KR20230159479A - 절삭 인서트 및 절삭 공구 - Google Patents

Abstract

양면 V-형상의 절삭 인서트는 인서트 전면, 인서트 후면, 및 인서트 전면과 후면 사이에서 연장되는 주변 표면을 포함한다. 주변 표면은 전방 표면, 평면인 제1 수렴 표면, 및 전방 표면과 제1 수렴 표면 사이에서 연장되는 제1 레이크 표면을 더 포함한다. 주변 표면은 평면인 제2 수렴 표면을 더 포함하고, 제1 수렴 표면과 수렴각 (φ)을 형성하여, 조건: 30 ° ≤ φ ≤ 45 °를 충족시킨다. 제2 레이크 표면은 전방 표면과 제2 수렴 표면 사이에서 연장된다. 수렴각의 이등분 평면은 제1 레이크 표면과 제2 레이크 표면의 각각 사이에 그리고 각각으로부터 균등하게 이격되어 규정되며, 적어도 인서트 전면에 수직으로 취해진 도면에서, 절삭 인서트는 이등분 평면에 대해 거울 대칭을 나타낸다. 제1 레이크 표면 및 제2 레이크 표면은 각각 이등분 평면에 대해 반대 방향으로 향한다. 제1 레이크 표면은 제1 수렴 표면보다 이등분 평면을 더 향하는 경향이 있고, 제2 레이크 표면은 제2 수렴 표면보다 이등분 평면을 더 향하는 경향이 있다.

Description

절삭 인서트 및 절삭 공구

본 발명은 절삭 인서트 및 절삭 인서트를 보유하기 위한 절삭 공구에 관한 것으로, 특히 회전 그루빙 금속 절삭 응용을 위한 인서트 및 공구에 관한 것이다.

평행하게 배열된 복수의 회전 공구들을 채용하는 기계 공구의 빗살 형상의 공구 포스트들에 부착된 회전 공구들의 경우, 이들은 그에 인접하여 부착된 회전 공구들로부터 좁은 피치를 갖는다. 회전 공구가 인접한 회전 공구의 Y-축 방향으로 벌징 부분을 갖는 경우, 이 회전 공구가 빗살 형상의 공구 포스트에 부착될 때, 앞서 설명한 벌징 부분은 빗살 형상의 공구 포스트에 이전에 부착된 인접한 회전 공구와 간섭하고, 이 회전 공구는 빗살 형상의 공구 포스트에 부착되지 않을 수 있다. 또한, 인접한 회전 공구가 작업 재료를 기계가공하기 위해 사용되지만, 앞서 설명한 벌징 부분은 작업 재료와 간섭하여 작업 재료를 손상시킬 수 있다.

실린더의 외부 주변 표면에 홈을 형성하기 위해 그루빙 및 절삭할 때, 기계 공구의 스핀들에 의해 구동되고 Z축 주위로 회전되는 작업 재료가, 회전 공구의 종방향이고 작업 재료의 반경 방향인 X축 방향으로부터 절단되기 때문에, 그루빙 및 절삭을 위한 절삭 인서트는 X-축 방향을 향하는 플랭크 및 Y-축 방향을 향하는 레이크면을 포함한다. 그루빙 등의 기계가공 시에, Y-축 방향으로 절삭 저항의 주성분력이 작용한다.

JP-A-2005-74531호(특허문헌 1)는 X-축 방향으로 돌출하는 절삭날을 갖는 실질적으로 정삼각형의 절삭 인서트를 개시한다. 이러한 형상을 갖는 절삭 인서트에서, 인서트 장착 시트가 절삭 저항의 주성분력을 받는 Y-축 방향으로 절삭 인서트를 지지하는 표면을 제공하는 것은 어렵다. 또한, 인서트 장착 시트가 X-축 방향으로 연장되어 Y-축 방향으로 절삭날 바로 아래에 있을 때, 웨지 형상의 박벽 부분에 형성되고 공구 본체의 팁 표면과 인서트 장착 시트 사이에 위치된 후방 금속의 두께는 보장될 수 없고, 회전 공구의 강성은 감소한다. 또한, 실질적으로 정삼각형 절삭 인서트의 경우, 조임 나사 및 인서트 장착 시트의 치수들은 절삭 인서트의 내접원의 치수들에 비례한다. 절삭 인서트가 소형화될 때, 회전 공구의 강성은 상당히 감소된다.

JP-T-2003-503218호(특허문헌 2)는 X-축 방향으로 연장되는 로드 형상의 절삭 인서트를 개시한다. 이러한 형상을 갖는 절삭 인서트에서, 절삭 저항의 주성분력이 긴 인서트 장착 시트에 의해 수용되기 때문에, 회전 공구의 강성을 증가시키는 것이 가능하다. 한편, 절삭 인서트 및 인서트 장착 시트는 기계 공구의 빗살 형상의 공구 포스트 내에 위치된 섕크부까지 연장되기 때문에, 절삭 인서트는 회전 공구와 함께 빗살 형상의 공구 포스트로부터 제거되지 않으면 교체될 수 없다. 절삭 인서트를 고정하기 위해 2개의 조임 나사들이 사용되기 때문에, 공구 본체의 기단측에서 조임 나사를 풀거나 조이는 것이 특히 어렵다. 회전 공구의 돌출량이 빗살 형상의 공구 포스트로부터 기단측 상의 조임 나사를 노출시키기에 충분히 증가될 때, 회전 공구는 기계가공 중에 진동하는 경향이 있고, 기계가공 효율 등과 같은 절삭 성능이 저하된다. 특허문헌 2에 기재된 회전 공구는 불량한 작업성을 가지고, 절삭 인서트들을 교체할 때 기계 공구 정지 시간을 증가시키는 경향이 있다.

국제 공개 제2020/178214호(특허문헌 3)는 장착 구멍의 중심 축에 직각인 대칭 평면 그리고 중심 축에 평행한 대칭 평면에 기초하여 거울 상 대칭을 갖는 실질적으로 V-형상의 절삭 인서트를 개시한다. 이 절삭 인서트는 2개의 대칭 평면들이 회전 공구의 종방향인 X-축 방향에 평행하도록 사용될 공구 본체에 부착된다. 특허문헌 3에 기재된 절삭 인서트에 따르면, 특허문헌 2의 절삭 인서트보다 더 용이한 교체를 가능하게 하고, 절삭 저항의 주성분력을 받는 인서트 장착 시트로부터 절삭 인서트의 절삭날까지의 거리는 특허문헌 1에 기재된 절삭 인서트에 비해 단축될 수 있다. 그러나, 특허문헌 3에 기재된 절삭 인서트에 의해서도, 절삭 저항의 주성분력을 받는 인서트 장착 시트로부터 절삭 인서트의 절삭날까지의 거리는 X-축 방향으로 약간 떨어져 있다. 절삭 저항의 주성분력은 Y-축 방향으로 절삭 인서트의 절삭날 바로 아래에 수용될 수 없다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 단점들을 상당히 감소시키거나 극복하는 절삭 공구 및 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 양면 V-형상의 절삭 인서트가 제공되고, 양면 V-형상의 절삭 인서트는:

인서트 전면;

인서트 후면; 및

인서트 전면 및 인서트 후면 사이에서 연장되는 주변 표면을 포함하고, 주변 표면은,

전방 표면;

평면인, 제1 수렴 표면;

전방 표면과 제1 수렴 표면 사이에서 연장되는 제1 레이크 표면;

평면이고, 제1 수렴 표면과 수렴각(φ)을 형성하며, 조건: 30 °≤φ≤45 °를 충족시키는 제2 수렴 표면;

전방 표면과 제2 수렴 표면 사이에서 연장되는 제2 레이크 표면을 더 포함하고;

여기서

수렴각의 이등분 평면은 제1 레이크 표면과 제2 레이크 표면의 각각 사이에 형성되고, 제1 레이크 표면과 제2 레이크 표면의 각각으로부터 동일한 거리에 있으며, 절삭 인서트는 적어도 인서트 전면에 수직으로 취해진 모습에서 이등분 평면에 대해 거울 대칭을 나타내고;

제1 레이크 표면 및 제2 레이크 표면은 각각 이등분 평면으로부터 멀어지는 방향을 향하고,

제1 레이크 표면은 제1 수렴 표면보다 이등분 평면을 더 향하는 경향이 있고, 제2 레이크 표면은 제2 수렴 표면보다 이등분 평면을 더 향하는 경향이 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 앞서 설명한 바와 같은 절삭 인서트, 및 공구 홀더를 포함하고, 공구 홀더는 종방향 축을 따라 연장되고, 종방향 축은 전방 방향 및 대향하는 후방 방향을 정의하는 절삭 공구가 제공되며, 공구 홀더는:

공구 홀더의 전방 단부에 위치된 인서트 시트; 및

인서트 시트로부터 후방 방향으로 연장되는 섕크부를 포함하고,

인서트 시트는:

시트 지지면;

시트 지지면에 대해 횡방향으로 연장되고, 그 위에 위치되는 평탄한 제1 시트 접촉 부를 갖는 제1 시트 수렴 벽;

시트 지지면에 대해 횡방향으로 연장되고, 그 위에 위치되는 평탄한 제2 시트 접촉부 및 제3 시트 접촉부들을 갖고, 제2 및 제3 시트 접촉부들은 동일 평면 상에 있고 서로 떨어져 이격되며, 제2 및 제3 시트 접촉부들은 종방향 축에 평행하고, 제2 시트 접촉부는 종방향 축을 따라 제3 시트 접촉부의 전방에 위치되는 제2시트 수렴 벽을 포함하고;

절삭 인서트는 인서트 시트에 배치되어, 제1 인서트 접촉부가 제1 시트 접촉부에 접하고, 제2 및 제3 인서트 접촉부들이 각각 제2 및 제3 시트 접촉부들에 각각 접하고, 인서트 후면이 시트 지지면에 접한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 절삭 인서트는 장착 구멍의 중심 축에 직교하는 제1 대칭 평면에 기초한 거울 상 대칭을 갖고, 중심 축을 포함하는 제2 대칭 평면에 기초한 거울 상 대칭을 더 갖는다. 절삭 인서트는 전면, 전면에 대향하는 후면, 전면과 후면 사이를 연결하는 주변 측부 표면, 및 전면과 후면을 관통하는 장착 구멍을 포함한다. 주변 측부 표면은 중심 축에 평행하게 형성된다. 주변 측면 표면은 중심 축에 평행한 제1 절삭날, 및 제1 절삭날에 인접하는 제1 레이크면 및 제1 플랭크를 포함하는 제1 절삭부, 제2 대칭 평면에 기초하여 제1 절삭부에 대해 거울 상 대칭을 갖고, 중심 축에 평행한 제2 절삭날, 및 제2 절삭날에 인접하는 제2 레이크면 및 제2 플랭크를 포함하는 제2 절삭부, 제1 절삭부 및 제2 절삭부가 제공된 팁부의 대향하는 측의 기단부, 제1 레이크면에 연속하는 제3 평면과 기단부의 일단을 연결하는 제1 평면, 제2 대칭 평면에 기초하여 제3 평면에 대해 거울 상 대칭을 갖고 제2 레이크면과 연속하는 제4 평면, 및 제2 대칭 평면에 기초하여 제1 평면에 대해 거울 상 대칭을 갖고, 제4 평면과 기단부의 타단부를 연결하는 제2 평면을 포함한다. 제1 플랭크는 제1 절삭날의 융기부 라인을 포함하고, 제2 평면 또는 제2 평면으로 연장되는 가상 평면에 직교하는 제3 기준 평면에 대해 양의 여유각을 갖는다.

이 양태에 따르면, 제1 평면과 제1 레이크면 사이에 제3 평면이 있기 때문에, 제2 평면이 회전 공구의 종방향에 평행하게 배열될 때, 절삭 인서트는 제1 절삭부의 웨지각을 극히 작게 하지 않고 제1 플랭크가 제2 평면에 수직인 제3 기준 평면에 대해 양의 여유각을 갖도록 구성될 수 있다. 제2 평면이 회전 공구의 종방향에 평행하게 배열될 때에도, 이는 그루빙 및 노출 목적들을 위한 회전 공구로서 설정될 수 있다. 제2 평면이 회전 공구의 종방향에 평행하게 배열될 수 있을 때, 절삭 저항의 주성분력을 받는 공구 본체의 팁으로부터 제1 절삭부의 절삭날의 융기부 라인까지의 거리는, 제1 평면 및 제2 평면의 거울 상 대칭 평면인 제2 대칭 평면이 회전 공구의 종방향에 평행하게 배열되는 경우에 비해 더 짧아질 수 있다. 또한, 제2 평면은 절삭 저항의 주성분력이 인가되는 방향에 대각선 방향이라기보다는 직교하므로, 절삭 저항은 제2 평면과 접촉하게 되는 인서트 장착 시트 상에 더 안정적으로 수용될 수 있다. 우수한 강성을 갖는 회전 공구가 형성될 수 있다. 절삭 인서트는 회전 공구들이 서로 인접하게 배열되는 방향으로 공구 본체로부터 돌출할 가능성이 없기 때문에, 다른 공구들과 간섭할 가능성이 없는 회전 공구를 구성하는 것이 가능하다.

앞서 설명한 양태에서, 제3 평면은 제2 평면에 평행하게 형성될 수 있다. 제2 대칭 평면에 기초하여 제3 평면에 대해 거울 상 대칭을 갖는 제4 평면은 제1 평면에 평행하게 형성될 수 있다.

이 양태에 따르면, 제2 평면이 회전 공구의 종방향에 평행하도록 배열될 때, 제2 평면과 제3 평면 사이의 폭은 회전 공구들이 서로 인접하게 배열되는 방향으로 증가하지 않는다. 마찬가지로, 절삭 인서트의 전방측 및 후방측들이 반전되고 제1 평면이 회전 공구의 종방향에 평행하도록 배열될 때에, 제1 평면 및 제4 평면의 폭은 회전 공구들이 서로 인접하게 배열되는 방향으로 증가하지 않는다. 회전 공구는 회전 공구들이 서로 인접하게 배열되는 방향으로 공구 본체로부터의 절삭 인서트의 돌출량이 최소화되도록 구성될 수 있다.

앞서 설명한 양태에서, 제1 평면으로부터 연장되는 가상 평면과 제2 평면으로부터 연장되는 가상 평면이 서로 교차하는 교차 라인으로부터 중심 축까지의 거리는 제1 절삭날의 융기부 라인으로부터 중심 축까지의 거리보다 길 수 있다.

이 양태에 따르면, 절삭 인서트를 고정하기 위한 조임 나사와 절삭 저항의 주성분력이 인가되는 제1 및 제2 절삭부들 사이의 거리가 짧기 때문에, 절삭 인서트를 포함하는 회전 공구의 강성이 향상된다.

앞서 설명한 양태에서, 전면 및 후면은 장착 구멍이 배열되는 후벽 영역과, 전면과 후면 사이의 판 두께가 후벽 영역의 판 두께보다 작은 박벽 영역으로 분할된다. 제1 평면 및 제2 평면 모두는 주변 측부 표면이 후벽 영역에 인접되는 부분 및 주변 측부 표면이 박벽 영역에 인접되는 부분에 걸치도록 형성될 수 있다.

이 양태에 따르면, 박벽 영역의 판 두께는 제1 및 제2 절삭날들의 블레이드 폭들이 자유롭게 설계될 수 있도록 변경될 수 있다. 제1 및 제2 평면들은 제1 및 제2 절삭부들이 형성되는 박벽 영역까지 연장되기 때문에, 절삭 인서트와 쌍을 이루는 공구 본체 내의 제2 평면과 접촉하게 되는 인서트 장착 시트는 제1 및 제2 절삭부들의 바로 아래까지 배열될 수 있다.

앞서 설명한 양태에서, 제3 기준 평면은 제2 평면과 교차할 수 있거나 제2 평면으로부터 연장되는 가상 평면과 교차할 수 있다. 제3 기준 평면이 제2 평면과 교차하지 않을 때, 제3 기준 평면과 제2 평면으로부터 연장되는 가상 평면이 교차하는 교차 라인은 제2 평면의 팁으로부터의 거리가 제1 절삭날의 블레이드 폭 이하일 수 있다.

이 양태에 따르면, 제1 절삭날 바로 아래의 영역, 즉, 제3 기준 평면과의 교차 라인이 제2 평면 상에 있지 않을 때에도, 제1 절삭부의 절삭날과 공구 본체의 종방향으로 인서트 장착 시트에 의해 지지되는 제2 평면의 팁 사이의 거리가 극히 작기 때문에, 절삭 인서트들을 포함하는 회전 공구는 거의 바로 아래의 절삭 저항의 주성분력을 받을 수 있다. 회전 공구의 강성이 향상된다.

본 발명에 따르면, 다른 공구들과 간섭할 가능성이 없고 우수한 강성을 갖는 회전 공구를 형성하는 것이 가능한, 절삭 인서트를 제공하는 것이 가능하다.

본 발명의 더 나은 이해를 위해, 및 본 발명이 실제로 어떻게 수행될 수 있는지를 보여주기 위해, 이제 첨부 도면들을 참조할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트를 구비한 회전 공구의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 주변 측부 표면을 다른 각도에서 본 때를 도시하는 사시도이다.
도 4는 제1 및 제2 절삭부들의 레이크각 및 여유각을 도시하는 정면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 절삭 인서트가 부착된 회전 공구를 기계 공구의 스핀들의 회전 축에 평행한 방향으로부터 봤을 때를 도시하는 정면도이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 인서트의 사시도이다.
도 6b는 절삭 인서트의 전면에 수직으로 취한 도 6a의 절삭 인서트의 도면이다
도 6c는 도 6a의 절삭 인서트의 정면도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 공구의 사시도이다.
도 7b는 절삭 인서트의 전면에 수직으로 취한 도 7a의 절삭 공구의 도면이고; 및
도 8은 도 7a의 절삭 공구의 분해도이다.
도시의 단순성 및 명료성을 위해, 도면들에 도시된 요소들은 반드시 실제 축척으로 그려진 것은 아니라는 것을 알 것이다. 예를 들어, 요소들 중 일부의 치수들은 명료성을 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수 있거나, 여러 물리적 구성들이 하나의 기능 블록 또는 요소 내에 포함될 수 있다. 또한, 적절하다고 고려되는 경우, 참조 번호들은 대응하거나 유사한 요소들을 나타내기 위해 도면들 사이에서 반복될 수 있다.

이하의 설명에서, 본 발명의 다양한 양태들이 설명될 것이다. 설명의 목적으로, 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 구성들 및 세부 사항들이 제시된다. 그러나, 본 발명이 본 명세서에 제시된 특정 세부 사항들 없이도 실시될 수 있다는 것도 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 또한, 주지된 특징들은 본 발명을 불명료하게 하지 않기 위해 생략되거나 단순화될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 각각의 도면에서, 동일한 참조 번호들을 갖는 것들은 동일하거나 유사한 구성들을 갖는다. 먼저, 일부 구성들이 도 1 내지 도 5를 참조하여 자세히 설명될 것이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트(10)를 구비한 회전 공구(1)의 일례를 도시하는 사시도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트(10)는 기계 공구의 빗살 형상의 공구 포스트(예를 들어, 스위스 공구(Swiss tool), 갱 공구(gang tool)) 등에 부착되는 절삭 공구(1)에 적합한 절삭 인서트이며, 그루빙 또는 절삭의 목적들로 사용된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 절삭날 교체 가능 유형인 회전 공구(1)는 교체 가능 절삭 인서트(10) 및 절삭 인서트(10)를 고정하기 위한 공구 본체(2)를 포함하고, 사용될 공구 포스트 등에 고정된다. 회전 공구(1)를 포함하는 복수의 회전 공구들이 사용될 기계 공구의 빗살 형상의 공구 포스트에 부착될 때, 회전 공구들은 도 1에서 Y-축 방향으로 서로 인접하도록 평행하게 배열된다. 조작자의 관점에서, 공구 본체(2)의 종방향인 X-축 방향은, 예를 들어 상하 방향과 일치하고, 회전 공구들(1)이 서로 인접하는 방향인 Y-축 방향은, 예를 들어 전후 방향과 일치하고, 가공물의 회전 축에 평행한 Z-축 방향은, 예를 들어 좌우 방향과 일치한다.

절삭 인서트(10)와 유사한 형상으로 리세스된 인서트 장착 시트(3)가 공구 본체(2)의 팁(2D) 및 팁 부근의 부분을 포함하는 팁부에 제공된다. 절삭 인서트(10)는 장착 구멍(19)의 중심 축(O)이 Z-축 방향으로 있고, 아래에서 설명될 제2 평면(32) 및 제1 평면(31) 중 어느 하나가 조임 나사(9) 등에 의해 X-Z 평면에 평행하도록 인서트 장착 시트(3)에 고정된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트(10)의 일례를 도시하는 사시도이다. 절삭 인서트(10)의 재료는 특별히 제한되지 않으며, 초경합금과 같은 절삭 인서트들을 위한 다양한 재료들이 적용될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(10)는 전면(11)(제1 주표면), 전면(11)에 대향하는 후면(12)(제2 주표면), 전면(11)과 후면(12) 사이를 연결하는 주변 측부 표면(13), 전면(11)을 관통하는 장착 구멍(19), 후면(12), 및 주변 측부 표면(13) 상에 형성된 제1 및 제2 절삭부들(21, 22)을 포함한다. 제1 절삭부(21)는 후면(12)이 인서트 장착 시트(3) 측에 있는 상태로 사용되고, 제2 절삭부(22)는 전면(11)이 인서트 장착 시트(3) 측에 있도록 전면 및 후면이 반전된 상태로 사용된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(10)는 장착 구멍(19)의 중심 축(O)에 직교하는 제1 대칭 평면(M1)에 기초한 거울 상 대칭을 갖고, 또한 중심 축(O)을 포함하는 제2 대칭 평면(M2)에 기초한 거울 상 대칭을 갖는다. 제1 대칭 평면(M1)은 X-Y 평면에 평행하고, 전면(11) 및 후면(12)으로부터 등거리에 위치되고, 절삭 인서트(10)의 판 두께를 이등분한다. 제2 대칭 평면(M2)은 X-Y 평면에 직교하고, 예를 들어 20°를 형성하도록 Y-Z 평면과 교차하고, 제1 및 제2 절삭부들(21, 22)로부터 등거리에 위치되고, 전면(11) 및 후면(12)을 이등분한다.

도 3은 도 2에 도시된 주변 측부 표면(13)을 다른 각도에서 본 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(10)의 주변 측부 표면(13)은 중심 축(O)에 평행하게 형성된다. 주변 측부 표면(13)은 앞서 설명한 제1 및 제2 절삭부들(21, 22)에 더하여, 제1 및 제2 절삭부들(21, 22)이 형성되는 팁부들(21, 22)에 대향하는 기단부(30)와, 기단부(30)와 제1 절삭부(21) 사이를 연결하는 제1 및 제3 평면들(31, 33)과, 기단부(30)와 제2 절삭부(22) 사이를 연결하는 제2 및 제4 평면들(32, 34)과, 제1 절삭부(21)와 제2 절삭부(22) 사이를 연결하는 연결면(35)을 더 포함한다.

제1 내지 제4 평면들(31, 32, 33, 34)의 각각은 기단부(30)에 가까운 기단과, 팁부(21, 22)에 가까운 팁을 포함하고, 기단으로부터 팁까지의 평면 내에 형성된다. 기단부(30)는 원통형 표면의 일부에 형성되고, 일단(30A) 및 일단에 대향하는 측의 타단(30B)을 포함한다. 연결면(35)은 기단부(30) 측에 리세스된 곡면에 형성되고, 일단(35A) 및 일단에 대향하는 측의 타단(35B)을 갖는다.

제1 절삭부(21)는 중심 축(O)에 평행한 제1 절삭날(21E)과, 제1 절삭날(21E)에 인접한 제1 플랭크(21F) 및 제1 레이크면(21R)을 포함한다. 마찬가지로, 제2 절삭부(22)는 중심 축(O)에 평행한 제2 절삭날(22E)과, 제2 절삭날(22E)에 인접한 제2 플랭크(22F) 및 제2 레이크면(22R)을 포함한다. 제1 레이크면(21R)과 제1 플랭크(21F)가 서로 교차하는 융기부 라인은 제1 절삭날(21E)이고, 제2 레이크면(22R)과 제2 플랭크(22F)가 서로 교차하는 융기부 라인은 제2 절삭날(22E)이다.

제3 평면(33)의 팁(33D)은 제1 절삭부(21)의 제1 레이크면(21R)과 연속한다. 제1 평면(31)은 제3 평면(33)의 기단(33P)과 기단부(30)의 일단(30A) 사이를 연결한다. 마찬가지로, 제4 평면(34)의 팁(34D)은 제2 절삭부(22)의 제2 레이크면(22R)과 연속한다. 제2 평면(32)은 제4 평면(34)의 기단(34P)과 기단부(30)의 타단(30B) 사이를 연결한다.

R 모따기 또는 C 모따기가 제1 평면(31)과 제3 평면(33) 사이의 경계 부분에서 수행될 때, 제1 평면(31)의 팁(31D) 및 제3 평면(33)의 기단(33P)의 위치는 R 모따기의 곡률이 변하는 시작점과 종료점 사이의 중간 위치이고, C 모따기의 하나의 융기부 라인과 다른 융기부 라인 사이의 중간 위치이다. 마찬가지로, 제2 평면(32)의 팁(32D)과 제4 평면(34)의 기단(34P)의 위치는 R 모따기 또는 C 모따기에 의해 모따기된, 기계가공된 표면의 중간 위치이다.

전면(11) 및 후면(12)은 전면(11)과 후면(12) 사이에 큰 판 두께를 갖는 후벽 영역(14), 및 후벽 영역(14)보다 작은 판 두께를 갖는 박벽 영역으로 분할된다. 장착 구멍(19)은 후벽 영역(14) 내에 형성된다. 제1 및 제2 절삭부들(21 및 22)은 박벽 영역(15) 내에 형성된다. 제1 및 제2 평면(31, 32)의 각각은 주변 측부 표면(13)이 후벽 영역(14)에 인접되는 부분 및 주변 측부 표면(13)이 박벽 영역(15)에 인접되는 부분에 걸치도록 형성된다.

전면(11) 및 후면(12)은 앞서 설명한 제1 대칭 평면(M1)(도 2에 도시된다)에 기초하여 거울 상 대칭을 갖는다. 제1 절삭부(21)를 형성하는 제1 절삭날(21E), 제1 레이크면(21R) 및 제1 플랭크(21F) 각각, 및 제2 절삭부(22)를 형성하는 제2 절삭날(22E), 제2 레이크면(22R) 및 제2 플랭크(22F) 각각은 앞서 설명한 제2 대칭 평면(M2)(도 2에 도시된다)에 기초하여 거울 상 대칭을 갖는다. 마찬가지로, 제1 및 제2 평면들(31, 32)은 제2 대칭 평면(M2)에 기초하여 거울 상 대칭을 갖고, 제3 및 제4 평면들(33, 34)은 제2 대칭 평면(M2)에 기초하여 거울 상 대칭을 갖는다.

즉, 후면(12), 제2 절삭부(22), 및 제2 및 제4 평면들(32, 34)의 각각은 전면(11), 제1 절삭부(21), 및 제1 및 제3 평면들(31, 33)의 각각과 실질적으로 동일한 형상 및 기능을 갖는다. 따라서, 제1 절삭부(21), 및 제1 및 제3 평면들(31, 33)은 대표적인 예로서 상세히 설명될 것이고, 이전에 설명된 것들과 중첩하는 제2 절삭부(22), 및 제2 및 제4 평면들(32, 34)의 설명은 생략될 수 있다.

도 4는 제1 및 제2 절삭부들(21, 22)의 레이크각들(α1, α2) 및 클리어런스각들(β1, β2)을 도시하는 정면도이다. 본 실시예에 따른 절삭 인서트(10)의 특징들 중 하나는 제2 평면(32) 및 제1 평면(31) 중 하나가 제2 대칭 평면(M2) 대신에 공구 본체(2)의 종방향(X)에 평행하도록 구성된다는 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 레이크면(21R)은 제1 절삭날(21E)의 융기부 라인, 즉 제1 레이크면(21R)과 제1 플랭크(21F)가 서로 교차하는 융기부 라인을 포함하고, 제2 평면(32)에 평행한 제1 기준 평면(Vxz)에 대해 양의 레이크각(α1)을 갖는다. 또한, 제1 플랭크(21F)는 제1 절삭날(21E)의 융기부 라인, 즉 제1 레이크면(21R)과 제1 플랭크(21F)가 서로 교차하는 융기부 라인을 포함하고, 제2 평면(32) 또는 제2 평면(32)으로부터 연장되는 가상 평면(Q)(제2 가상 평면)에 직교하는 제3 기준 평면(Vyx)에 대해 양의 클리어런스각(β1)을 갖는다.

마찬가지로, 제2 대칭 평면(M2)에 기초하여 제1 레이크면(21R)과 거울 상 대칭을 갖는 제2 레이크면(22R)은 제2 절삭날(22E)의 융기부 라인, 즉 제2 레이크면(22R)과 제2 플랭크(22F)가 서로 교차하는 융기부 라인을 포함하고, 제1 평면(31)에 평행한 제2 기준 평면(Wxz)에 대해 양의 레이크각(α2)을 갖는다. 제2 대칭 평면(M2)에 기초하여 제1 플랭크(21F)에 대해 거울 상 대칭을 갖는 제2 플랭크(22F)는 제2 절삭날(22E)의 융기부 라인, 즉 제2 레이크면(22R)과 제2 플랭크(22F)가 서로 교차하는 융기부 라인을 포함하고, 제1 평면(31) 또는 제1 평면(31)으로부터 연장되는 가상 평면(P)(제1 가상 평면)에 직교하는 제4 기준 평면(Wyz)에 대해 양의 클리어런스각(β2)을 갖는다.

가상 평면(P)과 가상 평면(Q)은 약 30 내지 45 °의 교차각(γ)으로 교차한다. 도시된 예에서, 교차각(γ)은 40 °이다. 가상 평면들(P, Q)이 서로 교차하는 교차 라인(T)으로부터 장착 구멍(19)의 중심 축(O)까지의 거리(d1)는 제1 절삭부(21)의 제1 절삭날(21E)의 융기부 라인으로부터 중심 축까지의 거리(d2)보다 크다. 절삭 인서트(10)를 고정하기 위한 (도 1에 도시된)조임 나사(9)와, 절삭 저항의 주성분력이 인가되는 제1 절삭부(21) 및 제2 절삭부(22) 사이의 거리(d2)가 짧기 때문에, 회전 공구(1)는 우수한 강성을 갖는다.

앞서 설명한 제3 기준 평면(Vyz)은 교차 라인(U)에서 제2 평면(32) 또는 그 가상 평면(Q)에 직교한다. 교차 라인(U)은 절삭 저항의 주성분력이 인가되는 제1 절삭부(21) 바로 아래에 위치된다. 본 실시예에 따른 절삭 인서트(10)에서, 교차 라인(U)이 제2 평면(32) 상에 위치되든 제2 평면(32) 상에 위치되지 않든, 교차 라인(U)과 제2 평면(32)의 팁(32D) 사이의 거리(d3)는 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에 설명된 배경 기술들보다 훨씬 작다. 바람직하게는, 교차 라인(U)은 제2 평면(32) 상에 위치된다. 교차 라인(U)이 제2 평면(32) 상에 위치되지 않으면, 거리(d3)는 예를 들어 제1 절삭날(21E)의 블레이드 폭(박벽 영역(15) 판의 두께)의 약 절반이고, 적어도 제1 절삭날(21E)의 블레이드 폭 이하이다.

도시된 예에서, 제3 평면(33)은 제2 평면(32)에 평행하게 형성되고, 제4 평면(34)은 제1 평면(31)에 평행하게 형성된다. 즉, 앞서 설명한 가상 평면(P)과 제3 평면(33)으로부터 연장되는 가상 평면(R)(제3 가상 평면)이 서로 교차하는 교차각(δ)은 교차각(γ)의 여각(180 ° - γ)이다. 마찬가지로, 앞서 설명한 가상 평면(Q)과 제4 평면(34)으로부터 연장되는 (도시되지 않은)가상 평면은 교차각(γ)의 여각으로 서로 교차한다.

그러나, 제1 플랭크가 양의 클리어런스각(β1)을 갖고 제1 절삭부(21)의 절삭날의 웨지각(90 ° - α1 - β1)이 극도로 작지 않은 한, 제3 평면(33)은 기단부(30) 측을 향해 제2 평면(32)에 접근하도록 약간 경사질 수 있다. 제2 대칭 평면(M2)에 기초하여 제3 평면(33)에 대해 거울 상 대칭을 갖는 제4 평면(34)은 또한 기단부(30) 측을 향해 제1 평면(31)에 접근하도록 약간 경사질 수 있다. 가상 평면들(P, Q)의 교차각(γ)이 약 40 °인 경우, 가상 평면들(P, R)의 교차각(δ)은, 예를 들어 100 ° 이상 160 ° 이하이다.

앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 절삭 인서트(10)에서, 제1 및 제2 평면(31, 32)에 대해 교차각(δ)을 갖는 제3 및 제4 평면(33, 34)이 형성되어, 제2 대칭 평면(M2) 대신에 제2 평면(32) 및 제1 평면(31) 중 어느 하나가 공구 본체(2)의 종방향(X)에 평행하도록 배열될 수 있다.

도 5는 기계 공구의 스핀들의 회전 축, 즉 작업 재료의 회전 축에 평행한 Z-축 방향으로부터 볼 때, 본 실시예에 따른 절삭 인서트(10)가 부착된 회전 공구(1)를 도시하는 정면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(10)가 공구 본체(2)에 고정되고, 제2 평면(32)이 공구 본체(2)의 종방향(X)에 평행하게 배열되고, 제1 절삭부(21)의 절삭날의 매우 작은 웨지각(90 ° - α1 - β1)을 갖지 않는 상태에서, 양의 클리어런스각(β1)을 갖는 회전 공구(1)가 구성될 수 있다. 따라서, 절삭 인서트(10)를 구비한 회전 공구(1)는 그루빙 및 노출 목적들을 위한 회전 공구로서 사용될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2 대칭 평면(M2)이 공구 본체(2)의 종방향(X)에 평행하도록 배열되는 경우에 비해, 제1 절삭날(21E)의 절삭날과 인서트 장착 시트(3)에 의해 지지되는 제2 평면(32)의 팁(32D) 사이의 거리(d3)가 단축될 수 있기 때문에, 향상된 강성을 갖는 회전 공구(1)가 구성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 평면(33)이 제2 평면(32)에 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 형성되기 때문에, 회전 공구(1)들이 서로 인접하는 Y-축 방향으로 공구 본체(2)의 섕크부로부터 절삭 인서트(10)의 돌출량(b)이 감소될 수 있다. 따라서, 다른 공구들과 쉽게 간섭하지 않는 회전 공구(1)가 구성될 수 있다.

이제, 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 인서트(100) 및 절삭 공구(200)의 다양한 도면들을 도시하는 도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 7a, 도 7b 및 8을 참조한다. 도 6a는 양면 V-형상의 절삭 인서트(100)의 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 절삭 인서트의 도면이다. 도 6c는 도 6a의 절삭 인서트의 정면도이다. 도 7a는 절삭 공구(200)의 사시도이고, 도 7b는 도 7a의 절삭 인서트의 도면이다. 도 8은 도 7a의 절삭 공구의 분해 사시도이다.

절삭 공구(200)는 금속 절삭 작업들, 특히 회전 그루빙 및/또는 파팅을 위해 사용된다. 절삭 인서트(100)는 통상적으로 초경합금과 같은 매우 단단하고 내마모성인 재료로 만들어지며, 이는 예를 들어 바인더 내의 탄화물 분말들을 폼-프레싱(form-pressing)하고 소결함으로써, 또는 분말 사출 성형 방법들에 의해 만들어진다. 그러나, 절삭 인서트(100)의 재료는 특별히 제한되지 않고, 절삭 인서트들에 적합한 다양한 재료들이 적용될 수 있다.

도 6a, 도 6b 및 도 6c를 참조하면, 양면 V-형상의 절삭 인서트(100)는 인서트 전면(102) 및 대향하는 인서트 후면(104)을 포함한다. 주변 표면(106)은 인서트 전면과 후면(102, 104) 사이에서 연장된다.

주변 표면(106)은 전방 표면(108), 및 평면인 제1 수렴 표면(110)을 더 포함한다. 주변 표면(106)은 또한 전방 표면(108)과 제1 수렴 표면(110) 사이에서 연장되는 제1 레이크 표면(114)을 포함한다. 주변 표면(106)은 평면인 제2 수렴 표면(116)을 더 포함한다. 제2 수렴 표면(116)은 제1 수렴 표면(110)과 수렴각(φ)을 형성한다.

주변 표면(106)은 또한 전방 표면(108)과 제2 수렴 표면(116) 사이에서 연장되는 제2 레이크 표면(122)을 포함한다.

수렴각(φ)의 이등분 평면(BI)은 제1 레이크 표면(114) 및 제2 레이크 표면(122)의 각각 사이에 그리고 각각으로부터 균등하게 이격되어 규정된다. 제1 레이크 표면(114) 및 제2 레이크 표면(122)은 각각 이등분 평면(BI)에 대해 반대 방향으로 향한다. 적어도 인서트 전면(102)에 수직으로 취해진 도면에서, 절삭 인서트(100)는 이등분 평면(BI)에 대해 거울 대칭을 나타낸다.

제1 레이크 표면(114)은 제1 수렴 표면(110)보다 이등분 평면(BI)을 향하는 경향이 있다. 제2 레이크 표면(122)은 제2 수렴 표면(112)보다 이등분 평면(BI)을 향하는 경향이 있다.

제1 레이크 표면(114)과 제1 수렴 표면(110)은 교차부(115)에서 교차한다. 따라서 교차부(115)는 이등분 평면(BI)에 대해 제1 레이크 표면(114)과 제1 수렴 표면(110) 사이에 "굴곡부"를 형성한다. 이등분 평면(BI)에 대한 절삭 인서트(100)의 거울 대칭으로 인해, 제2 레이크 표면(122)과 제2 수렴 표면(112) 사이의 교차에도 동일하게 적용된다.

수렴각(φ)은 30 ° 내지 45 °의 범위에 있다. 일부 실시예들에 따르면, 수렴각(φ)은 35 °이상이며, 따라서 φ ≥ 35 °이다. 특정 실시예에서, 수렴각(φ)은 40 °이고, 따라서 φ = 40 °이다.

절삭 인서트(100)는 제1 수렴 표면(110) 및 제2 수렴 표면(116)에 의해 형성된 수렴하는 V-형상으로 인해 "V-형상"으로 지칭될 수 있다. 제1 수렴 표면(110) 및 제2 수렴 표면(116)은 인서트 후방 표면(134)에 의해 연결된다.

일부 실시예들에서, 인서트 후방 표면(134)은 예를 들어 도 6b에 도시된 바와 같이 만곡된 표면으로서 구성될 수 있다. 특히, 인서트 후방 표면(134)은 원형 곡선의 부분으로서 구성될 수 있다.

다른 실시예들에서, 인서트 후방 표면(134)은 제1 수렴 표면(110)과 제2 수렴 표면(116) 사이를 연결하는 단일의 평면(미도시) 또는 일련의 평면들(미도시)로서 구성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 인서트 전면(102)은 평탄한 제1 지지면(126)을 포함하고, 인서트 후면(104)은 평탄한 제2 지지면(128)을 포함한다. 제1 지지면(126)은 제2 지지면(128)에 평행하게 연장된다.

인서트 전면(102)에 수직으로(예를 들어, 제1 지지면(126)에 수직으로) 취한 도면인 도 6b를 더 참조하면, 제1 레이크 표면(114)을 통과하고 제2 수렴 표면(116)에 수직으로 연장되는 제1 라인(K1)은 또한 제2 수렴 표면(116)을 통과한다.

유사하게, 인서트 전면(102)에 수직으로(예를 들어, 제1 지지면(126)에 수직으로) 취해진 도 6b의 도면에서, 제2 라인(K2)은 제2 레이크 표면(122)을 통과하고 제1 수렴 표면(110)에 수직으로 연장되며, 또한 제1 수렴 표면(110)을 통과한다. 인서트 후면(104)에 수직으로(예를 들어, 제1 지지면(128)에 수직으로) 취해진 도면(미도시)에서도 동일하게 적용가능하다는 점에 유의해야 한다.

일부 실시예들에서, 제1 수렴 표면(110)은 그 위에 위치된 제1 접촉부(112)를 갖는다. 제2 수렴 표면(116)은 그 위에 위치한 동일 평면상의 제2 및 제3 접촉부들(118, 120)을 갖는다. 제2 및 제3 접촉부들(118, 120)은 서로 떨어져 이격되어, 제2 접촉부(118)는 제3 접촉부(120)보다 전방 표면(108)에 더 가깝게 위치된다. 제1 라인(K1)은 또한 제2 접촉부(118)를 통과하고 그에 수직으로 연장된다.

도 6c를 더 참조하면, 절삭 인서트(100)는 또한 인서트 전면 및 후면(102, 104) 사이를 등거리로 통과하는 인서트 중심 종방향 평면(BL)에 대해 거울 대칭을 나타낸다.

절삭 인서트는 이등분 평면(BI) 내에 그리고 또한 중심 종방향 평면(BL) 내에 포함된(즉, 절삭 인서트(100)의 중간을 통과하는) 대칭 축(미도시)을 갖는다는 것이 이해될 것이다. 절삭 인서트(100)가 이 대칭 축에 대해 180 °만큼 회전될 때, 절삭 인서트는 회전되기 전과 동일한 위치에 도달한다. 즉, 그러한 회전 후에, 제1 레이크 표면(114) 및 제2 레이크 표면(122)은 장소들을 변경할 것이다. 이 경우, 제2 및 제3 접촉부들(118, 120)은 제1 수렴 표면(110) 상에 위치할 것이고, 제1 접촉부(112)는 제2 수렴 표면(116) 상에 위치할 것이다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 제1 지지면(126) 및 제2 지지면(128)은 절삭 인서트(100)의 전방 표면(108)으로부터 떨어져 이격된다. 대안적으로, 제1 지지면(126) 및 제2 지지면(128)은 전방 표면(108)에 인접하여 연장될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 절삭 인서트(100)는 인서트 전면 및 후면들(102, 104)에 대해 횡방향으로 연장되는 관통 보어(124)를 더 갖는다. 관통 보어(124)는 인서트 전면 및 후면들(102, 104)로 개방되고, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 절삭 인서트(100)가 절삭 공구에 부착될 때 체결 부재를 수용하도록 의도된다.

일부 실시예들에서, 관통 보어(124)는 제1 지지면(126) 및 제2 지지면(128)으로 개방된다. 즉, 관통 보어(124)의 개구들은 제1 지지면(126) 및 제2 지지면(128)에 의해 둘러싸인다.

일부 실시예들에서, 절삭 인서트(100)의 전방 표면(108) 및 제1 레이크 표면(114)은 제1 절삭날(130)에서 교차한다. 유사하게, 전방 표면(108) 및 제2 레이크 표면(122)은 제2 절삭날(132)에서 교차한다.

일부 실시예들에서, 전방 표면(108)은 제1 절삭날(130)로부터 전방 표면(108)을 따라 연장되는 제1 릴리프면(136)을 포함한다. 전방 표면(108)은 제2 절삭날(132)로부터 전방 표면(108)을 따라 연장되는 제2 릴리프면(138)을 또한 포함한다.

특히 도 7a, 도 7b 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 공구(200)가 도시되어 있다. 절삭 공구(200)는 도 6a, 도 6b 및 도 6c를 참조하여 앞서 설명한 바와 같은 절삭 인서트(100) 및 공구 홀더(202)를 포함한다. 공구 홀더(202)는 전방 방향(DF) 및 대향하는 후방 방향(DR)을 정의하는 종방향 축(L)을 따라 연장된다.

공구 홀더(202)는 공구 홀더(202)의 전방 단(206)에 위치된 인서트 시트(204), 및 인서트 시트(204)로부터 후방 방향(DR)으로 연장되는 섕크부(208)를 포함한다.

인서트 시트(204)는 시트 지지면(210), 및 시트 지지면(210)에 대해 횡방향으로 연장되는 제1 시트 수렴 벽(212)을 포함한다. 제1 시트 수렴 벽(212)은 그 위에 위치된 평탄한 제1 시트 접촉부(214)를 갖는다. 제1 시트 접촉부(214)는 인서트 시트 지지면(210)에 대해 횡방향으로 연장될 수 있다.

인서트 시트(204)는 또한 시트 지지면(210)에 대해 횡방향으로 연장되는 제2 시트 수렴 벽(213)을 더 포함한다. 제2 시트 수렴 벽(213)은 그 위에 위치된 평탄한 제2 시트 접촉부(218) 및 평탄한 제3 시트 접촉부(220)를 갖는다. 제2 및 제3 시트 접촉부들(218, 220)은 동일 평면 상에 있고 서로 떨어져 이격된다. 제2 및 제3 시트 접촉부들(218, 220)은 종방향 축(L)에 평행하게 연장된다. 제2 시트 접촉부(218)는 종방향 축(L)을 따라 제3 시트 접촉부(220)의 전방으로 위치된다.

일부 실시예들에서, 제2 및 제3 시트 접촉부들(218, 220)은 시트 지지면(210)에 대해 횡방향으로 연장될 수 있다.

도 7b를 더 참조하면, 제1 시트 접촉부(214)를 포함하는 제1 평면(A1)이 표시되고, 제2 및 제3 시트 접촉부들(218, 220)을 포함하는 제2 평면(A2)이 표시된다. 제1 및 제2 평면들(A1, A2)은 후방 방향(DR)으로 수렴하여, 절삭 인서트(100)의 제1 및 제2 수렴 표면들(110, 116)의 수렴과 유사하게, 그 사이에 수렴각(φ)을 형성한다.

절삭 인서트(100)는 제1 인서트 접촉부(112)가 제1 시트 접촉부(214)에 접하고, 제2 및 제3 인서트 접촉부들(118, 120)이 제2 및 제3 시트 접촉부들(218, 220)에 각각 접하고, 인서트 후면(104)이 시트 지지면(210)에 접하도록 인서트 시트(204) 내에 배치된다. 특히, 인서트 후면(104)의 제2 지지면(128)이 시트 지지면(210)에 접한다. 그러한 위치 설정은 절삭 인서트(100)가 제1, 제2 및 제3 시트 접촉부들(214, 218 및 220)을 통해 인서트 시트(204)와 견고한 3-점 접촉을 갖는 것을 제공한다.

앞서 설명한 바와 같이, 수렴각(φ)은 30 ° 내지 45 °의 범위이다. 일부 실시예들에 따르면, 수렴각(φ)는 35 °이상이며, 따라서 φ ≥ 35 °이다. 수렴각(φ)의 이러한 값은 인서트 시트(204) 내의 절삭 인서트(100)를 위한 견고한 로킹 위치를 제공하여, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 금속 절삭 동안 절삭 인서트에 작용하는 힘들에 대한 절삭 인서트(100)를 위한 지지를 제공한다. 이러한 힘들은 절삭 인서트(100)가 인서트 시트(204)로부터 당겨지거나 측방향으로 이동하도록 압박할 수 있다.

일부 실시예들에서, 공구 홀더(202)는 종방향 축(L)에 대해 횡방향으로 연장되고 시트 지지면(210)으로 개방되는 체결 보어(230)를 더 포함한다. 이어서, 절삭 인서트(100)는 절삭 인서트(100)의 관통 보어(124)를 통과하고 공구 홀더(202)의 체결 보어(230)와 맞물리는 체결 부재(232)에 의해 인서트 시트(204)에 부착된다. 체결 부재(232)는, 예를 들어, 공구 홀더(202)의 체결 보어(230) 내의 나사산부(234)와 나사산식으로 맞물리는 체결 나사일 수 있다.

일부 실시예들에서, 공구 홀더(202)는 홀더 상부 표면(222), 홀더 상부 표면(222)에 평행한 홀더 하부 표면(224), 홀더 전면(226) 및 홀더 후면(228)을 더 포함한다. 홀더 전면(226) 및 홀더 후면(228)은 홀더 상부 표면(222)과 홀더 하부 표면(224) 사이에서 연장된다. 홀더 전면(226), 홀더 후면(228), 홀더 상부 표면(222) 및 홀더 하부 표면(224)은 종방향 축(L)을 따라 연장된다.

일부 실시예들에서, 제2 및 제3 시트 접촉부들(218, 220)은 홀더 하부 표면(224)에 평행하게 연장될 수 있다.

일부 실시예들에서, 섕크부(208)는 홀더 전면(226)이 홀더 후면(228)에 평행하고, 홀더 상부 표면(222)이 홀더 하부 표면(224)에 평행하고, 및 홀더 상부 표면(222)이 홀더 전면(226)에 직각이도록 직사각형 단면을 갖는다.

일부 실시예들에서, 공구 홀더(202)는 공구 홀더(202)의 전방 단(206)에 위치된 홀더 전방 표면(236)을 더 포함한다. 홀더 전방 표면(236)은 홀더 전방 표면(226), 홀더 후방 표면(228), 홀더 상부 표면(222) 및 홀더 하부 표면(224) 사이에서 종방향 축(L)에 대해 횡방향으로 연장된다. 홀더 전방 표면(236)은 제2 시트 접촉부(218)와 교차한다.

도 7b에서, (도 1-5에 도시된 축들과 유사하게) X, Y 및 Z 축들의 방향들을 도시하기 위해 축들의 시스템이 표시된다. 절삭 인서트(100)가 공구 홀더(202)에 부착될 때, 절삭 인서트(100)의 제1 절삭날(130)은 금속 칩들을 가공물(미도시)로부터 절삭할 준비가 되도록 위치된다. 기계가공(예를 들어, 그루빙) 중에 절삭 인서트(100)에 작용하는 절삭력(CF)은 실질적으로 Y-축 방향을 따라 지향된다. 이 위치에서, 절단날(130)은 활성 절단날이며, 절단날(132)은 비활성 절단날이다.

앞서 설명한 바와 같이, 절삭 인서트(100)의 제1 라인(K1)은 제2 접촉부(118)를 통과하고 그에 수직으로 연장된다. 따라서, 절삭 인서트(100)가 공구 홀더(202)에 부착될 때, 절삭 인서트(100)의 제1 라인(K1)은 또한 제2 시트 접촉부들(218)를 통과하고 그에 수직으로 연장된다. 제1 라인(K1)은 도 7b에 도시된 바와 같이, Y-축 방향에 실질적으로 평행하게 연장된다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 제2 시트 접촉부들(218)은 실질적으로 제1 레이크 표면(114) 바로 아래, 및 절삭력(CF)에 대항하여, 절삭 인서트(100)를 위한 지지를 제공한다.

절삭 공구(200)가 가공물(미도시)에 대해 그루빙 적용에서 동작할 때, 절삭력(CF)은 실질적으로 릴리프면(136)을 따라 절삭날(130)로 지향된다. 인서트 전면(102)에 수직으로 취해진 도면에서, 릴리프면(136)을 따라 연장되는 가상 라인(미도시)은 제2 인서트 접촉부(118)와 교차하도록 연장될 것이다. 따라서, 이 경우에도, 제2 시트 접촉부들(218)은 절삭력(CF)(또는 적어도 그 주성분들)에 대항하여, 절삭 인서트(100)를 위한 지지를 제공한다.

절삭날(130)의 절삭 작업 동안, 절삭 인서트(100)에 대한 이러한 지지가 필요한 인자라는 것이 이해될 것인데, 그 이유는 더 큰 안정성을 제공하고 절삭 인서트(100) 및 절삭 공구(200)의 공구 수명을 연장시키기 때문이다. 이는 이러한 지지 구조를 갖지 않는 본 기술 분야에 공지된 다른 공구들에 비해 절삭 인서트(100) 및 절삭 공구(200)에 상당한 장점을 제공한다.

절단력(CF)은 X축 방향으로, 후방 방향(DR)으로 추가적인 또는 부분적인 성분을 가질 수 있다. 이 경우, X축 성분은 절삭 인서트(100)를 인서트 시트(204) 내로 밀어 넣는 역할을 할 것이다. 절삭 인서트(100)의 V-형상 구조로 인해, 절삭 인서트는 인서트 포켓(204) 내로 끼워 넣어지고, 인서트 시트(204)의 접촉면들에 더 단단한 방식으로 고정될 것이다. 수렴각(φ)의 값이 30 ° 내지 45 °의 범위에 있는 경우, 앞서 설명한 웨징 효과는 최선으로, 절삭 인서트(100)를 인서트 시트(204)에 더 잘 고정시킨다.

또한, 도 1 내지 도 5를 참조하여 앞서 설명한 실시예는, 주로 각각의 레이크 표면과 각각의 평평한 지지면 사이에 각각 위치된 평면들(33, 34)을 포함한다는 점에서, 도 6a 내지 도 8을 참조하여 앞서 설명한 실시예와 상이하다는 것을 이해할 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 제3 평면(33)은 제2 평면(32)에 접근하도록 약간 경사질 수 있다. 제3 평면(33)이 실질적으로 각각의 평면(31)과 결합될 때까지 충분히 경사진 특정 경우에, 도 6a 내지 도 6c의 실시예가 달성된다. 즉, 도 6a 내지 도 6c의 실시예는 도 1 내지 도 5의 실시예의 특정 경우이다.

앞서 설명한 실시예들은 본 개시 내용의 이해를 용이하게 하기 위해 제공되며, 본 개시 내용의 해석을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 점에 유의한다. 또한, 실시예들 및 그 구성, 재료, 조건, 형상, 크기 등에 포함되는 각 요소는 예시된 것에 한정되지 않고, 적절히 변경될 수 있다. 또한, 상이한 실시예들에 예시된 구성들은 부분적으로 대체되거나 조합될 수 있다.

Claims (19)

1. 양면 V-형상의 절삭 인서트(100)이며,
   인서트 전면(102);
   인서트 후면(104); 및
   인서트 전면 및 인서트 후면(102, 104) 사이에서 연장되는 주변 표면(106)을 포함하고, 주변 표면(106)은,
   전방 표면(108);
   평면인, 제1 수렴 표면(110);
   전방 표면(108)과 제1 수렴 표면(110) 사이에서 연장되는 제1 레이크 표면(114);
   평면이고, 제1 수렴 표면(110)과 수렴각(φ)을 형성하며, 조건: 30 °≤φ≤45 °를 충족시키는 제2 수렴 표면(116);
   전방 표면(108)과 제2 수렴 표면(116) 사이에서 연장되는 제2 레이크 표면(122)을 더 포함하고;
   여기서
   수렴각(φ)의 이등분 평면(BI)은 제1 레이크 표면(114)과 제2 레이크 표면(122)의 각각 사이에 형성되고, 제1 레이크 표면(114)과 제2 레이크 표면(122)의 각각으로부터 동일한 거리에 있으며, 절삭 인서트(100)는 적어도 인서트 전면(102)에 수직으로 취해진 모습에서 이등분 평면(BI)에 대해 거울 대칭을 나타내고;
   제1 레이크 표면(114) 및 제2 레이크 표면(122)은 각각 이등분 평면(BI)으로부터 멀어지는 방향을 향하고,
   제1 레이크 표면(114)은 제1 수렴 표면(110)보다 이등분 평면(BI)을 더 향하는 경향이 있고, 제2 레이크 표면(122)은 제2 수렴 표면(112)보다 이등분 평면(BI)을 더 향하는 경향이 있는, 양면 V-형상의 절삭 인서트(100).
2. 제1항에 있어서,
   제1 수렴 표면(110)은 그 위에 위치되는 제1 인서트 접촉부(112)를 갖고,
   제2 수렴 표면(116)은 그 위에 위치되는 동일 평면 상의 제2 및 제3 인서트 접촉부들(118, 120)을 갖고, 제2 및 제3 인서트 접촉부들(118, 120)은 서로 떨어져 이격되고, 제2 인서트 접촉부(118)는 제3 인서트 접촉부(120)보다 전방 표면(108)에 더 가깝게 위치되는, 양면 V-형상의 절삭 인서트(100).
3. 제1항에 있어서,
   인서트 전면 및 인서트 후면(102, 104) 중 하나에 수직으로 취해진 모습에서, 제1 레이크 표면(114)을 통과하고 제2 인서트 접촉부(118)에 수직으로 연장되는 제1 라인(K1)이 또한 제2 인서트 접촉부(118)를 통과하는, 양면 V-형상의 절삭 인서트(100).
4. 제1항에 있어서, 수렴각(φ)은 35 °이상, 즉 φ≥35 °인 양면 V-형상의 절삭 인서트(100).
5. 제1항에 있어서,
   인서트 전면(102)은 평탄한 제1 지지면(126)을 포함하고, 인서트 후면(104)은 평탄한 제2 지지면(128)을 포함하고, 제1 지지면(126)은 제2 지지면(128)에 평행한, 양면 V-형상의 절삭 인서트(100).
6. 제1항에 있어서, 인서트 전면 및 인서트 후면(102, 104)에 대해 횡방향으로 연장되고 인서트 전면 및 인서트 후면(102, 104)으로 개방되는 관통 보어(124)를 더 포함하는, 양면 V-형상의 절삭 인서트(100).
7. 제5항에 있어서, 관통 보어(124)는 제1 지지면(126) 및 제2 지지면(128)으로 개방되는, 양면 V-형상의 절삭 인서트(100).
8. 제1항에 있어서,
   전방 표면(108) 및 제1 레이크 표면(114)은 제1 절삭날(130)에서 교차하고, 전방 표면(108) 및 제2 레이크 표면(122)은 제2 절삭날(132)에서 교차하는, 양면 V-형상의 절삭 인서트(100).
9. 절삭 공구(200)이며, 제1항에 따른 절삭 인서트(100), 및 공구 홀더(202)를 포함하고, 공구 홀더(202)는 종방향 축(L)을 따라 연장되고, 종방향 축(L)은 전방 방향(DF) 및 대향하는 후방 방향(DR)을 정의하고, 공구 홀더(202)는,
   공구 홀더(202)의 전방 단부(206)에 위치된 인서트 시트(204); 및 인서트 시트(204)로부터 후방 방향(DR)으로 연장되는 섕크부(208)를 포함하고,
   인서트 시트(204)는:
   시트 지지면(210);
   시트 지지면(210)에 대해 횡방향으로 연장되고, 그 위에 위치되는 평탄한 제1 시트 접촉 부(214)를 갖는 제1 시트 수렴 벽(212);
   시트 지지면(210)에 대해 횡방향으로 연장되고, 그 위에 위치되는 평탄한 제2 시트 접촉부(218) 및 제3 시트 접촉부(220)를 갖고, 제2 및 제3 시트 접촉부들(218, 220)은 동일 평면 상에 있고 서로 떨어져 이격되며, 제2 및 제3 시트 접촉부들(218, 220)은 종방향 축(L)에 평행하고, 제2 시트 접촉부(218)는 종방향 축(L)을 따라 제3 시트 접촉부(220)의 전방에 위치되는 제2시트 수렴 벽을 포함하고;
   절삭 인서트(100)는 인서트 시트(204)에 배치되어, 제1 인서트 접촉부(112)가 제1 시트 접촉부(214)에 접하고, 제2 및 제3 인서트 접촉부들(118, 120)이 각각 제2 및 제3 시트 접촉부들(218, 220)에 각각 접하고, 인서트 후면(104)이 시트 지지면(210)에 접하는, 절삭 공구(200).
10. 제9항에 있어서, 공구 홀더(202)는 홀더 상부 표면(222), 홀더 상부 표면(222)에 평행한 홀더 하부 표면(224), 홀더 전면(226) 및 홀더 후면(228)을 더 포함하고,
    홀더 전면(226) 및 홀더 후면(228)은 홀더 상부 표면(222)과 홀더 하부 표면(224) 사이에서 연장되고,
    홀더 전면(226), 제2 홀더 측부 표면(228), 홀더 상부 표면(222) 및 홀더 하부 표면(224)은 종방향 축(L)을 따라 연장되는, 절삭 공구(200).
11. 제10항에 있어서, 섕크부(208)는 직사각형 단면을 갖고, 홀더 전면(226)은 홀더 후면(228)에 평행하고, 홀더 상부 표면(222)은 홀더 하부 표면(224)에 평행하고, 홀더 상부 표면(222)은 홀더 전면(226)에 직각인, 절삭 공구(200).
12. 제10항에 있어서, 공구 홀더(202)는 공구 홀더(202)의 전방 단부(206)에 위치되고 홀더 전면(226), 홀더 후면(228), 홀더 상부 표면(222) 및 홀더 하부 표면(224) 사이에서 종방향 축(L)에 횡방향으로 연장되는 홀더 전방 표면(236)을 추가로 포함하고,
    홀더 전방 표면(236)은 제3 시트 접촉부(218)와 교차하는, 절삭 공구(200).
13. 제9항에 있어서,
    공구 홀더(202)는 종방향 축(L)에 횡방향으로 연장되고 시트 지지면(210)으로 개방되는 체결 보어(230)를 더 포함하고, 및
    절삭 인서트(100)는 체결 부재(232)에 의해 인서트 시트(204)에 부착되고, 절삭 인서트(100)의 관통 보어(124)를 통과하고, 공구 홀더(202)의 체결 보어(230)와 맞물리는, 절삭 공구(200).
14. 제9항에 있어서, 제1 시트 접촉부(214)를 포함하는 제1 평면(A1), 및 제2 및 제3 시트 접촉부들(218, 220)을 포함하는 제2 평면(A2)은 후방 방향(DR)으로 수렴하여, 그 사이에 수렴각(φ)을 형성하는, 절삭 공구(200).
15. 장착 구멍의 중심 축에 직교하는 제1 대칭 평면에 기초한 거울 상 대칭을 갖고, 중심 축을 포함하는 제2 대칭 평면에 기초한 거울 상 대칭을 더 갖는 절삭 인서트이며, 절삭 인서트는:
    전면, 전면에 대향하는 후면, 전면과 후면 사이를 연결하는 주변 측부 표면, 및 전면과 후면을 관통하는 장착 구멍을 포함하고,
    주변 측부 표면은 중심 축에 평행하게 형성되고,
    주변 측부 표면은:
    중심 축에 평행한 제1 절삭날, 및 제1 레이크면 및 제1 절삭날에 인접한 제1 플랭크를 포함하는 제1 절삭부;
    제2 대칭 평면에 기초하여 제1 절삭부에 대해 거울 상 대칭을 갖고, 중심 축에 평행한 제2 절삭날, 및 제2 레이크면 및 제2 절삭날에 인접한 제2 플랭크를 포함하는 제2 절삭부;
    제1 절삭부 및 제2 절삭부가 제공된 팁부(tip portion)에 대향하는 측의 기단부(base end portion);
    제1 레이크면과 연속하는 제3 평면;
    제3 평면과 기단부의 일단을 연결하는 제1 평면;
    제2 대칭 평면에 기초하여 제3 평면에 대해 거울 상 대칭을 갖고 제2 레이크면과 연속하는 제4 평면; 및
    제2 대칭 평면에 기초하여 제1 평면에 대하여 거울 상 대칭을 갖고, 제4 평면과 기단부의 타단부를 연결하는 제2 평면, 및
    제1 플랭크는 제1 절삭날의 융기부 라인을 포함하고, 제2 평면 또는 제2 평면으로 연장되는 가상 평면에 직교하는 제3 기준 평면에 대해 양의 여유각을 갖는, 절삭 인서트.
16. 제15항에 있어서, 제3 평면은 제2 평면에 평행하게 형성되고, 제2 대칭 평면에 기초하여 제3 평면에 대해 거울 상 대칭을 갖는 제4 평면은 제1 평면에 평행하게 형성되는, 절삭 인서트.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 제1 평면으로부터 연장되는 가상 평면과 제2 평면으로부터 연장되는 가상 평면이 서로 교차하는 교차 라인으로부터 중심 축까지의 거리는 제1 절삭날의 융기부 라인으로부터 중심 축까지의 거리보다 긴, 절삭 인서트.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 전면 및 후면은 장착 구멍이 배열되는 후벽 영역과, 전면과 후면 사이의 판 두께가 후벽 영역의 판 두께보다 작은 박벽 영역으로 분할되고,
    제1 평면 및 제2 평면 모두는 주변 측부 표면이 후벽 영역에 인접되는 부분 및 주변 측부 표면이 박벽 영역에 인접되는 부분에 걸치도록 형성되는, 절삭 인서트.
19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 기준 평면과 제2 평면으로부터 연장되는 가상 평면이 서로 교차하는 교차 라인은 팁으로부터 제2 평면의 거리가 제1 절삭날의 블레이드 폭 이하가 되도록 하는, 절삭 인서트.