KR101425910B1

KR101425910B1 - 절삭 인서트와 절삭 공구 및 그들을 사용한 피삭재의 절삭 방법

Info

Publication number: KR101425910B1
Application number: KR1020127019657A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 이노우에
Original assignee: 쿄세라 코포레이션
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2014-07-31
Also published as: CN102712046A; JPWO2011093333A1; WO2011093333A1; EP2529864A4; CN102712046B; KR20120099787A; US8770895B2; EP2529864A1; JP5379870B2; US20120297941A1; EP2529864B1

Abstract

절삭 부스러기 배출성이 우수한 절삭 인서트를 제공한다. 본 발명의 절삭 인서트에 의하면 오목홈(21)의 저면은 절삭날부(5)에 연속되어 있는 제 1 저면(211)과, 제 1 저면(211)보다 절삭날부(5)로부터 먼 측이며 또한 제 1 저면(211)의 절삭날부(5)로부터 먼 측의 단부의 가상 연장선(L1)보다 낮은 위치에 있는 제 2 저면(212)을 갖고 있다. 또한, 상면으로 볼 때에 있어서 한쌍의 경사면(23)은 제 1 저면(211)의 절삭날부(5)로부터 먼 측의 단부보다 절삭날부(5)로부터 먼 측에 위치하고 있다. 그 때문에 제 1 저부(211)의 가상 연장선(L1)보다 저위에 형성되는 공간에 생성되는 절삭 부스러기가 가라앉으면서 컬링함으로써 절삭 부스러기의 컬의 지름은 작아진다. 그 결과 절삭 부스러기의 배출 방향이 안정되고, 절삭 부스러기의 배출성이 양호해진다.

Description

절삭 인서트와 절삭 공구 및 그들을 사용한 피삭재의 절삭 방법{CUTTING INSERT AND CUTTING INSTRUMENT, AND METHOD FOR CUTTING WORKPIECE USING SAME}

본 발명은 절삭 인서트와 절삭 공구 및 그들을 사용한 피삭재의 절삭 방법에 관한 것이다.

절삭 인서트, 특히 그루빙 가공용 절삭 인서트는 생성되는 절삭 부스러기에 의해 가공면이 손상되는 것을 억제하는 것이 중요해진다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 중앙에 오목부를 갖는 절삭날과, 상면에 있어서 절삭날의 오목부에 연속되도록 형성된 저면이 평탄한 오목홈과, 이 오목홈의 후방에 형성되는 경사면을 갖는 그루빙 가공용 절삭 인서트가 개시되어 있다. 이 절삭 인서트에 의해 생성되는 절삭 부스러기는 절삭 인서트의 오목홈에 의해 폭방향으로 압축되어 절삭 부스러기 폭이 절삭날 폭보다 작아지기 때문에 절삭 부스러기가 가공면에 접촉하기 어려워져 절삭 부스러기에 의한 가공면의 손상이 억제된다.

일본 특허 공개 2001-212704호 공보

그러나 특허문헌 1의 절삭 인서트에 형성된 저면이 평탄한 오목홈에서는 폭방향으로 압축됨으로써 경도가 높아진 절삭 부스러기가 경사면에서 분단되기 어려워져 절삭 부스러기가 오목홈에 막히는 등의 문제가 발생해서 절삭 부스러기의 배출성이 나빠질 우려가 있다.

본 발명의 목적은 절삭 부스러기 배출성이 우수한 절삭 인서트를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 절삭 인서트는 상면과, 하면과, 측면과, 상기 상면과 상기 측면의 교선부에 위치하고 있는 절삭날부를 갖고 있는 본체부를 구비하고, 상기 상면은 상기 절삭날부에 연속해서 형성되어 있는 오목홈과, 상기 오목홈의 양측에 위치하고 있고 상기 절삭날부로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 경사져 있는 한쌍의 경사면을 갖고 있고, 상기 오목홈의 저면은 상기 절삭날부에 연속되어 있는 제 1 저면과, 상기 제 1 저면보다 상기 절삭날부로부터 먼 측이며 또한 상기 제 1 저면의 상기 절삭날부로부터 먼 측의 단부의 가상 연장선보다 낮은 위치에 있는 제 2 저면을 갖고 있음과 아울러 상면으로 볼 때에 있어서 상기 한쌍의 경사면은 상기 제 1 저면의 상기 절삭날부로부터 먼 측의 단부보다 상기 절삭날부로부터 먼 측에 위치하고 있다.

본 발명의 절삭 공구는 본 발명의 절삭 인서트와, 상기 절삭 인서트를 선단에 장착하는 홀더를 구비한다.

본 발명의 피삭재의 절삭 방법은 피삭재를 회전시키는 공정과, 회전하고 있는 상기 피삭재에 상기 절삭 공구의 절삭날부를 근접시키는 공정과, 회전하고 있는 상기 피삭재에 상기 절삭 공구의 상기 절삭날부를 접촉시켜서 상기 피삭재를 절삭하는 공정과, 절삭한 상기 피삭재로부터 상기 절삭 공구의 상기 절삭날부를 이간시키는 공정을 포함하고 있다.

(발명의 효과)

본 발명의 절삭 인서트에 의하면 오목홈의 저면은 절삭날부에 연속되어 있는 제 1 저면과, 제 1 저면보다 절삭날부로부터 먼 측이며 또한 제 1 저면의 절삭날부로부터 먼 측의 단부의 가상 연장선보다 낮은 위치에 있는 제 2 저면을 갖고 있다. 또한, 상면으로 볼 때에 있어서 한쌍의 경사면은 제 1 저면의 절삭날부로부터 먼 측의 단부보다 절삭날부로부터 먼 측에 위치하고 있다. 그 때문에 제 1 저부의 가상 연장선보다 저위에 형성되는 공간에 생성되는 절삭 부스러기가 가라앉으면서 컬링함으로써 절삭 부스러기의 컬의 지름은 작아진다. 그 결과 절삭 부스러기의 배출 방향이 안정되고, 절삭 부스러기의 배출성이 양호해진다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 절삭 인서트를 나타내고, 도 1a는 상면도이며, 도 1b는 측면도이며, 도 1c는 선단으로부터 보았을 때의 도면이다.
도 2는 도 1에 나타내는 절삭 인서트의 부분 확대도이며, 도 2a는 사시도이며, 도 2b는 상면도이며, 도 2c는 측면도이다.
도 3은 도 2b에 나타내는 절삭 인서트에 있어서의 도 3a는 A-A선에 있어서의 단면도이며, 도 3b는 B-B선에 있어서의 단면도이며, 도 3c는 C-C선에 있어서의 단면도이다.
도 4a는 도 2b에 나타내는 절삭 인서트에 있어서의 D-D선에 있어서의 단면도이며 도 4b는 도 4a의 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 절삭 인서트의 부분 확대도를 나타내고, 도 5a는 사시도이며, 도 5b는 상면도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 절삭 인서트의 부분 확대도를 나타내고, 도 6a는 사시도이며, 도 6b는 측면도이다. 도 6c는 상면도이다.
도 7은 본 발명의 절삭 공구의 예를 나타내는 부분 확대 사시도이다.
도 8a∼도 8c는 본 발명의 피삭재의 절삭 방법의 예를 나타내는 개략도이다.

<절삭 인서트>

이하 본 발명의 절삭 인서트의 실시형태의 예에 대해서 도면을 사용해서 상세하게 설명한다. 본 발명의 절삭 공구는 내경의 그루빙 가공, 외경의 그루빙 가공, 절단 가공, 단면 그루빙 가공 중 어디에나 적용할 수 있다.

(제 1 실시형태)

이하 본 발명의 절삭 공구의 제 1 실시형태인 절삭 인서트(1)에 대해서 도 1∼도 6을 사용해서 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이 절삭 인서트(1)(이하, 간단히 인서트(1)라고 하는 경우가 있다)는 각기둥상이며, 양단부에 절삭부(Ⅰ)와 절삭부(Ⅰ) 사이에 위치하고, 홀더에 고정될 때에 홀더와 접하는 클램프면(후술한다)을 갖는 클램프부(Ⅱ)를 구비하고 있다. 즉, 절삭부(Ⅰ)는 클램프부(Ⅱ)의 양단에 형성되어 있다. 이 인서트(1)는 절단 가공에 사용된다.

절삭 인서트(1)의 재질로서는 예를 들면 초경합금 또는 서멧 등을 들 수 있다. 초경합금의 조성으로서는 예를 들면 탄화 텅스텐(WC)에 코발트(Co)의 분말을 첨가해서 소결해서 생성되는 WC-Co, WC-Co에 탄화 티탄(TiC)을 첨가한 WC-TiC-Co, WC-TiC-Co에 탄화 탄탈(TaC)을 첨가한 WC-TiC-TaC-Co가 있다. 또한, 서멧은 세라믹 성분에 금속을 복합시킨 소결 복합 재료이며, 구체적으로는 탄화 티탄(TiC), 질화 티탄(TiN)을 주성분으로 한 티탄 화합물이 있다.

절삭 인서트(1)의 표면은 화학 증착(CVD)법 또는 물리 증착(PVD)법을 사용해서 피막으로 코팅되어 있어도 좋다. 피막의 조성으로서는 탄화 티탄(TiC), 질화 티탄(TiN), 탄질화 티탄(TiCN) 및 알루미나(Al₂O₃) 등을 들 수 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이 절삭부(Ⅰ)는 상면(2)과, 하면(3)과, 상면(2) 및 하면(3)에 접속되어 있는 측면(4)을 갖고 있다. 상면(2)은 경사면으로서, 하면(3)은 홀더에 적재되는 적재면으로서, 측면(4)은 여유면으로서 기능한다. 또한, 도 2b에 나타내는 바와 같이 이 절삭부(Ⅰ)는 평면으로 보았을 때에 있어서 다각형상이며, 본 예에 있어서는 평면으로 보았을 때에 있어서 2개의 긴변과 2개의 짧은변을 갖는 장방형상을 하고 있다. 또한, 본 예에 있어서는 인서트(1)의 길이 방향의 길이가 20㎜이며, 평면으로 보았을 때에 있어서 길이 방향에 수직인 폭방향의 길이가 2∼4㎜이다. 이 폭은 가공 중에 피삭재에 가공된 홈의 내벽면에 인서트가 간섭하지 않도록 클램프부(Ⅱ)에 근접함에 따라 작아지고 있다. 인서트(1)의 하면(3)으로부터 상면(2)까지의 높이는 3∼5㎜이다.

상면(2)과 측면(4)의 교선부에는 절삭날부(5)가 형성되어 있다. 절삭날부(5)는 절삭날(50)을 갖고 있다. 절삭날(50)은 예를 들면 절삭부(Ⅰ)의 길이 방향 및 폭방향의 교선부 중 어느 한 곳을 따라 설치되어 있어도 좋다. 본 예에 있어서는 피삭재를 분단하는 절단 가공에 사용되기 때문에 절삭부(Ⅰ)의 폭방향의 교선부만을 따라 절삭날(50)이 설치되어 있다.

본 예에 있어서는 절삭날부(5)는 랜드(51)를 갖고 있다. 랜드(51)는 절삭날(50)을 따라 형성된 평탄면이다. 랜드(51)가 형성됨으로써 절삭날(50)의 결손을 억제하고, 절삭날(50)의 강도를 향상시킬 수 있다.

상면(2)은 절삭날부(5)에 연속해서 형성되어 있는 오목홈(21)과, 오목홈(21) 양측에 위치하고 있고, 절삭날부(5)로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 경사져 있는 한쌍의 경사면(23)을 갖고 있다. 본 예에 있어서는 도 2에 나타내는 바와 같이 오목홈(21)은 절삭날부(5)의 중앙부와 연속되어 있고, 오목홈(21)의 양측에는 위치하는 한쌍의 경사면(22)과, 경사면(22)에서 절삭날부(5)로부터 멀어지는 측에 위치하고, 절삭날부(5)로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 경사져 있는 한쌍의 경사면(23)이 형성되어 있다. 즉, 오목홈(21)은 경사면(22) 및 경사면(23)을 관철하도록 형성되어 있다.

오목홈(21)은 절삭날부(5)에 연속해서 인서트(1)의 길이 방향으로 연장되는 가늘고 긴 홈이다. 이 구성에 의해 절삭 부스러기를 폭방향으로 압축해서 절삭 부스러기의 배출 방향을 안정시킨다. 또한, 절삭 부스러기가 폭방향으로 압축되기 때문에 절삭 부스러기의 폭은 인서트(1)의 폭(절삭날(50)의 폭)보다 작아져 피삭재의 가공면과 접촉하기 어려워진다. 그 때문에 가공면의 손상을 억제한다. 또한, 본 예에 있어서는 오목홈(21)은 상면으로 보았을 때에 있어서 절삭날(50)의 수직 이등분선(L0) 상에 위치하고 있다. 구체적으로는 오목홈(21)은 절삭날(50)의 수직 이등분선(L0)에 있어서 선대칭의 형상을 하고 있다. 이 구성에 의해 폭방향으로 압축된 절삭 부스러기는 좌우 대칭의 형상이 되기 때문에 절삭 부스러기의 배출 방향이 보다 안정된다. 또한, 폭방향으로 압축된 절삭 부스러기는 최종적으로는 경사면(23)에 의해 태엽상으로 컬링되어 배출된다.

오목홈(21)에 있어서의 홈폭은 본 예에 있어서는 도 2b에 나타내는 바와 같이 절삭날부(5)로부터 멀어짐에 따라 넓어지고 있어 경사면(23)의 절삭날부(5)에 가까운 측의 단부의 위치에서 최대로 되어 있다. 또한, 그 홈폭은 경사면(23)의 절삭날부(5)에 가까운 측의 단부보다 절삭날부(5)로부터 먼 측에 있어서 좁아지고 있다. 구체적으로는 도 2b의 A-A선에 있어서의 단면도를 나타내는 도 3a의 오목홈(21)의 홈폭을 wa로 하고, B-B선에 있어서의 단면도를 나타내는 도 3b의 오목홈(21)의 홈폭을 wb로 하면 wa＜wb이며, C-C선에 있어서의 단면도를 나타내는 도 3c의 오목홈(21)의 홈폭을 wc로 하면 wb＞wc이다. wa＜wb의 경우에는 절삭날부(5)로부터 경사면(23)을 향함에 따라 절삭 부스러기의 지지부가 단부측으로 이동하여 절삭 부스러기의 하면(3)측으로의 휘어짐량이 커지기 때문에 절삭 부스러기의 폭방향의 압축이 촉진된다. 반면, wb＞wc의 경우에는 절삭 부스러기를 확실하게 오목홈(21)으로 끌어들여 진행 방향이 보다 결정되기 쉬워진다.

오목홈(21)의 절삭날(50)에 평행이며, 하면(3)에 수직인 단면의 형상으로서는 예를 들면 V자상 등의 직선으로 구성되는 형상이나 원호상 등의 곡선으로 구성되는 형상 또는 이들을 조합한 형상 등을 들 수 있다. 본 예에 있어서는 오목홈(21)의 강도를 유지하기 위해서 도 3a∼도 3c에 나타내는 바와 같이 원호상이다.

또한, 본 예에 있어서는 오목홈(21)이 절삭 부스러기를 협지하는 협지 각도(θ)가 절삭날부(5)로부터 멀어짐에 따라 작아지도록 형성되어 있다. 이 구성에 의해 절삭 부스러기가 보다 확실하게 압축되어서 보다 안정되게 배출된다. 또한, 상기 협지 각도(θ)는 본 예와 같이 오목홈(21)의 단면형상이 원호상인 경우에는 서로 대향하는 2개의 면의 가상 연장선을 이루는 각을 측정함으로써 얻어진다. 예를 들면, 도 3a에 나타내는 오목홈(21)의 협지 각도를 θ1, 도 3b에 나타내는 오목홈(21)의 협지 각도를 θ2, 도 3c에 나타내는 오목홈(21)의 협지 각도를 θ3으로 하면 θ1＞θ2＞θ3이다.

본 예에 있어서는 도 4a 및 도 4b에 나타내는 바와 같이 오목홈(21)의 저면은 절삭날부(5)에 연속되어 있는 제 1 저면(211)과, 제 1 저면(211)보다 절삭날부(5)로부터 먼 측이며 또한 제 1 저면(211)의 절삭날부(5)로부터 먼 측의 단부의 가상 연장선(L1)보다 낮은 위치에 있는 제 2 저면(212)을 갖고 있다. 이 구성에 의해 제 1 저면(211)의 절삭날부(5)로부터 먼 측의 단부의 가상 연장선(L1)보다 낮은 위치에 공간이 형성된다. 이 공간은 절삭 부스러기가 경사면(23)에 오르려고 할 때에 절삭 부스러기가 가라앉을 수 있는 공간이 된다. 구체적으로는 생성되는 절삭 부스러기가 이 공간에 가라앉으면서 컬링함으로써 절삭 부스러기의 컬의 지름은 작아진다. 그 결과 절삭 부스러기의 배출성이 양호해진다. 또한, 절삭 부스러기와 오목홈(21)의 접촉하는 면적이 감소하기 때문에 마찰 저항을 저감하는 효과도 나타내서 오목홈(21)에 절삭 부스러기가 막히는 것을 억제한다.

제 1 저면(211)은 절삭 부스러기의 저부가 통과하는 면이다. 제 1 저면(211)은 적어도 일부에 절삭날부(5)로부터 멀어짐에 따라 하면(3)에 근접하는 하강부(211a)와, 하강부(211a)에 있어서 제 2 저면(212)에 가까운 측에 위치하고 있고, 하면(3)으로부터의 높이가 일정한 평탄부(211b)를 갖고 있다. 이 구성에 의해 절삭 부스러기는 상기 공간에 유도되기 쉬워지기 때문에 절삭 부스러기는 보다 가라앉기 쉬워진다. 또한, 본 예에 있어서는 도 4b에 나타내는 바와 같이 절삭날부(5)를 지나 수평면과 평행한 기준면을 H0로 하면 하강부(211a)와 기준면(H0)이 이루는 각도인 경사각도(α)는 10°∼30°이다.

제 2 저면(212)은 절삭날부(5)로부터 멀어짐에 따라 하면(3)에 근접하는 하강부(212a)와, 하강부(212a)보다 절삭날부(5)로부터 먼 측에 위치하고 또한 절삭날부(5)로부터 멀어짐에 따라 높아지고 있는 상승부(212b)를 갖고 있다. 상승부(212b)는 구체적으로는 경사면(23)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 이 구성에 의해 경사면(23)을 진행할 때에 절삭 부스러기는 상승부(212b)를 찰과하게 되어 절삭 부스러기의 배출을 보다 안정되게 유지할 수 있다. 또한, 「대응한다」란 한쪽 부위를 통과하는 직선 상에 다른 쪽 부위가 위치하고 있는 상태를 말한다.

또한, 본 예에 있어서는 절삭날부(5)에 평행하며 또한 하면(3)과 교차하는 단면에서의 단면으로 볼 때에 있어서 제 2 저면(212)의 깊이는 제 1 저면(211)의 깊이보다 깊은 것이 바람직하다. 구체적으로는 도 3a에 있어서의 제 1 저면(211)의 깊이를 d1로 하고, 도 3c에 있어서의 제 2 저면(212)의 깊이를 d2로 하면 d1＜d2이다. 이 구성에 의해 상기 공간을 보다 확실하게 확보할 수 있기 때문에 결과적으로 절삭 부스러기의 배출성이 양호해진다.

본 예에 있어서 도 4에 나타내는 바와 같이 제 2 저면(212)은 하강부(212a)와 상승부(212b)가 연속해서 형성되어 있고, 제 2 저면은 하강부(212a)와 상승부(212b)의 경계에 있어서 가장 깊어지고 있다. 구체적으로는 「하강부(212a)와 상승부(212b)의 경계」란 도 2a에 나타내는 바와 같이 하강부(212a)와 상승부(212b)의 접속부인 제 2 접속부(214)를 나타낸다. 본 예에 있어서는 상승부(212b)는 하강부(212a)에 연속해서 형성되어 있지만 제조상 형성되는 모따기부와 같은 작은 곡면에 의한 이음면을 갖고 있어도 좋다. 또한, 본 예에 있어서 제 2 접속부(214)는 절삭날부(5)에 수직인 단면에서의 단면으로 볼 때에 있어서 오목홈(21)의 최심부와 일치하고 있다.

또한, 본 예에 있어서는 절삭날부(5)에 수직인 단면에서의 단면으로 볼 때에 있어서 제 2 저면(212)의 최심부(제 2 접속부(214))는 평면으로 보았을 때에 있어서 한쌍의 경사면(23)의 절삭날부(5)에 가까운 측의 단부의 위치보다 절삭날부(5)에 가까운 측에 위치하고 있다. 이 구성에 의해 상기 공간을 보다 크게 확보할 수 있다.

본 예에 있어서는 제 2 접속부(214)는 절삭날부(5)를 따라 대략 평행하게 형성되어 있다. 이 구성에 의해 절삭 부스러기는 마찰 저항을 절삭날(50)과 평행한 부위에서 받아 절삭 부스러기의 진행 방향이 보다 안정된다.

제 1 저면(211)과 제 2 저면(212)이 저면에 있어서 차지하는 면적의 비율은 특별히 제한되지 않지만 상기 공간을 크게 유지하는 관점으로부터 본원발명의 효과가 저해되지 않는 범위에서 예를 들면 상면으로 볼 때에 있어서 제 1 저면(211)의 면적보다 제 2 저면(212)의 면적을 크게 하는 것이 바람직하다.

본 예에 있어서는 도 2b에 나타내는 바와 같이 제 1 저면(211) 및 제 2 저면(212)은 오목홈(21)의 폭방향에 걸쳐 연장되어 형성되어 있다. 이 구성에 의해 상기 공간을 보다 크게 확보할 수 있고, 결과적으로 절삭 부스러기 배출성이 양호해진다.

또한, 본 예에 있어서는 제 1 저면(211)과 제 2 저면(212)은 연속되어 있고, 제 1 저면(211)과 제 2 저면(212)의 경계는 절삭날부(5)를 따라 대략 평행하게 형성되어 있다. 구체적으로는 도 2b에 나타내는 바와 같이 「제 1 저면(211)과 제 2 저면(212)의 경계」란 접속부(213)를 나타낸다. 절삭 부스러기는 접속부(213)를 경계로 해서 일단 오목홈(21)의 저면과 접촉되어 있는 상태로부터 접촉되어 있지 않는 상태로 이동한다. 이 구성에 의해 절삭 부스러기의 저면과의 접촉의 상태가 절삭 부스러기의 좌우 방향에 있어서 거의 동기해서 이동하기 때문에 절삭 부스러기의 진행 방향이 보다 안정된다. 또한, 「절삭날부(5)를 따라 대략 평행」이란 절삭날(50)에 대하여 대상이 되는 부위가 0°±2°의 범위의 각도에 있는 상태를 말한다. 또한, 본 예에 있어서 도 4에 나타내는 바와 같이 접속부(213)는 면으로 형성되어 있고, 제 1 저면(211)과 제 2 저면(212)이 제조상에서 형성되는 모따기부와 같은 작은 곡면에 의한 이음면을 갖고 접속되어 있다. 이 구성에 의해 오목홈(21)의 저면에 있어서의 크래킹을 억제하여 인서트(1)의 강도를 유지할 수 있다.

본 예에 있어서는 절삭날부(5)는 도 1c에 나타내는 바와 같이 중앙을 향함에 따라 낮아지고 있는 오목부(6)를 갖고 있다. 즉, 절삭날부(5)의 오목부(6)와 오목홈(21)은 연속되어 있다. 이 오목부(6)에 의해 단면으로 보았을 때에 있어서 중앙부가 오목상의 절삭 부스러기가 생성되기 때문에 오목홈(21)에 의한 절삭 부스러기의 폭방향의 압축을 촉진할 수 있다.

또한, 오목부(6)의 형상 및 크기는 특별히 제한되지 않는다. 오목부(6)의 형상으로서는 V자상 등의 직선으로 구성되는 형상이나 원호상 등의 곡선으로 구성되는 형상 또는 이들을 조합한 형상 등을 들 수 있지만 본 예에 있어서는 도 1c에 나타내는 바와 같이 바람직하게는 원호상이다. 또한, 본 예에 있어서는 절삭날(50)의 단부측의 강도를 유지하기 위해서 오목부(6)의 폭은 절삭날(50)의 길이의 1/2∼2/3배이다. 구체적으로는 도 1c에 나타내는 바와 같이 절삭날(50)의 폭을 wx로 하고, 오목부(6)의 폭을 wy로 하면 wx와 xy의 비율은 wy/wx=1/2∼2/3이다.

경사면(22)은 생성된 절삭 부스러기가 찰과되는 면이며, 절삭날부(5)로부터 멀어짐에 따라 하면(3)에 근접하도록 경사각을 갖고 형성되어 있다. 절삭날부(5)를 지나 수평면에 평행한 기준면(H0)과 경사면(22)의 가상 연장선이 이루는 각을 「경사각」으로 한다. 구체적으로는 경사각은 도 2c에 나타내는 바와 같이 절삭날부(5)를 지나 수평면에 평행한 기준면(H0)과 경사면(22)이 이루는 각(β)이다. 경사각(β)은 5°∼10°정도로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 저부(211a)의 경사각(α)은 경사면(22)의 경사각(β)보다 커지도록 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해 생성된 절삭 부스러기가 보다 압축되기 쉬워지는 점에서 절삭 부스러기의 중앙부의 두께가 단부의 두께에 비해 얇아지기 때문에 생성된 절삭 부스러기가 보다 폭방향으로 압축되기 쉬워진다.

경사면(23)은 상술한 바와 같이 절삭 부스러기를 분단하거나 또는 태엽상으로 하기 위해서 형성된다. 본 예에 있어서는 도 2에 나타내는 바와 같이 한쌍의 경사면(23)보다 절삭날부(5)로부터 먼 측이며 또한 높은 위치에 후방 경사면(24)을 갖고 있다. 이 구성에 의해 강성이 작은 절삭 부스러기가 분단되지 않고 경사면(23)을 넘어버렸을 경우에도 후방 경사면(24)에서 분단될 수 있다. 본 예에 있어서 경사면(23)은 절삭날(5)의 폭(wx)이 3㎜일 때 경사각은 34°이며, 후방 경사면(24)의 절삭날(5)로부터의 높이는 0.35㎜정도이다.

후방 경사면(24)은 오목홈(21)보다 절삭날부(5)로부터 먼 측에 위치하고 있고, 절삭날부(5)를 지나 수평면에 평행한 기준면(H0)에 대하여 경사면(23)의 경사각도보다 큰 경사각도를 갖고 있다. 이 구성에 의해 강성이 작은 절삭 부스러기가 분단되지 않고 경사면(23)을 넘어버렸을 경우에도 후방 경사면(24)에서 분단될 수 있다. 또한, 경사면(23) 및 후방 경사면(24)의 경사각도는 절삭 조건에 따라 30°∼50°정도의 범위로 설정된다. 본 예에 있어서는 후방 경사면(24)의 경사각은 35°이다.

후방 경사면(24)은 클램프면(25)에 연속해서 형성되어 있다. 클램프면(25)은 인서트(1)를 홀더에 고정할 때에 홀더와 접촉하는 면이다. 후방 경사면(24)의 클램프면(25)측의 단부는 상면(2)에 있어서 가장 높은 위치에 있다. 본 예에 있어서는 도 1c에 나타내는 바와 같이 경사면(23)의 정상부의 높이를 h1로 하고, 후방 경사면(24)의 높이를 h2로 하면 h1＜h2이다. 이 구성에 의해 경사면(23)에 있어서 분단되지 않고 흐른 절삭 부스러기를 경사면(23)의 정상부보다 높은 위치에 있는 후방 경사면(24)에 있어서 확실하게 분단하여 가공 홈의 밖으로 배출할 수 있다.

(제 2 실시형태)

도 5는 제 2 실시형태인 절삭 인서트(1')를 나타내는 도면이다. 도 5a 및 도 5b에 나타내는 바와 같이 경사면(22)에 대응하는 부분에서는 절삭날부(5)로부터 멀어짐에 따라 오목홈(21)의 폭이 넓어지도록 만곡하고, 한편 경사면(23)에 대응하는 부분에서는 절삭날부(5)로부터 멀어짐에 따라 폭이 좁아지는 형상을 갖고 있다. 이 형상에 의해 제 1 실시형태의 오목홈(21)의 홈폭보다 큰 홈폭을 확보할 수 있고, 생성된 절삭 부스러기를 하면(3) 방향으로 휘게 하기 쉬워져 절삭 부스러기의 압축을 양호하게 할 수 있다.

(제 3 실시형태)

도 6은 제 3 실시형태인 절삭 인서트(1'')를 나타내는 도면이다. 인서트(1'')는 피삭재의 단면에 환상의 홈을 가공하는 단면 그루빙 가공에 사용된다.

본 예에 있어서는 도 6에 나타내는 바와 같이 피삭재에 홈을 형성하는 세로 이송 가공에 추가해서 홈의 폭을 넓히는 가로 이송 가공에도 사용되기 때문에 절삭부(Ⅰ)의 폭방향으로는 절삭날(50a)이, 길이 방향으로는 절삭날(50b)이 설치되어 있다. 그 때문에 절삭날(50a)로부터 멀어짐에 따라 하면(3)에 근접하도록 경사진 경사면(22a)과, 절삭날(50b)로부터 멀어짐에 따라서 하면(3)에 근접하도록 경사진 경사면(22b)이 형성되어 있다. 또한, 절삭날(50b)은 절삭날(50a)로부터 절삭부(Ⅰ)의 길이 방향으로 멀어짐에 따라 하면(3)에 근접하도록 경사각도(γ)로 경사져 있다. 절삭날(50b) 중 절삭에 관여하는 길이가 커질수록 생성되는 절삭 부스러기의 양도 많아진다. 이 구성에 의하면 절삭날(50b)에 의해 생성된 절삭 부스러기의 양이 많은 경우에 있어서도 보다 양호하게 분단할 수 있다.

본 예에 있어서는 오목홈(21)의 홈폭은 상면으로 볼 때에 있어서 홈폭이 절삭날(50a)로부터 멀어짐에 따라 좁아지고 있다. 이 구성에 의해 절삭날(50a)에 의해 생성되는 절삭 부스러기를 오목홈(21)에 있어서 계속해서 폭방향으로 압축할 수 있고, 그 결과 절삭 부스러기의 진행 방향이 안정된다.

본 예에 있어서는 경사면(23)은 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 비해 완만하게 경사져 있다. 단면 그루빙 가공에 있어서는 경사면(23)은 절삭 부스러기를 나선상으로 컬링시키기 위해서 형성된다. 그 때문에 다른 가공 형태에 적용되었을 경우에 비해 경사면(23)은 경사각도는 작고, 절삭날(50a)로부터의 거리는 큰 것이 바람직하다. 구체적으로는 본 예에 있어서는 경사면(23)은 오목홈(21)의 후방측에 위치하고 있다. 또한, 경사면(23)은 절삭조건에 따라 20°∼30°정도의 범위로 설정된다. 본 예에 있어서는 경사면(23)의 경사각도는 27°이며, 절삭날(50)로부터의 높이는 0.35㎜이다.

<절삭 공구>

본 발명의 절삭 공구의 예에 대해서 인서트(1)를 사용하는 경우를 예를 들고, 도 7을 사용해서 설명한다.

도 7에 나타내는 바와 같이 본 예의 절삭 공구(10)는 인서트(1)와 인서트(1)를 선단에 협지하는 협지부(12)를 갖고 있는 각기둥상의 홀더(11)를 구비하고 있다. 절삭날부(5)가 협지부(12)의 선단으로부터 돌출되도록 해서 인서트(1)가 협지되도록 인서트(1)는 홀더(11)의 선단에 장착된다. 또한, 본 예에 있어서는 협지부(12)와 홀더(11)가 착탈 가능하게 되어 있지만 내구성 향상의 관점으로부터 홀더(11)와 협지부(12)가 일체 형성되어 있어도 좋다. 또한, 본 예에서는 홀더(11)의 선단에 설치된 나사(13)로 구속력을 조절하고, 인서트(1)를 위로부터 눌러서 구속하는 방법을 사용하고 있지만 이것에 한정되는 것은 아니다.

<피삭재의 절삭 방법>

이하 본 발명의 절삭 공구(10)를 사용해서 행하는 피삭재의 절삭 방법의 예에 대해서 도 8을 사용해서 설명한다. 절삭 공구(1)는 절단 가공에 적용한 절삭 인서트(1)를 사용하고 있기 때문에 절단 가공에 적용한다.

절삭 공구(10)를 사용해서 행하는 피삭재의 절삭 방법은 이하의 (ⅰ)∼ (ⅳ)의 공정을 갖는다.

(ⅰ) 도 8a에 나타내는 바와 같이 피삭재(100)를 화살표(E) 방향으로 회전시키는 공정.

(ⅱ) 절삭 공구(10)를 화살표(F) 방향으로 움직여서 회전하고 있는 피삭재(100)에 절삭 공구(10)의 절삭날부(5)를 근접시키는 공정.

(ⅲ) 도 8b에 나타내는 바와 같이 회전하고 있는 피삭재(100)에 절삭 공구(10)의 절삭날부(5)를 접촉시켜서 피삭재(100)를 절삭하는 공정.

(ⅳ) 도 8c에 나타내는 바와 같이 절삭 공구(10)를 화살표(G) 방향으로 움직여서 절삭된 피삭재(100)로부터 절삭 공구(10)의 절삭날부(5)를 이간시키는 공정.

또한, 상기 (ⅰ)의 공정에서는 피삭재(100)와 절삭 공구(10)는 상대적으로 가까이하면 좋고, 예를 들면 피삭재(100)를 절삭 공구(10)에 가까이해도 좋다. 이것과 마찬가지로 상기 (ⅳ)의 공정에서는 피삭재(100)와 절삭 공구(10)는 상대적으로 멀어지면 좋고, 예를 들면 피삭재(100)를 절삭 공구(10)로부터 멀리해도 좋다. 또한, 상기 (ⅲ)의 공정에 있어서는 그루빙 가공 시에는 홈을 형성하는 세로 이송 가공이 행해짐과 아울러 홈의 폭을 넓히는 가로 이송 가공이 행해진다. 절삭가공을 계속할 경우에는 피삭재(100)를 회전시킨 상태를 유지한 채 피삭재(100)의 다른 개소에 절삭 공구(10)의 절삭날부(5)를 접촉시키는 공정을 반복하면 좋다. 본 예에 있어서는 절단 가공에 적용하기 위해서 피삭재가 분단될 때까지 세로 이송 가공을 반복한다. 또한, 인서트(1)는 2코너 사양이다. 따라서, 사용하고 있는 한쪽 절삭날부(5)가 마모될 때에는 미사용의 다른쪽 절삭날부(5)를 사용하면 좋다.

또한, 피삭재(100)의 재질의 대표예로서는 탄소강, 합금강, 스테인리스, 주철 또는 비철금속 등을 들 수 있다.

1,1',1'': 절삭 인서트 2: 상면
21: 오목홈 211: 제 1 저부
211a: 하강부 21lb: 평탄부
212: 제 2 저부 212a: 하강부
212b: 상승부 213: 제 1 접속부
214: 제 2 접속부 22(22a,22b): 경사면
23: 경사면 24: 후방 경사면
25: 클램프면 3: 하면
4: 측면 5: 절삭날부
50(50a,50b): 절삭날 51: 랜드
6: 오목부 10: 절삭 공구
11: 홀더 12: 협지 부재
13: 나사 100: 피삭재

Claims

상면과, 하면과, 측면과, 상기 상면과 상기 측면의 교선부에 위치하고 있는 절삭날부를 갖고 있는 본체부를 구비하고;
상기 상면은 상기 절삭날부에 연속해서 형성되어 있는 오목홈과, 상기 오목홈의 양측에 위치하고 있고 상기 절삭날부로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 경사져 있는 한쌍의 경사면을 갖고 있고,
상기 오목홈의 저면은 상기 절삭날부에 연속되어 있는 제 1 저면과, 상기 제 1 저면보다 상기 절삭날부로부터 먼 측이며 또한 상기 제 1 저면의 상기 절삭날부로부터 먼 측의 단부의 가상 연장선보다 낮은 위치에 있는 제 2 저면을 갖고 있음과 아울러,
상면으로 볼 때에 있어서 상기 한쌍의 경사면은 상기 제 1 저면의 상기 절삭날부로부터 먼 측의 단부보다 상기 절삭날부로부터 먼 측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 저면은 상기 절삭날부로부터 멀어짐에 따라 상기 하면에 근접하는 하강부와, 상기 하강부보다 상기 절삭날부로부터 먼 측에 위치하고 또한 상기 절삭날부로부터 멀어짐에 따라 높아지고 있는 상승부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 저면은 적어도 일부에 상기 절삭날부로부터 멀어짐에 따라 상기 하면에 근접하는 하강부와, 상기 하강부에 있어서 상기 제 2 저면에 가까운 측에 위치하고 있고 상기 하면으로부터의 높이가 일정한 평탄부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 절삭날부에 평행하며 또한 상기 하면과 교차하는 단면에서의 단면으로 보았을 때에 있어서 상기 제 2 저면의 깊이는 상기 제 1 저면의 깊이보다 깊은 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 절삭날부에 수직인 단면에서의 단면으로 볼 때에 있어서 상기 오목홈의 저면의 최심부는 평면으로 보았을 때에 있어서 상기 한쌍의 경사면의 상기 절삭날부에 가까운 측의 단부의 위치보다 상기 절삭날부에 가까운 측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 저면 및 상기 제 2 저면은 상기 오목홈의 폭방향에 걸쳐 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 저면과 상기 제 2 저면은 연속되어 있고, 상기 제 1 저면과 상기 제 2 저면의 경계는 상기 절삭날부를 따라 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 절삭날부는 측면으로 보았을 때에 있어서 중앙을 향함에 따라 낮아지고 있는 오목부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 8 항에 있어서,
상기 오목부의 폭은 상기 절삭날부의 길이의 1/2∼2/3인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 저면에 있어서의 하강부와 상기 절삭날부를 지나 수평면에 평행한 기준면이 이루는 각도는 상기 상면에 있어서의 상기 절삭날부에 근접한 측의 단부와 상기 절삭날부를 지나 수평면에 평행한 기준면이 이루는 각도보다 큰 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상면에 상기 한쌍의 경사면보다 상기 절삭날부로부터 먼 측이며 또한 높은 위치에 후방 경사면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 11 항에 있어서,
상기 후방 경사면은 상기 오목홈보다 상기 절삭날부로부터 먼 측에 위치하고 있고, 상기 절삭날부를 지나 수평면에 평행한 기준면에 대하여 상기 한쌍의 경사면의 경사각도보다 큰 경사각도를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 절삭 인서트와, 상기 절삭 인서트를 선단부에 장착하는 홀더를 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 13 항에 기재된 절삭 공구를 사용해서 피삭재를 절삭하는 방법으로서:
상기 피삭재를 회전시키는 공정과,
회전하고 있는 상기 피삭재에 상기 절삭 공구의 절삭날부를 근접시키는 공정과,
회전하고 있는 상기 피삭재에 상기 절삭 공구의 상기 절삭날부를 접촉시켜서 상기 피삭재를 절삭하는 공정과,
절삭된 상기 피삭재로부터 상기 절삭 공구의 상기 절삭날부를 이간시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피삭재의 절삭 방법.