KR102003617B1 - 절삭 인서트 - Google Patents

Abstract

홈 형성이나 돌절 가공에서, 이송량의 대소에 따른 절삭 부스러기 두께의 차이에 관계없이, 절삭 부스러기의 사이드 슬립없이, 스프링상으로 말아, 적당한 감김 길이로 분단하여 배출한다. 레이크면 (40) 에, 양 횡측 절삭날 (120) 에 형성되는 중앙 부위를 향해 저위를 이루는 경사면 (51, 52) 을 형성하고, 이것에 형성되는 중앙 부위에, 오목홈 (60) 을, 전측 절삭날 (110) 을 포함하여 앞뒤 방향으로 형성하였다. 오목홈 (60) 의 홈 폭을, 전측 절삭날 (110) 의 위치로부터 후방을 향하여 점증시키고, 그 후, 점감시켜, 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 의 위치 (P3) 보다 전방이고 포지티브한 레이크각의 후단 위치 (P1) 보다 후방 위치 (P2) 에서, 점감에 있어서의 최협소부로 하고, 그 후방을 향하는 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 의 위치 (P3) 까지 점증시켜, 전측 절삭날 (110) 의 홈 폭 치수를 W1, 최협소부의 홈 폭 치수를 W2, 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 의 위치 (P3) 의 홈 폭 치수를 W3 으로 했을 때, 이것들을, W1 ＜ W2 ＜ W3 의 치수 관계로 하였다.

Description

절삭 인서트{CUTTING INSERT}

본 국제 출원은, 2014년 10월 28일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2014-219067호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 일본 특허 출원 제2014-219067호의 전체 내용을 참조에 의해 본 국제 출원에 원용한다.

본 발명은, 피삭재 (금속제의 둥근 막대나 축 부재 등의 공작물) 의 선삭 (旋削) 가공 중, 홈 형성 가공이나 돌절 (突切) 가공에 바람직한 절삭 인서트 (슬로 어웨이 방식 등의 절삭용 절삭날 칩) 에 관한 것이다.

이와 같은 가공에 사용되는 절삭 인서트는, 그 절삭날을 레이크면측에서 보면, 직선상을 이루는 전측 절삭날과, 이 전측 절삭날의 양 단에 있어서 각각 후방으로 연장되는 횡측 절삭날을 가지고 있는 것이 보통이다. 그리고, 선삭에 의해 피삭재에 홈 형성이나 돌절 가공을 할 때에는, 이것을 선반의 주축 (척) 에 고정시키고, 가공에 따른 절삭 인서트가 홀더의 선단에 고정되어 이루어지는 절삭 공구 (바이트) 를 날 받침대에 장착하고, 회전하는 피삭재에 대하여, 날 받침대를 적당한 이송량 (㎜/rev) 으로 그 직경 방향 (회전축과 수직 방향) 으로 절입되게 (세로 이송하게) 된다.

이와 같은 홈 형성 가공이나 돌절 가공에 있어서 배출되는 절삭 부스러기는, 통상적으로, 전측 절삭날이 피삭재의 회전축에 평행하거나, 그것에 가까운 상태에 놓이기 때문에, 기본적으로 후방 (회전축으로부터 멀어지는 방향) 으로 흐른다 (배출된다). 한편, 이와 같은 가공에 있어서 절삭 부스러기가 길게 연장되어 후방으로 흐르거나, 코일상으로 연장되는 경우에는, 이것이 옆으로 흔들려 피삭재에 흠집을 내거나, 절삭날이나 피삭재에 엉겨 붙어버린다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 이 종류의 절삭 인서트는, 후방으로 흐르는 절삭 부스러기가 스프링상으로 말리도록, 레이크면에는 후방에 있어서 경사상으로 세워지는 듯한 벽 (브레이커벽) 이 형성되는 것이 보통이다. 이와 같은 레이크면 형상에 의해, 절삭 부스러기는 스프링상으로 말리도록 작용되고 있는 것이다. 한편, 홈 형성 가공이나 돌절 가공에 있어서 배출되는 절삭 부스러기도, 전단 저항이나 열에 의한 변형을 받기 때문에, 절입량보다 두께가 늘어날 뿐만 아니라, 전측 절삭날의 날 폭보다 넓은 띠 형상이 되어 배출된다. 이로 인해, 가공되는 홈의 벽면 (홈 벽면) 이나, 돌절된 절단 후의 단면 (절단 단면. 이하, 홈 벽면도 포함하여, 절단 단면이라고도 한다) 에는, 절삭 부스러기의 양 단 (가장자리) 이 스치는 결과, 흠집이 생겨, 면 정밀도 (가공면 조도 (粗度)) 를 저하시켜 버린다. 이와 같이, 홈 형성 가공이나 돌절 가공에 있어서도, 그 밖의 선삭에 있어서 배출되는 절삭 부스러기와 마찬가지로, 이것을 피삭재에 접촉시키지 않고, 어떻게 원활하게 처리하는가라는, 이른바 절삭 부스러기 처리성이 중요해진다.

이러한 가운데, 이와 같은 절삭 부스러기 처리성을 높이기 위해, 레이크면 중, 전측 절삭날을 포함하는 양 횡측 절삭날 사이에 형성되는 중앙에, 앞뒤로 연장되는 오목홈 (패임) 을 형성한 것 등, 전측 절삭날이나 레이크면 형상 등을 개량한 각종의 절삭 인서트가 제안되어 있다 (특허문헌 1, 2). 이와 같은 오목홈을 형성한 것으로 절입되는 경우에는, 절삭 부스러기는 횡단면의 폭 방향의 중앙이 오목홈을 따라 구부러진 것이 된다. 그리고, 후방으로 흐르는 과정에서는, 그 폭 방향의 양 단 근처 부위가 오목홈의 양측의 홈 가장자리 (능부) 에서 들려 올려지게 되기 때문에, 폭 방향에 있어서 말리도록 변형되어, 그 폭이 작아진다. 이로 인해, 절삭 부스러기가 절단 단면에 스치거나 하여 흠집을 내는 경우가 저감된다. 그리고, 레이크면에는 후방에 경사상으로 세워지는 벽이 형성되어 있기 때문에, 절삭 부스러기는 그 벽면을 따라 후방으로 흘러 스프링상으로 말려, 적당한 감김 길이로 분단된다는 것이다.

일본 공개특허공보 2011-98427호 일본 공개특허공보 2010-99816호

그런데, 특허문헌 1, 2 에 기재된 절삭 인서트에 의한 홈 형성이나 돌절 가공에 있어서는, 절삭 부스러기의 폭 자체는 작아지는 것 같지만, 피삭재가 스테인리스강이나 탄소강 등과 같이 고강도재이며 점성이 있는 것인 한편, 이송량 (㎜/rev) 이 작은 가공 조건이 되는 경우에는, 절삭 부스러기가 얇고 길게 코일상으로 연장되어, 옆으로 흔들리며 흐르기 때문에 절단 단면에 스치거나, 피삭재에 엉겨 붙거나 하기 쉽다는 문제가 있었다. 구체적으로는, 이 종류의 절삭 인서트를 사용하여, 예를 들어, 피삭재가 SUS304 이고, Φ8 ㎜ 의 둥근 막대이고, 절삭 속도가 80 m/min, 그리고 이송량이, 0.02 ∼ 0.03 ㎜/rev 로 작은 가공 조건에서 시험 절삭을 한 경우에는, 절삭 부스러기가 길게 연장되어, 옆으로 흔들리며 흐르기 때문에, 스프링상으로 말리지 않고, 코일상으로 연장되어 버린다고 한다. 이 경우, 그 가공 조건 중의 이송량만을, 0.05 ∼ 0.08 ㎜/rev 로 크게 변경한 경우에는, 코일상의 연장은 약간 개선되지만, 콘상이나 옆으로 벗어난 스프링상으로 감겨져 배출되기 쉬운 경향이 있어, 원하는 절삭 부스러기 처리성이 얻어지지 않는다. 덧붙여서, 이송량을, 0.1 ㎜/rev 정도까지 크게 한 경우에는, 사이드 슬립없는 스프링상의 절삭 부스러기로서 배출되어, 절단 단면에 대한 흠집의 발생이나 엉겨 붙는 것은 상당히 개선된다. 또한, 본원에 있어서, 사이드 슬립없는 스프링상의 절삭 부스러기란, 대체로, 사이드 슬립없기 때문에, 절단 단면에 문제가 되는 흠집을 내지 않을 정도의 스프링상의 감김 상태에 있는 절삭 부스러기를 의미한다.

이와 같은 시험 절삭의 결과로부터 보아도, 상기 종래의 절삭 인서트에 의한 홈 형성이나, 돌절 가공에 있어서는, 이송량이 작은 가공 조건의 경우에는, 절삭 부스러기가 가로로 흐르는 것에 의해, 그것이 절단 단면 등에 접촉하거나 하는 과제가 있었다. 게다가, 피삭재가 미세하기 때문에, 그 코일상의 연장에 의해 피삭재에 엉겨 붙기 쉽다는 문제도 있고, 그 외주면에 흠집을 내거나, 경우에 따라서는 어쩔 수 없이 기계 정지되는 등, 가공 효율의 저하를 초래하는 경우도 있었다. 또, 코일상으로 연장되지 않는 경우에는 엉겨 붙는 문제는 적지만, 콘상이나 옆으로 벗어난 스프링상으로 감겨져 배출되는 경우에는, 절단 단면에 대한 접촉에 의한 그 면 조도 저하의 과제는 여전히 존재한다. 이와 같이, 종래의 절삭 인서트에 의한 홈 형성 등의 가공에 있어서는, 특히, 이송량이 작기 때문에 절삭 부스러기가 얇아지는 경우에는, 그 절삭 부스러기 처리성에 있어서 여전히 해결해야 할 과제가 있다.

이러한 가운데, 본원 발명자들은, 이와 같은 문제의 근본 원인이, 무엇인가라는 것에 주목함과 함께, 그 해결을 향하여 예의 연구하고 있던 결과, 깎인 절삭 부스러기가 전측 절삭날에 형성된 오목부 (패임) 에 의해, 그 중앙을 따르는 형태로 폭 방향으로 굽힘 변형되고, 그리고, 후방으로 흐르는 과정에서 그 폭을 작게 할 수 있다고 해도, 그 후방으로 흐를 때의 오목홈의 가이드 작용이 불충분하기 때문인 것으로 생각하였다. 그래서, 여러 가지의 레이크면 형상, 오목홈의 구조를 갖는 절삭 인서트의 시작품을 만들어, 시험 절삭을 반복하는 중에, 배출되는 절삭 부스러기가, 이송량의 대소에 따른 두께의 차이에 관계없이, 폭이 작아지고, 게다가 옆으로 흔들리지 않고 후방으로 고도의 가이드 작용으로 가이드되어, 사이드 슬립없이 스프링상으로 말려 안정적으로 배출되는 레이크면 형상 등을 알게 되기에 이르렀다.

본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 절삭 부스러기 두께의 대소에 관계없이, 그 폭을 작게 할 수 있고, 게다가 옆으로 흔들리지 않고 후방으로 고도의 가이드 작용으로 가이드되어 흐르고, 사이드 슬립없이 스프링상으로 말려 안정적으로 배출할 수 있는, 절삭 부스러기 처리성이 우수한 레이크면 형상을 갖는 절삭 인서트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

청구항 1 에 기재된 발명은, 전측 절삭날과, 상기 전측 절삭날의 양 단에 있어서 각각 후방으로 연장되는 횡측 절삭날을 갖는 절삭 인서트로서,

레이크면은, 포지티브상의 레이크각이 얻어지도록, 상기 전측 절삭날로부터 후방을 향해 저위 (低位) 를 이루도록 경사지는 포지티브상 레이크면을 가짐과 함께, 이 포지티브상 레이크면의 후단 또는 그 후단보다 후방에 있어서 경사상으로 세워지는 브레이커벽을 구비하고,

상기 레이크면 중, 상기 전측 절삭날을 포함하는 각 횡측 절삭날의 앞뒤 방향을 따른 부위에는, 각 횡측 절삭날로부터, 양 횡측 절삭날 사이에 형성되는 중앙 부위를 향해 저위를 이루도록 경사지는 경사면이 형성되어 있음과 함께, 상기 양 경사면 사이에 형성되는 중앙 부위에는, 그 양 경사면보다 저위를 이루는 오목홈이, 상기 전측 절삭날을 포함하여 앞뒤 방향으로 연장되고, 또한 브레이커벽의 상단을 넘어 후방으로 절입되는 형태로 형성되어 있고,

또한, 그 오목홈은, 상기 레이크면측에서 본 홈 폭이, 상기 전측 절삭날과 상기 브레이커벽의 상단의 앞뒤 사이에 있어서,

그 전측 절삭날의 위치로부터 후방을 향하여 점증 (漸增) 된 후에 점감 (漸減) 되고, 상기 브레이커벽의 상단의 위치보다 전방이며 상기 포지티브상의 레이크각의 후단 위치인 상기 포지티브상 레이크면의 후단보다 후방에 있어서 그 점감에 있어서의 최협소부를 이루고, 이 최협소부의 위치로부터 후방을 향하는 브레이커벽의 상단의 위치까지 점증되도록 형성되고,

상기 전측 절삭날의 위치에 있어서의 홈 폭 치수를 W1 로 하고, 상기 최협소부의 위치에 있어서의 홈 폭 치수를 W2 로 하고, 상기 브레이커벽의 상단의 위치에 있어서의 홈 폭 치수를 W3 으로 했을 때, 이 각 위치에 있어서의 홈 폭 치수, W1, W2, W3 이,

W1 ＜ W2 ＜ W3 의 치수 관계가 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 2 에 기재된 발명은, 상기 경사면이, 각각, 각 횡측 절삭날로부터 상기 중앙 부위를 향하여, 상대적으로 작은 각도 (α1) 로 저위를 이루도록 경사지는 제 1 경사면과, 그 제 1 경사면에 계속해서, 이것보다 큰 각도 (α2) 로 저위를 이루도록 경사지는 제 2 경사면을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 에 기재된 절삭 인서트이다.

청구항 3 에 기재된 발명은, 상기 전측 절삭날의 레이크면측에서 보았을 때의 길이를 Wa 로 했을 때, 상기 W1 과 Wa 가, W1 ≤ Wa/2 의 치수 관계에 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2 중 어느 한 항에 기재된 절삭 인서트이다.

청구항 4 에 기재된 발명은, 상기 레이크면측에서 보았을 때의 상기 전측 절삭날과 상기 횡측 절삭날이 이루는 각 코너에, R 이 부여되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 기재된 절삭 인서트이다.

청구항 5 에 기재된 발명은, 상기 절삭 인서트가, 홈 형성용 또는 돌절용의 절삭 인서트인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 4 항 중 어느 한 항에 기재된 절삭 인서트이다.

본 발명에 관련된 절삭 인서트는, 상기 구성과 같이, 레이크면에, 후방에 경사상으로 세워지는 브레이커벽을 갖거나 하는 것에 의해, 홈 형성이나 돌절 가공을 할 때에 있어서 발생되는 띠 형상의 절삭 부스러기는, 이 레이크면을 후방으로 흘러 스프링상으로 감기도록 (말리도록) 작용되고 있다. 또, 레이크면에는, 상기 구성과 같이 그 양측을 따라, 좌우의 각 횡측 절삭날로부터 중앙 부위를 향하여 저위를 이루는 경사면이 형성되어 있다. 또, 그 폭 (좌우가 횡측 절삭날의 상호의 간격) 방향의 중앙 부위에는, 전측 절삭날도 포함하여, 후방으로 연장되는 오목홈이 그 앞뒤 사이에 있어서 상기 홈 폭 치수 관계의 변화 상태로 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 본 발명에 관련된 절삭 인서트로 홈 형성, 또는 돌절 가공을 하는 경우에 있어서 발생되는 절삭 부스러기는, 전측 절삭날의 양 경사면 및 이것 사이에 형성되는 상기 오목홈에 대응한 횡단면 형상인 것, 즉 하측 방향 (레이크면 방향) 으로 볼록한 형상인 것으로 생성된다. 그리고, 그 생성 후의 절삭 부스러기는, 레이크면에 가압되면서, 폭 방향의 치수가 상기한 바와 같이 변화되는 오목홈을 따라 후방으로 가이드되어 흐르기 때문에, 이송량의 대소에 따른 절삭 부스러기 두께의 차이에 관계없이, 사이드 슬립없이 스프링상으로 감겨져 배출된다. 이로 인해, 피삭재에 흠집을 내는 것이 방지되어, 절단 단면의 면 조도의 향상이 얻어진다. 또한, 본 발명에 의하면 실제의 가공에 있어서, 이와 같은 효과가 얻어지는 것이 실증되는 바, 절삭 부스러기가, 전측 절삭날의 상기 오목홈 형상 등에 의해 하측 방향 (레이크면 방향) 으로 볼록하게 변형된 것으로서 생성된 후, 이와 같은 효과가 얻어지기에 이를 때까지의 절삭 부스러기의 흐름 등의 메커니즘에 대해서는, 발명자는 다음과 같이 생각하고 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 전측 절삭날로부터 후방을 향해 저위를 이루도록 경사지는 포지티브상 레이크면, 및 이 포지티브상 레이크면의 후단 또는 그 후단보다 후방에 있어서 경사상으로 세워지는 브레이커벽은, 나아가서는, 이 포지티브상 레이크면과 브레이커벽을 연결하는 부위는, 횡측 절삭날측에서 보았을 때, 직선이어도 되고, 오목한 곡선이어도 되며, 이것들의 조합이어도 되고, 따라서, 이것들의 각 부위는, 평면 혹은 경사상의 평면, 혹은 곡면, 또는 이것들의 조합이어도 된다.

본 발명에 관련된 절삭 인서트를 사용한 상기 가공에 있어서, 전측 절삭날로 깎일 때에 발생되는 절삭 부스러기는, 그 전측 절삭날의 형상을 이루는 상기 양 측의 경사면, 및 그것 사이에 형성되는 홈 폭 치수 (W1) 의 오목홈에 대응하는 횡단면인 것으로, 폭 방향의 중앙이 하측 방향으로 볼록한 형태인 것으로 생성된다. 이와 같이 생성된 절삭 부스러기가 오목홈을 후방으로 흐르기 시작할 때, 오목홈은 후방을 향하여 그 홈 폭이 점증되게 되어 있기 때문에, 절삭 부스러기는, 오목홈의 홈 바닥을 향하여 가라앉도록 가압되면서 후방으로 흐른다. 이 때, 후방으로 흐르는 절삭 부스러기에는 하측 방향으로 볼록한 것이 앞뒤로 철조 (凸條) (심) 가 되어 이어지기 때문에, 절삭 부스러기는, 그 가라앉음과 함께 오목홈 내를 안정적으로 후방으로 흐른다. 그리고, 절삭 부스러기는, 그 가라앉음에 의해, 오목홈의 홈 바닥으로 가압되는 것에 의한 변형 작용을 받으므로, 그 만큼, 폭이 좁아진다.

이와 같이 오목홈으로 가라앉아 후방으로 흐르게 되는 절삭 부스러기가, 폭이 좁아져 오목홈의 홈 폭이 점감되는 부위를 흐르는 데에 이르면, 이번에는, 절삭 부스러기의 양 측 근처 부위 또는 양 측이, 오목홈의 양 가장자리 (오목홈의 양 측의 홈 벽면과 각 경사면이 이루는 각 (능부)) 에 가압되게 된다. 이로 인해, 절삭 부스러기는, 횡단면에 있어서 그 양 단 근처 부위가 상측 방향으로 밀려 올라가도록 (절첩되도록) 변형 작용을 받는다. 즉, 절삭 부스러기는, 이 변형 작용을 받음으로써, 폭 방향의 중앙 부위가 하측 방향으로, 보다 크게 볼록한 횡단면으로 변형되게 되어, 폭도 더욱 작아진다. 그리고, 이와 같은 변형 작용을 받는 절삭 부스러기가, 오목홈의 홈 폭이 점감되는 부위를 흘러, 최협소부 (이하, 병목 부위라고도 한다) 의 홈 폭 치수 (W2) 의 위치에 이를 때, 그 절첩에 의한 폭 방향의 변형 작용이 최대가 된다.

게다가, 이 홈 폭 치수 (W2) 의 부위인 최협소부 (병목 부위) 는, 포지티브상의 레이크각의 후단 위치인 상기 포지티브상 레이크면의 후단 (이하, 포지티브상의 레이크각의 후단 위치라고도 한다) 보다 후방, 즉, 레이크면 중 경사가, 포지티브에서 네거티브로 바뀌는 위치 (네거티브의 레이크각 (0 도) 이 되어야 할 선단의 위치, 또는 브레이커벽이 세워지는 기점을 이루는 위치보다 후방) 에 있다. 이 때문에, 이 최협소부를 통과하는 절삭 부스러기의 양측 근처 부위 또는 양측에는, 오목홈의 양 가장자리 (능부) 에서, 매우 강한 가압력이 작용하게 된다. 단, 홈 폭 치수 (W2) 는, 전측 절삭날에 있어서의 홈 폭 치수 (W1) 보다 크게 설정되어 있기 때문에, 절삭 개시시에 생성된 절삭 부스러기에 있어서의 하측 방향으로 볼록한 것 (및 이것이 이어지는 철조) 은, 최협소부 (병목 부위) 에 있어서도 오목홈으로부터 벗어나는 경우가 없고, 따라서, 후방으로의 흐름에 있어서의 가이드 작용이 없어지는 경우도 없다.

그리고, 이 홈 폭 치수 (W2) 의 최협소부를 통과한 절삭 부스러기는, 그 후에는, 후방의 홈 폭이 브레이커벽의 상단을 향하여 점증되는 오목홈을 후방으로 흐른다. 그리고, 이 흐름에 있어서는, 다시, 절삭 부스러기는 오목홈의 홈 바닥을 향하여 가라앉도록 가압되면서 후방으로 흐르기 때문에, 브레이커벽의 상단에 이를 때까지 사이드 슬립없이, 오목홈에 가이드되어 흐를 수 있다. 그 결과, 이와 같이 레이크면을 후방으로 흐른 절삭 부스러기는, 사이드 슬립없이 스프링상으로 감겨져, 적당한 길이로 분단된 것이 된다. 그리고, 이와 같은 절삭 부스러기의 흐름은, 그 두께에 영향을 받지 않기 때문에, 이송량이 작아, 절삭 부스러기의 두께가 얇은 경우에도, 사이드 슬립없이 스프링상으로 감겨지는 절삭 부스러기로서 처리된다.

이렇게 하여, 본 발명의 절삭 인서트에 의하면, 홈 형성이나 돌절 가공에 있어서 발생하고, 배출되는 절삭 부스러기는, 그 폭이 좁혀짐과 함께, 사이드 슬립없이 스프링상으로 감겨지기 때문에, 절삭 부스러기가 피삭재의 홈 벽면이나 절단 단면에 흠집을 내거나, 피삭재에 엉겨 붙거나 하는 것에 대한 방지가 도모된다. 그리고, 본 발명에서는, 절삭 부스러기의 두께의 대소에 관계없이 상기 효과가 얻어진다. 게다가, 그것이 얇을수록, 그것이 폭 방향에 있어서 하측 방향으로 볼록하게 변형되기 쉽고, 그 변형 후에도 오목홈 내로 깊게 가라 앉기 쉽다. 따라서, 스테인리스강이나 탄소강과 같이 점성이 있는 고강도재로, 이송량이 작기 때문에 절삭 부스러기가 얇아지는 가공 조건에서의 가공에 있어서, 그 효과에는 현저한 것이 있다.

본 발명에 있어서, 오목홈의 홈 폭 중, 전측 절삭날 (선단) 과, 상기 최협소부의 앞뒤 사이에 위치하는 부위의 홈 폭은, 선단의 전측 절삭날의 위치로부터 후방을 향하여 점증된 후에 점감되고 있기 때문에, 이 앞뒤 사이 (홈 폭 치수 (W1) 위치와 홈 폭 치수 (W2) 위치 (최협소의 병목부) 의 앞뒤 사이) 의 중간 부위의 홈 폭 중, 최대 부위의 홈 폭을 Wm 으로 했을 때, 이 홈 폭 치수 (Wm) 는, 홈 폭 치수 (W1, W2) 보다 커지지만, W3 보다는 작게 하는 것이 좋다. 즉, 이것들은, W1 ＜ W2 ＜ Wm ＜ W3 의 치수 관계로 하는 것이 좋다. 또, 본 발명의 절삭 인서트의 절삭날은, 이것을 레이크면측에서 보았을 때, 전측 절삭날의 중앙에 있어서 전측 절삭날에 수직으로 후방으로 그은 직선에 대해, 좌우, 대칭 (또는, 대략 대칭) 이고, 또한, 이 직선에 수직인 단면에 있어서의 레이크면 형상도, 전측 플랭크면측에서 보았을 때, 전측 절삭날의 중앙에 있어서 전측 절삭날에 수직으로 그은 직선에 대하여, 좌우, 대칭 (또는, 대략 대칭) 이 되도록 형성 하는 것이 바람직하다. 또한, 오목홈은, 횡단면이 원호상 (반원 이하의 원호상) 이어도 되고, V 자형이어도 되며, 나아가서는 방형 (사각형) 이어도 되지만, 횡측 절삭날로부터의 홈 깊이 (원호상 또는 V 자형인 경우에는 중심의 최대 깊이) 는, 선단의 전측 절삭날의 위치를 기점으로 하여 후방으로 감에 따라, 점차 깊어져, 홈 폭 치수 (W1) 의 위치와, 홈 폭 치수 (W2) 의 위치의 앞뒤 사이의 중간 부위에서 최대 (최심 (最深)) 가 되고, 그 후 점차 얕아져 최협소부 또는 그 근방에 있어서 최소가 되고, 그 후, 후방을 향함에 따라, 적어도 브레이커벽의 상단에 대응하는 위치까지는, 점차 깊어지도록 하는 것이 좋다.

상기 경사면은, 그 경사각이 클수록, 절삭 부스러기의 횡단면에 있어서의 양 단 근처 부위의 들어올림성 내지 굽힘성에 기여한다. 그러나, 이 경사각이 크면 횡측 절삭날, 특히 그 선단 근처 부위의 강도 저하에 의한 칩핑을 초래하기 쉽다. 이 때문에, 이 경사각은, 이것들을 고려하면서, 각 횡측 절삭날로부터, 상기 중앙 부위를 향하여, 적당한 각도 (예를 들어, 1 °∼ 15 도) 로 저위를 이루도록 설정하면 된다. 단, 이와 같은 경사면 (편측의 경사면) 은, 1 개의 경사면일 필요는 없고, 각 측에 있어서 복수 (복수 단 (段)) 로 형성해도 된다. 이 경우에는, 청구항 2 에 기재된 발명과 같이, 각 측에 있어서 제 1 경사면과 이것에 계속되는 제 2 경사면의 2 개 (2 단) 의 경사면으로 형성하는 것이 좋다. 이와 같이 하면, 구조의 복잡화를 초래하지 않고, 상기 과제의 해결에도 기여할 수 있기 때문이지만, 이것들의 경사면은 곡면으로 형성해도 된다.

또, 전측 절삭날의 홈 폭 치수 (W1) 와, 전측 절삭날의 레이크면측에서 보았을 때의 길이 (치수) (Wa) 의 치수 관계는, 청구항 3 에 기재된 발명과 같이, 홈 폭 치수 (W1) 는, 이 Wa 의 1/2 이하로 하는 것이 좋다. 그리고, 전측 절삭날과 횡측 절삭날이 이루는 각 코너에는, 청구항 4 에 기재된 발명과 같이, R 을 부여해 두는 것이, 칩핑 방지의 관점에서 바람직하다. 이 R 의 크기는, 전측 절삭날의 길이 등이나, 가공 조건에 따라 적절한 크기로 설정하면 된다. 또한, 본 발명에 관련된 절삭 인서트는, 홈 형성용 또는 돌절용의 절삭 인서트에 널리 적용할 수 있지만, 절삭날의 수 내지 절삭 인서트의 본체 형상, 즉, 절삭날 이외의 부위의 형상 (구조) 이나, 홀더에 대한 고정 방식에 관계없이 구체화할 수 있다. 또, 상기 경사면과 상기 오목홈의 홈 벽면이 이루는 능선 (능부) 은, 평면에서 보았을 때 (레이크면측에서 보았을 때), 곡선으로 이어지도록 하는 것이 좋다.

도 1 은, 본 발명의 절삭 인서트를 구체화한 실시형태예의 설명도로서, 도 1A 는 그 절삭날의 레이크면측에서 본 도면, 도 1B 는 횡측 플랭크면측에서 본 도면, 도 1C 는 전측 플랭크면측에서 본 도면, 및 그 각 도면에 있어서의 주요부 확대도이다.
도 2 는, 레이크면을 전측 플랭크면측에서 본 사시도, 및 그 주요부 확대도이다.
도 3 은, 레이크면을 후방에서 본 사시도, 및 그 주요부 확대도이다.
도 4A 는, 절삭날 부분을 레이크면측에서 본 평면 확대도, 도 4B 는, 그 도 4A 에 있어서 전측 절삭날의 중앙을 지나 그 전측 절삭날에 거의 수직으로 후방으로 그은 직선을 따라 절단했을 때의 단면도이다.
도 5A 는, 전측 절삭날을 전측 플랭크면측에서 본 부분 확대도, 및 전측 절삭날에 있어서의 오목홈 부분의 추가적인 확대도, 도 5B 는 도 4 의 S1-S1 단면도, 도 5C 는 도 4 의 S2-S2 단면도, 도 5D 는 도 4 의 S3-S3 단면도이다.
도 6 은, 발생되는 절삭 부스러기가 레이크면을 흘러 그 횡단면이 변화되는 상태를 모식적으로 설명하는 도면으로, 도 6A 는 도 5-A 의 전측 절삭날로 절삭된 직후에 발생되는 절삭 부스러기의 도면, 도 6B ∼ 6D 는, 도 5B ∼ 5D 의 각 단면 위치에서의 절삭 부스러기의 변형 상태를 설명하는 절단 단면도이다.

이하, 본 발명의 절삭 인서트를 구체화한 실시형태예에 대하여, 도 1 ∼ 도 6 에 기초하여 상세하게 설명한다. 본 예의 절삭 인서트 (100) 는, 소정 폭의 홈 형성용, 또는 소정의 소직경 둥근 막대의 돌절 (절단) 등에 사용되는 것으로, 전체가 대략 평행사변형의 판상을 이루고, 그 판부의 중앙에 형성된 클램프 나사용의 구멍 (105) 을 사이에 두고 대향하는 2 개의 예각의 코너에 절삭날 (10) 이 형성되어 있다. 이 각 절삭날 (10) 은, 평행사변형 (판) 의 일방의 면이, 그 예각의 코너를 포함하여, 대략 삼각으로 얇게 깎이는 형태로 형성되어 있다 (도 1-A 등 참조). 즉, 이 삼각의 박판 부위 (22) 가, 홈 형성 또는 돌절을 담당하는 절삭날 (10) 을 구성하는 곳이다. 이하, 이 절삭날 (10) 의 부위를 중심으로 설명하지만, 본 예에서는, 2 개의 절삭날 (10) 은 동일한 크기, 형상이기 때문에, 이하, 그 중의 일방에 대해 설명한다. 또한, 본 발명의 절삭 인서트의 재료는, 「초경 합금」이며, 구체적으로는, 「피복 초경 합금」이다. 단, 그 재료는 이것에 한정되지 않는다. 그 밖의 재료로는 「서멧」이나 「세라믹」등의 공지된 재료를 사용할 수 있다.

본 예의 절삭 인서트 (100) 는, 평행사변형의 판의 장변을 따른 면 (30) 중, 그 예각의 코너의 근처 부위가 레이크면 (40) 을 이루도록 배치되어 있다. 레이크면 (40) 의 형상, 구조 등의 자세한 것은 후술한다. 그리고, 평행사변형 판의 단변을 따른 면 (32) 중, 그 예각의 코너의 근처 부위가 전측 플랭크면 (33) 을 이루도록, 적당한 전측 플랭크각이 부여되도록 평면에서 컷되어 있다. 본 예의 절삭 인서트 (100) 에 있어서는, 이 레이크면 (40) 의 선단 (예각의 코너 근처 부위) 과, 전측 플랭크면 (33) 이 교차하는 능선 부위가 전측 절삭날 (110) 을 구성하고 있다.

이 전측 절삭날 (110) 은, 후술하는 오목홈의 형성 전에는 직선을 이루고 있고, 레이크면 (40) 측에서 보았을 때 (도 4 등 참조), 이 전측 절삭날 (110) 의 양 단에 있어서 각각 후방으로 연장되는 횡측 절삭날 (120) 을 가지고 있다. 단, 횡측 절삭날 (120) 은, 돌절 등의 가공시에 있어서, 전측 절삭날 (110) 의 양 단으로부터 후방을 향하는 부위가 가공면을 스치지 않도록, 레이크면 (40) 측에서 보았을 때, 2 개가 횡측 절삭날 (120) 상호의 간격이 작게 되어 있다. 즉, 미소 각도가 적당한 백 테이퍼가 부여되도록 형성되어 있고, 각 측이 횡측 절삭날 (120) 은, 전측 절삭날 (110) (직선) 의 양 단에 있어서, 레이크면 (40) 측에서 보았을 때, 도시되지 않은 피삭재의 회전축에 대하여, 후방을 향하여 거의 수직으로 그은 2 개의 직선 (도시 생략) 의 내측에 위치하도록 형성되어 있다. 또, 횡측 절삭날 (120) 은, 레이크면 (40) 과 횡측 플랭크면 (평행사변형의 예각의 코너 근처의 삼각의 박육 부위의 면) (35) 이 교차하는 능선으로 이루어지는 곳, 그 횡측 플랭크면 (35) 에는, 가공시에 적당한 횡측 플랭크각이 부여되도록 형성되어 있다. 그리고 본 예에서는, 레이크면 (40) 중, 전측 절삭날 (110) 과 횡측 절삭날 (120) 이 이루는 코너 (모퉁이) (112) 에는 미소한 R 이 부여되어, 칩핑 방지 대책으로 되어 있다. 또한, 레이크면 (40) 측에서 보았을 때, 전측 절삭날 (110) 과 양측이 횡측 절삭날 (120) 에 포위되는 부위 (사각형 부위) 는, 전측 절삭날 (110) 의 중앙에서 후방을 향하여, 양측이 횡측 절삭날 (120) 의 중간 부위를 지나도록 그은 직선 (도시 생략) 에 대하여, 대략 좌우 대칭이며, 또, 그 직선에 수직인 단면에 있어서의 레이크면 (40) 형상은, 다음에 설명하는 경사면 및 오목홈을 포함하여 전측 플랭크면 (33) 측에서 보았을 때, 전측 절삭날 (110) 의 중앙에 있어서 전측 절삭날 (110) 에 수직으로 그은 직선 (도시 생략) 에 대하여, 대략 좌우 대칭이다.

본 예에 있어서, 레이크면 (40) 은, 전측 절삭날 (110) 로부터 포지티브상의 레이크각 (예를 들어, 평행사변형의 장변을 기준으로 하여 15 도) 을 갖도록 후방으로 연장되고, 그 후방 (앞뒤 방향) 의 적소 (도 4 의 위치 (P1)) 에 있어서 레이크각이 네거티브상 (0 도 또는 부 (負) 의 레이크각) 이 되도록 오목부를 이루는 원호상의 곡면을 개재하여 후방으로 연장되어 있다. 그리고, 레이크면 (40) 에는, 이 곡면에 이어져 그 후방에 경사상으로, 예를 들어 45 도로 세워지는 브레이커벽 (43) 이 형성되어 있다. 즉, 본 예에서는, 레이크면 (40) 은, 포지티브상의 레이크각이 얻어지도록, 전측 절삭날 (110) 로부터 후방을 향해 저위를 이루도록 경사지는 포지티브상 레이크면을 가짐과 함께, 이 포지티브상 레이크면의 후단 (도 4 의 위치 (P1)) 보다 후방에 있어서 경사상으로 세워지는 브레이커벽 (43) 을 구비하고 있다. 이로 인해, 본 예에서는, 전측 절삭날 (110) 로부터 후방을 향하는, 도 4 의 위치 (P1) 까지의 앞뒤 범위가, 포지티브상 레이크면을 이루고 있다. 또한, 포지티브상 레이크면은, 전측 절삭날 (110) 로부터 후방을 향하고, 그 후단 위치 (도 4 의 위치 (P1)) 의 근방에 있어서, 그 앞뒤 방향으로 오목부를 이루는 원호상의 곡면을 가지고 있고, 그 곡면의 일부가 브레이커벽 (43) 의 선단측, 즉, 세워지는 기부 (基部) 를 이루도록 형성되어 있다. 또, 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 은, 전측 절삭날 (110) 의 높이보다 미량 높게 설정되어 있고, 절삭 인서트 (100) 를 이루는 평행사변형의 장변보다, 약간 저위에서, 그 장변을 따른 면 (30) 에 대하여, 3 도 정도의 경사를 가지고 후방으로 연장된 면을 이루며, 이 면은 대략 평탄면 (37) 으로 되어 있다.

그리고, 이와 같은 레이크면 (40) 중, 전측 절삭날 (110) 을 포함하는 각 횡측 절삭날 (120) 의 앞뒤 방향을 따른 부위에는, 횡측 절삭날 (120) 로부터, 양 횡측 절삭날 (120) 사이에 형성되는 중앙 부위를 향해 저위를 이루도록 경사지는 경사면이 형성되어 있다. 각 측의 경사면은, 1 개의 경사로 이루어지는 것이어도 되지만, 본 예에서는, 각각, 각 횡측 절삭날 (120) 로부터 양 횡측 절삭날 (120) 사이에 형성되는 중앙 부위를 향하고, 상대적으로 작은 각도 (α1) (예를 들어, 직선상의 전측 절삭날 (110) 에 대하여, 5 도) 로 저위를 이루도록 경사진 제 1 경사면 (51) 과, 그 제 1 경사면에 계속해서, 이것보다 큰 각도 (α2) (예를 들어, 직선상의 전측 절삭날 (110) 에 대하여, 12 도) 로 저위를 이루도록 경사지는 제 2 경사면 (52) 으로 되어 있다 (도 5 참조). 그리고, 이 2 개의 제 1 경사면 (51) 과 제 2 경사면 (52) 으로 이루어지는 경사면은, 전측 절삭날 (110) 을 포함하는 횡측 절삭날 (120) 의 선단으로부터 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 까지의 앞뒤 사이에 있어서 형성되어 있다. 또한, 이 경사면 중, 제 1 경사면 (51) 은, 각 횡측 절삭날 (120) 을 따라 띠 형상으로 연장되어 있고, 그 폭은, 횡측 절삭날 (120) 에 백 레이크가 없다고 한 경우, 앞뒤로 거의 일정하게 설정되어 있다. 덧붙여서, 각 횡측 절삭날 (120) 측의 제 1 경사면 (51) 의 폭은, 전측 절삭날 (110) 의 절삭날 길이 (횡측 절삭날 (120) 의 선단 상호간의 치수) 의 1/10 ∼ 1/5 로 설정되어 있다.

또, 이와 같은 레이크면 (40) 중, 양 경사면 (각 측의 제 1 경사면 (51), 제 2 경사면 (52)) 사이에 형성되는 중앙 부위에는, 이들 양 경사면보다 저위를 이루는 오목홈 (60) 이, 전측 절삭날 (110) 을 포함하여 앞뒤 방향으로 연장되고, 또한 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 을 넘어 후방으로, 즉, 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 의 후방에 형성된 평탄면 (37) 으로 절입되는 형태로 형성되어 있다. 이 오목홈 (60) 은, 횡단면에 있어서 본 예에서는 홈 바닥측이 오목부를 이루는 반원호상 내지, 홈 바닥 근처 부위가 반원호상을 이루는 V 홈 형상으로 되어 있는데 (도 5 등 참조), 그 홈 폭은 다음에서 서술하는 바와 같이, 앞뒤 방향에 있어서 변화되도록 형성되어 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 전측 절삭날 (110) 에는 전측 플랭크각이 부여되어 있기 때문에, 레이크면 (40) 에 상기한 바와 같은 경사면을, 전측 절삭날 (110) 도 포함하여 형성하고 있는 점에서, 레이크면 (40) 측에서 보았을 때의 전측 절삭날 (110) 은, 엄밀하게는 직선은 아닌 것으로 되어 있지만, 오목홈 (60) 이 상기한 바와 같이 전측 절삭날 (110) 에도 절입되도록 형성되어 있기 때문에, 또한, 전측 절삭날 (110) 의 중앙은, 이것을 레이크면 (40) 측에서 보았을 때, 후방으로, 미소하게나마 오목부를 이루는 것으로 되어 있다. 단, 전측 절삭날 (110) 의 중앙 부위에 있어서 양 경사면 사이에 형성되어 절입 형성되어 있는 오목홈의 깊이는, 도 5-A 에 나타내는 바와 같이, 매우 미량이기 때문에, 그 후방으로의 함몰도 미소하다. 오목홈의 깊이에 대해서는 후술한다.

그런데, 다음으로, 양 경사면 (각 측의 제 1 경사면 (51), 제 2 경사면 (52)) 사이에 형성되는 중앙 부위에 있어서, 앞뒤로 연장되도록 형성된 오목홈 (60) 에 대하여, 그 홈 폭의 레이크면 (40) 측에서 보았을 때의 앞뒤 방향에 있어서의 변화 상태에 대해 설명한다 (도 4, 도 5 참조). 단, 여기에 홈 폭 (치수) 은, 오목홈 (60) 의 각 측의 홈 가장자리의 상호간의 폭 치수, 즉, 각 측의 홈벽 (홈 벽면) (63) 과, 각 측의 경사면 (본 예에서는 제 2 경사면 (52)) 이 교차하는 능선부 (65) 에 있어서의 폭이다. 단, 이 교차하는 능선부 (65) 에는, 미소한 (0.1 ㎜ 정도의) R (실 모따기) 이 부여되어 있다. 즉, 앞뒤로 연장되는 이 오목홈 (60) 은, 전측 절삭날 (110) 의 중앙으로도 이어지도록 절입되어 있는 결과, 그 전측 절삭날 (110) 에 있어서의 오목홈 (60) 의 홈 폭 치수 (W1) 에 대하여, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 그것으로부터 후방을 향하여 그 홈 폭이 점증되고, 그 후에 점감되고, 레이크면 (40) 의 앞뒤 방향 중, 전측 절삭날 (110) 과 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 의 대체로 중간 부위 (P2) (도 4 의 S2-S2 선의 지점) 에서 그 점감에 있어서의 최협소부를 이루고 있다. 그리고, 이 최협소부인 홈 폭 치수 (W2) 의 위치 (P2) 로부터 후방을 향하는 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 의 위치 (P3) (도 4 의 S3-S3 선의 지점) 까지 점증되도록 형성되어 있다. 단, 이 점증 등의 변화는, 레이크면 (40) 측에서 보았을 때 완만한 곡선으로 형성되어 있다. 또한, 이 최협소부의 위치 (P2) 는, 레이크면 (40) 의 앞뒤 방향 중, 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 의 위치 (P3) 보다 전방이고, 포지티브상의 레이크각의 후단 위치 (P1) 보다 후방에 설정되어 있다. 이 때문에, 레이크면 (40) 상을, 포지티브상의 레이크각을 따라 전측 절삭날 (110) 로부터 후방으로 흐르는 절삭 부스러기는, 이 최협소부의 위치 (P2) 에 있어서 그 흐름 방향이, 하측 방향으로부터, 수평 또는 상측 방향으로 변경되게 되어 있다.

그리고, 오목홈 (60) 중, 전측 절삭날 (110) 의 위치에 있어서의 홈 폭 치수를 W1 로 하고, 그 앞뒤 방향 중의 최협소부의 위치 (P2) 에 있어서의 홈 폭 치수를 W2 로 하고, 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 의 위치 (P3) 에 있어서의 홈 폭 치수를 W3 으로 했을 때, 이 각 위치에 있어서의 홈 폭 치수, W1, W2, W3 은, W1 ＜ W2 ＜ W3 의 치수 관계가 되도록 형성되어 있다. 또, W1 은, 전측 절삭날 (110) 의 레이크면 (40) 측에서 보았을 때의 길이를 Wa 로 했을 때, W1 ≤ Wa/2 의 치수 관계에 있지만, 본 예에서는, W1 은 Wa 의 1/5 정도로 설정되어 있다. 또, W1 과 W2 의 치수 관계는, W1 은 W2 의 절반 정도로 되어 있다. 단, W2 는 Wa 의 1/3 정도로 설정되어 있다. 그리고, W3 은, Wa 의 1/2 정도로 설정되어 있다. 또한, 후방으로 연장되는 오목홈 (60) 은, 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 을 넘어 그 후방에 형성된 평탄면 (37) 의 후방으로 절입되는 형태로 형성되어 있지만, 이 평탄면 (37) 에 있어서의 오목홈 (60) 의 홈 폭은 후단 (67) 을 향함에 따라 점감되어, 종식 (終息) 되도록 형성되어 있다. 또한, 홈 폭 중, 전측 절삭날 (110) 에 있어서의 오목홈 (60) 으로부터 후방을 향하여 그 홈 폭이 점증되고, 그 후로 점감되는 그 전환 지점인, 도중의 최대의 홈 폭 부위에 있어서의 홈 폭 (Wm) 은, 홈 폭 치수 W1, W2 보다 커지지만, W3 보다는 작게 되어 있다. 또한, 이 홈 폭 (Wm) 의 부위는, 홈 폭 치수 (W1) 의 위치와, 홈 폭 치수 (W2) 의 위치 (P2) 의 앞뒤 사이의 중간 부위 (도 4 에 있어서의 S1-S1 선의 지점) 이다.

한편, 이와 같은 오목홈 (60) 의 깊이는, 앞뒤에 걸쳐 브레이커벽 (43) 까지는 일정해도 되지만, 본 예에서는, 다음과 같이 변화되는 것으로 되어 있다. 즉, 본 예에 있어서의 오목홈 (60) 의 깊이는, 도 4, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 그 횡측 절삭날 (120) 로부터의 홈 깊이로 보면, 선단의 전측 절삭날 (110) 의 위치를 기점으로 하여 후방으로 감에 따라, 점차 깊어지고, 홈 폭 치수 (W1) 의 위치와, 홈 폭 치수 (W2) 의 위치 (P2) 의 앞뒤 사이의 중간 부위에서 최대 (최심) 가 되고, 그 후 점차 얕아져 최협소부 (홈 폭 치수 (W2) 의 위치 (P2)) 의 근방에 있어서 최소가 되고, 그 후, 후방을 향함에 따라, 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 에 대응하는 위치 (P3) 의 근방까지, 점차 깊어지도록 설정되어 있다. 또한, 오목홈 (60) 의 홈 바닥의 변화 상태로 보면, 최대 (최심) 의 깊이가 되는 위치, 즉, 홈 폭 치수 (W1) 의 위치와, 홈 폭 치수 (W2) 의 위치의 앞뒤 사이의 중간 부위에서 후방을 향하고, 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 의 위치 (P3) 에 대응하는 위치까지는, 도시한 바와 같이 (도 4 단면도 참조), 약간 깊어지도록 설정되어, 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 의 위치 (P3) 에 대응하는 위치로부터 후방을 향함에 따라 점점 얕아지게 되어 있다. 또한, 본 예에서는, 최심부, 및 홈 폭 치수 (W2) 의 부위에서의 홈 깊이는, 각각의 부위에 있어서의 홈 폭 치수에 대하여, 1/5 ∼ 2/3 의 범위 내의 치수로 되어 있다.

이와 같은 본 예 절삭 인서트 (100) 를 사용하여, 선삭에 의해 홈 형성 또는 돌절 가공을 하는 경우에 있어서 발생되는 절삭 부스러기는, 레이크면 (40) 및 오목홈 (60) 의 홈 바닥측을 향하여 가압되고, 홈 폭 치수가 상기한 바와 같이 변화되는 오목홈 (60) 을 따라 후방으로 가이드되어 흐르기 때문에, 이송량의 대소에 따른 절삭 부스러기 두께의 차이에 관계없이, 사이드 슬립없이 스프링상으로 감겨져 배출된다. 이로 인해, 피삭재에 흠집을 내는 것이 방지되어, 절단 단면의 면 조도의 향상이 얻어진다. 여기서, 도 6 을 참조하면서 절삭 부스러기의 흐름에 대하여, 본원 발명자가 실제의 절삭 과정 및 절삭 후에 배출된 절삭 부스러기 등을 관찰한 결과에 기초하여, 추론 등을 포함하여 설명한다. 또한, 이 실제의 절삭에 있어서의 가공 조건은, 피삭재가 SUS304 로, Φ8 ㎜ 의 둥근 막대이고, 절삭 속도가 80 m/min, 그리고 이송량이 0.02 ∼ 0.08 ㎜/rev 의 범위이다.

본 예 절삭 인서트 (100) 를 피삭재에 소정의 이송량으로 절입되면, 도 6-A 에 나타낸 바와 같이, 전측 절삭날 (110) 의 형상을 따른 횡단면의 절삭 부스러기 (K1) 로서 생성되고, 그것이 레이크면 (40) 상에 가압되면서 후방으로 흐른다. 이 절삭 개시시에 생성되는 절삭 부스러기 (K1) 는, 전측 절삭날 (110) 의 형상에 기초하여, 그 폭 방향의 중간 (중앙) 부위가, 하측 방향으로 볼록한 형상인 것으로 생성되고, 오목홈 (60) 을 따라 후방을 향하여 가이드되어 흐른다. 또한, 이 절삭 부스러기 발생시의 그 폭은 전측 절삭날 (110) 의 폭 (Wa) 과 거의 동일한 것으로 생각된다.

그리고, 이와 같이 생성된 절삭 부스러기가 오목홈 (60) 을 후방으로 흐르기 시작할 때, 오목홈 (60) 은 후방을 향하여 그 홈 폭이 점증되게 되어 있기 때문에, 절삭 부스러기는, 오목홈 (60) 의 홈 바닥을 향하여 가라앉도록 가압되면서 후방으로 흐른다. 그리고, 홈 폭 치수가 Wm 인 부위도 포함하여, 이와 같은 절삭 부스러기에는 하측 방향으로 볼록한 것이 앞뒤로 철조 (심) 가 되어 이어지기 때문에, 도 6-B 에 나타낸 바와 같이, 절삭 부스러기 (K2) 는, 오목홈 (60) 내로 가라앉아, 오목홈의 중앙에 있어서 안정적으로 후방으로 흐른다. 그리고, 이 흐름 과정에 있어서 절삭 부스러기는, 그 가라앉음에 의해, 오목홈 (60) 의 홈 바닥을 향하여, 그 양 가장자리 (오목홈 (60) 의 양측의 홈 벽면과, 각 경사면이 이루는 모서리) 의 능선부 (65) 에 가압되고, 또한 경사면에 의한 경사도 더불어, 양측이 밀려 올라가는 변형 작용을 받는다. 이들 작용에 의해, 절삭 부스러기 (K2) 생성 개시시의 절삭 부스러기 (K1) 보다 폭이 좁아진다.

이와 같이 하여 후방으로 흐르는 절삭 부스러기는, 오목홈 (60) 의 홈 폭이 점감되는 부위를 흐르는 데에 이르면, 이번에는, 절삭 부스러기의 양측 근처 부위 또는 양측이, 오목홈 (60) 의 양 가장자리의 능선부 (65) 등에 더욱 강하게 가압된다. 이로 인해, 절삭 부스러기는, 횡단면에 있어서 그 양 단 근처 부위가 더욱 상측 방향으로 밀려 올라가는 (절첩되는) 듯한 변형 작용을 받는다. 즉, 이 변형 작용을 받음으로써, 절삭 부스러기는, 폭 방향의 중앙 부위가 하측 방향으로, 보다 크게 볼록한 횡단면으로 변형되게 되어, 폭도 더욱 작아진다.

그리고, 이와 같은 변형 작용을 받는 절삭 부스러기가, 최협소부 (P2) 의 홈 폭 치수 (W2) 의 위치에 이르면, 도 6-C 에 나타낸 바와 같이, 절삭 부스러기 (K3) 는, 그 절첩에 의한 폭 방향의 변형 작용이 더욱 증대된다. 그렇다고 하는 것은, 이 홈 폭 치수 (W2) 의 부위인 최협소부 (병목 부위) (P2) 는, 포지티브상의 레이크각의 후단 위치 (P1) 보다 후방에 있기 때문에, 이 최협소부를 통과하는 절삭 부스러기 (K3) 의 양측 근처 부위 또는 양측에는, 오목홈 (60) 의 양 가장자리 (능부) 에서, 매우 강한 가압력이 작용하기 때문이다. 한편, 홈 폭 치수 (W2) 는, 전측 절삭날 (110) 에 있어서의 홈 폭 치수 (W1) 보다 크게 설정되어 있기 때문에, 절삭 개시시에 생성된 절삭 부스러기에 있어서의 하측 방향으로 볼록한 것으로부터 이어진 철조는, 최협소부 (병목 부위) 에 있어서도 오목홈 (60) 으로부터 벗어나지 않고, 따라서, 후방으로의 흐름에 있어서의 가이드 작용도 유지된다.

그리고, 최협소부를 통과한 절삭 부스러기는, 후방의 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 을 향하여 홈 폭이 점증되는 오목홈 (60) 을 후방으로 흐르게 된다. 이 흐름에 있어서는, 다시, 절삭 부스러기 (K4) 는 오목홈 (60) 의 홈 바닥을 향하여 가라앉을 수 있는 상태에 있어서 오목홈 (60) 의 양 가장자리의 능선부 (65) 에 가압되면서 후방으로 흐르기 때문에, 브레이커벽 (43) 의 상단 (45) 에 이를 때까지 옆으로 벗어나지 않고, 오목홈 (60) 에 가이드되어 흐른다 (도 6-D 참조). 그 결과, 이와 같이 레이크면 (40) 을 후방으로 흐른 절삭 부스러기 (K4) 는, 옆으로 벗어나지 않고 스프링상으로 감겨 적당한 길이로 분단된 것이 된다. 그리고, 이와 같은 절삭 부스러기의 흐름은, 실제의 절삭 결과로부터 보아, 그 두께에 영향을 받지 않는 것으로 판명되고 있다. 그리고, 실제의 절삭 결과로부터도, 이송량이 작고, 절삭 부스러기의 두께가 얇은 경우라도, 옆으로 벗어나지도 않고 스프링상으로 감겨지는 절삭 부스러기로서 처리됨과 함께, 배출되는 절삭 부스러기에 의한 가공면, 즉, 홈 벽면이나 절단 단면에 흠집이 생기거나 하는 경우도 없고, 또 엉겨 붙는 경우도 발생하지 않는다. 이와 같이, 상기 구성의 절삭 인서트 (100) 에 의하면, 홈 형성이나 돌절 가공에 있어서 매우 바람직한 절삭 부스러기 처리가 얻어진다.

본 발명은, 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 적절히 변경하여 구체화할 수 있다. 상기 예에서는, 홈 폭의 변화 (점증, 점감) 에 대하여, 레이크면측에서 보았을 때, 완만한 곡선으로 변화되는 것으로서 구체화했지만, 복수의 직선을 연결하고, 그 홈 폭을 점증, 점감시켜도 된다. 또, 홈 폭 치수, W1, W2, W3 은, W1 ＜ W2 ＜ W3 의 치수 관계가 되는 한, 레이크면의 앞뒤 길이, 전측 절삭날의 길이 등에 따라 적절한 크기로 설정할 수 있다. 그리고, 점증 후의 최협소부 (홈 폭 치수, W2) 의 위치 (P2) 는, 레이크면에 있어서의 레이크각의 크기, 브레이커벽이 세워지는 상태나, 전측 절삭날로부터 브레이커벽의 상단까지의 앞뒤 길이, 나아가서는, 이송량의 대소 등의 가공 조건에 따라 적절히 설정하면 된다. 또, 오목홈의 깊이는, 경사면의 경사각과 함께, 절삭 부스러기의 폭 방향에 있어서의 변형에 영향을 주는 것이지만, 이것은, 전측 절삭날의 길이, 즉, 절삭 부스러기의 폭이나 선삭에 있어서의 이송량 (절삭 부스러기의 두께), 나아가서는, 피삭재의 피삭성 등에 의해, 적당한 변형이 얻어지도록, 오목홈의 앞뒤 방향에 있어서의 위치, 나아가서는, 홈 폭과의 관계에서 적절히 설정하면 된다. 또한, 상기 예에서는, 절삭 인서트가 평행사변형이며, 그 대향하는 예각의 코너에, 각각 절삭날을 갖는 것에 있어서 구체화했지만, 설명할 것도 없이, 본 발명은, 절삭 인서트가 삼각형으로 3 개의 코너에 절삭날을 갖는 것이나, 사각형 (장방형) 판상으로, 그 양 단에 각각 절삭날을 갖는 이른바 도그본형 등, 절삭 인서트 (본체) 자체의 형상에 관계없이 각종 형상의 절삭 인서트로 구체화할 수 있다.

40 : 레이크면
43 : 브레이커벽
45 : 브레이커벽의 상단
51, 52 : 경사면 (제 1 경사면, 제 2 경사면)
60 : 오목홈
100 : 절삭 인서트
112 : 전측 절삭날과 횡측 절삭날이 이루는 코너
110 : 전측 절삭날
120 : 횡측 절삭날
P1 : 포지티브상의 레이크각의 후단 위치 (포지티브상의 레이크면의 후단)
P2 : 포지티브상의 레이크각의 후단 위치보다 후방 위치의 점감에 있어서의 최협소부의 위치
W1 : 오목홈의 레이크면측에서 본 홈 폭으로서, 전측 절삭날의 위치에 있어서의 홈 폭 치수
W2 : 오목홈의 레이크면측에서 본 홈 폭으로서, 최협소부의 위치에 있어서의 홈 폭 치수
W3 : 오목홈의 레이크면측에서 본 홈 폭으로서, 브레이커벽의 상단의 위치에 있어서의 홈 폭 치수
Wa : 전측 절삭날의 레이크면측에서 보았을 때의 길이

Claims (5)

1. 전측 절삭날과, 상기 전측 절삭날의 양 단에 있어서 각각 후방으로 연장되는 횡측 절삭날을 갖는 절삭 인서트로서,
   레이크면은, 포지티브상의 레이크각이 얻어지도록, 상기 전측 절삭날로부터 후방을 향해 저위를 이루도록 경사지는 포지티브상 레이크면을 가짐과 함께, 이 포지티브상 레이크면의 후단 또는 그 후단보다 후방에 있어서 경사상으로 세워지는 브레이커벽을 구비하고,
   상기 레이크면 중, 상기 전측 절삭날을 포함하는 각 횡측 절삭날의 앞뒤 방향을 따른 부위에는, 각 횡측 절삭날로부터, 양 횡측 절삭날 사이에 형성되는 중앙 부위를 향해 저위를 이루도록 경사지는 경사면이 형성되어 있음과 함께, 상기 양 경사면 사이에 형성되는 중앙 부위에는, 그 양 경사면보다 저위를 이루는 오목홈이, 상기 전측 절삭날을 포함하여 앞뒤 방향으로 연장되고, 또한 브레이커벽의 상단을 넘어 후방으로 절입되는 형태로 형성되어 있고,
   또한, 그 오목홈은, 상기 레이크면측에서 본 홈 폭이, 상기 전측 절삭날과 상기 브레이커벽의 상단의 앞뒤 사이에 있어서,
   그 전측 절삭날의 위치로부터 후방을 향하여 점증된 후에 점감되고, 상기 브레이커벽의 상단의 위치보다 전방이며 상기 포지티브상의 레이크각의 후단 위치인 상기 포지티브상 레이크면의 후단보다 후방에 있어서 그 점감에 있어서의 최협소부를 이루고, 이 최협소부의 위치로부터 후방을 향하는 브레이커벽의 상단의 위치까지 점증되도록 형성되고,
   상기 전측 절삭날의 위치에 있어서의 홈 폭 치수를 W1 로 하고, 상기 최협소부의 위치에 있어서의 홈 폭 치수를 W2 로 하고, 상기 브레이커벽의 상단의 위치에 있어서의 홈 폭 치수를 W3 으로 했을 때, 이 각 위치에 있어서의 홈 폭 치수, W1, W2, W3 이,
   W1 ＜ W2 ＜ W3 의 치수 관계가 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 경사면이, 각각, 각 횡측 절삭날로부터 상기 중앙 부위를 향하여, 상대적으로 작은 각도 (α1) 로 저위를 이루도록 경사지는 제 1 경사면과, 그 제 1 경사면에 계속해서, 이것보다 큰 각도 (α2) 로 저위를 이루도록 경사지는 제 2 경사면을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 전측 절삭날의 레이크면측에서 보았을 때의 길이를 Wa 로 했을 때, 상기 W1 과 Wa 가, W1 ≤ Wa/2 의 치수 관계에 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 레이크면측에서 보았을 때의 상기 전측 절삭날과 상기 횡측 절삭날이 이루는 각 코너에, R 이 부여되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 절삭 인서트가, 홈 형성용 또는 돌절용의 절삭 인서트인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.

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