KR100289094B1 - 밀링 커터용 절삭 삽입체 - Google Patents

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에란 마르쿠스
이스카 엘티디.
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Abstract

본 발명은 제1, 제2 및 제3의 연속적인 성분 절삭날들을 구비하는 적어도 하나의 주 절삭날을 갖고, 각각의 제2 성분 절삭날은 보어와 사실상 동일 공간에 걸쳐있고, 상기 제1 및 제3 성분 절삭날들이 각각의 길이보다 사실상 더 긴 길이를 갖고, 커터 공구의 회전축에 대해 상기 제1 및 제3 성분 절삭날들에 의해 각각 한정된 축방향 경사각들보다 사실상 더 작은 양의 값인 축방향 경사각을 커터 공구의 상기 회전축에 대해 형성하는, 회전식 밀링 커터 공구에 사용하기 위한 절삭 삽입체에 관한 것이다.

Description

밀링 커터용 절삭 삽입체
제1도는 본 발명에 따른 절삭 삽입체의 사시도.
제2도는 제1도에 도시된 절삭 삽입체의 측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 절삭 삽입체 2a, 2b, 2c : 절삭 경사면
3 : 밑면날 4a, 4b, 4c : 릴리이프 플랭크면
5a, 5b, 5c : 성분 절삭날 6, 7 : 중간날
본 발명은 하나 이상의 원주 방향 요홈들이 형성되고 상기 요홈들내에는 요홈들의 수에 대응하는 갯수의 삽입체들이 각각 분리가능하게 장착되고 각각의 요홈들은 각각의 삽입체의 전방에 스와프(swarf) 공간을 제공하는 회전식 밀링 커터에 사용하기 위한 교환가능한 경금속 삽입체에 관한 것이다.
밀링 절삭 작업 중에, 절삭날의 길이는 밀링 커터와 공작물에서 발생하는 진동, 및 절삭 작업을 수행하는데 필요한 에너지와 직접적인 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 진동은 소위 “채터(chatter)”를 야기시킨다. 달리 말하면, “채터”는 절삭날의 길이가 증가함에 따라 증가하는 경향이 있다.
진동 및 그로 인한 “채터”는 절삭 삽입체상에, 특히 형성되는 칩에 의해 절삭 삽입체의 절삭 경사면상에 가해지는 힘으로부터 야기되는데, 칩의 폭이 클수록 가해지는 힘도 커진다. 이러한 진동 및 “채터”를 감소시키기 위해, 비교적 짧은 절삭날들을 갖는 절삭 삽입체들을 갖고 있는 밀링 커터들을 사용하는 것으로 알려져 있는데, 이 밀링 커터의 경우, 절삭 삽입체들은 일련의 절삭 삽입체들의 절삭날들의 절삭 경로들이 중첩되도록 공구 홀더에 대해 그리고 서로에 대해 방위 설정되어 있다. 이러한 방식으로 각각의 비교적 짧은 절삭날은 비교적 좁은 폭의 칩을 야기시키고, 일련의 절삭 삽입체들의 절삭 날들사이의 중첩은 비교적 매끄러운 밀링이 이루어지도록 보장한다.
그러나, 사실상, 이러한 방안은 비효율적인 것으로 밝혀졌는데, 실제로 정확하게 설계된 절삭 삽입체들을 공구 홀더에 대해 조심스럽게 최초 방위 설정을 할 필요가 있다.
유럽 특허 출원 공고 제0 480 576호(이후, “종래 명세서”라 함)에는 밀링 커터에 사용하기 위한 신규하고 개선된 절삭 삽입체가 개시되어 있는데, 이 절삭 삽입체는, 그 자체로, 밀링 커터 공구의 사용시에 ”채터」를 감소시키는 원하는 목적을 달성할 수 있다. 이 종래 명세서에서의 개시 내용은 본 명세서에 통합되어 있고, 이후 설명될 것이다.
따라서, 종래 명세서에서의 개시 내용에 따르면, 회전식 밀링 커터 공구에 사용하기 위한 절삭 삽입체가 제공되는데, 이 절삭 삽입체는 절삭 경사면과 릴리이프 플랭크면 사이에 형성된 절삭날과, 상기 릴리이프 플랭크면과 밑면 사이에 형성된 밀면날을 갖고 있다. 절삭날은 복수개의 연속적인 성분 절삭날들과, 연속적인 성분 절삭날들 사이에 각각 위치한 중간날들을 구비하고, 상기 각각의 성분 절삭날들은 선단부 및 후단부를 갖고 있다. 성분 절삭날의 후단부는 중간날을 거쳐 다음 성분 절삭날의 선단부와 합쳐지고, 중간날은 하나의 성분 절삭날의 상기 선단부로 부터 밑면날을 향해 있다. 하나의 성분 절삭 에지의 후단부를 지나는 커터 공구의 회전축에 대한 법선은 밀링 작업중에 연속적인 성분 절삭날들이 중첩하도록 연속적인 성분 절삭날과 교차한다.
그러한 절삭 삽입체 덕분에, 그리고 성분 절삭날들이 아주 짧다는 사실 때문에 이들 짧은 절삭날들에 의해 형성된 칩들에 의해 절삭 삽입체상에 가해지는 최종적인 힘은 비교적 작고, 결과적으로, 발생되는 “채터”의 정도가 최소가 된다. 따라서, 인접한 연속적인 성분 절삭날들의 중첩 정도와 성분 절삭날들의 상대적인 배치 때문에, 효과적으로 분리된 칩들이 비교적 좁은 폭으로 형성되도록 보장된다.
그러한 절삭 삽입체 덕분에 성분 절삭날들의 특정 분포 즉, 삽입체가 공구상에 장착될 때 절삭날들의 상대적인 길이 및 축방향 경사각은 삽입체의 강도에 직접적인 관계가 있는 것으로 밝혀졌다. 이는, 흔히 그러한 것처럼, 삽입체 내에 약화된 영역을 당연히 도입하는, 중앙에 위치한 클램핑 보어가 삽입체에 형성된 경우에 특히 그러하다.
본 발명의 목적은 삽입체의 기계적 강도가 보강된 신규하고 개선된 절삭 삽입체를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 중앙에 위치한 보어와 함께 상부 경사면 및 밑면을 갖고, 한 쌍의 사실상 평행한 주 절삭날들과 상기 주 절삭날들에 대해 횡방향으로 향한 한 쌍의 사실상 평행한 보조 절삭날들을 갖고, 각각의 주 절삭날은 인접한 경사면과 릴리이프 플랭크면 사이에 형성되고, 각각의 릴리이프 프랭크면은 상기 밑면과 함께 밑면날을 형성하는, 회전식 밀링 커터 공구에 사용하기 위한 사실상 평행육면체 형태의 절삭 삽입체에 있어서, 각각의 주절삭날은 제1, 제2 및 제3의 연속적인 성분 절삭날들을 구비하고; 각각의 제2 성분 절삭날은 상기 보어와 사실상 동일 공간에 걸쳐 있고 상기 제1 및 제3 성분 절삭날들의 각각의 길이보다 사실상 더 길고 절삭 공구의 회전축에 대해 상기 제1 및 제3 성분 절삭날들에 의해 각기 형성된 축방향 경사각보다 사실상 더 작은 양의 값을 갖는 축방향 경사각을 상기 회전축에 대해 형성하고; 각각의 성분 절삭날은 각각의 선단부 및 후단부를 갖고, 하나의 성분 절삭날의 후단부는 중간 절삭날을 거쳐 다음 성분 절삭날의 선단부와 합쳐지고, 상기 중간 절삭날은 상기 하나의 성분 절삭날의 상기 후단부로부터 상기 밑면날을 향해 있고; 하나의 성분 절삭날의 후단부를 지나는 절삭 공구의 상기 회전축에 대한 법선은, 밀링 작업중에, 연속적인 성분 절삭날들이 중첩하도록 연속적인 성분 절삭날과 교차하는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체가 제공된다.
본 발명에 따른 삽입체의 연속적인 성분 절삭날들의 상대적인 길이들 및 축방향 경사각들에 대한 특별한 선택 덕분에, 그 위치 설정 보어의 영역에서의 삽입체의 기계적 강도가 보강되는 것을 보장한다.
양호하게는, 각각의 성분 절삭날들과 관련된 절삭 경사면, 릴리이프 플랭크면 및 랜드면이 각각의 성분 절삭날들을 따라 대응 위치에서 절삭 공구에 대해 한정된 성분 절삭날들을 따라 대응 위치에서 절삭 공구에 대해 한정된 삽입체 경사각 및 릴리이프 각 뿐만 아니라 랜드면각들이 사실상 동일하도록 정해진다.
이제, 회전식 밀링 커터에 사용하기 위한 경금속 절삭 삽입체의 일 실시예를 첨부 도면을 참조하여 예로써 설명한다.
도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 사실상 장방형 평행육면체 형태의 삽입체(1)에는 상부 경사면(2) 및 평행한 밑면(3)이 형성되고, 직경(d)를 갖는 중앙 클램핑 보어(1a)가 마련된다. 삽입체(1)에는 종래의 특허 명세서와 관련하여 상세히 설명 및 기술한 릴리이프 플랭크면(4)들이 마련된다. 그러나, 본 발명의 삽입체의 경우, 대향해 있는 한 쌍의 주릴리이프 플랭크면들 및 인접한 절삭 경사면들 사이에, 한 쌍의 절삭날(5)들이 형성되고, 각각의 절삭날은 각각 성분 절삭 경사면들과 관련된 세개의 연속적인 성분 절삭날(5a, 5b, 5c)들을 구비한다.
종래 명세서에서 기술된 바와 같이, 선단 성분 절삭날(5a)은, 그 말단부에서, 삽입체(1)의 밑면(3)을 향해 하방으로 경사져 있는 중간 절삭날(6)을 거쳐 다음 성분 절삭날(5b)와 합쳐진다. 마찬가지로, 성분 절삭날(5b)은 역시 삽입체(1)의 밑면(3)을 향해 하방으로 경사져 있는 중간 절삭날(7)을 거쳐 다음 절삭날(5c)와 합쳐진다.
방금 서술한 삽입체는 종래 명세서의 도면중 제5도에 도시된 것처럼 실린더 홀더를 갖는 회전식 밀링 커터에 장착되고, 삽입체는 그 밑면이 커터 공구의 회전측에 관해 양의 경사각(α)을 제공하도록 장착된다.
제1도 및 제2도에 도시한 삽입체의 경우, 성분 절삭날(5a, 5b)들은 밀링 작업중에 효과적으로 중첩되고, 절삭날(5b, 5c)들도 마찬가지이다. 물론, 이것은 종래 명세서의 도면 중 제5도를 참조하여 서술한 삽입체와 동일하다.
각각의 릴리이프 플랭크면(4)는 세개의 상부 성분 릴리이프 플랭크면(4a, 4b, 4c)들을 구비하고, 이들 세개의 상부 성분 릴리이프 플랭크면(4a, 4b, 4c)들과 인접한 경사 플랭크면(2a, 2b, 2c)들 사이에서 성분 절삭날(5a, 5b, 5c)들이 각기 한정된다. 또한, 각각의 릴리이프 플랭크면은 절삭 삽입체의 전 길이를 따라 연장하는 평탄한 하부 성분 릴리이프 플랭크면(4d)을 갖는다.
또한, 종래 명세서에서 서술한 바와 같이, 임의의 밀링 조건들을 달성하기 위해, 성분 릴리이프 플랭크면(4a, 4b, 4c) 및 절삭 경사면(2a, 2b, 2c)들은 성분 절삭날들을 따라 대응 위치들에서 릴리이프 플랭크각과 절삭 경사각이 동일하도록 서로에 관해 위치해 있다. 따라서, 예컨대, 각각의 성분 절삭날의 중간 지점들에서, 그러한 각 조건들이 충족된다. 따라서, 성분 릴리이프 플랭크면들은 서로에 대해 그리고 평탄한 하부 성분 릴리이프 플랭크면(44)에 대해 각을 이루어 위치된다.
대안으로, 종래의 명세서에 서술된 바와 같이, 각각의 성분 릴리이프 플랭크면 및 절삭 경사면(4a, 4b, 4c 및 2a, 2b, 2c)들은 특정 성분 절삭날의 전 길이를 따라 릴리이프 플랭크각 및 절삭 경사각들이 사실상 일정하게 유지되도록 보장하도록 만곡될 수 있다. 이러한 곡률을 보장하는 특정 모드들이 미합중국 특허 제5,052,863호, 제5,071,292호, 및 제5,078,550호에 서술되어 있다.
삽입체(1)의 기부에 사실상 평행한 선단 및 후단 성분 절삭날(5a, 5c)은, 공구에 장착될 때, 비교적 높은 양의 축방향 경사각을 보이게 되고, 이는, 잘 알려져 있는 바와 같이, 삽입체가 공작물로 들어가고 나오는 지역에서 유리하다. 한편, 중간 성분 절삭날(5b)은 공구상에 장착될 때, 사실상 더 작은(심지어, 음의) 축방향 경사각을 보이게 된다.
알 수 있는 바와 같이, 중간 성분 절삭날(5b)은 인접한 성분 절삭날(5a, 5c)들의 각각보다 상당히 긴 길이를 갖는다(바람직하게는, 성분 절삭날(5b)의 길이는 성분 절삭날(5a, 5c)들의 길이들의 합과 동일하다). 또한, 중간 성분 절삭날(5b)는 보어(13)와 사실상 동일 공간에 걸쳐 있고, 따라서, 그 길이는 적어도 보어의 길이 d와 동일한 것이 바람직하다. 그러므로, 보어(1a)를 포함하고, 따라서 잠재적으로 삽입체(1)의 가장 취약 지역인 삽입체의 중앙 부분이 양의 감소된 축방향 경사각의 또는 심지어 음의 축방향 경사각의 관련 절삭날(5b)을 가짐으로써 과도한 파괴 응력에 대해서 보호되게 된다.
선단 및 후단 성분 절삭날(5a, 5c)들은 반드시 서로에 대해서 또는 삽입체의 밑면에 대해서 평행할 필요가 없음을 이해해야 한다. 다만 필요한 것은 중간 절삭날(5b)의 축방향 경사각 양성도가 선단 및 후단 절삭날(5a, 5c)들의 축방향 경사각 양성도 보다 상당히 작은 정도이어야 한다는 것이다. 마찬가지로, 중간 절삭날(5b)의 길이가 반드시 성분 절삭날(5a, 5c)들의 합과 동일할 필요는 없다. 다만 필요한 것은(보어(1a)와 사실상 동일 평면에 있는) 성분 절삭날(5b)의 길이는 성분 절삭날(5a, 5c)의 각각의 길이보다 사실상 더 커야 한다는 것이다.
지금까지, 평행육면체 형상 즉, 네측면 및 관련 절삭날들을 갖는 밀링 절삭 삽입체를 참조하여 본 발명을 상세히 서술했지만, 본 발명은 예컨대, 삼각형 형상들과 같은 다른 형상의 절삭 삽입체들에도 균등하게 적용할 수 있음을 쉽게 이해할 수 있다. 마찬가지로, 예컨대, 성분 절삭날들이 삽입체의 한 쌍의 대향 측면들 상에 형성되는 타원형 장방형 형상의 삽입체들과 같은 삽입체도 사용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 중앙에 위치한 보어와 함께 상부 경사면 및 밑면을 갖고, 한 쌍의 사실상 평행한 주 절삭날들과 상기 주절삭날들에 대해 횡방향으로 향한 한 쌍의 사실상 평행한 보조 절삭날들을 갖고, 각각의 주절삭날들은 인접한 경사면과 릴리이프 플랭크면 사이에 형성되고, 각각의 릴리이프 플랭크면은 상기 밑면과 함께 밑면날을 형성하는, 회전식 밀링 커터 공구에 사용하기 위한 사실상 평행육면체 형태의 절삭 삽입체에 있어서, 각각의 주절삭날(5)은 제1, 제2 및 제3의 연속적인 성분 절삭날(5a, 5b, 5c)들을 구비하고; 각각의 제2 성분 절삭날(5b)은 상기 보어(la)와 사실상 동일 공간에 걸쳐 있고 상기 제1 및 제3 성분 절삭날(5a, 5c)들의 각각의 길이보다 사실상 더 길고 절삭 공구의 회전축에 대해 상기 각각의 제1 및 제3 성분 절삭날(5a, 5c)들에 의해 각각 형성된 축방향 경사각보다 사실상 더 작은 양의 값을 갖는 축방향 경사각을 상기 회전축에 대해 형성하고; 각각의 성분 절삭날(5a, 5b, 5c)은 각각의 선단부 및 후단부를 갖고, 하나의 성분 절삭날(5a, 5b)의 후단부는 중간 절삭날(6, 7)을 거쳐 다음 성분 절삭날(5b, 5c)의 선단부와 합쳐지고, 상기 중간 절삭날(6, 7)은 상기 하나의 성분 절삭날(5a, 5b)의 상기 후단부로부터 상기 밑면날(3)을 향해 있고; 하나의 성분 절삭날(5a, 5b)의 후단부를 지나는 절삭 공구의 상기 회전축에 대한 법선은, 밀링 작업중에, 연속적인 성분 절삭날(5a, 5b, 5c)들이 중첩하도록 연속적인 성분 절삭날(5b, 5c)과 교차하는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  2. 제1항에 있어서, 성분 절삭날(5a, 5b, 5c)들은 연속적인 성분 릴리이프 플랭크면(4a, 4b, 4c)들상의 대응 위치에서 밀링 커터 공구에 대해 한정되는 삽입체의 측면 릴리이프 각들이 사실상 동일하도록 서로 향해있는 성분 릴리이프 플랭크면(4a, 4b, 4c)들과 각각 서로 관련되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 릴리이프 플랭크면(4)은 상기 릴리이프 플랭크면(4a, 4b, 4c)들을 구비하는 상부 부분과 사실상 평탄한 성분 릴리이프 플랭크면(4d)을 구비하는 하부 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 성분 절삭날(5a, 5b, 5c)들은 연속적인 성분 절삭 경사면들상의 대응 위치들에서 밀링 커터 공구에 대해 한정되는 삽입체의 절삭 경사각들이 사실상 동일하도록 서로 향해 있는 성분 절삭 경사면(2a, 2b, 2c)들과 각각 서로 관련되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
  5. 제4항에 있어서, 각각의 성분 릴리이프 플랭크면(4a, 4b, 4c)들과 절삭 경사면(2a, 2b, 2c)들은, 커터 공구에 대해 한정되는 삽입체의 경사각 및 릴리이프각들이 성분 절삭날(5a, 5b, 5c)의 길이를 따라 사실상 일정하게 유지되도록 연속적으로 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
KR1019930017458A 1992-09-03 1993-09-02 밀링 커터용 절삭 삽입체 KR100289094B1 (ko)

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US940,083 1992-09-03

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KR940006672A KR940006672A (ko) 1994-04-25
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