KR101011053B1 - An end mill and a cutting insert used for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 엔드밀은 생크부와, 상기 생크부의 일단에 연장된 헤드부와, 상기 헤드부의 바닥면에 형성된 바닥 절삭에지와, 상기 바닥 절삭에지와 연결되고 상기 헤드부의 측면에 형성된 측면 절삭에지와, 상기 바닥 절삭에지로부터 연장하는 레이크면과 여유면을 포함한다. 상기 바닥 절삭에지는 제1 바닥 절삭에지와 제2 바닥 절삭에지로 구성된다. 상기 엔드밀을 정면에서 보았을 때, 상기 제1 바닥 절삭에지는 상기 헤드부의 중심축으로부터 상기 제2 바닥 절삭에지와의 연결 지점까지 상기 생크부로부터 멀어지는 방향으로 연장한다. 상기 제2 바닥 절삭에지는 상기 제1 바닥 절삭에지와의 연결 지점부터 상기 측면 절삭에지와의 연결 지점까지 상기 생크부를 향하여 경사진 직선으로 연장한다. 상기 레이크면은 상기 헤드부의 중심축에 대하여 양의 경사각을 이룬다.The end mill according to the present invention has a shank portion, a head portion extending at one end of the shank portion, a bottom cutting edge formed on the bottom surface of the head portion, and a side cutting edge connected to the bottom cutting edge and formed on the side of the head portion. And a rake surface and a clearance surface extending from the bottom cutting edge. The bottom cutting edge includes a first bottom cutting edge and a second bottom cutting edge. When the end mill is viewed from the front, the first bottom cutting edge extends in a direction away from the shank portion from a central axis of the head portion to a connection point with the second bottom cutting edge. The second bottom cutting edge extends in a straight line inclined toward the shank from a connection point with the first bottom cutting edge to a connection point with the side cutting edge. The rake surface forms a positive inclination angle with respect to the central axis of the head portion.
엔드밀, 절삭 삽입체, 절삭에지, 이송속도, 절삭저항 End mill, cutting insert, cutting edge, feed rate, cutting force
Description
본 발명은 엔드밀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 높은 이송 속도로 절삭 가공을 수행할 수 있는 고이송 엔드밀에 관한 것이다.The present invention relates to an end mill, and more particularly, to a high feed end mill capable of cutting at high feed rates.
엔드밀은 밀링 머신의 홀더에 장착되어 사용되는 절삭 공구이다. 통상적인 엔드밀은 밀링 머신 홀더의 보어에 끼워져 결합되는 원통형 생크부와 원통형 생크부 하부의 헤드부로 구성된다. 헤드부의 측면에는 측면 절삭에지가 형성되고, 헤드부의 바닥 단부에는 바닥 절삭에지가 형성되어 있다. 엔드밀은 회전됨과 동시에 이송됨으로써, 또는 엔드밀은 회전하고 피삭재가 밀링 머신의 테이블에 고정되어 이송됨으로써, 피삭재에 대하여 바닥면 가공, 측면 가공 또는 홈 가공 등의 다양한 절삭을 수행한다.The end mill is a cutting tool used mounted on a holder of a milling machine. A typical end mill consists of a cylindrical shank portion fitted into the bore of a milling machine holder and a head portion below the cylindrical shank portion. Side cutting edges are formed on the side of the head portion, and bottom cutting edges are formed at the bottom end of the head portion. The end mill is rotated and conveyed at the same time, or the end mill is rotated and the workpiece is fixedly conveyed to the table of the milling machine to perform various cutting of the workpiece, such as bottom machining, side machining or grooving.
산업 현장에서 생산성 향상을 위해서 높은 이송 속도의 절삭가공이 요구되고 있다. 즉, 피삭재 또는 엔드밀의 이송 속도를 증가시켜 가공 시간을 단축하는 것이 필요하다. 그러나, 이송 속도가 증가할수록 절삭 가공시 엔드밀의 절삭 에지에 작용하는 절삭 저항이 증가하기 때문에, 종래의 엔드밀은 높은 이송 속도로 절삭 가공을 하면 절삭 에지가 쉽게 변형되거나 파손되고 공구의 수명이 짧다는 문제점이 있었다.In order to improve productivity in the industrial field, high feed rate cutting is required. In other words, it is necessary to shorten the machining time by increasing the feed rate of the workpiece or end mill. However, as the feed rate increases, the cutting resistance acting on the cutting edge of the end mill increases during cutting, so that the cutting edge is easily deformed or broken when cutting at a high feed rate, and the tool life is short. Had a problem.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 절삭 가공중 절삭 에지에 작용하는 절삭 저항을 최대한 감소시켜 높은 이송 속도에서 절삭 가공이 가능한 엔드밀을 제공하는 것을 목적으로 한다. 높은 이송 속도에서 절삭 가공이 가능하여 가공 시간을 단축시키고 작업 효율을 향상시키는 한편 높은 이송 속도로 절삭 가공하더라도 공구의 수명이 긴 엔드밀을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an end mill capable of cutting at a high feed rate by reducing cutting resistance acting on the cutting edge during cutting. It is possible to cut at high feed rates to shorten machining time and improve working efficiency while providing end mills with long tool life even at high feed rates.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 엔드밀은 바닥 절삭에지가 소정의 절입각을 갖고 직선으로 연장하도록 함으로써 절삭 가공시 절삭에지와 피삭재의 접촉 길이를 최소화한다. 또한, 절삭에지로부터 연장하는 레이크면에 양의 경사각을 부여한다. 이를 통해, 본 발명에 따른 엔드밀은 절삭 가공중 절삭 에지에 작용하는 절삭 저항을 최대한 감소시키고 있다.In order to achieve this object, the end mill according to the present invention minimizes the contact length of the cutting edge and the workpiece during the cutting process by allowing the bottom cutting edge to extend in a straight line with a predetermined cutting angle. In addition, a positive inclination angle is given to the rake surface extending from the cutting edge. Through this, the end mill according to the present invention reduces the cutting resistance acting on the cutting edge during the cutting process as much as possible.
본 발명의 일실시예에 따른 엔드밀은 생크부와, 상기 생크부의 일단에 연장된 헤드부와, 상기 헤드부의 바닥면에 형성된 바닥 절삭에지와, 상기 바닥 절삭에지와 연결되고 상기 헤드부의 측면에 형성된 측면 절삭에지와, 상기 바닥 절삭에지로부터 연장하는 레이크면과 여유면을 포함한다. 상기 바닥 절삭에지는 제1 바닥 절삭에지와 제2 바닥 절삭에지로 구성된다. 상기 엔드밀을 정면에서 보았을 때, 상기 제1 바닥 절삭에지는 상기 헤드부의 중심축으로부터 상기 제2 바닥 절삭에지와의 연결 지점까지 상기 생크부로부터 멀어지는 방향으로 연장한다. 상기 제2 바닥 절삭에지는 상기 제1 바닥 절삭에지와의 연결 지점부터 상기 측면 절삭에지와의 연결 지점까지 상기 생크부를 향하여 경사진 직선으로 연장한다. 상기 레이크면은 상기 헤드부의 중심축에 대하여 양의 경사각을 이룬다.An end mill according to an embodiment of the present invention has a shank portion, a head portion extending at one end of the shank portion, a bottom cutting edge formed on the bottom surface of the head portion, and a bottom cutting edge connected to the bottom cutting edge. The formed side cutting edge, and the rake surface and the clearance surface extending from the bottom cutting edge. The bottom cutting edge includes a first bottom cutting edge and a second bottom cutting edge. When the end mill is viewed from the front, the first bottom cutting edge extends in a direction away from the shank portion from a central axis of the head portion to a connection point with the second bottom cutting edge. The second bottom cutting edge extends in a straight line inclined toward the shank from a connection point with the first bottom cutting edge to a connection point with the side cutting edge. The rake surface forms a positive inclination angle with respect to the central axis of the head portion.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엔드밀은 생크부와, 상기 생크부의 일단에 연장된 헤드부와, 상기 헤드부의 단부에 탈착가능하게 장착되는 절삭 삽입체를 포함한다. 상기 절삭 삽입체는, 상기 헤드부의 단부에 형성된 장착면과 맞닿는 상면과, 상기 상면의 반대측에 위치하며 바닥 절삭에지를 포함하는 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하며 상기 바닥 절삭에지와 연결된 측면 절삭에지를 포함하는 측면과, 상기 바닥 절삭에지로부터 연장하는 레이크면과 여유면을 포함한다. 상기 바닥 절삭에지는 제1 바닥 절삭에지와 제2 바닥 절삭에지로 구성된다. 상기 엔드밀을 정면에서 보았을 때, 상기 제1 바닥 절삭에지는 상기 하면의 중심으로부터 상기 제2 바닥 절삭에지와의 연결 지점까지 상기 상면으로부터 멀어지는 방향으로 연장하고, 상기 제2 바닥 절삭에지는 상기 제1 바닥 절삭에지와의 연결 지점부터 상기 측면 절삭에지와의 연결 지점까지 상기 상면을 향하여 경사진 직선으로 연장한다. 상기 레이크면은 상기 헤드부의 중심축에 대하여 양의 경사각을 이룬다. 상기 헤드부의 단부는 상기 절삭 삽입체를 수용하는 슬릿을 포함한다. 상기 절삭 삽입체는, 상기 헤드부의 단부에 체결되어 상기 절삭 삽입체의 관통 구멍을 통과하는 나사에 의해 상기 헤드부에 고정된다.An end mill according to another embodiment of the present invention includes a shank portion, a head portion extending at one end of the shank portion, and a cutting insert detachably mounted to an end portion of the head portion. The cutting insert has an upper surface which is in contact with a mounting surface formed at an end of the head, a lower surface positioned on an opposite side of the upper surface and including a bottom cutting edge, and a side surface connecting the upper surface and the lower surface and connected to the bottom cutting edge. And a rake surface and a clearance surface extending from the bottom cutting edge, the side including the cutting edge. The bottom cutting edge includes a first bottom cutting edge and a second bottom cutting edge. When the end mill is viewed from the front, the first bottom cutting edge extends in a direction away from the top surface to a connection point with the second bottom cutting edge from the center of the bottom surface, and the second bottom cutting edge is the first bottom cutting edge. 1 extends from the connection point with the bottom cutting edge to the connection point with the side cutting edge in a straight line inclined toward the upper surface. The rake surface forms a positive inclination angle with respect to the central axis of the head portion. The end of the head portion includes a slit to receive the cutting insert. The cutting insert is fastened to the end of the head portion and fixed to the head portion by a screw passing through the through hole of the cutting insert.
본 발명에 따른 엔드밀은 절삭 가공중 절삭 에지에 작용하는 절삭 저항을 최대한 감소시킴으로써 높은 이송 속도에서도 절삭 가공이 가능하다. 높은 이송 속도에서 절삭 가공이 가능하기 때문에 가공 시간을 단축시키고 작업 효율을 향상시킬 수 있고, 한편 높은 이송 속도에서 절삭 가공하더라도 공구의 수명이 단축되지 않고 길다.The end mill according to the present invention is capable of cutting even at high feed rates by maximally reducing the cutting resistance acting on the cutting edge during cutting. Cutting at high feed speeds can reduce machining time and improve work efficiency, while cutting at high feed speeds will not shorten tool life.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔드밀의 사시도이고, 도2는 도1에 도시된 엔드밀의 정면도이다. 본 명세서에서 엔드밀의 정면은 도2와 같이 엔드밀을 수직으로 세우고 두 개의 측면 절삭에지가 엔드밀의 중심축에 대하여 좌우 대칭으로 위치한 상태로 바라본 것을 의미한다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 엔드밀(10)은 밀링 머신 홀더의 보어에 끼워져 결합되는 원통형 생크부(12)와 생크부(12)에서 연장되는 헤드부(14)로 구성된다. 헤드부(14)에는 절삭 가공을 수행하는 절삭 에지(20, 26)가 형성된다. 엔드밀(10)의 생크부(12)와 헤드부(14)는 일체로 형성되어 있다.1 is a perspective view of an end mill according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of the end mill shown in FIG. In the present specification, the front of the end mill means that the end mill is erected vertically as shown in FIG. 2, and the two side cutting edges are viewed in a symmetrical position with respect to the central axis of the end mill. As shown in Figs. 1 and 2, the
도3은 도2의 A 부분에 대한 확대도이다. 도3에 도시된 바와 같이, 헤드부(14)의 바닥면에 바닥 절삭에지(20)가 형성되고, 헤드부(14)의 측면에 측면 절삭 에지(26)가 형성된다. 바닥 절삭에지(20)와 측면 절삭에지(26)는 서로 연결되어 연속된 절삭에지를 형성한다. 바닥 절삭에지(20)는 제1 바닥 절삭에지(22)와 제2 바닥 절삭에지(24)로 구성된다.3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 2. As shown in FIG. 3, the
제1 바닥 절삭에지(22)는 헤드부의 중심축(16)으로부터 제2 바닥 절삭에지(24)와의 연결 지점까지 연장한다. 엔드밀(10)을 정면에서 보았을 때, 제1 바닥 절삭에지(22)는 헤드부의 중심축(16)에 수직한 선(18)에 대해 1도 내지 3도의 디쉬각(dish angle; b)을 갖고 헤드부의 중심축(16)에서 생크부(12)로부터 멀어지는 방향으로(즉, 도3의 하부 방향으로) 연장한다. 엔드밀(10)로 피삭재를 평면 가공하는 경우, 제2 바닥 절삭에지(24)는 밀링 커터 또는 피삭재의 이송에 따라 피삭재를 최초로 절삭하는 기능을 수행하고, 제1 바닥 절삭에지(22)는 제2 바닥 절삭에지(24)에 의해 절삭된 피삭재 부분을 정삭하여 매끄럽게 다듬는 기능을 일부 수행한다. 헤드부(14)의 바닥면 중앙부는 생크부(12)를 향해(즉, 도3의 상부 방향으로) 함몰된 형상을 갖기 때문에, 절삭 가공시 제1 바닥 절삭에지(22)와 피삭재의 불필요한 접촉을 방지하고 절삭 저항의 증가를 막을 수 있다. 디쉬각(b)이 1도보다 작으면 절삭 가공시 제1 바닥 절삭에지(22)와 피삭재의 불필요한 접촉이 발생할 수 있고, 디쉬각(b)이 3도를 넘으면 제1 바닥 절삭에지(22)와 제2 바닥 절삭에지(24)의 연결 지점이 너무 날카로워 쉽게 마모될 수 있다.The first
제2 바닥 절삭에지(24)는 제1 바닥 절삭에지(22)와의 연결 지점으로부터 측면 절삭에지(26)와의 연결 지점까지 연장한다. 엔드밀(10)을 정면에서 보았을 때, 제2 바닥 절삭에지(24)는 헤드부(14)의 중심축(16)에 수직한 선(18)에 대해 18도 내지 25도의 절입각(切入角, entering angle; a)을 갖고 제1 바닥 절삭에지(22)와의 연결 지점으로부터 생크부(12)를 향하여(즉, 도3의 상부 방향으로) 직선으로 연장한다. 절입각(a)이 작으면 동일 절삭 깊이로 절삭 가공하더라도 절삭에지와 피삭재의 접촉 길이가 길고 절삭 가공시 절삭에지에 작용하는 절삭 저항이 커지므로, 18도 이상이 바람직하다. 절입각(a)이 커지면 이송 방향의 반대방향으로 작용하는 절삭 저항인 이송분력이 증가하여 높은 이송속도로 가공시 진동이 발생될 염려가 있으므로, 25도 이하가 바람직하다. 한편, 제2 바닥 절삭에지(24)의 절입각(a)에 따라서 절삭 가공시 발생되는 칩의 두께 및 길이가 달라진다. 절입각(a)이 작으면 절삭에지와 피삭재의 접촉 길이가 길어지고 그만큼 칩의 길이가 길어진다. 절입각(a)이 크면 절삭에지와 피삭재의 접촉 길이가 짧아지고 칩의 길이가 짧아지는 대신 칩의 두께가 두꺼워진다. 제2 바닥 절삭에지(24)는 18도 내지 25도의 절입각(a)을 갖기 때문에, 칩의 두께 및 길이를 최적화하고 칩을 원활하게 배출할 수 있다.The second
엔드밀(10)로 피삭재를 평면 가공하는 경우, 제2 바닥 절삭에지(24)는 밀링 커터 또는 피삭재의 이송에 따라 피삭재를 절삭하는 주절삭에지로서의 기능을 수행하고, 절삭 가공중 발생하는 절삭 저항의 대부분은 제2 바닥 절삭에지(24)에 가해진다. 그런데, 제2 바닥 절삭에지(24)는 직선으로 형성되기 때문에 절삭에지와 피삭재의 접촉 길이를 단축하고 절삭 저항을 최소화하는 한편, 균일한 두께의 칩을 배출할 수 있다. 또한, 제2 바닥 절삭에지(24)는 8도 내지 25도의 절입각(a)을 갖고 형성되기 때문에 절삭에지와 피삭재의 접촉 길이를 단축하고 절삭 저항을 최소 화하는 한편, 칩의 두께 및 길이를 최적화하고 칩을 원활하게 배출할 수 있다.When the workpiece is planarly processed by the
또한, 도3에 도시된 엔드밀에서 제1 바닥 절삭에지(22)와 제2 바닥 절삭에지(24)의 연결 지점은 헤드부의 중심축(16)으로부터 헤드부(14)의 지름의 0.15 내지 0.25배에 해당하는 거리만큼 떨어져 있다. 이를 통해 절삭 가공시 제2 바닥 절삭에지(24)에서 발생되는 칩의 길이를 최적화한다. 도3에 도시된 엔드밀에서 측면 절삭에지(26)는 제2 바닥 절삭에지(24)와의 연결 지점으로부터 생크부의 중심축(16)을 향하여 내측으로 경사진 직선으로 연장하고, 일정 절삭 깊이를 넘어서면 절삭 가공에 관여하지 않는다. 이와 달리, 측면 절삭에지(26)는 생크부의 중심축(16)에 평행하게 연장할 수 있다.Further, in the end mill shown in Fig. 3, the connection point of the first
도4는 도3의 IV-IV 선에 따른 단면도이고, 도5는 도3의 V-V 선에 따른 단면도이다. 도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 제2 바닥 절삭에지(24)와 제1 바닥 절삭에지(22)로부터 레이크면(28)과 여유면(32, 34)이 연장한다. 레이크면(28)은 헤드부의 중심축(16)에 평행한 축(16')에 대하여 경사각(e)을 갖는다. 이러한 경사각은 양의 값(+), (0) 또는 음의 값(-)이 있다. 여기서, 양의 값(+)은 회전 반대 방향으로 레이크면이 기울어진 경우이며, 음의 값(-)은 회전 방향으로 레이크면이 기울어진 경우이며, (0)은 중심축에 대해 기울어지지 않은 경우를 나타낸다. 본 발명에서 레이크면(28)은 축(16')에 대해 양의 경사각(e)을 갖기 때문에, 칩의 배출이 쉽고 절삭 저항이 감소한다. 한편, 레이크면(28)의 경사각(e)이 커지면 절삭에지가 예리하게 되어 절삭 저항은 감소하나, 공구의 강성이 감소하여 높은 이송속도로 절삭 가공시 진동이 발생하고 칩핑(chipping; 절삭에지의 미세한 파손 현상)이 발생할 수 있다. 레이크면(28)의 경사각(e)은 8도 내지 12도의 값을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 절삭 가공시 엔드밀과 피삭재의 면접촉을 피하기 위해 여유면이 형성된다. 여유면은 제1 여유각(f)을 갖고 제2 바닥 절삭에지(24)와 제1 바닥 절삭에지(22)로부터 연장하는 제1 여유면(32)과, 제2 여유각(g)을 갖고 제1 여유면(32)으로부터 연장하는 제2 여유면(34)을 포함한다. 제1 여유각(f)은 바람직하게는 10도 내지 12도이고, 제2 여유각(g)은 바람직하게는 23도 내지 26도이다.4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG. As shown in Figs. 4 and 5, the
도6은 도3의 VI-VI 선에 따른 단면도이다. 도6에 도시된 바와 같이, 측면 절삭에지(26)로부터 레이크면(42)과 여유면(44, 46)이 연장한다. 레이크면(42)은 헤드부의 중심축(16)과 측면 절삭에지(26)를 연결한 선에 대하여 6도 내지 10도의 양의 경사각(h)을 이루고 연장한다. 여기서, 양의 값은 헤드부의 중심축(16)과 측면 절삭에지(26)를 연결한 선에 대하여 회전 반대 방향으로 레이크면(42)이 기울어진 것을 나타낸다. 경사각(h)이 작으면 절삭 부하가 증가하는 반면, 경사각(h)이 크면 절삭에지의 강성이 저하되어 높은 이송속도로 가공시 절삭에지가 미세하게 파손될 수 있다. 경사각(h)은 6도 내지 10도의 값을 갖는 것이 바람직하다. 여유면은 제1 여유각(i)을 갖고 측면 절삭에지(26)로부터 연장하는 제1 여유면(44)과 제2 여유각(j)을 갖고 제1 여유면으로부터 연장하는 제2 여유면(46)을 포함한다. 제1 여유각(i)은 바람직하게는 9도 내지 11도이고, 제2 여유각(j)은 바람직하게는 18도 내지 22도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 3. As shown in FIG. 6, the
도7은 도2에 도시된 엔드밀을 단부 방향(B 방향)에서 바라본 도이다. 도7에 도시된 바와 같이, 헤드부(14)의 바닥면에는 제1 바닥 절삭에지(22)와 제2 바닥 절 삭에지(24)로 구성되는 두 개의 바닥 절삭에지(20)가 서로 180도의 간격을 이루고 형성된다. 그러나, 헤드부(14)에 형성되는 절삭에지의 수가 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 헤드부(14)의 바닥면에 4개의 바닥 절삭에지(20)가 서로 90도의 간격을 이루고 형성될 수 있다.FIG. 7 is a view of the end mill shown in FIG. 2 seen in an end direction (B direction). FIG. As shown in FIG. 7, two bottom cutting edges 20 formed of a first
도8은 도3의 C 부분에 대한 확대도이다. 도8에 도시된 바와 같이, 제2 바닥 절삭에지(24)와 측면 절삭에지(26)의 연결 지점은 40도 내지 50도의 각도(k)로 모따기되어 있다. 바닥 절삭에지(24)와 측면 절삭에지(26)의 연결 지점을 모따기함으로써 절삭에지의 강성을 보강할 수 있다. 이와 달리, 제2 바닥 절삭에지(24)와 측면 절삭에지(26)는 소정의 곡률을 갖는 곡선으로 연결될 수도 있다.8 is an enlarged view of a portion C of FIG. 3. As shown in Fig. 8, the connection point of the second
이상 기술한 본 발명에 따른 엔드밀의 이점에 대하여 도9 및 도10을 참조하여 자세히 설명한다. 도9는 본 발명에 따른 절입각을 갖고 직선으로 연장하는 바닥 절삭에지를 갖는 헤드부 단부의 개략도이고, 도10은 곡선으로 연장하는 바닥 절삭에지를 갖는 헤드부 단부의 개략도이다. 도10의 바닥 절삭에지는 곡선이므로 절입각이 하나의 값으로 특정되지 않는다. 도9 및 도10에서 해칭으로 표시된 부분은 동일한 절삭 깊이에서 동일한 이송량으로 절삭 가공을 했을 때의 가공량 즉 칩의 발생량을 나타낸다. 도9의 경우가 도10의 경우보다 절삭에지와 피삭재와의 접촉 길이가 짧고, 그만큼 절삭 저항이 최소화된다. 도9의 경우 칩의 두께가 균일한 반면, 도10의 경우 칩의 두께가 측면 방향으로 갈수록 증가한다. 도9의 경우 절삭에지에 전체적으로 균일한 크기의 절삭 저항이 가해지는 반면, 도10의 경우 측면 방향으로 갈수록 절삭에지에 더 큰 절삭 저항이 가해진다. 이러한 차이로 인해, 도9 의 엔드밀(10)은 높은 이송 속도에서 절삭 가공이 가능하여 작업 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 도10의 엔드밀보다 높은 이송 속도의 절삭 가공에서도 장시간 사용 가능하다.Advantages of the end mill according to the present invention described above will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10. 9 is a schematic view of an end of a head having a cutting angle extending in a straight line with an entering angle, and FIG. 10 is a schematic view of an end of a head having a bottom cutting edge extending in a curved line. Since the bottom cutting edge of Fig. 10 is a curve, the entering angle is not specified by one value. 9 and 10 indicate hatching amount, that is, chip generation amount, when cutting is performed at the same cutting depth at the same cutting depth. In the case of Fig. 9, the contact length between the cutting edge and the workpiece is shorter than that in Fig. 10, and the cutting resistance is minimized by that. In FIG. 9, the thickness of the chip is uniform, whereas in FIG. 10, the thickness of the chip increases in the lateral direction. In the case of Fig. 9, the cutting edge of the uniform size is applied to the cutting edge as a whole. Due to this difference, the
이러한 효과는 실제 절삭 공구를 사용한 실험 결과를 통해서도 확인된다. 아래 표1은 본 발명에 따른 실시예의 공구와 본 발명에 대비되는 비교예의 공구로 실제 절삭 가공을 수행하고 그 수명을 측정한 실험 결과이다. 본 발명에 따른 실시예의 공구는 20도의 절입각을 갖고 직선으로 연장하는 바닥 절삭에지를 갖는다. 반면, 비교예의 공구는 약 9mm의 곡률 반경의 곡선으로 연장하는 바닥 절삭에지를 갖는다. 이를 제외한 다른 형상 조건은 두 공구 사이에 큰 차이가 없다. 이러한 실시예의 공구와 비교예의 공구를 사용하여 동일한 피삭재에 대하여 동일한 절삭 조건하에서 절삭 가공을 실시하였다. 구체적으로, 두 공구 각각에 대해 SKD61 (HrC52) 재질의 피삭재를 날당 이송량 0.4mm, 절삭 깊이 0.1mm로 절삭하였다. 두 공구 각각에 대해 KP4 (HrC30) 재질의 피삭재를 날당 이송량 0.5mm, 절삭 깊이 0.4mm로 절삭하였다. 공구의 수명은 절삭에지의 파손 깊이가 0.1mm에 이르렀을 때를 기준으로 판정하였다. 아래 표1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 공구는 비교예의 공구에 비하여 동일한 절삭 조건하에서 약 5배 내지 6배만큼 공구의 수명이 현저하게 향상됨을 알 수 있다.This effect is also confirmed by experimental results using actual cutting tools. Table 1 below is an experimental result of performing the actual cutting and measuring the life of the tool of the embodiment according to the present invention and the tool of the comparative example compared to the present invention. The tool of the embodiment according to the invention has a bottom cutting edge extending in a straight line with an entering angle of 20 degrees. On the other hand, the tool of the comparative example has a bottom cutting edge extending in a curve with a radius of curvature of about 9 mm. Except for this, there are no significant differences between the two tools. Using the tool of this example and the tool of a comparative example, cutting was performed on the same workpiece under the same cutting conditions. Specifically, the workpiece of SKD61 (HrC52) material was cut at a feed amount of 0.4 mm and a cutting depth of 0.1 mm for each of the two tools. For each of the two tools, a workpiece made of KP4 (HrC30) material was cut with a feed rate of 0.5 mm and a cutting depth of 0.4 mm. The life of the tool was determined based on when the breaking depth of the cutting edge reached 0.1 mm. As shown in Table 1 below, the tool of the embodiment according to the present invention can be seen that the life of the tool is significantly improved by about 5 to 6 times under the same cutting conditions compared to the tool of the comparative example.
이어서, 도11 내지 도14를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 엔드밀을 설명한다. 도11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 엔드밀의 사시도이고, 도12는 도11에 도시된 엔드밀의 측면도이고, 도13은 도11의 엔드밀의 헤드부에 장착되는 절삭 삽입체의 사시도이고, 도14는 도13의 절삭 삽입체의 정면도이다.Next, an end mill according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a perspective view of an end mill according to a second embodiment of the present invention, FIG. 12 is a side view of the end mill shown in FIG. 11, FIG. 13 is a perspective view of a cutting insert mounted to the head portion of the end mill of FIG. 14 is a front view of the cutting insert of FIG.
제2 실시예에 따른 엔드밀(100)과 절삭 삽입체(160)의 결합 구성은 제1 실시예의 엔드밀(10)과 기본적으로 동일하다. 따라서, 동일한 부분에 대한 자세한 설명은 생략한다. 제2 실시예에 따른 엔드밀(100) 및 절삭 삽입체(160)의 결합 구성과 제1 실시예의 엔드밀(10)의 차이점은, 제1 실시예의 엔드밀(10)은 생크부(12)와 헤드부(14)가 일체로 형성되고 헤드부(14)에 절삭에지가 형성되지만, 제2 실시예의 엔드밀(100) 및 절삭 삽입체(160)의 결합 구성은 헤드부(140)의 단부에 절삭 삽입체(160)가 탈착가능하게 장착되고 절삭 삽입체(160)에 절삭에지가 형성된다는 것이다.The coupling configuration of the
도12에 도시된 바와 같이, 엔드밀(100)의 헤드부(140)의 단부에 절삭 삽입체(160)를 수용하는 슬릿(142)과, 나사가 체결되는 구멍(146)이 형성된다. 절삭 삽입체(160)가 슬릿(142)에 삽입될 때 절삭 삽입체(160)의 관통 구멍(184)은 헤드부 단부의 구멍(146)과 동축으로 배열된다. 나사는 헤드부 단부의 구멍(146)과 절삭 삽입체(160)의 관통 구멍(184)을 통과하여 체결됨으로써 절삭 삽입체(160)를 헤드부의 단부에 고정한다. 이러한 제2 실시예의 엔드밀은 절삭에지가 마모되었을 때 공구 전체를 교체할 필요없이 절삭 삽입체만을 교체하면 되고 공구는 계속 사용할 수 있는 이점을 가진다. 또한, 절삭에지를 구비하는 절삭 삽입체만을 엔드밀의 생크부 및 헤드부보다 큰 강성을 가진 재질로 제작할 수 있기 때문에 재료비를 절감할 수 있는 이점이 있다.As shown in Fig. 12, a
도13 및 도14에 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체(160)는 헤드부의 단부에 형성된 슬릿(142) 내의 장착면(144)과 맞닿는 상면(162)과, 상면(162)의 반대측에 위치하는 하면(164)과, 상면(162)과 하면(164)을 연결하는 측면(166)을 포함한다. 하면(164)에는 바닥 절삭에지(170)가 형성되고, 측면(166)에는 측면 절삭에지(176)가 형성된다. 바닥 절삭에지(170)와 측면 절삭에지(176)는 제1 실시예의 엔드밀의 헤드부 단부에 형성된 절삭에지와 마찬가지 형상을 갖는다. 절삭 삽입체의 정면은 도14에서와 같이 절삭 삽입체의 상면과 하면의 중심을 연결하는 선에 대하여 두 개의 측면 절삭에지가 좌우 대칭으로 위치한 상태로 바라본 것을 의미한다. 절삭 삽입체를 정면에서 보았을 때, 제1 바닥 절삭에지(172)는 상면(162)과 하면(164)의 중심을 연결한 선(180)에 수직한 선(182)에 대해 1도 내지 3도의 디쉬각(b')을 갖고 상면(162)과 하면(164)의 중심을 연결한 선(180)으로부터 상면(162)으로부터 멀어지는 방향으로 연장한다. 제2 바닥 절삭에지(174)는 상면(162)과 하면(164)의 중심을 연결한 선(180)에 수직한 선(182)에 대해 18도 내지 25도의 절입각(a')을 갖고 제1 바닥 절삭에지(172)와의 연결 지점으로부터 상면(162)을 향하여 직선으로 연장한다.As shown in Figs. 13 and 14, the cutting
레이크면(190)과 여유면(192, 194)이 도4 및 도5에 도시된 제1 실시예와 마찬가지의 단면 형상을 갖고 바닥 절삭에지(170)로부터 연장한다. 레이크면(190)과 여유면(196, 198)이 도6에 도시된 제1 실시예와 마찬가지의 단면 형상을 갖고 측면 절삭에지(176)로부터 연장한다. 바닥 절삭에지(170)로부터 연장하는 레이크면(190)과 여유면(192, 194) 및 측면 절삭에지(176)로부터 연장하는 레이크면(190)과 여유면(196, 198)은 각각 제1 실시예와 마찬가지의 경사각 또는 여유각을 갖는다. 이외에 자세히 기술되지 않는 제2 실시예의 구성은 제1 실시예와 동일하다.The
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.The present invention has been described with reference to preferred embodiments, which are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications can be made therefrom without departing from the scope of the present invention.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔드밀의 사시도이다.1 is a perspective view of an end mill according to a first embodiment of the present invention.
도2는 도1에 도시된 엔드밀의 정면도이다.FIG. 2 is a front view of the end mill shown in FIG.
도3은 도2의 A 부분에 대한 확대도이다.3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 2.
도4는 도3의 IV-IV 선에 따른 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3.
도5는 도3의 V-V 선에 따른 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG. 3.
도6은 도3의 VI-VI 선에 따른 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 3.
도7은 도2에 도시된 엔드밀을 단부 방향(B 방향)에서 바라본 도이다.FIG. 7 is a view of the end mill shown in FIG. 2 seen in an end direction (B direction). FIG.
도8은 도3의 C 부분에 대한 확대도이다.8 is an enlarged view of a portion C of FIG. 3.
도9는 본 발명에 따른 절입각을 갖고 직선으로 연장하는 바닥 절삭에지를 갖는 헤드부 단부의 개략도이다.9 is a schematic view of an end of a head having a cutting angle extending in a straight line with an entering angle in accordance with the present invention.
도10은 곡선으로 연장하는 바닥 절삭에지를 갖는 헤드부 단부의 개략도이다.Fig. 10 is a schematic view of the end of the head with curved bottom edges;
도11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 엔드밀의 사시도이다.11 is a perspective view of an end mill according to a second embodiment of the present invention.
도12는 도11에 도시된 엔드밀의 측면도이다.12 is a side view of the end mill shown in FIG.
도13은 도11의 엔드밀의 헤드부에 장착되는 절삭 삽입체의 사시도이다.Figure 13 is a perspective view of the cutting insert mounted to the head portion of the end mill of Figure 11;
도14는 도13의 절삭 삽입체의 정면도이다.14 is a front view of the cutting insert of FIG.
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