KR100725084B1 - 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트 - Google Patents

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Abstract

코너절인부에 칩 감김 현상과 돌발 파손을 방지할 수 있도록 랜드경사면을 구비함과 아울러 코너절인부에 칩 배출방향 유도 및 칩 브레이킹을 할 수 있는 칩 브레이커를 구비함으로써, 절미 향상 및 인선강도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 원활하게 절삭 칩을 배출할 수 있는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 코너절인부는, 인서트 상부면 보다 낮게 제공되면서 끝부분에서 나사 인서트의 중심 측으로 낮아지게 연장되면서 쇄기형상을 가지는 절인면과, 절인면의 일측 및 타측 가장자리에 형성되는 제 1 절인 및 제 2 절인과, 제 1 절인 및 제 2 절인의 연장단부를 부드럽게 연결하는 제 3 절인과, 절인면에 침강 및 돌출 형성되는 칩 브레이커를 갖는다.

Description

개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트{A SCREW-INSERT HAVING IMPROVED CORNER CUTTING EDGE}
도 1은 본 발명에 따른 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트를 나타낸 사시도이며,
도 2는 도 1에 도시된 나사 인서트의 평면도이고,
도 3은 도 2의 “A”부분을 확대하여 나타낸 도면이며,
도 4는 도 3의 선 A-A를 따라서 도시된 단면도이고,
도 5는 도 3의 선 B-B를 따라서 도시된 단면도이며,
도 6은 도 3의 선 C-C를 따라서 도시된 단면도이고,
도 7은 도 4의 선 D-D를 따라서 도시된 단면도이며, 그리고
도 8 및 도 10은 도 3에 도시된 리셋스돌기의 다른 실시예를 보인도면이다.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
100 : 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트
102 : 인서트 상부면 104 : 인서트 하부면
106 : 인서트 측면 110 : 코너절인부
112 : 절인면 114 : 제 1 절인
116 : 제 2 절인 118 : 제 3 절인
120 : 칩 브레이커 122 : 리셋스홈
124 : 리셋스돌기 126 : 제 1 랜드경사면
128 : 제 2 랜드경사면 129 : 제 3 랜드경사면
본 발명은 나사 인서트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코너절인부에 칩 감김 현상과 돌발 파손을 방지할 수 있도록 랜드경사면을 구비함과 아울러 코너절인부에 칩 배출방향 유도 및 칩 브레이킹을 할 수 있는 칩 브레이커를 구비함으로써, 절미 향상 및 인선강도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 원활하게 절삭 칩을 배출할 수 있는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트에 관한 것이다.
일반적으로, 절삭공구는 주로 철계, 비철계 금속의 절삭에 이용되는 것으로서, 통상적으로 공작기계에 장착되어 피삭재를 원하는 형상으로 가공하기 위하여 절삭을 수행하는 공구이다.
또한, 절삭공구는 인서트를 홀더에 고정시켜주는 방법에 따라서 브레이징 타입(Brazing type)과 인덱서블 타입(Indexable type)으로 나눌 수 있는데, 브레이징 타입은 인서트를 홀더의 일부분에 브레이징 용접하여 영구히 고정시키는 것이며, 인덱서블 타입은 홀더에 구비되는 고정장치를 이용하여 인서트를 홀더에 장착 또는 탈착시키는 것이다.
한편, 절삭공구를 이용하여 금속을 절삭하는 방법으로는 크게 두 가지를 들 수 있는데, 첫째로는 회전하는 금속제의 피가공물에 절삭공구의 절인부분을 접촉시켜서 절삭을 수행하는 것이다. 둘째로는, 절삭날을 가진 공구, 즉 절삭 인서트를 공구용 홀더를 이용하여 공작기계에 고정시킨 후, 이러한 상태 하에서 절삭공구를 회전시켜면서 미리 고정된 피가공물에 접촉 또는 관통시켜 피가공물을 원하는 모양으로 가공하는 것이다. 나사가공은 상기한 금속 절삭방법 중 첫 번째 방법에 속하는 것이다.
종래 나사가공을 하기 위해서 사용되는 인서트는 절입이 매우 작은 나사가공의 특성상 칩이 홀더에 감기거나 칩에 의해 가공물이 손상되는 문제점이 있었으며, 특히, 내경가공의 경우 칩 배출성이 매우 어려울 뿐만 아니라 날카로운 절삭날로 인해 돌발적인 절삭코너 결손이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 코너절인부에 칩 감김 현상과 돌발 파손을 방지할 수 있도록 랜드경사면을 구비함과 아울러 코너절인부에 칩 배출방향 유도 및 칩 브레이킹을 할 수 있는 칩 브레이커를 구비함으로써, 절미 향상 및 인선강도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 원활하게 절삭 칩을 배출할 수 있는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,
인서트 상부면 및 인서트 하부면, 이들 사이에 위치한 인서트 측면을 가지는 대략 삼각형 형상의 가지는 판 형상으로 제작되고 중앙에는 원형 개구부가 형성됨과 아울러 각각의 모서리에는 쇄기형상을 가지는 코너절인부가 제공되는 나사 인서트에 있어서,
코너절인부는;
인서트 상부면 보다 낮게 제공되면서 끝부분에서 나사 인서트의 중심 측으로 낮아지게 연장되면서 쇄기형상을 가지는 절인면과, 절인면의 일측 및 타측 가장자리에 형성되는 제 1 절인 및 제 2 절인과, 제 1 절인 및 제 2 절인의 연장단부를 부드럽게 연결하는 제 3 절인과, 절인면에 침강 및 돌출 형성되는 칩 브레이커를 갖는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트를 제공한다.
바람직하게는 칩 브레이커는 절인면에 형성된 제 1 절인, 제 2 절인 및 제 3 절인을 따라 형성되면서 절인면에 침강되게 형성되는 리셋스홈과, 제 2 절인에 인 접한 리셋스홈의 내측에 서로 다른 높이 및 서로 다른 넓이를 가지며 형성되는 리셋스돌기를 구비한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 코너절인부에 칩 감김 현상과 돌발 파손을 방지할 수 있도록 랜드경사면을 구비함과 아울러 코너절인부에 칩 배출방향 유도 및 칩 브레이킹을 할 수 있는 칩 브레이커를 구비함으로써, 절미 향상 및 인선강도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 원활하게 절삭 칩을 배출할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트(100)는 주로 초경합금 재료를 분말 야금법에 의한 공정, 즉 형압, 소결, 연삭 등의 공정을 이용하여 제작된다.
나사 인서트(100)는 대략 삼각형 형상의 가지는 판 형상으로 제공되는데, 이러한 나사 인서트(100)는 인서트 상부면(102) 및 인서트 하부면(104), 이들 사이에 위치한 인서트 측면(106)을 포함한다. 또한 나사 인서트(100)에는 각각의 모서리에 쇄기형상을 가지는 코너절인부(110)가 제공되고, 인서트 상부면(102) 중앙에는 나사 인서트(100)를 선삭용홀더(도시되지 않음)에 체결할 수 있도록 원형 개구부(108)가 형성된다. 전술한 코너절인부(110)는 직접적으로 나사홈을 가공한다.
도 2는 도 1에 도시된 나사 인서트의 평면도이며, 그리고 도 3은 도 2의 “A”부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
코너절인부(110)는 인서트 상부면(102)보다 낮게 제공되면서 끝부분에서 나사 인서트(100)의 중심측으로 낮아지게 연장되고 쇄기형상, 즉 “∧”자 형상을 가지는 절인면(112)과, 절인면(112)의 일측 및 타측 가장자리에 형성되는 제 1 절인(114) 및 제 2 절인(116)과, 제 1 절인(114) 및 제 2 절인(116)의 연장단부를 부드럽게 연결하는 제 3 절인(118)과, 절인면(112) 상에 형성되는 칩 브레이커(120)를 구비한다. 바람직하게는 제 1 절인(114) 및 제 2 절인(116)은 서로 같은 길이로 제공된다. 더욱 바람직하게는 제 1 절인(114) 및 제 2 절인(116)은 서로 다른 길이로 제공될 수 있다.
도 4는 도 3의 선 A-A를 따라서 도시된 단면도이며, 도 5는 도 3의 선 B-B를 따라서 도시된 단면도이고, 도 6은 도 3의 선 C-C를 따라서 도시된 단면도이며, 그리고 도 7은 도 4의 선 D-D를 따라서 도시된 단면도이다.
칩 브레이커(120)는 절인면(112)에 형성된 제 1 절인(114), 제 2 절인(116) 및 제 3 절인(118)을 따라 형성되는 리셋스홈(122)과, 다수의 리셋스돌기(124)를 구비한다.
이러한 리셋스홈(122)은 절인면(112)의 하방측으로 0.03~0.3㎜의 깊이(L1)를 가지면서 침강되게 형성됨과 아울러 리셋스홈(122)의 상부 가장자리에서 리셋스홈(122)의 바닥 측으로 5~45도의 테이퍼 경사각(α)을 가지도록 형성된다.
그리고, 리셋스홈(122)의 상부 양측 가장자리와, 제 1 절인(114) 및 제 2 절인(116) 사이에는 제 1 랜드경사면(126) 및 제 2 랜드경사면(128)이 형성되고, 제 3 절인(118)과 리셋스홈(122) 사이에는 제 1 랜드경사면(126) 및 제 2 랜드경사면(128)을 연결하는 제 3 랜드경사면(129)이 형성된다. 제 1 랜드경사면(126) 및 제 2 랜드경사면(128)은 제 1 절인(114) 및 제 2 절인(116)에서 리셋스홈(122)의 경사면 양측 상부 가장자리로 낮아지는 경사각(β1)을 가지며 연장되면서 리셋스홈(122)에 형성된 테이퍼 경사와 연결된다. 바람직하게는 경사각(β1)은 0.5~5.0도의 경사각(β1)을 가진다. 제 3 랜드경사면(129)은 제 3 절인(118)에서 리셋스홈(122)의 상부 가장자리로 0,5~5.0도 높아지는 경사각(β2)을 가지며 형성된다.
이러한 제 1 랜드경사면(126) 및 제 2 랜드경사면(128)은 제 1 절인(114) 및 제 2 절인(116) 전체 길이에 걸쳐 형성된다. 바람직하게는 제 1 랜드경사면(126) 및 제 2 랜드경사면(128)은 제 3 절인(118)의 각각의 끝부분에서 제 1 절인(114) 및 제 2 절인(116)의 1/3 지점까지만 형성될 수 있다. 또한 제 1 랜드경사면(126) 및 제 2 랜드경사면(128)은 제 1 절인(114) 및 제 2 절인(116)의 중앙부분에서 제 3 절인(118)에 대향하는 제 1 절인(114) 및 제 2 절인(116)의 끝단까지 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게느 제1 랜드경사면(126) 및 제 2 랜드경사면(128)은 동일한 길이, 또는 서로 다른 길이로 형성될 수 있다.
한편, 리셋스돌기(124)는 제 2 절인(116)에 인접한 리셋스홈(122)의 내측에 서로 다른 높이 및 서로 다른 넓이를 가지도록 제공된다. 즉, 리셋스돌기(124)는 나사를 가공하기 위해서 나사 인서트(100)가 이동하는 가공 방향에 대향하는 제 2 절인(122)의 인접한 위치에 형성된다. 바람직하게는 리셋스돌기(124)는 리셋스홈(122)과 제 2 랜드경사면(128)에 걸쳐 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는 리셋스돌기(124)는 제 2 랜드경사면(128) 상에 형성될 수 있다.
이러한 리셋스돌기(124)의 중심부를 연결하는 가상의 중심선(CL1)은 코너절인부(110)를 양측으로 분할하는 또 다른 가상의 중심선(CL2)과 제 3 절인(118)이 만나는 지점을 기준으로 45도 이내에 배치된다. 또한 리셋스돌기(124)는 제 3 절인(118)의 인접위치에서 인서트 상부면(102) 측으로 순차적으로 부피가 크게 형성되는데, 이때, 제 3 절인(118)에 인접한 리셋스돌기(124)에 후행하는 또 다른 리셋스돌기(124)는 선행하는 리셋스돌기(124) 보다 0.02~0.20㎜ 높은 높이(L2)로 제공됨과 아울러 선행되는 리셋스돌기(124)보다 120~350% 확대된 부피로 제공된다.
도 8 및 도 10은 도 3에 도시된 리셋스돌기의 다른 실시예를 보인도면이다.
도시된 바와 같이 리셋스돌기(124)는 볼록한 타원형상뿐만 아니라 볼록한 원형 또는 부채꼴 형상, 또는 곡률을 가지는 막대형상으로 으로 제작될 수 있다.
이와 같이 형성된 나사 인서트(100)는 이용하여 나사를 가공하게 되면, 가공 중 발생하는 칩은 제 1 랜드경사면(126)을 따라 자연스럽게 리셋스홈(122)의 내측으로 안내되고, 안내된 칩은 다시 리셋스홈(122)을 따라 안내되면서 리셋스돌기(124)를 순차적으로 부딪히면서 컬링됨과 아울러 방향이 전환되어 리셋스돌기(124)에 간섭되지 않는 공간으로 유도 배출된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 나사 인서트(100)는 제 1 절인(114) 및 제 2 절인(116)에 제 1 랜드경사면(126) 및 제 2 랜드경사면(128)을 형성함으로써, 절미를 향상시켜 절삭저항을 감소함으로써 제 3 절인(118)의 돌발적인 파손을 예방할 수 있다.
또한 제 3 절인(118)과 리세스홈(122)사이에 형성되고 제 1 랜드경사면(126) 및 제 2 랜드경사면(128)을 연결하는 제 3 랜드경사면(129)을 구비함으로써, 나사 인서트(100)의 인성 강도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 리셋스홈(122) 및 리셋스돌기(124)를 형성함으로써, 절삭 칩의 흐름 방향을 유도할 수 있을 뿐만 아니라 서로 다른 높이 및 넓이를 가지는 리셋스돌기(124)를 구비함으로써, 칩 배출 방향 유도와 칩 브레이킹이 용이하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 인서트 상부면 및 인서트 하부면, 이들 사이에 위치한 인서트 측면을 가지는 대략 삼각형 형상의 가지는 판 형상으로 제작되고 중앙에는 원형 개구부가 형성됨과 아울러 각각의 모서리에는 쇄기형상을 가지는 코너절인부가 제공되는 나사 인서트에 있어서,
    상기 코너절인부는;
    상기 인서트 상부면 보다 낮게 제공되면서 끝부분에서 상기 나사 인서트의 중심 측으로 낮아지게 연장되면서 쇄기형상을 가지는 절인면과, 상기 절인면의 일측 및 타측 가장자리에 형성되는 제 1 절인 및 제 2 절인과, 상기 제 1 절인 및 상기 제 2 절인의 연장단부를 부드럽게 연결하는 제 3 절인과, 상기 절인면에 침강 및 돌출 형성되는 칩 브레이커를 갖는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 칩 브레이커는 상기 절인면에 형성된 상기 제 1 절인, 상기 제 2 절인 및 상기 제 3 절인을 따라 형성되면서 상기 절인면에 침강되게 형성되는 리셋스홈과, 상기 제 2 절인에 인접한 상기 리셋스홈의 내측에 서로 다른 높이 및 서로 다른 넓이를 가지며 형성되는 리셋스돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 리셋스홈은 상기 절인면의 하방측으로 0.03~0.3㎜의 깊이를 가지면서 침강되게 형성되는 것을 특징으로 하는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 리셋스홈은 상기 리셋스홈의 상부 가장자리에서 상기 리셋스홈의 바닥 측으로 5~45도의 테이퍼 경사각을 가지는 것을 특징으로 하는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 절인 및 상기 제 2 절인에서 상기 리셋스홈의 양측 경사면 상부 가장자리로는 0.5~5.0도의 낮아지는 경사각을 가지면서 연장되는 제 1 랜드경사면 및 제 2 랜드경사면이 형성되고, 상기 제 3 절인 및 상기 리셋스홈 상부 가장자리로는 0.5~5.0도 높아지는 경사각을 가지면서 연장되는 제 3 랜드경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 랜드경사면 및 상기 제 2 랜드경사면은 상기 제 1 절인 및 상기 제 2 절인의 전체 길이에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 랜드경사면 및 상기 제 2 랜드경사면은 상기 제 3 절인의 각각의 끝부분에서 상기 제 1 절인 및 상기 제 2 절인의 1/3 지점까지 만 형성되는 것을 특징으로 하는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 랜드경사면 및 상기 제 2 랜드경사면은 상기 제 1 절인 및 상기 제 2 절인의 중앙부분에서 상기 제 3 절인에 대향하는 상기 제 1 절인 및 상기 제 2 절인의 끝단까지 형성되는 것을 특징으로 하는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트.
  9. 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항 또는 제 8 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제 1 랜드경사면 및 상기 제 2 랜드경사면은 서로 동일한 길이, 또는 다른 길이 중 어느 하나로 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 리셋스돌기는 상기 제 3 절인의 인접위치에서 상기 인서트 상부면 측으로 순차적으로 부피가 크게 형성되는데, 상기 제 3 절인에 인접한 상기 리셋스돌기에 후행하는 또 다른 리셋스돌기는 선행하는 상기 리셋스돌기 보다 0.02~0.20㎜ 높은 높이로 제공됨과 아울러 후행하는 상기 또 다른 리셋스돌기는 선행되는 상기 리셋스돌기보다 120~350% 확대된 부피로 제공되는 것을 특징으로 하는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 리셋스돌기의 중심부를 연결하는 가상의 중심선은 상기 코너절인부를 양측으로 분할하는 또 다른 가상의 중심선과 상기 제 3 절인이 만나는 지점을 기준으로 45도 이내에 배치되는 것을 특징으로 하는 개선된 코너절인부를 가지는 나사 인서트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR0139417B1 (ko) * 1988-09-22 1998-06-01 레나트 래퀴스트 칩형성가공을 위한 절삭인서트
JP2000514365A (ja) 1996-07-05 2000-10-31 イスカー・リミテツド 丸コーナーを有する切削インサート
KR100389107B1 (ko) 1994-12-29 2003-10-04 케나메탈 아이엔씨. 얇은칩에대한칩브레이커를가진절삭인서트
JP2006123041A (ja) 2004-10-27 2006-05-18 Mitsubishi Materials Corp ねじ切り切削用インサート

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