KR100958403B1 - 교환 가능한 절삭 인서트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작은 직경의 커터에 충분한 장착면을 통하여 안정적으로 장착될 있고, 다수의 코너 절삭 에지를 갖는 절삭 인서트를 개시한다. 본 발명에 따른 절삭 인서트는 서로 대향하는 상부면과 하부면 및 상부면과 하부면을 연결하는 2개의 종측면과 2개의 횡측면을 갖는 형상을 가지며, 상부면과 하부면의 각 중앙부를 가로질러 형성된 관통홀을 갖는다. 종측면은 서로 대향하고 상부면 및 하부면과 직교하며, 횡측면은 서로 대향하며, 상부면 및 하부면과 직교한다. 또한, 상부면과 하부면 상에는 양 횡측면을 따라 2개의 칩 배출홈이 형성되되, 2개의 칩 배출홈은 횡방향으로 서로 반대방향의 경사를 가짐으로써 대각선 대향 코너에 2개의 코너 절삭 에지가 형성된다. 여기서, 횡측면 사이의 최대 이격 거리에 의하여 결정되는 절삭 인서트의 종축 길이는 종측면 사이의 최대 이격 거리에 의하여 결정되는 횡축 길이보다 길다.

절삭 인서트

Description

교환 가능한 절삭 인서트{Exchangeable cutting insert}

본 발명은 절삭 인서트에 관한 것으로서, 특히 다수의 코너 절삭 에지 및 충분한 안착면을 갖는 소형 절삭 인서트에 관한 것이다.

절삭 인서트가 장착된 절삭 공구를 이용하여 피절삭물에 대한 가공 공정을 진행함에 따라 절삭 인서트의 코너 절삭 에지가 마모된다. 예를 들어, 밀링 머신을 이용한 피절삭물의 절삭 공정에서, 커터에 장착된 절삭 인서트의 코너 절삭 에지부가 마모되며, 코너 절삭 에지부가 마모된 절삭 인서트는 피절삭물을 정확하게 절삭할 수 없다.

따라서, 작업자는 주기적으로 코너 절삭 에지부가 마모된 절삭 인서트를 새로운 절삭 인서트로 교체해야 한다. 그러나, 단일의 코너 절삭 에지부가 마모된 후, 고가의 절삭 인서트를 제거하고 새로운 절삭 인서트를 커터에 장착하는 것은 경제적으로 바람직하지 않다.

절삭 인서트의 수명을 연장하기 위하여 다수의 코너 절삭 에지가 형성된 절 삭 인서트가 요구되고 있다. 그러나, 소형의 커터, 예를 들어 직경(φ)이 16 내지 40mm인 소형 커터에 장착되는 소형 절삭 인서트에 다수의 코너 절삭 에지를 형성하기에는 많은 어려움이 있다.

이와 함께, 소형 절삭 인서트에 넓은 직경의 클램핑 홀(관통홀)을 형성하는 것도 어려우며, 또한 소형의 절삭 인서트를 커터의 포켓에 안정적으로 장착하기 위하여 충분한 장착면을 확보하는 것도 어렵다.

본 발명은 소형 절삭 인서트가 갖고 있는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 작은 직경의 커터에 충분한 장착면을 통하여 안정적으로 장착될 있고, 다수의 코너 절삭 에지를 갖는 절삭 인서트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 절삭 인서트는 서로 대향하는 상부면과 하부면 및 상부면과 하부면을 연결하는 2개의 종측면과 2개의 횡측면을 갖는 형상을 가지며, 상부면과 하부면의 각 중앙부를 가로질러 형성된 관통홀을 갖는다.

여기서, 종측면은 서로 대향하고 상부면 및 하부면과 직교하며, 횡측면은 서로 대향하며, 상부면 및 하부면과 직교한다.

또한, 상부면과 하부면 상에는 양 횡측면을 따라 2개의 칩 배출홈이 형성되되, 2개의 칩 배출홈은 횡방향으로 서로 반대방향의 경사를 가짐으로써 대각선 대향 코너에 2개의 코너 절삭 에지가 형성된다.

여기서, 횡측면 사이의 최대 이격 거리에 의하여 결정되는 절삭 인서트의 종축 길이는 종측면 사이의 최대 이격 거리에 의하여 결정되는 횡축 길이보다 길다.

또한, 종측면들은 서로 평행한 평면이며, 횡측면은 볼록 곡면인 것이 바람직하다.

특히, 상부면과 하부면은 관통홀을 가로지르는 종방향 중심축 및 횡방향 중심축에 대하여 회전 대칭인 것이 바람직하다. 또한, 상부면과 하부면은 각각 관통홀의 중심축에 대하여 180도 회전 대칭인 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따른 절삭 인서트는 커터의 축 방향과 대응하는 종측면의 길이가 커터의 반경 방향과 대응하는 횡측면의 길이보다 길기 때문에 좁은 직경의 커터에도 충분한 장착면을 통하여 안정적으로 장착될 수 있다.

또한, 상부면 및 하부면에 형성된 8개의 코너부 중 4개의 코너부가 코너 절삭 에지의 기능을 수행함으로써 절삭 인서트의 수명이 현저하게 연장될 수 있다.

절삭 인서트의 회전 대칭성으로 인하여, 커터의 포켓에서 분리된 절삭 인서트를 어느 방향으로 180도 회전시킨 후에 포켓에 장착하더라도 절삭 인서트는 정확하게 포켓에 장착된다.

이하, 본 발명에 따른 절삭 인서트의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 이하의 설명에서는 본 발명에 따른 절삭 인서트의 한 예로서, 밀링 공정에 사용되는 밀링용 절삭 인서트를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트의 사시도, 도 2, 도 3, 도 4는 도 1에 도시된 절삭 인서트의 평면도, 정면도 및 측면도이다.

본 발명에 따른 절삭 인서트(100)는 서로 대향하는 상부면(150)과 하부면(160), 상부면(150)과 하부면(160)을 연결하는 4개의 측면(110, 120, 130 및 140)을 갖는다.

여기서, 관통홀(190)은 상부면(150)과 하부면(160)의 중앙부를 가로질러 형성되며, 절삭 인서트(100)를 커터(도시되지 않음)에 체결시 클램핑 홀의 기능을 수행한다.

상부면(150)과 하부면(160)은 커터의 포켓(도 1 내지 도 4에는 도시되지 않음)에 안착되는 안착면으로서, 실질적으로 서로 평행한 평면이다.

절삭 인서트(100)의 4개의 측면은 상부면(150)과 하부면(160)에 직교하며, 도면에 도시된 바와 같이 서로 대향하는 2개의 종측면(110 및 120) 그리고 서로 대향하는 2개의 횡측면(130 및 140)으로 짝 지워진다.

여기서, 2개의 횡측면(130, 140) 사이의 최대 이격 거리에 의하여 규정되는 종축 길이는 2개의 종측면(110, 120) 사이의 최대 이격 거리에 의하여 규정되는 횡축 길이보다 길다. 도 1을 참조하여 설명하면, 종축 길이는 2개의 횡측면(130 및 140) 및 관통홀(190)의 중심을 가로지르는 종방향 중심축(도 1의 S2), 즉 종축을 따른 인서트의 길이이며, 횡축 길이는 2개의 종측면(110 및 120)의 중심 및 관통 홀(190)의 중심을 가로지르는 횡방향 중심축(도 1의 S1), 즉, 횡축을 따른 인서트의 길이이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종측면(110 및 120)은 실질적으로 평면이며, 횡측면(130 및 140)은 곡면(볼록면)이다. 각 측면(110, 120, 130 및 140)의 경 계부(코너부)는 소정의 곡률을 갖는 곡면을 형성한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상부면(150) 상에는 양 횡측면(130, 140)을 따라 2개의 칩 배출홈(153, 154)이 형성된다. 여기서, 2개의 칩 배출홈(153, 154)은 횡방향으로 서로 반대 방향의 경사를 가짐으로써 대각선 대향 코너에 2개의 코너 절삭 에지(150-1, 150-2)가 형성되고, 다른 2개의 대향 코너에는 칩 배출부(150-1, 150-2)가 형성된다.

즉, 어느 한 횡측면(130)에 인접한 상부면(150)의 칩 배출홈(153)은 종방향 중심축(S2)을 기준으로 어느 한 종측면(110)을 향하는 하향 칩 배출홈(153-1) 및 다른 종측면(120)을 향하는 상향 칩 배출홈(153-2)으로 구성된다.

또한, 다른 횡측면(140)에 인접한 상부면(150)의 칩 배출홈(154)은 종방향 중심축(S2)을 기준으로 한 종측면(120)을 향하는 하향 칩 배출홈(154-2) 및 다른 종측면(110)을 향하는 상향 칩 배출홈(154-1)으로 구성된다.

따라서, 절삭 인서트(100)의 상부면(150)의 4개의 코너부(150-1, 150-2, 150-3 및 150-4) 중에서 한 대각선 상에 위치한 2개의 코너부(150-1 및 150-2)는 상부면(150) 상에서 융기되며, 다른 대각선 상에 위치한 다른 2개의 코너부(150-3 및 150-4)는 상부면(150) 상에서 함몰된 상태에 있다.

여기서, 상부면(150) 상으로 돌출된 2개의 코너부(150-1 및 150-2)가 코너 절삭 에지의 기능을 수행한다.

한편, 본 발명에 따른 절삭 인서트(100)는 횡방향 중심축(S1), 종방향 축(S2) 그리고 관통홀(190)의 중심축에 대하여 회전대칭이다.

즉, 절삭 인서트(100)를 도 1에 도시된, 횡방향 중심축(S1)을 중심으로 180도 회전시키면, 2개의 횡측면(130 및 140) 그리고 상부면(150)과 하부면(160)이 서로 바뀌지만 절삭 인서트(100)의 전체 형상은 회전하기 전의 형상과 동일하다.

또한, 절삭 인서트(100)를 관통 홀(190)의 중심 및 횡측면(130 및 140)의 중심을 지나는 종방향 중심축(S2)을 중심으로 180도 회전시키면, 2개의 종측면(110 및 120) 그리고 상부면(150)과 하부면(160)이 서로 바뀌지만 절삭 인서트(100)의 전체 형상은 회전하기 전의 형상과 동일하다.

특히, 절삭 인서트(100)를 관통 홀(190)의 수직 중심축을 중심으로 180도 회전시키면, 2개의 종측면(110 및 120) 그리고 2개의 횡측면(130 및 140)이 서로 바뀌지만 절삭 인서트(100)의 전체 형상은 회전하기 전의 형상과 동일하다.

이러한 회전 대칭성은 절삭 인서트(100)의 인덱싱을 가능하게 한다. 즉, 커터의 포켓에서 분리된 절삭 인서트(100)를 어느 방향으로 180도 회전시킨 후에 포켓에 장착하더라도 절삭 인서트는 포켓에 장착된다.

이와 같이 구성된 절삭 인서트(100)에는 상부면(150)의 코너부(150-1, 150-2, 150-3, 150-4) 중에서 상부면(150)의 평균고도 위로 돌출된 2개의 코너부(150-1 및 150-2)는 코너 절삭 에지의 기능을 수행하며, 상부면(150)의 평균면 아래로 후퇴된 2개의 코너부(150-1 및 150-2)는 칩 배출부가 된다.

위에서 설명한 바와 같이, 하부면(160)은 상부면(150)의 구조에 대하여 회전 대칭인 구조를 가지며, 따라서, 하부면(160)의 구성에 대한 설명은 생략한다.

따라서, 본 발병에 따른 절삭 인서트(100)에는 4개의 코너 절삭 에지(150-1, 150-2 및 160-3, 160-4)를 갖는다.

도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 절삭 인서트가 장착된 절삭 공구의 부분 사시도, 도 6은 도 5의 측면도로서, 절삭 인서트와 피절삭물 간의 관계를 도시하는 도면이다.

예를 들어, 밀링 장치의 커터(200)에 형성된 각 포켓(201) 내에 절삭 인서트(100)가 클램핑 스크류(210)에 의하여 장착된다. 이때, 절삭 인서트(100)의 하부면(160)이 포켓(201)의 바닥면에 안착되며, 어느 한 횡측면(도 6에서는 130)이 피절삭물(W)에 접촉한다. 도 5 및 도 6에 도시된 상태에서, 상부면(150), 어느 한 종측면(120) 그리고 어느 한 횡측면(130) 사이의 코너부(150-2)가 코너 절삭 에지의 기능을 수행한다.

한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 커터(200)의 포켓(201) 내에 장착된 절삭 인서트(100)의 2개의 종측면(110 및 120)은 커터(200)의 축방향으로 배치되며, 2개의 횡측면(130 및 140)은 커터(200)의 반경 방향으로 배치된다.

절삭 인서트(100)의 종측면(110 및 120)의 길이가 횡측면(130 및 140)의 길이(폭)보다 길기 때문에, 작은 직경의 커터(200)에 장착되더라도 절삭 인서트(100)와 커터(200)의 포켓(210) 사이에 충분한 면적의 안착면이 확보될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 절삭 인서트(100)에서, 피절삭물(W)과 접촉하는 부분은 볼록 곡면인 횡측면(130 또는 140)이므로, 횡측면(130)과 피절삭물(W)간의 접촉면적이 최소화된다. 따라서, 인서트(100)에 가해지는 절삭 저항이 최소화될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 피절삭물(W)에 대한 절삭 공정이 진행됨에 따라 코너 절삭 에지(예를 들어, 150-2)가 마모되며, 따라서 마모된 코너 절삭 에지(150-2)를 교체해야 한다. 코너 절삭 에지의 교체를 위하여, 먼저 작업자는 커터(200)로부터 클램핑 스크류(210)를 분리하며, 이후 절삭 인서트(100)를 횡방향 중심축(S1) 또는 종방향 중심축(S2)을 중심으로 180도 회전시키거나 관통홀(190)의 수직 중심축을 중심으로 180도 수평 회전시킨다. 최종적으로, 클램핑 스크류(210)를 이용하여 절삭 인서트(100)를 커터(200)의 포켓(201) 내에 고정시킨다.

이 상태에서, 새로운 코너 절삭 에지(150-1, 160-3 및 160-4) 중 어느 한 코너 절삭 에지가 피절삭물(W)과 대응한다.

도 7은 도 5의 정면도로서, 커터의 포켓 내에 장착된 절삭 인서트를 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 커터(200)의 포켓(201)에 절삭 인서트(100)가 장착된 상태에서, 절삭 에지(150-2; 즉, 피절삭물(W)과 접촉하는 절삭날 부분)은 커터(200)의 직경선과 소정 각도 ("C"로서, 약 13°)를 이룬다. 이러한 구조에서는, 코너 절삭 에지(150-2)에 의하여 생성된 칩의 배출이 용이해지며, 또한 절삭 부하가 현저하게 감소한다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 절삭 인서트의 사시도.

도 2, 도 3, 도 4는 도 1에 도시된 절삭 인서트의 평면도, 정면도 및 측면도.

도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 절삭 인서트가 장착된 절삭 공구의 부분 사시도.

도 6은 도 5의 측면도로서, 절삭 인서트와 피절삭물 간의 관계를 도시하는 도면.

도 7은 도 5의 정면도로서, 커터의 포켓 내에 장착된 절삭 인서트를 도시한 도면.

Claims (5)

1. 서로 대향하는 상부면과 하부면 및 상기 상부면과 하부면을 연결하는 2개의 종측면과 2개의 횡측면을 갖는 형상을 가지며, 상기 상부면과 하부면의 각 중앙부를 가로질러 형성된 관통홀을 지니는 절삭 인서트에 있어서,

   상기 종측면은 서로 대향하는 평행한 평면으로서, 상부면 및 하부면과 직교하며,

   상기 횡측면은 서로 대향하는 볼록 곡면으로서, 상부면 및 하부면과 직교하고,

   상기 상부면과 하부면 상에는 양 횡측면을 따라 각각 2개의 칩 배출홈이 형성되되, 상기 2개의 칩 배출홈은 횡방향으로 서로 반대 방향의 경사를 가짐으로써 대각선 대향 코너에 2개의 코너 절삭 에지가 형성되며,

   인서트의 종축 길이가 횡축 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 상부면과 하부면은 종방향 중심축에 대하여 회전 대칭된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 상부면과 하부면은 횡방향 중심축에 대하여 회전 대칭된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 상부면과 하부면은 각각 관통홀의 중심축에 대하여 180도 회전 대칭된 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.

Images