KR100390255B1 - 밀링커터본체및그제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 등을 절삭 가공하기 위한 밀링 공구의 제조 방법에 관한 것이다. 본 밀링 공구는 회전 구동 정렬부 상에 밀링 커터 공구를 고정시키기 위한 보유부(2)와 외주에 분리 가능한 몇 개의 체결 절삭 인서트(23)가 장착된 절삭 인서트 이송부를 포함하고, 각각의 절삭 인서트는 외주 인서트 이송 밀링 공구부(12) 내에 부분적으로 위치된 인서트 시트 내에 체결된다. 각각의 인서트 시트는 하부 지지면(10)을 포함하고, 측면 지지부는 하나 이상의 측부 지지면(9)을 포함하며, 칩 포켓(25)이 회전 방향에서 각각의 인서트 시트의 전방에 제공되어 있다. 본 발명의 이점은 측면 지지부의 적어도 일부 이상이 볼-노브 엔드 밀(8)에 의해 만들어진다 것이다. 이러한 점에 의해 소정의 밀링 공구에서 인서트 시트의 수가 실질적으로 감소될 수 있다.

Description

밀링 커터 본체 및 그 제조 방법
본 발명은 청구 범위 제1항에 의한 밀링 커터 본체와 청구 범위 제5항에 의한 상기 밀링 커터 본체의 제조 방법에 관한 것이다.
전형적인 밀링 커터 공구는 홀더와 절삭날을 포함하고, 홀더는 회전축과 소정의 관계로 회전 샤프트의 단부에 고정될 수 있고, 절삭날들은 샤프트로부터 먼 홀더의 측면 상에서 회전축으로부터 반경 방향 거리로 홀더에 의해 지지되어 본체가 샤프트에 의해 회전될 때 샤프트의 중심 축 둘레의 원을 이룬다. 홀더의 모든 부품들은 절삭날 후방에 축방향 및 반경방향으로 위치되어, 홀더는 샤프트가 회전되는 기계 내에 유지되는 작업편의 표면과 자유로이 접촉하여 작업편의 표면을 가공할 수 있다. 분리된 절삭날이 비교적 짧기 때문에, 상대적으로 좁은 절삭 방법이 실행되고, 여기서 공구는 크로스 피드(cross feed) 또는 테이블 피드(table feed)로 이용되고, 피드의 방향은 작업편의 가공된 표면과 평행하거나 상기 표면에 소정의 각도를 이룬다. 이러한 절삭날들은 일반적으로 탈착 가능하게 고정된 절삭 삽입체 상에 위치되며, 그러한 삽입체들은 하나 이상의 절삭날을 갖는 대체로 인덱스 가능한 절삭 삽입체이거나 또는 원형 삽입체이다.
정면 밀링 커터 본체를 사용하여 밀링 가공을 할 때, 상호 다른 용도에 이용되는 원-투스(one-tooth) 커터, 거친 피치 커터, 조밀 피치 커터를 구별한다. 조립된 요소 내에 장착된 원-투스 커터는 정밀하게 조절 가능하고, 즉 볼록하게 형성된주 절삭 삽입체는 작업 평면에 대해 조절될 수 있고 이러한 정밀한 조절에 의해 스핀들의 경사를 상쇄시키는 것도 가능하다.
거친 피치 커터에는 원형 또는 정사각형의 인덱스 가능한 절삭 삽입체를 수용하는 카세트가 제공된다. 거친 피치 커터는 소위 거친 밀링용으로 이용되고, 그러한 거친 밀링으로 얻어진 표면의 품질은 이용된 인덱스 가능한 절삭 삽입체의 치(tooth)당 피드와 밀러(miller)의 축방향 평면 피드에 따라 결정된다. 일반적으로, Ra값은 3.2 내지 12.5 ㎛ 사이의 값으로 얻어진다.
조밀 피치 커터는 주로 모터 산업에 이용된다. 조밀 피치 커터는 원통형 블럭 또는 유사한 부품의 밀링 가공용으로 적합하다.
외형 및 충분한 폭의 홈을 밀링 가공할 때, 헬리컬 인터폴레이션(interpolation)으로 연속적으로 램핑(ramping)할 때, 그리고 포켓을 램핑할 때, 원형날을 갖는 절삭 삽입체가 적절히 이용된다. 다른 절삭날들과 유사하게, 원형 삽입체들 각각은 로킹 나사에 의해 체결될 수 있는 데, 다시 말해 절삭 삽입체의 중심 관통 구멍을 통해 나사 체결되어 밀링 커터 본체 내의 나사 구멍에 조여진다. 그러한 밀링 공구가 독일 실용 신안 등록 출원 제DE-U-93 05518.8호에 개시되어 있다.
높은 테이블 피드에 의한 높은 제조성을 가능하게 하기 위해, 고출력의 모터 및 안정된 기계를 구비하는 것이 요구된다. 이러한 두 가지 기본적인 조건들이 충족되면, 투스 피드(tooth feed)가 이 두 가지 경우에서 동일한 정도의 크기인 경우에 당연하게도 조밀 피치 커터가 거친 피치 커터보다 더 높은 테이블 피드를 제공하게 된다. 더욱이, 조밀 피치 커터가 거친 피치 커터보다 더 부드러운 표면을 제공한다는 것은 본 기술 분야에 숙련된 사람에게 널리 공지된 사실이다.
따라서, 본 발명의 주 목적은 그러한 공지된 밀링 커터 본체와 비교해서 각각의 주어진 직경에 대해 밀링 커터 본체 내의 삽입체 장착부의 개수를 증가시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가장 간단하고 효과적인 방식으로 최소의 공구를 사용하여 밀링 커터 본체 내에 삽입체 장착부를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적은 청구 범위 독립항의 특징부에 따른 밀링 커터 본체를 제조함으로써 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명의 양호한 실시예는 제한적이 아닌 예시적인 목적으로 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 다음 도면들을 간단하게 서술한다:
도1은 상부에서 비스듬하게 도시한, 원형 절삭 삽입체를 갖는 본 발명에 따른 밀링 커터를 도시하는 사시도이다.
도2는 도1에 따른 원형 삽입체 밀러의 삽입체 장착부의 확대도이다.
도3은 삽입체 장착부의 다소 개조된 실시예를 도시하는 사시도이다.
도4는 상부로부터 똑바로 도시한 삽입체 장착부의 도면이다.
도5는 종래 기술과 본 발명에 따른 방법 모두를 이용하여 삽입체 장착부를 제조하는 방법을 도시하는 도면이다.
도1은 본 발명에 따른 원형 삽입체 밀링 공구(1)를 도시한다. 절삭 삽입체로부터 멀리 떨어진 단부는 종래 구성의 보유부(2)로 구성되고, 체결부는 회전 구동 샤프트 상에 체결된다. 공구의 절삭 단부는 부속 칩 포켓(25)을 갖는 복수의 밀링 가공된 삽입체 포켓(4)에 의해 절단된 직각으로 회전된 벌지(3, bulge)를 포함한다. 본 발명에 따른 방법 덕택에, 밀링 공구는 여섯 개의 삽입체 장착부를 포함하고, 필요하다면 일곱 또는 여덟 개를 포함할 수도 있다. 약 70 mm의 밀링 직경에서, 종래 기술로 제조된 삽입체 장착부를 갖는 밀링 공구의 대응 개수는 최대 5일 것이다. 이러한 이유는 도5에 가장 명확하게 도시되어 있다. 이 도면에서, 삽입체 장착부의 제조가 어떻게 실행되는 지가 한편으로는 종래 기술[홀더(5) 및 엔드 밀(6)]에 의해 다른 한편으로는 본 발명에 따른 방법[홀더(7) 및 엔드 밀(8)]에 의해 각각 도시되어 있다. 주로 원형 절삭 삽입체 또는 삼각형 삽입체용 삽입체 장착부의 제조에 있어서 또는 대체로 예각의 코너각을 갖는 절삭 삽입체에 있어서, 공간적인 이유로 인해 삽입체 장착부의 측부 지지 표면(9)을 엔드 밀에 의해 상부로부터 수직으로, 즉 삽입체 장착부의 하부 지지 표면(10)에 수직이 되도록 만드는 것이 필요하다. 삽입체에 대해 공차를 가지고 지지되도록 측부 지지 표면(9)에 소정의 경사를 제공하기 위해, 대체로 엔드 밀은 원추형 상부(11)와 함께 사용된다. 그러한 밀링 공구가 들어갈 공간을 마련하기 위해, 빗금친 부분(V-V)에 대응되는 재료가 커터 본체로부터 제거되어야 한다. 일례로, 250 mm의 밀링 직경(D1)은 93 mm의 오버행(overhang: L1)을 필요로 하고, 500 mm의 밀링 직경(D2)은 126 mm의 오버행(L1)을 필요를 하는 것으로 설명될 수 있다. 따라서, 공지된 기술에 의한 삽입체장착부의 제조를 위한 접근 필요성이 조밀 피치 공구의 제조 가능성을 엄격히 제한한다는 것과, 이러한 제한이 밀링 직경을 증가시키는 데 있어서 두드러진다는 것이 쉽게 인식된다. 또한, 도5를 보다 참조하면, a) 긴 오버행에서 진동 경향이 증가됨으로써 소위 진동 표시가 제조된 측부 지지 표면에서 야기되고 삽입체의 정확한 위치 선정 신뢰도가 감소되는 단점과, b) 다른 직경의 밀링 커터 본체를 제조할 때에 공구의 연속적인 변경이 요구된다는 단점과 같은 다른 단점이 발견될 수 있다.
본 발명에 의하면, 이러한 모든 단점들은 도5에 따라 삽입체 장착부의 측면 지지부를 볼-노즈(ball-nose) 엔드 밀(8)을 가지고 하나 이상의 측부 지지 표면(9)의 형태로 제조함으로써 상당히 간단하고 유연한 방식으로 극복되었다. 상기 엔드 밀의 오버행(L3)은 밀링 직경과는 독립적으로 약 27 mm로 제한되고, 그에 의해 진동이 최소화되거나 또는 완전히 제거되고 공구 변경을 할 필요가 없다. 가공이 보다 반경 방향으로 실행되기 때문에, 보이지 않는 부품들에 대한 접근 가능성은 보이지 않는 부품들이 회전 방향에서 커터 본체의 삽입체 유지 커터 본체부(12) 후방에서 접선 방향으로 위치된다는 점에서 개선되었다. 도4에서, 선(13)은 종래 기술에 의한 제조 시에 선단 지지 벌지의 재료가 얼마나 많이 제거되어야 하는 지를 도시한다. 따라서, DE-U-93 05518.8호에 따르면, 직선 전방 단부를 갖는 엔드 밀이 이용되는, 전방의 삽입체 유지 커터 본체부(12)의 "섀도우(shadow) 내에" 두 개의 상호 수직인 측부 지지 표면을 갖는 (또는 사이에 둔각을 갖는) 삽입체 장착부를 제조하는 데 성공하였다. 이러한 이유로, 상기 공보의 원형 절삭 삽입체의 플랭크 표면은평면 접촉 챔퍼를 갖지만, 모든 원형 삽입체에 대한 시간이 걸리고 비용이 드는 연삭을 필요로 한다.
언급된 바와 같이, 직경이 적절하게 2 내지 12 mm 사이에 있는 볼-노즈 엔드 밀(8)이 본 발명에 따라 이용된다. 그 결과로, 다수의 홈(14, 15, 16)들이 엔드 밀의 각각의 행정에서 발생하는 홈과 같은 실질적인 원형 세그먼트 형상의 단면을 갖는 측부 지지 표면(9) 상에서 발생된다. 홈들의 가장 적은 개수는 2이다. 리지(ridge: 17)들은 홈들 사이에서 지지 표면(9)의 상부 경계선을 따라 각각 형성된다. 하나 이상으로서 적절하게는 두 개의 리지(17)가 절삭 삽입체에 대한 접촉부로서 기능한다. 적절하게는, 나사 구멍(18)은 삽입체 장착부의 내측을 향해 다소 엇갈리게 위치됨으로써, 상기 접촉 리지에 대항하는 절삭 삽입체의 소정의 예비 부하가 얻어진다. 양호하게는, 하부 지지 표면(10)으로부터 도시된 것처럼 두 개의 상부 리지(17)는 접촉 리지로서 기능한다. 두 개의 상이한 정적으로(statically) 잘 한정된 접촉 영역을 생성하기 위해, 상부 홈은 도3에 따라 각각 두 개의 단부 지지부(14A, 14B)로 분할될 수도 있고, 함몰된 중간부(depressed middle portion: 14')가 이러한 두 개의 단부 사이에 위치되고 자유 표면으로 구성된다. 함몰된 중간부(14')는 단순히 축방향으로 다소 깊게 밀링함으로써 단부 지지부(14A, 14B)와 동일하게 볼-노즈 엔드 밀에 의해 적절히 형성된다.
최하부 홈(16)은 하부 지지 표면(10)의 내측 경계선(19) 상에 적절하게 병렬 배치된다. 한편, 이는 예를 들어 밀링에 의해 제조되는 하부 지지 표면(10)을 만들 때 가공 공차를 가능케 하고, 다른 한편으로는 절삭 삽입체 후방에서 하부에서 가능한 작은 입자 또는 불순물의 핀칭이 제거된다. 더욱이, 홈(16)은 또한 보강물로서 기능하는 데, 왜냐하면 반경부는 예리한 코너보다 상당히 낮은 응력 집중을 가져서 균열 저항성을 개선시키기 때문이다. 그러나, 하부 지지 표면(10) 상에 안정된 지지부를 가능케 하기 위해, 하부 지지 표면(10)은 설부(20)에 의해 삽입체 장착부로 적절하게 연장된다. 이러한 설부(20)를 형성하기 위해, 볼-노즈 엔드 밀(8)이 지지 표면(9)의 중간 부분에서 다소 더 깊게 스캔되도록 함으로써, 실제적인 기능을 갖지 않는 함몰부(21)가 생성된다. 또한, 홈(15, 16) 및 이러한 홈들 사이에 위치한 리지(17)는 절삭 삽입체와 접촉하지 않으면서 자유면들로 구성된다.
절삭 삽입체(23)를 체결하거나 혹은 풀기 위해 적절한 키이에 의해 로킹 나사(22)로 접근할 수 있도록, 리세스(24)가 각각의 삽입체 유지 커터 본체부(12)의 후방 모서리에 제공된다. 다르게 유지된 치수를 갖는 다수의 삽입체 장착부에서, 이러한 리세스(24)가 대응하는 깊이로 만들어진다.
본 발명에 의한 삽입체 장착부를 밀링 가공함으로써, 다수의 이점들이 얻어진다. 따라서, 후방 삽입체 장착부 모서리 상에서 임의 형상의 지지 표면(9)이 만들어져서 삽입체 유지 커터 본체부(12)의 돌출부 내에 반경 방향으로 위치되고, 돌출부는 후방 삽입체 장착부의 하부 지지 표면(10)에 수직이다. 지금까지, 이러한 것은 두 개의 측부 지지 표면이 상호 수직으로 형성되고 (예를 들어, DE-U-93 05518.8호 참조) 그 후에 엔드 밀의 연장부에 대해 직선 및 수직으로 형성된 단부 표면을 갖는 엔드 밀에 의해 만들어질 수 있는 정사각형 또는 직사각형 절삭 삽입체에 대해서만 가능했다. 본 발명에 의하면, 예를 들어 원형, 삼각형, 마름모형,장사방형 및 육각형 삽입체 장착부가 제조될 수 있고, 그러한 투스 피치를 이용하여 실재의 제한을 통해 각각의 삽입체 유지 커터 본체부(12)에서 충분한 강도를 얻게 된다. 따라서, 실질적인 직선 측부 지지 표면이 제조될 수 있고, 그러한 직선 지지 표면은 예를 들어 80 또는 70°와 같은 90°미만의 내부 포위각을 갖는다. 또한, 하부 지지 표면(10)은 홀더 내에서 삽입체에 필요한 기능적 경사부를 제공하도록 광범위하게 각도 조절될 수 있다. 더욱이, 그 기능이 유지되면서 볼-노즈 엔드 밀을 선삭 및 티핑(tipping)하는 것이 가능하고, 기계 내에서 소위 C- 및 B-선삭 작업이 감소된다. 게다가, 최대한으로 두 개의 상이한 볼-노즈 엔드 밀이 밀링 직경과는 별개로 삽입체 장착부를 제조할 때 요구된다.

Claims (5)

  1. 회전 구동 수단 상에 밀링 커터 본체를 고정시키기 위한 보유부(2)와 탈착 가능한 여러개의 체결 절삭 삽입체(23)가 외주부 둘레에 장착되는 절삭 삽입체 유지부를 포함하고, 각각의 절삭 삽입체(23)는 외주의 삽입체 유지 커터 본체부(12) 내에 적어도 부분적으로 위치되어 밀링 커터 본체와 일체인 삽입체 장착부 내에 체결되고, 각각의 삽입체 장착부는 하부 지지 표면(10)과 적어도 하나의 측부 지지 표면(9)을 포함하는 측면 지지부를 포함하고, 칩 포켓(25)이 회전 방향에서 각각의 삽입체 장착부의 전방에 제공된, 금속 등을 절삭 가공하기 위한 밀링 커터 본체이며,
    상기 측면 지지부는 원형 절삭 삽입체에 대한 접촉부로서 기능하는 적어도 하나의 적어도 부분적으로 원형인 측부 지지 표면, 또는 내각이 90°보다 작고 삼각형, 마름모형, 장사방형 및 육각형과 같은 절삭 삽입체에 대한 접촉부로 기능하는 적어도 두 개의 직선 측부 지지 표면을 포함하고,
    후방 삽입체 장착부의 상기 측면 지지부는 후방 삽입체 장착부의 하부 지지 표면(10)에 수직인, 전방 삽입체 유지 커터 본체부(12)의 돌출부 내에서 반경 방향으로 위치되는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 본체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 측부 지지 표면(9)은 원형 절삭 삽입체에 대한 접촉부로서 기능하도록 원형인 것을 특징으로 하는 밀링 커터 본체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측부 지지 표면은 원형 세그먼트 형상의 단면을 갖는 세 개의 밀링 가공된 홈(14, 15, 16)들을 포함하고, 그 홈들 사이에서 측부 지지 표면(9)의 상부 경계선을 따라 리지(17)들이 생성되며, 이러한 리지들 중 하나 또는 둘은 절삭 삽입체에 대한 접촉부로 기능하는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 본체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 최상부 홈(14)은 절삭 삽입체에 대해 정적으로 잘 한정된 두 개의 단부 지지부(14A, 14B)를 생성하기 위해 함몰된 중간부(14')를 구비해서 형성되는 것을 특징으로 하는 밀링 커터 본체.
  5. 회전 구동 장치 상에 밀링 커터 본체를 고정시키기 위한 보유부(2)와 탈착 가능한 여러개의 체결 절삭 삽입체(23)가 외주부 둘레에 장착되는 절삭 삽입체 유지부를 포함하고, 각각의 절삭 삽입체는 외주의 삽입체 유지 커터 본체부(12) 내에 적어도 부분적으로 위치되어 삽입체 장착부 내에 체결되고, 각각의 삽입체 장착부는 하부 지지 표면(10)과 적어도 하나의 측부 지지 표면(9)을 포함하는 측면 지지부를 포함하고, 칩 포켓(25)이 회전 방향에서 각각의 삽입체 장착부의 전방에 제공된, 금속 등을 절삭 가공하기 위한 밀링 커터 공구의 제조 방법이며,
    삽입체 장착부의 상기 측면 지지부가 적어도 부분적으로 볼-노즈 엔드 밀(8)에 의해 제조되고, 후방 삽입체 장착부의 측면 지지부는 후방 삽입체 장착부의 하부 지지 표면(10)에 수직인, 전방 삽입체 유지 커터 본체부(12)의 돌출부 내에서 반경 방향으로 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
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