KR100391343B1 - 금속공작품가공및칩절삭물제거를동시에수행하기위한절삭삽입부 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 절삭 칩을 제거하면서 금속 공작품 가공을 위한 절삭 삽입부에 관련된다. 절삭 삽입부는 레이크(16)와 플랭크(18) 사이의 변이 구역에서 적어도 하나의 절삭 날(10)을 갖추고 있다; 상기 레이크(16)는 편평한 면(20)으로 이루어지는데 이 편평한 면은, 일렬로 배치되고 일정한 간격으로 분리된 여러 반구형 리세스와 절삭 날(10)과 실제로 평행하고, 상기 리세스는 절삭 날(10)과 평행하고 편평한 면(20)으로 주조되고 부분적으로 절삭 날(10)을 통과한다. 짧은 절삭 칩이 생성될 때 절삭 칩을 잘 제거하기 위해서, 본 발명은, 칩 포머(24)를 절삭 날(10)과 마주보는 리세스 면에 배치할 것을 제시한다. 상기 칩 포머는 편평한 면 위에 놓이고 절삭 날 측부에서 하부 경계선(26) 및 절삭 날에서 떨어진 측부에서 상부 경계선(28)에 의해 한정된다.

Description

금속 공작품 가공 및 칩 절삭물 제거를 동시에 수행하기 위한 절삭 삽입부

절삭하는 동안 칩 제거 및 칩 절삭은 경사면 내의 리세스에 의해 쉽게 이루어진다는 것은 공지되어있다. (DE-C-28 40 610). 절삭 작업을 하는 동안 칩은 파도 형태의 구조를 취하여 좀더 쉽게 절단하는데 필요한 더 큰 강성을 가진다. 드릴링을 위해, 작고 짧은 절삭된 칩은 응력 제거에 중요하다. 이 목적을 위해, 신뢰성 있는 칩 절삭을 일으키는, 단단한 칩의 적절한 변형이 부가적으로 요구된다.

본 발명은, 경사면과 클리어런스 면에 의해 한정된 적어도 하나의 절삭 날을 가지는, 금속 공작물의 칩 포머 가공을 위한 절삭 삽입부에 관련되는데, 경사면은 절삭 삽입 평면에 대하여 양(+)의 경사각을 가지는 절삭 날에 인접한 경사면 부분을 포함하고, 서로서로에 대해 떨어져 절삭 날에 평행하게 배치되고, 경사면 부분으로 주조되고, 경사면 부분에 대하여 상부 날에 의해 제한되고 일부분은 절삭 날을 통과하는, 반구형의 많은 리세스를 포함한다.

도 1 은 삼각형인 절삭 삽입부의 상측면도.

도 2a ∼2i 는 칩 포머에 대한 9개의 실시예를 나타낸 도 1 의 확대도.

도 3a 는 도 2e 의 A-A선을 따라 나타낸 단면도.

도 3b 는 도 2e 의 B-B선을 따라 나타낸 단면도.

도 4a 는 삼각형 절삭 삽입부의 다른 실시예를 나타낸 도면.

도 4b 는 도 4a 에 따른 절삭 삽입부의 평면도.

도 4c 는 도 4b 의 C-C선을 따라 나타낸 단면도.

도 4d 와 4e 는 도 4b 의 D방향, B방향에서 본 확대도.

도 5 는 도 4a 에 따른 비대칭 챔퍼를 처리된 삼각형 절삭 삽입부를 나타낸 도면.

*부호설명

10...절삭 날 12, 14...모서리

16...경사면 18...클리어런스 면

22...플래토우(plateau) 23...오우프닝

24...칩 포머 26, 28...경계선

30, 38...리세스 40...삽입평면

42...챔퍼(chamfer)

본 발명은, 가공하는 동안 작고 짧은 절삭된 칩을 쉽게 만들기 위해서 전술한 형태의 공지된 절삭 삽입부를 개선시키는 목적을 가진다.

이 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1 항과 3 항의 특징을 결합하는 것이 제시된다. 유리한 실시예와 개선점은 종속항에 나타나 있다.

본 발명은, 가공하는 동안 파도 형태인 칩을 제한된 공간에서 적절하게 변형시켜, 그것이 작은 조각으로 절삭되게 하려는 것을 기초로 한다. 이것을 달성하기 위해서, 본 발명은 절삭 날을 마주보는 반구형 리세스의 측면에 칩 포머를 가지는데, 이 단은 칩 절삭 방향으로 리세스를 포함하는 경사면 부분 너머로 튀어나와있고, 양(+)의 경사각으로 기울어진 경사면 부분에, 절삭 삽입부 평면에 대해 음(-)의 경사각으로 기울어지거나 중립 상태를 유지하는 리세스의 영역에 경사면을 가진다. 리세스의 영역에서, 절삭 날에서, 경사각이 0∼10° 이고 오목한 경사면의 경사각이 15∼25° 일 때 절삭 및 칩 브레이킹이 유리하게 이루어진다.

가공하는 동안, 가로로 파도 구조를 가지는 칩은, 칩 포머단에 대하여 칩 이동방향으로 밀어지고 예각으로 편향된다. 이런 편향은 칩 브레이킹을 일으켜서, 작고 짧은 절삭된 칩이 형성된다. 절삭 날에서 분리되어 한계선의 측부에서, 절삭 날면에 대하여 절삭날 위에 배치된 중심 경사면 플래토우(plateau)로 예각을 유지하며 바꿀 수 있을 때, 칩 절삭단은 경사면 부분과 접하도록 절삭 날의 측부에서 한계선에서 시작될 수 있다.

선호되는 실시예에서, 본 발명은 절삭 날의 측부에서 한계선을 따라 반구형 리세스와 접촉하거나, 절삭 날에서 떨어져 배치되고, 선형 또는 파도 형태, 거의 절삭 날에 평행하게 놓이는 칩 포머를 제공한다.

칩 포머가 반구형의 리세스로 뻗지 않도록, 칩 포머는 파도 형태 또는 지그재그 형태로 절삭 날의 측부에서 한계선을 따라 구부려진다면, 추가 웨지 효과는 리세스 사이의 영역에서 발생되고, 칩 절단을 일으킨다. 절삭 날의 측부에서 한계선을 따라 칩 포머는 웨지 형태의 절삭 날로 향하고 있는 웨지 팁과 함께 반구형 리세스로 뻗어있고 거기에서 리세스의 상부 날을 형성한다. 칩 포머는, 절삭 날의 측부에서 한계선과 평행을 이루거나 비평행 상태로 절삭 날에서 분리되어 경계선을 따라 파도 형태 또는 지그재그 형태를 취한다.

본 발명의 장점은, 리세스가 칩 포머의 측면을 향하여 둥근 반구형의 오목면으로 변하는 동안, 절삭 날을 향하여 수렴되고 절삭 날을 통과하는 원뿔 반구형 오목면을 반구형 리세스가 형성한다는 것이다. 이런 배치로 칩 이동 방향으로 절삭날로부터 뻗어있는 더 큰 경사각을 가지는 연장된 길이를 얻을 수 있는데, 이것은 칩에 의한 개선된 열방산을 이끌어서 장치의 가열을 줄인다.

본 발명의 또다른 선호되는 실시예는, 절삭 날과 칩 포머 사이의 경사면 부분이 칩 이동 방향으로 오목하게 굴곡되어서, 칩 포머는 오목하게 굴곡된 경사면과 접하고 또한 오목하게 굴곡되는 것을 제시한다.

절삭 날을 통과하는 리세스들은, 물결 형태를 이루는 칩이 칩 포머상의 단지 한 부분과 접촉해서, 아주 낮은 절삭 저항과 칩에서 절삭 삽입부로 낮은 열전달이 이루어지도록 한다. 리세스가 절삭 날을 통과하는 실린더형 돔으로 형성되고 실린더 축이 클리어런스 면과 거의 직각을 이를 때 특별한 장점이 발견된다. 기본적으로 그것은, 클리어런스 면에 대하여 수직 최저 표면선을 따라 절삭 날을 통과하는 원뿔 돔으로 리세스를 형성할 수 있고, 또는 최저 표면선이 클리어런스 면과 수직을 이룰 때 절삭 날을 통과하는 타원 또는 포물선 형태의 돔으로 리세스를 형성할 수 있다.

칩에서 절삭 삽입부로 낮은 열전달과 낮은 절삭 저항을 달성하기 위해서, 플래토우의 측부에서 리세스의 한정 날과 절삭날 사이의 거리가 50% 이하일 때, 선호적으로 절삭 날의 측부에서 플래토우 날과 절삭 날 사이 거리의 20∼30%일 때 유리하다.

칩 포머의 파도형태 또는 지그재그형 한계선이 절삭 날에서 떨어져 원주 둘레에 다각형을 형성할 때, 다각형의 경계를 정하고 반구형의 리세스에 의해 통과되는 많은 절삭 날을 절삭 삽입부가 갖출 수 있다.

삽입부, 특히 고형 드릴의 내부 삽입부의 절단을 막기 위해서, 본 발명의 실시예에 따라 절삭 삽입부의 모서리를 경유해 인접한 리세스 사이의 영역에서 절삭 날 일부는 챔퍼처리된다. 고형 드릴의 내부 또는 외부 삽입부로서 절삭 삽입부를 사용하기 위해서, 모서리와 인접한 리세스들중 하나의 리세스 사이의 모서리 부분에서 절삭날이 비대칭적으로 챔퍼처리될 때 유리하다. 이런 목적으로 절삭 날은, 모서리에 인접한 리세스와 다음 리세스 사이 또는 모서리에서 뻗어있는 모서리 홈에 연속해있는 다음 리세스 사이의 영역에서 챔퍼처리된다.

본 발명은 도면에 나타낸 실시예를 참고로 설명될 것이다.

도 1 과 4a 에서 나타낸 절삭 삽입부는 육각형인 절삭 삽입부를 개략적으로 보여주고, 그것의 절삭 날(10)은 예각인 모서리 각δ과 둔각 ε을 이루며 교대로 모서리(12, 14)에서 연결된다. 이런 절삭 삽입부는 고형 드릴에서 사용되는데, 여기에서 둔각 모서리 각에 의해 서로서로 분리된 두 개의 절삭 날들(10)은 인접한모서리(12)까지 한 쌍을 이루고 있다. 절삭 날들(10)은 경사면(16)과 인접한 클리어런스 면(18) 사이의 변이에 의해 형성된다. 경사면(16)은 절삭 날에 인접한 평면 부분(20), 더 높은 곳에 배치되고 절삭 날과 분리된 플래토우(22)로 나누어지고, 칩 포머(24)에 의해 칩 이동 방향으로 서로서로 연결된다. 칩 포머(24)는 평면 부분(20)으로 접하게 절삭 날의 측부에서 경계선(26)에 접하고, 그 동안 플래토우(22)로 예각을 이루는 절삭 날에서 분리된 경계선(28)에 접한다. (도 3a, 3b, 4c) 플래토우 영역(22)의 중심에 고정 나사를 끼우기 위한 오우프닝(23)이 있다.

평면 부분(20), 각각의 절삭 날에 속하는 칩 포머(24)는 모서리(12, 14)를 통해 서로서로 연결되고 연속 밀착 면 또는 단을 형성한다. 절삭 날(10)까지 뻗어있고 날 부분(32)에서 절삭 날을 통과하는 반구형 리세스(30)는, 서로서로 떨어져 서로서로에 대해 이웃해 절삭 날(10)을 따라 평면 부분(20)의 영역에서 경사면에 배치된다. 도 1 에서 도 3 에 나타낸 실시예에 따르면, 리세스(30)는 원뿔 반구형인 절삭 날을 향해 수렴되는 절삭날에 인접한 영역(34)에 형성되고, 절삭 날에서 분리된 영역(36)에 둥근 반구형을 취한다. 예각을 이루는 모서리(12)에서, 각각의 절삭 날(10)과 모서리(12)로부터 떨어져, 평면 부분(20)에 통로 형태의 추가 리세스(38)가 제공되는데, 이 리세스의 깊이는 반구형 리세스(30)의 깊이보다 얕다.

도 2a 에서 2i 에 나타낸 실시예는 칩 포머(24)의 형태로 서로서로 다르다. 칩 포머(24)는 절삭 날(10)에 평행한 선형으로 내부 경계선(26)에서 접촉하거나, 리세스(30, 38) (도 2a)는 약간 떨어져 놓인다. 칩 포머(24)는 파도 형태 또는 지그재그 형태인 절삭 날의 측부에서 경계선(26)에 형성될 수도 있지만, 그것은 반구형 리세스(30)와 접촉할 수도 있고 (도 2c, 2d, 2g, 2h) 또는 반구형 리세스로부터 떨어져 있을 수도 있고 (도 2c) 일부분만 반구형 리세스로 연장되어 있을 수도 있다. 이것은, 리세스들(30) 사이의 영역에서 (도 2c, 2d, 2e 와 2g) 또는 반구형 리세스(30)(도 2h, 2i)에서 칩 포머의 영역에 웨지 형성물에 의해 추가 절삭-촉진 칩 변형을 일으킨다.

플래토우의 측부에서 칩 포머(24)의 경계선(28)은 직선이거나 (도 2a, 2b, 2c, 2d, 2f) 파도 형태 (도 2g, 2h, 2i)이고, 파도 형태인 경우에 동일한 방향을 취하거나(도 2g, 2h) 반대 방향으로 뻗어있다(도 2i).

도 4a 에서 4e, 도 5 에 나타낸 실시예에서, 평면 부분(20) 및 칩 이동 방향으로 평면 부분에 인접한 칩 포머(24)는 오목하게 형성되고, 서로서로에 대해 접하여 있다. 삽입 평면(40)에 대한 경사각 α는 절삭날(10)에서 양(+)의 값을 가지고 약 15∼20° 이다(도 4e). 짧은 실린더형 돔이 절삭날(10)을 통과하고 클리어런스 면(18)과 수직을 이루는 실린더 축을 가지도록 리세스(30)는 형성된다. 삽입 평면(40)에 대한 절삭 각도 β는 음(-)의 값을 가지고 약 -5° 이다(도 4e). 플래토우의 측부에서 리세스(30)의 한계 날과 절삭 날(10) 사이의 거리는 비교적 짧고 절삭 날의 측부에서 플래토우 경계선(28)과 절삭 날(10) 사이 거리의 약 20∼30% 정도로 이루어진다.

삽입 모서리(12)의 영역에서 절삭을 피하기 위해서, 절삭 삽입부가 고체 드릴에서 내부 삽입부로 이용될 때, 절삭 날(10)은 모서리(12)를 통하여 인접한 리세스(30)의 영역에 제공되고, 챔퍼(42)는 삽입 평면(40)에 대하여 약 20°의 챔퍼 각 γ을 가진다(도 4a와 4d).

도 5 에 나타낸 실시예에서, 코너 챔퍼(42)는 삽입 모서리(12)와 인접한 리세스들(30) 중 하나 사이에 배치되고, 절삭 날(10)은 모서리(12)와 다른 리세스(30) 사이에서 예각을 이루도록 형성된다. 서로서로에 대해 방사상으로 엇갈려져 있는 절삭 삽입부에 끼워 맞추어져 있는 고형 드릴에서, 절삭 삽입부는 챔퍼 처리된 모서리를 가지는 드릴 센터 및 예각을 이루는 모서리를 가지는 외부로 방사상으로 향한다. 모서리 챔퍼에도 불구하고 절삭 성질의 손실 없이, 이것은 고형 드릴의 내부 삽입부 또는 외부 삽입부와 같은 절삭 삽입부를 사용할 수 있도록 한다.

원칙적으로 다음 리세스(30)까지 챔퍼를 가지는 모서리(12)에 인접한 리세스와 접촉하는 절삭 날 영역을 제공할 수 있다. 그러나, 이 챔퍼는 각각의 인접한 둔각을 이루는 절삭 날 모서리(14) 너머로 연속되지 않는다.

요약하여, 다음과 같이 설명된다; 본 발명은 금속 공작품의 칩 포머 가공을 위한 절삭 삽입부에 관련된다. 절삭 삽입부는 경사면(16)과 클리어런스 면(18) 사이의 변이 구역에서 적어도 하나의 절삭 날(10)을 가지고, 경사면(16)은 절삭 날(10)에 대하여 평행하게 뻗어있는 경사면(20)과 다수의 반구형 리세스를 가지는데 상기 리세스는 서로서로에 대해 간격을 두고 배치되고 절삭 날(10)과 평행하고, 경사면 부분(20)으로 주조되고, 절삭 날(10)을 부분적으로 통과한다. 짧게 절삭된 칩을 형성하는 동안 응력 제거를 쉽게 하기 위해서, 본 발명은 반구형 리세스의 측부에 칩 포머(24)를 제공하는 것을 제시하는데, 상기 리세스는 절삭 날(10)의 반대쪽에 있고, 칩 포머 단은 경사면 너머로 튀어나와 있고, 절삭 날의 측부에서 분리되어 상부 경계선(28)과 절삭 날의 측부에서 하부 경계선(26)에 의해 경계가 정해지고, 이 경계선(26, 28)은 직선형 또는 물결형태를 취한다.

Claims (13)

1. 경사면(16) 및 클리어런스면(18)에 의해 한정된 한 개이상의 절삭날(10)을 가지며, 경사면(16)이 절삭날(10)과 인접한 경사면부분(20) 및 반구형상인 다수개의 리세스(30)들을 가지고, 상기 절삭날(10)이 절삭삽입평면(40)에 대해 양의 경사각(α)을 가지며, 상기 리세스(30)들이 서로 떨어져 절삭날(10)과 평행하게 배열되고 경사면부분(20)내부로 구성되며 리세스(30)의 상측변부에 의하여 경사면부분(20)과 경계를 형성하고 절삭날(10)을 부분적으로 통과하며, 절삭날(10)과 마주보며 리세스(30)의 측부에 위치한 칩포머(24)가 경사면부분(20)너머로 돌출하여 구성되고, 상기 칩포머(24)가 절삭날(10)의 측부에 위치한 하부경계선 및 절삭날(10)과 떨어져 위치한 상부경계선(28)에 의해 한정되며, 반구형상의 리세스(30)가 구성된 영역에서 경사면(16)이 절삭삽입평면(40)에 대해 중립 또는 음의 경사각(β)을 가지는 금속공작물의 칩형성가공을 위한 절삭삽입부에 있어서,

   절삭날(10)을 관통하는 원뿔형, 실린더형, 타원형 또는 포물선형의 돔으로서 리세스(30)들이 형성되고, 리세스(30)들의 하부표면선이 클리어런스면(18)과 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
2. 제 1항에 있어서, 경사면부분(20)은 칩이동방향으로 칩포머(24)와 절삭날(10)사이에서 오목하게 굽어지고, 절삭날(10)과 떨어진 상부경계선(28)에서 칩포머(24)가 중심의 경사면플래토우(22)와 예각을 이루며 접하고, 칩이동방향으로경사면플래토우(22)와 경사면(16)사이에서 칩포머(24)가 오목하게 굽어지고 상기 칩포머(24)가 경사면부분(20)과 접하여 연결되고, 경사면플래토우(22)는 절삭날(10)위에 배열되는 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다각형의 경계를 형성하고 반구형의 리세스(30)에 의해 관통되는 여러개의 절삭날(10)을 가지고, 절삭날(10)이 절삭삽입부의 모서리를 통해 서로 인접한 리세스(30)사이의 영역에서 부분적으로 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
4. 제 3항에 있어서, 절삭날(10)은 모서리(12) 및 인접한 리세스(30)들 중 한 개의 리세스사이의 모서리영역에서 비대칭적으로 홈을 가지고, 절삭날(10)이 모서리(12)에 인접한 리세스 및 이어지는 다음의 리세스(30)사이의 영역에서 모서리(12)로부터 뻗어있는 홈이 연속하여 구성되는 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
5. 제 1항에 있어서, 칩포머(24)가 선형 또는 파형으로 구성되고 절삭날(10)과 평행하며 절삭날의 측부에서 경계선(26)을 따라 반구형의 리세스(30)와 접촉하거나 절삭날로부터 떨어져 배열되는 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
6. 제 5항에 있어서, 다각형의 경계를 형성하고 반구형의 리세스(30)에 의해 관통되는 여러개의 절삭날(10)을 가지며, 칩포머(24)의 선형 또는 파형의 경계선(26, 28)은 절삭날(10)에서 떨어져 비슷한 형상의 다각형을 구성하는 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
7. 제 1항에 있어서, 경사면플래토우(22)의 측부에 위치한 리세스(30)의 경계날 및 절삭날(10)사이의 거리가, 절삭날(10)의 측부에 위치한 경계선(28) 및 절삭날(10)사이의 거리의 50%이하인 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
8. 제 1항에 있어서, 반구형인 리세스(30)의 영역에서 경사각(β)은 절삭 날에서 0° 내지 -10° 인 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
9. 제 1항에 있어서, 오목한 경사면부분(20)의 경사각(α)은 절삭날에서 양(+)의 값을 가지고 10° 내지 25° 인 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
10. 제 1항에 있어서, 절삭날의 측부에서 경계선(26)을 가진 칩포머(24)가 파형으로 구성되고 리세스(30)들의 중심거리에 해당하는 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
11. 제 10항에 있어서, 절삭날의 측부에서 경계선(26)을 가진 칩포머(24)가 절삭날(10)을 향하는 웨지팁을 가지는 리세스(30)들사이의 영역내부에 쐐기형상으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
12. 제 10항에 있어서, 절삭날의 측부에서 경계선(26)을 가진 칩포머(24)가 절삭날을 향하는 웨지팁을 가지는 리세스(30)들내부에 쐐기형상으로 뻗고 리세스(30)의 상부날을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.
13. 제 10항에 있어서, 절삭날과 떨어진 경계선(28)을 가진 칩포머(24)가 절삭날(10)의 측부에 위치한 경계선(26)에 대해 평행하거나 파형으로 뻗어있는 것을 특징으로 하는 절삭삽입부.

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