KR100985597B1 - 절삭 인서트 및 이러한 절삭 인서트가 적용된 밀링커터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개선된 주절삭날을 갖는 절삭 인서트 및 이러한 절삭 인서트가 적용된 밀링커터에 관한 것이다.

본 발명에 따른 절삭 인서트는 두께방향으로 전면 및 후면을 가지며, 상기 전면 및 후면의 주변을 따라 상면, 하면, 좌측면 및 우측면을 갖는 육면체 형상으로서, 전후면을 관통하게 형성되는 체결구멍을 가지며, 상기 전면의 각 양쪽 길이방향 경계부에 주절삭날을 갖는 절삭 인서트에 있어서; 상기 전면의 양쪽 길이방향 경계부에 위치하는 주절삭날은 요철형상으로 되되, 그 요철형상이 서로 엇갈리는 상호 비대칭형으로 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 밀링커터는 커터본체의 측면에 형성된 각 포켓에 상호 인접하는 절삭 인서트의 작동 주절삭날의 요철이 서로 엇갈리도록 교대로 장착한 것을 특징으로 한다.

절삭 인서트, 절삭툴, 밀링커터, 반전장착

Description

절삭 인서트 및 이러한 절삭 인서트가 적용된 밀링커터{cutting Insert and Milling Cutter provided with the Same}

본 발명은 개선된 주절삭날을 갖는 절삭 인서트 및 이러한 절삭 인서트가 적용된 밀링커터에 관한 것이다.

특히, 주절삭날을 요철형상이면서 비대칭형으로 구성된 것과, 한 종류의 절삭 인서트로 설치방향을 달리하여 주절삭날의 요철패턴을 서로 엇갈리도록 장착할 수 있다는 것에 특징을 갖는 절삭 인서트 및 이러한 절삭 인서트가 적용된 밀링커터에 관한 것이다.

밀링가공은 통상 다수의 절삭날이 밀링커터의 측면에 조립되어, 가공하고자 하는 피삭재를 가공하게 되므로 절삭깊이와 절삭 인서트의 형상에 따라 그 절삭성이 현저하게 차이가 난다.

최근의 밀링가공은 공작기계의 발달로 인하여 고속가공, 고 이송가공이 가능하게 되었고, 생산성 향상을 목적으로 이러한 장비의 도입뿐만 아니라 절삭깊이를 깊게 함에 따라 칩(chip)을 한꺼번에 제거해 내는 보편적인 방법도 폭넓게 사용되고 있다.

통상의 절삭 인서트(1)는 도 1에서와 같이 그 두께방향으로 전면(2) 및 후면(3)이 구성되고, 이 전·후면(2,3)의 주변을 따라 상면(4), 하면(5), 좌측면(6) 및 우측면(7)등 총 6면으로 구성되어 있다. 그리고, 상기 절삭 인서트(1)는 그 양측면에 형성된 4개의 길이방향 경계선을 인선으로 하는 주절삭날(8)과, 상하면에 형성된 4개의 두께방향 측면 경계선을 인선으로 하는 부절삭날(9)을 구성하고 있다.

이러한 절삭 인서트(1)를 이용하여 피삭재를 절삭할 때 절삭면적을 크게 하고자 주절삭날의 인선 전부를 사용하여 절삭하게 되면, 절삭저항이 커져서 절삭 인서트의 수명이 단축되는 문제점과, 큰 절삭저항에 비례하여 진동 및 소음이 증가하게 되므로 피삭재의 가공정도를 저하시키는 문제점이 발생하게 된다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명은 요철형상이면서 비대칭형인 주절삭날을 구성하여 절삭저항을 줄일 수 있는 절삭 인서트를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 설치방향을 달리하여 한 종류의 절삭 인서트로 주절삭날의 요철패턴이 서로 엇갈리도록 장착할 수 있음으로써 경제적이고 장착의 편의를 도모할 수 있는 밀링커터를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1양태에 따르면,

두께방향으로 전면 및 후면을 가지며, 상기 전면 및 후면의 주변을 따라 상면, 하면, 좌측면 및 우측면을 갖는 육면체 형상으로서, 전후면을 관통하게 형성되는 체결구멍을 가지며, 상기 전면의 각 양쪽 길이방향 경계부에 주절삭날을 갖는 절삭 인서트에 있어서; 상기 전면의 양쪽 길이방향 경계부에 위치하는 주절삭날은 요철형상으로 되되, 그 요철형상이 서로 엇갈리는 상호 비대칭형으로 된 것을 특징으로 하는 절삭 인서트이다.

또한, 본 발명의 제2양태에 따르면,

커터본체의 측면에 형성된 각 포켓에, 상기 제1양태의 절삭 인서트가 장착되되, 상기 절삭 인서트의 주절삭날의 요철형상이 상하로 엇갈리도록 장착된 것을 특 징으로 하는 밀링커터이다.

이상에서 설명된 본 발명은 주절삭날을 요철형이면서 비대칭형으로 구성함으로써 인선의 확대를 가져왔으며, 한 종류의 절삭 인서트로 설치방향을 달리하게 되면 주절삭날의 요철패턴이 서로 엇갈리도록 장착할 수 있어서 두 종류의 절삭 인서트를 장착한 효과를 득할 수 있다.

또한, 장착오류방지부를 두어서 각 절삭 인서트의 주절삭날이 상호 엇갈리게 장착함에 있어서 장착오류를 방지할 수 있도록 함에 따라 사용자에게 편의를 제공하게 된다.

본 발명에 따른 절삭 인서트 및 밀링커터에 대한 기술내용을 첨부도면과 함께 후술되는 실시 예들을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 절삭 인서트의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 절삭 인서트를 전면 또는 후면방향에서 바라본 도면이다.

상기 도면에서와 같이 본 발명에 따른 절삭 인서트(10)는 그 두께방향으로 전면(11)과 후면(12)을 가지며, 이 전·후면의 주변을 둘러싸고 있는 상하면(13,14) 및 좌우측면(15,16)을 갖는 직육면체 형상을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 절삭 인서트(10)는 전·후면(11,12)에 체결나사(s)가 관통되도록 체결구멍(17)이 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 절삭 인서트(10)는 피삭재의 절삭면을 절삭하는 2개 또는 4개의 주절삭날과, 절삭면과 인접하는 직각면을 절삭하는 2개 또는 4개의 부절삭날을 갖는다.

상기 주절삭날(18a,18b,18c,18d)은 상기 절삭 인서트(10)의 전면(11)에 형성되는 2개의 길이방향 경계선을 인선으로 하는 제1,2주절삭날(18a,18b)로 구성되며, 이에 더하여 상기 후면(12)에 형성되는 2개의 길이방향 경계선을 인선으로 하는 제3,4주절삭날(18c,18d)이 더 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 주절삭날(18a~18d)은 웨이브 형상의 요철을 갖는다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 주절삭날(18a~18d)은 인서트 몸체의 두께방향(t) 시선에서는 웨이브 형태이며, 폭방향(b) 시선에서는 직선형태인 것이 바람직하다.

또한, 이러한 웨이브 형상은 동일한 크기와 형상으로 주기적으로 반복 형성되는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 주기적으로 반복되지 않아도 무방하며, 직선과 곡선이 혼합된 웨이브 형태도 가능하다. 이러한 웨이브 형태는 직선형에 비해 절삭인선이 길어지는 효과를 가져온다.

바람직한 양태로서, 상기한 제1,2주절삭날(18a,18b)은 그 요철형태가 서로 엇갈리는(staggered) 상호 비대칭형으로 구성하고, 상기 제3,4주절삭날(18c,18d)은 상기 제1,2주절삭날(18a,18b)을 인서트 몸체의 세로중심축(VS)을 중심으로 180°회전 대칭시킨 형태로 구성된다. 다시 말해서 상기 전면(11)과 후면(12)은 세로중심축(VS)을 중심으로 뒤집어 놓은 형태가 되는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 밀링커터와 본 발명에 따른 절삭 인서트의 조립상태도이고,도 5는 본 발명에 따른 밀링커터의 포켓에 본 발명에 따른 절삭 인서트를 조립하기 전의 상태도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절삭 인서트(10)를 커터본체(20)에 장착함에 있어서 제1주절삭날(18a)을 작동 주절삭날로 한다면 이와 인접하는 다른 절삭 인서트는 인서트 몸체의 전·후면 중심을 축으로 180°반전시켜서 제2주절삭날(18b)이 작동 주절삭날이 되도록 장착함으로써, 인접하는 절삭 인서트의 작동 주절삭날의 요철이 길이방향(ℓ)으로 서로 교호하여 엇갈리게 배열되도록 장착하는 것이 가능하게 된다.

도 6은 본 발명에 따라 인접하는 절삭 인서트의 요철이 길이방향(ℓ)으로 엇갈리도록 장착한 후 절삭을 행하는 상태도이다.

도면에 따르면, 상기한 장착방법에 의해, 어느 절삭 인서트는 주절삭날 요철의 마루부분에 의해 주로 절삭이 이루어지고 골부분은 상대적으로 미약한 절삭이 이루어지게 된다. 하지만, 차기 절삭 인서트는 앞선 절삭 인서트에 대해 마루와 골이 길이방향(ℓ)으로 엇갈리게 배열되도록 장착됨으로써 앞선 절삭 인서트에서 미진한 절삭부위를 마루 부분에 의해 보완절삭을 행함에 따라 전반적으로 균일한 정밀절삭이 가능하게 되는 것이다.

참고로, 블랙라인은 피삭재의 절삭된 부분을 표시한 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 절삭 인서트(10)는 도 5에서와 같이 그 체결구멍(17)을 인서트 몸체의 중심으로부터 길이방향(ℓ)으로 편심되게 구성하여, 인접하는 절삭 인서트의 작동 주절삭날의 요철 형상이 길이방향(ℓ)으로 서로 교호하게 엇갈리도록 장착되지 않을 때 장착오류가 쉽게 드러나도록 하였다.

즉, 상기 절삭 인서트(10)의 체결구멍(17)을 길이방향(ℓ)으로 편심되게 구성하게 되게 되면 절삭 인서트를 정상장착과 반전장착을 교대로 할 경우, 인접하는 절삭 인서트의 체결구멍(17)의 위치가 위아래로 교대로 바뀌는 형태로 장착될 것이다.

이에 맞추어 본 발명에 따른 커터본체(20)의 측면에 형성되는 포켓(21)의 나사 결속홈(22)의 위치를 상기 체결구멍(17)의 위치에 맞도록 설계한다. 즉, 커터 본체(20)에 인접하는 포켓(21)의 나사 결속홈(22)의 상대적 위치를 도5에 도시된 대로 상측 또는 하측으로 교대로 배열하면, 절삭 인서트(10)를 포켓(21)에 장착할 때 체결구멍(17)과 나사 결속홈(22)의 상하 위치가 일치해야만 제대로 장착이 가능하게 되므로 장착오류를 방지할 수 있게 된다.

그러나, 체결구멍(17)과 나사 결속홈(22)의 배열만으로는 장착오류를 완전하게 방지하기 어렵기 때문에 그 보완책으로 커터본체(20)와 절삭 인서트(10)에 볼록부(19)와 오목부(23)로 구성된 장착오류방지구조를 더 두는 것이 바람직하다.

이러한 장착오류방지구조는 도 7a와 7b를 보면 명확해 진다.

정상방향으로 장착된 절삭 인서트를 작동 주절삭날을 제1주절삭날(18a)로 설정하였다면 반전방향으로 장착되는 절삭 인서트의 작동 주절삭날은 제2주절삭날(18b)이라야 하지만 상기와 같이 체결구멍(17)과 나사 결속홈(22)의 편심구조만으로는 제3주절삭날(18c)을 작동 주절삭날로 하여 장착하는 오류를 완전히 방지하는 것이 어렵다.

그러므로, 본 발명에 따른 절삭 인서트(10)의 좌우측면(15)에서 길이방향으로 편중된 위치에 오목부(23)를 두고 이에 대향되는 포켓(21)의 장착면에는 볼록부(19)를 두어서, 정상적인 장착시에는 도 7a와 같이 볼록부(19)와 오목부(23)가 합치되는 반면, 비정상적인 장착시에는 도 7b와 같이 서로 어긋나서 원활한 장착이 이루어지지 않도록 함으로써 장착오류를 완전하게 방지할 수 있도록 하였다. 도7a 및 도7b는 볼록부(19)의 위치가 위쪽으로 치우친 포켓의 경우를 나타낸다. 한편, 본 발명에 따른 밀링커터는 도5에 도시된 바와 같이, 서로 인접하는 포켓(21)에 대하여 볼록부(19)의 상대적 위치가 상측 또는 하측으로 교대로 배열된다.

도 8, 9, 10은 본 발명에 따른 절삭 인서트의 다른 실시예를 도시한 것이다.

도면에 따르면, 본 발명에 따른 절삭 인서트(10)는 주절삭날을 웨이브 형태가 아닌 인서트 몸체의 폭방향으로 형성되는 구형파(Square-wave type) 요철형태로도 할 수 있으며 또한, 도 8,9에서와 같이 주절삭날을 전·후면(11,12) 모두에 형성할 수도 있고, 도 10에서와 같이 전·후면(11,12)중 어느 한 면에만 형성할 수도 있다.

주절삭날(18a~18d)이 구형파 요철형태로 된 제1양태로서, 도 8에서 도시되어 있듯이 인서트 몸체의 전·후면(11,12)에 체결구멍(17)의 양쪽으로 비대칭형의 홈(h)들을 형성하되, 이 홈들은 체결구멍(17)으로 부터 전·후면의 폭방향(b) 경계부를 향해 홈의 깊이가 점차적으로 깊어지도록 형성함으로써 전·후면(11,12)의 각 폭방향 경계부에 요철형의 인선이 형성되게 한 것이다.

주절삭날(18a~18d)이 구형파 요철형태로 된 제2양태로서, 도 9에서 도시되어 있듯이 인서트 몸체의 좌·우측면(15,16)에, 좌·우측면의 세로중심축을 기준으로 양쪽으로 비대칭형의 홈(h)들을 형성하되, 이 홈들은 세로중심축으로 부터 두께방향 에지부를 향해 홈의 깊이가 점차적으로 깊어지도록 형성함으로써 좌·우측면의 각 두께방향 경계부에 요철형의 인선이 형성되게 한 것이다.

주절삭날(18a,18b)이 구형파 요철형태로 된 제3양태로서, 도 10에서 도시되어 있듯이 인서트 몸체의 좌·우측면(15,16)을 일방향으로 테이퍼지게 형성하고, 이 좌·우측면의 세로중심축을 기준으로 일측으로 홈(h)들을 형성하되, 이 홈들은 세로중심축으로 부터 길이방향 경계부를 향해 홈의 깊이가 점차적으로 깊어지도록 형성함으로써 좌우측면의 편측 경계에 요철형의 인선이 형성되게 한 것이다.

상기와 같은 구형파 요철은 홈과 돌출부를 부드럽게 곡면화 함으로써 웨이브형 요철로 변환이 가능함은 물론이다.

위에서 설명된 본 발명의 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 종래 절삭 인서트의 일예를 도시한 사시도

도 2는 본 발명에 따른 절삭 인서트의 사시도

도 3은 본 발명에 따른 절삭 인서트를 전면 또는 후면방향에서 바라본 도면

도 4는 본 발명에 따른 밀링커터와 본 발명에 따른 절삭 인서트의 조립상태도

도 5는 본 발명에 따른 밀링커터의 포켓에 절삭 인서트의 조립하기 전의 상태도

도 6은 본 발명에 따른 절삭 인서트를 엇갈리도록 장착한 후 절삭을 행하는 상태도

도 7a는 본 발명에 따른 절삭 인서트를 포켓에 정상적으로 안착한 상태도

도 7b는 본 발명에 따른 절삭 인서트가 포켓에 비정상적으로 안착된 상태도

도 8은 본 발명에 따른 절삭 인서트의 다른 실시예

도 9는 본 발명에 따른 절삭 인서트의 또 다른 실시예

도 10은 본 발명에 따른 절삭 인서트의 또 다른 실시예

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 절삭 인서트 11 : 전면

12 : 후면 13 : 상면

14 : 하면 15 : 좌측면

16 : 우측면

18a, 18b, 18c, 18d : 제1, 2, 3, 4주절삭날

19 : 볼록부 20 : 커터본체

21 : 포켓 23 : 오목부

Claims (9)

1. 두께방향으로 전면 및 후면을 가지며, 상기 전면 및 후면의 주변을 따라 상면, 하면, 좌측면 및 우측면을 갖는 육면체 형상으로서, 전후면을 관통하게 형성되는 체결구멍을 가지며, 상기 전면의 각 양쪽 길이방향 경계부에 주절삭날을 갖는 절삭 인서트에 있어서;

   상기 전면의 양쪽 길이방향 경계부에 위치하는 주절삭날은 요철형상으로 되되, 그 요철형상이 서로 엇갈리는 상호 비대칭형이며, 상기 체결구멍은 인서트 몸체의 중심으로부터 길이방향으로 편심되게 위치하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 후면의 양쪽 길이방향 경계부에 위치하는 주절삭날을 더 포함하되, 상기 전면의 주절삭날을 인서트 몸체의 세로중심축을 중심으로 180°회전 대칭시킨 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
3. 제1항에 있어서,

   상기 요철형상은 웨이브형 또는 구형파형인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
4. 제3항에 있어서,

   상기 요철형상은 인서트 몸체의 폭방향 또는 두께방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 좌측면 및 우측면 상에는 인서트 몸체의 중심으로 부터 길이방향으로 편심되는 위치에 장착오류방지용 오목부가 형성된 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
7. 커터본체의 측면에 복수의 포켓이 형성되며, 각 포켓에 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 절삭 인서트가 장착되며, 서로 인접하는 절삭 인서트의 작동 주절삭날의 요철형상이 절삭 인서트의 길이방향으로 교호하여 엇갈리게 배열되는 것을 특징으로 하는 밀링커터.
8. 제7항에 있어서,

   서로 인접하는 포켓에 형성된 나사결속홈의 상대적 위치가 상측 또는 하측으로 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 밀링커터.
9. 커터본체의 측면에 복수의 포켓이 형성되며, 각 포켓에는 제6항에 따른 절삭 인서트가 장착되며, 절삭 인서트의 장착오류방지용 오목부에 대응되는 볼록부가 형성되며, 서로 인접하는 포켓에 형성된 상기 볼록부의 상대적 위치는 상측 또는 하측으로 교대로 배열된 것을 특징으로 하는 밀링커터.

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