KR100562935B1

KR100562935B1 - 칩 제어부를 구비한 절삭 인서트

Info

Publication number: KR100562935B1
Application number: KR1020017007453A
Authority: KR
Inventors: 고시라나짙; 케니쓰 엘. 니바우어
Original assignee: 켄나메탈 인코포레이티드
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2006-03-22
Also published as: JP2002533223A; WO2000038866A9; BR9917046A; IL143839A0; CA2352050C; JP3671150B2; KR20020020672A; IL143839A; EP1140399B1; CA2352050A1; AU754916B2; AU3115800A; DE69906373D1; EP1140399A1; ATE235338T1; ES2192881T3; DE69906373T2; US6065907A; WO2000038866B1; WO2000038866A1

Abstract

본 발명에 따른 분할가능한 절삭 인서트(10)는 폭넓은 범위의 절삭 깊이에 걸쳐 절삭 작업이 가능하다. 그 인서트는 절삭 표면상의 상이한 위치에 상이한 기하학적 구조를 지님으로써, 상이한 절삭 요인하에서 바람직한 절삭면이 공작물과 접촉된다.

Description

칩 제어부를 구비한 절삭 인서트{CUTTING INSERT WITH CHIP CONTROL}

본 발명은 절삭 공구에 관한 것이며, 특히, 이송 속도의 범위 전반에 걸쳐 칩 제어부를 제공하는 기하학적 구조를 지니는 분할가능한 절삭 인서트에 관한 것이다.

오늘날, 절삭 인서트의 기하학적 구조의 선택에 있어서, 이송 속도가 현저히 변화할 경우에는, 절삭 인서트를 그 이송 속도에 대한 가장 효과적인 소기의 기하학적 구조를 지니는 것으로 변경하는 것이 필요하다. 이러한 과정은 절삭 요인을 충족시키기 위한 절삭 인서트의 변경을 필요로 할 뿐만 아니라, 필요시 소기의 인서트 기하학적 구조가 이용될 수 있도록 다양한 절삭 인서트의 재고를 보유할 것을 필요로 한다.

Katbi 등의 미국특허 제5,230,591호는 중앙의 플래토(plateau)가 코너로부터 이격되게 연장함에 따라 벽들이 인서트 절삭 에지로부터 벗어나는 중앙의 플래토를 지니는 절삭 인서트를 개시한다. 칩 감속 패드가, 절삭 에지를 따라 대체로 평행한 벽을 절삭 인서트와 결합시킨다. 이러한 배치는, 공작물이 단지 인서트의 코너 영역과 맞물리는 기계가공 중 칩 제어부를 제공할 수 있지만, 여러가지 기계가공 작업은 코너 영역을 지나 인서트와 맞물리는 이송 속도를 포함한다. 이러한 상황하에 서, 절삭 에지에 대하여 본질적으로 평행하게 되는 칩 감속 패드는 제한된 칩 제어부를 제공한다.

그러므로 본 발명의 목적은, 넓은 범위의 이송 속도에 걸쳐 유효하게 사용될 수 있으며, 그러한 가변성을 통하여 인서트 변경의 빈도를 감소시킬 수 있고, 여러가지 종류의 상이한 인서트 기하학적 구조에 대한 필요를 감소시킬 수 있는 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명은 내마모성 재료의 다변형 본체를 지니는 분할가능한 절삭 인서트에 관한 것이다. 상기 본체는 상부면, 저부면 및 그 사이의 주변벽을 포함한다. 그 주변벽은 측부와 코너를 지니며, 그 주변벽과 상부면의 교선은 절삭 에지로부터 연장하는 랜드(land)를 구비하는 절삭 에지를 형성한다. 그 상부면은 플로어, 상기 랜드로부터 플로어까지 하향 및 내향으로 경사진 경사벽 및 상기 플로어 위에 배치되어 상기 경사벽으로부터 내향으로 이격되는 플래토를 포함한다. 상기 플래토는 플로어로부터 상승하는 경사진 측부들과 플로어로부터 돌출하는 코너에서 시작하는 레일을 지닌다. 그 레일은 절삭 에지와 플래토 사이에 배치되며, 코너로부터 레일 축을 따라 대체로 이격되게 연장한다. 그 레일 축은 코너로부터 연장함에 따라 절삭 에지에 평행한 선으로부터 벗어난다.

본 발명의 제2의 실시예에 있어서, 플래토 측부의 축은 플래토 경사 측부들을 통하여 연장하며, 그 플래토 측부 축은 코너로부터 연장함에 따라 레일 축으로부터 벗어난다.

본 발명의 상기의 특징 및 이점과 다른 특징 및 이점이 수개의 도면과 관련하여 설명되는 상세한 설명으로부터 자명하게 될 것이다.

도1은 본 발명에 따른 절삭 인서트의 사시도이다.

도2는 도1에 제시된 절삭 인서트의 평면도이다.

도3은 도2의 화살표 “3-3”을 따른 단면도이다.

도4는 도2의 화살표 “4-4”를 따른 단면도이다.

도5는 도2의 화살표 “5-5”를 따른 단면도이다.

도1은 다변형의 분할가능한 절삭 인서트(10)의 사시도를 제시한다. 그 인서트(10)는 내마모성 재료의 다변형 본체(15)를 지닌다. 그 본체(15)는 상부면(20)과 하부면(25) 및 그 사이의 주변벽(30)을 포함하며, 그 주변벽은 측부(35a, b, c, d) 및 코너(40a, b, c, d)를 지닌다. 상부면(20)과 주변벽(30)의 교선에는 절삭 에지(45)가 형성된다.

본 발명의 설명을 위하여, 측부(35a) 및 코너(40a)와 관련된 절삭 인서트의 특징들은, 나머지 측부(35b, c, d)와 나머지 코너(40b, c, d)와 관련된 절삭 인서트 특징들에 동일하게 적용될 수 있다는 생각을 가지고 설명될 것이다.

더욱이, 본 발명의 설명을 위하여, 도1 및 도2에는, 80°다이아몬드로서 확인되는 인서트의 기하학적 구조가 제시되어 있으며, 그것은 2개의 80°코너와 2개의 100°코너들을 지니는 마름모 형태이다. 그러나, 본 발명의 형태가 80°다이아몬드로 한정되는 것이 아니며, 다른 기하학적 형상으로 대체될 수 있다는 것을 알아야 한다. 그 형상들 중, 정사각형과 같은 다른 마름모 형태, (2개의 55°코너와 2개의 125°코너를 지니는) 55°다이아몬드, 삼각형 또는 삼방정(trigon)으로 될 수 있다. 그 절삭 인서트는 절삭 인서트용으로 사용되는 어떠한 내마모성 재료로도 제조될 수 있으며, 이러한 재료는 그러한 절삭 인서트를 제고하는 본 기술분야의 당업자들에게 널리 공지되어 있다.

도1 및 도2를 참조하면, 절삭 에지 랜드(50)는 본체(15)의 종축(L)에 의해 지시된 중심을 향하여 절삭 에지(45)로부터 내향으로 연장한다. 그 랜드(50)는 절삭 에지(45)를 따라 본체(15)의 둘레 주위를 연장하는 밴드로 이루어진다. 그 랜드(50)로부터 플로어(60)까지 하향과 내향으로 경사벽(55a, b, c, d)이 연장한다. 그 플로어(60)는 랜드(50)보다 낮은 높이에 배치된다.

플래토(65)가 플로어(60) 상에 배치된다. 그 플래토(65)는 각각의 경사벽(55a, b, c, d)으로부터 이격된다. 그 플래토(65)는 대체로 성형(星形)의 상부면(70)을 지닌다. 그 플래토(65)는 플로어(60)로부터 상승하는 경사진 측부(75a, b, c, d)를 지닌다.

각각의 코너(40a, b, c, d)로부터 시작하여 레일 축(RA; 도2 참조)을 따라 상기 각각의 코너로부터 이격되게 연장하는 플로어(60)로부터 레일(80a, b, c, d)이 돌출한다. 각각의 레일은 레일 측부(82a, b, c, d)를 각각 지니며, 절삭 에지(45)와 플래토(65) 사이에 배치된다. 각각의 레일(80a, b, c, d)의 레일 축(RA)은, 각각의 코너(40a, b, c, d)로부터 이격 연장됨에 따라 절삭 에지(45)에 대하여 평행하게 라인(PL)으로부터 벗어난다.

인서트 본체(15)의 측부(35a)를 따라 절삭 에지(45)는 길이(D)를 규정하며, 레일 축(RA)은 측부(35a)의 길이(D)의 1/2의 거리까지, 즉 도2에 표시된 D/2까지 절삭 에지(45)로부터 벗어난다. 도2에서 보다 명백하게 알 수 있는 바와 같이, 코너(40a)로부터 연장하는 레일 축(RA)은 절삭 에지에 대하여 평행한 라인(PL)으로부터 D/2로 표시된 중앙지점까지만 벗어난다.

절삭 에지(45)상에 D/2로 표시된 거리까지 절삭 에지(45)를 맞물리도록 하는 기계가공 작업 중 이송 속도를 충족시킬 수 있지만, 그러한 맞물림은 가망이 없으며, 따라서, 본 출원의 설계는 연속적인 레일(80a)로 제한되어서는 아니되지만, 그러한 설계는 중앙지점의 영역에서 레일(80a)의 불연속성을 고려하여야 한다.

비록 레일(80a)이 레일 축(RA)을 따르지만, 레일(80a)은 도1과 도2에 도시된 바와같이 파형(波形)의 패턴을 지닐 수 있다. 변형적으로, 레일(80a)은 직선형 패턴의 레일(80a)의 전체 길이를 따라 레일 축(RA)에 대하여 평행한 레일 측부(82a)를 지니는 직선형 패턴으로 이루어질 수 있다. 그러나, 2가지 경우 모두, 레일(80a)은 절삭 에지(45)에 평행한 라인(PL)으로부터 벗어나는 레일 축(RA)을 따른다.

도1과 도2에 도시된 바와같이, 플래토의 경사진 측부(75a)는 플래토의 측부 축(PA)을 따른다. 그 플래토 축(PA)은, 플래토의 측부 축(PA)이 코너(30a)로부터 연장함에 따라, 레일 축(RA)으로부터 벗어날 수 있다. 더우기, 플래토 측부(75a)는 도1과 도2에 도시된 바와같은 파형의 패턴의 플래토 측부 축(PA)을 따를 수 있다. 대안으로서, 플래토 측부(75a)는 직선형 패턴의 플래토 측부 축(PA)에 대하여 직선형이며 평행하게 될 수 있다.

도2에 도시된 바와같이, 레일 축(RA)과 절삭 에지(45) 사이에는 레일 각(R)이 형성된다. 레일 각(R)의 값은 5°내지 30°로 될 수 있으며, 바람직하게는 10°내지 20°로 될 수 있다. 또한, 플래토의 측부 축(PA)과 레일 축(RA) 사이에는 플래토 측부 각(P)이 형성된다. 그 플래토 측부 각은 5°내지 30°의 값을 지닐 수 있지만, 바람직하게는 10°내지 20°의 각도이다. 레일 각(R)과 플래토 측부 각(P)은 동일하게 될 수 있거나, 또는 보다 과도한 칩 제어부를 제공하기 위하여, 하나의 축이 다른 축보다 더 큰 속도로 벗어나도록 동일하지 않게 될 수 있다.

도2의 화살표 “3-3”을 따른 단면도인 도3에 도시된 바와같이, 플래토 상부면(70)은 평면으로 될 수 있으며, 플래토(65)의 경사 측부(75a)는 플래토(65)의 상부면(70)에 관하여 평행한 라인과 각도(A)를 형성한다. 예를들면, 도3의 코너 영역에서, 각도(A)의 값은 15°로 될 수 있지만, 코너 영역으로부터 더 이격된 위치(도4 및 도5 참조)에서 각도(A)의 값은 약 25°로 될 수 있다. 이러한 특징은 인서트(10)의 코너(40a)로부터 부가적으로 형성된 칩에 대한 보다 큰 칩 두께와 관련된 보다 적극적인 칩 제어부를 제공한다.

도4에 도시된 바와같이, 플래토(65)의 상부면(70)은 레일(80)의 상부(95)보다 더 높은 높이에 있다.

플래토 측부(75a)는 플래토(65)의 상부면(70)에 관하여 평행한 라인과 25°내지 60°, 바람직하게는 약 40°의 각도(B)를 형성한다. 도3 내지 도5에 도시되지 는 않았지만, 랜드(50)는 절삭 에지(45)로부터 경사 벽(55a)의 각도와 다른 각도로, 또한 상부면(70)에 대하여 평행한 라인에 관하여 보다 작은 각도로 연장할 수 있다.

도5는 특히 절삭 에지(45)와 플래토(65)에 관한 레일(80a)의 상대 위치를 도시한다.

지금까지는 측부(35a)와 관련된 본체(15)의 부분만이 설명되었지만, 본체(15)의 특징은 코너(40a)로부터 코너(40c)까지 종축(L)을 통하여 연장하는 2등분선에 관하여 대칭이라는 것이 이해되어야 한다. 예를들면, 레일(80a)과 플래토 측부(75a)는 코너(40a)의 하나의 측부(35a)상에 배치되지만, 다른 레일(80d)과 플래토 측부(75d)가 측부(35d)와 협동함으로써, 레일(80a, 80d)과 플래토(65)의 쌍이 2등분선(105)에 관하여 대칭으로 된다.

상부면(20)으로부터 본체(15)의 하부면(25)을 통하여 연장하는 원형의 개구부(100)가 제공되어, 기계가공 작업중에 사용하기 위한 공구홀더에 절삭 인서트(10)를 체결하도록 할 수 있다. 그러나, 공구홀더내에 절삭 인서트를 체결하기 위한 다른 기구가 제공될 수 있다. 그러한 이유로, 다른 기술이 사용됨으로써, 원형의 개구부가 필요하지 않게 될 수 있다.

원형의 개구부(100)의 주위(120)에 관하여 배치된 대체로 삼각형의 클러스터(115; cluster)와 표시부(110)는 본 발명과 밀접한 관계가 있는 것이 아니다. 또한, 코너(40b, d)의 전체적인 영역의 대체로 다이아몬드 형상의 공동(125)들 또한 본 발명과 밀접한 관계가 있는 것이 아니다.

상기의 설명으로부터 본 발명과 그것의 여러가지 소기의 이점이 이해될 것이며, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 그 부품들의 형태, 구조 및 배치의 다양한 변경이 가능하며, 본원에 기술된 형태는 본 발명의 단지 적절한 실시예에 불과하다는 것이 이해될 것이다.

Claims

상부면, 저부면 및 그 사이의 주변벽을 포함하는 내마모성 재료의 다각형 본체를 포함하는 분할가능한 절삭 인서트로서, 상기 주변벽은 측부와 코너를 지니며, 상기 주변벽과 상부면의 교선은 절삭 에지로부터 연장하는 랜드(land)를 구비하는 절삭 에지를 형성하며, 상기 상부면은,

a) 플로어;

b) 상기 랜드로부터 플로어까지 하향 및 내향으로 경사진 경사벽;

c)상기 플로어 위에 배치되어 상기 경사벽으로부터 내향으로 이격되는 플래토로서, 상기 플래토는 플로어로부터 상승하는 경사진 측부들을 지니는 플래토; 및

d) 레일로서,

ⅰ) 코너에서 시작하고;

ⅱ) 상기 플로어로부터 돌출하며;

ⅲ) 상기 절삭에지와 상기 플래토 사이에 배치되며;

ⅳ) 레일 축을 따라 대체로 상기 코너로부터 이격되게 연장하며;

ⅴ) 상기 레일 축은 상기 코너로부터 연장함에 따라 절삭 에지에 대하여 평행한 라인으로부터 벗어나는 레일을 포함하며;

e) 상기 인서트의 측부를 따라 상기 절삭 에지는 길이를 규정하며, 상기 레일은 상기 측부의 길이의 적어도 4분지 1의 거리만큼 상기 레일 축을 따라 연속적으로 연장하는 것을 특징으로 하는 분할가능한 절삭 인서트.
청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제1항에 있어서, 상기 레일은 파형의 패턴으로 상기 레일 축을 따르는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제1항에 있어서, 상기 레일은, 상기 레일 축에 평행하며 직선형 패턴으로 상기 레일 축을 따르는 측부들을 지니는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제1항에 있어서, 상기 플래토 측부들은 파형의 패턴으로 상기 플래토의 측부 축을 따르는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제1항에 있어서, 상기 플래토 측부들은 상기 플래토의 측부 축에 대하여 평행하며, 직선형의 패턴으로 상기 플래토의 측부 축을 따르는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제1항에 있어서, 상기 레일 축과 절삭 에지 사이에 레일 각(R)이 형성되며, 상기 레일 각은 5-30도의 값을 지니는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제1항에 있어서, 상기 플래토의 측부 축과 상기 레일 축 사이에 플래토 측부 각(P)이 형성되며, 상기 플래토 측부 각은 5-30도의 값을 지니는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제1항에 있어서, 상기 레일 축과 절삭 에지 사이에 레일 각(R)이 형성되며, 상기 플래토의 측부 축과 상기 레일 축 사이에 플래토 측부 각(P)이 형성되며, 그 각각은 10-20도의 각도를 지니는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제1항에 있어서, 상기 플래토의 상부는 평면이며, 상기 인서트의 경사 벽은 상기 플래토의 상부에 대하여 평행한 라인과 15-25도 사이의 각도(A)를 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제9항에 있어서, 상기 코너로부터의 거리가 증가함에 따라 상기 각도(A)가 증가하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제1항에 있어서, 상기 플래토의 경사진 측부는 상기 플래토의 상부에 대하여 평행한 라인과 25-60도 사이의 각도(B)를 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제11항에 있어서, 상기 각도(B)는 약 40도로 되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제1항에 있어서, 레일과 플래토 측부가 코너의 양 측부상에 배치되며, 상기 플래토와 레일은 코너의 2개의 인접한 측부들의 교선에 의해 형성된 각도를 2등분하는 2등분선에 관하여 대칭으로 되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

상부면, 저부면 및 그 사이의 주변벽을 포함하는 내마모성 재료의 다각형 본체를 포함하는 분할가능한 절삭 인서트로서, 상기 주변벽은 측부와 코너를 지니며, 상기 주변벽과 상부면의 교선은 절삭 에지로부터 연장하는 랜드(land)를 구비하는 절삭 에지를 형성하며, 상기 상부면은,

a) 플로어;

b) 상기 랜드로부터 플로어까지 하향 및 내향으로 경사진 경사벽;

c)상기 플로어 위에 배치되어 상기 경사벽으로부터 내향으로 이격되는 플래토로서, 상기 플래토는 플로어로부터 상승하는 경사진 측부들을 지니는 플래토; 및

d) 레일로서,

ⅰ) 코너에서 시작하고;

ⅱ) 상기 플로어로부터 돌출하며;

ⅲ) 상기 절삭에지와 상기 플래토 사이에 배치되며;

ⅳ) 레일 축을 따라 대체로 상기 코너로부터 이격되게 연장하며;

ⅴ) 상기 레일 축은 상기 코너로부터 연장함에 따라 절삭 에지에 대하여 평행한 라인으로부터 벗어나는 레일을 포함하며;

e) 상기 플래토의 측부 축은 경사진 측부들을 통하여 연장하며, 상기 플래토의 측부 축은 상기 코너로부터 연장함에 따라 상기 레일 축으로부터 연장하며;

f) 상기 인서트의 측부를 따라 상기 절삭 에지는 길이를 규정하며, 상기 플래토의 경사진 측부들은 상기 측부의 길이의 적어도 4분지 1의 거리만큼 연속적으로 상기 측부 축을 따르는 것을 특징으로 하는 분할가능한 절삭 인서트.
제14항에 있어서, 상기 인서트의 측부를 따라 상기 절삭 에지는 길이를 규정하며, 상기 레일 축은 상기 측부의 길이의 2분의 1의 길이까지 상기 절삭 에지로부터 벗어나는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제14항에 있어서, 상기 레일은 파형의 패턴으로 상기 레일 축을 따르는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제14항에 있어서, 상기 플래토의 측부들은 파형의 패턴으로 상기 플래토의 측부 축을 따르는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제14항에 있어서, 상기 레일 축과 절삭 에지 사이에 레일 각(R)이 형성되며, 상기 레일 각은 5-30도의 값을 지니는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제14항에 있어서, 상기 플래토의 측부 축과 상기 레일 축 사이에 플래토 측부 각(P)이 형성되며, 상기 플래토 측부 각은 5-30도의 값을 지니는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제14항에 있어서, 상기 레일 축과 절삭 에지 사이에 레일 각(R)이 형성되며, 상기 플래토의 측부 축과 상기 레일 축 사이에 플래토 측부 각(P)이 형성되며, 그 각각은 10-20도의 바람직한 각도를 지니는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제14항에 있어서, 상기 인서트의 플래토 측부는 상기 플래토의 상부에 대하여 평행한 라인과 25-60도 사이의 각도(B)를 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제14항에 있어서, 레일과 플래토 측부가 코너의 양 측부상에 배치되며, 상기 플래토와 레일은 코너의 2개의 인접한 측부들로부터 연장하는 2개의 절삭 에지들의 교선에 의해 형성된 각도를 2등분하는 2등분선에 관하여 대칭으로 되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.