KR20150025216A - 양면형 절삭 인서트 - Google Patents

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KR20150025216A KR20130102566A KR20130102566A KR20150025216A KR 20150025216 A KR20150025216 A KR 20150025216A KR 20130102566 A KR20130102566 A KR 20130102566A KR 20130102566 A KR20130102566 A KR 20130102566A KR 20150025216 A KR20150025216 A KR 20150025216A
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Abstract

본 발명에 따른 양면형 절삭 인서트는, 제1 레이크면이 형성된 상부 장착면, 제2 레이크면이 형성된 하부 장착면, 상기 상부 장착면 및 상기 하부 장착면을 관통하는 스크류 삽입홀, 상기 상부 장착면과 상기 하부 장착면의 둘레를 형성하며 상기 상부 장착면과 상기 하부 장착면을 연결하는 측면, 상기 상부 장착면과 상기 측면의 경계에 형성되는 제1 주절삭날, 상기 하부 장착면과 상기 측면의 경계에 형성되는 제2 주절삭날, 상기 제1 레이크면 및 상기 제2 레이크면 중 적어도 하나의 중앙부로부터 연장되어 상기 스크류 삽입홀을 향해 형성되는 보강부를 포함한다.

Description

양면형 절삭 인서트{DOUBLE SIDES CUTTING INSERT}
본 발명은 양면형 절삭 인서트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절삭 공구의 끝단에 교체 가능하게 장착되는 양면형 절삭 인서트에 관한 것이다.
절삭　인서트는 선삭, 밀링 또는 드릴링 작업과 같은 금속 절삭 작업에 사용되는 공구로서, 일반적으로 공작 기계의 절삭 공구에 장착되어 사용된다. 스크류 를 이용해 절삭 인서트를 절삭 공구에 장착/분리할 수 있는 인덱서블형은, 절삭 인서트의 수명이 다하면, 절삭 인서트를 절삭 공구에서 분리한 후 새로운 절삭 인서트를 다시 장착하여 사용할 수 있다.
한편, 절삭 인서트는, 절삭날이 일면에 형성된 단면형 절삭 인서트와 절삭날이 상하 양면에 형성된 양면형 절삭 인서트로 구분된다. 단면형 절삭 인서트에 비해, 양면형 절삭 인서트는 강성 강화를 위해 인서트의 두께가 두껍게 제작되는데, 이로 인해 가혹한 절삭 조건에서도 사용될 수 있고, 양면을 모두 사용할 수 있어 최근에 그 이용이 확대되고 있다.
절삭 공정 중에는 절삭 인서트에 작용하는 스트레스와 열로 인해 절삭 인서트에 열 크랙 및 노치가 흔하게 발생하는데, 특히 양면형 절삭 인서트에 있어서, 상면의 절삭날을 사용하는 과정에서 발생된 열 크랙 및 노치로 인해 하면의 절삭날을 사용하는 과정에서 인서트가 파손되는 경우가 종종 발생된다. 이는 하면의 절삭날을 사용하는 중에, 이미 발생된 열 크랙 및 노치에 응력이 집중되기 때문이다. 특히, 열 크랙 및 노치는 인서트의 중앙에 형성된 스크류 삽입홀로 전파되어 스크류 삽입홀과 절삭날 사이가 파단되는 유형의 파손이 가장 빈번하게 발생된다.
절삭 중에 인서트가 파손되면, 파손된 인서트 파편에 의해 절삭 공구, 피가공물 및 장비의 손상이 초래되며, 작업자에게 파편이 튀는 경우에는 심각한 부상으로 이어지게 된다.
US 2011-0243672 A1
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 양면형 절삭 인서트의 강성을 강화하여 절삭 과정 중에 인서트의 파손을 방지함과 동시에, 절삭 과정에서 발생하는 칩의 제어 및 칩에 의한 스크류의 손상을 방지하는 양면형 절삭 인서트를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트는, 제1 레이크면이 형성된 상부 장착면, 제2 레이크면이 형성된 하부 장착면, 상기 상부 장착면 및 상기 하부 장착면을 관통하는 스크류 삽입홀, 상기 상부 장착면과 상기 하부 장착면의 둘레를 형성하며 상기 상부 장착면과 상기 하부 장착면을 연결하는 측면, 상기 상부 장착면과 상기 측면의 경계에 형성되는 제1 주절삭날, 상기 하부 장착면과 상기 측면의 경계에 형성되는 제2 주절삭날, 상기 제1 레이크면 및 상기 제2 레이크면 중 적어도 하나의 중앙부로부터 연장되어 상기 스크류 삽입홀을 향해 형성되는 보강부를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
스크류 삽입홀 주변의 강성을 강화하여 상부 장착면의 제1 주절삭날 또는 스크류 삽입홀 등에 크랙이 발생하더라도 크랙으로 집중되는 응력을 최소화한다. 따라서, 상부 장착면의 제1 주절삭날 사용 이후에 하부 장착면의 제2 주절삭날을 사용하는 과정에서 인서트가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한 절삭 과정에서 발생하는 칩의 컬(curl) 형성을 제어하여 칩에 의해 스크류가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트가 절삭 공구에 장착된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 AA'선에 따른 단면도.
도 4는 종래의 양면형 절삭 인서트의 크랙에 가해지는 응력을 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트의 크랙에 가해지는 응력을 시뮬레이션 한 결과를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트를 이용한 피가공물의 절삭 상황을 도시한 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트가 절삭 공구에 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
절삭 공구(1)는 회전 운동을 통해 금속재를 절삭 가공하는 공구일 수 있으며, 절삭 공구(1)의 대표적인 예로는 밀링 머신에 사용되는 밀링 커터가 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 절삭 공구(1)는 몸체(10)와 인서트 체결부(20)를 포함한다. 몸체(10)는 절삭 장비(미도시)의 회전축에 연결되어 인서트 체결부(20)와 일체로 회전한다. 인서트 체결부(20)가 회전함에 의해, 인서트 체결부(20)에 체결된 양면형 절삭 인서트(100)는 금속의 피가공물(미도시)을 절삭 가공하게 된다.
인서트 체결부(20)는 원주 방향으로 구비되는 복수 개의 칩 포켓(21)과 각 칩 포켓(21)에 형성되는 복수 개의 인서트 포켓(22)을 포함한다.
칩 포켓(21)은 도 1에 도시된 바와 같이 직선형으로 형성될 수도 있고, 나선형으로 형성될 수 있다. 칩 포켓(21)의 형상은 절삭 공구(1)의 용도 및 절삭 형상 등에 따라 절삭 과정에서 발생된 칩을 수용한 후 배출하는 기능을 수행하기에 적합한 형상으로 선택될 수 있다.
인서트 포켓(22)은 칩 포켓(21)의 일측에 칩 포켓(21)과 단차를 이루며 형성된다. 인서트 포켓(22)은 양면형 절삭 인서트(100)가 안정적으로 고정되도록 양면형 절삭 인서트(100)의 상부 장착면(110; 도 2 참고) 또는 하부 장착면(110'; 도 2 참고)을 지지하고, 양면형 절삭 인서트(100)의 절삭날 보호를 위해 제1 주절삭부(130; 도 2 참고) 또는 제2 주절삭부(130'; 도 2 참고)와는 이격되도록 형성된다.
또한, 인서트 포켓(22)은 절삭 인서트(100)를 고정하는 스크류(23)가 삽입될 수 있도록 양면형 절삭 인서트(100)의 스크류 삽입홀(120; 도 2 참고)과 대응하는 나사홀(미도시)을 구비할 수 있다.
또한, 인서트 포켓(22)은 양면형 절삭 인서트(100)의 제1 주절삭날(131; 도 2 참고) 또는 제2 주절삭날(131'; 도 2 참고)이 인서트 체결부(20)의 최외곽에 위치하기에 적합한 폭, 너비 및 깊이로 형성된다
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 AA'선에 따른 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(100)는, 대략 직육면체의 형상을 갖고, 상부 장착면(110), 하부 장착면(110'), 측면(111) 및 코너면(112)을 포함한다. 또한 중앙부에는 상부 장착면(110)과 하부 장착면(110')을 관통하는 스크류 삽입홀(120)이 형성된다.
도 2를 기준으로 상부 장착면(110)의 좌우양측에는 제1 절삭부(130)가 형성된다. 제1 절삭부(130)는 제1 주절삭날(131), 제1 코너절삭날(132) 및 제1 레이크면(133)을 포함한다.
제1 주절삭날(131)은 상부 장착면(110)과 측면(111)의 경계에 형성된다. 제1 주절삭날(131)은 상부 장착면(110)의 좌우 양측으로 최외곽에 위치할 수 있으며, 상부 장착면(110)보다 상방으로 돌출 형성되어 양면형 절삭 인서트(100)의 가장 높은 위치에 구비될 수 있다.
제1 코너절삭날(132)은 상부 장착면(110)과 코너면(112)의 경계에 형성된다. 제1 코너절삭날(132)은 제1 주절삭날(131)의 양측으로부터 연장되며, 제1 주절삭날(131)로부터 멀어질수록 그 높이가 낮아지도록 형성될 수 있다.
제1 레이크면(133)은 상부 장착면(110)에 돌출 형성되며, 제1 주절삭날(131) 및 제1 코너절삭날(132)로부터 상부 장착면(110)을 향하는 경사면을 형성한다. 제1 레이크면(133)은 제1 주절삭날(131) 및 제1 코너절삭날(132)이 날카로운 예각을 갖게 함과 동시에 피가공물을 가공하는데 충분한 강성을 갖게 한다. 또한 제1 레이크면(133)은 피가공물로부터 발생한 칩의 컬(curl)을 유도하며, 제1 레이크면(133)의 방향 및 경사각은 피가공물이 절삭되어 발생한 칩의 배출 방향에 영향을 미친다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 장착면(110)에는 제1 보강부(140)가 형성된다.
제1 보강부(140)는 제1 레이크면(133)의 중앙부로부터 연장되어 상부 장착면(110)에 돌출 형성된다.
제1 보강부(140)는 상부 장착면(110) 상에서 스크류 삽입홀(120)과 제1 레이크면(133) 사이의 거리가 최소가 되는 지점에 형성될 수 있으며, 제1 주절삭날(131)에 대해 대략 수직으로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 제1 보강부(140)는 제1 레이크면(133)으로부터 연장되어 스크류 삽입홀(120)을 향해 하향 경사지는 제1 보강부 경사면(141)을 포함할 수 있다.
제1 보강부 경사면(141)의 일측은 제1 레이크면(133)과 연속적인 경사를 이루도록 형성될 수 있으며, 제1 보강부 경사면(141)의 타측은 상부 장착면(110)에 형성된 스크류 삽입홀(120)의 외주와 접하거나 스크류 삽입홀(120)의 외주와 인접하도록 형성될 수 있다.
제1 보강부(140)는 스크류 삽입홀(120)과 제1 절삭부(130) 사이의 강성을 강화하여, 종래의 양면형 절삭 인서트에서 빈번하게 발생하던 나사홀과 절삭날 사이에서 발생하는 파단을 방지할 수 있다.
도 4는 종래의 양면형 절삭 인서트의 크랙에 가해지는 응력을 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트의 크랙에 가해지는 응력을 시뮬레이션 한 결과를 도시한 도면이다.
실제로, 제1 보강부(140)가 형성된 양면형 절삭 인서트와 일반적인 양면형 절삭 인서트의 제1 주절삭날에 열 크랙이 발생한 상태에서 각각 5000N의 외력 가하는 조건에서 비교 실험한 결과, 도 4에 도시된 바와 같이, 일반적인 양면형 절삭 인서트는 크랙에 99Kgf/mm2의 응력이 작용한 반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 보강부(140)가 형성된 양면형 절삭 인서트는 크랙에 82Kgf/mm2의 응력이 작용함을 확인하였다. 즉 제1 보강부(140)를 통한 강성 보강에 의해 약 20%의 응력 완화 효과가 발생한다고 할 수 있다.
또한 제1 보강부(140)는 제1 레이크면(133)으로부터 스크류 삽입홀(120)을 향해 연장 형성되는 제1 보강부 경사면(141)을 포함하므로, 피가공물의 절삭 과정에서 발생한 칩이 제1 보강부 경사면(141)을 따라 안내되도록 하여 칩의 제어를 더욱 용이하게 하고, 칩의 컬 형성을 양면형 절삭 인서트(100)의 외측으로 더욱 효과적으로 가이드한다. 따라서, 칩에 의한 스크류(23; 도 1 참고)의 손상을 최소화하는 추가적인 효과까지 얻을 수 있다.
스크류 삽입홀(120)을 중심으로 상부 장착면(110)의 양측에 형성되는 제1 절삭부(130) 및 제1 보강부(140)는 스크류 삽입홀(120)의 중심을 기준으로 점대칭이 되도록 형성됨이 바람직하다. 이는 상부 장착면(110)의 일측의 제1 절삭부(130)가 수명이 다한 후에는, 양면형 절삭 인서트(100)를 스크류 삽입홀(120)을 중심으로 180도 회전시켜 상부 장착면(110)의 타측의 제1 절삭부(130)를 사용하기 때문이다.
한편, 스크류 삽입홀(120)은 양면형 절삭 인서트(100)를 절삭 공구(1; 도 1 참고)의 인서트 포켓(22; 도 1 참고)에 고정하기 위한 스크류(23; 도 1 참고)가 삽입되기 위한 구성이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스크류 삽입홀(120)은 상부 진입홀(121), 하부 진입홀(121') 및 관통홀(122)을 포함한다.
상부 진입홀(121)은 양면형 절삭 인서트(100)의 제1 절삭부(130)를 이용해 절삭 가공을 하고자 하는 경우에 양면형 절삭 인서트(100)를 인서트 포켓(22; 도 1 참고)에 고정하기 위해 스크류(23; 도 1 참고)가 진입하는 공간이며, 동시에 스크류(23)의 헤드가 위치하는 공간이다.
하부 진입홀(121')은 양면형 절삭 인서트(100)의 제2 절삭부(130')를 이용해 절삭 가공을 하고자 하는 경우에 스크류(23)가 진입하는 공간이며 동시에 스크류(23)의 헤드가 위치하는 공간이다.
관통홀(122)은 스크류(23)의 몸통이 통과하는 공간이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 관통홀(122)은 스크류(23) 몸통의 직경에 대응하는 단순한 원통 형상의 홀로 형성될 수 있다. 또는 도시되진 않았지만, 내측면에 스크류(23)의 나사산과 대응하는 나사산이 형성되도록 가공될 수도 있다.
한편, 제1 절삭부(130)가 형성되지 않은 상부 장착면(110)의 가장자리와 측면(111)의 경계에는 부절삭날(151)이 형성될 수 있다. 부절삭날(151)은 제1 주절삭날(131)과 대략 수직으로 형성되어 제1 주절삭날(131)이 피가공물을 절삭해나가는 동안 피가공물의 절삭 부위의 표면의 조도를 향상시킨다.
한편, 하부 장착면(110')에도 제2 절삭부(130')와 제2 보강부(141')가 형성될 수 있다.
이 경우, 하부 장착면(110')은 상부 장착면(110)과 대칭되도록 형성되며, 제2 절삭부(130') 및 제2 보강부(141') 역시 제1 절삭부(130) 및 제1 보강부(140)와 대칭되도록 형성된다. 따라서, 제2 절삭부(130')는 제1 주절삭날(131)과 대칭되도록 형성되는 제2 주절삭날(131')과, 제1 코너절삭날(132)과 대칭되도록 형성되는 제2 코너절삭날(132') 및 제1 레이크면(133)과 대칭되도록 형성되는 제2 레이크면(133')을 포함한다.
또한 제2 절삭부(130')가 형성되지 않은 하부 장착면(110')의 가장자리와 측면(111)의 경계에도 부절삭날(151)이 형성될 수 있다.
상부 장착면(110)의 양측에 구비되는 제1 절삭부(130)가 수명을 다한 후에는 양면형 절삭 인서트(100)를 뒤집어 인서트 포켓(22)에 설치함으로써, 하부 장착면(110')의 양측에 구비되는 제2 절삭부(130')를 이용하여 피가공물을 절삭하므로, 하부 장착면(110')에 구비되는 제2 절삭부(130') 및 제2 보강부(141')는 상부 장착면(110)에 구비되는 제1 절삭부(130) 및 제1 보강부(140)와 그 형상 및 기능이 동일하다. 따라서 중복되는 설명을 생락하기 위해 제2 절삭부(130') 및 제2 보강부(141')에 대한 자세한 설명을 생략한다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트를 도시한 사시도이다. 설명의 편의를 위하여 제1 실시예와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제1 실시예와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.
전술한 제1 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(100)는 상부 장착면(110)의 양측에 제1 절삭부(130)가 형성되고 스크류 삽입홀(120)의 양측으로는 제1 절삭부(130)로부터 연장되는 제1 보강부(140)가 형성되었음에 반해, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(200)는, 제1 절삭부(230)가 상부 장착면(210)을 둘러싸도록 구비된다.
즉, 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(200)에서는, 제1 주절삭날(231)이 상부 장착면(210)의 각 변에 형성되어 측면(211)과의 경계를 형성하고, 제1 코너절삭날(232)은 상부 장착면(210)의 각 코너에 형성되어 코너면(212)과의 경계를 형성한다. 또한 제1 주절삭날(231)과 제1 코너절삭날(232)은 상호 연결되어 상부 장착면(210) 상에 폐루프 형상의 상부 절삭날(231, 232)을 형성할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(200)는, 제1 보강부(240)가 상부 장착면(210)의 각 변 상에 형성된 제1 절삭부(230)로부터 스크류 삽입홀(120)을 향해 연장되며 상부 장착면(210)에 돌출 형성된다.
본 실시예에서는 상부 장착면(210)이 사각형의 형상을 가지므로, 상부 장착면(210) 상에 4개의 제1 보강부(240)가 구비되고, 각 제1 보강부(240)는 스크류 삽입홀(120)을 중심으로 90도 간격으로 구비될 수 있다.
도 6에는 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(200)의 하부 장착면이 구체적으로 도시되어 있지는 않으나, 제1 실시예에서 설명한 바와 유사하게, 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(200)의 하부 장착면은 상부 장착면(210)과 대칭되도록 형성되며, 하부 장착면에는 제2 절삭부 및 제2 보강부가 각각 제1 절삭부(230) 및 제1 보강부(240)와 대칭되도록 형성될 수 있다. 하부 장착면, 제2 절삭부 및 제2 보강부는 전술한 상부 장착면(210), 제1 절삭부(230) 및 제1 보강부(240)에 대한 설명으로 충분히 이해될 수 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(200)는 상부 장착면(210)의 각 변에 형성된 제1 주절삭날(231) 중 어느 하나를 이용해 절삭 가공을 실시하고, 해당 제1 주절삭날(231)이 마모되면 90도씩 회전시켜가며 제1 주절삭날(231)을 순차적으로 사용할 수 있다. 그리고, 상부 장착면(210)의 모든 제1 주절삭날(231)이 마모되면 양면형 절삭 인서트(200)를 뒤집어 하부 장착면의 제2 주절삭살(231')을 동일한 방식으로 순차적으로 사용할 수 있다. 이를 위해 상부 장착면(210) 및 하부 장착면은 정사각형의 형상을 갖는 것이 바람직하다.
또는 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(200)는 상부 장착면(210)의 각 변에 형성된 제1 주절삭날(231) 중 인접한 2개의 제1 주절삭날(231)을 동시에 절삭 가공에 사용하고 해당 제1 주절삭날(231)이 마모되면 180도 회전시켜 나머지 인접하는 제1 주절삭날(231)을 사용하고, 상부 장착면(210)의 모든 제1 주절삭날(231)이 마모되면 양면형 절삭 인서트(200)를 뒤집어 하부 장착면의 제2 주절삭살(231')을 동일한 방식으로 사용할 수 있다.
상부 장착면(210)의 각 제1 절삭부(230)와 스크류 삽입홀(120) 사이 및/또는 하부 장착면의 각 제2 절삭부와 스크류 삽입홀(120) 사이는 각각 제1 보강부(240) 및/또는 제2 보강부에 의해 보강되어 응력이 분산되므로, 상부 장착면(210)의 모든 제1 절삭부(230)를 사용한 후, 하부 장착면의 제2 절삭부를 사용하더라도 스크류 삽입홀(120) 인근에서 파단이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트를 도시한 사시도이다. 설명의 편의를 위하여 제2 실시예와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제2 실시예와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.
전술한 제2 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(200)는 사각 평면의 상부 장착면(210) 및 하부 장착면을 각각 둘러싸는 제1 절삭부(230) 및 제2 절삭부가 구비되었음에 반해, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(300)는, 상부 장착면(210) 및 하부 장착면(미도시)이 삼각형의 평면으로 형성된다.
즉, 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(300)에서는, 제1 주절삭날(331)이 상부 장착면(310)의 세 개의 변에 각각 형성되어, 측면(311)과의 경계를 형성하고, 제1 코너절삭날(332)은 상부 장착면(310)의 세 개의 코너에 각각 형성되어 코너면(312)과의 경계를 형성한다. 본 실시예에서도, 전술한 제2 실시예와 유사하게, 제1 주절삭날(331)과 제1 코너절삭날(332)은 상호 연결되어 상부 장착면(310) 상에 폐루프 형상의 상부 절삭날(331, 332)을 형성할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(300) 역시 제1 보강부(340)가 상부 장착면(310)의 각 변 상에 형성된 제1 절삭부(330)로부터 스크류 삽입홀(120)을 향해 연장되며 상부 장착면(310)에 돌출 형성되나, 본 실시예에서는 상부 장착면(310)이 삼각형의 형상을 가지므로, 상부 장착면(310) 상에 3개의 제1 보강부(340)가 구비되고, 각 제1 보강부(340)는 스크류 삽입홀(120)을 중심으로 120도 간격으로 구비될 수 있다.
도 7에는 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(300)의 하부 장착면이 구체적으로 도시되어 있지는 않으나, 제2 실시예에서 설명한 바와 유사하게 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(300)의 하부 장착면은 상부 장착면(310)과 대칭되도록 형성되며, 하부 장착면에는 제2 절삭부 및 제2 보강부가 각각 제1 절삭부(330) 및 제1 보강부(340)와 대칭되도록 형성될 수 있다. 하부 장착면, 제2 절삭부 및 제2 보강부는 전술한 상부 장착면(310), 제1 절삭부(330) 및 제1 보강부(340)에 대한 설명으로 충분히 이해될 수 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(300)는 상부 장착면(310)의 각 변에 형성된 제1 주절삭날(331) 중 어느 하나를 이용해 절삭 가공을 실시하고, 해당 제1 주절삭날(331)이 마모되면 120도씩 회전시켜가며 제1 주절삭날(331)을 순차적으로 사용할 수 있다. 그리고, 상부 장착면(310)의 모든 제1 주절삭날(331)이 마모되면 양면형 절삭 인서트(300)를 뒤집어 하부 장착면의 제2 주절삭살(331')을 동일한 방식으로 순차적으로 사용할 수 있다. 이를 위해 상부 장착면(310) 및 하부 장착면은 정삼각형의 형상을 갖는 것이 바람직하다.
상부 장착면(310)의 각 제1 절삭부(330)와 스크류 삽입홀(120) 사이 및 하부 장착면의 각 제2 절삭부와 스크류 삽입홀(120) 사이는 제1 보강부(340) 및 제2 보강부에 의해 보강되어 응력이 분산되므로, 상부 장착면(310)의 모든 제1 절삭부(330)를 사용한 후, 하부 장착면의 제2 절삭부를 사용하더라도 스크류 삽입홀(120) 인근에서 파단이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트를 도시한 사시도이다. 설명의 편의를 위하여 제3 실시예와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제3 실시예와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.
전술한 제3 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(300)는 상부 장착면(210) 및 하부 장착면(미도시)이 삼각형의 평면으로 형성되었음에 반해, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(400)는 상부 장착면(410) 및 하부 장착면(미도시)은 각 변이 외측으로 볼록한 곡선으로 형성된 삼각형의 평면으로 형성된다.
즉, 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(400)에서는 제1 주절삭날(431)이 상부 장착면(410)의 곡선 형상의 세 개의 변에 각각 곡선 형상을 갖도록 형성되어 측면(411)과의 경계를 형성하고, 제1 코너절삭날(432)은 상부 장착면(310)의 세 개의 코너에 각각 형성되어 코너면(412)과의 경계를 형성한다. 본 실시예에서도, 전술한 제3 실시예와 유사하게, 제1 주절삭날(431)과 제1 코너절삭날(432)은 상호 연결되어 상부 장착면(410) 상에 폐루프 형상의 상부 절삭날(431, 432)을 형성할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(400) 역시 제1 보강부(440)가 상부 장착면(410)의 각 변 상에 형성된 제1 절삭부(430)로부터 스크류 삽입홀(120)을 향해 연장되며 상부 장착면(410)에 돌출 형성되며, 상부 장착면(410) 상에 3개의 제1 보강부(440)가 구비되고, 각 제1 보강부(440)는 스크류 삽입홀(120)을 중심으로 120도 간격으로 구비될 수 있다.
도 8에는 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(400)의 하부 장착면이 구체적으로 도시되어 있지는 않으나, 제3 실시예에서 설명한 바와 유사하게, 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(400)의 하부 장착면은 상부 장착면(410)과 대칭되도록 형성되며, 하부 장착면에는 제2 절삭부 및 제2 보강부가 각각 제1 절삭부(430) 및 제1 보강부(440)와 대칭되도록 형성될 수 있다. 하부 장착면, 제2 절삭부 및 제2 보강부는 전술한 상부 장착면(410), 제1 절삭부(430) 및 제1 보강부(440)에 대한 설명으로 충분히 이해될 수 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(400) 역시 상부 장착면(410)의 각 변에 형성된 제1 주절삭날(431)을 120도씩 회전시켜가며 제1 주절삭날(431)을 순차적으로 사용하고, 상부 장착면(410)의 모든 제1 주절삭날(431)이 마모되면 양면형 절삭 인서트(400)를 뒤집어 하부 장착면의 제2 주절삭살(431')을 동일한 방식으로 순차적으로 사용할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(400)는 제1 주절삭날(431)이 곡선으로 형성되므로, 피가공물에 곡면을 절삭 가공하는데 더 적합하게 사용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트를 이용한 피가공물의 절삭 상황을 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 양면형 절삭 인서트(400)는 제1 주절삭날(431; 도 8 참고) 또는 제2 주절삭날(431'; 도 8 참고)이 피가공물(P)의 표면에 접하도록 피가공물(P)의 표면을 이동하며 피가공물(P)을 절삭 가공한다. 이하에서는 설명의 편의상 피가공물(P)이 제1 주절삭날(431)에 의해 절삭 가공되는 것으로 설명한다.
도 9에는 하나의 양면형 절삭 인서트(400)를 도시하였으나, 도 1에 도시된 바와 같이, 절삭 공구(1)가 회전함에 따라 인서트 체결부(20)에 결합된 복수 개의 양면형 절삭 인서트가 순차적으로 피가공물(P)의 표면을 깎아내며 피가공물(P)을 절삭할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 양면형 절삭 인서트(400)의 제1 주절삭날(431)이 피가공물(P)의 표면을 깎아냄에 따라 피가공물(P)의 표면으로부터 떨어져나오는 칩(C)은 제1 레이크면(433; 도 8 참고) 및 제1 보강부 경사면(441; 도 8 참고)을 따라 컬(curl)을 형성한다.
특히, 제1 레이크면(433)으로부터 스크류 삽입홀(120)을 향해 연장 형성되는 제1 보강부 경사면(441)에 의해 칩(C)의 컬이 더욱 효과적으로 양면형 절삭 인서트(400)의 외측으로 말려 나간다. 따라서, 칩(C)이 스크류(23; 도 1 참고)에 충돌하는 것을 최소하하여 칩(C)에 의해 스크류(23)가 파손되는 것을 방지함과 동시에 칩(C)의 제어가 용이하게 이루어진다.
동시에, 제1 보강부(440)에 의해 제1 절삭부(430)의 강성이 강화되므로, 제1 절삭부(430)에 의한 절삭력이 강화되는 효과가 함께 발생한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 절삭 공구 10: 몸체
20: 인서트 체결부 21: 칩 포켓
22: 인서트 포켓 23: 스크류
110': 하부 장착면 120: 스크류 삽입홀
121: 상부 진입홀 121': 하부 진입홀
122: 관통홀 130': 제2 절삭부
133': 제2 레이크면 141': 제2 보강부
151: 부절삭날 P: 피가공물
C: 칩
100, 200, 300, 400: 양면형 절삭 인서트
110, 210, 310, 410: 상부 장착면
111, 211, 311, 411: 측면
112, 212, 312, 412: 코너면
130, 230, 330, 440: 제1 절삭부
131, 231, 331, 431: 제1 주절삭날
132, 232, 332, 432: 제1 코너절삭날
133, 233, 333, 433: 제1 레이크면
131', 231', 331', 431': 제2 주절삭날
132', 232', 332', 432': 제2 코너절삭날
140, 240, 340, 440: 제1 보강부
141, 241, 341, 441: 제1 보강부 경사면

Claims (12)

  1. 제1 레이크면이 형성된 상부 장착면;
    제2 레이크면이 형성된 하부 장착면;
    상기 상부 장착면 및 상기 하부 장착면을 관통하는 스크류 삽입홀;
    상기 상부 장착면과 상기 하부 장착면의 둘레를 형성하며 상기 상부 장착면과 상기 하부 장착면을 연결하는 측면;
    상기 상부 장착면과 상기 측면의 경계에 형성되는 제1 주절삭날;
    상기 하부 장착면과 상기 측면의 경계에 형성되는 제2 주절삭날;
    상기 제1 레이크면 및 상기 제2 레이크면 중 적어도 하나의 중앙부로부터 연장되어 상기 스크류 삽입홀을 향해 형성되는 보강부를 포함하는 양면형 절삭 인서트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주절삭날은 상기 상부 장착면보다 상방으로 돌출 형성되고 상기 제2 주절삭날은 상기 하부 장착면보다 하방으로 돌출 형성되는, 양면형 절삭 인서트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 스크류 삽입홀을 향해 하향 경사지는 경사면을 포함하는, 양면형 절삭 인서트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강부는,
    상기 제1 레이크면의 중앙부로부터 연장되어 상기 스크류 삽입홀을 향해 형성되는 제1 보강부 및
    상기 제2 레이크면의 중앙부로부터 연장되어 상기 스크류 삽입홀을 향해 형성되는 제2 보강부를 포함하는, 양면형 절삭 인서트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 보강부는 상기 제1 주절삭날에 대해 수직으로 형성되고, 상기 제2 보강부는 상기 제2 주절삭날에 대해 수직으로 형성되는, 양면형 절삭 인서트.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 보강부는 상기 스크류 삽입홀과 상기 제1 레이크면 사이의 거리가 최소가 되는 지점에 형성되고, 상기 제2 보강부는 상기 스크류 삽입홀과 상기 제2 레이크면 사이의 거리가 최소가 되는 지점에 형성되는, 양면형 절삭 인서트.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 보강부는 상기 제1 레이크면의 중앙부로부터 상기 상부 장착면에 형성된 상기 스크류 삽입홀의 외주까지 연장 형성되고, 상기 제2 보강부는 상기 제2 레이크면의 중앙부로부터 상기 하부 장착면에 형성된 상기 스크류 삽입홀의 외주까지 연장 형성되는, 양면형 절삭 인서트.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 상부 장착면 및 상기 하부 장착면은 사각형의 평면으로 형성되고,
    상기 제1 레이크면 및 상기 제1 주절삭날은 상기 상부 장착면의 양측에 상호 대향되도록 형성되고, 상기 제2 레이크면 및 상기 제2 주절삭날은 상기 하부 장착면의 양측에 상호 대향되도록 형성되며,
    상기 제1 보강부 및 상기 제2 보강부는 각각 상기 스크류 삽입홀을 중심으로 양측에 구비되는, 양면형 절삭 인서트.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 상부 장착면 및 상기 하부 장착면은 사각형의 평면으로 형성되고,
    상기 제1 레이크면 및 상기 제1 주절삭날은 상기 상부 장착면의 각 변 상에 형성되고, 상기 제2 레이크면 및 상기 제2 주절삭날은 상기 하부 장착면의 각 변 상에 형성되고,
    상기 제1 보강부 및 상기 제2 보강부는 각각 상기 스크류 삽입홀을 중심으로 90도 간격으로 구비되는, 양면형 절삭 인서트.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 상부 장착면 및 상기 하부 장착면은 삼각형의 평면으로 형성되고,
    상기 제1 레이크면 및 상기 제1 주절삭날은 상기 상부 장착면의 각 변 상에 형성되고, 상기 제2 레이크면 및 상기 제2 주절삭날은 상기 하부 장착면의 각 변 상에 형성되고,
    상기 제1 보강부 및 상기 제2 보강부는 각각 상기 스크류 삽입홀을 중심으로 120도 간격으로 구비되는, 양면형 절삭 인서트.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 상부 장착면 및 상기 하부 장착면은 각 변이 외측으로 볼록한 삼각형의 평면으로 형성되고,
    상기 제1 레이크면 및 상기 제1 주절삭날은 상기 상부 장착면의 각 변 상에 곡선 형상을 갖도록 형성되고, 상기 제2 레이크면 및 상기 제2 주절삭날은 상기 하부 장착면의 각 변 상에 곡선 형상을 갖도록 형성되고,
    상기 제1 보강부 및 상기 제2 보강부는 각각 상기 스크류 삽입홀을 중심으로 120도 간격으로 구비되는, 양면형 절삭 인서트.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 상부 장착면과 상기 하부 장착면, 상기 제1 레이크면과 상기 제2 레이크면, 상기 제1 주절삭날과 상기 제2 주절삭날 및 상기 제1 보강부과 상기 제2 보강부는 상호 대칭이 되도록 형성되는, 양면형 절삭 인서트.
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