KR20050062699A - 절삭공구용 인서트 및 이의 결합구조 - Google Patents

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Abstract

절삭공구용 인서트 및 이의 결합구조가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 인서트는 양측면 및 양단에는 방사상 하측으로 좁아지게 연장되는 제 1, 제 2 측면여유면이 형성되고, 인서트홀이 중심을 기준으로 대각선 방향으로 대칭을 이루도록 상부면의 2개 모서리에 각각 제공된 제 1, 제 2 코너절삭부를 구비하고, 제 1, 제 2 코너절삭부 사이에는 주절삭날부가 연장 형성되며, 제 1 코너절삭부와 또 하나의 상기 제 2 코너절삭부 사이에는 부절삭날부가 연장 형성됨과 아울러 하부면 하부홈을 형성하는 절삭공구용 인서트를 제공한다. 이와 같은 인서트를 강력하게 체결하기 위해서는 칩포켓부의 선단에는 인서트가 안치되는 팁시트부가 형성된 공구몸체를 가지며, 칩포켓부에는 레버스크류홀이 관통 형성되고, 팁시트부에는 인서트가 안치되는 안치면이 형성됨과 아울러 팁시트부의 상부에서부터 칩포켓부의 내부로 연장 형성되어 레버스크류홀과 연통하게 되는 레버안치홈이 형성된 절삭공구와, 레버안치홈에 안치되면서 상부가 하부홈에 삽입되는 걸림돌기 및 걸림돌기의 일측에서 연장되어 레버스크류홀까지 연장되는 작동판을 구비하는 레버와, 레버스크류홀에 체결되어 레버를 선회시키는 레버의 걸림돌기가 하부홈을 밀착되어 인서트를 강력하게 체결하는 레버스크류를 갖는 결합레버를 포함한다.

Description

절삭공구용 인서트 및 이의 결합구조{Insert for cutting tool and clamping assembly thereof}
본 발명은 절삭공구용 인서트 및 이의 결합구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인서트에 원통형 곡면 여유면을 형성하여 절삭날의 강도를 향상시킴과 아울러 인서트를 고정레버를 이용하여 절삭몸체에 강력하고 안정되게 체결함으로써, 다양한 가공물의 고속절사가공에도 인서트의 위치변동이나 인서트의 탈락을 방지하여 절삭공구의 수명을 연장 및 가공물의 가공품질을 향상할 수 있을 뿐만 아니라 인서트를 절삭몸체에 반복 체결할 수 있는 절삭공구용 인서트 및 이의 결합구조에 관한 것이다.
일반적으로, 절삭공구는 주로 철계, 비철계 금속, 비금속 재료의 절삭에 이용되는 것으로써, 통상적으로 공작기계에 장착되어 가공물을 원하는 형상으로 가공하기 위하여 절삭을 수행하는 공구이다. 이러한 절삭공구는 통상적으로 절삭날을 가지고 있는 인서트와, 이 인서트를 고정시켜 주는 공구몸체로 이루어진다. 또한 절삭공구는 인서트를 고정시켜 주는 방법에 따라서 용접형(Brazing)과, 인덱셔블형(Ineducable)으로 나눌 수 있는데 용접형은 절삭날을 몸체에 용접하여 영구히 고정시키는 것이며, 인덱셔블형은 공구몸체와 인서트를 고정시키기 위한 스크류 또는 다른 인서트 고정장치를 이용하여 인서트를 공구몸체에 장착, 탈착이 가능한 절삭공구이다.
인덱셔블형의 절삭공구는 인서트의 수명이 다할 때 인서트를 교환하여야 하며, 이 때 단시간에 교환이 가능하고 교환이 용이하며, 또한 인서트의 교환이 반복적으로 수행되어도 항상 동일한 위치에 고정되어 절삭날의 위치가 같은 위치에 있어야한다. 또 가공물을 절삭 가공수행 시 발생되는 절삭저항에도 안정적으로 고정될 수 있는 지지력을 가져야 한다. 특히 다양한 가공재질과 다양한 가공방법은 물론 고속가공을 위한 고속회전과 고이송 및 고절입 가공에도 안정성 있는 인서트의 고정이 필요하다.
한편, 절삭공구를 이용하여 가공물을 절삭하는 방법으로는 크게 두 가지를 들 수 있다. 첫째, 회전하는 가공물을 고정된 절삭공구를 이용하여 절삭을 수행하는 선삭가공이고, 둘째는 절삭공구가 회전하여 고정되어 있는 가공물을 절삭하는 밀링가공이다. 이러한 밀링가공은 회전하는 절삭공구를 이용하여 가공물의 평면가공, 측면가공, 홈가공, 구멍가공, 경사면가공 및 삼차원형상모방가공 등 다양한 형태의 절삭가공을 수행하며, 절삭저항의 감소와 공구의 수명향상, 가공품질의 향상을 위해서 절삭인서트와 공구몸체와의 결합구조를 개선시키려는 노력들이 이루어져 왔다. 특히 최근의 절삭가공 동향은 고속, 고이송, 고절입은 물론 다양한 형태의 절삭가공을 수행 시 인서트를 교환하는 절삭공구에서는 인서트가 절삭공구 몸체에 강력하게 고정 및 체결되어 고속가공과 고이송가공, 그리고 고절입가공 및 다양한 형태의 절삭가공 시 발생되는 큰 절삭저항과 절삭공구의 고속회전에 의한 원심력에 대응하기 위하여 스크루를 이용한 인서트를 공구몸체에 장착하는 방법이 이용되고 있다. 그러나 전술한 방법은 스크루만의 강성으로는 강력한 고정, 체결이 어려워 안정적인 절삭가공을 수행하기 어려우고, 절삭가공 시 공구의 수명, 가공품질저하 등 많은 문제점이 발생하였다. 이러한 문제점을 해결하고자 대한민국 공개 특허공보 제 1998-41958 호에서는 인선교환형 절삭인서트를 공구몸체에 안정되고, 체결의 정도 및 팁시트와의 밀착력을 향상시킬 수 있도록 인서트의 하면에 오목한 홈을 형성하고, 인서트가 장착되는 팁시트면에 볼록한 돌기를 형성하여 인서트의 오목한 홈부와 팁시트의 볼록한 돌기의 각 측면이 접촉하여 인서트의 체결 안정성을 확보토록 하였다. 또한, 미국합중국특허번호 US6413021 에서는 고속절삭가공 수행에서 인서트의 체결 안정성을 확보하기 위하여 절삭공구몸체의 팁시크면을 “V”자 형상으로 돌출 형성하고, 인서트의 하부면도 팁시트의 돌출형상에 대응하도록 오목한 형상을 적용함과 아울러 인서트가 절삭공구몸체에 스크루 체결되어, 가공물 가공 시 절삭인서트가 절삭공구의 고속회전에 의한 원심력에 대응할 수 있도록 한 절삭공구가 개시되어 있다.
그러나, 전술한 대한민국 공개 특허공보 제 1998-41958 호와, 미국합중국특허번호 US6413021은 인서트가 절삭공구몸체의 시트부에 안정적으로 체결되어 절삭공구의 회전에 대하여 바깥방향으로 작용하는 회전의 원심력에는 인서트와 공구몸체의 오목한 홈과 돌기부 형상에 의하여 대응이 가능하지만, 고절입 가공시의 절삭공구의 길이방향 즉, 가공물의 가공면으로 향하는 절삭저항과 또한 고속, 고이송, 고절입 가공 시 큰 절삭저항에 의하여 스크루만으로 체결된 절삭공구에서 인서트의 위쪽 바닥면이 들려 틈새가 발생되는 문제점이 있었다. 그 결과 공구의 수명이 저하되고, 절삭날의 치핑이나 파손이 야기된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 인서트에 원통형 곡면 여유면을 형성하여 절삭날의 강도를 향상시킨 절삭공구용 인서트를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 2 목적은, 인서트를 고정레버를 이용하여 절삭몸체에 강력하고 안정되게 체결함으로써, 다양한 가공물의 고속절사가공에도 인서트의 위치변동이나 인서트의 탈락을 방지하여 절삭공구의 수명을 연장 및 가공물의 가공품질을 향상할 수 있을 뿐만 아니라 인서트를 절삭몸체에 반복체결할 수 있는 절삭공구용 인서트의 결합구조를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,
상부면 및 하부면을 포함하며, 상기 상부면 상에는 칩브레이크 및 공구몸체에 고정시키기 위한 인서트홀이 수직하게 관통 형성된 인서트에 있어서,
양측면 및 양단에는 방사상 하측으로 좁아지게 연장되는 제 1 측면여유면 및 제 2 측면여유면이 형성되고, 인서트홀이 중심을 기준으로 대각선 방향으로 대칭을 이루도록 상부면의 2개 모서리에 각각 제공된 제 1 코너절삭부와 제 2 코너절삭부를 구비하고, 제 1 코너절삭부와 상기 제 2 코너절삭부 사이에는 주절삭날부가 연장 형성되며, 제 1 코너절삭부와 또 하나의 상기 제 2 코너절삭부 사이에는 부절삭날부가 연장 형성됨과 아울러 하부면 상에는 인서트홀을 중심으로 대칭되게 형성되면서 상부면과 동시에 각각의 제 2 측면여유면 측으로 연장되는 하부홈을 형성하는 절삭공구용 인서트를 제공한다.
본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,
칩브레이크 및 인서트체결스크류가 끼워지는 인서트홀이 형성된 상부면과, 하부면, 상부면 상에 형성되는 제 1 코너절삭부, 제 2 코너절삭부, 주절삭부, 부절삭부를 가지며, 하부면 상에는 상부면 측으로 연장되는 하부홈이 형성된 인서트;
하나 이상의 칩포켓부가 형성되고, 칩포켓부의 선단에는 인서트가 안치되는 팁시트부가 침강되게 형성된 공구몸체를 가지며, 칩포켓부에는 내주면 상에 제 1 암나사가 형성된 레버스크류홀이 칩포켓부의 상부에서 공구몸체의 원주면 측으로 수직하게 관통 형성되고, 팁시트부에는 인서트가 안치되는 안치면이 형성됨과 아울러 안치면에는 인서트를 안치면에 고정시키기 위해서 인서트홀을 관통한 인서트체결스크류가 체결될 수 있도록 내주면 상에 제 2 암나사가 형성된 팁시트홀이 형성되고 팁시트홀의 일측에는 팁시트부의 상부에서부터 칩포켓부의 내부로 연장 형성되어 레버스크류홀과 연통하게 되는 레버안치홈이 형성된 절삭공구; 및
레버안치홈에 안치되면서 레버안치홈의 상부로 연장되어 하부홈에 삽입되는 걸림돌기 및 걸림돌기의 방사상 일측에서 걸림돌기에 대하여 수직하게 연장되면서 레버안치홈을 따라 레버스크류홀까지 연장되는 작동판을 구비하는 레버와, 레버스크류홀에 체결될 수 있도록 원주면 상에 제 1 암나사에 대응하는 제 1 수나사가 형성되고 중앙부분에는 레버스크류의 외경보다 작은 외경을 가지는 연결대가 형성되며 연결대에는 하부가 작동판에 밀착되어 레버를 선회시켜 인서트를 강력하게 체결시키는 레버작동단이 형성된 레버스크류를 갖는 결합레버를 포함하는 절삭공구용 인서트의 결합구조를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 인서트에 원통형 곡면 여유면을 형성하여 절삭날의 강도를 향상시킴과 아울러 인서트를 고정레버를 이용하여 절삭몸체에 강력하고 안정되게 체결함으로써, 다양한 가공물의 고속절사가공에도 인서트의 위치변동이나 인서트의 탈락을 방지하여 절삭공구의 수명을 연장 및 가공물의 가공품질을 향상할 수 있을 뿐만 아니라 인서트를 절삭몸체에 반복 체결할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절삭공구용 인서트에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 본 발명에 따른 절삭공구용 인서트를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 절삭공구용 인서트(100)는 주로 초경합금 재료를 분말야금법에 의한 공정 즉 형압, 소결, 연삭 등의 공정을 이용하여 제작된다. 인서트(100)는 철계 또는 비철계 금속의 절삭 가공시에 상부면(110)만을 사용한다. 이를 위해서, 상부면(110)에만 절삭칩의 원활한 흐름을 위한 칩브레이커(chip breaker)(112)를 제공한다.
인서트(100)의 중앙에는 인서트(100)를 인서트체결스크루(224)가 관통되어 인서트(100)를 공구몸체(210)에 고정시키기 위한 원형의 인서트홀(114)이 수직하게 관통하여 형성된다. 이러한 인서트(100)는 양측 및 양단에는 방사상 하측으로 좁아지게 연장되는 제 1 측면여유면(116a) 및 제 2 측면여유면(116b)이 소정의 경사를 가지면 형성되고, 인서트홀(114)의 중심을 기준으로 180도 회전 대칭형으로 구성된다. 따라서 인서트(100)는 대각선 방향으로 대칭을 이루도록 상부면(110)이 2개 모서리에 각각 제공된 제 1 코너절삭부(120a)와 제 2 코너절삭부(120b)를 구비한다.
제 1 코너절삭부(120a)는 제 1 코너절삭날(122a)로 구성되며, 제 2 코너절삭부(120b)는 제 2 코너절삭날(122b)로 구성된다. 제 1 코너절삭부(120a)와 제 2 코너절삭부(120b) 사이에는 주절삭날부(130)가 연장 형성되고, 제 1 코너절삭부(120a)와 또 하나의 제 2 코너절삭부(120b) 사이에는 부절삭날부(140)가 연장 형성된다.
주절삭날부(130)는 주절삭날(132)과 곡면여유면(134)으로 구성되며, 부절삭날부(140)는 부절삭날(142)로 구성된다. 주절삭날부(130)의 주절삭날(132)은 절삭가공시 피가공물과 접촉하면서 절단에 기여하는 것으로, 상부면(110)과 제 1 측면여유면(116a)의 경계 위치에 형성되고, 곡면여유면(134)은 주절삭날(132)과 제 1 측면여유면(116a) 사이에 형성된다. 즉, 주절삭날(132)은 곡면여유면(134)과 상부면(110) 사이에 형성된다. 마찬가지로 부절삭날부(140)의 부절삭날(142)은 상부면(110)과 제 2 측면여유면(116b)의 경계 위치에 형성된다. 바람직하게는, 곡면여유면(134)은 제 1 코너절삭날(122a) 및 제 2 코너절삭날(122b)의 하부까지 연장 형성된다.
도 2는 도 1에 도시된 인서트의 평면도이며, 그리고 도 3은 도 1에 도시된 인서트의 정면도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 주절삭날(132)은 부절삭날(142)의 길이보다 길게 형성되면서, 주절삭날(132)은 제 1 코너절삭날(122a)에서 제 2 코너절삭날(122b) 측으로 소정의 경사를 가지면 형성된다. 그 결과 곡면여유면(134)은 폭도 점진적으로 감소한다. 이러한 주절삭날(132)과 부절삭날(142)은 제 1 코너절삭날(122a) 또는 제 2 코너절삭날(122b)의 일측에 연결된 주절삭날(132)과 제 1 코너절삭날(122a) 또는 제 2 코너절삭날(122b) 타측에 연결된 부절삭날(142)은 60~90도의 각(δ)을 이루도록 형성된다.
한편, 상부면(110) 상에 형성된 제 1 코너절삭날(122a)은 0.2~6.5㎜의 곡률 반경(r)을 가지도록 형성되고, 인서트(100)의 하부면(150) 상에는 상부면(110) 측으로 하부홈(152)이 형성된다. 바람직하게는 하부홈(152)은 하부면(150)에서 상부면(110) 측으로 0.5~5.0㎜의 깊이(e)를 가지도록 형성된다.
도 4는 도 1에 도시된 인서트의 저면도이다.
도 4를 참조하면, 하부면(150)에 형성된 하부홈(152)은 인서트홀(114)을 중심으로 대칭되게 형성되면서 제 2 측면여유면(116b) 측으로 연장된다. 이러한 하부홈(152)은 제 2 측면여유면(116b) 측으로 반원형의 제 1 접촉면(154a)을 형성되고, 각각의 제 1 접촉면(154a) 사이에는 평탄한 제 2 접촉면(154b)이 형성된다.
도 5는 도 1의 선 A-A를 따라서 도시된 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상부면(110) 상에 형성된 칩브레이커(112)는 평탄한 상부면(110)에 형성된 인서트홀(114)에 소정의 각도(α)를 가지도록 형성되고, 제 1 측면여유면(116a) 및 제 2 측면여유면(116b) 또한 소정의 각도(β)를 가지도록 형성됨을 알 수 있다. 이때, 칩브레이커(112)는 150~175도의 각도(α)를 가지며, 제 1 측면여유면(116a) 및 제 2 측면여유면(116b)은 155~173도의 각도(β)를 가진다. 한편, 제 1 측면여유면(116a)과 주절삭날(132) 사이에 형성된 곡면여유면(134)은 곡면으로 제공된다. 이때, 곡면여유면(134)은 10~200㎜의 곡률 반경을 가지도록 형성된다. 이와 같이 형성된 인서트(100)는 PVD, CVD, 다이아몬드 및 DLC 방법 중 어느 하나의 방법에 의해 경질 피막을 피복 처리한다. 또한 인서트(100)는 절삭칩과의 윤활성 향상을 위하여 상부면(110)에 버핑 또는 경면처리된다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 절삭공구용 인서트의 결합구조에 대하여 설명한다.
도 6은 도 1에 도시된 인서트가 절삭공구에 장착되는 상태를 보인 분해사시도이며, 도 7은 도 1에 도시된 인서트가 절삭공구에 장착된 상태를 보인 결합사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 “B”부분의 확대하여 나타낸 평면도이며, 그리고 도 9는 도 8의 선 C-C를 따라서 도시된 단면도이다.
도 6 내지 9를 참고하면, 본 발명에 따른 절삭공구용 인서트의 결합구조를 살펴보면, 전술한 바와 같이 상부면(110), 제 1 코너잘삭부(120a), 제 2 코너절삭부(120b), 주절삭부(130), 부절삭부(140) 및 하부홈(152)이 형성된 하부면(150)으로 구성된 인서트(100)와, 공구몸체(210), 공구몸체(210)에 결합되는 결합레버(240)를 갖는 절삭공구(200)를 구비하다.
먼저, 공구몸체(210)는 가공물 가공시 발생되는 접삭칩을 원활하게 배출할 수 있도록 하는 칩포켓부(212)를 하나 이상 형성하고, 칩포켓부(212)에는 인서트(100)가 장착되는 팁시트부(214)가 칩포켓부(212)의 선단에 침강되게 형성된다.
칩포켓부(212)는 레버스크류홀(216)을 구비한다. 레버스크류홀(216)은 칩포켓부(212)의 상부에서 공구몸체(210)의 원주면 측으로 수직하게 관통 형성된다. 이러한 레버스크류홀(216)에는 제 1 암나사(218)가 형성된다. 한편, 팁시트부(214)는 인서트(100)가 안치되는 안치면(220)과, 인서트(100)의 어느 하나의 제 1 측면여유면(116a) 및 어느 하나의 제 2 측면여유면(116b)이 밀착되는 제 1 밀착면(222a) 및 제 2 밀착면(222b)을 구비한다. 이러한 팁시트부(214)의 안치면(220)에는 인서트(100)를 팁시트부(214)에 고정시키기 위해서 인서트홀(114)을 관통한 인서트체결스크류(224)가 체결될 수 있도록 내주면 상에 제 2 암나사(226)가 형성된 팁시트홀(228)이 형성되고, 팁시트홀(228)의 일측에는 레버안치홈(230)이 형성된다. 이때, 레버안치홈(230)은 팁시트부(214)의 상부에서부터 칩포켓부(212)의 내부로 연장 형성되어 레버스크류홀(216)과 연통하게 되며, 레버안치홈(230)과 레버스크류홀(216) 사이에는 하방으로 연장되는 경사면(232)이 형성된다. 바람직하게는, 경사면(232)은 5~60도의 각도(θ)로 이루어진다. 한편, 제 1 밀착면(222a)은 절삭공구(200)의 축방향으로 제공되면서 제 1 측면여유면(116a)과 동일한 각도를 가지며 형성되고, 마찬가지로 제 2 밀착면(222b)은 절삭공구(200)의 반시계방향으로 제공됨과 아울러 제 2 측면여유면(116b)과 동일한 각도를 가지도록 형성된다.
결합레버(240)는 레버(242) 및 레버스크류(244)를 구비한다.
레버(242)는 레버안치홈(230)에 안치되면서 수직하게 배치되는 걸림돌기(246)와, 걸림돌기(246)의 방사상 일측에서 걸림돌기(246)에 대하여 수직하게 연장되는 작동판(248)을 구비한다. 이때, 걸림돌기(246)의 상부는 레버안치홈(230)의 상부로 연장되어 안치면(220)에 안치된 인서트(100)의 하부면(150)에 형성된 하부홈(152)에 걸쳐지며, 작동판(248)은 레버안치홈(230)을 따라서 레버스크류홀(216)까지 연장된다. 바람직하게는, 레버(242)는 “L”자 형상을 가진다. 한편, 레버스크류(244)는 레버스크류홀(216)에 체결될 수 있도록 원주면 상에 제 1 암나사(218)에 대응하는 제 1 수나사(250)가 형성된다. 이러한 레버스크류(244)의 중앙부분에는 레버스크류(244)의 외경보다 작은 외경을 가지는 연결대(252)가 일체로 형성되며, 연결대(252)에는 연결대(252)의 방사상 외부로 연장되어 레버(242)의 작동판(248)에 밀착되어 레버(242)를 선회시키는 환형의 레버작동단(254)이 일체로 형성된다. 즉, 레버스크류(244)는 연결대(252)에 의해서 상, 하로 분리되며, 레버작동단(254)은 레버스크류(244)의 외경과 같거나 레버스크류(244)의 외경보다는 작고 연결대(252)의 외경보다는 크게 형성된다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 인서트(100)가 절삭공구(10)에 결합되는 상태를 간략하게 설명한다.
먼저, 침포켓부(212)에 형성된 레버스크류홀(216)에 레버스크류(244)를 적절하게 결합시킨다. 바람직하게는, 레버스크류(244)의 레버작동단(254)의 하부가 레버스크류홀(216)과 연통하는 레버안치홈(230)에 인접하게 결합한다. 이와 같이 레버스크류(244)가 체결되면, 레버(242)를 레버안치홈(230)에 안치시킨다. 이때, 레버(242)에 형성된 걸림돌기(246)는 수직하게 안치되고 작동판(248)은 레버안치홈(230)을 따라서 레버스크류홀(216) 측으로 연장되어 연결대(252)에 인접하게 배치된다. 바람직하게는 레버안치홈(230)은 1~7㎜의 깊이를 가지며 레버안치홈(230)에 안치된 레버(242)의 걸림돌기(246)는 안치면(220)의 상부로 0.5~4㎜ 만큼 돌출된다. 더욱 바람직하게는 레버안치홈(230)은 레버(242)가 원활하게 안치될 수 있도록 레버(242)의 폭보다 0.05~2㎜ 큰 폭을 가진다.
전술한 바와 같이 레버(242)와 레버스크류(244)가 장착되면, 팁시트부(214)의 안치면(220)에 인서트(100)를 밀착시킨 상태에서 인서트체결스크류(224)를 인서트홀(114)에 끼우고 다시 인서트체결스크류(224)를 팁시트홀(228)에 체결시켜 인서트(100)를 안치면(220) 상에 밀착시킨다. 이때, 인서트(100)의 하부면(150) 상에 형성된 하부홈(152)에는 걸림돌기(246)의 상부가 삽입된다.
이렇게 걸림돌기(246)가 안치면(220)에 안치된 인서트(100)의 하부홈(152)에 삽입되면, 작업자는 레버스크류(244)를 돌려 레버작동단(254)을 하강시키면, 레버작동단(254)은 하강하면서 하부가 작동판(248)의 상부를 하측으로 밀게 된다. 그 결과, 작동판(248)은 하부는 경사면(232)을 따라서 선회하게되고 걸림돌기(246)는 작동판(248)을 따라서 선회하면서 어느 하나의 제 1 접촉면(154a)을 잡아당겨 인서트(100)가 인서트체결스크류(224) 및 결합레버(240)에 의해서 이중을 강력 체결된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 인서트의 측면에 곡면 여유면을 적용함으로써, 주절삭날의 강도를 향상시켜 다양한 가공물의 평면가공, 홈가공, 구멍가공, 경사가공 및 삼차원모방가공에서 고속가공, 고절입, 고이송가공을 수행시 주절삭날의 치핑, 파손, 내마모성이 현저히 향상되는 잇점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 인서트가 공구몸체의 팁시트부에 강력하고 안정되게 장착, 고정되어 고속, 고이송, 고절입 가공시 발생되는 절삭저항과 공구의 고속회전에 의한 원심력에 견딜 수 있도록 인서트와 공구몸체와의 결합을 인서트체결스크류에 의하여 상부에서 인서트를 고정하고, 인서트의 하부면에서 레버를 이용하여 더욱 더 강력하게 고정함으로써, 평면가공, 측면가공, 홈가공, 구멍가공, 경사면가공 및 삼차원형상모방가공 등의 다양한 형태와 다양한 가공물의 고속절삭가공에도 인서트가 견고하게 장착되어 절삭저항과 절삭공구의 원심력에 의한 인서트의 위치변동이나, 틈새발생 또는 인서트의 절삭가공 중 탈락 등을 방지할 수 있고, 절삭가공 수행시 우수한 절삭공구 수명과, 절삭날의 내치핑성, 인성이 향상된 고속 가공용 절삭공구를 제공할 수 있는 잇점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 본 발명에 따른 절삭공구용 인서트를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 인서트의 평면도이며,
도 3은 도 1에 도시된 인서트의 정면도이고,
도 4는 도 1에 도시된 인서트의 저면도이며,
도 5는 도 5의 선 A-A를 따라서 도시된 단면도이고,
도 6은 도 1에 도시된 인서트가 절삭공구에 장착되는 상태를 보인 분해사시도이며,
도 7은 도 1에 도시된 인서트가 절삭공구에 장착된 상태를 보인 결합사시도이고,
도 8은 도 7에 도시된 “B”부분의 확대하여 나타낸 평면도이며, 그리고
도 9는 도 8의 선 C-C를 따라서 도시된 단면도이다.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
100 : 인서트 110 : 상부면
114 : 인서트홀 120a : 제 1 코너절삭부
120b : 제 2 코너절삭부 122a : 제 1 코너절삭날
122b : 제 2 코너절삭날 130 : 주절삭날부
132 : 주절삭날 134 : 곡면여유면
140 : 부절삭날부 142 : 부절삭날
150 : 하부면 152 : 하부홈
200 : 절삭공구 210 : 공구몸체
212 : 칩포켓부 214 : 팁시트부
216 : 레버스크류홀 230 : 레버안치홈
232 : 경사면 240 : 결합레버
242 : 레버 244 : 레버스크류
246 : 걸림돌기 248 : 작동판
254 : 레버작동단

Claims (13)

  1. 상부면 및 하부면을 포함하며, 상기 상부면 상에는 칩브레이크 및 공구몸체에 고정시키기 위한 인서트홀이 수직하게 관통 형성된 인서트에 있어서,
    양측면 및 양단에는 방사상 하측으로 좁아지게 연장되는 제 1 측면여유면 및 제 2 측면여유면이 형성되고, 상기 인서트홀이 중심을 기준으로 대각선 방향으로 대칭을 이루도록 상기 상부면의 2개 모서리에 각각 제공된 제 1 코너절삭부와 제 2 코너절삭부를 구비하고, 상기 제 1 코너절삭부와 상기 제 2 코너절삭부 사이에는 주절삭날부가 연장 형성되며, 상기 제 1 코너절삭부와 또 하나의 상기 제 2 코너절삭부 사이에는 부절삭날부가 연장 형성됨과 아울러 상기 하부면 상에는 상기 인서트홀을 중심으로 대칭되게 형성되면서 상기 상부면과 동시에 각각의 상기 제 2 측면여유면 측으로 연장되는 하부홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 측면여유면 및 상기 제 2 측면여유면은 상기 하부면을 기준으로 155~173도의 각도(β)를 가지는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 코너절삭부 및 상기 제 2 코너절삭부는 제 1 코너절삭날 및 제 2 코너절삭날을 구비하고, 상기 제 1 코너절삭부는 0.2~6.5㎜의 곡률 반경(r)을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 주절삭날부 및 상기 부절삭날부는 상기 제 1 측면여유면 및 상기 제 2 측면여유면의 경계 위치에 형성되는 주절삭날과 부절삭날을 구비하며, 상기 주절삭날과 상기 제 1 측면여유면 사이에는 곡면여유면이 형성됨과 아울러 상기 제 1 코너절삭날에서 상기 제 2 코너절삭날 측으로 상기 곡면여유면의 폭이 점진적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 주절삭날은 상기 부절삭날의 길이보다 길게 형성되고, 상기 주절삭날과 상기 부절삭날은 60~90도의 각(δ)으로 이루지는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 곡면여유면은 10~200㎜의 곡률 반경을 가지도록 형성되면서 상기 제 1 코너절삭날 및 상기 제 2 코너절삭날의 하부까지 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 하부면에 형성된 상기 하부홈은 상기 인서트홀을 중심으로 대칭되게 형성되면서 상기 제 2 측면여유면 측으로 연장되어 반원형의 제 1 접촉면을 형성하고, 각각의 상기 제 1 접촉면 사이에는 평탄한 제 2 접촉면이 형성되며, 상기 하부홈은 상기 상부면 측으로 0.5~5.0㎜의 깊이(e)를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 인서트는 PVD, CVD, 다이아몬드 및 DLC 방법 중 어느 하나의 방법으로 경질 피막이 피복 처리되는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 인서트는 절삭칩과의 윤활성 향상을 위하여 상부면에 버핑 또는 경면처리 중 어느 하나가 이루어지는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항의 인서트를 절삭공구에 결합하는 구조에 있어서,
    칩브레이크 및 인서트체결스크류가 끼워지는 인서트홀이 형성된 상부면과, 하부면, 상기 상부면 상에 형성되는 제 1 코너잘삭부, 제 2 코너절삭부, 주절삭부, 부절삭부를 가지며, 상기 하부면 상에는 상기 상부면 측으로 연장되는 하부홈이 형성된 인서트;
    하나 이상의 칩포켓부가 형성되고, 상기 칩포켓부의 선단에는 상기 인서트가 안치되는 팁시트부가 침강되게 형성된 공구몸체를 가지며, 상기 칩포켓부에는 내주면 상에 제 1 암나사가 형성된 레버스크류홀이 상기 칩포켓부의 상부에서 상기 공구몸체의 원주면 측으로 수직하게 관통 형성되고, 상기 팁시트부에는 상기 인서트가 안치되는 안치면이 형성됨과 아울러 상기 안치면에는 상기 인서트를 상기 안치면에 고정시키기 위해서 상기 인서트홀을 관통한 인서트체결스크류가 체결될 수 있도록 내주면 상에 제 2 암나사가 형성된 팁시트홀이 형성되고 상기 팁시트홀의 일측에는 상기 팁시트부의 상부에서부터 상기 칩포켓부의 내부로 연장 형성되어 상기 레버스크류홀과 연통하게 되는 레버안치홈이 형성된 절삭공구; 및
    상기 레버안치홈에 안치되면서 상기 레버안치홈의 상부로 연장되어 상기 하부홈에 삽입되는 걸림돌기 및 상기 걸림돌기의 방사상 일측에서 상기 걸림돌기에 대하여 수직하게 연장되면서 상기 레버안치홈을 따라 상기 레버스크류홀까지 연장되는 작동판을 구비하는 레버와, 상기 레버스크류홀에 체결될 수 있도록 원주면 상에 상기 제 1 암나사에 대응하는 제 1 수나사가 형성되고 중앙부분에는 상기 레버스크류의 외경보다 작은 외경을 가지는 연결대가 형성되며 상기 연결대에는 하부가 상기 작동판에 밀착되어 상기 레버를 선회시켜 상기 인서트를 강력하게 체결시키는 레버작동단이 형성된 레버스크류를 갖는 결합레버를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트의 결합구조.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 레버안치홈에 안치된 상기 걸림돌기는 상기 하부홈에 삽입될 수 있도록 상기 레버안치홈의 상부로 0.5~4㎜ 만큼 돌출되는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트의 결합구조.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 레버안치홈과 상기 레버스크류홀 사이에는 하방으로 연장되는 경사면이 형성되며, 상기 경사면은 5~60도의 각도(θ)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트의 결합구조.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 레버작동단은 상기 레버스크류의 외경과 같거나 또는 상기 레버스크류의 외경보다는 작고 상기 연결대의 외경보다는 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭공구용 인서트의 결합구조.
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