KR20040032151A - 스로우 어웨이 팁 - Google Patents

스로우 어웨이 팁 Download PDF

Info

Publication number
KR20040032151A
KR20040032151A KR10-2004-7001966A KR20047001966A KR20040032151A KR 20040032151 A KR20040032151 A KR 20040032151A KR 20047001966 A KR20047001966 A KR 20047001966A KR 20040032151 A KR20040032151 A KR 20040032151A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hole
holder
throwaway tip
tip
diameter
Prior art date
Application number
KR10-2004-7001966A
Other languages
English (en)
Inventor
우에다조지
바바료오스께
사하시도시유끼
구끼노사또루
Original Assignee
스미토모덴키고교가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미토모덴키고교가부시키가이샤 filed Critical 스미토모덴키고교가부시키가이샤
Publication of KR20040032151A publication Critical patent/KR20040032151A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/16—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with exchangeable cutting bits or cutting inserts, e.g. able to be clamped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/16—Milling-cutters characterised by physical features other than shape
    • B23C5/20—Milling-cutters characterised by physical features other than shape with removable cutter bits or teeth or cutting inserts
    • B23C5/22—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts
    • B23C5/2204—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert
    • B23C5/2208—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert for plate-like cutting inserts 
    • B23C5/2213—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert for plate-like cutting inserts  having a special shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
    • B23B27/145—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness characterised by having a special shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2200/00—Details of cutting inserts
    • B23B2200/04—Overall shape
    • B23B2200/0461—Round
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2200/00—Details of cutting inserts
    • B23B2200/04—Overall shape
    • B23B2200/049—Triangular
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2200/00—Details of cutting inserts
    • B23B2200/36—Other features of cutting inserts not covered by B23B2200/04 - B23B2200/32
    • B23B2200/3618—Fixation holes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2224/00—Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23B2224/04—Aluminium oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2224/00—Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23B2224/36—Titanium nitride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/12—Boron nitride
    • B23B2226/125—Boron nitride cubic [CBN]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/31—Diamond
    • B23B2226/315—Diamond polycrystalline [PCD]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2260/00—Details of constructional elements
    • B23B2260/092—Lasers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/23—Cutters, for shaping including tool having plural alternatively usable cutting edges

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

홀더 내에 장착을 위한 구멍이 없기 때문에 홀더 내에 팁을 설치하는 것이 곤란하고 만곡된 구멍이 초고압 소렬 본체 내에 용이하게 제공되기 어렵기 때문에 결합력이 약한 종래의 작은 사이즈의 초고압 소결 스로우 어웨이 팁에 관련된 문제를 해결할 수 있는 스로우 어웨이 팁에 있어서, 상기 팁을 레이저 빔의 출력을 조장함으로써 필요한 형상으로 처리하고, 갈바노미터의 미러의 집중 각을 증가시키고, 높은 정밀도로 방출 위치를 제어하는 것에 의해 홀더 내에 장착을 위한 구멍이 초고압 소결체 및 그에 일체식으로 소결된 시멘트된 카바이드 형태의 스로우 어웨이 팁에 제공함으로써, 작은 사이즈의 초고압 소결식 스로우 어위에 팁이 용이하고 확실하게 결합 나사를 가진 홀더 내에 설치하고, 셋업 시간을 단출 시키며, 처리의 정밀도가 향상되고, 설치의 신뢰성이 향상된다.

Description

스로우 어웨이 팁{Throw-Away Tip}
최근, 철강 재료나 알루미늄 합금 등의 금속 재료의 가공에 있어서는, 가공 비용 저감은 물론 환경 부하의 저감 등의 요청으로부터 가공의 고능률화, 고정밀도화가 중요한 기술 개발 과제로서 각광을 받고 있다. 그 해결 수단으로서 입방정질화붕소(cBN) 소결체나 다이아몬드 소결체 등의 초고압 소결체를 절삭 공구로서 이용하는 일이 늘어나고 있다.
상기한 초고압 소결체는 절삭 공구용 재료로서 종래 사용되어 온 초경합금이나 세라믹스에 비해 소재의 비용이 높다. 따라서, 예를 들어 스로우 어웨이 팁에 사용되는 경우에는 초경합금제의 다이 부재의 날 끝에 해당하는 부분에 필요한 크기로 절단된 초고압 소결체를 납땜에 의해 장착하여 이용되어 왔다. 도1a는 그 구체예이다. 초고압 소결체(1) 및 초경합금(2)으로 이루어지는 블랭크(4)의 납땜부를 거쳐서 초경합금제의 다이 부재에 납땜되어 있고, 다이 부재에는 다이 부재의 소결 전에 형성된 홀더 부착용 구멍(5)이 형성되어 있다.
스로우 어웨이 팁에는 소경의 보링 가공에 이용되는 비교적 작은 사이즈의삼각형 또는 사각형의 형상을 한 것이나, 표면 프로파일 가공 등에 이용되는 마찬가지로 작은 사이즈의 원형 형상을 한 것이 있다. 이들 스로우 어웨이 팁의 속에는 레이크면 전체 또는 스로우 어웨이 팁 전체를 초고압 소결체로 구성하고, 홀더 부착 구멍을 갖지 않고 레이크면측으로부터 클램프 등으로 홀더에 눌러 부착하여 고정하여 사용되고 있었다. 도1b, 도1c는 그 구체예이다. 도1b에서는 레이크면을 구성하는 초고압 소결체부(1)와 초경합금부(2)가 일체 소결되어 있다. 도1c에서는 스로우 어웨이 팁 전체가 초고압 소결체로 구성되어 있다. 이들 스로우 어웨이 팁에는 홀더 부착용 구멍은 마련되어 있지 않다.
스로우 어웨이 팁에는 홀더에 부착하기 위한 구멍이 마련되어 있는 쪽이 홀더로의 부착시에는 유리하다. 성형 완료된 스로우 어웨이 팁에 구멍을 뚫는 기술로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 평4-2402에 레이저광을 이용하여 위스커 강화형 세라믹스제 절삭 팁의 레이크면으로부터 부착 시트면에 원통 형상의 관통 구멍을 작성하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 평7-299577에 직접 전환법에 의해 합성된 소결 보조제를 거의 포함하지 않는 cBN 소결체의 레이저 가공 방법이 개시되어 있다.
이상에 상술한 도1a에 도시된 바와 같은 종래의 초고압 소결체를 이용한 스로우 어웨이 팁의 문제점은 사이즈가 작은 스로우 어웨이 팁에 있어서, 납땜되는 블랭크의 사이즈가 작아져 납땜 면적이 감소되고, 절삭 가공시의 단속적인 충격력이나 반복 응력으로 납땜부가 떨어지는 경우가 있다는 점이다. 이에 대해, 날 끝 부분에 블랭크를 납땜하는 구조를 취하지 않고, 도1b 혹은 도1c에 도시된 바와 같은 레이크면 전체 혹은 스로우 어웨이 팁 전체를 초고압 소결체로 하여 홀더 부착용 구멍이 없는 구조를 갖는 스로우 어웨이 팁이 공급되어 있다. 레이크면 전체 혹은 스로우 어웨이 팁 전체를 초고압 소결체로 하는 구조를 취함으로써, 스로우 어웨이 팁에 복수의 절단 날을 갖게 할 수 있고, 또한 납땜 공정을 없앰으로써 제조 비용을 저감할 수 있다. 홀더 부착용 구멍을 갖지 않도록 초고압 소결체에 종래의 기술로 구멍 가공하는 것은 매우 곤란하고, 공업 이용상 용인할 수 있는 범위 내의 제조 비용으로 제조할 수 없었기 때문이다.
홀더 부착용 구멍이 없는 스로우 어웨이 팁을 홀더에 부착하는 경우, 스로우 어웨이 팁을 레이크면측으로부터 클램프를 이용하여 눌러 고정하는 방법이나, 로케이터와 누름 부재로 협지하는 방법이 취해진다. 이 경우, 연성이 높고, 절삭 팁이 연속하여 컬하기 쉬운 피삭재를 가공할 때, 절삭 팁이 누름 부재의 헤드부에 닿아 잘 손상된다. 또한 절삭 팁의 배출성도 나빠져 피삭재의 표면에 접촉하여 찰과흔을 남겨 절삭 불량을 일으키는 원인이 된다.
또한, 엔드밀 등의 회전 공구에 초고압 소결체를 절삭 날에 갖는 스로우 어웨이 팁을 장착하여 가공하는 경우, 일반적으로는 고속 가공 조건 하에서 사용되므로 공구의 회전 속도가 빠르고, 홀더 부착 구멍을 이용하지 않는 클램프법으로는 충분한 체결력을 얻을 수 없고, 회전시에 발생하는 원심력에 의해 스로우 어웨이 팁이 홀더로부터 떨어지기 쉬워진다. 또한, 홀더 부착 구멍을 사용하지 않는 클램프법에서는 클램프를 위한 부품 개수가 많아 부피가 커지므로, 예를 들어 ø 20 ㎜ 이하의 소경의 홀더 사이즈로 다인(多刃) 사양의 설계가 어려워진다.
상기 홀더 부착용 구멍의 가공 방법에 관해서는 본 발명에서 개시하는 레이저 가공법 외에 회전 지석을 이용한 연삭 가공, 초음파 가공, 방전 가공 등이 있지만, 이들 가공법은 초고압 소결체에 관해서는 가공 속도가 매우 느리고, 지석이나 초음파 조사 노즐, 방전 전극 등의 형상이 시간이 흐름에 따라 변화되어 가공 정밀도를 유지할 수 없다. 와이어 방전 가공에서는 사전에 하부 구멍의 가공이 필요하고, 가공 형상도 원통 형상의 구멍을 가공할 수 밖에 없다. 또한, 전기 전도성을 갖지 않는 초고압 소결체의 경우에는 방전 가공을 적용할 수 없다. 또한, 레이저 가공에서, 종래의 방법에서는 가공시의 열적인 손상이 커 가공면에 잠재 크랙이 생겨 파괴의 원인이 되거나 하는 경우가 있고, 또한 와이어 방전 가공과 마찬가지로 원통 형상의 구멍을 가공할 수 밖에 없다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하여 구조적으로 취약한 부분이 없어 홀더로의 부착이 용이하고, 확실하고 절삭 팁 처리성이 우수한 스로우 어웨이 팁을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은 주로 금속의 절삭 가공에 이용되는 스로우 어웨이 팁 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도1a 내지 도1c는 종래의 초고압 소결체 스로우 어웨이 팁을 도시한 도면.
도2a 및 도2b는 본 발명에 의한 초고압 소결체 초경합금 일체형 스로우 어웨이 팁을 도시한 도면.
도3a 및 도3b는 본 발명에 의한 초고압 소결체 초경합금 일체형 스로우 어웨이 팁을 도시한 도면.
도4a 및 도4b는 본 발명에 의한 초고압 소결체 스로우 어웨이 팁을 도시한 도면.
도5는 제1 실시예에 나타낸 스로우 어웨이 팁의 구멍의 형상을 도시한 도면.
도6은 제2 실시예에 나타낸 스로우 어웨이 팁의 구멍의 형상을 도시한 도면.
도7은 제3 실시예에 나타낸 스로우 어웨이 팁의 구멍의 형상을 도시한 도면.
도8은 제4 실시예에 나타낸 스로우 어웨이 팁을 도시한 도면.
도9는 제4 실시예에 나타낸 스로우 어웨이 팁의 구멍의 형상을 도시한 도면.
도10은 제5 실시예에 나타낸 스로우 어웨이 팁을 도시한 도면.
도11은 제5 실시예에 나타낸 스로우 어웨이 팁의 구멍의 형상을 도시한 도면.
도12는 제6 실시예에 나타낸 스로우 어웨이 팁의 구멍의 형상을 도시한 도면.
도13a 및 도13b는 제7 실시예에 나타낸 부착 구멍의 형상으로, 도13a는 내접원의 직경과 외접원의 직경의 차가 24 ㎛인 것, 도13b는 내접원의 직경과 외접원의 직경의 차가 8 ㎛인 것을 도시한 도면.
도14a 및 도14b는 제8 실시예에 나타낸 스로우 어웨이 팁을 도시한 도면.
도15는 제8 실시예에 나타낸 스로우 어웨이 팁의 구멍의 형상을 도시한 도면.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 초경합금 상에 일체로 초고압 소결된 초고압 소결체 자체를 본체로서 사용함으로써, 납땜부의 강도적 불안정을 없애고, 또한 레이크면의 중심부에 공구 홀더로 부착하기 위한 구멍을 마련함으로써 홀더로의 부착의 강도 및 정밀도 향상과 공구 전체의 직경의 감소에 의한 적용 가공 범위의 확대를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제2 형태에서는 스로우 어웨이 팁 전체를 초고압 소결체로구성함으로써 상기한 작용에 더하여 초고압 소결체가 갖는 높은 열전도도에 의해 가공 중의 날 끝의 온도 상승이 저감되어 날 끝의 치핑이나 이지러짐을 감소시키고 가공 치수 정밀도의 향상을 제공한다.
상기 제1 및 제2 형태에서, 초고압 소결체로서, 강, 주물, 스테인레스강 등의 철계의 금속 재료의 절삭 가공에 있어서는 입방정질화붕소(cBN) 소결체를, 또한 알루미늄 다이캐스트 합금, 마그네슘 합금, 구리계 합금 등의 비철금속의 절삭 가공에 있어서는 다이아몬드 소결체를 이용할 수 있다. 이들은 모두 경도가 높고, 고온에 있어서도 화학적으로 안정되고, 또한 열전도율이 높다.
본 발명에서 제공되는 스로우 어웨이 팁은 팁 전체의 형상이 커지면 재료로서 이용되는 초고압 소결체의 사이즈가 커져 제품의 비용이 고가가 되고, 종래부터 사용되고 있는 날 끝 부분에만 초고압 소결체를 납땜한 스로우 어웨이 팁에 대해 성능 가격비의 우위성을 발휘할 수 없다. 또한, 팁 전체의 형상이 작아져 팁의 중심부에 마련한 홀더 부착 구멍의 존재가 팁의 기계적 강도를 현저히 저하시킬 정도가 되면 안정된 절삭 공구 성능을 발휘할 수 없다. 따라서, 상기 스로우 어웨이 팁은 형상이 다각형인 경우에는 레이크면에 투영된 스로우 어웨이 팁의 외형을 구성하는 다각형 내접원의 직경이 3 ㎜ 이상 13 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 형상이 원형인 경우에는 레이크면에 투영된 스로우 어웨이 팁의 외경이 직경 5 ㎜ 이상 20 ㎜ 이하의 원형인 것이 바람직하다.
스로우 어웨이 팁의 중심부에 마련하는 홀더 부착용 구멍은 출력을 조정하고, 동시에 갈바노미터 미러에 의해 집광성을 높인 고출력 펄스 YAG 레이저를 이용하여 출력, 발진 주파수, 가공 피치를 제어함으로써, 등고선형으로 일정한 가공량으로 새겨 가면서 가공을 행할 수 있다. 상기 레이저 가공법에서는 레이저광의 총출력을 낮게 억제하고, 또한 집광도를 높임으로써 가공면으로의 열영향을 적게 하는 것이 가능해진다. 또한, 3차원 CAD 시스템으로 작성한 형상 모델 데이터를 전자 데이터를 수신 가능하게 접속한 레이저 가공기에 직접 송신하고, 상기 레이저 가공기에 수신한 형상 모델 데이터로부터 가공 피치를 자동 생성한다. AD-CAM 시스템을 탑재함으로써, 일반적인 선형의 절단 가공에만 그치지 않고, 미세하고 또한 이형 곡면을 갖는 형상의 가공도 가능해진다.
스로우 어웨이 팁의 중심부에 마련하는 홀더 부착용 구멍은 상기 레이저 가공 시스템을 이용하여 직경이 깊이 방향에 균일한 원통 형상이 아닌 레이크면측으로부터 부착 시트면측을 향해 수평 단면의 직경이 감소해 가는 형태로 마련할 수 있다. 이 형상에 의해 생기는 구멍 내면의 경사에 의해, 체결 나사의 헤드 하부의 체결력을 전달하는 부분과, 부착 구멍의 레이크면이 면형으로 접촉하여 안정된 체결을 실현할 수 있다.
상기 부착 구멍의 구체적 형상으로서는, 도5에 도시된 바와 같은 구멍의 중심축을 통과하는 평면으로 절단한 단면 형상에 있어서, 구멍의 측면에 해당하는 변의 레이크면측이 레이크면측을 향해 45°내지 120°의 개방각을 이루고 측면으로서는 원추 형상을 이루고, 부착 시트면측이 단면 형상에 있어서 평행한 선분을 이루고, 측면 형상으로서는 원통 형상인 것을 채용할 수 있다. 또한, 도2에 도시된 바와 같은 구멍의 단면 형상의 레이크면측이 레이크면측으로 개방된 원호에 의해 구성되어 측면으로서는 구멍측을 향해 볼록한 곡면을 갖고, 부착 시트면측이 원통 형상인 것을 채용할 수 있다.
통상, 스로우 어웨이 팁의 부착 구멍과 홀더의 부착 구멍은 편심하여 마련되어 있고, 체결 나사의 체결 부착에 의해 발생하는 부착 시트면과 평행한 방향으로의 힘(인입력)과 홀더에 부착된 벽으로부터의 반력에 의해 스로우 어웨이 팁은 홀더에 견고하고 좋은 정밀도로 고정된다. 상기 레이크면을 향한 구멍의 개방각은 개방각이 작을수록 상기 인입력은 커진다. 반대로 레이크면을 향한 구멍의 개방각이 클수록 홀더 부착 시트면을 향하는 체결력이 커진다. 따라서, 공구에 필요해지는 강도나 부착 정밀도에 따라서 부착 구멍의 형상을 선택할 수 있다.
상기 부착 구멍의 레이크면에 평행한 단면에서의 형상은 특히, 체결 나사가 스로우 어웨이 팁에 접촉하는 부분에 있어서 중요하다. 상기 단면 형상이 진원으로부터 크게 떨어져 체결 나사와의 접촉이 부분적으로 접촉되면, 체결력이 원주 상의 이산된 접촉점으로 집중하여 부착 구멍 근방에 불균일한 응력 집중이 생기고, 스로우 어웨이 팁 전체의 파괴 원인이 된다. 따라서, 상기 부착 구멍의 체결 나사와의 접촉부 부근의 레이크면에 평행한 단면 형상은 진원에 가까운 것이 바람직하다. 진원 공차가 20 ㎛ 이하이면, 응력 집중이 원인이 되는 공구의 파손 발생 빈도를 낮게 억제할 수 있다. 보다 안정을 도모하기 위해서는, 진원 공차는 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 여기서 말하는 진원 공차라 함은, 측정하는 구멍의 형상의 외접원과 내접원의 반경의 차를 말한다.
또한, 상기 이산된 접촉점으로의 체결력 집중을 완화하기 위해, 체결 나사의헤드 하부에 동박, 알루미늄박, 나일론 수지, 경질 고무 등의 완충재를 삽입하는 것도 유효하다. 또한 완충재로서는, 체결 나사에 Ti, Cr, TiN(z)(0.1 ≤ z ≤ 0.93), Cu, NiP 등의 코팅을 습식 도금법, CVD법, PVD법 등에 의해 실시하는 것으로도 실현할 수 있다. 또한, 마찬가지로 완충재로서 스로우 어웨이 팁의 레이크면 및 부착 구멍의 내면에 Ti, Cr, TiN(z)(0.1 ≤ z ≤ 0.93), Cu, NiP 등의 코팅을 실시하는 것으로도 실현할 수 있다. 이 경우, 코팅층의 색조가 금속 광택이 되어 이미 사용된 코너의 식별이 용이해지고, 코팅층에 의한 스로우 어웨이 팁의 내마모성의 향상과 더불어 더욱 바람직해 진다.
또한, 도3에 도시한 바와 같이, 상기 스로우 어웨이 팁의 중심부에 마련하는 홀더 부착용 구멍의 레이크면측에 구멍의 직경이 레이크면으로부터 일정 거리 감소되지 않는 부분을 갖게 함으로써, 체결 나사가 상대적으로 스로우 어웨이 팁보다도 낮은 위치에서 고정되게 되고, 체결 나사의 정상부를 레이크면보다도 낮게 함으로써 특히 연성이 높은 재료의 절삭시에 절삭 팁 처리가 방해되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 1의 해결 수단으로 이용한 초경합금 상에 일체로 초고압 소결된 초고압 소결체를 소재로서 이용한 경우에는, 체결 나사와의 접촉 부분이 되는 구멍의 레이크면을 인성이 높은 초경합금 부분으로 함으로써, 공구 본체가 파손되기 어려워진다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도2a 내지 도4b를 기초로 하여 설명한다.
도2a 및 도2b는 본 발명에 의한 스로우 어웨이 팁 형태의 일예를 나타낸다. 상기 스로우 어웨이 팁은 도면 중 (1)의 cBN 소결체 또는 다이아몬드 소결체로 이루어지는 초고압 소결체부와 (2)의 초경합금부가 일체로 초고압 소결되어 형성되고, 레이크면의 중심부에 홀더 부착용 구멍부(5)가 형성되어 있다. 홀더 부착용 구멍(5)은 도2b의 단면도에 도시된 바와 같이, 레이크면에서 직경이 가장 크고, 부착 시트면 방향을 향해 감소되고, 스로우 어웨이 팁의 중심부 부근으로부터 부착 시트면까지, 반경은 변화되지 않는다. 상기 스로우 어웨이 팁이 홀더로 장착될 때에는 도2b 중에서 도시되는 체결 나사(6)에 의해 접촉부(7)를 거쳐서 체결된다. 체결 나사는 보다 인성이 높은 초경합금 부분에서 접촉시키는 것이 바람직하다.
도3a 및 도3b는 본 발명에 의한 스로우 어웨이 팁의 다른 형태를 나타낸다. 상기 스로우 어웨이 팁은 홀더 부착용 구멍부(5)의 레이크면측에 직경이 변화되지 않는 부분(8)을 갖고, 그 부분보다도 부착 시트면측은 상기한 도2에서 도시한 스로우 어웨이 팁의 홀더 부착용 구멍부와 동일한 형상을 갖는다. 이 형태인 경우, 체결 나사는 상기 반경의 변화되지 않는 부분의 존재에 의해 스로우 어웨이 팁과의 접촉부(7)가 부착 시트면에 근접하게 되므로 체결 나사의 정상부가 레이크면과 동일면이거나 그것보다도 부착 시트면측으로 움푹 패인 위치가 되므로 레이크면 상을 통과하는 절삭 팁의 배출이 방해되지 않는다.
도4a 및 도4b는 본 발명에 의한 스로우 어웨이 팁의 또 다른 형태를 나타낸다. 상기 스로우 어웨이 팁은 전체가 cBN 소결체 또는 다이아몬드 소결체로 형성되어 있고, 도3에 도시한 형태와 동일한 형상의 홀더 부착 구멍을 형성하여 이루어진다. 스로우 어웨이 팁 전체를 열전도율이 높은 초고압 소결체를 이용하여 형성함으로써, 공구 전체의 열전달이 높아져 건조식 고속 절삭시 등에 발생하는 날 끝 부분의 열을 빠르게 홀더부로 확산시킬 수 있어, 날 끝부의 과열에 의한 치핑이나 열팽창에 의한 공구 형상의 변화에 수반하는 가공 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.
다음에 본 발명의 상세를 실시예에 나타내어 설명한다.
(제1 실시예)
테프론제 포스트 및 초경 볼을 이용하여 에탄올 중에서 중량 30 ％의 TiN, 5 ％의 Ti와 15 ％의 Al로 이루어지는 평균 입경 1 ㎛ 이하의 결합재 분말과 평균 입경 2 ㎛의 cBN 분말 50 ％를 혼합하여 얻게 된 혼합 분말을 진공 분위기 속에서 1000 ℃, 30분간 열처리한 것을 초경제 용기에 충전하고, 압력 4 ㎬, 온도 1300 ℃에서 60분 소결하여 cBN 소결체를 얻었다. 이 소결체를 X선 회절로 분석한 바 cBN, TiN, TiB2, AlB2, AlN, Al2O3가 동정되었다.
상기에서 얻게 된 초경합금과 일체로 소결된 cBN 소결체에 레이저 가공법을 이용하여 도5에 도시하는 형상의 구멍을 가공하였다. 가공에는 데켈 마호 레이저텍사제 레이저 가공기 DML-40을 이용하였다. 구멍 형상은 전체 두께(A)를 3.97㎜, 레이크면에서의 구멍의 직경(B)을 ø 7.0 ㎜, 부착 시트면에서의 구멍의 직경(C)을 ø 4.4 ㎜, 레이크면측의 구멍의 개방각(D)을 60°로 하였다. 가공 조건을 표1에 나타낸다. 여기서 말하는 레이저 출력은 YAG 로드 출구에서의 레이저 출력, 펄스 주파수는 Q-스위치의 주파수, 가공 피치는 레이저광 주사시의 이송폭을 나타낸다. 레이저광의 이동 속도는 500 ㎜/초로 일정하게 하였다.
가공을 행한 각 구멍에 대해, 각각의 가공에 필요한 시간, 구멍부 내면의cBN 부분의 표면 10점 평균 거칠기(Rz), 마찬가지로 초경 부분의 표면 10점 평균 거칠기(Rz) 및 초경 부분의 열영향층의 두께를 측정하였다. 이들 결과로부터 비교적 단시간에 가공할 수 있고, 가공 표면의 특성 상태가 좋고, 열손상의 정도가 작은 조건으로서, 레이저 출력 80 내지 95 W, 가공 피치 15 내지 30 ㎛가 적당한 것을 알 수 있다. 또한, 레이저 발진의 펄스 주파수에 대해서는 20 ㎑ 내지 50 ㎑의 범위에서 변화시켰지만 가공면의 특성이나 열영향 깊이에는 강한 상관관계를 보이지 않았다.
(제2 실시예)
테프론제 포트 및 초경 볼을 이용하여 에탄올 중에서 중량 15 ％의 Co와 5 ％의 Al로 이루어지는 평균 입경 2 ㎛ 이하의 결합재 분말과 평균 5 ㎛의 cBN 분말 80 ％를 혼합하여 얻게 된 혼합 분말을 진공 분위기 속에서 1200 ℃, 30분간 열처리한 것을 초경제 용기에 충전하고, 압력 5 ㎬, 온도 1400 ℃에서 60분 소결하여 cBN 소결체를 얻었다. 이 소결체를 X선 회절로 분석한 바 cBN, CoWB, Co2W2B, AlN, AlB2및 미소한 WC나 Al2O3가 동정되었다.
상기에서 얻게 된 초경합금을 포함하지 않는 cBN 소결체에 제1 실시예와 마찬가지로 레이저 가공법을 이용하여 도6에 도시하는 형상의 구멍을 가공하였다. 구멍 형상은 전체의 두께(A)를 3.97 ㎜, 레이크면에서의 구멍의 직경(B)을 ø 6.0 ㎜, 부착 시트면에서의 구멍의 직경(C)을 ø 3.9 ㎜, 레이크면측을 향해 개방되는 구멍의 곡률 반경(E)을 R 4.0 ㎜, 레이크면측의 반경의 일정 부분의 깊이(F)를0.45 ㎜로 하였다. 가공 조건을 표2에 나타낸다.
가공을 행한 각 구멍에 대해 각각의 가공에 필요한 시간, 구멍부 내면의 표면 10점 평균 거칠기(Rz) 및 열영향층의 두께를 측정하였다. 이들의 결과로부터 비교적 단시간에 가공할 수 있고, 가공 표면의 특성 상태가 좋고, 열손상의 정도가 작은 조건으로서 레이저 출력 70 내지 95 W, 가공 피치 15 내지 30 ㎛가 적당한 것을 알 수 있다.
(제3 실시예)
초경제 포트 및 볼을 이용하여 에탄올 중에서 중량 95 ％의 평균 입경 1 ㎛의 다이아몬드 분말과 평균 입경 1 ㎛ 이하의 Co 분말 5 ％를 혼합하여 얻게 된 혼합 분말을 진공 분위기 속에서 1200 ℃, 30분간 열처리한 것을 Co판과 적층하여 초경제 용기에 충전하고, 압력 5 ㎬, 온도 1500 ℃에서 60분 소결하여 다이아몬드 소결체를 얻었다. 이 소결체의 조성을 ICP로 분석한 바, 체적 다이아몬드 87 ％, Co가 8 ％, 잔량부는 W, C였다.
상기에서 얻게 된 초경합금과 일체로 소결된 다이아몬드 소결체에 제1 실시예와 마찬가지로 레이저 가공법을 이용하여 도7에 도시하는 형상의 구멍을 가공하였다. 구멍 형상은, 전체의 두께(A)를 1.59 ㎜, 레이크면에서의 구멍의 직경(B)을 ø 3.0 ㎜, 부착 시트면에서의 구멍의 직경(C)을 ø 2.2 ㎜, 레이크면측의 구멍의 개방각(D)을 60°, 레이크면측의 반경의 일정 부분의 깊이(F)를 0.4 ㎜로 하였다. 가공 조건을 표3에 나타낸다.
가공을 행한 각 구멍에 대해 각각의 가공에 필요한 시간, 구멍부 내면의 다이아몬드 소결체 부분의 표면 10점 평균 거칠기(Rz) 및 열영향층의 두께를 측정하였다. 이들 결과로부터 비교적 단시간에 가공할 수 있고, 가공 표면의 특성 상태가 좋고, 열손상의 정도가 작은 조건으로서 레이저 출력 60 내지 80 W, 가공 피치 15 내지 30 ㎛가 적당한 것을 알 수 있다.
(제4 실시예)
테프론제 포트 및 초경 볼을 이용하여 에탄올 중에서 중량 25 ％의 TiN, 5 ％의 Ti와 18 ％의 Al로 이루어지는 평균 입경 1 ㎛ 이하의 결합재 분말과 평균 입경 1 ㎛의 cBN 분말 52 ％를 혼합하여 얻게 된 혼합 분말을 진공 분위기 속에서 1000 ℃, 30분간 열처리한 것을 초경제 용기에 충전하고, 압력 4.8 ㎬, 온도 1350 ℃에서 60분 소결하여 cBN 소결체를 얻었다. 이 소결체를 X선 회절로 분석한 바 cBN, TiN, TiB2, AlB2, AIN, Al2O3가 동정되었다.
상기에서 얻게 된 초경합금과 일체로 소결된 cBN 소결체를 와이어 방전 가공으로 절단한 후, 외주 연마 가공에 의해 직경 10 ㎜, 두께 3.18 ㎜의 도8에 도시하는 원형의 스로우 어웨이 팁을 제작하였다. 또한, 레이저 가공법을 이용하여 도9에 도시하는 형상의 구멍을 가공하였다. 구멍 형상은 전체의 두께(A)를 3.18 ㎜, 레이크면에서의 구멍의 직경(B)을 ø 6.0 ㎜, 부착 시트면에서의 구멍의 직경(C)을 ø 3.9 ㎜, 레이크면측을 향해 개방되는 구멍의 곡률 반경(E)을 R 4.0 ㎜, 레이크면측의 반경의 일정 부분의 깊이(F)를 0.45 ㎜로 하였다. 가공 조건은 레이저 출력 90 W, 펄스 주파수 25 ㎑, 가공 피치 15 ㎛에서 실시하였다.
이들 비교예로서, 상기와 동일한 소결체에 방전 가공을 이용하여 동일한 형상을 갖는 구멍 가공을 실시하였다. 방전 가공은 우선, 레이크면으로부터 부착 시트면으로의 관통 구멍을 개방하기 위해 직경 1 ㎜의 전극을 이용하여 방전 가공하고, 다음에 와이어 방전 가공에 의해 직경 3.9 ㎜의 원통형의 구멍을 가공하고, 또한 최종 구멍 형상으로 가공한 방전 전극을 이용하여 방전 가공을 실시하여 도9의 구멍 형상을 얻었다.
상기한 가공의 결과를 표4에 나타낸다.
구멍 가공 방법 구멍 개방 가공 시간(분) 표면 거칠기(Rz) ㎛
번호 1 레이저 가공 12분 12초 CBN : 2.48 초경 : 3.8
제1 비교예 방전 가공(EDM + WEDM) 108분 CBN : 3.11 초경 : 4.8
레이저 가공에 의한 펀칭 가공에서는 동일 형상의 구멍을 가공하는 방전 가공에 비해 매우 단시간에 가공할 수 있었다.
(제5 실시예)
테프론제 포트 및 볼을 이용하여 에탄올 중에서 중량 30 ％의 평균 입경 5 ㎛ 이하의 CBN 분말과 평균 입경 10 ㎛의 cBN 분말 70 ％를 혼합하여 얻게 된 혼합 분말을 진공 분위기 속에서 1000 ℃, 30분간 열처리한 것을 Al판과 적층하여 초경제 용기에 충전하고, 압력 4.8 ㎬, 온도 1350 ℃에서 60분 소결하여 cBN 소결체를 얻었다. 이 소결체를 X선 회절로 분석한 바 cBN, AlN, AlB2가 동정되었다.
상기에서 얻게 된 초경합금을 포함하지 않는 cBN 소결체는 도전성을 갖지 않아 방전 가공이 불가능하므로, 고출력의 레이저 가공으로 절단한 후, 외주 연마 가공에 의해 내접원 6.35 ㎜, 두께 2.38 ㎜의 도10에 도시하는 마름모형의 스로우 어웨이 팁을 제작하였다. 계속해서 이 스로우 어웨이 팁의 중심부에 도11에 도시하는 형상의 구멍을 레이저 가공법을 이용하여 가공하였다. 구멍 형상은 전체의 두께(A)를 2.83 ㎜, 레이크면에서의 구멍의 직경(B)을 ø 3.75 ㎜, 부착 시트면에서의 구멍의 직경(C)을 ø 2 ㎜, 레이크면측을 향해 개방되는 구멍의 곡률 반경(E)을 R 2.8 ㎜, 레이크면측의 반경의 일정 부분의 깊이(F)를 0.3 ㎜으로 하였다. 가공 피치 조건은 레이저 출력 85 W, 펄스 주파수 30 ㎑, 가공 피치 25 ㎛에서 실시하였다.
이들 비교예로서, 지석에 의한 연삭 가공을 이용하여 동일한 형상을 갖는 구멍 가공을 실시하였다. 지석에 의한 연삭 가공에서는, 우선 직경 2.8 ㎜로 성형한 원통형의 지석을 이용하여 원통형의 구멍을 가공하고, 그 후, 구멍 형상으로 성형 가공한 지석을 이용하여 최종 형상으로 마무리하였다.
상기한 가공의 결과를 표5에 나타낸다.
구멍 가공 방법 구멍 개방 가공 시간(분) 표면 거칠기(Rz) ㎛
번호 1 레이저 가공 12분 12초 2.37
제1 비교예 지석 연삭 가공 80 시간 2.05
레이저 가공에 의한 펀칭 가공에서는 동일 형상의 구멍을 가공하는 지석에 의한 연삭 가공에 비해 매우 단시간에 가공할 수 있었다. 본 실시예에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 레이저 가공의 연삭 가공에 대한 가공 속도는 현저히 크고, 방전 가공이 불가능한 도전성을 갖지 않는 초고압 소결체의 펀칭 가공에 관해서는 본 발명의 레이저 가공의 장점은 매우 크다.
(제6 실시예)
초경제 포트 및 볼을 이용하여 에탄올 중에서 중량 95 ％의 평균 입경 1 ㎛의 다이아몬드 분말과 평균 입경 1 ㎛ 이하의 Co 분말 5 ％를 혼합하여 얻게 된 혼합 분말을 진공 분위기 속에서 1200 ℃, 30분간 열처리한 것을 Co판과 적층하여 초경제 용기에 충전하고, 압력 5 ㎬, 온도 1500 ℃에서 60분 소결하여 다이아몬드 소결체를 얻었다. 이 소결체의 조성을 ICP로 분석한 바, 체적 다이아몬드 87 ％, Co가 8 ％, 잔량부는 W, C였다.
상기에서 얻게 된 초경합금과 일체로 소결된 다이아몬드 소결체를 와이어 방전 가공으로 절단한 후, 외주 연마 가공에 의해 이를 와이어 컷트로 절단한 후, 외주 연마에 의해 내접원 ø 3.97 ㎜, 두께 1.59 ㎜의 정삼각형의 팁을 제작하였다. 또한, 이 스로우 어웨이 팁에 레이저 가공법을 이용하여 도12에 도시하는 형상의 구멍을 가공하였다. 구멍 형상은 전체의 두께(A)를 1.59 ㎜, 레이크면에서의 구멍의 직경(B)을 ø 3.0 ㎜, 부착 시트면에서의 구멍의 직경(C)을 ø 2.2 ㎜, 레이크면측을 향해 개방되는 구멍의 곡률 반경(E)을 R 3.0 ㎜, 레이크면측의 반경의 일정 부분의 깊이(F)를 0.4 ㎜로 하였다. 가공 조건은 레이저 출력 70 W, 펄스 주파수 35 ㎑, 가공 피치 15 ㎛에서 실시하였다.
이들 비교예로서, 상기와 동일한 소결체에 방전 가공을 이용하여 동일한 형상을 갖는 구멍 가공을 실시하였다. 방전 가공은 우선, 레이크면으로부터 부착 시트면으로의 관통 구멍을 개방하기 위해 직경 1 ㎜의 전극을 이용하여 방전 가공하고, 다음에 와이어 방전 가공에 의해 직경 2.2 ㎜의 원통형의 구멍을 가공하고, 또한 최종 구멍 형상으로 가공한 방전 전극을 이용하여 방전 가공을 실시하여 도12의 구멍 형상을 얻었다.
상기한 가공의 결과를 표6에 나타낸다.
구멍 가공 방법 구멍 개방 가공 시간(분) 표면 거칠기(Rz) ㎛
번호 1 레이저 가공 12분 25초 PCD : 2.87 초경 : 4.9
제1 비교예 방전 가공(EDM + WEDM) 101분 CBN : 2.98 초경 : 4.3
레이저 가공에 의한 펀칭 가공에서는 동일 형상의 구멍을 가공하는 방전 가공에 비해 매우 단시간에 가공할 수 있었다.
(제7 실시예)
홀더 부착 구멍의 체결 나사에 접촉하는 부분의 레이크면에 평행한 단면 형상을 변화시켜 스로우 어웨이 팁의 체결 토오크에 대한 강도를 조사하였다.
제2 실시예에서 작성한 cBN 소결체를 이용하여 내접원 ø 6.35 ㎜, 두께 2.38 ㎜의 마름모형의 스로우 어웨이 팁을 작성하고, 중심부에 도6에 도시하는 형상의 부착 구멍을 레이저 가공에 의해 가공하고, M 3.5의 접시 나사를 이용하여 공구 홀더에 체결하였다. 구멍은 체결 나사와의 접촉 부분에서의 레이크면에 평행한 단면이고, 내접원과 외접원의 직경의 차가 24 ㎛인 것(도13a)과 8 ㎛인 것(도13b)의 2가지에 대해 각각 체결 나사의 헤드 하부에 완충재로서 동박을 권취한 것과 권취하지 않은 것으로 평가를 행하였다. 시험은 각 시험 조건마다 5개씩 행하고, 토오크 렌치에 의해 소정의 체결력까지 체결하여 균열이 발생한 스로우 어웨이 팁의 수로 평가하였다. 또한, 본 시험에서 이용한 체결 나사의 표준 체결 토오크는 2.5 Nㆍm이다. 시험 결과를 표7에 나타낸다.
체결 부착 토오크치 Nㆍm
2.0 2.5 3.0 3.25 3.5 3.75
번호 1 ○ 2 × × × ×
번호 2 ○ ○ 3 × × ×
번호 3 ○ ○ ○ 1 3 ×
번호 4 ○ ○ ○ ○ ○ 1
표7 중 번호 1은 내접원과 외접원의 직경의 차가 24 ㎛인 것, 번호 2는 번호 1에 동박의 완충재를 사용한 것, 번호 3은 내접원과 외접원의 직경의 차가 8 ㎛인 것, 번호 4는 번호 3에 동박의 완충재를 사용한 것으로, 표에서 기호의 ○는 스로우 어웨이 팁에 균열이 일어나지 않았던 것, ×는 모든 스로우 어웨이 팁에 균열이 생긴 것, 숫자는 시험을 행한 5개 중, 균열이 발생한 수를 나타낸다. 부착 구멍의 체결 나사와의 접촉부의 레이크면에 평행한 단면의 형상이 진원에 가까운 쪽이 스로우 어웨이 팁의 균열에 대한 강도는 높고, 또한 체결 나사와 스로우 어웨이 팁 사이에 완충재를 설치함으로써, 스로우 어웨이 팁의 균열에 대한 감수성을 저하시킬 수 있었다. 또한, 초경합금과 일체로 소결된 cBN 소결체의 경우에서 체결 나사와의 접촉부가 초경합금부가 되는 경우에는, 본 시험의 시험 조건에서는 스로우 어웨이 팁에 균열은 발생하지 않아 체결 나사의 체결에 의한 균열에 대한 내성은 문제없다.
(제8 실시예)
테프론제 포트 및 초경 볼을 이용하여 에탄올 중에서 중량 20 ％의 TiN, 5 ％의 Ti와 25 ％의 Al로 이루어지는 평균 입경 1 ㎛ 이하의 결합재 분말과 평균 입경 1 ㎛의 cBN 분말 50 ％를 혼합하여 얻게 된 혼합 분말을 진공 분위기 속에서 1000 ℃, 30분간 열처리한 것을 초경제 용기에 충전하고, 압력 4.5 ㎬, 온도 1350℃에서 60분 소결하여 cBN 소결체를 얻었다. 이 소결체를 X선 회절로 분석한 바 cBN, TiN, TiB2, AlB2, AlN, Al2O3가 동정되었다.
상기에서 얻게 된 초경합금과 일체로 소결된 cBN 소결체로 도14a 및 도14b에 도시하는 형상의 직경 ø 7 ㎜, 두께 1.99 ㎜, 릴리프각 15°의 환형 스로우 어웨이 팁을 제작하였다. 이 스로우 어웨이 팁의 중앙부에 레이저 가공에 의해, 도15에 도시하는 형상의 부착 구멍을 가공하였다. 구멍 형상은 전체의 두께(A)를 1.99 ㎜, 레이크면에서의 구멍의 직경(B)을 ø 3.65 ㎜, 부착 시트면에서의 구멍의 직경(C)을 ø 2.75 ㎜, 레이크면측을 향해 개방되는 구멍의 곡률 반경(E)을 R 2.85 ㎜, 레이크면측의 반경의 일정 부분의 깊이(F)를 0.45 ㎜로 하였다. 가공 조건은 레이저 출력 90 W, 펄스 주파수 25 ㎑, 가공 피치 15 ㎛에서 실시하였다.
이 스로우 어웨이 팁을 직경 20 ㎜의 엔드밀 타입의 홀더에 체결 나사를 이용하여 장착하고, 헬리컬 가공을 행하여 절삭 팁의 배출성의 평가를 행하였다. 피삭재는 SKD61의 담금질재(HRC63)를 사용하였다. 비교로서, 상기 환형 스로우 어웨이 팁에 부착 구멍 가공을 실시하지 않고, 스로우 어웨이 팁의 레이크면측으로부터 누름 부재를 이용하여 부착하는 클램프 온 방식을 채용한 홀더에 장착하여 동일 조건으로 절삭 시험을 실시하였다. 시험 결과를 표8에 나타낸다.
표에서, ○는 양호한 절삭 팁 흐름을 도시한 것, ×는 절삭 팁이 서로 맞물림으로써 가공 표면 불량이 발생한 것을 나타낸다. 부착 구멍을 가공하여 체결 나사에 의해 홀더에 장착한 경우에는 레이크면 상에 절삭 팁의 흐름에 대한 장해물이 존재하지 않으므로, 절삭 팁 막힘이 없이 안정된 가공을 할 수 있던 데 비해 클램프 온 방식 장착인 경우에는 절삭 팁 막힘이 발생하였다.
또한, 클램프 온 방식 장착인 경우에는 부품 구성이 복잡해지므로 홀더에 장착할 수 있는 날 수가 3매가 되기 때문에, 1날당의 이송량이 동일해지도록 절삭 조건을 설정하면, 실제 절삭 속도는 구멍 부착 스로우 어웨이 팁을 이용한 4매 날의 엔드밀의 쪽이 빠르게 되어 있다.
또한, 고속으로 절삭을 행하는 경우에는 홀더의 회전수가 상승되어 스로우 어웨이 팁에 가하는 원심력이 증대된다. 이 경우, 클램프 온 방식 장착인 경우에는 스로우 어웨이 팁이 비산될 가능성이 있지만, 부착 구멍을 이용하여 체결 나사에 의해 장착하는 방법에서는 그 우려가 없다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 스로우 어웨이 팁은 절삭 가공시의 충격력이나 반복 응력에 대한 내구성이 높고, 홀더로의 부착이 용이하고, 부착 지그가 스로우 어웨이 팁의 외측으로 크게 비어져 나오는 일이 없으므로, 피가공재와의 간섭이 적어 절삭 팁의 배출성이 양호한 스로우 어웨이 팁을 제공한다.

Claims (10)

  1. 레이크면을 구성하는 초고압 소결체와, 상기 초고압 소결체를 지지하는 초경합금으로 구성되어 레이크면의 중심부에 공구 홀더로 부착되기 위한 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이 팁.
  2. 전체가 초고압 소결체로 구성되어 레이크면의 중심부에 공구 홀더로 부착되기 위한 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이 팁.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 초고압 소결체가 입방정질화붕소(cBN) 소결체 또는 다이아몬드 소결체인 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이 팁.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 레이크면에 투영된 스로우 어웨이 팁의 외형을 구성하는 다각형의 내접원의 직경이 3 ㎜ 이상 13 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이 팁.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 레이크면에 투영된 스로우 어웨이 팁의 외경이 직경 5 ㎜ 이상 20 ㎜ 이하의 원형인 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이 팁.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 홀더 부착용 구멍의 가공은 레이저 가공으로 행하는 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이 팁.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 홀더 부착용 구멍의 직경이 레이크면측으로부터 부착 시트면측을 향해 서서히 감소하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이 팁.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 홀더 부착용 구멍의 직경이 레이크면에 가까운 부분에서는 급격히 감소되고, 서서히 감소의 비율이 작아져 부착 시트면 근방에서는 직경의 감소가 없는 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이 팁.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 홀더 부착용 구멍의 직경이 레이크면으로부터 일정 거리 감소되지 않은 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 스로우 어웨이 팁.
  10. 펄스 발진으로 50 내지 100 와트의 출력인 YAG 레이저를 이용하여 레이크면 전체 혹은 전체가 초고압 소결체로 이루어지는 스로우 어웨이 팁에 홀더 부착용 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제9항에 중 어느 한 항에 기재된 스로우 어웨이 팁의 제조 방법.
KR10-2004-7001966A 2001-08-10 2002-07-31 스로우 어웨이 팁 KR20040032151A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001243745 2001-08-10
JPJP-P-2001-00243745 2001-08-10
JPJP-P-2002-00153259 2002-05-28
JP2002153259A JP2003127007A (ja) 2001-08-10 2002-05-28 スローアウェイチップ
PCT/JP2002/007827 WO2003015967A1 (en) 2001-08-10 2002-07-31 Throw-away tip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040032151A true KR20040032151A (ko) 2004-04-14

Family

ID=26620370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2004-7001966A KR20040032151A (ko) 2001-08-10 2002-07-31 스로우 어웨이 팁

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20040234349A1 (ko)
EP (1) EP1435270A4 (ko)
JP (1) JP2003127007A (ko)
KR (1) KR20040032151A (ko)
CN (1) CN1538891A (ko)
WO (1) WO2003015967A1 (ko)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7144205B2 (en) * 2003-05-09 2006-12-05 Kennametal Inc. Insert retention screw and tool body and insert therewith
US7143673B2 (en) * 2003-09-09 2006-12-05 H&S Tool, Inc. Method for tube end preparation and milling head therefore
KR100836970B1 (ko) * 2003-09-09 2008-06-10 에이치 앤드 에스 툴, 인코포레이티드 튜브 밀링 헤드
US7044697B2 (en) * 2004-03-10 2006-05-16 Mipox International Corporation Cutting tool for simultaneous facing and grooving of CMP pad
US20050271483A1 (en) * 2004-06-02 2005-12-08 Sandvik Ab Indexable cutting inserts and methods for producing the same
US7140816B2 (en) * 2004-07-20 2006-11-28 H&S Tool, Inc. Multi-functional tube milling head
US8100037B2 (en) * 2005-10-21 2012-01-24 H&S Tool, Inc. Milling head and methods for tube end preparation
US7472464B2 (en) * 2005-11-03 2009-01-06 H&S Tool, Inc. Milling head for removing heat dissipating elements from a tube
SE530780C2 (sv) 2006-01-10 2008-09-09 Sandvik Intellectual Property Indexerbart skär med olika släppningsvinklar samt svarvverktyg
GB2434771B (en) * 2006-02-02 2011-11-30 Bencere Ltd A Cutting Insert
SE529458C2 (sv) * 2006-02-22 2007-08-14 Seco Tools Ab Roterbart frässkär för gängfräsning tillverkat av kubisk bornitrid samt gängfräsverktyg
CN101400466A (zh) * 2006-03-06 2009-04-01 戴蒙得创新股份有限公司 具有模制镶件本体的切削工具镶件
SE530189C2 (sv) * 2006-04-25 2008-03-25 Seco Tools Ab Gängskär med hel yta av PCBN samt gängverktyg och metod för formning av gänga
WO2008038560A1 (fr) * 2006-09-27 2008-04-03 Kanefusa Kabushiki Kaisha Arête de remplacement d'un outil de coupe
JP4512078B2 (ja) * 2006-10-26 2010-07-28 住友電工ハードメタル株式会社 刃先交換型切削チップ
JP2009083009A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Aisin Aw Co Ltd 切削工具
FR2927554B1 (fr) * 2008-02-15 2010-03-19 Saint Jean Ind Outils de coupe a plaquette carbure diamantee.
US20120165246A1 (en) 2009-02-26 2012-06-28 Tyrian Diagnostics Limited Method of Diagnosis of Infection by Mycobacteria and Reagents Therefor
US8079786B2 (en) * 2009-04-22 2011-12-20 Corbin Manufacturing, Inc. Tool insert blanks and method of manufacture
US9463531B2 (en) 2009-10-23 2016-10-11 Kennametal Inc. Three-dimensional surface shaping of rotary cutting tool edges with lasers
WO2011085078A1 (en) * 2010-01-07 2011-07-14 Gkn Sinter Metals, Llc Machining tool and method for manufacturing same
CN102639268B (zh) * 2010-09-07 2015-05-27 住友电工硬质合金株式会社 切削工具
JP4976576B2 (ja) 2010-11-01 2012-07-18 住友電気工業株式会社 切削工具とその製造方法および製造装置
KR101928112B1 (ko) * 2010-12-31 2018-12-11 다이아몬드 이노베이션즈, 인크. 다결정성 보디에 구멍 및 카운터싱크를 생성하는 방법
WO2013112117A1 (en) * 2010-12-31 2013-08-01 Diamond Innovations, Inc. Method of producing holes and countersinks in polycrystalline bodies
CN103056938A (zh) * 2012-12-27 2013-04-24 重庆派斯克刀具制造股份有限公司 木工刨刀双刃刀片
KR101305422B1 (ko) 2013-04-05 2013-09-06 (주)에스디테크 Cnc 선반용 스핀들 유니트 및 스핀들 유니트를 이용한 밸브용 금속패킹 가공방법
WO2015034037A1 (ja) * 2013-09-06 2015-03-12 株式会社タンガロイ 切削工具の装着装置、工具ボデーおよび切削工具
JP6291775B2 (ja) * 2013-10-11 2018-03-14 三菱マテリアル株式会社 超高圧焼結体切削インサート
US9421611B2 (en) 2014-03-07 2016-08-23 Kennametal Inc. Composite cutting insert and method of making same
DE102014207507B4 (de) 2014-04-17 2021-12-16 Kennametal Inc. Zerspanungswerkzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Zerspanungswerkzeugs
US9643282B2 (en) 2014-10-17 2017-05-09 Kennametal Inc. Micro end mill and method of manufacturing same
USD842909S1 (en) * 2015-10-29 2019-03-12 Sumitomo Electric Sintered Alloy, Ltd. Throw-away tip for cutting tool
CN108541228B (zh) * 2015-11-05 2019-10-08 住友电气工业株式会社 立方氮化硼烧结体工具、其所用的立方氮化硼烧结体、以及立方氮化硼烧结体工具的制造方法
JP6717933B2 (ja) * 2016-04-25 2020-07-08 京セラ株式会社 インサート及び切削工具
CN105965044A (zh) * 2016-06-27 2016-09-28 北京沃尔德金刚石工具股份有限公司 一种迷你型整体pcbn刀片及制作方法
CN108262495A (zh) * 2016-12-31 2018-07-10 上海名古屋精密工具股份有限公司 用于超硬切削工具制造的坯料及其制造方法
CN107322019A (zh) * 2017-06-06 2017-11-07 宁波杭州湾新区西瓦格数控刀具有限公司 一种圆形可转位数控刀片
JP6967595B2 (ja) * 2017-07-12 2021-11-17 北京沃爾徳金剛石工具股▲フン▼有限公司Beijing Worldia Diamond Tools Co., Ltd. インデックス可能な正面フライスインサート及び該インサートを用いた正面フライスカッティングヘッド
CN107252917A (zh) * 2017-07-12 2017-10-17 北京沃尔德金刚石工具股份有限公司 一种可转位面铣刀片以及使用该刀片的面铣刀头
US11241747B2 (en) 2017-10-16 2022-02-08 Iscar, Ltd. Cutting tool and undersized bore-less indexable insert therefor
TWI825040B (zh) 2017-11-30 2023-12-11 以色列商艾斯卡公司 單側三向可轉位銑削嵌件、刀具固持器及包括嵌件及刀具固持器的嵌件式銑刀
US20200001374A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-02 Herramientas Preziss, S.L. Cutting Insert Applicable To Machining Tools And The Tool Bearing It
KR20210035294A (ko) * 2018-08-02 2021-03-31 유에스 신써틱 코포레이션 Pcd 인서트를 갖는 커팅 툴, 이를 포함하는 시스템 및 관련된 방법
US11229957B2 (en) * 2018-10-02 2022-01-25 Jakob Lach Gmbh & Co. Kg Method for producing a cutting tool for the machining of workpieces and cutting tool
US20200331078A1 (en) * 2019-04-18 2020-10-22 Makino Inc. Method for Machining Titanium Alloys Using Polycrystalline Diamond
WO2021014840A1 (ja) * 2019-07-19 2021-01-28 住友電工ハードメタル株式会社 切削工具
CN110918986B (zh) * 2019-12-17 2021-12-10 中国工程物理研究院材料研究所 一种用于特殊型号喷管制品的烧结工装夹具
WO2023177569A1 (en) * 2022-03-17 2023-09-21 Us Synthetic Corporation Superhard cutting elements, cutting tools including the same, and methods of using the same

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58199841A (ja) * 1982-05-18 1983-11-21 Nippon Oil & Fats Co Ltd 切削工具用の硬度焼結体スローアウェイチップの製造方法
US4462724A (en) * 1982-08-25 1984-07-31 Gte Products Corporation Photochemically machined cutting wheel
US4797992A (en) * 1987-02-02 1989-01-17 Hercules Defense Electronics Systems Inc. Method of making a thin film integrated microcircuit
US4849602A (en) * 1988-08-12 1989-07-18 Iscar Ltd. Method for fabricating cutting pieces
JPH042402A (ja) * 1990-04-16 1992-01-07 Riken Corp ウィスカー強化型セラミックス製切削チップ
US5477754A (en) * 1993-08-30 1995-12-26 Carboloy Inc. Metal cutting inserts and method of making
US5405711A (en) * 1993-09-20 1995-04-11 Valenite Inc. Indexable inserts with polycrystalline cutting edge
JPH07276105A (ja) * 1994-04-07 1995-10-24 Mitsubishi Materials Corp スローアウェイチップ
JPH07299577A (ja) * 1994-05-09 1995-11-14 Denki Kagaku Kogyo Kk 立方晶窒化ほう素焼結体のレーザー加工方法
JPH08206902A (ja) * 1994-12-01 1996-08-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 切削用焼結体チップおよびその製造方法
US5643523A (en) * 1995-04-18 1997-07-01 Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corp. Method of manufacturing diamond-coated cutting tool inserts
SE509595C2 (sv) * 1996-01-25 1999-02-15 Sandvik Ab Skär för spånavskiljande metallbearbetning
SE509594C2 (sv) * 1996-01-26 1999-02-15 Sandvik Ab Indexering av vändskär
JP3050183B2 (ja) * 1997-09-09 2000-06-12 住友電気工業株式会社 セラミックチップクランプ型切削工具
IL130803A (en) * 1997-11-06 2002-12-01 Sumitomo Electric Industries Coated carbide cutting tool
JP3880242B2 (ja) * 1998-05-20 2007-02-14 キヤノン株式会社 スルーホールの形成方法
US6187068B1 (en) * 1998-10-06 2001-02-13 Phoenix Crystal Corporation Composite polycrystalline diamond compact with discrete particle size areas
DE19903037C2 (de) * 1999-01-26 2003-12-04 Jakob Lach Gmbh & Co Kg Schneidwerkzeug mit Mitteln zur Spankontrolle
DE60041320D1 (de) * 1999-11-25 2009-02-26 Sumitomo Electric Industries Schneidwerkzeug aus polykristallinem Hartmetall
US6712564B1 (en) * 2000-09-29 2004-03-30 Greenleaf Technology Corporation Tool with improved resistance to displacement

Also Published As

Publication number Publication date
EP1435270A1 (en) 2004-07-07
CN1538891A (zh) 2004-10-20
WO2003015967A1 (en) 2003-02-27
US20040234349A1 (en) 2004-11-25
EP1435270A4 (en) 2009-02-18
JP2003127007A (ja) 2003-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20040032151A (ko) 스로우 어웨이 팁
JP4653744B2 (ja) 高品位・高能率加工用ｃｂｎ切削工具
EP1624988B9 (en) Cutting tool inserts and methods to manufacture
EP1320435B1 (en) Tool with improved resistance to displacement and method of making such a tool
EP0695596B1 (en) Rotary cutting tool and method of manufacturing the same
CN1310069A (zh) 圆头铣刀
KR20120016617A (ko) 초경합금 공구
JP4185370B2 (ja) チップブレーカー付き硬質焼結体切削工具およびその製造方法
US10322457B2 (en) Ceramic milling cutter
EP1435271A1 (en) ULTRA HIGH−PRESSURE SINTERED CUTTER WITH RECESS OR GROOVE, HOLDING MECHANISM FOR THE CUTTER, AND METHOD OF MANUFACTURING THE CUTTER
JP2008062369A (ja) 穴あけ工具に取り付けられるチップの製造方法、並びに穴あけ工具の製造方法および穴あけ工具
JP7112584B2 (ja) 硬脆性難削材加工用ダイヤモンド切削工具
JP3077699B1 (ja) 回転切削工具
KR20200019843A (ko) 가는 드릴
US20090035521A1 (en) Die consisting of PCBN or a CBN composite material comprising a clamping depression
US6152660A (en) Drilling tool for bores in solid material
JP2004268202A (ja) 小径エンドミル
JPH08141817A (ja) ボールエンドミル用スローアウェイチップ及びその製造方法
JPH0760547A (ja) ネジ切り用加工工具及びその製造方法
JP2526707Y2 (ja) 回転切削工具
CN219130877U (zh) Pcd钻头
JP2007098423A (ja) ピアシング用丸パンチ
CN114762903A (zh) 金刚石配件及刀具和用途
JPH04217414A (ja) スローアウェイ式ドリル
JP2006123022A (ja) スローアウェイインサート

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application