KR101541936B1 - 칩 제거 기계가공용 절삭 인서트 및 공구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 삼각형 형상을 갖는 인덱서블 절삭 인서트 (1) 에 관한 것으로서, 상기 상기 절삭 인서트 (1) 는 절삭 인서트 (1) 의 중앙에 위치된 장착 구멍 (7), 제 1 지지면 (3) 및 제 2 지지면 (5) 을 포함하며, 이들 지지면 (3, 5) 은 상호 평행하고 교대로 지지면으로서 작용하며, 상기 절삭 인서트 (1) 는 평행한 지지면 (3, 5) 사이에서 신장하는 동일한 길이의 세 변 (S1, S2, S3) 을 포함하고, 상기 절삭 인서트 (1) 에는 장착 구멍 (7) 의 중심 축 (9) 에 수직하게 배향된 주 절삭날 (H1 내지 H6) 이 제공될 뿐만 아니라, 상기 절삭 인서트 (1) 는, 또다른 인서트 시트까지 장착 구멍 (7) 의 중심 주위로 절삭 인서트 (1) 를 회전시키거나, 대안적으로 또다른 인서트 시트까지 절삭 인서트 (1) 를 터닝시킴으로써, 기계 가공될 작업물에 대해 주 절삭날 (H1 내지 H6) 의 동일한 위치가 제공되도록 형성되며, 절삭 인서트 (1) 의 쐐기 각 (β) 은 70°≤β≤85°의 범위에 있다. 본 발명은 또한 상기 규정된 절삭 인서트 (1) 가 장착된 밀링 공구에 관한 것이다.
본 발명에 따른 절삭 인서트의 특징은, 절삭 인서트 (1) 는 변 (S1 내지 S3) 에 위치되는 평면형 지지면 (11 내지 13) 을 포함하며, 각 변 (S1 내지 S3) 의 지지면 (11 내지 13) 은 상호 60°의 각을 형성한다는 것이다.

Description

칩 제거 기계가공용 절삭 인서트 및 공구{CUTTING INSERT AND TOOL FOR CHIP REMOVING MACHINING}
본 발명은 칩 제거 기계가공 분야, 특히 절삭 인서트 및 밀링 공구에 관한 것이다. 절삭 인서트는 밀링 공구에 날교환 가능하게 (indexably) 장착된다. 밀링 공구는 90°의 설정각을 갖는 엔드밀이다.
출원인의 WO2007149035 에서와 같은 밀링 본체에 트리곤 (trigon) 인서트를 접선 방향으로 장착할 때, 밀링 공구의 밀링 본체에 형성된 인서트 시트는, 인서트 시트를 평면에서 봤을 때, 절삭 인서트에 조화된 트리곤 형상을 갖는다. 인서트 시트가 트리곤 형상이면, 절삭 인서트를 둘러싸는 밀링 본체의 소정의 플랭크가 비교적 적은 재료를 포함하게 되는데, 즉 플랭크는 부하를 지탱하는데 취약해진다.
소위 삼각형 절삭 인서트가 일반적으로 공지되어 있다. 이들 절삭 인서트의 문제점은 인서트가 취약한 절삭 코너를 갖는다는 것이다.
본 발명의 주 목적은, 밀링 본체의 임계의 플랭크가 종래의 공구에 비해 취약하지 않은, 도입부에서 규정된 종류의 칩 제거 기계가공을 위한 절삭 인서트와 공구를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 최대수의 절삭날 영역을 절삭 인서트에 제공하는 것인데, 이 경우 이 영역의 수는 6 이다.
본 발명의 또다른 목적은 절삭 인서트와 밀링 본체에 형성된 인서트 시트 사이의 상호 지지 기능을 개선하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 본 발명에 따른 공구를 사용하여 밀링가공하는 동안에 얻어지는 기계가공면을 절삭 인서트가 간섭하지 않도록, 절삭 본체에 절삭 인서트가 위치되도록 하는 것이다.
적어도, 본 발명의 주요한 목적은 독립 청구항에 규정된 특징을 갖는 절삭 인서트와 공구에 의해 이루어진다. 본 발명의 바람직한 실시형태는 종속 청구항에서 규정된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 절삭 인서트의 사시도를 도시한다.
도 2 는 도 1 에 따른 절삭 인서트의 측면도를 도시한다.
도 3 은 도 1 에 따른 절삭 인서트의 평면도를 도시한다.
도 4 는 도 1 에 따른 절삭 인서트의 추가의 사시도를 도시한다.
도 5 는 도 4 에서 점선으로 표시된 원 (C) 의 확대도를 도시한다.
도 6 은 본 발명에 따른 밀링 공구의 측면도를 도시하며, 본 발명에 따른 절삭 인서트가 제공되어 있다.
도 7 은 도 6 에서 점선으로 표시된 원 (A) 의 확대도를 도시한다.
도 8 은 도 6 에 따른 밀링 공구의 평면도를 도시한다.
도 1 내지 도 5 에 도시된 본 발명에 따른 절삭 인서트 (1) 는 양면 또는 인덱서블 절삭 인서트를 구성한다. 절삭 인서트는 삼각형 기본 형상을 가지며, 프레스 가공되거나 사출 성형되는 초경합금으로 제조된다. "초경 합금" 으로는, 예컨대 Co 또는 Ni 등의 바인더 금속과 소결 결합되는 WC, TiC, TaC, NbC 등이 참조된다. 절삭 인서트 (1) 는 바람직하게는 예를 들어 Al2O3, TiN 및/또는 TiCN 의 층으로 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 어떤 경우에는, 절삭날은 CBN 또는 PCD 등의 납땜된 초경질 재료로 구성되는 것이 옳을 수도 있다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트 (1) 는 평면도에서 보면 일반적으로 삼각형 형상을 갖는다. 절삭 인서트 (1) 는 변의 교차 지점에서 3 개의 절삭 코너 (SH1, SH2, SH3) 를 갖는 세 변 (S1, S2, S3) 을 포함한다. 변 (S2) 의 길이는 도 3 에서 L 로 나타내며, 다른 변 (S1, S3) 은 대응하는 길이를 갖는다. 또한, 절삭 인서트 (1) 는 절삭 인서트 (1) 의 세 변 (S1 내지 S3) 에 연결되는 제 1 지지면 (3) 을 포함한다. 이에 따라, 절삭 인서트 (1) 는, 제 1 지지면 (3) 에 평행하고 또한 절삭 인서트 (1) 의 세 변 (S1 내지 S3) 에 연결되는 제 2 지지면 (5) 을 갖는다. 밀링 본체의 인서트 시트에 절삭 인서트 (1) 를 장착하기 위해서, 절삭 인서트 (1) 에는 절삭 인서트 (1) 의 중심에 형성되는 장착 구멍 (7) 이 제공된다. 장착 구멍 (7) 은 제 1 지지면 (3) 과 제 2 지지면 (5) 모두를 관통한다. 장착 구멍 (7) 의 중심축선은 도면 부호 9 로 나타낸다. 제 1 및 제 2 지지면 (3, 5) 은 본질적으로 정삼각형 형상을 갖는다.
본 발명에 따른 절삭 인서트는 6 개의 절삭날 영역 (SE01, SE02, SE03, SE04, SE05, SE06), 즉 각각의 절삭 코너 (SH1, SH2, SH3) 에 대해 2 개를 갖는다. 각각의 절삭날 영역 (SE01 내지 SE06) 은 주 절삭날 (H1, H2, H3, H4, H5, H6) 뿐만아니라 부 절삭날 (B1, B2, B3, B4, B5, B6) 을 갖는다. 주 절삭날 중 세 개 (H1, H3, H5) 는 제 1 지지면 (3) 에 인접하게 위치되는 한편, 다른 세 개의 주 절삭날 (H2, H4, H6) 은 제 2 지지면 (5) 에 인접하게 위치된다.
주 절삭날 (H1 내지 H6) 및 관련된 부 절삭날 (B1 내지 B6) 은 노우즈 절삭날 (N1, N2, N3, N4, N5, N6) 에 의해 연결되는데, 도 1 및 도 2 에 제 1 노우즈 절삭날 (N1), 제 5 노우즈 절삭날 (N5) 및 제 6 노우즈 절삭날 (N6) 이 도시되어 있다.
부 절삭날 (B1 내지 B6) 각각에는 챔퍼 (10) 가 제공되며, 부 절삭날 (B1) 의 챔퍼 (10) 가 도시되어 있는 도 4 및 도 5 를 참조하면, 부 절삭날 (B1) 의 챔퍼 (10) 는 본질적으로 도 5 의 지면에 위치되지만, 인접한 부 절삭날 (B2) 에 대응하는 챔퍼는 도 5 의 지면을 가로질러 신장한다. 이에 대하여, 도 4 는 밀링 공구의 장착 위치에 대응하는 위치 (도 6 및 도 7 참조) 에 절삭 인서트 (1) 가 있는 것을 도시한다. 도 4 에 도시된 본 발명에 따른 절삭 인서트 (1) 의 사시도에서, 부 절삭날 (B1) 옆에 위치된 부 절삭날 (B2) 은 도 4 에 도시된 절삭 인서트 (1) 의 위치에서 부 절삭날 (B1) 보다 높은 곳에 위치될 것이다. 이러한 높이 차이는 도 5 에서 측정치 "δ" 로 도시된다. 보통, 측정치 "δ" 는 대략 0.05 ㎜ 이다. 주 절삭날 (H1) 과 부 절삭날 (B1) 은 작용 절삭날이지만, 인접한 부 절삭날 (B2) 은 전술한 높이 차이 때문에 비작용적이다.
각각의 주 절삭날 (H1 내지 H6) 과 부 절삭날 (B1 내지 B6) 에, 칩 브레이킹 카운터성크 리세스 (U1, U2, U3, U4, U5, U6) 가 연결되며, 도 1 및 도 2 에 이들 리세스중 제 1 리세스 (U1), 제 5 리세스 (U5) 및 제 6 리세스 (U6) 가 도시되어 있다. 이들 리세스 (U1 내지 U6) 는 절삭날에 대해 카운터성크되어 있으며, 기계가공될 작업물을 용이하게 절단하기 위해서 절삭날에 양의 경사각 (positive rake angle) 을 부여한다. 각각의 리세스 (U1 내지 U6) 는 절삭 인서트 두께의 대략 절반까지 신장한다.
각각의 변 (S1 내지 S3) 에는 지지면이 제공되는데, 변 (S1) 에는 제 3 지지면 (11) 이 제공되고, 변 (S2) 에는 제 4 지지면 (12) 이 제공되고, 변 (S3) 에는 제 5 지지면 (13) 이 제공된다. 제 3, 제 4 및 제 5 지지면 (11 내지 13) 은 평면형이며, 변 (S1 내지 S3) 의 길이 (L) 의 대부분을 따라 신장한다. 도 1 및 도 2 에 매우 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 제 3 지지면 (11) 은 일반적으로 2 개의 기다란 부분 표면 (15) 으로 이루어지는데, 이들 부분 표면은 절삭 인서트 (1) 의 변 (S1 내지 S3) 의 길이의 절반에 대체로 해당하는 신장/길이를 갖는다. 부분 표면 (15) 은 연결부 (16) 에 의해 상호 연결된다. 부분 표면 (15) 은 공통 평면에 위치되는데, 즉 이들 부분 표면은 연결부 (16) 와 함께 연속의 평면형 지지면 (11) 을 형성하고, 이 지지면은 절삭 인서트 (1) 의 변의 길이 (L) 의 대부분을 따라 신장한다. 이러한 사항은 제 4 및 제 5 지지면 (12, 13) 에도 적용된다. 제 3, 제 4 및 제 5 지지면 (11 내지 13) 은 상호 60°의 각, 즉 2 등변 삼각형의 대응각을 형성한다. 이는 도 3 에 도시되어 있는데, 지지면 (11, 13) 사이에 60°의 각이 표시되어 있다.
도 6 및 도 8 에서는, 본 발명에 따른 수개의 절삭 인서트 (1) 를 포함하는 본 발명에 따른 밀링 공구 (20) 가 도시되어 있다. 절삭 인서트 (1) 는 밀링 공구 (20) 의 밀링 본체 (21) 에 일반적으로 접선 방향으로 장착되는데, 즉 절삭 인서트는 실질적으로 반경방향으로 신장하는 구멍 축선을 갖는다. 도 8 에서 화살표 (R) 는 밀링 공구 (20) 의 회전 방향을 나타낸다.
도 8 에는, 점선으로 원 (D) 이 표시되어 있는데, 이 원 (D) 은 밀링 공구 (20) 의 작용의 절삭 직경을 나타낸다. 도 8 에서, 절삭 인서트 (1) 는, 절삭 인서트 (1) 의 바깥쪽과 마주하는 비작용의 지지면이 원 (D) 에 대해 소정의 여유를 갖도록 밀링 본체에 장착되는 것으로 도시되어 있는데, 도 8 에서 제 1 여유각은 α 로 나타낸다. 제 1 여유각 (α) 은 통상 1°내지 10°, 바람직하게는 5°내지 7°이다.
도 7 에는, 도 6 의 확대 상세도, 더욱 상세하게는 밀링 본체 (21) 의 인서트 시트에 장착되며 지면에 평행한 면에 위치되는 바깥쪽과 마주하는 비작용의 지지면 (3 또는 5) 을 갖는 절삭 인서트 (1) 가 도시되어 있다. 도 7 에서는, 절삭 인서트 (1) 가 중심 스크류 (23) 에 의해 밀링 본체 (21) 에 고정 (anchor) 되는 것으로 도시되어 있다. 도 7 에서, 트리곤 인서트의 윤곽은 점선 (TR) 으로 나타낸다. 도 7 로부터, 본 발명에 따른 절삭 인서트 (1) 는 삼각형 절삭 인서트에 대응하는 변/지지면을 제외하고는, 트리곤 인서트에 대응하는 절삭 코너/절삭날 영역을 갖는 것을 알 수 있다. 이는, 본 발명에 따른 절삭 인서트 (1) 가 삼각형 절삭 인서트보다 더 강한 절삭 코너/절삭날 영역을 갖는 것을 의미한다. 도 7 에서, 주 절삭날과 여유면 사이에 쐐기 각 (β) 이 도시되어 있다. 쐐기 각 (β) 은 70°≤β≤85°, 바람직하게는 77°≤β≤83°이다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 작용 절삭날의 여유면은 작업물에서 기계가공되는 표면 (Y) 과 함께 각 (γ) 을 형성한다. 이 제 2 여유각 (γ) 은 1°내지 10°, 바람직하게는 5°내지 7°이다.
본 발명에 따른 절삭 인서트 (1) 가 변 (S1 내지 S3) 중 각각 하나에 연속 지지면 (11 내지 13) 을 가지므로, 본 발명에 따른 절삭 인서트 (1) 는 밀링 본체 (21) 에서 매우 안정적인 체결/고정을 얻는다.
도 7 로부터, 본 발명에 따른 절삭 인서트 (1) 의 삼각형 기본 형상에 의해 많은 재료가 밀링 본체 (21) 의 인서트 시트 둘레에 남겨질 뿐만 아니라 인서트 시트가 간단히 제조되는 것을 알 수 있다. 추가 재료가 도 7 에서 M 으로 도시된다.
본 출원이 우선권 주장하고 있는 스웨덴 특허 출원 제 0702766-7 호가 본원에 참조되었다.

Claims (10)

  1. 삼각형 형상을 갖는 인덱서블 절삭 인서트 (1) 로서,
    상기 절삭 인서트 (1) 는 절삭 인서트 (1) 의 중앙에 위치된 장착 구멍 (7), 제 1 지지면 (3) 및 제 2 지지면 (5) 을 포함하며, 이들 지지면 (3, 5) 은 서로 평행하고 교대로 지지면으로서 작용하며, 상기 절삭 인서트 (1) 는 평행한 지지면 (3, 5) 사이에서 신장하는 동일한 길이의 세 변 (S1, S2, S3) 을 포함하고, 상기 절삭 인서트 (1) 에는 장착 구멍 (7) 의 중심 축 (9) 에 수직하게 배향된 주 절삭날 (H1 내지 H6) 이 제공될 뿐만 아니라, 상기 절삭 인서트 (1) 는, 또다른 인서트 시트까지 장착 구멍 (7) 의 중심 주위로 절삭 인서트 (1) 를 회전시키거나, 대안적으로 또다른 인서트 시트까지 절삭 인서트 (1) 를 터닝시킴으로써, 기계 가공될 작업물에 대해 주 절삭날 (H1 내지 H6) 의 동일한 위치가 제공되도록 형성되며, 절삭 인서트 (1) 의 쐐기 각 (β) 은 70°≤β≤85°의 범위에 있는, 인덱서블 절삭 인서트 (1) 에 있어서,
    상기 절삭 인서트 (1) 는 변 (S1 내지 S3) 에 위치되는 평면형 지지면 (11 내지 13) 을 포함하며, 각 변 (S1 내지 S3) 의 지지면 (11 내지 13) 은 상호 60°의 각을 형성하는, 인덱서블 절삭 인서트 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지면 (11 내지 13) 은 절삭 인서트 (1) 의 변이 규정하는 길이 (L) 의 대부분을 따라 신장하는, 인덱서블 절삭 인서트 (1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지면 (11 내지 13) 각각은 2 개의 기다란 부분면 (15) 뿐만 아니라 연결부 (16) 를 포함하고, 부분면 (15) 은 공통 평면에 위치되는, 인덱서블 절삭 인서트 (1).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 부분면 (15) 각각은 관련된 측면 (S1 내지 S3) 의 길이 방향으로 측면 (S1 내지 S3) 의 길이 (L) 의 절반 정도로 신장되는, 인덱서블 절삭 인서트 (1).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    6 개의 절삭날 영역 (SE01 내지 SE06) 을 포함하며, 각각의 절삭날 영역 (SE01 내지 SE06) 은 주 절삭날 (H1 내지 H6), 부 절삭날 (B1 내지 B6) 및 관련된 노우즈 절삭날 (N1 내지 N6) 을 포함하는, 인덱서블 절삭 인서트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 부 절삭날 (B1 내지 B6) 은 주 절삭날 (H1 내지 H6) 에 대해 횡방향으로 신장되는, 인덱서블 절삭 인서트.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 부 절삭날 (B1 내지 B6) 각각은 챔퍼 (10) 를 갖는, 인덱서블 절삭 인서트.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 절삭날 영역 (SE01 내지 SE06) 각각은 칩 브레이킹 리세스 (U1 내지 U6) 를 포함하는, 인덱서블 절삭 인서트.
  9. 복수 개의 인서트 시트 (22) 를 갖는 밀링 본체 (21) 를 구비하는 밀링 공구 (20) 에 있어서,
    각각의 인서트 시트 (22) 는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 절삭 인서트 (1) 를 수용하며, 상기 절삭 인서트들 (1) 은 밀링 본체 (21) 에 접선 방향으로 장착되는, 밀링 공구 (20).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 인서트 시트 (22) 는 일반적으로 평면에서 보면 삼각형인, 밀링 공구 (20).
KR1020107012795A 2007-12-13 2008-12-02 칩 제거 기계가공용 절삭 인서트 및 공구 KR101541936B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

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