KR20120134151A

KR20120134151A - 절삭 인서트

Info

Publication number: KR20120134151A
Application number: KR1020127028397A
Authority: KR
Inventors: 신야 마지마
Original assignee: 가부시키가이샤 탕가로이
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2012-12-11
Also published as: BR112012027776A2; RU2532612C2; EP2570211A1; JPWO2011142297A1; JP5206905B2; EP2570211A4; WO2011142297A1; RU2012147794A; CN102905824B; US8876441B2; BR112012027776B1; CN102905824A; CA2797022A1; US20130094914A1; EP2570211B1

Abstract

본 발명은 절삭 가공에 있어서의 절삭 부스러기 처리 성능의 개선 및 내결손 성능의 개선을 도모한 절삭 인서트를 제공하는 것이다. 대략 다각형 판형상을 이루고, 절삭면(2a)과 여유면(4a)의 교차 능선부에 절삭날(6)을 형성하며, 절삭면(2a)에 칩 브레이커를 형성하여 이루어지는 절삭 인서트에 있어서, 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)는 노즈부(5)측의 둘레부로부터 바닥면부(40c)까지가, 오목한 형상으로 휘어지면서 바닥면부(40c)를 향하여 서서히 경사지며 그 바닥면부(40c)에 매끄럽게 접속되는 경사면(40b)으로 되어 있다.

Description

절삭 인서트{Cutting Insert}

본 발명은 공구본체에 착탈이 자유롭게 장착되어 금속재료의 절삭가공에 이용되는 절삭 인서트에 관한 것이다.

일본공개특허 2007-175788호에 개시된 절삭 인서트는, 대략 다각형 판형상을 이루고, 그 적어도 1개의 노즈부에 절삭면으로부터 위쪽으로 기립하며 그 노즈부의 선단을 향하여 돌출된 기립 벽면을 가지는 브레이커 돌기를 형성하고, 적어도 상기 기립 벽면의 전체 둘레 또는 일부에 접속하는 절삭면은, 절삭날로부터 안쪽을 향하여 연장되는 제 1 절삭면과, 이 제 1 절삭면에 이어서 안쪽을 향하여 연장되며 상기 기립 벽면으로 이어지는 제 2 절삭면으로 구성된다.

일본공개특허 2007-175788호의 절삭 인서트의 노즈부에는, 제 1 경사각 및 제 2 경사각의 2단계의 경사각이 형성되고, 그 결과로서 칩 브레이커의 노즈부에 오목한 부분이 형성되어 있다. 그 때문에, 일본공개특허 2007-175788호의 절삭 인서트는 내열 균열성에 뛰어나고 절삭량 및 이송량이 모두 작아, 이른바 마무리 절삭에서 가벼운 절삭에, 서밋과 같은 내열 균열성에 뒤떨어지는 공구재료를 적용할 수 있도록 설계되어 있다. 하지만, 일본공개특허 2007-175788호의 절삭 인서트는 마무리에서 가벼운 절삭에는 효과적으로 기능하지만, 무거운 절삭의 절삭 조건에서는 그다지 효과적으로 기능하지 않는 경우가 많다. 그 때문에, 일본공개특허 2007-175788호의 절삭 인서트는, 하나의 절삭 인서트로 가벼운 절삭에서 무거운 절삭까지의 절삭 조건에 대응하게 할 수 없다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이다. 즉, 하나의 절삭 인서트로 가벼운 절삭에서 무거운 절삭까지의 절삭 조건에 효과적으로 대응할 수 있는 절삭 인서트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 절삭 인서트는, 대략 다각형 판형상으로 이루고, 상하면의 적어도 한쪽에 절삭면이 형성되며, 상기 상하면 사이에서 연장하는 외주면에 여유면이 형성되고, 상기 절삭면과 여유면의 교차 능선부에는 원호형상으로 휘어지는 적어도 1개의 노즈부에 위치하는 원호형상 절삭날과, 이 원호형상 절삭날의 일측으로부터 연장되는 작용 절삭날과, 상기 원호형상 절삭날의 타측으로부터 연장되는 직선 형상 절삭날을 가지는 절삭날이 형상되며, 칩 브레이커가 형성된 절삭 인서트에 있어서, 상기 절삭면에는 상기 원호형상 절삭날의 근방에 노즈부 칩 브레이커 오목부가 형성되고, 상기 노즈부 칩 브레이커 오목부의 바닥면부에서 상기 브레이커 돌기가 세워져 있으며, 상기 노즈부 칩 브레이커 오목부는 상기 노즈부측의 둘레부에서 상기 바닥면부까지가, 오목한 형상으로 휘어지며 상기 바닥면부를 향하여 서서히 경사지면서 그 바닥면부에 매끄럽게 접속되는 경사면으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 절삭 인서트는, 무거운 절삭에서 사용하는 경우는 물론, 그보다 절삭 조건이 완화된 가벼운 절삭측의 절삭 조건에서 사용하는 경우에도 절삭 부스러기 처리성능을 개선하고, 더욱이 결손 등의 이상 손상을 발생시키지 않는다. 본 발명에서, 노즈부 칩 브레이커 오목부가 가벼운 절삭측의 절삭 부스러기 처리 성능을 개선할 수 있는 요인은, 칩 브레이커 홈의 깊이에 대응하여 상대적으로 발생하는 칩 브레이커의 고저차이다. 칩 브레이커의 고저차가 클수록 절삭 부스러기가 충돌할 때의 구속력이 강해져서, 절삭 부스러기의 유출이 불안정해지기 쉬운 가벼운 절삭측의 절삭 조건에 있어서, 절삭 부스러기를 안정시켜서, 절삭 부스러기 처리성능을 개선할 수 있다. 따라서, 무거운 절삭용 칩 브레이커 형상을 기본으로 하여 가벼운 절삭측에 적용 범위를 넓일 수 있다. 가벼운 절삭측에서 사용하는 경우에는, 주로 노즈부 칩 브레이커 오목부가 절삭 부스러기를 끌어들여, 상대적으로 고저차가 커지는 브레이커 돌기가 절삭 부스러기를 적절하게 처리한다.

또한, 본 발명에 따르면, 노즈부 칩 브레이커 오목부의 노즈부측의 둘레부에서 바닥면부까지를, 오목한 형상으로 휘어지면서 바닥면부를 향하여 서서히 경사지며 그 바닥면부에 매끄럽게 접속되는 경사면으로 함으로써, 무거운 절삭시의 부하에 충분히 견디어, 응력 집중 등에 의한 결손을 방지할 수 있다. 특히, 결손의 기점은 노즈부 근방에 발생하기 쉽다는 것이 판명되었으므로, 이것을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 제 1 실시형태인 절삭 인서트의 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 절삭 인서트의 정면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 절삭 인서트의 노즈부 근방의 확대 평면도이다.
도 4는 도 3에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.
도 5는 도 3에 있어서의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다.
도 6은 도 3에 있어서의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다.
도 7은 도 3에 있어서의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도이다.
도 8은 제 2 실시형태인 절삭 인서트의 노즈부 근방의 확대 평면도이다.

본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

(제 1 실시형태)

도 1은 제 1 실시형태인 절삭 인서트의 평면도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 절삭 인서트의 정면도이다. 도 3은 도 1에 나타내는 절삭 인서트의 노즈부 근방의 확대 평면도이다. 본 실시형태의 절삭 인서트는, 좌우 구분이 없는 노즐부의 꼭지각의 이등분선(B)에 대칭인 절삭 인서트이다. 단, 본 발명의 절삭 인서트는, 좌우 구분이 없는 절삭 인서트로 한정되지 않으므로, 다음에서 설명하는 절삭 인서트는, 오른쪽으로 사용하여 직선형상 절삭날(6b)을 절삭할 때에 그 절삭의 대부분을 담당하는 작용 절삭날의 주절삭날로 하며, 직선형상 절삭날(6c)을 작용 절삭날의 부절삭날(앞 절삭날)로 하는 경우의 예로서 설명한다. 이후의 설명에서는 생략하였지만, 도 3의 절삭 인서트를 거꾸로 왼쪽으로 사용하는 경우에는, 직선형상 절삭날(6c)이 작용 절삭날의 주절삭날, 직선형상 절삭날(6b)이 부절삭날이 된다. 도 4는 도 3에서의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다. Ⅳ-Ⅳ선은 노즈부(5)에 의하여 획정되는 꼭지각의 이등분선(B) 상의 선이다. 여기에서 말하는 꼭지각이란, 직선형상 절삭날(6b)과, 직선형상 절삭날(6c)이 이루는 각 중, 노즈부(5)를 사이에 끼우는 각도를 말한다. 도 5는 도 3에서의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다. Ⅴ-Ⅴ선은 절삭날(6)의 주절삭날의 직선형상 절삭날(6b)과 직교하는 방향에서, 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)의 직선 형상 절삭날(6b)측의 둘레부(41a) 근방의 칩 브레이커 홈(10)의 단면선으로 한다. 한편, '둘레부(41a) 근방'이란, 칩 브레이커 홈의 바닥부(10c)가 나타나는 단면선 중에서, 도 3에 나타내는 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)의 직선형상 절삭날(6b)측의 둘레부(41a)에 가급적 가까운 영역을 가리킨다. 더욱이, 칩 브레이커 홈의 바닥부(10c)란, 직선형상 절삭날(6b)과 직교하는 방향의 단면에서 보았을 때, 가장 깊은 부분을 말한다. 칩 브레이커 홈의 바닥부(10c)에 평면이 있으면 단면에 직선이 나타난다. 직선이 나타나지 않는 경우는, 가장 깊은 1점을 칩 브레이커 홈의 바닥부(10c)로 한다. 도 6은 도 3에서의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다. Ⅵ-Ⅵ선은 직선형상 절삭날(6b)과 직교하는 방향에서, 도 3에 나타내는 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)의 직선형상 절삭날(6b)로부터 먼 측의 둘레부(41b)와 엇갈리는 임의의 단면선이다. 도 7은 도 3에서의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도이다. Ⅶ-Ⅶ선은 직선형상 절삭날(6b)과 직교하는 방향에서, 브레이커 돌기(20)가 직선형상 절삭날(6b)과 가장 근접한 위치에서의 단면선이다. 도 3의 실시형태에서는, 브레이커 돌기의 기립 벽면(22)의 상승 각도(η2)를 일정하게 하고 있으므로, 단면을 보기 쉽게 할 목적으로, Ⅶ-Ⅶ선을 브레이커 돌기(20)가 직선형상 절삭날(6b)과 가장 근접한 위치에서 조금 떨어진 위치에 나타내었다. 또한, 다음의 설명 중에 사용되고 있는 '절삭 부스러기 처리'란, 생성된 절삭 부스러기가 공구본체에 달라붙거나, 비산하는 등의 절삭 가공을 행하는데에 있어서 절삭 부스러기가 원인이 되어 생기는 다양한 불량을 해소하는 것을 의미한다. 따라서, '절삭 부스러기 처리성이 높은' 절삭 인서트는 '절삭 부스러기 처리성이 낮은' 절삭 인서트에 비하여 절삭 가공시에 문제를 발생시키는 빈도가 적다.

도 1 및 도 2에 있어서, 본 절삭 인서트(1)는 대략 마름모꼴의 판형상을 이루고, 절삭면(2a)이 형성된 상면(2) 및 하면(3)의 둘레에 절삭날(6)이 형성되며, 상면(2)과 하면(3)에 수직인 중심축선(CL) 방향에 있어서, 상면(2)과 하면(3) 사이에서 연장하는 외주면(4)이 여유면(4a)으로 되어 있다. 절삭날(6)은 80°코너의 노즈부(5)에 설치된 원호 절삭날(6a)과, 이러한 원호 절삭날(6a)로부터 각각 연장되는 한쌍의 직선형상 절삭날(6b, 6c)을 가진다. 여유면(4a)은 상면(2)과 하면(3)에 직교한, (중심축선(CL)에 평행한) 여유각이 0°인 여유면으로 되어 있다. 절삭 인서트의 재질은 초경합금, 서밋, 세라믹 등의 경질 재료 또는 이들 경질 재료의 표면에 PVD 또는 CVD 코팅막을 피막한 것 중에서 선택된다.

상면(2) 및 하면(3)의 절삭면에는 칩 브레이커 홈(10)이 형성되고, 그 둘레를 따라서 도 1 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 절삭날(6)에 직교하는 단면에서 그 절삭날(6)로부터 안쪽을 향하여 연장되는 폭이 좁은 랜드(42)가 형성되어 있다. 상면(2) 및 하면(3)의 중앙부에는 보스면(30)이 형성된다. 보스면(30)은 상면(2) 및 하면(3)을 두께 방향으로 관통하는 원통 형상의 설치 구멍(50)의 주위를 둘러싸도록 형성되고, 절삭 인서트의 두께 방향에서 절삭날(6)보다 높은 위치의 평탄면으로 되어 있다. 이러한 보스면(30)은 본 절삭 인서트를 밴드 등의 절삭공구의 공구본체에 설치한 칩시트(미도시)에 장착할 때, 상기 칩시트의 바닥면에 맞닿는 착좌면으로서 기능한다.

도 1, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 노즈부(5)에 의하여 획정되는 꼭지각의 이등분선(B) 방향의 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)의 바닥면부(40c)로부터 칩 브레이커로서의 브레이커 돌기(20)의 기립 벽면(22)이 기립하고 있다. 특히, 절삭 인서트(1)에 있어서는 노즈부(5)와 브레이커 돌기(20) 사이에만 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)가 설치되어 있다. 이 때문에, 무거운 절삭시에 절삭 부스러기가 접촉하는 칩 브레이커 부분의 고저차가 적정하게 작아지고, 가벼운 절삭시에 절삭 부스러기가 접촉하는 칩 브레이커 부분의 고저차가 적정하게 커져 있다. 그 결과, 절삭 인서트(1)는 무거운 절삭시에 생성되는 절삭 부스러기도 가벼운 절삭시에 생성되는 절삭 부스러기도 적절하게 처리할 수 있다. 만일 절삭 인서트(1)의 양면을 사용할 필요가 없고, 한쪽 면만 사용하는 경우에는, 칩 브레이커 벽의 높이에 제약이 없어 자유롭게 배치할 수 있다. 하지만, 본 발명과 같이 양면을 사용하는, 이른바 양면 칩 브레이커 부착 네거티브 절삭 인서트(1)인 경우에는, 하면측의 착좌면을 확보하기 위하여, 칩 브레이커 벽의 높이가 일정한 값으로 제약된다. 이 때문에, 가벼운 절삭측의 절삭 부스러기 처리성을 개선하기 위하여, 칩 브레이커 벽을 높이기 위해서는, 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)를 설치하고, 상대적인 고저차를 조정하는 것이 효과적이다. 더욱이, 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)의 바닥면부(40c)로부터, 가변운 절삭의 절삭 부스러기 처리성을 더욱 개선하는, 브레이커 돌기(20)의 기립 벽면(22)이 기립하는 것이 효과적이다. 브레이커 돌기(20)의 둘레에는 기립 벽면(22)이 형성된다. 이러한 실시형태에서는 브레이커 돌기(20)의 꼭대기부의 높이를 보스면(30)과 같은 높이로 하고 있다.

노즈부 칩 브레이커 오목부(40)는 노즈부(5)측의 둘레부(40a)로부터 바닥면부(40c)까지가 소정 이상의 곡률반경(R1)으로 오목한 형상으로 휘어지며 바닥면부(40c)를 향하여 서서히 경사지면서 그 바닥면부(40c)로 매끄럽게 접속되는 경사면(40b)으로 되어 있다. 한편, 노즈부(5)측의 둘레부(40a)는, 본 실시형태에서는 랜드(42)와 경사면(40b)이 교차하는 곡선으로 나타나 있는데, 랜드(42)와 경사면(40b)이 매끄럽게 접속되어 있는 경우에는, 그 접속부가 둘레부(40a)로 된다. 경사면(40b)의 곡률반경(R1)은 1㎜ 이상으로서, 바람직하게는 2㎜ 이상 3㎜ 이하이다. 경사면(40b)의 곡률반경(R1)이 상술한 크기이면, 가벼운 절삭측의 절삭 조건에서의 절삭 부스러기 처리성능이 개선되며, 동시에 무거운 절삭시의 결손이 방지된다. 이러한 곡률반경(R1)이 1㎜ 미만이면, 무거운 절삭시의 부하에 견디지 못하고, 응력 집중 등에 의하여 결손의 기점이 되는 경우가 있다. 또한, 이러한 곡률반경(R1)이 4㎜를 넘으면, 가벼운 절삭측의 절삭 조건으로 가공하였을 때에 생성되는 절삭 부스러기가 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)에 끌려들어가지 않아, 절삭 부스러기 처리 성능이 손상되는 경우가 있다. 또한, 여기에서 말하는 무거운 절삭이란, 예를 들어 탄소강의 선삭으로 최대 절삭 3㎜ 이상이면서 최대 이송 0.3㎜/rev 이상의 절삭 조건을 가리키고, 가벼운 절삭이란 절삭 1.0㎜에서 3㎜ 정도, 최대 이송 0.2㎜/rev 정도의 선삭 조건을 가리킨다. 한편, 경사면(40b)의 곡률반경(R1)은 절삭 인서트의 크기와도 관계가 있다. 이것은, 절삭 인서트의 크기가 클수록 보다 높은 절삭 조건에서 이용되는 경향이 있기 때문이다. 경사면(40b)의 곡률반경(R1)은 절삭 인서트의 기준 내접원의 5% 이상이며 30% 이하가 되는 것이 바람직하다.

이 실시형태에서는, 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)의 바닥면부(40c)는 평면을 형성하고 있다. 도 1 및 도 3에서는, 이러한 평면 범위를 나타내는 실선을 도시하고 있다. 바닥면부(40c)에 접속하는 둥근 것은 절삭날(6)측으로부터 바닥면부(40c)의 평면에 접하는 둥근 곡률반경(R1)이다. 이 실시형태에서는, 경사면(40b)이 둘레부(40a)로부터 일정한 곡률반경으로 바닥면부(40c)에 접속한다. 하지만, 이것으로 한정되지 않는다. 바닥면부(40c)에는 반드시 평면이 존재할 필요가 없으며, 곡면이어도 좋다. 바닥면부(40c)가 곡면인 경우에는 평면이 없으므로, 바닥면부(40c)에는 곡면의 가장 깊은 부분이 포함되게 된다. 한편, 바닥면부(40c)에 접속하는 경사면(40b)의 곡률반경(R1)은, 일정할 필요가 없으며, 노즈부 칩 브레이커 오목부(40) 중에서 그 크기를 바꾸어도 좋다. 예를 들어, 노즈부(5)에 가까울수록 곡률반경(R1)을 크게 하고, 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)의 직선 형상 절삭날(6b)측의 둘레부(41a)에 가까워질수록 작게 하는 것(미도시)도 효과적이다. 또한, 경사면(40b)이 노즈부(5)측의 둘레부(40a)로부터 일정한 곡률반경으로 바닥면부(40c)에 접속되지 않아도 상관없다. 예를 들어, 경사면(40b)의 단면 형상이 둘레부(40a)로부터 짧은 직선이 되고, 그 직선에 이어서 일정한 곡률반경으로 바닥면부(40c)에 접속되어도 좋다. 바닥면부(40c)에 접속할 때의 곡률반경이 중요하다.

도 5의 직선형상 절삭날(6b)에 직교하는 Ⅴ-Ⅴ선 단면도에 있어서, 이 실시형태에서는 칩 브레이커 홈(10)은 그 직선형상 절삭날(6b)로부터 안쪽을 향하여 연장되고 있는 폭이 좁은 랜드(42)를 설치하고 있다. 칩 브레이커 홈(10)은, 직선형상 절삭날(6b)측의 둘레부(10a)로부터 그 브레이커 홈의 바닥부(10c)까지가, 오목한 형상으로 휘어지면서 그 바닥부를 향하여 서서히 경사지며 그 바닥부에 매끄럽게 접속되는 경사면(10b)으로 되어 있다. 경사면(10b)의 곡률반경을 R2로 한다. 곡률반경(R2)은 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)의 경사면(40b)의 곡률반경(R1)보다 작아도 좋다. 칩 브레이커 홈(10)의 경사면(10b)의 곡률반경(R2)을 크게 할 필요가 없으므로, 칩 브레이커 홈(10)의 단면 형상에 관한 설계의 자유도가 확보된다. 칩 브레이커 홈(10)의 경사면(10b)의 곡률반경(R2)은, 예를 들어 0.5㎜ 이하로 할 수 있다.

무거운 절삭시에 있어서 절삭 부스러기에 대한 구속력이 너무 강한 것은 바람직하지 않다. 무거운 절삭시에 절삭 부스러기를 강하게 구속하면, 절삭 저항의 증대나 채터링 진동의 발생 등에 의하여 가공면 조도의 악화나, 절삭 인서트의 결손 등의 이상 손상을 일으키기 쉬어진다. 이 실시형태에서는, 노즈부(5) 근방과 브레이커 돌기(20)의 선단 근방 사이에만 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)를 설치함으로써, 무거운 절삭시의 브레이커 깊이의 평균값이 얕아진다. 따라서, 무거운 절삭시에 작용하는 칩 브레이커 벽의 고저차는 가벼운 절식시와 비교하여 작아져서, 절삭 부스러기의 구속력이 너무 강해지지 않는다. 그 때문에, 절삭 인서트(1)는 절삭 부스러기를 적절하게 처리할 수 있다.

노즈부 칩 브레이커 오목부(40)에는 무거운 절삭시에 생성된 절삭 부스러기를 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)로 끌어들이지 않고, 오히려 부상시켜서, 절삭 인서트(1)와 절삭 부스러기의 접촉면적을 줄이는 효과도 있다. 절삭 인서트(1)와 절삭 부스러기의 접촉면적이 감소하면, 절삭 저항이 작아져서 발열량이 억제되며, 공구의 마모가 억제되어 공구수명이 길어진다. 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)에서 무거운 절삭시의 절삭 부스러기를 부상시키기 위하여, 적어도 1개의 브레이커 돌기(20)의 벽면(22)을 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)의 바닥면부(40c)로부터 기립하게 한다. 브레이커 돌기(20)를 이와 같이 배치함으로써, 브레이커 돌기(20)가 절삭 부스러기를 끌어올리는 방향으로 작용한다.

노즈부 칩 브레이커 오목부(40)의 직선형상 절삭날(6b)측의 둘레부(41a)(이하, 이 부분을 '제 1 오목부 둘레부(41a)'라고 함)의 능선이, 절삭날로부터 멀어질수록 상기 노즈부(5)로부터 멀어지도록 형성되면, 무거운 절삭시의 절삭 부스러기의 유출방향에 대하여 장벽이 없어, 제 1 오목부 둘레부(41a)를 칩 브레이커로서 작용시키지 않는 효과가 있다. 그 때문에, 무거운 절삭시에 생성된 절삭 부스러기가 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)에서 부상하여, 오목부가 있는 것에 따른 무거운 절삭에서의 악영향을 해결한다. 제 1 오목부 둘레부(41a)의 형상을 직선형상 절삭날(6b)과 이루는 각도(θ)로 나타내면, 40°≤θ≤85°로 하는 것이 바람직하다.

제 1 오목부 둘레부(41a)의 능선은 직선일 필요는 없고, 예를 들어 도 8과 같이, 절삭날(6)로부터 멀어질수록 노즈부(5)로부터 멀어져도 좋다. 또한, 다른 형상으로서, 볼록한 곡선, 오목한 곡선, 또는 요철이나 직선을 조합한 곡선이어도 좋다. 한편, 일반적으로 칩 브레이커는, 절삭 부스러기와 접촉하는 범위에서만 작용하므로, 절삭날(6)로부터 절삭 부스러기와의 접촉 범위까지의 형상이 중요하며, 절삭날(6)로부터 충분히 떨어진 부분의 형상은 특별히 중요하지 않다. 하지만, 절삭 부스러기의 접촉 범위는 절삭 조건이나 피삭재에 의하여 변한다.

노즈부 칩 브레이커 오목부(40)의 직선형상 절삭날(6b)로부터 먼 측의 둘레부(41b)(이하, 이 부분을 '제 2 오목부 둘레부(41b)'라고 함)에 대한 벽면 상승 각도(η1)는, 브레이커 돌기(20)의 기립 벽면(22)의 상승 각도(η2)보다 작다. 즉, η1＜η2가 됨으로써, 제 2 오목부 둘레부(41b)가 무거운 절삭시에 칩 브레이커로서 작용하지 않는다. 벽면 상승 각도(η1, η2)의 설정에 있어서는, 절삭 부스러기의 유출 방향에 대치하는 방향의 상승 각도가, 제 1 오목부 둘레부(41a) 및 제 2 오목부 둘레부(41b)가 칩 브레이커로서 작용하는지 여부와 큰 관련이 있다. 절삭 부스러기의 유출 방향은 절삭 조건에 따라서 변하는데, 본 실시형태의 절삭 인서트(1)에 있어서는, 무거운 절삭시의 절삭 부스러기 유출 방향에 가까운 직선형상 절삭날(6b)과 직교하는 방향의 단면에서 벽면 상승 각도를 정의하고 있다.

한편, 노즈부 칩 브레이커 오목부의 바닥면부(40c)로부터 제 2 오목부 둘레부(41b)로 이어지는 벽면의 단면 형상이 직선이 아닌 경우, 예를 들어 벽면의 꼭대기부에 원형이 있는 경우의 벽면 상승 각도(η1, η2)는, 오목부 둘레부(41b)로 이어지는 상술한 벽면의 상면 부근의 접선과, 브레이커 돌기(20)의 기립 벽면(22)의 상면 부근의 접선의 비교로부터는 구할 수 없으므로, 적당한 기준이 되는 위치에 설정한다. 예를 들어, 보스면(30)이다. 기준이 되는 위치의 설정 후, 그 기준 장소로부터 일정 거리만큼 떨어진 높이에서의 상기 벽면의 상승 각도(η1)와, 브레이커 돌기(20)의 기립 벽면(22)의 상승 각도(η2)를 비교한다. 이 실시형태의 경우, 제 2 오목부의 둘레부(41b)의 상면의 높이와 브레이커 돌기(20)의 상면의 높이가 상이하므로, 상면 부근에서의 각 상승 각도(η1, η2)를 비교할 수 없다. 보스면(30)으로부터 같은 고저차의 위치끼리에서의 접선끼리의 비교에 있어서, 상기 벽면의 상승 각도(η1)가 기립 벽면(22)의 상승 각도(η2)보다 작은 것이 바람직하다. 또한, 상면 부근에 원호가 있는 단면 형상인 경우에는, 원호 상부에서의 접속 각도를 비교하여도 의미가 없으므로, 이 경우에도 같은 높이 끼리에서의 접선 각도를 각각 η1, η2로 하여 비교한다.

이 실시형태에서, 제 1 오목부 둘레부(41a)는 노즈부(5)로부터 0.1㎜에서 0.3㎜ 정도 떨어진 위치로부터 시작되고, 절삭날(6)로부터 멀어질수록 노즈부(5)로부터도 멀어지도록 배치되어 있다. 제 1 오목부 둘레부(41a)의 시작 위치는, 노즈부(5)의 코너 반경에 관련하여 적절한 값이 선택된다.

이 실시형태에서 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)를 노즈부(5)의 꼭지각의 이등분선(B)에 대칭으로 형성하고 있는 것은, 공구의 사용방향이 노즈부(5)에 대하여 오른쪽을 주로 작용 절삭날로서 사용하는 경우에도, 왼쪽을 주로 작용 절삭날로서 사용하는 경우에도, 양쪽 사용에 대하여 마찬가지의 절삭 성능을 얻기 위함이다. 즉, 본 실시형태의 절삭 인서트(1)를, 이른바 좌우 구분이 없는 절삭 인서트로 하기 위하여, 이와 같은 형상으로 되어 있다. 그 때문에, 본래 제 1 오목부 둘레부(41a) 및 제 2 오목부 둘레부(41b)에 대해서는, 그 기능에서 각각 필요가 있는 능선 형상이나 벽면 상승 각도가 상이한 설계를 하는 것이 바람직한데, 이 실시형태에서는 상기 노즈부 칩 브레이커 오목부(40)를 노즈부(5)의 꼭지각의 이등분선(B)에 대칭으로 형성하면서도 그것과 동시에 제 1 오목부 둘레부(41a) 및 제 2 오목부 둘레부(41b)의 상술한 바와 같은 능선 형상과, 상기 벽면의 상승 각도(η1)와 기립 벽면(22)의 상승 각도(η2)의 대소 관계가 양립하고 있다. 그 때문에, 좌우 절삭날의 양쪽 사용에 대하여 마찬가지의 절삭 성능을 얻을 수 있다.

이 실시형태에서는, 예를 들어 도 4 및 도 5와 같이, 절삭면(2a)을 비교적 매끄러운 단면 형상으로 하고 있다. 하지만, 경사각을 단면 형상 중에서, 예를 들어 제 1 경사각, 제 2 경사각과 같이 단계적으로 바꿀 수도 있다. 또한, 절삭날(6)을 따라서 노즈부(5)로부터 멀어질수록 경사각을 연속적으로, 또는 단속적으로 바꿀 수도 있다.

이 발명의 절삭 인서트는, 이상에서 설명한 실시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 추가가 가능하다. 도시하지 않았지만, 절삭 인서트의 외형은 마름모꼴 판형상 이외의 다각형 판형상의 것이어도 좋으며, 여유각이 0°보다 큰, 이른바 포지티브 절삭 인서트여도 좋다. 또한, 칩 브레이커 홈(10)은, 절삭날(6)의 모든 둘레에 걸쳐서 설치할 필요는 없으며, 원하는 범위로 한정하여 설치하는 것이 가능하다. 브레이커 돌기(20)는 1개일 필요는 없고, 노즈부 주변에 복수의 브레이커 돌기를 설치하여, 다양한 절삭 부스러기 유출 방향에 대하여 적절하게 처리하는 것도 효과적이다. 브레이커 돌기(20)의 기립 벽면(22)의 구성에 대해서는, 단일 및 복수의 평면 혹은 곡면으로 이루어지는 기립 벽면에 의하여 구성된 것이어도 좋다. 또한, 날끝을 강화하기 위하여 절삭날(6)을 따라서 이 절삭날 능선부에 평면형상 혹은 곡면형상의 모따기로 이루어지는 호닝(honing)을 추가하거나, 절삭날 능선부의 랜드(42)에 음의 각도를 부여하여 경사지게 하여도 좋다. 또한, 거꾸로 절삭 저항을 낮추는 목적 등으로 상기 랜드(42)에 포지티브 각도를 부여하여 경사지게 하여도 좋다. 이러한 발명의 절삭 인서트는, 나사 절삭용 인서트(미도시)나 전삭용 인서트(미도시)에도 응용할 수 있다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 절삭 인서트는, 종래의 절삭 인서트와 마찬가지로, 공구본체에 착탈이 자유롭게 장착하여 금속재료의 절삭가공에 사용할 수 있다. 또한, 제조방법 등도 종래의 절삭 인서트와 마찬가지이다.

R1: 곡률반경 6a: 원호 절삭날
40: 노즈부 칩 브레이커 오목부 40a: 둘레부
40b: 경사면 40c: 바닥면부
42: 랜드

Claims

대략 다각형 판형상을 이루고, 상하면의 적어도 한쪽에 절삭면을 가지는 칩 브레이커가 형성되며, 상기 상하면 사이에서 연장하는 외주면에 여유면이 형성되고, 상기 절삭면과 여유면의 교차 능선부에는, 원호형상으로 휘어지는 적어도 1개의 노즈부에 위치하는 원호형상 절삭날과, 이 원호형상 절삭날의 일측으로부터 연장되는 작용 절삭날과, 상기 원호형상 절삭날의 타측으로부터 연장되는 직선형상 절삭날을 가지는 절삭날이 형성된 절삭 인서트에 있어서,
상기 절삭면에는 상기 원호형상 절삭날의 근방에 노즈부 칩 브레이커 오목부가 형성되며,
상기 노즈부 칩 브레이커 오목부의 바닥면부로부터 브레이커 돌기가 세워져 있고, 상기 노즈부 칩 브레이커 오목부는 상기 노즈부측의 둘레부로부터 상기 바닥면부까지가, 오목한 형상으로 휘어지면서 상기 바닥면부를 향하여 서서히 경사지며 그 바닥면부에 매끄럽게 접속되는 경사면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
상기 절삭면에는 상기 노즈부 칩 브레이커 오목부 및 브레이커 돌기에 인접하여 칩 브레이커 홈이 형성되고,
상기 칩 브레이커 홈은 상기 작용 절삭날측의 둘레부로부터 그 칩 브레이커 홈의 바닥부까지가, 오목한 형상으로 휘어지면서 상기 바닥부를 향하여 서서히 경사지며 그 바닥부에 매끄럽게 접속되는 경사면으로 되어 있으며,
상기 칩 브레이커 홈의 경사면의 곡률반경(R2)이 상기 노즈부 칩 브레이커 오목부의 경사면의 곡률반경(R1)보다 작은 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 노즈부 칩 브레이커 오목부의 상기 칩 브레이커 홈측의 둘레부는, 상기 노즈부측으로부터 상기 브레이커 돌기측을 향하여 연장되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즈부 칩 브레이커 오목부는, 그 노즈부 칩 브레이커 오목부의 바닥면부로부터 상기 칩 브레이커 홈측의 둘레부까지가 그 바닥면부로부터 세워지는 벽면으로 형성되고, 그 벽면의 상기 상하면과 평행한 평면에 대한 상승 각도(η1)는 상기 브레이커 돌기의 벽면의 상기 상하면과 평행한 평면에 대한 상승 각도(η2)보다 작은 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즈부 칩 브레이커 오목부는, 상기 노즈부에 의하여 획정되는 꼭지각의 이등분선에 대하여 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.