KR20080037626A - 선삭 공구, 인덱서블 선삭 인서트 및 그러한 선삭 공구의부착물 - Google Patents

Abstract

제 1 태양에 있어서, 본 발명은, 상부측 (23) 과 밑면 (24) 사이에서 연장하는 간극 표면 (22) 에 의해 결정되는 대칭, 바람직하게는 회전 대칭식 기본 형상을 갖고, 절삭날 (25) 및 밑면에 위치한 커플링 수단 (21) 을 포함하는 인덱서블 선삭 인서트 (2) 에 관한 것이다. 상기 커플링 수단은 중심 축선 (C) 으로부터 반경 방향으로 발산하고 플랭크 쌍은 서로 둔각을 이루는, 바람직하게는 돌기의 형태인, 2 개 이상, 바람직하게는 3 개의 적절하게 동일 각도로 이격된 맞물림 부재 (27) 를 포함한다. 또한, 본 발명은 선삭 공구 및 이의 부착물에 관한 것이다.

선삭 공구, 인덱서블 선삭 인서트, 선삭 공구의 부착물.

Description

선삭 공구, 인덱서블 선삭 인서트 및 그러한 선삭 공구의 부착물{A TURNING TOOL AND AN INDEXABLE TURNING INSERT, AS WELL AS AN ATTACHMENT FOR SUCH TURNING TOOLS}

제 1 태양에 있어서, 본 발명은 중심 축선에 의해 한정된 인서트 시트를 갖는 기본 몸체, 상기 시트 내에 분리 가능하도록 장착된 선삭 인서트를 포함하는 형태의 선삭 공구로서, 상기 인서트는 인덱서블 인서트이고, 상기 중심 축선을 중심으로 상부측과 밑면 사이에서 연장하는 간극 표면에 의해 결정되는 대칭 기본 형상을 갖고, 상기 상부측에 인접한 칩 제거 절삭날 및 밑면에 형성된 커플링 수단을 포함하며, 상기 커플링 수단은 이격된 플랭크 쌍을 갖는 기다란 맞물림 부재를 포함하고, 상기 맞물림 부재를 따르는 단면에 나타난 바와 같이, 상기 플랭크 쌍은 서로 각을 형성하며 기울어져 있으며, 상기 선삭 인서트의 커플링 수단은 상기 기본 몸체의 인서트 시트를 형성하는 보충 커플링 수단과 기계적으로 맞물리는 선삭 공구에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 선삭 인서트 및 그러한 선삭 공구의 부착물에 관한 것이다.

종래 기술

본 발명의 기초를 형성하는 문제점 및 요구 사항은 주로 원형 선삭 인서트를 사용하는 그러한 선삭 공구에 관한 것이지만, 이에 한정되지는 않는다. 그러한 선삭 인서트는 중심 축선을 중심으로 회전 대칭식 간극 표면에 의해 결정되는 원뿔형 및 원통형인 기본 형상을 갖고, 한편으로 상부측 또는 칩 표면과 다른 한편으로 밑면 사이를 연장한다. 칩 표면과 간극 표면 사이의 전이부에서는, 무단의 (endless) 원형인 절삭날이 있다. 작업 동안, 상기 절삭날의 일부만이 작업물과 맞물리며, 즉, 선삭 인서트의 직경 및 절삭 깊이에 따라, 아크 (arc) 부분이 작업물 내에 절삭 표면을 생성한다. 다시 말해, 활동 날 부분의 아크 길이는 절삭 깊이가 작을 때는 작고, 절삭 깊이가 커지면 아크 길이도 커진다.

예전의 원형 선삭 인서트는 단순하고 평면인 밑면을 가졌고, 평면 바닥 및 간극 표면의 후방부가 가압될 수 있는 후방 원형 지지면을 갖는 인서트 시트 내에 고정되었다. 최근에는, 그 밑면에 단일 단면 방향의 V-형상 맞물림 부재 형태의 커플링 수단을 갖고 (선삭 인서트 내의 하부 재료 부분이 됨), 맞물림 부재는 이와 유사하게 공구 기본 몸체의 인서트 시트 내에 단면 방향의 V-형상 수용부를 맞물리는 원형 선삭 인서트가 개발되었다. 그러한 선삭 인서트는 이론적으로는 단순한 예전 선삭 인서트보다 더 안정적인 고정을 제공하지만, 실제로는 단점과도 관련된다. 그러한 단점의 하나로는, 소망하는 안정도의 개선은 이론적인 특성에 의한 것이라는 점이다. 따라서, 선삭 인서트의 수 플랭크가 암 플랭크에 대해 근접 표면 접촉으로 가압되기 위해서는, 인서트 시트의 2 개의 V-형상으로 기울어진 수 플랭크 및 인서트 시트 내의 보충 암 플랭크에 대해 매우 높은 정확도가 요구된다. 이 점에 대해, 선삭 인서트 및 공구 기본 몸체는 서로 다른 곳에서 서로 다른 재료로 제조된다는 점이 지적되어야 한다. 선삭 인서트는, 초경합금, 세라믹, 서멧 (cermet) 등과 같은 초고경도의 통상적인 압축 성형 및 소결된 재료로 제조되는 반면, 기본 몸체는 연성 재료, 보통은 강으로 제조된다. 특히 선삭 인서트의 제조에서는, 형태 결함이 발생할 수 있는데, 이는 예컨대 수천분의 일 밀리미터 단위의 극소인 것이 보통이지만, 실제로는 선삭 인서트의 2 개의 수 플랭크가 인서트 시트의 암 플랭크와 완전한 표면 접촉을 할 수 없다는 것을 의미한다. 다시 말해, 선삭 인서트는 인서트 시트 내에서 흔들리거나 과도하게 한정될 것이다.

공지된 선삭 인서트의 또 다른 단점은 두 위치 내로만, 즉 제한된 아크 길이를 갖는 2 개의 직경 방향 반대편 날 부분이 활동하게 되는 방식으로 180°회전됨으로써 인덱스 가능하다는 점이다. 종종, 선삭 인서트는 작은 절삭 깊이에 대해서만 사용될 수도 있다. 이는 단지 2 개의 매우 짧은 날부분이 마모되는 것을 의미하는 반면, 나머지 부분에 대해 무단의 날의 대부분은 사용되지 않은 채로 남아 있음을 의미한다. 따라서, 선삭 인서트는 외주의 90°만이 마모되고, 외주의 270°는 사용되지 않은 채로 남아 있게 되는 일이 발생할 수 있다.

선삭 인서트가 소형이고 (직경 < 15 ㎜) 기본 몸체의 인서트 적재부가 비교적 약한 경우에는, 절삭력은 주로 선삭 인서트를 통하여 축선 방향으로 전해지기 때문에, 선삭 인서트의 쐐기 형상의 바닥 부분이 인서트 시트를 균열시키거나 쪼개기 쉽다는 특정 위험이 더 존재한다.

종래 기술의 추가 설명

DE 3448086 C2 에서, 선삭, 더 정확히는 내부 선삭 목적의 공구가 개시되어 있으며, 이는 기다란 샤프트 형 기본 몸체, 및 조임 스크류에 의해 기본 몸체의 인서트 시트 내에 고정 가능한 교체 가능한 인서트 몸체로 구성되어 있다. 인서트 몸체는 고리 형상이며, 절삭 날이 형성되는 하나 이상의 반경 방향으로 돌출한 노우즈를 갖는다. 이는, 작업물로부터 대부분의 잡아당기는 힘, 즉 접선력이 노우즈에 작용하며, 공구의 중심 축선을 중심으로 고리 몸체를 회전시키는 것을 목적으로 한다. 선삭 인서트 및 인서트 시트는, 인서트 몸체상의 3 개의 동일 거리만큼 이격된 돌기, 및 기다란 기본 몸체의 단부면 내에 위치한 인서트 시트 내의 동일 개수의 리세스 또는 홈의 형태인 협동 커플링 수단을 포함한다. 각 돌기 및 각 홈은 기울어진 플랭크 쌍을 갖는다. 하지만, 이 경우, 최선의 방식으로 인서트 시트에 관하여 인서트 몸체의 회전을 방해하기 위해, 각 플랭크 쌍의 플랭크 사이의 각은 예각 (실시예에 따르면 대략 45°) 이 된다. 이는 커플링 수단이 임의의 중요한 축선 힘을 지탱하는 데 절대적으로 부적절함을 의미한다. 다시 말해, 선삭 인서트로부터 인서트 시트로 축선 방향으로 작용하는 상당한 절삭력의 전달을 위해, 개시된 커플링 수단을 성공적으로 사용할 수 없다. 공지된 선삭 공구의 더 악화된 또 다른 단점은, 전방에 장착된 조임 스크류의 통로를 허용하기 위해, 해당 인서트 몸체가 고리 형상이 된다는 점이다. 이는, 중심 구멍으로 인해 인서트 몸체가 상당히 약화되며, 실제로 인서트 몸체를 작은 직경을 갖는 선삭 인서트의 형태로 제조할 수 없게 된다. 이러한 정황에서, DE 3448086 C2 에 따른 인서트 몸체는 무단의 절삭날을 전혀 갖지 않는다는 점도 지적되어야 한 다.

3 개의 동일 각도로 배열된 돌기 및 홈을 포함하는 커플링 수단은, 각각 WO 03/097281 및 WO 03/097282 에 더 공지되어 있다. 하지만 이 경우에도 역시, 커플링 수단은 인서트 몸체와 기본 몸체 사이의 회전 잠금 (locking) 을 제공하는 목적을 갖고, 따라서 각 관련 플랭크 쌍의 플랭크 사이의 각은 예각이 된다.

또한, 공구는 밀링 절삭기, 즉 공구의 기본 몸체는 칩 제거 가공 동안 회전하기 때문에, 플랭크는 단방향성 회전 운동을 지탱할 목적으로 대칭으로 배열된다.

본 발명의 목적 및 특징

본 발명의 목적은 상기 단점을 제거하고, 개선된 선삭 인서트를 갖는 개선된 선삭 공구를 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명의 제 1 태양의 주목적은, 최적의 방식으로 선삭 인서트의 칩 제거 날을 사용할 목적으로 여러번 인덱스 가능한 선삭 공구를 제공하는 것이다. 또 다른 목적은, 선삭 인서트가 알맞은 정확성 요구 사항에 따라 제조 가능하고, 그럼에도 불구하고 공구의 기본 몸체 내의 부속 인서트 시트 내에 단단히 고정될 수 있는 선삭 공구를 제공하는 것이다. 또한, 그 장착된 상태에 있어서, 선삭 인서트는 회전하는 작업물로부터 발생하며 실질적으로 선삭 인서트의 축선상으로 작용하는 상당한 접선력을, 선삭 인서트나 부속 인서트 시트에 대한 손해 없이 지탱할 수 있어야 한다. 본 발명의 목적은 양호한 강도 및 오랜 사용 수명을 갖는 상당히 소형인 원형 선삭 인서트의 사용을 가능하게 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 적어도 선삭 공구와 관련한 주된 목적은 독립항 제 1 항의 특징부에 한정되는 특징에 의해 이루어진다. 본 발명에 따른 선삭 공구의 바람직한 실시 형태는 종속항 제 2 항 내지 제 8 항에서 더욱 한정된다.

추가 태양에 있어서, 본 발명은 또한 그와 같은 선삭 인서트에 관한 것이기도 하다. 본 발명의 중요한 특징은 독립항 제 9 항에 나타나 있다. 본 발명에 따른 선삭 인서트의 바람직한 실시 형태는 독립항 제 10 항 내지 제 19 항에 더 설명되어 있다.

제 3 태양에 있어서, 본 발명은 본 발명에 따른 선삭 인서트의 기본 몸체의 특수한 부착물에 관한 것이기도 하다. 상기 부착물의 특징들은 청구항 제 20 항 내지 제 24 항에 나타나 있다.

본 발명의 일반적인 개념의 요지

본 발명 기본적인 의도는, 한편으로는 하나의 커플링 수단 내에 3 개의 반경 방향으로 발산하고 동일 각도로 이격된 맞물림 부재, 및 다른 한편으로는 다른 하나의 커플링 수단 내에 2 개 이상의 반경 방향으로 발산하는 맞물림 부재의 형태인 인서트 시트와 선삭 인서트의 협동 커플링 수단으로서, 상기 맞물림 부재는 상기 하나의 커플링 수단의 3 개의 맞물림 부재 중 2 개와 동일 각을 형성하고, 맞물림 부재는 개별적으로 서로 둔각을 형성하는 플랭크에 의해 한정되는 커플링 수단을 제조하는 것이다. 가장 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명은 선삭 인서트 밑면 상의 3 개의 돌기, 및 인서트 시트 내의 3 개 이상, 적합하게는 6 개인 홈에 의해 실현된다. 그러한 방식으로, 선삭 인서트는 3 개, 선택적으로는 6 개의 서로 다른 위치에서 인덱스 될 수 있다. 따라서, 상기 경우에 있어서, 더 정확하게는 제한된 아크 길이를 갖는 6 개의 서로 다른 부분 날의 사용에 의해, 소형 또는 알맞은 절삭 깊이에 대해, 선삭 인서트 날은 외주의 대부분을 따라서 사용될 수 있다. 돌기의 수 플랭크와 홈의 암 플랭크 사이의 각이 둔각인 사실에 의해, 선삭 인서트의 상부측에 대해 작용하는 절삭력은 큰 지지면들에 의해 지탱되고, 축선 방향에서의 플랭크의 돌출면이 최대로 커지게 된다.

도 1 은 본 발명에 따른 선삭 공구의 사시도.

도 2 는 선삭 인서트, 조임 장치 및 공구 기본 몸체로부터 분리된 부착물의 분해 조립도의 사시도.

도 3 은 선삭 인서트만을 확대하여 하부로부터 비스듬히 바라본 사시도.

도 4 는 동일한 선삭 인서트의 하부 평면도.

도 5 는 기본 몸체의 인서트 시트가 포함된 부착물의 일부분의 사시도.

도 6 은 도 5 에 따른 인서트 시트의 상부 평면도.

도 7 은 선삭 인서트의 밑면에 형성된 돌기 (ridge), 및 이러한 돌기와 협동하는 인서트 시트의 홈의 형상을 더 확대한 분해 조립도.

도 8 은 홈과 맞물린 돌기의 상세 단면도.

도 9 는 본 발명에 따른 선삭 인서트의 또 다른 실시 형태를 하부로부터 비스듬히 바라본 확대 사시도.

도 10 은 도 9 에 따른 선삭 인서트의 하부 평면도.

본 발명의 바람직한 실시 형태의 상세한 설명

도 1 및 도 2 에는, 기본 몸체 (1), 선삭 인서트 (2), 및 선삭 인서트를 클램핑하는 장치 (3) 를 포함하는 본 발명에 따라 제조된 선삭 공구가 도시되어 있다. 선삭 인서트가 위치할 수 있는 인서트 시트 (4) 는 기본 몸체 (1) 에 속하게 된다. 이러한 인서트 시트는 원래 기본 몸체 내에 직접 형성될 수도 있지만, 도시된 바에서, 인서트 시트 (4) 는 기본 몸체에 분리 가능하도록 연결되는 별개의 부착물 (5) 내에 형성되는 것이 바람직하다.

예시된 실시 형태에서, 하나의 단일 부품으로 적절히 제조된 기본 몸체 (1) 는, 예컨대 종류가 등록 상표 COROMANT CAPTO® 로 판매 중인 종류의 후방 고정부 (6), 및 전방 견실 헤드 (7) 를 포함한다. 헤드 (7) 의 전면으로부터, 그 높이가 두께보다 수 배 더 큰, 가느다란 외팔보 형태의 브래킷 (8) 이 돌출된다. 이러한 브래킷 (8) 에는, 부착물 (5) 이 얹힐 수 있는 하부 단차부 (step) (9) 가 포함된다. 상기 단차부 (9) 로부터 상부로, 장방형 원추 구멍 (11) 이 개방되어 있는 수직 접촉면 (10) 이 연장된다. 상기 원추 구멍 (11) 의 바닥에는, 부착물 (5) 고정용 스크류 (12) 를 수용하기 위해 나사 구멍 (도시 생략) 이 나 있다. 도 2 에 명확하게 도시된 바와 같이, 일반적으로 기다란 부착물 (5) 은 부착물을 단단히 고정하기 위해 원추 구멍 (11) 내에 삽입 가능한 후방 안내 레일 (13) 을 갖는다.

외팔보 (8) 의 상부면 (14) 에는, 나사 구멍 (15) 이 나 있다. 그 후방 에서, 상부면 (14) 은 제한된 높이를 갖는 숄더 (16) 로 변하게 됨을 유의하여야 한다.

도시된 바람직한 실시예에서, 선삭 인서트 (2) 는 중실 (solid), 즉 구멍이 없으며, 따라서 조임 장치 (3) 는 클램프의 형태이고, 스크류 (17) 에 의해 선삭 인서트 (2) 의 상부측에 대향하여 클램핑될 수 있으며, 상기 스크류 (17) 는 구멍 (18) 을 통과하여 구멍 (15) 내의 암나사에 조여진다. 그 후방 단부에서, 클램프 (3) 는 숄더 (16) 에 대향하여 얹힐 수 있는 숄더 (19) 를 갖는다. 구멍 (18) 과 숄더 (19) 사이에는 일정한 거리가 있기 때문에, 스크류 (17) 가 조여질 때 클램프 (3) 에는 지레 작용이 가해진다. 이는, 클램프의 전방 노우즈 (20) (nose) 가 선삭 인서트 (2) 에 대향하여 큰 힘으로 가압됨을 의미한다.

도시된 실시 형태에서, 인서트 시트 (4) 는, 선삭 인서트 (2) 의 밑면 상의 보충 커플링 수단 (21) 과 협동하도록 배열되는 기계적인 커플링 수단만으로 형성된다. 따라서, 앞으로 도면 부호 (4) 는 "인서트 시트" 의 개념 뿐만 아니라 "커플링 수단" 의 개념에 대해서도 사용될 것이다.

본 발명의 중요한 특징들을 더 상세히 설명하기 전에, 기본 몸체 (1) 의 구체적인 설계는 부수적인 것임이 강조되어야 한다. 따라서, 선삭 인서트는 어떠한 편리한 기본 몸체 형상의 인서트 시트에도 적용될 수 있으며, 예컨대, 그러한 종류의 기본 몸체가 EP 1415742 A1 에 개시되어 있다. 또한, 클램핑이 작은 선삭 인서트에 바람직할지라도, 본 발명은 정확히 클램프에 의해 클램핑되지 않는 그러한 선삭 인서트에도 일반적으로 적용 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위 내 에서, 선삭 인서트의 구멍을 통해 조여지는 간단한 조임 스크류에 의해 선삭 인서트를 고정시키는 것이 가능하다.

지금까지 도시된 선삭 공구를 설명하몄으며, 이미 공지된 바와 요점이 동일하다. 본 발명의 신규하고 독특한 문제들은 여기 참조된 도 3 내지 도 8 에 도시되어 있다.

도시된, 중실 선삭 인서트 (2) 는 "원형" 기본 형상을 갖는다. 더 정확히는, 원형 형상은, 상부측 (23) 과 밑면 (24) 사이를 연장하는 무단의 회전 대칭면 (22) 에 의해 결정된다. 실시예에서, 대칭면 (22) 은 원뿔형이며 밑면 (24) 방향으로 가늘어지며, 즉 선삭 인서트는 포지티브형 (positive) 이다. 간극 표면 (22) 과 상부측 (23) 사이의 전이부 내의 상부 경계선 (25) 은 무단의 원형인 절삭날을 형성한다. 도 2 에서, 상부측 (23) 은, 본 발명과 관련하여 중요하지 않기 때문에, 간단한 평면의 형태로 도시되어 있다. 하지만, 해당 평면은 다양한 칩 브레이킹 형상을 갖도록 형성될 수 있음이 지적되어야 한다.

밑면 (24) 은 일반적으로 외주의 원형 경계선 (26) 에 의해 한정되는 평면이다. 상기 밑면 (24) 에서, 커플링 수단 (21) 이 형성된다. 이러한 커플링 수단은 선삭 인서트의 중심 축선 (C) 으로부터 반경 방향으로 발산하는 3 개의 맞물림 부재 (27) 를 포함하며, 이 부재는 같은 거리, 동일 각도로 이격되어 있다. 다시 말해, 두 인접한 맞물림 부재 사이의 각 (α) 은 120°에 이른다. 실시예에서, 맞물림 부재 (27) 는 돌기 (ridge) 와 동일시되며, 그 각각은 2 개의 이격된 플랭크 면 또는 플랭크 (28) 에 의해 한정되고, 돌기의 수형 (male-like) 특성 의 결과로서 앞으로는 수 플랭크 (male flank) 로 불린다. 수 플랭크 (28) 사이에서, 융기 (crest) 표면 (29) 은 평면으로 연장되는 것이 바람직하지만 꼭 필요한 것은 아니다. 그러한 각각의 융기 표면 (29) 은 2 개의 서로 평행한 경계선 (30) 에 의해 한정된다. 이러한 경계선 (30) 사이에 도시된 일점 쇄선 (31) 은 선삭 인서트를 통해 축선 상으로 연장하는, 경계선 (30) 과 수 플랭크 (28) 사이 중간의 중앙 평면의 형태인 가상의 평면을 가리킨다. 여기서, 돌기는 일반적으로 길게 늘어나서 중앙 평면 (31) 을 따라 연장하게 된다. 하지만 실제로는 알맞은 길이가 된다.

도시된 실시 형태에서, 3 개의 돌기 (27) 는 공통의 Y-형 중심부 (32) 에 수렴한다. 비록 상기 중심부 (32) 의 설계가 다양하지만, 실시예에서, 그 설계는 돌기 (27) 의 융기 표면 (31) 의 연장 및 인접한 수 플랭크 (28) 사이의 3 개의 오목한 곡선 전이면 (33) 에 의해 제한된다.

각 돌기 (27) 의 자유 외부 단부는, 부분적으로 회전 대칭인 표면 (34) 에 의해 한정된다. 상기 단부면 (34) 은 원래 원뿔면 (22) 의 연장 내에서 연장에 의해 원뿔형이 된다. 하지만, 도시된 바람직한 실시 형태에서, 단부면 (34) 은 대신 부분적으로 원통형이며, 단부면의 하부 경계선 (35) 은 경계선 (26) 과 동일한 직경을 갖는다. 그러한 방식으로, 개별 수 플랭크 (28) 는 최대 접촉 가능 면적을 얻을 수 있다.

이제, 인서트 시트 또는 커플링 수단 (4) 의 설계를 확대 도시한 도 5 및 도 6 을 참조하기로 한다. 커플링 수단 (21) 과 같이, 장착되는 경우 선삭 인서트 의 중앙 축선과 일치할 것이기 때문에, 커플링 수단 (4) 역시 중앙 축선 (C) 에 의해 한정된다. 커플링 수단 (21) 에서 유추하면, 커플링 수단 (4) 은, 수형 맞물림 부재 (27) 와 대조되는, 암형 맞물림 부재 (36) 를 다수 포함한다. 더 정확하게는, 맞물림 부재 (36) 는, 암 플랭크 (37) 쌍 및 암 플랭크 쌍 사이의 바닥면 (38) 에 의해 개별적으로 한정되는 홈 또는 원추 구멍이 된다. 본 발명의 일반적인 개념의 범위 내에서, 홈 (36) 의 수는 돌기 (27) 의 수와 동일한 3 개가 될 수 있다. 하지만, 도시된 바람직한 실시 형태에 따라, 홈의 수는 2 배인 6 개이며, 각각 동일 각도로 이격되어 있다. 다시 말해, 일점 쇄선 (39) 으로 표시된 중앙 표면에 의해 나타난 바와 같이, 두 인접 홈 사이의 각 (β) 은 60°에 이른다. 6 개의 홈은 또한 2 개의 홈 세트로 간주될 수도 있으며, 그 두 세트의 각각은 3 개의 동일 각도로 이격된 홈들을 갖고, 즉 그러한 세트 내의 두 인접 홈 사이의 각은 120°에 이른다. 따라서, 이러한 실시예에서, 두 홈 세트는 서로와의 관계에서 약 60°각 변위 되어 있다.

홈 (36) 은, 하부는 고리로 표시되고 부착물 부분 (5) 의 평면인 상부면 (41) 위쪽으로 상승하는 고리 형상의 재료 부분 (40) 내에 형성된다. 상기 고리 (40) 는 회전 대칭인 외부 및 내부 표면 (42, 43) 뿐 아니라 상부면에 의해 한정되며, 이는 공동 표면 (상부면 (41) 에 평행임) 상에 위치한 6 개의 섹터 형상 또는 쐐기 형상 부분 표면 (44) 에 의해 나타난다. 지점 (A) 에서 고리 (40) 는 부착물 (5) 의 전면을 형성하는 곡면 (45) 에 매우 근접하여 위치하거나 또는 이에 접한다. 공구가 작동하려고 할 때, 선삭 인서트의 절삭날 (25) 의 활동부 가 지점 (A) 으로 표시되는 것은 당업자에게 명백하다.

이제, 본 발명의 주된 특성을 나타내는 도 7 및 도 8 을 참조하면, 즉 수 플랭크 (28) 사이의 각 (γ) 및 암 플랭크 사이의 각 (δ) 은 둔각이다. 이론적으로, 상기 각 (γ,δ) 은 정확히 같고 90°이상이 된다. 실시예에서, 각은 120°에 이른다. 하지만, 실제로는 경질 재료로 만들어진 쐐기 (27) 의 플랭크 각인 각 (γ) 은 연성 재료로 만들어진 홈 (36) 의 플랭크 각 (δ) 보다 다소 (수 분(mimute)) 크게 만들어진다. 따라서, 개별 돌기 (27) 가 부속 홈 (36) 과 맞물리게 되면, 수 플랭크 (28) 는 최초로 상부를 따라 암 플랭크 (37) 와 표면 접촉을 최초로 할 수 있게 되고, 그 후 암 플랭크 내의 재료의 압인에 의해 접촉은 연속적으로 증가한다.

도 8 에는 원래 공지된 방식에 있어서, 개별 돌기가 부속 홈의 바닥에 닿지 않는, 즉, 돌기의 융기 표면 (29) 이 홈의 오목하게 굽은 바닥면 (38) 과 접촉하지 않는 것이 도시되어 있다. 또한, 돌기의 높이는, 홈의 깊이와 관련하여, 선삭 인서트의 하부면 (24) 가 개별 홈을 둘러싸는 고리 (40) 의 부분면 (44) 과 접촉하지 않는 방식으로 조절된다.

도 7 에는, 개별 돌기가 중앙 표면 (31) 에 대해 대칭, 즉, 수 플랭크가 중앙 표면 (31) 으로부터 동일한 거리에 위치하고 있으며, 마찬가지로 동일한 각 (ε) 으로 경사를 갖는 것이 도시되어 있다. 따라서, 각 (ε) 은 각 (γ) 의 절반 크기이다.

끝으로, 본 발명에 따른 선삭 인서트 (2) 의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도 9 및 도 10 을 참조하기로 한다. 도 9 및 도 10 에 도시된 선삭 인서트 (2) 는 상기 도 1 내지 도 4 에 나타난 선삭 인서트와 큰 유사성을 가지며, 따라서 동일한 특성에 대해 동일 부호가 사용된다. 본질적으로, 도 9 및 도 10 에 따른 선삭 인서트 (2) 와 도 1 내지 도 4 에 따른 선삭 인서트 사이의 유일한 차이는, 전자의 커플링 수단 (21) 은 선삭 인서트의 중심 축선 (C) 로부터 반경 방향으로 발산하고, 각 부재가 180°와는 다른 각을 형성하는 맞물림 부재 (27) 가 2 개 뿐이라는 점이다. 도 9 및 도 10 에 도시된 실시예에서, 이러한 각 (α) 은 둔각이며 120°에 이른다. 다시 말해, 선삭 인서트 (2) 의 맞물림부는 인서트 시트의 커플링 수단 (4) 내에 동일 각도로 이격된 맞물림 부재 (36) 3 개 중 2 개와 동일한 각 (α) 을 형성한다. 또한, 선삭 인서트 (2) 의 맞물림 부재는 동일한 돌기 (27) 이며, 그 각각은 2 개의 이격된 플랭크 면 또는 플랭크 (28) 에 의해 한정되고, 그 사이에는 융기 표면 (29) 이 연장된다.

도 9 및 도 10 에 나타난 실시예에서, 2 개의 돌기는 공통의 아치형 또는 V 형상의 중심부 (32) 로 수렴하며, 돌기 (27) 의 융기 표면 (29) 뿐 아니라 각각 2 개의 플랭크 (28) 와 연결되는 2 개의 곡선 전이 표면 (33, 47) 의 연장에 의해 한정된다. 전이 표면 (33) 중 하나는 오목하며 돌기 (27) 의 2 개의 인접한 플랭크 (28) 에 연결되는 반면, 다른 하나의 전이 표면 (47) 은 볼록하고 돌기 (27) 의 다른 2 개의 플랭크 (28) 에 연결된다.

본 발명의 기능 및 이점

상기 선삭 공구로 실제 작업을 하는 동안, 부착물 (5) 및 클램프 (3) 는 스 크류 (12, 17) 에 의하여 기본 몸체 (1) 에 영구히 연결되어 있는 반면, 선삭 공구 (2) 는 자주 교환된다. 선삭 인서트가 교환되는 경우, 스크류 (17) 는 기본 몸체에서 빠지지 않도록 풀린 후, 선삭 인서트는 제거되어 새로운 선삭 인서트로 교체되며, 새로운 선삭 인서트는 클램프의 노우즈 (20) 와 인서트 시트 (4) 사이의 공간에 삽입된다. 도 1 내지 도 4 에 따른 선삭 인서트 (2) 에서, 선삭 인서트 (2) 의 커플링 수단 (21) 내의 돌기 (27) 는 6 개의 홈 (36) 중에서 3 개와 맞물린다. 더 정확하게는, 돌기 (27) 중 하나는 지점 (A) 에 인접한 전방 홈 (36) 내에 위치하는 반면 (도 5 참조), 다른 두 개의 돌기는 전방 홈에 대해 120°의 각도로 연장하는 두 개의 후방 홈 내에 위치한다. 조임 스크류 (17) 가 결국 조여지면, 상기 3 개의 돌기는 모든 수 플랭크 (6 개) 가 모든 암 플랭크 (6 개) 와 접촉한다는 사실에 의해 부속 홈 내에 단단히 고정될 것이다. 돌기 및 홈이 각각 동일 각도로 이격되어 있다는 사실에 의해, 선삭 인서트는 다리가 3 개인 체어 (chair) 의 지지와 동일한 신뢰성의 특별히 안정한 3 점 지지를 얻게 된다. 또한, 돌기가 부속 홈 내로 가압되는 경우, 선삭 인서트는 스스로 중심을 조정하며, 협동하는 수 플랭크 및 암 플랭크가 선삭 인서트의 중심 축선이 인서트 시트의 중심 축선과 일치하는 위치로 선삭 인서트를 강제로 옮기게 된다.

도 9 및 도 10 에 따른 또 다른 선삭 인서트의 경우, 선삭 인서트 (2) 의 커플링 수단 (21) 내의 2 개의 돌기 (27) 는 6 개의 홈 (36) 중 2 개에 맞물린다. 돌기 (27) 중 하나는 제 1 홈 (36) 내에 위치하는 반면, 다른 하나는 상기 제 1 홈에 120°각도로 연장하는 다른 홈 내에 위치한다. 조임 스크류 (17) 가 결국 조여지면, 이러한 2 개의 돌기는 모든 수 플랭크 (4 개) 가 모든 암 플랭크 (4 개) 와 접촉한다는 사실에 의해 부속 홈 내에 단단히 고정될 것이다. 이러한 선삭 인서트 (2) 는 2 개의 홈 내에 2 개의 돌기의 고정과 함께, 인서트 시트 (4) 내의 하나 이상의 (예컨대 2 개의) 쐐기 형상 부분면 (44) 에 대향하는 선삭 인서트 (2) 의 밑면 (24) 의 접합에 의해 3 점 지지를 얻게 된다.

선삭 인서트 (2) 가 고정되면, 선삭이 이어진다. 선삭이 작은 절삭 깊이에서 수행되는 경우, 절삭 인서트 날 (25) 의 마모는 전체 아크 길이 (360°) 의 60° 미만의 아크 길이로 제한될 수 있다. 그러한 날 부분이 소비되면, 인덱싱이 일어나며, 즉, 소비되지 않은 날 부분을 지점 (A) 에 위치시키도록 선삭 인서트 (2) 를 일정 거리만큼 들어올려 60°로 회전시키기 위해, 스크류 (17) 가 풀리게 된다 (제거되지는 않음). 6 개의 홈이 인서트 시트 (4) 내에 존재하는 덕분에, 그러한 인덱싱은 6 번 수행될 수 있다. 다시 말해, 선삭 인서트가 폐기되기 전에 대략 전체 절삭날이 사용될 수 있다. 더 큰 절삭 깊이로 선삭이 수행되는 경우, 가능한 인덱싱 횟수는 당연히 감소된다 (예컨대 3회).

본 발명의 주된 이점은, 선삭 인서트와 인서트 시트 사이의 경계면에 의해 나타나는 바와 같이, 서로 협동하는 맞물림 부재가 둔각을 이룬다는 점, 즉, 플랭크 쌍 각각의 플랭크는 서로 둔각을 형성하게 된다는 점이다. 그러한 방식으로, 중심 축선에 수직인 평면에서의 플랭크의 돌출면은 예각 맞물림 부재의 유사한 돌출면보다 훨씬 커지게 된다. 그 후, 이는 선삭 인서트의 축선 방향으로 (즉, 상부측으로부터 밑면으로) 전해지는 작업물로부터의 접선 방향 힘을 지탱하는 인서 트 시트의 능력이 만족스러워지도록 해준다. 또 다른 이점은, 이전에 공지된 선삭 인서트와 비교해, 예컨대 원형의 선삭 인서트의 인덱싱 가능한 횟수가 증가한다는 점이다. 이는 특히 커플링 수단 중 하나가 6 개의 맞물림 부재로 형성된 경우이다. 또한 본 발명은, 선삭 인서트를 중실로 (즉, 구멍 없이) 제조하고 클램프에 의해 이를 고정하며, 최소 직경을 갖는 원형 선삭 인서트 제조의 새로운 가능성을 제공하며, 상기 인터페이스는 최상의 안정성 및 위치 정확도를 보장하게 된다.

상기 선삭 공구의 추가 태양

돌기 (27) 의 단부면 (34) 을 한정하는 가상의 원통 직경은 고리 (40) 의 경계를 한정하는 외면의 원통형 또는 회전 대칭면 (42) 의 직경보다 다소 크다는 점을 지적할 수 있다. 이러한 직경 차이가 0.005 ~ 0.05 ㎜ 로 작긴 하지만, 수 플랭크 (28) 의 최외곽부는 암 플랭크 (37) 의 최외곽부에 대해 수천분의 일 또는 수백분의 일만큼 돌출된다. 그러한 방식으로, 수 플랭크는 암 플랭크를 해로운 방식으로 압인하는 것을 피하게 된다.

유사한 방식으로, 수 플랭크의 내부 단부 (도 4 의 선삭 라인 (48) 참조) 는 내부 원통면 (43) 에 인접한 암 플랭크 (37) 의 내부 단부 (도 5 의 선삭 라인 (46) 참조) 의 다소 안쪽에 위치할 수 있다.

상기 도시된 실시형태의 둔각 (각각 γ 또는 δ) 이 120°에 이른다 해도, 둔각은 상기 값에서 상하로 변화할 수 있다. 하지만, 특히 둔각은 최소 95°에서 최대 150°, 바람직하게는 최소 110° 및 최대 130°가 되어야 한다.

본 발명의 가능한 변형예

본 발명은 상기 설명되고 도면에 기술된 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 특히 원형 선삭 인서트와의 관계에서 적합하다고 하더라도, 본 발명은 대칭 기본 형상, 예컨대 삼각형 또는 육각형인 다른 선삭 인서트에도 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 정확히 클램프가 아닌 다른 조임 장치에 의해 고정되는 선삭 인서트, 예컨대 단일 조임 스크류에 의해 고정되는 구멍 뚫린 선삭 인서트에 적용될 수 있다. 하지만, 소형 선삭 인서트에 대해서는, 클램프에 의해 클램핑이 이루어지는 도시된 중실의 실시형태가 바람직하다. 또한, 기본 몸체 내에 포함되는 재료 내에 인서트 시트를 직접 형성하는 커플링 수단을 형성하는 것도 가능하다. 하지만, 많은 적용에 있어서, 커플링 수단은 별도의 교환 가능한 부착물 내에 형성되는 도시된 실시형태가 바람직하다. 이러한 실시형태의 이점은 인서트 시트가 가능한 인서트 파손과 관련하여 손상되는 경우, 새로운 부착물에 의해 바로 교체될 수 있다는 점이다. 선삭 인서트와 기본 몸체/부착물 사이의 경계면의 또 다른 형성 가능성으로는, 선삭 인서트의 맞물림 부재를 인서트 시트 내에 보충 돌기와 맞물리기 위한 홈의 형태로 제조하는 것도 생각할 수 있다. 하지만, 일반적인 경우에는, 선삭 인서트의 파열 또는 분리 위험이 최소가 되는 상기 실시형태가 바람직하다.

Claims (24)

1. 중심 축선 (C) 에 의해 한정된 인서트 시트 (4) 를 갖는 기본 몸체 (1), 상기 시트 내에 분리 가능하도록 장착된 선삭 인서트 (2) 를 포함하는 선삭 공구로서,

   상기 인서트는 인덱서블 인서트이고, 상기 중심 축선 (C) 을 중심으로 상부측 (23) 과 밑면 (24) 사이에서 연장하는 간극 표면 (22) 에 의해 결정되는 대칭 기본 형상을 갖고, 상기 상부측 (23) 에 인접한 칩 제거 절삭날 (25) 및 밑면에 형성된 커플링 수단 (21) 을 포함하며,

   상기 커플링 수단은 이격된 플랭크 (28) 쌍을 갖는 기다란 맞물림 부재 (27) 를 포함하고, 상기 맞물림 부재를 따르는 단면에 나타난 바와 같이, 상기 플랭크 쌍은 서로 각 (γ) 을 형성하며 기울어져 있으며, 상기 선삭 인서트의 커플링 수단 (21) 은 상기 기본 몸체 (1) 의 인서트 시트 (4) 를 형성하는 보충 커플링 수단과 기계적으로 맞물리는 선삭 공구에 있어서,

   상기 2 개의 커플링 수단 (4, 21) 중 하나는, 중심 축선 (C) 으로부터 반경 방향으로 발산하는 3 개의 동일 각도로 이격된 맞물림 부재 (36, 27) 를 포함하고, 커플링 수단 (4, 21) 중 다른 하나는, 중심 축선 (C) 으로부터 반경 방향으로 발산하고 상기 커플링 수단 (4, 21) 중 하나의 3 개의 맞물림 부재 (36, 27) 중 2 개와 같은 각 (α) 을 형성하는 2 개 이상의 맞물림 부재 (36, 27) 를 포함하며, 상기 맞물림 부재 (36, 27) 의 플랭크 (37, 28) 쌍은 서로 둔각 (δ, γ) 을 형성하는 것을 특징으로 하는 선삭 공구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 2 개의 커플링 수단 (4, 21) 각각은 중심 축선 (C) 으로부터 반경 방향으로 발산하는 3 개의 동일 각도로 이격된 맞물림 부재 (36, 27) 를 포함하며, 상기 부재의 플랭크 (37, 28) 쌍은 서로 둔각 (δ, γ) 을 형성하는 것을 특징으로 하는 선삭 공구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 커플링 수단 (4) 중 하나의 맞물림 부재 (36) 의 수는 다른 하나의 커플링 수단 (21) 내의 맞물림 부재 (27) 수의 2 배인 것을 특징으로 하는 선삭 공구.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인서트 시트 (4) 를 형성하는 커플링 수단 내의 맞물림 부재는 홈 (36) 이며, 상기 선삭 인서트 (2) 의 커플링 수단 (21) 내에 포함된 맞물림 부재는 돌기 (ridge) (27) 인 것을 특징으로 하는 선삭 공구.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 선삭 인서트 (2) 의 커플링 수단 (21) 내의 돌기 (27) 수는 3 개이며, 상기 인서트 시트 (4) 내의 홈 (36) 의 수는 6 개인 것을 특징으로 하는 선삭 공구.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인서트 시트 (4) 를 형성하는 커플링 수단은 상기 기본 몸체 (1) 와 분리 가능하도록 연결된 부착물 (5) 의 일부인 것을 특징으로 하는 선삭 공구.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선삭 인서트 (2) 는 회전 대칭식 간극 표면 (22) 에 의해 한정되는 원형의 기본 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 선삭 공구.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선삭 인서트는 중실이며 클램프 (3) 에 의해 상기 인서트 시트 내에 고정되는 것을 특징으로 하는 선삭 공구.
9. 중심 축선 (C) 을 중심으로 상부측 (23) 과 밑면 (24) 사이에서 연장하는 간극 표면 (22) 에 의해 한정되는 대칭식 기본 형상을 갖고, 상기 상부측 (23) 에 인접한 칩 제거 절삭날 (25) 및 밑면 (24) 에 위치한 커플링 수단 (21) 을 포함하는 인덱서블 선삭 인서트로서,

   상기 커플링 수단은 이격된 플랭크 (28) 쌍을 갖는 기다란 맞물림 부재 (27) 를 포함하고, 상기 맞물림 부재를 따르는 단면에 나타난 바와 같이, 상기 플랭크 쌍은 서로 각을 형성하며 기울어져 있는 인덱서블 선삭 인서트에 있어서,

   상기 커플링 수단 (21) 은 상기 중심 축선 (C) 으로부터 반경 방향으로 발산 하며 180°가 아닌 각 (α) 을 형성하는 2 개 이상의 맞물림 부재 (27) 를 포함하고, 상기 맞물림 부재의 플랭크 (28) 쌍은 서로 둔각 (γ) 을 형성하는 것을 특징으로 하는 인덱서블 선삭 인서트.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 커플링 수단 (21) 은 상기 중심 축선 (C) 으로부터 반경 방향으로 발산하는 3 개의 동일 각도로 이격된 맞물림 부재 (27) 를 포함하고, 상기 부재의 플랭크 (28) 쌍은 서로 둔각 (γ) 을 형성하는 것을 특징으로 하는 인덱서블 선삭 인서트.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 플랭크 (28) 쌍 사이의 둔각 (γ) 은 최소 95° 및 최대 150°인 것을 특징으로 하는 인덱서블 선삭 인서트.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 맞물림 부재는 돌기 (27) 이고, 상기 플랭크는 서로 떨어진 반대 방향의 2 개의 수 플랭크 (28) 의 형태인 것을 특징으로 하는 인덱서블 선삭 인서트.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 돌기 (27) 는 공통의 중심부 (32) 내로 수렴하는 것을 특징으로 하는 인덱서블 선삭 인서트.
14. 제 10 항 및 제 13 항에 있어서, 상기 공통의 중심부 (32) 는 Y-형인 것을 특징으로 하는 인덱서블 선삭 인서트.
15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인서트는 구멍이 없는 중실인 것을 특징으로 하는 인덱서블 선삭 인서트.
16. 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인서트는 회전 대칭식 간극 표면 (22) 에 의해 한정되는 원형의 기본 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 인덱서블 선삭 인서트.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 간극 표면 (22) 은 원뿔형이며 상기 밑면 (24) 방향으로 수렴하는 것을 특징으로 하는 인덱서블 선삭 인서트.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 돌기 (27) 는 동일 높이이고, 상기 원뿔형 간극 표면 (22) 으로 뻗어 오르며, 부분적으로 원통형 단부면 (34) 으로 끝나는 것을 특징으로 하는 인덱서블 선삭 인서트.
19. 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 돌기 (27) 는 상기 선삭 인서트의 축선 방향으로 연장하고 상기 충심 축선 (C) 을 가로지르는 가상의 중심 세로 면 (31) 에 대해 대칭인 단면 형상을 갖고, 더 정확히는 상기 돌기의 2 개의 수 플랭크 (28) 는 상기 세로 면 (31) 으로부터 동일 거리만큼 떨어져 있고, 45°이상의 동일 각 (ε) 을 형성하는 것을 특징으로 하는 인덱서블 선삭 인서트.
20. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 선삭 공구의 부착물로서,

    커플링 수단이 부착물 내에 형성되어 있으며, 상기 커플링 수단은 인서트 시트 (4) 를 형성하고, 이격된 플랭크 쌍을 갖는 기다란 맞물림 부재를 포함하며, 상기 맞물림 부재를 따르는 단면에 나타난 바와 같이 서로 각을 형성하면서 기울어져 있는 선삭 공구의 부착물에 있어서,

    상기 커플링 수단 (4) 은 중심 축선 (C) 으로부터 반경 방향으로 발산하고 180°가 아닌 각 (α) 을 형성하는 2 개 이상의 맞물림 부재 (36) 를 포함하고, 상기 부재의 플랭크 (37) 쌍은 서로 둔각 (δ) 을 형성하는 것을 특징으로 하는 선삭 공구의 부착물.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 커플링 수단（4) 은 중심 축선 (C) 으로부터 반경 방향으로 발산하는 3 개의 동일 각도로 이격된 맞물림 부재를 포함하고, 상기 부재의 플랭크 (37) 쌍은 서로 둔각 (δ) 을 형성하는 것을 특징으로 하는 선삭 공구의 부착물.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 커플링 수단 (4) 의 맞물림 부재는 홈 (36) 인 것을 특징으로 하는 선삭 공구의 부착물.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 홈은 고리 (40) 내에 형성되고, 상기 고리 (40) 는 상기 홈이 연장하는 외부 및 내부 회전 대칭면 (42, 43) 에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 선삭 공구의 부착물.
24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 홈 (36) 의 수는 6 개인 것을 특징으로 하는 선삭 공구의 부착물.

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