KR101440956B1 - 절삭 인서트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인서트 몸체에 대한 냉각 효율뿐만 아니라 칩과의 관계에 대한 냉각 효율을 개선시킬 수 있으며 컬 형태의 칩을 안정적으로 얻을 수 있는 절삭 인서트를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 절삭 인서트는, 상면과 하면과 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 복수의 측면을 포함하는 인서트 몸체; 상기 상면과 상기 측면 사이 또는 상기 하면과 상기 측면 사이에 구비되며 피삭재를 절삭하는 절인부; 및 상기 인서트 몸체의 내부에 형성되어 절삭유를 안내하는 적어도 하나의 절삭유 유로를 포함한다.

Description

절삭 인서트{Cutting insert}

본 발명은 절삭 인서트에 관한 것이다.

일반적으로, 절삭 인서트는 공작기계에 장착된 절삭공구에 체결되어 철, 비철금속, 비금속 재료 등으로 구성된 피삭재를 절삭 가공하는데 사용된다.

최근 항공기 수요의 급증으로, 그 수요를 맞추기 위해 제트엔진의 제조 리드타임의 단축과 절삭가공의 고 능률화를 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 특히, 20년 후 항공기 수요는 지금보다 약 3배 이상 증가 할 것으로 예상되고 있다.

항공기 생산 업체는 생산성 향상을 목적으로 고속, 고 이송의 조건으로 가공을 실현하기 위해 많은 노력을 하고 있으나, 가공시 발생되는 고열, 가공경화, 가공물과 공구와의 친화력 및 낮은 열전도률로 인해 절삭 인서트의 마모가 현저히 증가되어 공구비가 증가되고, 또한 툴 교체주기가 짧아져 생산성을 향상에 대한 실질적인 접근을 하지 못하고 있는 실정이다.

항공기에 사용되는 가공물(피삭재)의 재질은 내열합금강(인코넬, 티타늄)으로, 강도가 높고, 가벼우며, 내식성이 강하다는 장점이 있지만, 가공성이 좋지 못해 많은 문제점으로 대두되고 있다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 방편으로 절삭 인서트를 보다 효율적으로 냉각하여 절삭 인서트의 수명을 향상시키기 위해, 한국공개특허 제10-2008-0025744호에 개시된 종래의 절삭 인서트는, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 노즈 절인(19) 측의 상면(12)에 구비되는 두 개의 칩 브레이커 세그멘트(22A, 22B)와, 그리고 그 사이에 위치되는 외부 장치인 고압 냉각 제트(23)를 포함한다. 따라서, 칩 브레이커 세그멘트(22A, 22B)에 의해 칩이 들어올려 지고 고압 냉각 제트(23)의 절삭유는 칩의 저면으로 분사되면서 절삭 인서트(10) 및 칩을 냉각시키게 된다.

하지만, 이러한 종래의 절삭 인서트의 고압 냉각 제트(23)는 외부에 노출된 상태로 위치되는 외부 장치이므로 절삭유가 직접 접하는 부분의 열은 어느 정도 식힐 수 있긴 하나, 절삭유가 직접 접하지 않는 그 이외의 부분의 열은 식힐 수 없는 구조적 한계가 있다.

또한, 고압 냉각 제트(23)가 외부에 노출되어 있으므로 외부 충격에 의해 위치가 틀어지거나 휘어질 수 있으며, 이 경우, 절삭유의 분사 방향이 틀어져 목표 지점을 정확하게 냉각할 수 없으며, 절삭유의 방해로 컬 형태(curl type)의 칩을 안정적으로 얻을 수 없다.

또한, 고압 냉각 제트(23)가 외부에 노출되어 있으므로 고압 냉각 제트(23)의 자체 두께로 인해 칩과 절삭 인서트(10) 사이의 깊숙한 부분까지 절삭유를 분사할 수 없는 구조적 한계가 있다.

또한, 외부에 노출된 고압 냉각 제트(23)로부터 절삭유가 분사될 경우 절삭유의 방향은 상면(12)과 평행이거나 위에서 상면(12)을 향하는 방향일 수 밖에 없는 구조적 한계로, 절삭유가 분사되었을 경우 원하는 컬 형태의 칩 처리를 얻지 못할 수 있으며, 이로 인해 절삭 인서트(10)의 수명저하를 초래할 수 있다.

1. 한국공개특허 제10-2008-0025744호 (공개일: 2008년 03월 21일)

본 발명의 기술적 과제는, 인서트 몸체에 대한 냉각 효율뿐만 아니라 칩과의 관계에 대한 냉각 효율을 개선시킬 수 있으며 컬 형태의 칩을 안정적으로 얻을 수 있는 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상면, 하면, 및 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 복수의 측면을 포함하는 인서트 몸체; 상기 상면과 상기 측면 사이 또는 상기 하면과 상기 측면 사이에 구비되며 피삭재를 절삭하는 절인부; 및 상기 인서트 몸체의 내부에 형성되어 절삭유를 안내하는 적어도 하나의 절삭유 유로를 포함한다.

상기 적어도 하나의 절삭유 유로는 상기 인서트 몸체의 중심부에서 절인부를 향해 놓일 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트, 상기 상면 또는 상기 하면에 홈 형태로 형성되어 상기 적어도 하나의 절삭유 유로로 상기 절삭유를 공급하도록 외부 절삭유 라인과 연결되는 연결부; 및 상기 상면 또는 상기 하면에 형성되어 상기 적어도 하나의 절삭유 유로를 통해 안내된 상기 절삭유를 상기 절인부를 향해 분사시키는 적어도 하나의 토출공을 더 포함할 수 있다.

상기 절인부는 상기 상면 또는 상기 하면의 형상을 기준으로 코너에 구비되는 노즈 절인을 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 토출공은 상기 노즈 절인을 향해 상기 절삭유가 분사되도록 형성될 수 있다.

일 예로, 상기 적어도 하나의 토출공은 제1 및 제2 토출공을 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 토출공은 상기 인서트 몸체의 중심에서 상기 노즈 절인의 중심을 지나는 가상선을 기준으로 서로 대칭될 수 있다.

다른 예로, 상기 적어도 하나의 토출공은 제1 및 제2 토출공을 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 토출공은 상기 인서트 몸체의 중심에서 상기 노즈 절인의 중심을 지나는 가상선을 기준으로 서로 비대칭될 수 있다.

상기 적어도 하나의 절삭유 유로는 제1 및 제2 절삭유 유로를 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 절삭유 유로는 상기 노즈 절인 측으로 갈수록 그 사이의 간격이 좁아지게 배치될 수 있다.

상기 적어도 하나의 절삭유 유로는 상기 상면 또는 상기 하면에 대해 경사진 형상을 갖되 상기 노즈 절인을 향해 경사진 형상을 가질 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 인서트 몸체의 내부에 절삭유 유로가 형성되므로, 노즈 절인 뿐만 아니라 절삭유 유로가 지나가는 부분도 냉각이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 인서트 몸체의 내부에 절삭유 유로가 형성되므로, 외부 충격에 의해 위치가 틀어지거나 휘어질 수 우려를 미연에 막을 수 있으며, 이로 인해 외부 충격 등이 발생되더라도 절삭유의 분사 방향이 목표 지점을 정확하게 타격할 수 있어 안정적으로 컬 형태(curl type)의 칩을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 인서트 몸체의 내부에 절삭유 유로가 형성되고 노즈 절인에 절삭유 유로에 연통된 토출공이 형성되므로, 절삭유가 상면 또는 하면에서 칩을 향하는 방향으로 분사되는 구조를 가지게 되어, 기존 기술에 비해 칩과 절삭 인서트 사이의 깊숙한 부분까지 절삭유를 분사할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 인서트 몸체의 내부에 절삭유 유로가 형성되고 노즈 절인에 절삭유 유로에 연통된 토출공이 형성되므로, 절삭유가 상면 또는 하면에서 칩을 향하는 방향으로 분사되는 구조를 가지게 되어, 기존 기술에 비해 절삭유가 분사되었을 경우 원하는 컬 형태의 칩을 얻을 수 있으며, 궁극적으로 절삭 인서트의 수명 저하를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 절삭 인서트를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 절삭 인서트에 절삭유 유로를 가상선으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 "A"부 확대하여 나타낸 것으로써 두 개의 토출공이 서로 대칭된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에의 변형 예로써 두 개의 토출공이 서로 비대칭된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2의 절삭 인서트를 VI-VI선으로 잘라서 본 단면도이다.
도 7은 도 2의 절삭 인서트를 VII-VII선으로 잘라서 본 단면도이다.
도 8은 도 1의 절삭 인서트에 의해 피삭재가 절삭되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 기존의 절삭 인서트를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 절삭 인서트를 나타낸 평면도이며, 그리고 도 3은 도 2의 절삭 인서트에 절삭유 유로를 가상선으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트(100)는, 절삭공구(미도시)(예를 들어, 선삭용 커터)에 체결되는 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 인서트 몸체(110)와, 절인부(120)와, 그리고 적어도 하나의 절삭유 유로(130)를 포함한다.

인서트 몸체(110)는 상면(111)과, 하면(112)과, 상면(111)과 하면(112)을 연결하는 복수의 측면(113)을 포함한다. 예를 들어, 도 2에는 인서트 몸체(110)의 상면(111) 및 하면(112)이 평행사변형을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 인서트 몸체(110)는 다양한 형상을 가질 수 있다.

절인부(120)는 상면(111)과 측면(113) 사이 또는 하면(112)과 측면(113) 사이에 구비되어 피삭재(10)를 절삭하는 역할을 한다. 예를 들어, 절인부(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상면(111) 또는 하면(112)의 형상을 기준으로 코너에 구비되는 노즈(nose) 절인(121)과, 노즈 절인(121) 사이에 구비되는 보조 절인(122)을 포함할 수 있다. 나아가, 절삭공구(미도시)에 체결되는 위치에 따라, 노즈 절인(121) 만 사용되거나 노즈 절인(121)과 보조 절인(122)이 함께 사용될 수 있다.

적어도 하나의 절삭유 유로(130)는 인서트 몸체(110)의 내부에 형성되어 절삭유(도 8의 "C")를 안내하는 역할을 한다. 구체적으로, 적어도 하나의 절삭유 유로(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이 인서트 몸체(110)의 중심부에서 절인부(120)를 향해 놓일 수 있다.

나아가, 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 절삭유 유로(130)는 제1 및 제2 절삭유 유로(131)(132)를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 절삭유 유로(131)(132)는 노즈 절인(121) 측으로 갈수록 그 사이의 간격이 좁아지게 배치될 수 있다.

더 나아가, 도 7에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 절삭유 유로(130)는 상면(111) 또는 하면(112)에 대해 경사진 형상을 갖되 노즈 절인(121)을 향하는 형상을 가질 수 있다.

이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트(100)는, 도 1 내지 도 3, 도 6, 및 도 7에 도시된 바와 같이, 연결부(140))와 적어도 하나의 토출공(150)을 더 포함할 수 있다.

도 6은 도 2의 절삭 인서트를 VI-VI선으로 잘라서 본 단면도이고, 도 7은 도 2의 절삭 인서트를 VII-VII선으로 잘라서 본 단면도이다.

연결부(140))는 상면(111) 또는 하면(112)에 홈 형태로 형성되어 적어도 하나의 절삭유 유로(130)로 절삭유(도 8의 "C")를 공급하도록 외부 절삭유 라인(미도시)과 연결되는 부분이다. 예를 들어, 연결부(140))는, 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 내주면(141)과 바닥면(142)을 포함할 수 있고, 내주면(141)에는 적어도 하나의 절삭유 유로(130)와 연통되는 구멍들(도 1 또는 도 6의 "130" 참조)이 둘레를 따라 간격을 두고 형성될 수 있다. 나아가, 외부 절삭유 라인(미도시)에서 전송된 절삭유가 연결부(140))와 외부 절삭유 라인(미도시) 사이로 누수되지 않도록 그 사이는 밀폐 구조(미도시)를 가질 수 있다. 또한, 별도의 마개 부재(미도시)를 이용하여, 일부 절삭유 유로(130)에는 절삭유가 공급되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 외부 절삭유 라인(미도시)으로부터 전송되는 절삭유는 연결부(140))에 모여 해당 절삭유 유로(130)로 공급되고, 절삭유로 유로(130)로 공급된 절삭유는 절삭유 유로(130)를 따라 이동하게 된다.

적어도 하나의 토출공(150)은 상면(111) 또는 하면(112)에 형성되어 적어도 하나의 절삭유 유로(130)를 통해 안내된 절삭유를 절인부(120)를 향해 분사시키는 역할을 한다. 특히, 도 1 내지 도 3, 및 도 7에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 토출공(150)은 노즈 절인(121)을 향해 절삭유(도 8의 "C")가 분사되도록 형성될 수 있다. 이하, 도 4, 도 5, 및 도 8을 참조하여, 적어도 하나의 토출공(150)에 대해 보다 상세히 살펴본다.

도 4는 도 1의 "A"부 확대하여 나타낸 것으로써 두 개의 토출공이 서로 대칭된 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에의 변형 예로써 두 개의 토출공이 서로 비대칭된 상태를 나타낸 도면이다.

도 8은 도 1의 절삭 인서트에 의해 피삭재가 절삭되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

일예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 토출공(150)은 제1 및 제2 토출공(151)(152)을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 토출공(151)(152)은 인서트 몸체(110)의 중심에서 노즈 절인(121)의 중심을 지나는 가상선(CL)을 기준으로 서로 대칭될 수 있다. 이렇게 제1 및 제2 토출공(151)(152)이 대칭될 경우, 칩(도 8의 "11")의 동일 부분에 가해지는 절삭유(도 8의 "C")의 토출압이 배가되므로, 피삭재(도 8의 "10")의 재질이 상대적으로 단단할 경우에도 그 토출압에 의해 칩(11)이 컬 형태로 원활하게 말리게 되어 안정적인 칩 처리가 가능할 수 있다(도 8 참조).

다른 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 토출공(250)은 제1 및 제2 토출공(251)(252)을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 토출공(251)(252)은 인서트 몸체(110)의 중심에서 노즈 절인(121)의 중심을 지나는 가상선(CL)을 기준으로 서로 비대칭될 수 있다. 이렇게 제1 및 제2 토출공(251)(252)이 비대칭될 경우, 절삭유(도 8의 "C")의 토출압이 칩(도 8의 "11" 참조)의 앞부분과 뒷부분 이렇게 두 부부에 나뉘어 가해지므로, 피삭재(도 8의 "11" 참조)의 재질이 상대적으로 무른 경우에도 분산된 토출압에 의해 칩(도 8의 "11" 참조)이 급격하게 꺾이지 않고 컬 형태로 원활하게 말리게 되어 안정적인 칩 처리가 가능할 수 있다(도 8 참조).

참고로, 미 설명된 도 8의 도면부호 "10"은 가공을 요하는 피삭재를 가리키고, 도 8의 도면부호 "11"은 피삭재(10)가 절삭되면서 나오는 칩을 가리키며, 그리고 도 8의 "C"은 냉각시키기 위한 절삭유를 가리킨다

한편, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트(100)는 프레스 방식이 아닌 사출성형 방식으로 제작이 이루어지는 것이 바람직할 수 있으며, 사출성형 방식으로 할 경우 프레스 방식에 비해 인서트 몸체(110)의 내부에 절삭유 유로(130)의 형성이 원활하며, 안정적으로 토출공(150)을 형성할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트(100)는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 인서트 몸체(110)의 내부에 절삭유 유로(130)가 형성되므로, 노즈 절인(121) 뿐만 아니라 절삭유 유로(130)가 지나가는 부분도 냉각이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 인서트 몸체(110)의 내부에 절삭유 유로(130)가 형성되므로, 외부 충격에 의해 위치가 틀어지거나 휘어질 수 우려를 미연에 막을 수 있으며, 이로 인해 외부 충격 등이 발생되더라도 절삭유(도 8의 "C")의 분사 방향이 목표 지점을 정확하게 타격할 수 있어 안정적으로 컬 형태(curl type)의 칩(도 8의 "11")을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 인서트 몸체(110)의 내부에 절삭유 유로(130)가 형성되고 노즈 절인(121)에 절삭유 유로(130)에 연통된 토출공(150)이 형성되므로, 절삭유(C)가 상면(111) 또는 하면(112)에서 칩(11)을 향하는 방향으로 분사되는 구조를 가지게 되어, 기존 기술에 비해 칩(11)과 절삭 인서트(100) 사이의 깊숙한 부분까지 절삭유(C)를 분사할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 인서트 몸체(110)의 내부에 절삭유 유로(130)가 형성되고 노즈 절인(121)에 절삭유 유로(130)에 연통된 토출공(150)이 형성되므로, 절삭유(C)가 상면(111) 또는 하면(112)에서 칩(11)을 향하는 방향으로 분사되는 구조를 가지게 되어, 기존 기술에 비해 절삭유(C)가 분사되었을 경우 원하는 컬 형태의 칩(11)을 얻을 수 있으며, 궁극적으로 절삭 인서트(100)의 수명 저하를 최소화할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 절삭 인서트 110: 인서트 몸체
111: 상면 112: 하면
113: 측면 120: 절인부
121: 노즈 절인 122: 보조 절인
130: 적어도 하나의 절삭유 유로 131: 제1 절삭유 유로
131: 제2 절삭유 유로 140: 연결부
150, 250: 적어도 하나의 토출공 151, 251: 제1 토출공
152, 252: 제2 토출공

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 절삭 인서트에 있어서,
   상면, 하면, 및 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 복수의 측면을 포함하는 인서트 몸체;
   상기 상면과 상기 측면 사이 또는 상기 하면과 상기 측면 사이에 구비되며 피삭재를 절삭하는 절인부; 및
   상기 인서트 몸체의 내부에 형성되어 절삭유를 안내하는 하나 이상의 절삭유 유로를 포함하고,
   상기 하나 이상의 절삭유 유로는 상기 인서트 몸체의 중심부에서 상기 절인부를 향해 놓이고,
   상기 절삭 인서트는,
   상기 상면 또는 상기 하면에 홈 형태로 형성되어 상기 하나 이상의 절삭유 유로로 상기 절삭유를 공급하도록 외부 절삭유 라인과 연결되는 연결부; 및
   상기 상면 또는 상기 하면에 형성되어 상기 하나 이상의 절삭유 유로를 통해 안내된 상기 절삭유를 상기 절인부를 향해 분사시키는 하나 이상의 토출공을 더 포함하고,
   상기 절인부는 상기 상면 또는 상기 하면의 형상을 기준으로 코너에 구비되는 노즈 절인을 포함하고,
   상기 하나 이상의 토출공은 상기 노즈 절인을 향해 상기 절삭유가 분사되도록 형성되고,
   상기 하나 이상의 토출공은 제1 및 제2 토출공을 포함하고,
   상기 제1 및 제2 토출공은 상기 인서트 몸체의 중심에서 상기 노즈 절인의 중심을 지나는 가상선을 기준으로 서로 비대칭되는 절삭 인서트.
7. 제6항에서,
   상기 하나 이상의 절삭유 유로는 제1 및 제2 절삭유 유로를 포함하고,
   상기 제1 및 제2 절삭유 유로는 상기 노즈 절인 측으로 갈수록 그 사이의 간격이 좁아지게 배치되는 절삭 인서트.
8. 제6항에서,
   상기 하나 이상의 절삭유 유로는 상기 상면 또는 상기 하면에 대해 경사진 형상을 갖되 상기 노즈 절인을 향해 경사진 형상을 갖는 절삭 인서트.

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