KR20240010565A - 금속 절삭 선삭 공구 - Google Patents

Abstract

선삭 인서트 (2) 및 공구 보디 (3) 를 포함하는 선삭 공구 (1) 로서, 상기 선삭 인서트 (2) 는 주변 측면 (6) 에 의해 연결된 반대편으로 향하는 상부 표면 (4) 및 하부 표면 (5) 을 포함하고, 상기 선삭 공구 (1) 는 상기 선삭 인서트 (2) 를 위한 포켓 (7) 을 포함하고, 상기 포켓 (7) 은 하부 지지 표면 (8), 제 1 포켓 측면 (9) 및 제 2 포켓 측면 (10) 을 포함하며, 상기 제 1 포켓 측면 (9) 과 상기 제 2 포켓 측면 (10) 은 예각 (γ) 을 형성하고, 상기 제 1 포켓 측면 (9) 은 제 1 측 지지 표면 (11) 및 제 2 측 지지 표면 (12) 을 포함하고, 상기 제 2 포켓 측면 (10) 은 제 3 측 지지 표면 (13) 및 제 4 측 지지 표면 (14) 을 포함하며, 상기 제 1 측 지지 표면 (11) 과 상기 제 2 측 지지 표면 (12) 사이에 제 1 리세스 (15) 가 형성되고, 상기 제 3 측 지지 표면 (13) 과 상기 제 4 측 지지 표면 (14) 사이에 제 2 리세스 (16) 가 형성되며, 각각의 리세스 (15; 16) 는 상기 주변 측면 (6) 과 개별 포켓 측면들 (9, 10) 사이에 갭 (26, 27) 을 형성하는, 선삭 공구 (1).

Description

금속 절삭 선삭 공구

본 발명은 금속 절삭의 기술 분야에 속한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 선삭 분야에 속한다.

본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 선삭 공구에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 선삭 인서트 및 공구 보디를 포함하는 선삭 공구로서, 상기 선삭 인서트는 주변 측면에 의해 연결된 반대편으로 향하는 상부 표면 및 하부 표면을 포함하고, 상기 선삭 공구는 선삭 인서트를 위한 포켓을 포함하고, 상기 포켓은 하부 지지 표면과 제 1 및 제 2 포켓 측면들을 포함하며, 제 1 및 제 2 포켓 측면들이 예각을 형성하는, 상기 선삭 공구에 관한 것이다.

금속 절삭에서, 선삭은 흔한 작업이다. CNC-선반이 흔히 사용된다. 보통, 금속 가공물로부터 복잡한 형상이 기계가공된다. 선삭 작업은 페이싱 및 아웃-페이싱(out-facing) 또는 반대 방향들에서의 종방향 선삭과 같이, 통상적으로 상이한 이송 방향들에서 선삭을 위한 복수의 선삭 공구들을 사용함으로써 수행된다. 예를 들어, 90도 코너를 선삭할 때, 종래의 접근법은 적어도 2 개의 상이한 선삭 공구들을 사용하는 것이었다.

EP 3 153 261 A1 은 인서트 마모를 감소시키면서 전술한 단점들을 극복하는 것을 목적으로 하는 선삭 공구를 개시한다.

본 발명자들은 최신 기술이 일부 단점을 갖는다는 것과 추가로 개선된 선삭 공구에 대한 필요성이 존재한다는 것을 발견하였다.

특히, 본 발명자들은 EP 3 153 261 A1 에 개시된 선삭 공구의 단점은 절삭 깊이 가능성이 아웃-페이싱에서 제한된다는 것을 발견하였다.

목적은 복수의 이송 방향에서 더 많은 정도로 이용 가능한 개선된 선삭 공구를 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 높은 정확도로 기계가공하는 데 사용될 수 있는 선삭 공구를 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 경제적인 방식으로 제조될 수 있는 선삭 인서트를 포함하는 선삭 공구를 제공하는 것이다.

상기 목적들 중 적어도 하나는 초기에 정의된 선삭 공구로서, 제 1 포켓 측면은 제 1 및 제 2 측 지지 표면들을 포함하고, 제 2 포켓 측면은 제 3 및 제 4 측 지지 표면들을 포함하고, 제 1 및 제 2 측 지지 표면들 사이에 제 1 리세스가 형성되고, 제 3 및 제 4 측 지지 표면들 사이에 제 2 리세스가 형성되고, 각각의 리세스가 주변 측면과 개별 포켓 측면들 사이에 갭을 형성하는, 선삭 공구에 의해 달성된다.

이러한 선삭 공구에 의해, 특히 복수의 이송 방향들로 선삭할 때 프레싱 및 소결에 의해 만들어진 선삭 인서트들을 사용할 때, 더 적은 인서트 이동 및 더 큰 인서트 위치 정확도로 인해, 기계가공된 표면이 더 큰 정확도로 기계가공될 수 있다. 측 접촉 표면들 또는 측 지지 표면들이 그라인딩 또는 유사한 시간 소모 공정을 겪지 않은 프레싱 및 소결을 통해 만들어진 선삭 인서트는 형상의 변형, 특히 인서트를 더 볼록하게 만드는 변형의 위험을 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 이러한 의미에서의 변형은 이상적인 형상으로부터 벗어난 형상을 의미한다. 이는 절삭날의 표면 생성 지점으로부터 포켓 측면과 접촉하는 측 지지 표면까지의 거리가 너무 크면, 선삭의 굽힘 (bending), 심지어 선삭 인서트의 균열 위험을 증가시킨다.

선삭 공구는 CNC-선반, 즉 컴퓨터- 또는 컴퓨터화된 수치 제어 선반, 즉 예를 들어 선삭 선반, 멀티태스크 기계, 선삭-밀 기계, 또는 슬라이딩 헤드 기계와 같은 선삭에 적합한 임의의 CNC-기계를 위한 것이다. 선삭 공구는 금속 가공물을 기계가공하기 위한 것이며, 이러한 금속 가공물은 반경방향 외부 표면인 외측 표면을 포함하고, 반경방향 외부 표면은 금속 가공물의 회전 중심인 회전축으로부터 멀어지는 쪽을 향한다. 선삭 공구는 반경방향 외부 표면의 선삭, 즉 외측 선삭을 위한 것이다. 대안적으로, 선삭 공구는 내측 선삭을 위한 것일 수도 있다.

선삭 공구는 커플링 부분 형태로 전방 단부 및 반대편 후방 단부를 포함한다. 커플링 부분은 CNC-선반에, 더 구체적으로는 기계 스핀들 또는 공구 리볼버 터릿 또는 공구 포스트와 같은 CNC-선반의 기계 인터페이스에 제거 가능하게 연결될 수 있다.

커플링 부분은 단면이 정사각형 또는 직사각형 형상일 수도 있다. 커플링 부분은 바람직하게는 ISO 표준 26623-1 에 따르는 것과 같이 원추형 또는 실질적으로 원추형일 수도 있다.

커플링 부분은 커플링 축 또는 중심축을 따라 연장되며, 이 중심축은 선삭 공구의 종축을 규정한다.

선삭 인서트는 초경합금과 같은 내마모성 재료로부터 제조된다. 공구 보디는 바람직하게는 강으로부터 제조된다. 선삭 인서트의 상부 표면은 레이크 표면(rake face)으로서 기능하기에 적합하고, 칩 브레이킹 또는 칩 제어를 향상시키기 위해 돌출부 및/또는 함몰부와 같은 칩 브레이킹 수단을 포함할 수도 있다. 하부 표면은 포켓 또는 인서트 시트의 하부 표면과 접촉하기에 적합한 접촉 표면 또는 안착 표면을 포함한다. 상부 표면 및 하부 표면은 선삭 인서트가 가역적이도록 동일하거나 실질적으로 동일할 수도 있다. 상부 표면과 하부 표면은 주변 측면에 의해 연결되고, 이는 클리어런스 표면 (clearance surface) 으로서 그리고 접촉 표면 또는 안착 표면으로서 기능하며, 즉 포켓 측면들과 접촉하기에 적합하다.

주변 측면과 상부 표면 사이의 경계에 절삭날이 형성된다. 상기 절삭날은 주변형일 수도 있고, 복수의 날 부분들을 포함한다.

선삭 인서트는 상면도에서 다각형 형상이다. 바람직하게는, 선삭 인서트는 상면도에서 마름모꼴 형상 또는 실질적으로 마름모꼴 형상이다. 예를 들어, 선삭 인서트의 주변부는 상면도에서 복수의 선형 세그먼트들을 포함할 수도 있다. 선형 세그먼트들 중 가장 긴 세그먼트가 마름모꼴 형상을 형성하면, 선삭 인서트는 마름모꼴 형상 또는 실질적으로 마름모꼴 형상을 갖는 것으로 간주될 수 있다.

선삭 공구는 선삭 인서트를 위한 포켓 또는 인서트 시트를 포함한다. 포켓은 선삭 인서트의 하부 표면과 접촉하기 위한 하부 지지 표면, 및 주변 측면과 접촉하기 위한 제 1 및 제 2 포켓 측면들을 포함한다.

제 1 및 제 2 포켓 측면들은 상면도에서 예각을 형성한다.

제 1 및 제 2 측 지지 표면들과 접촉하는 제 1 가상 평면은 제 3 및 제 4 측 지지 표면들과 접촉하는 제 2 가상 평면과 예각을 형성한다.

제 1 포켓 측면은 선삭 인서트를 향해 돌출하는 제 1 및 제 2 측 지지 표면들 또는 접촉 표면들을 포함한다.

제 2 포켓 측면은 선삭 인서트를 향해 돌출하는 제 3 및 제 4 측 지지 표면들 또는 접촉 표면들을 포함한다.

제 1 및 제 2 측 지지 표면들 사이에 제 1 리세스가 형성된다. 제 1 리세스는 상면도에서 오목한 부분의 형태를 갖는다.

제 3 및 제 4 측 지지 표면들 사이에 제 2 리세스가 형성된다. 제 2 리세스는 상면도에서 오목한 부분의 형태를 갖는다.

각각의 리세스는 리세스를 대면하는 개별 포켓 측면과 주변 측면 사이에 갭을 형성한다.

따라서, 주변 측면은 개별 포켓 측면으로부터 이격된다.

주변 측면은 4 개의 측 지지 표면들 중 적어도 3 개와 접촉한다.

선삭 공구는 바람직하게는 예를 들어 인서트 나사 또는 상부 클램프와 같은, 선삭 인서트를 포켓 내에 유지하기 위한 클램핑 수단을 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 측 지지 표면들 중 적어도 2 개는 볼록하다.

그러한 선삭 공구에 의해, 측 지지 표면들의 변형은, 특히 선삭 인서트가 약간 볼록한 경우에, 더욱 느리게 증가한다. 그러한 선삭 공구에 의해, 특히 선삭 인서트의 측 접촉 표면들의 형상이 약간 볼록한 경우, 인서트 이동의 위험이 더 적다.

측 지지 표면들 중 적어도 2 개, 바람직하게는 3 개, 더욱 바람직하게는 4 개가 상면도에서 볼록하다.

각각의 측 지지 표면의 길이는 바람직하게는 2 ~ 4 mm 이다.

일 실시형태에 따르면, 선삭 인서트는 그의 중심축에 대해 180°대칭이거나 인덱서블 (indexable) 이고, 중심축은 상부 및 하부 표면들을 가로지르며, 선삭 인서트는 2 개의 반대편 노즈 절삭날들을 포함하고, 상면도에서, 선삭 인서트는 상기 노즈 절삭날들 사이에서 제 1 거리로 연장되고, 제 1 거리에 수직인 제 2 거리로 연장되며, 제 1 거리는 제 2 거리보다 크다.

이러한 선삭 공구에 의해, 선삭 인서트는 인덱서블이고, 따라서 사용 수명이 연장된다.

즉, 상면도에서 선삭 인서트는 노즈 절삭날들을 가로지르는 축을 따라 상기 축에 수직인 방향에서보다 더 세장형이다. 노즈 절삭날들은 볼록하다. 상기 거리들은 상면도에서 중심축을 가로지른다. 제 2 거리는 2 개의 둔각 코너들 사이에 있다.

일 실시형태에 따르면, 선삭 공구는 커플링 부분을 포함하고, 커플링 부분은 커플링 축을 따라 연장되고, 커플링 축은 선삭 공구의 종축을 규정하며, 2 개의 반대편 노즈 절삭날들 사이의 라인이 커플링 축에 대해 35 ~ 55°의 각도를 형성한다.

이러한 선삭 공구에 의해, 선삭 인서트는 비교적 넓은 절삭 깊이로 보다 넓은 범위의 이송 방향들이 가능하도록 위치결정되거나 안착된다. 이러한 선삭 공구는 반대 방향들 그리고 인- 및 아웃-페이싱으로 축방향 선삭에 사용될 수 있다. 이러한 선삭 공구는 45°미만의 비교적 낮은 진입 각도로 선삭에 사용될 수 있으며, 이는 인서트 마모를 감소시킨다.

상면도에서, 2 개의 반대편 노즈 절삭날들 사이의 라인이 커플링 축에 대해 35 ~ 55°, 더 바람직하게는 40 ~ 50°의 각도를 형성한다. 상면도에서는 선삭 인서트의 상부 표면이 뷰어를 향한다. 상기 라인은 활성 위치, 즉 제 1 노즈 절삭날이 금속을 절삭하여 기계가공된 표면을 생성할 수 있는 위치에 있는 선삭 인서트의 노즈 부분의 이등분선이다. 커플링 축은 종축이고, 선삭 공구의 전방 단부로부터 선삭 공구의 후방 단부까지 연장된다. 선삭 인서트를 위한 포켓 또는 시트는 전방 단부에 형성된다. 선삭 공구의 후방 단부는 커플링 부분의 형태를 갖는다. 커플링 부분은 CNC-선반에, 더 구체적으로는 기계 스핀들 또는 공구 리볼버 터릿 또는 공구 포스트와 같은 CNC-선반의 기계 인터페이스에 제거 가능하게 연결될 수 있다.

커플링 부분은 단면이 정사각형 또는 직사각형 형상일 수도 있다. 커플링 부분은 바람직하게는 ISO 표준 26623-1 에 따르는 것과 같이 원추형 또는 실질적으로 원추형일 수도 있다.

일 실시형태에 따르면, 제 1 포켓 측면으로부터 커플링 축까지의 거리가 제 2 포켓 측면으로부터 커플링 축까지의 거리보다 짧고, 커플링 부분으로부터 제 1 측 지지 표면까지의 거리가 커플링 부분으로부터 제 2 측 지지 표면까지의 거리보다 짧고, 커플링 부분으로부터 제 3 측 지지 표면까지의 거리가 커플링 부분으로부터 제 4 측 지지 표면까지의 거리보다 짧고, 제 3 측 지지 표면은 상면도에서 제 4 측 지지 표면의 곡률반경보다 작은 곡률반경만큼 볼록하게 만곡되어 있다.

이러한 선삭 공구에 의해, 본 발명자들은 특히 선삭 인서트의 측 지지 표면들이 약간 볼록한 경우 접촉 점들 또는 영역들뿐만 아니라 측 지지 표면들의 변형률 둘 다를 고려하여 선삭 공구의 성능이 개선된다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 본 발명자들은, 종방향 선삭에서 제 4 측 지지 표면과 같은 더 전방의 측 지지 표면이 제 3 측 지지 표면과 같은 더 후방의 측 지지 표면에 비해 소성 변형되기 더 쉽다는 것을 발견하였다. 따라서, 제 4 측 지지 표면의 너무 높은 변형을 피하기 위해, 곡률반경은 제 3 측 지지 표면보다 커야 한다. 상대적으로 낮은 변형률로 인해 제 3 측 지지 표면이 큰 곡률반경을 가질 필요는 없다. 더 작은 곡률반경은 접촉 위치가 더 예측 가능할 수 있으며 제 4 측 지지 표면으로부터 더 먼 거리에 위치될 수 있다는 것을 보장하며, 이는 특히 인서트가 약간 볼록한 경우, 포켓 내에서의 인서트 이동의 위험을 감소시킨다. 제 4 측 지지 표면의 곡률반경은 바람직하게는 제 3 측 지지 표면의 곡률반경의 140 ~ 400 % 이다. 제 4 측 지지 표면의 곡률반경은 바람직하게는 60 ~ 200 mm, 보다 더 바람직하게는 80 ~ 150 mm 이다. 제 3 측 지지 표면의 곡률반경은 바람직하게는 20 ~ 100 ㎜, 보다 더 바람직하게는 40 ~ 60 ㎜ 이다.

바람직하게는, 제 3 측 지지 표면은 상면도에서 제 2 측 지지 표면의 곡률반경보다 작은 곡률반경만큼 볼록하게 만곡되어 있다.

제 2 측 지지 표면은 제 1 측 지지 표면보다 더 전방에 있으며, 여기서 전방은 선삭 공구의 후방 단부로부터 멀리 있고, 활성 위치, 즉 금속을 절삭하기 위한 위치에 있는 노즈 절삭날에 더 가깝다. 유사하게, 제 4 측 지지 표면은 제 3 측 지지 표면보다 더 전방에 있다.

제 1 포켓 측면의 중간 지점으로부터 커플링 축까지의 거리가 제 2 포켓 측면의 중간 지점으로부터 커플링 축까지의 거리보다 짧다.

중심축으로부터 제 1 측 지지 표면까지의 거리가 중심축으로부터 제 2 측 지지 표면까지의 거리보다 작다.

중심축으로부터 제 3 측 지지 표면까지의 거리가 중심축으로부터 제 4 측 지지 표면까지의 거리보다 작다.

제 2 측 지지 표면의 곡률반경은 바람직하게는 제 1 측 지지 표면의 곡률반경의 140 ~ 400 % 이다. 제 2 측 지지 표면의 곡률반경은 바람직하게는 60 ~ 200 mm, 보다 더 바람직하게는 80 ~ 150 mm 이다. 제 1 측 지지 표면의 곡률반경은 바람직하게는 20 ~ 100 ㎜, 보다 더 바람직하게는 40 ~ 60 ㎜ 이다. 이러한 선삭 공구에 의해, 측 지지 표면들의 높은 변형 위험은 충분히 낮지만, 동시에 접촉 점들 또는 영역들은, 특히 약간 볼록한 측 지지 표면들을 갖는 선삭 인서트의 경우, 양호한 접촉 및 낮은 인서트 이동 위험을 보장하도록 충분히 이격될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 선삭 인서트는 제 1 및 제 2 노즈 부분들을 포함하고, 제 1 노즈 부분은 제 1 노즈 절삭날을 포함하며, 제 2 노즈 부분은 제 2 노즈 절삭날을 포함하고, 각각의 노즈 부분이 예각 노즈 각도를 형성한다.

이러한 선삭 공구에 의해, 더 복잡한 형상이 기계가공될 수 있다. 이러한 선삭 공구에 의해, 예를 들어 90°코너와 같이 더 많은 이송 방향들이 가능하다. 제 1 노즈 각도는 통상적으로 상면도에서 측정된다. 제 2 절삭날의 상면도는 제 2 레이크 표면이 뷰어를 향하는 때이다. 바람직하게는 상기 제 1 노즈 각도는 15 ~ 85°, 보다 더 바람직하게는 25 ~ 83°이다. 바람직하게는 제 2 노즈 각도는 제 1 노즈 각도와 동일하거나 실질적으로 동일하다.

제 1 노즈 절삭날에 의해 제 1 및 제 2 절삭날들 (28, 29) 이 연결된다. 제 1 절삭날과 제 2 절삭날 사이의 각도가 제 1 노즈 각도 (α) 를 규정한다. 대응하는 방식으로, 제 2 노즈 절삭날 (18) 은 제 3 절삭날 (30) 과 제 4 절삭날 (31) 을 연결하고, 이들은 제 2 노즈 각도 (β) 를 형성한다.

일 실시형태에 따르면, 제 2 거리와 일치하는 라인이 선삭 인서트를 전방 절반부 및 후방 절반부로 나누고, 선삭 인서트의 후방 절반부의 주변 측면만이 공구 보디와 접촉한다.

이러한 선삭 공구에 의해, 비교적 높은 절삭 깊이로 상이한 방향들에서의 기계가공 가능성이 더욱 향상된다.

선삭 인서트의 후방 절반부의 주변 측면의 일부만이 공구 보디와 접촉한다. 즉, 측 지지 표면들은 선삭 인서트의 전방 절반부와 접촉하지 않고 단지 선삭 인서트의 후방 절반부와 접촉한다.

따라서, 선삭 인서트의 전방 절반부의 일부인 모든 절삭날들은 활성 위치에 있어서, 선삭에 사용될 수 있다.

전방 절반부와 후방 절반부를 나누는 라인은 바람직하게는 선삭 인서트의 2 개의 둔각 코너들 사이에 그려진다. 상기 2 개의 둔각 코너들은 선삭 인서트의 중심축에 가장 가까운 코너들이다.

선삭 인서트의 전방 절반부의 측면은 공구 보디를 향하지 않는다.

일 실시형태에 따르면, 선삭 인서트는 중앙 보어를 포함하고, 중앙 보어는 2 개의 반대편 노즈 절삭날들 사이에서 상부 표면 및 하부 표면 내로 개방되고, 중앙 보어는 중심축을 중심으로 대칭이다.

이러한 선삭 공구에 의해, 선삭 인서트는 인서트 나사 또는 상부 클램프에 의해 클램핑될 수 있다. 중앙 보어는 유지 인서트 나사 형태의 클램핑 수단에 적합하다.

일 실시형태에 따르면, 상면도에서 중앙 보어의 일부가 2 개의 측 지지 표면들 사이에 있다.

이러한 선삭 공구에 의해, 전방 지지 표면들이 활성 노즈 절삭날에 더 가깝기 때문에, 인서트 이동 위험이 더욱 감소된다.

중앙 보어는 활성 위치에 있는 노즈 절삭날에 가장 가까운 2 개의 측 지지 표면들, 더 구체적으로 제 2 및 제 4 측 지지 표면들 사이에 있다. 활성 위치에 있는 노즈 절삭날은 제 1 및 제 2 포켓 측면들이 수렴하는 지점으로부터 가장 멀리 있는 노즈 절삭날이다.

일 실시형태에 따르면, 각각의 리세스는 상면도에서 오목하고, 갭은 0.05 ~ 0.30 mm 이다.

최대 갭은 선삭 인서트의 주변 측면에 수직인 방향으로 측정하여 0.05 ~ 0.30 mm 이다. 최대 갭은 바람직하게는 개별 리세스의 중간 지점에 있다.

이러한 선삭 공구에 의해, 인서트 지지부가 적절하면서, 칩이 갭에 걸릴 위험이 감소된다.

일 실시형태에 따르면, 측 지지 표면들과 접촉하는 선삭 인서트의 주변 측면의 부분들은 편평하거나 실질적으로 편평하거나 볼록하여 500 mm 보다 큰 곡률반경을 갖는다.

따라서, 측 지지 표면들과 접촉하는 선삭 인서트의 주변 측면의 부분들은 편평하고, 약간 볼록하여, 500 mm 초과, 바람직하게는 2000 mm 초과, 보다 더 바람직하게는 5000 mm 초과의 곡률반경을 갖는다. 선삭 인서트는 바람직하게는 완전히 또는 대부분, 즉 90 wt% 초과로 초경합금으로부터 제조된다. 상기 부분들은 프레싱 및 소결 후 그라인딩되지 않는다.

일 실시형태에 따르면, 선삭 공구는 심을 포함하고, 심은 선삭 인서트를 위한 포켓의 하부 지지 표면을 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 상부 표면과 하부 표면 사이의 중간에 기준 평면이 연장되고, 기준 평면으로부터 제 1 노즈 절삭날까지의 거리가 기준 평면으로부터 주변 측면으로부터 이격된 상부 표면의 일부까지의 거리보다 짧다.

즉, 측면도에서 바라볼 때, 상부 표면의 적어도 일부가 제 1 노즈 절삭날보다 높다. 이러한 선삭 인서트에 의해, 상부 표면 상에 형성된 융기된 또는 돌출하는 부분이 칩 브레이커 또는 칩 포머로서 기능할 수 있기 때문에, 선삭에서 칩 브레이킹이 개선될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 기준 평면으로부터 임의의 절삭날까지의 거리가 기준 평면으로부터 주변 측면으로부터 이격된 상부 표면의 일부까지의 거리보다 짧다.

이러한 선삭 공구에 의해, 칩 브레이킹이 더욱 개선될 수 있다. 선삭 인서트는 상부 및 하부 표면들이 지지 표면들을 포함하도록 양면형일 수도 있다. 상기 지지 표면들은 바람직하게는 편평하고 기준 평면에 평행한 평면들에 위치된다. 상기 지지 표면들은 바람직하게는 절삭날들로부터 이격된다. 상기 지지 표면들은 바람직하게는 주변 측면으로부터 이격된다.

이제 본 발명의 실시형태의 설명에 의해 그리고 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이다.
도 1 은 제 1 실시형태에 따른 선삭 공구의 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 선삭 공구의 정면도이다.
도 3 은 도 1 의 선삭 공구의 상면도이다.
도 4 는 도 1 의 선삭 공구의 측면도이다.
도 5 는 도 1 의 선삭 공구의 상면도이다.
도 6 은 도 5 의 섹션 A 의 확대도이다.
도 7 은 도 6 의 섹션 B 의 확대도이다.
도 8 은 도 6 의 섹션 C 의 확대도이다.
도 9 는 도 6 의 섹션 D 의 확대도이다.
도 10 은 도 1 의 공구 보디의 사시도이다.
도 11 은 도 10 의 선삭 공구의 정면도이다.
도 12 는 도 1 의 선삭 공구의 상면도이다.
도 13 은 도 1 의 선삭 공구의 측면도이다.
도 14 는 도 1 의 선삭 공구의 상면도이다.
도 15 는 도 14 의 섹션 A 의 확대도이다.
도 16 은 도 15 의 섹션 B 의 확대도이다.
도 17 은 도 15 의 섹션 C 의 확대도이다.
도 18 은 도 15 의 섹션 D 의 확대도이다.
도 19 는 도 1 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 20 은 도 1 의 선삭 인서트의 상면도이다.
도 21 은 제 2 실시형태에 따른 공구 보디의 상면도이다.
도 22 는 선삭 인서트의 정면도이다.
도 23 은 도 22 의 선삭 인서트의 사시도이다.

제 1 실시형태에 따른 금속 가공물 (미도시) 을 기계가공하기 위한 선삭 공구 (1) 를 도시하는 도 1 내지 도 6 을 참조한다. 제 1 실시형태에 따른 선삭 공구 (1) 는 공구 보디 (3), 선삭 인서트 (2) 및 심 (24) 을 포함한다. 선삭 공구 (1) 는 선삭 인서트 (2) 를 위한 포켓을 포함한다. 선삭 인서트 (2) 는 주변 측면 (6) 에 의해 연결된 반대편으로 향하는 상부 표면 (4) 및 하부 표면 (5) 을 포함한다. 심 (24) 은 선삭 인서트 (2) 를 위한 포켓의 하부 지지 표면 (8) 을 포함한다. 선삭 공구 (1) 는 CNC 선반 (도시되지 않음) 의 기계 인터페이스에 연결되기에 적합한 커플링 부분 (25) 을 포함한다. 커플링 부분 (25) 은 커플링 축 (A2) 을 따라 연장되고, 이 커플링 축 (A2) 은 선삭 공구 (1) 의 종축을 규정한다. 커플링 부분은 ISO 26623-1:2014 에 따른 것과 같은 플랜지 접촉 표면을 갖는 다각형의 중공 테이퍼 인터페이스, 또는 예컨대 DIN 69893, ISO 12164-1 또는 ISO 12164-1F 에 따른 것과 같은 플랜지 접촉 표면을 갖는 중공 테이퍼의 형태로, 테이퍼형 또는 원뿔형 또는 실질적으로 원뿔형 부분 및 링-형상 부분을 포함한다. 커플링 부분은 대안적으로 커플링 축에 수직한 단면에서 정사각형 형상 (미도시) 또는 직사각형 형상 (미도시) 일 수도 있다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 측 지지 표면들 (11, 12; 13, 14) 은 평면도에서 볼록하게 만곡되어, 각각의 곡률 반경 (R1, R2, R3 및 R4) 을 갖는다. 2 개의 반대편 노즈 절삭날들 (17, 18) 사이의 라인이 커플링 축 (A2) 에 대해 약 45°의 각도 (δ) 를 이룬다.

도 6 에 도시된 바와 같이, 포켓은 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 측 지지 표면 (11, 12, 13, 14) 을 포함한다. 제 1 측 지지 표면 (11) 과 제 2 측 지지 표면 (11, 12) 사이에 제 1 리세스 또는 오목부 (15) 가 형성된다. 제 3 측 지지 표면 (13) 과 제 4 측 지지 표면 (14) 사이에 제 2 리세스 (16) 또는 오목부가 형성된다. 각각의 리세스 (15, 16) 는 주변 측면과 개별 포켓 측면 (9, 10) 사이에 갭 (26, 27) 을 형성한다. 갭 (26, 27) 은 측 지지 표면 및 각각의 리세스 (15, 16) 의 중앙 부분에 수직으로 측정했을 때 0.05 내지 0.30 mm 이다. 선삭 인서트 (2) 는 그 중심축 (A1) 에 대해 180°대칭이다. 중심축 (A1) 은 상부 표면 (4) 및 하부 표면 (5) 을 가로지른다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 선삭 인서트 (2) 는 2 개의 반대편 노즈 절삭날들 (17, 18) 을 포함한다. 상면도에서, 선삭 인서트 (2) 는 상기 노즈 절삭날들 (17, 18) 사이에서 제 1 거리로 연장되고, 제 1 거리에 수직인 제 2 거리 (D2) 로 연장되며, 제 1 거리는 제 2 거리 (D2) 보다 크다. 제 2 거리 (D2) 와 일치하는 라인이 선삭 인서트 (2) 를 전방 절반부 (21) 와 후방 절반부 (22) 로 나눈다. 선삭 인서트 (2) 의 후방 절반부 (22) 의 주변 측면 (6) 만이 공구 보디 (3) 와 접촉하고 있다. 선삭 인서트 (2) 는 상부 표면 (4) 및 하부 표면 내로 개방되는 중앙 보어 (23) 를 포함한다. 중앙 보어 (23) 의 일부는 2 개의 측 지지 표면들 (12, 14) 사이에 있다.

도 7 은 도 6 의 섹션 B 의 확대 이미지이며, 여기서 볼록한 제 4 측 지지 표면 (14) 이 도시되고, 이는 선삭의 둔각 코너 부근의 접촉을 보장하여 안정성을 개선한다.

도 8 은 도 6 의 섹션 C 의 확대 이미지이고, 여기서 볼록한 제 3 측 지지 표면 (13) 이 도시되고, 이는 선삭 인서트의 후방 단부 부근의 접촉을 보장하여 안정성을 향상시킨다.

도 9 는 도 6 의 섹션 D 의 확대 이미지이고, 여기서 볼록한 제 2 측 지지 표면 (12) 이 도시되고, 이는 선삭의 둔각 코너 부근의 접촉을 보장하여 안정성을 개선한다.

전술한 선삭 공구 (1) 의 공구 보디 (3) 를 보여주는 도 10 내지 도 15 를 참조한다. 선삭 인서트를 위한 포켓 (7) 이 제 1 포켓 측면 (9) 및 제 2 포켓 측면 (10) 을 포함한다. 도 12 에 도시된 바와 같이, 제 1 포켓 측면 (9) 과 제 2 포켓 측면 (10) 은 예각 (γ) 을 이룬다. 제 1 포켓 측면 (9) 은 제 1 측 지지 표면 (11) 및 제 2 측 지지 표면 (12) 을 포함한다. 제 2 포켓 측면 (10) 은 제 3 측 지지 표면 (13) 및 제 4 측 지지 표면 (14) 을 포함한다. 제 1 측 지지 표면 (11) 과 제 2 측 지지 표면 (11, 12) 사이에 제 1 리세스 또는 오목부 (15) 가 형성된다. 제 3 측 지지 표면 (13) 과 제 4 측 지지 표면 (14) 사이에 제 2 리세스 (16) 또는 오목부가 형성된다. 심 및 선삭 인서트는 도시되지 않는다.

예컨대 도 12 에 도시된 바와 같이, 제 1 포켓 측면 (9) 으로부터 커플링 축 (A2) 까지의 거리는 제 2 포켓 측면 (10) 으로부터 커플링 축 (A2) 까지의 거리보다 짧다.

도 12 는 공구 보디 (3) 의 상면도이며, 여기서 개별 포켓 측면들 (9, 10) 은 약 55°의 각도 (γ) 를 형성한다. 점선들은 개별 측 지지 표면들에 접촉한다.

도 13 은 전술한 공구 보디 (3) 의 측면도를 도시한다. 인서트 시트 또는 포켓 (7) 은 심 없이 도시되며, 심은 포켓 (7) 의 하부 지지 표면을 형성한다.

도 14 는 개별 곡률 반경 (R1, R2, R3, R4) 을 갖는 측 지지 표면들 (11, 12, 13, 14) 이 어떻게 볼록하게 만곡되는지를 보여준다. 제 3 측 지지 표면 (13) 은 제 4 측 지지 표면 (14) 의 곡률반경 (R4) 보다 작고 제 2 측 지지 표면 (12) 의 곡률반경 (R2) 보다 작은 곡률반경 (R3) 만큼 볼록하게 만곡되어 있다. 커플링 부분 (25) 으로부터 제 1 측 지지 표면 (11) 까지의 거리는 커플링 부분 (25) 으로부터 제 2 측 지지 표면 (12) 까지의 거리보다 짧다. 커플링 부분 (25) 으로부터 제 3 측 지지 표면 (13) 까지의 거리는 커플링 부분 (25) 으로부터 제 4 측 지지 표면 (14) 까지의 거리보다 짧다.

도 15 는 도 14 의 섹션 A 의 확대 이미지이다. 볼록한 측 지지 표면들 (11, 12, 13, 14) 은 선삭 인서트의 주변 측면의 가장 큰 편평한 또는 거의 편평한 부분들의 반대편 단부들과 접촉하도록 배열된다. 선삭은 오른쪽을 향해 그리고 왼쪽을 향해 (낮은 진입 각도로) 이루어질 수 있다. 선삭은 또한 상향으로 (아웃-페이싱) 그리고 하향으로 (페이싱) 이루어질 수 있다.

도 16 은 도 15 의 섹션 B 의 확대 이미지이며, 여기서 볼록한 제 4 측 지지 표면 (14) 이 도시되고, 이는 선삭의 둔각 코너 부근의 접촉을 보장하여 안정성을 개선한다.

도 17 은 도 15 의 섹션 C 의 확대 이미지이고, 여기서 볼록한 제 3 측 지지 표면 (13) 이 도시되고, 이는 선삭 인서트의 후방 단부 부근의 접촉을 보장하여 안정성을 향상시킨다.

도 18 는 도 15 의 섹션 D 의 확대 이미지이고, 여기서 볼록한 제 2 측 지지 표면 (12) 이 도시되고, 이는 선삭의 둔각 코너 부근의 접촉을 보장하여 안정성을 개선한다.

도 19 는 제 1 실시형태에 따른 선삭 공구의 일부인 선삭 인서트 (2) 를 도시한다. 선삭 인서트 (2) 는 제 1 노즈 부분 (19) 및 제 2 노즈 부분 (20) 을 포함한다. 선삭 인서트 (2) 는 2 개의 반대편 노즈 절삭날들 (17, 18) 사이에서, 상부 표면 (4) 및 하부 표면 내로 개방되는 중앙 보어 (23) 를 포함한다. 중앙 보어 (23) 는 중심축 (A1) 을 중심으로 대칭이다. 제 1 노즈 부분 (19) 은 제 1 노즈 절삭날 (17) 을 포함한다. 제 2 노즈 부분 (20) 은 제 2 노즈 절삭날 (18) 을 포함한다. 제 1 노즈 절삭날 (17) 에 의해 제 1 절삭날 (28) 과 제 2 절삭날 (29) 이 연결된다. 제 1 절삭날과 제 2 절삭날 사이의 각도가 80°인 제 1 노즈 각도 (α) 를 규정한다. 대응하는 방식으로, 제 2 노즈 절삭날 (18) 은 제 3 절삭날 (30) 과 제 4 절삭날 (31) 을 연결하고, 이들은 80°인 제 2 노즈 각도 (β) 를 형성한다. 상부 표면 (4) 의 주변부는 한 세트의 절삭날들 (17, 18, 28, 29, 30, 31) 을 포함한다. 선삭 인서트 (2) 는 제 1 거리 (D1) 에 수직인 제 2 거리 (D2) 에서보다 노즈 절삭날들 (17, 18) 사이의 제 1 거리 (D1) 로서 규정된 방향에서 더 세장형이며, 여기서 제 2 거리 (D2) 는 2 개의 둔각 코너들 사이에 있다. 이러한 세장형 마름모꼴 선삭 인서트에 의해, 노즈 각도들 (α, β) 은 예각일 수 있고, 이에 의해 복수의 방향들에서 효율적인 선삭 가능성을 개선한다.

도 20 은 선삭 인서트 (2) 의 상면도를 도시한다. 선삭 인서트 (2) 는 중심축 (A1) 과 일치하는 중앙 보어 (23) 를 포함한다. 이상적인 선삭 인서트의 상부 표면 (4) 의 경계 또는 주변부는 32 로 표시된다. 이상적인 주변부는 직선들을 포함하여, 포켓의 측 지지 표면들과 접촉하는 편평한 표면들을 생성한다. 하지만, 본 발명자들은 소결 및 프레싱 후, 선삭 인서트 (2) 의 형상이 이상적인 형상으로부터 벗어날 위험이 존재한다는 것을 발견하였다. 보다 정확하게, 주변 라인 (33) 으로 예시된 바와 같이, 상부 표면의 경계 또는 주변부가 적어도 부분적으로 볼록할 위험이 존재한다. 설명 목적으로, 볼록함이 과장되었다. 주변 라인 (33) 에 의해 예시된 바와 같은 선삭 인서트의 볼록함은 인서트 지지 및 접촉 표면에 관한 문제를 야기하며, 이는 중앙 오목부 또는 리세스에 의해 이격된 볼록한 측 지지 표면에 의해 극복되었다.

도 21 은 제 2 실시형태에 따른 선삭 공구의 일부인 공구 보디를 도시한다. 제 1 실시형태와 비교하여 유일한 차이점은 볼록하게 만곡된 측 지지 표면들 (11, 12, 13, 14) 의 개별 곡률 반경 (R1, R2, R3, R4) 이다. 제 3 측 지지 표면 (13) 은 제 4 측 지지 표면 (14) 의 곡률반경 (R4) 보다 작고 제 2 측 지지 표면 (12) 의 곡률반경 (R2) 보다 작은 곡률반경 (R3) 만큼 볼록하게 만곡되어 있다.

선삭 인서트 (2) 는 바람직하게는 비-편평한 상부 표면 (4) 을 가지며, 이는 도 22 및 도 23 에 도시되어 있다. 도 22 및 도 23 에 도시된 선삭 인서트 (2) 는 제 1 또는 제 2 실시형태에 따른 선삭 공구의 일부일 수 있고, 양면형 또는 가역적이며, 이는 상부 표면 (4) 및 하부 표면 (5) 이 레이크 표면들 및 하부 지지 표면들로서 대안적으로 사용 가능하다는 것을 의미한다. 상부 표면 (4) 및 하부 표면 (5) 은 도 22 에 도시된 바와 같이, 상부 표면 (4) 과 하부 표면 (5) 사이의 중간에 위치된 기준 평면 또는 중간 평면 (RP) 에 대해 대칭적으로 또는 실질적으로 대칭적으로 배열된다. 제 1 절삭날 (28) 및 제 2 절삭날 (28, 29) 은 제 1 노즈 절삭날 (17) 로부터의 거리가 증가함에 따라 하향으로, 즉 기준 평면 (RP) 을 향해 경사진다. 이러한 선삭 인서트에 의해, 낮은 진입 각도를 갖는 선삭에서 칩 브레이킹이 개선된다. 상부 표면 (4) 의 중앙 부분, 즉 주변부로부터 이격된 상부 표면 (4) 의 일부는 주변부에 대해 융기된다. 이러한 선삭 인서트에 의해, 융기된 칩 브레이커가 상부 표면 (4) 에 형성될 수 있기 때문에 선삭에서 칩 브레이킹이 더 개선될 수 있다. 칩 브레이커로서 기능하기에 적합한 상부 표면 (4) 의 일부는 상부 표면 (4) 의 모든 주변부에 대해 융기된다. 기준 평면 (RP) 으로부터 제 1 노즈 절삭날 (17) 까지의 거리는 기준 평면 (RP) 으로부터 주변 측면 (6) 으로부터 이격된 상부 표면 (4) 의 일부까지의 거리보다 짧다. 기준 평면 (RP) 으로부터 제 1 노즈 절삭날 (17) 까지의 거리는 기준 평면 (RP) 으로부터 제 1 또는 제 2 절삭날 (28, 29) 의 중간 지점까지의 거리보다 크다.

Claims (14)

1. 선삭 인서트 (2) 및 공구 보디 (3) 를 포함하는 선삭 공구 (1) 로서,
   상기 선삭 인서트 (2) 는 주변 측면 (6) 에 의해 연결된 반대편으로 향하는 상부 표면 (4) 및 하부 표면 (5) 을 포함하고,
   상기 선삭 공구 (1) 는 상기 선삭 인서트 (2) 를 위한 포켓 (7) 을 포함하고, 상기 포켓 (7) 은 하부 지지 표면 (8), 제 1 포켓 측면 (9) 및 제 2 포켓 측면 (10) 을 포함하며,
   상기 제 1 포켓 측면 (9) 과 상기 제 2 포켓 측면 (10) 은 예각 (γ) 을 형성하고,
   상기 제 1 포켓 측면 (9) 은 제 1 측 지지 표면 (11) 및 제 2 측 지지 표면 (12) 을 포함하고,
   상기 제 2 포켓 측면 (10) 은 제 3 측 지지 표면 (13) 및 제 4 측 지지 표면 (14) 을 포함하며,
   상기 제 1 측 지지 표면 (11) 과 상기 제 2 측 지지 표면 (12) 사이에 제 1 리세스 (15) 가 형성되고,
   상기 제 3 측 지지 표면 (13) 과 상기 제 4 측 지지 표면 (14) 사이에 제 2 리세스 (16) 가 형성되며,
   각각의 리세스 (15; 16) 는 상기 주변 측면 (6) 과 개별 포켓 측면들 (9, 10) 사이에 갭 (26, 27) 을 형성하는 것을 특징으로 하는 선삭 공구 (1).
2. 제 1 항에 있어서,
   측 지지 표면들 (11, 12; 13, 14) 중 적어도 2 개가 볼록한, 선삭 공구 (1).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 선삭 인서트 (2) 는 그의 중심축 (A1) 에 대해 180도 대칭이거나 인덱서블 (indexable) 이고,
   상기 중심축 (A1) 은 상기 상부 표면 (4) 및 상기 하부 표면 (5) 을 가로지르며,
   상기 선삭 인서트 (2) 는 2 개의 반대편 노즈 절삭날들 (17, 18) 을 포함하고,
   상면도에서, 상기 선삭 인서트 (2) 는 상기 노즈 절삭날들 (17, 18) 사이에서 제 1 거리 (D1) 로 연장되고, 상기 제 1 거리 (D1) 에 수직인 제 2 거리 (D2) 로 연장되며,
   상기 제 1 거리 (D1) 는 상기 제 2 거리 (D2) 보다 큰, 선삭 공구 (1).
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 선삭 공구 (1) 는 커플링 부분 (25) 을 포함하고,
   상기 커플링 부분 (25) 은 커플링 축 (A2) 을 따라 연장되고, 상기 커플링 축 (A2) 은 상기 선삭 공구 (1) 의 종축을 규정하며,
   상기 2 개의 반대편 노즈 절삭날들 (17, 18) 사이의 라인이 상기 커플링 축 (A2) 에 대해 35 ~ 55°의 각도 (δ) 를 형성하는, 선삭 공구 (1).
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1 포켓 측면 (9) 으로부터 상기 커플링 축 (A2) 까지의 거리가 상기 제 2 포켓 측면 (10) 으로부터 상기 커플링 축 (A2) 까지의 거리보다 짧고,
   상기 커플링 부분 (25) 으로부터 상기 제 1 측 지지 표면 (11) 까지의 거리가 상기 커플링 부분 (25) 으로부터 상기 제 2 측 지지 표면 (12) 까지의 거리보다 짧고,
   상기 커플링 부분 (25) 으로부터 상기 제 3 측 지지 표면 (13) 까지의 거리가 상기 커플링 부분 (25) 으로부터 상기 제 4 측 지지 표면 (14) 까지의 거리보다 짧고,
   상기 제 3 측 지지 표면 (13) 은 상면도에서 상기 제 4 측 지지 표면 (14) 의 곡률반경 (R4) 보다 작은 곡률반경 (R3) 만큼 볼록하게 만곡되어 있는, 선삭 공구 (1).
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 선삭 인서트 (2) 는 제 1 노즈 부분 (19) 및 제 2 노즈 부분 (20) 을 포함하고,
   상기 제 1 노즈 부분 (19) 은 제 1 노즈 절삭날 (17) 을 포함하며,
   상기 제 2 노즈 부분 (20) 은 제 2 노즈 절삭날 (18) 을 포함하고,
   각각의 노즈 부분 (19, 20) 이 예각 노즈 각도 (α, β) 를 형성하는, 선삭 공구 (1).
7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 2 거리 (D2) 와 일치하는 라인이 상기 선삭 인서트 (2) 를 전방 절반부 (21) 와 후방 절반부 (22) 로 나누고,
   상기 선삭 인서트 (2) 의 후방 절반부 (22) 의 주변 측면 (6) 만이 상기 공구 보디 (3) 와 접촉하고 있는, 선삭 공구 (1).
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절삭 인서트 (2) 는 중앙 보어 (23) 를 포함하고,
   상기 중앙 보어 (23) 는 2 개의 반대편 노즈 절삭날들 (17, 18) 사이에서 상기 상부 표면 (4) 및 상기 하부 표면 (5) 내로 개방되고,
   상기 중앙 보어 (23) 는 중심축 (A1) 을 중심으로 대칭인, 선삭 공구 (1).
9. 제 8 항에 있어서,
   상면도에서, 상기 중앙 보어 (23) 의 일부가 2 개의 측 지지 표면들 (12, 14) 사이에 있는, 선삭 공구 (1).
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 리세스 (15; 16) 는 상면도에서 오목하고,
    상기 갭 (26, 27) 은 0.05 ~ 0.30 mm 인, 선삭 공구 (1).
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    측 지지 표면들 (11, 12; 13, 14) 과 접촉하는 상기 선삭 인서트 (2) 의 주변 측면 (6) 의 부분들은 편평하거나 실질적으로 편평하거나 볼록하여 500 mm 보다 큰 곡률반경을 갖는, 선삭 공구 (1).
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선삭 공구 (1) 는 심 (24) 을 포함하고,
    상기 심 (24) 은 상기 선삭 인서트 (2) 를 위한 상기 포켓 (7) 의 상기 하부 지지 표면 (8) 을 포함하는, 선삭 공구 (1).
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 표면 (4) 과 상기 하부 표면 (5) 사이의 중간에 기준 평면 (M1) 이 연장되고,
    상기 기준 평면 (RP) 으로부터 상기 제 1 노즈 절삭날 (17) 까지의 거리가 상기 기준 평면 (RP) 으로부터 상기 주변 측면 (6) 으로부터 이격된 상기 상부 표면 (4) 의 일부까지의 거리보다 짧은, 선삭 공구 (1).
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기준 평면 (RP) 으로부터 임의의 절삭날 (17, 18, 28, 29, 30, 31) 까지의 거리가 상기 기준 평면 (RP) 으로부터 상기 주변 측면 (6) 으로부터 이격된 상기 상부 표면 (4) 의 일부까지의 거리보다 짧은, 선삭 공구 (1).