KR102115293B1 - 절삭인서트 및 이를 장착한 절삭공구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트는 상면, 하면, 측면, 절인, 그리고 체결구멍을 포함하는 절삭인서트로서, 상기 절삭인서트는 상기 체결구멍을 중심으로 180도 회전 대칭되는 포지티브 타입(positive type)이며, 상기 절인은 주절인, 부절인, 대각인선을 포함하고, 상기 측면은 상기 주절인에 연결되는 주절인여유면을 구비하는 주측면과, 상기 부절인에 연결되는 부절인여유면, 상기 대각인선에 연결되는 대각인선여유면을 구비하는 부측면을 포함하고, 상기 하면의 양단에는 상기 대각인선여유면을 따르는 방향으로 체결홈이 상기 부측면과 단차지게 형성되고, 상기 체결홈에서 절삭공구와 접촉하는 체결면은 역포지티브 타입(reversely positive type)으로 형성된다.

Description

절삭인서트 및 이를 장착한 절삭공구 {Cutting insert and cutting tool mounted therewith}

본 발명은 절삭인서트 및 이를 장착한 절삭공구에 관한 것이다.

일반적으로, 절삭 인서트는, 공작 기계에 장착된 절삭 공구에 체결되어 철, 비철금속, 비금속 재료 등으로 구성된 기계 부품 등의 피삭재를 절삭 가공하는데 사용된다.

이러한 절삭 인서트는, 상면과, 이와 반대 방향을 향하는 하면과, 그리고 상면과 하면을 연결하는 측면과, 그리고 상면과 측면 사이의 경계부를 이루며 실질적으로 피삭재를 깎는 절인을 포함한다.

도 14 내지 도 16에는 한국공개특허공보 제2005-0062699호에 개시된 절삭공구용 인서트(100)가 도시되어 있다. 이들 도 14, 도 15, 도 16은 상기 한국공개특허공보의 도 3, 도 4, 도 6에 각각 대응한다.

종래의 인서트(100)가 절삭공구(200)에 결합되는 상태를 간략히 설명한다. 참고로, 설명의 편의를 위해, 상기 한국공개특허공보에 사용된 도면부호가 수정없이 그대로 사용 되었으며, 이들 도면부호는 후술되는 본 발명의 설명에 사용된 도면부호와 중복되더라도 동일 구성요소를 지칭하는 것은 아니다.

먼저, 칩포켓부(212)에 형성된 레버스크류홀(216)에 레버스크류(244)를 적절하게 결합시킨다. 이와 같이 레버스크류(244)가 체결되면, 레버(242)를 레버안치홈(230)에 안치시킨다. 레버(242)와 레버스크류(244)가 장착되면, 팁시트부(214)의 안치면(220)에 인서트(100)를 밀착시킨 상태에서 인서트체결스크류(224)를 인서트홀(114)에 끼우고 다시 인서트체결스크류(224)를 팁시트홀(228)에 체결시켜 인서트(100)를 안치면(220) 상에 밀착시킨다. 이때, 인서트(100)의 하부면(150) 상에 형성된 하부홈(152)에는 걸림돌기(246)의 상부가 삽입된다.

이렇게 걸림돌기(246)가 안치면(220)에 안치된 인서트(100)의 하부홈(152)에 삽입되면, 레버스크류(244)를 돌려 레버작동단(254)을 하강시키고, 이때 레버작동단(254)은 하강하면서 하부가 작동판(248)의 상부를 하측으로 밀게 된다. 그 결과, 작동판(248)은 그 하부가 경사면(232)을 따라 선회하고 걸림돌기(246)는 작동판(248)을 따라 선회하면서 제1 접촉면(154a)을 잡아당겨 인서트(100)가 인서트체결스크류(224) 및 결합레버(240)에 의해서 체결된다.

그런데, 통상적으로 이러한 포지티브 타입의 절삭인서트의 여유면은 절삭공구(공구홀더)와 맞닿는 체결면으로 사용되는데, 포지티브 타입은 네거티브 타입에 대비하여 부절인에 작용하는 힘에 대해 매우 취약하여 절삭 가공 시 절삭인서트가 들리는 현상이 발생할 수 있으므로 체결 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제2005-0062699호 (공개일: 2005. 6. 27.)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 체결 안정성을 향상시킨 절삭인서트 및 이를 장착한 절삭공구를 제공하는 것으로 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트는 상면, 하면, 측면, 절인, 그리고 체결구멍을 포함하는 절삭인서트로서, 상기 절삭인서트는 상기 체결구멍을 중심으로 180도 회전 대칭되는 포지티브 타입(positive type)이며, 상기 절인은 주절인, 부절인, 대각인선을 포함하고, 상기 측면은 상기 주절인에 연결되는 주절인여유면을 구비하는 주측면과, 상기 부절인에 연결되는 부절인여유면, 상기 대각인선에 연결되는 대각인선여유면을 구비하는 부측면을 포함하고, 상기 하면의 양단에는 상기 대각인선여유면을 따르는 방향으로 체결홈이 상기 부측면과 단차지게 형성되고, 상기 체결홈에서 절삭공구와 접촉하는 체결면은 역포지티브 타입(reversely positive type)으로 형성된다.

또한, 상기 체결면은 상기 하면의 일단에 각각 위치하는 제1 체결면과 제2 체결면을 포함하며, 상기 하면에서 볼 때, 상기 제1 체결면과 상기 제2 체결면은 서로 평행하다,

또한, 상기 하면에서 볼 때, 상기 주절인여유면의 경계선과 상기 체결면의 경계선이 이루는 각도는, 상기 주절인여유면의 경계선과 상기 대각인선여유면의 경계선이 이루는 각도보다 작다.

또한, 상기 하면에서 볼 때, 상기 체결홈의 폭은 상기 부절인여유면에서 상기 주절인여유면으로 갈수록 커진다.

또한, 상기 절삭공구에 체결시, 상기 체결면, 상기 하면, 상기 주절인여유면이 장착면으로서 상기 절삭공구에 각각 접촉한다.

또한, 상기 하면에는 상기 주절인여유면을 따라 주절인방향체결홈이 더 형성되고, 상기 주절인방향체결홈에서 상기 절삭공구와 접촉하는 주절인방향체결면은 역포지티브 타입으로 형성된다.

또한, 상기 절삭공구에 체결시, 상기 체결면, 상기 하면, 상기 주절인방향체결면이 장착면으로서 상기 절삭공구에 각각 접촉한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭인서트는 상면, 하면, 측면, 절인, 그리고 체결구멍을 포함하는 절삭인서트로서, 상기 절삭인서트는 상기 체결구멍을 중심으로 180도 회전 대칭되는 포지티브 타입이며, 상기 절인은 주절인, 부절인, 대각인선을 포함하고, 상기 측면은 상기 주절인에 연결되는 주절인여유면을 구비하는 주측면과, 상기 부절인에 연결되는 부절인여유면, 상기 대각인선에 연결되는 대각인선여유면을 구비하는 부측면을 포함하고, 상기 하면에는 상기 주절인여유면을 따라 주절인방향체결홈이 형성되고, 상기 주절인방향체결홈에서 절삭공구와 접촉하는 주절인방향체결면은 역포지티브 타입으로 형성된다.

또한, 상기 절삭공구에 체결시, 상기 체결면, 상기 하면, 상기 주절인방향체결면이 장착면으로서 상기 절삭공구에 각각 접촉한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절삭인서트는 상면, 하면, 측면, 절인, 그리고 체결구멍을 포함하는 절삭인서트로서, 상기 절삭인서트는 상기 체결구멍을 중심으로 180도 회전 대칭되는 포지티브 타입이며, 상기 절인은 주절인, 대각인선을 포함하고, 상기 측면은 상기 주절인에 연결되는 주절인여유면을 구비하는 주측면과, 상기 대각인선에 연결되는 대각인선여유면을 구비하는 부측면을 포함하고, 상기 하면의 양단에는 상기 대각인선여유면을 따르는 방향으로 체결홈이 상기 부측면과 단차지게 형성되고, 상기 체결홈에서 절삭공구와 접촉하는 체결면은 역포지티브 타입으로 형성된다.

본 발명에 따른 절삭공구는 상술한 절삭인서트가 장착된다.

상술한 구성을 가진 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.

절삭공구에 본 절삭인서트를 체결 시에, 종래와는 다르게 포지티브 타입의 면 대신에 역포지티브 타입의 체결면으로 절삭공구에 장착시킴으로써, 절삭인서트를 절삭공구에 안정적으로 체결할 수 있다.

또한, 종래의 절삭인서트에 비해 본 절삭인서트는 절삭공구에 장착 시, 더 작은 각도로 쐐기 형상을 구현함으로써 절삭공구에 더욱 안정적으로 장착될 수 있다.

또한, 본 발명의 효과는 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 포함한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트의 사시도이다.
도 2는 도 1의 절삭인서트의 평면도이다.
도 3은 도 1의 절삭인서트의 저면도이다.
도 4는 도 1의 절삭인서트의 측면도이다.
도 5는 도 1의 절삭인서트의 효과를 설명하는 저면도이다.
도 6은 도 1의 절삭인서트가 장착되는 절삭공구이다.
도 7은 도 1의 절삭인서트가 도 5의 절삭공구에 장착될 때 효과를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭인서트의 사시도이다.
도 9는 도 8의 절삭인서트의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절삭인서트의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절삭인서트의 사시도이다.
도 12는 도 11의 절삭인서트를 코너부에서 바라본 것으로서 체결홈을 보여주는 측면도이다.
도 13은 도 11의 절삭인서트의 측면도이다.
도 14 내지 도 16은 종래의 절삭인서트의 도면들이다.

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

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트(이하, '절삭인서트'라 함)은 상면(1), 하면(2), 측면(3), 절인(4), 그리고 체결구멍(7)을 포함하는 절삭인서트이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 절삭인서트는 체결구멍(7)을 중심으로 180도 회전 대칭된다.

절삭인서트(100)는 포지티브 타입(positive type)으로 형성될 수 있다. 참고로, '포지티브 타입'이란 도 4에 도시된 바와 같이, 여유면(32)(또는 해당 면)의 연장선과 하면(2)의 연장선이 이루는 내측 각도(a)가 90°보다 큰 경우를 지칭하며, '네거티브 타입(negative type)'이란 여유면(32)의 연장선과 하면(2)의 연장선이 이루는 각도가 직각인 경우를 지칭한다. 그리고 여유면(32)의 연장선과 하면(2)의 연장선이 이루는 내측 각도(a)가 90°보다 작은 경우는 역 포지티브 타입(reversely positive type)으로 지칭한다.

절인(4)은 주절인(41), 부절인(42), 대각인선(43)을 포함하며, 주절인(41)과 부절인(42)은 코너R부(44)로 부드럽게 연결될 수 있다.

측면(3)은 주측면(31)과 부측면(32)을 포함하며, 주측면(31)은 주절인(41)에 연결되는 주절인여유면(311)을 구비하고, 부측면(32)은 부절인(42)에 연결되는 부절인여유면(321), 그리고 대각인선(43)에 연결되는 대각인선여유면(322)을 구비한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하면(2)의 양단에는 대각인선여유면(322)을 따르는 방향으로 체결홈(5)이 부측면(32)과 단차지게 형성되고, 체결홈(5)에서 절삭공구(C)와 접촉하는 체결면(51)은 역포지티브 타입으로 형성된다(즉, 체결면(51)이 하면(2)과 이루는 각도(θ)가 예각).

이를 통하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 절삭공구(C)에 본 절삭인서트를 체결 시에, 종래와는 다르게 포지티브 타입의 면 대신에 역포지티브 타입의 체결면(51)으로 절삭공구에 장착시킴으로써, 절삭인서트를 절삭공구에 안정적으로 체결할 수 있다.

즉, 절삭가공 시에, 피삭재의 반력(F)에 의해 절삭인서트에는 반시계방향의 모멘트(M1)가 발생하게 되는데, 종래처럼 절삭인서트를 절삭공구(공구홀더)에 포지티브 타입의 부측면으로 체결할 경우, 그 포지티브 타입의 부측면은 걸림 기능을 수행할 수 없어, 절삭인서트의 들림을 막아주기 어렵다. 따라서, 절삭공구의 포켓에 최초 셋팅된 위치로부터 절삭인서트가 이탈될 수 있고 또한 가공 종료 후에 절삭인서트의 원래의 위치로 돌아오지 않아 절인의 위치가 변경되고 이로 인해 추후의 절삭 가공 시에 치핑이나 절인의 파손이 발생하게 된다.

그러나 본 절삭인서트(100)는 하면(2)의 양단에 역포지티브 타입으로 형성된 체결면(51)으로 절삭공구에 체결됨으로써, 역포지티브 타입의 체결면(51)이 절삭공구의 체결면시트(21)(도 6)에 걸리는 효과를 발생시켜 절삭인서트의 들림을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 본 절삭인서트에서는 절인에 인접한 여유면을 포지티브 타입으로 그대로 유지함으로써 절삭공구에 셋팅 시에 양의 축방향경사각을 여전히 효과적으로 확보할 수 있어, 절삭력도 높일 수 있게 된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 체결면(51)은 하면(2)의 일단에 각각 위치하는 제1 체결면(511)과 제2 체결면(512)을 포함하며, 하면(2)에서 볼 때, 제1 체결면(511)과 제2 체결면(512)은 서로 평행하다. 이를 통하여, 절삭공구에 장착 시, 절삭인서트(100)가 장착되는 포켓의 위치를 변경시키지 않고 절삭인서트(100)의 코너의 위치를 변경하여 동일 포켓에 절삭인서트를 장착하여 사용할 수 있으므로 가공 시간도 단축시킬 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 절삭인서트(100)를 하면(2)으로 내려다 볼 때, 주절인여유면(311)의 경계선(L5)과 체결면(51)의 경계선(L3)이 이루는 각도(α2)는, 주절인여유면(311)의 경계선(L5)과 대각인선여유면(322)의 경계선(L1)이 이루는 각도(α1)보다 작은 것이 바람직하다. 그리고 체결홈(5)의 폭은 부절인여유면(321)에서 주절인여유면(311)으로 갈수록 넓어진다. 물론, 이들 각도(α1,α2)가 동일하도록 체결홈(5)이 형성될 수 있다.

이를 통해, 대각인선여유면(경계선: L1, L2)을 체결면으로 사용하는 종래의 절삭인서트에 비해 본 절삭인서트는 절삭공구에 장착 시, 더 작은 각도(α2)로 쐐기 형상을 구현함으로써 절삭공구에 더욱 안정적으로 장착될 수 있다. 이때, 경계선(L3, L4)를 경계선(L1, L2)에 평행하지 않게 하여 절삭인서트의 코너부(K)로부터 멀어지는 방향으로 체결홈(5)의 폭이 넓어지게 함으로써, 코너부(K)의 두께를 희생시키지 않음으로써 절삭 가공시 상대적으로 많은 저항을 받는 코너부(K)의 강성도 확보할 수 있게 된다.

본 절삭인서트(100)는, 절삭공구에 장착 시, 3개의 면이 장착면으로 절삭공구에 접촉하게 되며, 이들 3개의 면은 체결면(51), 하면(2), 주절인여유면(311)이다.

이하에서는 상술한 구성을 가진 절삭인서트(100)가 장착되는 절삭공구(C)에 대해 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 절삭공구(C)는 절삭인서트(100)가 장착되는 복수 개의 포켓(20)을 구비한다.

포켓(20)은 절삭인서트(100)의 체결면(51), 하면(2), 주절인여유면(311)과 각각 접촉하는, 체결면시트(21), 하면시트(23), 주절인여유면시트(22)를 포함한다. 그리고 체결볼트가 고정되는 홀(24)을 구비한다.

체결면시트(21)는 절삭인서트(100)의 체결홈(5)에 대응되게 돌출되어 있다.

이들 3개의 장착면을 접촉시킨 후, 체결볼트로 고정하여 절삭인서트(100)를 절삭공구(C)에 고정하게 된다.

이때, 상술한 바와 같이, 본 절삭인서트(100)는 하면(2)의 양단에 역포지티브 타입으로 형성된 체결면(51)으로 절삭공구(C)에 체결됨으로써, 역포지티브 타입의 체결면(51)이 절삭공구의 체결면시트(21)에 걸리는 효과를 발생시켜 절삭가공 시 절삭인서트(100)의 들림을 효과적으로 억제할 수 있다.

이하에서는 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭인서트(200)에 대해 설명한다. 상술한 절삭인서트(100)와 차이 나는 부분에 국한하여 설명한다.

절삭인서트(200)는 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트(100)와 다른 구성은 모두 동일하며, 이에 추가적으로 하면(2)에 주절인여유면(311)을 따라 주절인방향체결홈(6)이 더 형성되고, 주절인방향체결홈(6)에서 절삭공구와 접촉하는 체결면(61)은 역포지티브 타입으로 형성된다.

마찬가지로 절삭인서트(200)는 3개의 면이 장착면으로 절삭공구에 접촉하게 되며, 이들 3개의 면은 체결면(51), 하면(2), 주절인방향체결면(61)이다.

따라서, 체결면(51)의 역 포지티브 타입에 추가하여 주절인방향체결면(61)도 역 포지티브 타입으로 형성되어 있으므로, 절삭가공 시 절삭공구의 축방향(A)으로 발생하는 모멘트(M2)(도 6 참조)에도 저항력을 발생시킬 수 있으므로 절삭인서트(200)의 들림을 더욱 억제할 수 있다.

한편, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절삭인서트(300)가 도시되어 있는데, 이 절삭인서트(300)는 하면(2)에 주절인여유면(311)을 따라 주절인방향체결홈(6)만 형성되고, 주절인방향체결홈(6)에서 절삭공구와 접촉하는 체결면(61)은 역포지티브 타입으로 형성된 것이다. 나머지는 절삭인서트(200)의 구성과 동일하므로 추가적인 설명은 생략한다.

이하에서는, 도 11 내지 도 13을 참고하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절삭인서트(400)에 대해 설명한다. 설명의 편의상 상술한 절삭인서트들과 차이 나는 부분에 국한하여 설명한다.

도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절삭인서트(400)(이하, '절삭인서트'라 함)은 상면(1), 하면(2), 측면(3), 절인(4), 그리고 체결구멍(7)을 포함한다.

절삭인서트(400)는 체결구멍(7)을 중심으로 180도 회전 대칭된다. 그리고 절삭인서트(400)는 포지티브 타입(positive type)으로 형성될 수 있다.

절인(4)은 주절인(41)과 대각인선(43)을 포함한다. 주절인(41)과 대각인선(43)은 코너부(44)로 연결될 수 있다.

측면(3)은 주측면(31)과 부측면(32)을 포함하며, 주측면(31)은 주절인(41)에 연결되는 주절인여유면(31)을 구비하고, 부측면(32)은 대각인선(43)에 연결되는 대각인선여유면(322)을 구비한다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 하면(2)의 양단에는 대각인선여유면(322)을 따르는 방향으로 체결홈(5)이 부측면(32)과 단차지게 형성되고, 체결홈(5)에서 절삭공구(C)와 접촉하는 체결면(51)은 상술한 절삭인서트들에서와 마찬가지로 역포지티브 타입으로 형성된다.

이러한 구성을 통해 절삭인서트(400)는 하면(2)의 양단에 역포지티브 타입으로 형성된 체결면(51)으로 절삭공구에 체결됨으로써 절삭 가공시 발생할 수 있는 절삭인서트의 들림을 효과적으로 억제할 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.

1...상면, 2...하면
3...측면,
31...주측면 311...주절인여유면
32...부측면
321...부절인여유면, 322...대각인선여유면
4...절인
41...주절인, 42...부절인
43...대각인선
5,6...체결홈, 51,61...체결면
7...체결구멍

Claims (11)

1. 상면, 하면, 측면, 절인, 그리고 체결구멍을 포함하는 절삭인서트로서,
   상기 절삭인서트는 상기 체결구멍을 중심으로 180도 회전 대칭되는 포지티브 타입(positive type)이며,
   상기 절인은 주절인, 부절인, 대각인선을 포함하고,
   상기 측면은 상기 주절인에 연결되는 주절인여유면을 구비하는 주측면과, 상기 부절인에 연결되는 부절인여유면, 상기 대각인선에 연결되는 대각인선여유면을 구비하는 부측면을 포함하고,
   상기 하면의 양단에는 상기 대각인선여유면을 따르는 방향으로 체결홈이 상기 부측면과 단차지게 형성되고,
   상기 체결홈에서 절삭공구와 접촉하는 체결면은 역포지티브 타입(reversely positive type)으로 형성되며,
   상기 하면에서 볼 때, 상기 주절인여유면의 경계선과 상기 체결면의 경계선이 이루는 각도는, 상기 주절인여유면의 경계선과 상기 대각인선여유면의 경계선이 이루는 각도보다 작은
   절삭인서트.
2. 제1항에서,
   상기 체결면은 상기 하면의 일단에 각각 위치하는 제1 체결면과 제2 체결면을 포함하며,
   상기 하면에서 볼 때, 상기 제1 체결면과 상기 제2 체결면은 서로 평행한
   절삭인서트.
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 하면에서 볼 때, 상기 체결홈의 폭은 상기 부절인여유면에서 상기 주절인여유면으로 갈수록 커지는 절삭인서트.
5. 제1항에서,
   상기 절삭공구에 체결시, 상기 체결면, 상기 하면, 상기 주절인여유면이 장착면으로서 상기 절삭공구에 각각 접촉하는 절삭인서트.
6. 제1항에서,
   상기 하면에는 상기 주절인여유면을 따라 주절인방향체결홈이 더 형성되고, 상기 주절인방향체결홈에서 상기 절삭공구와 접촉하는 주절인방향체결면은 역포지티브 타입으로 형성되는 절삭인서트.
7. 제6항에서,
   상기 절삭공구에 체결시, 상기 체결면, 상기 하면, 상기 주절인방향체결면이 장착면으로서 상기 절삭공구에 각각 접촉하는 절삭인서트.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 절삭인서트가 장착되는 절삭공구.

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