KR20020020678A - 칩 제어부를 가진 절단 삽입체 - Google Patents

Abstract

본원의 절단 삽입체(10)는 절단작업이 연속하게 각각의 엣지(edge)를 배치하는 중앙 파스너(21) 구역을 중심으로 연속적으로 인덱스 가능한 둘레 절단 엣지(14)를 제공하도록 그 주(主) 면(12,18)의 적어도 하나에 구조된 경금속 블록(a block of hard metal) 이다. 주 면은 절단 엣지 뒤에 양성 레이크(positive rake)의 레이크 면(16)을 제공하도록 절단 엣지로부터 하방향과 내부방향으로 경사지며, 다음, 중앙 보스(boss)(24)로 경사 융기부(34)로서 상승한다. 레이크 면을 따라 배치된 일련의 오목부(32)는, 절단 부위로부터 용이하게 씻겨지거나 또는 다르게 제거되도록, 보다 용이하게 파쇄되어 보다 작은 칩으로 이루어지는 이랑형 칩(ribbed chip)을 생성한다.

Description

칩 제어부를 가진 절단 삽입체{CUTTING INSERT WITH CHIP CONTROL}

일반적으로, 절단 엣지로부터 칩 통로에서 측면 이격공간진 오목부를 가진 절단 삽입체의 레이크 면의 차단부는, 칩이 보다 용이하게 파쇄가능한 가단성 작업물로부터 제거되게 하는 능력이 있는 것으로 예측되어져 있다. 적절하게 배치된 오목부의 효과는, 작업편으로부터 칩을 강제적으로 빠르게 전단하여 생성되는 고온도로 인하여 어느 정도 소성 상태를 유지하면서 칩에 길이방향 융기부(ridge)를 생성하는 것이다. 융기부는 순차적으로, 굽힘작용에 대하여 칩을 강화시키어, 칩이 파쇄 배출되도록 절단 부위로부터 원격진 칩에 일 지점에서 상당한 고등급의 굽힘 응력 또는 변형을 촉진하는 것이다.

상기 효과는 물질의 흐름 율과, 그 두께를 판단하는 것과 같은 칩에서 발생되는 변형율과 열에 영향을 미치는 절단 속도와 공급율로 변화된다.

본 발명의 목적은 칩 두께와 공급율의 실질적인 작업범위 이상의 짧은 거리로 가단성 재료의 칩을 파쇄하는 드릴 및 다른 적용물에 사용하기에 적절한 삽입체를 제공하는 것이다.

본 발명은 가단성 금속(ductile metals)용 인덱스형 경금속 절단 삽입체에 관한 것이다. 특히, 절단 부위로부터 그 제거 준비가 용이하도록, 예를 들면 얇고 두터운 양쪽의 칩을 실질적인 작업범위의 공급율 이상으로 컬링 칩(curling chip)이 짧은 컬(curl)로 파쇄되도록 하는 방식으로 가단성 물질의 작업편으로부터 칩을 절단하는 삽입체의 레이크 면(rake face)의 구조에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 절단 삽입체를 이용하는 드릴의 입면도.

도2는 그 저면을 나타낸 단부도.

도3은 삽입체를 확대하여 등각으로 나타낸 도면.

도4는 그 평면도.

도5는 도4의 5-5선을 따라 절취된 삽입체의 부분 단면도.

도6은 도4의 6-6선을 따라 절취된 삽입체의 부분 단면도.

도7은 본 발명의 삽입체로 생성된 칩의 주름형상을 생성하는 공정에서, 도1의 드릴을 확대하여 부분적으로 입면으로 나타낸 도면.

본 발명의 절단 삽입체는 드릴 몸체에 장착 시에 양성 경사(positive inclination)의 레이크 면을 제공하는 것이다. 레이크 면이 절단 엣지로부터 상당한 높이의 경사 융기부로 감소되는 반면에, 절단 엣지와 융기부 사이에 적절한 레이크 면은 칩 흐름로에 절단 엣지를 따라서 근접하여 이격공간진 일련의 오목부에 의해 차단되는 것이다. 상기 오목부는 주름져서, 칩이 절단 엣지로부터 드러나서 그 외형부를 따라 이동하기에 충분하도록 얇은 칩을 말아 올리는 역활을 하는 반면에, 그 뒤에 융기부는 오목부를 타고 오르기에 충분한 경성을 가진 보다 두꺼운 칩을 말아 올리는 역활을 한다.

개시적으로, 도면의 도3 내지 도6을 참고로, 양호한 형태의 본 발명의 절단 삽입체(10)는, 개조된 평행한 파이프로 이루어진 즉, 2개 주(主) 표면과, 둘레 절단 엣지(14)와 상관 레이크 면(16)을 제공하는 구조로 이루어진 상부 또는 전방 면(12)과, 동일한 경사진 소측부(minor side) 면(20)으로 양쪽이 경계진 평행한 평면 안착 면(18)을 구비하는 사각 블록이다.

삽입체의 상부 또는 전방면(12)은 하방향으로 경사진 레이크 면으로서 둘레 절단 엣지(14)로부터 감소되어, 중앙 홀(22)이 나선상 홈의 드릴 몸체(23)에 적절한 포켓에 삽입체가 고정되도록 일반적인 나사(21)가 안착되게 접시머리에 묻히게 박아서 직립형 중앙 보스(24)의 평면에 대해 대략45도의 경사면으로 상승된다. 레이크 면(16)의 하부 내부방향 경사는 평면 보스(24)와 평행한 안착면(18)에 대한 양성 레이크(positive rake)를 제공한다.

블록의 동일한 소측부 면(20)은 삽입체의 상부 주 면의 둘레로부터 내부방향으로 하부 안착 면(18)으로 경사진다. 이러한 경사는 2개 단계로, 하부면에 대해 수직되는 각도 보다 작은 각도에 협폭 상부 밴드(26)와 수직되는 각도 보다 다소 큰 각도에 광폭 밴드(28)로 이어진다. 삽입체의 측부와 저부면의 교차는 미세한 모서리 깎은면으로 경감된다. 협폭 밴드(26)와 광폭 밴드(28)는 그 상부 주 면(12)의 둘레에서 삽입체의 절단 엣지(14)용의 주 및 보조 틈새면으로 각각 역활을 한다.

도시된 양호한 형태에서는, 삽입체의 경사진 상부 레이크 면(16)과 측부면의 협폭 밴드(26)의 교차부에 형성된 각각의 절단 엣지(14)가 기본적으로 선형이며, 절단 엣지 랜드(30)에 의해 약간 무디어져 있다.

각각의 절단 엣지(14)의 뒤에는 레이크 면(16)에 일련의 오목부 또는 "딤플(dimples)"(32)이 있다. 상기 경우에서는 각각의 절단 엣지 뒤에 5개가 있다. 양호한 형태에 상기 오목부는 구형이고, 그 이격공간은, 동일한 사이즈의 가상 접선 접촉구의 라인이 삽입체의 상부 주 표면(12)에 상승형 중앙 보스(24)의 상부방향 경사 둘레 융기면(34)의 기부로 절단 엣지(14)로부터 레이크 표면을 패이게 하기에 충분한 40% 구형 반경의 깊이로 레이크 표면(16)안으로 각인되어 유도된다. 상대적인 치수라는 면에서, 오목부(32)는 각각의 레이크 면(16)의 구역의 대략 40%를 점유한다. 절단 엣지에 대한 융기면의 높이는 절단 엣지에 대한 오목부의 깊이보다 적어도 더 크다.

상부 주 면(12)의 경사 둘레 레이크 면(16)의 이격공간진 구형 오목부(32)는, 그들 간에 나머지 레이크 면(16)에서(도6) 보다 오목부(32)에서 더 큰 양성 레이크 각도로(도5), 둘레 면이 절단 엣지(14)를 따라서 레이크 각도가 변화하는 합성 레이크 면으로 변형된다. 그 결과, 오목부 사이에 나머지 레이크 면에 의해 형성된 인접 나선 홈(44) 사이에 이랑(rib)(42)을 가진, 주름진 또는 이랑모양으로 이루어진 칩(40)이 형성된다.(도7)

삽입체(10)의 4개 코너에는, 다수의 둘레 절단 엣지(14)의 이음부가 둥글게 절결되고, 최근접한 코너 레이크 면(46)은 코너에서 절단 엣지를 강화하는 상대적으로 중립을 취하는 레이크 각도로 양성 레이크 면(16)과 구별된다. 그 특징은 종래의 것이 본 발명의 신규한 면보다 실질적으로 더 크다는 것이다. 드릴가공용으로 사용할 시에, 상대적으로 낮은 절단 속도가 더 큰 절단력 반응에서 생성될 시에, 특정적으로 반경방향 최내측 삽입체에는 유익하다.

일반적으로, 2개 상기 삽입체는, 작업편(46)쪽으로의 드릴의 공급으로(도7) 포개진 절단 통로를 일소하도록 드릴 몸체(23)(도1)에 장착된다. 도7은 회전 중심부 근처로 드릴이 삽입되어 형성되는 칩(40)을 나타낸 도면이며, 여기서, 절단 속도는 회전 중심에서는 제로이고, 명확한 원추형 칩(40)으로 생성되는, 절단 엣지를 따라서 선형적으로 증가한다.

작업편(46)으로의 드릴(23)의 공급이 6천 인치의 절단 깊이 정도라고 말할 수 있게 약하면, 칩은 레이크 면(16)에 오목부(32)의 곡률에 따라서 그리고 상기 오목부를 통과하여 지나가서 용이하게 위로 말려지게 된다.

만 인치 이상으로 말할 수 있는 보다 높은 공급율의 상태 하에서는, 보다 두터운 칩은 그에 거의 부합하지 않는 레이크 면의 오목부(32)위를 지나가게 된다. 상기 보다 두터운 칩은 칩의 진행에 대한 연속적 경계부로서 직립하여 레이크 표면으로 이격지게 편향되는 중앙 보스(4)의 경사 융기부(34)와 부딪친다. 작업편으로부터 점진적으로 전단될 때에 고온(hot)과 상대적 소성 상태에서 칩에 발생하는 절곡효과는, 일반적으로 보다 약하게 공급되는 보다 얇은 칩으로 기밀하지는 않을 지라도, 보다 두꺼운 칩이 마찬가지로 위로 말려지게 하는 것이다.

칩 위에 합성 레이크 면의 이랑형성의 효과(the ribbed effect of thecomposite rake surface)는 칩이 얇고 두터운 양쪽으로 생성되게 하고, 절단 엣지의 단부에서 단부로 연속적으로 비차단된 레이크 면을 갖는 경우에서 보다 앞질러서 칩의 파손을 증진한다. 이랑모양 칩이 최종 재료의 변형에 이르는데 소요되는 시간은, 비이랑진 주름이 없는 칩이 갖는 것보다 더 작은 칩의 컬 예를 들면, 보다 적은 전환부를 이루는 비이랑진 칩용 보다 작다.

예를 들면, 드릴의 1회전 당 0.006"의 공급으로, 합성 또는 "딤플" 레이크 면에 의해 생성되는 이랑진 칩이 일반적으로 원추형 나선 구조의 1 1/2회선 후에 파쇄되며, 딤플을 가지지 않고 동일 속도와 공급으로 동작하는 동일한 사이즈의 다르게 동일한 삽입체로 생성되는 것은 일반적으로, 파쇄 전에 원추형 나선으로 이루어진 3개 전환부 보다 많은 칩을 생성한다.

본 발명의 삽입체에 의해 생성되는 일관되게 보다 작은 칩은, 제거가 용이하도록 칩이 파쇄되는 기능의 정지에 따른 드릴의 잼 동작 발생율을 현저하게 저하하며, 드릴의 팁으로부터 나오는 절단 액체에 의해 홀로부터 보다 용이하게 씻겨나가게 된다.

기본적으로 사각형 블록으로 설명된 양호한 실시예는, 수용할 수 없는 정도를 나타내는 그 이전에 것(predecesor)이 과도한 파워 소비에 의해 일반적으로 반영되는 활성 위치에 각각의 절단 엣지를 제공하도록 그 중앙 홀(22)의 축을 중심으로 삽입체가 연속적으로 안내 되어서, 복합 절단 엣지용으로 제공하는 것과 마찬가지로, 드릴 작업상태가 거칠은 경우에 양호하다. 그런데, 본원은 사각형 블록 삽입체에 8개 절단 엣지를 제공하는 이중측 구조에 삽입체를 압압할 수 있으며, 여기서 삽입체의 반대측에 동일하게 이루어진 중앙 보스(24)는 절단 기능을 위해 대향 측부의 동일한 절단 엣지를 제공하는 엇갈린 위치에서 삽입체의 안착면으로 된다. 상기 경우에서 양측 면의 절단 엣지 뒤에 힐링 틈새(heeling clearance)는, 삽입체의 양측 면의 주변 레이크 면(16)의 대형 양성 레이크 각도로 상쇄되는 일정 범위로 연장될 수 있는 삽입체의 활성 면의 보다 전진방향으로 기울어지는 성질을 필요로 한다.

당 기술분야의 기술인은 상술된 원리로 다른 다각형 모양체와 다른 절단작용 적용물에 채택할 수 있을 것이고, 본 발명은 첨부 청구범위를 통해 한정되며, 그 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서의 변경이 가능한 것이다.

Claims (6)

1. 절단 삽입체는: 레이크 면을 구성하는 오목진 엣지 부분을 가진 제1주(主) 평탄 면;

   삽입체용 안착면을 한정하고 제1주 평탄 면에 대해 평행한 제2주 평탄 면 및;

   절단 엣지로부터 안착면으로 연장되는 틈새 면과 레이크 면을 따라서 직선 절단 엣지의 범위를 한정하도록 양측 주 면과 교차하는 소표면(minor face)을 구비하는 경금속 절단재의 블록을 포함하며;

   상기 레이크 면은 상기 안착면에 대해 양성 레이크 각도를 만들도록 안착면을 향하는 쪽으로 절단 엣지로부터 내부 방향으로 경사지고;

   상기 레이크 면은 상기 절단 엣지에 대해 평행한 비차단된 경계부로서 상기 레이크 면 위로 상승하는 블록 위에 융기부로 절단 엣지로부터 감소되고;

   상기 레이크 면은, 오목부 내에 양성 레이크 각도가 증가하는 모양으로 형성되고 그리고 절단 엣지를 따라서 인접하여 일련의 이격공간진 오목부를 그 안에 구비하고;

   상기 오목부는 레이크 표면의 주 부분용 융기부 쪽으로 절단 엣지로부터 이격지게 연장되고, 각각이 상기 융기부의 전방에서 마감되고 상기 절단 엣지로부터 원격지는 그 안에 상방향으로 경사진 면을 제공하고;

   상기 융기부는 오목부를 올라 타기에 충분한 경성의 칩이 편향되도록 레이크면으로부터 상방향과 후방향으로 감소되며;

   절단 엣지와 관계된 융기부의 높이는 상기 엣지와 관련하여 오목부의 깊이와 같이 적어도 큰 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.
2. 제1항에 있어서, 상기 오목부 사이에 상기 감소 융기부와 상기 레이크 면은 평면인 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.
3. 제1항에 있어서, 상기 오목부는 구형 섹터이고 레이크 면의 대략40%를 점유하는 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.
4. 제2항에 있어서, 상기 오목부는 동일한 반경의 가상 접촉 구형의 구형 섹터이고 그리고 반경의 대략40%의 레이크 면 안으로의 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 복합 인덱스식 절단 엣지를 가지고, 상기 소표면은, 동일한 둘레 레이크 면, 오목부, 및 그와 상관된 융기부를 가진 동일한 폭의 복합 동일한 절단 엣지를 제공하도록 제1주 면과 상관하여 동일한 각도를 가진 표면과 동일한 사이즈의 복합 소 평탄 면의 하나이고;

   상기 융기부는 제1주 면에 다각형 보스 중앙부의 둘레를 구성하고, 상기 보스는 드릴의 몸체에 삽입체를 고정하는 파스너를 수용하도록 그 안에 중앙 오목부를 구비하고;

   상기 복합 절단 엣지는 안착면에 대해 수직으로 중앙 오목부의 중앙을 통하는 축에서 삽입체의 회전으로 절단 위치로 연속적으로 인덱스 가능하고;

   틈새 면으로 역활을 하지 않을 때에 1개 이상의 소 표면은 드릴의 몸체에 삽입체용 위치설정 면을 구성하는 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.
6. 제5항에 있어서, 절단 엣지는 대체로 평행육면체 모양의 블록에 4개의 갯수인 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.