KR20110091365A - 절삭 인서트 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는 상부면 및 하부면과 이들을 연결하는 복수의 측면을 가지며, 상부면 및 하부면을 관통하는 중앙홀이 형성된 육면체형상으로서 상기 하부면은 평탄한 지지면을 가지며, 상기 상부면은 전체적으로 오목 구배를 가지며, 측면과의 경계에 절삭 인선이 형성되고 인접한 2개의 절삭 인선의 경계 영역에는 코너절삭부가 형성되며, 상기 절삭 인선은 코너절삭부의 높이가 높고 코너절삭부 사이의 중앙부의 높이가 낮도록 형성되며, 상기 절삭 인선으로부터 내측으로 랜드부, 하강 경사면, 바닥면, 및 안착면부가 형성되고, 상기 하강 경사면과 상기 바닥면과의 경계부에는 다수의 반구형 돌기가 형성되며, 적어도 하나의 코너절삭부는 인접하는 두 개의 반구형 돌기를 연결하는 원호상 띠 돌기에 의하여 에워싸인 코너 바닥면을 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 절삭 인서트는 높은 가공 깊이와 이송속도에서는 물론이고 낮은 절삭조건에서도 양호한 칩 제어가 가능하면서도, 절삭저항이 작고, 황삭 및 정삭의 넓은 조건 범위에 적용이 가능하다.

Description

절삭 인서트{Cutting insert}
본 발명은 절삭 툴에 장착되는 절삭 인서트에 관한 것이다.
일반적으로 드릴링(drilling) 가공, 밀링(milling) 가공 및 선삭(turning) 가공과 같은 절삭 가공의 분야에서 인서트가 장착된 절삭 툴(tool)이 사용된다. 선삭작업 특히 높은 가공깊이와 이송속도의 중(heavy duty)절삭조건에서 사용되는 절삭인서트는 높은 절삭부하에 의해 많은 진동을 수반하고 이는 그 수명을 저하시키는 원인이 된다. 더욱이 현재의 시장 상황은 높은 생산성을 위해 가공 인서트의 교체없이 한번의 셋팅으로 황삭 및 정삭작업을 진행하게 된다. 따라서 높은 가공 깊이와 이송속도에서는 물론이고 낮은 절삭조건에서도 양호한 칩제어가 가능하면서도, 절삭저항이 작고, 황삭 및 정삭 가공이 동시에 가능한 넓은 조건 범위의 중절삭용 절삭인서트가 필요하게 된다.
본 발명은 황삭 및 정삭 가공이 동시에 가능한 넓은 범위의 절삭조건에서 절삭부하를 증가시키지 않으면서도 양호한 칩 제어가 가능한 중절삭용 편면형 절삭 인서트를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는 상부면 및 하부면과 이들을 연결하는 복수의 측면을 가지며, 상부면 및 하부면을 관통하는 중앙홀이 형성된 육면체형상으로서 상기 하부면은 평탄한 지지면을 가지며, 상기 상부면은 전체적으로 오목 구배를 가지며, 측면과의 경계에 절삭 인선이 형성되고 인접한 2개의 절삭 인선의 경계 영역에는 코너절삭부가 형성되며, 상기 절삭 인선은 코너절삭부의 높이가 높고 코너절삭부 사이의 중앙부의 높이가 낮도록 형성되며, 상기 절삭 인선으로부터 내측으로 랜드부, 하강 경사면, 바닥면, 및 안착면부가 형성되고, 상기 하강 경사면과 상기 바닥면과의 경계부에는 다수의 반구형 돌기가 형성되며, 적어도 하나의 코너절삭부는 인접하는 두 개의 반구형 돌기를 연결하는 원호상 띠 돌기에 의하여 에워싸인 코너 바닥면을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는 상기 코너 바닥면을 에워싸지 않는 나머지 반구형 돌기는 바닥면으로부터의 높이가 더 높은 반타원구형 돌기에 의하여 내측을 향하여 연장됨으로써 2단 돌기를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는 상기 원호상 띠 돌기는 바닥면으로부터의 높이가 상기 인접하는 반구형 돌기보다 낮은 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는 상기 원호상 띠 돌기는 절삭 인선으로부터의 연장된 가상면으로부터의 깊이가 상기 인접하는 반구형 돌기의 2배 이내인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는 상기 원호상 띠 돌기의 중앙으로부터 중앙홀을 향하는 가상 대각선을 따라 상기 안착부로 연결되는 연장돌기부가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는 상기 바닥면 및 안착면부의 경계부에는 복수의 보조 돌기가 더 형성되며, 상기보조 돌기는 절삭 인선을 따라서 볼 때 상기 반구형 돌기와 번갈아 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 절삭인서트는 칩이 피삭재로부터 용이하게 이탈되도록 하며 동시에 가공시의 절삭저항을 낮게 유지해 주는 효과가 있다.
본 발명의 절삭인서트는 작은 이송속도에서는 물론, 중절삭 조건에서도 절삭부하가 증가되지 않으면서도 양호한 칩 제어가 가능하다. 본 발명의 절삭인서트는 배출 칩과의 접촉 면적을 작게 하여 절삭 부하를 줄이고 배출 칩을 통한 방열을 증가시키는 효과를 제공한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트를 나타낸 사시도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트의 측면도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트의 평면도이다.
도4a 내지 도4b는 도3에 표시된 가상선 a 내지 가상선 d를 따라 절개된 절삭 인서트의 각 종단면도를 나타낸다.
이하에서는 본 발명에 따른 절삭 인서트에 대한 구체적인 실시예가 설명된다. 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것이며, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수도 있다.
본 발명에 따른 절삭 인서트는 상부면(100) 및 하부면(200)과 이들을 연결하는 복수의 측면(300)을 가지는 육면체형상을 띠며, 상부면(100) 및 하부면(200)을 관통하는 중앙홀(400)이 형성된다.
하부면(200)은 중(heavy duty)절삭에 적합하도록 넓은 평탄한 지지면을 갖는다.
상부면(100)은 전체적으로 오목 구배를 가지며, 측면(300)과의 경계에 절삭 인선(101)이 형성되고 인접한 2개의 절삭 인선(101)의 경계 영역에는 코너절삭부(102)가 형성된다. 상부면(100)이 전체적으로 오목 구배를 가지므로, 그 구배에 따라 상기 절삭 인선(101) 역시 코너절삭부(102)의 높이가 높고 코너절삭부(102) 사이의 중앙부의 높이가 낮도록 오목 구배를 갖는다. 상부면(100)의 오목 구배는 배출되는 칩이 피삭재로부터 용이하게 이탈되도록 하며 동시에 가공시의 절삭저항을 낮게 유지해 주는 효과가 있다.
상부면(100)에는 절삭 인선으로부터 내측으로 순차적으로 랜드부(110), 하강 경사면(120), 바닥면(130), 및 안착면부(140)가 형성된다. 이러한 표면 구조는 상부면(100)이 전체적 오목 구배를 유지하는 상태에서 형성되므로 다양한 절삭 깊이에 대하여 균일한 칩 흐름(flow)을 제공한다. 안착면부(140)는 절삭 인서트(100)가 절삭 공구에 장착될 때 상부 지지면의 기능을 수행한다.
하강 경사면(120)과 바닥면(130)과의 경계부에는 다수의 반구형 돌기(121,122)가 형성된다. 반구형 돌기(121,122)는 작은 이송속도에서 효과적인 칩 제어를 가능하게 한다.
적어도 하나의 코너절삭부(102)는 도1 및 도3에 도시된 바와 같이 대각선 대칭의 인접하는 두 개의 반구형 돌기(121)를 연결하는 원호상 띠 돌기(131)에 의하여 에워싸인 코너 바닥면(130a)을 갖는다. 통상적으로 인서트는 마름모꼴을 가지며, 코너절삭부(102)는 예각을 갖는 양 대각 모서리에 형성된다. 원호상 띠 돌기(131)는 바닥면(130)으로부터의 높이가 상기 인접하는 반구형 돌기(121)보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다. 절삭 인선(101)으로부터 연장되어 상부면(100)의 전체적 구배에 따라 가상면을 그릴 때, 이 원호상 띠 돌기(131)는 가상면으로부터의 깊이가 상기 인접하는 반구형 돌기(121)의 2배 이내인 것이 바람직하다.
에워싸인 코너 바닥면(130a)은 작은 절삭 깊이와 이송속도에서 효과적인 칩 제어를 가능하게 한다. 또한 높은 이송속도에서는 칩에 대한 굽힘 응력이 크게 발생되므로 낮은 원호상 띠 돌기(131)에 의하여 절삭부하가 증가되지 않으면서도 칩 컬(curl)이 형성되므로 양호한 칩 제어가 가능하다. 원호상 띠 돌기(131)가 너무 낮으면 curl 생성이 안되고, 반대로 너무 높아지면 에워싸인 코너 바닥면(130a) 내에서 배출 curl이 오래 머물게 되고 따라서 절삭부하가 증가되어 역효과가 발생될 수 있다.
상기 코너 바닥면(130a)을 에워싸지 않는 나머지 반구형 돌기(122)는 바닥면(130)으로부터의 높이가 더 높은 반타원구형 돌기(123)에 의하여 내측을 향하여 연장됨으로써 2단 돌기(124)를 형성할 수 있다. 2단 돌기(124)의 반구형 돌기(121,122)는 작은 이송속도에서 효과적인 칩 제어를 가능하게 하는 반면, 높이가 더 높은 반타원구형 돌기(123)는 큰 이송속도에서 효과적인 칩제어를 가능하게 한다. 2단 돌기(124)는 배출 칩과의 접촉 면적을 작게 하여 절삭 부하를 줄이고 배출 칩을 통한 방열을 증가시키는 효과를 제공한다.
절삭 인서트의 상부면(100)에는 원호상 띠 돌기(131)의 중앙으로부터 중앙홀(400)을 향하는 가상 대각선을 따라 안착부(140)로 연결되는 연장돌기부(132)가 형성될 수 있다. 연장돌기부(132)는 원호상 띠 돌기(131)를 타고 넘어온 칩이 인서트의 바닥면(130)에 접촉하는 것을 방지하여 배출 칩을 통한 방열 확율을 더욱 증가시키는 역할을 한다.
절삭 인서트의 상부면(100)에는 상기 바닥면(130) 및 안착면부(140)의 경계부에 복수의 반구형 보조 돌기(141)가 더 형성될 수 있으며, 이 보조 돌기(141)는 도1 및 도3에 나타낸 바와 같이 절삭 인선(101)을 따라서 볼 때 상기 반구형 돌기(122)와 번갈아 배치되는 것이 바람직하다. 보조 돌기(141)는 보다 높은 이송속도에서 배출 칩에 주름을 크게 형성시켜 칩 제어를 용이하게 해준다.
그러므로 본 발명에 따른 절삭 인서트는 높은 가공 깊이와 이송속도에서는 물론이고 낮은 절삭조건에서도 양호한 칩 제어가 가능하면서도, 절삭저항이 작고, 황삭 및 정삭의 넓은 조건 범위에 적용이 가능하다.
위에서 개시된 절삭 인서트는 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 따라서, 앞에서 개시된 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 일 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 한다. 첨부된 청구항의 균등물로의 치환은 첨부된 청구항의 보호범위에 속하는 것이다.
100:상부면 101:절삭 인선
102:코너절삭부 110:랜드부
120:하강 경사면 121,122:반구형 돌기
123:반타원구형 돌기 124:2단 돌기
130:바닥면 130a:코너 바닥면
131:원호상 띠 돌기 132:연장돌기부
140:안착면부 141:보조 돌기
200:하부면 300:측면
400:중앙홀

Claims (6)

  1. 상부면 및 하부면과 이들을 연결하는 복수의 측면을 가지며, 상부면 및 하부면을 관통하는 중앙홀이 형성된 육면체형상의 절삭 인서트로서,
    상기 하부면은 평탄한 지지면을 가지며,
    상기 상부면은 전체적으로 오목 구배를 가지며, 측면과의 경계에 절삭 인선이 형성되고 인접한 2개의 절삭 인선의 경계 영역에는 코너절삭부가 형성되며, 상기 절삭 인선은 코너절삭부의 높이가 높고 코너절삭부 사이의 중앙부의 높이가 낮도록 형성되며,
    상기 절삭 인선으로부터 내측으로 랜드부, 하강 경사면, 바닥면, 및 안착면부가 형성되고,
    상기 하강 경사면과 상기 바닥면과의 경계부에는 다수의 반구형 돌기가 형성되며,
    적어도 하나의 코너절삭부는 인접하는 두 개의 반구형 돌기를 연결하는 원호상 띠 돌기에 의하여 에워싸인 코너 바닥면을 갖는 절삭 인서트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코너 바닥면을 에워싸지 않는 나머지 반구형 돌기는 바닥면으로부터의 높이가 더 높은 반타원구형 돌기에 의하여 내측을 향하여 연장됨으로써 2단 돌기를 형성하는 절삭 인서트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 원호상 띠 돌기는 바닥면으로부터의 높이가 상기 인접하는 반구형 돌기보다 낮은 절삭 인서트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원호상 띠 돌기는 절삭 인선으로부터의 연장된 가상면으로부터의 깊이가 상기 인접하는 반구형 돌기의 2배 이내인 절삭 인서트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 원호상 띠 돌기의 중앙으로부터 중앙홀을 향하는 가상 대각선을 따라 상기 안착부로 연결되는 연장돌기부가 형성된 절삭 인서트.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 바닥면 및 안착면부의 경계부에는 복수의 보조 돌기가 더 형성되며, 상기보조 돌기는 절삭 인선을 따라서 볼 때 상기 반구형 돌기와 번갈아 배치되는 절삭 인서트.
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