KR102386942B1

KR102386942B1 - 드릴용 절삭 인서트

Info

Publication number: KR102386942B1
Application number: KR1020170106510A
Authority: KR
Inventors: 노기영
Original assignee: 대구텍 유한책임회사
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2017-08-23
Publication date: 2022-04-14
Also published as: EP3672752A1; CN111093872A; JP2020531296A; KR20190021592A; US20200238397A1; EP3672752A4; JP7168657B2; US11759869B2; CN111093872B; WO2019039724A1

Abstract

드릴용 절삭 인서트는, 상부 표면; 상기 상부 표면의 반대측에 형성되는 하부 표면과, 상기 상부 표면과 상기 하부 표면을 연결하는 측면과, 상기 상부 표면과 상기 측면의 교차 위치에 형성된 절삭 에지와, 칩 컨트롤을 용이하게 하기 위하여, 상기 상부 표면으로부터 상방으로 융기 형성되는 리지부를 포함한다. 이 때, 상기 리지부는 상기 절삭 에지로부터 이격되어 상기 드릴용 절삭 인서트의 중앙부에 배치되는 리지 본체와, 상기 리지 본체의 코너 부근에서부터 상기 절삭 에지와 평행하게 연장되는 리지 연장부를 포함한다.

Description

드릴용 절삭 인서트{Cutting insert for drilling}

본 발명은 드릴용 절삭 인서트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드릴링(Hole making), 연강(mild steel) 및 SUS(stainless)등 난삭재 가공에서 보다 효율적으로 칩 컨트롤이 가능한 드릴용 절삭 인서트 형상에 관한 것이다.

고체 금속 재료 내로의 드릴링을 위해 종축을 중심으로 회전 가능하며, 교체 가능한 복수의 드릴용 절삭 인서트가 장착되는 드릴 본체를 구비한 드릴링 공구가 알려져 있다. 이 때, 상기 드릴용 절삭 인서트는 복수의 에지를 순차적으로 사용할 수 있도록 인덱스 가능하도록(indexable) 대칭 형상을 갖는다.

예를 들어, WO 03/099494 A1은 본체와 2개의 절삭 인서트를 구비하는 드릴링 공구로서, 하나의 절삭 인서트는 중심 인서트를 형성하고, 다른 하나의 절삭 인서트는 에지 인서트를 형성하는 드릴링 공구를 기술한다. 사용시 중심 인서트와 에지 인서트의 가동(active) 절삭 에지는 각각의 경우 축방향으로 본체를 넘어 돌출되고, 드릴링 공구가 작동하고 있을 때 피삭재로부터 칩이 제거되도록 한다.

도 1과 같은 통상의 드릴용 절삭 인서트(10)에서, 절삭 에지(12)는 드릴용 절삭 인서트(10)의 상부 표면의 가장자리를 따라 형성되어 있다. 또한 드릴링되는 피삭재로부터 생성되는 칩(C)에 대한 컨트롤(칩 컨트롤)을 위해 절삭 에지(12)와 중심 홀(14) 사이에 절삭 에지(12)와 대응하여 배치되는, 칩 포머(chip former, 15)를 구비한다. 상기 칩 포머는 절삭 에지(12)를 따라 4방향으로 형성되는 대략 상부면(16)보다 낮은 영역이다. 이 때 칩 컨트롤 성능은 피삭재의 경도, 상기 칩 포머(15)의 폭(W1) 등에 따라 달라질 수 있다.

특히, 드릴용 절삭 인서트(10)가 가공하고자 하는 피삭재가 연강(mild steel), SUS(stainless) 등의 재질이거나, 드릴용 절삭 인서트(10)에 의해 구멍 형성(hole making) 가공을 하고자 하는 경우에는 일반적으로 칩 컨트롤이 어려운 난삭 상황이라고 볼 수 있다.

따라서, 난삭재용 인서트는 일반적으로 칩 컨트롤을 좋게 하기 위하여, 도 2와 같이 통상의 인서트보다 넓은 칩 포머 (25)를 갖는 드릴용 절삭 인서트(20)를 사용한다. 이러한 드릴용 절삭 인서트(20)에서 칩 포머 (25)는 보다 큰 폭(W2)를 갖기 때문에 난삭재로부터 생성되는 칩(C)에 대한 칩 컨트롤 성능이 향상될 수 있다.

반면에, 생성되는 칩(C)에 대한 칩 컨트롤이 가능한 드릴용 절삭 인서트(20) 상부면의 유효 길이(D1), 즉 유효 칩 컨트롤 영역은 상기 폭(W2)가 커지는 만큼 줄어들게 된다. 도 2의 인덱서블 절삭 인서트에서 도시된 D2는 실질적으로 W2와 동일한 크기를 갖기 때문에 W2가 커진다는 것은 D2가 커진다는 것을 의미한다. 칩 포머(25) 중에서 D2로 표시된 위치에서는 칩 포머(25a)가 칩이 진입하는 방향과 평행하게 배치되어 있기 때문에 칩 컨트롤의 기능을 수행하지 못한다.

이러한 이유로, 칩 포머(25)의 폭이 커지면 자체로는 난삭재의 칩 컨트롤 성능이 향상되지만, 칩이 진입하는 방향과 평행한 부분, 즉 칩 컨트롤이 되지 않는 부분의 폭도 같이 커지게 되므로 상쇄 효과로 인하여 전체적으로 칩 컨트롤 성능이 향상되지 않거나 향상의 정도가 미미하다는 문제가 발생한다.

국제특허출원 공개공보 2003-099494호 (2003. 12. 4 공개)

본 발명은 이러한 문제점을 고려하여 창안된 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 칩 컨트롤 성능 개선을 위해 칩 포머의 폭을 넓히더라도 이로 인한 전술한 부작용을 없앨 수 있는 드릴용 절삭 인서트를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 복수의 드릴용 절삭 인서트를 장착하는 드릴링 공구에 있어서, 상기 복수의 드릴용 절삭 인서트 간의 배치를 최적화하여 드릴링 과정에서 발생하는 칩 컨트롤 성능을 향상시키는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴용 절삭 인서트는, 상부 표면; 상기 상부 표면의 반대측에 형성되는 하부 표면; 상기 상부 표면과 상기 하부 표면을 연결하는 측면; 상기 상부 표면과 상기 측면의 교차 위치에 형성된 절삭 에지; 및 칩 컨트롤을 용이하게 하기 위하여, 상기 상부 표면으로부터 상방으로 융기 형성되는 리지부를 포함하며, 상기 리지부는 상기 절삭 에지로부터 이격되어 상기 드릴용 절삭 인서트의 중앙부에 배치되는 리지 본체와, 상기 리지 본체의 코너 부근에서부터 상기 절삭 에지와 평행하게 연장되는 리지 연장부를 포함한다.

또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 드릴링 공구는, 종축을 중심으로 회전 가능한 드릴 본체; 및 적어도 하나의 내측 절삭 인서트 및 상기 내측 절삭 인서트와 동일하고 반경 방향으로 보다 외측에 배치되는 적어도 하나의 외측 절삭 인서트를 포함하며, 상기 내측 절삭 인서트와 상기 외측 절삭 인서트 각각은, 상부 표면; 상기 상부 표면의 반대측에 형성되는 하부 표면; 상기 상부 표면과 상기 하부 표면을 연결하는 측면; 상기 상부 표면과 상기 측면의 교차 위치에 형성된 절삭 에지; 및 칩 컨트롤을 용이하게 하기 위하여, 상기 상부 표면으로부터 상방으로 융기 형성되는 리지부로서, 상기 절삭 에지로부터 이격되어 절삭 인서트 중앙부에 배치되는 리지 본체와 상기 리지 본체의 코너 부근에서부터 상기 절삭 에지와 평행하게 연장되는 리지 연장부를 구비한다.

본 발명에 따른 인덱스 가능한 드릴용 절삭 인서트에 따르면, 난삭재를 가공하기에 적합하도록 칩 포머의 폭을 넓히면서도 이로 인한 유효 칩 컨트롤 영역의 감소를 최소화할 수 있다.

본 발명에 따른 드릴링 공구에 따르면, 상기 드릴링 공구에 장착되는 복수의 드릴용 절삭 인서트간의 배치를 최적화하여 유효 칩 컨트롤을 방해하는 드릴용 절삭 인서트 내의 불용 영역을 은닉하여 드릴링 성능을 제고할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 일반 드릴용 절삭 인서트를 도시한 평면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 난삭재용 드릴용 절삭 인서트를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴용 절삭 인서트에서, 칩 컨트롤을 위한 리지부의 형태를 보여주는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴용 절삭 인서트를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 드릴용 절삭 인서트의 평면도이다.
도 6은 도 4의 드릴용 절삭 인서트의 측면도이다.
도 7은 도 4의 드릴용 절삭 인서트의 저면도이다.
도 8은 도 5에서 A-A'를 절취한 단면도이다.
도 9는 2개의 드릴용 절삭 인서트가 배치되는 드릴링 공구의 전체 형상을 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에서 드릴용 절삭 인서트가 배치된 드릴링 공구의 단부를 확대한 도면이다.
도 11은 종축에 따른 드릴링 공구의 축방향 단부의 평면도이다.
도 12는 내측 절삭 인서트 및 외측 절삭 인서트가 회전반경을 따라 겹쳐진 형태로 도시한 도면이다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 절삭 인서트 및 드릴링 공구를 보여주는 도면들이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 절삭 인서트 및 드릴링 공구를 보여주는 도면들이다.
도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 절삭 인서트 및 드릴링 공구를 보여주는 도면들이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴용 절삭 인서트(100)에서, 칩 컨트롤을 위한 리지부(ridge portion, 114)의 형태를 보여주는 평면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 드릴용 절삭 인서트(100)는 인덱스 가능한 복수의 절삭 에지(50)를 구비한다. 또한, 상기 드릴용 절삭 인서트(100)의 리지부(114)는 중앙의 보어(105)를 둘러싸는 폐곡선 형태의 리지 본체(113)와, 상기 리지부(113)의 코너로부터 각각 절삭 에지(50)를 향해 연장되는 리지 연장부(115)를 포함한다. 이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴용 절삭 인서트(100)는 칩 포머의 폭(W3)을 충분히 키우더라도 리지 연장부(115)의 부가로 인하여 유효한 칩 컨트롤 영역은 기존의 D3에서 D4로 늘어나게 된다. 따라서, 리지 연장부(115)에 의해 리지부(114)의 폭이 충분히 커짐에 따라 난삭재의 칩 컨트롤을 용이하게 하면서도, 유효한 칩 컨트롤 영역(D4)을 충분히 확보할 수 있기 때문에 상기 칩 포머의 폭(W3) 의 증가에 따른 부작용을 없앨 수 있다. 즉, 절삭 에지(50)에서 발생하는 칩이 이와 같이 연장된 리지부(113)를 타고 넘어갈 수 있도록 하여 칩 컨트롤이 가능한 영역이 확장되는 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴용 절삭 인서트(100)를 도시한 사시도이고, 도 5는 상기 드릴용 절삭 인서트(100)의 평면도, 도 6은 상기 드릴용 절삭 인서트(100)의 측면도, 도 7은 상기 드릴용 절삭 인서트(100)의 저면도, 그리고 도 8은 도 5에서 A-A'를 절취한 단면도이다. 이하 도 4 내지 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴용 절삭 인서트(100)의 구조 및 작용을 설명한다.

도시된 드릴용 절삭 인서트(100)는 상부 표면(110)과, 상기 상부 표면(110)의 반대측에 형성되는 하부 표면(150)과, 상기 상부 표면(110)과 상기 하부 표면(150)을 연결하는 측면(130)과, 상기 상부 표면(110)과 상기 측면의 교차 위치에 형성된 절삭 에지(50)와, 칩 컨트롤을 용이하게 하기 위하여, 상기 상부 표면(110)으로부터 상방으로 융기 형성되는 리지부(114)를 포함하여 구성될 수 있다. 리지부(114)의 일면에는 인덱스 가능한 드릴용 절삭 인서트(100)에서 필요한 절삭 에지를 교체하여 사용함에 있어서 기준 마커 역할을 하는 노치(116)가 형성되어 있다.

상기 절삭 에지(50)는 피삭재의 절삭시 메인 역할을 하는 주 절삭 에지(51)와, 상기 절삭시 보조 역할을 하는 부 절삭 에지(52) 및 양자를 연결하는 코너 절삭 에지(53)를 포함한다. 후술하는 도 12에도 도시된 바와 같이, 주 절삭 에지(51a, 51b)는 드릴링 표면에 인접하여 메인 절삭 기능을 수행함에 비해, 부 절삭 에지(51b, 52b)는 드릴링 표면에 수직으로 배치되어 보조 절삭 기능을 수행한다. 절삭 에지(50)에 절삭각을 부여하기 위하여 상기 절삭 에지(50)로부터 상부 표면(110)의 내측을 향해 하강 경사를 갖는 경사면(111)이 형성되어 있다. 상기 경사면(111)의 내측 단부는 상부 표면(110)의 바닥면(112)과 인접한다. 상기 절삭 에지(50)의 경사면(11), 상기 바닥면(112) 및 리지부(114)에 형성된 경사면(117)은 함께 절삭 에지(50) 및 리지부(114)보다 하방으로 함몰된 칩 포머를 형성한다. 한편, 경우에 따라서는 상기 경사면(11) 없이 칩 포머가 형성될 수도 있다.

이러한 리지부(114)는 구체적으로, 상기 상부 표면(110)을 상방으로부터 볼 때 폐곡선 형상을 갖는 리지 본체(113)와, 상기 리지 본체(113)의 코너로부터 상기 절삭 에지(50)를 향하여 연장되는 리지 연장부(115)를 포함한다. 이러한 리지 연장부(115)는 상기 리지 본체(113)와 동일한 높이를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 리지 연장부(115)는 상기 부 절삭 에지(52) 쪽으로, 상기 부 절삭 에지(52)와 수직이고 상기 주 절삭 에지(51)와 평행한 방향으로 연장된다. 이와 같이, 리지 연장부(115)가 부 절삭 에지(52)와 수직으로, 주 절삭 에지(51)와 평행하게 연장함으로 인하여, 주 절삭 에지(51)에 의해 절삭되어 생성된 칩이 주 절삭 에지(51)와 수직인 방향으로 진입할 때 리지 연장부(115)에 의해 적절한 칩 컨트롤이 이루어질 수 있다.

다만, 상기 절삭 에지(50)의 연속성이 단절되지 않도록, 상기 리지 연장부(115)의 단부와 상기 부 절삭 에지 사이(52)에는 갭(gap) 공간(55)이 형성된다. 이러한 갭 공간(55)은 절삭 에지(50)의 일부분이라도 절삭 기능이 상실되는 것을 방지한다.

또한, 절삭 에지(52)의 코너 부분에서의 칩 컨트롤 성능을 향상시키기 위하여, 리지 연장부(115)는 상기 리지 본체(113)로부터 상기 리지 연장부(115)의 단부로 갈수록 폭이 감소하도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 리지부(114) 전반적으로 유입된 칩이 경사면을 타고 원활하게 넘어갈 수 있도록, 리지부(114)는 상방으로부터 상기 상부 표면으로 내려갈수록 단면이 커지는 형상을 갖는 것이 바람직하다.

도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 리지 본체(113)는 상기 상부 표면(110)으로부터 상기 하부 표면(150)까지 관통하는 보어(105)을 둘러싸도록 되어 있다. 상기 보어(105)은 스크류에 의해 드릴 본체에 형성된 포켓(pocket)에 고정하기 위해 필요한 구성요소이다. 또한, 드릴용 절삭 인서트(100)의 하부 표면(150) 근처의 코너부에는 오목 홈(135)이 형성되어 있어서 상기 포켓에 드릴용 절삭 인서트(100)를 고정할 때 위치를 잡아주는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보어(105)의 가장자리는 상기 리지 본체(113)의 내측 폐곡선과 일치한다. 즉, 보어(105)의 가장자리와 리지 본체(113) 사이에는 별도의 굴곡이나 요철이 존재하지 않는다. 따라서, 드릴용 절삭 인서트(100)의 구조가 보다 간단해지고 상부 표면(110)에 충분한 크기의 보어(105) 공간을 확보할 수 있으며, 별도의 리지 본체(113) 내측으로 하강 경사면을 형성할 필요 없이 보어(105) 자체의 가장자리 부분이 그 역할을 수행할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면 리지 본체(113)로부터 연장된 리지 연장부(115)에 의하여 유효한 칩 컨트롤 영역이 증대되기 때문에 인서트(100)를 이용한 드릴링 과정에서 칩 포머(111, 112, 117)의 폭을 충분하게 확보하면서도 칩 컨트롤 성능을 향상시킬 수 있다.

한편 이러한 칩 컨트롤 성능의 추가적인 향상을 위해서, 가장 바람직하게는 칩 포머가 홈 내지 그루브(groove) 형상을 가지면서, 절삭 에지(50)와, 칩 포머의 저면인 바닥면(112)과, 리지 본체(113)와 리지 연장부(115)를 포함하는 리지부(114) 간에는 특정한 높이 조건을 만족하게 할 필요가 있다. 도 8을 참조하면, 리지 본체(113) 또는 리지 연장부(115)는 같은 높이(a)를 가지며, 절삭 에지(50) 및 칩 포머의 바닥면(112) 보다 높으며, 절삭 에지(50)는 그루브의 바닥면(112)보다 높다. 따라서, 리지부(114)의 높이(a), 절삭 에지(50)의 높이(b) 및 칩 포머 바닥면(112)의 높이(c) 간에는, "a > b > c"의 관계가 성립한다.

이러한 높이 관계로 인하여, 드릴링 과정에서 절삭 에지(50) 부근에서 피삭재로부터 생생되는 칩은 칩 포머(112) 및 리지부(114)를 순차적으로 거치면서 위로 말려 올라가는 형태로 바람직한 칩 컨트롤이 이루어지는 것이다.

이하에서는 전술한 드릴용 절삭 인서트(100) 2개를 구비하는 드릴링 공구(60)가 기술된다. 도 9는 2개의 드릴용 절삭 인서트(100)가 배치되는 드릴링 공구(60)의 전체 형상을 도시하고, 도 10은 도 9에서 드릴용 절삭 인서트(100)가 배치된 드릴링 공구(60)의 단부(Z)를 확대하여 도시한 도면이다.

드릴링 공구(60)는 드릴링을 위해 종축(R)을 중심으로 회전가능한 드릴 본체(65)를 구비한다. 드릴 본체(65)는 각각의 경우에 하나의 드릴용 절삭 인서트(100)를 수용하기 위한 2개의 수용 부분을 구비한다. 2개의 수용 부분 중 하나는 내측 수용 부분의 역할을 하고, 다른 하나의 수용 부분은 외측 수용 부분의 역할을 한다. 수용 부분은 특히 각각의 경우에 각각의 드릴용 절삭 인서트(100) 내의 보어(105)를 통해 안내되는 스크류를 수용하기 위한 나사 형성된 보어를 구비한다. 또한, 수용 부분은 각각의 경우에 그곳에 수용되는 각각의 드릴용 절삭 인서트(100)가 맞대어져 폼-피팅(form-fitting) 방식으로 지지될 수 있는 하나 또는 수개의 접촉면을 구비할 수 있다.

도 11은 종축(R)에 따른 드릴링 공구(60)의 축방향 단부의 평면도를 도시한다. 제1 드릴용 절삭 인서트(100)가 내측 절삭 인서트(100a)로서 드릴 본체(65) 상에 체결되고, 동일한 제2 드릴용 절삭 인서트(100)가 외측 절삭 인서트(100b)로서 드릴 본체(65) 상에 체결된다. 내측 절삭 인서트(100a)와 외측 절삭 인서트(100b)는 종축(R)으로부터 상이한 반경 방향 거리를 두고 그리고 실질적으로 종축(R)을 포함하는 제1 평면(P1) 내에 배치된다. 또한, 종축(R)을 포함하는 제2 평면(P2)이 제1 평면(P1)에 대해 수직으로 연장되며, 내측 절삭 인서트(100a)는 그 내측 부분이 제2 평면(P2)과 교차하도록 배치될 수 있다.

외측 절삭 인서트(100b)는 축방향으로 드릴 본체(65)를 넘어 돌출되는 가동 절삭 에지가 제1 평면(P1)에 적어도 실질적으로 평행하게 연장되고 드릴링 공구(60)가 작동하고 있을 때, 종축(R)을 중심으로 하는 회전에 관하여 제1 평면(P1) 약간 앞에 배치된다. 따라서, 내측 절삭 인서트(100a)와 외측 절삭 인서트(100b)는 드릴링 공구(60)가 작동하고 있을 때 종축(R)을 중심으로 하는 회전에 관하여 상이한 반경 방향 위치에 배치되고, 서로에 대해 대략 반바퀴만큼 편위된다.

도 12는 도 10 및 도 11과 같이 배치된 내측 절삭 인서트(100a) 및 외측 절삭 인서트(100b)가 회전반경을 따라 겹쳐진 형태로 도시한 도면이다. 여기서, 내측 절삭 인서트(100a)의 가동 절삭 에지와 상기 외측 절삭 인서트(100b)의 가동 절삭 에지가 조합되어 복합 절삭 에지(L)를 형성한다. 여기서 가동 절삭 에지라고 함은 인덱스 가능한 드릴용 절삭 에지들(52) 중에서 현재 장착된 구조상 드릴링에 직접 사용되는 절삭 에지를 의미한다. 도 12에서는 복합 절삭 에지(L)를 형성하는, 내측 및 외측 절삭 인서트(100a, 100b)의 하측에 구비된 절삭 에지를 나타낸다.

상기 내측 절삭 인서트(100a)는 상기 내측 절삭 인서트(100a)에 형성된 리지 연장부(115a)가 상기 종축에 근접하여 상기 종축과 나란한 방향을 갖도록 상기 드릴 본체(65)에 장착된다. 상기 내측 절삭 인서트(100a)와 상기 외측 절삭 인서트(100b)를 회전 방향으로 중첩했을 때, 상기 외측 절삭 인서트(100b)는 상기 외측 절삭 인서트(100b)에 형성된 리지 연장부(115b)가 상기 내측 절삭 인서트(100a)에 중첩되어 가려진다.

따라서, 내측 절삭 인서트(100a)에서 칩 컨트롤 내지 칩 배출에 장애가 될 수 있는 가동 절삭 에지에 수직인 리지 연장부(115a)는 종축(R)과 인접해 있으므로(회전 속도가 0에 가까우므로) 절삭에 영향을 미치지 않는 영역에 위치한다. 또한, 외측 절삭 인서트(100b)에서 칩 컨트롤 내지 칩 배출에 장애가 될 수 있는, 가동 절삭 에지에 수직인 리지 연장부(115b)는, 드릴링 가공시 리드하는 내측 절삭 인서트(100a)에 의해 가려져서 실질적으로 절삭에 관여하지 않으므로 역시 문제가 발생하지 않는다. 이러한 내측 절삭 인서트(100a)와 외측 절삭 인서트(100b)의 계획화된 배치에 의하여, 칩 컨트롤에 그나마 악영향을 줄 수 있는 일부 영역 조차도, 종축(R)에 근접하게 배치하거나 리드하는 절삭 인서트에 의해 은닉함으로써 전반적으로 칩 컨트롤에 악영향을 주는 문제를 전반적으로 제거할 수 있다.

한편, 외측 절삭 인서트(100b)에서 종축(R)으로부터 가장 먼 쪽의 주절삭 에지(51b)에서 드릴링 회전 속도가 최대가 된다. 따라서, 가장 먼 주절삭 에지(51b)에서 절삭되어 형성된 칩의 컨트롤이 가장 큰 문제가 될 수 있다. 왜냐하면, 절삭 속도가 클수록 피삭제의 칩 컬링(chip curling)이 원활하게 되지 않고 칩이 길게 펴지는 현상이 발생하기 때문이다. 이러한 현상은 피삭재가 부드러운 연강인 경우에 보다 현저하게 나타난다. 그러나, 본 발명에 따르면 이러한 주절삭 에지(51b)에 대응하여 리지 연장부(115b')가 형성되어 있기 때문에 최대 회전 속도를 갖는 위치에서도 칩 컬링 및 칩 커팅이 원활하게 이루어질 수 있다.

한편, 상기 복합 절삭 에지(L)는, 상기 종축(R) 부근, 및 상기 외측 절삭 인서트(100b)의 가동 절삭 에지의 바깥쪽보다는, 상기 내측 절삭 인서트(100a)의 가동 절삭 에지와 상기 외측 절삭 인서트(100b)가 가동 절삭 에지가 중첩되는 부분(복합 절삭 에지 L의 중앙 부분)에서 드릴 진행 방향(하방)으로 돌출되어 있다. 따라서 상기 복합 절삭 에지(L)의 중앙 부분이 드릴링 과정에서 선단 역할을 하게 된다.

이상 본 발명의 설명에서는 절삭 인서트(100)가 대략 정사각형 형태를 갖는 실시예에 대하여 설명하였다. 하지만, 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서도 다양하게 변형된 형태의 절삭 인서트를 제공하는 것도 가능하다. 이하에서는 이와 같이 다양하게 변형된 실시예들에 대해 설명하기로 한다.

도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 절삭 인서트 및 드릴링 공구를 보여주는 도면들이다. 도 13a는 대략 평행사변형 형상을 갖는 절삭 인서트(200)의 평면도이다.

절삭 인서트(200)도 상부 표면으로부터 상방으로 융기 형성되는 리지부(214)를 포함하며, 상기 리지부(214)는 절삭 에지(150)로부터 이격되어 절삭 인서트 중앙부(205)에 배치되는 리지 본체(213)와, 상기 리지 본체(213)의 코너 부근에서부터 상기 절삭 에지(150), 특히 제1 절삭 에지(151)와 평행하게 연장되는 리지 연장부(215)를 포함한다. 여기서, 상기 리지 본체(213)와 상기 리지 연장부(215)는 상기 상부 표면을 기준으로 동일한 높이를 갖는 것이 바람직하다.

절삭 에지(150) 특히 제1 절삭 에지(151)와, 상기 제1 절삭 에지(151)와 평행하게 연장되는 리지 연장부(215) 사이에는, 상기 상부 표면을 기준으로 상기 절삭 에지(150) 및 상기 리지 연장부(215)보다 낮은 칩 포머(212)가 형성되고, 상기 상부 표면을 기준으로 상기 리지 연장부(215)가 상기 절삭 에지(150)보다 높게 형성되는 것이, 제1 절삭 에지(151)에 의해 절삭되어 배출되는 칩의 컨트롤을 위해 보다 바람직하다.

상기 절삭 에지(150)는 제1 절삭 에지(151) 및, 코너 절삭 에지(153)에서 상기 제1 절삭 에지(151)와 연결되는 제2 절삭 에지(152)를 포함한다. 상기 리지 연장부(215)는 상기 제2 절삭 에지(152) 쪽으로, 상기 제1 절삭 에지(151)와 평행한 방향으로 연장되어 있어 제1 절삭 에지(151)에 의해 절삭되어 배출되는 칩의 컬링(curling)이 원활하게 이루어질 수 있게 한다.

도 13b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 절삭 인서트(200)가 배치된 드릴링 공구(160)의 단부를 확대한 도면이고, 도 13c는 도 13b의 드릴링 공구(160)에서 내측 절삭 인서트(200a) 및 외측 절삭 인서트(200b)가 회전반경을 따라 겹쳐진 형태로 도시한 도면이다.

내측 절삭 인서트(200a)의 가동 절삭 에지(151a)와 외측 절삭 인서트(200b)의 가동 절삭 에지(152b)가 중첩하여 조합되면서 복합 절삭 에지를 형성한다. 이 때, 상기 외측 절삭 인서트(200b)의 가동 절삭 에지(152b) 중에서, 적어도 종축(R)에서 가장 먼 일부분(152b')이 상기 외측 절삭 인서트(200b)의 리지 연장부(215b)와 평행하도록, 상기 외측 절삭 인서트(200b)가 배치되어 있다.

또한, 상기 내측 절삭 인서트(200a)에 형성된 리지 연장부(215a)는 상기 종축(R)에 근접하여 대략 상기 종축(R)과 나란한 방향을 가지므로(회전속도가 0에 가까움) 실질적으로 드릴링 과정에 영향을 미치지 않는다. 그리고, 상기 내측 절삭 인서트(200a)와 상기 외측 절삭 인서트(200b)를 회전 방향으로 중첩했을 때, 상기 외측 절삭 인서트(200b)에 형성된, 대략 종축(R)과 평행한 방향으로 형성되는 리지 연장부(미도시됨)는 상기 내측 절삭 인서트(200a)에 중첩되어 가려져 있다. 따라서, 외측 절삭 인서트(200b)에서 칩 컨트롤에 장애가 될 수 있는 상기 리지 연장부는 드릴링 과정에서 절삭에 관여하지 않게 된다.

도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 절삭 인서트 및 드릴링 공구를 보여주는 도면들이다. 도 14a는 육각형 형상을 갖는 절삭 인서트(300)의 평면도이다.

절삭 인서트(300)도 상부 표면으로부터 상방으로 융기 형성되는 리지부(314)를 포함하며, 상기 리지부(314)는 절삭 에지(250)로부터 이격되어 절삭 인서트 중앙부(305)에 배치되는 리지 본체(313)와, 상기 리지 본체(313)의 코너 부근에서부터 상기 절삭 에지(250), 특히 제1 절삭 에지(251)와 평행하게 연장되는 리지 연장부(315)를 포함한다. 여기서, 상기 리지 본체(313)와 상기 리지 연장부(315)는 상기 상부 표면을 기준으로 동일한 높이를 갖는 것이 바람직하다.

절삭 에지(250) 특히 제1 절삭 에지(251)와, 상기 제1 절삭 에지(251)와 평행하게 연장되는 리지 연장부(315) 사이에는, 상기 상부 표면을 기준으로 상기 절삭 에지(250) 및 상기 리지 연장부(315)보다 낮은 칩 포머(312)가 형성되고, 상기 상부 표면을 기준으로 상기 리지 연장부(315)가 상기 절삭 에지(250)보다 높게 형성되는 것이, 제1 절삭 에지(251)에 의해 절삭되어 배출되는 칩의 컨트롤을 위해 보다 바람직하다.

상기 절삭 에지(250)는 제1 절삭 에지(251) 및, 코너 절삭 에지(253)에서 상기 제1 절삭 에지(251)와 연결되는 제2 절삭 에지(252)를 포함한다. 상기 리지 연장부(315)는 상기 제2 절삭 에지(252) 쪽으로, 상기 제1 절삭 에지(251)와 평행한 방향으로 연장되어 있어 제1 절삭 에지(251)에 의해 절삭되어 배출되는 칩의 컬링(curling)이 원활하게 이루어질 수 있게 한다.

도 14b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 절삭 인서트(300)가 배치된 드릴링 공구(260)의 단부를 확대한 도면이고, 도 14c는 도 14b의 드릴링 공구(260)에서 내측 절삭 인서트(300a) 및 외측 절삭 인서트(300b)가 회전반경을 따라 겹쳐진 형태로 도시한 도면이다.

내측 절삭 인서트(300a)의 가동 절삭 에지(251a)와 외측 절삭 인서트(300b)의 가동 절삭 에지(251b)가 중첩하여 조합되면서 복합 절삭 에지를 형성한다. 이 때, 상기 외측 절삭 인서트(300b)의 가동 절삭 에지(251b) 중에서, 적어도 종축(R)에서 가장 먼 일부분(251b')이 상기 외측 절삭 인서트(300b)의 리지 연장부(315b)와 평행하도록, 상기 외측 절삭 인서트(300b)가 배치되어 있다.

또한, 상기 내측 절삭 인서트(300a)에 형성된 리지 연장부(315a)는 상기 종축(R)에 근접하여 회전속도가 0에 가까우므로, 실질적으로 드릴링 과정에 영향을 미치지 않는다. 그리고, 상기 내측 절삭 인서트(300a)와 상기 외측 절삭 인서트(300b)를 회전 방향으로 중첩했을 때, 상기 외측 절삭 인서트(300b)에서 칩 컨트롤에 부적합한 방향으로 배치된 리지 연장부(미도시됨)는 상기 내측 절삭 인서트(300a)에 중첩되어 가려져 있다. 따라서, 외측 절삭 인서트(300b)에서 칩 컨트롤에 장애가 될 수 있는 상기 리지 연장부는 드릴링 과정에서 절삭에 관여하지 않게 된다.

도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 절삭 인서트 및 드릴링 공구를 보여주는 도면들이다. 도 15a는 대략 정삼각형 형상을 갖는 절삭 인서트(400)의 평면도이다.

절삭 인서트(400)도 상부 표면으로부터 상방으로 융기 형성되는 리지부(414)를 포함하며, 상기 리지부(414)는 절삭 에지(350)로부터 이격되어 절삭 인서트 중앙부(405)에 배치되는 리지 본체(413)와, 상기 리지 본체(413)의 코너 부근에서부터 상기 절삭 에지(350), 특히 제1 절삭 에지(351)와 평행하게 연장되는 리지 연장부(415)를 포함한다. 여기서, 상기 리지 본체(413)와 상기 리지 연장부(415)는 상기 상부 표면을 기준으로 동일한 높이를 갖는 것이 바람직하다.

절삭 에지(350) 특히 제1 절삭 에지(351)와, 상기 제1 절삭 에지(351)와 평행하게 연장되는 리지 연장부(415) 사이에는, 상기 상부 표면을 기준으로 상기 절삭 에지(350) 및 상기 리지 연장부(415)보다 낮은 칩 포머(412)가 형성되고, 상기 상부 표면을 기준으로 상기 리지 연장부(415)가 상기 절삭 에지(350)보다 높게 형성되는 것이, 제1 절삭 에지(351)에 의해 절삭되어 배출되는 칩의 컨트롤을 위해 보다 바람직하다.

상기 절삭 에지(350)는 제1 절삭 에지(351) 및, 코너 절삭 에지(353)에서 상기 제1 절삭 에지(351)와 연결되는 제2 절삭 에지(352)를 포함한다. 상기 리지 연장부(415)는 상기 제2 절삭 에지(352) 쪽으로, 상기 제1 절삭 에지(351)와 평행한 방향으로 연장되어 있어 제1 절삭 에지(351)에 의해 절삭되어 배출되는 칩의 컬링(curling)이 원활하게 이루어질 수 있게 한다.

도 15b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 절삭 인서트(400)가 배치된 드릴링 공구(360)의 단부를 확대한 도면이고, 도 15c는 도 15b의 드릴링 공구(360)에서 내측 절삭 인서트(400a) 및 외측 절삭 인서트(400b)가 회전반경을 따라 겹쳐진 형태로 도시한 도면이다.

내측 절삭 인서트(400a)의 가동 절삭 에지(351a)와 외측 절삭 인서트(400b)의 가동 절삭 에지(351b)가 중첩하여 조합되면서 복합 절삭 에지를 형성한다. 이 때, 상기 외측 절삭 인서트(400b)의 가동 절삭 에지(351b) 중에서, 적어도 종축(R)에서 가장 먼 일부분(351b')이 상기 외측 절삭 인서트(400b)의 리지 연장부(415b)와 평행하도록, 상기 외측 절삭 인서트(400b)가 배치되어 있다.

또한, 상기 내측 절삭 인서트(400a)에 형성된 리지 연장부(415a)는 상기 종축(R)에 근접하여 회전속도가 0에 가까우므로, 실질적으로 드릴링 과정에 영향을 미치지 않는다. 그리고, 상기 내측 절삭 인서트(400a)와 상기 외측 절삭 인서트(400b)를 회전 방향으로 중첩했을 때, 상기 외측 절삭 인서트(400b)에서 칩 컨트롤에 부적합한 방향으로 배치된 리지 연장부(미도시됨)는 상기 내측 절삭 인서트(400a)에 중첩되어 가려져 있다. 따라서, 외측 절삭 인서트(400b)에서 칩 컨트롤에 장애가 될 수 있는 상기 리지 연장부는 드릴링 과정에서 절삭에 관여하지 않게 된다.

이상에서 드릴링 공구(60, 160, 260, 360)에는 내측 절삭 인서트(100a, 200a, 300a, 400a)와 외측 절삭 인서트(100b, 200b, 300b, 400b)를 포함한 2개의 절삭 인서트가 배치되는 것으로 설명하였으나 이에 한하지 않고 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위에서 3이상의 절삭 인서트가 배치되도록 구성할 수 있을 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

50: 절삭 에지 51: 주 절삭 에지
52: 부 절삭 에지 53: 코너 절삭 에지
60: 드릴링 공구 65: 드릴 본체
100: 절삭 인서트 105: 보어
110: 상부 표면 111: 경사면
112: 바닥면 113: 리지 본체
114: 리지부 115: 리지 연장부
116: 노치 130: 측면
135: 오목 홈 150: 하부 표면

Claims

상부 표면;
상기 상부 표면의 반대측에 형성되는 하부 표면;
상기 상부 표면과 상기 하부 표면을 연결하는 측면;
상기 상부 표면과 상기 측면의 교차 위치에 형성된 절삭 에지; 및
칩 컨트롤을 용이하게 하기 위하여, 상기 상부 표면으로부터 상방으로 융기 형성되는 리지부(ridge portion)를 포함하는 드릴용 절삭 인서트로서,
상기 절삭 에지는 드릴에 결합 시 드릴링에 직접 사용되는 가동 절삭 에지를 포함하고,
상기 리지부는
상기 절삭 에지로부터 이격되어 상기 드릴용 절삭 인서트의 중앙부에 배치되는 리지 본체와,
상기 리지 본체의 코너 부근에서부터 상기 절삭 에지와 평행하게 연장되는 리지 연장부를 포함하되, 축방향으로 하향 위치되면서 반경 방향으로 외측으로 위치된 상기 리지 연장부는 상기 가동 절삭 에지에 평행한 방향으로 연장되는, 드릴용 절삭 인서트.
제1항에 있어서, 상기 리지 본체와 상기 리지 연장부는 상기 상부 표면을 기준으로 동일한 높이를 갖는, 드릴용 절삭 인서트.
제1항에 있어서,
상기 절삭 에지와 상기 절삭 에지와 평행하게 연장되는 리지 연장부 사이에는, 상기 상부 표면을 기준으로 상기 절삭 에지 및 상기 리지 연장부보다 낮은 칩 포머가 형성되고,
상기 상부 표면을 기준으로 상기 리지 연장부가 상기 절삭 에지보다 높은, 드릴용 절삭 인서트.
제1항에 있어서,
상기 절삭 에지는 제1 절삭 에지 및, 코너 절삭 에지에서 상기 제1 절삭 에지와 연결되는 제2 절삭 에지를 포함하고,
상기 리지 연장부는 상기 제2 절삭 에지 쪽으로, 상기 제1 절삭 에지와 평행한 방향으로 연장되는, 드릴용 절삭 인서트.
제4항에 있어서,
상기 절삭 에지의 연속성이 단절되지 않도록, 상기 리지 연장부의 단부와 상기 제2 절삭 에지 사이에는 갭(gap) 공간이 형성되는, 드릴용 절삭 인서트.
제4항에 있어서,
상기 리지 연장부는 상기 리지 본체로부터 상기 리지 연장부의 단부로 갈수록 폭이 감소하는, 드릴용 절삭 인서트.
제4항에 있어서,
상기 리지부는 상방으로부터 상기 상부 표면으로 내려갈수록 단면이 커지는 형상을 갖는, 드릴용 절삭 인서트.
제4항에 있어서,
상기 리지 본체는 상기 상부 표면으로부터 상기 하부 표면까지 관통하는 보어를 둘러싸되, 상기 보어의 가장자리가 상기 리지 본체의 내측 폐곡선을 형성하는, 드릴용 절삭 인서트.
종축을 중심으로 회전 가능한 드릴 본체; 및
적어도 하나의 내측 절삭 인서트 및 상기 내측 절삭 인서트와 동일하고 반경 방향으로 보다 외측에 배치되는 적어도 하나의 외측 절삭 인서트를 포함하되,
상기 내측 절삭 인서트와 상기 외측 절삭 인서트 각각은
상부 표면;
상기 상부 표면의 반대측에 형성되는 하부 표면;
상기 상부 표면과 상기 하부 표면을 연결하는 측면;
상기 상부 표면과 상기 측면의 교차 위치에 형성된 절삭 에지로서, 상기 드릴 본체에 결합 시 드릴링에 직접 사용되는 가동 절삭 에지를 포함하고; 및
칩 컨트롤을 용이하게 하기 위하여, 상기 상부 표면으로부터 상방으로 융기 형성되는 리지부(ridge portion)로서, 상기 절삭 에지로부터 이격되어 절삭 인서트 중앙부에 배치되는 리지 본체와, 상기 리지 본체의 코너 부근에서부터 상기 절삭 에지와 평행하게 연장되는 리지 연장부를 구비하는 상기 리지부를 포함하되, 축방향으로 하향 위치되면서 반경 방향으로 외측으로 위치된 상기 리지 연장부는 상기 가동 절삭 에지에 평행한 방향으로 연장되는, 드릴링 공구.
제9항에 있어서,
상기 내측 절삭 인서트의 가동 절삭 에지와 상기 외측 절삭 인서트의 가동 절삭 에지가 조합되어 복합 절삭 에지를 형성하는, 드릴링 공구.
제10항에 있어서, 상기 외측 절삭 인서트의 가동 절삭 에지 중에서, 적어도 상기 종축에서 가장 먼 일부분은, 상기 외측 절삭 인서트의 리지 연장부와 평행하도록 상기 외측 절삭 인서트가 배치되는, 드릴링 공구.
제10항에 있어서,
상기 내측 절삭 인서트에 형성된 리지 연장부가 상기 종축에 근접하고, 상기 복합 절삭 에지로부터 연장되면서 상기 종축에 근접하는 상기 절삭 에지와 평행하도록, 상기 내측 절삭 인서트가 상기 드릴 본체에 장착되는, 드릴링 공구.
제10항에 있어서,
상기 내측 절삭 인서트와 상기 외측 절삭 인서트를 회전 방향으로 중첩했을 때, 상기 외측 절삭 인서트에 형성된 리지 연장부가 상기 내측 절삭 인서트에 중첩되어 가려지는, 드릴링 공구.
제10항에 있어서,
상기 복합 절삭 에지는, 상기 종축 부근, 및 상기 외측 절삭 인서트의 가동 절삭 에지의 바깥쪽보다는 상기 내측 절삭 인서트의 가동 절삭 에지와 상기 외측 절삭 인서트가 가동 절삭 에지가 중첩되는 부분에서 드릴 진행 방향으로 돌출되어 있는, 드릴링 공구.