KR20060109536A - 부등분할 엔드밀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수개의 날을 가지는 엔드밀에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 엔드밀에 있어서, 바닥면에서부터 복수개의 날의 분할각도를 상이하게 설정함과 동시에, 각각의 날의 헬릭스각을 후방으로 갈수록 변화시키는 것을 기술적 특징으로 한다. 각각의 날의 헬릭스각도를 변화시킴과 동시에, 복수개의 날의 분할각도를 상이하게 설정함으로써, 다양한 절삭환경에 적용할 수 있게 된다. 그리고 예를 들면, 대칭이 되는 날의 분할각도는 동일하게 설정하고, 인접하는 날과의 분할각도는 상이하게 설정하는 것도 가능하다.

엔드밀, 부등분할 엔드밀, 헬릭스각

Description

부등분할 엔드밀{Endmill having unequally disposed leading edge}

도 1은 일반적인 엘드밀의 예시 정면도.

도 2는 일반적인 엔드밀의 예시 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 엔드밀의 예시 단면도.

본 발명은 엔드밀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절삭과정에서 진동을 증폭시키지 않고 특수한 조건하에서 원하는 가공특성을 가질 수 있도록 구성되는 엔드밀에 관한 것이다

일반적으로 기계 가공 중 밀링공작기계라고 하는 가공기에 사용되는 절삭공구를 밀(mill)이라고 하는데, 엔드밀이란 그 끝 단부에도 인선이 형성되어 있는 것을 말한다. 이와 같은 엔드밀은 정면 밀링공구에 생크부를 부가하여 세장형으로 만든 공구로서 둥근 환봉상의 고속도강이나, 초경합금 같은 경질 공구 재료 상에 고정밀의 날(flute) 및 여유면(flank)을 연삭하여 인선(cutting edge)을 만들고, 이를 회전시킴과 동시에 이송시켜 알미늄 및 강 등의 단단한 피삭재를 사용 용도에 맞도록 외주인으로 가공물의 측면을 절삭하거나, 저인(다면)으로 가공물의 상수직 어느 방향으로도 자유자재로 사용이 가능하여 1개의 공구로 정면절삭, 측면절삭, 단절삭, 홈절삭, 그리고 곡면절삭이 가능하고, 경우에 따라서는 구멍가공이나 카운터 보어 가공이 가능하게 때문에 공구중에서는 다양한 용도로 사용되고 있다. 따라서 엔드밀은 기계가공 중에서 없어서는 안되는 중요한 공구이고 대단히 높은 비중을 차지하고 있다고 할 수 있다.

엔드밀 절삭은, 복잡한 형상의 제품 가공시 높은 생산성과 고정밀도를 얻을 수 있기 때문에, 항공기 부재의 가공 및 자동차 산업에 필요한 금형의 제작 등 정밀 기계 산업에서 폭 넓게 이용되고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 엔드밀 공구의 형상을 결정하는 주요 인자로서는 경사각, 여유각, 헬릭스각 등을 들 수 있다. 현재의 엔드밀은 거의 동일형상을 가지고 있으며, 예를 들면 날의 수가 2날 또는 4날(도 2에 도시한 실시예에 있어서는 4개의 날)이고, 헬릭스각 30도 내외, 경사각 +5~+10도, 여유각 +7도 ~ +10도)으로 생산되고, 여러 피삭재를 동시에 사용하고 있는 실정이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 엔드밀의 날의 각도는 동일한 각도(A)를 가지도록 분할되어 있으며, 종래의 2날 엔드밀 또는 6날 엔드밀도 동일하게 등각의 분할각을 가지고 있다.

이와 같은 종래의 엔드밀, 즉 동일한 분할각을 가지는 엔드밀에 의한 절삭가공시, 피삭제와 엔드밀의 접촉이 규칙적으로 발생하게 되는데, 이러한 규칙적인 접촉은 절삭 메커니즘에 규칙적인 외력을 가하는 형태로 나타날 수 밖에 없다. 그리고 예를 들면 홈 가공시 공구를 기준으로 절삭점이 대칭으로 형성되기 때문에, 종 래의 엔드밀의 절삭 가공시 발생하는 접촉은 실질적으로 엔드밀의 중심부로 가진을 증폭시켜, 공구의 변형 및 자려진동을 발생시키는 원인이 되는 것으로 밝혀지고 있다. 즉 규칙적인 피삭제와의 접촉과, 등각의 날에 의하여 중심으로 전달되는 진동이 공진을 일으킬 수 있는 단점이 제기될 수 있는 것이다.

최근의 각종 산업분야에서 다양한 신소재의 개발과 고속 가공기술, 특수가공기슬 등 가공기술의 급속한 발전에 따라서, 각각의 공정에 적합한 새로운 형태의 엔드밀에 대한 수요가 급증하고 있는 실정이다. 이러한 기술적 요구에 따라서 일반적인 형태의 엔드밀을 탈피한 특수한 형상을 갖는 엔드밀의 수요가 증가되고 있다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 일반적인 엔드밀과는 달리, 각각의 날이 상이한 분할각을 가지는 부등분할 엔드밀도 특수한 형상을 가지는 공구라고 할 수 있다.

본 발명의 목적은, 현재 각종 산업분야에서의 다양한 신소재 및 특정의 가공기술에 부합될 수 있고, 피삭제와의 접촉에서 발생하는 진동의 증폭을 방지할 수 있으며, 고정밀도의 절삭 가공이 가능한 엔드밀을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 엔드밀에 있어서, 바닥면에서부터 복수개의 날의 분할각도를 상이하게 설정함과 동시에, 각각의 날의 헬릭스각을 후방으로 갈수록 변화시키는 것을 기술적 특징으로 하고 있다.

그리고 실시예에 의하면, 대칭이 되는 날의 분할각도는 동일하게 설정하고, 인접하는 날과의 분할각도는 상이하게 설정할 수 있다.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 엔드밀은 부등분할 엔드밀이다. 즉 날(E1)과 날(E2)가 가지는 각(A)와, 날(E2)와 날(E3)가 가지는 각(B)이 각각 상이하게 구성되는 엔드밀을 기술적 요지로 하고 있다.

이와 같은 부등분할 엔드밀은, 종래와 같은 진동에 의한 문제점을 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 즉 종래와 같이 규칙적인 피삭제와의 접촉에 의한 규칙적인 진동의 발생을 방지할 수 있음과 동시에, 불규칙적인 진동으로 인하여 엔드밀의 생크의 중심부분에서 진동에 의한 증폭의 발생을 억제할 수 있는 등, 종래의 문제점을 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

도 3에 도시한 실시예에 있어서는 4날의 엔드밀에 대하여 대칭적으로 부등분할된 엔드밀을 도시하고 있다. 즉 4날의 엔드밀에 대하여 본 발명의 기술적 사상이 구현되었으며, 더욱이 날(E1)과 날(E3)는 대칭적으로 형성되고, 날(E2)와 날(E4)도 대칭적으로 형성되어 있어서, 4개의 날(E1,E2,E3,E4) 사이의 분할 각도 중에서 대향하는 각도는 동일하고, 인접하는 각도는 서로 상이하도록 부등분할되어 있다. 그리고 본 발명에 의하면, 인접하는 날끼리의 분할각이 모두 상이하도록 구성하는 것도 가능함은 물론이다.

그리고 본 발명의 부등분할 엔드밀은, 상기와 같은 4날의 엔드밀 뿐만 아니 라 2날, 6날 등의 엔드밀에도 적용 가능함은 물론이고, 더욱이 상기 복수개의 날(E1,E2,E3,E4)들 사이의 모든 각도가 각각 상이한 부등분할이 되도록 구성하는 것도 가능하다.

이와 같은 부등분할 엔드밀을 설계하는 본 발명의 구체적인 방식에 대하여 살펴보기로 한다.

이와 같은 부등분할 엔드밀을 설계하기 위해서는, 엔드밀의 복수개의 날의 헬릭스각을 앞부분에서 뒷부분으로 갈수록 변화시키는 방안과, 바닥면(엔드밀의 최선단)에서부터 날의 분할각 자체를 상이하게 설계하는 방안을 들 수 있다. 그리고 가장 바람직하기로는, 헬리스각의 변화와 분할각 자체를 상이하게 설계하는 양자를 병행하는 방법이라고 할 수 있다.

먼저 헬릭스각을 변화시키는 방안에 대하여 살펴본다. 엔드밀의 선단에서 후단으로 갈수록 헬릭스각(도 1 참조)을 변화시키는 것에 의하여, 부등분할 엔드밀을 설계할 수 있을 것이다. 이와 같은 형태로 제작되는 부등분할 엔드밀의 경우에는 엔드밀의 각 높이에 따라서 날의 피치가 달라지는데, 예를 들면 도 3에서 날(E1)과 날(E2)의 피치를 각각 30°, 35°로 제작하면, 엔드밀의 생크부로 갈수록 날(E1)과 날(E2)의 간격이 커지는 형태가 된다. 이러한 방식으로 날을 설계하게 되면, 각 단면에서 날이 가지는 분할 각도가 다르게 되어 부등분할 엔드밀을 제공할 수 있게 된다. 이러한 부등분할 엔드밀의 경우, 엔드밀의 길이가 어느 정도 확보되면 칩의 배출이나 제작상의 문제는 전혀 없을 것으로 예상된다.

다음의 설계방안으로, 바닥면에서 부터 부등각 분할을 통한 부등분할 엔드밀 의 설계를 들 수 있다. 즉 엔드밀의 바닥면(날의 단부)에서 부터 각각의 날의 분할 각도를 다르게 하여 엔드밀을 제조하는 것을 말한다. 예를 들면 도 3에 있어서 각도 (A)를 70°로 설정하고, 각도(B)를 110°로 분할하면, 4날의 헬릭스각을 일정하게 하여도 부등분할 엔드밀을 얻을 수 있음은 자명하다. 또한 이러한 바닥면에서 부터 4개의 날을 부등각 분할로 엔드밀을 설계하는 경우, 도 3에서 각각의 각도(A,B,Aa,Ba)의 각도를 모두 상이한 각을 가지도록 설정할 수 있음은 당연하다.

그리고 바람직한 설계로써, 상술한 양자를 동시에 추구하는 복합식을 들 수 있다. 즉, 4날 엔드밀을 예로 들어 설명하면, 4개의 날(E1,E2,E3,E4) 사이의 분할각을 부등각으로(전부 동일한 각이 아닌 부등각)으로 설정함과 동시에, 각각의 날의 헬릭스각을 날의 선단에서 후단으로 갈수록 변화시키도록 설정하는 것이다. 이와 같은 복합식 설계방식에 의하면, 실질적으로 각각의 날이 부등분할 방식으로 설정되는 것은 당연하다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명은 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 부등분할의 형상 및 각도에 따라서 공구사용에 따른 정밀도와 수명이 좌우될 것으로 판단되고, 난삭재 및 고속가공용 공구시장의 기술개발 등에도 기여할 것으로 기대된다. 즉, 본 발명에 의한 기술의 적용에 의하여, 다양한 환경 및 피삭제에 대해서도 충분한 고정밀도의 절삭이 가능할 것으 로 기대된다.

Claims (2)

1. 엔드밀에 있어서,

   바닥면에서부터 복수개의 날 사이의 분할각도를 상이하게 설정함과 동시에, 각각의 날의 헬릭스각을 후방으로 갈수록 변화시키는 것을 특징으로 하는 부등분할 엔드밀.
2. 제1항에 있어서, 대칭이 되는 날의 분할각도는 동일하게 설정하고, 인접하는 날과의 분할각도는 상이하게 설정하는 것을 특징으로 하는 부등분할 엔드밀.

Images