KR101177733B1

KR101177733B1 - 단차형 절삭날을 갖는 깊은 홈 가공용 인서트

Info

Publication number: KR101177733B1
Application number: KR1020050071136A
Authority: KR
Inventors: 아키오 시라이와
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2012-08-28
Also published as: CN100563883C; CN1736639A; ATE422979T1; KR20060049075A; JP2006055987A; US6979153B1; JP4763370B2; EP1629912B1; EP1629912A1; DE602005012763D1

Abstract

후방 설치부, 전방 절삭부, 그리고 한 쌍의 측벽을 포함하고, 각각의 측벽은 상기 전방부 및 후방부를 따라서 형성되어 있고, 상기 전방 절삭부는, 선단면, 상부면, 그리고 상기 선단면과 상부면 사이의 천이면에 배치되어 한 측벽으로부터 다른 한 측벽까지 뻗음으로써 절삭폭을 규정하는 절삭날을 포함하고, 절삭날은 메인부, 상기 메인부의 각 단부에서 볼록하게 만곡된 한 쌍의 제 1 코너부, 그리고, 각각의 제 1 코너부에 대하여 후방 외측으로 편위되어 배치되는 볼록하게 만곡된 한 쌍의 제 2 코너부를 포함하며, 각 제 1 코너부와 그 각 제 2 코너부 사이에는 단차부가 형성되고, 상기 메인부는 상부면에 대해 수직한 방향에서 보았을 때, 절삭폭의 80% 이상이 되는 길이를 갖는 깊은 홈 가공용 칩 형성 절삭 인서트.

Description

단차형 절삭날을 갖는 깊은 홈 가공용 인서트 {DEEP-GROOVING INSERT HAVING STEPPED CUTTING EDGE}

하기 바람직한 실시형태를 첨부 도면과 관련하여서 상세히 설명함으로써 본 발명의 목적 및 장점이 명확해진다.

도 1 은 종래 기술에 의한 깊은 홈 가공용 절삭 인서트의 상부 평면도이다.

도 2 는 도 1 의 종래 기술에 의한 인서트의 측면도이다.

도 3 은 본 발명에 의한 깊은 홈 가공용 인서트의 상부 평면도이다.

도 4 는 도 3 의 인서트의 상부 전면의 사시도이다.

도 5 는 홀더에 장착된 도 3 의 절삭 인서트의 측면도이다.

도 6 은 도 3 의 부분 확대도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 종래의 깊은 홈 가공용 절삭 인서트

12 : 후방 설치부 13 : 전방 절삭부

14 : 절삭날 15 : 메인부

16 : 코너부

20 : 본 발명에 의한 깊은 홈 가공용 절삭 인서트

22 : 후방 설치부 23 : 전방 절삭부

24 : 절삭날 25 : 측벽

26 : 홀더 27 : 선단면

28 : 클램프 29 : 상부면

30 : 홀더 몸체 32 : 나사

38 : 메인부 39 : 변곡지점

40 : 제 1 코너부 42 : 제 2 코너부

44 : 단차부 45 : 홈(recess)

48 : 계단형 부분

W,W' : 절삭폭 R : 코너 반경

L : 메인부 길이 E : 메인부의 연장선

D : 연장선 (E) 으로부터 변곡지점 (39) 까지의 깊이

본 발명은 깊은 홈 가공용(deep-grooving) 칩 형성 절삭 인서트에 관한 것이다.

칩 형성 기계가공을 위한 종래의 깊은 홈 가공용 절삭 인서트 (10) 가 도 1 및 도 2 에 도시된다. 상기 인서트 (10) 는 홀더에 고정되는 후방 설치부 (12) 및 절삭날 (14) 로 이루어지는 전방 절삭부 (13) 를 포함한다. 이송 방향에 수직으로 뻗는 절삭날은 폭 (W) 의 홈을 절삭하게 된다.

상기 절삭날은 메인부 (15) 및 상기 메인부의 양단에 위치하여 절삭날의 끝을 한정하는 한 쌍의 코너부 (16) 를 포함한다. 상기 코너부는, 예를 들어, 코너 반경 (R) 으로 볼록하게 만곡되어 있다.

홈 가공을 하는 동안, 상기 절삭날 (14) 은 메인부 (15) 및 코너부 (16) 를 따라서 뻗는 단일 칩을 형성한다. 그러므로, 상기 칩의 단부는 약간 휘어지게 되며, 따라서, 전체적인 칩의 총 폭은, 절삭되는 홈의 폭에 대응하는 절삭날의 절삭폭 (W) 보다 약간 더 크게 됨을 알 수 있다. 폭이 넓은 칩이 홈 밖으로 밀려나가면서, 홈의 측면을 마찰하게 되고 이에 의하여 마찰이 일어나 열을 발생시키고, 이 열은 홈의 측면의 경화 및 열화를 유발하게 된다. 또한, 홈이 더 깊어 질수록 칩을 홈 밖으로 밀어내기가 더 곤란해지고, 이는 절삭날의 조건에 좋지않게 작용하여 공구의 수명에도 부정적인 영향을 주게 된다.

미국 특허 5,975,812에는 홈 가공 인서트가 개시되어 있는데, 여기서는 절삭날의 메인부가 동일한 길이를 가지는 세 부분으로 나뉘어져 있으며, 그 중의 중간부는 다른 두 부분으로부터 전방으로 편위(offset)되어 있다. 절삭날의 세 부분들은 실질적으로 동일한 길이의 칩을 각각 절삭하는데, 각각의 칩은 홈을 벗어나면서 서로 간섭을 일으킨다. 이러한 조건은 깊은 홈 절삭 가공시에 진동을 발생시킬 수 있어, 발생된 칩을 제어하는 능력에도 불리한 작용을 하며 칩의 걸림(jam-ups) 및 얽힘(entanglement)을 일으킬 수 있다.

홈 가공을 하는 동안 마찰열의 발생을 최소화하는 깊은 홈 가공용 인서트를 제공하는 것이 바람직하다.

또한, 칩의 걸림과 얽힘을 더 쉽게 제어하고 또한 이를 피할 수 있는 깊은 홈 가공용 인서트를 제공하는 것이 바람직하다.

후방 설치부, 전방 절삭부, 그리고 한 쌍의 측벽을 포함하는 깊은 홈 가공용 칩 형성 절삭 인서트에 의하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 각각의 측벽은 전방부 및 후방부를 따라서 형성되어 있다. 상기 전방 절삭부는, 선단면, 상부면, 그리고 선단면과 상부면 사이의 천이부에 배치되어 한 측벽으로부터 다른 한 측벽까지 뻗음으로써 절삭폭을 규정하는 절삭날을 포함한다. 절삭날은 메인부, 상기 메인부의 각 단부에서 볼록하게 만곡된 한 쌍의 제 1 코너부, 그리고 각각의 제 1 코너부에 대하여 후방 외측으로 편위되어 배치되는 볼록하게 만곡된 한 쌍의 제 2 코너부를 포함한다. 그러므로, 각 제 1 코너부 와 그 각 제 2 코너부 사이에는 단차부가 형성된다. 상기 메인부는 상부면에 대해서 수직인 방향에서 보았을 때, 일정의 길이를 가진다. 이 길이는 상기 절삭폭의 80% 이상이고, 더욱 바람직하게는 90% 이상이고, 가장 바람직하게는 95% 이상이다.

도 3~6 에는 본 발명에 의한 깊은 홈 가공용 절삭 인서트 (20) 가 도시되어 있다. 본 인서트 (20) 는 홀더 (26) (도 5) 에 고정되는 후방 설치부 (22) 및 전방 절삭부 (23) 를 포함한다. 서로 반대편에 있는 한 쌍의 측벽 (25) 이 상기 전방부 (22) 및 후방부 (24) 를 따라서 뻗는다. 도 5 에 도시된 홀더 (26) 는 기존의 것으로서, 나사 (32) 에 의하여 홀더 몸체 (30) 에 고정되어 설치부 (22) 를 가압하여 누르기 위한 클램프 (28) 를 포함한다.

상기 전방 절삭부는 선단면 (27) 및 상부면 (29) 을 포함하는데, 이 면들은 여유면의 역할을 한다. 상부면과 선단면 사이의 천이부에는 절삭날 (24)이 배치된다. 절삭날 (24) 은 메인부 (38), 메인부의 각 단부에 배치된 한 쌍의 제 1 코너부 (40), 그리고 제 1 코너부 (40) 에 대하여 후방 외측으로 편위된 한 쌍의 제 2 코너부 (42) 를 포함하며 각 제 1 코너부 (40) 와 이에 관련된 각 제 2 코너부 (42) 사이에는 단차부 (44) 가 있다. 상방으로부터(도 3), 그리고 앞으로부터(즉, 도 5에서 왼쪽으로부터 오른쪽으로) 상기 인서트를 보았을 때, 메인부 (38) 는 바람직하게는 선형으로 보이는데, 하지만 이들 방향 중 어느 한 방향 또는 양 방향에서 보았을 때, 절삭날이 약간 만곡될 수도 있다.

상기 인서트에는 칩 브레이킹을 촉진시키기 위해 공지의 방식으로 복수의 홈(recess) (45) 이 메인부와 코너부에 대해 약간 내측에서 이들을 따라서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 만일 원한다면, 다른 형태의 칩 브레이킹 구조가 대안으로 주어질 수도 있다.

각 단차부 (44) 는 각 제 1 코너부 (40) 로부터 후방으로 제 2 코너부 (42) 와의 변곡지점 (39) 까지 메인부 (38) 에 대해 수직인 방향으로 뻗는 계단형 부분 (48) 을 포함한다.

절삭폭 (W') 의 상당 부분은 주절삭날이 차지하는데 예컨대, 메인부 (38) 의 80% 이상이 차지한다. 즉, 메인부의 길이 (L) 는 상부면 (29) 에 대해 수직인 방향에서 보았을 때, 절삭폭 (W') 의 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상이다.

각 단차부 (44) 는 메인부 (38) 의 연장선 (E) 으로부터 후방으로 계단형 부분 (48) 과 제 2 코너부 (42) 사이의 변곡지점 (39) 까지의 깊이 (D) 를 갖는다. 깊이 (D) 는 절삭폭 (W') 의 10% 이하로 하는 것이 바람직하며, 7% 이하로 하면 더욱 바람직하며, 5% 이하로 하면 가장 바람직하다.

텅스텐 카바이드 등의 초경합금으로 상기 인서트를 형성하는 것이 바람직하며, 원한다면 다른 재료로 상기 인서트를 형성할 수도 있다

홈 가공 절삭을 행하는 동안, 적어도 3개의 칩이 형성되는데, 즉, 폭이 넓은 칩이 메인 절삭날에 의해서 발생될 것이며, 폭이 좁은 칩은 각 단차부 (44) 에 의해서 발생될 것이다. 부드럽게 이탈하기 위해서는 폭이 넓은 칩의 길이가 홈의 폭 (W') 보다 작아야 한다. 폭이 좁은 칩들은 충분히 좁기 때문에 홈의 측면에 대해서 눈에 뜨일만한 마찰 작용 없이 홈으로부터 용이하게 이탈될 수 있다. 또한, 폭이 좁은 칩들은 충분히 약하기 때문에 폭이 넓은 칩의 이탈을 방해하지 않게 된다.

그러므로, 깊은 홈 가공 절삭을 행하는 동안에 종래 기술의 인서트에 의해서 발생된 마찰에 의하여 발생하는 홈 측면의 열화가 최소화된다. 또한, 칩을 홈 밖으로 밀어내기가 더 용이함으로써 절삭날의 수명이 연장된다. 인서트에 의해서 발생하는 진동이 거의 없기 때문에 칩의 걸림이나 얽힘을 더 쉽게 제어할 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 실시형태와 연관하여 본 발명을 설명하였지만, 당업자는 첨부된 청구범위로 규정되는 사상의 범위로부터 벗어나지 않고 구체적으로 기술하지 않은 첨가, 삭제, 수정 및 대체를 할 수 있음을 알 수 있다.

Claims

후방 설치부 (22), 전방 절삭부 (23), 그리고 한 쌍의 측벽 (25) 을 포함하고, 각각의 측벽은 상기 전방 절삭부 및 후방 설치부를 따라서 형성되어 있고, 상기 전방 절삭부 (23) 는, 선단면 (27), 상부면 (29), 그리고 상기 선단면과 상부면 사이의 천이면에 배치되어 한 측벽으로부터 다른 한 측벽까지 뻗음으로써 절삭폭 (W') 을 규정하는 절삭날 (24) 을 포함하고, 절삭날 (24) 은 메인부 (38), 상기 메인부의 각 단부에서 볼록하게 만곡된 한 쌍의 제 1 코너부 (40), 그리고, 각각의 제 1 코너부에 대하여 후방 외측으로 편위되어 배치되는 볼록하게 만곡된 한 쌍의 제 2 코너부 (42) 를 포함하며, 각 제 1 코너부와 그 각 제 2 코너부 사이에는 단차부 (44) 가 형성되고, 상기 메인부 (38) 의 길이 (L) 는 절삭폭 (W') 의 80% 이상이고, 각 단차부 (44) 는 메인부 (38) 의 가상 연장선 (E) 과 제 2 코너부 (42) 사이의 거리로서 측정되는 깊이 (D) 를 가지는 깊은 홈 가공 (deep-grooving) 용 칩 형성 절삭 인서트에 있어서, 상기 깊이 (D) 는 절삭폭 (W') 의 10% 이하인 것을 특징으로 하는 깊은 홈 가공용 칩 형성 절삭 인서트.
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제 1 항에 있어서, 상기 깊이 (D) 는 절삭폭 (W') 의 7% 이하인 것을 특징으로 하는 깊은 홈 가공용 칩 형성 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서, 상기 깊이 (D) 는 절삭폭 (W') 의 5% 이하인 것을 특징으로 하는 깊은 홈 가공용 칩 형성 절삭 인서트.
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