KR101431891B1

KR101431891B1 - 8개의 주절삭날과 와이퍼날을 가진 절삭 인서트 및 절삭 인서트를 포함하는 절삭 공구

Info

Publication number: KR101431891B1
Application number: KR1020120012974A
Authority: KR
Inventors: 천성국
Original assignee: 대구텍 유한회사
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2014-08-26
Also published as: DE112013000894T5; KR20130091582A; WO2013119036A1; US9724770B2; US20140341660A1; DE112013000894B4

Abstract

본 발명에 따른 밀링 가공용 양면형 절삭 인서트는 8개의 주절삭날과 8개의 와이퍼날을 포함한다. 절삭 인서트는 정사각형 형상의 상면, 상기 상면과 180도 회전 대칭 형상의 하면, 상기 상면과 하면을 연결하는 4개의 측면을 포함한다. 측면의 각각은, 상면 측에 형성된 주절삭날과 그에 대향하고 하면측에 형성된 와이퍼날을 포함하는 제1 면과, 상면 측에 형성된 와이퍼날과 그에 대향하고 하면 측에 형성된 주절삭날을 포함하는 제2 면을 포함한다. 상기 제1 면과 상기 제2 면은 서로에 대해 경사진다. 상기 제2 면에 형성된 와이퍼날은 상면 방향에서 볼 때 상기 제1 면에 형성된 주절삭날에 대하여 절삭 인서트의 내측으로 경사지고, 상기 제1 면에 형성된 와이퍼날은 하면 방향에서 볼 때 상기 제2 면에 형성된 주절삭날에 대하여 절삭 인서트의 내측으로 경사진다.

Description

8개의 주절삭날과 와이퍼날을 가진 절삭 인서트 및 절삭 인서트를 포함하는 절삭 공구{A CUTTING INSERT HAVING EIGHT MAIN CUTTING EDGES AND WIPER EDGES AND A CUTTING TOOL HAVING THE SAME}

본 발명은 밀링 가공용 절삭 인서트 및 절삭 인서트를 포함하는 절삭 공구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 8개의 주절삭날과 와이퍼날을 가진 양면형 절삭 인서트 및 절삭 인서트를 포함하는 절삭 공구에 관한 것이다.

종래, 피절삭물인 작업물에 견부(shoulder)를 형성하는 응용 분야에서, 8개의 주절삭날과 와이퍼날을 가진 양면형 인덱서블(double-sided indexible) 절삭 인서트가 사용되었다. 견부 가공 시에 인접한 2개의 측면에 각각 위치한 1개의 주절삭날(main cutting edge)과 1개의 와이퍼날(wiper edge)이 사용되며, 다른 절삭날들은 작업물에 접촉하지 않아야 한다.

도 1a는 종래의 절삭 인서트(101)를 도시하며, 도 1b는 이 절삭 인서트(101)가 장착된 절삭 공구(102)를 도시한다. 도 1b에 도시된 바와 같이 절삭 인서트(101)가 절삭 공구(102)에 장착되었을 때, 작동 주절삭날(112)과 작동 와이퍼날(116)에 의해 작업물에 견부가 절삭 가공된다. 절삭 인서트(101)는 비작동 주절삭날(118)이 견부의 하면에 접촉하지 않도록 도 1b의 지면에 수직한 축을 중심으로 대략 1°만큼 회전하여 장착되기 때문에, 절삭 인서트(101)에 의해 절삭 가공되는 견부의 측면은 하면과 대략 89°의 각도를 이룬다. 따라서, 도 1a 및 도 1b에 도시된 절삭 인서트(101) 및 절삭 공구(102)는 직각의 견부를 형성할 수 없다. 또한, 절삭되는 견부의 깊이가 소정의 깊이(H1)보다 높으면, 비작동 와이퍼날(114)이 견부의 측면에 접촉하기 때문에, H1보다 더 깊은 깊이를 가진 견부 절삭 가공에는 도 1a 및 도 1b에 도시된 절삭 인서트 및 절삭 공구가 사용될 수 없다.

도 2a는 공개 특허 공보 제10-2010-0015837호에 개시된 다른 종래의 절삭 인서트(201)를 도시하며, 도 2b 및 도 2c는 이 절삭 인서트(201)가 장착된 절삭 공구(202)를 도시한다. 절삭 인서트(201)는 주절삭날(204)과 와이퍼날(206)을 가지며, 와이퍼날(206)은 주절삭날(204)과 접하는 지점(208)으로부터 절삭 인서트(201)의 모서리에 가까워질수록 높이가 높아진다. 절삭 인서트(201)는 가공시 여유각을 확보하기 위하여 도 2b의 지면에 수직한 축을 중심으로 회전하고 또한 도 2b의 X-X선을 중심으로 회전하여 절삭 공구(202)에 장착된다. 따라서, 절삭 공구(202)에 장착된 절삭 인서트(201)를 절삭 공구의(202)의 정면에서 볼 때(도 2c), 비작동 와이퍼날(214)은 작동 주절삭날(212)보다 절삭 인서트(201)의 외측으로 돌출된다. 즉, 도 2c에 도시된 바와 같이, 비작동 와이퍼날(214)과 작업물의 견부의 하면과 이루는 각도는 대략 88°이다. 이러한 절삭 인서트(201)를 이용하여 견부를 절삭 가공하면, 작동 주절삭날(212)과 작동 와이퍼날(216)에 의해 소정의 깊이(H2)까지는 직각의 견부가 절삭 가공될 수 있지만, H2보다 더 깊은 깊이를 가진 견부 절삭 가공에서는 비작동 와이퍼날(214)이 작업물의 견부에 접촉한다. 즉, 소정의 깊이(H2)보다 더 깊은 깊이를 가진 직각의 견부의 절삭 가공에는 본 절삭 인서트(201)가 사용될 수 없다.

이처럼, 종래의 절삭 인서트 및 절삭 인서트를 포함하는 절삭 공구는 직각의 견부를 형성할 수 없거나, 직각의 견부를 형성하더라도 제한된 깊이까지만 견부를 형성할 수 있었다.

(특허문헌1) 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0015837호

본 발명은 8개의 주절삭날과 와이퍼날을 가지면서도 작업물에 직각의 깊은 견부를 형성할 수 있는 절삭 인서트 및 절삭 인서트를 포함하는 절삭 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 밀링 가공용 양면형 절삭 인서트는 8개의 주절삭날과 8개의 와이퍼날을 포함한다. 절삭 인서트는 정사각형 형상의 상면, 상기 상면과 180° 회전 대칭 형상의 하면, 상기 상면과 하면을 연결하는 4개의 측면을 포함한다. 측면의 각각은, 상면 측에 형성된 주절삭날과 그에 대향하고 하면측에 형성된 와이퍼날을 포함하는 제1 면과, 상면 측에 형성된 와이퍼날과 그에 대향하고 하면 측에 형성된 주절삭날을 포함하는 제2 면을 포함한다. 상기 제1 면과 상기 제2 면은 서로에 대해 경사진다. 상기 제2 면에 형성된 와이퍼날은 상면 방향에서 볼 때 상기 제1 면에 형성된 주절삭날에 대하여 절삭 인서트의 내측 방향으로 경사지고, 상기 제1 면에 형성된 와이퍼날은 하면 방향에서 볼 때 상기 제2 면에 형성된 주절삭날에 대하여 절삭 인서트의 내측 방향으로 경사진다.

본 발명에 의해, 8개의 주절삭날과 와이퍼날을 가지면서 절삭 깊이의 제한 없이 작업물에 직각의 깊은 견부를 형성할 수 있는 절삭 인서트 및 절삭 인서트를 포함한 절삭 공구가 제공된다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 절삭 인서트 및 절삭 인서트가 장착된 절삭 공구를 도시한다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 다른 종래의 절삭 인서트 및 절삭 인서트가 장착된 절삭 공구를 도시한다.
도 3, 도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 절삭 인서트의 사시도, 평면도 및 정면도이다.
도 6은 도 5의 A-A 선을 따른 단면도이다.
도 7은 도 4의 B-B 선을 따른 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 절삭 인서트가 장착된 밀링 가공용 절삭 공구를 도시한다.
도 9는 도 8의 절삭 인서트를 도시한다.
도 10은 도 9의 C-C 선에 따른 단면도이다
도 11a 및 도 11b는 연장된 플루트 타입의 절삭 공구에 본 발명에 따른 절삭 인서트가 장착된 실시예를 도시한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 설명한다.

도 3, 도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 절삭 인서트의 사시도, 평면도 및 정면도이다. 절삭 인서트(1)는 절삭 공구의 공구 본체(2; 도 8 참조)에 장착되어 밀링 가공에 사용될 수 있으며, 특히 견부 가공에 사용될 수 있다. 절삭 인서트(1)는 실질적으로 정사각형 형상이고 서로 실질적으로 평행한 상면(12)과 하면(14)을 가지며, 상면(12) 및 하면(14)을 연결하는 4개의 측면(16)을 가진다. 바람직하게, 하면(14)은 상면(12)에 대해 180도 회전 대칭 형상이다. 또한, 절삭 인서트(1)는 총 8개의 주절삭날(22)과 와이퍼날(24)을 가진다. 구체적으로, 절삭 인서트의 측면(16)들은 상면(12) 측에 4개의 주절삭날(22)과 4개의 와이퍼날(24)을 가지며, 하면(14) 측에 4개의 주절삭날(22)과 4개의 와이퍼날(24)을 가진다. 절삭 인서트(1)는 구멍(26)을 포함하고, 구멍(26)은 절삭 인서트(1)를 공구 본체(2)에 고정시키기 위한 볼트와 같은 고정 수단을 수용한다.

절삭 인서트(1)는 공구 본체(2)에 장착되어 작업물의 견부를 절삭 가공할 때, 절삭 인서트(1)의 일 측면의 1개의 주절삭날(22)과 상기 일 측면과 인접한 다른 측면의 1개의 와이퍼날(24)이 사용된다. 즉, 절삭 인서트(1)가 공구 본체(2)에 장착될 때 서로 인접하고 대략 직각을 이루는 1개의 주절삭날(22)과 1개의 와이퍼날(24)이 견부 가공에 사용된다.

절삭 인서트(1)의 측면(16)의 각각은 서로에 대해 소정의 각도로 경사진 제1 면(18)과 제2 면(20)을 포함한다. 제1 면(18)의 상면(12) 측에는 주절삭날(22)이 형성되고, 제1 면(18)의 하면(14) 측에는 와이퍼날(24)이 형성된다. 제2 면(20)의 상면(12) 측에는 와이퍼날(24)이 형성되고, 제2 면(20)의 하면(14) 측에는 주절삭날(22)이 형성된다. 상기 제1 면(18)과 제2 면(20)은, 제2 면(20)에 형성된 와이퍼날(24)이 상면(12) 방향에서 볼 때 상기 제1 면(18)에 형성된 주절삭날(22)에 대하여 절삭 인서트(1)의 내측 방향으로 소정의 각도(θ)만큼 경사지도록, 서로 경사진다(도 4 참조). 와이퍼날(24)이 주절삭날(22)에 대하여 경사진 각도(θ)의 바람직한 범위는 대략 1˚ 내지 3˚이다. 마찬가지로, 상기 제1 면(18) 및 제2 면(20)은, 제1 면(18)에 형성된 와이퍼날(24)이 하면(14) 방향에서 볼 때 상기 제2 면(20)에 형성된 주절삭날(22)에 대하여 절삭 인서트(1)의 내측 방향으로 경사지도록, 서로 경사진다.

도 6은 도 5의 A-A 선을 따른 단면도이다. 절삭 인서트(1)의 제1 면(18)과 제2 면(20)은 측면(16)이 볼록 형상을 가지도록 서로에 대하여 α(α<180°)의 각도로 경사진다. 제1 면(18)과 제2 면(20) 사이의 각도(α)의 바람직한 범위는 대략 177˚ 내지 179˚이다.

도 7은 도 4의 B-B 선을 따른 단면도이다. 절삭 인서트(1)의 측면(16)의 제1 면(18) 및 제2 면(20)은 상면(12) 및 하면(14)의 법선에 대하여 소정의 각도(β>0°)만큼 기울어져 있다. 한편, 도 7에서도 알 수 있듯이, 제1 면(18) 및 제2 면(20)은 각각 상면(12) 및 하면(14)과 둔각(즉, 네거티브 각)을 형성한다.

또한, 주절삭날(22)은 상면(12) 및 하면(14)에 대해서 소정의 각도(γ)로 경사진 부분을 포함한다(도 3 및 도 5 참조). 구체적으로, 상기 경사진 부분은 절삭 인서트(1)의 측면(16) 방향에서 볼 때 절삭 인서트(1)의 모서리로부터 인접한 와이퍼날(24)에 가까워질수록 상면(12) 또는 하면(14)과 가까워진다. 따라서, 주절삭날(22)이 작업물을 절삭할 때 절삭 부하 및 소음이 감소된다.

도 8은 본 발명에 따른 절삭 인서트(1)가 장착된 밀링 가공용 절삭 공구를 도시하며, 도 9는 도 8의 절삭 인서트(1)를 도시한다. 절삭 공구의 공구 본체(2)는 하나 이상의 절삭 인서트(1)를 장착하기 위한 인서트 포켓(50)을 포함한다. 절삭 인서트(1)가 공구 본체(2)의 인서트 포켓(50)에 장착될 때 절삭 인서트(1)의 작동 주절삭날(32)은 작업물(40)의 견부의 측면(42)을 절삭하고, 절삭 인서트(1)의 작동 와이퍼날(34)은 견부의 하면(44)을 절삭한다. 작동 주절삭날(32)에 의해 절삭되는 견부의 측면(42)과 작동 와이퍼날(34)에 의해 절삭되는 견부의 하면(44)은 직각을 이룬다.

또한, 위에서 설명한 바와 같이 절삭 인서트(1)의 측면(16)은 서로에 대해 경사진 제1 면(18)과 제2 면(20)을 포함하고 있으므로, 절삭 인서트(1)가 장착된 절삭 공구(2)의 정면에서 보았을 때, 절삭 인서트(1)의 작동 주절삭날(32)과 동일한 측면(16)에 위치한 비작동 와이퍼날(34')은, 작동 주절삭날(32)에 대하여 절삭 인서트(1) 내측으로 경사진다. 따라서, 작업물(40)이 절삭 공구에 의해 절삭될 때 비작동 와이퍼날(34')이 작업물(40)의 견부의 측면(42)에 접촉하지 않는 것이 가능하다(도 9 참조). 결국, 본 발명에 따라 서로에 대해 경사진 제1면(18) 및 제2 면(20)을 포함하는 절삭 인서트 및 절삭 공구에 의해, 절삭 깊이의 제한없이 깊은 직각의 견부가 절삭 가공될 수 있다.

도 10는 도 9의 C-C 선에 따른 단면도이다. 절삭 인서트(1)는 구멍(26)에 삽입되는 볼트(도시 않음)와 같은 고정 수단에 의해 공구 본체(2)의 인서트 포켓(50)에 고정된다. 공구 본체(2)의 인서트 포켓(50)은 하부벽(52)과 하나 이상의 측벽(54)을 포함한다. 절삭 인서트(1)의 하면(14)은 인서트 포켓(50)의 하부벽(52)에 접촉하고, 절삭 인서트(1)의 제1 면(18)은 인서트 포켓(50)의 일 측벽(54)에 접촉한다. 절삭 인서트(1)의 제1 면(18)과 접촉한 인서트 포켓(50)의 하나 이상의 측벽(54)은 인서트 포켓(50)의 하부벽(52)에 대하여 예각(δ)으로 경사진다. 바람직하게, 절삭 인서트(1)의 제1 면(18)은 인서트 포켓(50)의 측벽(54)과 면 접촉한다. 따라서 절삭 인서트(1)가 절삭 과정에서 절삭 공구(2)의 반경 방향으로 내측 가압되거나 공구 본체의 축방향으로 상향 가압될 때, 절삭 인서트(1)는 인서트 포켓(50)에 보다 밀착되어 안정적으로 장착될 수 있다.

도 11a는 연장된 플루트(60;extended flute)를 포함하는 공구 본체(2')에 본 발명에 따른 절삭 인서트(1)가 장착된 실시예를 도시하며, 도 11b는 본 실시예의 절삭 인서트(1)가 작업물을 절삭 가공할 때 절삭 인서트(1)의 위치를 도식적으로 나타낸다. 작업물에 보다 깊은 직각의 견부를 효과적으로 절삭하기 위해서, 하나 이상의 나선형 플루트(60)가 형성된 공구 본체(2')가 사용되고, 하나의 플루트(60)에는 복수의 절삭 인서트(1)가 장착된다. 위에서 설명한 바와 같이 절삭 인서트(1)의 비작동 와이퍼날(34')은 절삭 가공시에 작업물(40)의 견부의 측면(42)에 접촉하지 않기 때문에(도 9 참조), 나선형 플루트(60)를 따라 복수의 절삭 인서트(1)가 장착된 절삭 공구에 의해 직각의 깊은 견부가 절삭 가공될 수 있다.

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.

Claims

8개의 주절삭날과 8개의 와이퍼날을 포함하는 직각 가공용 양면형 절삭 인서트이며,
정사각형 형상의 상면 및 상기 상면과 180도 회전 대칭 형상의 하면과,
상기 상면과 상기 하면을 연결하는 4개의 측면을 포함하고,
상기 측면의 각각은, 상면 측에 형성된 주절삭날과 그에 대향하고 하면 측에 형성된 와이퍼날을 포함하는 제1 면과, 상기 상면 측에 형성된 와이퍼날과 그에 대향하고 상기 하면 측에 형성된 주절삭날을 포함하는 제2 면을 포함하고,
상기 제1 면과 상기 제2 면은, 상기 제2 면에 형성된 와이퍼날이 상면 방향에서 볼 때 상기 제1 면에 형성된 주절삭날에 대하여 절삭 인서트의 내측 방향으로 경사지고, 상기 제1 면에 형성된 와이퍼날이 하면 방향에서 볼 때 상기 제2 면에 형성된 주절삭날에 대하여 절삭 인서트의 내측 방향으로 경사지도록, 서로에 대해 경사지고,
상기 와이퍼날은 측면 방향에서 볼 때 와이퍼날의 전체 길이에 걸쳐서 주절삭날보다 절삭 인서트 내측에 위치하고,
상기 제1 면은 상기 상면과 네거티브 각을 형성하고, 상기 제2 면은 상기 하면과 네거티브 각을 형성하는, 절삭 인서트.
제1항에 있어서, 상기 제1 면 및 제2 면은 상면 및 하면의 법선에 대하여 경사진, 절삭 인서트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주절삭날은 측면 방향에서 볼 때 인접한 와이퍼날에 가까워질수록 상기 상면 또는 하면과 가까워지는 부분을 포함하는, 절삭 인서트.
공구 본체와, 상기 공구 본체에 장착되는 하나 이상의 직각 가공용 양면형 절삭 인서트를 포함하는 밀링 가공용 절삭 공구이며,
상기 공구 본체는 하나 이상의 절삭 인서트를 수용하기 위한 하나 이상의 인서트 포켓을 포함하고,
상기 인서트 포켓은 하부벽과 하나 이상의 측벽을 포함하며,
상기 절삭 인서트는,
8개의 주절삭날 및 8개의 와이퍼날과,
정사각형 형상의 상면 및 상기 상면과 180도 회전 대칭 형상의 하면과,
상기 상면과 상기 하면을 연결하는 4개의 측면을 포함하고,
상기 측면의 각각은, 상면 측에 형성된 주절삭날과 그에 대향하고 하면 측에 형성된 와이퍼날을 포함하는 제1 면과, 상기 상면 측에 형성된 와이퍼날과 그에 대향하고 상기 하면 측에 형성된 주절삭날을 포함하는 제2 면을 포함하고,
상기 제1 면과 상기 제2 면은, 상기 제2 면에 형성된 와이퍼날이 상면 방향에서 볼 때 상기 제1 면에 형성된 주절삭날에 대하여 절삭 인서트의 내측 방향으로 경사지고, 상기 제1 면에 형성된 와이퍼날이 하면 방향에서 볼 때 상기 제2 면에 형성된 주절삭날에 대하여 절삭 인서트의 내측 방향으로 경사지도록, 서로에 대해 경사지고,
상기 와이퍼날은 측면 방향에서 볼 때 와이퍼날의 전체 길이에 걸쳐서 주절삭날보다 절삭 인서트 내측에 위치하고,
상기 제1 면은 상기 상면과 네거티브 각을 형성하고, 상기 제2 면은 상기 하면과 네거티브 각을 형성하는, 절삭 공구.
제4항에 있어서, 상기 절삭 인서트의 제1 면 및 제2 면은 상기 상면 및 하면의 법선에 대하여 경사지고,
상기 인서트 포켓의 측벽 중 하나 이상은 상기 절삭 인서트의 제1 면과 접촉하고 상기 인서트 포켓의 하부벽에 대하여 예각으로 경사진, 절삭 공구.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 주절삭날은 측면 방향에서 볼 때 인접한 와이퍼날에 가까워질수록 상기 상면 또는 하면과 가까워지는 부분을 포함하는, 절삭 공구.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 공구 본체는 하나 이상의 인서트 포켓을 가진 하나 이상의 연장된 플루트를 포함하는, 절삭 공구.