KR102813564B1 - 금속 절삭을 위한 선삭 인서트 - Google Patents

Abstract

상부면 (8), 반대편의 저부면 (9), 상부면 (8) 과 저부면 (9) 을 연결하는 측면들 (13), 상부면 (8) 과 저부면 (9) 에 평행하게 그리고 이들 사이에 위치된 기준 평면 (RP), 기준 평면 (RP) 에 수직으로 연장되며 기준 평면 (RP) 을 가로지르는 중심 축선 (A1), 중심 축선 (A1) 주위에 대칭적으로 형성된 3 개의 노우즈 부분들 (15, 15', 15") 을 포함하는 선삭 인서트 (1) 로서, 각각의 노우즈 부분 (15, 15', 15") 은 제 1 절삭날 (11, 11', 11"), 제 2 절삭날 (12, 12', 12"), 및 제 1 절삭날 (11, 11', 11") 과 제 2 절삭날 (12, 12', 12") 을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날 (10, 10', 10") 을 포함하고, 상면도에서, 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 은 서로에 대해 25 내지 50°의 노우즈 각도 (α) 를 형성하며, 제 1 절삭날 (11) 은 제 1 서브 부분 (111) 및 제 2 서브 부분 (112) 을 포함하고, 노우즈 절삭날 (10) 로부터 제 1 서브 부분 (111) 까지의 거리가 노우즈 절삭날 (10) 로부터 제 2 서브 부분 (112) 까지의 거리보다 짧으며, 제 1 서브 부분 (111) 으로부터 기준 평면 (RP) 까지의 거리가 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가함에 따라 감소하고, 제 2 서브 부분 (112) 으로부터 기준 평면 (RP) 까지의 거리가 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가함에 따라 증가하며, 저부면 (9) 은 회전 방지 수단 (40, 40', 40", 41, 42, 43, 44) 을 포함하는, 선삭 인서트 (1).

Description

금속 절삭을 위한 선삭 인서트

본 발명은 금속 절삭의 기술 분야에 속한다. 더 구체적으로, 본 발명은 CNC 기계와 같은 기계 공구에서 금속 절삭에 사용되는 선삭 인서트의 분야에 속한다.

본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 선삭 인서트, 이러한 선삭 인서트를 포함하는 선삭 공구, 및 이러한 선삭 공구를 사용하여 금속 워크피스를 기계가공하는 방법에 관한 것이다. 환언하면, 본 발명은 상부면, 반대편의 저부면, 상부면과 저부면을 연결하는 측면들, 상부면과 저부면에 평행하게 그리고 이들 사이에 위치된 기준 평면, 기준 평면에 수직으로 연장되며 기준 평면을 가로지르는 중심 축선, 중심 축선 주위에 대칭적으로 형성된 3 개의 노우즈 부분들을 포함하는 선삭 인서트로서, 각각의 노우즈 부분은 제 1 절삭날, 제 2 절삭날, 및 제 1 절삭날과 제 2 절삭날을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날을 포함하고, 상면도에서, 동일한 노우즈 부분 상의 제 1 절삭날과 제 2 절삭날은 서로에 대해 노우즈 각도를 형성하는, 선삭 인서트에 관한 것이다.

금속 워크피스의 선삭 시, 금속 워크피스는 중심 축선을 중심으로 회전한다. 금속 워크피스는 하나 이상의 척 (chuck) 또는 조들 (jaws) 과 같은 회전가능한 클램핑 수단에 의해 일 단부에서 클램핑된다. 클램핑되는 워크피스의 단부는 클램핑 단부 또는 구동 단부로 불릴 수 있다. 안정적인 클램핑을 위해, 금속 워크피스의 클램핑 단부 또는 구동 단부는 금속 워크피스의 반대편 단부보다 더 큰 직경을 가질 수도 있고 그리고/또는 클램핑 단부와 반대편 단부 사이에 위치된 금속 워크피스의 일 부분의 더 큰 직경을 갖는다. 대안적으로, 금속 워크피스는 기계가공 (즉, 금속 절삭) 작업 전에 일정한 직경을 가질 수도 있다. 선삭 인서트는 금속 워크피스에 대해 이동된다. 이 상대 운동은 이송 (feed) 으로 불린다. 선삭 인서트의 운동은 금속 워크피스의 중심 축선에 평행한 방향에 있을 수 있고, 이는 일반적으로 종방향 이송 또는 축선방향 이송으로 불린다. 또한, 선삭 인서트의 운동은 금속 워크피스의 중심 축선에 수직인 방향에 있을 수 있고, 이는 일반적으로 반경방향 이송 또는 페이싱 (facing) 으로 불린다. 다른 운동 각도 또는 이송 방향도 또한 가능하며, 이는 일반적으로 모방절삭 (copying) 또는 모방 선삭으로 알려져 있다. 모방절삭에서, 이송은 축선방향 성분과 반경방향 성분 쌍방을 갖는다. 선삭 인서트의 상대 운동 동안, 금속 워크피스로부터의 재료는 칩 형태로 제거된다. 칩은 기계가공된 표면의 불량한 표면 마무리를 제공하지 않고/않거나 칩 재밍 (jamming) 을 방지하는 형상 또는 이동 방향을 갖고/갖거나 짧은 것이 바람직하다.

넓은 범위의 이송 방향에 사용될 수 있는 일반적인 형상의 선삭 인서트가 삼각형 선삭 인서트이다. 이러한 인서트는 상면도, 즉 관찰자를 향한 경사면에서, 3 개의 변 모두가 동일한 길이를 가지며 노우즈 각도가 60°인 삼각형 형상을 갖는다. 삼각형의 모서리들은 전형적으로 0.2 ~ 2.0 ㎜ 의 곡률 반경을 갖는 노우즈 절삭날들의 형태이다. 이러한 선삭 인서트들의 예로는 ISO 표준에 따라 일반적으로 명명된 TNMG 및 TCMT 가 있고, 일반적으로 코팅되거나 코팅되지 않은 초경합금 또는 입방정 질화 붕소 (CBN) 또는 세라믹 또는 서멧으로부터 적어도 부분적으로 만들어진다.

반경방향 선삭에서, 이송 방향은 금속 워크피스의 회전 축선에 수직이며 이를 향한다. 이는 페이싱으로 불린다. 아웃-페이싱으로도 알려진 금속 워크피스의 회전 축선으로부터 멀어지는 반경방향 선삭은 TNMG 또는 TCMT 와 같은 일반적인 선삭 인서트들을 사용해 특정 성분을 기계가공할 때 유리할 수도 있지만, 불량한 칩 제어와 같은 단점이 있다.

US4632608 의 선삭 인서트는 아웃-페이싱의 단점을 극복하려는 것이다. 인서트는 3 개의 노우즈 부분을 포함한다. 일 실시형태에서, 노우즈 부분은 원형 형상을 갖는다. 원형 형상의 절삭날의 일 부분이 아웃-페이싱에서 유일한 활성 절삭날이다. 추가 실시형태에서, 각각의 노우즈 부분의 주변은 다수의 캠버드 (cambered) 세그먼트들로 이루어지고, 노우즈 각도는 60°이다. 이 실시형태에 있어서, 아웃-페이싱에서, 직선형 절삭날의 일 부분 및 볼록 곡선형 노우즈 절삭날의 일 부분은 아웃-페이싱에서 유일한 활성 절삭날이다. US4632608 의 선삭 인서트는 금속 워크피스에서 외부 90°코너를 형성하는 2 개의 벽을 기계가공하는 데 사용될 수 있고, 여기서 회전 축선으로부터 더 먼 거리에 있는 하나의 벽은 회전 축선에 수직이고, 회전 축선으로부터 더 짧은 거리에 있는 하나의 원통형 벽은 회전 축선에 평행하며, 두 벽은 원형 또는 곡선형 세그먼트에 의해 연결된다. 이 문맥에서 외부 90°코너는 금속 워크피스의 외측 또는 외부 면 상에 또는 거기에 형성된 90°코너이므로, 원통형 벽 또는 원통형 표면이 회전 축선으로부터 멀어지는 쪽을 향한다. 이는 회전 축선과 동심인 보어 안의 내측 또는 내부 표면 상에 또는 거기에 형성될 수 있는 임의의 코너와 대조적이다.

원형 또는 곡선형 세그먼트는, 단면도에서, 선삭 인서트의 노우즈 절삭날과 동일한 곡률 반경을 가지는, 호의 형상, 원의 1/4 또는 실질적으로 원인 형상의 1/4 의 형상으로 회전 축선을 포함하는 평면에 있다. 원형 또는 곡선형 세그먼트는 대안적으로 선삭 인서트의 노우즈 절삭날보다 큰 곡률 반경을 갖는다. 더 구체적으로, US4632608 에서, 외부 90°코너를 형성하는 두 벽의 기계가공은 아웃-페이싱 작업이 뒤따르는 축선방향 선삭 작업에 의해 이루어지고, 활성 노우즈 부분의 동일한 부분이 두 작업에서 활성이다. 상기한 축선방향 선삭 작업에서, 이는 금속 워크피스의 클램핑 단부를 향하고 금속 워크피스의 회전 축선에 수직인 코너의 벽을 향한다.

EP3153260A1 에서는, 선삭 인서트가 회전 축선으로부터 더 큰 거리에서 회전 축선에 수직으로 연장되는 상기한 벽에 더 가깝게 이동함에 따라 칩 제어가 감소된다고 기재되어 있다.

EP3153260A1 에서는, 금속 워크피스에서 외부 90°코너를 형성하는 2 개의 벽면을 기계가공하는 대안적인 방식이 인서트 마모 및/또는 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어에 관해 더 효과적이라고 밝혀졌고, 신규 선삭 인서트가 이미 알려진 선삭 인서트에 비해 추가 개선을 제공한다.

본 발명자들은 EP3153260A1 에서의 칩 브레이킹이 개선될 수 있다는 것을 발견하였다.

본 발명의 목적은 금속 워크피스에서 외부 90°코너를 형성하는 2 개의 벽면의 경제적인 기계가공에 적합한 3 개의 노우즈 부분을 포함하는 선삭 인서트를 제공하는 것이며, 이는 10°내지 45°의 진입 각도로 기계가공할 때 칩 브레이킹을 개선시킨다.

이러한 목적은, 제 1 절삭날이 제 1 서브 부분 및 제 2 서브 부분을 포함하고, 노우즈 절삭날로부터 제 1 서브 부분까지의 거리가 노우즈 절삭날로부터 제 2 서브 부분까지의 거리보다 짧으며, 제 1 서브 부분으로부터 기준 평면까지의 거리가 노우즈 절삭날로부터 거리가 증가함에 따라 감소하고, 제 2 서브 부분으로부터 기준 평면까지의 거리가 노우즈 절삭날로부터 거리가 증가함에 따라 증가하며, 저부면은 회전 방지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 처음에 규정된 선삭 인서트로 달성된다.

상부면은 경사면을 포함한다. 저부면은 안착면을 포함한다. 기준 평면은 노우즈 절삭날들이 위치되는 평면에 평행하다. 노우즈 절삭날들은 바람직하게는 기준 평면으로부터 가장 먼 거리에 위치되는 절삭날들이다. 노우즈 절삭날들은 중심 축선으로부터 동일한 거리에 위치된다. 중심 축선은 인서트의 기하학적 중심을 통과한다. 바람직하게는 중심 축선은 클램핑 나사를 위한 관통 구멍의 중심에 있다. 노우즈 부분들은 중심 축선 주위에 대칭적으로 형성되고, 즉 각각의 노우즈 부분은 각각의 다른 노우즈 부분에 대해 120°의 각도를 형성한다. 노우즈 부분은 선삭 인서트의 중심에 관하여 선삭 인서트의 원위 부분이다. 하나의 노우즈 부분의 적어도 일 부분은 기계가공 동안 활성이고, 즉 금속 워크피스와 접촉한다. 각각의 노우즈 부분은 상부면에 적어도 인접하거나 접하는 절삭날들을 포함한다. 선삭 인서트는 양면형 또는 가역형 (reversible) 일 수 있고, 즉 저부면은 상부면과 유사하거나 동일한 세트의 절삭날들을 포함한다. 노우즈 절삭날들은 선삭 인서트의 최원위 부분들을 형성하고, 환언하면, 노우즈 절삭날들은 선삭 인서트의 중심 축선으로부터 가장 먼 거리에 위치되는 절삭 인서트의 부분들이다. 노우즈 부분은 제 1, 제 2 및 노우즈 절삭날들 사이에서 상부면 상에 또는 거기에 경사면이 형성되는 절삭 인서트의 주변 부분이다. 노우즈 절삭날은 바람직하게는 제 1 절삭날과 제 2 절삭날 사이에 중심을 갖는 원의 일부 또는 호의 형상을 가지며, 여기서 원은 바람직하게는 0.2 내지 2.0 mm 의 반경을 갖는다. 대안적으로, 노우즈 절삭날은 타원의 호의 형상을 가질 수도 있다. 대안적으로, 노우즈 절삭날은 상면도에서 볼록한 노우즈 절삭날을 함께 형성하는, 직선부들과 하나 이상의 원 호 또는 타원 호의 조합의 형상을 가질 수도 있다. 상면도는, 상부면이 관찰자를 향하고 저부면이 관찰자로부터 멀어지는 쪽을 향하는 도면이다. 제 1 절삭날과 제 2 절삭날은 바람직하게는 상면도에서 직선형이다. 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날이 예를 들어 약간 볼록하거나 약간 오목한 것과 같이 상면도에서 직선형이 아니라면, 노우즈 각도는 각각 제 1 절삭날과 제 2 절삭날의 단부 지점들 사이의 직선들을 사용하여 측정된다. 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날이 약간 볼록하거나 약간 오목하면, 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날에 대한 곡률 반경은 노우즈 절삭날에 대한 곡률 반경보다 5 배, 바람직하게는 10 배 더 크다. 대안적으로, 25 내지 50°의 노우즈 각도는 25 내지 50°의 각도의 원호 형상을 갖는 노우즈 절삭날과 같다. 모든 노우즈 절삭날들은 바람직하게는 기준 평면에 평행한 공통 평면에 위치된다. 절삭날은 릴리프 면 (relief surface) 으로도 알려진, 여유면과 경사면에 접경하는 선삭 인서트의 날이다. 노우즈 절삭날의 호 길이는 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날의 길이 둘 다보다 짧다. 바람직하게는 선삭 인서트는 상부면의 영역이 저부면의 영역보다 더 큰 단면형이고, 여기서 상부 영역과 저부 영역 둘 다는 기준 평면 (RP) 에서 돌출한다. 선삭 인서트는 바람직하게는 일 피스의 코팅되거나 코팅되지 않은 소결된 초경합금 또는 서멧으로 적어도 부분적으로 만들어진다. 대안적으로, 선삭 인서트는 적어도 부분적으로 입방정 질화 붕소 (CBN), 다결정 다이아몬드 (PCD) 또는 세라믹으로 만들어질 수도 있다. 선삭 인서트는 예컨대 나사 또는 클램프에 의해 공구 보디에 제거 가능하게 장착될 수 있다. 바람직하게는, 상부면과 저부면 사이에 관통 구멍이 연장된다.

바람직하게는, 제 1 서브 부분은 1 내지 5°, 훨씬 더 바람직하게는 2 내지 4°의 각도로 경사진다. 제 1 서브 부분은 노우즈 절삭날로부터 멀어지면서 측면도에서 하향, 즉 기준 평면을 향해 경사진다. 바람직하게는, 제 2 서브 부분은 1 내지 5°, 훨씬 더 바람직하게는 2 내지 4°의 각도로 경사진다. 제 2 서브 부분은 노우즈 절삭날로부터 멀어지는 방향에서 측면도에서 상향, 즉 기준 평면으로부터 멀어지도록 경사진다.

바람직하게는, 상면도에서 보여지는 제 1 서브 부분의 길이는 1.0 내지 6.0 mm, 더욱 더 바람직하게는 1.5 내지 4.0 mm 이다. 바람직하게는, 상면도에서 보여지는 제 2 서브 부분의 길이는 1.0 내지 6.0 mm, 더욱 더 바람직하게는 1.5 내지 4.0 mm 이다. 바람직하게는, 상면도에서 보여지는 제 1 절삭날의 길이는 2.5 내지 10.0 mm 이다. 바람직하게는, 상면도에서 보여지는 제 1 절삭날의 길이는 두 노우즈 절삭날들 사이의 거리의 10 내지 40% 이다.

저부면은 회전 방지 수단을 포함한다. 이러한 선삭 인서트에 의해, 선삭 인서트가 공구 보디에 안착되는 때 반대 방향들의 반경방향 선삭 및/또는 반대 방향들의 축선방향 선삭이 개선된다. 또한, 인서트의 안착이 개선되어, 접촉면으로서 기능하는 측면의 필요성이 줄어든다. 이로써, 이송 방향에 관한 선삭 공구의 범용성이 개선될 수 있다. 회전 방지 수단은 하나 이상의 리지, 그루브, 돌출부 또는 캐비티, 또는 이러한 특성들의 조합의 형태일 수 있다. 회전 방지 수단은 선삭 인서트가 제거가능하게 클램핑될 수 있는, 공구 보디 또는 공구 보디에 안착된 심 (shim) 의 대응 구조와 접촉에 의해 상호작용하기에 적합하다. 회전 방지 수단은 선삭 인서트의 중심 축선 주위에서 두 반대 방향으로 선삭 인서트의 회전 또는 운동을 방지하거나 적어도 감소시킨다.

일 실시형태에 따르면, 제 1 절삭날은 제 3 서브 부분을 포함하고, 제 3 서브 부분은 제 1 서브 부분과 제 2 서브 부분 사이에 있으며, 제 3 서브 부분은 측면도에서 오목하다.

일 실시형태에 따르면, 제 3 서브 부분은 측면도에서 제 1 절삭날의 가장 낮은 부분이다.

환언하면, 기준 평면으로부터 제 3 서브 부분까지의 거리가 기준 평면으로부터 제 1 절삭날의 모든 다른 부분까지의 거리보다 짧다.

일 실시형태에 따르면, 회전 방지 수단은 3 개의 그루브들의 형태이며, 각각의 그루브는 인접한 제 1 절삭날과 제 2 절삭날 사이에 위치된 이등분선을 따라 주 연장부를 갖는다.

이러한 선삭 인서트에 의해, 인서트는 동일한 인서트 안착부의 3 개의 위치에서 인덱서블 (indexable) 하다. 그루브의 배향은, 반대 방향들의 축선방향 선삭 및 반대 방향들의 반경방향 선삭 (페이싱 및 아웃-페이싱) 둘 다에서 충분한 회전 방지가 존재하도록, 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날에 관해 대칭적으로 배향된다. 환언하면, 각각의 노우즈 부분에 대해, 제 1 절삭날과 제 2 절삭날 사이에 위치된 이등분선은 동일한 노우즈 부분에 있어서 인서트의 저부면에서 그루브의 주 연장부와 동일한 연장부를 갖는다. 결과적으로, 모든 3 개의 그루브들은 선삭 인서트의 중심 축선을 향한 방향으로 주 연장부를 갖는다. 바람직하게는, 기준 평면이 관찰자의 시야에 수직한 저면도에서 볼 때, 한 쌍의 그루브들 사이의 각도는 120°이다.

일 실시형태에 따르면, 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날은 상면도에서 선형 또는 직선형이다.

이러한 선삭 인서트에 의해, 절삭력 방향 및/또는 칩 유동 방향은 절삭 깊이, 즉 절삭부의 깊이에 덜 의존할 것이다. 이 문맥에서, 200 ㎜ 보다 큰 오목한 또는 볼록한 곡률 반경은 직선형 또는 선형으로 간주된다.

일 실시형태에 따르면, 각 쌍의 제 1 절삭날과 제 2 절삭날로부터 등거리에 이등분선들이 연장되고, 각각의 이등분선은 중심 축선을 가로지르며, 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날은 개별 측면도에서 이등분선에 대해 대칭 또는 실질적으로 대칭이다.

이러한 선삭 인서트에 의해, 직각일 수 있는 두 방향으로 기계가공할 때 비활성 노우즈 절삭날에 의한 간섭 위험이 줄어든다. 이러한 선삭 인서트에 의해, 반대편 단부들에서 클램핑된 금속 워크피스에 인서트를 사용할 수 있다. 환언하면, 동일한 노우즈 부분 상에 또는 거기에 형성된 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날은 이등분선으로부터 동일한 거리에 위치된다. 따라서, 이등분선은 제 1 절삭날과 제 2 절삭날 사이에 위치된다. 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날은 이등분선의 반대 측들 상에 또는 거기에 위치된다. 각각의 이등분선은 임의의 다른 이등분선에 관해 120°의 각도를 형성한다. 각각의 이등분선은 중심 축선을 가로지른다. 각각의 이등분선은 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날과 동일한 노우즈 부분 상에 또는 거기에 형성된 노우즈 절삭날의 중심을 가로지른다.

제 1 절삭날 및 제 2 절삭날은 개별 측면도에서 이등분선에 대해 대칭이거나 실질적으로 대칭이다. 환언하면, 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날은 이등분선에 대해 대칭이다. 바람직하게는, 노우즈 부분은 이등분선에 관하여 대칭이다. 이러한 선삭 인서트에 의해, 인서트는 오른손 공구 및 왼손 공구에 사용될 수 있다. 따라서, 선삭 인서트의 분류가 감소될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 각 쌍의 제 1 절삭날과 제 2 절삭날로부터 등거리에 이등분선들이 연장되고, 각각의 이등분선은 중심 축선을 가로지르며, 상부면은 이등분선을 따라 연장부를 가지는 돌출부를 포함하고, 돌출부는 제 1 절삭날을 향하는 제 1 칩 브레이커 벽 및 제 2 절삭날을 향하는 제 2 칩 브레이커 벽을 포함한다.

이러한 선삭 인서트에 의해, 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어가 더욱 개선된다. 하나의 추가적인 효과는 칩이 기계가공된 표면에 부딪치는 위험 (기계가공된 금속 워크피스, 즉 부품의 표면 품질을 감소시킬 수 있음) 이 감소한다는 것이다. 돌출부는 상부면의 주위 부분들보다 기준 평면으로부터 더 멀리 연장될 수 있다. 돌출부와 절삭날들 사이에 경사면이 형성된다.

바람직하게는, 선삭 인서트의 상부면은 제 1 절삭날과 제 1 칩 브레이커 벽 사이에서 움푹하다. 환언하면, 제 1 절삭날과 제 1 칩 브레이커 벽 사이에 있는 선삭 인서트의 상부면은 제 1 절삭날과 제 1 칩 브레이커 벽의 인접한 부분들에 비해 기준 평면으로부터 더 짧은 거리에 위치된다. 이 맥락에서 인접한 부분들은 상면도에서 제 1 절삭날에 수직인 라인을 따른 부분들로서 이해되어야 한다.

상부면은 이등분선들 중 적어도 하나를 따라 연장부를 갖는 돌출부를 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 상부면은 이등분선을 따라 연장부를 갖는 제 2 돌출부를 포함하고, 제 2 돌출부는 노우즈 절삭날과 돌출부 사이에 있고, 측면도에서, 제 2 돌출부의 상부면이 돌출부의 상부면보다 낮다.

이러한 선삭 인서트에 의해, 예컨대 단지 노우즈 절삭날이 활성인 때와 같이, 특히 낮은 절삭 깊이에서 칩 브레이킹이 더욱 개선된다.

제 2 돌출부는 이등분선을 따라 연장부를 갖는다. 환언하면, 제 2 돌출부는 상면도에서 이등분선을 가로지른다. 제 2 돌출부는 제 1 절삭날을 향하는 제 1 칩 브레이커 벽 및 제 2 절삭날을 향하는 제 2 칩 브레이커 벽을 포함한다.

제 2 돌출부의 상부면으로부터 기준 평면까지의 거리가 돌출부의 상부면으로부터 기준 평면까지의 거리보다 더 짧다.

바람직하게는, 노우즈 절삭날로부터 기준 평면까지의 거리가 제 2 돌출부의 상부면으로부터 기준 평면까지의 거리보다 더 짧다.

바람직하게는, 제 2 돌출부는 상면도에서 U자 형상이며, 제 2 돌출부의 볼록부가 노우즈 절삭날을 향한다. 따라서, 오목부는 상면도에서 호 형상이거나 호와 유사하며, 상기 호는 150 내지 220°이다.

일 실시형태에 따르면, 돌출부의 상부면과 제 1 절삭날의 최저점 사이의, 기준 평면에 수직인 평면에서 측정된, 거리가 0.36 내지 0.7 mm 이다.

이러한 선삭 인서트에 의해, 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어가 더욱 개선된다.

상기 거리는 측면도에서의 거리이다. 바람직하게는, 상기 거리 (61) 는 0.40 내지 0.55 mm 이다. 상기 거리는 돌출부의 상부 표면까지 측정되며, 이는 바람직하게는 측면도에서 볼 때 선삭 인서트의 가장 높은 지점이다.

바람직하게는, 돌출부의 높이는 노우즈 절삭날을 향하는 방향으로 감소한다.

일 실시형태에 따르면, 상면도에서, 제 2 서브 부분으로부터 제 1 칩 브레이커 벽까지의 거리가 노우즈 절삭날로부터 멀어질수록 감소한다.

이러한 선삭 인서트에 의해, 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어가 더욱 개선된다.

달리 표현하면, 제 1 칩 브레이커 벽의 상부 경계선으로부터 제 2 서브 부분까지의 거리가 노우즈 절삭날로부터 멀어지는 방향으로 감소한다. 상기 거리는 상면도에서 제 2 서브 부분에 수직한 방향으로 측정된다. 바람직하게는, 그리고 상면도에서, 제 1 칩 브레이커 벽의 상부 경계선과 제 2 서브 부분 사이에 형성된 각도가 2 내지 20°, 더욱 더 바람직하게는 5 내지 15°이다. 상기 각도는 상면도에서 측정된다.

일 실시형태에 따르면, 노우즈 절삭날과 제 1 절삭날의 최저점 사이의, 기준 평면에 수직인 평면에서 측정된, 거리가 0.05 내지 0.4 ㎜ 이다.

이러한 선삭 인서트에 의해, 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어가 더욱 개선된다.

상기 거리는 측면도에서의 거리이다. 바람직하게는, 상기 거리는 0.08 내지 0.25 mm 이다. 상기 거리는 돌출부의 상부 표면까지 측정되며, 이는 바람직하게는 측면도에서 보이는 선삭 인서트의 가장 높은 지점이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상부면과 저부면이 동일하고, 회전 방지 수단이 일 세트의 표면들의 형태이고, 각각의 표면은 기준 평면에 대해 5 내지 60°의 각도를 형성하는 평면에서 연장된다.

이러한 구성에 의해, 선삭 인서트는 양면형으로 만들어질 수 있고, 회전 방지 수단을 포함할 수 있다. 양면형 또는 리버서블 선삭 인서트는 선삭 인서트가 이전의 저부면을 경사면으로 하여 사용될 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 선삭 공구가 본 발명에 따른 선삭 인서트 및 공구 보디를 포함하고, 공구 보디는 전방 단부와 반대편의 후방 단부, 전방 단부로부터 후방 단부로 연장되는 종방향 축선 (A2) 을 따른 주 연장부, 활성 노우즈 부분의 이등분선이 공구 보디의 종방향 축선 (A2) 에 대해 35 내지 55°의 각도 θ 를 형성하도록 선삭 인서트가 장착될 수 있는 전방 단부에 형성된 인서트 안착부를 갖는다.

이러한 선삭 공구에 의해, 선삭 인서트는 보다 넓은 범위의 이송 방향이 가능하도록 위치결정되거나 안착된다. 이러한 선삭 공구에 의해, 동일한 노우즈 부분에 있어서, 두 작업, 즉 이송 방향에서 비활성인, 즉 마모가 없는 노우즈 절삭날의 부분이 존재하도록, 제 1 절삭날이 축선방향 선삭에 사용될 수 있고 제 2 절삭날이 아웃 페이싱에 사용될 수 있다. 이러한 선삭 공구에 의해, 금속 워크피스의 클램핑 단부로부터 멀어지는 축선방향 선삭 시 제 1 절삭날의 진입 각도가 45°미만 10°이상이다. 본 발명자들은, 인서트가 금속 워크피스의 클램핑 단부로부터 멀어지는 방향으로 이동되는 축선방향 선삭 시에 이러한 진입 각도가 감소된 인서트 마모를 제공한다는 것을 발견하였다. 이러한 선삭 공구에 의해, 아웃 페이싱, 즉 금속 워크피스의 회전 축선으로부터 수직으로 멀어지는 이송 시 제 2 절삭날의 진입 각도는 45°미만 10°이상이다. 본 발명자들은 이러한 진입 각도가 아웃 페이싱 시에 감소된 인서트 마모를 제공한다는 것을 발견하였다. 활성 노우즈 부분은, 상면도에서 공구 보디의 후방 단부에 대해 그리고 공구 보디의 종방향 축선에 대해 최원위에 있는 선삭 인서트의 부분인 노우즈 절삭날을 장착 상태에서 포함하는 노우즈 부분이다. 활성 노우즈 부분의 제 1 절삭날이 공구 보디의 종방향 축선에 대해 형성하는 각도는 활성 노우즈 부분의 제 2 절삭날이 공구 보디의 종방향 축선에 대해 형성하는 각도보다 더 크다. 공구 보디의 종방향 축선은 바람직하게는 금속 워크피스의 회전 축선에 수직이다. 장착 상태에서 선삭 인서트의 중심 축선은 공구 보디의 종방향 축선에 대해 실질적으로 수직 (70°내지 110°) 이다. 공구 보디의 인서트 안착부는 바람직하게는 선삭 인서트의 저부면에 형성된 인서트 회전 수단에 대응하는 인서트 회전 수단을 포함한다. 공구 보디의 후방 단부는 활성 노우즈 절삭날로부터 최대 거리에 위치되는 공구 보디의 부분이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 각도 θ 와 각도 α 의 절반의 합이 50°이상 70°이하이다. 환언하면, 50°≤ θ + (α/2) ≤ 70°이다.

이러한 선삭 공구에 의해, 아웃-페이싱에서 그리고 금속 워크피스의 클램핑 단부로부터 멀어지는 축선방향 선삭에서 칩 브레이킹 및/또는 칩 제어가 더욱 개선된다. 이러한 선삭 공구에 의해, 금속 워크피스에서 90°외부 코너가 기계가공될 수 있고, 코너의 일 벽면은 금속 워크피스의 회전 축선에 수직이고, 코너의 일 벽면은 금속 워크피스의 회전 축선에 평행하며, 두 벽면은 선삭 인서트의 노우즈 절삭날과 동일한 곡률 반경을 갖는 표면에 의해 연결된다. 이러한 선삭 공구에 의해, 금속 워크피스의 클램핑 단부로부터 멀어지는 축선방향 선삭 시, 제 1 절삭날의 진입 각도는 20°내지 40°이고, 본 발명자들은 이러한 진입 각도가 인서트의 감소된 마모를 제공한다는 것을 발견하였다. 이러한 선삭 공구에 의해, 아웃 페이싱할 때, 제 2 절삭날의 진입 각도는 20°내지 40°이고, 본 발명자들은 이러한 진입 각도가 인서트의 감소된 마모를 제공한다는 것을 발견하였다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 선삭 인서트를 사용하여 금속 워크피스를 기계가공하는 방법이 수행된다. 본 방법은 금속 워크피스를 제 1 단부에서 클램핑하는 단계, 금속 워크피스를 회전 축선 (A3) 주위에서 회전시키는 단계, 금속 워크피스의 회전 축선에 대해 제 2 절삭날에 의해 형성되는 각도보다 제 1 절삭날이 금속 워크피스의 회전 축선에 대해 더 작은 각도를 형성하도록 활성 노우즈 부분의 제 1 절삭날을 위치결정하는 단계, 및 제 2 절삭날이 활성이 되도록 회전 축선 (A3) 에 수직하며 그로부터 멀어지는 방향으로 선삭 인서트를 이동시키는 단계를 포함한다. 활성 노우즈 부분은, 절삭 동안, 이 노우즈 부분이 금속 워크피스로부터 칩들을 절삭하는 적어도 하나의 절삭날을 포함하도록 위치결정된 노우즈 부분이다. 활성 노우즈 부분은 다른 (즉, 비활성) 노우즈 부분들보다 금속 워크피스의 회전 축선에 더 가깝게 그리고 금속 워크피스의 제 1 단부에 더 가깝게 위치결정된다. "제 2 절삭날이 활성이다" 라는 표현은 제 2 절삭날이 금속 워크피스로부터 칩들을 절삭한다는 것을 의미한다. 또한, 활성 제 2 절삭날에 인접한 노우즈 절삭날의 부분이 활성이다. 제 2 절삭날과 동일한 노우즈 부분 상에 또는 거기에 형성된 제 1 절삭날은 제 2 절삭날이 활성일 때 동시에 비활성이다. 선삭 인서트의 이동은 일반적으로 이송, 대안적으로는 아웃-페이싱으로 알려져 있다. 제 2 절삭날은 바람직하게는 20 내지 40°의 제 2 진입 각도 (κ2) 에서 활성이다. 진입 각도가 20°미만이면, 칩들의 폭이 너무 넓어서, 칩 제어를 감소시키고, 진동 위험이 증가할 것이다. 진입 각도가 40°초과이면, 인서트 마모가 증가할 것이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 선삭 인서트를 사용하여 금속 워크피스를 기계가공하는 방법이 수행된다. 본 방법은 금속 워크피스를 제 1 단부에서 클램핑하는 단계, 금속 워크피스를 회전 축선 (A3) 주위에서 회전시키는 단계, 금속 워크피스의 회전 축선에 대해 제 2 절삭날에 의해 형성되는 각도보다 제 1 절삭날이 금속 워크피스의 회전 축선에 대해 더 작은 각도를 형성하도록 활성 노우즈 부분의 제 1 절삭날을 위치결정하는 단계, 및 제 1 절삭날이 활성이 되도록 회전 축선 (A3) 에 평행하며 제 1 단부로부터 멀어지는 방향으로 선삭 인서트를 이동시키는 단계를 포함한다. 활성 노우즈 부분은, 절삭 동안, 이 노우즈 부분이 금속 워크피스로부터 칩들을 절삭하는 적어도 하나의 절삭날을 포함하도록 위치결정된 노우즈 부분이다. 활성 노우즈 부분은 다른 (즉, 비활성) 노우즈 부분들보다 금속 워크피스의 회전 축선에 더 가깝게 그리고 금속 워크피스의 제 1 단부에 더 가깝게 위치결정된다. "제 1 절삭날이 활성이다" 라는 표현은 제 1 절삭날이 금속 워크피스로부터 칩들을 절삭한다는 것을 의미한다. 또한, 활성 제 1 절삭날에 인접한 노우즈 절삭날의 부분이 활성이다. 제 1 절삭날과 동일한 노우즈 부분 상에 또는 거기에 형성된 제 2 절삭날은 제 1 절삭날이 활성일 때 동시에 비활성이다. 선삭 인서트의 이동은 종방향 선삭 작업이다. 제 1 절삭날은 바람직하게는 20 내지 40°의 제 1 진입 각도 (κ1) 에서 활성이다. 진입 각도가 20°미만이면, 칩들의 폭이 너무 넓어서, 칩 제어를 감소시키고, 진동 위험이 증가할 것이다. 진입 각도가 40°초과이면, 인서트 마모가 증가할 것이다.

이제 본 발명의 상이한 실시형태의 설명에 의해 그리고 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이다.
도 1 은 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 선삭 인서트의 노우즈 부분의 사시도이다.
도 3 은 도 1 의 선삭 인서트의 상면도 또는 정면도이다.
도 4 는 도 3 의 라인 B-B 를 따른 단면도이다.
도 5 는 도 3 의 라인 C-C 를 따른 단면도이다.
도 6 은 도 1 의 선삭 인서트의 측면도이다.
도 7 은 선삭 인서트에 의한 원통형 표면의 선삭을 도시한 개략도이다.
도 8 은 도 1 의 선삭 인서트를 위한 공구 보디를 보여주는 사시도이다.
도 9a 는 도 1 의 선삭 인서트의 저부면을 보여주는 사시도이다.
도 9b 는 도 1 의 선삭 인서트의 저부면을 보여주는 추가 사시도이다.
도 10 은 도 1 의 선삭 인서트를 사용한 선삭으로부터의 칩을 보여주는 칩 차트이다.
도 11 은 최신 기술의 선삭 인서트를 사용한 선삭으로부터의 칩을 보여주는 칩 차트이다.
모든 선삭 인서트 도면은 일정한 비율로 도시되어 있다.

제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트 (1) 를 도시하는 도 1 내지 도 3, 도 6, 도 9a 및 도 9b 를 참조한다. 선삭 인서트 (1) 는 경사면을 포함하는 상부면 (8), 및 안착면으로서 기능하는 반대편 저부면 (9) 을 포함한다. 상부면 (8) 과 저부면 (9) 에 평행하게 이들 사이에 기준 평면 (RP) 이 위치된다. 중심 축선 (A1) 이 기준 평면 (RP) 에 수직으로 연장되며, 기준 평면 (RP), 상부면 (8) 및 저부면 (9) 을 가로지른다. 상부면 (8) 및 저부면 (9) 에 개구를 갖는, 나사를 위한, 구멍이 중심 축선 (A1) 과 동심을 이룬다. 선삭 인서트 (1) 는 상부면 (8) 과 저부면 (9) 을 연결하는, 여유면들로서 기능하는, 측면들 (13) 을 포함한다.

중심 축선 (A1) 에 대해 또는 그 주위에 대칭적으로 3 개의 노우즈 부분들 (15, 15', 15") 이 형성된다. 노우즈 부분들 (15, 15', 15") 은 동일하다. 각각의 노우즈 부분 (15, 15', 15") 은 제 1 절삭날 (11), 제 2 절삭날 (12), 및 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날 (10) 을 포함한다. 노우즈 절삭날들 (10, 10', 10") 은 중심 축선 (A1) 으로부터 가장 먼 거리에, 즉 선삭 인서트의 모든 다른 부분보다 중심 축선 (A1) 으로부터 더 먼 거리에 위치된다. 도 3 에 나타낸 상면도에서, 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 또는 그곳의 제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 은 서로에 대해 25 내지 50°의 노우즈 각도 (α) 를 형성하고, 도 3 에서 노우즈 각도 (α) 는 35°이다.

제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 은 도 3 에 보여진 것처럼 상면도에서 선형 또는 직선형이거나 실질적으로 선형 또는 직선형이다. 각 쌍의 제 1 절삭날들 (11, 11', 11") 과 제 2 절삭날들 (12, 12', 12") 로부터 등거리에 이등분선들 (7, 7', 7") 이 연장된다. 각각의 이등분선 (7) 은 중심 축선 (A1) 을 가로지른다. 각 쌍의 노우즈 절삭날들 (10, 10', 10") 사이에 만입부들 (17, 17', 17") 이 형성된다. 제 1 절삭날 (11) 은 제 1 서브 부분 (111), 제 2 서브 부분 (112), 및 제 1 서브 부분 (111) 과 제 2 서브 부분 (112) 사이에서 이들을 연결하는 제 3 서브 부분 (113) 을 포함한다. 제 1 서브 부분 (111) 은 노우즈 절삭날 (10) 에 인접한다. 노우즈 절삭날 (10) 로부터 제 1 서브 부분 (111) 까지의 거리는 노우즈 절삭날 (10) 로부터 제 2 서브 부분 (112) 까지의 거리보다 짧다. 도 6 에 보여진 것처럼, 제 1 서브 부분 (111) 으로부터 기준 평면 (RP) 까지의 거리는 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가함에 따라 감소한다. 환언하면, 제 1 서브 부분 (111) 은 노우즈 절삭날 (10) 로부터 멀어질수록 측면도에서 하향 경사진다. 제 2 서브 부분 (112) 으로부터 기준 평면 (RP) 까지의 거리는 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가함에 따라 증가한다. 환언하면, 제 2 서브 부분 (112) 은 노우즈 절삭날 (10) 로부터 멀어질수록 측면도에서 상향 경사진다. 제 3 서브 부분 (113) 은 도 6 에서와 같이 측면도에서 오목하다. 제 3 서브 부분 (113) 은 측면도에서 제 1 절삭날 (11) 의 가장 낮은 부분이다. 제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 은 이등분선 (7) 에 대하여 대칭이다. 따라서, 제 2 절삭날 (12) 은 제 1 절삭날 (11) 에 대해 설명된 것에 대응하는 서브 부분들을 포함한다.

도 9a 및 도 9b 에 나타낸 저부면 (9) 은 3 개의 그루브 (40, 40', 40") 의 형태로, 절삭 중에 선삭 인서트 (1) 가 중심 축선 (A1) 을 중심으로 회전하는 경향을 감소시키는 목적으로, 회전 방지 수단을 포함하고, 각각의 그루브 (40, 40', 40") 는 가장 가까운 제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 에 인접하게 위치된 이등분선 (7) 과 동일한 방향으로 주 연장부를 갖는다. 각각의 그루브 (40, 40', 40") 는 서로에 대해 바람직하게는 둔각, 100 내지 160°로 2 개의 안착면을 포함한다. 선삭 인서트 (1) 는, 도 7 에 보여진 것처럼, 공구 보디 (2) 의 전방 단부에 위치된 인서트 안착부 (4) 에, 나사 또는 톱 클램프와 같은 클램핑 수단에 의해, 단단히 클램핑되도록 의도된다. 이제, 인서트 안착부 (4) 와 선삭 인서트 (1) 사이의 접촉이 설명될 것이고, 도 8, 도 9a 및 도 9b 의 음영 영역을 참조한다. 활성 노우즈 절삭 부분 (15) 은 도 9b 에서 그루브 (40) 가 있는 인서트의 부분이다. 그루브 (40) 의 두 안착면은 인서트 안착부 (4) 의 저부에서 리지 (90) 의 두 표면과 접촉한다. 각각의 다른 그루브 (40', 40") 의 하나의 표면, 활성 노우즈 절삭날 (10) 로부터 최대 거리에 위치된 표면들은 인서트 안착부 (4) 의 저부에서 저부면들 (93, 94) 과 접촉한다. 활성 노우즈 절삭날 (10) 로부터 최대 거리에 위치된 측면 (13) 의 적어도 부분들은 인서트 안착부 (4) 의 후방 단부에 형성된 후방 안착면들 (91, 92) 과 접촉할 수도 있다.

상부면은 돌출부 (30) 를 포함한다. 돌출부 (30) 는 제 1 절삭날 (11) 을 향하는 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 및 제 2 절삭날 (12) 을 향하는 제 2 칩 브레이커 벽 (35) 을 포함한다. 상부면 (8) 은 이등분선 (7) 을 따라 연장부를 갖는 제 2 돌출부 (50) 를 포함하고, 제 2 돌출부 (50) 는 노우즈 절삭날과 돌출부 (30) 사이에 있다. 측면도에서, 도 6 에 도시된 바와 같이, 제 2 돌출부의 상부면이 돌출부 (30) 의 상부면보다 낮다. 예컨대 도 2 에 보여진 것처럼, 제 2 돌출부는 제 1 절삭날 (11) 을 향하는 제 1 칩 브레이커 벽, 및 제 2 절삭날 (12) 을 향하는 제 2 칩 브레이커 벽을 포함한다.

측면도에서, 도 6 에 보여진 것처럼, 돌출부 (30) 의 상부면과 제 1 절삭날 (11) 의 최저점 사이의, 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면에서 측정된, 거리 (61) 가 규정될 수 있다. 상기 거리 (61) 는 0.36 내지 0.7 mm 이다. 노우즈 절삭날 (10) 과 제 1 절삭날 (11) 의 최저점 사이의, 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면에서 측정된, 거리 (60) 가 규정될 수 있으며, 0.05 내지 0.4 ㎜ 이다.

기준 평면 (RP) 은 상부면과 저부면 (9) 사이에 이들로부터 등거리에 위치된다. 상부면과 저부면은 평평하지 않지만, 기준 평면 (RP) 은 3 개의 노우즈 절삭날들 (10) 을 가로지르는 평면에 평행하도록 위치될 수 있다.

도 3 에 보여진 바와 같은 상면도에서, 제 2 절삭날 (112) 로부터 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 까지의 거리는 노우즈 절삭날 (10) 로부터 멀어질수록 감소한다. 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 의 상부 경계선과 제 2 서브 부분 (112) 사이에 형성된 각도 (λ) 는 2 내지 20°이고, 훨씬 더 바람직하게는 5 내지 15°이다.

측면 (13) 이 상부면과 저부면 (9) 을 연결한다. 도 4 및 도 5 는 도 3 의 라인 B-B 및 라인 C-C 를 따른 단면도를 각각 보여준다. 단면 C-C 는 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면에서 제 2 절삭날 (12") 에 수직이다. 각 쌍의 노우즈 절삭날들 (10, 10', 10") 사이의 각 측면 (13) 에 만입부 (17, 17', 17") 가 형성된다.

도 7 을 참조하는데, 이는 선삭 인서트 (17) 를 포함하는 선삭 공구를 사용하는, 선삭 작업을 보여준다. CNC-머신 또는 선삭 선반과 같은, 모터 (미도시) 를 포함하는 머신 (미도시) 에 연결되는 클램핑 수단 (미도시) 에 의해 금속 워크피스 (50) 가 클램핑된다. 클램핑 수단은 바람직하게는 금속 워크피스 (50) 의 제 1 단부 (54) 또는 클램핑 단부에서 외부면에 가압한다. 금속 워크피스 (50) 의 반대편 제 2 단부 (55) 는 자유 단부이다. 금속 워크피스는 회전 축선 (A3) 을 중심으로 회전한다. 상면도로 보여지는 선삭 인서트는 나사 (6) 에 의해 공구 보디 (2) 의 인서트 안착부 또는 포켓에 단단히 그리고 제거 가능하게 클램핑된다. 공구 보디 (2) 는 후방 단부와 인서트 안착부 또는 포켓이 위치되는 전방 단부 (44) 사이에서 연장되는, 종방향 축선 (A2) 을 갖는다. 도 7 에서, 이송은 대부분 축선방향이고, 또한 종방향 이송으로 불리며, 즉 이송 방향은 회전 축선 (A3) 에 평행하다. 이렇게 하여, 외부 원통형 표면 (53) 이 형성된다. 각 절삭의 진입에서, 또는 축선방향 이송 직전에, 선삭 인서트가 원호를 따라 이동하도록 이송은 반경방향 성분을 갖는다.

선삭 인서트는 활성 노우즈 절삭날 (10) 을 포함하는 활성 노우즈 부분 (15) 을 포함한다. 활성 노우즈 부분 (15) 은 회전 축선 (A3) 에 평행한 축선방향 선삭 동안에 10 내지 45°, 바람직하게는 20 내지 40°이도록 선택되는 진입 각도 (κ1) 를 갖는 활성 제 1 절삭날을 더 포함한다. 작동 중에 주 절삭날인 제 1 절삭날은 축선방향 이송 방향에서 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 환언하면, 제 1 절삭날은 리딩 에지이다. 활성 노우즈 부분 (15) 상에 또는 거기에 형성된 제 2 절삭날이 부 절삭날 또는 트레일링 에지이다. 이송 방향이 회전 축선 (A3) 에 수직이며 그로부터 멀어지도록 반경방향이라면, 제 2 절삭날은 진입 각도 (κ2) 에서 활성일 것이다. 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날에 의해 이등분선 (7) 이 규정된다. 환언하면, 이등분선은 제 1 절삭날과 제 2 절삭날 사이에 형성된다. 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날은 선삭 인서트 외부의 한 지점으로 수렴한다. 활성 노우즈 부분 (15) 의 이등분선은 종방향 축선 (A2) 에 대해 40 내지 50°의 각도 (θ) 를 형성한다. 선삭 인서트는 2 개의 비활성 노우즈 절삭날들 (10', 10") 을 포함하는 2 개의 비활성 노우즈 부분들을 포함한다. 축선방향 선삭 작업에서, 선삭 인서트의 모든 부분들은 이송 방향에서 활성 노우즈 절삭날 (10) 앞에 있다. 축선방향 선삭 작업에서, 칩은 문제 없이 금속 워크피스로부터 멀어지게 지향될 수 있다. 기계가공 단계에서, 선삭 인서트 (1) 는 금속 워크피스 (50) 에 진입하여 노우즈 절삭날 (10) 은 원호를 따라 이동한다. 선삭 인서트 (1) 는 금속 워크피스 (50) 에 진입하거나 절삭하여, 진입 중 칩 두께는 일정하거나 실질적으로 일정하다. 진입 시, 절삭 깊이는 0 의 절삭 깊이로부터 증가된다. 이러한 바람직한 진입은 인서트 마모, 특히 노우즈 절삭날 (10) 에서의 마모를 감소시킨다. 칩 두께는 이송 속도 (feed rate) 곱하기 진입 각도로서 규정된다. 따라서, 진입 중 선삭 인서트의 이동 및/또는 방향 및 이송 속도를 선택하고/하거나 변경함으로써, 칩 두께는 일정하거나 실질적으로 일정할 수 있다. 진입 중 이송 속도는 바람직하게는 0.50 mm/revolution 이하이다. 진입 중 칩 두께는 바람직하게는 후속 절삭 또는 기계가공 중 칩 두께 이하이다.

도 1 및 도 2 의 노우즈 절삭날에 의해 적어도 부분적으로 생성되거나 형성된 원통형 표면 (53) 또는 회전 대칭 표면은 작은 피크와 밸리를 갖는 파형 형상을 가지며, 파형 형상은 노우즈 곡률 반경과 이송 속도에 의해 적어도 부분적으로 영향을 받는다. 파고는 0.10 mm 미만, 바람직하게는 0.05 mm 미만이다. 이런 의미에서 스레드 프로파일은 원통형 표면 (53) 이 아니다.

도 7 의 선삭 인서트는 EP3153260A1 에서 제시된 선삭 인서트이다. 그러나, 본 발명에 따른 선삭 인서트는 동일한 방식으로 사용된다.

도 10 및 도 11 은 도 7 에 도시된 바와 같이 제 1 절삭날의 진입 각도가 30°이지만 원호형 절삭 진입이 없는 선삭, 더 구체적으로는 종방향 선삭으로부터의 칩 차트들을 보여준다. 칩 차트들은 동일한 조건 하에서 제조되었으며, 여기서 워크피스 재료는 유럽 표준 EN 10025-2 에 따른 S355J2 유형의 탄소-망간 강이다. 도 10 에서, 선삭 인서트는 도 1 내지 도 3, 도 6, 도 9a 및 도 9b 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 것이다. 도 11 에서, 선삭 인서트는 EP 3153260 A1 의 도 16a-d 에 도시된 인서트와 유사하거나 동일한 최신 기술에 따른 것이다.

각각의 칩 차트는 20 개의 상이한 절삭 조건으로부터의 칩을 보여준다. 가로로 회전 (revolution) 당 이송 속도가 보여진다. 좌측에서 우측으로: 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5. 수직으로 절삭부 깊이, 즉 절삭 깊이가 mm 로 보여진다. 아래에서 위로: 0.5, 1, 2, 3. 대응하는 조건들로부터 칩들을 비교할 때 알 수 있는 바와 같이, 도 10 의 칩들은 전형적으로 도 11 의 칩들에 비해 더 짧거나 더 유리한 형상이다.

제 2 실시형태 (미도시) 에 따르면, 상부면과 저부면이 동일하다. 이는, 제 1 위치에서 상부면 (8) 이 경사면으로서 기능하는 한편, 인서트가 뒤집히면, 그 표면은 이제 안착면으로서 기능한다는 것을 의미한다. 상부면과 저부면에 평행하게 그리고 이들 사이에 기준 평면 (RP) 이 위치된다. 중심 축선이 기준 평면에 수직으로 연장되며, 기준 평면, 상부면 (8) 및 저부면을 가로지른다. 상부면 및 저부면에 개구를 갖는, 나사를 위한, 구멍이 중심 축선과 동심을 이룬다. 선삭 인서트는 상부면과 저부면을 연결하는, 여유면들로서 기능하는, 측면들을 포함한다. 중심 축선에 대해 또는 그 주위에 대칭적으로 3 개의 노우즈 부분들이 형성된다. 노우즈 부분들은 동일하다. 각각의 노우즈 부분은 제 1 절삭날, 제 2 절삭날, 및 제 1 절삭날과 제 2 절삭날을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날을 포함한다. 노우즈 절삭날들은 중심 축선으로부터 가장 먼 거리에, 즉 선삭 인서트의 모든 다른 부분보다 중심 축선으로부터 더 먼 거리에 위치된다. 상면도에서, 동일한 노우즈 부분 상의 또는 거기에서의 제 1 절삭날과 제 2 절삭날은 서로에 대해 25 내지 50°의 노우즈 각도를 형성한다. 측면도에서, 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날은 제 1 실시형태에 따른 선삭 인서트에 대응하는 방식으로 형성된다. 제 1 절삭날 및 제 2 절삭날은 상면도에서 선형 또는 직선형이거나, 실질적으로 선형 또는 직선형이다. 각 쌍의 제 1 절삭날과 제 2 절삭날로부터 등거리에 이등분선들이 연장된다. 각각의 이등분선은 중심 축선을 가로지른다. 선삭 인서트는 일 세트의 표면들 형태의 회전 방지 수단을 포함하며, 각각의 표면은 기준 평면에 대해 5 내지 60°의 각도를 형성하는 평면에서 연장된다. 상기 세트의 표면들은, 바람직하게는 EP3153260A1 의 도 13a-d 에 도시된 바와 같이, 중심 축선 주위로 연장되는 중심 링-형상 돌출부의 부분들로서 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 선삭 인서트는 양면형 또는 가역형으로 제조될 수 있어서, 증가된 가능한 사용을 제공한다.

본 발명은 개시된 실시형태로 제한되지 않으며, 하기 청구항들의 범위 내에서 변경 및 수정될 수도 있다.

Claims (15)

1. 선삭 인서트 (1) 로서,
   상부면 (8),
   반대편의 저부면 (9),
   상기 상부면 (8) 과 상기 저부면 (9) 을 연결하는 측면들 (13),
   상기 상부면 (8) 과 상기 저부면 (9) 에 평행하게 그리고 이들 사이에 위치된 기준 평면 (RP),
   상기 기준 평면 (RP) 에 수직으로 연장되며 상기 기준 평면 (RP) 을 가로지르는 중심 축선 (A1),
   상기 중심 축선 (A1) 주위에 대칭적으로 형성된 3 개의 노우즈 부분들 (15, 15', 15")
   을 포함하고,
   각각의 노우즈 부분 (15, 15', 15") 은 제 1 절삭날 (11, 11', 11"), 제 2 절삭날 (12, 12', 12"), 및 상기 제 1 절삭날 (11, 11', 11") 과 상기 제 2 절삭날 (12, 12', 12") 을 연결하는 볼록한 노우즈 절삭날 (10, 10', 10") 을 포함하고,
   상면도에서, 동일한 노우즈 부분 (15) 상의 제 1 절삭날 (11) 과 제 2 절삭날 (12) 은 서로에 대해 25 내지 50°의 노우즈 각도 (α) 를 형성하며,
   상기 제 1 절삭날 (11) 은 제 1 서브 부분 (111) 및 제 2 서브 부분 (112) 을 포함하고,
   상기 노우즈 절삭날 (10) 로부터 상기 제 1 서브 부분 (111) 까지의 거리가 상기 노우즈 절삭날 (10) 로부터 상기 제 2 서브 부분 (112) 까지의 거리보다 짧으며,
   상기 제 1 서브 부분 (111) 으로부터 상기 기준 평면 (RP) 까지의 거리가 상기 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가함에 따라 감소하고,
   상기 제 2 서브 부분 (112) 으로부터 상기 기준 평면 (RP) 까지의 거리가 상기 노우즈 절삭날 (10) 로부터 거리가 증가함에 따라 증가하며,
   상기 저부면 (9) 은 회전 방지 수단 (40, 40', 40") 을 포함하고,
   각 쌍의 제 1 절삭날 (11, 11', 11") 과 제 2 절삭날 (12, 12', 12") 로부터 등거리에 이등분선들 (7) 이 연장되고, 각각의 이등분선 (7) 은 상기 중심 축선 (A1) 을 가로지르며,
   제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 은 개별 측면도에서 상기 이등분선 (7) 에 대해 대칭인, 선삭 인서트 (1).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 절삭날 (11) 은 제 3 서브 부분 (113) 을 포함하고,
   상기 제 3 서브 부분 (113) 은 상기 제 1 서브 부분 (111) 과 상기 제 2 서브 부분 (112) 사이에 있으며,
   상기 제 3 서브 부분 (113) 은 측면도에서 오목한, 선삭 인서트 (1).
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 3 서브 부분 (113) 은 측면도에서 상기 제 1 절삭날 (11) 의 가장 낮은 부분인, 선삭 인서트 (1).
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전 방지 수단은 3 개의 그루브들 (40, 40', 40") 의 형태이며, 각각의 그루브 (40, 40', 40") 는 인접한 제 1 절삭날 (11, 11', 11") 과 제 2 절삭날 (12, 12', 12") 사이에 위치된 상기 이등분선 (7) 을 따라 주 연장부를 갖는, 선삭 인서트 (1).
5. 제 1 항에 있어서,
   제 1 절삭날 (11) 및 제 2 절삭날 (12) 은 상면도에서 선형 또는 직선형인, 선삭 인서트 (1).
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부면 (8) 은 상기 이등분선 (7) 을 따라 연장부를 가지는 돌출부 (30) 를 포함하고, 상기 돌출부 (30) 는 상기 제 1 절삭날 (11) 을 향하는 제 1 칩 브레이커 벽 (34), 및 상기 제 2 절삭날 (12) 을 향하는 제 2 칩 브레이커 벽 (35) 을 포함하는, 선삭 인서트 (1).
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 상부면 (8) 은 상기 이등분선 (7) 을 따라 연장부를 갖는 제 2 돌출부 (50) 를 포함하고, 상기 제 2 돌출부 (50) 는 상기 노우즈 절삭날과 상기 돌출부 (30) 사이에 있으며,
   측면도에서, 상기 제 2 돌출부의 상부면이 상기 돌출부 (30) 의 상부면보다 낮은, 선삭 인서트 (1).
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 돌출부 (30) 의 상부면과 상기 제 1 절삭날 (11) 의 최저점 사이의, 상기 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면에서 측정된, 거리 (61) 가 0.36 내지 0.7 mm 인, 선삭 인서트 (1).
10. 제 7 항에 있어서,
    상면도에서, 상기 제 2 서브 부분 (112) 으로부터 상기 제 1 칩 브레이커 벽 (34) 까지의 거리가 상기 노우즈 절삭날 (10) 로부터 멀어질수록 감소하는, 선삭 인서트 (1).
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 노우즈 절삭날 (10) 과 상기 제 1 절삭날 (11) 의 최저점 사이의, 상기 기준 평면 (RP) 에 수직인 평면에서 측정된, 거리 (60) 가 0.05 내지 0.4 ㎜ 인, 선삭 인서트 (1).
12. 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 선삭 인서트 (1) 및 공구 보디 (2) 를 포함하는 선삭 공구 (3) 로서,
    상기 공구 보디 (2) 는 전방 단부 (44) 와 반대편의 후방 단부, 상기 전방 단부 (44) 로부터 상기 후방 단부로 연장되는 종방향 축선 (A2) 을 따른 주 연장부, 활성 노우즈 부분 (15) 의 이등분선 (7) 이 상기 공구 보디 (2) 의 상기 종방향 축선 (A2) 에 대해 35 내지 55°의 각도 θ 를 형성하도록 상기 선삭 인서트 (1) 가 장착될 수 있는 상기 전방 단부 (44) 에 형성된 인서트 안착부를 갖는, 선삭 공구 (3).
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 각도 θ 와 상기 각도 α 의 절반의 합이 50°이상 70°이하인, 선삭 공구 (3).
14. 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 선삭 인서트 (1) 로 금속 워크피스 (50) 를 기계가공하는 방법으로서,
    상기 금속 워크피스 (50) 를 제 1 단부 (54) 에서 클램핑하는 단계,
    상기 금속 워크피스 (50) 를 회전 축선 (A3) 주위에서 회전시키는 단계,
    상기 금속 워크피스 (50) 의 상기 회전 축선 (A3) 에 대해 제 2 절삭날 (12) 에 의해 형성되는 각도보다 제 1 절삭날 (11) 이 상기 금속 워크피스 (50) 의 상기 회전 축선 (A3) 에 대해 더 작은 각도를 형성하도록 활성 노우즈 부분 (15) 의 제 1 절삭날 (11) 을 위치결정하는 단계,
    상기 제 2 절삭날 (12) 이 활성이 되도록 상기 회전 축선 (A3) 에 수직하며 그로부터 멀어지는 방향으로 상기 선삭 인서트 (1) 를 이동시키는 단계
    를 포함하는, 선삭 인서트 (1) 로 금속 워크피스 (50) 를 기계가공하는 방법.
15. 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 선삭 인서트 (1) 로 금속 워크피스 (50) 를 기계가공하는 방법으로서,
    상기 금속 워크피스 (50) 를 제 1 단부 (54) 에서 클램핑하는 단계,
    상기 금속 워크피스 (50) 를 회전 축선 (A3) 주위에서 회전시키는 단계,
    상기 금속 워크피스 (50) 의 상기 회전 축선 (A3) 에 대해 제 2 절삭날 (12) 에 의해 형성되는 각도보다 제 1 절삭날 (11) 이 상기 금속 워크피스 (50) 의 상기 회전 축선 (A3) 에 대해 더 작은 각도를 형성하도록 활성 노우즈 부분 (15) 의 제 1 절삭날 (11) 을 위치결정하는 단계,
    상기 제 1 절삭날 (11) 이 활성이 되도록 상기 회전 축선 (A3) 에 평행하며 상기 제 1 단부 (54) 로부터 멀어지는 방향으로 상기 선삭 인서트 (1) 를 이동시키는 단계
    를 포함하는, 선삭 인서트 (1) 로 금속 워크피스 (50) 를 기계가공하는 방법.