KR100359963B1

KR100359963B1 - 절삭삽입체와이를삽입체홀더상에체결하기위한절삭삽입체와삽입체홀더의조립체

Info

Publication number: KR100359963B1
Application number: KR1019960706033A
Authority: KR
Inventors: 레나르트 비스트롬; 요르겐 비만
Original assignee: 산드빅 악티에볼라그
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1995-04-18
Publication date: 2003-02-19
Also published as: CA2188289A1; EP0757603A1; CA2188289C; PL177379B1; AU702747B2; SE504205C2; RU2121905C1; EP0757603B1; JPH09512488A; CN1052930C; ATE220589T1; DE69527424D1; SE9401429D0; KR970702769A; WO1995029026A1; SE9401429L; PL316991A1; DE69527424T2; MX9604837A; JP3679118B2

Abstract

금속을 절삭 기계 가공하기 위해 인서트 홀더 상에 절삭 인서트를 체결하기 위한 장치가 인서트의 하부면 상에 평행한 홈(11)과, 인서트 홀더(2) 상에서 홈에 부합되는 리브(4)로 구성된다. 절삭 인서트는 홀더로 나사조임됨으로써, 쐐기 효과가 홈 및 리브 사이에 달성되는 데, 왜냐하면 인서트의 하부면이 리브들 사이의 평평한 일부면(7)에 대항하여 접하지 아니하고, 리브의 상부가 홈의 하부에 접촉하지 않기 때문이다.

Description

절삭 삽입체와 이를 삽입체 홀더 상에 체결하기 위한 절삭 삽입체와 삽입체 홀더의 조립체{TOOL HOLDER FOR INSERTS, INCLUDING A RIBBED CLAMPING SURACE}

상이한 절삭 삽입체 및 인덱싱 가능한(indexable) 삽입체는 공지된 몇 개의 다른 방식으로 공구 홀더 상에 체결된다. 삽입체가 관통 중심 구멍을 갖고 홀더 내의 삽입체 포켓이 나사(threaded) 구멍을 갖는 것은 가장 일반적인 유형이다. 로킹 나사가 삽입체의 중심 구멍으로 삽입되고, 적절한 토크에 의해 홀더의 구멍으로 나사조임되며, 중심 구멍을 갖는 심(shim)은 종종 나사 상에 조여지고 삽입체 및 저부 지지면 사이에 배치된다. 일반적으로, 절삭 삽입체 홀더는 내측으로 실질적으로 수직인 2개의 맞닿음면을 포함하거나, 또는 삽입체의 측면들 중 2개의 측면에 대항하여 맞닿는 3개의 맞닿음점을 포함한다. 이러한 구성에 있어서의 단점은 소정 시간의 사용 후에 특정한 느슨해짐이 용이하게 발생한다는 것이다. 또 다른 단점은 나사가 너무 압박되게 용이하게 조여질 수 있음으로써, 손상 또는 파손을 야기할 수도 있다는 것이다.

다른 공지된 삽입체 홀더로서는, 삽입체 포켓에 삽입체를 클램핑하기 위해삽입체의 상부면을 가압하는 클램프 또는 유사한 체결 장치를 구비한 것이 있다. 클램프의 압력은 나사에 의해 조절될 수 있다. 그러한 구성은 예를 들어 특히 커팅-오프(cutting-off) 삽입체의 경우와 같이 중심 구멍이 없는 절삭 삽입체를 체결하기 위해 사용될 수도 있다.

절삭 공구에서 어떤 유격(play)을 피하고 일반적으로 더 안정된 체결을 달성하기 위해, 절삭 삽입체의 하부측과 저부 지지면이 서로 결합되는 리브붙이 표면(ribbed surface)으로 형성된 구조물들이 제안되어져 왔다. 그러한 구성은 US-A-2 140 941호 및 US-A-2 453 464호에 각각 개시되어 있다. 그러나, 이러한 실시예에서의 단점은 절삭 삽입체 또는 홀더 또는 상기 2개의 표면의 리브붙이 표면에 매우 상당한 양의 연삭(grinding) 작업을 필요로 한다는 것이다. 또 다른 단점은 삽입체가 리브에 수직 방향으로 고정될지라도, 수직 유격이 이러한 구성물에서 특히 진동에 영향을 받기 쉬운 기계 가공 시에 2개의 전체적으로 평면인 맞닿음면에서만큼 용이하게 발생할 수도 있다는 것이다.

미국 특허 US-A-4 437 802호에서, 절삭 공구가 드릴 상에서 체결되는 방법이 설명되고, 여기서 절삭 삽입체는 2개의 홈과 드릴의 2개의 대응되는 리브의 지지면을 포함하며, 여기서 상기 2개의 대응되는 리브는 홈에 완전히 끼워맞춤되어 홈의 전체 단면적을 차지한다. 다시, 특히 드릴이 진동에 영향을 받을 경우, 축방향 유격이 쉽게 발생할 수도 있다는 문제점이 있다. 더욱이, 필요한 치수 정밀도를 얻기 위해서, 리브 또는 홈들에 상당한 연삭을 필요로 한다.

본 발명은 주로 금속을 절삭 가공하는 절삭 삽입체를 삽입체 홀더 상에 체결하기 위한 절삭 삽입체와 삽입체 홀더의 조립체에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 의한 홀딩 장치를 상부에서 비스듬히 도시한 사시도이다.

도2는 본 발명에 의한 절삭 삽입체 및 홀더의 단면도이다.

도3은 본 발명에 의한 삽입체 홀더를 상부에서 바로 도시한 도면이다.

도4는 도2에서의 절삭 삽입체의 단면과 동일한 단면도이다.

도5는 도2에서의 삽입체 홀더의 단면과 동일한 단면도이다.

도6은 본 발명에 의해 형성된 절삭 삽입체의 저부면을 상부에서 비스듬히 도시한 사시도이다.

도7은 도6에서의 절삭 삽입체와 동일한 절삭 삽입체의 상부면을 상부에서 비스듬히 도시한 사시도이다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은, 예를 들어 삽입체가 장시간 동안 진동에 영향을 받는 경우에, 삽입체 홀더 상에서 절삭 삽입체의 안정되고 유격이 없는 체결을 달성하기 위한 절삭 삽입체와 삽입체 홀더의 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 비싸고 시간을 소비하는 연삭 없이 삽입체 홀더 상에 절삭 삽입체의 안정되고 유격이 없는 고정을 달성하는 것이다.

본 발명의 제3 목적은 높은 치수 정밀도를 요구하는 삽입체 포켓에서 맞닿음면 또는 맞닿음점의 필요성을 배제하는 것이다.

상기 및 기타 목적은 청구항 1에 따라 삽입체 홀더에 절삭 삽입체의 체결을 형성함으로써 달성되었다.

청구항 1에 의한 조립체는 저부면(14)에 내측으로 실질적으로 평행한 홈(11)들이 제공된 금속 절삭 가공용 절삭 삽입체(1, 1')를 보유면(3, 7)에 홈(11)들 내로 끼워맞춤되는 대응되는 실질적으로 평행한 리브(4)들이 제공된 삽입체 홀더(2, 2') 상에 체결하는 절삭 삽입체와 삽입체 홀더의 조립체에 있어서, 절삭 삽입체들이 홀더 내에 장착될 때, 절삭 삽입체의 저부면(14)과 보유면(7) 사이에 간극이 있고, 절삭 삽입체의 홈(11)들은 연삭되지 않고 직접 프레스 가공되며, 홈에 대해 직각인 2개의 인접한 홈들 사이의 거리(X)와 삽입체의 저부면과 동일한 높이의 홈의 폭(Y) 사이의 관계는 1:1 내지 4:1인 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 의한 조립체는 청구항 1에 있어서, 리브(4)의 상부(6)는 홈(11)의 저부(12)와 접촉되지 않는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 의한 조립체는 청구항 1 또는 2에 있어서, 리브의 단면은 절두형이등변 삼각형 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 의한 절삭 삽입체는 청구항 1 또는 2에 따른 조립체에 의해 삽입체 홀더 상에 체결되고, 그 저부면(14)이 실질적으로 평행한 홈(11)들을 갖는 절삭 삽입체에 있어서, 홈은 연삭되지 않고 직접 프레스 가공되고, 홈에 대해 직각인 2개의 인접한 홈(11)들 사이의 거리(X)와, 삽입체의 저부면과 동일한 높이의 홈의 폭(Y) 사이의 관계는 1:1 내지 4:1인 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 의한 절삭 삽입체는 청구항 3에 따른 조립체에 의해 삽입체 홀더 상에 체결되고, 그 저부면(14)이 실질적으로 평행한 홈(11)들을 갖는 절삭 삽입체에 있어서, 홈은 연삭되지 않고 직접 프레스 가공되고, 홈에 대해 직각인 2개의 인접한 홈(11)들 사이의 거리(X)와, 삽입체의 저부면과 동일한 높이의 홈의 폭(Y) 사이의 관계는 1:1 내지 4:1인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일부 양호한 실시예는 다음의 첨부된 도면을 참조로 하여 보다 더 설명될 것이다.

도면에는 절삭 삽입체(1 또는 1') 및 홀더(2 또는 2')가 도시되어 있다. 절삭 삽입체는 코팅되거나 코팅되지 않은 초경합금과 같은 적절한 경질 재료로 만들어진다. 또한, 일부 세라믹 및 입방형 붕소 질화물이 사용될 수도 있다. 먼저, 본 발명은 종방향 선삭, 모방 절삭, 홈 형성(grooving), 분리(parting-off)와 같은 다른 선반 가공용으로 고려되지만, 본 발명은 밀링 절삭 삽입체의 체결용으로도 유용하게 사용될 수 있다.

홀더(2)의 상부 전방 부분에는 평면 보유면(3)이 제공된다. 내측으로 실질적으로 평행한 긴 리브(4)가 보유면 상에 제공된다. 도1에 의하면, 리브는 홀더의 전방 표면으로부터 후방으로 연장되고, 홀더의 종방향 연장부와 실질적으로 평행하게 연장된다. 그러나, 원칙적으로 리브는, 예를 들어 도1에 도시된 방향에 수직인 방향과 같이, 임의의 방향으로 제공될 수 있다. 삽입체와 결합되는 리브(4)의 적어도 일부는 기본적으로 일정한 단면 기하 형상을 갖는다. 이러한 기하 형상은 사다리꼴 형태를 갖는데, 보다 엄밀하게는 2개의 측면(5)과 상부면(6)으로 형성된 절두형 이등변 삼각형 형태를 갖는다. 측면(5)과 보유면(3) 사이의 전이부는 명확한 파단선 또는 작은 반경의 필레트(fillet) 중 어느 하나를 따라 이루어지고, 여기서 작은 반경의 필레트는 절삭 삽입체(1, 1')에 대한 접촉 영역의 외부에 위치되어야한다. 리브의 상부 각도(α)는 적절하게는 40 내지 80°, 바람직하게는 50 내지 70°이고, 구체적으로는 55 내지 65°이다. 보유면(3)의 일부 표면(7)은 리브 사이에서 연장되고, 그 일부 표면(7)은 실질적으로 평면이고 리브의 기부 폭의 1 내지 4배의, 바람직하게는 1.5 내지 2.5배의 대응되는 폭을 구비한다. 리브는 보유면의 후방 윤곽선에 전체적으로 연장될 수도 있다. 그러나, 생산 기술적 이유로 인해, 리브가 이러한 윤곽선 앞에, 바람직하게는 리브의 높이가 점차로 감소되고 최종적으로 사라지는 짧은 전이 부분을 통해, 거리를 두고 종료되는 것이 바람직하다.

절삭 삽입체(1, 1')는 로킹 나사(8)에 의해 체결되고, 나사(8)는 삽입체의 중심 구멍(9)을 통해 먼저 끼워넣어지고, 그 다음에 홀더(2)에서 나사 구멍(10)으로 나사조임된다. 적절하게는, 이러한 구멍의 중심선은 리브의 종방향 중심선 상에 위치된다. 상기 삽입체의 저부면에는 리브를 수용하기 위한 실질적으로 평행한 홈(11)이 형성된다. 본 발명의 기본적인 특징은 이러한 홈(11)들이 초경합금 또는 다른 경질 재료의 소결 전에 연삭되지 않고 직접 프레스 가공되고 그러므로 연삭되지 않는다는 것이다. 홈들은 리브의 상부 각도(α)에 정확하게 대응되거나, 또는 약 2°이하로, 바람직하게는 1°이하로 조금 작은 섹터 각도를 갖는다. 생산 기술적 이유로 인해, 홈의 저부는 바람직하게는 둥글고, 물론 둥근 부분(12)은 리브의 측면(13) 상에 침범하지 않아야 하며, 상기 측면(13)은 리브의 측면(5)과 접촉된다. 절삭 삽입체의 저부면(14)에서 홈들의 전이부는 예리한 파단선을 따라 또는 작은 반경을 따라 발생한다. 측면(13)은 리브의 측면(5)과 양호하게 접촉되도록완전한 평면이어야 한다.

전술된 바와 같이, 절삭 삽입체는 홈(11)과 마찬가지로 전체적으로 직접 프레스 가공된다. 따라서, 홈에서의 표면 구조는 확실히 주름진 형상을 이루지만, 연삭에 의해 주름을 없앨 수 있다. 소결 및 냉각 후에 얻어진 치수는 그 이후에 홀더의 리브를 제조하기 위한 설정값으로 취해진다. 하나의 단일 홀더가 대량의 절삭 삽입체용으로 사용될 수도 있기 때문에, 이러한 리브의 어느 정도의 연삭에 드는 비용은 그렇게 값비싸지 않다.

절삭 삽입체를 체결할 때, 절삭 삽입체는 도1 내지 도5에 따라 리브(4) 상에 배치되고 나사(8)에 의해 체결된다. 이러한 경우에, 본 발명의 특징은 절삭 삽입체의 저부면(14)과 홀더의 일부 표면(7) 사이에 접촉이 발생하지 않는다는 것이다. 도2에서 알 수 있는 바와 같이, 따라서 상기 표면(7, 14) 사이에 틈이 있다. 이러한 틈은 크기가 0보다 크고 0.2 ㎜보다 작은 범위 예를 들어, 0.02 ㎜ 내에 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 기본적인 특징은 도2에서 알 수 있는 바와 같이 리브의 상부가 홈의 저부에 도달하지 않는다는 것이다. 상기 2개의 본질적인 특징으로 인해, 로킹 나사(8)가 조여질 때, 리브 및 홈의 측면(5, 13) 사이에 압착 쐐기 효과(squeezing wedge effect)가 가능하게 된다. 이러한 쐐기 효과는 지금까지 얻지 못했던 안정성과 강도로서 삽입체가 체결되게 한다. 따라서, 대부분의 응용 장치에 있어서, 도1 및 도3에서 잘 알 수 있는 바와 같이 맞닿음면 및 맞닿음점이 여분으로 남게 된다. 이는 삽입체 포켓의 제조를 간단하게 한다. 더욱이, 직접 프레스 가공된 홈의 다소의 표면 주름은 고정부의 강도 및 내구성에 유리한 영향을준다.

본 발명의 양호한 실시예를 구성하지 않을 지라도, 절삭 삽입체는 나사 대신에 적절한 클램핑 장치에 의해서도 체결될 수 있다. 이러한 경우에, 클램프의 압력 지점은 중간 홈 위에 직선으로 위치되어야 한다.

작동 절삭날이 마모된 후에, 삽입체는 새로운 절삭날로 인덱싱하기 위해 나사(8)의 중심축 주위에서 풀려서 180°로 회전될 수 있다.

도1에서 주로 알 수 있는 바와 같이, 홀더의 나사 구멍(10)은 중간 리브 상에 위치한다. 예를 들어 구멍이 2개의 리브 사이의 일부 표면(7) 대신에 리브 상에 위치한 이유는 2개의 지지 라인 사이의 힘을 받을 경우, 삽입체가 스냅 결합될 수도 있다는 것이다. 삽입체에 중간 홈의 양측 상에서 대칭 체결력을 주기 위해, 삽입체 및 홀더에는 각각 홀수의 홈 및 리브가 각각 형성된다.

본 발명에 따라 형성된 절삭 삽입체는 축방향 및 반경방향 힘을 흡수하는데 아주 적합하다. 그러한 응용예로서, 도3, 도6 및 도7에 따라 이중 기능 삽입체를 제조함으로써 사용될 수 있다. 이러한 삽입체의 직선 전방 절삭날(14)과, 그 양측에 인접한 곡선형 측면 절삭날(15)에 의해, 이러한 삽입체는 횡방향 선삭 및 축방향 모방 절삭용으로 사용될 수 있고, 반경방향 선삭용의 형상 삽입체로서 사용될 수도 있다. 따라서, 다수의 상이한 외형을 이룰 수 있다.

매우 큰 반경방향 절삭력을 갖는 특정 응용에 있어서 필수적이지는 않지만, 본 발명에 의한 리브 및 홈은 도1의 표면(16)과 같은 절삭 삽입체에 대한 후방 지지면과 조합될 수 있다.

Claims

저부면(14)에 내측으로 실질적으로 평행한 홈(11)들이 제공된 금속 절삭 가공용 절삭 삽입체(1, 1')를 보유면(3, 7)에 홈(11)들 내로 끼워맞춤되는 대응되는 실질적으로 평행한 리브(4)들이 제공된 삽입체 홀더(2, 2') 상에 체결하는 절삭 삽입체와 삽입체 홀더의 조립체에 있어서,

절삭 삽입체들이 홀더 내에 장착될 때, 절삭 삽입체의 저부면(14)과 보유면(7) 사이에 간극이 있고,

절삭 삽입체의 홈(11)들은 연삭되지 않고 직접 프레스 가공되며,

홈에 대해 직각인 2개의 인접한 홈들 사이의 거리(X)와 삽입체의 저부면과 동일한 높이의 홈의 폭(Y) 사이의 관계는 1:1 내지 4:1인 것을 특징으로 하는 조립체.
제1항에 있어서, 리브(4)의 상부(6)는 홈(11)의 저부(12)와 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 리브의 단면은 절두형 이등변 삼각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 조립체.
제1항 또는 제2항에 따른 조립체에 의해 삽입체 홀더 상에 체결되고, 그 저부면(14)이 실질적으로 평행한 홈(11)들을 갖는 절삭 삽입체에 있어서,

홈은 연삭되지 않고 직접 프레스 가공되고,

홈에 대해 직각인 2개의 인접한 홈(11)들 사이의 거리(X)와, 삽입체의 저부면과 동일한 높이의 홈의 폭(Y) 사이의 관계는 1:1 내지 4:1인 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
제3항에 따른 조립체에 의해 삽입체 홀더 상에 체결되고, 그 저부면(14)이 실질적으로 평행한 홈(11)들을 갖는 절삭 삽입체에 있어서,

홈은 연삭되지 않고 직접 프레스 가공되고,

홈에 대해 직각인 2개의 인접한 홈(11)들 사이의 거리(X)와, 삽입체의 저부면과 동일한 높이의 홈의 폭(Y) 사이의 관계는 1:1 내지 4:1인 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.