KR101549718B1

KR101549718B1 - 절삭 인서트, 밀링 절삭 공구, 및 절삭 인서트군

Info

Publication number: KR101549718B1
Application number: KR1020107027283A
Authority: KR
Inventors: 벤자맹 미슐레; 베르트랑 리비에르; 까뜨린 쥐블로; 프랑수아 오즈나
Original assignee: 쎄코 툴스 에이비
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2029-06-03
Also published as: US20110123283A1; CN102046314B; CN102046313A; WO2009157850A1; KR20110034590A; US9149878B2; EP2326446A1; EP2326446A4; US20110091294A1; KR20110036532A; CN102046314A; WO2009157851A1; CN102046313B; KR101549717B1; EP2326447A4; EP2326447A1; US8529168B2; EP2326447B1

Abstract

절삭 인서트군이 다수의 상이한 인서트를 가지며, 각각의 인서트는 상이한 기하학적 형상을 갖는다. 다수의 상이한 인서트의 각각의 인서트는 밀링 절삭 공구의 공구 홀더의 공통 인서트 수용 포켓에 장착되어 다수의 인서트의 어떠한 인서트가 포켓에 장착되는지와 상관 없이, 밀링 절삭 공구에 의해 발생되는 외부 직경은 동일하다.

Description

절삭 인서트, 밀링 절삭 공구, 및 절삭 인서트군{FAMILY OF CUTTING INSERTS, MILLING CUTTING TOOL, AND CUTTING INSERT BACKGROUND AND SUMMARY}

본 발명은 일반적으로 절삭 인서트 및, 더 특별하게는 동일한 공구 홀더에 사용 가능한 절삭 인서트군들 (families of cutting inserts) 에 관한 것이다.

밀링 절삭 작업에서, 원형 형상의 인서트의 사용은 인서트 직경의 절반과 동일한 절삭 깊이를 제공하거나, 또는 작업물의 바닥부에 방사상 부분을 발생시키는 것을 가능하게 한다. 원형 인서트를 갖는 밀링 절삭 공구의 리딩 각도 (leading angle) 는 절삭 깊이에 따라 상이하다. 절삭 깊이가 더 클수록, 리딩 각도는 더 크다. 원형 인서트를 사용하여 최대 재료 제거율에 이르기 위해, 종래의 전략 (strategy) 은 큰 깊이로 기계가공하고 높은 치형부 (tooth) 당 이송량에 이르는 것을 피하는 것이다. 이러한 전략은 높은 방사상의 절삭력을 생성하는 경향이 있고 이러한 절삭력은 공구 돌출부가 짧을 때 수용 가능하지만 전체 공구 길이가 커질 때 채터 효과 (chatter effect) 를 생성한다.

4 개의 절삭날을 갖는 인서트와 같은, 높은 이송량의 인서트에 의해, 최대 절삭 깊이는 인서트 형상에 의해 줄어들고, 결과적으로 리딩 각도는 줄어든다. 높은 이송량 인서트를 사용하여 최대 재료 제거율에 이르기 위해, 전략은 원형 인서트에 사용되는 것과 상이하다. 절삭 깊이 및 리딩 각도가 통상적으로 원형 인서트에 대하여 다중날 인서트에서 줄어들기 때문에, 치형부 당 이송량은 증가될 수 있다. 이러한 전략은 방사상의 절삭력을 줄이는 경향이 있고 (적어도 큰 절삭 깊이 및/또는 큰 리딩 각도 작업에 대하여), 이는 긴 돌출부가 필요할 때 유용할 수 있다.

마무리 인서트를 사용할 때, 절삭 깊이 및 리딩 각도는 일반적으로 더 줄어들고, 이송율은 더 증가될 수 있다.

한 종류의 인서트의 사용에서 다른 인서트로 전환할 때, 절삭 공구의 상이한 길이 및 직경을 고려하여 CNC 기계의 다양한 세팅을 조정하는 것이 보통 필요하다. 모방 밀링 (copy milling), 정면 밀링 (face milling), 플런징 (plunging), 헬리컬 보간 가공 (helical interpolation) 등과 같은 작업을 위해 몇몇 상이한 종류의 인서트가 장착될 수 있는 밀링 공구 홀더를 제공하는 것이 바람직하다. 동일한 공구 홀더에 장착될 수 있어서, 어떠한 인서트가 공구 홀더에 장착되는 것과 상관 없이, 공구가 동일한 직경을 발생시키고 동일한 길이를 갖게 되는 인서트를 제공하는 것이 또한 바람직하다.

본 발명의 목적은 절삭 인서트군, 밀링 절삭 공구, 및 절삭 인서트 배경 및 요약을 제공하는 것이다.

본 발명의 양태에 따르면, 절삭 인서트군은, 각각 상이한 기하학적 형상을 갖는 다수의 상이한 인서트를 포함하고, 다수의 상이한 인서트의 각각의 인서트는 밀링 절삭 공구의 공구 홀더의 공통 인서트 수용 포켓에 장착되어, 다수의 인서트의 어떠한 인서트가 포켓에 수용되는 것과 상관 없이, 밀링 절삭 공구에 의해 발생되는 외부 직경은 동일하다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 절삭 인서트군이 제공된다. 상기 절삭 인서트군 내의 각각의 절삭 인서트는 바닥 지지 표면 및 회전 축선과, 회전 축선 주위에 구성되는, 다수의 측면 인서트 지지 표면 및 다수의 측면 인서트 지지 표면의 각각에 대응하는 다수의 절삭날 부분을 갖는다. 각각의 인서트에 대한 절삭날 부분은 일반적으로 볼록하고 상기 절삭 인서트군 내의 적어도 몇몇의 상이한 인서트에 대한 절삭날 부분은 상이한 곡률을 갖는다. 각각의 절삭날에 대하여, 절삭날의 정면 접촉 지점에서의 절삭날에 접선이고 회전 축선에 평행한 제 1 평면이 회전 축선에 실질적으로 수직인 라인을 따라 대응하는 측면 인서트 지지 표면과 교차하는 제 3 평면에 대하여 미리 정해진 각도로 회전되고 회전 축선을 통하여 뻗어있는 평행한 제 2 평면으로부터 미리 정해진 거리에 놓인다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 밀링 절삭 공구 장비가 제공되고 본체 및 본체 내의 적어도 하나의 인서트 수용 포켓을 포함하는 공구 홀더를 포함하고, 적어도 하나의 인서트 수용 포켓은 절삭 인서트군의 어느 하나를 수용한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 절삭 인서트는 다수의 절삭날 및 절삭날 사이에 다수의 코너를 포함하고, 각각의 절삭날은 각각 원의 아치를 따라 놓이고, 제 1 라인은 각각의 절삭날의 중심 지점을 통과하여 뻗어있고 각각의 절삭날의 각각의 원의 방사상의 중심은 인서트의 회전 중심과 각각의 절삭날의 중심 지점을 통과하여 뻗어있는 제 2 라인과 0 이 아닌 각도를 형성한다.

본 발명의 이점 및 특징은 같은 숫자가 유사한 요소를 나타내는 도면과 관련하여 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 잘 이해될 것이다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c 는 본 발명의 양태에 따른 인서트의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 양태에 따른 공구 홀더의 사시도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c 는 본 발명의 양태에 따른 밀링 절삭 공구의 사시도이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c 는 본 발명의 양태에 따른 인서트의 바닥 평면도이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c 는 본 발명의 양태에 따른 공구 홀더의 포켓의 사시도이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c 는 본 발명의 양태에 따른 인서트의 측면도이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c 는 본 발명의 양태에 따른 인서트의 바닥 평면도이다.
도 8 은 밀링 절삭 공구의 램핑 (ramping) 각도를 나타내는 본 발명의 양태에 따른 밀링 절삭 공구의 부분의 개략도이다.
도 9a 및 도 9b 는 본 발명의 양태에 따른 인서트의 바닥 평면도이다.
도 10 은 본 발명의 양태에 따른 인서트의 바닥 평면도이다.

절삭 인서트군의 상이한 인서트 (21, 121, 221) 가 도 1a ~ 도 1c 에 나타나 있다. 각각의 인서트 (21, 121, 221) 는, 필수적이지는 않지만, 평면도로 볼 때 상이한 형상인 절삭날을 갖는 것과 같이 상이한 기하학적 형상을 갖는다. 예시의 목적으로, 인서트 (21) 는 평면으로 볼 때 원형 형상을 갖고, 인서트 (121) 는 평면으로 볼 때 대응하는 원형 인서트 (21) 에 기입된 원의 직경과 동일한 반경을 갖는 절삭날과 절삭날 사이에 둥근 코너를 갖는 4 개의 측면을 갖는 형상을 가지며, 인서트 (221) 는 평면으로 볼 때 인서트에 기입된 원의 직경보다 더 큰 반경을 갖는 절삭날과 절삭날 사이에 다수의 (3 개의) 모따기부를 갖는 4 개의 측면을 갖는 형상을 갖는다. 기하학적 형상의 차이는, 칩 브레이커의 부재 또는 존재, 편평한 또는 곡선의 와이퍼 표면 등과 같은, 절삭날 외에 또는 그 대신, 인서트의 다른 특징과 연관될 수 있다.

다수의 상이한 인서트의 각각의 인서트 (21, 121, 221) 는 도 2 에 나타낸 것과 같이 공구 홀더 (25) 의 공통 인서트 수용 포켓 (23) 에 장착되고, 이에 의해 도 3a ~ 도 3c 에 나타낸 것과 같이 밀링 절삭 공구 (27) 를 형성한다. 적어도 하나 및, 보통, 다수의 공통 포켓 (23) 은 대응하는 다수의 인서트를 수용하기 위해 공구 홀더 (25) 에 제공된다. 보통, 도 3a ~ 도 3c 에 나타낸 것과 같이, 어느 주어진 시간에서도, 인서트군의 단지 하나의 종류가 공구 홀더에 장착되고, 즉, 다수의 인서트 (21), 다수의 인서트 (121), 또는 다수의 인서트 (221) 가 있지만, 단일 공구 홀더에 인서트군의 상이한 종류의 인서트, 예컨대 인서트 (21) 와 인서트 (121 및/또는 221) 를 장착하는 것이 또한 가능하다.

본 발명의 양태에 따르면, 포켓 (23) 과 인서트 (21, 121, 221) 는 인서트가 공구 홀더에 장착될 때 형성되는 밀링 절삭 공구 (27) 에 의해 발생되는 외부 직경 (D) 이, 포켓 내에 어떠한 인서트 (21, 121, 또는 221) 가 포켓에 제공되는 지와 상관 없이, 동일할 수 있도록 구성된다. 다수의 인서트 (21, 121, 221) 의 각각의 인서트의 최전방의 절삭날 (29, 129, 229) 로부터, 포켓 (23) 에 장착될 때, 공구 홀더의 최후방 지점 (31) 까지 측정되는 밀링 절삭 공구 (27) 의 축선 길이 (L) 가 다수의 인서트의 어떠한 인서트가 포켓에 장착되는지와 상관 없이 동일할 수 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 예컨대 도 4a ~ 도 4c 에 나타낸 것과 같이, 어떠한 인서트 (21, 121, 또는 221) 가 공구 홀더 (25) 의 포켓에 장착되는지와 상관 없이 동일한 직경 (D) 을 발생하는 밀링 절삭 공구 (27) 를 제공하기 위해, 다수의 상이한 인서트의 각각의 인서트는 평면 (P) 을 갖는 적어도 하나의 인서트 지지 표면 (33, 133, 233), 그리고 적어도 하나의 인서트 지지 표면으로부터 인서트의 실질적으로 대향하는 측면에, 그리고 그 측면과 연결되는 절삭날 (35, 135, 235) 을 갖는다. 인서트 (21, 121, 221) 는 인서트의 정상부 (37, 137, 237) (도 1a ~ 도 1c) 와 인서트의 바닥부 (39, 139, 239) 사이에 뻗어있는 중앙 축선 (A) 을 갖는다. 보통, 인서트는 인서트에 상이한 절삭날을 사용하는 것을 가능하게 하기 위해 중앙 축선 (A) 을 중심으로 다수의 상이한 위치를 지정할 수 있다.

도 4a ~ 도 4c 에 나타낸 것과 같이, 절삭 인서트 (21, 121, 221) 의 군의 경우, 각각의 절삭 인서트는 바닥 지지 표면 (39, 139, 239) 과 회전 축선 (A) 을 갖는다. 다수의 측면 인서트 지지 표면 (33, 45, 133, 145, 233, 245) 및 각각의 다수의 측면 인서트 지지 표면에 대응하는 다수의 절삭날 부분 (35, 29, 135, 129, 235, 229) 은 회전 축선 (A) 을 중심으로 배치된다. 각각의 인서트 (21, 121, 22) 의 절삭날 부분은 일반적으로 볼록하고 상이한 인서트에 대한 절삭날 부분은 상이한 곡률을 갖는다. 각각의 절삭날 부분의 경우, 회전 축선 (A) 에 평행하고 절삭날의 정면 접촉 지점 (Y) (또는 어떠한 다른, 임의의 또는 임의적이지 않은 지점) 에서 절삭날에 접선인 제 1 평면 (P1) 이 회전 축선을 통과하여 뻗어있는 평행한 제 2 평면 (P2) 으로부터 미리 정해진 거리 (X) 에 놓이고, 회전 축선 (A) 에 실질적으로 수직인 라인 (41, 141, 241) (도 4a ~ 도 4c 및 도 10) 을 따르는 대응하는 측면 인서트 지지 표면과 교차하는 제 3 평면 (P3) 에 대하여 미리 정해진 각도 (

) 로 회전된다. 라인 (41, 141, 241) 은 측면 인서트 지지 표면의 기저부를 규정하는 라인일 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 도 4a ~ 도 4c 는 평면 (P2) 과 마찬가지로 회전 축선을 통과하여 뻗어있는 평면 (P3) 과 평행하지만 평면 (P3) 에 대하여 오프셋된 평면 (P3') 에 대하여 측정된 각도 (

) 를 나타낸다.

도 4a ~ 도 4c 에 나타낸 인서트군에서, 절삭 인서트군의 일 절삭 인서트 (21) 는 회전 축선 (A) 을 따라 볼 때 실질적으로 원형이다. 모든 인서트에 대한 미리 정해진 거리 (X) 는 따라서 절삭 인서트 (21) 의 반경과 동일하다. 원형 인서트가 인서트군의 구성품이 아니라면, 거리 (C) 는 실질적으로 어떠한 원하는 값일 수 있다.

미리 정해진 각도 (

) 는 인서트군의 단일 인서트에 대하여 결정될 수 있고 이 인서트군의 나머지 구성품에 대하여 적용될 수 있다. 도 10 은 각도 (

) 가 인서트 (21, 121, 221) 의 군의 인서트 (121) 에 대하여 어떻게 결정되는지를 나타낸다. 각도 (

) 는 제 3 평면에 의해 교차되는 측면 인서트 지지 표면 (예시를 위해 나타낸 표면 (145)) 에 대응하는 절삭날 (예시를 위해 날 (129)) 의 대향 단부 지점 (161) 과 교차하고 회전 축선에 평행한 제 4 평면 (P4) 에 대하여 제 3 평면 (P3) 의 회전 각도 (M) 와 절삭날 (121) 의 오프셋 각도 (θ) 의 차이와 실질적으로 동일하고. 각도는 인서트가 인서트의 회전 축선 (A) 을 따르는 "평면" 에서 볼 때로 간주된다. 오프셋 각도 (θ) 는 절삭날 (129) 의 단부 지점 (161) 사이에 뻗어있고 (평면 (P4) 과 평행한) 회전 축선 (A) 에 평행한 제 4 평면 (P4') 과 제 1 평면 (P1) 사이에서 측정된다. 다시 말하면, 각도 (

) 는 평면 (P1) (P2 와 평행함) 과 평면 (P3) 사이에서 측정된다. 각도 (

) 는 오프셋 각도 (θ) 와 회전 각도 (M) 사이의 차이와 "실질적으로" 동일한 것으로 설명되는데 이는 인서트가 0 이 아닌 축선 각도로 배향된다면, 즉 포켓 (23) 의 바닥부 표면 (49) 의 평면이 공구 홀더 (25) 의 회전 축선 (LA) 과 평행하지 않는 것과 같은, 선삭을 위한 각도를 더 조정하기 위해 바람직할 수 있기 때문이다. 예컨대, 공구 홀더 (25) 의 인서트의 축선 각도에 따라, 각도 (

) 를, 예컨대 ± 약 1°더 조정하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 양태에 따른 실시형태에서, 절삭 인서트군의 제 2 절삭 인서트 (21) 가 회전 축선을 따라 볼 때 실질적으로 원형이고, 미리 정해진 거리 (X) 는 절삭 인서트의 반경 (R21) 과 동일하다. 제 1 절삭 인서트 (121) 의 다수의 절삭날 (29, 35) 은 제 2 절삭 인서트의 직경과 실질적으로 동일한 반경 (R121) 을 가지며, 즉, 반경 (R21) 의 2 배이다. 하지만 비원형 인서트의 절삭날은 원의 아치일 필요는 없으며, 즉 이들은 특정 반경을 가질 필요가 없다.

미리 정해진 각도 (

) 는 보통 15°~ -15°이며, 바람직하게는 0°보다 클 것이다. 측면 인서트 지지 표면은 실질적으로 평면일 수 있지만 반드시 그러할 필요는 없을 수 있다. 측면 인서트 지지 표면이 평면을 갖는 것으로 설명될 때, 이는 표면과 연결된 기준 평면으로 지칭될 수 있으며 이 표면은 반드시 평면이 아니라는 것이 이해될 것이다.

다수의 인서트 (21, 121, 221) 의 각각의 인서트의 최전방 절삭날 (29, 129, 229) 로부터, 포켓 (23) 에 장착될 때, 공구 홀더 (25) 의 최후방 지점 (31) 까지 측정되는 동일한 축선 길이 (L) 를 갖는 도 3a ~ 도 3c 에 나타낸 것과 같은 밀링 절삭 공구 (27) 를 제공하기 위해, 인서트의 대향하는 측면의 인서트 지지 표면 (45, 145, 245) 과 절삭날 (29, 129, 229) 사이의 관계는 인서트의 대향하는 측면의 인서트 지지 표면 (33, 133, 233) 과 절삭날 (35, 135, 235) 사이의 관계와 동일하다. 관계는 인서트 지지 표면으로부터 인서트의 대향하는 측면의 연결된 절삭날과 어떠한 인서트 지지 표면에 보통 적용되고 적용될 수 있어서, 어떠한 인서트가 축선 (A) 을 중심으로 어떻게 지정되는지와 상관 없이, 밀링 절삭 공구 (27) 는 동일한 직경 (D) 을 발생시키고 동일한 축선 길이 (L) 를 가질 것이다.

예컨대, 도 1a ~ 도 1c 에 나타낸 것과 같은 인서트 (21, 121, 221) 는, 참조로 포함되는 EP 0 458 003 B1 에 기재된 것과 같이 앤빌 (47, 147, 247) 이 일체형으로 된 것을 나타낸다. 일체형 앤빌 (47, 147, 247) 의 높이는 보통 전체 인서트 (21, 121, 221) 두께의 약 15 % 이다. 앤빌이 제공되든 안되든지에 상관 없이, 각각의 인서트 (21, 121, 221) 는 인서트에 기입되고 각각의 인서트 지지 표면의 최저 지점의 접선인 원이 각각의 인서트에 대하여 동일한 직경을 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 구조는 상이한 인서트 형상을 동일한 크기의 공구 홀더 포켓 안에 끼워 넣는 것을 용이하게 할 수 있다.

도 5a ~ 도 5c 에 나타낸 것과 같이, 포켓 (23) 은 보통 편평한 바닥부 표면 (49), 편평하고, 일반적으로 축선방향으로 뻗어있는 측면 인접 표면 (51), 및 편평하고 일반적으로 방사상으로 뻗어있는 측면 인접 표면 (53) 을 갖는다. 인서트의 바닥 표면 (39, 139, 239), 및 인서트 지지 표면 (33, 133, 233 및 45, 145, 245) 은 보통, 하지만 필수적이지는 않게, 적어도 이들이 포켓 (23) 에서 대응하는 인접 표면 (49, 51, 53) 과 인접하는 것이 의도되는 지점에서, 실질적으로는 편평하고 평면이다. 인서트 (21, 121, 221) 가 2 개의 인접 표면 (51 및 53) 을 갖는 포켓 (23) 에 장착될 때, 2 개의 연속적인 인서트 지지 표면 (33, 133, 233 및 45, 145, 245) 은 인접 표면과 접촉할 것이다. 본 출원에 예시된 인서트는 인서트에 제공되는 4 개의 상이한 절삭날을 이용하기 위해 4 개의 상이한 위치에 지정 가능하고 특정 참조 번호에 의한 인서트 지지 표면의 구분이 단지 논의를 위한 것이고, 인서트는 통상적으로는 각각 서로에 대하여 90°로 배향된 4 개의 상이한 위치에 중앙 축선 (A) 을 중심으로 회전 대칭인 것이 이해될 것이다. 다른 실시형태에서, 인서트는 4 개가 아닌, 2 또는 8 개의 상이한 위치와 같은 상이한 위치의 어떠한 개수로 지정될 수 있다.

다른 실시형태에서 (도시되지 않음), 포켓 및 인서트의 바닥 표면에는, 다른 것들 가운데, 줄어든 회전 가능성을 갖는 인서트의 시팅 (seating) 을 용이하게 하기 위해 짝이되는 홈이 있는 표면과 같은 구조가 제공될 수 있다. 다른 실시형태에서, 포켓의 바닥 및 인접 표면 및/또는 인서트의 바닥 및 인서트 지지 표면에는, 다른 것들 가운데, 인서트 표면 및 대응하는 포켓 표면 사이의 다지점 접촉을 보장하는 것을 용이하게 하기 위해 오목부와 같은 구조가 제공될 수 있다. 포켓의 방사상 및 축선 인접 표면은 보통 공구 홀더에 대하여 단지 방사상 및 축선 방향으로만 뻗어있지 않고 그럴 필요도 없다. 예컨대 도 8 에 나타낸 것과 같이, 방사상의 인접 표면 (51) (파선으로 나타냄) 은 공구 홀더 (25) 의 축선 (LA) 으로 각도 (AR) 로 뻗어있고, 축선 인접 표면 (53) (파선으로 나타냄) 은 공구 홀더의 축선으로 각도 (AA) 로 뻗어있고, 바닥 인접 표면 (49) (파선으로 나타냄) 은 공구 홀더의 축선에 각도 (K) (도 2) 로 뻗어있다.

논의를 위해, 방사상 및 축선 인접 표면 (51 및 53) 은, 적어도 이들이 인서트 지지 표면과 인접하는 곳에서 실질적으로 편평하고 평면이며, 방사상 및 축선 인접 표면은 공구 홀더 (25) 에 대하여 방사상 및 축선 방향으로만 뻗어있는 것으로 이해될 것이다. 마찬가지로, 단지 논의를 위해, 인서트 지지 표면 (33, 133, 233 및 45, 145, 245) 은, 적어도 이들이 인서트 지지 표면과 인접하는 곳에서 실질적으로 편평하고 평면이며, 이들은 실질적으로 서로에 대하여 수직인 것이 또한 이해될 것이다.

인서트 지지 표면 및 인접 표면의 편평한 표면은 시팅 면으로 작용하고 기계가공 작업 동안 공구 홀더에 대한 회전에 대하여 인서트를 고정한다. 도 5a 에 나타낸 포켓 (23) 은 인서트 (21) 의 인서트 지지 표면 부분 (33 및 45) (도 5a 에 도시되지 않음) 의 방사상 및 축선 인접 표면 (51 및 53) 의 일반적인 접촉 영역 (C') 을 나타내고, 도 5b 에 나타낸 포켓 (23) 은 인서트 (121) 의 인서트 지지 표면 부분 (133 및 145) (도 5b 에 도시되지 않음) 의 방사상 및 축선 인접 표면 (51 및 53) 의 일반적인 접촉 영역 (C") 을 나타내고, 도 5c 에 나타낸 포켓 (23) 은 인서트 지지 표면 (233 및 245) (도 5c 에 도시되지 않음) 의 방사상 및 축선 인접 표면 (51 및 53) 의 일반적인 접촉 영역 (C"') 을 나타낸다. 접촉 영역은 인서트군의 각각의 인서트에 대하여 동일할 필요는 없다. 접촉 영역은 또한, 도 5a 가 각각의 접촉 영역 (C') 이 실질적으로 동일한 것을 나타내고, 도 5b 가 각각의 접촉 영역 (C") 이 실질적으로 동일한 것을 나타내고, 그리고 도 5c 가 각각의 접촉 영역 (C"') 이 동일한 것을 나타내더라도, 인서트 지지 표면의 어떠한 특정한 쌍의 인접한 부분과 이들의 연결된 인접 표면이 반드시 동일할 필요는 없다. 보통, 도 4a ~ 도 4c 그리고 도 6a ~ 도 6c 에 나타낸 것과 같이, 인서트군의 인서트 (21, 121, 221) 의 인서트 지지 표면 (33, 133, 233 및 45, 145, 245) 은 일체형 앤빌 (47, 147, 247) 의 정상부에서 시작되고 인서트의 플랭크 면 (55, 155, 255 및 57, 157, 257) 의 어떠한 지점에서, 보통 절삭날 (29, 129, 229 및 35, 135, 235) 아래에서 끝날 것이다.

도 6a, 도 6b 및 도 6c 에 나타낸 것과 같이, 편평한 인서트 지지 표면 (33, 133, 233 및 45, 145, 245) 은 플랭크 면 (55, 155, 255 및 57, 157, 257) 보다 보통 중앙 축선 (A) 에 평행한 라인과 더 큰 각도를 규정할 것이다. 실시형태에서, 인서트 지지 표면 (33, 133, 233 및 45, 145, 245) 은 중앙 축선 (A) 과 평행한 라인과 22°의 각도 (I) 를 규정하고 플랭크 면 (55, 155, 255 및 57, 157, 257) 은 중앙 축선 (A) 과 평행한 라인과 15°의 각도 (J) 를 규정한다.

도 1a ~ 도 1c, 도 3a ~ 도 3c, 및 도 4a ~ 도 4c 에 나타낸 인서트 (21, 121, 221) 의 실시형태에서, 인서트는 4 개의 인서트 지지 표면 및 인서트 지지 표면으로부터 인서트의 대향하는 측면에 4 개의 연결된 절삭날을 갖는다. 접하는 인서트 지지 표면은 인서트의 회전 축선 (A) 을 중심으로 90°의 각도로 배향될 수 있다. 물론, 다른 실시형태는 더 많은 또는 더 적은 인서트 지지 표면 및 절삭날을 가질 수 있다.

인서트 (21) 의 인서트 지지 표면 (33 및 45) 의 높이는 인서트의 전체 높이의 약 75 % 이다. 인서트 (21) 와 같은 인서트가 높은 최대 절삭 깊이 (ap), 보통 도 7a 에 나타낸 것과 같이 최대 깊이 (ap) = 인서트 직경/2 = 반경 (R21), 을 제공하는데 특히 유용하고, 이는 통상적으로 비교적 큰 설정 또는 리딩 각도 (Kr) 를 갖는다. 인서트 (21) 가 높은 절삭 깊이 (ap) 를 제공하는 분야에 사용될 때, 이는 통상적으로 높은 이송율을 제공하는데 사용되지 않는다. 최대 재료 제거율에 도달하기 위한 방식으로 원형 인서트 (21) 가 제공되는 밀링 공구 (27) 의 사용은 보통, 높은 이송율이 없이, 높은 절삭 깊이 (ap) 및 높은 방사상의 절삭력과 관련된다. 짧은 공구 돌출부는 채터를 피하기 위해 이러한 작업에서 바람직하다.

도 1b, 도 3b, 및 도 4b 에 나타낸 높은 이송량 인서트 (121) 의 실시형태에서, 인서트는 4 개의 측면을 갖고, 각각 절삭날 (129 및 135) 로부터 인서트의 대향하는 측면에 놓이는 인서트 지지 표면 (145 및 133) 을 갖는다. 절삭날 (129 및 135) 은 인서트 (21) 에 기입된 원의 직경과 동일한 반경 (R121) (도 7b) 을 갖는 원의 아치이다. 인서트 (121) 에 기입된 원의 직경은, 동일한 공구 홀더에 장착될 때, 동일한 직경 및 길이를 발생시키는 인서트를 제공하는 것을 용이하게 하기 위해 인서트 (21) 에 기입된 원의 직경보다 더 작을 수 있다. 4 개의 인서트 지지 표면이 있고 접하는 인서트 지지 표면은 90°의 각도를 형성할 수 있다. 도 4b 에서 나타낸 것과 같이, 인서트 지지 표면 (145 및 133) 은 "회전" 또는 "오프셋" 될 수 있어서 라인 (141) 은 인서트 (121) 의 코너 (161) 에서 절삭날 (129 및 135) 의 단부 지점을 통과하여 뻗어있는 라인 (159) 과 각도 (M) 를 규정한다.

높은 이송량 인서트 (121) 의 실시형태에서, 각도 (M) 는 바람직하게는 9°이고 7°~ 9°(또는 공구 홀더 및 인서트의 구성에 따라, 어떠한 다른 범위) 일 수 있다. 도 8 에 나타낸 것과 같이, 인서트 지지 표면을 오프셋 하는 것은 "중심 맞춤된" 인서트 지지 표면, 즉, 각도 (M) 가 0°인 인서트 지지 표면과 비교하여 램핑 각도를 증가시키는 것을 용이하게 한다. 특히, 인서트 지지 표면 (133 및 145) (파선으로 나타냄) 의 오프셋 또는 회전은 더 많은 램핑 절삭날 (171) (도 8 에 원으로 표시하여 나타냄) 을 더 노출할 수 있고, 이에 의해 절삭 공구의 길이방향 축선 (LA) 을 중심으로 180°회전될 때 램핑 절삭날의 단부와 인서트의 절삭날의 첨단부 (파선으로 나타냄) 사이의 더 큰 램핑 각도 (RA) 에 의해 공구의 중심에 절삭 인서트를 갖지 않는 밀링 절삭 공구가 (도 8 에 도시되지 않음) 작업물 안으로 들어가는 것을 용이하게 한다.

높은 이송량 인서트 (121) 의 최대 절삭 깊이 (ap) (도 7b 및 도 8) 는 원형 인서트 (21) 에 의한 것보다 더 낮지만, 치형부 당 이송량은 증가될 수 있다. 인서트 지지 표면 (133 및 145) 을 오프셋하는 것에 의해, 절삭날에 대향하여 중심 맞춤된 인서트 지지 표면을 갖는 인서트에 대하여 최대 절삭 깊이 (ap) 를 증가시키는 것이 가능하다. 리딩 각도 (Kr) 는 동등한 원형 형상의 인서트와 비교하여 감소된다. 높은 이송량 인서트 (121) 가 제공되는 밀링 공구 (27) 가 방사상의 절삭력을 줄이려는 경향이 있고, 이는 공구 돌출부가 길 때 유용할 수 있다.

도 1c, 도 3c 및 도 4c 에 나타낸 높은 이송량 마무리 인서트 (221) 의 실시형태에서, 인서트는 4 개의 측면을 갖고 각각 절삭날 (229 및 235) 로부터 인서트의 대향하는 측면에 놓이는 인서트 지지 표면 (245 및 233) 을 갖는다. 절삭날 (229 및 235) 은 인서트 (221) 에 기입된 원의 직경보다 큰, 예컨대 반경 = 50 ㎜ 이상, 예컨대 100 ㎜, 200 ㎜ 등의 반경 (R221) (도 7c) 을 갖는 원의 아치이다.

반경 (R221) 은 각각의 절삭날이 각각의 원의 아치를 따라 놓이는 것으로 간주될 수 있고, 각각의 절삭날 (229, 235) 의 중심 지점 (CP) 과 그 각각의 원의 방사상의 중심 (RC) 을 통과하여 뻗어있는 제 1 라인 (1L) (반경 (R) 과 일치) 이 각각의 절삭날의 중심 지점과 인서트의 (회전의) 축선 중심 (A) 을 통과하여 뻗어있는 제 2 라인 (2L) 과 0 이 아닌 각도 (G) 를 형성한다는 점에서 도 7c 에 나타낸 바와 같이, "오프셋" 될 수 있다. 대조에 의해, 도 7a 및 도 7b 에 나타낸 인서트 (21 및 121) 의 절삭날의 중심 지점 (CP) 을 통과하여 뻗어있고 반경 (R21 및 R121) 과 일치하는 라인 (1L) 은 인서트의 중앙 축선 (A) 과 절삭날의 중심 지점을 통과하여 뻗어있는 라인 (2L) 과 0°의 각도를 형성한다.

4 개의 인서트 지지 표면이 있고 접하는 인서트 지지 표면은 90°의 각도를 형성할 수 있다. 도 4c 에 나타낸 것과 같이, 인서트 지지 표면 (245 및 233) 은 "회전" 또는 "오프셋" 될 수 있어서 라인 (241) 은 인서트 (221) 의 코너 (261) 에서 절삭날 (229 및 235) 의 단부 지점을 통과하여 뻗어있는 라인 (259) 과 각도 (N) 를 규정한다. 도 7c 를 참조하여 상이하게 설명된 것과 같이, 인서트 지지 표면은 각각의 인서트 지지 표면이 제 2 라인 (2L) 에 수직인 제 3 라인 (3L) 과 0 이 아닌 각도 (N) 를 형성한다는 점에서 "회전" 또는 "오프셋" 되는 것으로 간주될 수 있다. 실시형태에서, 각도 (N) 는 바람직하게는 3.5°이고 0.5°~ 5°(또는, 인서트 및 공구 홀더 구성에 따라 어떠한 다른 범위) 일 수 있으며, 마무리 작업에서 더 유용한 경향이 있는 큰 반경의 절삭날에 의한 작은 절삭 깊이를 위해 리딩 각도를 감소시키는 것을 용이하게 한다. 인서트 (121) 의 각도 (M) 및 인서트 (221) 의 각도 (N) 의 "회전" 은, 특히 포켓 (23) 에서 방사상 및 축선 인접 표면 (51 및 53) 이 공구 홀더 (25) 의 축선 (LA) 과 그리고 공구 홀더의 축선에 대한 수직부와 각도를 형성하는 곳에서, 원하는 결과를 달성하기 위해, 각각 라인 (159 및 259) 에 대하여 대향하는 방향일 수 있다.

인서트에 얼마나 많은 절삭날이 제공되는지와 상관 없이, 본 발명의 실시형태에 따른 적어도 어떠한 인서트에서, 각각의 절삭날은 원의 아치를 규정하고 다수의 인서트의 제 2 인서트의 각각의 인서트 지지 표면은 평면 (P) 을 갖는다. 절삭날의 원의 아치를 2 등분하는 방사상의 라인 (2L) 이 인서트의 동일한 측면의 인서트 지지 표면에, 도 4a 에 나타낸 인서트 (21) 에 의한 경우와 같이, 수직일 수 있거나, 또는 도 4b 및 도 4c 에 나타낸 인서트 (121 및 221) 에 의한 경우와 같이, 인서트의 동일한 측면의 인서트 지지 표면에 수직이 아닐 수 있다.

바닥 표면 (49) 을 갖는 것 외에, 포켓 (23) 과 방사상 및 축선 인접 표면 (51 및 53) 은 보통 바닥 표면과 방사상의 표면의 교차점에서 오목부 (63) 를, 바닥 표면과 축선 인접 표면의 교차점에서 오목부 (65) 를, 그리고 방사상의 인접 표면과 축선 인접 표면의 교차점에서 오목부 (67) 를 가질 것이다. 다른 오목부 (69) 가 방사상의 인접 표면 (51) 뒤에 제공될 수 있다. 오목부 (63, 65, 67 및 69) 는 포켓의 코너와 인서트의 코너 사이의 방해 없이 포켓 (23) 에 인서트의 시팅을 용이하게 할 수 있다.

도 2 에 나타낸 것과 같이, 인서트 포켓 (23) 의 축선 각도 (K) - 포켓의 바닥 표면 (49) 이 공구 홀더 (25) 의 길이방향 축선 (LA) 과 형성하는 각도 - 가 특정의 어떤 각도로 설정될 수 있다. 각도 (K) 는 보통 인서트 플랭크 면 (55, 155, 255 및 57, 157, 257) 의 각도에 따라 선택될 것이다. 예컨대, 인서트 플랭크 면 (55, 155, 255 및 57, 157, 257) 이 15°의 각도 (J) 를 형성할 때, 인서트 포켓의 축선 각도 (K) 는 예컨대 9°로 설정될 수 있고, 이는 다양한 재료, 특히 티타늄, 스테인리스 강 및 고온 합금과 같은 "끈끈한" 재료의 기계가공을 용이하게 할 수 있다.

원형 인서트 (21) 에서, 접하는 절삭날 사이의 "코너" (61) 는 보통 원형 날 표면에서 이어진다. 높은 이송량 인서트 (121) 에서, 곡선의 절삭날 사이의 코너 (161) 는 통상적으로 둥글게 된다.

마무리 인서트 (221) 의 실시형태에서, 곡선의 절삭날 사이의 코너 (261) 는 통상적으로 절삭날의 단부를 통과하는 라인 (259) 과 상이한 각도를 형성하는 일반적으로 3 개의 편평한 모따기 표면 (273a, 273b, 273c) (도 7c) 을 형성하도록 모따기된다. 실시형태에서 표면 (273a) 은 30°의 각도를 형성하고, 표면 (273b) 은 45°의 각도를 형성하고, 표면 (273c) 은 60°의 각도를 형성한다. 절삭날의 오프셋 원형 아치 및 오프셋 인서트 지지 표면과 결합되는, 이러한 모따기 표면 (273a, 273b, 273c) 은 낮은 설정 각도에 의한 절삭 깊이를 증가시키는데 도움을 준다. 예컨대, 절삭 깊이가 비교적 작다면, 설정 각도는, 즉, 45°의 설정 각도로 즉시 전이되는 대신, 30°일 수 있다.

인서트 (21) 의 실시형태에서, 절삭날 (29 및 35) 사이의 플랭크 표면 (55 및 57) 은 원뿔대의 일부이다. 하지만, 도 9a 에 나타낸 실시형태 (21') 에 나타낸 것과 같이, 편평한 와이퍼 표면 (75') 은 다르게는 반경 (R) 을 갖는 원형 절삭날 (29') 을 따라 직선 와이퍼 날 (77') 아래에 제공될 수 있거나, 또는 도 9b 에 나타낸 실시형태 (21") 에 대하여 나타낸 것과 같이, 곡선의 와이퍼 표면 (75") 은 곡선의 와이퍼 날 (77") 아래에 제공될 수 있으며, 와이퍼 날 (RWE) 은 절삭날 (29") 의 나머지의 반경 (R) 과 상이한 (일반적으로 더 큰) 반경을 갖고 인서트의 축선 (A) 을 따라 동일한 높이에서 플랭크 (55") 의 반경과 상이한 반경을 갖는다. 인서트 (121 및 221) 의 절삭날 아래의 플랭크는 보통 원뿔대의 곡선 부분이지만, 원한다면, 편평하거나 또는 플랭크의 반경과 상이한 반경을 갖는 와이퍼 표면을 가질 수 있다. 와이퍼 표면을 갖는 인서트를 사용하는 것은 높은 품질의 표면 마무리를 생산할 수 있다.

인서트 (21' 및 21") 는 각각의 와이퍼 날 (77' 및 77") 및 각각의 와이퍼 표면 (75' 및 75") 에 대응하는 하나 이상의 인서트 지지 표면 (33' 및 33") 을 갖는다. 각각의 인서트 지지 표면 (33' 및 33") 은 인서트의 회전 축선 (A) 을 통과하여 측정되는 제 1 각도 (β1) (각각의 인서트에 대하여 동일할 필요는 없음) 로 뻗어있고, 각각의 와이퍼 날 (77' 및 77") 및 각각의 와이퍼 표면 (75' 및 75") 은 인서트의 회전 축선 (A) 을 통과하여 측정되는 제 2 각도 (β2) 로 뻗어있다. 제 1 각도 (β1) 를 2 등분하는 중심 라인 (γ1) 이 제 2 각도 (β2) 를 2 등분하는 중심 라인 (γ2) 과 0 이 아닌 각도 (δ) (각각의 인서트에 대하여 동일할 필요는 없음) 를 형성한다.

본 출원에서, "갖는 (including)" 과 같은 용어의 사용은 개방형 (open-ended) 이고 "포함하는 (comprising)" 과 같은 용어와 동일한 의미를 갖도록 의도되고 다른 구조, 재료 또는 작용의 존재를 배제하는 것으로 의도되지 않는다. 유사하게, "할 수 있는 (can)" 또는 "일 수 있는 (may)" 과 같은 용어의 사용이 개방형이고 구조, 재료 또는 작용이 반드시 필요한 것이 아니라는 것을 반영하도록 의도되지만, 이러한 용어를 사용하지 않는 것은 구조, 재료 또는 작용이 본질적인 것으로 반영하도록 의도되지 않는 것이다. 구조, 재료 또는 작용이 현재 본질적인 것으로 간주된다는 점에서, 이들은 그 자체로 구분된다.

본 발명은 바람직한 실시형태에 따라 예시되고 설명되었으며, 변형 및 변경이 청구항에 기재된 것과 같은 본 발명을 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것이 인지된다.

본 출원이 우선권을 주장하는, 스웨덴 특허 출원 제. 0801512-5 및 0801513-3 의 명세서는 여기서 참조로 포함된다.

Claims

각각 상이한 기하학적 형상을 갖는, 다수의 상이한 인서트 (21, 121, 221) 를 포함하는 절삭 인서트군에 있어서, 절삭날 (35, 29; 135, 129; 235, 229) 과 대응하는 인서트 지지 표면 (33, 45; 133, 145; 233, 245) 사이의 거리는 각각의 인서트가 밀링 절삭 공구 (27) 의 공구 홀더 (25) 의 공통 인서트 수용 포켓 (23) 에 장착되어, 다수의 인서트의 어떠한 인서트가 포켓에 장착되는지와 상관 없이, 상기 밀링 절삭 공구에 의해 발생되는 외부 직경 (D) 이 동일하도록 다수의 상이한 인서트의 각각의 인서트에 대하여 선택되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
제 1 항에 있어서, 상기 다수의 인서트의 각각의 인서트 (21, 121, 221) 의 최전방 절삭날 (29, 129, 229) 로부터, 상기 포켓 (23) 에 장착될 때, 공구 홀더 (25) 의 최후방 지점 (31) 까지 측정되는 밀링 절삭 공구 (27) 의 축선 길이 (L) 가 다수의 인서트의 어떠한 인서트가 포켓에 장착되는지와 상관 없이 동일한 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 인서트의 적어도 하나 (21) 는 평면으로 볼 때 실질적으로 원형인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 인서트 (121, 221) 의 적어도 제 1 인서트는 평면으로 볼 때 다수의 측면을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
제 4 항에 있어서, 상기 다수의 인서트의 제 1 인서트의 각각의 측면은 절삭날 (129, 229; 135, 235) 및 인서트 지지 표면 (133, 233; 145, 245) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
제 5 항에 있어서, 상기 다수의 인서트의 제 1 인서트의 각각의 절삭날 (129, 229; 135, 235) 은 원의 아치를 규정하고 다수의 인서트의 제 1 인서트의 각각의 인서트 지지 표면 (133, 233; 145, 245) 은 평면 (P) 을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
제 5 항에 있어서, 상기 다수의 인서트 (121, 221) 의 제 1 인서트의 절삭날 (129, 229; 135, 235) 의 원의 아치를 2 등분하는 방사상의 라인 (2L) 이 다수의 인서트의 제 1 인서트의 동일한 측면의 인서트 지지 표면 (133, 233; 145, 245) 에 수직이 아닌 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
절삭 인서트군의 각각의 절삭 인서트 (21, 121, 221) 가 바닥 지지 표면 (39, 139, 239) 및 회전 축선 (A), 및 상기 회전 축선 주위에 구성되는, 다수의 측면 인서트 지지 표면 (33, 45; 133, 145; 233, 245) 및 상기 다수의 측면 인서트 지지 표면의 각각에 대응하는 다수의 절삭날 부분 (35, 29; 135, 129; 235, 229) 을 갖고, 각각의 인서트에 대한 잘삭날 부분은 일반적으로 볼록하고 절삭 인서트군 내의 적어도 몇몇의 상이한 인서트에 대한 절삭날 부분은 상이한 곡률을 갖는 절삭 인서트군에 있어서, 각각의 절삭날에 대하여, 절삭날의 정면 접촉 지점 (Y) 에서 절삭날에 접선이고 회전의 축선에 평행한 제 1 평면 (P1) 이 회전 축선에 실질적으로 수직인 라인 (41, 141, 241) 을 따라 대응하는 측면 인서트 지지 표면과 교차하는 제 3 평면 (P3) 에 대하여 미리 정해진 각도 (
) 로 회전되고 회전 축선을 통하여 뻗어있는 평행한 제 2 평면 (P2) 으로부터 미리 정해진 거리 (X) 에 놓이는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
제 8 항에 있어서, 상기 미리 정해진 각도 (
) 는, 절삭날 (129) 의 대향하는 단부 지점 (161, 161) 사이에 뻗어있고 회전 축선 (A) 에 평행한 제 4 평면 (P4) 과 제 1 평면 (P1) 사이에서 측정되는, 절삭 인서트군의 제 1 절삭 인서트 (121) 의 오프셋 각도 (θ) 와 제 4 평면 (P4) 에 대한 제 3 평면의 회전 각도 (M) 사이의 차이와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 절삭 인서트군의 제 2 절삭 인서트 (21) 는 회전 축선 (A) 을 따라 볼 때 실질적으로 원형이고, 상기 미리 정해진 거리 (X) 는 절삭 인서트의 반경 (R21) 과 동일하며, 제 1 절삭 인서트 (121) 의 다수의 절삭날은 제 2 절삭 인서트의 직경과 실질적으로 동일한 반경 (R121) 을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 미리 정해진 각도 (
) 는 - 15°~ 15°인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 측면 인서트 지지 표면 (33, 45; 133, 145; 233, 245) 은 실질적으로 평면인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트군.
본체 및 본체에 적어도 하나의 인서트 수용 포켓 (23) 을 포함하는 공구 홀더 (25) 를 포함하는, 밀링 절삭 공구 장비 (27) 에 있어서, 상기 적어도 하나의 인서트 수용 포켓은 제 1 항, 제 2 항, 제 8 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 절삭 인서트 (21, 121, 221) 의 군의 어느 하나의 인서트를 수용하는 것을 특징으로 하는 밀링 절삭 공구 장비.
삭제
삭제