KR20010085913A - 드릴용 커팅 인써트 - Google Patents

Abstract

회전식 금속 절삭용 드릴 인써트는 기본적으로 다각형 모양이고, 에지면의 단부가 곡선형의 노즈부(26, 27, 28, 29)의 모양으로 된 포지티브 절삭 형상을 가진다. 본 발명에 따르면, 절삭 가공용 각 에지면은 소정의 각도상으로 꺽인 외형을 가지는데, 여기에서 각 커팅 코너의 노즈부는 상부 평탄면(23)과의 교차점에 수개의 상이한 크기의 반경(R₁, R₂, R₃)을 갖는 에지부로서 제공되는 몇개의 원형의 세그먼트들로 이루어진 노즈 반경면을 가진다. 이것은 뚫린 구멍의 구멍벽의 표면 마무리를 개선하는 동시에 이송량을 증가시킬 수 있게 한다.

Description

드릴용 커팅 인써트{CUTTING INSERT FOR DRILL}

이러한 형태의 드릴은 EP-A-181 844호에 개시되어 있다. 상기의 인써트는 기본적으로 짧은 단부면이 둔각으로 교차하는 2 개의 절삭날에 의해 형성되는 직사각형 모양이며, 여기서 반경방향으로의 외측 인써트는 드릴가공된 구멍의 직경을 형성하도록 지시되어 있는 반면, 반경방향 내측 인써트의 길이방향축은 드릴의 중심축과 중첩하면서 그것과 평행하게 연장된다.

본 발명은 금속 드릴가공용 커팅 인써트에 관한 것이다. 본 인써트는 수개의 동일한 형상의 인써트를 장착할 수 있는 드릴 몸체내에 고정된다. 이 드릴 몸체에는 보통 칩 배출홈(chip flutes)과 드릴 중심에 근접한 제 1 내측 인써트 위치 및 외주면에 근접한 제 2 외측 인써트 위치가 제공된다. 이러한 형태의 드릴은 제 1 중심선을 중심으로 회전가능하며, 소정의 직경으로 형성된 원통형 기본형상을 갖는다.

도 1은 본 발명의 인써트가 장착될 드릴 섕크의 절삭부의 측면도.

도 2는 본 발명의 인써트가 장착될 드릴의 정면부의 사시도.

도 3은 도 2의 인써트가 장착된 드릴의 측면도.

도 4는 도 3의 라인(Ⅳ-Ⅳ)을 따라 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 드릴 인써트의 노즈부의 확대도.

도 6은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 드릴 인써트의 노즈부의 확대측면도.

도 7은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 드릴 인써트가 장착된 드릴 섕크를 도시한 도면.

도 8은 도 5에 따른 드릴 인써트의 확대평면도.

상술된 형태의 드릴이 제공되는 경우에는 금속 피삭재 드릴링시 소정의 작은 직경을 얻는 것 뿐만 아니라 바람직한 표면 마무리를 달성하는 것도 어려운 때가 자주 있다. 따라서, 본 발명의 일차적인 목적은 금속에 드릴링을 할 때 개선된 표면 마무리를 얻을 수 있는 새로운 형태의 드릴용 커팅 인써트를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 드릴링될 구멍내의 벽의 표면 마무리를 저해하지 않는 동시에 드릴링시의 이송량을 증가시키는 최적화된 기하학적 구조의 새로운 형태의 드릴용 인써트를 제공하는 것이다. 이들 목적 및 다른 목적들은 후속되는 청구항에 기술된 것들을 특징으로 하는 본 발명의 인써트에 의해 달성된다.

바람직한 실시예를 나타내는 첨부도면과 연계하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 그 정면에 드릴의 중심선(CL)의 양측에 위치한 반경방향으로 이격된 2 개의 인써트 사이트(11, 12)가 제공되는 원통형 드릴 샤프트(10)를 포함하여 이루어진 드릴을 나타낸다.

드릴 섕크(10)는 칩의 흐름을 위하여 중심선(CL)의 양측 상기 인써트 사이트(11, 12) 옆에 직선형 또는 나선형의 통로(13, 14)를 가진다. 이 드릴 섕크(10)는 드릴의 정면 절삭단부로 냉각제를 이송하는 채널(15)도 가진다.

인써트 사이트(11, 12)는 가운데에 구멍이 뚫어져 중앙 나사(18)에 의해 드릴 섕크(10)에 나사 고정되는 2 개의 인써트(16, 17)를 수용하도록 제공된다. 하나의 인써트(17)는 중앙 인써트이고 다른 하나는 드릴링된 구멍의 크기를 형성하도록 중심선(CL)에 대해 비스듬하게 배치된 외주 인써트(16)이다. 상기 외측 및 내측 인써트 사이에는 허리부(M)가 남아 있는데, 이것은 충분한 강도가 얻어지도록 하는 폭을 가진다. 드릴의 치수는 직경(D)에 의해 정해진다. 각 인써트 사이트는 접선방향 지지면(19), 축방향 지지면(20) 및 반경방향 지지면(21)을 포함한다.

각 인써트는 다각형 기본 모양, 이 경우에는 직사각형의 짧고 긴 면에 대응하는 에지면에 의해 결합되는 2 개의 대향하는 평면 평행평탄면(22, 23)을 갖는 장사방형의 기본 모양을 가진다. 인써트의 바닥면(22)은 상기 인써트가 포지티브 클리어런스각을 나타내도록 상부면(23)보다 작다. 상부 평탄면과 짧은 단부면간의 교차선은 주 절삭날(24, 25)을 나타내고, 각각의 주 절삭날은 그것의 가운데에서 둔각으로(상기 둔각은 δ로 나타냄) 꺽여 있다. 상기 각 절삭날은 그 단부가 매끄럽게 휘어 노즈부(26, 27)를 제공하며, 이들 노즈부(26, 27) 사이에서 인써트는 최대의 폭(w₁)을 갖는다. 대안적으로, 상기 인써트는 소위 삼각형 모양, 즉 각도적으로 꺽인 에지면을 갖는 기본적인 삼각형의 인써트를 가질 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 외측 인써트(16)와 내측 인써트(17)는 경사진 장사방형 모양이기 때문에, 중심축에 대해 기울어져 있다. 중앙 인써트는 의도된 직경이 유지될 수 있도록 반경방향의 힘의 제어를 개선하기 위하여 축방향으로 외측 인써트 앞 부분에 위치된다. 외측 인써트(16)는 각도(α)로 기울어지고, 내측 인써트는 α< β인 각도(β)로 기울어져 있다. 대안적으로, 상기 인써트는 스웨덴 특허 제 455 676호에 게시된 실시예에 따라 직사각형의 기본 모양을 가질 수 있는데, 이는 인써트가 꺽인 변을 갖는 2 개의 정삼각형으로 구성되어, 2 개의 모서리와 상기 삼각형의 한쪽 변이 인써트의 절삭날과 일치하고, 각각의 삼각형의 제 3 모서리는 인써트의 길이방향측의 직선 부분에 대응하는 거리(0.4 ~ 0.8 mm X 상기 인써트의 총 길이(L))로 서로 중첩한다는 것을 의미한다. 이 경우, 인써트는 상부 및 하부 평탄면이 2 개의 짧은 에지면과 2 개의 긴 에지면에 의해 결합되도록 기다란 다각형의 기본 모양을 얻는데, 여기서 절삭날은 짧은 에지면과 상부 평탄면간의 교차선 부분을 따라 제공된다. 이 경우, 짧은 에지면은 절삭날의 가운데에서 꺽여 각각의 절삭날이 상기 벌어진 점에서 내부 둔각(δ)으로 나타난다.

본 발명에 따르면, 에지면의 단부는 인써트의 나머지 부분으로부터 연장되는 모서리 부분에 있는 곡선형의 노즈부(26, 27)의 형태이다. 이러한 각 모서리의 노즈 반경면은 도 5의 확대된 구획에 도시된 바와 같이, 상이한 반경(R₁, R₂, R₃)을 갖는 에지 부분을 제공하기 위하여 상부 인써트 면과 교차하는 복수의 원형 세그먼트로 형성된다. 인접한 세그먼트는 항상 상이한 반경 부분을 가지는 것으로 나타난다. 반경 R₂는 항상 R₁보다 크며, 2차 칼날(30)에 따라 "와이퍼(wiper)"-효과를 개선하는 표면 마무리에 기여한다. 이것은 축방향 드릴링에 의한 기계가공시 뿐만 아니라, 반대 방향으로의 드릴의 축방향 변위시에도 적용된다. 반경 R₃는 다소 R₁및 R₂보다 작다. 도 3에 도시된 경사진 장사방형 인써트에 대한 본 발명의 개념을 이용하는 경우에는, 상부면(23)을 따라 반경방향 외부에 위치되도록 에지반경을 갖는 에지를 제공하는 대각선으로 마주보는 노즈부(26, 29)의 에지반경의 크기(R₁, R₂, R₃)가 대각선으로 마주보는 다른 쌍의 노즈부(27, 28)에 대응하는 에지반경보다 다소 커야만 한다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 상기 인써트가 장착된 인써트 및 드릴 공구를 나타낸다. 이들로부터 알 수 있는 바와 같이, 인써트는 이 경우 커팅 코너로부터 떨어지는 방향으로의 노즈 반경면이 뚜렷한 허리부가 4 개의 에지면 각각을 따라 인써트상에 제공되도록 대향하는 모서리로부터 곧게 연장된 에지면(32)과 인써트의 중앙에서 둔각(γ)으로 만나는 인써트를 향해 안쪽으로 경사진 직선형 에지면(31)으로 연장되는 정사각형 모양을 가진다. 인써트의 최대폭은 w₁, 최소폭은 W₂로 나타낸다. 다른 모든 형태에 있어서, 각 코너 부분에서의 노즈 반경면의 외형은, 에지 부분에 3 개의 상이한 반경(R₁, R₂, R₃)을 제공하는 복수의,이 경우 3 개의 원형 세그먼트를 포함하여 이루어진 도 5에 도시한 외형과 동일하다.

도 6은 노즈 반경면이 에지 부분에 4 개의 상이한 반경(R₁, R₂, R₃,R₄)을 제공하는 4 개의 상이한 원형 세그먼트를 포함하는 본 발명의 대안적인 실시예의 확대 부분이다.

1차 반경 칼날(26)은 2차 칼날(30)의 반경(R₂)에 비해 주 절삭날(24)에 매우 근접한 다소 작은 반경(R₁)을 가져야 한다. 또한, 노즈 반경 칼날(26)과 2차 칼날(30) 사이에 제공된 반경(R₁)에 비해 더 작은 반경(R₄)을 갖는 하나의 반경 칼날을 제공하여야 한다.

최적화된 칩 제어를 얻기 위하여, 각종 반경 칼날은 다음의 범위에 있어야 한다.

R₁: 0.2 ~ 1.6 mm

R₂: 1.6 ~ 10.0 mm

R₃: 0.1 ~ 1.0 mm

R₄: 0 ~ 1.0 mm

반경(R₁, R₂)에 관해서는, 치수의 선택은 어떤 드릴 직경이 사용될 것인가에 달려있다. 직경 13 ~ 18 mm 범위의 드릴에 있어서, R₁는 0.2 ~ 0.4 mm, R₂는 1.6~ 4.0 mm 로 해야 할 것이다. 직경 18 ~ 58 mm 범위의 드릴에 있어서는, R₁는 0.4 ~ 1.6 mm, R₂는 2.5 ~ 10 mm 로 해야 할 것이다.

2차 칼날(30)의 길이는 0.1 ~ 0.5 mm 범위의 값으로 해야 할 것이다.

Claims (7)

1. 상부 및 하부 평탄면(22, 23)과 상기 평탄면과 접하는 에지면으로 이루어지고, 상기 하부 평탄면(22)은 인써트가 포지티브 절삭 구조를 갖도록 상기 상부 평탄면(23)보다 작으며, 상기 에지면의 단부는 곡선형의 노즈부(26, 27, 28, 29)로서 제공되는 다각형 모양의 드릴 인써트에 있어서,

   (1) 각각의 절삭 가공용 에지면은 둔각으로 교차하는 부분면들로 구성된 각도로 꺽인 외형을 가지는 것과,

   (2) 각 커팅 코너의 노즈부는 수개의 상이한 크기의 반경(R₁, R₂, R₃)을 갖는 에지부를 제공하기 위하여 상부 평탄면과 교차하는 복수의 원형 세그먼트에 의해 형성된 노즈 반경면을 가지는 것의 조합을 특징으로 하는 드릴 인써트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 인써트는 짧은 면들이 둔각(δ)을 이루며 위치한 두개의 절삭날로 형성되는 직사각형의 기본 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 드릴 인써트.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 인써트는 반경방향 외부 위치에 있도록 의도된 대각선으로 마주보는 노즈부(26, 29)의 반경이 대각선으로 마주보는 다른 쌍의 노즈부(27, 28)의 반경보다큰 경사진 장사방형 기본 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 드릴 인써트.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 인써트는, 뚜렷한 허리부가 제공되도록 둔각(γ)으로 만나는 두개의 내측하부로 연장되는 직선 에지에 의해 에지면(30, 31)이 형성되고, 2 개의 대향하는 허리부 사이의 거리(w₂)가 각각의 절삭날의 양 단부 사이의 거리(w₁)보다 작은 정방형의 기본 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 드릴 인써트.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   커팅 코너의 반경 노즈 칼날(26)은 2차 절삭날(30)의 반경(R₂)보다 작은 주 절삭날(24) 옆에 위치하는 반경(R₁)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 드릴 인써트.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   노즈 반경 칼날(26)과 2차 칼날(30) 사이의 반경(R₁)보다 작은 반경(R₄)이 마련되는 것을 특징으로 하는 드릴 인써트.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 인써트는 각도상으로 꺽인 에지면을 갖는 삼각형의 기본 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 드릴 인써트.