KR20130105096A - 인덱서블 캡 절삭공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선단부(280)에 인서트시트(220)가 형성된 몸체(200)와 인서트시트(220)에 삽입되는 절삭인서트(100)를 체결하는 고정스크루(290)로 이루어진 인덱서블 인서트 절삭공구에 있어서, 시트바닥면(230)의 양 측면에는 센터링축(270)이 형성되고 절삭인서트(100)가 인서트시트(220)에 좌·우 치우침 없이 회전중심축(174)이 정확히 일치할 수 있도록 절삭인서트(100)의 센터링가이드(140)가 센터링축(170)에 체결되어 가공 정밀도와 공구 수명을 늘려주며, 천공 작업 시 절삭인서트(100)의 상단부에 구비된 절인(110)과 인서트여유면(150)에 완만한 곡선(R)을 형성하여 마찰력을 줄임과 동시에 천공 위치의 정확도를 높일 수 있다.

Description

인덱서블 캡 절삭공구 {Indexable cab cutting tool}

본 발명은 인덱서블 인서트 절삭공구에 관한 것으로서, 절삭인서트(100)를 몸체(200)의 헤드부(280)에 체결하고, 절삭인서트(100)와 몸체(200)에 칩 배출용 홈(120,210)을 형성하여 피삭재를 가공하는 작업을 수행하는 인덱서블 인서트 절삭공구에 관한 것이다.

이러한 절삭공구는 일반적으로 공작기계에 장착되어져 회전운동을 이용하여 고정되어 있는 피삭재에 천공(穿孔)작업 및 어떠한 형상에 대한 가공을 수행하는 공구이다.

인덱서블 인서트 절삭공구는 절삭인서트(100)와 절삭인서트(100)를 고정 시켜주는 몸체(200)로 이루어져 있는데, 인덱서블(Indexable)타입은 종래의 브레이징(Brazing)타입과 같이 절삭인서트(100)와 몸체(200)를 브레이징 용접으로 영구적으로 고정 시키는 것이 아닌 절삭인서트(100)와 몸체(200)가 장·탈착이 가능하도록 하는 고정수단(290)을 이용하여 절삭인서트(100)의 수명이 다하면 손쉽게 새로운 절삭인서트(100)로 교환이 가능하도록 되어 있다.

인덱서블 인서트 절삭공구는 전문가가 아니어도 절삭인서트(100)를 손쉽게 교체할 수 있는 특징과 몸체(200)는 그대로 사용하면서 수명이 다한 절삭인서트(100)만 교체하여 공구비의 절감 효과를 얻을 수 있다는 장점으로 인해 점차 산업 현장에서는 인덱서블 인서트 절삭공구가 널리 사용되고 있다.

하지만 절삭인서트(100)와 몸체(200)의 결합 시 중심축의 불일치로 인해 종래의 일체형으로 되어있는 절삭공구에 비해 가공 정밀도가 떨어지는 문제점이 발생하고 있고, 또한 공구 수명의 단축으로 까지 이어지고 있는 실정이다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 많은 공구 제작 업체들은 다양한 시도를 하고 있으나 초경합금으로 되어있는 절삭인서트(100)의 재질 특성상 가공이 쉽지 않고 제작비용 또한 상승하는 문제점이 있다.

도6a와 도6b는 종래의 인덱서블 인서트 절삭공구를 나타낸 도면이다.

도6a는 도시된 바와 같이 절삭인서트와 몸체의 결합을 위해 절삭인서트의 바닥면에 형성된 자루부(190)를 가공 형성하고, 자루부(190)에 따른 절삭공구 몸체에 자루부(190)가 삽입되어질 홈을 형성하여야 하는데 홈을 형성하기 위한 내측면 가공은 홈의 지름이 작을수록 정밀한 가공이 어려워 정밀도 유지에 어려움을 겪고 있고, 수명 또한 기대하기 어렵다.

도 6b 역시 도 6a와 같은 문제점을 갖고 있어 정밀도 유지가 어렵고, 절삭공구의 몸체와 절삭인서트의 회전 중심축을 일치시켜 주는 센터링핀(191)을 체결하기 위해 몸체와 절삭인서트 두 곳에 내측면 가공을 해야 하는 불편함과 가공 시간 및 가공 비용이 많이 들어가는 문제점을 갖고 있다. 또한 회전 중심축을 일치시키기 위해 체결되어지는 하나의 자루부(190)와 센터링핀(191)은 몸체와 절삭인서트 간의 견고한 밀착과 좌·우 치우침을 막아주기에는 역부족으로 인덱서블 인서트 절삭공구만의 문제점을 여전히 드러내고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 절삭인서트(100)와 몸체(200)의 가공을 보다 용이하도록 하여 드릴 정밀도를 높여 절삭인서트(100)와 몸체(200)의 결합 시 간결하면서 양 측면의 센터링가이드(140)를 이용한 중심축(174)의 정확한 일치를 실현함과 동시에 양 측면에서 회전 중심축(174)을 잡아줘 좌·우 치우침을 막아주는 안정감을 줌으로서 사용자로 하여금 가공 정밀도를 높이는데 있고, 또한 도 6a와 도 6b의 종래의 절삭인서트에 비해 초경합금의 재료 절감으로 인한 제작비를 줄이는데 있다.

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전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인덱서블 인서트 절삭공구는 종래의 절삭공구와 달리 도 3과 도 4에서와 같이 몸체(200)와 절삭인서트(100)의 회전 중심축(174)을 일치시키기 위해 하나의 중심축(174)을 기준으로 인서트외측면(170) 가공(171)과 센터링가이드(140)의 내측면(141) 가공(172) 그리고 몸체(200)의 선단부(280) 가공(173) 이 3번의 공정만으로 이루어진다. 이에 따른 가공으로 인서트시트(220)의 시트바닥면(230)의 양 측면에 센터링축(270)을 형성하고, 그에 따른 절삭인서트(100)의 인서트외측면(170) 하단부에 넓은 내측면가공(172)으로 인한 용이한 가공으로 정밀도가 우수한 센터링가이드(140)를 형성하므로서 종래의 절삭공구의 중심부(190,191)를 기준으로 하는 결합 원리보다 양 끝을 씌우듯 결합되는 본 발명의 센터링가이드(140)와 센터링축(270)이 결합(145) 되는 원리가 보다 안정적이고 견고함과 동시에 시트바닥면(230)과 인서트바닥면(180)이 견고하게 밀착이 되어 절삭인서트(100)의 회전 중심축(174)과 몸체(200)의 회전 중심축(174)이 정확히 일치하여 회전 중심 정밀도가 우수하며, 그에 따른 가공 정밀도와 공구의 내구성이 높아져 종래의 문제점이었던 회전 중심축의 불일치에 따른 미세한 떨림에 의한 공구 수명 단축 현상을 해결할 수 있다.

또한 절삭인서트(100)의 상단부에 구비된 절인(110)과 인서트여유면(150)에 완만한 곡선(R)을 형성하여 천공 작업 시 천공 위치의 정확도가 우수해짐과 동시에 마찰력을 줄여 절인(110)의 마모를 방지하고 작업을 보다 원활하게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 인덱서블 인서트 절삭공구의 분해 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 결합상태 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 몸체와 절삭인서트가 분해 된 평면도와 배면도와 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 센터링가이드와 센터링축의 가공 방식을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 절삭인서트를 종래에 사용 중인 인덱서블 인서트 절삭공구 몸체에 결합한 상태의 사시도,
도 6는 종래 기술에 따른 인덱서블 인서트 절삭공구의 형상을 나타낸 도면이다.

상기와 같은 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선단부(280)에 인서트시트(220)가 형성된 몸체(200)와, 인서트시트(220)에 삽입되는 절삭인서트(100)와, 인서트시트(220)에 삽입된 절삭인서트(100)를 체결하는 고정스크루(290)로 이루어진 인덱서블 인서트 절삭공구에 있어서,

인서트시트(220)는 마주보는 시트측면(240)과 시트바닥면(230)으로 이루어지며, 시트바닥면(230)의 양 측면에는 센터링축(270)이 형성되어 절삭인서트(100)의 센터링가이드(140)가 인서트시트(220)에 잘 조립될 수 있도록 이루어지며, 절삭인서트(100)의 선반부에는 절인(110)이 형성되고 후단부에는 시트바닥면(230)에 밀착되는 인서트바닥면(180)이 형성되며, 절인(110)과 인서트바닥면(180)은 인서트측면(130)에 의해 연결되고, 절삭인서트(100)의 양 측면에는 센터링축(270)에 체결되는 센터링가이드(140)가 형성되는 인덱서블 인서트 절삭공구를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 절삭인서트(100)가 삽입되는 인서트시트(220)의 양 측면의 센터링축(270)에 절삭인서트(100)의 양 측면의 센터링가이드(140)가 체결이 되어 종래의 체결 방식보다 더욱 안정감이 있고 가공이 용이하여 몸체(200)의 회전 중심축(174)과 절삭인서트(100)의 회전 중심축(174)을 보다 정확하게 일치 시킬 수 있기에 가공 정밀도 또한 높일 수 있다.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인덱서블 인서트 절삭공구에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 인덱서블 인서트 절삭공구의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 결합상태 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 몸체와 절삭인서트가 분해 된 평면도와 배면도 그리고 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 센터링가이드와 센터링축의 가공 방식을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 절삭인서트를 종래에 사용 중인 인덱서블 인서트 절삭공구 몸체에 결합 한 상태의 사시도이고, 도 6는 종래 기술에 따른 인덱서블 인서트 절삭공구의 형상을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 인덱서블 인서트 절삭공구는 절삭공구의 몸체(200)와 몸체(200)의 선단부(280)에 체결되는 절삭인서트(100), 절삭인서트(100)와 몸체(200)를 체결시키기 위한 고정스크루(290)를 구비한다.

인덱서블 인서트 절삭공구의 몸체(200)의 외주면 상에는 나선형의 플루트홈(210)이 형성되고, 몸체(200)의 선단부(280)에는 양단이 플루트홈(210)에 연결되어지는 종방향으로 연장되는 인서트시트(220)가 형성된다. 인서트시트(220)는 서로 마주보고 있는 시트측면(240)과 시트측면(240)을 연결하는 시트바닥면(230)으로 이루어지고, 고정스크루(290)가 장착될 수 있도록 서로 마주보고 있는 시트측면(240)의 외측으로 고정스크루삽입공(250)이 형성된다. 이때 고정스크루(290)의 수나사부(291)가 체결될 수 있도록 어느 하나의 고정스크루삽입공(250)의 내주면에는 암나사부(260)가 형성된다.

전술한 몸체(200)의 선단부(280)에는 절삭공구의 회전 중심축(174)을 기준으로 가공이 용이한 외측면을 정밀하게 가공(173)을 하여 센터링축(270)을 형성한다.

몸체(200)의 인서트시트(220)에 삽입되는 절삭인서트(100)는 피삭재를 실질적으로 절삭가공을 수행하는 부분으로서 주로 초경합금을 사용하여 제조된다.

절삭인서트(100)는 선단부에 절삭가공을 수행하는 S자 형상의 절인(110)을 구비하고, 후단부에는 시트바닥면(230)에 밀착되는 인서트바닥면(180)을 구비한다. 절인(110)과 인서트바닥면(180) 사이에는 인서트여유면(150)과 인서트측면(130) 그리고 인서트외측면(170)이 형성된다. 인서트측면(130)에는 몸체(200)의 선단부(280)에 형성되어있는 고정스크루삽입공(250)과 연결되는 인서트홀(160)이 형성되고, 각각의 인서트측면(130)에는 몸체(200)의 플루트홈(210)과 연장되는 헬릭스홈(120)이 형성된다. 인서트홀(160)과 고정스크루삽입공(250)은 헬릭스홈(120)과 플루트홈(210)에 간섭되지 않는 범위 내에서 인서트측면(130)과 몸체(200)의 선단부(280)에 형성된다. 헬릭스홈(120)은 절삭가공 시 발생되는 피삭재의 칩을 플루트홈(210)으로 배출되게끔 도와주며, 인서트외측면(170)의 하단부에 위치한 센터링가이드(140)를 고려하여 헬릭스홈(120)의 위치를 정한다.

이때, 인서트외측면(170)의 하단부에 위치한 센터링가이드(140)의 길이는 절삭공구 몸체(200)와 절삭인서트(100)의 크기에 비례하지만 센터링가이드(140)의 가로와 세로의 길이는 0.5∼4mm의 범위로 형성된다.

절삭인서트(100) 결합 방식 중 인덱서블 인서트 절삭공구의 수명에 많은 영향을 끼치는 회전 중심축의 일치를 위한 내측면 가공의 가공 정밀도는 지름이 작을수록 가공이 어려워 정밀도가 떨어지므로 도 6a와 도 6b에서와 같은 종래의 절삭인서트 결합 방식에 비해 도 3과 도 4와 같은 본 발명의 월등히 지름이 큰 센터링가이드(140)의 내측면(141) 가공(172)방식은 정밀도를 월등히 높일 수 있고, 몸체(200)의 시트바닥면(230)과 절삭인서트(100)의 인서트바닥면(180)의 밀착되는 방식 역시 종래의 중심축 한 부분에 의존하는 방식보다 양 측면의 센터링가이드(140)가 센터링축(270)을 기준으로 양 측면에서 좌·우 치우침을 막아줌과 동시에 견고하게 밀착이 되어 몸체(200)와 절삭인서트(100)의 정확한 체결을 제공한다.

한편 절삭인서트(100)의 상단부에 구비된 절인(110)과 인서트여유면(150)은 도 3의 정면도에서 보이는 거와 같이 중심축(174)에 위치한 중심점(111)을 기준으로 외측점(112)으로 이어지는 완만한 곡선(R)을 유지하며 형성된다. 종래의 절삭공구는 천공 작업 시 중심점(111)날부터 피삭재를 파고 들어 절인(110)의 외측점(112)날 쪽으로 방사되며 절인(110)의 모든 날이 닿게 되면서 마찰력이 증가하는데, 본 발명의 완만한 곡선(R)을 형성하고 있는 절인(110)의 형상의 경우 중심점(111)날이 파고 든 후 절인(110)의 외측점(112)날이 2차적으로 파고 들면서 천공 될 정확한 위치에 맞춰 중심과 외곽을 잡아주며 가공이 되어 피삭재 작업물의 우수한 위치 정밀도를 제공하고, 방사되는 형식이 아니므로 마찰력 또한 줄일 수 있다. 절인(110)과 인서트여유면(150)에 형성되는 완만한 곡선은 R 400 ∼ 600mm의 범위를 가진다.

도 5a와 도 5b는 본 발명의 절삭인서트(100)를 종래의 인덱서블 인서트 절삭공구의 몸체에 체결하기 위한 방법을 제공한다. 사용 중인 인덱서블 인서트 절삭공구 몸체(200)의 선단부(280)에 회전 중심축(174)을 기준으로 센터링축(271)을 가공 형성하여 절삭인서트(100)의 센터링가이드(140)를 결합(146)하여 사용 가능하게 되는 우수한 호환성을 가진다.

Claims (3)

1. 선단부(280)에 인서트시트(220)가 형성된 몸체(200)와, 인서트시트(220)에 삽입되는 절삭인서트(100)와, 인서트시트(220)에 삽입된 절삭인서트(100)를 체결하는 고정스크루(290)로 이루어진 인덱서블 인서트 절삭공구에 있어서,
   상기 절삭인서트(100)의 인서트외측면(170) 하단부에 내측면가공(172)방식의 센터링가이드(140)가 형성되고, 센터링가이드(140)에 따른 몸체(200)의 선단부(280)에 센터링축(270)이 형성되어 절삭인서트(100)가 인서트시트(220)에 결합 시 센터링가이드(140)와 센터링축이 회전 중심축(174)을 일치 시켜주며 체결되는 인덱서블 인서트 절삭공구.
2. 제 1항에 있어서, 상기 절삭인서트(100)의 절인(110)과 인서트여유면(150)에 완만한 곡선이 R 400 ∼ 600mm의 범위로 형성됨을 특징으로 하는 인덱서블 인서트 절삭공구.
3. 제 1항에 있어서, 같은 방식으로 구성 되어있는 인덱서블 인서트 절삭공구인 드릴, 면취드릴, 엔드밀, 볼엔드밀에 적용된다.

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