KR100624742B1 - 웨이브 인선을 가지는 커터용 인서트 팁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 커터공구에 장착되어 절삭작업을 수행하는 인서트 팁(insert tip)에 관한 것으로서 특히, 팁 양측에 형성된 웨이브(wave) 인선을 가지는 커터용 인서트 팁에 관한 것이다.

본 발명은 사각평판의 팁본체를 구비하며, 상기 팁본체 양측면의 길이방향 경계선을 인선으로 하는 주절삭날과, 팁본체의 상하부면의 두께방향 경계선을 인선으로 하는 부절삭날과, 커터본체의 선단에 탈부착이 가능하게 나사결합되도록 팁본체 전후면의 중심을 관통하는 볼트공을 가지는 것에 있어서,

상기 주절삭날의 인선은 피삭표면에 대해 직각을 이루는 임의의 선을 기준으로 하여 시계방향의 포지티브 경사각을 이루다가 일측지점에서부터는 상기 볼트공의 중심과 수평으로 마주하는 지점을 향해 상기 포지티브경사각과 반대방향으로 경사를 이루는 웨이브 형상인 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 팁에 형성된 모든 주절삭코너의 사용이 가능해지며, 팁의 내구성, 절삭가공시 작업성 및 웨이브 인선면을 통한 칩의 배출성이 향상된다.

커터, 인서트팁, 웨이브, 인선

Description

웨이브 인선을 가지는 커터용 인서트 팁{Insert tip with wave edge for a cutter}

도 1은 종래의 네거티브 인선 경사각을 가지는 커터용 인서트 팁의 사용상태도.

도 2는 도 1의 인서트 팁의 사시도.

도 3a 및 3b는 각각 커터본체에 포지티브 인선 경사각을 가지도록 장착된 종래의 인서트 팁의 일예를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 웨이브 인선을 가지는 커터용 인서트 팁의 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 웨이브 인선을 가지는 커터용 인서트 팁이 커터본체에 장착된 상태를 나타내는 도면.

도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 웨이브 인선을 가지는 커터용 인서트 팁의 정면도.

도 8은 본 발명에 따른 웨이브 인선을 가지는 커터용 인서트 팁의 사용상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...인서트 팁 101...볼트공

110...웨이브 인선 111...랜드부

112...칩레이크면 113...평면부

120...부절삭날 200...결합용 볼트

본 발명은 회전 커터공구에 장착되어 절삭 작업을 수행하는 인서트 팁에 관한 것으로서 특히, 팁 양측에 형성된 웨이브 인선을 가지는 커터용 인서트 팁에 관한 것이다.

일반적으로 선삭 절삭공구나 슬로팅커터 또는 연장형 플루트커터와 같은 회전밀링커터에 장착되는 인서트 팁은 초경합금 등의 경질재료를 성형하여 이루어지는데, 정면밀링커터에 장착되는 인서트 팁은 대개 사각평판 형상으로 팁의 두께방향을 커터본체의 직경방향으로 하여 장착된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 인서트 팁(10)은 인서트 팁(10) 형상을 따라 커터본체(1)의 일측에 형성된 포켓부(2)에 안착되며 볼트(20) 등으로 상호 결합된다. 이를 위하여, 인서트 팁(10) 중앙에는 볼트의 나사부가 통과하기 위한 볼트공(15)이 형성된다.

인서트 팁(10)은 팁의 두께방향을 향하는 전,후면과, 이 전후면을 둘러싸는 4개의 측면을 가진다. 그리고 상기 인서트 팁(10)은 길이방향의 각 면을 따라 형성되는 4개의 주절삭날(11)과 이 주절삭날(11)과 인접한 4개의 부절삭날(12)을 가진다.

한편, 주절삭날(11)의 마모가 진행되면 인서트 팁을 180˚회전시키거나 반전시킴으로써 주절삭코너의 교체가 가능하다. 이렇게 하면 총 4개의 주절삭코너를 이용할 수 있으며, 인서트 팁(10)의 이송방향(F)이 반대가 되면 인서트 팁(10)을 반전 장착하여 반대방향의 주절삭코너를 이용할 수 있게 되므로 인서트 팁(10) 한 개당 총 8개의 주절삭코너의 이용이 가능하다.

이와 같이 구성된 종래의 인서트 팁(10)은 이송방향(F)에 따라 피삭재를 제거하면서 밀링작업을 수행하게 되는데 이때, 인서트 팁(10)은 피삭표면과의 직각을 이루는 임의의 선(A)을 기준으로 하는 인선각도에 따라 절삭상태가 달라지게 된다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 임의의 선(A)와 인서트 팁(10)의 주절삭날(11)(이하 인선이라 함)이 이루는 경사각이 반시계방향인 네거티브(Negative) 경사각을 가지게 하거나, 도 3에 도시된 바와 같이, 인서트 팁(10)의 인선(11)을 경사지게 변형시켜 포지티브(Positive) 경사각을 가지도록 할 수도 있다.

인서트 팁의 인선이 네거티브 경사각을 가지게 되면, 절삭저항이 크고 칩의 방향이 피삭재 방향으로 배출되므로 부하의 증가 및 진동 등의 문제점과 함께 피절삭물의 조도가 불량하게 되어 인서트 팁의 수명을 단축시키게 되는 원인이 된다. 이에 반해, 인서트 팁의 인선이 포지티브 경사각을 갖게 되면, 칩의 방향이 피삭재로부터 멀어지는 방향으로 배출되며, 네거티브 경사각에 비하여 절삭저항 및 진동이 감소되므로 절삭성을 향상시키는 효과가 있다.

한편, 도 3a에 도시된 바와 같이, 인서트 팁(10a)을 경사지게 형성하면 포지 티브 경사각을 갖는 인선(11a)을 용이하게 구성할 수 있다는 이점은 있으나, 인서트 팁(10a)을 180˚회전시켜 2개의 절삭코너 밖에 사용할 수 없게 된다. 또한, 커터본체(1)의 회전방향이 반대가 될 경우에도 인서트 팁(10a)을 반전시켜 2개의 절삭코너 밖에 사용할 수 없다. 따라서, 이러한 인서트 팁(10a)은 한개당 총 4개의 주절삭코너를 사용할 수 밖에 없으므로 총 8개의 주절삭코너를 사용하는 종래의 인서트 팁(10)에 비하여 비 경제적이다.

이 때문에 최근에는 도 3b에 도시된 바와 같이, 인서트 팁(10b) 각면을 서로 직각으로 형성시킨 인서트 팁(10b)을 제작함으로써 총 8개의 주절삭날(11b)을 사용할 수 있도록 하는 동시에, 인선(11b)을 "V" 형으로 형성시켜 포지티브 경사각을 갖도록 하는 인서트 팁(10b)이 개발되고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 인서트 팁(10b)은 "V"자형 인선(11b)의 급격한 각도변경으로 인해 급작스럽게 칩이 분절되거나 각도변경지점에 칩이 잔여됨으로써 칩이 방향성 없이 배출되는 문제가 발생된다. 칩 배출성이 저하되면 작업장이 지저분해짐은 물론 주변기기에 침투하여 오작동을 유발시킬 수 있다.

또한, 상기 인선(11b)은 각도변경지점에서 볼트와의 거리(d)가 좁아지게 되는데, 가공작업중 반복적으로 인서트 팁(10b)에 가해지는 충격에 의해 상기 각도변경지점에 응력이 집중되면서 균열이 발생되는 심각한 문제가 발생될 수 있다.

인서트 팁(10b)에 균열이 발생되면, 공구의 수명 단축은 물론 균열부가 절손되면서 인서트 팁(10b)에 미세 유동을 유발시켜 결국 절삭품질의 저하로 이어진다. 특히, 균열부는 미세하여 육안 파악이 힘들기 때문에 관리가 매우 어렵고, 적절한 팁 교체시기를 놓침으로써 절삭품질 저하는 물론 조업중단에 이르는 심각한 문제를 유발할 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 절삭가공시 포지티브 경사각을 가지는 인선에 의해 칩의 배출성이 향상되는 동시에 8개의 주절삭코너를 이용할 수 있고, 인선에 의한 팁의 강도가 취약해 지지 않도록 하는 웨이브 인선을 가지는 커터용 인서트 팁의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사각평판의 팁본체를 구비하며, 상기 팁본체 양측면의 길이방향 경계선을 인선으로 하는 주절삭날과, 팁본체의 상하부면의 두께방향 경계선을 인선으로 하는 부절삭날과, 커터본체의 선단에 탈부착이 가능하게 나사결합되도록 팁본체 전후면의 중심을 관통하는 볼트공을 가지는 것에 있어서,

상기 주절삭날의 인선은 피삭표면에 대해 직각을 이루는 임의의 선을 기준으로 하여 시계방향의 포지티브 경사각을 이루다가 일측지점에서부터는 상기 볼트공의 중심과 수평으로 마주하는 지점을 향해 상기 포지티브경사각과 반대방향으로 경사를 이루는 웨이브 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 웨이브 인선을 갖는 팁본체의 양측면 중앙에는 커터본체에 대한 팁의 초기장착 위치를 조절하기 위한 기준면이 되는 평면부가 더 형성될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인서트 팁(100)은 사각평판 형태로서 팁(100)의 두께방향의 전후면을 가진다. 이 전후면의 중앙에는 체결용 볼트(200)의 나사부가 관통되도록 볼트공(101)이 형성된다. 이 볼트공(101)은 내측으로 체결용 볼트(200)의 머리가 지지되도록 테이퍼 가공이 되어 있다.

상기 인서트 팁(100)은 사각형태로서, 팁본체 양측면에 형성된 4개의 길이방향 경계선을 인선으로 하는 주절삭날과, 팁본체의 상하면에 형성된 4개의 두께방향 측면경계선을 인선으로 하는 부절삭날(120)을 가진다. 본 발명에 따르면, 이중 상기 주절삭날은 웨이브형상으로 이루어진 웨이브인선(110)을 갖는다.

상기 웨이브 인선(110)은 인서트 팁(100)의 양측으로 서로 대칭되게 형성되며, 이송방향(F)을 기준으로 전방에 위치된다. 따라서, 본 발명의 웨이브 인선(110)은 절삭가공시 피절삭물을 제거하는 주절삭날이 된다.

본 발명에 따른 인서트 팁(100)은 회전 및 반전에 의해 4개의 주절삭코너를 사용할 수 있도록 각 측면들이 서로 직각을 이루도록 형성된다. 따라서, 본 실시예의 인서트 팁(100)은 진행방향(F)이 반대일 경우, 인서트 팁(100)을 반전 장착시키는 것에 의해 총 8개의 주절삭코너를 모두 이용할 수 있다.

이에 따라, 서로 다른 이송방향(F)을 가지는 커터본체(1)에 동시 장착이 가능해지므로 좌우대칭의 절삭이 요구되는 피삭재의 가공에 적합하다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 웨이브 인선(110)은 부절삭날(120)에 대하여 피삭재 표면에 대해 직각을 이루는 임의의 선(A)을 기준으로 시계방향의 포지티브 경사각을 가지도록 형성된다. 인선각도가 포지티브 경사각을 가지면, 칩이 피삭재로부터 멀어지는 방향으로 배출되므로 네거티브 경사각에 비하여 절삭저항 및 진동이 감소되므로 절삭성이 향상된다.

그리고, 상기 웨이브 인선(110)은 포지티브 경사각을 이루다가 일측지점에서부터는 상기 볼트공(101)의 중심과 수평으로 마주하는 지점을 향해 상기 포지티브경사각과 반대방향으로 경사를 이루도록 형성된다.

이에 따라서, 볼트공(101)의 중심과 수평으로 마주하는 지점의 인선부(110a)와 볼트공(101)의 중심과의 거리는, 다른 지점의 인선과 볼트공(101)의 중심이 이루는 거리와 비교할 때 항상 최소치 이상이 된다. 따라서 종래와 같이 볼트공(101)과 웨이브 인선(110)과의 거리가 좁아지는 지점에서 응력이 집중되는 현상이 방지될 수 있다.

본 발명에 따른 웨이브 인선(110)은 동일한 형상으로 주기적으로 반복형성되고 웨이브 인선(110)의 중앙을 기준으로 상하 대칭되도록 형성되는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 웨이브 인선(110)의 특성에 따라 주기적으로 반복되지 않아도 무방하다. 또한, 도시하지는 않았지만, 직선과 곡선이 혼합된 웨이브의 형태도 가능하다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인서트 팁(100)은 웨이브 인선(110)과 부절삭날(120)의 주변을 따라 일정한 폭으로 형성되는 랜드부(111)를 가진다. 이 랜드부(111)는 인서트 팁(100)이 레이크면(112)의 날카로운 부분을 완화시켜서 인선의 강도를 향상시키므로 강이나 난삭재를 가공하는데 있어서, 절삭초기에 발생되는 인서트 팁(100)의 절손을 방지하고 날의 강도를 유지시킨다.

한편, 웨이브 인선(110)이 형성된 팁(100)의 측면 중앙에 인서트 팁(100)의 초기장착 위치를 조절하기 위한 기준면이 되는 평면부(113)가 더 형성될 수 있다. 이 평면부(113)는 상기 랜드부(111)로부터 내측으로 연장되는 칩 레이크 면(112)과 연결되며, 인서트 팁(100)이 커터본체(1)에 장착될 때 위치를 결정할 수 있는 기준면이 된다. 따라서, 위치결정부가 평면상태이므로 이 평면부(113)를 기준으로 하여 인서트 팁(100)의 위치를 용이하게 조절할 수 있으며, 정확한 위치에 장착될 수 있으므로 가공의 정밀도가 향상될 수 있다.

도 8을 참조하여 본 발명의 인서트 팁이 커터본체에 조립되는 과정을 살펴본다.

먼저, 인서트 팁(100)은 인서트 팁(100)의 형상을 따라 커터본체(1)의 선단에 형성된 포켓부(2)에 안착된다. 그리고, 인서트 팁(100)의 체결공(101)으로 체결용 볼트(200)의 나사부가 통과된다. 이때, 웨이브 인선(110)은 전방을 향하도록 위치된다. 상기 체결용 볼트(200)의 나사부는 체결공(101)을 통과하여 커터본체(1)와 체결되고, 이 상태에서 상기 체결용 볼트(200)를 조여줌으로써 인서트 팁(100)은 커터본체(1)에 견고하게 결합된다.

상기와 같이 인서트 팁(100)이 장착되면, 웨이브 인선(110)은 전방과 후방을 향하게 되며 전방측 웨이브 인선(110)과 이 웨이브 인선(110) 하부의 부절삭날(120)에 의해 절삭작업이 이루어진다. 즉, 절삭깊이에 따라 주절삭날(110)이 이송방향(F)으로 피삭재를 제거하면서 작업을 수행한다.

특히, 본 발명의 웨이브 인선(110)은 포지티브 경사각을 이루다가 일측지점에서부터는 상기 볼트공(101)의 중심과 수평으로 마주하는 지점을 향해 상기 포지티브 경사각과 반대방향으로 경사를 이루도록 형성되기 때문에, 포지티브 경사각을 가지도록 웨이브 인선(110)을 형성시키는 과정에서 웨이브 인선(110)과 볼트공(101)과의 거리가 과도하게 근접되는 것이 방지되어 인서트 팁(100) 강도가 취약해지지 않는다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 웨이브 인선을 가지는 커터용 인서트 팁에 따르면, 팁의 전후방에 형성되는 인선을 포지티브 경사각을 가지는 웨이브 형태로 형성함으로써 절삭가공시 작업성 및 절삭품질 및 절삭가공시 발생되는 칩의 배출성이 향상될 뿐만 아니라, 팁에 형성된 모든 주절삭코너를 모두 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 볼트공과의 거리가 근접되지 않도록 체결공과 인접한 인선의 웨이브 방향이 볼트공과 거리가 증대되는 방향이 되도록 형성시킴으로써 인서트 팁의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

아울러, 웨이브 인선면에 평면부를 형성시킴으로써, 이 평면부를 기준으로 하여 인서트 팁의 설치가 용이하게 이루어질 수 있으며, 인서트 팁의 설치가 정확하게 이루어지므로 가공의 정밀도가 향상될 수 있다.

Claims (2)

1. 사각평판의 팁본체를 구비하며, 상기 팁본체 양측면의 길이방향 경계선을 인선으로 하는 주절삭날과, 팁본체의 상하부면의 두께방향 경계선을 인선으로 하는 부절삭날과, 커터본체의 선단에 탈부착이 가능하게 나사결합되도록 팁본체 전후면의 중심을 관통하는 볼트공을 가지는 것에 있어서,

   상기 주절삭날의 인선은 피삭표면에 대해 직각을 이루는 임의의 선을 기준으로 하여 시계방향의 포지티브 경사각을 이루다가 일측지점에서부터는 상기 볼트공의 중심과 수평으로 마주하는 지점을 향해 상기 포지티브경사각과 반대방향으로 경사를 이루는 웨이브 형상인 것을 특징으로 하는 웨이브 인선을 가지는 커터용 인서트 팁.
2. 제 1항에 있어서,

   웨이브 인선을 갖는 팁본체의 양측면 중앙에는 커터본체에 대한 팁의 초기장착 위치를 조절하기 위한 기준면이 되는 평면부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 웨이브 인선을 가지는 커터용 인서트 팁.

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