KR20010085770A - 홈가공 작업용 커팅 인써트 - Google Patents

Abstract

홈가공용 커팅 인써트는 중앙의 축 부분과 양 끝의 커팅 헤드를 포함하여 이루어지며, 상기 축 부분은 상부면(1), 바닥면(2) 및 인접한 측면(5, 6)으로 이루어지고, 상기 상부면과 전방 클리어런스면(3)간의 교선은 주 절삭날(8a)이 된다. 상기 주 절삭날(8a)은 양측면에서 제 2절삭날(8b)로 연장된다. 각 커팅 헤드의 선단면은 오목면(19)을 지나 하부면(20)으로 연장되는 클리어런스면(18)을 포함하여 축방향 내부로 소정량 만큼 변위되고 그 폭은 상기 커팅 헤드의 전체 폭(D)보다 작거나 같다.

Description

홈가공 작업용 커팅 인써트{CUTTING INSERT FOR GROOVING OPERATIONS}

그러한 기계가공에 있어서, 칩 브레이킹 및 칩 포밍은 정상적인 결과물을 얻기 위한 결정적인 요인이 되기도 한다. 근래에는 칩 이송(chip transport)이 얼마나 우수한가에 따라 장치의 생산성을 좌우한다. 길고 다루기 어려운 칩들은 쉽게 기계의 중단과 부품의 불량을 초래한다. 따라서 칩의 제어가 우선적으로 고려되어야 하며 그것은 공구 설계에 큰 영향을 주게 된다.

본 발명은 청구범위 제 1항에 따른 홈의 선삭용 및 절단 작업용 커팅 인써트에 관한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 커팅 인써트는 홈의 선삭용으로 적합하며, 축 길이방향 및 반지름 길이방향 선삭용 뿐만 아니라 서로 다른 축 방향의 홈 가공 및 절단 작업용으로도 사용될 수 있다.

첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명될 것이나 다음의 도면들에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1은 위에서 비스듬히 본 본 발명에 따른 커팅 인써트의 사시도이다.

도 2는 도 1과 동일한 커팅 인써트의 측면도이다.

도 3은 도 1과 동일한 커팅 인써트의 평면도이다.

도 4는 도 1과 동일한 커팅 인써트의 정면도이다.

도 5는 도 3에서 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 인써트의 중심을 자른 단면도이다.

홈가공 작업용 및 절단용 커팅 인써트는 생성된 슬롯에 끼워 맞춰지도록 칼날 형상을 한 형성된 홀더에 고정되는 것이 보통이다. 예컨데, 그러한 커팅 인써트는 US-A-4,778,311호, US-A-4,992,008호, US-A-5,135,336호, US-A-5,423,639호에 개시되어 있다. 그와 함께 최근에 요구되고 있는 것은, 가능하다면 생성된 슬롯내의 표면의 표면 마무리를 향상시키려는 것이다. 본 발명의 첫 번째 목적은 작업대상물에 생성된 슬롯내의 표면에 향상된 표면 마무리를 부여하는 데 적합한 커팅 인써트를 생산하는 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 길이 방향 선삭용 뿐만 아니라 반복되는 반지름 방향 홈가공용으로도 매우 적합한 커팅 인써트를 제공하는 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은 제작시 프레싱 기술의 관점에서 볼 때 이점을 제공하는 커팅 인써트를 생산하는 것으로, 이는 특히 서메트(cermet)와 같이 프레싱하기가 더욱 어려운 재료의 제조 과정에 있어 반지름이 큰 부분이 더욱 콤팩트해지는 결과를 나타내기 때문이다.

본 발명의 네 번째 목적은 주 절삭날 아래의 클리어런스면이 축 방향 정지면역할을 하여 연속적인 칩을 형성하는 기계가공시에 인써트가 잘 보호되도록 최적으로 설계된 양두 커팅 인써트(double-ended cutting insert)를 생산하는 것이다.

청구범위 제 1항의 특징부에서 개관되어 있는 특성을 갖는 홈 가공용 커팅 인써트에 의해 그 밖의 목적들이 달성되었다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 홈 가공용 커팅 인써트를 나타내며, 상부면(1), 바닥면(2), 전단면(3)과 상기 전단면과 같은 형태인 후단면(4) 및 서로 마주보는 평면으로 된 평행한 측면(5, 6)을 구비한 평행 육면체 형상의 본체를 포함한다. 상기 인써트의 상부면(1)과 바닥면(2)에는 길이 방향으로 오목한 V-자 형상의 키홈(1a, 2a)이 형성된다. 상기 상부면에는 경사면(1b, 1c)을 따라 그 내부로 이어진 오목한 트레일(1a)이 있다. 중앙의 오목 홈부(2a)의 양측에 바닥 지지면(2b, 2c)이 그에 상응하도록 경사져 있고, 본 명세서에서 참고자료로 활용되고 있는 스웨덴 특허출원 제 9703434-2호에 개시된 방법으로 블레이드 홀더에 대응하여 경사진 지지면에 장착되도록 되어 있으며, 인써트의 중앙부는 그 각각의 끝단에 형성된 커팅 헤드를 갖는 섕크부(shank portion)가 된다. 각각의 커팅 헤드는 상부면(1)과 양의 각(α)으로 교차함으로써 횡단날(8a)를 형성하는 전방 클리어런스면(7)으로 이루어진 단부면을 갖는다. 상기 절삭날(8a)은 원형이며 동일하게 균일한 반경을 갖는 측면날(8b) 쪽으로 이어진다. 상기 절삭날(8a, 8b)의 직경(D)은 양 측면(5, 6)간의 수직 거리보다 크다. 그 결과, 인써트로부터 횡방향 외측으로 돌출하고 비스듬하게 경사진 분기선(13)을 지나 측면(5)과 교차하는 인써트 위치에 측면날(8b)과 그 측면 클리어런스면(11, 12)이 형성된다. 대안적으로는 주 절삭날이 커팅 인써트의 길이 방향을 향해 수직으로 배향된 곧은 윤곽선을 갖는 반면에 측면날은 상기 인써트의 길이 방향으로부터 소정의 클리어런스 각으로 연장될 수도있다.

인써트의 양 끝에 있는 커팅 헤드에는 각각의 단면이 오목한 다수의 함몰부(14) 형태의 칩 포밍 장치가 제공되는 상부 칩 표면(13)이 형성된다. 이들 함몰부와 절삭날의 사이에는 절삭날을 보강하는 평탄한 보강 챔퍼(reinforcing chamfer)(15)가 제공된다. 상기 챔퍼(15)는 중립 평면(P)과 일치하고 평평한 형상이다. 상기 함몰부(14)는 가장자리를 따라 서로 교차하며 절삭날을 향해 수직으로 연장된다. 커팅 헤드의 상부측 중심면은 볼록한 만곡면(16)의 형태를 취하며, 가장 높은 위치는 트레일(1a)의 바닥과 동일한 높이이거나 그 보다 약간 아래인데, 도 5에 가장 잘 나타나 있다. 함몰부(14)는 인써트에 5°내지 30°의 양의 칩 각(chip angle)을 형성하도록 제공되어 칩의 소성 변형을 가능하게 함으로써 더욱 쉽게 부스러지게 한다. 도 2에 가장 잘 도시되어 있듯이, 볼록면(16)과 표면(1a, 1b, 1c)에 의해 형성된 영역 사이의 전이부에는 중립 평면(P)에 대하여 30°내지 55° 위로 경사진 평탄면(17)이 형성된다. 각각의 길이방향면(1b, 1c)은 위로 연장되어 중립 평면(P) 위의 높이(h)로 커팅 인써트부의 가장 높은 부분을 형성하는 마루가 된다.

도 1 내지 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 커팅 헤드의 앞 끝면에는 매끈한 볼록면 윤곽을 갖는 제 1 상부 클리어런스면(18)이 제공되며 이것은 중심 절삭날(8a)까지 연장된다. 오목형 표면(19)은 인써트 몸체 쪽으로 안 쪽을 향해 축방향으로 변위되는 하부면(20)으로의 전이면(transition surface)을 형성한다. 두 개의 면(19, 20) 모두는 그들의 가장 폭이 넓은 곳도 커팅 헤드직경(D)보다 작을 것이다. 하부면(20)은 홀더에 잡혀있는 커팅 인써트의 축 막이면으로서 역할하도록 되어 있다. 상기 면(20)은 커팅 인써트 바닥면(2)을 둘러싸고 있는 평면과 평각(straight angle)을 이루는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 오목면(19)에 의해 형성된 쇼울더로 인하여, 연속적인 기계가공하에서도 축방향 정지면(20)이 잘 보호된다. 대안적으로 가능한 실시예에서는, 주 절삭날이 전체적으로 커팅 인써트의 길이 방향을 향해 수직으로 연장될 수 있고, 그러한 경우에 하부면(20)은 커팅 헤드와 동일한 폭을 가질 수도 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 개재면(19)을 만곡 구획선(21)과 오목한 개재면(19)과의 교선으로 형성되는 범위내로 제한할 수 있다. 또한, (19)와 (20) 사이의 구획선은 곧은 수평선(19a)의 형태이다. 하부면(20)은 인써트의 선단면상의 두 개의 곧고 비스듬하게 연장되고 대칭인 두 개의 곧은 하향의 수렴 구획선(22, 23)에 의하여 클리어런스면(11)에 상대되도록 측면으로 경계지을 수 있다. 또한, 비스듬히 아래로 향하는 수렴 구획선들(22, 23)간의 최대 폭은 중앙의 서로 평행한 측면(5, 6)간의 폭보다 작거나 같아야 한다. 구별되는 점은 부분면(2a, 2b, 2c)으로 형성되는 인써트의 아래 쪽에 형성된 V자형 함몰부가 인써트의 전체 길이를 따라 연장된다는 것이다. 그 결과, 표면(20)과 인써트 전방 하단 사이의 교선은 U자형 형상을 이룬다. 특정의 바람직한 실시예에 따르면, 오목면(19)의 반경은 면들(18, 19)간의 사이각이 10°내지 60°, 바람직하게는 30°내지 45°를 이루게 해야 한다.

Claims (9)

1. 주로 금속 가공물을 선삭 홈가공하는 작업을 하기 위한 금속 커팅 인써트로서,

   상부면(1), 바닥면(2) 및 각각 상기 상부면과 상기 바닥면의 사이로 연장되는 두 개의 서로 평행한 측면(5, 6)을 포함하는 섕크부(2) 및 전방 커팅 헤드를 포함하여 이루어지고, 상기 상부면과 전방 플랭크면(7)간의 교선은 주 절삭날(8)을 형성하고, 상기 상부면과 양측 플랭크면간의 교선은 그 목적에 적합한 클리어런스각을 갖는 측면 날(8b)을 형성하는 커팅 인써트에 있어서, 상기 인써트의 전단면은 절삭날로 이어지는 제 1 상부 플랭크면(18)을 구비하며 오목한 전이면(19)을 거쳐 인써트 몸체를 향해 축방향 안 쪽으로 약간 함몰되는 하부면(20)으로 변형되고 상기 축방향 안 쪽 함몰면(20)이 커팅 헤드의 전체 폭보다 작거나 동일한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 오목한 전이면(19)과 상기 하부면(20) 사이의 구획선(19a)은 곧은 수평 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 축방향 내부 함몰면(20)은 상기 인써트의 바닥 지지면(2)을 포함하는평면에 대해 주로 수직으로 배향되는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전이면(19)의 범위는 오목면(19)과 상부 클리어런스면(19)간의 교선에서 만곡된 구획선(21)에 의해 한정되는 반면에 상기 하부면(20)은 두 개의 하향 수렴 구획선(22, 23)에 의해 횡방향으로 한정되는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 두 개의 하향 수렴선(22, 23)간의 최대 폭은 상기 인써트의 상기 섕크부의 서로 마주하며 평행한 측면(5, 6)간의 폭보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   표면(2a, 2b, 2c)에 의해 형성되는 상기 인써트의 아래 쪽의 V자형 함몰부는 하부 전방면(20)의 아래 경계선이 U자형 윤곽을 이루도록 상기 인써트의 길이를 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 면(18, 19)간의 사이각은 10°내지 60°, 바람직하게는 35°내지 45°를 이루는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   전방 커팅 헤드는 그 직경이 인써트의 중앙의 축 부분의 너비보다 큰 원형 절삭날(8a, 8b)로 형성되고, 상부 플랭크면(18)은 측면 플랭크면(11, 12)과 유사한 방식으로 매끈한 볼록 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 하부면(20)은 너비가 원형 커팅 헤드의 너비(D)보다 작은 것을 특징으로 하는 커팅 인써트.