KR20140039162A - 절삭 인서트 - Google Patents

Abstract

사각형 판상을 형성하는 인서트 본체를 갖고, 상기 인서트 본체는, 1 쌍의 사각형면 (2) 및 4 개의 측면 (3) 을 갖고, 인접하는 측면 (3) 끼리의 교차 능선에는 주절삭날 (5), 및, 주절삭날 (5) 의 양단부로부터 연장되는 1 쌍의 부절삭날 (6) 로 이루어지는 4 개의 절삭날 (7) 이 형성되고, 1 쌍의 측면 (3a, 3a) 에는, 주절삭날 (5) 및 1 쌍의 부절삭날 (6) 에 3 방을 둘러싸이도록 사각형상을 이루는 4 개의 레이크면 (8) 이 형성되고, 하나의 레이크면 (8a) 에 연속되는 주절삭날 (5a) 과, 다른 레이크면 (8b) 에 연속되는 주절삭날 (5b) 이, X 자 형상으로 교차하도록 서로 상이한 방향으로 연장되어 있다.

Description

절삭 인서트{CUTTING INSERT}

본 발명은, 홈 형성 가공에 사용되는 절삭 인서트에 관한 것이다.

본원은, 2011년 02월 28일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2011-042714호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 홈 형성 가공에 사용되는 사각형 판상의 절삭 인서트로서, 예를 들어 하기 특허문헌 1 에 나타내어지는 바와 같은 절삭 인서트가 알려져 있다. 이 절삭 인서트는, 사각형 판상의 인서트 본체를 갖고, 이 인서트 본체는 인서트 두께 방향으로 이간된 1 쌍의 사각형면, 및, 이들 사각형면의 변끼리를 인서트 두께 방향으로 연결하는 4 개의 측면을 갖는다. 상기 인서트 본체의 인접하는 상기 측면끼리의 교차 능선에는, 인서트 두께 방향을 따르도록 연장되는 주절삭날, 및, 상기 주절삭날의 양단부로부터 상기 사각형면의 변을 따르도록 연장되는 1 쌍의 부절삭날이 형성되고, 이들이 4 개의 절삭날을 구성하고 있다. 또한, 상기 측면에는, 상기 주절삭날 및 상기 1 쌍의 부절삭날에 3 방을 둘러싸이도록 사각형상을 이루는 4 개의 레이크면이 형성되어 있다.

이러한 종류의 절삭 인서트는, 터닝 (선삭 가공) 에 사용될 때에는, 축상을 이루는 공구 본체의 선단부 (先端部) 에 나사 고정이나 클램프 기구에 의해 착탈 가능하게 고정되고, 예를 들어 원기둥상을 형성하여 축 둘레로 회전하는 피삭재의 외면 등에 4 개의 절삭날 중 1 개의 절삭날을 대향 배치시킨 상태에서 홈 형성 가공에 사용된다. 또한, 밀링 (전삭 가공) 에 사용될 때에는, 원기둥상을 형성하여 공구 축선 둘레로 회전하는 공구 본체의 선단 외주부에 둘레 방향으로 간격을 두고 착탈 가능하게 복수 고정되고, 4 개의 절삭날 중 1 개의 절삭날을 각각 공구 본체의 외주면으로부터 돌출시킨 상태에서, 피삭재의 벽면 등에 홈 형성 가공을 실시한다.

국제 공개 제87/03831호 팸플릿

그러나, 전술한 종래의 절삭 인서트에서는, 하기와 같은 과제가 있었다.

즉, 절삭 인서트의 절삭날이 피삭재의 외면 등에 홈 형성 가공을 실시해 나가 소정의 홈 깊이 이상이 되었을 때에는, 터닝의 경우에는 상기 홈 형성 가공하는 절삭날보다 피삭재의 회전 방향의 전방측에 위치하는 다른 절삭날이 가공한 홈 내에 비집고 들어간다. 또한, 밀링의 경우에는 상기 홈 형성 가공하는 절삭날보다 공구 회전 방향의 후방측에 위치하는 다른 절삭날이 가공한 홈 내에 비집고 들어간다. 이로써, 이들 사용하지 않은 절삭날이 홈벽에 접촉되어, 가공면을 손상시켜 버리는 경우가 있었다. 또한 이와 같은 사정에 의해, 가공할 수 있는 홈 형상이, 소정의 홈 깊이를 초과하지 않도록 얕은 홈에 제한되어 있었다.

또한, 상기 다른 절삭날이 미사용인 경우에는, 홈벽과의 접촉에 의해 새로운 절삭날이 손상되어, 절삭날이 낭비되어 버리는 경우가 있었다.

본 발명은, 깊게 홈 형성 가공한 경우라 하더라도, 절삭에 사용되는 절삭날과는 상이한 다른 절삭날이, 가공한 홈의 홈벽에 접촉되는 것을 방지할 수 있어, 홈의 가공 정밀도가 충분히 확보되며, 미사용 절삭날의 손상을 방지할 수 있는 절삭 인서트를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이하의 수단을 제안하고 있다.

본 발명의 일 양태의 절삭 인서트는,

사각형 판상을 형성하는 인서트 본체를 갖고, 상기 인서트 본체는, 인서트 두께 방향으로 이간되는 1 쌍의 사각형면, 및, 이들 사각형면의 변끼리를 인서트 두께 방향으로 연결하는 4 개의 측면을 갖는다.

상기 인서트 본체의 인접하는 상기 측면끼리의 교차 능선에는, 인서트 두께 방향을 따르도록 연장되는 주절삭날, 및, 상기 주절삭날의 양단부로부터 상기 사각형면의 변을 따르도록 연장되는 1 쌍의 부절삭날을 갖는 4 개의 절삭날이 형성되어 있다.

상기 4 개의 측면 중, 서로 반대측을 향하는 1 쌍의 측면에는, 상기 주절삭날 및 상기 1 쌍의 부절삭날에 3 방을 둘러싸이도록 사각형상을 이루는 4 개의 레이크면이 형성되어 있다.

상기 4 개의 레이크면 중, 하나의 레이크면을 정면으로 보아, 상기 하나의 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날과, 상기 하나의 레이크면과는 반대측을 향하는 다른 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날이, X 자 형상으로 교차하도록 서로 상이한 방향으로 연장되어 있다.

이 절삭 인서트를 사용하여 홈 형성 가공할 때에는, 절삭에 사용되는 절삭날의 주절삭날이, 예를 들어 피삭재의 외면에 대하여 평행하게 배치된다. 이와 같은 절삭 인서트의 장착 자세로부터, 상기 절삭날이 피삭재에 접근하여 외면에 홈 가공해 나가면, 소정의 홈 깊이 이상이 되었을 때에, 상기 절삭날이 배치된 레이크면 (하나의 레이크면) 과는 반대측을 향하는 다른 레이크면의 절삭날이 가공한 홈 내에 수용된다.

즉, 하나의 레이크면을 정면으로 보아, 하나의 레이크면의 주절삭날과, 다른 레이크면의 주절삭날은, X 자 형상으로 교차하도록 서로 상이한 방향으로 연장되어 있고, 바꾸어 말하면, 하나의 레이크면의 주절삭날과, 다른 레이크면의 주절삭날은, 어긋난 위치 관계에 있고, 하나의 레이크면의 주절삭날은 홈 폭 방향으로 평행하게 배치되어 있는 점에서, 다른 레이크면의 주절삭날은 홈 폭 방향에 대하여 경사지게 배치된다. 이로써, 하나의 레이크면의 주절삭날이 가공한 홈의 홈 폭보다, 다른 레이크면의 주절삭날의 홈 폭 방향을 따르는 길이가 짧게 되어 있다. 따라서, 다른 레이크면의 절삭날은, 하나의 레이크면의 절삭날이 가공한 홈의 홈벽에 접촉되지 않고, 상기 홈 내에 수용된다.

이와 같이, 본 발명의 절삭 인서트에 의하면, 깊게 홈 형성 가공한 경우라 하더라도, 상기 다른 레이크면의 절삭날이 홈벽에 접촉되는 것이 방지되어, 홈의 가공 정밀도가 충분히 확보된다. 따라서, 가공할 수 있는 홈 형상 (특히 홈 깊이) 의 범위가 넓어진다. 또한, 다른 레이크면의 절삭날이 미사용인 경우에, 상기 미사용 절삭날이 홈벽에 접촉되어 손상되어 버리는 것이 방지되므로, 절삭날을 낭비 없이 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 절삭 인서트에 있어서, 상기 하나의 레이크면을 정면으로 보아, 상기 하나의 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날은, 상기 1 쌍의 사각형면 중 일방의 사각형면으로부터 타방의 사각형면측을 향함에 따라 점차 상기 사각형면의 외측을 향하여 경사지게 연장되어 있어도 된다. 또한, 상기 다른 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날은, 상기 일방의 사각형면으로부터 상기 타방의 사각형면측을 향함에 따라 점차 상기 사각형면의 내측을 향하여 경사지게 연장되어 있는 것으로 해도 된다.

이 경우, 하나의 레이크면의 절삭날을 사용하여 절삭 가공하고 있는 상태에서, 다른 레이크면의 절삭날로 교환하여 절삭 가공에 사용할 때에, 이 절삭 인서트를 공구 본체로부터 떼어내어, 상기 레이크면끼리의 위치를 교체하도록 상기 절삭 인서트를 인서트 두께 방향으로 반전시키고, 다시 공구 본체에 장착한다. 이로써, 하나의 레이크면의 주절삭날이 있던 위치와 동일한 위치에, 다른 레이크면의 주절삭날이 간단하게 양호한 정밀도로 배치된다. 따라서, 절삭날을 교환할 때의 위치 결정이 용이하고, 작업이 수고스럽지 않다.

또한, 본 발명의 절삭 인서트에 있어서, 상기 하나의 레이크면을 정면으로 보아, 상기 하나의 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날과, 상기 다른 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날이 이루는 교차각이 17°∼ 20°인 것으로 해도 된다.

이 경우, 하나의 레이크면의 절삭날을 사용하여 홈 형성 가공하였을 때, 다른 레이크면의 절삭날과 홈벽의 접촉이 확실하게 방지되면서, 인서트 본체의 강성이 확보된다.

즉, 상기 교차각이 17°미만인 경우에는, 다른 레이크면의 주절삭날을 홈 폭 방향에 대하여 충분히 경사지게 하지 않아, 상기 레이크면의 절삭날이 홈벽에 접촉될 우려가 있다. 또한, 상기 교차각이 20°를 초과하면, 주절삭날의 경사가 커지므로, 절삭에 사용되는 절삭날의 부절삭날이 홈벽에 접촉되지 않도록, 상기 부절삭날을 주절삭날로부터 멀어짐에 따라 점차 인서트 두께 방향으로 크게 후퇴시켜야 한다. 이로써 인서트 본체의 두께가 얇아져, 상기 인서트 본체의 강성을 확보하지 못할 우려가 있다.

또한, 본 발명의 절삭 인서트에 있어서, 상기 4 개의 측면 중, 상기 레이크면이 형성된 1 쌍의 측면과는 상이한 다른 1 쌍의 측면에는, 상기 주절삭날을 사이에 두고 상기 레이크면과 인접하는 4 개의 주플랭크면이 형성되고, 상기 4 개의 주플랭크면 중, 하나의 주플랭크면을 정면으로 보아, 상기 하나의 주플랭크면에 연속되는 상기 주절삭날과, 상기 하나의 주플랭크면과는 반대측을 향하는 다른 주플랭크면에 연속되는 상기 주절삭날이, X 자 형상으로 교차하도록 서로 상이한 방향으로 연장되어 있는 것으로 해도 된다.

이 경우, 절삭에 사용되는 하나의 주플랭크면의 주절삭날을, 홈 폭 방향의 일단으로부터 타단을 향함에 따라 점차 가공하는 홈의 연장 방향 전후 어느 곳을 향하여 경사지도록 배치할 수 있어, 절삭성이나 절삭 부스러기 배출성을 높일 수 있다.

본 발명에 관련된 절삭 인서트에 의하면, 깊게 홈 형성 가공한 경우라 하더라도, 절삭에 사용되는 절삭날과는 상이한 다른 절삭날이, 가공한 홈의 홈벽에 접촉되는 것을 방지할 수 있어, 홈의 가공 정밀도가 충분히 확보됨과 함께, 미사용 절삭날의 손상을 방지할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 장착한 날끝 교환식 홈 형성 공구를 나타내는 상면도이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 장착한 날끝 교환식 홈 형성 공구를 나타내는 측면도이다.
도 3 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 장착한 날끝 교환식 홈 형성 공구를 나타내는 하면도이다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 장착한 날끝 교환식 홈 형성 공구를 공구 본체의 선단측에서 본 정면도이다.
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 절삭 인서트를, 인서트 본체의 사각형면측에서 본 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 절삭 인서트를, 인서트 본체의 측면 중 레이크면이 형성된 측면측에서 본 도면이다.
도 7 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 절삭 인서트를, 인서트 본체의 측면 중 주플랭크면이 형성된 측면측에서 본 도면이다.
도 8 은, 도 5 의 A-A 단면을 나타내는 도면이다.
도 9 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 절삭 인서트의 절삭에 사용되는 하나의 레이크면 근방의 확대도로, 절삭에 의해 피삭재에 형성된 홈의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 10 은, 도 7 에 있어서, 하나의 주플랭크면에 연속되는 주절삭날 근방을 확대하여 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 절삭 인서트 (1) 및 이것을 공구 본체 (21) 에 장착하여 이루어지는 날끝 교환식 홈 형성 공구 (20) 에 대하여, 도 1 ∼ 도 9 를 참조하여 설명한다.

본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 및 날끝 교환식 홈 형성 공구 (20) 는, 터닝의 홈 형성 가공에 사용되고, 예를 들어 원기둥상을 이루는 피삭재의 외면에 외경 홈 형성 가공을 실시한 것이다.

도 1 ∼ 도 4 에 나타내는 바와 같이, 날끝 교환식 홈 형성 공구 (20) 는, 공구 본체 (21) 와, 인서트 설치 시트 (22) 와, 절삭 인서트 (1) 를 구비하고 있다. 공구 본체 (21) 는, 축상의 강재 등으로 이루어지고, 그 연장 방향과 수직인 단면이 사각형상으로 형성된다. 인서트 설치 시트 (22) 는, 이 공구 본체 (21) 의 선단부에 있어서, 측방 (도 1 에 있어서의 좌우 방향) 을 향하는 1 쌍의 공구 측면 중 일방 (도 1 에 있어서의 우측) 의 공구 측면 (21a), 선단면 (21b) 및 상면 (21c) 으로 개구된 직방체 구멍상으로 형성된다. 절삭 인서트 (1) 는, 초경합금 등으로 이루어지고, 상기 인서트 설치 시트 (22) 에 나사 고정에 의해 착탈 가능하게 고정된다.

절삭 인서트 (1) 는, 도 5 ∼ 도 8 에 나타내는 바와 같이, 사각형 판상을 형성하는 인서트 본체를 갖고, 이 인서트 본체는, 인서트 두께 방향 (T) 으로 이간되는 1 쌍의 사각형면 (2), 및, 이들 사각형면 (2) 의 변끼리를 인서트 두께 방향 (T) 으로 연결하도록 형성된 4 개의 측면 (3) 을 갖는다. 인서트 본체 (4) 의 인접하는 측면 (3) 끼리의 교차 능선에는, 인서트 두께 방향 (T) 을 따르도록 연장되는 주절삭날 (5), 및, 주절삭날 (5) 의 양단부로부터 사각형면 (2) 의 변을 따르도록 연장되는 1 쌍의 부절삭날 (6) 을 갖는 4 개의 절삭날 (7) 이 형성되어 있다. 4 개의 측면 (3) 중, 서로 반대측을 향하는 1 쌍의 측면 (3a, 3a) 에는, 주절삭날 (5) 및 1 쌍의 부절삭날 (6) 에 3 방을 둘러싸이도록 사각형상을 이루는 4 개의 레이크면 (8) 이 형성되어 있다. 4 개의 측면 (3) 중, 레이크면 (8) 이 형성된 1 쌍의 측면 (3a, 3a) 과는 상이한 다른 서로 반대측을 향하는 1 쌍의 측면 (3b, 3b) 에 형성되고, 주절삭날 (5) 을 사이에 두고 레이크면 (8) 과 인접하는 4 개의 주플랭크면 (9) 을 구비하고 있다.

도 5, 도 6 에 있어서, 인서트 본체 (4) 는, 그 인서트 두께 방향 (T) 으로 이간되는 면이 1 쌍의 사각형면 (2) 으로 되고, 상기 인서트 두께 방향 (T) 과 수직인 방향 또한 사각형면 (2) 의 외측 (사각형면 (2) 의 면 방향에 있어서 외방) 을 향하는 외주면이 4 개의 측면 (3) 으로 되어 있다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 인서트 본체 (4) 는, 사각형면 (2) 의 중심을 지나 인서트 두께 방향 (T) 으로 연장되는 인서트 중심축 (O) 을 중심으로 한 회전 대칭형으로 되어 있다. 상세하게는, 인서트 본체 (4) 는, 인서트 중심축 (O) 에 대하여 2 회 대칭 (180°대칭) 으로 형성되어 있다.

또한, 도 6 ∼ 도 8 에 있어서, 인서트 본체 (4) 는, 인서트 중심축 (O) 에 수직으로 측면 (3) 의 중심을 지나는 2 개의 가상축 (측면 (3a, 3a) 의 중심을 지나는 가상축 및 측면 (3b, 3b) 의 중심을 지나는 가상축) 에 대해서도, 각각 2 회 대칭 (180°대칭) 으로 되어 있다. 즉, 인서트 본체 (4) 는, 상기 2 개의 가상축에 대하여, 각각 표리 회전 대칭으로 되어 있다.

도 6, 도 7 에 있어서, 인서트 본체 (4) 의 측면 (3a) 및 측면 (3b) 은, 인서트 중심축 (O) 방향 (또는 인서트 두께 방향 (T)) 보다 인서트 중심축 (O) 둘레에 긴 직사각형상으로 형성되어 있다. 또한, 이들 측면 (3a, 3b) 은, 각각의 양단부에 있어서의 두께 치수가 가장 크게 되어 있다.

도 6 에 있어서, 측면 (3a) 의 길이 방향 (도 6 에 있어서의 좌우 방향) 의 양단부에는, 주절삭날 (5) 을 하부 바닥으로 하는 사다리꼴상을 형성하도록, 레이크면 (8) 이 1 쌍 형성되어 있다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 레이크면 (8) 은, 주절삭날 (5) 로부터 멀어짐에 따라 점차 사각형면 (2) 의 내측 (사각형면 (2) 의 면 방향에 있어서 내방) 을 향하여 경사져 있다.

또한, 측면 (3a) 에 있어서의 레이크면 (8) 의 내측 부분 (상기 길이 방향의 중앙측 부분) 은, 오목 곡면상으로 형성되어 있다.

도 7 에 있어서, 측면 (3b) 의 길이 방향 (도 7 에 있어서의 상하 방향) 의 양단부에는, 주절삭날 (5) 을 하부 바닥으로 하는 사다리꼴상을 형성하도록, 주플랭크면 (9) 이 1 쌍 형성되어 있다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 주플랭크면 (9) 은, 주절삭날 (5) 로부터 멀어짐에 따라 점차 사각형면 (2) 의 내측을 향하여 경사져 있다.

또한, 측면 (3b) 은, 그 길이 방향과 수직인 단면이 직선상을 형성하고 있음과 함께, 상기 직선이, 상기 길이 방향의 일단부에 위치하는 하나의 주절삭날 (5a) 로부터 타단부에 위치하는 다른 주절삭날 (5b) 을 향함에 따라 점차 연속적 또는 단계적으로 어긋나도록 형성되어 있다.

또한, 도 5, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 사각형면 (2) 의 네 모퉁이에는, 사각형상을 형성하고, 레이크면 (8) 및 주플랭크면 (9) 에 연속됨과 함께, 부절삭날 (6) 로부터 상기 사각형면 (2) 의 내측을 향함에 따라 점차 인서트 두께 방향 (T) 의 내측 (중앙측) 을 향하여 경사지는 부플랭크면 (10) 이 각각 형성되어 있다.

도 5, 도 8 에 있어서, 인서트 본체 (4) 에는, 1 쌍의 사각형면 (2) 의 중앙으로 개구되어 인서트 중심축 (O) 에 동일 축으로 되고, 상기 인서트 본체 (4) 를 인서트 두께 방향 (T) 으로 관통하는 설치공 (11) 이 형성되어 있다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 설치공 (11) 은, 그 인서트 두께 방향 (T) 의 중앙부에 있어서의 내경이 가장 작게 되어 있고, 상기 중앙부로부터 인서트 두께 방향 (T) 의 양 외측을 향함에 따라 점차 그 내경이 단계적으로, 또한, 매끄럽게 확경되고 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트 (1) 는, 설치공 (11) 에 클램프 나사 (12) 가 삽입 통과되어, 공구 본체 (21) 의 인서트 설치 시트 (22) 의 나사공 (도시 생략) 에 비틀려 들어감으로써, 공구 본체 (21) 에 장착된다.

이와 같이, 절삭 인서트 (1) 가 공구 본체 (21) 의 인서트 설치 시트 (22) 에 장착된 상태에서, 인서트 본체 (4) 의 1 쌍의 측면 (3a, 3a) 중 일방의 측면 (3a) 은 공구 본체 (21) 의 상면 (21c) 측에 노출되고, 타방의 측면 (3a) 은 인서트 설치 시트 (22) 에 있어서 상측을 향하는 벽면 (23a) 에 맞닿게 된다. 또한, 인서트 본체 (4) 의 1 쌍의 측면 (3b, 3b) 중 일방의 측면 (3b) 은 공구 본체 (21) 의 선단면 (21b) 측에 노출되고, 타방의 측면 (3b) 은 인서트 설치 시트 (22) 에 있어서 선단측을 향하는 벽면 (23b) 에 맞닿게 된다.

또한, 도 1, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 인서트 본체 (4) 의 1 쌍의 사각형면 (2) (2a, 2b) 중 일방의 사각형면 (2a) 이, 인서트 설치 시트 (22) 에 있어서 공구 측면 (21a) 과 동일한 방향을 향하는 착좌면 (24) 에 맞닿게 된다.

도 2 에 나타내는 공구 본체 (21) 의 측면에서 보아, 상기 공구 본체 (21) 의 상면 (21c) 측에 노출된 절삭 인서트 (1) 의 측면 (3a) 은, 상기 공구 본체 (21) 의 선단으로부터 후단측을 향함에 따라 점차 상측 (도 2 에 있어서의 좌측) 을 향하여 경사져 있다. 또한, 공구 본체 (21) 의 선단면 (21b) 측에 노출된 절삭 인서트 (1) 의 측면 (3b) 은, 상기 공구 본체 (21) 의 상면 (21c) 으로부터 하면 (21d) 측을 향함에 따라 점차 후단측을 향하여 경사져 있다. 이로써, 이들 측면 (3a, 3b) 의 교차 능선을 형성하여 절삭에 사용되는 주절삭날 (5a) (5) 이, 공구 본체 (21) 의 선단측으로 돌출되어 배치되어 있다.

또한, 이와 같이 절삭 인서트 (1) 가 인서트 설치 시트 (22) 에 고정된 상태에서, 주절삭날 (5a) 의 하측 (도 2 에 있어서는 우측) 에 위치하는 다른 주절삭날 (5b) (5) 은, 공구 본체 (21) 의 선단면 (21b) 보다 선단측으로 돌출되어 배치되어 있다. 상세하게는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 공구 본체 (21) 를 하면 (21d) 측에서 보아, 다른 주절삭날 (5b) 을 갖는 절삭날 (7) 및 그 레이크면 (8b) 의 거의 모든 영역이 외부에 노출되어 있다.

그리고, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트 (1) 의 4 개의 레이크면 (8) 중, 하나의 레이크면 (8a) 을 정면으로 보아, 이 절삭 인서트 (1) 는, 하나의 레이크면 (8a) 에 연속되는 주절삭날 (5a) 과, 하나의 레이크면 (8a) 과는 반대측을 향하는 다른 레이크면 (8b) 에 연속되는 주절삭날 (5b) 이, X 자 형상으로 교차하도록 (직선상의 2 개의 주절삭날 (5a, 5b) 이 X 자 형상을 형성하도록) 서로 상이한 방향으로 연장되어 있다. 즉, 이 절삭 인서트 (1) 에 있어서는, 하나의 레이크면 (8a) 에 연속되는 주절삭날 (5a) 과, 다른 레이크면 (8b) 에 연속되는 주절삭날 (5b) 이, 어긋난 위치 관계에 있다.

상세하게는, 하나의 레이크면 (8a) 을 정면으로 보아, 하나의 레이크면 (8a) 에 연속되는 주절삭날 (5a) 은, 1 쌍의 사각형면 (2) 중 일방 (도 6 에 있어서의 상방) 의 사각형면 (2a) 으로부터 타방 (도 6 에 있어서의 하방) 의 사각형면 (2b) 측을 향함에 따라 점차 사각형면 (2) 의 외측 (도 6 에 있어서의 좌측) 을 향하여 경사지게 연장되어 있다. 또한, 다른 레이크면 (8b) 에 연속되는 주절삭날 (5b) 은, 일방의 사각형면 (2a) 으로부터 타방의 사각형면 (2b) 측을 향함에 따라 점차 사각형면 (2) 의 내측 (도 6 에 있어서의 우측) 을 향하여 경사지게 연장되어 있다.

또한, 하나의 레이크면 (8a) 을 정면으로 보아, 하나의 레이크면 (8a) 에 연속되는 주절삭날 (5a) 과, 다른 레이크면 (8b) 에 연속되는 주절삭날 (5b) 이 이루는 교차각 (θ) 이 17°∼ 20°의 범위 내로 설정되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 7 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트 (1) 의 4 개의 주플랭크면 (9) 중, 하나의 주플랭크면 (9a) 을 정면으로 보아, 하나의 주플랭크면 (9a) 에 연속되는 주절삭날 (5a) 과, 하나의 주플랭크면 (9a) 과는 반대측을 향하는 다른 주플랭크면 (9c) 에 연속되는 주절삭날 (5c) 이, X 자 형상으로 교차하도록 서로 상이한 방향으로 연장되어 있다. 즉, 주절삭날 (5a) 과 주절삭날 (5c) 은, 어긋난 위치 관계에 있다.

또한, 도 6 에 있어서, 주절삭날 (5) 의 양단부는, 볼록 곡선상을 이루는 1 쌍의 코너날 (13) 로 되어 있다. 코너날 (13) 은, 주절삭날 (5) 의 직선상 부분과 부절삭날 (6) 을 매끄럽게 연결하도록 형성되어 있다.

또한, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 사각형면 (2) 을 정면으로 보아, 부절삭날 (6) 은, 주절삭날 (5) 로부터 측면 (3a) 의 길이 방향의 중앙측을 향하여 연장되고, 상기 주절삭날 (5) 로부터 멀어짐에 따라 점차 사각형면 (2) 의 내측을 향하여 경사져 있다.

또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 측면 (3a) 을 정면으로 보아, 부절삭날 (6) 은, 주절삭날 (5) 로부터 멀어짐에 따라 점차 인서트 두께 방향 (T) 의 내측을 향하여 경사지게 연장되어 있다. 상세하게는, 주절삭날 (5a) 에 연속되는 1 쌍의 부절삭날 (6) (6a, 6b) 을 예로 설명한다. 1 쌍의 부절삭날 (6a, 6b) 중, 일방의 부절삭날 (6a) 은, 주절삭날 (5a) 과의 연결 부위가 사각형면 (2) 의 외측에 위치한다. 타방의 부절삭날 (6b) 은, 주절삭날 (5) 과의 연결 부위가 일방의 부절삭날 (6a) 의 상기 연결 부위보다 사각형면 (2) 의 내측에 위치한다. 일방의 부절삭날 (6a) 은, 타방의 부절삭날 (6b) 보다, 측면 (3a) 의 길이 방향을 따른 단위 길이당 인서트 두께 방향 (T) 에 있어서의 인서트의 내측으로의 변위량이 작게 되어 있다.

또한, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 주플랭크면 (9) 에 있어서 코너날 (13) 에 연속되는 부분은, 볼록 곡면상의 코너 플랭크면 (14) 으로 되어 있다. 즉, 주플랭크면 (9) 은, 그 인서트 두께 방향 (T) 의 양단부가 코너 플랭크면 (14) 으로 되어, 부플랭크면 (10) 에 매끄럽게 연결되어 있다.

이상 설명한 본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 를 사용하여 홈 형성 가공할 때에는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 절삭에 사용되는 절삭날 (7) 의 주절삭날 (5a) 이, 피삭재 (W) 의 외면 (E) 에 대하여 평행하게 배치된다. 이와 같은 절삭 인서트 (1) 의 장착 자세로부터, 피삭재 (W) 가 그 축선 둘레로 회전되고, 절삭날 (7) 이 피삭재 (W) 에 접근하여 외면 (E) 에 홈 가공해 나가면, 소정의 홈 깊이 이상이 되었을 때에, 상기 절삭날 (7) 이 배치된 레이크면 (하나의 레이크면) (8a) 과는 반대측을 향하는 다른 레이크면 (8b) 의 절삭날 (7) 이 가공한 홈 내에 수용된다.

즉, 하나의 레이크면 (8a) 을 정면으로 보아, 하나의 레이크면 (8a) 의 주절삭날 (5a) 과, 다른 레이크면 (8b) 의 주절삭날 (5b) 은, X 자 형상으로 교차하도록 서로 상이한 방향으로 연장되어 있고, 바꾸어 말하면, 하나의 레이크면 (8a) 의 주절삭날 (5a) 과, 다른 레이크면 (8b) 의 주절삭날 (5b) 은, 어긋난 위치 관계에 있고, 하나의 레이크면 (8a) 의 주절삭날 (5a) 은 홈 폭 방향 (도 9 에 있어서의 좌우 방향) 으로 평행하게 배치되어 있는 점에서, 다른 레이크면 (8b) 의 주절삭날 (5b) 은 홈 폭 방향에 대하여 경사지게 배치된다. 이로써, 하나의 레이크면 (8a) 의 주절삭날 (5a) 이 가공한 홈의 홈 폭 (L) 보다, 다른 레이크면 (8b) 의 주절삭날 (5b) 의 홈 폭 방향을 따르는 길이가 짧게 되어 있다. 따라서, 다른 레이크면 (8b) 의 절삭날 (7) 은, 하나의 레이크면 (8a) 의 절삭날 (7) 이 가공한 홈의 홈벽 (S) 에 접촉되지 않고, 상기 홈 내에 수용된다.

이와 같이, 본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 에 의하면, 깊게 홈 형성 가공한 경우라 하더라도, 다른 레이크면 (8b) 의 절삭날 (7) 이 홈벽 (S) 에 접촉되는 것이 방지되어, 홈의 가공 정밀도가 충분히 확보된다. 따라서, 가공할 수 있는 홈 형상 (특히 홈 깊이) 의 범위가 넓어진다. 또한, 다른 레이크면 (8b) 의 절삭날 (7) 이 미사용인 경우에, 상기 미사용 절삭날 (7) 이 홈벽 (S) 에 접촉되어 손상되어 버리는 것이 방지되므로, 절삭날 (7) 을 낭비 없이 사용할 수 있다.

또한, 이 절삭 인서트 (1) 는, 하나의 레이크면 (8a) 을 정면으로 보아, 하나의 레이크면 (8a) 에 연속되는 주절삭날 (5a) 이, 일방의 사각형면 (2a) 으로부터 타방의 사각형면 (2b) 측을 향함에 따라 점차 사각형면 (2) 의 외측을 향하여 경사진다. 또한, 다른 레이크면 (8b) 에 연속되는 주절삭날 (5b) 이, 일방의 사각형면 (2a) 으로부터 타방의 사각형면 (2b) 측을 향함에 따라 점차 사각형면 (2) 의 내측을 향하여 경사진다. 또한, 주절삭날 (5a) 을 갖는 절삭날 (7) 과, 주절삭날 (5b) 을 갖는 절삭날 (7) 이, 측면 (3b, 3b) 의 중심을 지나는 가상축에 대하여 서로 180°대칭 (2 회 대칭) 으로 배치되어 있다. 따라서, 예를 들어, 하나의 레이크면 (8a) 의 절삭날 (7) 을 사용하여 절삭 가공하고 있는 상태에서, 다른 레이크면 (8b) 의 절삭날 (7) 로 교환하여 절삭 가공에 사용할 때에, 이 절삭 인서트 (1) 를 공구 본체 (21) 로부터 떼어내어, 레이크면 (8a, 8b) 끼리의 위치를 교체하도록 상기 절삭 인서트 (1) 를 인서트 두께 방향 (T) 으로 반전 (상기 가상축 둘레로 180°회전) 시켜, 사각형면 (2b) 을 착좌면 (24) 에 맞닿게 하고 다시 공구 본체 (21) 에 장착한다. 이로써, 하나의 레이크면 (8a) 의 주절삭날 (5a) 이 있던 위치와 동일한 위치에, 다른 레이크면 (8b) 의 주절삭날 (5b) 이 간단하게 양호한 정밀도로 배치된다. 따라서, 절삭날 (7) 을 교환할 때의 위치 결정이 용이하고, 작업이 수고스럽지 않다.

또한, 하나의 레이크면 (8a) 을 정면으로 보아, 하나의 레이크면 (8a) 에 연속되는 주절삭날 (5a) 과, 다른 레이크면 (8b) 에 연속되는 주절삭날 (5b) 이 이루는 교차각 (θ) 이 17°∼ 20°이므로, 하나의 레이크면 (8a) 의 절삭날 (7) 을 사용하여 홈 형성 가공하였을 때, 다른 레이크면 (8b) 의 절삭날 (7) 과 홈벽 (S) 의 접촉이 확실하게 방지되면서, 인서트 본체 (4) 의 강성이 확보된다.

즉, 상기 교차각 (θ) 이 17°미만인 경우에는, 다른 레이크면 (8b) 의 주절삭날 (5b) 을 홈 폭 방향에 대하여 충분히 경사지게 하지 않아, 상기 레이크면 (8b) 의 절삭날 (7) 이 홈벽 (S) 에 접촉될 우려가 있다. 또한, 상기 교차각 (θ) 이 20°를 초과하면, 주절삭날 (5) 의 경사가 커지므로, 절삭에 사용되는 절삭날 (7) 의 부절삭날 (6) 이 홈벽 (S) 에 접촉되지 않도록, 상기 부절삭날 (6) 을 주절삭날 (5) 로부터 멀어짐에 따라 점차 인서트 두께 방향으로 크게 후퇴시켜야 하고, 이로 인해 인서트 본체 (4) 의 두께가 얇아져, 상기 인서트 본체 (4) 의 강성을 확보하지 못할 우려가 있다.

또한, 하나의 주플랭크면 (9a) 을 정면으로 보아, 하나의 주플랭크면 (9a) 에 연속되는 주절삭날 (5a) 과, 하나의 주플랭크면 (9a) 과는 반대측을 향하는 다른 주플랭크면 (9c) 에 연속되는 주절삭날 (5c) 이, X 자 형상으로 교차하도록 서로 상이한 방향으로 연장되어 있으므로, 바꾸어 말하면, 주절삭날 (5a) 과 주절삭날 (5c) 이 어긋난 위치 관계임으로써, 하기의 효과를 발휘한다. 즉, 절삭에 사용되는 하나의 주플랭크면 (9a) 의 주절삭날 (5a) 을, 홈 폭 방향의 일단으로부터 타단을 향함에 따라 점차 가공하는 홈의 연장 방향 전후 어느 곳을 향하여 경사지도록 배치할 수 있어, 절삭성 및 절삭 부스러기 배출성을 높일 수 있다.

또한, 이 절삭 인서트 (1) 는, 사각형 판상을 형성하는 인서트 본체 (4) 의 4 개의 코너에 각각 절삭날 (7) 이 형성된 스퀘어형 인서트이다. 따라서, 인서트 본체 (4) 의 강성이 높으며, 또한, 절삭 인서트 (1) 의 단위 수량당 사용 가능한 절삭날 (7) 의 수가 충분히 확보되어 있어, 공구 수명의 연장을 기대할 수 있다. 즉, 종래의 봉상의 도그본형 인서트에 있어서는, 양단의 2 개의 코너에 절삭날이 형성될 뿐이어서, 절삭날의 수가 적고, 인서트 본체의 강성도 충분하다고는 할 수 없었기 때문에, 공구 수명이 짧았다.

또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 하기에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경을 가할 수 있다.

전술한 실시형태에서는, 절삭 인서트 (1) 및 날끝 교환식 홈 형성 공구 (20) 가 원기둥상을 형성하는 피삭재 (W) 의 외면 (E) 에 외경 홈 형성 가공을 실시하는 것이라고 하였지만, 그 이외의 홈 형성 가공을 실시하는 것이어도 상관없다. 즉, 전술한 외경 홈 형성 가공 대신에, 예를 들어 원통상을 형성하는 피삭재 (W) 의 내면에 내경 홈 형성 가공을 실시하는 것이어도 되고, 또한 피삭재 (W) 의 축선 방향을 향하는 끝면에 끝면 홈 형성 가공을 실시한 것이어도 된다.

또한, 절삭 인서트 (1) 및 날끝 교환식 홈 형성 공구 (20) 가 터닝의 홈 형성 가공에 사용되는 것이라고 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 슬로팅 커터 등, 밀링의 홈 형성 가공에 사용되는 것이어도 상관없다. 이 경우, 절삭 인서트 (1) 는, 원기둥상을 형성하고 공구 축선 둘레로 회전하는 공구 본체의 선단 외주부에 둘레 방향으로 간격을 두고 착탈 가능하게 복수 고정되고, 이들 절삭 인서트 (1) 는, 4 개의 절삭날 (7) 중 1 개의 절삭날 (7) 을 각각 공구 본체의 외주면으로부터 돌출시킨 상태에서, 피삭재 (W) 의 벽면 등에 홈 형성 가공을 실시한다.

또한, 전술한 날끝 교환식 홈 형성 공구 (20) 의 형상은, 홈 형성 가공의 종류에 따라 적절히 설정 가능하고, 본 실시형태에서 설명한 것에 한정되지 않는다.

또한, 전술한 홈 형성 가공에는, 통상적인 홈 형성 가공 이외에, 컷오프 가공이나 릴리프 가공 (언더컷 가공) 등도 포함된다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 절삭 인서트 (1) 가, 나사 고정에 의해 공구 본체 (21) 에 착탈 가능하게 고정된다고 하였지만, 이 대신에, 클램프 기구에 의해 공구 본체 (21) 에 착탈 가능하게 고정되어도 된다. 또한, 절삭 인서트 (1) 가, 나사 고정 및 클램프 기구에 의해 공구 본체 (21) 에 착탈 가능하게 고정되어도 된다. 또한, 클램프 기구를 사용하는 경우에는, 공구 본체 (21) 의 선단에 상하 방향으로 서로 간격을 두고 상악부 (上顎部) 와 하악부 (下顎部) 가 형성되고, 이들 상악부·하악부 사이에 절삭 인서트 (1) 의 측면 (3a, 3a) 이 위치하도록 상하 방향에서 클램프하는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 도 7 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트 (1) 의 4 개의 주플랭크면 (9) 중, 하나의 주플랭크면 (9a) 을 정면으로 보아, 하나의 주플랭크면 (9a) 에 연속되는 주절삭날 (5a) 과, 하나의 주플랭크면 (9a) 과는 반대측을 향하는 다른 주플랭크면 (9c) 에 연속되는 주절삭날 (5c) 이, X 자 형상으로 교차하도록 서로 상이한 방향으로 연장되어 있다고 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 하나의 주플랭크면 (9a) 을 정면으로 보아, 하나의 주플랭크면 (9a) 에 연속되는 주절삭날 (5a) 과, 하나의 주플랭크면 (9a) 과는 반대측을 향하는 다른 주플랭크면 (9c) 에 연속되는 주절삭날 (5c) 이, 서로 평행하게 되어, 인서트 두께 방향 (T) 을 따라 연장되어 있는 것으로 해도 된다.

1 : 절삭 인서트
2 : 사각형면
2a : 일방의 사각형면
2b : 타방의 사각형면
3 : 측면
3a : 레이크면이 형성되는 측면
3b : 주플랭크면이 형성되는 측면
4 : 인서트 본체
5 : 주절삭날
5a : 하나의 레이크면 (하나의 주플랭크면) 에 연속되는 주절삭날
5b : 다른 레이크면에 연속되는 주절삭날
5c : 다른 주플랭크면에 연속되는 주절삭날
6 : 부절삭날
7 : 절삭날
8 : 레이크면
8a : 하나의 레이크면
8b : 다른 레이크면
9 : 주플랭크면
9a : 하나의 주플랭크면
9c : 다른 주플랭크면
T : 인서트 두께 방향
θ : 교차각

Claims (4)

1. 사각형 판상을 형성하는 인서트 본체를 갖고, 상기 인서트 본체는, 인서트 두께 방향으로 이간되는 1 쌍의 사각형면, 및, 이들 사각형면의 변끼리를 인서트 두께 방향으로 연결하는 4 개의 측면을 갖고,
   상기 인서트 본체의 인접하는 상기 측면끼리의 교차 능선에는, 인서트 두께 방향을 따르도록 연장되는 주절삭날, 및, 상기 주절삭날의 양단부로부터 상기 사각형면의 변을 따르도록 연장되는 1 쌍의 부절삭날로 이루어지는 4 개의 절삭날이 형성되고,
   상기 4 개의 측면 중, 서로 반대측을 향하는 1 쌍의 측면에는, 상기 주절삭날 및 상기 1 쌍의 부절삭날에 3 방을 둘러싸이도록 사각형상을 이루는 4 개의 레이크면이 형성되고,
   상기 4 개의 레이크면 중, 하나의 레이크면을 정면으로 보아,
   상기 하나의 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날과, 상기 하나의 레이크면과는 반대측을 향하는 다른 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날이, X 자 형상으로 교차하도록 서로 상이한 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하나의 레이크면을 정면으로 보아,
   상기 하나의 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날은, 상기 1 쌍의 사각형면 중 일방의 사각형면으로부터 타방의 사각형면측을 향함에 따라 점차 상기 사각형면의 외측을 향하여 경사지게 연장되어 있고,
   상기 다른 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날은, 상기 일방의 사각형면으로부터 상기 타방의 사각형면측을 향함에 따라 점차 상기 사각형면의 내측을 향하여 경사지게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 하나의 레이크면을 정면으로 보아,
   상기 하나의 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날과, 상기 다른 레이크면에 연속되는 상기 주절삭날이 이루는 교차각이 17°∼ 20°인 절삭 인서트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 4 개의 측면 중, 상기 레이크면이 형성된 1 쌍의 측면과는 상이한 다른 1 쌍의 측면에는, 상기 주절삭날을 사이에 두고 상기 레이크면과 인접하는 4 개의 주플랭크면이 형성되고,
   상기 4 개의 주플랭크면 중, 하나의 주플랭크면을 정면으로 보아,
   상기 하나의 주플랭크면에 연속되는 상기 주절삭날과, 상기 하나의 주플랭크면과는 반대측을 향하는 다른 주플랭크면에 연속되는 상기 주절삭날이, X 자 형상으로 교차하도록 서로 상이한 방향으로 연장되어 있는 절삭 인서트.

Images