KR101700706B1

KR101700706B1 - 홀더 및 절삭공구

Info

Publication number: KR101700706B1
Application number: KR1020147020022A
Authority: KR
Inventors: 유이치 츠다
Original assignee: 쿄세라 코포레이션
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2017-01-31
Also published as: JPWO2013115284A1; EP2810726A1; US9555477B2; CN104080563A; EP2810726B1; US20150030400A1; CN104080563B; KR20140114835A; WO2013115284A1; EP2810726A4; JP5717885B2

Abstract

(과제) 인서트의 착탈을 용이하게 할 수 있음과 아울러 정밀도 좋게 압박 고정할 수 있는 스로 어웨이식 절삭공구를 제공한다.
(해결 수단) 섕크부(3)와, 그 일단측에 위치해서 섕크부(3)와 일체적으로 형성된 헤드부를 구비하고, 헤드부(4)는 인서트 설치 공간(5)과, 인서트 설치 공간(5)을 상하로부터 끼우는 위턱(7) 및 아래턱(8)과, 인서트 설치 공간(5)으로부터 후방으로 연장되는 슬릿(9)과, 슬릿(9)에 의해 분할된 위턱 연결부(11) 및 아래턱 연결부(12)와, 위턱(7)의 인서트 설치 공간(5)에 면하는 상부 클램프면(18)과, 아래턱(8)의 인서트 설치 공간(5)에 면하는 하부 클램프면(19)을 구비하고, 슬릿(9)의 안쪽에는 원기둥 형상 홈(20)이 연결되고, 원기둥 형상 홈(20)은 위턱 연결부(11)의 두께가 얇고, 인서트 설치 공간(5)측의 측면으로부터 연장됨과 아울러 반대측의 측면으로 관통하지 않고 슬릿(9)의 안쪽의 도중까지의 길이로 이루어지는 그루빙 가공용 홀더(2)에 인서트(30)를 장착한 절삭공구(1)이다.

Description

홀더 및 절삭공구{HOLDER AND CUTTING TOOL}

본 발명은 그루빙(grooving) 가공이나 절단(cutting-off) 가공용으로서 사용되는 홀더, 및 이것에 피삭재를 가공하기 위한 인서트를 장착한 절삭공구에 관한 것이다.

그루빙 가공이나 절단 가공을 행하기 위한 스로 어웨이식 절삭공구에 있어서, 절삭 인서트를 구속하는 방법으로서 홀더의 선단에 슬릿을 형성하고, 슬릿의 상하에 위치하는 위턱(upper jaw)과 아래턱(lower jaw)으로 인서트를 끼워넣어서 나사로 슬릿을 조이고, 인서트를 압박해서 고정하는 구속 방식이 일반적으로 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 인서트의 상하면에 V자 형상이나 파 형상의 홈이 형성되고, 홀더의 위턱과 아래턱에 이 오목홈에 끼워넣어지는 Ｖ자 형상이나 파 형상의 볼록부가 형성되어서 오목홈에 볼록부를 끼워맞추어서 고정하는 방법이 개시되어 있다. 이것에 의해 구속력이 향상되어 있다.

이러한 구속방법에 있어서는, 나사가 나사결합하는 위턱의 중앙 부분에 설치되어 있고, 위턱을 휘어지게 해서 조여지기 때문에, 나사 체결하면 위턱은 나사결합하는 중앙 부분을 바닥으로 해서 양단이 뒤로 젖혀지는 형상으로 된다. 그런데, 인서트는 홀더의 폭 방향에 대하여 어느 하나의 끝에 장착되기 때문에, 나사로 조였을 때에 위턱이 인서트를 하향으로 압박함과 아울러 홀더의 폭 방향에 대하여 외측의 방향으로도 힘이 작용한다. 그 때문에, 인서트가 홀더의 폭 방향에 대하여 외측으로 기울어서 장착되거나, 인서트가 외측으로 벗어나 버리거나 할 우려가 있었다.

그래서, 특허문헌 2에서는 인서트의 외측으로으 쓰러짐을 억제하기 위해서 슬릿의 종단 길이를 인서트 장착측이 타단보다 길어지도록 바꾼, 즉 슬릿의 종단을 인서트 장착측이 후방이고 타단측이 앞쪽으로 되도록 비스듬하게 한 홀더가 개시되어 있다.

일본 특허 공표 2001-515794호 공보 일본 특허 공개 2006-263846호 공보

그러나, 특허문헌 2의 홀더에서는 위턱과 아래턱을 포함하는 홀더 전체의 강성이 저하하여 인서트를 장착해서 절삭했을 때에 채터링(chattering)이 발생할 경우가 있었다. 또한, 특허문헌 2의 홀더에서는 그 제조공정에 있어서 슬릿을 홀더의 길이 방향에 대하여 비스듬히 가공할 필요가 있기 때문에 복수개의 홀더를 정렬하여 가공할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

본 발명의 홀더는 대략 막대 형상의 섕크(shank)부와, 그 섕크부의 일단측에 위치해서 상기 섕크부와 일체적으로 형성된 헤드부를 구비한 홀더이며,

상기 헤드부는 선단의 한쪽에 인서트 설치 공간과, 상기 인서트 설치 공간을 상하로부터 끼우는 위턱 및 아래턱과, 상기 인서트 설치 공간으로부터 후방으로 연장되는 슬릿과, 그 슬릿에 의해 분할된 위턱 연결부 및 아래턱 연결부와, 상기 위턱의 상기 인서트 설치 공간에 면하는 상부 클램프면과, 상기 아래턱의 상기 인서트 설치 공간에 면하는 하부 클램프면을 구비하고,

상기 슬릿의 안쪽에는 홈이 연결되고, 그 홈은 상기 홀더의 상면으로부터의 두께가 상기 홀더의 상면으로부터 상기 슬릿까지의 두께보다 얇아지도록 배치되어 있음과 아울러, 상기 인서트 설치 공간측의 측면으로부터 반대측의 측면을 향해서 연장되어 있고, 또한 상기 인서트 설치 공간측의 측면과는 반대측의 측면으로 관통하지 않는 길이로 되어 있다.

(발명의 효과)

본 발명의 홀더 및 절삭공구에 의하면, 슬릿의 안쪽에 홀더의 상면으로부터의 두께를 얇게 하는 홈이 연결되고, 이 홈은 인서트 설치 공간측의 측면으로부터 도중까지 형성되어서 인서트 설치 공간측의 측면과는 반대의 측면으로는 관통하지 않고 있다. 이것에 의해. 위턱은 인서트의 외측으로의 쓰러짐을 억제할 수 있을 정도로 변형시킬 수 있다. 그 때문에, 인서트를 아래턱과 위턱에 의해 협지할 때에는 인서트의 외측으로의 쓰러짐을 억제해서 인서트를 강고하게 구속할 수 있다. 또한, 홈이 인서트 설치 공간측과는 반대측의 측면으로는 관통하지 않음으로써 홀더의 채터링에 대한 강성이 향상된다. 그 결과, 인서트를 장착해서 절삭가공할 때의 채터링의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 적합한 실시형태에 있어서의 홀더에 인서트를 장착한 절삭공구를 나타내는 것으로, (a)는 사시도, (b)는 평면도이다.
도 2는 도 1의 절삭공구에 대해서, (a)는 선단으로부터 본 정면도, (b)는 인서트 설치 공간의 반대측[(a)의 B측]으로부터 본 측면도, (c)는 인서트 설치 공간측[(a)의 A측]으로부터 본 측면도이다.
도 3은 도 1의 절삭공구에 대해서 슬릿의 안쪽의 홈이 형성되지 않는 부분(R)의 형상을 나타내고, (a)는 곡면이 위턱의 하면과 같은 구성, (b)는 곡면이 위턱의 하면보다 하측에 걸쳐서 존재하는 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 적합한 실시형태의 절삭공구에 있어서의 절삭 인서트의 일례를 나타내고, (a)는 개략 사시도, (b)는 (a)의 X-X 단면도이다.
도 5의 (a)는 도 1의 절삭공구에 있어서의 절삭 인서트의 구속 부분에 대한 확대도, (b)는 (a)를 측면측에서 본 도면이다.
도 6은 도 4의 절삭 인서트에 대해서 돌출부의 양측단부의 (a)는 일례, (b)는 다른 일례의 형상을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 7은 종래의 절삭 인서트의 돌출부의 양측단부의 (a)는 일례, (b)는 다른 일례, (c)는 또 다른 일례의 형상을 설명하기 위한 확대 단면도이다.

도 1, 도 2는 본 발명의 적합한 실시형태를 나타내는 것이며, 본 발명의 적합한 실시형태에 있어서의 절삭공구에 대한 도 1, 도 2에 의거하여 설명한다.

도 1, 도 2에 있어서, 본 실시형태의 홀더(2)에 인서트(30)를 장착한 스로 어웨이식 절삭공구(이하, 절삭공구로 약기한다)(1)는, 특히 그루빙 가공이나 절단 가공에 적합한 것이다. 절삭공구(1)는 대략 막대 형상의 섕크부(3)와, 섕크부(3)의 일단측에 위치해서 섕크부(3)와 일체적으로 형성된 헤드부(4)를 구비하고 있다. 헤드부(4)는 선단의 한쪽 A측에 인서트 설치 공간(5)과, 인서트 설치 공간(5)을 상하로부터 끼우는 위턱(7)과 아래턱(8)과, 인서트 설치 공간(5)으로부터 후방으로 연결되는 슬릿(9)을 구비한다. 또한, 헤드부(4)는 슬릿(9)에 의해 분할된 위턱 연결부(11)와 아래턱 연결부(12)를 구비하고 있다. 위턱(7)의 다른쪽 B측에는 위턱 고정부(10)가 설치되어 있다. 아래턱(8)의 다른쪽 B측에는 아래턱 고정부(14)가 설치되어 있다. 그리고, 위턱(7) 및 위턱 고정부(10)와 위턱 연결부(11)는 연결되고, 아래턱(8) 및 아래턱 고정부(14)와 아래턱 연결부(12)는 연결되어 있다.

또한, 위턱 고정부(10)에는 나사(13)를 삽입하기 위한 관통구멍(15)을 갖고 있고, 아래턱 연결부(12)에는 나사(13)가 나사결합되는 나사구멍(도면에는 나타내지 않는다)을 갖고 있다. 위턱(7)의 하면에는 상부 클램프면(18)이, 아래턱(8)의 상면에는 하부 클램프면(19)이 각각 존재한다. 그리고, 나사(13)를 위턱 고정부(10)의 관통구멍(15)으로부터 삽입하여 아래턱 연결부(12)의 나사구멍에 나사결합함으로써 위턱(7)의 상부 클램프면(18)과 아래턱(8)의 하부 클램프면(19)이 인서트 설치 공간(5)에 장착되는 인서트(30)를 조인다. 또한, 인서트(30)는 인서트 설치 공간(5)의 선단측에서 외측에 걸쳐서 절삭날부(31)가 위치하도록 장착된다.

그리고, 슬릿(9)의 안쪽에는 홀더(2)의 길이 방향에 대하여 수직인 방향, 즉 섕크부(3)의 폭 방향에 존재하는 원기둥 형상 홈(20)이 연결되어 있다. 원기둥 형상 홈(20)은 위턱 연결부(11)의 두께가 얇아지도록 형성되어 있음과 아울러, 인서트 설치 공간(5)측의 측면 A로부터 홀더(2)의 길이 방향에 대하여 수직인 방향으로 신장됨과 아울러 반대측인 측면 B로 관통하지 않고 슬릿(9)의 안쪽 도중까지의 길이로 이루어진다.

이 배치에 의해, 도 2(a)의 화살표로 나타내는 바와 같이 나사(13)로 위턱 연결부(11)를 조였을 때에 위턱(7)이 인서트(30)에 대하여 하방이며 또한 A측과는 반대측인 B측(아랫 방향과 B방향의 합성 벡터 방향)을 향해서 압박된다. 그 결과, 인서트(30)가 한쪽 A측, 즉 인서트(30)의 절삭날부(31)가 존재하는 옆쪽의 외측(A측)으로 쓰러지는 것을 억제해서 인서트(30)를 강고하게 구속할 수 있다. 또한, 원기둥 형상 홈(20)이 인서트 설치 공간(5)측과는 반대인 다른쪽 B측의 측면에는 관통하지 않음으로써 홀더(2)의 채터링에 대한 강성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 인서트(30)를 장착해서 절삭가공할 때의 채터링의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

나사(13)는 위턱(7)보다 다른쪽 B측의 위치에 나사결합되지만, 인서트(30)의 구속력을 높이기 위해서는 최대한 A측의 위치, 즉 위턱(7)에 인접하는 위치에 나사결합된다. 바꿔 말하면, 원기둥 형상 홈(20)의 종단은 위턱 연결부(11)에 형성되는 관통구멍(15)의 중심의 위치보다 다른쪽 B측에 설치된다. 예를 들면, 원기둥 형상 홈(20)의 길이에 대하여 45∼80%의 위치, 즉 원기둥 형상 홈(20)의 측면 A로부터 원기둥 형상 홈(20)의 길이의 45∼80%의 위치에 관통구멍(15)의 중심이 형성된다. 이것에 의해, 인서트(30)를 강고하게 구속할 수 있다. 또한, 아래턱 연결부(12)의 나사구멍을 관통구멍(15)에 대하여 조금만 다른쪽 B측으로 어긋나게 하고 있다. 이것에 의해, 나사(13)를 나사결합할 때에 나사(13)를 편심시켜서 위턱(7)을 A측과는 반대측인 B측을 향해서 압박하는 힘을 증가시킬 수 있다.

여기에서, 원기둥 형상 홈(20)의 길이가 홀더(2)의 선단으로부터 볼 때에 있어서의 홀더(2)의 폭에 대하여 50∼75%의 비율일 경우, 인서트(30)의 외측으로의 쓰러짐을 효율적으로 억제할 수 있다. 또한, 홀더(2)의 강성을 향상시켜서 가공 중의 인서트에 채터링이 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 본 실시형태에 있어서의 원기둥 형상 홈(20) 대신에 타원기둥 형상 홈, 다각기둥 형상 홈, 원추 형상 홈, 다각추 형상 홈 등의 다른 형상의 홈으로 할 수도 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 홀더(2)의 평면으로 볼 때에 있어서 홀더(2)의 선단으로부터 후단을 향하는 길이 방향에 수직인 방향으로 연장되어 있다. 환언하면, 원기둥 형상 홈(20)이 인서트 설치 공간(5)측의 한쪽 A로부터 반대측인 다른쪽 B를 향해서 홀더(2)의 길이 방향에 대하여 수직인 방향으로 연장되어 있다. 이것에 의해, 위턱과 아래턱을 포함하는 홀더 전체의 강성이 높아 홀더(2)의 제조공정에 있어서 복수개의 홀더를 정렬하여 가공할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 원기둥 형상 홈(20)의 배치는 이것에 한정되는 것은 아니고, 홀더(2)의 길이 방향에 대하여 수직인 방향으로부터 벗어나서 경사지게 향하는 방향으로 배치되어 있어도 된다. 원기둥 형상 홈(20)이 비스듬히 배치될 경우에는, 한쪽 A로부터 다른쪽 B를 향해서 선단측으로 기울도록 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 홀더(2)의 인서트 설치 공간(5)이 형성된 측면 A와는 반대측인 측면 B로부터 보아서 슬릿(9)의 안쪽의 형상이 만곡되어 있고, 슬릿(9)의 안쪽에 있어서의 홀더(2)의 상면까지의 두께가 슬릿(9)의 다른 부위로부터 홀더(2)의 상면까지의 두께보다 얇게 되어 있지 않다. 환언하면, 슬릿(9)의 안쪽의 원기둥 형상 홈(20)이 형성되지 않는 부분(R)은, 도 3의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 위턱(7)의 두께가 얇아지지 않는 곡면으로 되어 있다, 즉, 슬릿(9)의 높이보다 상측에 곡면이 배치되는 일없이, 도 3의 (a)와 같이 곡면이 위턱(7)의 하면과 같거나, (b)와 같이 곡면이 위턱(7)의 하면 이하의 위치에 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 슬릿(9)의 안쪽의 위턱(7) 및 아래턱(8)의 종단에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있음과 아울러 홀더(2)의 강성을 높여서 채터링의 발생을 억제할 수 있다.

여기에서, 홀더(2)의 재질로서는 일반적으로 합금강이 사용되지만, 홀더(2)의 상면으로부터 원기둥 형상 홈(20)까지의 두께 중 가장 얇은 부분의 두께, 즉 위턱 연결부(11)의 가장 얇은 부분인 최박부의 두께(t)가 1∼3㎜일 경우에는, 위턱 연결부(11)의 강성을 최적화해서 위턱(7)을 적절하게 휘게 할 수 있다. 그 결과, 절삭시의 채터링의 발생을 억제할 수 있음과 아울러 사람의 힘에 의한 나사(13)의 조임으로 위턱(7)을 휘게 해서 인서트(30)를 강고하게 구속할 수 있다.

또한, 위턱(7)의 인서트(30)와 접촉되는 상부 클램프면(18) 및 아래턱(8)의 인서트(30)와 접촉되는 하부 클램프면(19)에는, 선단으로부터 후방을 향해서 평행하게 오목홈 또는 볼록부[도 2에서는 인서트 설치 공간(5)측으로 돌출하는 볼록부]를 갖고 있다. 그리고, 후술하는 바와 같이 인서트(30)의 이것에 접촉하는 위치에는 볼록부 또는 오목홈[도 2에서는 하부 클램프면(19)의 볼록부에 끼워맞추어지는 오목홈]을 갖고 있고, 인서트(30)의 위치 어긋남을 억제할 수 있음과 아울러 인서트(30)의 구속력을 높일 수 있다. 또한, 도 1, 도 2에서는 피삭재와 접촉하는 것을 피하는 릴리프를 만들기 위해서, 아래턱(7)의 인서트(30)의 옆쪽에 위치하는 아래턱 고정부(14)에는 잘려진 아래턱 인접부(17)가 설치되어 있다.

또한, 도 1, 도 2의 홀더에 장착되는 인서트(30)의 일례에 대해서 도 4에 나타낸다. 도 4에 의하면, 인서트(30)는 대략 각기둥 막대 형상의 인서트 본체(32)와, 인서트 본체(32)의 길이 방향(L)의 단부에 설치된 절삭날부(31)를 구비하고 있고, 도 4에서는 인서트 본체(32)의 양단에 절삭날부(31)가 각각 설치되어 있다. 인서트(30)는 전체 형상도 대략 각기둥 막대 형상인 소위 도그본(dog-bone) 형상의 인서트이며, 인서트 본체(32)는 길이 방향으로 일정한 폭으로 되어 있고, 측면(34)은 인서트(30)의 폭 방향에 대하여 수직인 면으로 되어 있다. 또한, 절삭날부(31)에서는 선단으로부터 볼 때에 상측이 하측보다 넓은 폭의 대략 사다리꼴 형상으로 되어 있다. 즉, 절삭날부(31)의 측면(44)은 경사져 있고, 절삭날부(31)의 절삭날(33)에는 포지티브의 여유각(relief angle)이 형성되어 있다. 또한, 인서트(30)는 폭 방향의 중심선(O)에 대하여 선대칭인 형상으로 되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 인서트 본체(32)는 절삭날부(31)보다 상방으로 돌출한 돌출부(35)를 구비하고, 돌출부(35)는 길이 방향에 수직인 단면으로 볼 때에 중앙이 V자 형상으로 오목한 길이 방향으로 연장되는 상부 클램프면(36)을 갖는다. 그리고, 본 실시형태에서는 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 인서트 본체(32)의 상부 클램프면(36)에 대하여 반대측에 위치하는 착좌면(39)에, 중앙부가 V자 형상으로 오목한, 즉 하부 중앙 저면(43)이 상방으로 후퇴한 하부 클램프면(40)을 갖는다. 그리고, 인서트(30)의 상부 클램프면(36)과 홀더(2)의 상부 클램프면(18)이 끼워맞추어지고, 인서트(30)의 하부 클램프면(40)이 홀더(2)의 하부 클램프면(19)에 끼워맞추어져서 고정된다.

본 실시형태에 의하면, 도 5에 나타내는 바와 같이 인서트(30)의 상부 클램프면(36) 및 하부 클램프면(40) 중 적어도 한쪽은, 홀더(2)의 측면으로 볼 때에 있어서 중앙부가 인서트 설치 공간(5)측으로 돌출하도록 만곡한 곡면형상으로 이루어진다. 이것에 의해, 인서트(30)의 길이 방향의 구속력에 치우침이 없어져서 인서트(30)의 구속력이 보다 안정된다.

또한, 본 실시형태에 의하면 도 4(b), 도 6에 기재되는 바와 같이, 상부 클램프면(36)의 길이 방향(L)에 수직인 방향의 양단보다 외측에 위치하는 돌출부(35)의 양측단부(이하, 양측단부라고 칭한다.)(37) 각각이, 길이 방향(L)에 수직인 단면으로 볼 때에 오목 형상으로 패인 형상으로 이루어진다. 이것에 의해, 인서트(30)를 제조할 때에 성형시에 양측단부(37)에 생성되기 쉬운 버의 발생이 억된다. 그 결과, 인서트(30)의 치수 정밀도의 저하를 억제할 수 있음과 아울러 양측단부(37)에 있어서의 치핑의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 도 7(c)의 종래예와 같이 상부 클램프면(50)의 양측단부(37)가 평탄한 C면 형상일 경우에는, 인서트(30)를 성형하기 위한 금형의 양측단부에 대응하는 형상은 선단이 예리하게 뾰족한 형상으로 되고, 이 뾰족한 부분이 깎이기 쉽다. 이것에 대하여, 본 발명에 있어서는 돌출부의 양측단부(37)가 오목 형상으로 패인 형상으로 되므로 금형의 단부의 형상도 선단은 그다지 예리하지 않은 형상으로 되고, 금형의 결손을 억제할 수 있다. 또한, 이 양측단부(37)의 형상에서는 도 7의 (a), (b)에 비하여 절삭시에 칩(chip)이 닿았을 때에도 깎이기 어렵다. 또한, 도 6에서는 상부 클램프면(36)과 양측단부(37) 사이에 평탄부(38)가 존재하고 있지만, 평탄부(38)는 없어도 좋다. 본 실시형태에 의하면 오목 형상으로 패인 양측단부(37)의 폭은 0.05∼0.2㎜이다.

여기에서, 본 발명에 있어서는 인서트(30)가 홀더(2)에 끼워넣어지는 방향을 상하 방향이라 정의하고, 또한 상하 방향 중에서도 절삭날부(31) 중에서 절삭날이 설치되어 있는 측을 상측이라 정의하고 있다.

또한, 길이 방향(L)에 수직인 단면으로 볼 때에 양측단부(37)의 형상은, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이 중앙측으로부터 C면과 평탄면이 조합된 형상이라도 좋지만, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이 양측단부(37)의 형상은 오목 곡면인 것이 보다 바람직하다. 양측단부(37)가 오목 곡면 형상으로 패인 형상이면 칩이 닿았을 경우에 더욱 깎이기 어렵다. 또한, 절삭유가 난류를 일으키지 않고 절삭날부(31)로 흐르기 때문에 절삭유의 공급이 원활하다. 본 실시형태에 의하면 오목 곡면의 곡률반경은 0.05∼0.4㎜이다.

또한, 도 4(b), 도 5(a)에 의하면, 하부 클램프면(40)의 길이 방향(L)에 수직인 방향의 양단보다 외측에 위치하는 착좌면(39)측의 양측단부(42) 각각이, 길이 방향(L)에 수직인 단면으로 볼 때에 양측단부(37)와 마찬가지로 오목 형상으로 패인 형상으로 되어 있다. 이것에 의해, 착좌면(39)에 있어서의 성형시의 착좌면(39)에 생성되는 버의 발생이 억제된다. 또한, 금형 하부 클램프면(40)에 대응하는 단부의 형상도 선단은 그다지 예리하지 않은 형상으로 되고, 금형의 결손을 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태를 예시했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되나 것은 아니고, 발명의 목적을 일탈하지 않는 한 임의의 것으로 할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

실시예 1

합금강제로 하기 치수로 이루어지는 도 1, 도 2의 형상의 홀더에 하기 인서트를 장착하여 장착시의 문제를 평가했다.

<홀더>

선단으로부터 보았을 때의 폭(W): 12㎜

선단으로부터 보았을 때의 높이(H): 18.5㎜

위턱의 높이(h): 4㎜

위턱 및 아래턱의 폭(w): 1.7㎜

위턱의 후단으로부터 원기둥 형상 홈까지의 거리(L): 6㎜

원기둥 형상 홈[원기둥 형상 홈의 지름, 홀더의 길이 방향에 대하여 수직인 방향의 폭에 대한 원기둥 형상 홈의 길이의 비율, 위턱의 최박 두께(위턱의 원기둥 형상 홈의 상방 두께)]: 표 1에 기재.

관통구멍의 중심위치(원기둥 형상 홈의 인서트 설치 공간측의 측면으로부터의 관통구멍의 전체 길이에 대한 비율): 표 1에 관통구멍 위치로서 기재.

또한, 슬릿의 안쪽의 원기둥 형상 홈이 형성되지 않는 부분은 원호 형상으로 했다.

슬릿의 두께(X): 1

<인서트>

인서트 형상: 쿄세라 제 인서트 GMM2020R-MT-15D

폭(wi): 2㎜

폭 방향의 중앙에 있어서의 높이(hi): 4.3㎜(횡단면으로 볼 때에 상하면의 중앙이 V자 형상으로 패인 형상)

길이(li): 20㎜(시료 No. 12는 인서트의 하부 클램프면이 길이 방향으로 평행한 측면으로 볼 때에 있어서 중앙부가 0.05㎜ 돌출한 곡면형상이다.)

또한, 이 절삭공구에 대해서 하기 조건으로 절삭가공을 하여 절삭시의 채터링의 발생 상황, 절삭 성능을 평가했다.

<절삭 조건>

피삭재: SK재

가공 형태: 횡이송 가공

절삭깊이: 가변

이송 : 0.3㎜/rev

환경: 수용성 절삭유 사용

평가: 절삭깊이를 바꾸어서 절삭 길이 10㎜까지 가공하고, 인서트가 홀더로부터 분리되는 절삭깊이를 평가했다.

표 1로부터 분명한 바와 같이, 원기둥 형상 홈이 없는 시료 No.Ｉ-1에서는 채터링이 발생해서 절삭할 수 없고, 시료 No.Ｉ-11에서는 인서트의 구속 상태가 불안정해서 인서트가 홀더로부터 분리되기 쉬워서 절삭시의 절삭깊이를 크게 할 수 없었다. 또한, 원기둥 형상 홈이 도중까지의 길이가 아니라 관통시킨 시료 No. I-2에서는 채터링이 발생해서 절삭할 수 없고, 시료 No.Ｉ-10에서는 인서트를 나사 체결에 의해 홀더에 구속할 수 없으며, No.Ｉ-9에서는 인서트의 구속 상태가 불안정해서 인서트가 홀더로부터 분리되기 쉬워서 절삭시의 절삭깊이를 크게 할 수 없었다.

이것에 대하여, 위턱 연결부의 두께가 얇아지도록 배치됨과 아울러, 인서트 설치 공간측의 측면으로부터 홀더의 길이 방향에 대하여 수직인 방향으로 신장됨과 아울러 반대측의 측면으로 관통하지 않고 슬릿의 안쪽의 도중까지의 길이로 이루어지는 원기둥 형상 홈을 갖는 시료 No.Ｉ-3∼8, 12에서는, 인서트의 홀더에의 구속력이 강하고 또한 채터링의 발생도 억제할 수 있었다.

실시예 2

돌출부의 양측단부가 표 2의 형상으로 이루어지는 하기 치수의 인서트를 제작하고, 성형체를 제작할 때에 금형의 수명, 소성 후의 버 발생의 유무를 평가했다. 또한, 양측단부의 폭은 0.1㎜로 했다. 또한, 시료 No.II-1에 있어서의 곡률반경은 0.1㎜로 햇다. 또한, 도 1, 도 2의 형상으로 하기 치수의 홀더에 인서트를 장착해서 하기 절삭 조건으로 절삭했을 때의 돌출부의 양측단부의 치핑의 상태, 절삭 성능을 평가했다. 결과는 표 2에 나타냈다.

<인서트>

인서트 형상: 쿄세라 제 인서트 GDM2020N-010PQ

폭(wi): 2㎜

폭 방향의 중앙에 있어서의 높이(hi): 4.3㎜(상부 중앙 저면과 하부 중앙 저면간의 길이)

길이(li): 20㎜

<홀더>

선단으로부터 보았을 때의 폭(W): 12㎜

선단으로부터 보았을 때의 높이(H): 18.5㎜

위턱의 높이(h): 4㎜

위턱 및 아래턱의 폭(w): 1.7㎜

위턱의 후단으로부터 원기둥 형상 홈까지의 거리(L): 6㎜

원기둥 형상 홈(원기둥 형상 홈의 지름: 3㎜, 홀더의 길이 방향에 대하여 수직인 방향의 폭에 대한 원기둥 형상 홈의 길이의 비율: 65%, 위턱의 최박 두께(위턱의 원기둥 형상 홈의 상방 두께)(t): 1.5㎜)

슬릿의 두께(X): 1㎜

<절삭 조건>

피삭재: S45C

가공 형태: 절단 가공

이송 : 0.05㎜/rev

환경: 유성 절삭유 사용

표 2로부터 분명한 바와 같이, 돌출부의 양측단부가 도 7(a) 상부 클램프면이 연장되어서 측면과의 교차부가 예각인 시료 No.II-3, 및 도 7(b)의 인서트의 폭 방향이 평행한 수평 평면으로 이루어지는 시료 No.II-4에서는, 인서트의 성형시에 돌출부의 양측단부에 버가 발생하여 치수불량이 발생했다. 또한, 도 7(c)의 양측단부가 평탄한 C면 형상으로 이루어지는 시료 No.II-5에서는 성형하는 금형이 깍이기 쉬운 것이었다.

이것에 대하여, 도 6의 (a), (b)와 같이 돌출부의 양측단부가 오목 형상으로 패인 형상으로 이루어지는 시료 No.II-1, 시료 No.II-2에서는 성형성이 좋고, 버의 발생도 억제할 수 있었다. 특히, 도 6(a)의 양측단부가 오목 곡면 형상으로 이루어지는 시료 No.II-1에서는 절삭시에 돌출부의 양측단부가 치핑되는 것도 억제할 수 있고, 또한 절삭유의 공급도 원활해서 절삭 길이도 길어졌다.

1 : 절삭공구(스로 어웨이식 절삭공구) 2 : 홀더(그루빙 가공용 홀더)
3 : 섕크부 4 : 헤드부
5 : 인서트 설치 공간 7 : 위턱
8 : 아래턱 9 : 슬릿
10 : 위턱 고정부 11 : 위턱 연결부
12 : 아래턱 연결부 13 : 나사
14 : 아래턱 고정부 15 : 관통구멍
17 : 아래턱 인접부 18 : 상부 클램프면
19 : 하부 클램프면 20 : 원기둥 형상 홈
30 : 인서트

Claims

막대 형상의 섕크부와, 그 섕크부의 일단측에 위치해서 상기 섕크부와 일체적으로 형성된 헤드부를 구비한 홀더로서,
상기 헤드부는 선단의 한쪽에 인서트 설치 공간과, 그 인서트 설치 공간을 상하로부터 끼우는 위턱 및 아래턱과, 상기 인서트 설치 공간으로부터 후방으로 연장되는 슬릿과, 그 슬릿에 의해 분할된 위턱 연결부 및 아래턱 연결부와, 상기 위턱의 상기 인서트 설치 공간에 면하는 상부 클램프면과, 상기 아래턱의 상기 인서트 설치 공간에 면하는 하부 클램프면을 구비하고,
상기 슬릿의 안쪽에는 홈이 연결되고, 그 홈은 상기 홀더의 상면으로부터의 두께가 상기 홀더의 상면으로부터 상기 슬릿까지의 두께보다 얇아지도록 배치되어 있음과 아울러, 상기 인서트 설치 공간측의 측면으로부터 반대측의 측면을 향해서 연장되어 있고, 또한 상기 인서트 설치 공간측의 측면과는 반대측의 측면으로 관통하지 않는 길이로 되어 있는 것을 특징으로 하는 홀더.
제 1 항에 있어서,
상기 위턱 및 상기 위턱 연결부와 연결된 위턱 고정부와, 상기 아래턱 및 상기 아래턱 연결부와 연결된 아래턱 고정부와, 상기 위턱 고정부에 형성된 관통구멍과, 상기 아래턱 연결부에 형성되고 상기 관통구멍과 대향하는 위치에 배치된 나사구멍을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 홀더.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 홈의 길이는 상기 홀더의 선단으로부터 볼 때에 있어서의 상기 홀더의 폭에 대하여 50∼75%의 비율인 것을 특징으로 하는 홀더.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 홀더의 상면으로부터 상기 홈까지의 두께 중 가장 얇은 부분의 두께가 1∼3㎜인 것을 특징으로 하는 홀더.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 홀더의 상기 인서트 설치 공간이 형성된 측면과는 반대측의 측면으로부터 보아서 상기 슬릿의 안쪽의 형상이 만곡되어 있고, 상기 슬릿의 안쪽에 있어서의 상기 홀더의 상면까지의 두께가 상기 슬릿의 다른 부위로부터 상기 홀더의 상면까지의 두께보다 얇게 되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 홀더.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 홈은 원기둥 형상인 것을 특징으로 하는 홀더.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 홈은 상기 홀더의 평면으로 볼 때에 있어서 상기 홀더의 선단으로부터 후단을 향하는 길이 방향에 수직인 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 홀더.
제 2 항에 있어서,
상기 홀더의 상기 인서트 설치 공간측의 측면으로부터 상기 홈의 길이의 45∼80%의 위치에 상기 관통구멍의 중심이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 홀더.
제 2 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 관통구멍에 나사가 삽입되고, 그 나사가 상기 나사구멍에 나사결합되어 있는 것을 특징으로 하는 홀더.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 홀더의 상기 인서트 설치 공간에 상기 인서트를 장착한 것을 특징으로 하는 절삭공구.
제 10 항에 있어서,
상기 인서트의 상부 클램프면 및 하부 클램프면 중 적어도 한쪽은 상기 홀더의 측면으로부터 볼 때에 있어서 중앙부가 상기 인서트 설치 공간측으로 돌출하도록 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
제 10 항에 있어서,
상기 인서트는 각기둥 막대 형상의 인서트 본체와, 그 인서트 본체의 길이 방향의 단부에 설치된 절삭날부를 구비하고, 상기 인서트 본체는 상기 절삭날부보다 상방으로 돌출된 돌출부를 구비하고, 그 돌출부는 중앙이 V자 형상으로 오목한 상기 길이 방향으로 연장되는 상부 클램프면을 가짐과 아울러, 그 상부 클램프면의 상기 길이 방향에 수직인 방향의 양단보다 외측에 위치하는 상기 돌출부의 양측단부 각각이 상기 길이 방향에 수직인 단면으로 볼 때에 오목 형상으로 패인 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 절삭공구.