KR101614568B1

KR101614568B1 - 인서트 착탈식 절삭 공구

Info

Publication number: KR101614568B1
Application number: KR1020117009484A
Authority: KR
Inventors: 쇼이치로 와타나베; 히데히코 나가야; 노리오 아소; 야스하루 이마이
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2016-04-21
Also published as: US20100178117A1; EP2347841B1; CN102196873B; KR20110073545A; WO2010050228A1; JP5309894B2; JP2010105107A; US8277150B2; CN102196873A; EP2347841A1; EP2347841A4

Abstract

본 발명의 인서트 착탈식 절삭 공구는, 홀더와, 절삭 인서트가 착탈 가능하게 장착되는 인서트 장착 시트를 갖고, 상기 홀더의 선단부에 서로의 장착면을 밀착시켜 착탈 가능하게 장착되는 헤드 부재와, 상기 홀더 내부에 형성되고 상기 홀더측의 장착면으로 개구되는 냉매 구멍과, 상기 헤드 부재측의 장착면에 형성되고 상기 홀더측의 장착면으로 개구되는 상기 냉매 구멍에 연통되며, 상기 인서트 장착 시트 상의 상기 절삭 인서트의 절삭날을 향하여 개구되도록 연장되는 제 1 홈을 구비하고 있다.

Description

인서트 착탈식 절삭 공구{REMOVABLE INSERT-TYPE CUTTING INSTRUMENT}

본 발명은, 홀더의 선단부에 헤드 부재가 착탈 가능하게 장착되고, 이 헤드 부재에 형성된 인서트 장착 시트에 또한 절삭 인서트가 착탈 가능하게 장착되는 인서트 착탈식 절삭 공구에 관한 것이다.

본원은, 2008년 10월 29일에 출원된 일본 특허출원 제2008-278307호에 대해 우선권을 주장하여, 그 내용을 여기에 원용한다.

예를 들어, 하기의 특허문헌 1 에는, 피삭재에 형성된 구멍의 바닥을 절삭하는 공구로서, 냉각액을 절삭날 근처에 공급하기 위해, 냉각액 공급 수단과의 연통이 가능한 것이 제안되어 있다. 이 공구에는, 어댑터 단말 부분의 근처에 배치된 유체 입구 오리피스와, 인서트 유지 부분의 상방에서 어댑터 장착 부분의 선단에 배치된 유체 출구 오리피스가 형성되고, 유체 입구 오리피스와 유체 출구 오리피스 사이에, 실질적으로 어댑터를 따라 연장되는 냉각액용 구멍이 어댑터 장착 부분 (헤드 부재) 에 형성되어 있다. 유체 입구 오리피스는 공구 섕크 (홀더) 의 냉각액 덕트 배열에 연결되어, 냉각액 공급 수단과 연통된다. 여기서, 공구 섕크의 냉각액 덕트 배열은 공구 섕크를 따라 연장되고, 그리고 유지 부분의 후단과 나사 구멍 사이의 구역에 있어서 공구 섕크 유지 부분에 놓여진 냉각액용 횡방향의 구멍에서 끝난다. 냉각액용 횡방향의 구멍은, 어댑터의 상기 유체 입구 오리피스와 맞춰진 적어도 1 개의 출구 부분을 갖는다.

또, 본 발명의 발명자들도, 하기의 특허문헌 2 에 있어서, 칩 (절삭 인서트) 과, 이 칩을 장착하는 홀더와, 이 홀더에 장착되어 칩을 지지하는 지지체와, 홀더에 장착됨과 함께 칩을 지지체를 향해 가압하여 고정시키는 클램프 피스를 구비하는 홈 형성용 공구를 제안하고 있다. 이 홈 형성 공구의 지지체에는, 홈 형성 가공하는 홈의 홈 폭 내에 있어서 칩의 플랭크면측을 향하여 절삭액을 분출하는 분출구와, 이 분출구에 절삭액을 공급하는 절삭액 공급 구멍이 각각 형성되어 있다. 클램프 피스에는, 홈의 홈 폭 내에 있어서 칩의 레이크면측을 향하여 절삭액을 분출하는 분출구와, 이 분출구에 절삭액을 공급하는 절삭액 공급 구멍이 각각 형성되어 있다. 그리고, 지지체 및 클램프 피스가 각각 홀더에 맞닿는 부분에 있어서, 지지체 및 클램프 피스의 절삭액 공급 구멍이, 홀더에 형성되어 있는 절삭액 공급 구멍에 각각 연통되어 있다. 또한, 하기의 특허문헌 3 에도, 절삭날을 향하여 냉매를 분출하도록 한 것이 제안되어 있다.

일본 공표특허공보 평9-510149호 일본 공개특허공보 평7-227702호 유럽 특허출원공개 제1495821호 명세서

특허문헌 1 및 2 에 기재된 인서트 착탈식 절삭 공구에 있어서는, 홀더에 형성된 냉매 구멍을 통하여 공급된 냉매를, 어댑터 장착 부분 (헤드 부재) 이나 지지체, 클램프 피스에 형성된 냉각액용 구멍이나 절삭액 공급 구멍을 통하여 절삭날을 향하여 분출한다. 그런데, 이들 어댑터 장착 부분이나 지지체, 클램프 피스 등에 드릴 가공 등에 의해 천공을 실시해야만 하여, 제조 비용의 증대를 초래하게 된다. 특히, 특허문헌 1 및 2 에 기재된 피삭재에 홈 형성 가공을 실시하는 공구와 같이, 천공 가공을 실시하는 부분의 크기가 피삭재에 형성되는 홈의 폭 등에 의해 제한될 수밖에 없는 경우에는, 천공 가공을 실시하는 것 자체가 용이하지 않다. 또, 충분한 크기의 분출구를 형성할 수 없어 절삭날에 대한 필요한 냉매 공급량을 확보할 수 없게 될 우려도 있다.

또, 특허문헌 1 및 2 에 기재된 인서트 착탈식 절삭 공구에 있어서는, 축 형상의 홀더의 중심 축선 방향 (길이 방향) 을 따라 형성된 냉매 구멍을, 일단 이 중심 축선에 대한 직경 방향으로 절곡시켜 어댑터 장착 부분이나 지지체, 클램프 피스의 냉각액용 구멍이나 절삭액 공급 구멍에 연통시키고, 또한 이들 냉각액용 구멍이나 절삭액 공급 구멍도 절삭날을 향하여 냉매를 분출하도록 절곡시켜 형성한다. 홀더나 어댑터 장착 부분, 지지체, 클램프 피스에 그 외주면으로부터 상기 중심 축선 방향과 그 직경 방향으로 천공 가공을 실시한 후에는, 이렇게 하여 형성된 구멍의 불필요한 외주면으로의 개구부를 마개 등으로 봉지해야 한다. 이와 같은 문제는, 특허문헌 3 에 기재된 공구에서도 동일하다. 특히, 구멍의 내주면을 절삭하는 공구는, 홀더의 중심 축선에 대하여 절삭날이 직경 방향으로 돌출되기 때문에, 냉매 구멍도 홀더의 중심 축선 방향으로부터 절삭날의 돌출 방향으로 절곡시켜야만 하여, 상기와 같은 문제를 피할 수 없다.

본 발명은, 이와 같은 배경하에 이루어진 것으로, 상기 서술한 바와 같은 드릴 등에 의한 천공 가공을 적어도 헤드 부재에는 실시할 필요가 없어, 제조 비용의 삭감을 도모함과 함께 필요한 냉매 공급량을 확보할 수 있고, 특히 구멍 내면의 절삭 공구로서 사용하는 경우에 충분한 양의 냉매를 절삭 부위에 공급하여 확실하게 냉각이나 윤활을 실시할 수 있는 인서트 착탈식 절삭 공구를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 인서트 착탈식 절삭 공구는, 홀더와, 절삭 인서트가 착탈 가능하게 장착되는 인서트 장착 시트를 갖고, 상기 홀더의 선단부에 서로의 장착면을 밀착시켜 착탈 가능하게 장착되는 헤드 부재와, 상기 홀더 내부에 형성되고 상기 홀더측의 장착면으로 개구되는 냉매 구멍과, 상기 헤드 부재측의 장착면에 형성되고 상기 홀더측의 장착면으로 개구되는 상기 냉매 구멍에 연통되며, 상기 인서트 장착 시트 상의 상기 절삭 인서트의 절삭날을 향하여 개구되도록 연장되는 제 1 홈을 구비한다.

이와 같은 인서트 착탈식 절삭 공구에 있어서, 홀더의 냉매 구멍으로부터 공급된 냉매는, 홀더와 헤드 부재의 서로 밀착되는 장착면에 부딪쳐, 이 장착면의 헤드 부재측에 형성된 제 1 홈을 통하여, 인서트 장착 시트에 장착된 절삭 인서트의 절삭날을 향하여 분출된다. 여기서는, 헤드 부재측의 장착면에 형성된 제 1 홈의 그 장착면측의 개구부가, 이 헤드 부재측의 장착면에 홀더측의 장착면이 밀착되어 봉지된다. 요컨대, 제 1 홈과 홀더측의 장착면 사이에, 절삭 인서트의 절삭날을 향하여 냉매를 분출하는 냉매 구멍이 형성된다.

따라서, 헤드 부재에는, 그 장착면에 제 1 홈을 형성하기만 해도 되어, 내주면이 전체 둘레에 걸쳐 연속되는 구멍을 드릴 등에 의해 천공하는 것에 비해 가공이 용이하다. 또, 제 1 홈의 크기에 따라 냉매 구멍의 단면적을 조절할 수 있게 된다. 또한 제 1 홈과 홀더측의 장착면에 의해 형성되는 냉매 구멍은, 홀더측의 냉매 구멍에 대하여 절곡되며 연장되어 있다. 본 발명을, 홀더가 중심 축선을 따라 연장되는 축 형상으로 형성되고, 홀더 내에서 냉매 구멍이 중심 축선 방향으로 연장되며, 헤드 부재에는 절삭 인서트의 절삭날이 중심 축선에 대한 직경 방향으로 돌출되도록 장착된 공구, 예를 들어 구멍 내면의 절삭 공구에 적용한 경우에는, 마개 등의 부품을 필요로 하거나 하지 않고, 상기 서술한 바와 같이 직경 방향으로 돌출되는 절삭날을 향하여 냉매를 확실하게 공급할 수 있게 된다.

본 발명의 인서트 착탈식 절삭 공구는, 상기 헤드 부재에 형성된 상측 턱부 및 하측 턱부를 추가로 구비하고, 상기 절삭 인서트는, 상기 인서트 장착 시트에 상기 상측 턱부와 상기 하측 턱부 사이에 끼워져 장착되고, 상기 제 1 홈은, 상기 절삭 인서트의 절삭날의 레이크면측에 위치하는 상기 상측 턱부에 형성되어 있어도 된다.

본 발명에 의하면, 레이크면측으로부터 절삭 인서트의 절삭날에 냉매가 공급되므로, 절삭날에 의해 절삭되는 부위의 보다 효과적인 냉각 및 윤활을 도모할 수 있다.

본 발명의 인서트 착탈식 절삭 공구에 있어서는, 상기 홀더측의 장착면에, 상기 헤드 부재측의 상기 제 1 홈을 따라 연장되는 제 2 홈이 상기 절삭 인서트의 절삭날을 향하여 개구되도록 형성되어 있어도 된다. 이들 제 1, 제 2 홈에 의해 형성되는 냉매 구멍의 단면적이 더욱 커지므로, 보다 다량의 냉매를 절삭날을 향하여 분출시킬 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 헤드 부재에 구멍 가공을 실시하지 않고 절삭 인서트의 절삭날을 향하여 충분한 양의 냉매를 공급할 수 있다. 이로써, 제조 비용을 억제하면서, 냉매를 확실하게 절삭 부위에 고루 미치게 하여 냉각 효과나 윤활 효과를 향상시킬 수 있다. 그 결과, 절삭 저항의 저감을 도모함과 함께 절삭날의 수명을 연장시켜 안정적이고 원활한 가공을 촉진시킬 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명의 절삭 공구의 제 1 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 실시형태의 평면도이다.
도 3 은 도 1 에 나타내는 실시형태를 절삭날부 (40) 의 돌출 방향의 반대측에서 본 측면도이다.
도 4 는 도 1 에 나타내는 실시형태를 절삭날부 (40) 의 돌출 방향측에서 본 측면도이다.
도 5 는 도 1 에 나타내는 실시형태를 중심 축선 (O) 방향 선단측에서 본 도면이다.
도 6 은 도 1 에 나타내는 실시형태를 중심 축선 (O) 방향 후단측에서 본 도면이다.
도 7 은 도 1 에 나타내는 실시형태에 있어서 홀더 (10) 로부터 헤드 부재 (20) 를 분리한 상태를 선단측에서 본 분해 사시도이다.
도 8 은 도 1 에 나타내는 실시형태에 있어서 홀더 (10) 로부터 헤드 부재 (20) 를 분리한 상태를 후단측에서 본 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 8 은, 회전하는 피삭재의 회전 축선을 따라 형성된 구멍의 내주면에 홈 형성 가공을 실시하는 내경 가공용 인서트 착탈식 절삭 공구에 본 발명을 적용한 경우의 일 실시형태를 나타내는 것이다. 본 실시형태의 절삭 공구의 공구 본체 (1) 는, 중심 축선 (O) 을 중심으로 한 외형이 대략 원기둥 형상을 이루는 홀더 (10) 와, 이 홀더 (10) 의 선단부 (도 2, 도 4 에 있어서 좌측 부분, 도 3 에 있어서는 우측 부분) 에 착탈 가능하게 장착되는 헤드 부재 (20) 를 구비한다. 헤드 부재 (20) 에는, 절삭날 (31) 을 갖고, 헤드 부재 (20) 에 대하여 착탈 가능한 절삭 인서트 (30) 가 장착되어 있다. 절삭 인서트의 절삭날 (31) 은, 상기 중심 축선 (O) 에 대한 하나의 반경 방향 (도 2 에 있어서의 하측 방향, 도 5 에 있어서는 우측 방향, 도 6 에 있어서는 좌측 방향) 으로 돌출되는 절삭날부 (40) 를 구성하고 있다.

홀더 (10) 는 강재 등으로 형성되어 있고, 그 후단부 (도 2, 도 4 에 있어서 우측 부분, 도 3 에 있어서는 좌측 부분) 가 원기둥 형상인 상태의 섕크부 (11) 로 되어 있다. 그 상하부에는 중심 축선 (O) 과 평행하고 또한 서로와도 평행하며 상기 돌출 방향을 따른 1 쌍의 평탄한 노치면 (12) 이 형성되어 있다. 그리고, 이들 노치면 (12) 에 의해 칸막이된 상태에서 섕크부 (11) 가 유지됨으로써, 당해 홀더 (10) 는 공작 기계에 고정된다.

또, 이 홀더 (10) 의 선단부는, 그 섕크부 (11) 측의 외형이 그 섕크부 (11) 보다 약간 외경이 작은 원기둥 형상으로서, 홀더 (10) 의 최선단부는 상기 선단부도 외경이 더욱 크고, 섕크부 (11) 와 거의 동등한 외경을 갖는 원판 형상으로 되어 있다. 이 선단부에 있어서, 상기 중심 축선 (O) 과 수직이고 상기 노치면 (12) 과 평행한 2 방향 (도 2 에 있어서의 상하 방향, 도 5, 도 6 에 있어서의 좌우 방향) 중 상기 돌출 방향측을 향하는 부분은, 그 선단부에 있어서의 중심 축선 (O) 방향의 대략 중앙에서 선단측을 향하여 내주측으로 경사지도록 연장되는 경사면 (13A) 과, 이 경사면 (13A) 에서 더욱 선단측을 향하여 연장되는 중심 축선 (O) 과 평행한 평면 (13B) 에 의해, 원판 형상의 최선단부도 포함하여 홀더 (10) 의 선단면 (14) 까지 내주측으로 크게 노치식으로 되도록 형성되어 있다.

홀더 (10) 선단부의 상면부에는, 상기 경사면 (13A) 보다 섕크부 (11) 쪽의 위치에서 선단측을 향함에 따라 내주측을 향하도록 그 경사면 (13A) 보다 완만하게 경사지는 경사면 (15A) 과, 이 경사면 (15A) 에서 더욱 선단측을 향하여 연장되는 중심 축선 (O) 과 평행하고 상기 평면 (13B) 과는 수직인 평면 (15B) 이 형성되어 있다. 평면 (15B) 은 홀더 (10) 의 선단면 (14) 과 교차하고 있다. 이 평면 (15B) 과 선단면 (14) 이 교차하는 부분에는, 상기 경사면 (15A) 보다 급한 경사로 더욱 선단측을 향함에 따라 내주측으로 경사지는 저면을 갖는 스폿 페이싱부 (15C) 가 선단면 (14) 으로 개구되도록 형성되어 있다. 이 스폿 페이싱부 (15C) 의 저면에는 수직으로 나사 구멍이 형성되어, 클램프 나사 (16) 가 나사 결합된다. 또, 홀더 (10) 선단부의 상기 돌출 방향과는 반대측을 향하는 부분에는, 중심 축선 (O) 방향으로 연장되는 타원 구면 형상으로 움푹 패인 바닥이 있는 패임부 (딤플) (17) 가 형성되어 있다.

홀더 (10) 의 상기 선단면 (14) 은, 본 실시형태에 있어서의 홀더 (10) 측의 장착면으로 되어 있다. 상기 스폿 페이싱부 (15C) 와는 반대의 하면부측에 볼록부 (14A) 가 형성되어 있는 것 이외에는 중심 축선 (O) 과 수직인 평면 형상으로 되고, 따라서 상기 평면 (13B, 15B) 에 대하여 수직이다. 이들 선단면 (14) 과 상기 돌출 방향측을 향한 평면 (13B) 이 교차하는 모서리부에는, 그 하면부측에 평면 (15B) 과 수직인 방향으로 연장되는 오목부 (14B) 가 볼록부 (14A) 의 돌출 방향측을 포함하여 평면 (13B) 으로부터 평행하게 더욱 움푹 패이도록 형성되어 있다. 또한, 이 오목부 (14B) 의 상기 돌출 방향을 향하는 저면과 선단면 (14) 에는, 헤드 부재 (20) 를 고정시키기 위한 장착 나사 (18) 가 나사 결합되는 장착 나사 구멍 (14C) 이 각각 2 개씩 형성되어 있다.

그리고, 이와 같은 홀더 (10) 의 내부에는, 상기 공작 기계측으로부터 급송된 냉매가 공급되는 냉매 구멍 (19) 이 형성되어 있다. 이 냉매 구멍 (19) 은, 홀더 (10) 의 후단면에서 중심 축선 (O) 을 따라 선단측으로 연장된 후, 홀더 (10) 선단부의 중심 축선 (O) 방향 대략 중앙부로부터, 중심 축선 (O) 에 대하여 상기 돌출 방향측 또한 상면부측을 향하여 경사지도록 연장되어 있다. 그리고, 선단면 (14) 의 상기 평면 (13B, 15B) 이 교차하는 모서리부에, 스폿 페이싱부 (15C) 나 오목부 (14B) 를 피하도록 하여 개구되어 있다. 또한, 이 냉매 구멍 (19) 은 중심 축선 (O) 을 따라 연장되는 부분에서는 대직경으로 되는 한편, 이 중심 축선 (O) 으로부터 경사져 선단면 (14) 으로 개구되는 부분에서는 이것보다 소직경이다.

또, 헤드 부재 (20) 는 강재 등에 의해 형성되고, 외형 평판 형상을 이루는 본체 (21) 의 하측 가장자리에 홀더 (10) 의 선단면 (14) 의 상기 볼록부 (14A) 가 끼워 넣어지는 L 자 형상의 오목부 (21A) 가 형성되어 있다. 본체 (21) 의 일방의 측면 (22) 에는, 상기 오목부 (14B) 에 끼워 넣는 직사각형판 형상의 볼록부 (21B) 가 수직으로 돌출되도록 일체로 형성되어 있다. 이 볼록부 (21B) 와 본체 (21) 에는 상기 장착 나사 (18) 가 삽입 통과되는 삽입 통과 구멍 (21C) 이 각각 2 개씩 형성되어 있다.

그리고, 오목부 (21A) 에 볼록부 (14A) 를, 오목부 (14B) 에 볼록부 (21B) 를 끼워 넣도록 하여 상기 일방의 측면 (22) 을 홀더 (10) 의 선단면 (14) 에 밀착시키고, 중심 축선 (O) 방향 선단측과 상기 돌출 방향측으로부터 각 삽입 통과 구멍 (21C) 에 삽입 통과된 각 2 개의 합계 4 개의 장착 나사 (18) 를 상기 각 나사 구멍 (14C) 에 나사 결합된다. 이로써, 헤드 부재 (20) 는 그 본체 (21) 의 두께 방향을 중심 축선 (O) 방향을 향하게 하여, 이 홀더 (10) 선단부에 고정된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 홀더 (10) 측의 장착면인 상기 선단면 (14) 에 밀착되는 이 본체 (21) 의 일방의 측면 (22) 이, 헤드 부재 (20) 측의 장착면으로 된다.

이렇게 하여 홀더 (10) 에 장착된 헤드 부재 (20) 의 본체 (21) 에는, 홀더 (10) 의 중심 축선 (O) 주변에서 상기 돌출 방향측으로 연장되는 슬릿 형상의 인서트 장착 시트 (23) 가, 본체 (21) 를 상기 두께 방향으로 관통하여 그 돌출 방향측으로 개구되도록 형성되어 있다. 본체 (21) 는, 인서트 장착 시트 (23) 에 의해, 상기 볼록부 (21B) 를 포함하여 장착 나사 (18) 가 삽입 통과되는 하측 턱부 (24) 와, 이 하측 턱부 (24) 에 상기 돌출 방향과는 반대측에서 접속됨과 함께 인서트 장착 시트 (23) 를 사이에 두고 하측 턱부 (24) 와 대향 배치되는 상측 턱부 (25) 로 나뉜다.

상측 턱부 (25) 는, 그 돌출 방향측을 향하는 면이 이 돌출 방향의 반대측을 향함에 따라 점차 융기되는 경사면 형상으로 형성되어 있다. 그 돌출단은, 중심 축선 (O) 에 대한 직경 방향에 있어서, 섕크부 (11) 가 이루는 원기둥의 외경보다 내측에 위치한다. 이에 대하여, 하측 턱부 (24) 의 돌출 방향측을 향하는 면은, 중심 축선 (O) 을 중심으로 한 대략 볼록 원호면을 이루도록 형성되어 있다. 또한, 이 볼록 원호의 반경은 섕크부 (11) 가 이루는 원기둥의 반경보다 크게 되어 상기 돌출 방향으로 돌출되어 있다. 또한, 이들 상하측 턱부 (24, 25) 의 돌출된 부분의 중심 축선 (O) 방향의 두께는, 후술하는 절삭 인서트 (30) 의 절삭날 (31) 의 길이보다 작다.

또, 상측 턱부 (25) 의 상기 서술한 바와 같이 돌출된 부분의 기단 (基端) 측에는, 그 일방의 측면 (22) 측에 그 측면 (22) 과 수직으로 교차하는 방향으로 배치된 평면 형상의 벽면부 (25A) 가 형성되어 있다. 이 벽면부 (25A) 는, 상기 장착 상태에 있어서 상기 돌출 방향을 향하여 상기 평면 (13B) 에 거의 동일한 높이로 이어져 있다. 또한, 상측 턱부 (25) 의 상면에는, 같은 장착 상태에 있어서 홀더 (10) 의 상기 스폿 페이싱부 (15C) 의 저면과 함께 원형을 이루는 저면을 갖는 스폿 페이싱부 (25B) 가 형성되어 있다. 이 스폿 페이싱부 (25B) 측의 저면은, 상기 스폿 페이싱부 (15C) 측의 저면보다 더욱 돌출되도록 단차를 포함하고 있다.

상하측 턱부 (24, 25) 사이에 형성되는 인서트 장착 시트 (23) 는, 이들 하측 턱부 (24) 와 상측 턱부 (25) 의 서로 대향하는 상하면이 상기 돌출 방향측에서 봤을 때 각각 단면이 역 V 자형으로 형성되어 있다. 이 돌출 방향과는 반대측의 인서트 장착 시트 (23) 의 안쪽에는, 돌출 방향측을 향하는 맞닿음면이 이들 상하면 사이에 형성되어 있다. 또한, 이 맞닿음면에서 상기 돌출 방향의 반대측을 향해서는, 인서트 장착 시트 (23) 의 간격보다 폭이 좁은 슬릿 (23A) 이, 본체 (21) 의 돌출 방향과는 반대측을 향하는 측면에는 도달하지 않고, 상하측 턱부 (24, 25) 의 접속부 (26) 가 남겨지도록 형성되어 있다.

여기서, 이 슬릿 (23A) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이 상기 돌출 방향과는 반대측을 향하여 상측 턱부 (25) 측으로 절곡되면서, 이 돌출 방향과는 반대측에서 상기 장착 나사 (18) 가 삽입 통과되는 본체 (21) 의 삽입 통과 구멍 (21C) 중 하나와 동축의 원호 형상을 이루며 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 이 슬릿 (23A) 이 이루는 원호의 중심각은 20 °∼ 50 °의 범위로 되는 것이 바람직하다. 또, 이 슬릿 (23A) 과 본체 (21) 의 돌출 방향 반대측을 향하는 측면 사이에 남겨지는 상기 접속부 (26) 는, 그 두께 (슬릿 (23A) 이 이루는 원호를 따른 방향의 두께) 가, 중심 축선 (O) 방향으로 홀더 (10) 의 후단측을 향함에 따라 점차 커진다.

또, 이 헤드 부재 (20) 의 본체 (21) 에는, 상기 일방의 측면 (22) 과, 이 측면 (22) 과는 반대의 상기 장착 상태에서 선단측을 향하는 타방의 측면 (27) 에, 둘레 방향으로 연속된 내벽면과, 이 내벽면에 그 전체 둘레에 걸쳐 이어지는 저면을 갖고, 당해 헤드 부재 (20) 의 본체 (21) 를 관통하지 않고 상기 타측면으로부터 움푹 패인 오목 지점 (28) 이 각각 복수씩 형성되어 있다. 또한, 이들 오목 지점 (28) 은, 양 측면 (22, 27) 에 대향하는 방향에서 봤을 때 서로 상이한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또, 복수의 오목 지점 (28) 은 측면에서 봤을 때에 패인 깊이가 상이해도 된다.

이와 같은 오목 지점 (28) 을 구비한 헤드 부재 (20) 의 본체 (21) 는, 예를 들어 강재의 원료 미분말과 수지 등의 바인더를 혼련하여 유동성을 갖게 한 소재를, 헤드 부재 (20) 의 형상을 반전시킨 분할 금형 내에 사출 성형한 후, 가열에 의해 바인더를 제거하고 원료 미분말을 소결하는 MIM (Metal Injection Molding) 법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 특별히 이렇게 하여 본체 (21) 를 MIM 법에 의해 제조하는 경우에는, 상기 오목 지점 (28) 의 용적은, 오목 지점 (28) 이 형성되어 있지 않은 본체 (21) 체적의 2 ％ ∼ 15 ％ 의 범위로 되는 것이 바람직하고, 또 소결 후에 본체 (21) 의 표면에는 쇼트 피닝을 실시하는 것이 바람직하다.

그리고, 이 헤드 부재 (20) 측의 장착면이 되는 상기 일방의 측면 (22) 에는, 상기 장착 상태에 있어서 홀더 (10) 측의 장착면인 선단면 (14) 으로 개구된 상기 냉매 구멍 (19) 과 연통되도록, 홈 형상 오목부 (제 1 홈) (29) 가 형성되어 있다. 이 홈 형상 오목부 (29) 는, 측면 (22) 으로부터 수직으로 움푹 패이는 바닥이 있는 구멍부 (29A) 와, 이 구멍부 (29A) 로부터 연장되는 홈부 (29B) 를 포함하고 있다. 구멍부 (29A) 는, 그 측면 (22) 에 있어서의 개구부가 상기 장착 상태에서 선단면 (14) 에 있어서의 냉매 구멍 (19) 의 개구부와 일치하도록, 상측 턱부 (25) 에 있어서의 측면 (22) 의 돌출 방향측 부분에 상기 스폿 페이싱부 (25B) 또는 오목 지점 (28) 을 피하여 형성되어 있다.

홈부 (29B) 는, 그 깊이 및 홈 폭이, 구멍부 (29A) 의 깊이 및 직경보다 약간 작게 된 단면 U 자 형상으로 형성되어 있고, 구멍부 (29A) 에서 상기 돌출 방향을 향하여 인서트 장착 시트 (23) 측을 향하도록 연장되고, 상측 턱부 (25) 의 상기 벽면부 (25A) 로 개구되어 있다. 또한, 이와 같은 홈 형상 오목부 (29) 도, 헤드 부재 (20) 의 본체 (21) 를 상기 서술한 MIM 법에 의해 제조하는 경우에는, 상기 오목 지점 (28) 을 형성하는 것과 동일하게, 분할 금형에 홈 형상 오목부 (29) 의 형상을 반전시킨 돌출조 (條) 를 형성해 두면 된다.

상기와 같은 헤드 부재 (20) 의 인서트 장착 시트 (23) 에 장착되는 절삭 인서트 (30) 는, 초경 합금 등의 경질 재료에 의해 외형이 단면 대략 사각형의 각봉 (角棒) 형상으로 형성되어 있고, 인서트 장착 시트 (23) 의 상하측 턱부 (24, 25) 사이에 배치된다. 절삭 인서트 (30) 의 하면 및 상면 중앙부는 어느 쪽도 단면이 V 홈 형상으로 형성되어 있는 반면, 인서트 장착 시트 (23) 의 상하측 턱부 (24, 25) 는 단면이 역 V 자 형상으로 융기되어 있다. 그리고, 절삭 인서트 (30) 의 하면은 하측 턱부 (24) 에, 절삭 인서트 (30) 의 상면 중앙부는 상측 턱부 (25) 에 각각 서로의 V 형의 이등분선을 일치시키도록 하여 맞닿을 수 있다. 또, 상면의 양 단부에는, 중앙부보다 더욱 후퇴한 위치에 각각 레이크면이 형성되고, 이들 레이크면의 양단 가장자리부에 홈 형성 가공에 사용되는 절삭날 (31) 이 형성되어 있다.

이와 같은 절삭 인서트 (30) 는, 상기 서술한 바와 같이 그 하면과 상면 중앙부를 인서트 장착 시트 (23) 의 상하측 턱부 (24, 25) 의 상하면에 각각 슬라이딩 접촉시키도록 하여, 일방의 절삭날 (31) 을 상기 돌출 방향을 향하게 하고, 그 돌출 방향측으로부터 중심 축선 (O) 과 수직인 직경 방향을 따라 인서트 장착 시트 (23) 에 삽입된다. 또한, 타방의 절삭날 (31) 에 이어지는 절삭 인서트 (30) 의 단면 (端面) 이 중심 축선 (O) 을 넘어 인서트 장착 시트 (23) 의 상기 맞닿음면에 맞닿은 지점에서, 중심 축선 (O) 에 대한 직경 방향으로 위치 결정되어 그 인서트 장착 시트 (23) 에 착좌된다.

이어서, 상기 스폿 페이싱부 (15C) 의 나사 구멍에 머리가 있는 클램프 나사 (16) 를 나사 결합하고, 그 머리부에 의해 상측 턱부 (25) 의 스폿 페이싱부 (25B) 를 가압함으로써, 접속부 (26) 를 지지점으로 하여 상측 턱부 (25) 가 하측 턱부 (24) 측으로 휘도록 탄성 변형된다. 절삭 인서트 (30) 는, 상측 턱부 (25) 와 하측 턱부 (24) 사이에 클램프되도록 인서트 장착 시트 (23) 에 고정된다.

또한, 이렇게 하여 클램프된 상태에서, 돌출 방향을 향한 절삭 인서트 (30) 의 일방의 절삭날 (31) 은, 홀더 (10) 의 중심 축선 (O) 과 평행하게 배치된다. 그리고, 중심 축선 (O) 으로부터의 거리가 하측 턱부 (24) 의 돌출 방향측을 향하는 면이 이루는 볼록 원호의 반경보다 약간 커지도록 하여, 당해 인서트 착탈식 절삭 공구에 있어서 중심 축선 (O) 으로부터 가장 직경 방향 외주측으로 돌출시킨다. 이로써, 상기 서술한 바와 같은 절삭날부 (40) 를 구성한다. 홈 형상 오목부 (29) 의 홈부 (29B) 는, 이 일방의 절삭날 (31) 을 향하여 개구되도록 연장되어 있다.

이와 같이 구성된 인서트 착탈식 절삭 공구는, 상기 서술한 바와 같이 회전 축선 둘레를 회전하는 피삭재의 구멍에, 이 회전 축선에 중심 축선 (O) 을 평행하게 하여 선단측으로부터 삽입된다. 그리고, 홈 가공을 실시하는 위치에서 상기 돌출 방향으로 송출됨으로써, 일방의 절삭날 (31) 에 의해 구멍의 내주면에 홈 가공을 실시한다. 이 때, 홀더 (10) 의 후단면으로부터 냉매 구멍 (19) 을 통하여 공급된 냉매는, 이 냉매 구멍 (19) 에 연통되는 헤드 부재 (20) 의 홈 형상 오목부 (29) 의 구멍부 (29A) 에 유입된다. 홈 형상 오목부 (29) 에 있어서 홈부 (29B) 의 측면 (22) 에 있어서의 개구부가 홀더 (10) 의 선단면 (14) 에 의해 봉지되어 있으므로, 구멍부 (29A) 에 유입된 냉매는, 홈부 (29B) 로 유도되어 상측 턱부 (25) 의 벽면부 (25A) 에 형성된 개구부로부터 분출된다. 분출된 냉매는, 절삭 인서트 (30) 의 일방의 절삭날 (31) 에 공급되어 그 절삭날 (31) 또는 피삭재의 절삭 부위의 냉각 및 윤활을 실시한다.

이와 같이, 헤드 부재 (20) 측의 장착면인 측면 (22) 에 형성된 홈 형상 오목부 (29) 의 개구부가, 홀더 (10) 측의 장착면인 선단면 (14) 에 의해 봉지되어, 냉매 구멍 (19) 에 연통되고 절삭날 (31) 에 냉매를 분출하는 냉매 구멍이 형성된다. 그 때문에, 헤드 부재 (20) 에 드릴 등에 의한 구멍 가공에 의해 내주면이 전체 둘레에 걸쳐 연속되는 구멍을 형성하는 것에 비해, 가공을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 헤드 부재 (20) 의 본체 (21) 에 홈 형상 오목부 (29) 를 형성하려면, 측면 (22) 에 드릴을 사용하여 구멍부 (29A) 를 형성하고, 엔드 밀 등을 사용하여 이 구멍부 (29A) 로부터 연장되도록 홈부 (29B) 를 형성하면 된다. 따라서, 구멍부 (29A) 를 향하여 추가로 드릴에 의해 구멍부를 형성하여 연통시키거나 하는 것에 비해 가공 정밀도를 필요로 하지 않는다.

또, 특히 상기 서술한 바와 같은 MIM 법에 의해 헤드 부재 (20) 를 형성하는 경우, 내주면이 전체 둘레에 걸쳐 연속되는 구멍을 구멍부 (29A) 에 연통되도록 헤드 부재 (20) 에 형성하려면, 출몰 가능한 핀을 분할 금형에 형성하거나, 중자 (中子) 를 분할 금형 내에 배치하고 사출 성형 후에 발출하거나 해야 한다. 그것에 의해, 금형 비용의 증대나 작업 시간의 연장을 초래할 가능성이 있다. 그러나, 상기와 같이 구성된 인서트 착탈식 절삭 공구의 헤드 부재 (20) 에서는, 분할 금형의 상기 측면 (22) 을 형성하는 면에 홈 형상 오목부 (29) 에 따른 돌출조를 형성해 두기만 해도 되어, 더욱 가공이 용이하다.

본 실시형태의 인서트 착탈식 절삭 공구에서는, 홈 형상 오목부 (29) 와 홀더 (10) 의 선단면 (14) 에 의해 냉매 구멍이 형성된다. 그 때문에, 예를 들어 본 실시형태와 같이 홈 형상 오목부 (29) 의 홈부 (29B) 를 단면 U 자 형상으로 형성한 경우, 그 홈부 (29B) 의 홈 폭과 직경이 동일하고 홈부 (29B) 의 홈 바닥이 이루는 반원과 동등한 위치에 중심을 갖는 단면 원형의 구멍을 형성하는 경우와 비교하여, 이 구멍의 단면적보다 큰 단면적을 상기 냉매 구멍에 확보할 수 있게 된다. 따라서, 보다 많은 냉매를 절삭날 (31) 에 공급할 수 있게 되어, 더욱 효율적인 냉각 및 윤활을 도모할 수 있다. 그 결과, 절삭 저항을 저감시켜 원활한 가공을 실시함과 함께, 절삭날 (31) 의 수명을 연장시켜 장기간에 걸친 안정적인 가공을 도모할 수 있다.

또, 본 실시형태와 같은 내경 가공용 인서트 착탈식 절삭 공구에 있어서는, 중심 축선 (O) 을 따라 연장되는 축 형상의 홀더 (10) 에 냉매 구멍 (19) 이 상기 중심 축선 (O) 방향으로 연장되도록 형성된다. 한편, 헤드 부재 (20) 에 있어서는 절삭 인서트 (30) 의 절삭날 (31) 이 이 중심 축선 (O) 에 대한 직경 방향으로 돌출되도록 배치된다. 그 때문에, 도중에 냉매 구멍 (19) 을 도중에 절곡시켜 직경 방향을 향하게 해야만 한다. 이와 같이 절곡되는 냉매 구멍을 드릴에 의한 구멍 가공으로 형성하려면, 공구 본체의 외주로부터 구멍끼리가 서로 연통되도록 구멍 가공을 실시한 후, 불필요한 구멍의 개구부는 마개를 나사 결합하거나 하여 봉지할 필요가 있다. 본 실시형태의 인서트 착탈식 절삭 공구에서는, 홈 형상 오목부 (29) 와 선단면 (홀더 (10) 측의 장착면) (14) 으로 냉매 구멍이 형성되므로, 홈 형상 오목부 (29) 를 절곡되도록 형성하면 된다. 따라서, 마개 등의 부품을 준비하거나, 마개를 나사 결합하기 위해 구멍의 개구부에 나사 가공을 실시하거나 할 필요도 없어, 절곡되는 냉매 구멍을 더욱 용이하게 형성할 수 있고, 그 제조 비용의 삭감을 촉진시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 절삭 인서트 (30) 가 장착되는 인서트 장착 시트 (23) 가, 헤드 부재 (20) 에 형성된 상하측 턱부 (24, 25) 사이에 절삭 인서트 (30) 를 사이에 두고 클램프함으로써 고정된다. 한편, 냉매를 분출하는 홈 형상 오목부 (29) 는, 상하측 턱부 (24, 25) 중, 절삭 인서트 (30) 의 절삭날 (31) 의 레이크면측에 위치하는 상측 턱부 (25) 에 형성되어 있다. 이 때문에, 절삭날 (31) 및 그 절삭날 (31) 에 의한 피삭재의 절삭 부위에, 이 레이크면측으로부터 보다 효율적으로 냉매를 공급할 수 있어, 냉각 효과나 윤활 효과의 더 나은 향상을 도모할 수 있다.

게다가, 본 실시형태에서는, 이 홈 형상 오목부 (29) 는 실질적으로 절삭 인서트 (30) 를 가압하는 상측 턱부 (25) 의 돌출단측 부분이 아니라, 이것보다 후퇴된 기단측에 형성된 벽면부 (25A) 로 개구되어 있다. 따라서, 이와 같은 홈 형상 오목부 (29) 를 형성해도 상측 턱부 (25) 의 강성이 필요 이상으로 저해되지 않으며, 절삭 인서트 (30) 의 장착이 불안정해지지도 않는다.

또한, 상측 턱부 (25) 의 상기 돌출 방향을 향하는 면은, 이 돌출 방향의 반대측을 향함에 따라 점차 융기되는 경사면 형상으로 형성되어 있고, 절삭날에 의해 생성된 절삭 부스러기는 이 면을 따라 배출된다. 본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이 홈 형상 오목부 (29) 가 벽면부 (25A) 로 개구되어 있음으로써, 배출되는 절삭 부스러기와 상기 레이크면 사이에 냉매를 공급할 수 있어, 절삭 부스러기에 의해 냉매의 공급이 방해되는 것을 방지할 수도 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 헤드 부재 (20) 측의 장착면인 측면 (22) 에만 홈 형상 오목부 (29) 를 형성하고 있다. 그러나, 예를 들어 도 7 및 도 8 에 파선으로 나타내는 바와 같이, 홀더 (10) 에 헤드 부재 (20) 를 장착한 상태에서 헤드 부재 (20) 측의 홈 형상 오목부 (29) 를 따라 연장되는 홈 (제 2 홈) (50) 을, 홀더 (10) 측의 장착면인 선단면 (14) 에 냉매 구멍 (19) 과 연통시켜 평면 (13B) 에 이르도록 형성해도 된다. 이와 같이 한 경우에는, 더욱 많은 냉매를 절삭날 (31) 이나 절삭 부위에 분출시킬 수 있어, 보다 나은 냉각 효과나 윤활 효과의 향상을 도모할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 내경 가공용이고, 게다가 홈 형성 가공에 사용하는 인서트 착탈식 절삭 공구에 본 발명을 적용한 경우에 대해 설명하였지만, 회전하는 피삭재의 외주면을 절삭하는 외경 가공용 인서트 착탈식 절삭 공구나, 단면을 절삭하는 인서트 착탈식 절삭 공구, 혹은 홈 형성 이외의 커팅 오프 가공이나 나사 절삭 가공에 사용되는 인서트 착탈식 절삭 공구에 본 발명을 적용할 수도 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되지 않으며, 첨부 클레임의 범위에 의해서만 한정된다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 홀더와, 절삭 인서트가 착탈 가능하게 장착되는 인서트 장착 시트를 갖고, 상기 홀더의 선단부에 서로의 장착면을 밀착시켜 착탈 가능하게 장착되는 헤드 부재와, 상기 홀더 내부에 형성되고 상기 홀더측의 장착면으로 개구되는 냉매 구멍과, 상기 헤드 부재측의 장착면에 형성되고 상기 홀더측의 장착면으로 개구되는 상기 냉매 구멍에 연통되며, 상기 인서트 장착 시트 상의 상기 절삭 인서트의 절삭날을 향하여 개구되도록 연장되는 제 1 홈을 구비하는 인서트 착탈식 절삭 공구에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 절삭 인서트의 절삭날에 의한 피절삭물의 절삭 부위에 냉매를 과부족 없이 공급하여, 절삭날이나 절삭 부위의 냉각을 확실하게 실시할 수 있다.

1 : 공구 본체
10 : 홀더
11 : 섕크부
14 : 홀더 (10) 의 선단면 (홀더 (10) 측의 장착면)
19 : 냉매 구멍
20 : 헤드 부재
21 : 헤드 부재 (20) 의 본체
22 : 헤드 부재의 본체 (21) 의 일방의 측면 (헤드 부재 (20) 측의 장착면)
23 : 인서트 장착 시트
29 : 오목홈
30 : 절삭 인서트
31 : 절삭 인서트 (30) 의 절삭날
40 : 절삭날부
O : 공구 본체 (1) 의 중심 축선

Claims

홀더와,
절삭 인서트가 착탈 가능하게 장착되는 인서트 장착 시트를 갖고, 상기 홀더의 선단부에 서로의 장착면을 밀착시켜 착탈 가능하게 장착되는 헤드 부재와,
상기 홀더 내부에 형성되고 상기 홀더측의 장착면으로 개구되는 냉매 구멍과,
상기 헤드 부재측의 장착면에 형성되고 상기 홀더측의 장착면으로 개구되는 상기 냉매 구멍에 연통되며, 상기 인서트 장착 시트 상의 상기 절삭 인서트의 절삭날을 향하여 개구되도록 연장되는 제 1 홈과,
상기 헤드 부재에 형성된 상측 턱부 및 하측 턱부를 구비하는 인서트 착탈식 절삭 공구로서,
상기 절삭 인서트는, 상기 인서트 장착 시트에 상기 상측 턱부와 상기 하측 턱부 사이에 끼워져 장착되고,
상기 제 1 홈은, 상기 절삭 인서트의 절삭날의 레이크면측에 위치하는 상기 상측 턱부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인서트 착탈식 절삭 공구.
제 1 항에 있어서,
상기 홀더측의 장착면에, 상기 헤드 부재측의 상기 제 1 홈을 따라 연장되는 제 2 홈이 상기 절삭 인서트의 절삭날을 향하여 개구되도록 형성되어 있는 인서트 착탈식 절삭 공구.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 홀더는 중심 축선을 따라 연장되는 축 형상으로 형성되고,
상기 냉매 구멍은 상기 중심 축선 방향으로 연장되며,
상기 절삭 인서트는, 상기 헤드 부재에, 상기 절삭날이 상기 중심 축선에 대한 직경 방향으로 돌출되도록 장착되는 인서트 착탈식 절삭 공구.
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