KR101532692B1 - 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리 - Google Patents

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KR101532692B1
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Abstract

본 발명은 공구 홀더의 강성을 향상시킬 수 있는 인서트를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 인서트는, 상면에 그 둘레를 따라 시계 방향으로 제1 주절인, 제1 부절인, 제1 경사절인, 제2 주절인, 제2 부절인 및 제2 경사절인을 형성한 인서트 몸체와, 공구 홀더에 체결되기 위해 상기 인서트 몸체에 구비되는 홀더 체결부를 포함하는 인서트로, 상기 홀더 체결부는 상기 인서트 몸체의 상면에서 하면까지 관통되어 형성되는 제1 및 제2 체결홀을 포함하고, 상기 제1 및 제2 체결홀은 서로 이격되어 형성되되 상기 제1 경사절인에서 상기 제2 경사절인을 향하는 방향으로 순차적으로 형성되며, 그리고 상기 제2 체결홀의 중심과 상기 제1 주절인과의 수직 거리는 상기 제1 체결홀의 중심과 상기 제1 주절인과의 수직 거리보다 크게 설정된다.

Description

인서트 및 공구 홀더의 어셈블리{Assembly of insert and tool holder}
본 발명은 절삭 또는 홈 가공을 위해 사용되는 인서트와, 이를 수용하는 공구 홀더와, 그리고 이들이 서로 결합된 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 인서트는 공작기계에 장착된 절삭공구에 체결되어 철, 비철금속, 비금속 재료 등으로 구성된 피삭재를 절삭 가공하는데 사용된다.
이러한 인서트는, 통상적으로, 몸체와, 몸체의 상면 모서리에 구비되어 피삭재를 직접적으로 절삭하는 절삭부와, 몸체에 구비되어 절삭 공구의 홀더에 체결되는 체결부를 포함한다. 구체적으로, 절삭부는 몸체의 사각 형상의 상면 중 두 개의 긴 모서리에 각각 형성되는 제1 및 제2 주절인과, 두 개의 짧은 모서리에 각각 형성되는 제1 및 제2 부절인을 포함하고, 체결부는 몸체의 상면에서 하면까지 관통하는 제1 및 제2 체결홀을 포함한다. 또한, 180도 돌려서 재 사용이 가능하도록 제1 및 제2 주절인, 제1 및 제2 부절인, 그리고 제1 및 제2 체결홀은 각각 상면의 중심을 기준으로 180도 대칭된 형상을 갖는다.
한편, 공구 홀더는, 통상적으로, 칩을 배출하기 위해 포켓 형상의 플루트(flute)를 갖는 두 개 이상의 칩 포켓부와, 인서트를 체결하기 위해 칩 포켓부에 각각 구비되는 시트부와, 제1 및 제2 칩 포켓부 사이의 경계부를 이루는 웹을 포함한다.
종래의 기술로 미국등록특허 제5,893,683호에 개시된 인서트 라우터(insert router)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 인서트(28)의 제1 및 제2 체결홀(42)의 각 위치가 제1 주절인(40)에 대해 서로 동일한 수직 거리에 놓이는 구조를 갖는다. 다시 말해, 인서트(28)는 제1 주절인(40)과 제1 체결홀(42)(도면상 아래에 것)의 수직 거리와 제1 주절인(40)과 제2 체결홀(42)(도면상 위에 것)의 수직 거리가 서로 동일한 구조 즉, 제1 체결홀(42)의 중심과 제2 체결홀(42)의 중심을 연결하는 연결선이 제1 주절인(40)과 평행하게 놓이는 구조를 갖는다. 또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 인서트 라우터의 공구 홀더(10)는 그 중심선(31 참조)을 기준으로 선단에서 도면상 우측으로 갈수록 아래로 내려가는 경사진 형상(β 참조)의 플루트(24 또는 26 참조)를 갖는다. 나아가, 공구 홀더(10)의 제1 및 제2 스크류 홀(52)은 도 13에 도시된 바와 같이 서로 평행하며, 제1 스크류 홀(52)(도 13을 기준으로 도면상 좌측에 것)은 인서트의 제1 체결홀과 그 중심선이 서로 일치되며, 그리고 제2 스크류 홀(52)(도면상 우측에 것)은 인서트의 제2 체결홀과 그 중심선이 서로 일치하는 구조를 가진다.
하지만, 상술한 종래의 기술은 제1 및 제2 체결홀(42)의 각 위치가 제1 주절인(40)에 대해 서로 동일한 수직 거리에 놓이는 구조와 함께, 플루트가 도 13을 기준으로 도면상 우측으로 갈수록 아래로 내려가는 경사진 형상을 가지므로, 제1 및 제2 스크류가 제1 및 제2 체결홀을 통해 공구 홀더에 체결될 경우, 도 13을 기준으로 도면상 좌측에 위치한 제1 스크류(43)가 체결되는 공구 홀더(10)의 부위는 비교적 두꺼운 살 두께로 인해 체결 후 공구 홀더(10)의 강성을 유지할 수 있으나, 도 13을 기준으로 도면상 우측에 위치한 제2 스크류(43)가 체결되는 공구 홀더(10)의 부위는 살 두께가 얇아 체결 후 공구 홀더(10)의 강성을 유지하기가 어려운 문제가 있다.
또한, 상술한 종래의 기술은, 도 12에 도시된 바와 같이 칩 포켓부(24)의 일 모서리가 공구 홀더(10)의 중심선(20)과 평행하도록 칩 포켓부(24)가 형성되고, 도 13에 도시된 바와 같이 칩 포켓부(240)의 일 모서리에 대향하는 타 모서리가 상술한 경사진 형상의 플루트(26 참조)에 의해 도 13을 기준으로 도면상 우측으로 갈수록 아래로 내려가는 형상을 가지므로, 결과적으로 도 13을 기준으로 우측으로 갈수록 웹(14a)의 두께가 얇아져 공구 홀더(10)의 강성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 상술한 종래의 기술은, 도 13에 도시된 바와 같이, 부절인(38)의 면이 평평한 형상을 가지므로 절삭부하가 커져 수명이 단축되는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 공구 홀더의 강성을 향상시킬 수 있는 인서트, 공구 홀더 및 이들의 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 부절인의 절삭부하 감소 및 수명을 증가시킬 수 있는 인서트를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리는, 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리로, 상기 인서트는, 인서트 몸체; 및 상기 공구 홀더에 체결되기 위해 상기 인서트 몸체에 구비되는 홀더 체결부를 포함하고,
상기 공구 홀더는, 그 둘레를 따라 간격을 두고 형성되는 두 개 이상의 칩 포켓부; 상기 각 칩 포켓부에 구비되며 하면 시트부, 주측면 시트부 및 경사측면 시트부를 가지는 홀더 몸체; 및 상기 홀더 몸체에 구비되어 상기 인서트의 상기 홀더 체결부가 체결되는 인서트 체결부를 포함하고,
상기 홀더 체결부는, 상기 인서트 몸체의 상면에서 하면까지 관통되어 형성되는 제1 및 제2 체결홀을 포함하고, 상기 제1 및 제2 체결홀은, 서로 이격되어 형성되되 상기 공구 홀더의 선단에서 후단을 향하는 방향으로 순차적으로 형성되고, 상기 제2 체결홀의 중심과 상기 제1 주절인과의 수직 거리는, 상기 제1 체결홀의 중심과 상기 제1 주절인과의 수직 거리보다 크게 설정되어 상기 제2 체결홀의 중심이 상기 제1 체결홀의 중심 보다 상기 공구 홀더의 내측으로 더 쏠려 위치되고,
상기 인서트 체결부는, 상기 제1 및 제2 체결홀에 각각 대응되도록 상기 하면 시트부에 형성되는 제1 및 제2 스크류 홀을 포함하고, 상기 제2 스크류 홀의 중심과 상기 하면 시트부 측 외면과의 수직 거리는, 상기 제1 스크류 홀의 중심과 상기 하면 시트부 측 외면과 수직 거리보다 크게 설정되어 상기 제2 스크류 홀의 중심이 상기 제1 스크류 홀의 중심 보다 상기 공구 홀더의 내측으로 더 쏠려 위치되고, 상기 제1 스크류 홀은 상기 제1 체결홀과 그 중심선이 서로 일치되고, 상기 제2 스크류 홀은 상기 제2 체결홀에 대해 그 중심선이 경사져 구비되고, 상기 제2 스크류 홀의 끝단이 상기 공구 홀더의 내측으로 편심되어 구비된다.
상기 인서트 몸체는 상면에 그 둘레를 따라 시계 방향으로 제1 주절인, 제1 부절인, 제1 경사절인, 제2 주절인, 제2 부절인 및 제2 경사절인을 형성할 수 있다.
상기 인서트 몸체의 하면에 제1 및 제2 하면 엣지가 형성될 수 있고, 상기 제1 주절인과 상기 제1 하면 엣지는 상기 제1 부절인에서 상기 제2 경사절인을 향하는 방향으로 갈수록 그 사이 간격이 벌어지는 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 체결홀의 중심과 상기 제1 하면 엣지의 수직 거리는 상기 제1 체결홀의 중심과 상기 제1 하면 엣지의 수직 거리보다 작게 설정될 수 있다.
상기 제1 부절인은 상기 제2 경사절인 측으로 오목하게 들어간 제1 곡선부를 가질 수 있다.
상기 제1 부절인은 상기 하면 측으로 오목하게 들어간 제2 곡선부를 가질 수 있다.
상기 인서트 몸체의 측면은, 상기 제1 및 제2 주절인에 각각 연결되는 주측면과, 상기 제1 및 제2 부절인에 각각 연결되는 부측면을 포함할 수 있고, 상기 부측면은 부절인 여유면을 이룰 수 있으며, 그리고 상기 부절인 여유면은 그 상반부에 상기 제1 체결홀 방향으로 오목하게 들어가며 서로 상하 방향으로 접하는 제1 및 제2 여유면을 포함할 수 있다.
상기 제1 경사절인은 상기 제1 부절인에서 상기 제2 주절인을 향해 순차적으로 형성되는 제1, 제2, 제3 및 제4 인선부를 포함할 수 있고, 상기 제1 인선부는 상기 제1 부절인에 접할 수 있고, 상기 제2 인선부는 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제3 인선부는 경사진 형상을 가질 수 있으며, 그리고 상기 제4 인선부는 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 인서트 몸체의 상면에는, 상기 제1 및 제2 인선부에 의해 절삭된 칩을 배출하는 제1 배출부와, 상기 제3 및 제4 인선부에 의해 절삭된 칩을 배출하는 제2 배출부가 형성될 수 있다.
상기 제1 주절인, 상기 제1 부절인 및 상기 제1 경사절인은 상기 제2 주절인, 상기 제2 부절인 및 상기 제2 경사절인에 대해 상기 상면의 중심을 기준으로 각각 180도 대칭된 형상을 가질 수 있다.
삭제
상기 제2 스크류 홀의 끝단은 상기 주측면 시트부와 상기 경사측면 시트부 사이를 향하여 편심되어 구비될 수 있다.
상기 두 개 이상의 칩 포켓부 각각은 헬리컬 형상을 가질 수 있다.
상기 두 개 이상의 칩 포켓부는 제1 및 제2 칩 포켓부를 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 칩 포켓부 사이에는 웹이 형성될 수 있으며, 그리고 상기 웹은 상기 헬리컬 형상을 가질 수 있다.
삭제
이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트, 공구 홀더 및 이들의 어셈블리는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제2 체결홀의 중심과 제1 주절인과의 수직 거리를 제1 체결홀의 중심과 제1 주절인과의 수직 거리보다 크게 설정하여, 즉 제2 체결홀이 공구 홀더의 내측으로 더 쏠리도록 하여 제2 체결홀에 대한 살 두께를 증가키는 구조를 가짐에 따라 공구 홀더의 강성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 부절인에 제1 곡선부 또는 제2 곡선부가 형성되므로, 이를 통해 절삭부하를 감소시킬 수 있음과 함께 인서트의 수명을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 제2 스크류 홀이 제1 스크류 홀에 대해 그 중심선이 경사져 구비되되 그 끝단이 공구 홀더의 내측으로 편심되어 구비되는 구조를 가짐에 따라, 제2 스크류 홀의 끝단을 주측면 시트부와 경사측면 시트부 사이로 향하게 할 수 있어 공구 홀더의 강성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 제1 및 제2 칩 포켓부가 헬리컬 형상을 가지므로 제1 및 제2 칩 포켓부 사이의 웹 또한 헬리컬 형상을 가짐과 함께 헬리컬 형상을 따라 그 폭이 거의 일정하게 유지될 수 있어, 공구 홀더의 선단에서 후미 쪽으로 가더라도 공구 홀더의 강성을 일정하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리를 다른 각도에서 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리 중 인서트의 상면 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 인서트를 시계 방향으로 90도 회전시켜 그 하면을 나타낸 저면도이다.
도 5는 도 3의 "A"부를 나타낸 확대도이다.
도 6은 도 1의 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리를 그 선단에서 바라본 저면도이다.
도 7은 도 1의 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리에서 램핑각을 보이기 위한 도면이다.
도 8은 4단 형상의 경사 절인을 나타낸 것으로, 도 7의 "B"부의 확대도이다.
도 9는 도 1의 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리를 나타낸 분해사시도.
도 10은 도 1의 X-X 선을 따라 잘라본 단면도이다.
도 11은 도 3의 인서트의 부측면 상반부를 "B" 방향에서 바라본 도면이다.
도 12는 종래의 인서트 라우터를 나타낸 정면도이다.
도 13은 도 12의 인서트 라우터를 시계방향으로 90도 회전시켜 나타낸 측면도이다.
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 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리를 다른 각도에서 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리 중 인서트의 상면 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3의 인서트를 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 90도 회전시켜 그 하면을 나타낸 저면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인서트(100)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 인서트 몸체(110)와, 절삭부(120)와, 그리고 홀더 체결부(130)를 포함한다.
인서트 몸체(110)는 인서트(100)의 몸체를 이루는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상면(111), 하면(112), 측면(113)을 포함하는 대략 육면체 형상을 하며, 특히 측면(113)은 길다란 주측면(113a)과, 짧은 부측면(113b)과, 그리고 주측면(113a)과 부측면(113b) 사이의 짧은 경사측면(113c)으로 구분될 수 있다.
절삭부(120)는 피삭재를 직접적으로 절삭하는 부분으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 인서트 몸체(110)의 상면(111)에 시계방향을 기준으로 그 둘레를 따라 순차적으로 형성되는 제1 주절인(121), 제1 부절인(122), 제1 경사절인(123), 제2 주절인(124), 제2 부절인(125) 및 제2 경사절인(126)을 포함한다. 특히, 제1 및 제2 주절인(121)(124)은 상면(111)과 주측면(113a)의 경계부에 형성되고, 제1 및 제2 부절인(122)(125)은 상면(111)과 부측면(113b)의 경계부에 형성되고, 제1 및 제2 경사절인(123)(126)은 상면(111)과 경사측면(113c)의 경계부에 형성되고, 제1 경사절인(123)은 제1 부절인(122)과 제2 주절인(124) 사이에 형성되며, 그리고 제2 경사절인(126)은 제2 부절인(125)과 제1 주절인(121) 사이에 형성된다. 나아가, 도 3를 다시 참조하면, 제1 주절인(121), 제1 부절인(122) 및 제1 경사절인(123)은 제2 주절인(124), 제2 부절인(125) 및 제2 경사절인(126)에 대해 상면(111)의 중심을 기준으로 각각 180도 대칭된 형상을 가질 수 있다.
홀더 체결부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 공구 홀더(200)에 체결되기 위해 인서트 몸체(110)에 구비되는 것으로, 인서트 몸체(110)의 상면(111)에서 하면(112)까지 관통되어 형성되는 제1 및 제2 체결홀(131)(132)을 포함한다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 체결홀(131)(132)은 서로 이격되어 형성되되 제1 경사절인(123)에서 제2 경사절인(126)을 향하는 방향으로 순차적으로 형성되며, 그리고 제2 체결홀(132)의 중심(C2)과 제1 주절인(121)과의 수직 거리(L12)는 제1 체결홀(131)의 중심(C1)과 상기 제1 주절인(121)과의 수직 거리(L11)보다 크게 설정된다. 따라서, 공구 홀더(200)와의 체결시 제2 체결홀(132)이 공구 홀더(200)의 내측으로 더 쏠리게 되므로 제2 체결홀(132)에 대한 살 두께의 증가로 인해 궁극적으로 공구 홀더(200)의 강성을 증대시킬 수 있다.
나아가, 도 4에 도시된 바와 같이, 인서트 몸체(110)의 하면에는 제1 및 제2 하면 엣지(112a)(112b)가 형성될 수 있다. 특히, 도 4에 도시된 바와 같이 인서트 몸체(110)의 하면(112)을 바라볼 경우, 제1 주절인(121)과 제1 하면 엣지(112a)는 제1 부절인(122)에서 제2 경사절인(126)을 향하는 방향으로 갈수록 그 사이 간격(a1 및 a2 참조)이 벌어지는 형상을 가질 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 사이 간격(a1 및 a2 참조)이 벌어지므로 인해, 제2 체결홀(132)의 중심(C2)과 제1 하면 엣지(112a)의 수직 거리(L22)는 제1 체결홀(131)의 중심(C1)과 상기 제1 하면 엣지(112a)의 수직 거리(L21)보다 작게 설정될 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 제1 및 제2 부절인(122)(125)에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 도 3의 "A"부를 나타낸 확대도이고, 도 6은 도 1의 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리를 그 선단에서 바라본 저면도이다.
제2 부절인(125)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 부절인(122)에 대해 인서트 몸체(110)의 상면(111)의 중심을 기준으로 180도 대칭된 형상을 가지므로 이하에서는 제1 부절인(122)에 대해서만 설명한다.
제1 부절인(122)은, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 경사절인(도 3의 126) 측으로 설정 깊이(b1)로 오목하게 들어간 제1 곡선부(122a)를 가질 수 있다. 따라서, 제1 곡선부(122a)를 통해 절삭부하를 감소시킬 수 있음과 함께 인서트(100)의 수명을 증대시킬 수 있다. 구체적으로, 제1 곡선부(122a)가 없는 경우에 비해 공구 홀더(200)가 회전되는 동안 인서트(100)에 미치는 가공부하를 저감시킬 수 있고, 이에 따라 인서트(100)의 수명을 증대시킬 수 있다.
이와 더불어, 제1 부절인(122)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 하면(112) 측으로 설정 깊이(b2)로 오목하게 들어간 제2 곡선부(122b)를 가질 수 있다. 따라서, 제1 곡선부(122a)와 더불어서 제2 곡선부(122b)를 통해 절삭부하를 감소시킬 수 있음과 함께 인서트의 수명을 증대시킬 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 제1 및 제2 경사절인(123)(126)에 대해 상세히 설명한다.
도 7은 도 1의 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리에서 램핑각을 보이기 위한 도면이고, 도 8은 4단 형상의 경사 절인을 나타낸 것으로, 도 7의 "B"부의 확대도이다.
제2 경사절인(126)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 경사절인(123)에 대해 인서트 몸체(110)의 상면(111)의 중심을 기준으로 180도 대칭된 형상을 가지므로 이하에서는 제1 경사절인(123)에 대해서만 설명한다.
제1 경사절인(123)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 부절인(122)에서 제2 주절인(124)을 향해 순차적으로 형성되는 제1, 제2, 제3 및 제4 인선부(123a)(123b)(123c)(123d)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 인선부(123a)는 램핑각이 "0"으로 피삭재와 선접촉될 수 있고, 제2 인선부(123b)는 볼록한 형상을 가질 수 있고, 제3 인선부(123c)는 최대의 램핑각(도 7의 "ω" 참조)으로 경사진 형상을 가질 수 있으며, 그리고 제4 인선부(123d)는 오목한 형상을 가질 수 있다. 특히, 제1 인선부(123a)는 절삭 가공에 있어 피삭재로의 초기 진입시 발생되는 높은 절삭부하에 대해 칩의 두께를 얇게 하여 부하를 줄여줄 수 있고, 제2 인선부(123b)는 제3 인선부(123c)의 사용에 있어 제1 경사절인(123)의 강성을 올려줄 수 있고, 제3 인선부(123c)는 최대 램핑각을 통해 초기 절삭을 위한 경사각을 줄 수 있으며, 그리고 제4 인선부(123d)는 제1 경사절인(123)에서 발생되는 부하로부터 인서트(100)의 파손을 방지할 수 있다.
나아가, 인서트 몸체(110)의 상면(111)에는, 제1 및 제2 인선부(123a)(123b)에 의해 절삭된 칩을 배출하는 제1 배출부(127)와, 제3 및 제4 인선부(123c)(123d)에 의해 절삭된 칩을 배출하는 제2 배출부(128)가 형성될 수 있다. 특히, 제3 및 제4 인선부(123c)(123d)에 의해 절삭된 칩은 급격한 경사로 구성된 제2 배출부(128)에 의해 선단부 아래 방향으로 칩을 컬링시켜 유도시킴에 따라 비사용 코너의 손상을 방지할 수 있다.
이하, 도 11을 참조하여, 부절인 여유면(E)에 대해 상세히 설명한다.
도 11은 도 3의 인서트의 부측면 상반부를 "B" 방향에서 바라본 도면이다.
부절인 여유면(E)은 부측면(113b)을 이루는 면으로, 그 상반부에 제1 체결홀(131) 방향으로 오목하게 들어간 제1 여유면(E1)과 제2 여유면(E2)을 포함한다. 구체적으로, 제1 여유면(E1)은 제1 부절인(122)에 접하고, 제1 및 제2 여유면(E1)(E2)은 서로 접하되 위에서 아래로 순차적으로 형성되어, 부절인 여유면(E)의 상반부에 2단 여유면 구조를 제공한다.
따라서, 제1 및 제2 여유면(E1, E2)을 통해 절삭부하를 감소시킬 수 있음과 함께 인서트(100)의 수명을 증대시킬 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 여유면(E1)(E2)이 없는 경우에 비해 공구 홀더(200)가 회전되는 동안 인서트(100)에 미치는 가공부하를 저감시킬 수 있고, 이에 따라 상술한 제1 및 제2 곡선부(122a)(122b)와 더불어서 인서트(100)의 수명을 보다 더 증대시킬 수 있다.
이하, 도 1, 도 2, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더에 대해 설명한다.
도 9는 도 1의 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리를 나타낸 분해사시도이고, 도 10은 도 1의 X-X 선을 따라 잘라본 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 공구 홀더(200)는, 도 1, 도 2, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 홀더 몸체(210)와, 두 개 이상의 칩 포켓부(220)와, 그리고 인서트 체결부(230)를 포함한다.
홀더 몸체(210)는 공구 홀더(200)의 몸체를 이루는 것으로, 도 9에 도시된 바와 같이 대략 원 기둥 형상을 가지며, 그 둘레를 따라 두 개 이상의 칩 포켓부(220)를 갖는다.
두 개 이상의 칩 포켓부(220) 각각에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 하면 시트부(221), 주측면 시트부(222) 및 경사측면 시트부(223)가 구비된다. 구체적으로, 두 개 이상의 칩 포켓부(220)는 공구 홀더(200)의 둘레를 따라 간격을 두고 형성되는 제1, 제2 및 제3 칩 포켓부(220a)(220b)(220c)를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 칩 포켓부(220a)(220b), 제2 및 제3 칩 포켓부(220b)(220c), 제3 및 제1 칩 포켓부(220c)(220a)의 각 사이에는 자동적으로 웹(240)이 형성된다.
인서트 체결부(230)는 인서트(100)의 홀더 체결부(130)를 체결하기 위해 홀더 몸체(210)에 구비되는 것으로, 도 9에 도시된 바와 같이 하면 시트부(221)에 형성되는 제1 및 제2 스크류 홀(231)(232)을 포함한다. 특히, 도 9에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 스크류 홀(231)(232)은 서로 이격되어 형성되되 공구 홀더(200)의 선단(201)에서 멀어지는 방향으로 순차적으로 형성되며, 그리고 도 10에 도시된 바와 같이 제2 스크류 홀(232)은 제1 스크류 홀(231)에 대해 그 중심선(CL2)이 경사져 구비되되 그 끝단이 공구 홀더(200)의 내측으로 편심되어 구비될 수 있다. 따라서, 제2 스크류 홀(232)이 경사져 공구 홀더(200)의 내측으로 편심되는 구조를 가지므로, 제2 스크류 홀(232)의 주변에 대한 공구 홀더(200)의 살 두께를 키울 수 있어 공구 홀더(200)의 강성을 증대시킬 수 있다. 여기서, 제2 스크류 홀(232)이 '편심'되어 있다는 것은, 도 10에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제2 스크류 홀(232)이 내측으로 경사지게 형성됨으로써, 예컨대 도 2(지면방향) 또는 도 10(상하방향)에서 볼 때, 제2 스크류 홀의 선단(홀 입구)과 후단이 서로 어긋나 보이는 것을 의미한다.
나아가, 도 1 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 스크류 홀(232)의 끝단은 주측면 시트부(222)와 경사측면 시트부(223) 사이를 향하여 편심되어 구비될 수 있다. 따라서, 제2 스크류 홀(232)의 끝단의 구비 위치상, 제2 스크류 홀(232)의 주변에 대한 공구 홀더(200)의 살 두께를 최대화할 수 있다.
이하, 도 1, 도 2 및 도 9를 다시 참조하여, 칩 포켓부(220)에 대해 상세히 설명한다.
두 개 이상의 칩 포켓부(220) 각각은 헬리컬 형상(helical shape)을 가질 수 있다. 또한, 그 사이의 웹(240) 또한 헬리컬 형상을 가질 수 있다. 따라서, 웹(240)이 헬리컬 형상을 가짐과 함께 헬리컬 형상을 따라 그 폭이 거의 일정하게 유지될 수 있어, 공구 홀더(200)의 선단(201)에서 후미 쪽으로 가더라도 공구 홀더(200)의 강성을 일정하게 유지할 수 있다.
이하, 도 1, 도 2, 도 9 및 도 10을 다시 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리는, 도 1, 도 2, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 인서트(100)와 공구 홀더(200)를 포함한다. 설명에 앞서, 인서트(100)와 공구 홀더(200)에 대한 구체적인 설명이 상술한 본 발명의 일 실시예에 언급되어 있으므로, 이하에서는 인서트(100)와 공구 홀더(200)의 체결에 대한 구성 위주로 설명한다.
인서트(100)의 홀더 체결부(130)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 인서트 몸체(110)의 상면(111)에서 하면(112)까지 관통되어 형성되는 제1 및 제2 체결홀(131)(132)을 포함하고, 제1 및 제2 체결홀(131)(132)은 서로 이격되어 형성되되 공구 홀더(200)의 선단(201)에서 멀어지는 방향으로 순차적으로 형성된다.
공구 홀더(200)의 인서트 체결부(230)는, 도 9에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 체결홀(131)(132)에 각각 대응되는 제1 및 제2 스크류 홀(231)(232)을 포함하며, 제1 스크류 홀(231)은 제1 체결홀(131)과 그 중심선이 서로 일치되고, 그리고 도 10에 도시된 바와 같이 제2 스크류 홀(232)은 제2 체결홀(132)의 중심선(CL1)에 대해 그 중심선(CL2)이 경사져 구비되되 그 끝단이 공구 홀더(200)의 내측으로 편심되어 구비된다.
따라서, 제2 스크류 홀(232)이 제2 체결홀(132)에 대해 그 중심선(CL2)이 경사져 구비되되 그 끝단이 공구 홀더(200)의 내측으로 편심되어 구비되는 구조를 가짐에 따라, 제2 스크류 홀(232)의 끝단을 주측면 시트부(222)와 경사측면 시트부(223) 사이로 향하게 할 수 있어 공구 홀더(200)의 강성을 증대시킬 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트, 공구 홀더 및 이들의 어셈블리는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제2 체결홀(132)의 중심(C2)과 제1 주절인(121)과의 수직 거리(L12)를 제1 체결홀(131)의 중심(C1)과 제1 주절인(121)과의 수직 거리(L11)보다 크게 설정하여, 즉 제2 체결홀(132)이 공구 홀더(200)의 내측으로 더 쏠리도록 하여 제2 체결홀(132)에 대한 살 두께를 증가키는 구조를 가짐에 따라 공구 홀더(200)의 강성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 부절인(122)에 제1 곡선부(122a) 또는 제2 곡선부(122b)가 형성되므로, 이를 통해 절삭부하를 감소시킬 수 있음과 함께 인서트(100)의 수명을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제2 스크류 홀(232)이 제1 스크류 홀(231)에 대해 그 중심선(CL2)이 경사져 구비되되 그 끝단이 공구 홀더(200)의 내측으로 편심되어 구비되는 구조를 가짐에 따라, 제2 스크류 홀(232)의 끝단을 주측면 시트부(222)와 경사측면 시트부(223) 사이로 향하게 할 수 있어 공구 홀더(200)의 강성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1 및 제2 칩 포켓부(220a)(220b)가 헬리컬 형상을 가지므로 제1 및 제2 칩 포켓부(220a)(220b) 사이의 웹(240) 또한 헬리컬 형상을 가짐과 함께 헬리컬 형상을 따라 그 폭이 거의 일정하게 유지될 수 있어, 공구 홀더(200)의 선단(201)에서 후미 쪽으로 가더라도 공구 홀더(200)의 강성을 일정하게 유지할 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: 인서트 110: 인서트 몸체
111: 상면 112: 하면
112a: 제1 하면 엣지 112b: 제2 하면 엣지
113: 측면 113a: 주측면
113b: 부측면 113c: 경사측면
120: 절삭부 121: 제1 주절인
122: 제1 부절인 122a: 제1 곡선부
122b: 제2 곡선부 123: 제1 경사절인
123a: 제1 인선부 123b: 제2 인선부
123c: 제3 인선부 123d: 제4 인선부
124: 제2 주절인 125: 제2 부절인
126: 제2 경사절인 127: 제1 배출부
128: 제2 배출부 130: 홀더 체결부
131: 제1 체결홀 132: 제2 체결홀
C1: 제1 체결홀의 중심 C2: 제2 체결홀의 중심
200: 공구 홀더 200a: 공구 홀더의 선단
210: 홀더 몸체 220: 두 개 이상의 칩 포켓부
220a: 제1 칩 포켓부 220b: 제2 칩 포켓부
220c: 제3 칩 포켓부 221: 하면 시트부
222: 주측면 시트부 223: 경사측면 시트부
230: 인서트 체결부 231: 제1 스크류 홀
232: 제2 스크류 홀 CL1: 제2 체결홀의 중심선
CL2: 제2 스크류 홀의 중심선 240: 웹

Claims (14)

  1. 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리로,

    상기 인서트는,
    인서트 몸체; 및
    상기 공구 홀더에 체결되기 위해 상기 인서트 몸체에 구비되는 홀더 체결부를 포함하고,

    상기 공구 홀더는,
    그 둘레를 따라 간격을 두고 형성되는 두 개 이상의 칩 포켓부;
    상기 각 칩 포켓부에 구비되며 하면 시트부, 주측면 시트부 및 경사측면 시트부를 가지는 홀더 몸체; 및
    상기 홀더 몸체에 구비되어 상기 인서트의 상기 홀더 체결부가 체결되는 인서트 체결부를 포함하고,

    상기 홀더 체결부는,
    상기 인서트 몸체의 상면에서 하면까지 관통되어 형성되는 제1 및 제2 체결홀을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 체결홀은,
    서로 이격되어 형성되되 상기 공구 홀더의 선단에서 후단을 향하는 방향으로 순차적으로 형성되고,
    상기 제2 체결홀의 중심과 상기 제1 주절인과의 수직 거리는, 상기 제1 체결홀의 중심과 상기 제1 주절인과의 수직 거리보다 크게 설정되어 상기 제2 체결홀의 중심이 상기 제1 체결홀의 중심 보다 상기 공구 홀더의 내측으로 더 쏠려 위치되고,

    상기 인서트 체결부는,
    상기 제1 및 제2 체결홀에 각각 대응되도록 상기 하면 시트부에 형성되는 제1 및 제2 스크류 홀을 포함하고,
    상기 제2 스크류 홀의 중심과 상기 하면 시트부 측 외면과의 수직 거리는, 상기 제1 스크류 홀의 중심과 상기 하면 시트부 측 외면과 수직 거리보다 크게 설정되어 상기 제2 스크류 홀의 중심이 상기 제1 스크류 홀의 중심 보다 상기 공구 홀더의 내측으로 더 쏠려 위치되고,
    상기 제1 스크류 홀은 상기 제1 체결홀과 그 중심선이 서로 일치되고,
    상기 제2 스크류 홀은 상기 제2 체결홀에 대해 그 중심선이 경사져 구비되고,
    상기 제2 스크류 홀의 끝단이 상기 공구 홀더의 내측으로 편심되어 구비되는
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  2. 제1항에서,
    상기 인서트 몸체는 상면에 그 둘레를 따라 시계 방향으로 제1 주절인, 제1 부절인, 제1 경사절인, 제2 주절인, 제2 부절인 및 제2 경사절인을 형성한
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  3. 제2항에서,
    상기 인서트 몸체의 하면에 제1 및 제2 하면 엣지가 형성되고,
    상기 제1 주절인과 상기 제1 하면 엣지는 상기 제1 부절인에서 상기 제2 경사절인을 향하는 방향으로 갈수록 그 사이 간격이 벌어지는 형상을 가지는
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  4. 제2항에서,
    상기 제2 체결홀의 중심과 상기 제1 하면 엣지의 수직 거리는 상기 제1 체결홀의 중심과 상기 제1 하면 엣지의 수직 거리보다 작게 설정되는
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  5. 제2항에서,
    상기 제1 부절인은 상기 제2 경사절인 측으로 오목하게 들어간 제1 곡선부를 가지는
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 부절인은 상기 하면 측으로 오목하게 들어간 제2 곡선부를 가지는
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  7. 제2항에서,
    상기 인서트 몸체의 측면은, 상기 제1 및 제2 주절인에 각각 연결되는 주측면과, 상기 제1 및 제2 부절인에 각각 연결되는 부측면을 포함하고,
    상기 부측면은 부절인 여유면을 이루며,
    상기 부절인 여유면은 그 상반부에 상기 제1 체결홀 방향으로 오목하게 들어가며 서로 상하 방향으로 접하는 제1 및 제2 여유면을 포함하는
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  8. 제2항에서,
    상기 제1 경사절인은 상기 제1 부절인에서 상기 제2 주절인을 향해 순차적으로 형성되는 제1, 제2, 제3 및 제4 인선부를 포함하고,
    상기 제1 인선부는 상기 제1 부절인에 접하고,
    상기 제2 인선부는 볼록한 형상을 하고,
    상기 제3 인선부는 경사진 형상을 하며,
    상기 제4 인선부는 오목한 형상을 하는
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  9. 제8항에서,
    상기 인서트 몸체의 상면에는, 상기 제1 및 제2 인선부에 의해 절삭된 칩을 배출하는 제1 배출부와, 상기 제3 및 제4 인선부에 의해 절삭된 칩을 배출하는 제2 배출부가 형성되는
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  10. 삭제
  11. 제1항에서,
    상기 제2 스크류 홀의 끝단은 상기 주측면 시트부와 상기 경사측면 시트부 사이를 향하여 편심되어 구비되는
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  12. 제1항에서,
    상기 두 개 이상의 칩 포켓부 각각은 헬리컬 형상을 갖는
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  13. 제12항에서,
    상기 두 개 이상의 칩 포켓부는 제1 및 제2 칩 포켓부를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 칩 포켓부 사이에는 웹이 형성되고,
    상기 웹은 상기 헬리컬 형상을 갖는
    인서트 및 공구 홀더의 어셈블리.
  14. 삭제
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