KR20120050526A - 절삭 인서트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광범위한 절삭 조건하에서 절삭 저항을 경감할 수 있어, 안정적인 절삭 부스러기 처리를 가능하게 한 절삭 인서트를 제공한다. 이러한 절삭 인서트는 코너 절삭날의 안쪽에 형성된 칩 브레이커 홈과, 칩 브레이커 홈으로부터 위쪽을 향하여 융기하는 융기부를 구비하고, 융기부는 꼭대기면, 앞쪽 융기면, 옆쪽 융기면을 포함하며, 꼭대기면은 상기 앞쪽 융기면 및 상기 옆쪽 융기면의 양쪽과 교차하고, 앞쪽 융기면과 꼭대기면이 교차하는 제 1 교차 능선부는 직선 형상으로 연장되며, 옆쪽 융기면과 꼭대기면이 교차하는 제 2 교차 능선부는 제 1 교차 능선부의 양쪽에서 코너 절삭날에서 멀어질수록 대응하는 변능선 절삭날에서 서서히 멀어지도록 각각 연장되고, 앞쪽 융기면은 바깥쪽을 향하여 볼록한 형상으로 휘어지며, 옆쪽 융기면은 바깥쪽을 향하여 볼록한 형상으로 각각 휘어져 있다.

Description

절삭 인서트{Cutting Insert}

본 발명은 날끝 교환식 절삭공구에 장착되는 절삭 인서트에 관한 것이다.

종래 다각형 판형상을 이루고, 그 윗면과 측면의 교차 능선부에 절삭날이 형성된 절삭 인서트에 있어서, 절삭 부스러기를 양호하게 처리하기 위하여, 상기 윗면의 코너부에 형성된 코너 절삭날과 중앙부 사이에 칩 브레이커 홈을 가지며, 상기 칩 브레이커 홈 안에 칩 브레이커 돌기를 가지는 절삭 인서트가 알려져 있다.

일본공개특허공보 평06-190612호에 기재된 절삭 인서트는, 그 중앙 부분으로부터 코너 절삭날을 향하여 칩 브레이커 홈 안으로 돌출되는 돌출부와, 이러한 돌출부보다 코너 절삭날을 향하여 더 돌출되는 볼록부로 구성되며, 상기 볼록부는 상기 돌출부보다 낮고, 상기 볼록부와 칩 브레이커 홈 사이에는 경사진 형상의 융기부가 설치된 것을 특징으로 하고 있다.

하지만, 일본공개특허공보 평06-190612호에 기재된 절삭 인서트는, 볼록부의 융기부가 평탄한 경사면이므로, 이 융기부와 절삭 부스러기의 접촉 면적이 커져서, 절삭 부스러기와 절삭 인서트 사이에서 발생하는 절삭 저항(마모 저항)이 증대되는 경향이 있다. 더욱이, 코너 절삭날을 향하여 돌출되는 돌출부와, 이러한 돌출부보다 코너 절삭날을 향하여 더 돌출되는 볼록부의 이단 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 높은 절삭시에 절삭 부스러기를 돌출부에 접촉시켜서 컬화하는 경우, 절삭 조건에 따라서는 볼록부에서 절삭 부스러기를 과도하게 구속하여 절삭 저항의 증대를 일으킬 우려가 있다.

이러한 문제에 대처하기 위하여, 일본공개특허공보 평06-190612호의 절삭 인서트를 높은 절삭에서도 효과적으로 작용하도록 설계 변경한 경우에는, 낮은 절삭시에 있어서 절삭 부스러기의 구속이 부족하여 컬이 불안정해지는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 광범위한 절삭 조건에서 안정된 절삭 부스러기 처리, 절삭 저항의 경감을 가능하게 하는 절삭 인서트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 절삭 인서트는, 대략 다각형 형상의 외형을 가지는 판 형상체로 이루어지고, 상기 판 형상체의 서로 대향하는 대향면의 적어도 한쪽에 형성된 절삭면과, 상기 대향면 사이로 연장되는 상기 판 형상체의 측면에 형성된 여유면과, 상기 절삭면과 상기 여유면이 교차하는 교차 능선부에 형성된 절삭날을 구비하며, 상기 절삭날이 상기 절삭면이 형성된 대향면의 코너부에 형성된 코너 절삭날과 상기 코너 절삭날의 양쪽으로 연장되는 한 쌍의 변능선(side ridge)부에 형성된 변능선 절삭날을 포함하는 절삭 인서트로서, 상기 절삭면이 형성된 대향면의 상기 코너 절삭날의 안쪽에 형성된 칩 브레이커 홈에는 그 칩 브레이커 홈의 내부로부터 위쪽을 향하여 융기하는 융기부를 구비하고, 상기 융기부는 그 꼭대기부를 구성하는 꼭대기면과, 상기 코너 절삭날을 향하면서 상기 칩 브레이커 홈에서 상기 꼭대기면까지 연장되는 앞쪽 융기면과, 상기 앞쪽 융기면의 양쪽에 배치된 옆쪽 융기면을 포함하며, 상기 꼭대기면은 상기 앞쪽 융기면 및 상기 옆쪽 융기면의 양쪽과 교차하고, 상기 앞쪽 융기면과 상기 꼭대기면이 교차하는 제 1 교차 능선부는 직선 형상으로 연장되며, 상기 옆쪽 융기면과 상기 꼭대기면이 교차하는 제 2 교차 능선부는 상기 제 1 교차 능선부의 양쪽에서, 상기 코너 절삭날에서 멀어질수록 대응하는 상기 변능선 절삭날로부터 서서히 멀어지는 부분을 가지며 연장되고, 상기 앞쪽 융기면은 바깥쪽을 향하여 볼록한 형상으로 휘어지며, 상기 옆쪽 융기면은 바깥쪽을 향하여 볼록한 형상으로 각각 휘어져 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 따르면, 앞쪽 융기면은 코너 절삭날의 선단측을 향하면서 칩 브레이커 홈에서 꼭대기면까지 연장되고, 앞쪽 융기면과 꼭대기면이 교차하는 제 1 교차 능선부는 직선 형상으로 연장되고 있으므로, 앞쪽 융기면에서 절삭 부스러기를 구속하여 확실하게 제어할 수 있다. 더욱이, 앞쪽 융기면에 접촉한 절삭 부스러기를 일정한 방향으로 흘러가도록 제어할 수 있다. 이 때문에, 앞쪽 융기면에 접촉하는 절삭 부스러기를 안정적으로 컬화할 수 있다. 또한, 앞쪽 융기면이 볼록한 형상으로 휘어져 있으므로, 앞쪽 융기면에 접촉한 절삭 부스러기를 신속하게 그 앞쪽 융기면에서 이탈시킬 수 있다. 이 때문에, 앞쪽 융기면과 절삭 부스러기의 과도한 접촉을 방지할 수 있어, 절삭 부스러기의 비산 경감 및 절삭 저항의 경감을 도모할 수 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 옆쪽 융기면과 꼭대기면이 교차하는 제 2 교차 능선부는 제 1 교차 능선부의 양단에서 볼록한 형상으로 휘어지면서 상기 코너 절삭날로부터 멀어지는 방향으로 각각 연장되고, 앞쪽 융기면은 바깥쪽을 향하여 볼록한 형상으로 휘어져 있으므로, 절삭 정도의 증대에 대응하여 변능선 절삭날에서 옆쪽 융기면까지의 거리가 길어진다. 이 때문에, 주로 변능선 절삭날에서 발생하는 절삭 부스러기의 비산이나 절삭 저항의 증대를 방지할 수 있다.

더욱이, 옆쪽 융기면은 바깥쪽을 향하여 볼록한 형상으로 각각 휘어져 있으므로, 옆쪽 융기면에 접촉한 절삭 부스러기를 신속하게 그 옆쪽 융기면에서 이탈시킬 수 있다. 이 때문에, 옆쪽 융기면과 절삭 부스러기의 과도한 접촉을 방지할 수 있어, 절삭 부스러기의 비산 경감 및 절삭 저항의 경감을 더욱 도모할 수 있다.

적합하게는, 상기 코너 절삭날은 둥근 코너이고, 제 1 교차 능선부의 길이는 0.05㎜ 이상이며, 상기 코너 절삭날의 곡률반경 이하로 설정되어 있다.

적합하게는, 상기 앞쪽 융기면과 상기 옆쪽 융기면의 접속부는 상기 코너 절삭날을 향하여 볼록한 형상으로 휘어져 있다.

적합하게는, 상기 제 1 교차 능선부의 직선에 평행하고, 상기 대향면에 수직인 단면에서 볼 때, 상기 옆쪽 융기면의 각각의 곡률반경은 상기 코너 절삭날로부터 멀어질수록 서서히 커진다.

적합하게는, 상기 제 1 교차 능선부의 직선에 평행하고, 상기 대향면에 수직인 단면에서 볼 때, 상기 옆쪽 융기면의 최고 높이와 최저 높이의 고저차가 상기 코너 절삭날에서 멀어질수록 서서히 증가한다.

적합하게는, 상기 변능선 절삭날은 상기 코너 절삭날에서 멀어질수록 서서히 그 높이가 감소하는 경사부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 절삭 정도에 관하여 광범위한 절삭 조건 하에서 안정적인 절삭 부스러기 처리, 절삭 저항의 경감이 가능해진다. 낮은 절삭시에는 넓은 폭의 앞쪽 융기면에서 절삭 부스러기를 구속하여 확실하게 제어할 수 있다. 더욱이, 앞쪽 융기면에 접촉한 절삭 부스러기를 일정한 방향으로 흘러가도록 제어할 수 있다. 이 때문에, 앞쪽 융기면에 접촉하는 절삭 부스러기를 안정적으로 컬화할 수 있다. 또한, 높은 절삭시에는 옆쪽 융기면과 꼭대기면이 교차하는 제 2 교차 능선부는 제 1 교차 능선부의 양단에서 볼록한 형상으로 휘어지면서 코너 절삭날에서 멀어지는 방향으로 각각 연장되어 있으므로, 절삭 정도의 증대에 대응하여 변능선 절삭날에서 옆쪽 융기면까지의 거리가 커진다. 이 때문에, 주로 변능선 절삭날에서 발생하는 절삭 부스러기의 비산이나 절삭 저항의 증대를 방지할 수 있다. 더욱이, 옆쪽 융기면과 절삭 부스러기의 과도한 접촉을 방지할 수 있으므로, 절삭 부스러기의 비산의 경감 및 절삭 저항의 경감을 더욱 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 절삭 인서트의 평면도이다.
도 2는 도 1에서의 A 화살표에서 본 도면이다.
도 3은 도 1에 도시하는 절삭 인서트의 주요부 확대평면도이다.
도 4는 도 3에서의 IV-IV선 단면도이다.
도 5는 도 3에서의 V-V선 단면도이다.
도 6은 도 3에서의 VI-VI선 단면도이다.

다음에 본 발명의 일 실시형태에 따른 절삭 인서트에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 이러한 절삭 인서트는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 대략 마름모꼴의 외형을 가지는 판 형상체이다. 이러한 절삭 인서트의 대향하는 마름모꼴면(대향면) 중 한쪽 마름모꼴면에 절삭면(2)이 형성되고, 다른 쪽 마름모꼴면이 절삭공구의 공구 본체에 설치한 칩 시트의 바닥면에 맞닿는 착좌면(4)이 된다. 절삭면(2)과 착좌면(4) 사이로 연장되는 판 형상체의 측면에 여유면(3)이 형성된다. 여유면(3)은 한쪽 마름모꼴면(절삭면(2))에 대하여 예각을 형성하도록 교차하며, 양의 여유각을 가지고 있다. 여유각은 20°이하 정도로 설정되고, 본 실시형태에서는 7°로 설정되어 있다. 또한, 각 여유면(3)의 여유각을 0°로 하여도 좋다. 이러한 경우, 대향하는 마름모꼴면은 각 여유면(3)에 직각으로 교차하며, 절삭면(2) 및 착좌면(4)으로 선택적으로 사용함으로써 양면을 사용할 수 있게 된다. 본 실시형태에서는 절삭 인서트의 예각을 이루는 코너부의 능선부에는 원호 형상으로 코너 절삭날(5)이 형성된다. 코너 절삭날(5)을 구성하는 원호의 곡률반경은 0.8㎜로 되어 있다. 절삭면(2)과 여유면(3)이 교차하는 마름모꼴면의 변능선부에는 변능선 절삭날(6)이 형성된다. 이들 코너 절삭날(5)과 변능선 절삭날(6)이 피삭재에 접하는 절삭날이 된다.

도 2에 예시하는 바와 같이, 변능선 절삭날(6)은 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 서서히 높이가 감소하는 경사부(6a)를 포함한다. 본 실시형태에서는, 경사부(6a)는 인서트의 측면에서 볼 때, 직선적으로 기울어져 있어 대략 일정한 경사각(IA)을 가진다. 이러한 경사각(IA)은, 예를 들어 2°이상이면서 15°이하 정도로 설정할 수 있다. 본 실시형태에서는 6°로 설정되어 있다. 또한, 경사부(6a)는, 예를 들어 곡선 형상 또는 복수의 직선으로 구성함으로써, 경사각(IA)이 경사부(6a)의 각 위치에서 변하는 형태여도 좋다. 또한, 변능선 절삭날(6)이 경사부(6a)를 포함하지 않는 형태여도 좋다. 그리고, 경사부(6a)가 곡선 형상인 경우, 경사각(IA)은 경사부(6a)의 각 위치에서의 접선과 수평선이 이루는 각도의 평균으로 규정된다. 경사부(6a)가 복수의 경사가 다른 직선 부분인 경우에도, 경사각(IA)은 그들의 평균으로 규정된다.

인서트의 바깥 윤곽 형상은 마름모꼴뿐만 아니라 정사각형, 직사각형, 평행사변형, 삼각형 등의 대략 다각형으로 변경할 수 있다. 적어도 절삭면(2)의 일부, 여유면(3)의 일부, 코너 절삭날(5) 및 변능선 절삭날(6)은 초경합금, 피복 초경합금, 서멧, 세라믹 등의 경질재료, 혹은 다이아몬드 소결체, 입방정 질화 붕소 소결체 등의 초고압 소결체로 구성된다.

본 실시형태에서는, 마름모꼴면의 중심부에 절삭 인서트의 두께 방향으로 양 마름모꼴면을 관통하는 설치 구멍(9)이 형성된다. 또한, 설치 구멍(9)은 형성되지 않아도 좋다. 절삭면(2)이 형성되는 마름모꼴면에는 설치 구멍(9)의 개구부 주위에 보스면(8)이 형성된다. 이러한 보스면(8)은 코너 절삭날(5) 및 변능선 절삭날(6)보다 높이가 약간 높으면서 실질적인 평탄면으로 되어 있다.

적어도 코너 절삭날(5)의 안쪽 절삭면(2)에는 코너 절삭날(5) 및 변능선 절삭날(6)에 랜드(L)를 포함한 칩 브레이커 홈(7)이 형성된다. 이러한 칩 브레이커 홈(7)은 코너 절삭날(5) 및 변능선 절삭날(6)에서 안쪽으로 멀어질수록 높이가 서서히 감소하도록 기울어진 경사면을 가진다. 이러한 경사면에 의하여 양의 절삭각이 부여된다. 절삭각은 0°초과 30°이하의 범위로 설정되는 것이 바람직하며, 본 실시형태에서는 15°로 설정된다.

칩 브레이커 홈(7)에는 랜드(L)가 형성되어도 좋다. 랜드(L)는 절삭날(코너 절삭날(5) 및 변능선 절삭날(6))을 따라서 연장되는 원추면 또는 평탄면으로 이루어지고, 이들 절삭날에 수직인 방향으로 0.02㎜ 이상, 0.50㎜ 이하의 폭을 가지며, 본 실시형태에서는 0.15㎜의 폭을 가진다. 랜드(L)는 절삭날에 직교하는 단면에서 수평하게 연장되는 네거티브 랜드 이외에, 절삭날로부터 멀어질수록 서서히 아래쪽으로 경사지는 포지티브 랜드, 또는 서서히 위쪽으로 경사지는 네거티브 랜드여도 좋다. 포지티브 랜드의 경사각(랜드각)은, 예를 들어 0°초과 20°이하의 범위로 설정되며, 본 실시형태에서는 8°의 경사각(랜드각)을 가지는 포지티브 랜드가 형성되어 있다. 위쪽으로 경사지는 네거티브 랜드의 경우에도 경사각은, 예를 들어 0°초과 20°이하의 범위로 설정되면 좋다.

도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 절삭면(2)에 대향하는 방향에서 볼 때, 한 쌍의 코너 절삭날(5) 안쪽에 형성된 칩 브레이커 홈(7)의 내부에서 위쪽으로 융기하는 융기부(10)가 형성된다. 이러한 융기부(10)는 코너부로부터 연장되는 한 쌍의 변능선 절삭날(6)의 이등분선(B)을 따라서 코너 절삭날(5)을 향하여 연장되어 있다. 이 융기부(10)는 칩 브레이커 홈(7)에서 위쪽을 향하여 상승하는 앞쪽 융기면(11), 옆쪽 융기면(12), 연결 곡면(15) 및 꼭대기면(13)을 가진다. 앞쪽 융기면(11)은 코너 절삭날(5)을 향하고 있다. 더욱이, 앞쪽 융기면(11)은 코너 절삭날(5)과 상기 이등분선(B)의 교차점으로 정의되는 코너 절삭날(5)의 선단을 향하고 있다. 옆쪽 융기면(12)은 앞쪽 융기면(11)의 좌우에 형성되며, 코너 절삭날(5)로부터 멀어질수록 변능선 절삭날(6)로부터도 멀어지는 방향으로 연장되는 부분을 가진다. 이러한 실시형태에서는, 전체적으로 변능선 절삭날(6)로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있다. 연결 곡면(15)은 앞쪽 융기면(11)과 옆쪽 융기면(12)의 교차부에 쌍방 융기면(11, 12)에 대하여 동일한 접선 상에서 매끄럽게 연결되는 작은 폭의 곡면이다. 꼭대기면(13)은 앞쪽 융기면(11) 및 옆쪽 융기면(12)과 교차하고 있다. 본 실시형태에서는 수평방향으로 연장되는 실질적인 평면으로 구성되어 있다. 도시하지 않지만, 코너 절삭날(5)로부터 연장되는 한 쌍의 변능선 절삭날(6) 중 한쪽만이 절삭날로서 작용하는 손잡이 부착 절삭 인서트의 경우, 옆쪽 융기면(12)은 앞쪽 융기면(11)에 대하여 작용하는 절삭날이 되는 변능선 절삭날(6) 쪽에만 설치하면 된다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 융기부(10)의 앞쪽 융기면(11)과 꼭대기면(13)의 교차 능선부(14)는 이등분선(B)에 직교하는 방향과 평행하게 직선 형상으로 연장된다. 교차 능선부(14)의 길이(W)는 코너 절삭날(5)의 곡률반경(0.8㎜) 이하이며, 본 실시형태에서는 약 0.50㎜이다. 앞쪽 융기면(11)의 폭은 코너 절삭날(5)로부터의 거리와 상관없이 일정한 폭이어도 좋고, 코너 절삭날(5)로부터의 거리에 따라서 확대 또는 축소하여도 좋다.

본 실시형태에서는, 앞쪽 융기면(11)은 코너 절삭날(5)로부터 멀어질수록 점차 폭이 확대되도록 형성되어 있다.

한편, 도 4에 예시하는 바와 같이, 앞쪽 융기면(11)은 이등분선(B)을 따르는 방향의 단면에 있어서, 위쪽 및 코너 절삭날(5)을 향하여(바깥쪽을 향하여) 볼록한 형상으로 휘어져 있다. 앞쪽 융기면(11)의 곡률반경(R1)은 0.5㎜ 이상, 5.0㎜ 이하의 범위에 있는 것이 바람직하며, 본 실시형태에서는 2.5㎜로 설정되어 있다. 앞쪽 융기면(11)은 일정한 곡률반경뿐만 아니라, 둘 이상의 상이한 곡률반경을 가지고 있어도 좋다. 둘 이상의 상이한 곡률반경을 가지는 경우에는, 각각의 원호가 0.5㎜ 이상, 5.0㎜ 이하의 범위의 곡률반경에 있는 것이 바람직한데, 전체를 최소제곱법으로 근사하였을 때에 0.5㎜ 이상, 5.0㎜ 이하의 범위의 곡률반경에 있으면 좋다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 융기부(10)의 옆쪽 융기면(12)과 꼭대기면(13)의 교차 능선부(16)는 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 변능선 절삭날(6)에서 서서히 멀어지도록 경사진다. 본 실시형태에서는 교차 능선부(16)는 변능선 절삭날(6)을 따르는 방향에서 이 변능선 절삭날(6)을 향하여 볼록한 형상으로 휘어져 있다. 옆쪽 융기면(12)은 교차 능선부(16)에 대응한 곡면 형상을 가지고, 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 변능선 절삭날(6)로부터 서서히 멀어지도록 형성된다. 본 실시형태에서는 옆쪽 융기면(12)은 교차 능선부(16)에 대응하여 볼록한 형상으로 휘어져 있다. 한편, 옆쪽 융기면(12)은 이등분선(B)에 직교하는 방향, 즉 제 1 교차 능선부의 직선과 평행한 방향의 각 단면에 있어서 위쪽 및 변능선 절삭날(6)을 향하여(바깥쪽을 향하여) 볼록한 형상으로 휘어진다. 도 5 및 도 6에 예시하는 바와 같이, 코너 절삭날(5)에 가까운 S2-S2선 단면도에서의 옆쪽 융기면(12)의 곡선의 곡률반경(R2)에 대하여 코너 절삭날(5)에서 먼 S3-S3선 단면도에서의 곡선의 곡률반경(R3)은 상대적으로 크게 되어 있다. 이와 같이 이등분선(B)에 직교하는 단면에서의 옆쪽 융기면(12)의 곡선의 곡률반경(R2, R3)은 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 서서히 커지는 것이 바람직하다. 이러한 곡률반경(R2, R3)은, 예를 들어 0.5㎜ 이상, 5.0㎜ 이하의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 이등분선(B)에 직교하는 단면에서 본 옆쪽 융기면(12)에 관하여, 옆쪽 융기면(12)의 최고 높이와 최저 높이의 고저차(D1, D2)는, 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 서서히 커지는 것이 바람직하다. 즉, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 칩 브레이커 홈(7)의 융기부(10)와의 접속부(7a)의 융기부(10)의 꼭대기면(13)으로부터의 거리는, 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 서서히 증가하는 것이 바람직하다.

본 실시형태와 같이 옆쪽 융기면(12)의 최고 위치가 대략 일정한 경우, 옆쪽 융기면(12)의 최저 위치가 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 서서히 낮아지고 있고, 코너 절삭날(5)에 가까운 S2-S2선 단면도(도 5)에서의 고저차(D1)에 대하여 코너 절삭날(5)로부터 먼 S3-S3선 단면도(도 6)에서의 고저차(D2)는 상대적으로 커지고 있다.

앞쪽 융기면(11)과 옆쪽 융기면(12) 사이에는 쌍방 융기면(11, 12)에 대하여 동일한 접선 상에서 매끄럽게 연결되는 작은 폭의 연결 곡면(15)이 구비된다.

융기부(10)의 꼭대기면(13)은 상술한 보스면(8)과 같은 위치로 연장되는 실질적인 평탄면으로 구성되어 있다. 도시하지 않지만, 대향하는 마름모꼴면의 양면을 사용하는 절삭 인서트의 경우, 착좌면(4)이 될 때, 상기 꼭대기면(13)이 보스면(8)과 함께 인서트 설치 시트의 바닥면에 맞닿게 된다. 즉, 본 실시형태에서는 꼭대기면(13)도 보스면(8)의 일부를 구성한다.

이상에서 설명한 절삭 인서트는, 도시하지 않지만, 절삭 공구 본체에 설치한 칩 시트에 적재된다. 적재된 절삭 인서트는 그 착좌면(4) 및 적어도 하나의 측면을 상기 칩 시트의 바닥면 및 벽면에 각각 맞닿게 한다. 그리고, 절삭 인서트는 설치 구멍(9)에 걸어 맞추는 나사 부재를 이용하여 절삭 공구 본체에 착탈 가능하게 고정된다. 도시하지 않지만, 대향하는 마름모꼴면이 절삭면(2), 착좌면(4) 중 어느 곳에나 선택되는 양면 사용 가능한 절삭 인서트의 경우, 상기 보스면(8) 및 꼭대기면(13)이 인서트 설치 시트의 바닥면에 맞닿게 된다.

절삭 공구 본체가 선반(旋盤)용 날끝 교환식 바이트인 경우, 절삭 공구 본체에 고정된 절삭 인서트에 있어서, 절삭면(2)이 되는 마름모꼴면은 절삭 방향을 향한다. 또한, 절삭면(2)의 하나의 코너 절삭날(5)로부터 연장되는 한 쌍의 변능선 절삭날(6) 중 한쪽 변능선 절삭날(6)은 이송 방향을 향하는 가로 절삭날이 되고, 다른 쪽 변능선 절삭날(6)은 피삭재의 가공면을 향하는 앞 절삭날이 된다.

이러한 절삭 인서트는, 예를 들어 피삭재의 회전중심선에 평행한 방향으로 이송되고, 상기 회전중신섬 둘레로 회전하는 피삭재의 외주면을 선삭 가공한다. 이러한 경우, 가로 절삭날이 되는 변능선 절삭날(6) 및 이 변능선 절삭날(6)에 인접하는 코너 절삭날(5)의 일부분은 상기 회전중심선에 수직인 방향(절삭 방향)으로 절삭 전체에 걸쳐서 피삭재에 접촉하여 주로 절삭을 담당한다. 앞 절삭날이 되는 변능선 절삭날(6)에 인접하는 코너 절삭날(5)의 일부분은 피삭재의 가공면에 접촉하여 이 가공면의 형성을 담당한다.

이상에서 설명한 절삭 인서트에 있어서, 가로 절삭날에서 발생하는 절삭 부스러기는, 칩 브레이커 홈(7)의 표면의 일부에 접촉하면서 융기부(10)를 향하여 흘러간다. 그 후, 칩 브레이커 홈(7)의 표면으로부터 떨어진 절삭 부스러기는 융기부(10)에 접촉한다. 절삭 정도가 커서 코너 절삭날(5) 및 변능선 절삭날(6)에서 절삭 부스러기가 발생하는 경우에는, 절삭 부스러기는 칩 브레이커 홈(7)의 표면의 일부에 접촉한 후, 융기부(10)의 앞쪽 융기면(11) 및 옆쪽 융기면(12)에 접촉한다. 옆쪽 융기면(12)은 변능선 절삭날(6)을 따르는 방향으로 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 변능선 절삭날(6)에서 멀어지도록 경사지는 볼록한 곡면 형상으로 형성되어 있고, 절삭 정도의 증대에 따라서 변능선 절삭날(6)에서 옆쪽 융기면(12)까지의 거리가 점차 커진다. 따라서, 절삭 부스러기는 옆쪽 융기면(12) 전체를 스치기 전에 변형되어, 옆쪽 융기면(12)에서 신속하게 이탈한다. 이 때문에, 옆쪽 융기면(12)과 절삭 부스러기의 과도한 접촉이 방지된다. 이 결과, 옆쪽 융기면(12)으로의 절삭 부스러기의 응착 및 절삭 부스러기의 비산이 경감되는 동시에, 절삭 저항의 증대가 방지된다.

더욱이, 옆쪽 융기면(12)은 이등분선(B)에 직교하는 단면에서 바깥쪽을 향하여 볼록한 형상으로 휘어진다. 따라서, 이러한 옆쪽 융기면(12)의 형상도 이송이 높은 경우에 있어서 절삭 부스러기가 옆쪽 융기면(12)으로부터 신속하게 이탈하여, 옆쪽 융기면(12)과 절삭 부스러기의 과도한 접촉이 방지되는 것에 기여한다. 이상의 두 가지로부터 옆쪽 융기면(12)으로의 절삭 부스러기의 응착 및 절삭 부스러기의 비산이 더욱 경감되는 동시에, 절삭 저항의 증대를 방지하는 효과가 현저해진다.

또한, 코너 절삭날(5)만이 절삭을 담당하는 것과 같은 절삭 정도가 작은 경우에는, 절삭 부스러기는 코너 절삭날(5)의 선단측을 향하는 앞쪽 융기면(11)에 접촉한다. 앞쪽 융기면(11)은 코너 절삭날(5)에서 발생한 절삭 부스러기를 그 넓은 폭으로 구속하여 컬을 확실하게 제어한다. 더욱이, 절삭 부스러기를 일정 방향으로 흘러가도록 제어할 수 있다. 더욱이, 앞쪽 융기면(11)이 상기 이등분선(B) 방향을 따르는 단면에서 바깥쪽을 향하여 볼록한 형상으로 휘어져 있으므로, 절삭 정도가 작은채로 이송을 높인 경우에도, 절삭 부스러기를 앞쪽 융기면(11)에서 신속하게 이탈시킬 수 있어, 앞쪽 융기면(11)과 절삭 부스러기의 과도한 접촉을 방지할 수 있다. 이 때문에, 앞쪽 융기면(11)으로의 절삭 부스러기의 응착 및 절삭 부스러기의 비산이 경감되는 동시에, 절삭 저항의 증대를 방지할 수 있다.

이상으로부터, 코너 절삭날(5)만이 절삭에 관여하는 절삭 정도가 작은 마무리 가공에 있어서는, 융기부의 앞쪽 융기면이 절삭 부스러기 처리 성능의 향상 및 절삭 저항의 경감에 효과적으로 작용한다. 코너 절삭날(5) 및 변능선 절삭날(6)이 절삭에 관여하는 절삭 정도가 큰 중간 마무리, 황가공(荒加工)에 있어서는, 앞쪽 융기면과 더불어 옆쪽 융기면이 절삭 부스러기 처리 성능의 향상 및 절삭 저항의 경감에 효과적으로 작용한다. 더욱이, 앞쪽 융기면(11) 및 옆쪽 융기면(12)은 이송을 높인 경우에도 절삭 부스러기의 비산의 방지 및 절삭 저항의 경감에 효과적으로 작용한다. 이상으로부터, 절삭 정도 및 이송에 관하여 광범위한 절삭조건 하에서 안정적인 절삭 부스러기 처리, 절삭 저항의 경감이 가능해진다.

이러한 절삭 인서트의 융기부(10)에 있어서 앞쪽 융기면(11)과 꼭대기면(13)의 교차 능선부(14)의 길이(W)를 코너 절삭날(5)의 곡률반경 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 교차 능선부(14)의 길이(W)는 코너 절삭날(5)의 곡률반경 0.8㎜의 약 63%에 해당하는 0.50㎜로 설정된다. 교차 능선부(14)의 길이(W)의 증가와 함께 앞쪽 융기면(11)이 넓어지면, 절삭 부스러기를 구속하는 작용이 강해지는데, 교차 능선부(14)는 상한값으로서 코너 절삭날(5)의 곡률반경과 같은 길이를 가지고 있으면, 절삭 부스러기를 과도하게 구속하지 않는다. 교차 능선부(14)의 길이(W)의 하한값으로는 절삭 부스러기를 구속하는 작용을 확실하게 얻는 것에 배려하여 0.05㎜로 설정하는 것이 바람직하다. 교차 능선부(14)의 길이(W)가 0.05㎜를 만족하지 않는 경우, 본 발명의 효과를 얻을 수가 없다.

본 실시형태의 앞쪽 융기면(11)은 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 서서히 확대되도록 형성되어 있다. 즉, 앞쪽 융기면(11)의 절삭 부스러기를 구속하는 작용은, 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록, 바꿔 말하면 앞쪽 융기면(11)의 위쪽으로 갈수록 절삭 부스러기를 구속하는 작용이 강해진다. 따라서, 이러한 형상의 앞쪽 융기면(11)은 코너 절삭날(5)에 대하여 아래쪽으로 흘러가는, 두께가 두껍고 강성이 있는 절삭 부스러기나 이송이 낮을 때 발생하는 절삭 부스러기에 대하여는 구속을 약하게 하는 한편, 코너 절삭날(5)에 대하여 위쪽으로 흘러가는, 늘어나기 쉬운 절삭 부스러기나 이송이 높을 때에 발생하는 절삭 부스러기에 대하여는 구속을 강하게 한다. 이 때문에, 이송 조건이나 절삭 부스러기가 늘어나기 쉬운 정도에 대응한 절삭 부스러기 처리가 가능해진다.

이등분선(B)에 직교하는 단면에 있어서, 옆쪽 융기면(12)의 최고 위치와 최저 위치의 고저차(D1, D2)는, 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 서서히 커지고 있다. 이와 더불어, 옆쪽 융기면(12)을 구성하는 볼록한 곡선의 곡률반경(R2, R3)은 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 서서히 커지고 있다. 이상으로부터, 중간 마무리, 황가공과 같은 절삭 정도가 큰 가공에서 발생하는 절삭 부스러기를 확실하게 옆쪽 융기면(12)에 접촉하여 구속할 수 있다. 이러한 작용과, 옆쪽 융기면(12)이 가지는 절삭 부스러기를 과도하게 구속하는 것을 방지하는 작용의 상승작용에 의하여, 절삭 저항의 증대를 방지하는 동시에, 양호하면서 안정된 절삭 부스러기 처리가 도모된다.

본 실시형태에서는 앞쪽 융기면(11)과 그 양단부에 이어지는 옆쪽 융기면(12)의 교차부에는, 쌍방 융기면에 대하여 동일한 접선 상에서 매끄럽게 이어지는 작은 폭의 연결 곡면(15)을 설치하고 있다. 가령 연결 곡면(15)이 없고, 앞쪽 융기면(11)과 옆쪽 융기면(12)의 교차 능선부(17)에 모서리가 있으면, 이들 융기면(11, 12)의 쌍방에 접촉하는 절삭 부스러기는 이 절삭 부스러기의 유출방향에 직교하는 단면에서의 형상이 교차 능선부(17)에 의하여 급격하게 휘어지도록 변형된다. 그 때문에, 절삭 부스러기의 컬이 방해를 받아, 절삭 부스러기의 변형에 여분의 힘이 필요하게 된다. 하지만, 연결 곡면(15)을 설치함으로써, 이러한 문제가 해소된다.

또한, 변능선 절삭날(6)이 경사부(6a)를 구비하는 동시에 연결 곡면(15)이 형성됨으로써, 절삭 부스러기의 배출 방향이 안정화되어, 절삭 부스러기 처리성이 향상된다.

본 실시형태의 변능선 절삭날(6)은 코너 절삭날(5)에서 멀어질수록 서서히 높이가 감소하는 경사부(6a)를 포함한다. 이에 따라, 절삭면(2)에 직교하는 방향을 향하는 절삭력의 주분력(主分力)이 작아진다. 이와 더불어, 경사부(6a)의 경사각(IA)에 따라서 절삭 부스러기의 흐름을 코너 절삭날(5)로부터 멀어지는 방향으로 향하게 하는 작용이 더해진다. 이들 작용의 상승효과에 의하여, 절삭 부스러기 처리의 안정화, 절삭 부스러기의 비산이나 절삭 저항의 증대의 방지가 더욱 도모된다.

본 발명은, 이상에서 설명한 실시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 구성의 추가, 변경 및 삭제가 가능하다는 것은 말할 것도 없다. 또한, 본 실시형태는 피삭재의 외주를 선삭하는 절삭 인서트에 대하여 설명하였는데, 피삭재의 내주, 단면을 선삭하는 절삭 인서트에 적용할 수 있다. 그리고, 밀링 가공 및 펀칭 가공에 이용되는 절삭 인서트에 적용할 수도 있다.

2: 절삭면
5: 코너 절삭날
6: 변능선 절삭날
7: 칩 브레이커 홈
8: 보스면
9: 설치 구멍
10: 융기부

Claims (6)

1. 대략 다각형 형상의 외형을 가지는 판 형상체로 이루어지고,
   상기 판 형상체의 서로 대향하는 대향면의 적어도 한쪽에 형성된 절삭면과,
   상기 대향면 사이로 연장되는 상기 판 형상체의 측면에 형성된 여유면과,
   상기 절삭면과 상기 여유면이 교차하는 교차 능선부에 형성된 절삭날을 구비하며,
   상기 절삭날이 상기 절삭면이 형성된 대향면의 코너부에 형성된 코너 절삭날과 상기 코너 절삭날의 양쪽으로 연장되는 한 쌍의 변능선부에 형성된 변능선 절삭날을 포함하는 절삭 인서트로서,
   상기 절삭면이 형성된 대향면의 상기 코너 절삭날의 안쪽에 형성된 칩 브레이커 홈에는,
   상기 칩 브레이커 홈의 내부로부터 위쪽을 향하여 융기하는 융기부를 구비하고,
   상기 융기부는 그 꼭대기부를 구성하는 꼭대기면과, 상기 코너 절삭날을 향하면서 상기 칩 브레이커 홈에서 상기 꼭대기면까지 연장되는 앞쪽 융기면과, 상기 앞쪽 융기면의 양쪽에 배치된 옆쪽 융기면을 포함하며, 상기 꼭대기면은 상기 앞쪽 융기면 및 상기 옆쪽 융기면의 양쪽과 교차하고,
   상기 앞쪽 융기면과 상기 꼭대기면이 교차하는 제 1 교차 능선부는 직선 형상으로 연장되며,
   상기 옆쪽 융기면과 상기 꼭대기면이 교차하는 제 2 교차 능선부는 상기 제 1 교차 능선부의 양쪽에서, 상기 코너 절삭날에서 멀어질수록 대응하는 상기 변능선 절삭날에서 서서히 멀어지는 부분을 가지고 연장되고,
   상기 앞쪽 융기면은 바깥쪽을 향하여 볼록한 형상으로 휘어지며,
   상기 옆쪽 융기면은 바깥쪽을 향하여 볼록한 형상으로 각각 휘어져 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 코너 절삭날은 둥근 코너이고, 상기 제 1 교차 능선부의 길이는 0.5㎜ 이상이며, 상기 코너 절삭날의 곡률반경 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 앞쪽 융기면과 상기 옆쪽 융기면의 접속부는, 상기 코너 절삭날을 향하여 볼록한 형상으로 휘어져 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 교차 능선부의 직선에 평행하고, 상기 대향면에 수직인 단면에서 볼 때, 상기 옆쪽 융기면의 각각의 곡률반경은, 상기 코너 절삭날에서 멀어질수록 서서히 커지는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 교차 능선부의 직선에 평행하고, 상기 대향면에 수직인 단면에서 볼 때, 상기 옆쪽 융기면의 최고 높이와 최저 높이의 고저차가 상기 코너 절삭날에서 멀어질수록 서서히 증가하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 변능선 절삭날은 상기 코너 절삭날에서 멀어질수록 서서히 그 높이가 감소하는 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.

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