KR19980081502A

KR19980081502A - 사이드 밀링 커터용 절삭 인서트와 이러한 절삭 인서트를 포함하는 사이드 밀링 커터

Info

Publication number: KR19980081502A
Application number: KR1019980013756A
Authority: KR
Inventors: 크바스잉게마르; 로맨스테판
Original assignee: 레나르트태퀴스트; 산드빅악티에볼라그
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 1998-11-25
Also published as: SE9701442L; CN1196987A; BR9801087A; CA2234474A1; EP0873808A1; JPH10315030A; SE9701442D0; SE511567C2

Abstract

밀링 커터 공구용, 주로 사이드 밀링 커터 및 슬로팅 커터용 절삭 인서트는 상호 대향하는 상부면(18) 및 하부면(17)을 갖는데, 이들 중 적어도 하부면(17)은 밀링 커터 공구 위의 상호 지지면을 지지할 수 있는 하부면을 형성하기 위해 대체로 평면이다. 더욱이, 절삭 인서트는 하부면(17)으로부터 말단에 위치한 에지선에 주 절삭 에지(23, 25)를 형성하는 상호 대향하는 제1 및 제2 측면(20)과 상호 대향하는 제3 및 제4 측면 또는 게이블(gable) 면(30, 31)으로 구성되어 있다. 절삭 인서트는 각각 하나 및 다른 하나의 주 절삭 에지를 구분하기 위해 반 바퀴 회전할 수도 있다. 주 절삭 에지(25)는 다른 주 절삭 에지(23)보다 나사 구멍의 중심축에서부터 더 멀리 떨어져 있고, 상기 중심축에서 보다 멀리 위치한 절삭 에지(25)는 더 근접한 절삭 에지(23)보다 짧고 상기 측면 또는 게이블 면(30)의 중앙에 대해 사실상 대칭되게 위치된다. 이러한 방법으로 절삭 인서트가 사이드 밀링 커터에 엇갈린 방향으로 장착되어 있어, 칩 분리가 이루어지고, 그로 인해 칩 유동이 향상된다.

Description

사이드 밀링 커터용 절삭 인서트와 이러한 절삭 인서트를 포함하는 사이드 밀링 커터

제1 태양으로, 본 발명은 특허청구범위 제1항에 따른 사이드 밀링 커터 및 슬로팅 커터에 주로 사용되는 절삭 인서트에 관한 것이다. 제2 태양으로, 본 발명은 또한 특허청구범위 제6항에 따른 적어도 2개의 상기 절삭 인서트를 구비한 밀링 커터 공구에 관한 것이다.

사이드 밀링 커터와 같은 종래의 밀링 커터 공구에 따르면, 밀링 디스크의 주연부는 통상 절삭 인서트를 구비하며, 상기 절삭 인서트의 하나 걸러 하나는 디스크의 한쪽 면으로부터 돌출하고, 다른 하나 걸러 하나는 상기 디스크의 그 대향 측면으로부터 돌출되며, 그 결과 예를 들어 작업편에 홈파기 밀링 작업시 상호 평행한 2개의 평평한 측면과 다소 뚜렷한 반경의 필렛을 거쳐 측면과 연결된 상기 측면에 수직인 하부면이 완성된다. 보다 상세하게는, 홈의 하부면은 인서트의 주 절삭 에지에 의해 완성되는 한편 측면의 요구되는 표면 평활도는 주 절삭 에지에 대체로 수직 연장된 보조 절삭 에지에 의해 얻어지고, 하부면과 측면 사이의 반경은 주 절삭 에지 및 보조 절삭 에지 사이의 위치 이동시에 다소 두드러지게 라운드된 코너에 의해 얻어진다. 디스크 주연부를 따라 이루어진 절삭 인서트의 엇갈리게한 배치는 홈 측면과 보조 절삭 에지 뒤의 절삭 인서트의 후방부 사이의 필요한 틈새를 보장하기 위해서 인서트가 우측 및 좌측의 특정 실시예로 형상화되는 것을 요구한다. 이러한 이유로, 비록 절삭 인서트가 기본적인 평행육면체형일 수 있으나 종종 기본적인 마름모꼴 형태로 주어진다. 실제로, 우측 및 좌측의 특정 실시예로 절삭 인서트를 제조하는 필요성은 특히 재고 비축량이 2배로 되는 단순한 이유 때문에 상당히 비효율적이며, 기계 사용자가 2개의 절삭 인서트 형태를 상이한 인서트의 분류로 엄격히 구분해야 하므로 인서트 교체 작업이 매우 힘들다.

2개의 상이한 종류의 절삭 인서트의 취급에 관한 문제점은 미국 특허 제5,454,671호에서 해결하였다. 상기 특허에 따르면, 절삭 인서트는 특히 주 절삭 에지를 따라 2개의 상부 측면을 갖고, 상기 상부 측면은 기울어져 기부면에 대해 둔각을 형성하는 슬로팅 커터용 절삭 인서트가 제안되었다. 공통 주 절삭 에지에 결합된 2개의 보조 절삭 에지는 기부면에 평행한 각각의 가상면에 대해 둔각을 형성하는 공통 평면에 놓여지고, 각각의 보조 절삭 에지와 종속하는 주 절삭 에지 사이의 코너각은 적어도 2개의 방사상 대향하는 인서트 코너에서 동일하게 크다. 이러한 절삭 인서트가 장착된 사이드 밀링 커터는 칩 분리가 발생하지 않고 칩이 홈과 같은 폭을 갖기 때문에 칩을 홈의 외부로 제거하는 것이 어렵게 되는 결점을 가지며, 그것에 의하여, 한편으로 칩 막힘 현상(chip jamming)이 발생될 수도 있고 다른 한편으로는 작업편의 측면이 긁힐 수도 있다. 사실상, 절삭 인서트는 칩을 종방향으로 굴곡시키기 위하여 칩 성형기(chip former)를 구비할 수 있고, 그것으로 의해, 칩을 홈보다 다소 좁게 만들 수 있다. 그러나, 종종 그 차이는 적절한 칩 유동을 보장하기에는 너무 작다. 더욱이 열 소비가 증가하고, 또한 열의 발생이 증가한다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 이러한 종류의 사이드 밀링 커터 및 슬로팅 커터의 밀링 커터 공구에 의한 절삭 제거와 홈파기시 칩 막힘 현상을 피하고자 하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 단일 형태의 절삭 인서트의 사용으로 사이드 밀링 커터와 슬로팅 커터에 의한 절삭 제거와 홈파기시 칩 막힘 현상을 피하고자 하는 것이다.

상기 목적들 및 추가 목적들은 특허청구범위 제1항의 특징부에 청구된 특징을 갖는 절삭 인서트를 형성함으로써 얻어진다.

도식적인 비제한적 목적으로, 첨부 도면을 참고하여, 본 발명의 양호한 실시예가 보다 자세히 기술될 것이다.

도1은 본 발명에 따른 사이드 밀링 커터의 위에서 본 부분 분해 사시도.

도2는 본 발명에 따른 사이드 밀링 커터의 절삭 인서트 시트의 위에서 본 사시도.

도3은 본 발명에 따른 절삭 인서트의 위에서 본 사시도.

도4는 본 발명에 따른 절삭 인서트의 평면도.

도5는 본 발명에 따른 절삭 인서트의 측면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 밀링 커터 디스크 또는 본체

3 : 리세스

4, 4a, 4b : 절삭 인서트 지지 카트리지

7 : 클램핑 쐐기

11 : 절삭 인서트 시트

13 : 잠금 나사

16 : 단차

17 : 하부면

18 : 상부면

20 : 제1 및 제2 측면

21, 22 : 경사면

23 : 긴 주 절삭 에지

25 : 짧은 주 절삭 에지

29 : 관통 구멍

30, 31 : 제3 및 제4 측면 또는 게이블 면

도1에는, 중심축에 관하여 R의 방향으로 회전하려 하는 디스크 형상의 밀링 커터 디스크 또는 본체(1)는 중심 허브부(2)와 디스크 주연부의 둘레에 등간격으로 배열된 다수의 원주 방향 리세스(recess; 3)를 갖는다. 인서트 지지 카트리지(4)는 각각의 리세스(3)에 수용되고, 카트리지는 디스크의 전체 폭으로 구성되거나 혹은 디스크보다 다소 넓을 수도 있다. 카트리지의 후방 측면(5)은 대체로 축 방향으로 치가공되어 있어 이에 대응되는 리세스(3)의 치면(6)과 결합되고, 이로 인해 카트리지는 축 방향으로 미세하게 가변 조정된다. 카트리지의 위치가 결정되면, 클램핑 쐐기(7)를 나사로 조여서, 예를 들어 나사의 양끝에 나사산이 반대 방향으로 나 있어 리세스(3)의 나사 구멍(9)에 죄여지는 차동 나사(differential screw)에 의해 카트리지를 고정시킨다. 장착시 안정성을 제공하기 위하여, 압축 스프링(10)이 카트리지(4)의 (도시되지 않은) 구멍에 장착될 수 있고 클램핑 쐐기(7)에 가압할 수 있다. 전방의 방사상 외부에, 카트리지는 카트리지의 나사 구멍(14)에 나사 결합되는 잠금 나사(13)에 의해 절삭 인서트(12)가 장착되는 절삭 인서트 시트(11)를 구비한다. 절삭 인서트의 방사상 내부의 비작동 절삭 에지와 절삭 인서트 시트의 접합 표면(15) 사이의 직접적인 접촉을 피하기 위해, 상기 접합 표면은 단차(16)를 구비하여, 상기 에지가 자유롭게 된다. 이는 도2에서 보다 명확하게 도시된다.

또한 인서트 지지 카트리지(4)는 본원에서 참고 자료로 사용되는 스웨덴 특허 출원 제9503867-5호에 따른 부(negative) 클램핑 쐐기에 의해 고정될 수도 있다.

본 발명에 따른 절삭 인서트의 한 실시예가 도3 내지 도5에서 도시된다. 이들은 코팅된 또는 코팅되지 않은 초경합금으로 제조되거나, 세라믹계 강성 재료가 사용될 수도 있다. 절삭 인서트는 하부면(17)과, 측면과, 하부면에 대향하는 상부면(18)을 가지며, 상기 상부면의 중앙부(19)는 하부면(17)에 평행한 면이다. 중앙부(19)는 한편으로 2개의 측면(20)을 향하는 2개의 에지와 다른 한편으로 2개의 경사면(21, 22)에 의해 둘러싸여 있다. 경사면(21)은 보강된 챔퍼(chamfer; 24) 위로 대체로 곧은 주 절삭 에지(23)를 따라 연장한다. 대향 경사면(22)은 보강된 챔퍼(26) 위로 주 절삭 에지(25)에 접해있다. 인서트의 상기 끝단에서, 그 코너는 아주 많이 연마되어 있거나, 또는 인서트는 라운드된 코너에 의해 직접 가압된다. 상기 코너는 이를테면 비스듬히 잘려져, 둥근 코너 부분(27)이 만들어진다. 그것에 의해, 주 절삭 에지(25)는 대향 주 절삭 에지(23)보다 현저히 짧아진다. 측면(20)에 근접한 에지(28)는 기본적으로 절삭 에지로 작용하지 않고, 절삭 에지(25)에 근접한 코너부의 상부 에지 부분이 [주 절삭 에지(25)를 대신하여 자연히] 절삭 에지로 작용할 것이다. 대향 주 절삭 에지(23)에 평행한 선에 투영된 전체 작동 절삭 에지 길이는 절삭 인서트의 최대 폭[도시된 경우에 있어, 대체로 평행한 측면(20) 사이의 폭]의 20 내지 60%로 적절히 구성한다. 하부면(17)에 대체로 수직한 평면의 측면(30)은 주 절삭 에지(25)의 아래로 연장된다. 측면(30)은 카트리지의 접면(15)의 접합 면으로 작용한다. 절삭 인서트의 중앙부에는, 잠금 나사(13)의 삽입용 관통 구멍(29)을 구비하고 있다. 주 절삭 에지(25)는 주 절삭 에지(23)보다 상기 구멍(29)의 중심축에서 다소 더 멀리 위치한다. 따라서, 도4에서 거리(a)는 거리(b) 보다 3 내지 25% 더 적절히 길고, 양호하게는 5 내지 20% 더 길다. 이는 절삭 에지(25)가 방사상 외부로 그리고 절삭 에지(23)가 방사상 내부로 회전된 카트리지(4b)의 지지 표면(15)은 카트리지(4a)의 지지 표면(15)과 비교하여 방사상 외향으로 더 멀리 위치한다. 카트리지(4a, 4b) 사이의지지 표면(15)의 방사상 위치의 이러한 차이에 의해서, 절삭 에지(23) 아래의 측면(31)은 접합 표면과 같은 기능을 또한 할 수 있다. 이에 반하여, 카트리지(4a, 4b)의 나사 구멍(14)은 공구의 회전축으로부터 거의 동일한 반경위치에 위치한다. 이러한 것은 만일 사용자가 실수로 인서트를 회전시켰을 때, 조작자가 실수를 인식하게 되는 장점을 가져오게 되는데, 한가지 경우에 있어 장착이 결코 불가능하고 다른 한 경우에 있어서는 인서트가 지지 표면(15)에 도달하지 않으므로 인서트를 회전시킬 수 있다. 선택적으로는, 인서트 장착시 카트리지(41, 4b)가 용이하게 구분되도록 카트리지(4a, 4b)는 날인된 표식 또는 그와 유사한 것에 의해 임의의 방법으로 표시된다. 그러나, 상기 장착은 사용자가 사이드 밀링 커터를 구매하기 전에 이미 정상적으로 이루어져 있다. 생산 기술적 이유로, 비록 단차(16)가 상이한 형상을 가질 수 있지만, 상기 단차(16)는 카트리지(4a, 4b) 둘 모두에 있어서 동일한 기본 설계를 갖는다.

절삭 인서트가 밀링 커터 디스크(1)에 장착될 때, 하나 걸러 하나의 인서트는 절삭 에지(23)와 함께 외향 회전하고 다른 하나 걸러 하나의 인서트는 절삭 에지(25)와 함께 외향 회전된다. 절삭 에지(25)는 절삭 에지(23)보다 방사상으로 다소 더 연장되어 있으므로, 절삭 에지(25)는 홈 바닥의 중앙에 있는 칩(chip)을 절삭하여, 중앙 홈이 홈 바닥의 표면에 생긴다. 절삭 에지(23)가 상기 중앙 홈에 도달하지 않으므로 절삭 에지(23)의 중앙부는 사용되지 않고 다만 절삭 에지(23)의 측면부만이 절삭 작동을 위해 작업편에 맞물리고, 그것에 의해 절삭 에지(23)는 홈의 측면에 축방향으로 상기 중앙 홈의 양 측면에 하나씩 2개의 칩을 절삭한다. 그것에 의하여, 효율적인 칩 분리가 얻어지고, 즉 절삭 에지(25)는 중앙 칩을 절삭하고, 절삭 에지(23)는 2개의 측면 칩을 절삭한다. 이러한 방법으로, 칩 막힘 현상의 위험과 작업편의 기계 가공된 표면의 손상이 최소화되고, 취급하기 용이한 칩 유동이 달성된다. 따라서, 본 발명에 따른 절삭 인서트를 구비한 사이드 밀링 커터는 미국 특허 제5,454,671호에 따른 사이드 밀링 커터보다 큰 작동 신뢰성을 갖는다.

짧은 중심 절삭 에지가 동일한 절삭 인서트의 긴 대향 절삭 에지보다 더 외부에 있는 한, 다양한 인서트와 칩 파괴의 기하학적 형상은 적당하며, 2개의 절삭 에지의 작동 부분이 칩의 전체 폭을 함께 덮을 수 있다. 예를 들어, 평면의 중앙부(19)가 제거될 수 있어서, 경사면(21, 22)이 파괴선을 따라 만날 수도 있다. 미국 특허 제5,454,671호에 따른 절삭 인서트가 중심 구멍의 중심축으로부터 동일한 거리에서 2개의 주 절삭 에지를 갖는 사실을 무시한다면, 상기 명세서에 나타난 모든 인서트 기하학적 형상은 하나의 절삭 에지가 절삭 에지의 중앙부 둘레에서 짧게 된 후에 본 발명과 같이 사용될 수도 있다.

도3 내지 도5에서, 평행한 측면(20)을 갖는 절삭 인서트가 도시되어 있다. 그러나, 측면(20)이 짧은 주 절삭 에지(25)가 위치된 끝단을 향하여 (예를 들어 서로를 향하여 1 내지 15°로) 서서히 수렴되는 인서트 설계가 적절하며, 그것에 의해서 축방향 유격(clearance)이 향상된다. 더욱이, 지지 표면(30, 31)은 상부면(18)에 대해 얼마간의 (예를 들어, 1과 10°사이의) 예각을 형성하는 방법으로 기울여질 수 있고, 그것에 의해서 방사상으로 유격이 향상된다. 게다가 지지 표면(15)은 대응하는 경사가 당연히 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 절삭 인서트는, 예를 들어 스테인레스 강과 같이 가공이 어렵거나 오염된 재료를 가공하기에 적합하다. 더욱이 본 발명에 따른 사이드 밀링 커터는 절삭 및 홈파기 모두에 사용될 수 있다. 홈파기의 경우에, 홈의 하부면이 완전한 평면이 안되므로 최종 정밀 가공이 요구될 수 있다.

Claims

밀링 커터 공구 위의 상호 지지면을 지지할 수 있는 하부면을 형성하기 위해 적어도 하부면(17)이 대체로 평면이 되는 대향하는 상부면(18) 및 하부면(17)을 구비하고,

상호 대향하는 제1 및 제2 측면(20)과 상호 대향하는 제3 및 제4 측면 또는 게이블(gable) 면(30, 31)을 구비하고,

상기 표면(30, 31)이 하부면(17)으로부터 말단에 위치한 에지선에 주 절삭 에지(23, 25)를 형성하고, 상기 절삭 에지는 각각 주 절삭 에지를 구분하기 위해 반 바퀴 회전될 수 있는 주요 밀링 커터 공구, 특히 사이드 밀링 커터 및 슬로팅 커터용 절삭 인서트에 있어서,

하나의 주 절삭 에지(25)는 다른 하나의 주 절삭 에지(23)보다 절삭 인서트의 회전축으로부터 더 멀리 위치하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트
제1항에 있어서, 상기 주 절삭 에지(25)는 상기 주 절삭 에지(23)보다 짧은 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제2항에 있어서, 상기 주 절삭 에지(25)는 상기 측면 또는 게이블 면(30)의 중앙에 대해 대체로 대칭적으로 위치되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 주 절삭 에지(25)는 대향의 주 절삭 에지(23)에 평행한 선상에 위치되고 절삭 인서트의 최대폭의 20 내지 60% 사이에 해당하는 작동 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
상기 전 청구항 중의 어느 한 항에 있어서, 절삭 인서트의 회전축은 잠금 나사(13)용으로 설계된 관통 구멍(29)에 있는 중심축인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제5항에 있어서, 상기 중심축에서 상기 주 절삭 에지(25)까지의 길이(a)는 상기 축에서 상기 주 절삭 에지(23)까지의 길이(b)보다 3 내지 25% 더 긴 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
상기 전 청구항 중의 어느 한 항에 있어서, 상부면은 두 개의 주 절삭 에지(23, 25)의 각각을 따라 연장하는 2개의 기울어진 경사면(21, 22)을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
클램핑 쐐기(7)에 의해 리세스(3)에 고정된 절삭 인서트 지지 카트리지(4)를 수용하도록 주연부 둘레에 제조된 리세스(3)를 갖는 대체로 둥근 디스크(1)를 포함하는 사이드 밀링 커터에 있어서,

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 의한 절삭 인서트를 각각 지지하는 적어도 2개의 카트리지를 구비하며, 하나의 절삭 인서트는 방사상 외향으로 회전된 짧은 주 절삭 에지(25)를 가지며, 다른 절삭 인서트는 방사상 외향으로 회전된 긴 주 절삭 에지(25)를 갖는 것을 특징으로 하는 사이드 밀링 커터.
제8항에 있어서, 상기 절삭 인서트 지지 카트리지(4)는 비작동 절삭 인서트가 자유롭게 되도록 절삭 인서트 시트(11)에 단차(16)를 가지는 것을 특징으로 하는 사이드 밀링 커터.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 절삭 인서트는 절삭 인서트의 임의의 한 측면과 카트리지의 한 표면 사이에 어떠한 접합부나 지지부 없이 잠금 나사(13)에 의해서만 상기 카트리지에 고정되는 것을 특징으로 하는 사이드 밀링 커터.