KR20230031213A - 드릴 공구용 금속 절삭 인서트 및 드릴 공구 - Google Patents

Abstract

드릴 공구용 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400) 는, 대향하는 상부 표면 (101,401) 과 바닥 표면 (102,402) 사이에서 연장되는 절삭 드릴 인서트의 대칭 축선을 갖는 상기 상부 표면 (101,401) 과 상기 바닥 표면 (102,402) 을 포함하고, 상기 상부 표면과 상기 바닥 표면 사이에서 주변 측부 표면 (103,403) 이 연장되고, 상기 상부 표면 (101,401) 이 경사면 (104,404) 을 포함하고, 상기 측부 표면 (103,403) 이 여유면 (105,405) 을 포함한다. 금속 절삭 드릴 인서트는, 추가로, 적어도 하나의 단차형 절삭 에지 (106,406) 를 따라 연속 칩을 절삭하도록 구성된 상기 적어도 하나의 단차형 절삭 에지 (106,406) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 단차형 절삭 에지는 상기 상부 표면 (101,401) 의 상기 경사면 (104,404) 과 상기 측부 표면 (103,403) 의 인접 여유면 (105,405) 의 교차부에 형성되고, 상기 금속 절삭 드릴 인서트의 상기 상부 표면을 향하는 평면도에서, 상기 적어도 하나의 단차형 절삭 에지는 제 1 부분 에지 (108,508) 와 제 2 부분 에지 (109,509) 사이의 전이 에지 (107,507) 에 의해 형성된 단차를 포함하며, 상기 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400) 의 상기 상부 표면 (101,401) 을 향하는 평면도에서, 상기 단차는 상기 대칭 축선에 대해 반경 방향으로 제 1 거리 (h1) 로 연장되고; 상기 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400) 의 상기 주변 측부 표면 (103,503) 을 향하는 측면도에서, 상기 단차는 상기 바닥 표면으로부터 상기 상부 표면을 향하는 방향으로 제 2 거리 (h2) 로 연장되며, 0.8·h1 ≤ h2 ≤ 1.2·h1 이다.

Description

드릴 공구용 금속 절삭 인서트 및 드릴 공구

본 발명은 드릴 공구용 금속 절삭 인서트에 관한 것으로, 특히 단차형 절삭 에지를 갖는 금속 절삭 인서트에 관한 것이다.

본 발명은 또한 드릴 공구에 관한 것이다.

현대의 절삭 가공에서 드릴링은 중요한 작업이며, 특히 금속 드릴링은 까다로운 작업임이 입증되었다.

금속 드릴링에서는 특히 CNC 작업에서 교체가능한 금속 절삭 인서트들이 있는 드릴 공구가 자주 사용된다. 이전에 논의된 유형의 최신 드릴 공구는, 종종, 천공된 구멍의 중앙 영역을 드릴링하기 위한 중앙 인서트, 및 천공된 구멍의 주변 영역에서 재료를 제거하기 위한 주변 인서트를 포함한다. 상이한 절삭 지오메트리로 인해 중앙 인서트와 주변 인서트는 종종 상이한 지오메트리를 사용한다. 중앙 인서트의 최근 지오메트리는 제 1 부분 에지로부터 제 2 부분 에지로 부드럽게 전이되는 단차형 에지를 사용한다. 부드러운 전이는 일반적으로 전이 에지 또는 전이 영역이라고 한다. 천공된 소재로부터 미리 정해진 길이의 연속적인 칩들을 절단하는 것이 유리하다. 칩 제어는 최신 CNC 금속 드릴링에서 가장 중요하며, 특히 칩 배출은 천공된 구멍의 표면 마무리에 큰 영향을 미치며, 또한 드릴 속도에도 영향을 미친다.

단차형 절삭 에지로부터 인서트의 릴리스 측에 걸쳐 이동하는 절삭 칩이 전이 영역에서 온도가 증가한다는 사실로 인해 단차형 에지를 사용하는 인서트에는 문제가 있다. 이 온도 증가는 인서트의 수명, 특히 전이 에지에 해로운 영향을 미칠 수 있다.

따라서, 전이 영역에서 온도가 감소되도록 금속 절삭 인서트의 개선이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 전이 영역에서 온도를 감소시키는 개선된 금속 절삭 인서트를 제시하는 것이다.

본 발명에 따르면, 전술한 목적은 청구항 1 에 정의된 특징들을 갖는 금속 절삭 인서트에 의해 달성된다.

본 발명자들은 단차형 에지의 전이 영역에서의 온도 증가가 전이 영역에서의 칩의 압축에 의해 야기된다는 것을 깨달았다. 본 발명자들은 인서트의 평면도에서 본 종래의 단차에 더하여 금속 절삭 인서트의 측면도에서 단차형 에지의 단차를 통합함으로써 이러한 온도 증가를 감소시킬 수 있음을 깨달았다.

본 발명에 따른 금속 절삭 인서트는, 대향하는 상부 표면과 바닥 표면 사이에서 연장되는 절삭 드릴 인서트의 대칭 축선을 갖는 상부 표면과 바닥 표면을 포함하고, 상부 표면과 바닥 표면 사이에서 주변 측부 표면이 연장된다. 상부 표면이 경사면을 포함하고, 측부 표면이 여유면을 포함하며, 금속 절삭 인서트는 적어도 하나의 단차형 절삭 에지를 따라 연속 칩을 절삭하도록 구성된 적어도 하나의 단차형 절삭 에지를 포함하고, 적어도 하나의 단차형 절삭 에지는 상부 표면의 상기 경사면과 상기 측부 표면의 인접 여유면의 교차부에 형성되고, 금속 절삭 드릴 인서트의 상부 표면을 향하는 평면도에서, 적어도 하나의 단차형 절삭 에지는 제 1 부분 에지와 제 2 부분 에지 사이의 전이 에지에 의해 형성된 단차를 포함하며, 금속 절삭 드릴 인서트의 상부 표면을 향하는 평면도에서, 단차는 대칭 축선에 대해 반경 방향으로 제 1 거리 h1 으로 연장되고; 금속 절삭 드릴 인서트의 상기 주변 측부 표면을 향하는 측면도에서, 단차는 바닥 표면으로부터 상부 표면을 향하는 방향으로 제 2 거리 h2 로 연장되며, 0.8·h1 ≤ h2 ≤ 1.2·h1 이다. 평면도에서 바라 본 단차는 금속 절삭 인서트의 측면도에서 바라 본 단차와 일치한다.

일 실시형태에 따르면, 제 2 거리 h2 는 0.9·h1 ≤ h2 ≤ 1.1·h1 이다. 이러한 방식으로 전이 영역의 온도 증가가 감소한다.

일 실시형태에 따르면, 제 2 거리 h2 는 0.95·h1 ≤ h2 ≤ 1.05·h1 이다. 이러한 방식으로 전이 영역의 온도 증가가 더 감소한다.

일 실시형태에 따르면, 제 1 거리 h1 은 제 2 거리 h2 와 실질적으로 동일하다. 이러한 방식으로 전이 영역의 온도 상승이 바람직한 방식으로 감소된다.

일 실시형태에 따르면, 단차형 절삭 에지는 제 1 부분 에지에 연결된 코너 에지를 포함하고, 코너 에지는 인서트의 추가적인 단차형 절삭 에지의 제 2 부분 에지에 연결된다.

일 실시형태에 따르면, 코너 부분 에지는 단차형 절삭 에지의 제 1 부분 에지로부터 추가적인 단차형 절삭 에지의 제 2 부분 에지까지 연속적인 에지를 제공한다. 이러한 방식으로 코너 에지는 전체 금속 절삭 인서트 주위에 연속 에지가 형성되게 한다.

일 실시형태에 따르면, 전이 에지는 만곡 에지를 갖고, 만곡 에지는 평면도 및 측면도에서 동일한 형상을 갖는다. 이러한 방식으로 최소한의 압축력이 칩에 작용하여 전이 영역의 온도가 감소한다.

일 실시형태에 따르면, 인서트가 인서트의 상부 표면과 바닥 표면 사이에서 연장되는 관통 구멍을 포함하고, 관통 구멍은 대칭 축선을 따라 정렬되고 대향 상부 표면 및 바닥 표면을 통해 연장된다.

일 실시형태에 따르면, 복수의 단차형 절삭 에지들이 대칭 축선 주위에 대칭적으로 배열된다. 일 실시형태에 따르면, 전이 에지는 금속 절삭 드릴 인서트 주위에서 반시계 방향으로 단차형 절삭 에지를 따라 이동할 때에 평면도에서 대칭 축선에 대해 양의 반경방향으로 단차를 제공한다. 이렇게 하면 금속 절삭 인서트가 드릴 공구에 장착될 때에 제 2 부분 에지가 반경 방향으로 항상 제 1 부분 에지 및 제 2 부분 에지의 최외부 에지가 된다.

본 발명은 또한 보링 샤프트 및 마운트 섕크를 갖는 세장형 드릴 본체를 포함하는 금속 절삭 드릴 공구에 관한 것이다. 금속 절삭 드릴 공구는 보링 샤프트의 단부에 장착된 본 명세서에 기술된 실시형태들에 따른 적어도 하나의 드릴 인서트를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 이점들은 하기 설명으로부터 나타날 것이다.

본 발명의 실시형태들은 이제 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명될 것이다:
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 금속 절삭 인서트의 사시도,
도 2 는 도 1 에 도시된 금속 절삭 인서트의 평면도,
도 3 은 도 1 및 도 2 에 도시된 금속 절삭 인서트의 측면도,
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 금속 절삭 인서트의 사시도,
도 5 는 도 4 에 도시된 금속 절삭 인서트의 평면도,
도 6 은 도 4 및 도 5 에 도시된 금속 절삭 인서트의 측면도,
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 드릴링 공구의 측면도,
도 8 은 도 7 에 도시된 드릴링 공구의 단부도이다.

이제 본 발명에 따른 제 1 실시형태를 도시하는 도 1 내지 도 3 을 참조한다. 이들 도면에는, 일반적으로 100 으로 지정되고 도 4 에서 400 으로 지정된 드릴 공구용 금속 절삭 드릴 인서트가 개시되어 있다. 금속 절삭 드릴 인서트 (100) 는 절삭 드릴 인서트의 대칭 축선이 사이에서 연장되는 대향하는 상부 표면 (101, 401) 및 바닥 표면 (102, 402) 을 포함하고, 주변 측부 표면 (103, 403) 이 상기 상부 표면과 상기 바닥 표면 사이에 연장된다. 상부 표면 (101,401) 은 경사면 (104,404) 을 포함하고, 측부 표면 (103,403) 은 여유면 (105,405) 을 포함한다. 금속 절삭 드릴 인서트는 적어도 하나의 단차형 절삭 에지를 따라 연속적인 칩을 절삭하도록 구성된 적어도 하나의 단차형 절삭 에지 (106, 406) 를 더 포함한다. 적어도 하나의 단차형 절삭 에지는 상부 표면 (101,401) 의 경사면 (104,404) 과 측부 표면 (103,403) 의 인접 여유면 (105,405) 의 교차부에 형성된다. 금속 절삭 인서트의 상부 표면을 향하는 평면도에서, 상기 적어도 하나의 단차형 절삭 에지는 제 1 부분 에지 (108,508) 와 제 2 부분 에지 (109,509) 사이의 전이 에지 (107,507) 에 의해 형성된 단차를 포함한다.

금속 절삭 드릴 인서트는, 금속 절삭 인서트 (100,400) 의 상부 표면 (101,401) 을 향하는 평면도 (도 2 참조) 에서, 단차가 대칭 축선에 대해 반경 방향으로 제 1 거리 (h1) 로 연장되는 것을 특징으로 한다. 금속 절삭 인서트 (100, 400) 의 주변 측부 표면 (103, 503) 을 향하는 측면도 (도 3 참조) 에서, 단차는 바닥 표면으로부터 상부 표면을 향하는 방향으로 제 2 거리 (h2) 로 연장되며, 여기서 0.8·h1 ≤ h2 ≤ 1.2·h1 이다. 평면도와 측면도 모두에서 단차를 가짐으로써 칩의 압축이 방지되어 온도가 크게 감소한다.

평면도에서 보이는 단차는 금속 절삭 인서트의 측면도에서 보이는 단차와 일치한다.

다른 실시형태에서, 제 2 거리 (h2) 는 0.9·h1 ≤ h2 ≤ 1.1·h1 이다.

또 다른 실시형태에서, 제 2 거리 (h2) 는 0.95·h1 ≤ h2 ≤ 1.05·h1 이다.

바람직한 실시형태에서, 제 1 거리 (h1) 는 실질적으로 제 2 거리 (h2) 와 동일하다. 이는 이론적으로 전환 에지에 걸친 칩 배출과 관련된 최적의 온도 감소를 위한 최적의 단계 높이이다. 이렇게 하면 연속적인 칩이 형성되고 전이 에지 마모가 감소한다.

이제 일반적으로 400 으로 표시된 금속 절삭 드릴 인서트의 제 2 실시형태를 도시하는 도 4 내지 도 6 을 참조한다. 금속 절삭 드릴 인서트의 제 2 실시형태는, 제 2 실시형태가 제 1 부분 에지 (508) 에 연결된 코너 에지 (510) 를 포함하는 단차형 절삭 에지 (406) 를 포함하고, 상기 코너 에지 (510) 가 인서트 (500) 의 추가 단차형 절삭 에지 (406') 의 제 2 부분 에지 (509') 에 연결된다는 점에서, 도 1 내지 도 3 을 참조하여 앞서 설명한 제 1 실시형태와 다르다.

코너 에지 (510) 는 인서트 (500) 주위에 연속 단차형 절삭 에지가 형성되도록 한다. 코너 부분 에지는 단차형 절삭 에지의 제 1 부분 에지로부터 추가 단차형 절삭 에지의 제 2 부분 에지까지 연속 에지를 제공한다.

이제 도 5 및 도 6 을 참조한다. 도 5 에는 제 2 실시형태에 따른 금속 절삭 인서트가 평면도로 개시되어 있고, 도 6 에는 동일한 인서트가 측면도로 개시되어 있다. 전이 에지 (507) 는 만곡 에지를 가지며, 여기서 만곡 에지는 도 5의 평면도 및 도 6 의 측면도에서 동일한 형상을 갖는다.

금속 절삭 드릴 인서트 (500) 는 인서트의 상부 표면 (401) 과 바닥 표면 (402) 사이에서 연장되는 관통 구멍 (511) 을 포함하며, 이 관통 구멍은 대칭 축선 (411) 을 따라 정렬되고 대향하는 상부 표면 (401) 및 바닥 표면 (402) 을 통해 연장된다.

도 5 에서, 복수의 단차형 절단 에지 (406, 406') 는 대칭 축선 주위에 대칭적으로 배열된다.

또한, 도 5 는, 금속 절삭 드릴 인서트 주위에서 반시계 방향으로 단차형 절삭 에지 (406, 406') 를 따라 이동할 때 상기 전이 에지 (507) 가 평면도에서 대칭 축선에 대해 양의 반경 방향으로 단차를 제공하는 것을 개시한다.

도 7 에서, 일반적으로 700 으로 지정된, 일 실시형태에 따른 금속 절삭 드릴 공구가 개시된다. 드릴 공구 (700) 는 길이방향 축선 (704) 주위에 센터링된 마운트 섕크 (703) 및 보링 샤프트 (702) 를 갖는 세장형 드릴 본체 (701) 를 포함한다. 드릴 공구 (700) 는 보링 샤프트 (702) 의 단부에 장착된 전술한 청구항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 드릴 인서트 (100,100',400,400') 를 더 포함한다.

보링 샤프트에는 또한 효율적인 칩 배출 및 칩 제어를 위해 각 인서트와 연결된 드릴 플루트 (705,705') 가 있다.

도 8 에는 인서트들이 있는 보링 샤프트의 단부를 향한 도면이 개시되어 있으며, 여기서 드릴 공구 (700) 는 도면에서 R 로 표시된 바와 같이 반시계 방향으로 길이방향 축선 (704) 주위를 회전하도록 구성된다.

Claims (11)

1. 드릴 공구용 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400) 로서, 상기 금속 절삭 드릴 인서트는
   대향하는 상부 표면 (101,401) 과 바닥 표면 (102,402) 사이에서 연장되는 절삭 드릴 인서트의 대칭 축선을 갖는 상기 상부 표면 (101,401) 과 상기 바닥 표면 (102,402) 을 포함하고, 상기 상부 표면과 상기 바닥 표면 사이에서 주변 측부 표면 (103,403) 이 연장되고, 상기 상부 표면 (101,401) 이 경사면 (104,404) 을 포함하고, 상기 측부 표면 (103,403) 이 여유면 (105,405) 을 포함하며,
   적어도 하나의 단차형 절삭 에지 (106,406) 를 따라 연속 칩을 절삭하도록 구성된 상기 적어도 하나의 단차형 절삭 에지 (106,406) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 단차형 절삭 에지는 상기 상부 표면 (101,401) 의 상기 경사면 (104,404) 과 상기 측부 표면 (103,403) 의 인접 여유면 (105,405) 의 교차부에 형성되고, 상기 금속 절삭 드릴 인서트의 상기 상부 표면을 향하는 평면도에서, 상기 적어도 하나의 단차형 절삭 에지는 제 1 부분 에지 (108,508) 와 제 2 부분 에지 (109,509) 사이의 전이 에지 (107,507) 에 의해 형성된 단차를 포함하며,
   상기 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400) 의 상기 상부 표면 (101,401) 을 향하는 평면도에서, 상기 단차는 상기 대칭 축선에 대해 반경 방향으로 제 1 거리 (h1) 로 연장되고;
   상기 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400) 의 상기 주변 측부 표면 (103,503) 을 향하는 측면도에서, 상기 단차는 상기 바닥 표면으로부터 상기 상부 표면을 향하는 방향으로 제 2 거리 (h2) 로 연장되며, 0.8·h1 ≤ h2 ≤ 1.2·h1 인, 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 거리 (h2) 는 0.9·h1 ≤ h2 ≤ 1.1·h1 인, 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400).
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 거리 (h2) 는 0.95·h1 ≤ h2 ≤ 1.05·h1 인, 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400).
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 거리 (h1) 는 상기 제 2 거리 (h2) 와 실질적으로 동일한, 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400).
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단차형 절삭 에지는 상기 제 1 부분 에지에 연결된 코너 에지 (510) 를 포함하고, 상기 코너 에지는 상기 금속 절삭 드릴 인서트의 추가적인 단차형 절삭 에지의 제 2 부분 에지에 연결되는, 금속 절삭 드릴 인서트 (100, 400).
6. 제 4 항에 있어서,
   코너 부분 에지는 상기 단차형 절삭 에지의 상기 제 1 부분 에지로부터 추가적인 단차형 절삭 에지의 제 2 부분 에지까지 연속적인 에지를 제공하는, 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400).
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전이 에지는 만곡 에지를 갖고, 상기 만곡 에지는 상기 평면도 및 상기 측면도에서 동일한 형상을 갖는, 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400).
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 금속 절삭 드릴 인서트가 상기 금속 절삭 드릴 인서트의 상기 상부 표면 (101) 과 상기 바닥 표면 (102) 사이에서 연장되는 관통 구멍을 포함하고, 상기 관통 구멍은 상기 대칭 축선을 따라 정렬되고 대향하는 상기 상부 표면 및 상기 바닥 표면을 통해 연장되는, 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400).
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   복수의 단차형 절삭 에지들 (106) 이 상기 대칭 축선 주위에 대칭적으로 배치되는, 금속 절삭 드릴 인서트 (100, 400).
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전이 에지는 상기 금속 절삭 드릴 인서트 주위에서 반시계 방향으로 상기 단차형 절삭 에지를 따라 이동할 때에 평면도에서 상기 대칭 축선에 대해 양의 반경방향으로 단차를 제공하는, 금속 절삭 드릴 인서트 (100,400).
11. 보링 샤프트 (702) 및 마운트 섕크 (703) 를 갖는 세장형 드릴 본체 (701) 를 포함하는 금속 절삭 드릴 공구 (700) 로서,
    상기 보링 샤프트 (702) 의 단부에 장착된 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 드릴 인서트 (100,100') 를 더 포함하는, 금속 절삭 드릴 공구 (700).

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