KR101380884B1

KR101380884B1 - 양면형 절삭 인서트

Info

Publication number: KR101380884B1
Application number: KR1020120063600A
Authority: KR
Inventors: 남기찬; 이상용; 성욱중; 박동복; 이종찬
Original assignee: 한국야금 주식회사
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2014-04-02
Also published as: CN103506677A; DE102012214634A1; US8876440B2; JP5433061B2; JP2014000666A; DE102012214634B4; KR20130140328A; RU2012138144A; US20130336735A1

Abstract

본 발명은 절삭 인서트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 체결성은 양호한 상태로 유지하면서 경사각 증대를 통해 절삭성을 향상시킨 양면형 절삭 인서트에 관한 것이다.
본 발명에 한 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상면 및 하면과, 상기 상면 및 상기 하면을 서로 연결하는 복수 개의 측면 여유면과, 상기 상면 및 하면과 상기 측면에 의해 각각 형성되는 절삭날을 포함하며, 상기 복수 개의 측면 여유면 중 하나 이상의 측면 여유면은 상기 상면에서 상기 하면 방향으로 제1 포지티브 면, 네거티브 면, 제2 포지티브 면으로 순차적으로 3단으로 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

양면형 절삭 인서트 {cutting insert}

본 발명은 양면형 절삭 인서트에 관한 것이다.

일반적으로 절삭 공구는 주로 철계, 비철계 금속, 비금속 재료의 절삭에 이용되는 것으로서, 통상적으로 공작 기계에 장착되어 피삭재를 원하는 형상으로 가공하기 위하여 절삭을 수행하는 공구이다. 이러한 절삭 공구는 절삭날(cutting edge)을 가지고 있는 절삭 인서트(cutting insert)와 이러한 절삭 인서트를 고정하는 공구용 홀더로 이루어진다.

이러한 절삭 인서트를 사용하는 밀링 커터를 예로 들면, 직각 가공, 측면 가공에 있어서 가공깊이가 깊어질 때는 절삭에 기여하는 절삭날의 길이가 길어지고 그에 따라 절삭날 전체가 받는 저항도 커지며, 고속 절삭, 고이송 절삭, 고절입 절삭 시에 절삭성, 공구수명을 향상시키기 위한 다양한 연구가 행해져 왔다.

도 9에는, WO 97/17157 에 개시된 종래의 양면형 절삭 인서트의 한 예가 도시되어 있다. 참고로, 도 9는 WO 97/17157 의 도 3에 대응하며 편의상 도면부호 등은 수정 없이 그대로 표시하였다. 여기서, 도면부호 30은 절삭날(cutting edge)를 가리키고, 도면부호 21은 주측면(major lateral surface)을 나타낸다.

이러한 종래의 양면형 절삭 인서트는 상면(top surface) 및 하면(bottom surface)을 번갈아가면서 사용할 수 있도록 절삭 인서트를 양면으로 설계하기 위해 네거티브 타입으로 형성되어 있어, 즉 주측면이 네거티브 형상으로 형성되어 있다. 이로 인하여 종래의 양면형 절삭 인서트는 실제 가공시 피삭재 표면과 절삭날이 이루는 경사각이 네거티브로 형성되어 절삭 인서트의 절삭성이 떨어지는 문제점이 있었다.

WO 97/17157 (공개일: 1997. 5. 15.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 체결성은 양호한 상태로 유지하면서 경사각 증대를 통해 절삭성을 향상시킨 개선된 양면형 절삭 인서트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 명시적으로 언급된 목적 이외에도, 후술하는 본 발명의 구성으로부터 달성될 수 있는 다른 목적도 포함한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 한 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상면 및 하면과, 상기 상면 및 상기 하면을 서로 연결하는 복수 개의 측면 여유면과, 상기 상면 및 하면과 상기 복수 개의 측면 여유면에 의해 각각 형성되는 절삭날을 포함하며, 상기 복수 개의 측면 여유면 중 하나 이상의 측면 여유면은 상기 상면에서 상기 하면 방향으로 제1 포지티브 면, 네거티브 면, 제2 포지티브 면으로 순차적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하나 이상의 측면 여유면은 상기 복수 개의 측면 중 주측면 여유면인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절삭 인서트가 커터 바디에 장착시, 상기 주측면 여유면의 네거티브 면만 상기 커터 바디의 시트부 측면에 접촉하고, 상기 주측면 여유면의 2개의 포지티브 면은 상기 커터 바디의 시트부 측면에 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 서로 대향하는 상기 주측면 여유면의 네거티브 면을 관통하는 관통홀이 형성되어 있고, 상기 주측면 여유면의 네거티브 면에는 상기 커터 바디의 시트부 측면에 안착되도록 상기 관통홀 둘레에 리세스가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭 인서트는 상면 및 하면과, 상기 상면 및 상기 하면을 서로 연결하는 복수 개의 측면 여유면과, 상기 상면 및 하면과 상기 측면 여유면에 의해 형성되는 절삭날을 포함하며, 상기 복수 개의 측면 중 하나 이상의 측면 여유면은 상기 상면에서 상기 하면 방향으로 서로 이어진 제1 포지티브 면과 제2 포지티브 면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 및 제2 포지티브 면의 각도는 1°내지 7°사이인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 따르면, 양면형 절삭 인서트의 복수 개의 측면 여유면 중 하나 이상의 측면 여유면을 상면에서 하면 방향으로 제1 포지티브 면, 네거티브 면, 제2 포지티브 면으로 순차적으로 3단으로 형성함으로써, 종래의 네거티브 타입의 양면형 절삭 인서트에 대비하여 가공시 경사각을 증대시킬 수 있어 절삭성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 양면형 절삭 인서트의 측면 여유면 중 네거티브 면으로만 커터바디에 접촉하기 때문에 체결성은 종래의 네거티브 타입의 양면형 절삭 인서트와 동일한 수준으로 유지할 수 있다.

또한, 측면 여유면의 네거티브 면에 형성된 리세스를 통하여 커터바디와의 안정적인 체결을 달성할 수 있다.

한편, 본 발명의 효과는 상술된 것에 국한되지 않고 후술하는 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 본 발명의 효과에 포함된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트의 사시도이다.
도 2는 도 1의 양면형 절삭 인서트의 측면도이다.
도 3은 도 1의 양면형 절삭 인서트의 정면도이다.
도 4는 도 1의 IV-IV 방향으로의 단면도이다.
도 5는 도 1의 양면형 절삭 인서트의 평면도이다.
도 6은 도 1의 양면형 절삭 인서트가 밀링용 커터바디에 장착된 상태를 예시적으로 나타낸다.
도 7은 밀링용 커터바디에 도 1의 양면형 절삭 인서트가 장착된 상태를 설명하는 확대도이다.
도 8은 종래의 양면형 절삭 인서트 대비한 도 1의 양면형 절삭 인서트의 경사각을 나타내는 모식도이다.
도 9는 종래의 네거티브 타입의 양면형 절삭 인서트를 나타낸다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(100)(이하, '본 양면형 절삭 인서트'라고 함)에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트의 사시도이고, 도 2는 그 측면도이고, 도 3은 그 정면도이고, 도 4는 그 정면 단면도이고, 도 5는 그 평면도이다.

본 양면형 절삭 인서트(100)는 주로 초경합금 재료를 분말야금법에 의한 공정, 즉 형압 또는 분말사출성형(Powder Injection Molding, PIM), 소결(sintering), 연삭(grinding) 등의 공정을 이용하여 제작될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 양면형 절삭 인서트(100)는 상면(1) 및 하면(2)과, 상면(1) 및 하면(2)을 서로 연결하는 복수 개의 측면 여유면(3)과, 상면(1) 및 하면(2)과 복수 개의 측면 여유면(3)에 의해 각각 형성되는 절삭날(4)을 포함한다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상면(1) 및 하면(2)은 동일한 형상을 가지면서 도 3에 도시된 가상의 평행 중심선(C1)을 기준으로 180°회전 대칭형으로 구성된다. 따라서, 예시적으로 제시된 본 절삭 인서트(100)에서 상면(1)과 하면(2)은 동일한 형상으로 이루어져 있다.

측면 여유면(3)은 상면(1) 및 하면(2)을 서로 연결하는 주측면 여유면(31)과 부측면 여유면(32)으로 구성된다. 그리고 서로 인접한 주측면 여유면(31)과 부측면 여유면(32)을 서로 연결하는 모서리 측면(33)이 구비된다.

본 양면형 절삭 인서트(100)에서 복수 개의 측면 여유면(3) 중 하나 이상의 측면 여유면(3)은 상면(1)에서 하면(2) 방향으로 제1 포지티브 면(311), 네거티브 면(312), 제2 포지티브 면(313)으로 순차적으로 3단으로 형성되어 있다. 이를 통하여 체결성은 종래의 네거티브 타입(negative type)의 양면형 절삭 인서트와 동일한 수준으로 유지하면서도, 종래의 네거티브 타입의 양면형 절삭 인서트에 대비하여 가공시 경사각을 증대시킬 수 있어 절삭성이 향상된다. 여기서, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, '포지티브 면'이란 그 면(311,313)의 연장선과 평행중심선(C1)이 이루는 내측 각도(a)가 90°를 초과하는 경우 즉, 둔각인 경우를 지칭하며, '네거티브 면'이란 그 면(312)과 평행중심선(C1)이 이루는 각도가 직각인 경우를 지칭한다.

도 4에서, 제1 포지티브 면(311)과 네거티브 면(312)이 이루는 각도는 α로, 제2 포지티브 면(313)과 네거티브 면(312)이 이루는 각도는 β로 표시되어 있는데, 제1 포지티브 면(311)과 네거티브 면(312)이 이루는 각도(α)와 제2 포지티브 면(313)과 네거티브 면(312)이 이루는 각도(β)는 1°내지 7°일 수 있으며, 바람직하게는 2°내지 3°가 적절하다. 이 경우, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 피삭재 표면(T)과의 여유각(γ)을 동일하게 형성하는 것으로 가정할 경우, 종래의 양면형 절삭 인서트에 비하여 이러한 각도(α,β)만큼 경사각이 상대적으로 증가되어 상,하면 양면에서 절삭성을 동시에 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 여기서, 일점 쇄선은 종래의 양면형 절삭 인서트를, 실선은 본 양면형 절삭 인서트를 나타낸다.

또한, 제1 포지티브 면(311)과 네거티브 면(312)이 이루는 각도(α)와 제2 포지티브 면(313)과 네거티브 면(312)이 이루는 각도(β)는 동일하게 형성되는 게 바람직하나, 가공 조건에 따라서 필요시에는 서로 다르게 형성될 수도 있을 것이다. 또한, 네거티브 면(312)의 폭은 제1 포지티브 면(311) 및 제2 포지티브 면(313)의 폭에 비하여 크게 형성되는 것이 바람직하다(도 4 참조).

한편, 도 1 및 도 4를 참조하면, 본 양면형 절삭 인서트(100)에서 서로 대향하는 2개의 주측면 여유면(31)의 대략 중앙에는 관통홀(5)이 형성되어 있다. 이 관통홀(5)에는 후술하는 밀링용 커터바디에 본 절삭 인서트(100)를 체결시, 체결용 볼트가 장착된다. 본 실시예에서는 관통홀(5)이 서로 대향하는 주측면 여유면(31)을 관통하여 형성된 것을 예시하고 있으나, 필요에 따라서는 상면(1) 및 하면(2)을 관통하도록 형성될 수도 있다.

본 양면형 절삭 인서트(100)에서 절삭날(4)은 주측면 여유면(31)과 상,하면(1,2)에 의해 형성되는 주절삭날(41)과, 부측면 여유면(32)과 상,하면(1,2)에 의해 형성되는 부절삭날(42)과, 모서리 측면(33)과 상,하면(1,2)에 의해 형성되는 모서리 절삭날(43,44)을 구비한다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 주절삭날(41)은 도 2 기준으로 좌측에서 우측으로 경사지게 형성되어 있어, 상대적으로 높은 위치에 형성된 제1 모서리 절삭날(43)과 상대적으로 낮은 위치에 형성된 제2 모서리 절삭날(44)로 구성된다.

또한, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 본 양면형 절삭 인서트(100)에서 상면(1)은 상면(1)의 길이방향을 따라 상면(1)의 중심을 지나는 가상의 중심선(C2)을 기준으로 180°회전 대칭형으로 구성된다. 따라서 본 양면형 절삭 인서트(100)는 대각선 방향으로 대칭을 이루도록 상면(1)의 2개의 모서리에 각각 제공된 제1 모서리 절삭날(43)과 제2 모서리 절삭날(44)을 구비한다.

본 양면형 절삭 인서트(100)는 절삭가공 시에 상면(1) 및 하면(2)을 번갈아가면서 사용할 수 있는데, 상면(1) 및 하면(2)에는 절삭 가공 시 칩의 흐름을 유도하는 칩브레이커가 형성된다.

또한, 제1 모서리 절삭날(43)에는 제1 모서리 절삭날 랜드면(431)이 연결되어 있다.

도 2를 참조하면, 주측면 여유면(31)을 따라서 제1 모서리 절삭날(43)과 서로 대향하는 제2 모서리 절삭날(44) 사이에는 주절삭날(41)이 연장하여 형성된다. 주절삭날(41)은 절삭가공 시 피삭재와 1차적으로 접촉하면서 절단에 기여한다.

또한, 도 3을 참조하면, 제1 모서리 절삭날(43)과 제2 모서리 절삭날(44) 사이에는 피삭재 가공면의 면 조도를 향상시키는 부절삭날(42)이 연장 형성된다.

도 2를 참조하면, 제1 모서리 절삭날(43)은 상면(1)보다 높게 형성되고, 제2 모서리 절삭날(44)은 상면(1)보다 낮게 형성된다. 즉, 주절삭날(41)은 제1 모서리 절삭날(43)에서 제2 모서리 절삭날(44) 측으로 연결되어 높이가 낮아지는 직선으로 제공되는데, 이러한 주절삭날(41)은 주측면 여유면(31)과 상면(1)이 만나 형성되는데, 주절삭날 랜드면(11)과 이어진다.

도 3을 참조하면, 부절삭날(42)은 제1 모서리 절삭날(43)에서 부측면 여유면(32)을 따라 서로 대향하는 제2 모서리 절삭날(44) 측으로 차례로 형성된 제1 부절삭날(421), 경사부 절삭날(422) 및 제2 부절삭날(423)을 구비한다.

또한, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 서로 대향하는 주측면 여유면(31)의 네거티브 면(312)을 관통하는 관통홀(5) 둘레에는 후술하는 밀링용 커터바디(200)의 시트부 측면(211)에 안착되도록 리세스(recess)(314)가 형성될 수 있다.

이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 양면형 절삭 인서트(100)가 밀링용 커터바디(200)에 안착되는 모습을 설명한다. 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 양면형 절삭 인서트(100)가 밀링용 커터바디(200)에 결합된 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다.

밀링용 커터바디(200)에는 본 양면형 절삭 인서트(100)가 장착되는 복수의 인서트 시트부(210)가 구비되어 있다. 구체적으로 밀링용 커터바디(200)의 시트부(210)는 체결용 볼트(220)가 체결될 수 있는 홀(탭)(미도시)과, 본 절삭 인서트(100)의 하면(2)이 안착되는 시트부 하면(212)과, 본 양면형 절삭 인서트(100)의 주측면 여유면(31)의 네거티브 면(312)이 안착되는 시트부 측면(211)을 구비한다. 또한, 시트부(210)는 본 양면형 절삭 인서트(100)의 주측면 여유면(31) 중 포지티브 면(311)과는 접촉되지 않도록 리세스(213)를 구비한다.

도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 본 양면형 절삭 인서트(100)가 공구용 홀더 예컨대, 밀링용 커터바디(200)에 장착될 때, 주측면 여유면(31)의 네거티브 면(312)만 커터바디(200)의 시트부 측면(211)에 접촉하고, 주측면 여유면(31)의 나머지 2개의 포지티브 면(311,313)은 커터바디(200)의 시트부 측면(211)에 접촉하지 않는다. 따라서, 본 양면형 절삭 인서트(100)는 주측면 여유면(31) 중 네거티브 면(312)으로만 커터바디(200)의 시트부 측면(211)에 접촉하기 때문에 체결성은 종래 네거티브 타입의 양면형 절삭 인서트와 동일한 수준으로 유지된다.

이상에서는, 복수 개의 측면 여유면(3) 중 하나 이상의 측면 여유면(3)이 상면(1)에서 하면(2) 방향으로 제1 포지티브 면(311), 네거티브 면(312), 제2 포지티브 면(313)으로 순으로, 즉 3단으로 구성되어 있는 것으로 설명하였다. 그러나 필요에 따라서는 본 양면형 절삭 인서트(100)의 측면 여유면(3)을 2단으로, 즉 상면(1)에서 하면(2) 방향으로 서로 이어진 제1 포지티브 면(311)과 제2 포지티브 면(313)으로만 형성할 수도 있다. 이 경우도 측면 여유면(3)이 3단으로 구성된 경우와 마찬가지로, 종래의 네거티브 타입의 양면형 절삭 인서트에 비하여 가공시 경사각 증대를 통한 절삭성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 한편, 이 경우 커터바디와의 장착은, 측면 여유면(3)에 형성된 제1 포지티브 면(311) 또는 제2 포지티브 면(313)을 장착면으로 사용될 수 있을 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

100...절삭 인서트
1...상면, 2...하면
3...측면 여유면, 4...절삭날
31...주측면 여유면, 32...부측면 여유면
33...모서리 측면, 311...제1 포지티브 면
312...네거티브 면, 313...제2 포지티브 면
314...리세스
5...관통홀
200...밀링용 커터바디
210...인서트 시트부, 212...시트부 하면
211...시트부 측면, 213...리세스

Claims

상면 및 하면과, 상기 상면 및 상기 하면을 서로 연결하는 복수 개의 측면 여유면과, 상기 상면 및 하면과 상기 복수 개의 측면 여유면에 의해 형성되는 절삭날을 포함하는 양면형 절삭 인서트에 있어서,
상기 복수 개의 측면 여유면 중 하나 이상의 측면 여유면은 상기 상면에서 상기 하면 방향으로 제1 포지티브 면, 네거티브 면, 제2 포지티브 면으로 순차적으로 3단으로 형성되고,
상기 하나 이상의 측면 여유면은 상기 복수 개의 측면 중 주측면 여유면이며,
상기 절삭 인서트가 커터바디에 장착시, 상기 주측면 여유면의 네거티브 면만 상기 커터바디의 시트부 측면에 접촉하고, 상기 주측면 여유면의 2개의 포지티브 면은 상기 커터바디의 시트부 측면에 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 양면형 절삭 인서트.
삭제
삭제
제1항에서,
서로 대향하는 상기 주측면 여유면의 네거티브 면을 관통하는 관통홀이 형성되어 있고, 상기 주측면 여유면의 네거티브 면에는 상기 커터 바디의 시트부 측면에 안착되도록 상기 관통홀 둘레에 리세스가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 양면형 절삭 인서트.
삭제
제1항에서,
상기 제1 및 제2 포지티브 면의 각도는 1°내지 7°사이인 것을 특징으로 하는 양면형 절삭 인서트.