KR0141516B1 - 쓰로우어웨이 인서트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 넓은 범위의 이송속도에 사용될 수 있는 낮은 절삭깊이의 마무리 절삭용 쓰로우어웨이 인서트에 관한 것이다.

파단기 홈은 센터랜드와 각각의 절삭엣지 사이에 제공된다.

아지형 작은 돌출부는 각각의 노즈부분의 이등분선상에 형성된다.

좁은 홈은 작은 돌출부에 형성된다. 이송속도가 작을 때 발생된 얇은 칩은 돌출부에 형성된 홈에 의해 구부러져서 파단된다.

이송속도가 클 때 발생된 두꺼운 칩은 홈을 따라 안내되어 센터랜드의 엣지와 충돌한다. 그 결과 두꺼운 칩은 엣지에 의해 또한 부드럽게 구부러져서 절단된다.

Description

쓰로우어웨이 인서트

제 1도는 일실시예의 일부를 확대한 평면도,

제 2도는 칩이 좁은 홈에 의해 변형되는 태양을 제 1도의 선(X-X) 을 따라 취하여 도시한 단면도,

제 3도는 급송속도가 클 때 칩이 배출되는 태양을 제 1도의 선(Y-Y) 을 따라 취하여 도시한 단면도,

제 4도는 급송속도가 작을 때 칩이 배출되는 태양을 제 1도의 선(Y-Y) 을 따라 취하여 도시한 단면도,

제 5도는 다른 실시예의 일부를 확대한 평면도,

제 6도는 또 다른 실시예의 일부를 확대한 평면도,

제 7도는 제 1도의 변경실시예를 확대하여 도시한 평면도,

제 8도는 칩이 처리될 수 있는 범위를 도시한 그래프,

제 9도는 종래의 인서트의 일부를 도시한 평면도,

제10도는 급송속도가 작을 때 제 9도의 인서트에 의해 칩이 처리되는 태양을 도시한 도면,

제11도는 급송속도가 클 때 제 9도의 인서트에 의해 칩이 처리되는 태양을 도시한 도면,

제12도는 다른 종래의 인서트의 일부를 도시한 평면도, 그리고

제13도는 급송속도가 클 때 제12도의 인서트에 의해 칩이 처리되는 태양을 도시한 도면.

＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 쓰로우어웨이 인서트 (throw away insert) 2: 센터랜드

3: 작은 돌출부4: 절삭엣지

5: 파단기홈 6: 좁은 홈

7: 파단기벽8: 리지(rige)

9: 작은 랜드

본 발명은 절삭공구의 절삭날로 사용하는, 특히 마무리 절삭에서 사용하는데 적합한 쓰로우어웨이 인서트에 관한 것이다.

절삭동안 발생되는 칩이 가능한 작은 조각으로 파단되는 것은 바람직하다.

파단되지 않은 긴 칩은 공구 또는 공작물에 쉽게 엉키게 되기 때문에 위험할 뿐만 아니라 절삭가공을 방해한다.

마무리 절삭동안 절삭 깊이와 급송속도가 느리기 때문에 마무리 절삭동안 발생되는 칩은 좁고 얇게 된다. 이러한 칩을 파단하는 것은 다소 어렵다. 칩을 파단하는 이러한 어려움이 자동절삭작업에 주된 장애가 된다.

마무리 절삭동안 발생되는 칩을 효과적으로 처리하는 다양한 칩 파단기가 일본국 실공소 51-19271호등에 제시되었는데, 여기에서 작은 구형 돌출부는 칩이 돌출부와 충돌할 때 칩이 말리도록 하기 위해서 각 절삭엣지 부근의 경사면상에 형성된다.

다른 장치가 일본국 실공소 57-30004호에 제시되었는데 여기에서 좁은 리지는 경절삭 동안 발생되는 칩을 파단하기 위해 센터랜드에서 각 노즈(nose)부까지 연장되어 있다.

절삭가공에서의 고능률에 대한 요구에 부합하게 위해 낮은 절삭 깊이로 마무리 절삭하는 동안에도 급송속도를 증가시킴으로써 절삭시간을 단축시키려고 하는 경향이 있다. 환언하면, 절삭 인서트는 낮은 깊이, 고속 절삭의 조건하에서 전보다 더 자주 사용된다.

이런 조건하에서 발생하는 칩은 좁고 두껍게 되어 쉽게 말리지 않는다.

만약 파단기 돌출부가 절삭엣지 부근에 제공된다면, 이러한 칩은 돌출부와 충돌함으로써 급격하게 말리게 될 것이다. 그러나 급격하게 말리는 이러한 칩이 시저(seigure)와 클로깅을 야기하여 절삭 저항을 증가시키고 공구마모를 촉진시킨다.

급송속도가 크면 클수록 칩의 유속은 더 크고 칩의 유동각도는 더 불안정해지기 쉽다. 그러나 상술된 단순 파단기 돌출부는 칩의 유동방향을 효과적으로 제어할 수 없다. 그 결과 칩 유동각도는 크게 변하게 되어 말린 직경이 일정하게 유지될 수 없게 된다. 이 때문에 칩을 구부리고 파단하는 것이 어렵게 된다.

종래의 인서트는 칩을 처리하기 위해 작은 구형 돌출부 또는 사다리형 리지가 구비되어 있어 칩들이 돌출부 및 리지와 충돌하도록 만든다. 그러나 급송속도가 클 때 발생되는 충돌 에너지와 급송속도가 작을 때 발생된 충돌 에너지 사이에 큰 차이가 있기 때문에 비록 절삭 깊이가 낮더라도 파단기 돌출부의 위치, 형상 및 높이는 고속급송조건 또는 저속급송조건에 적용가능하도록 결정되어야 한다. 넓은 급송속도의 범위에 적용가능한 인서트는 아직 없었다.

마무리 가공용인 종래의 많은 인서트는 낮은 절삭 깊이와 낮은 급송속도에 적용 가능한 파단기 돌출부를 가지고 있다. 우리는 제 9도 내지 제13도를 참조하여 이러한 종래의 인서트들중 하나와 이러한 인서트에 의해 칩이 처리되는 태양을 설명할 것이다.

제 9도는 각 노즈부근의 경사면상에 제공된 작은 구형 돌출부(3)를 갖고 있는 인서트를 도시한다. 급송속도가 작을 때 발생되는 얇은 칩(A)은 작은 돌출부와 충돌하여 제10도에 도시된 바와 같이 말려 파단된다. 그러나 이동속도가 더 클 때 발생되는 두꺼운 칩(A)은 제11도에서 실선으로 도시된 바와 같이 급격하게 말린다. 이러한 것이 발생하면, 칩의 유동은 정지한다. 혹은 이러한 두꺼운 칩은 작은 돌출부(3) 상으로 미끄러지게 되고 제11도에서 일점 쇄선으로 도시된 바와 같이 말리지 않고 임의의 방향으로 돌출된다. 제12도는 센터랜드(2)로부터 각 노즈를 향하여 연장된 리지(8)를 갖고 있는 인서트를 도시하고 있다.

칩은 리지에 의해 말려 파단된다. 또한, 이러한 인서트에 의해, 급송속도가 클 때 발생되는 칩은 제13도에서 도시된 바와 같은 방식으로 유동하려는 경향이 있다. 이 결과, 이 인서트도 상술한 문제를 갖고 있다.

본 발명의 목적은 절삭 깊이가 낮을 때 넓은 급송속도의 범위내에서 칩을 처리할 수 있는 인서트를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위해, 본 발명에 따라, 절삭엣지, 센터랜드, 노즈부, 절삭엣지와 센터랜드 사이에 형성된 파단기 홈, 및 노즈부의 이등분선상의 파단기 홈에 제공되고 각각의 노즈부의 이등분선의 방향으로 연장되어 있는 좁은 홈이 구비된 아치형의 작은 돌출부를 갖추고 있는 쓰로우어웨이 인서트가 제공된다.

바람직하게 홈은 0.2 내지 0.8mm의 폭과 0.02 내지 0.20mm 의 깊이를 가지고 있다.

또한 홈은 인서트의 노즈부의 이등분선상에 배치되고 파단기 홈을 가로질러 연장되도록 제공되어 있어 그 한쪽 끝이 상응하는 노즈의 팁에서 종결되는 것이 바람직하다. 이 장치는 급송속도가 작을 때 발생되는 얇은 칩을 효율적으로 처리한다.

이동속도가 작은 상태에서의 마무리 절삭동안, 발생된 칩은 이치형 노즈부로부터 인서트의 센터를 향하여 유동한다. 이러한 칩은 급송속도가 작기 때문에 얇다. 따라서, 이들은 작은 돌출부 또는 파단기벽과 충돌할 때 말려져 파단된다. 좁은 홈은 칩을 안내하고 칩의 유동방향을 안정화시키는 역할을 한다. 또한 이것은 칩의 두께가 증가되도록 칩을 변형시킨다. 이 결과, 칩은 부드럽게 말려져 파단된다. 급송속도가 클 때 발생된 칩은 두껍고 고속으로 배출된다. 좁은 홈은 이와 같이 두꺼운 칩의 유동방향을 제한하여 칩이 홈을 구비한 작은 돌출부 또는 파단기벽 뒤에 위치된 센터랜드의 경사벽과 확실하게 충돌하도록 작용한다. 그 결과, 칩의 말린 직경은 일정하고 칩은 부드럽게 처리될 수 있다.

따라서, 본 발명의 장치에 의해, 절삭 깊이는 낮고, 단일 절삭 인서트를 사용하는 경우에도, 급송속도가 마무리 절삭동안 넓은 범위내에서 변동될 수 있다.

본 발명의 다른 특징과 목적은 첨부 도면에 따른 다음의 설명으로부터 명확하게 된다.

제 1도는 본 발명을 따른 쓰로우어웨이 인서트의 일실시예를 도시하고 있다. 쓰로우어웨이 인서트(1)는 표면상에 센터랜드(2)를 가지고 있다. 또한 이것은 센터랜드(2)와 절삭엣지(4)사이에 작은 아치형 돌출부(3)와 파단기 홈(5)을 가지고 있다. 각 돌출부(3)는 상응하는 노즈부의 이등분선상에 배치되어 있다.

센터랜드(2)는 경사진측벽(2a)을 가지고 있다. 인접한 측벽들(2a)은 노즈부의 이등분선을 따라 서로 교차하여 이들 사이에서 엣지(2b)를 형성한다.

작은 돌출부(3)는 형상에 있어서 타원형이지만 구형일 수도 있다. 작은 돌출부(3)에는 인서트의 정상부로부터 볼 때 노즈부의 이등분선상에 바람직하게 연장되어 있는 좁은 홈(6)이 제공되어 있다. 이 홈(6)은 0.2 내지 0.8mm의 폭과 0.02 내지 0.20mm 의 깊이를 가지고 있다. 홈(6)은 칩의 유동방향을 안정화시키고 홈위로 지나가는 칩(A)을 변형시킴으로써 말린 직경을 제어하여 양측면 엣지가 제 2도에서 도시된 바와 같이 휘게 된다.

급송속도가 클 때 칩은 제 3도에 도시된 바와 같이 배출된다. 두꺼운 칩(A)은 작은 돌출부(3)의 표면에 형성된 홈(6)에 의해 그 유동방향이 제어되고, 엣지(2b)와 확실하게 충돌한다. 그 다음 칩은 엣지(2b)를 따라 밀어 올려져서 말리게 된다. 이때, 칩은 제 2도에 도시된 휘는 방향의 반대방향으로 칩을 구부리거나 또는 휘게하는 힘을 받게 된다. 이러한 힘에 의하여, 매우 복잡한 홈이 칩에 발생되어 칩은 매우 부드럽게 파단된다. 급송속도가 작을 때, 얇은 칩은 제 4도에서 도시된 바와 같이 작은 돌출부(3)와 충돌할 때 말려서 파단된다.

제 8도는 제 1도에서 도시된 인서트와 제 9도에서 도시된 인서트가 다음과 같은 조건에서 테스트 될 때 칩이 처리될 수 있는 범위를 도시하고 있다.

(테스트조건)

공작물: SCR420

사용된 인서트: CNMG120408 (본 발명의 인서트는 폭이 0.4mm이고 깊이가 0.05mm인 홈으로 각각 형성된 작은 돌출부를 가지고 있다)

절삭조건: V = 180m/min, 절삭깊이 = 0.1 내지 0.5mm, 급송속도 = 0.05 내지 0.35mm/rev.

제 8도는 본 발명의 인서트가 낮은 절삭깊이와 큰 급송속도로 절삭하는 것에 특히 알맞다는 것을 명료하게 도시하고 있다.

제 5도 및 제 6도는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 이러한 실시예에서, 작은 돌출부는 파단기 홈(5)으로부터 직선으로 비스듬히 후방으로 상승되는 파단기격(7)으로 대체된다. 홈(6)은 파단기벽에 형성된다.

제 5도에 도시된 바와 같이 파단기 홈(7)은 센터랜트(2)로부터 노즈를 향하여 돌출한 리지의 팁상에 제공될 수 있다. 제 6도에 도시된 바와 같이, 이홈은 센터랜트(2)와 각각의 노즈부 사이에서 센터랜트(2)로부터 분리되어 졔공된 작은 랜드(9)의 팁상에 제공될 수 있다. 어느 경우에도, 칩은 구형 돌출부(3)에 형성된 홈(6) 보다도 상기 홈에 의해서 더 멀리 안내된다. 이러한 장치는 절삭깊이가 극히 낮을 때 (0.05 내지 0.3mm) 유리하다.

제 7도는 제 1도에 도시된 인서트의 변경실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에 있어서, 홈(6)은 파단기 홈(5)을 가로질러 연장되어 있어서 그 한쪽 끝(6a)이 노즈의 팁에 배치된다. 이러한 장치로, 급송속도가 작을 때 발생된 얇은 칩은 더 부드럽게 처리될 수 있다.

이것은 파단기 홈(5)에 형성된 좁은 홈(6)을 따라 안내되는 동안 노즈부에서 발생된 칩의 두께가 증가되기 때문이다. 증가된 두께를 가지는 칩은 작은 돌출부(3)와 확실하게 충돌한다. 유사하게, 제 5도 및 제 6도에 도시된 홈(6)은 동일 효과를 이루도록 노즈팁으로 연장될 수 있다.

Claims (3)

1. 쓰로우어웨이 인서트에 있어서, 인서트의 모서리를 각각 규정하는 노즈부, 상부면 및 이 상부면의 주위로부터 하향연장된 측벽을 포함하는 센터랜드, 인서트의 주위에서 연장된 절삭엣지, 상기 절삭엣지와 센터랜드 사이에 위치하는 파단기홈, 인서트의 상기 각각의 모서리의 이등분선을 따라 상기 파단기홈에 위치하는 아치형 돌출부 및 상기 돌출부가 위치한 인서트의 각각의 모서리의 이등분선으로부터 돌출된 평면에서 길이 방향으로 연장된 상기 돌출부의 홈을 포함하며, 상기 인서트의 각각의 모서리의 이등분선에서의 절삭엣지 및 상기 홈의 하단부에서 각각의 돌출부에 접하는 선이 상기 센터랜드의 측벽과 교차하여, 주어진 급송속도 및 절삭깊이 하에서 공작물의 칩이 센터랜드의 측벽과 접촉하도록 상기 홈에 의해 안내되는 것을 특징으로 하는 쓰로우어웨이 인서트.
2. 쓰로우어웨이 인서트에 있어서, 인서트의 모서리를 각각 규정하는 노즈부, 중앙 상부면, 인서트의 주위에서 연장된 절삭엣지, 상기 절삭엣지와 상기 중앙 상부면 사이에 위치하는 파단기홈, 상기 파단기홈의 하단을 규정하는 표면으로부터 상기 중앙 상부면을 향하여 상향 및 경사지게 연장된 파단기벽, 인서트의 모서리를 각각 이등분하는 선으로부터 돌출된 평면에서 상기 각각의 파단기벽의 길이방향 및 각각의 파단기벽이 위치하는 선을 따라 연장된 홈을 포함하며, 상기 파단기벽은 인서트의 상기 모서리를 각각 이등분하는 선을 따라 위치하고, 상기 홈은 파단기벽에서 상기 파단기홈의 하단부를 규정하는 표면으로부터 상기 중앙 상부면을 향하여 가로방향으로 상향 및 경사지게 연장되며, 각각의 홈은 전체 길이에 대하여 균일한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 쓰로우어웨이 인서트.
3. 제 1항에 있어서, 상기 홈은 상기 노즈부의 상기 이등분선상에 배치되고 상기 파단기 홈을 가로질러 연장되고 그 한쪽 끝이 상응하는 노즈팁에서 종결되는 것을 특징으로 하는 쓰로우어웨이 인서트.