KR20100049056A

KR20100049056A - 절삭 공구, 공구 본체 및 절삭 삽입체

Info

Publication number: KR20100049056A
Application number: KR1020107002536A
Authority: KR
Inventors: 길 헤크트; 올레그 커츠만
Original assignee: 이스카 엘티디.
Priority date: 2007-08-05
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-05-11
Also published as: PL2502690T3; EP2502690B1; EP2176020B1; ES2464770T3; JP5303555B2; RU2455123C2; TW200906532A; EP2176020A1; ES2453899T3; PL2176020T3; BR122019004826B1; PL2428296T3; CN101772391A; ES2380994T3; KR101318551B1; RU2010103266A; WO2009019677A1; CN101772391B; EP2428296A1; JP2010535638A

Abstract

본 발명에 따른 절삭 공구(20)는 공구 본체(30)와, 공구 본체의 포켓 내에 해제 가능하게 보유되는 절삭 삽입체(50)를 구비한다. 절삭 삽입체(50)는 제1 후방 삽입체 접촉면(157), 제2 후방 삽입체 접촉면(158) 및 제3 전방 삽입체 접촉면(160)을 구비하며, 포켓은 제1 후방 포켓 접촉면(137), 제2 후방 포켓 접촉면(138) 및 제3 전방 포켓 접촉면(40)을 구비한다. 제1 접촉면(137, 157)과 제2 접촉면(138, 158)은 보어에 의해 제3 접촉면(160, 40)으로부터 분리된다. 제3 전방 포켓 접촉면(40)은 포켓 기부면 내에 우묵하게 형성된 소켓 또는 기부면으로부터 돌출한 돌기일 수 있고, 제3 전방 삽입체 접촉면은 이에 대응하여 삽입체의 내부면으로부터 돌출한 돌기 또는 내부면 내에 우묵하게 형성된 소켓일 수 있다. 접촉력은, 공구 본체의 접촉면에 대해 삽입체의 접촉면을 가압함으로써 공구 본체에 대한 삽입체의 배향을 사실상 고정시키는 토크를 발생시킨다.

Description

절삭 공구, 공구 본체 및 절삭 삽입체{CUTTING TOOL, TOOL BODY AND CUTTING INSERT THEREFOR}

본 발명은 교환 가능한 절삭 삽입체가 내부에 장착되는 공구 본체를 갖는 절삭 공구에 관한 것이다.

밀링, 선삭 또는 홈파기 작업에서 작업편의 표면을 가공하는데 사용되는 절삭 공구는 비교적 긴 로드형 공구 본체 또는 삽입체 홀더의 단부에 장착되는 교환 가능한 절삭 삽입체를 포함할 수 있다. 공구 본체는, 내부에 절삭 삽입체를 장착하기 위한 삽입체 포켓을 갖는 절삭부와, 공작 기계의 공구 홀더 내에 절삭 공구를 고정하기 위해 절삭부에 대향하는 단부에 섕크를 구비한다.

면 형삭(face-shaping) 또는 면 홈파기(face-grooving) 작업에서, 작업편이 회전하는 중심이 되는 축에 일반적으로 사실상 수직인 작업편의 단부에서 표면은 각각 형삭 및/또는 홈이 형성된다. 형삭 또는 홈파기 되는 표면은 작업편 내측으로 비교적 깊은 내부면일 수 있고, 표면에 형성된 홈은 비교적 깊은 홈일 수 있다. 이런 작업을 위해, 절삭 공구 및 삽입체는, 형삭되는 표면 또는 형성되는 홈에 도달하도록 충분한 깊이까지 작업편 내로 삽입체가 삽입될 수 있게, 적절하게 성형되어야 한다. 이러한 절삭 공구 및 삽입체는 상당한 작용길이(reach)를 가져야 하지만, 사용시 표면을 허용가능한 질로 형삭하는 것을 저해하는 과도한 진동을 받지 않도록 충분히 견고한 것이 바람직하다.

그러나, 내부면을 형삭 또는 홈파기 하는데 요구되는 비교적 긴 작용길이를 절삭 공구에 제공하는 것은 공구의 견고함에 영향을 미친다. 절삭 공구 및/또는 삽입체는 종종 비교적 길지만, 비교적 작은 단면적을 갖게 성형되어야 한다. 또한, 일반적으로, 가공되는 만곡면에 근접하는 절삭 공구의 표면은 표면과 접촉 및 간섭하지 않도록 만곡되어야 한다. 결과적으로, 절삭 공구에서, 절삭 공구의 절삭 에지 근처에서 절삭 삽입체에 대한 견고한 기계적 지지를 제공하는 것은 어려울 수 있다.

면 형삭 또는 면 홈파기에 사용되는 절삭 공구의 설계 제약을 만족시키기 위해, 이들 공구에 보유되는 절삭 삽입체는 어댑터를 사용하여 내부에 장착될 수 있다. 어댑터는 공구 본체의 단부 상에 장착되도록 성형되고, 어댑터 내에 형성된 적절한 삽입체 포켓 내에 절삭 삽입체를 수용하도록 구성될 수 있다. 어댑터는 사용 동안 절삭 공구의 진동 경향을 감소시키고 절삭 공구를 안정시키도록 다양한 부품 지지 구조로 구성될 수 있고, 포켓 내에 절삭 삽입체를 클램핑하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 어댑터는 또한 포켓 내에서 절삭 삽입체의 위치를 조정하는 수단을 포함할 수 있다. 전형적으로, 공구 본체에 어댑터의 부품을 고정시키고 클램핑 및 조정 기능을 제공하기 위해 다양한 구성의 볼트가 사용된다.

미국특허 제5,159,863호는 "크게 상이한 직경을 갖는 원형면 홈을 절삭하기 위한 절삭 삽입체를 보유하는, 조정식 면 홈파기 공구 홀더"를 개시하고 있다. 보유 공구는, 절삭 삽입체가 장착되는 "블레이드 유닛"과, 블레이드 유닛에 절삭 삽입체를 클램핑하도록 조여지는 나사를 사용하여 블레이드 유닛 상에 장착되는 "클램핑 아암"을 포함한다. 블레이드 유닛은 다른 나사를 사용하여 공구 본체에 장착된다.

미국특허 제5,709,508호는 한 쌍의 볼트를 사용하여 공구 블록에 장착되는 어댑터를 갖는 절삭 공구 조립체를 개시하고 있다.

미국특허 제6,244,789호는 작고 깊은 구멍의 벽을 절삭하기 위한 절삭 공구를 개시하고 있다. 공구는 공구 본체 또는 홀더에 고정되는 절삭 삽입체를 포함한다. 절삭 삽입체는 평판형 기부로부터 이격 연장되는 "스틱 형상의" 절삭부를 갖는다. 절삭부는 기부로부터 먼 단부에 절삭 에지를 갖는다. 기부의 중심 근처에는 홀더 내의 나사 구멍(tapped hole)과 정렬되는 볼트 관통 구멍이 있다. 절삭 삽입체는, 볼트 관통 구멍을 관통하여 삽입되고 나사 구멍에 나사 결합되는 고정 볼트를 사용하여 홀더 내의 삽입체 포켓에 기부를 볼트 결합함으로써, 홀더에 고정된다. 포켓은 판형 기부의 평면이 놓이는 안착면과, 기부 주연면의 3개의 영역을 따라 기부의 주연측 표면과 접촉하도록 포켓의 주연면으로부터 연장된 3개의 돌출부를 갖는다. 절삭 삽입체는 4개 지점에서 클램핑된다. 3개의 돌출부에 의한 3개 지점 접촉에 추가하여, 삽입체는 또한 기부 주연측 표면과 접촉하도록 나사 구멍을 통해 끼워 맞춤되는 세트 볼트(set bolt)에 의해 클램핑된다. 공구 본체 내의 세트 볼트가 기부 주연측 표면의 제4 영역과 접촉하도록 나사 고정되면, 삽입체는 "3개의 돌출부 및 세트 볼트에 의해 4개 지점에서 로크(lock)된다".

본 발명의 일 실시예의 태양은, 삽입체가 공구 본체에 장착될 때 공구 본체와 삽입체를 정렬시키는 힘이 삽입체와 공구 본체의 표면 사이에 발생되도록, 공구 본체와 삽입체를 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 일부 실시예의 태양에 따르면, 힘은 공구 본체의 접촉면에 대하여 삽입체의 접촉면을 가압하고 그로 인해 삽입체와 그 절삭 에지의 배향을 공구 본체에 대해 사실상 고정시키는 토크를 발생시킨다.

본 발명의 실시예의 태양은, 삽입체가 공구 본체에 직접 장착되는, 공구 본체 및 홈-절삭 삽입체를 제공하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 공구 본체는 포켓을 갖고, 포켓은 포켓의 후방 단부에 형성된 배면 벽면과 기부면을 포함한다. 절삭 삽입체는 장착부를 포함하며, 절삭 에지를 갖는 절삭부가 장착부로부터 연장된다. 절삭 삽입체의 장착부는 포켓의 기부면에 대응하는 내부면을 갖고, 장착부의 주연면은 포켓의 배면 벽면에 대응한다. 공구 본체에 형성된 포켓은 포켓 접촉면을 갖는 전방 수형부 또는 암형부를 가지며, 삽입체의 장착부는 각각 삽입체 접촉면을 갖는 정합하는 전방 암형부 또는 수형부를 갖는다.

수형부가 암형부에 삽입되는 상태로, 그리고 삽입체 장착부의 내부면 및 주연면이 각각 포켓의 기부면 및 배면 벽면과 근접하게 또는 사실상 접촉하는 상태로, 공구 본체 포켓 내에 삽입체의 장착부를 배치함으로써 절삭 삽입체가 공구 본체에 장착된다. 그리고, 삽입체의 장착부의 내부면은, 내부면과 기부면을 함께 클램핑하도록, 선택적으로 단일 나사 볼트를 사용하여, 포켓의 기부면에 대해 가압된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 포켓의 배면 벽면과 삽입체의 장착부의 대응하는 주연면은, 삽입체가 포켓에 장착될 때 배면 벽면의 2개의 접촉면이 주연면의 2개의 접촉면과 강제로 접촉하게 되도록 형성된다. 접촉면들은, 접촉면들 사이의 힘이 절삭 삽입체가 포켓에 견고하게 보유되도록 하는 토크를 발생시키도록 배향된다. 따라서, 단일 클램핑 볼트는 절삭 삽입체를 공구 본체에 견고하게 장착하고, 삽입체를 공부 본체와 정렬시킨다.

본 발명의 특정 적용예에서, 절삭 삽입체는 작업편의 대면 표면 내에 원형 홈을 절삭하도록 구성된 면 홈파기 절삭 삽입체이다. 삽입체의 절삭부의 절삭 에지는 홈의 곡률 반경에 사실상 수직이고, 삽입체의 장착부로부터 가장 먼 절삭부의 영역에 위치된다. 절삭부는 적어도 부분적으로 내부 원통면과 외부 원통면에 의해 형성되며, 내부 원통면과 외부 원통면은 각각 더 작은 곡률 반경을 갖는 홈의 벽과 더 큰 곡률 반경을 갖는 홈의 벽에 더 가깝다.

본 발명에 따르면, 절삭 공구가 제공되고, 이 절삭 공구는 절삭 삽입체와 공구 본체를 포함하는 절삭 공구이며,

절삭 삽입체는 절삭부와 장착부를 포함하고,

장착부는, 내부면 및 외부면 그리고 그 사이에 연장된 주연면과, 내부면 및 외부면을 관통하는 관통 보어와, 주연면 상에 위치되며 관통 보어보다 절삭부로부터 더 먼 거리에 위치되는 제1 삽입체 접촉면 및 제2 삽입체 접촉면과, 내부면에 근접하여 위치되지만 주연면으로부터 이격되고 관통 보어보다 절삭부에 더 가깝게 위치되는 제3 삽입체 접촉면을 포함하고,

공구 본체는 포켓을 구비하며,

포켓은, 기부면과, 기부면을 가로질러 배향되며 그 후방 단부에서 기부면의 부분적인 경계를 형성하는 배면 벽면과, 배면 벽면 상에 위치되는 제1 포켓 접촉면 및 제2 포켓 접촉면과, 기부면을 가로질러 배향되며 배면 벽면으로부터 이격되는 제3 포켓 접촉면과, 제1 포켓 접촉면 및 제2 포켓 접촉면보다 공구 본체의 전방면에 더 가깝게 위치되고 제3 포켓 접촉면보다 전방면으로부터 더 멀리 위치되는 기부면 내의 나사 보어를 포함하고,

절삭 삽입체는 관통 보어 내에 위치되며 나사 보어 내에 나사식으로 수용되는 클램핑 볼트에 의해 포켓 내에 해제 가능하게 보유되고, 제1 삽입체 접촉면, 제2 삽입체 접촉면 및 제3 삽입체 접촉면은 각각 제1 포켓 접촉면, 제2 포켓 접촉면 및 제3 포켓 접촉면에 인접하는, 절삭 공구가 제공된다.

일 실시예에 따르면, 제3 삽입체 접촉면은 절삭 삽입체의 장착부의 내부면에 우묵하게 형성된 소켓 내에 위치되고, 제3 포켓 접촉면은 포켓의 기부면으로부터 돌출하는 돌기 상에 위치된다.

다른 실시예에 따르면, 제3 삽입체 접촉면은 절삭 삽입체의 장착부의 내부면으로부터 돌출하는 돌기 상에 위치되고, 제3 포켓 접촉면은 포켓의 기부면에 우묵하게 형성된 소켓 내에 위치된다.

일부 실시예에 따르면, 제1 포켓 접촉면 및 제2 포켓 접촉면은 서로 예각으로 배향되며, 공구 본체의 전방면으로부터 멀어지는 방향으로 수렴한다.

일부 실시예에 따르면, 제1 삽입체 접촉면 및 제2 삽입체 접촉면은 서로 예각으로 배향되며, 절삭 삽입체의 절삭 에지로부터 멀어지는 방향으로 수렴한다.

본 발명은 본 명세서에 첨부된 도면과 결합하여 이하의 예시적인 실시예의 설명을 참조함으로써 더욱 명확하게 이해될 것이다. 도면에서, 하나 이상의 도면에 도시된 동일한 구조, 요소 또는 부분은 이들이 도시된 모든 도면에서 대체로 동일한 도면 부호로 표기된다. 도면에 도시된 구성요소 및 특징부의 치수는 설명의 편의와 명확성을 위해 선택된 것이고, 반드시 실측으로 도시된 것은 아니다. 도면은 아래에 열거된다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른, 절삭 공구의 분해 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 1b는 도 1a에 도시된 절삭 공구의 분해 사시도를 사실상 반대 방향으로부터 개략적으로 도시한다.
도 1c는 본 발명의 실시예에 따른, 도 1a 및 도 1b에 도시된 절삭 삽입체의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 2a는 도 1a 및 도 1b에 도시된 조립된 절삭 공구의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 2b는 도 2a에 도시된 조립된 절삭 공구의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 2c는 도 2a에 도시된 조립된 절삭 공구의 단부도를 개략적으로 도시한다.
도 2d는 도 2a에서 라인 IID-IID에 의해 표시된, 절삭 공구의 종방향 축 A에수직인 평면 내에서 취해진 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 절삭 공구의 분해 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 3b는 도 3a에 도시된 절삭 공구의 분해 사시도를 사실상 반대 방향으로부터 개략적으로 도시한다.
도 3c는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3a 및 도 3b에 도시된 절삭 공구에 보유되는 절삭 삽입체의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 3d는 도 3a 및 도 3b에 도시된 절삭 공구의 조립된 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른, 교환 가능한 절삭 팁을 수용하도록 구성된 블레이드를 포함하는 절삭 삽입체의 분해도를 개략적으로 도시한다.
도 4b는 도 4a에 도시된 절삭 삽입체의 조립된 도면을 개략적으로 도시한다.

도 1a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른, 절삭 삽입체(50)와 공구 본체(30)를 포함하는 절삭 공구(20)의 분해 사시도를 개략적으로 도시한다. 공구 본체(30)는 제1 경질 재료로 만들어지고, 절삭 삽입체(50)는 제1 경질 재료보다 더 단단한 제2 경질 재료로 만들어질 수 있다. 예컨대, 공구 본체(30)는 강철로 만들어지고, 절삭 삽입체(50)는 예컨대 초경합금과 같은 경질 금속으로 만들어질 수 있다. 공구 본체(30)는 원형의 원통형 단면을 가질 수 있다. 도 1a 및 도 1b는 각각 절삭 삽입체(50)가 장착되는 공구 본체(30)의 측면으로부터, 그리고 절삭 삽입체가 장착되는 측면에 대향하는 공구 본체의 측면으로부터 절삭 공구(20)를 도시한다. 예컨대, 절삭 삽입체(50)는 면 홈파기 삽입체일 수 있다. 절삭 공구(20)는 절삭 공구(20)의 전후방향을 형성하는 종방향 축(A)을 갖는다. 종방향 축(A)은 절삭 공구가 회전 절삭 작업에 사용될 경우 절삭 공구의 회전축일 수 있다.

공구 본체(30)는 공작 기계의 공구 홀더에 장착하기 위한 장착 섕크(32)와, 절삭 삽입체(50)를 수용하기 위한 포켓(34)을 갖는다. 포켓(34)은 포켓(34)의 후방 단부(21)에 형성된 배면 벽면(36)과 선택적으로 사실상 평면인 기부면(35)을 갖는다. 배면 벽면(36)은 기부면(35)을 가로질러 배향되고, 기부면(35)에 인접한 경사면(135)을 선택적으로 포함한다. 따라서, 배면 벽면(36)은 포켓(34)의 후방 단부(21)에 기부면(35)의 부분적인 경계를 형성한다. 2개의 후방 포켓 접촉면(138, 137)이 배면 벽면(36) 상에 위치된다. 도면은 개략적일 뿐이며, 장착 섕크(32)는 도시된 것보다 더 길 수 있다.

소켓 벽면(38)을 갖는 암형부인 소켓(37)이 공구 본체(30)의 전방면(23)에 근접하여 포켓(34)의 전방 단부(22)에 선택적으로 형성되고, 클램핑 볼트(80)를 수용하기 위한 나사 보어(39)가 배면 벽면(36)과 소켓(37) 사이에서 기부면(35)에 사실상 수직으로 선택적으로 형성된다. 나사 보어(39)는 보어 축(B)을 갖는다. 선택적으로, 소켓 벽면(38)은 그 길이를 따라 경사면(139)에 의해 경계형성될 수 있다. 소켓 벽면(38)의 섹션은 전방 포켓 접촉면(40)을 포함한다. 선택적으로, 절삭 공구(20)가 작업편 내에 홈을 절삭하는데 사용될 때, 공구 본체(30)는 냉각제를 절삭 삽입체(50)로 유도하는 채널(42)을 갖는다. 선택적으로, 션트 홀(43, shunt hole)이 채널(42) 내에서 유동하는 냉각제의 일부를 기부면(35)으로 우회시킨다. 소켓(37)은 포켓(34)의 기부면(35) 외부로 개방되고, 또한 공구 본체(30)의 전방면(23) 외부로도 개방될 수 있다. 전방 포켓 접촉면(40)은 기부면(35)을 가로질러 배향된다.

절삭 삽입체(50)는 절삭 에지(55)를 포함하는 절삭부(54)가 연장되는 장착부(52)를 갖는다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체(50)는 절삭 삽입체(50)의 전방부를 구성하는 절삭부(54)와 절삭 삽입체(50)의 후방부를 구성하는 장착부(52)를 갖는 하나로 구성된 일체형 단일편 구조를 갖는다. 절삭부(54)는 선택적으로 외측 만곡면(153)과 내측 만곡면(156)을 갖는다. 내측 만곡면(156)은 절삭 삽입체(50)가 절삭에 사용될 수 있는 가장 큰 반경 홈을 결정하고, 외측 만곡면(153)은 절삭 삽입체(50)가 절삭에 사용될 수 있는 가장 작은 반경 홈을 한정한다. 장착부(52)는 내부면(56, 도 1b)과 대향하는 외부면(57, 도 1a)을 갖는다. 내부면(56)은 포켓(34)의 기부면(35)과 정합하고, 선택적으로 사실상 평면이다. 장착부(52)는, 절삭 삽입체가 공구 본체(30)에 고정될 때 공구 본체(30)의 배면 벽면(36)에 근접하고 부분적으로 접촉하는 주연면(58)을 갖는다. 제1 및 제2 후방 삽입체 접촉면(157, 158)은 각각 주연면(58) 상에 위치되고, 각각 제1 및 제2 후방 포켓 접촉면(137, 138)에 대응한다. 주연면(58)은 내부면(56)과 외부면(57) 사이에 연장된다. 주연면(58)은 내부면(56)과 외부면(57)을 가로지른다. 절삭 공구(20)의 기준면(P)은 종방향 축(A)과 보어 축(B)에 의해 형성된다. 기준면(P)은 절삭 삽입체(50)의 장착부(52)의 중앙 평면일 수 있다. 제1 및 제2 후방 삽입체 접촉면(157, 158)은 각각 주연면(58)의 대향 측면들 상에 그리고 기준면(P)의 대향 측면들 상에 위치된다. 제1 및 제2 후방 포켓 접촉면(137, 138)은 배면 벽면(36)의 대향 측면들 상에 그리고 기준면(P)의 대향 측면들 상에 위치된다.

선택적으로, 공구 본체(30)의 소켓(37)과 사실상 정합하는 수형부인 돌기(60)는, 절삭부(54)가 삽입체의 장착부(52)와 결합하는 곳 근처에서 절삭 삽입체(50)의 장착부(52)의 내부면(56)으로부터 돌출된다. 후술하는 바와 같이 절삭 삽입체(50)가 공구 본체(30) 상에 장착될 때, 돌기(60)는 소켓(37)의 전방 포켓 접촉면(40)과 인접하는 삽입체 접촉면(160)을 선택적으로 갖는다. 돌기(60)는 경사면(161)을 선택적으로 갖는다. 볼트(80)를 수용하기 위한 관통 보어(62)가 내부면(56)을 가로질러 형성된다. 관통 보어(62)는 내부면(56)에 수직으로 형성될 수 있다. 돌기(60) 및 결과적으로, 삽입체 접촉면(160)은, 관통 보어(62)보다 장착부(52)에 더 가깝게 위치된다. 삽입체 접촉면(157, 158, 160)은 각각 제1 실시예에 따른 절삭 삽입체(50)의 제1, 제2 및 제3 삽입체 접촉면을 형성하고, 포켓 접촉면(137, 138, 40)은 각각 제1 실시예에 따른 공구 본체(30)의 포켓(34)의 제1, 제2 및 제3 포켓 접촉면을 형성한다.

절삭 공구(20)는, 절삭 삽입체(50)의 장착부(52)를 포켓(34)과 정렬시키고, 포켓(34)에 장착부를 삽입하고, 클램핑 볼트(80)를 관통 보어(62) 내에 위치시키고, 클램핑 볼트가 장착부를 포켓(34)에 고정하도록 클램핑 볼트(80)를 나사 보어(39)에 나사 결합시킴으로써 조립된다. 도 2a와 도 2b는 조립된 절삭 공구(20)의 사시도와 측면도를 개략적으로 도시한다. 제1 및 제2 후방 삽입체 접촉면(157, 158)은 서로 예각으로 배향되고, 후방으로, 즉 절삭 에지(55)로부터 멀어지는 방향으로 수렴한다(도 2b 참조). 유사하게, 제1 및 제2 후방 포켓 접촉면(137, 138)은 서로 예각으로 배향되고, 후방으로, 즉 공구 본체(30)의 전방면(23)으로부터 멀어지는 방향으로 수렴한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 절삭 삽입체(50)의 주연면(58)과 포켓(34)의 배면 벽면(36)은, 절삭 삽입체(50)가 포켓(34)에 장착될 때 주연면(58)이 사실상 포켓(34)의 후방 포켓 접촉면(137, 138)에서만 공구 본체(30)와 접촉하도록 구성된다. 포켓(34)의 후방 포켓 접촉면(137, 138)과 접촉하는 절삭 삽입체의 주연면(58)의 영역은 각각 절삭 삽입체(50)의 후방 삽입체 접촉면(157, 158)이다. 제1 후방 접촉면(137, 157)들 사이의 접촉은 블록 화살표(91)로 개략적으로 표현된 절삭 삽입체(50) 상의 힘을 발생시킨다. 제2 후방 접촉면(138, 158)들 사이의 접촉은 블록 화살표(92)로 개략적으로 표현된 절삭 삽입체 상의 힘을 발생시킨다. 힘(91, 92)은 원형 블록 화살표(93)로 표현된 토크를 발생시킨다. 본 발명의 실시예에서, 토크(93)는 절삭 삽입체(50)를 회전시키고, 도 2a에 도시된 블록 화살표(95)에 의해 표시된 방향으로부터의 절삭 공구(20)의 전방 단부도를 개략적으로 도시한 도 2c에 도시된 바와 같이 공구 본체의 전방 포켓 접촉면(40) 상에 절삭 삽입체의 삽입체 접촉면(160)을 강제로 가압하도록 작동하며, 돌기(60)의 삽입체 접촉면(160)은 소켓(37)의 전방 포켓 접촉면(40)과 인접한다. 결과적으로, 클램핑 볼트(80)가 포켓(34) 내에 절삭 삽입체(50)를 클램핑할 때, 절삭 삽입체(50)는 포켓(34) 내에 안정적으로 장착되고, 3개의 표면, 즉, 포켓 접촉면(137, 138, 40)과의 접촉에 의해 그리고 포켓(34)의 기부면(35)에 의해 공구 본체(30)에 대해 정확하게 위치 설정된다.

본 발명의 일부 실시예에서, 후방 접촉면(137, 138, 157, 158)들은, 클램핑 볼트(80)가 나사 보어(39)에 나사 결합됨에 따라 공구 본체와 절삭 삽입체의 접촉면 사이의 힘(91, 92)이 증가하도록 구성된다. 예컨대, 접촉면들은, 볼트가 구멍(39)에 나사 결합되고 절삭 삽입체가 공구 본체(50)에 더 단단히 장착됨에 따라 증가하는 힘을 제공하도록 클램핑 볼트를 나사 보어(39)에 나사 결합시키기 위해 클램핑 볼트(80)가 그 둘레에서 회전하는 축[예컨대, 축(B)]에 대해 경사질 수 있다.

도 2d는 일부 실시예에 따른 절삭 공구(20)의 개략적인 단면도를 도시한다. 알 수 있듯이, 후방 접촉면(137, 138, 157, 158)들은, 절삭 삽입체가 포켓(37)에 더욱 단단하게 클램핑됨에 따라 힘(91, 92)이 증가하도록, 방사상 외향으로 경사진다. 설명의 편의를 위해, 절삭 삽입체(50)는 포켓 내에 완전히 삽입되지 않은 것으로 도시되어 있다. 도 2d에서 알 수 있는 바와 같이, 단면의 평면에서, 각각의 후방 포켓 접촉면(137, 138)들은 기부면(35)과 외부 둔각을 형성한다. 유사하게, 각각의 후방 포켓 접촉면(157, 158)들은 내부면(56)과 대응하는 내부 둔각을 형성한다.

도 3a 내지 도 3d는 도 1a 내지 도 2c에 도시된 절삭 공구(20)의 변형예인 본 발명의 일 실시예에 따른, 면 홈파기 절삭 공구(220)의 분해 사시도를 개략적으로 도시한다.

절삭 공구(220)는 공구 본체(230)와, 클램핑 볼트(80)에 의해 공구 본체(230)에 고정될 수 있는 절삭 삽입체(250)를 선택적으로 포함한다. 공구 본체(230)는 제1 경질 재료로 만들어지고, 절삭 삽입체(250)는 제1 경질 재료보다 더 단단한 제2 경질 재료로 만들어질 수 있다. 예컨대, 공구 본체(230)는 강철로 만들어지고, 절삭 삽입체(250)는 예컨대 초경합금과 같은 경질 금속으로 만들어질 수 있다.

절삭 공구(20) 내의 공구 본체(30)는 절삭 삽입체(50) 내의 수형부인 돌기(60)에 대응하는 암형부인 소켓(37)을 포함하는 반면, 절삭 공구(220)에서 공구 본체(230)는 공구 본체(230)의 전방면(229)에 근접한 수형 돌기(235)를 구비하고, 절삭 삽입체(250)는 정합하는 암형 소켓(260)을 구비한다. 절삭 삽입체(250)는 절삭 공구(20)의 절삭 삽입체(50)의 장착부(52)와 유사한 장착부(252)를 가지고, 장착부(252)는 장착부(52)의 주연면(58)과 유사한 주연면(256)을 가질 수 있다. 절삭 에지(255)를 갖는 절삭부(254)가 장착부(252)로부터 연장될 수 있다. 절삭 삽입체(250)는 절삭 삽입체(250)의 전방부를 구성하는 절삭부(254)와, 절삭 삽입체(250)의 후방부를 구성하는 장착부(252)를 갖는 하나로 구성된 일체형 단일편 구조를 갖는다. 주연면(256)은 장착부(252)의 외부면(287)과 내부면(286) 사이에 연장될 수 있다. 암형 소켓(260)은 내부면(286) 내의 리세스일 수 있다. 암형 소켓(260)은 절삭부(254)에 근접할 수 있다. 암형 소켓(260)은 절삭부(254) 외부로 개방될 수 있다. 절삭 공구(220)의 공구 본체(230)는 절삭 공구(20)의 공구 본체(30)의 배면 벽면(36)과 유사한 배면 벽면(236)을 갖는 포켓(234)을 가질 수 있다. 배면 벽면(236)은 포켓(234)의 후방 단부(221)에 형성된다. 절삭 공구(220)에 대해서, 각각 절삭 공구(20)의 절삭 삽입체(50) 상에 후방 삽입체 접촉면(157, 158)과 공구 본체(30)의 포켓(34)의 배면 벽면(36) 상에 후방 포켓 접촉면(137, 138)과 유사하게, 절삭 삽입체(250)는 주연면(256) 상에 후방 삽입체 접촉면(257, 258)과 포켓(234)의 배면 벽면(236) 상에 대응하는 후방 포켓 접촉면(237, 238)을 구비한다. 공구 본체(230)는 돌기(235) 상에 전방 포켓 접촉면(240)을 갖는다. 절삭 삽입체(250)의 정합하는 전방 삽입체 접촉면(261)은 삽입체의 소켓(260) 내에 위치된다. 삽입체 접촉면(257, 258, 261)은 각각 제2 실시예에 따른 절삭 삽입체(250)의 제1, 제2 및 제3 삽입체 접촉면을 형성하고, 포켓 접촉면(237, 238, 240)은 각각 제2 실시예에 따른 공구 본체(230)의 포켓(234)의 제1, 제2 및 제3 포켓 접촉면을 형성한다. 절삭 공구(220)에 대해서, 절삭 공구(20)와 마찬가지로, 제1 및 제2 후방 삽입체 접촉면(257, 258)은 서로 예각으로 배향되고, 후방으로, 즉 절삭 에지(255)로부터 멀어지는 방향으로 수렴한다. 유사하게, 제1 및 제2 후방 포켓 접촉면(237, 238)은 서로 예각으로 배향되고, 후방으로, 즉 공구 본체(230)의 전방면(229)으로부터 멀어지는 방향으로 수렴한다.

절삭 삽입체(250)가 공구 본체(230)에 장착될 때, 제1 후방 접촉면들(237, 257) 사이의 힘과 제2 후방 접촉면들(238, 258) 사이의 힘은 절삭 삽입체를 회전시키는 토크를 발생시켜서, 소켓(260)의 전방 삽입체 접촉면(261)은 돌기(235)의 전방 포켓 접촉면(240)에 인접한다. 도 3d는 접촉면(261)이 전방 포켓 접촉면(240)에 인접하는 것을 도시한 절삭 공구(220)의 단부 사시도를 개략적으로 도시한다.

전술된 바와 같이, 절삭 공구(220)는 절삭 공구(20)와 유사하다. 2개의 절삭 공구 사이의 주요 차이점은, 절삭 공구(20)의 포켓(34)은 소켓(37)을 전방 단부에 구비하고 소켓(37)이 전방 포켓 접촉면(40)을 갖는데 반해, 절삭 공구(220)는 돌기(235)를 전방 단부에 구비하고 돌기(235)가 전방 포켓 접촉면(240)을 갖는다는 것이다. 전방 포켓 접촉면(40)은 포켓(34)의 기부면(35)에 근접하며, 전방 포켓 접촉면(240)은 포켓(234)의 기부면(275)에 근접한다. 2개의 접촉면 사이의 주요 차이점은, 전방 포켓 접촉면(40)은 기부면(35)에 대해 우묵하게 형성되어 있는데 반해, 전방 포켓 접촉면(240)은 기부면(275)에 대해 돌출된다는 것이다. 그에 따라, 절삭 삽입체(50)와 절삭 삽입체(250) 사이의 주요 차이점은, 절삭 삽입체(50)는 절삭부(54)에 근접한 돌기(60)를 갖는 반면, 절삭 삽입체(250)는 절삭부(254)에 근접한 소켓(260)을 갖는다는 것이다.

본 발명에서, 배면 벽면(36, 236) 내의 포켓 접촉면(137, 138 및 237, 238) 각각이 축방향으로 나사 보어(39, 239)의 후방에 위치된다. 이는 배면 벽면(36, 236)이 각각 축방향으로 나사 보어(39, 239)의 후방에서 종결된다는 것을 의미한다. 따라서, 나사 보어(39, 239)의 영역 내의 기부면(35, 275)은 각각 장착 섕크의 주연면까지 외향 연장되고, 그로 인해 관통 보어(62, 262) 주위 영역 내에 각각 절삭 삽입체(50, 250)의 장착부(52, 252)를 위해 더 큰 영역을 남길 수 있다. 이는 비교적 작은 직경의 절삭 공구와 절삭 삽입체의 견고한 클램핑을 가능하게 하면서 더욱 강한 장착부(52, 252)를 달성한다. 후방 포켓 접촉면(137, 138 및 237, 238)들이 축방향으로 나사 보어(39, 239)의 후방에 위치되지 않는다면, 배면 벽면(36, 236)은 축방향으로 나사 보어(39, 239)의 후방에서 종결되지 않고, 동일한 크기의 절삭 삽입체(50, 250)를 사용하기 위해서는 절삭 공구의 직경이 증가되어야 한다.

전술한 도면 및 설명에서 절삭 삽입체(50, 250)는 각각 절삭 에지(55, 255)를 일체로 구비하지만, 본 발명의 다른 실시예에서 절삭 삽입체(50, 250)는 비교적 쉽게 교환 가능한 절삭 팁 상에 형성된 절삭 에지를 구비할 수 있다. 도 4a 및 도 4b는 절삭 삽입체(50)와 유사하지만 절삭부(302)가 본 발명의 실시예에 따른 절삭 에지(305)를 갖는 교환 가능한 절삭 팁(304)를 수용하도록 구성된 팁 포켓(303)을 전방 단부에 구비하는 절삭 삽입체(300)의 분해 및 조립된 도면을 개략적으로 도시한다. 절삭 삽입체(300)는 강철과 같은 제1 재료로 만들어지고, 절삭 팁(304)은 초경합금과 같은 더욱 경질인 재료로 만들어질 수 있다. 팁 포켓(303)은 정렬 리지(308)와, 나사 보어(307)가 내부에 형성되어 있는 장착 시트(306)를 선택적으로 포함한다. 교환 가능한 절삭 팁(304)은 리지(308)와 정합하는 정렬 홈(310)과, 장착 시트(306)와 정합하고 관통 구멍(314)을 구비하는 장착 연장부(312)를 구비한다.

교환 가능한 절삭 팁(304)은, 홈(310)에 리지(308)가 삽입된 상태로 팁을 위치 설정하고, 선택적으로, 적절한 볼트를 관통 구멍(314)에 관통시켜 볼트를 나사 보어(307)에 나사 결합시켜서 장착 시트(306)에 장착 연장부(312)를 클램핑시킴으로써 팁 포켓(303)에 장착된다.

도면에 도시되고 전술된 본 발명의 실시예의 예들은 홈을 절삭하기 위한 절삭 공구에 관한 것이지만, 본 발명의 실시는 홈파기 절삭 공구에 한정되지 않는다. 예컨대, 앞서 도시된 것과 유사한 절삭 공구 및 공구 본체가 면 형삭 또는 분리를 위해 구성될 수 있다. 또한, 공구 본체(30)가 단일 일체형 부품으로 도시되었지만, 공구 본체(30)와 유사한 공구 본체가 복수의 구성요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 공구 본체는 포켓(34)과 같은 포켓을 갖는 제1 구성요소를 포함할 수 있고, 공작 기계에 장착하기 위한 섕크에 연결되도록 구성될 수 있다. 제1 구성요소는 다른 공작 기계에 장착하기 위해 다른 섕크에 장착될 수 있다.

본 출원의 명세서 및 특허청구범위에서, 각각의 용어 "구비한다", "포함한다" 및 "갖는다"와 이들의 활용형은, 동사의 목적어 또는 목적어들이 반드시 동사의 주어 또는 주어들의 부재, 구성 성분, 요소 또는 부품의 전체 목록은 아니라는 것을 나타내기 위해 사용되었다.

본 발명은 예로서 제공된 실시예의 상세한 설명을 사용하여 설명되었지만, 본 발명의 범주를 한정하기 위한 것은 아니다. 설명된 실시예들은 상이한 특징들을 포함하며, 이들 특징 모두가 본 발명의 모든 실시예에 요구되는 것은 아니다. 본 발명의 일부 실시예는 특징들 중 일부만을 또는 특징들의 가능한 조합을 활용한다. 전술된 본 발명의 변형예와, 전술한 실시예에 언급된 본 발명의 특징들의 상이한 조합을 포함하는 본 발명의 실시예가 당업자에 의해 달성될 수 있다.

Claims

절삭 삽입체(50, 250)와 공구 본체(30, 230)를 포함하는 절삭 공구(20, 220)이며,
절삭 삽입체는 절삭부(54, 254)와 장착부(52, 252)를 포함하고,
장착부(52, 252)는, 내부면(56, 286) 및 외부면(57, 287) 그리고 내부면과 외부면 사이에 연장된 주연면(58, 256)과, 내부면 및 외부면을 관통하는 관통 보어(62, 262)와, 주연면(58, 256) 상에 위치되며 관통 보어(62, 262)보다 절삭부(54, 254)로부터 더 먼 거리에 위치되는 제1 삽입체 접촉면(157, 257) 및 제2 삽입체 접촉면(158, 258)과, 내부면(56, 286)에 근접하여 위치되지만 주연면(58, 256)으로부터 이격되고 관통 보어(62, 262)보다 절삭부(54, 254)에 더 가깝게 위치되는 제3 삽입체 접촉면(160, 261)을 포함하고,
공구 본체(30, 230)는 포켓(34, 234)을 구비하며,
포켓은, 기부면(35, 275)과, 기부면(35, 275)을 가로질러 배향되며 포켓(34, 234)의 후방 단부(21, 221)에서 기부면(35, 275)의 부분적인 경계를 형성하는 배면 벽면(36, 236)과, 배면 벽면(36, 236) 상에 위치되는 제1 포켓 접촉면(137, 237) 및 제2 포켓 접촉면(138, 238)과, 기부면(35, 275)을 가로질러 배향되며 배면 벽면(36, 236)으로부터 이격되는 제3 포켓 접촉면(40, 240)과, 제1 포켓 접촉면(137, 237) 및 제2 포켓 접촉면(138, 238)보다 공구 본체(30, 230)의 전방면(23, 229)에 더 가깝게 위치되고 제3 포켓 접촉면(40, 240)보다 전방면(23, 229)으로부터 더 멀리 위치되는 기부면(35, 275) 내의 나사 보어(39, 239)를 포함하고,
절삭 삽입체(50, 250)는 관통 보어(62, 262) 내에 위치되며 나사 보어(39, 239) 내에 나사식으로 수용되는 클램핑 볼트(80)에 의해 포켓(34, 234) 내에 해제 가능하게 보유되고, 제1 삽입체 접촉면(157, 257), 제2 삽입체 접촉면(158, 258) 및 제3 삽입체 접촉면(160, 261)은 각각 제1 포켓 접촉면(137, 237), 제2 포켓 접촉면(138, 238) 및 제3 포켓 접촉면(40, 240)에 인접하는, 절삭 공구.
제1항에 있어서, 제3 삽입체 접촉면(261)은 절삭 삽입체(250)의 장착부(252)의 내부면(286)에 우묵하게 형성된 소켓(260) 내에 위치되는, 절삭 공구.
제1항에 있어서, 제3 포켓 접촉면(240)은 포켓(234)의 기부면(275)으로부터 돌출하는 돌기(235) 상에 위치되는, 절삭 공구.
제1항에 있어서, 제3 삽입체 접촉면(160)은 절삭 삽입체(50)의 장착부(52)의 내부면(56)으로부터 돌출하는 돌기(60) 상에 위치되는, 절삭 공구.
제1항에 있어서, 제3 포켓 접촉면(40)은 포켓(34)의 기부면(35)에 우묵하게 형성된 소켓(37) 내에 위치되는, 절삭 공구.
제1항에 있어서, 절삭부(54, 254)는 절삭 삽입체(50, 250)의 전방부를 구성하며, 하나 이상의 절삭 에지(55, 255)를 포함하고,
장착부(52, 252)는 절삭 삽입체(50, 250)의 후방부를 구성하고,
제1 삽입체 접촉면(157, 257) 및 제2 삽입체 접촉면(158, 258)은 서로 예각으로 배향되며, 하나 이상의 절삭 에지(55, 255)로부터 멀어지는 방향으로 수렴하는, 절삭 공구.
제1항에 있어서, 제1 포켓 접촉면(137, 237) 및 제2 포켓 접촉면(138, 238)은 서로 예각으로 배향되며, 공구 본체(30, 230)의 전방면(23, 229)으로부터 멀어지는 방향으로 수렴하는, 절삭 공구.
절삭부(54, 254, 302)와 장착부(52, 252)를 포함하는 절삭 삽입체(50, 250, 300)이며,
장착부(52, 252)는, 내부면(56, 286) 및 외부면(57, 287) 그리고 내부면과 외부면 사이에 연장된 주연면(58, 256)과, 내부면 및 외부면을 관통하는 관통 보어(62, 262)와, 주연면(58, 256) 상에 위치되며 관통 보어(62, 262)보다 절삭부(54, 254)로부터 더 먼 거리에 위치되는 제1 삽입체 접촉면(157, 257) 및 제2 삽입체 접촉면(158, 258)과, 내부면(56, 286)에 근접하여 위치되지만 주연면(58, 256)으로부터 이격되고 관통 보어(62, 262)보다 절삭부(54, 254)에 더 가깝게 위치되는 제3 삽입체 접촉면(160, 261)을 포함하는, 절삭 삽입체.
제8항에 있어서, 제3 삽입체 접촉면(261)은 절삭 삽입체(250)의 장착부(252)의 내부면(286)에 우묵하게 형성된 소켓(260) 내에 위치되는, 절삭 삽입체.
제8항에 있어서, 제3 삽입체 접촉면(160)은 절삭 삽입체(50)의 장착부(52)의 내부면(56)으로부터 돌출하는 돌기(60) 상에 위치되는, 절삭 삽입체.
제8항에 있어서, 절삭부(54, 254)는 절삭 삽입체(50, 250)의 전방부를 구성하며, 하나 이상의 절삭 에지(55, 255)를 포함하고,
장착부(52, 252)는 절삭 삽입체(50, 250)의 후방부를 구성하고,
제1 삽입체 접촉면(157, 257) 및 제2 삽입체 접촉면(158, 258)은 서로 예각으로 배향되며, 하나 이상의 절삭 에지(55, 255)로부터 멀어지는 방향으로 수렴하는, 절삭 삽입체.
제8항에 있어서, 절삭 삽입체(50, 250)의 전방부를 구성하는 절삭부(54, 254) 및 절삭 삽입체(50, 250)의 후방부를 구성하는 장착부(52, 252)를 갖는 하나로 구성된 일체형 단일편 구조를 갖는, 절삭 삽입체.
제8항에 있어서, 절삭부(302)의 전방 단부에 팁 포켓(303)과, 팁 포켓 내부에 해제 가능하게 보유되는 절삭 팁(304)을 포함하며,
절삭 삽입체(300)는 제1 재료로 만들어지고, 절삭 팁(304)은 더 경질인 제2 재료로 만들어지는, 절삭 삽입체.
포켓(34, 234)을 구비하는 공구 본체(30, 230)이며,
포켓은, 기부면(35, 275)과, 기부면(35, 275)을 가로질러 배향되며 포켓(34, 234)의 후방 단부(21, 221)에서 기부면(35, 275)의 부분적인 경계를 형성하는 배면 벽면(36, 236)과, 배면 벽면(36, 236) 상에 위치되는 제1 포켓 접촉면(137, 237) 및 제2 포켓 접촉면(138, 238)과, 기부면(35, 275)을 가로질러 배향되며 배면 벽면(36, 236)으로부터 이격되는 제3 포켓 접촉면(40, 240)과, 제1 포켓 접촉면(137, 237) 및 제2 포켓 접촉면(138, 238)보다 공구 본체(30, 230)의 전방면(23, 229)에 더 가깝게 위치되고 제3 포켓 접촉면(40, 240)보다 전방면(23, 229)으로부터 더 멀리 위치되는 기부면(35, 275) 내의 나사 보어(39, 239)를 포함하는, 공구 본체.
제14항에 있어서, 제3 포켓 접촉면(240)은 포켓(234)의 기부면(275)으로부터 돌출하는 돌기(235) 상에 위치되는, 공구 본체.
제14항에 있어서, 제3 포켓 접촉면(40)은 포켓(34)의 기부면(35)에 우묵하게 형성된 소켓(37) 내에 위치되는, 공구 본체.
제14항에 있어서, 제1 포켓 접촉면(137, 237) 및 제2 포켓 접촉면(138, 238)은 서로 예각으로 배향되며, 공구 본체(30, 230)의 전방면(23, 229)으로부터 멀어지는 방향으로 수렴하는, 공구 본체.