)을 향해 전방 방향(D_F)으로 연장될 수 있다.

도 3으로 돌아가서, 본 출원의 요지의 일부 실시예들에 따르면, 복수의 리세스 접합 돌출부(62)는 리세스 축(L)을 중심으로 서로로부터 그리고 인서트 배향 돌출부(42)로부터 각도방향으로 이격될 수 있다.

본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 각각의 리세스 접합 돌출부(62)는 리세스 접합 표면(64)을 포함할 수 있으며, 이는 절삭 인서트(22) 상의 대응 표면에 접한다. 리세스 접합 표면(64)은 축방향 이등분 평면(BP)에 대해 대칭일 수 있다. 각각의 리세스 접합 표면(64)은 평면일 수 있다. 리세스 접합 표면(64)은 리세스 축(L)을 따라 전후 방향(D_F, D_R)으로 연장될 수 있다. 각각의 리세스 접합 표면(64)은 2개의 리세스 접합 서브-표면(도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 이들은 오목한 표면(또한 도시되지 않음)에 의해 리세스 축(L)을 따라 서로 축방향으로 이격된다. 축방향으로, 체결 부재 관통 구멍(54)은 2개의 리세스 접합 서브-표면 사이에 위치할 수 있다. 각각의 리세스 접합 표면(64)은 리세스 축(L)에 대한 접합 표면 각도 범위(AE)를 형성할 수 있다. 접합 표면 각도 범위(AE)는 리세스 축(L)에서 접합 표면 범위 각도(γ)를 갖는다.

본 출원의 요지의 일부 실시예들에 따르면, 복수의 리세스 접합 돌출부(62)는 정확하게 2개의 각도방향으로 이격된 리세스 접합 돌출부(62)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 정확하게 2개의 리세스 접합 표면(64)은 그들 사이에 접합 클램핑 각도(β)를 형성할 수 있다. 접합 클램핑 각도는 45°보다 크고 135°보다 작을 수 있다. 이는 절삭 인서트(22)가 인서트 수용 리세스(38) 내로 강하고 정확하게 장착하게 한다. 각각의 인접한 인서트 배향 돌출부(42) 및 리세스 접합 표면(64)은 리세스 축(L)에 대해 각도방향으로 이격될 수 있다.

이제, 본 출원의 제2 양태의 요지에 따른 절삭 인서트(22)를 도시하는 도 12 내지 도 14를 참조한다. 절삭 인서트(22)는 단일한 일체형 구성을 갖도록 일체로 형성된다. 절삭 인서트(22)는 2개의 대향하는 인서트 단부 표면(86) 및 2개의 인서트 단부 표면(86) 사이에서 연장되는 인서트 주변 표면(88)을 포함한다. 인서트 주변 표면(88)은 2개의 인서트 단부 표면(86)과 교차하고, 2개의 인서트 단부 표면의 경계를 형성한다. 인서트 주변 표면(88)은 인서트 종축(A)을 중심으로 원주방향으로 연장된다. 인서트 종축(A)은 절삭 인서트(22)의 길이 방향, 즉 절삭 인서트(22)가 길게 뻗어 있고, 가장 긴 치수를 갖는 방향을 정의한다. 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 절삭 인서트(22)는 보유 나사를 수용하기 위한 관통 구멍이 없을 수 있다.

절삭 인서트(22)는 인서트 절삭부(90) 및 그로부터 축방향으로 오프셋된 인서트 생크부(92)를 포함한다. 인서트 절삭부(90)는 절삭 인서트(22)의 전방 단부에 위치한다. 도시된 실시예에서, 인서트 절삭부(90)는 인서트 생크부(92)에 대해 편심으로 배향된다. 즉, 인서트 절삭부(90) 및 인서트 생크부(92)는 인서트 생크부(92)의 중심에서 연결되지 않는다.

인서트 절삭부(90)는 경사면(97a)과 여유면(97b)의 교차부에서 형성된 절삭 에지(96)를 포함한다. 절삭 에지(96)는 내부 그루빙 또는 보링을 수행하도록 배향된다.

도 13을 참조하면, 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 인서트 생크부(92)에서의 인서트 주변 표면(88)은 평면 인서트 생크 편평면(102)을 포함할 수 있다. 인서트 생크 편평면(102)은 인서트 절삭부(90)에 대향하여 위치하는 인서트 단부 표면(86)까지 연장되어 삽입 절결부(104)을 형성할 수 있다. 인서트 생크 편평면(102)은 인서트 종축(A)에 평행할 수 있다. 인서트 생크부(92)에서의 인서트 주변 표면(88)은 인서트 종축(A)을 그 중심축으로서 갖는 가상 실린더 상에 놓인 인서트 생크 원통형 표면(100)을 포함할 수 있다. 인서트 생크 원통형 표면(100)은 인서트 생크 편평면(102)의 대향하는 원주방향 극단부들을 연결할 수 있다. 따라서, 삽입 절결부(104)은 원통형 생크부(92) 상에 형성된 코드형(chord-like) 표면(102)을 구성할 수 있다. 전술한 유형의 절삭 인서트는 본 기술 분야에 공지되어 있다. 예를 들어, DE202017005713 U1은 이러한 절삭 인서트를 개시한다. 인서트 수용 리세스(38)는 스페이서를 사용하여 상이한 길이의 인서트 생크부(92)를 갖는 상이한 절삭 인서트(22)를 수용하도록 구성될 수 있다.

이제 도 2로 되돌아가서 참조한다. 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 체결 부재(25)는 외부 나사산형 부분(106)을 포함할 수 있다. 체결 부재(25)는 클램핑 나사일 수 있다. 체결 부재(25)는 외부 나사산형 부분(106)의 양측에 위치된 체결 부재 단부 접합 표면(108) 및 체결 부재 작동부(110)를 포함할 수 있다. 체결 부재 작동부(110)는 관통 구멍 축(T)을 따라 체결 부재(25)를 이동시키기 위해 알렌 키(Allen key)와 같은 키를 수용하도록 설계된다. 체결 부재 단부 접합 표면(108)은 절삭 인서트(22)와 클램핑식으로 맞물리도록 설계된다. 체결 부재 단부 접합 표면(108)은 평면일 수 있다.

이제, 본 출원의 제3 양태의 요지에 따른 절삭 공구(20)를 도시하는 도 7 내지 도 11을 참조한다. 절삭 공구(20)는 초기 위치와 체결 위치 사이에서 조정가능하다.

절삭 공구(20)의 초기 위치(즉, 도 2)에서, 절삭 인서트(22)는 인서트 홀더의 인서트 수용 리세스(38) 내로의 삽입을 위한 준비로 인서트 홀더의 인서트 수용 리세스(38)로부터 이격되고 인서트 홀더의 인서트 수용 리세스(38)와 축방향으로 정렬된다.

인서트 배향 돌출부(42)가 홀더 전방 단부 표면(28)(도시되지 않음)에 축방향으로 인접한 구성에서, 절삭 인서트(22)는 인서트 배향 돌출부(42)에 의해 인서트 수용 리세스(38) 내로 삽입되는 것이 방지될 수 있다.

도 7 내지 도 7c를 참조하면, 인서트 배향 돌출부(42)가 홀더 전방 단부 표면(28)으로부터 축방향으로 이격되는 구성에서, 절삭 인서트(22)는 인서트 수용 리세스(38) 내로 부분적으로(즉, 후방 방향(D_R)으로 인서트 배향 돌출부(42)의 돌출부 전방 단부 부분(48)까지, 그에 인접하지만 그를 넘지 않게) 삽입되며, 절삭 공구(20)의 부분적으로 삽입된 위치를 형성할 수 있다. 유리하게는, 부분적으로 삽입되면, 절삭 인서트(22)는 인서트 홀더(24)로부터 쉽게 떨어지지 않을 수 있다. 또한 절삭 인서트(22)는 인서트 배향 돌출부(42)에 의해 인서트 수용 리세스(38) 내로의 추가 삽입이 방지될 수 있다. 도 7a 내지 도 7c에 도시된 이러한 비제한적인 예에서, 절삭 인서트(22)는 "뒤집혀(upside-down)" 있다(즉, 삽입 절결부(104)은 인서트 배향 돌출부(42)로부터 180°만큼 각도 오프셋된다).

필요하다면, 초기 또는 부분 삽입 위치로부터, 절삭 인서트(22)는 그 종축을 중심으로 회전되는데, 삽입 절결부(104)이 인서트 배향 돌출부(42)에 인접하여 위치되고 인서트 배향 돌출부(42)와 각도방향으로 정렬되도록(즉, 미리 정해진 각도 위치가 실현되도록) 회전된다. 그 후, 인서트 생크부(92)는 인서트 생크부(92)의 인서트 단부 표면(86)이 리세스 스토퍼 표면(41)과 접촉할 때까지 인서트 배향 돌출부(42)의 돌출부 전방 단부 부분(48)을 넘어 인서트 수용 리세스(38) 내에 후방 방향(D_R)으로 삽입된다. 이는 절삭 공구(20)의 삽입 위치를 야기한다(도 8a).

도 8b를 참조하면, 절삭 공구(20)의 삽입 위치에서, 인서트 생크 편평면(102)은 인서트 배향 돌출부(42)를 향할 수 있다. 인서트 배향 돌출부(42)는 삽입 절결부(104)에 위치될 수 있다. 체결 부재(25)는 체결 부재 관통 구멍(54) 내에 위치하지 않는다(또는 적어도 인서트 수용 리세스(38) 내로 돌출하지 않는다). 도 8c에 도시된 바와 같이, 인서트 배향 돌출부(42)는 인서트 종축(A)을 중심으로 한 절삭 인서트(22)의 회전을 방지한다. 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 인서트 생크 편평면(102)의 부분은 인서트 배향 돌출부(42)로부터 이격될 수 있다. 인서트 생크 원통형 표면(100)의 부분은 리세스 접합 표면(64)과 접촉할 수 있다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 절삭 공구(20)의 체결 위치에서, 절삭 인서트(22)는 체결 부재(25)에 의해 인서트 홀더(24)에 착탈식으로 부착된다. 구체적으로, 인서트 생크부(92)는 인서트 수용 리세스(38) 내에 위치하는데, 인서트 배향 돌출부(42)의 돌출부 전방 단부 부분(48)을 넘어 후방 방향(D_R)으로 위치한다. 절삭 인서트(22)는 체결 부재 관통 구멍(54)에 위치한 체결 부재(25)에 의해 인서트 수용 리세스(38)에 착탈식으로 클램핑된다. 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 외부 나사산형 부분(106)은 내부 나사산형 부분(58)과 나사산 결합될 수 있다. 각각의 리세스 접합 표면(64)은 인서트 생크 원통형 표면(100)의 각각의 부분에 접할 수 있다. 체결 부재(25)는 인서트 생크 편평면(102)의 부분에 접할 수 있다. 바람직하게는, 체결 부재 단부 접합 표면(108)은 인서트 생크 편평면(102)과 면대면 접촉을 형성함으로써 절삭 인서트(22)를 위한 정확한 중심-높이의 위치를 제공할 수 있다. 인서트 종축(A)은 리세스 축(L)(및 홀더 종축(B))과 일치할 수 있다.

절삭 공구(20)의 체결 위치는, 예를 들어, US 8,656,573 및 US 9,254,525에 개시된 바와 같이 수축 끼워맞춤형 결합이 아니라는 것에 주목해야 한다. 따라서, 절삭 공구(20)는 비수축-끼워맞춤 절삭 공구이고, 인서트(22) 및 인서트 홀더(24)는 비수축 끼워맞춤형 결합을 형성한다.

또한, 상이한 직경을 갖는 인서트 생크부를 갖는 절삭 인서트가 동일한 인서트 홀더(24)에 장착될 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 즉, 더 작은 직경의 생크가 삽입되더라도, 체결 부재(25)는 최종적으로 편평면(102)에 도달하여 편평면과 맞물릴 때까지 체결 부재 관통 구멍(54) 내로 더 나사산 결합되고, 인서트(22)가 리세스 접합 표면(64)과 접촉하도록 클램핑할 것이다.

도 8a, 도 8b 및 도 11을 참조하면, 본 출원의 요지의 일부 실시예에 따르면, 절삭 공구(20)의 체결 위치에서, 절삭 공구(20)는 적어도 하나의 냉각제 채널(112)을 포함할 수 있는데, 이는 인서트 주변 표면(88)과 리세스 주변 표면(40) 사이의 간극(123)에 의해 형성된다. 냉각제 채널(112)은 냉각 유체를 절삭 에지(96)로 향하게 하기 위한 목적을 갖는다. 적어도 하나의 냉각제 채널(112)은 냉각제 채널 입구 개구(114)를 포함하는데, 이는 냉각 유체가 냉각제 채널(112)에 진입하는 곳이다. 냉각제 채널 입구 개구(114)는 홀더 후방 단부 표면(29)에 위치될 수 있다. 적어도 하나의 냉각제 채널(112)은 또한 냉각제 채널 출구 개구(116)를 포함하는데, 이는 냉각 유체가 냉각제 채널(112)을 빠져나가는 곳이다. 냉각제 채널 입구 개구(114)와 냉각제 채널 출구 개구(116)는 서로 유체 연통한다. 냉각제 채널 출구 개구(116)는 홀더 전방 단부 표면(28)에 위치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 인서트 수용 리세스(38)는 인서트 수용 리세스(38)가 홀더 후방 단부 표면(29)으로 개방되는 관통 구멍이라는 것이 주목된다.

인서트 배향 돌출 각도 범위(PE)와 관통 구멍 각도 범위(TE)의 전술한 중첩에 의해서, 체결 부재(25)는 작동 시 삽입 절결부(104)을 통해 자유롭게 이동하며, 초기에 인서트 생크 편평면(102)(또는 인서트 생크 편평면(102)과 인서트 생크 원통형 표면(100)의 교차부)에 접한다. 체결 부재(25)의 추가적인 작동은 절삭 인서트(22)가 인서트 종축(A)을 중심으로 회전하도록 압박한다. 체결 부재(25)는 초기에 생크 원통형 표면(100)에 접하지 않으며, 이는 전술한 회전을 초래하지 않을 것이라는 점에 주목해야 한다. 체결 부재 단부 접합 표면(108)이 평면인 구성에서, 절삭 인서트(22)는 체결 부재 단부 접합 표면(108)과 인서트 생크 편평면(102) 사이에 면대면 접촉이 실현될 때까지 회전하며, 이는 안전한 클램핑을 제공한다.

본 출원의 요지가 어느 정도 구체적으로 설명되었지만, 이하에 청구된 바와 같은 발명의 사상 또는 범주로부터 벗어나지 않는 선에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

Claims

대향하는 전방 대 후방 방향(D_F, D_R)을 규정하는 홀더 종축(B)을 갖는 세장형 인서트 홀더(24)이며, 인서트 홀더(24)는:
홀더 종축(B)을 중심으로 원주방향으로 연장되는 홀더 주변 표면(26)으로서, 홀더 주변 표면(26)은 인서트 홀더(24)의 전방 단부에서 홀더 전방 단부 표면(28)과 교차하고 그 경계를 형성하는, 홀더 주변 표면(26);
홀더 생크부(30) 및 그 전방 단부에 위치한 인서트 장착부(32)를 포함하고, 인서트 장착부(32)는:
리세스 축(L)을 따라 연장되고 홀더 전방 단부 표면(28)으로 개방되는 인서트 수용 리세스(38)로서, 리세스 축(L)을 중심으로 원주방향으로 연장되는 리세스 주변 표면(40) 및 리세스 주변 표면(40)으로부터 인서트 수용 리세스(38) 내로 돌출하는 인서트 배향 돌출부(42)를 포함하는, 인서트 수용 리세스(38); 및
홀더 주변 표면(26) 및 리세스 주변 표면(40)으로 개방되고 그 사이에서 연장되는 관통 구멍 주변 표면(56)을 포함하는 체결 부재 관통 구멍(54)을 포함하고;
체결 부재 관통 구멍(54)을 관통하는 제1 리세스 반경방향 평면(RP₁)에서 취한 제1 리세스 단면도에서:
관통 구멍 주변 표면(56)은 2개의 대향하는 관통 구멍 윤곽선(61)을 포함하는 관통 구멍 윤곽(60)을 형성하고;
관통 구멍 윤곽선(61)은 2개의 관통 구멍 지점(TP)에서 리세스 주변 표면(40)과 교차하고, 2개의 관통 구멍 지점(TP)은 리세스 축(L)을 중심으로 관통 구멍 각도 범위(TE)를 형성하며;
인서트 배향 돌출부(42)를 관통하는 제2 리세스 반경방향 평면(RP₂)에서 취한 제2 리세스 단면도에서:
인서트 배향 돌출부(42)는 리세스 축(L)을 중심으로 인서트 배향 돌출부 각도 범위(PE)를 갖고;
제2 리세스 반경방향 평면(RP₂)은 제1 리세스 반경방향 평면(RP₁)의 축방향 후방에 있고;
인서트 배향 돌출부 각도 범위(PE)는 리세스 축(L)을 중심으로 관통 구멍 각도 범위(TE)와 적어도 부분적으로 각도방향으로 중첩되는, 인서트 홀더(24).
제1항에 있어서,
체결 부재 관통 구멍(54)은 2개의 대향하는 관통 구멍 윤곽선(61) 사이에서 측정된 관통 구멍 폭(W)을 갖고;
관통 구멍 폭(W)은 제1 리세스 반경방향 평면(RP₁)에서 최대인, 인서트 홀더(24).
제1항 또는 제2항에 있어서,
인서트 수용 리세스(38)는 가상 외부 실린더(OC)를 갖고, 가상 외부 실린더(OC)는 리세스 축(L)에 중심을 두고 리세스 축(L)으로부터 가장 먼 인서트 수용 리세스(38)의 부분에 접촉하며;
인서트 수용 리세스(38)는 가상 내부 실린더(IC)를 갖고, 가상 내부 실린더(IC)는 가상 외부 실린더(OC)와 동심이고 리세스 축(L)에 가장 가까운 인서트 수용 리세스(38)의 부분에 접촉하고;
제1 및 제2 리세스 단면도 중 적어도 하나에서, 가상 내부 및 외부 실린더(IC, OC) 사이에 경계 지어진 영역은 환형 영역(AA)을 형성하고, 환형 영역(AA)의 대부분은 공극인, 인서트 홀더(24).
제3항에 있어서, 환형 영역(AA)의 70%는 공극인, 인서트 홀더(24).
제3항 또는 제4항에 있어서, 가상 내부 실린더(IC)는 인서트 배향 돌출부(42)에만 접촉하는, 인서트 홀더(24).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
인서트 배향 돌출부(42)는 2개의 돌출부 측면(44a, 44b)을 포함하고;
제1 및 제2 리세스 단면도 중 적어도 하나에서, 2개의 돌출부 측면(44a, 44b)은 리세스 주변 표면(40)으로부터 리세스 축(L)을 향하는 방향으로 서로를 향해 수렴하는, 인서트 홀더(24).
제6항에 있어서, 인서트 배향 돌출부 각도 범위(PE)는 2개의 돌출부 지점(PP)에 의해 규정되고, 2개의 돌출부 지점(PP)은 2개의 돌출부 측면(44a, 44b)이 서로를 향해 수렴할 때 가상 외부 실린더(OC)로부터 벗어나기 시작하는 지점인, 인서트 홀더(24).
제6항 또는 제7항에 있어서, 제1 및 제2 리세스 단면도 중 적어도 하나에서, 2개의 돌출부 측면(44a, 44b)은 오목하게 만곡되는 인서트 홀더(24).
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 돌출부 측면(44a, 44b)은 리세스 축(L)을 따라 연장되는 돌출부 리지(46)에서 서로 교차하는, 인서트 홀더(24).
제6항에 있어서, 돌출부 리지(46)는 리세스 축(L)에 평행한, 인서트 홀더(24).
제 1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
인서트 배향 돌출부 각도 범위(PE)는 리세스 축(L)에서 돌출부 범위 각도(α)를 갖고;
돌출부 범위 각도(α)는 70° 이상 110° 이하인, 인서트 홀더(24).
제11항에 있어서, 인서트 배향 돌출부(42)는 축방향 이등분 평면(BP)에 대해 거울 대칭이며, 축방향 이등분 평면(BP)은 리세스 축(L)을 포함하고 돌출부 범위 각도(α)를 이등분하는, 인서트 홀더(24).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 인서트 배향 돌출부(42)는 홀더 전방 단부 표면(28)으로부터 축방향으로 이격되는, 인서트 홀더(24).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 체결 부재 관통 구멍(54)은 인서트 배향 돌출부(42)에 인접한 리세스 주변 표면(40)으로 개방되는, 인서트 홀더(24).
제14항에 있어서,
인서트 배향 돌출부(42)는 돌출부 전방 및 후방 단부 부분(48, 50)과 그 사이에서 연장되는 돌출부 중간 부분(52)을 포함하고, 돌출부 전방 단부 부분(48)은 돌출부 후방 단부 부분(50)보다 홀더 전방 단부 표면(28)에 더 가깝게 위치하며;
체결 부재 관통 구멍(54)은 돌출부 전방 단부 부분(48)에 인접한 리세스 주변 표면(40)으로 개방되는, 인서트 홀더(24).
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 인서트 배향 돌출부(42)는 인서트 홀더(24)와 단일한 일체형 구성을 갖도록 인서트 홀더와 일체로 형성되는, 인서트 홀더(24).
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 홀더 주변 표면(26) 및 리세스 주변 표면(40)으로 개방되는 정확히 하나의 체결 부재 관통 구멍(54)을 포함하는, 인서트 홀더(24).
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 인서트 수용 리세스(38)는 복수의 리세스 접합 돌출부(62)를 포함하며, 이들은 체결 부재 관통 구멍(54)에 대향하는 리세스 주변 표면(40)으로부터 돌출하고, 복수의 리세스 접합 돌출부(62)는 리세스 축(L)을 중심으로 서로로부터 그리고 인서트 배향 돌출부(42)로부터 각도방향으로 이격되고, 각각의 리세스 접합 돌출부(62)는 리세스 접합 표면(64)을 포함하는, 인서트 홀더(24).
제18항에 있어서, 복수의 리세스 접합 돌출부(62)는 홀더 전방 단부 표면(28)을 향해 전방 방향(D_F)으로 연장되는, 인서트 홀더(24).
제18항 또는 제19항에 있어서, 각각의 리세스 접합 표면(64)은 평면인, 인서트 홀더(24).
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 리세스 접합 표면(64)은 리세스 축(L)을 따라 전후 방향(D_F, D_R)으로 연장되는, 인서트 홀더(24).
제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 리세스 접합 돌출부(62)는 정확히 2개의 리세스 접합 돌출부(62)를 포함하는, 인서트 홀더(24).
제22항에 있어서, 인서트 홀더(24)의 단부도에서, 정확히 2개의 리세스 접합 표면(64)은 그 사이에 접합 클램핑 각도(β)를 형성하고, 접합 클램핑 각도(β)는 45°보다 크고 135°보다 작은, 인서트 홀더(24).
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 관통 구멍 주변 표면(56)은 내부 나사산형 부분(58)을 포함하는, 인서트 홀더(24).
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 홀더 생크부(30)는 적어도 하나의 생크 주변 결합 배열체(34)를 포함하고, 각각의 생크 주변 결합 배열체(34)는 홀더 주변 표면(26) 상에 위치한 2쌍의 정반대로 대향한 평면 생크 주변 접합 표면(36)을 포함하고, 각각의 쌍의 부재는 서로에 대해 그리고 홀더 종축(B)에 대해 평행한, 인서트 홀더(24).
제25항에 있어서, 적어도 하나의 생크 주변 결합 배열체(34)는 홀더 종축(B)을 중심으로 서로 90°로 배향된 정확히 2개의 생크 주변 결합 배열체(34)를 포함하는, 인서트 홀더(24).
절삭 공구(20)이며,
절삭 공구는 제 1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 따른 인서트 홀더(24); 및
절삭 인서트(22)를 포함하고, 절삭 인서트는 인서트 종축(A)을 따라 세장형이고 인서트 절삭부(90) 및 그로부터 축방향으로 오프셋된 인서트 생크부(92)를 포함하며,
절삭 공구(20)는 초기 위치와 체결 위치 사이에서 조정 가능하고,
초기 위치는:
절삭 인서트(22)가 인서트 홀더의 인서트 수용 리세스(38)로부터 이격되고 인서트 홀더의 인서트 수용 리세스(38)와 축방향으로 정렬되는 위치이고,
체결 위치는:
인서트 생크부(92)가, 후방 방향(D_R)으로 인서트 배향 돌출부(42)의 돌출부 전방 단부 부분(48)을 넘어 인서트 수용 리세스(38) 내에 위치하며;
절삭 인서트(22)가 체결 부재 관통 구멍(54) 내에 위치한 체결 부재(25)에 의해 인서트 수용 리세스(38) 내에 착탈식으로 클램핑되는 위치인, 절삭 공구(20).
제27항에 있어서,
체결 부재 관통 구멍(54)은 내부 나사산형 부분(58)을 포함하고,　체결 부재(25)는 외부 나사산형 부분(106)을 포함하고;
절삭 공구(20)의 체결 위치에서, 외부 나사산형 부분(106)은 내부 나사산형 부분(58)과 나사산 결합되는, 절삭 공구(20).
제27항 또는 제28항에 있어서,
절삭 인서트(22)는 2개의 인서트 단부 표면(86) 및 이들 사이에서 인서트 종축(A)을 중심으로 연장되는 인서트 주변 표면(88)을 포함하고, 인서트 생크부(92)에서의 인서트 주변 표면(88)은,
인서트 절삭부(90)에 대향하여 위치하는 인서트 단부 표면(86)까지 연장되어, 그로 인해 삽입 절결부(104)을 형성하는 평면 인서트 생크 편평면(102); 및
가상 생크 실린더 상에 놓이고 인서트 생크 편평면(102)의 대향하는 원주방향 극단부들을 연결하는 인서트 생크 원통형 표면(100)을 포함하는, 절삭 공구(20).
제29항에 있어서, 인서트 생크 편평면(102)은 인서트 종축(A)에 평행한, 절삭 공구(20).
제29항 또는 제30항에 있어서,
인서트 배향 돌출부(42)는 홀더 전방 단부 표면(28)으로부터 축방향으로 이격되고;
절삭 공구(20)는 초기 위치와 체결 위치 사이의 부분 삽입 위치로 추가로 조정 가능하고, 부분 삽입 위치에서;
인서트 생크부(92)는 인서트 수용 리세스(38) 내에 인서트 배향 돌출부(42)의 돌출부 전방 단부 부분(48)까지 후방 방향(D_R)으로 부분적으로 삽입되는, 절삭 공구(20).
제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
절삭 공구(20)는 초기 위치와 체결 위치 사이의 삽입 위치로 추가로 조정가능하고, 삽입 위치에서,
삽입 절결부(104)은 리세스 축(L)을 중심으로 인서트 배향 돌출부(42)와 각도방향으로 정렬되고;
인서트 생크부(92)가 후방 방향(D_R)으로 인서트 배향 돌출부(42)의 돌출부 전방 단부 부분(48)을 넘어 인서트 수용 리세스(38) 내에 위치하는, 절삭 공구(20).
제29항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
인서트 수용 리세스(38)는 복수의 리세스 접합 돌출부(62)를 포함하며, 이는 체결 부재 관통 구멍(54)에 대향하는 리세스 주변 표면(40)으로부터 돌출하고, 복수의 리세스 접합 돌출부(62)는 리세스 축(L)을 중심으로 서로로부터 그리고 인서트 배향 돌출부(42)로부터 각도방향으로 이격되며, 각각의 리세스 접합 돌출부(62)는 리세스 접합 표면(64)을 포함하고;
절삭 공구(20)의 체결 위치에서,
각각의 리세스 접합 표면(64)은 인서트 생크 원통형 표면(100)의 각각의 부분에 접하고;
체결 부재(25)는 인서트 생크 편평면(102)의 부분에 접하는, 절삭 공구(20).
제27항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
절삭 공구(20)의 체결 위치에서, 절삭 공구(20)는, 인서트 주변 표면(88)과 리세스 주변 표면(40) 사이의 간극(123)에 의해 형성되는 적어도 하나의 냉각제 채널(112)을 포함하고;
적어도 하나의 냉각제 채널(112)은 서로 유체 연통하는 냉각제 채널 입구 개구(114) 및 냉각제 채널 출구 개구(116)를 포함하는, 절삭 공구(20).
제34항에 있어서, 냉각제 채널 출구 개구(116)는 홀더 전방 단부 표면(28)에 위치하는, 절삭 공구(20).
제27항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 공구(20)는 비회전 보링 바인, 절삭 공구(20).