KR100957693B1

KR100957693B1 - 그루빙 작업용 절삭 삽입부

Info

Publication number: KR100957693B1
Application number: KR1020067010773A
Authority: KR
Inventors: 우치 가티
Original assignee: 이스카 엘티디.
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2004-11-14
Publication date: 2010-05-12
Also published as: CN100387384C; CN1890042A; RU2006118947A; KR20060121123A; ATE468191T1; US20050123367A1; AU2004295204A1; RU2358839C2; WO2005053886A1; ES2341775T3; CA2545273C; JP4652338B2; US7320564B2; BRPI0416899A; JP2007534505A; IL159188A; DE602004027290D1; EP1689546A1; CA2545273A1; IL159188A0

Abstract

그루빙 작업용 절삭 삽입부는 하나 이상의 절삭부를 갖는다. 상기 절삭부는 전방 주 절삭 에지와, 상기 주 절삭 에지에서 후방 및 외향으로 연장하는 두 개의 대향 측면 절삭 에지를 포함하고, 각각의 측면 절삭 에지는 가변 레이크 각(α)를 갖는다.

절삭, 에지, 클램핑, 레이크, 섕크, 작업편

Description

그루빙 작업용 절삭 삽입부{CUTTING INSERT FOR GROOVING OPERATIONS}

본 발명은 그루빙(grooving) 작업용 절삭 삽입부에 관한 것으로서, 구체적으로는 본 발명에 따른 절삭 삽입부는 피스톤 내의 링 홈의 가공에서 적용되는 키스톤(keystone) 형상의 홈을 제조하는데 주로 적용된다.

이러한 절삭 삽입부는, 예를 들어, 미국 특허 제6,135,678 호에서 공지되는데, 이것은 후방 섕크(shank)부와, 후방 섕크부로부터 전방으로 돌출되는 전방 절삭 헤드를 포함하는 절삭 삽입부를 개시한다. 절삭 헤드는 상부측, 하부측, 상부측과 하부측을 각각 상호 연결하는 두 개의 플랭크 측 표면과, 플랭크 측 표면을 상호 연결하는 전방으로 대면하는 전방 플랭크 표면을 포함한다. 각각의 플랭크 측 표면은 상부측과 예각을 형성한다. 플랭크 전방 표면과 상부측 사이의 전이부는 주 절삭 에지를 형성한다. 각각의 플랭크 측 표면과 상부측 사이의 전이부는 측면 절삭 에지를 형성한다. 측면 절삭 에지는 절삭 헤드의 중심선의 각각의 대향 측부들 상에서 연장하며, 전방 방향으로 수렴한다. 측면 절삭 에지는 서로 간에 예각을 형성한다. 각각의 측면 절삭 에지는 그 안에 형성되는 복수의 이격된 홈을 포함하고, 이에 의해 각각의 측면 절삭 에지는 비연속적이다. 따라서, 절삭 에지는 절삭에지 세그먼트를 포함하고, 각각의 세그먼트는 인접하는 세그먼트와 홈에 의해 분리된다.

그루빙 작업 동안, 우선 주 절삭 에지가 작업편과 결합한다. 절삭 깊이가 커짐에 따라, 삽입부와 작업편 사이의 상호 작용이 세 개의 다른 측면, 즉 주 절삭 에지와 두 개의 측면 절삭 에지를 따라 일어나는데, 이 때 홈이 능동적인 역할을 하기 시작해서 칩의 폭을 줄이는데 기여한다. 이것은 처리하기에 매우 얇고 곤란한 칩의 형성을 피하는데 도움이 된다. 그러나, 절삭 깊이가 커짐에 따라, 소정의 절삭 에지 세그먼트가 작업편을 가공하는 것을 완료한 후, 작업편의 일부가 이 소정의 절삭 에지 세그먼트의 바로 후방, 즉 공급 방향에 대해 하류에 위치된 홈과 결합하게 된다. 이것은, 홈이 작업편과 결합할 때마다 상당한 저항력이 절삭 삽입부에 인가되는 결과를 낳는다. 홈은 절삭 에지가 아니다. 따라서, 절삭 깊이가 커짐에 따라, 홈과 결합하는 작업편의 이러한 부분들은 절삭되지 않으며, 변형된다. 따라서, 전체 가공 공정이 매우 비효율적이게 된다.

본 발명의 목적은 상술한 단점을 상당히 줄이거나 극복하는 키스톤 형상의 홈을 제조하기 위해 반경의 그루빙 작업을 위한 절삭 삽입부를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 클램핑부(12) 및 하나 이상의 절삭부와 상부 및 하부 대향 표면(16, 18)과 그 사이에서 연장하는 주연측 표면(20)을 포함하고, 상기 상부 및 주연측 표면(16, 20)은 적어도 일부분이 절삭 에지를 포함하는 상부 에지에서 만나며, 상기 절삭 에지는 전방 주 절삭 에지(24)와, 절삭 삽입부 절삭부(14)의 종 방향 축(L)의 대향 측면 위에서 후방 및 외향으로 상기 주 절삭 에지(24)에서 클램핑부(12)로 연장하는 두 개의 대향 측면 절삭 에지(26)를 포함하고, 각각의 측면 절삭 에지(26)의 적어도 일부분은 가변 레이크 각(α)을 갖는 그루빙 작업을 위한 절삭 삽입부가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각의 측면 절삭 에지는 복수의 절삭 에지 섹션을 포함하고, 레이크 각은 각각의 절삭 에지 섹션 내에서 일정하다.

바람직하게는, 인접하는 절삭 에지 섹션은 다른 레이크 각을 갖는다.

바람직한 실시예에 따르면, 인접하는 절삭 에지 섹션의 레이크 각은 교대로 양과 음이다.

필요하다면, 절삭부의 상부 표면은 계단형 구조를 갖는다.

각각의 측면 절삭 에지 상의 절삭 에지 섹션은 그룹으로 나타날 수 있고, 각각의 그룹은, 제1 그룹의 절삭 에지 섹션의 레이크 각은 모두 양이고, 인접하는 제2 그룹의 절삭 에지 섹션은 모두 음인 복수의 절삭 에지 섹션을 포함한다.

본 발명의 더 나은 이해를 위해, 그리고 본 발명이 실제로 어떻게 수행될 수 있는지를 도시하기 위해, 아래와 같이 수반되는 도면이 참조된다.

도1은 본 발명에 따른 절삭 삽입부의 사시도이다.

도2는 도1에서 도시된 절삭 삽입부의 부분 평면도이다.

도3은 도2의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 단면도이다.

도4는 도2의 선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 취한 단면도이다.

도5는 도1에서 도시된 절삭 삽입부의 부분 측면도이다.

도6은 도1에서 도시된 절삭 삽입부의 단부도이다.

도7은 본 발명에 따른 다른 절삭 삽입부의 부분 사시도이다.

본 발명에 따른 그루빙 작업을 위한 절삭 삽입부(10)를 도시하는 도면을 참조한다. 절삭 삽입부(10)는 폼-프레싱(form-pressing) 또는 사출 성형법 및 바인더 내의 카바이드 분말의 소결에 의해 초경합금(cemented carbide)과 같은 초경질의 내마모성 재료로 통상적으로 제조된다. 절삭 삽입부(10)는 양 단부를 선택사용할 수 있는 절삭 삽입부(indexable duble-ended cutting insert)이고 클램핑부(12)와 두 개의 절삭부(14)를 포함한다. 그러나, 본 발명은 오직 단일의 절삭부(14)를 갖는 단일단부 절삭 삽입부에도 동일하게 적용될 수 있다. 절삭 삽입부(10)는 상부 및 하부 대향 표면(16, 18)과 그 사이에서 연장하는 주연측 표면(20)을 갖는다. 주연측 표면(20)은 단부 플랭크(20')와 두 개의 대향 측면 플랭크(20")를 포함한다. 상부 및 주연측 표면(16, 20)은, 단부 플랭크(20')와 상부 표면(16)의 교차부에 형성되는 전방의 주 절삭 에지(24)와 측면 플랭크(20")와 상부 표면(16)의 교차부에 형성되는 두 개의 대향 동일 측면 절삭 에지(26)를 포함하는 상부 에지(22)에서 만난다. 두 개의 대향 동일 측면 절삭 에지(26)는 주 절삭 에지(24)로부터 후방 및 외향으로 절삭 삽입부(10)의 종 방향의 축(L)의 대향 측면들 상에서 클랭핑부(12)를 향해 연장한다. 다시 말해서, 두 개의 대향 동일 측면 절삭 에지(26)는 주 절삭 에지(24)로부터 후방으로 발산한다. 이러한 특성은 절삭 삽입부(10)의 평면도를 도시하는 도2에서 알 수 있다. 본 발명에 따르면, 각각의 측면 절삭 에지(26)는 측면 절삭 에지(26)의 길이를 따라 변화하는 레이크(rake) 각을 갖는다. 작업편 내의 절삭 삽입부(10)에 의해 형성되는 홈의 형상은 단면이 대략 키스톤 또는 쐐기와 같은 형상이 된다. 단면이 키스톤 또는 쐐기와 같은 형상을 갖는 링 홈은, 예를 들어, 피스톤에서 요구된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 두 개의 절삭부(14)는 동일하고, 따라서 양 단부가 동일한 절삭 삽입부를 도2 및 도5에서 도시되는 바와 같이 절삭 삽입부(10)의 절반에 대해 기재하는 것으로 충분하다. 도2에서 도시되는 바와 같이, 주 절삭 에지(24)는 절삭부(12)의 전방 단부(28)에 위치되고 클램핑부(12)는 후방 단부(30)에 위치되는 상태로, 종방향의 축(L)은 절삭부(12)의 전방에서 후방으로의 종방향을 정의한다.

각각의 측면 절삭 에지(26)는 복수의 절삭 에지 섹션(32)을 포함하고, 레이크 각은 각각의 절삭 에지 섹션(32) 내에 일정하다. 도3 및 도4는 두 개의 인접하는 절삭 에지 섹션(32', 32")의 레이크 각(α1, α2)을 도시한다. 도시되는 실시예에서, 인접하는 절삭 에지 섹션(32') 중 하나의 레이크 각(α1)은 양(positive)인 반면, 다른 인접하는 절삭 에지(32")의 레이크 각(α2)은 음(negative)이다. 또한, 도3 및 도4는 두 개의 인접하는 절삭 에지 섹션(32', 32")의 측면 릴리프 각(β1, β2)을 도시한다. 본 발명은 측면의 릴리프 각이 절삭 에지(26)를 따라 변화하는 것을 요구하지 않는다. 따라서, 필요하다면 측면 릴리프 각은 절삭 에지를 따라 일정할 수 있다. 이러한 경우에, 두 개의 인접하는 절삭 에지 섹션(32', 32")의 측면 릴리프 각(β1, β2)은 동일하게 된다(β1=β2=β). 이것은 측면 플랭크(20")를 연삭함으로써 얻어질 수 있다. 도3 및 도4에서 도시되는 바와 같이, 상부 표면(16)과 측면 플랭크(20")는 각각 측면 절삭 에지(26)에 인접하여 측면 레이크 및 측면 릴리프 표면(34, 36)을 포함한다. 두 개의 인접하는 절삭 에지 섹션(32', 32")의 웨지 각(ω1, ω2)이 도3 및 도4에서 도시된다. 확실히, 측면 릴리프 각(β)이 측면 절삭 에지(26)를 따라 일정하다면, 측면 절삭 에지(26)를 따르는 레이크 각의 크기의 편차는 웨지 각의 크기의 편차와 등가이게 된다.

측면 절삭 에지(26)에 따르는 레이크 각의 크기의 편차(varation)는 그루빙 작업 중 작업편으로부터 제거되는 칩이 처리하기 쉽게 한다. 이러한 칩은 주 절삭 에지(24)에 의해 형성되는 중심부와 측면 절삭 에지(26)에 의해 형성되는 측면부를 포함한다. 측면 절삭 에지(26)를 따르는 레이크 각의 크기의 편차 때문에, 측면부는 칩의 측면부가 비틀리도록 하는 전단력의 작용을 받는다. 일반적으로, 칩의 측면부는 이격된 작은 칩 측면부들의 집합으로 분쇄된다. 인접하는 절삭 에지부 사이에서 레이크 각의 크기의 편차가 클수록, 칩의 부분들에 작용하는 전단력은 커진다.

가장 큰 전단력은 측면 절삭 에지(26)를 따르는 측면 레이크 표면(34)의 형상의 가장 큰 편차로 얻어지게 되는데, 이것은 인접하는 절삭 에지 섹션(32)의 레이크 각이 교대로 양과 음일 때 얻어진다. 그러나, 도7에서 도시되는 바와 같이, 측면 절삭 에지(26)를 따르는 측면 레이크 표면(34)의 형상의 작은 편차가 시용될 수 있다. 도7에서 도시되는 실시예에서, 측면 절삭 에지(26)를 따르는 측면 레이크 표면(34)의 형상은 파동 형태이다. 이것은 (측면 절삭 에지(26)를 따라 측정되는 경우) 상대적으로 작은 절삭 에지 섹션(32)을 사용함으로써 얻어진다. 모든 인접하는 절삭 에지 섹션(32)이, 초기의 상대적으로 작은 양의 값으로 시작해서 최대 값으로 증가하고 그 후 초기의 작은 양의 값으로 감소하는 양의 레이크 각을 갖는 절삭 에지 섹션의 제1 그룹(32A)이 있으며, 이것은 절삭 삽입부(10)의 전방 단부(28)에서 시작해서 후방 단부(30)로 이동한다. 다음으로, 모든 인접하는 절삭 에지 섹션(32)이, 초기의 상대적으로 작은 음의 값으로 시작해서 최대 값으로 증가하고, 그 후 초기의 작은 음의 값으로 감소하는 음의 레이크 각을 갖는 절삭 에지 섹션의 제2 그룹(32B)이 있다. 절삭 에지 섹션의 제3 그룹(32C)은 제1 그룹의 반복이다. 이러한 방식으로 물결치는 파동 측면 레이크 표면(34)이 얻어진다.

절삭 삽입부(10)의 하부 에지(38)는 주연측 표면(20)이 하부 표면(18)과 만나는 곳에서 형성된다. 도2에서 도시되는 바와 같이, 절삭 삽입부(10)의 평면도에서, (은선으로 도시되는) 하부 에지(38)는 상부 에지(22)의 경계 내에 위치되어 주연측 표면(20)이 측면 절삭 에지(26)로부터 후방 및 내향으로 하부 에지(38)로 연장하는 것을 나타내고, 절삭 에지(26)가 그루빙 작업 중 작업편으로부터 해방되는 것을 보장한다. 측면 릴리프 각(β)에 더하여, 전방 릴리프 각(γ)은 전방 릴리프 표면(40)과 연관된다.

클램핑부(12)의 부근의 상부 표면(16)과 하부 표면(18)은 오목한 V 형상의 접합부 표면(42, 44)을 가지며, 이것은 종방향으로 연장한다. 절삭 삽입부(10)를 보유하기 위한 (도시되지 않은) 공구 홀더의 삽입 포켓의 클램핑 표면은 짝을 이루는 종방향으로 연장하는 볼록한 V 형상의 표면을 갖는다. 이러한 배치는 가공 작업 동안 절삭 삽입부의 측방향의 안정성을 달성하기 위한 것으로 당업계에 잘 알려 져 있다.

상부 표면(16)에는 칩 형성기가 제공될 수 있다. 도1 및 도2는 주 절삭 에지(24)에 인접하는 칩 형성기(46)를 도시한다. 칩 형성기(46)는, 예를 들어, 상부 표면(16) 내의 리세스 또는 상부 표면(16)으로부터 돌출되는 돌출부와 같은 소정의 바람직한 형태일 수 있다.

도1 및 도5에서 알 수 있는 바와 같이, 절삭부(14)의 상부 표면(16)은 계단형 구조를 가지며, 각 스텝(48)은 상향으로 그리고 하부 표면(18)으로부터 멀어지게 연장하는 전방부(50)와, 하향으로 그리고 전방부(50)에서 하부 표면(18)을 향해 연장하는 후방부(52)를 포함한다. 계단형 구조는 그루빙 작업 중 절삭 삽입부(10)에 작용하는 절삭력을 감소시켜서, 이에 의해 그루빙 작업을 보다 효율적으로 만든다.

본 발명은 일정한 정도로 구체적으로 기재되었지만, 이후에 청구된 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않는 다양한 변경 및 수정을 할 수 있다고 볼 것이다.

Claims

클램핑부(12)와 적어도 하나의 절삭부(14)를 포함하고, 상기 클램핑부(12)와 상기 절삭부(14)는 서로 대향한 상부 및 하부 표면(16, 18)과 이 상부 및 하부 표면(16, 18) 사이에서 연장하는 주연측 표면(20)을 포함하는, 그루빙 작업용 절삭 삽입부(10)이며,

상기 상부 표면(16)과 주연측 표면(20)은 상부 에지(22)에서 만나고, 상기 상부 에지(22)의 적어도 일부분은 절삭 에지를 포함하며, 상기 절삭 에지는 전방 주 절삭 에지(24)와, 절삭 삽입부의 절삭부(14)의 종방향 축(L)의 대향 측부들에서 상기 주 절삭 에지(24)로부터 클램핑부(12)를 향해 후방 및 외향 방향으로 연장하는 두 개의 대향한 측면 절삭 에지(26)를 포함하고, 각각의 측면 절삭 에지(26)의 적어도 일부는 가변 레이크 각(α)을 갖고, 상기 각각의 측면 절삭 에지(26)는 복수의 인접하는 절삭 에지 섹션(32)을 포함하고, 상기 레이크 각(α)은 각각의 절삭 에지 섹션(32)에서 일정하고,

인접하는 절삭 에지 섹션(32' ,32")은 다른 레이크 각(α1, α2)을 갖는 그루빙 작업용 절삭 삽입부.
삭제
제1항에 있어서, 상기 인접하는 절삭 에지 섹션(32' ,32")의 레이크 각(α1, α2)은 교대로 양과 음인 그루빙 작업용 절삭 삽입부.
제3항에 있어서, 상기 절삭부(14)의 상부 표면(16)은 계단형 구조인 그루빙 작업용 절삭 삽입부.
제1항에 있어서, 각각의 측면 절삭 에지(26)의 상기 절삭 에지 섹션(32)은 그룹(32A, 32B, 32C)으로 배치되고, 각각의 그룹은 복수의 절삭 에지 섹션을 포함하며, 제1 그룹 내의 절삭 에지 섹션의 레이크 각은 모두 양이고, 인접하는 제2 그룹 내의 절삭 에지 섹션의 레이크 각은 모두 음인 그루빙 작업용 절삭 삽입부.
제5항에 있어서, 단일의 그룹에 속하는 인접하는 절삭 에지 섹션의 레이크 각은 서로 다른 그루빙 작업용 절삭 삽입부.
제5항에 있어서, 단일의 그룹에 속하는 인접하는 절삭 에지 섹션의 레이크 각은 상기 측면 절삭 에지를 따라 크기가 최대 값으로 증가하고, 그 후 감소하는 그루빙 작업용 절삭 삽입부.
삭제