KR20120105791A - Wave end mill - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 웨이브 엔드밀에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 웨이브 엔드밀의 블레이드에 형성된 랜드부의 형상을 개선하여 절삭 가공시 채터링 발생을 억제하고 절삭 성능을 향상시킨 웨이브 엔드밀에 관한 것이다.The present invention relates to a wave end mill. More specifically, the present invention relates to a wave end mill that improves the cutting performance by suppressing the occurrence of chattering during cutting by improving the shape of the land portion formed on the blade of the wave end mill.
엔드밀은 피절삭물의 평면이나 측면, 홈 등을 가공하는데 사용되는 회전 절삭 공구이다. 일반적으로 엔드밀은 밀링 머신 등의 공구 홀더에 삽입되어 지지되는 생크부와, 상기 생크부로부터 연장되어 피절삭물을 절삭하는 절삭부를 포함한다. 절삭부는 축방향을 따라 나선형상으로 형성된 플루트(flute)를 구비하고 있으며, 이러한 플루트에 의해 복수의 블레이드가 절삭부의 길이방향을 따라 나선형상으로 형성된다. 각각의 블레이드는 블레이드의 외경을 따라 랜드부를 구비하여 절삭 가공시 절삭날의 강도를 증가시켜준다.An end mill is a rotary cutting tool used to machine the plane, side, groove, etc. of a workpiece. Generally, the end mill includes a shank portion inserted into and supported by a tool holder such as a milling machine, and a cutting portion extending from the shank portion to cut the workpiece. The cutting part has a flute formed spirally along the axial direction, and by this flute a plurality of blades are formed spirally along the longitudinal direction of the cutting part. Each blade has a land portion along the outer diameter of the blade to increase the strength of the cutting edge during cutting.
엔드밀은 회전에 의해 엔드밀의 블레이드에 형성된 절삭날을 피절삭물에 주기적으로 접촉시켜 피절삭물을 절삭 가공한다. 이 때, 엔드밀이 장착된 밀링 머신의 고유진동과 절삭에 의한 진동이 공진하게 되면 채터링(chattering)이 발생하게 된다. 이러한 채터링은 가공정밀도를 떨어뜨려 가공면의 품질을 저하시키고 절삭 공구의 파손을 초래할 수 있다. 특히, 고정밀도를 달성하기 위하여 절삭날을 고속으로 회전시킬 필요가 있는 경우에는 이러한 채터링이 더욱 큰 문제가 된다. 따라서, 엔드밀과 같은 절삭 공구는 절삭 가공시 채터링이 발생되는 것을 억제할 필요가 있다.The end mill cuts the workpiece by periodically contacting the cutting edge formed on the blade of the end mill by rotation. At this time, when the natural vibration of the milling machine equipped with the end mill and the vibration caused by the cutting resonate, chattering occurs. Such chattering degrades the machining precision and may result in deterioration of the quality of the machining surface and damage of the cutting tool. In particular, in the case where it is necessary to rotate the cutting edge at high speed in order to achieve high precision, such chattering becomes a bigger problem. Therefore, a cutting tool such as an end mill needs to suppress chattering from occurring during cutting.
일본특허출원공개 제2005-230976호 및 제2009-262317호, 미국특허출원공개 제2010-0209201호에는, 채터링 발생을 억제하기 위하여 엔드밀의 절삭날에 웨이브 패턴을 형성한 기술이 제시되어 있다. 이러한 웨이브형 절삭날을 갖는 웨이브 엔드밀은, 이웃하는 절삭날 사이의 간격이 각 지점마다 일정하지 않으므로 절삭날과 피절삭물이 불규칙적으로 접촉하게 되고, 이로 인해 밀링 머신의 고유진동과 절삭에 의한 진동이 공진되는 것이 방지되어 채터링의 발생을 억제할 수 있다.Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2005-230976 and 2009-262317 and US Patent Application Publication No. 2010-0209201 disclose a technique in which a wave pattern is formed on a cutting edge of an end mill in order to suppress chattering. In the wave end mill having such a wave cutting edge, the spacing between neighboring cutting edges is not constant at each point, resulting in irregular contact between the cutting edge and the workpiece. Resonance of the vibration can be prevented to suppress the occurrence of chattering.
그러나, 이러한 종래의 웨이브 엔드밀은, 도 5에 도시된 바와 같이 블레이드의 외주면 상에 형성된 랜드부의 두께(도 5에 도시된 바와 같이 웨이브 파형에 수직한 방향으로 측정한 두께)가 항상 일정하게 형성되어 있다. 따라서, 블레이드의 각 지점에서 엔드밀의 회전 방향을 따라 랜드부의 길이를 측정하면, 그 길이는 일정하지 않게 된다(a≠b≠c).However, such a conventional wave end mill always has a constant thickness (measured in the direction perpendicular to the wave waveform as shown in FIG. 5) of the land portion formed on the outer circumferential surface of the blade as shown in FIG. 5. It is. Therefore, when the length of the land portion is measured along the rotational direction of the end mill at each point of the blade, the length is not constant (a ≠ b ≠ c).
따라서, 종래의 웨이브 엔드밀은, 엔드밀이 회전하면서 피절삭물을 절삭할 때, 블레이드의 각 지점에서 균일한 절삭 성능을 할 수 없고 가공된 표면의 거칠기를 일정하게 유지하기 어려워 가공 품질이 저하되는 문제가 있다.Therefore, in the conventional wave end mill, when cutting the workpiece while the end mill is rotating, it is not possible to perform uniform cutting performance at each point of the blade, and it is difficult to maintain a constant roughness of the machined surface, resulting in deterioration in processing quality. There is a problem.
본 발명의 목적은 종래의 웨이브 엔드밀의 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 절삭부의 각 지점에서 균일한 절삭 성능을 제공할 수 있는 웨이브 엔드밀을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems of the conventional wave end mill, and to provide a wave end mill capable of providing uniform cutting performance at each point of the cutting portion.
본 발명에 따른 웨이브 엔드밀은, 공구 홀더에 삽입되어 지지되는 생크부와, 생크부의 일단부로부터 연장되어 피절삭물을 절삭하는 절삭부를 포함한다. 절삭부는 엔드밀의 회전축을 따라 나선방향으로 형성된 복수의 플루트와, 플루트에 의해 형성되는 복수의 블레이드를 구비한다. 블레이드는 외주면 상에 웨이브 패턴이 형성된 랜드부와, 랜드부의 회전 방향 전방에 형성된 절삭날을 구비하며, 랜드부는 블레이드의 외경을 따라 엔드밀의 회전 방향에 대해 일정한 폭을 갖도록 형성된다.The wave end mill according to the present invention includes a shank portion inserted into and supported by a tool holder, and a cutting portion extending from one end of the shank portion to cut the workpiece. The cutting portion includes a plurality of flutes formed in a spiral direction along an axis of rotation of the end mill, and a plurality of blades formed by the flutes. The blade has a land portion in which a wave pattern is formed on the outer circumferential surface, and a cutting edge formed in front of the rotational direction of the land portion, and the land portion is formed to have a constant width with respect to the rotational direction of the end mill along the outer diameter of the blade.
바람직하게는, 본 발명에 따른 웨이브 엔드밀의 블레이드는 엔드밀의 회전 중심축에 대하여 50°내지 60°의 나선각을 가지고 형성된다.Preferably, the blade of the wave end mill according to the invention is formed with a helix angle of 50 ° to 60 ° with respect to the central axis of rotation of the end mill.
또한, 랜드부에 형성된 웨이브 패턴은, 웨이브의 파장(wave pitch)이 상기 블레이드의 외경의 0.5배 내지 0.55배가 되고, 웨이브의 파고(wave amplitude)가 상기 블레이드의 외경의 0.035배 내지 0.04배가 되는 것이 바람직하다.In addition, the wave pattern formed in the land portion may have a wave pitch of 0.5 to 0.55 times the outer diameter of the blade and a wave amplitude of 0.035 to 0.04 times the outer diameter of the blade. desirable.
또한, 블레이드는, 상기 랜드부로부터 절삭 방향의 후방으로 연장되며 상기 블레이드의 외경보다 작은 곡률 반경을 갖는 에센트릭한 형상의 하나의 여유면을 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the blade preferably has one clearance surface of an essential shape extending rearward from the land portion in the cutting direction and having a radius of curvature smaller than the outer diameter of the blade.
본 발명에 따른 웨이브 엔드밀은 블레이드의 외주면 상에 형성된 웨이브 패턴을 갖는 랜드부를 엔드밀의 회전 방향을 따라 일정한 폭을 갖도록 구성함으로써, 채터링 발생을 방지하고 절삭부의 각 지점에서 균일한 절삭 성능을 제공해준다.The wave end mill according to the present invention has a land portion having a wave pattern formed on the outer circumferential surface of the blade to have a constant width along the rotation direction of the end mill, thereby preventing chattering and providing a uniform cutting performance at each point of the cutting portion. Do it.
아울러, 엔드밀의 블레이드를 엔드밀의 회전 중심축(L)에 대해 50°내지 60°의 나선각(H)으로 형성하고, 블레이드의 랜드부에 형성된 웨이브 패턴을 웨이브의 파장이 블레이드의 외경의 0.5배 내지 0.55배가 되고 웨이브의 파고가 블레이드의 외경의 0.035배 내지 0.04배가 되도록 형성함으로써, 채터링 발생을 더욱 억제하여 엔드밀의 공구 수명을 향상시키고 절삭 성능을 극대화할 수 있다.In addition, the blade of the end mill is formed at a helix angle (H) of 50 ° to 60 ° with respect to the rotation center axis (L) of the end mill, and the wave pattern formed in the land portion of the blade has a wavelength of 0.5 times the outer diameter of the blade. To 0.55 times and the wave height is formed so as to be 0.035 times to 0.04 times the outer diameter of the blade, it is possible to further suppress chattering to improve the tool life of the end mill and maximize the cutting performance.
뿐만 아니라, 블레이드의 랜드부의 후방에 에센트릭(eccentric) 형태의 하나의 여유면만을 형성함으로써, 엔드밀의 제조 시간 및 비용을 절감하는 동시에 충분한 칩 배출 공간을 확보할 수 있도록 해준다.In addition, by forming only one eccentric face on the back of the land portion of the blade, it is possible to reduce the manufacturing time and cost of the end mill, while ensuring sufficient chip evacuation space.
도 1은 본 발명에 따른 웨이브 엔드밀의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 웨이브 엔드밀의 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이브 엔드밀의 랜드부에 형성된 웨이브 패턴의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브 엔드밀의 단면도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 웨이브 엔드밀의 부분 확대도이다.
도 6는 종래 기술에 따른 웨이브 엔드밀의 단면도이다.1 is a side view of a wave end mill according to the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of the wave end mill shown in FIG. 1.
3 is a partially enlarged view of a wave pattern formed in the land portion of the wave end mill according to the present invention.
4 is a cross-sectional view of the wave end mill according to an embodiment of the present invention.
5 is a partially enlarged view of a wave end mill according to the prior art.
6 is a cross-sectional view of a wave end mill according to the prior art.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브 엔드밀(1)을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브 엔드밀(1)의 측면도를 도시한다. 웨이브 엔드밀(1)은 공구 홀더에 삽입 지지되어 엔드밀의 회전축(L)을 중심으로 회전하는 생크부(2)와, 피절삭물을 절삭 가공하는 절삭부(3)를 포함한다. 절삭부(3)는 생크부(2)의 일단부로부터 소정 날길이(length of cut)를 갖도록 연장되며, 회전축(L)을 따라 나선방향으로 형성된 복수의 플루트와 상기 플루트에 의해 형성되는 복수의 블레이드(30)를 구비한다. 각각의 블레이드(30)는 회전축(L)을 중심으로 동일한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 1에 도시된 실시예에서는, 3개의 블레이드(30)가 120°의 등간격으로 형성되어 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 수의 블레이드(30)를 갖도록 구성될 수 있다. 또한, 각각의 블레이드(30)는 외주면 상에 웨이브 패턴이 형성된 랜드부(31)가 형성되어 있으며, 랜드부(31)의 엔드밀의 회전 방향의 전방에는 피절삭물을 절삭하는 절삭날(32)이 형성되어 있다.1 shows a side view of a
도 2는 도 1에 도시된 엔드밀(1)의 랜드부(31) 부분(Q 영역)을 확대한 부분 확대도를 도시한다. 전술한 바와 같이, 엔드밀은 통상적으로 절삭날(32)의 강도를 증가시키기 위하여 블레이드의 외주면 상에 랜드부(31)를 형성하고 있다. 그러나, 본 발명에 따른 웨이브 엔드밀(1)은, 전술한 종래의 웨이브 엔드밀과 달리, 블레이드(30)의 랜드부(31)가 엔드밀의 회전 방향에 대해 일정한 폭을 갖도록 형성된다(a=b=c). 즉, 회전축(L)에 수직한 방향으로 절단한 절단면에서, 랜드부(31)의 폭(W; 도 4 참조)이 항상 일정하게 형성된다. 따라서, 블레이드(30)의 랜드부(31)의 두께(웨이브 파형에 대해 수직한 방향으로 측정한 값)는 일정한 값을 갖지 못하고 절삭부(3) 상의 각 지점에서 달라지게 된다. FIG. 2 shows a partially enlarged view in which the
절삭 가공시 엔드밀은 회전하면서 절삭날(32)을 통해 피절삭물을 절삭 가공하게 된다. 이 때, 본 발명과 같이 랜드부(31)의 폭(W; 엔드밀의 회전 방향을 따라 측정한 값)을 일정하게 형성하게 되면, 회전 방향으로 항상 동일한 폭의 랜드부(31)를 통해 피절삭물에 균일한 절삭력을 가할 수 있다. 따라서, 전술한 종래의 웨이브 엔드밀과 달리, 절삭부(3)의 모든 지점에서 균일한 절삭 성능을 제공하고 절삭 가공시 채터링의 발생을 억제할 수 있으며, 이로 인해 가공면 전체의 표면 거칠기를 일정하게 유지하여 가공 품질을 향상시킬 수 있다.During cutting, the end mill rotates and cuts the workpiece through the
본 발명에 따른 웨이브 엔드밀(1)은 회전축(L)에 대하여 50°내지 60°의 나선각(helix angle; H)으로 블레이드를 형성하는 것이 바람직하다. 알루미늄 가공용 엔드밀은 통상적으로 38°내지 48°의 나선각으로 블레이드를 형성하는데 반해, 본 발명에 따른 웨이브 엔드밀(1)은 50°내지 60°의 나선각으로 블레이드를 형성하고 있기 때문에 절삭날(32)의 경사각(rake angle)을 항상 양(positive)의 값을 갖도록 하여 엔드밀의 절삭 성능을 향상시켜 준다.The
또한, 본 발명에 따른 웨이브 엔드밀(1)은 블레이드(30)의 외주면 상에 형성된 랜드부(31)에 웨이브 패턴을 구비한다. 이러한 웨이브 패턴은 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이브 패턴의 파장(wave pitch)이 블레이드(30)의 외경(D)의 0.5배 내지 0.55배가 되고, 웨이브 패턴의 파고(wave amplitude)가 블레이드(30)의 외경(D)의 0.035배 내지 0.04배가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 웨이브 패턴을 이와 같이 형성함으로써, 웨이브 패턴의 마루 및 골에서의 나선각(H)이 최적화될 수 있으며, 각 지점에서 불균일한 나선각(H) 효과가 최대화될 수 있다. 즉, 축방향 경사각의 변화를 통해, 공진 및 엔드밀(1)의 채터링 발생을 억제하고 공구 수명 및 절삭 성능을 극대화할 수 있다.In addition, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이브 엔드밀(1)의 단면도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 블레이드(30)는 외주면 상에 절삭날(32)로부터 절삭 방향의 후방으로 연장하는 랜드부(31)를 구비하며, 랜드부(31)로부터 절삭 방향의 후방에 상기 블레이드(30)의 외경(D)보다 작은 곡률 반경을 갖는 하나의 여유면(33)을 구비한다. 바람직하게는, 이러한 여유면(33)은 에센트릭 타입으로 형성하는 것이 바람직하다.4 shows a cross-sectional view of a
종래의 엔드밀은 통상적으로 도 6에 도시된 바와 같이 블레이드(30)의 랜드부로부터 후방으로 제1 여유각(relief angle)을 갖는 플랫 타입의 제1 여유면(relief surface)을 형성하고, 다시 제1 여유면으로부터 후방으로 제2 여유각을 갖는 플랫 타입의 제2 여유면을 형성함으로써 여유면을 2단으로 형성하고 있다. 이는, 여유각을 크게 형성하면 절삭날의 강도가 약해질 우려가 있기 때문에 랜드부에 인접한 제1 여유면의 여유각(1차 여유각)은 작게 형성하고, 충분한 칩 배출 공간을 확보하기 위하여 제2 여유면의 여유각(2차 여유각)은 크게 형성하는 것이다.Conventional end mills typically form a first relief surface of a flat type having a first relief angle rearward from the land portion of the
그러나 본 실시예에 따른 웨이브 엔드밀(1)은, 블레이드(30)의 외주면 상에 형성된 랜드부(31)의 후방에 에센트릭 타입의 하나의 여유면(33)만을 구비하고 있기 때문에, 가공해야하는 여유면의 수가 감소하여 엔드밀의 제작에 소요되는 시간 및 비용을 절감하면서, 나아가 여유면(33)을 에센트릭 형태로 형성하여 충분한 칩 배출 공간을 확보할 수 있도록 해준다.However, since the
전술한 본 발명의 실시예들은 예시적인 목적으로 제시된 것일 뿐이며, 본 발명을 제한하거나 한정하는 것은 아니다. 본 발명에 적용되는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 다양한 변형 및 수정을 가할 수 있다.The above-described embodiments of the present invention are presented for illustrative purposes only and do not limit or limit the present invention. Those skilled in the art may apply various modifications and modifications to the present invention without departing from the scope of the present invention.
1 : 엔드밀
2 : 생크부
3 : 절삭부
30 : 블레이드
31 : 랜드부
32 : 절삭날
33 : 여유면1: end mill
2: shank part
3: cutting part
30: blade
31: Land
32: cutting edge
33: clearance
Claims (4)
상기 생크부의 일단부로부터 연장되어 피절삭물을 절삭하는 절삭부를 포함하는 웨이브 엔드밀이며,
상기 절삭부는 상기 엔드밀의 회전축을 따라 나선방향으로 형성된 복수의 플루트와, 상기 플루트에 의해 형성되는 복수의 블레이드를 구비하고,
상기 블레이드는 외주면 상에 웨이브 패턴이 형성된 랜드부와, 상기 랜드부의 회전 방향 전방에 형성된 절삭날을 구비하고,
상기 랜드부는, 상기 블레이드의 외경을 따라 상기 엔드밀의 회전 방향에 대해 일정한 폭을 갖도록 형성되는 웨이브 엔드밀.A shank portion inserted into and supported by the tool holder;
A wave end mill including a cutting portion extending from one end of the shank portion to cut the workpiece;
The cutting portion has a plurality of flutes formed in a spiral direction along the rotation axis of the end mill, and a plurality of blades formed by the flute,
The blade has a land portion having a wave pattern formed on the outer circumferential surface, and a cutting edge formed in front of the rotational direction of the land portion,
The land portion is a wave end mill is formed to have a constant width with respect to the rotation direction of the end mill along the outer diameter of the blade.
상기 블레이드는 상기 엔드밀의 회전축에 대하여 50°내지 60°의 나선각을 가지고 형성되는 웨이브 엔드밀.The method of claim 1,
The blade is a wave end mill having a spiral angle of 50 ° to 60 ° with respect to the axis of rotation of the end mill.
상기 웨이브 패턴은, 웨이브 파장(wave pitch)이 상기 블레이드의 외경의 0.5배 내지 0.55배가 되고, 웨이브의 파고(wave amplitude)가 상기 블레이드의 외경의 0.035배 내지 0.04배가 되는 웨이브 엔드밀.The method of claim 1,
The wave pattern is a wave end mill, the wave pitch is 0.5 to 0.55 times the outer diameter of the blade, the wave amplitude of the wave (wave amplitude) is 0.035 times to 0.04 times the outer diameter of the blade.
상기 블레이드는, 상기 랜드부로부터 절삭 방향의 후방으로 연장되며 상기 블레이드의 외경보다 작은 곡률 반경을 갖는 에센트릭 형상의 하나의 여유면을 구비하는 웨이브 엔드밀.The method of claim 1,
And the blade has an eccentric shape of one clearance surface extending rearward from the land portion in the cutting direction and having a radius of curvature smaller than the outer diameter of the blade.
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KR1020110023439A KR20120105791A (en) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Wave end mill |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104209559A (en) * | 2014-07-14 | 2014-12-17 | 上海交通大学 | Method for reinforcing cutting edge of micro-cutting tool based on critical cutting thickness |
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2011
- 2011-03-16 KR KR1020110023439A patent/KR20120105791A/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104209559A (en) * | 2014-07-14 | 2014-12-17 | 上海交通大学 | Method for reinforcing cutting edge of micro-cutting tool based on critical cutting thickness |
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Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20130222 Effective date: 20130618 |
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S601 | Decision to reject again after remand of revocation |