KR100978424B1 - 절삭 삽입체 및 그 제조방법 - Google Patents

절삭 삽입체 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절삭 삽입체 표면에 대한 연삭 공정을 최소화하면서도, 절삭 삽입체 표면 전부를 연삭하는 경우와 동일한 정도의 가공면 표면 조도를 얻을 수 있는 절삭 삽입체 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 절삭 삽입체는 상면(120)과, 하면(140)과, 상기 상면(120)과 상기 하면(140)을 연결하는 주측면(161)들과, 인접하는 주측면(161)들을 연결하는 부측면(162)들을 포함한다. 상기 상면(120)은 상기 주측면(161)에 인접하는 주상면(121)들과, 인접하는 주상면(121)들을 연결하고 상기 부측면(162)에 인접하며 주상면보다 높게 형성된 부상면(122)들과, 상기 주상면(121)들과 상기 부상면(122)들에 의해 둘러싸인 중앙면(123)을 포함한다. 상기 주상면(121)들과 주측면(161)들은 비연삭면이고, 상기 부상면(122)들과 부측면(162)들은 연삭면이다. 비연삭면인 주상면(121)과 주측면(161) 사이에는 주절삭 에지(181)가 형성되고, 연삭면인 부상면(122)과 부측면(162) 사이에는 부절삭 에지(182)가 형성된다.
절삭, 삽입체, 연삭, 절삭 에지

Description

절삭 삽입체 및 그 제조방법 {CUTTING INSERT AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 절삭 삽입체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 절삭 삽입체 표면에 대한 연삭 공정을 최소화하고, 피삭재의 가공면의 표면 조도를 양호하게 유지할 수 있는 절삭 삽입체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 밀링 커터에 장착되는 절삭 삽입체는 텅스텐 카바이드와 같은 분말을 소정의 절삭 삽입체 형상이 되도록 압축(pressing)한 다음, 이를 약 1300℃ 내지 1400℃의 온도로 소결(sintering)함으로써 제조된다. 이 경우, 압축 및 소결 공정만으로 제조되는 절삭 삽입체는 큰 제조 공차를 가지므로, 압축 및 소결 공정 후 절삭 삽입체의 표면을 연삭하여 각 절삭 에지의 위치 차이를 감소시켰다. 이러한 절삭 삽입체를 개시한 공보로서, 미국공개특허공보 2007/183858호가 있다. 상기 공보에 개시된 절삭 삽입체에서는 주절삭 에지에 인접한 상면을 제외한 모든 표면이 연삭된다.
그러나, 연삭 공정은 통상적으로 긴 가공시간을 요구함을 고려할 때, 가능한 한 연삭 공정을 최소화할 필요가 있다.
도1은 통상의 밀링 커터를 도시하고, 도2는 이 밀링 커터에 장착되는 종래의 절삭 삽입체(10)를 도시한다. 절삭 삽입체(10)는 상면(12)과, 하면(14)과, 상면(12)과 하면(14) 사이를 연결하는 주측면(16)들과, 인접하는 주측면(16)들을 서로 연결하는 부측면(18)들과, 상면(12)과 주측면(16) 사이에 형성되는 주절삭 에지(20)들과, 상면(12)과 부측면(18) 사이에 형성되는 부절삭 에지(22)들을 포함한다.
도3은 종래의 절삭 삽입체(10)가 밀링 커터에 장착되어 피삭재의 가공면을 절삭하는 상태를 도시하며, 도4는 도3의 절삭 삽입체(10)에 대한 확대도이다. 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체(10)의 주절삭 에지(20)가 밀링 커터의 이송 방향을 따라 피삭재를 먼저 절삭한 후, 부절삭 에지(22)가 주절삭 에지(20)에 의해 절삭된 피삭재 부분을 매끄럽게 다듬는다. 따라서, 밀링 커터 상의 각 주절삭 에지(20) 사이에 위치 차이가 일부 존재하더라도, 각 부절삭 에지(22)의 위치가 서로 균일하다면, 피삭재의 가공면의 표면 조도를 양호하게 유지할 수 있다.
이와 같이, 피삭재의 가공면의 표면 조도가 각 부절삭 에지(22)의 위치 차이에 의해 좌우되는 점에 착안하여, 절삭 삽입체의 표면 중, 밀링커터의 착좌면과 접촉하는 하면(14)과, 부절삭 에지(22)에 인접한 부측면(18)만을 연삭하는 방안을 고려할 수 있다.
그러나, 이 경우, 절삭 삽입체(10)의 상면(12)이 연삭되지 않으므로, 도5에 도시된 바와 같이, 상면(12)으로부터 하면(14)까지의 두께 방향으로의 제조 공차로 인해, 밀링 커터 상의 부절삭 에지(22)의 위치에 오차(M)가 발생할 수 있다. 따라 서, 이러한 절삭 삽입체(10)를 밀링 커터에 복수 개 장착하여 피삭재의 가공면을 절삭하면, 절삭 삽입체 표면 전부를 연삭하는 경우에 비해, 피삭재의 가공면의 표면 조도가 악화되는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 절삭 삽입체 표면에 대한 연삭 공정을 최소화하면서도, 절삭 삽입체 표면 전부를 연삭하는 경우와 동일한 정도의 가공면 표면 조도를 얻을 수 있는 절삭 삽입체 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 절삭 삽입체는 상면과, 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 주측면들과, 인접하는 주측면들을 연결하는 부측면들을 포함하고, 상기 상면은 상기 주측면에 인접하는 주상면들과, 인접하는 주상면들을 연결하고 상기 부측면에 인접하며 주상면보다 높게 형성된 부상면들과, 상기 주상면들과 상기 부상면들에 의해 둘러싸인 중앙면을 포함하고, 상기 주상면들과 주측면들은 비연삭면이고, 상기 부상면들과 부측면들은 연삭면이고, 비연삭면인 주상면과 주측면 사이에는 주절삭 에지가 형성되고, 연삭면인 부상면과 부측면 사이에는 부절삭 에지가 형성된다.
부절삭 에지를 형성하는 부상면과 부측면 모두가, 정밀한 위치 공차를 보장하도록 연삭 가공되어 있으므로, 부상면으로부터 하면으로의 두께 방향으로의 제조 오차가 줄고, 밀링 커터 상의 부절삭 에지의 위치도 균일해진다. 또한, 피삭재의 가공면의 표면 조도에 큰 영향을 미치지 않는 주절삭 에지를 형성하는 주상면과 주 측면에 대해서는 연삭 가공이 실시되지 않으므로, 연삭 가공에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 이처럼 본 발명에 따르면, 절삭 인서트의 표면에 대한 연삭 공정을 최소화하면서도 절삭 삽입체 표면 전부를 연삭하는 경우와 동일한 정도의 가공면 표면 조도를 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
도6은 본 발명에 따른 절삭 삽입체(100)의 사시도이다. 절삭 삽입체(100)는 상면(120)과, 하면(140)을 구비한다. 상면(120)과 하면(140)은 주측면(161)을 통해 연결되고, 인접하는 주측면(161)들은 부측면(162)들을 통해 연결된다. 상면(120)은 주측면(161)에 인접하는 주상면(121)과, 주상면(121)을 연결하고 부측면(162)에 인접하며 주상면(121)보다 높게 형성된 부상면(122)과, 주상면(121) 및 부상면(122)에 의해 둘러싸인 중앙면(123)을 포함한다. 주상면(121)과 주측면(161)은 비연삭면이고, 부상면(122) 및 부측면(162)은 연삭면이다. 비연삭면인 주상면(121)과 주측면(161) 사이에는 주절삭 에지(181)가 형성되고, 연삭면인 부상면(122)과 부측면(162) 사이에는 부절삭 에지(182)가 형성된다.
부절삭 에지(182)를 형성하는 부상면(122)과 부측면(162) 모두가, 정밀한 위치 공차를 보장하도록 연삭 가공되어 있으므로, 부상면(122)으로부터 하면(140)으로의 두께 방향으로의 제조 오차가 줄고, 밀링 커터 상의 부절삭 에지(182)의 위치도 균일해진다. 또한, 피삭재의 가공면의 표면 조도에 큰 영향을 미치지 않는 주절삭 에지(181)를 형성하는 주상면(121)과 주측면(161)에 대해서는 연삭 가공이 실 시되지 않으므로, 연삭 가공에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 이처럼 본 발명에 따르면, 절삭 인서트의 표면에 대한 연삭 공정을 최소화하면서도 절삭 삽입체 표면 전부를 연삭하는 경우와 동일한 정도의 가공면 표면 조도를 구현할 수 있다.
한편, 밀링 커터 상의 부절삭 에지(182)의 위치를 보다 더 균일하게 하기 위해, 밀링 커터의 착좌면과 접촉하는 절삭 삽입체(100)의 하면(140)도 연삭면인 것이 바람직하다. 또한, 절삭 삽입체(100)가 밀링 커터에 장착될 경우, 중앙면(123)은 웨지와 접촉하는 부분이므로, 부상면(122)들과 동일 평면으로 형성되는 연삭면인 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명에 따른 절삭 삽입체의 제조 방법을 설명한다.
우선 건조된 원료 분말을 압축하여 앞서 설명한 절삭 삽입체의 형상을 갖는 성형체를 형성한다. 이 성형체를 소결하여 소결체를 형성한 후, 이 소결체를 연삭하는 데, 이 때 소결체의 주상면(121)과 주측면(161)은 연삭하지 않고, 부상면(122) 및 부측면(162)은 연삭한다.
상기 소결체의 연삭 공정에서, 하면(140)도 연삭하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 소결체의 연삭 공정에서, 부상면(122)들과 중앙면(123)을 함께 연삭하는 것이 바람직하다.
또한, 원료 분말을 압축하여 형성되는 성형체의 주상면(121)들은 부상면(122)보다 0.1 mm 이상 낮게 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 그렇지 않으면, 성형체를 소결한 후, 소결체의 부상면(122)의 높이가 주상면(121)의 높이와 같아지 거나 그보다 낮아지게 되고, 소결체의 부상면(121)을 연삭하는 과정에서 소결체의 주상면(120)까지 함께 연삭될 수 있기 때문이다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 이로부터 다양한 변형 실시가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
예를 들어, 도6은 밀링 커터에 웨지형으로 고정되는 절삭 삽입체에 관한 실시예를 도시하고 있으나, 도7 및 도8과 같이 밀링 커터에 나사형으로 고정되는 절삭 삽입체에 관한 실시예를 고려할 수 있다. 이 경우, 도7의 절삭 삽입체와 같이, 연삭으로 인한 재료의 손실을 더욱 줄이기 위해, 중앙면(223)을 주상면(221)과 마찬가지로 비연삭면으로 구성할 수 있고, 도8의 절삭 삽입체와 같이, 부상면(322)들을 중앙면(323)을 부상면(322)들과 동일 평면으로 형성되도록 구성할 수 있다. 또한, 도7의 절삭 삽입체를 제조할 때, 성형체의 부상면(222)을 주상면(221) 및 중앙면(223)보다 0.1 mm이상 높게 형성되도록 하고, 도8의 절삭 삽입체를 제조할 때에는 성형체의 부상면(322) 및 중앙면(323)을 주상면(321)보다 0.1 mm이상 높게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도6 내지 도8은 절삭시, 상면만을 사용할 수 있는 절삭 삽입체에 관한 실시예를 도시하고 있으나, 도9 및 도10과 같이 상면 및 하면 모두를 사용할 수 있는 절삭 삽입체에 관한 실시예를 고려할 수 있다. 이 경우, 하면(440)은 상면(420)과 유사하게 주하면(441), 부하면(442) 및 중앙하면(443)을 포함하고, 각각의 측면은 부하면(442)에 인접하여 상기 부하면(442)과의 사이에 하부 부절삭 에 지(484)를 형성하는 제1 부측면(462)과, 부상면(422)에 인접하여 상기 부상면(422)과의 사이에 상부 부절삭 에지(482)를 형성하는 제2 부측면(463)을 포함하며, 상기 부상면(422), 부하면(442), 제1 및 제2 부측면(462, 463)들이 연삭면으로 구성된다.
도1은 절삭 삽입체가 복수 개 장착된 밀링 커터를 도시한다.
도2는 종래의 절삭 삽입체의 사시도이다.
도3은 절삭 삽입체들이 장착된 밀링 커터가 피삭재를 절삭하는 것을 도시한다.
도4는 도3의 절삭 삽입체에 대한 확대도이다.
도5는 도2에 도시된 절삭 삽입체에서 부절삭 에지를 절단한 단면도이다.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 절삭 삽입체의 사시도이다.
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 삽입체의 사시도이다.
도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 삽입체의 사시도이다.
도9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절삭 삽입체로서, 상면이 위로 보이는 사시도이다.
도10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절삭 삽입체로서, 하면이 위로 보이는 사시도이다.

Claims (13)

  1. 상면과, 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 주측면들과, 인접하는 주측면들을 연결하는 부측면들을 포함하고,
    상기 상면은 상기 주측면에 인접하는 주상면들과, 인접하는 주상면들을 연결하고 상기 부측면에 인접하며 주상면보다 높게 형성된 부상면들과, 상기 주상면들과 상기 부상면들에 의해 둘러싸인 중앙면을 포함하고,
    상기 주상면들과 주측면들은 비연삭면이고, 상기 부상면들과 부측면들은 연삭면이고,
    비연삭면인 주상면과 주측면 사이에는 주절삭 에지가 형성되고, 연삭면인 부상면과 부측면 사이에는 부절삭 에지가 형성되는 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체.
  2. 제1항에 있어서, 하면도 연삭면인 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중앙면은 상기 부상면들과 동일 평면으로 형성되는 연삭면인 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중앙면은 비연삭면인 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체.
  5. 상면과 하면 모두를 사용할 수 있는 절삭 인서트이며,
    상면과, 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 주측면들과, 인접하는 주측면들을 연결하며 제1 부측면과 제2 부측면을 각각 포함하는 부측면들을 포함하고,
    상기 상면은 상기 주측면 및 상기 제1 부측면에 인접하는 주상면들과, 인접하는 주상면들을 연결하고 상기 제2 부측면에 인접하며 주상면보다 높게 형성된 부상면들을 포함하고,
    상기 하면은 상기 주측면 및 상기 제2 부측면에 인접하는 주하면들과, 인접하는 주하면들을 연결하고 상기 제1 부측면에 인접하며 주하면보다 높게 형성된 부하면들을 포함하고,
    주상면과 주측면 및 제1 부측면 사이와, 주하면과 주측면 및 제2 부측면 사이에는 각각 주절삭 에지가 형성되고, 부상면과 제2 부측면 사이와, 부하면과 제1 부측면 사이에는 각각 부절삭 에지가 형성되고,
    상기 주상면들, 주하면들 및 주측면들은 비연삭면이고, 상기 부상면들, 부하면들, 제1 및 제2 부측면들은 연삭면인 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체.
  6. 제1항의 절삭 삽입체를 제조하는 방법이며,
    원료 분말을 준비하는 단계와, 상기 원료 분말을 압축하여 성형체를 형성하는 단계와, 상기 성형체를 소결하여 소결체를 형성하는 단계와, 상기 소결체의 부 상면들과 부측면들을 연삭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 소결체의 부상면들과 부측면들을 연삭하는 단계는 하면도 연삭하는 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 소결체의 부상면들과 부측면들을 연삭하는 단계는 중앙면도 함께 연삭하는 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 성형체의 형성 단계에서 주상면은 부상면보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 성형체의 형성 단계에서 주상면은 부상면보다 0.1 mm 이상 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체 제조 방법.
  11. 제5항의 절삭 삽입체를 제조하는 방법이며,
    원료 분말을 준비하는 단계와, 상기 원료 분말을 압축하여 성형체를 형성하는 단계와, 상기 성형체를 소결하여 소결체를 형성하는 단계와, 상기 소결체의 부상면들, 부하면들, 제1 및 제2 부측면들을 연삭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 성형체의 형성 단계에서 주상면 및 주하면은 각각 부상면 및 부하면보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 성형체의 형성 단계에서 주상면 및 주하면은 각각 부상면 및 부하면보다 0.1 mm 이상 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는, 절삭 삽입체 제조 방법.
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KR20070075314A (ko) * 2006-01-10 2007-07-18 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비 선삭 인서트 및 선삭 공구

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