KR20190067989A - Cutting insert having good fastening force - Google Patents

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KR20190067989A
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cutting insert
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김정욱
이성구
김용현
박지원
양기수
안선용
김영흠
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한국야금 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a cutting insert with increased coupling force for processing a difficult to cut material, which has increased the coupling force or thermal conductivity to extend its service life when a ceramic or cubic-boron nitride (cBN) insert is coupled to a holder installed in the main body of a tool. According to the present invention, the cutting insert comprises: upper and lower surfaces; a side surface connecting the upper and lower surfaces; and a cut-in part formed by the upper and side surfaces. A coupling assist layer is inserted or coated formed on the outermost surface of the cutting insert to cover a part or all of the coupling surface coupled to the holder of the main body of the tool. The coupling assist layer comprises a base material forming the cutting insert, or material with at least one characteristic among materials with greater hardness, better softness, and higher conductivity than those of a hard coating film formed on the surface of the base material of the cutting material. When the cutting insert is coupled to the holder, elastic or plastic deformation is generated in the coupling assist layer such that the contact area coupled to the cutting insert and the holder of the main body of the tool is increased, wherein the cutting insert is a ceramic or cBN insert.

Description

체결력이 향상된 난삭재 가공용 절삭 인서트 {CUTTING INSERT HAVING GOOD FASTENING FORCE}[0001] CUTTING INSERT HAVING GOOD FASTENING FORCE [0002]

본 발명은 난삭재 가공용 절삭 인서트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난삭재 가공용 절삭 인서트인 세라믹스 인서트 또는 cBN 인서트를 공구의 본체에 구비된 홀더에 체결하였을 때, 체결력 및/또는 열전도성이 향상되어 수명이 연장되는 절삭 인서트에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a cutting insert for machining a hard cutting material, and more particularly, to a cutting insert for machining a hard cutting material, which has improved fastening force and / or thermal conductivity when a ceramic insert or a cBN insert, To an extended cutting insert.

절삭 인서트를 공구 본체의 홀더에 체결할 때, 절삭 인서트의 체결면 전체가 공구 본체의 홀더에 접하지 않고 부분적으로는 수 내지 수십 마이크로미터 수준의 미세한 두께의 유격이 상당 부분 형성된 상태로 유지된다.When the cutting insert is fastened to the holder of the tool body, the entire engagement surface of the cutting insert does not contact the holder of the tool body, and partly a very small clearance of several to several tens of micrometer level is maintained.

홀더 또는 커터와 절삭 인서트의 체결면에 형성되는 유격의 거리가 클수록, 또한 유격이 형성된 체결면의 면적이 넓어질수록, 절삭 인서트는 홀더에 안정적으로 고정되지 못하게 되어, 절삭가공 시에 절삭 인서트의 떨림과 가공부하가 증가되고, 결과적으로 절삭 인서트의 수명단축의 원인이 된다. 특히 난삭재 가공용 인서트에서는 절삭 인서트와 홀더 또는 커터와의 체결력이 수명에 미치는 영향이 크다.As the distance of the clearance formed on the clamping surface of the holder or the cutter and the cutting insert is larger and the area of the clamping surface formed with the clearance is widened, the cutting insert can not be stably fixed to the holder, The vibration and the working load are increased, and as a result, the life of the cutting insert is shortened. Particularly, in the cutting insert for machining a rough cutting material, the fastening force between the cutting insert and the holder or the cutter greatly affects the service life.

또한, 절삭가공 시에 절삭 인서트에는 매우 높은 마찰열에 의해 고온상태가 되는데, 유격이 형성된 면적이 넓어질수록 절삭 인서트에서 발생하는 열의 전도성을 떨어뜨려 절삭 인서트에 가해지는 열적 부하도 증가하며, 이는 예측된 것보다 빠른 시간에 절삭 인서트의 수명이 종료하는 원인이 되기도 한다.In addition, during cutting, the cutting insert has a high temperature due to a very high frictional heat. As the area where the clearance is formed becomes wider, the thermal conductivity generated by the cutting insert is lowered and the thermal load applied to the cutting insert increases. Or the end of the life of the cutting insert may be terminated sooner than before.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 절삭 인서트를 정밀하게 치수 가공함으로써 체결면에 유격이 발생하는 것을 최소화하고 있으나, 대량 생산되는 절삭 인서트의 경우 유격 발생을 억제하는데 한계가 있다.In order to solve such a problem, the generation of clearance on the clamping surface is minimized by precisely dimensioning the cutting insert. However, in the case of a mass-produced cutting insert, there is a limit to suppressing the occurrence of clearance.

또한, 유격을 방지하기 위한 수단으로, 하기 특허문헌에는 본체 및 경계면을 통해 본체에 분리가능하게 연결되는 절삭 인서트에 있어서, 본체와 절삭 인서트에 형성되는 상기 경계면의 기하학적인 형상의 제어를 통해 정확한 위치와 안정된 체결력을 제공하도록 하는 것이 제시되었다.As a means for preventing clearance, the following patent documents disclose a cutting insert detachably connected to a main body through a main body and an interface, wherein a geometric shape of the interface formed in the main body and the cutting insert is controlled, And to provide stable clamping force.

그런데 이와 같은 수단은 특정한 형상으로 가공되어야 하므로, 별도의 가공작업이 필요하거나 홀더의 변형이 요구되므로 다양한 절삭 인서트에 적용하기 어려운 문제점이 있다.However, since such a tool has to be machined to a specific shape, a separate machining operation is required or a holder is required to be deformed, so that it is difficult to apply to various cutting inserts.

대한민국 공개특허공보 제2009-0005008호Korean Patent Publication No. 2009-0005008

본 발명은, 공구 본체에 구비된 홀더에 체결하였을 때, 체결력이 향상되어 절삭 가공이 안정적으로 이루어짐과 동시에, 난삭재 가공용 절삭 인서트에서 발생하는 마찰열이 신속하게 홀더 쪽으로 전달될 수 있도록 함으로써, 절삭 인서트의 수명을 연장시킬 수 있는 절삭 인서트를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.According to the present invention, when fastened to a holder provided in a tool body, the fastening force is improved and the cutting operation is stably performed, and the frictional heat generated in the cutting insert for machining difficult-to-cut material can be quickly transmitted to the holder, Which can extend the service life of the cutting insert.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상면과, 하면과, 상기 상면과 하면을 연결하는 측면과, 상기 상면과 측면에 의해 형성되는 절인부를 포함하는 절삭 인서트로, 상기 절삭 인서트의 최외곽 표면에는, 공구 본체의 홀더와 체결되는 체결면의 일부 또는 전부를 커버하도록 삽입되거나 코팅되어 형성되는 체결보조층을 구비하고, 상기 체결보조층은 상기 절삭 인서트를 구성하는 모재 또는 상기 절삭 인서트의 모재 표면에 형성되는 경질피막에 비해, 경도가 낮은 것, 연성이 좋은 것, 열전도도가 높은 것, 소성 변형성이 우수한 것 중 적어도 하나 이상의 특성을 구비한 물질로 이루어지고, 상기 절삭 인서트가 상기 홀더에 체결될 때, 상기 체결보조층은 탄성변형 또는 소성변형이 일어나 상기 절삭 인서트와 상기 공구 본체의 홀더와 체결되는 접촉면적을 증가시키며, 상기 절삭 인서트는 세라믹스 인서트 또는 cBN 인서트인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cutting insert including an upper surface, a lower surface, a side connecting the upper surface and the lower surface, and a cut-in portion formed by the upper surface and the side surface, And a coupling assisting layer inserted or coated to cover a part or the whole of a coupling surface to be fastened to the holder of the tool body, wherein the coupling assisting layer is formed on the base material of the base material constituting the cutting insert or on the base material of the cutting insert The hard insert is made of a material having at least one of low hardness, good ductility, high thermal conductivity and excellent plastic deformation, compared with the hard film to be formed, and the cutting insert is fastened to the holder The fastening assisting layer is elastically deformed or plastic deformed, and the contact area between the cutting insert and the holder of the tool body Wherein the cutting insert is a ceramic insert or a cBN insert.

본 발명에 따른 난삭재 가공용 절삭 인서트는 공구 본체의 홀더와 체결되는 체결면의 적어도 일부에 절삭 인서트 및 홀더에 비해 경도가 낮거나, 탄성이 높거나, 소성변형성이 높거나, 열전도도가 높은 물질로 이루어진 코팅층 내지 삽입층을 구비하고 있어, 체결과정에서 탄성변형 또는 소성변형된 물질이 절삭 인서트와 홀더 간의 접촉면적을 넓히고 유격을 줄여 체결력을 향상시키며, 이를 통해 절삭가공 시 가공 부하를 줄일 수 있다.The cutting insert for machining a hard cutting material according to the present invention is characterized in that at least a part of a joint surface to be fastened to a holder of a tool body has a hardness lower than that of a cutting insert and a holder or a material having a high elasticity, The elastic layer or the plastic deformed material increases the contact area between the cutting insert and the holder and reduces the clearance to improve the clamping force, thereby reducing the machining load during the cutting process .

또한, 상기 코팅층 내지 삽입층은 절삭 인서트에 비해 열전도성이 우수한 물질로 이루어지기 때문에, 체결면적의 확대와 더불어, 열전도도가 향상되어, 절삭가공 시 발생하는 마찰열이 신속하게 절삭 인서트에서 공구 본체로 전달될 수 있도록 하여, 열 부하를 줄일 수 있다.Further, since the coating layer or the insert layer is made of a material having a higher thermal conductivity than the cutting insert, the thermal conductivity is improved along with the enlargement of the fastening area, and the frictional heat generated at the cutting is quickly transferred from the cutting insert to the tool body So that the heat load can be reduced.

특히 난삭재 가공에 활용되는 세라믹스의 경우 본 발명의 기술적 사상이 적용되면 고속 가공부하 떨림과 열전도성을 개선시켜 절삭성능이 현저히 향상되며, 또한 cBN 인서트의 경우에도 난삭재의 정삭가공시 미세한 변형이 억제되어 가공치수 유지에 큰 효과를 얻을 수 있다.Particularly, in the case of ceramics used for machining hard materials, when the technical idea of the present invention is applied, the cutting performance is remarkably improved by improving the high-speed machining load fluctuation and thermal conductivity, and in the case of the cBN insert, So that a great effect can be obtained in maintaining the machining dimension.

도 1은 C 타입 세라믹스 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 1과 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 1의 사진이다.
도 2는 C 타입 세라믹스 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 1과 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 1을 홀더에 체결한 후, 체결면적 및 강도를 정성적으로 평가한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 C 타입 세라믹스 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 1과 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 1의 외부 체결면 확대사진 및 표면 거칠기 상태를 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 R 타입 세라믹스 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 2와 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 2의 사진이다.
도 5는 R 타입 세라믹스 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 2와 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 2를 홀더에 체결한 후, 체결면적 및 강도를 정성적으로 평가한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 R 타입 세라믹스 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 2와 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 2의 외부 체결면 확대사진 및 표면 거칠기 상태를 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 cBN 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 3과 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 3의 사진이다.
도 8은 cBN 세라믹스 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 3과 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 3을 홀더에 체결한 후, 체결면적 및 강도를 정성적으로 평가한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 cBN 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 3과 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 3의 외부 체결면 확대사진 및 표면 거칠기 상태를 분석한 결과를 나타낸 것이다.
1 is a photograph of Example 1 in which a coupling assisting layer is inserted into a C type ceramic insert and Comparative Example 1 in which a coupling assisting layer is not inserted.
Fig. 2 shows the result of qualitatively evaluating the joint area and the strength after fastening Example 1 in which the fastening assisting layer was inserted into the C-type ceramic insert and Comparative Example 1 in which the fastening assisting layer was not inserted.
Fig. 3 shows an enlarged view of the outer joint surface and an analysis result of the surface roughness state of Example 1 in which a coupling assisting layer was inserted into a C-type ceramic insert and Comparative Example 1 in which a coupling assisting layer was not inserted.
4 is a photograph of Example 2 in which a fastening assisting layer is inserted into an R type ceramic insert and Comparative Example 2 in which a fastening assisting layer is not inserted.
Fig. 5 shows the result of qualitatively evaluating the joint area and strength after securing Example 2 in which a coupling assisting layer was inserted into a R type ceramic insert and Comparative Example 2 in which a coupling assisting layer was not inserted.
6 is an enlarged view of the external engaging surface and an analysis result of the surface roughness state of Example 2 in which a coupling assisting layer was inserted into an R type ceramic insert and Comparative Example 2 in which a coupling assisting layer was not inserted.
Fig. 7 is a photograph of Example 3 in which a fastening assisting layer is inserted into a cBN insert and Comparative Example 3 in which a fastening assisting layer is not inserted. Fig.
Fig. 8 shows the result of qualitatively evaluating the joint area and strength of the cBN ceramics insert after fastening Example 3 in which the fastening assisting layer was inserted and Comparative Example 3 in which the fastening assisting layer was not inserted, to the holder.
Fig. 9 shows an enlarged view of the external engaging surface and an analysis result of the surface roughness state of Example 3 in which a fastening assisting layer was inserted into a cBN insert and Comparative Example 3 in which no fastening assisting layer was inserted.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

본 발명에 따른 절삭 인서트는, 상면과, 하면과, 상기 상면과 하면을 연결하는 측면과, 상기 상면과 측면에 의해 형성되는 절인부를 포함하고, 상기 절삭 인서트의 최외곽 표면에는, 공구 본체의 홀더와 체결되는 체결면의 일부 또는 전부를 커버하도록 삽입되거나 코팅되어 형성되는 체결보조층을 구비하고, 상기 체결보조층은 상기 절삭 인서트를 구성하는 모재 또는 상기 절삭 인서트의 모재 표면에 형성되는 경질피막에 비해, 경도가 낮은 것, 연성이 좋은 것, 열전도도가 높은 것, 소성 변형성이 우수한 것 중 적어도 하나 이상의 특성을 구비한 물질로 이루어지고, 상기 절삭 인서트가 상기 홀더에 체결될 때, 상기 체결보조층은 탄성변형 또는 소성변형이 일어나 상기 절삭 인서트와 상기 공구 본체의 홀더와 체결되는 접촉면적을 증가시키며, 상기 절삭 인서트는 세라믹스 인서트 또는 cBN 인서트인 것을 특징으로 한다.The cutting insert according to the present invention includes a cutting insert having a top surface, a bottom surface, a side connecting the top surface and the bottom surface, and a picked portion formed by the top surface and the side surface, And a fastening assisting layer formed to be inserted or coated so as to cover a part or all of the fastening surfaces to be fastened to the cutting insert, wherein the fastening assisting layer is formed on the hard coating formed on the surface of the base material of the cutting insert or the base material of the cutting insert Is made of a material having at least one of low hardness, good ductility, high thermal conductivity, and excellent plastic deformation property, and when the cutting insert is fastened to the holder, the fastening assistant Layer is elastically deformed or plasticized to increase the contact area between the cutting insert and the holder of the tool body, Grinding the insert is characterized in that a ceramic insert or cBN insert.

본 발명에 있어서, '세라믹스 인서트'는 통상 산화알루미늄을 주성분으로 하는 세라믹스로 만들어진 인서트를 말하며 세라믹스는 산화세라믹스, 세라믹복합체, 휘스커 강화 세라믹스, 질화실리콘 세라믹스, 사이알론 세라믹스 등을 포함한다.In the present invention, the term 'ceramic insert' refers to an insert made of ceramics whose main component is aluminum oxide as a main component. Ceramics include oxidized ceramics, ceramic composites, whisker reinforced ceramics, silicon nitride ceramics, sialon ceramics and the like.

또한, 본 발명에 있어서, 'cBN 인서트'는 결합제(금속/세라믹)와 육각구조에서 다이아몬드에 근사한 구조(Cubic)로 변형된 붕소질화물(boron nitride)을 혼합하여 고온(예를 들어, 약 1500℃), 고압(예를 들어, 4GPa 이상) 하에서 소결하여 만든 소결체를 포함하는 인서트(바람직하게는 인서트의 인선부에 브레이징한 인서트)를 의미한다.Also, in the present invention, the 'cBN insert' may be formed by mixing a binder (metal / ceramic) and a boron nitride modified to a diamond-like structure (Cubic) in a hexagonal structure at a high temperature ), And a sintered body obtained by sintering under a high pressure (for example, 4 GPa or more) (preferably, an insert brazed to the insert portion of the insert).

또한, 본 발명에 있어서, '공구 본체의 홀더'란 인서트를 체결하여 사용하는 다양한 형태의 인덱서블 공구에 있어서 절삭 인서트의 체결면이 구비되어 절삭 인서트가 체결되는 부분을 포괄하여 의미하는 용어이며, 특정한 공구에 한정되는 개념이 아니다.Further, in the present invention, the term " holder of the tool body " is a term encompassing a portion where a cutting surface of a cutting insert is provided with various types of indexable tools used by fastening an insert to fasten the cutting insert, It is not a concept specific to a particular tool.

또한, 본 발명에 있어서, '경질피막'은 금속을 포함하는 산화물, 탄화물, 질화물, 탄질화물, 탄산질화물 등의 금속 화합물을 포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다.Further, in the present invention, the 'hard film' may be a single layer or a multi-layer structure including a metal compound such as an oxide, a carbide, a nitride, a carbonitride, and a carbonitride.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 체결보조층은 상기한 특성을 구비한다면 특별히 제한이 없으며, 고체, 반고체의 형태로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 또는 이들의 합금과 같이 경도가 낮고 연성과 전성이 우수하여 소성변형성이 양호하고 열전도도가 우수한 물질로 이루어질 수 있다.In the present invention, the fastening assisting layer is not particularly limited as long as it has the above-mentioned characteristics, and may be formed in the form of solid or semi-solid. For example, aluminum, copper, It can be made of a material excellent in plastic deformation and ductility and excellent in thermal conductivity.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 체결보조층은 삽입되는 구조를 가질 수 있고, 이 경우 체결보조층은 절삭 인서트의 일측에 삽입되어 사용된 후, 탈착된 후 타측에 삽입되어 재사용될 수 있다.Further, in the present invention, the fastening assisting layer may have a structure in which the fastening assisting layer is inserted. In this case, the fastening assisting layer may be inserted into one side of the cutting insert, and then inserted and reused after being detached.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 체결보조층은, 유기물을 포함하는 조성물의 도포에 의해 형성될 수 있다.Further, in the present invention, the fastening assisting layer may be formed by applying a composition containing an organic substance.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 체결보조층의 두께는, 1㎛ 미만일 경우 전술한 체결력 향상 또는 열전도도 향상과 같은 효과가 충분하지 않고, 500㎛ 초과일 경우 절삭 인서트와 홀더 간의 공차 범위를 넘어서 오히려 절삭 가공에 문제를 발생시키는 요인이 될 수 있으므로, 1 ~ 500㎛인 것이 바람직하다.In the present invention, when the thickness of the fastening assisting layer is less than 1 탆, the above-mentioned effects such as the improvement of the fastening force or the thermal conductivity are not sufficient. If the thickness exceeds 500 탆, the tolerance range between the cutting insert and the holder is exceeded It may cause a problem in the cutting process, and therefore, it is preferably 1 to 500 mu m.

[실시예 1][Example 1]

실시예 1에서는 한국야금(주)의 CNMA120408의 형번으로 제작한 C 타입 세라믹스 인서트에 두께 약 60㎛의 알루미늄 박으로 이루어진 체결보조층을 삽입한 것이다.In Example 1, a fastening assisting layer made of an aluminum foil having a thickness of about 60 탆 was inserted into a C-type ceramic insert manufactured by the model number of CNMA 120408 of Korea Metallurgy Co., Ltd.

도 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1에 따라 절삭 인서트의 경우, 그 상면을 제외한 하면과 측면이 모두 커버되도록 제작된 체결보조층을 삽입한 형태이다.As shown in FIG. 1, in the case of the cutting insert according to the first embodiment, a coupling assistant layer is formed so as to cover both the lower surface and the side surface excluding the upper surface.

한편, 본 발명의 실시예 1에서는 인서트의 하면과 측면에 커버되는 형태의 체결보조층을 사용하였으나, 체결면의 적어도 일부만 커버되거나 모든 체결면이 커버되는 형태의 체결보조층을 사용할 수 있다.Meanwhile, in the first embodiment of the present invention, the coupling assisting layer in the form of being covered on the lower surface and the side surface of the insert is used, but a coupling assisting layer in which at least a part of the coupling surface is covered or all coupling surfaces are covered can be used.

또한, 본 발명의 실시예 1에서는 별도의 삽입 형태의 체결보조층을 절삭 인서트에 적용하였으나, 공구 홀더와의 체결면에 예를 들어 알루미늄과 같은 물질로 수 ~ 수백㎛ 수준의 코팅층을 형성할 수도 있으며, 이때 코팅층의 형성은 일반적인 박막 형성공정이나, 인쇄공정 등 다양한 방법으로 형성될 수 있다.In the first embodiment of the present invention, a separate insert-type fastening assisting layer is applied to the cutting insert, but it is also possible to form a coating layer of several to several hundred micrometers in thickness on the fastening surface with the tool holder, for example, At this time, the formation of the coating layer may be performed by various methods such as a general thin film forming process and a printing process.

또한, 체결보조층을 삽입/탈착 가능한 형태가 아닌 코팅의 방법으로 형성할 경우, 유기물을 포함하는 페이스트와 같은 유동성과 접착성을 갖는 물질을 절삭 인서트의 체결면의 전부 또는 일부에 소정 두께로 도포하는 형태로 형성할 수도 있다.In addition, when the fastening assisting layer is formed by a coating method that is not an insertable / detachable form, a material having fluidity and adhesion such as a paste containing an organic material is applied to all or a part of the fastening surface of the cutting insert to a predetermined thickness May be formed.

또한, 상기 삽입형 체결보조층은 절삭 인서트의 일측의 인선의 사용이 완료되면, 절삭 인서트로부터 분리하여 다른 측에 삽입하여 재사용할 수도 있다.Further, the insertion-type fastening assisting layer may be separated from the cutting insert and inserted into another side for reuse when the cutting edge of one side of the cutting insert is used.

도 2는 C 타입 세라믹스 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 1과 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 1을 홀더(PCLNL2525-M12)에 체결한 후, 체결면적 및 강도를 정성적으로 평가한 결과를 나타낸 것이다.Fig. 2 is a graph showing the results of evaluating the fastening area and the strength of the c-type ceramic insert after fixing the fastening assisting layer to the C-type ceramic insert in Example 1 and the holder (PCLNL2525-M12) The results are shown.

상기 정성 평가는 세라믹스 인서트와 홀더의 사이에 가해지는 압력에 의해 색상이 변하는 시트를 삽입한 후 체결하고, 체결 후 시트의 색상 변화를 관찰하는 방식으로 수행하였다.The qualitative evaluation was carried out in such a manner that a sheet whose color was changed by the pressure applied between the ceramic insert and the holder was inserted and fastened, and the color change of the sheet after the fastening was observed.

도 2에서 확인되는 바와 같이, 비교예 1에 비해 실시예 1의 홀더에 접하는 하면과 측면의 면적이 넓어지고 및 색상의 진하기가 더 진하여 체결력이 더 우수해 졌음을 알 수 있다.As can be seen in FIG. 2, it can be seen that the area of the lower surface and the side surface in contact with the holder of Example 1 is wider and the color is darker and the fastening force is better than that of Comparative Example 1.

도 3은 C 타입 세라믹스 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 1과 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 1의 외부 체결면 확대사진 및 표면 거칠기 상태를 분석한 결과를 나타낸 것이다.Fig. 3 shows an enlarged view of the outer joint surface and an analysis result of the surface roughness state of Example 1 in which a coupling assisting layer was inserted into a C-type ceramic insert and Comparative Example 1 in which a coupling assisting layer was not inserted.

도 3에서도 도 2와 동일하게, 본 발명의 실시예 1에 따라 체결보조층을 삽입한 절삭 인서트가 그렇지 않은 절삭 인서트에 비해 체결면에서 소성 변형된 면적이 넓어진 것을 알 수 있다.In FIG. 3, as in FIG. 2, it can be seen that the cutting insert having the fastening assisting layer inserted therein according to the first embodiment of the present invention has an area plastically deformed at the fastening surface compared to the cutting insert without the fastening.

[실시예 2][Example 2]

실시예 2는 도 4에 나타낸 바와 같이, 한국야금(주)의 RNGN120700의 형번으로 제작한 R 타입 세라믹스 인서트의 하면과 측면을 커버하는 두께 약 60㎛의 알루미늄 박으로 이루어진 체결보조층을 삽입한 것이다.As shown in Fig. 4, Example 2 is a insert of a fastening assisting layer made of an aluminum foil having a thickness of about 60 탆 which covers a lower surface and a side surface of an R-type ceramic insert manufactured by the model number of RNGN120700 of Korea Metallurgy Co., .

도 5는 R 타입 세라믹스 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 2와 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 2를 홀더(CRSNL2525M12)에 체결한 후, 체결면적 및 강도를 정성적으로 평가한 결과를 나타낸 것이다.Fig. 5 shows the result of qualitatively evaluating the joint area and strength after coupling Example 2 in which a coupling assisting layer was inserted into a R type ceramic insert and Comparative Example 2 in which a coupling assisting layer was not inserted, to the holder (CRSNL2525M12) .

도 5에서 확인되는 바와 같이, 비교예 2에 비해 실시예 2의 홀더에 접하는 하면의 면적이 넓어지고 및 색상의 진하기가 더 진하여 체결력이 더 우수해 졌음을 알 수 있다.As can be seen from Fig. 5, the area of the lower surface in contact with the holder of Example 2 is wider and the color is darker and the fastening force is better than that of Comparative Example 2. [

도 6은 R 타입 세라믹스 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 2와 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 2의 외부 체결면 확대사진 및 표면 거칠기 상태를 분석한 결과를 나타낸 것이다.6 is an enlarged view of the external engaging surface and an analysis result of the surface roughness state of Example 2 in which a coupling assisting layer was inserted into an R type ceramic insert and Comparative Example 2 in which a coupling assisting layer was not inserted.

도 6에서도 도 5와 동일하게, 본 발명의 실시예 2에 따라 체결보조층을 삽입한 절삭 인서트가 그렇지 않은 절삭 인서트에 비해 체결면에서 소성 변형된 면적이 넓어진 것을 알 수 있다.In FIG. 6, as in FIG. 5, it can be seen that the cutting insert having the fastening assisting layer inserted therein according to the second embodiment of the present invention has an increased area plastically deformed at the fastening surface compared to the other cutting inserts.

[실시예 3][Example 3]

실시예 3은 도 7에 나타낸 바와 같이, 한국야금(주)의 CNMA120408의 형번으로 제작한 cBN 인서트의 하면과 측면을 커버하는 두께 약 60㎛의 알루미늄 박으로 이루어진 체결보조층을 삽입한 것이다.As shown in Fig. 7, Example 3 was prepared by inserting a fastening assisting layer made of an aluminum foil having a thickness of about 60 占 퐉 to cover the lower surface and the side surface of a cBN insert manufactured by the model number CNMA120408 of Korea Metallurgy Co., Ltd.

도 8은 cBN 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 3과 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 3을 홀더(PCLNL2525-M12)에 체결한 후, 체결면적 및 강도를 정성적으로 평가한 결과를 나타낸 것이다.8 shows the result of qualitatively evaluating the fastening area and strength after fastening Example 3 in which the fastening assisting layer was inserted into the cBN insert and Comparative Example 3 in which the fastening assisting layer was not inserted to the holder (PCLNL2525-M12) .

도 8에서 확인되는 바와 같이, 비교예 3에 비해 실시예 3의 홀더에 접하는 하면 및 측면의 면적이 넓어지고 및 색상의 진하기가 더 진하여 체결력이 더 우수해 졌음을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 8, the area of the lower surface and the side surface in contact with the holder of Example 3 was wider and the color became darker and the fastening force was improved, as compared with Comparative Example 3.

도 9는 cBN 인서트에 체결보조층을 삽입한 실시예 3과 체결보조층을 삽입하지 않은 비교예 3의 외부 체결면 확대사진 및 표면 거칠기 상태를 분석한 결과를 나타낸 것이다.Fig. 9 shows an enlarged view of the external engaging surface and an analysis result of the surface roughness state of Example 3 in which a fastening assisting layer was inserted into a cBN insert and Comparative Example 3 in which no fastening assisting layer was inserted.

도 9에서도 도 8과 동일하게, 본 발명의 실시예 3에 따라 체결보조층을 삽입한 절삭 인서트가 그렇지 않은 절삭 인서트에 비해 체결면에서 소성 변형된 면적이 넓어진 것을 알 수 있다.In FIG. 9, it can be seen that the cutting insert having the fastening assisting layer inserted therein according to the third embodiment of the present invention has a larger plastic deformed area at the fastening surface than the other cutting inserts.

절삭 성능 평가Cutting performance evaluation

본 발명의 실시예 1 ~ 3에 따라 체결보조층을 구비한 절삭 인서트와, 체결보조층을 구비하지 않은 절삭 인서트(비교예 1 ~ 3)를 홀더에 체결한 후 절삭 가공을 수행하여 절삭 인서트의 사용 수명을 평가하였다.According to Examples 1 to 3 of the present invention, the cutting insert having the fastening assisting layer and the cutting insert without the fastening assisting layer (Comparative Examples 1 to 3) were fastened to the holder, and then the cutting insert was subjected to cutting, The service life was evaluated.

실시예 1 ~ 3에 따른 절삭 가공 조건은 아래 표 1과 같은 조건으로 각각 수행하였다.The cutting conditions according to Examples 1 to 3 were each performed under the conditions shown in Table 1 below.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 피삭재Workpiece INCONEL 718(HRC40) Ф100INCONEL 718 (HRC40) Ф100 INCONEL 718(HRC40) Ф100INCONEL 718 (HRC40) Ф100 INCONEL 718(HRC40) Ф100INCONEL 718 (HRC40) Ф100 절삭속도Cutting speed 250m/min250m / min 250m/min250m / min 120m/min120m / min 이송transfer 0.2mm/rev0.2mm / rev 0.2mm/rev0.2mm / rev 0.2mm/rev0.2mm / rev 절입Infeed 2mm2mm 2mm2mm 0.5mm0.5mm 방식system 건식deflation 건식deflation 습식Wet

아래 표 2는 표 1의 조건으로 수행한 절삭 시험 결과를 나타낸 것이다.Table 2 below shows the results of the cutting tests performed under the conditions of Table 1.

구분division 총 칩제거량
(㎤)
Total chip removal
(Cm 3)
종료 경향End tendency 수명
(min)
life span
(min)
종합 수명Overall Life
비교예 1Comparative Example 1 100.0100.0 돌발 파손Sudden breakage 1One 100%100% 실시예 1Example 1 133.3133.3 경계 치핑Boundary chipping 1.331.33 133%133% 비교예 2Comparative Example 2 200.0200.0 돌발 파손Sudden breakage 22 100%100% 실시예 2Example 2 250.0250.0 주절인 마모Abrasive wear 2.52.5 125%125% 비교예 3Comparative Example 3 120.0120.0 치핑, 돌발 파손Chipping, breakage 1010 100%100% 실시예 3Example 3 144.0144.0 경계 치핑Boundary chipping 1212 120%120%

표 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1 ~ 3은 가공시 떨림 현상이 발생하여 인선부의 치핑 및 돌발 파손이 빈번히 발생하여 수명이 종료된다.As shown in Table 2, in Comparative Examples 1 to 3, chipping phenomenon occurred during processing, chipping and breakage of the cutting edge frequently occurred, and the service life was terminated.

이에 비해, 본 발명의 실시예 1 ~ 3은 체결보조층에 의해 체결력이 향상되고 열적 부하가 감소함에 따라 수명(총칩제거량)이 증가하고, 경계치핑으로 수명이 종료된다.On the other hand, in Examples 1 to 3 of the present invention, the lifetime (total chip removal amount) increases as the fastening force is improved by the fastening assisting layer and the thermal load is reduced, and the lifetime is ended by boundary chipping.

즉, 본 발명의 실시예 1 ~ 3에 따라 적용한 체결보조층을 통해, 동일한 모재와 경질피막을 구비한 절삭 인서트의 가공수명이 20 ~ 30% 연장되었으며, 이는 체결보조층에 의한 체결력 향상 및 열적 부하 감소에 기인한 것으로 볼 수 있다.In other words, the machining life of the cutting insert having the same base material and hard coating was extended by 20 to 30% through the fastening auxiliary layer applied according to Examples 1 to 3 of the present invention, This can be attributed to the load reduction.

Claims (4)

상면과, 하면과, 상기 상면과 하면을 연결하는 측면과, 상기 상면과 측면에 의해 형성되는 절인부를 포함하는 절삭 인서트로,
상기 절삭 인서트의 최외곽 표면에는, 공구 본체의 홀더와 체결되는 체결면의 일부 또는 전부를 커버하도록 삽입되거나 코팅되어 형성되는 체결보조층을 구비하고,
상기 체결보조층은 상기 절삭 인서트를 구성하는 모재 또는 상기 절삭 인서트의 모재 표면에 형성되는 경질피막에 비해, 경도가 낮은 것, 연성이 좋은 것, 열전도도가 높은 것, 소성 변형성이 우수한 것 중 적어도 하나 이상의 특성을 구비한 물질로 이루어지고,
상기 절삭 인서트가 상기 홀더에 체결될 때, 상기 체결보조층은 탄성변형 또는 소성변형이 일어나 상기 절삭 인서트와 상기 공구 본체의 홀더와 체결되는 접촉면적을 증가시키며,
상기 절삭 인서트는 세라믹스 인서트 또는 cBN 인서트인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
1. A cutting insert comprising an upper surface, a lower surface, a side connecting the upper surface and the lower surface, and a pick-up portion formed by the upper surface and the side surface,
Wherein the cutting insert has an outermost surface provided with a fastening auxiliary layer inserted or coated so as to cover a part or all of a fastening surface to be fastened to a holder of a tool body,
The fastening assisting layer has a lower hardness, a higher ductility, a higher thermal conductivity and a higher plastic deformation than the hard coating formed on the base material of the cutting insert or the base material of the cutting insert. Comprising a material having at least one characteristic,
Wherein when the cutting insert is fastened to the holder, the fastening assisting layer is elastically deformed or plasticized to increase the contact area between the cutting insert and the holder of the tool body,
Wherein the cutting insert is a ceramic insert or a cBN insert.
제1항에 있어서,
상기 체결보조층은, 알루미늄, 구리, 또는 이들의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
The method according to claim 1,
Wherein the fastening assisting layer is made of aluminum, copper, or an alloy thereof.
제1항에 있어서,
상기 체결보조층은, 유기물을 포함하는 조성물의 도포에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
The method according to claim 1,
Wherein the fastening assisting layer is formed by application of a composition comprising an organic material.
제1항에 있어서,
상기 체결보조층의 두께는 1 ~ 500㎛인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
The method according to claim 1,
Wherein a thickness of the fastening assisting layer is 1 to 500 μm.
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