KR880000258B1 - 절삭 인써어트(insert) - Google Patents

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내용 없음.

Description

절삭 인써어트(insert)

제1도는 본 발명에 따른 절삭 인써어트의 바람직한 예의 평면도.

제2도는 제1도에 도시된 인써어트의 일 모서리부의 확대도.

제3도는 제2도의 화살표 Ⅲ-Ⅲ에 따라 본 단면도.

제4도는 제2도의 화살표 Ⅳ-Ⅳ에 따라 본 단면도.

제5도는 본 발명의 다른 예의 일 모서리부의 평면도.

제6도는 본 발명의 또 다른 예의 부분사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 절삭 인써어트 2 : 인써어트의 상부표면

3 : 절삭날 4 : 인써어트의 외주벽

5 : 정 레이크 표면 7 : 노우즈 지역

15 : 노우즈 지지부재 17 : 노우즈 지지부재 벽

53 : 절삭날 55 : 랜드

57 : 하강벽 63 : 랜드

67 : 정 레이크 표면 69 : 바닥

본 발명은 절삭 공구, 특히 인덱스 가능한(indexable) 절삭 인써어트에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은, 부(負) 레이크(rake) 인써어트를 수용하도록 설계된 공구 고정구에 고정될 수 있고 인덱스 가능하며 전도(轉倒) 가능하게 된 정(正) 레이크 인써어트에 관한 것이다.

정 레이크 인써어트는, 동력이 적게 들며 대부분의 적용에서 부 레이크 인써어트보다 양호한 가공을 행한다. 그러나, 통상 그 정 레이크 인써어트는 그를 고정시키도록 특별히 설계된 공구 고정구만을 요하고 전도불가하게 되어 있다.

그리하여, 부/정, 즉 N/P 인써어트가 개발되었다. 그 N/P 인써어트는 정 레이크 표면을 가지면서도, 부레인크 인써어트를 위해 설계된 공구 고정구에 고정될 수 있고, 또한 전도 가능하게 된다. N/P 인써어트의 예들이 본 출원인의 미국특허 제3,399,442호 및 제3,557,416호에 기술되어 있다.

정 레이크 표면을 가진 인써어트에서, 단부 간격 표면(즉, 외주 벽)과 레이크 표면이 절삭날에서 예각을 형성한다. 이러한 구조에서 절삭날을 그 사잇각이 90°또는 그 이상인 부 레이크 인써어트에서 보다 고유적으로 약하게 된다. 따라서, 정 레이크 인써어트 및 N/P 인써어트의 절삭날들은 부 레이크 인써어트에서 보다 더 쉽게 파손된다.

전도 가능한 그 N/P 인써어트에서, 절삭날 및 그 절삭날 바로 아래의 정 레이크 표면은, 하부 절삭날에의 손상을 방지하기 위해 공구고정구 시이트(seat)의 앤빌(anvil)과 접촉하여 있지 않는 것이 보통이다. 그리하여, 특히 모서리지역, 즉 노우즈(nose) 지역에서의 그 인써어트의 지지되지 않은 부분이 굽힘 모우멘트를 받게 되며, 그 굽힘 모우멘트는 그 노우즈 지역의 조기 파손을 야기할수 있다.

본 발명은 종래 기술의 정 레이크 절삭 인써어트에서의 전술한 문제들을 제거하기 위한 것이다. 본 발명에 따라, 고온 산화물, 질화물 및/또는 탄화물 피복층을 가진 바람직하게는 초경합금으로 성형된 절삭 인써어트는 그의 절삭날 뒤에 볼록한 정 레이크 표면을 가지고 있고, 인덱스 가능하며 전도 가능하다.

본 발명에 따른 인덱스 가능한 인써어트의 노우즈 지역에서 절삭날 뒤에 융기 구조, 즉 노우즈 지지부재가 배치되어 있는 것이 바람직하며, 그 지지부재는 낮은 절삭 깊이에서의 칩(chip) 제어기구로 작용하며, 노우즈 절삭날의 파손을 최소로 하도록 그 노우즈 지역의 강도를 증대시킨다.

또한, 그 지지부재는 노우즈 지역에서 칩을 상승시키도록 작용하여 플랭크(flank) 절삭날의 마모를 감소시킨다. 전도가능한 인써어트에서 그 융기 구조물은, 절삭날에서 공구고정구의 인써어트 시이트에 접촉되는 것이 아니라 그 융기 구조물에서 접촉되어 절삭하중을 지탱하도록 절삭날의 높이보다 큰 높이를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 예에서, 그 융기 구조물은 노우즈 절삭날에의 최대지지를 제공하도록 노우즈지역의 절삭날에 가장 인접하여 배치된다. 그 융기 구조물은 절삭날들이 노우즈로부터 먼 쪽으로 연장함에 따라 절삭날로부터 비교적 급격히 떨어지도록 형성되어, 깊은 절삭깊이에 요구되는 동력에 대한 그의 영향을 최소로 하는 것이 바람직하다. 그 융기 구조물은, 그가 노우즈 지역으로부터 떨어짐에 따라 결국에는, 중앙에 위치된 섬(island) 지역에 접속되게 하여도 좋다.

절삭날과 중앙의 섬지역 사이에 분지(basin) 바닥이 배치되는 것이 바람직하며, 그 분지바닥은 절삭날로부터 먼쪽으로 증대되는 상향 기울기를 가진 볼록한 형태로 되어 있다. 그 분지바닥은, 그의 상향 기울기가 섬 지역의 벽과의 접속부에서 그 벽의 기울기보다 크도록 그 벽과 접속되어 있는 것이 바람직하다.

절삭날뒤에 위치된 그 칩 제어 및 지지 구조물들이 정 레이크 인써어트에 가장 유익하게 사용될 수 있으나, 그들 구조물들이 다른 레이크 표면 구조들(정, 부 및 겸용) 중 어느 것에도 사용될 수 있다는 것도 본 발명의 범위내에 포함된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 증대된 절삭날 강도를 가지며 넓은 범위의 속도, 공급비율 및 절삭깊이에서도 효과적인 절삭 특성들을 가지는 절삭 인써어트를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 증대된 노우즈 강도를 가지는 전도 가능한 정 레이크 절산 인써어트를 제공하는데 있다.

본 발명의 정확한 본질은 첨부 도면과 관련하여 기술된 하기 상세한 설명으로부터 보다 더 명백하게 될 것이다.

제1도는 다각형의 인덱스 가능한 절삭 인써어트의 평면도를 나타낸다. 그 절삭 인써어트 1은, 외주벽 4가 절삭 인써어트의 상부 표면 2와 만나는 곳에 형성된 절삭날 3을 가지고 있다.

볼록한 정 레이크 표면 5가 상부 표면 2상에서 절삭날 3으로부터 내측으로 연장하여 있고, 그 레이크 표면 5는 분지, 즉 바닥과 연결되어 있다.

모서리, 즉 노우즈 지역 7에 노우즈 분자 9가 배치되어 있고, 인써어트의 측부를 따라 오목한 분지 11이 형성되어 있다.

노우즈 분지 9의 내측에서 노우즈 지역 7에 노우즈 지지부재 15가 형성되어 있다. 그 지지부재 15는 노우즈 분지 9의 바닥으로부터 융기하여 있고, 대개 볼록한 노우즈 지지부재 벽 17을 가지고 있다. 그 노우즈 지지부재 15는 도시된 바와 같이 중앙에 배치된 섬 지역 13과 접속되어도 좋다. 인써어트의 측부들을 따라 오목한 분지 11이 중앙의 섬지역 13의 상부 표면까지 상승하여 있는 섬지역 벽 19에 접속되어 있다.

인써어트의 상부 표면 2에는 또는 구멍 21이 중앙에 형성되어 있고, 그 구멍은 인써어트의 저부 표면과 통하여 있다.

인써어트의 저부표면은 평편하여도 좋고, 또는 인써어트가 전도 가능하게 하는 것이 요구될 때는 상부 표면 2의 특징들을 동일하게 가져도 좋다.

제1도에 도시된 노우즈 지역 7들중 하나의 확대도를 나타내는 제2도에서, 노우즈 지지부재 15가 노우즈 지역 7의 절삭날에 가장 밀접하여 있고, 절삭날 3이 노우즈 지역 7로부터 먼쪽으로 연장함에 따라 그 지지부재 15가 절삭날 3으로부터 먼쪽으로 급격히 멀어져가도록 구성됨을 볼 수 있다. 제2도에 도시된 바와 같이, 이것은, 노우즈 각도의 이동분선 B-B를 중심으로 한 노우즈 지지부재 15의 폭이 노우즈지역 7의 절삭날로부터 내측으로 갈수록 감소하도록 그 노우즈 지지부재 15를 테이퍼지게 함에 의해 달성된다.

이것이 바람직한 예이지만, 그 노우즈 지지부재의 폭은, 그 지지부재가 중앙의 섬지역 13에 접속될 때까지 이동분선 B-B를 따라 일정하게 유지되게 하여도 좋다.

제2도의 화살표 Ⅲ-Ⅲ에 따라 취한 단면도를 나타내는 제3도에서, 외주벽 4와 볼록한 정 레이크 표면 5의 접속부에 형성된 절삭날 3이 노우즈 지지부재 15의 높이보다 낮은 높이에 위치됨을 볼 수 있다. 이 높이 차이(제3도에 F로 나타냄)는 통상 1-2밀(mil)이고, 절삭을 행하는 절삭날의 반대쪽 하부 절삭날이 공구고정구상의 인써어트 시이트의 저부표면에 접촉하여 그 하부 절삭날이 절삭력에 의해 손상되는 것을 방지하도록 제공된다. 물론, 노우즈 지지부재 15의 그러한 높은 높이는 전도가능한 인써어트에서만 요구된다. 오직 인덱스 가능한 인써어트에서는 그 노우즈 지지부재 15의 높이가 절삭날의 높이와 같거나 또는 그보다 작아도 좋다. 그 노우즈 지지부재 15는 깊은 절삭시 노우즈 지역 7에서 칩을 상승시키도록 작용하여, 마멸 손상을 최소로 하여, 그렇지 않으면 그 마멸손상이 플랭크 절삭날 및 테이크 표면에 발생되어 노우즈지역 7을 더 약하게 한다.

또한 그 도면으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 볼록한 벽 5는 평면의 분지바닥 9와 접속되며, 그 분지바닥은 볼록한 노우즈 지지부재의 벽 17과 연결된다. 또한, 정레이크 표면 5와 분지바닥 9 사이에 그리고 그 분지바닥 9와 노우즈 지지부재 벽 17 사이에 필렛(fillet)들이 형성되어도 좋다. 노우즈 지지부재 15가 노우즈 지역에서 절삭날 3에 부여하는 지지능력을 최대로 하기 위해, 노우즈부재 15는 요구되는 절삭 동력을 허용 가능한 한계들 내에 유지하기 위한 것과 같이 절삭날 3에 가능한한 밀접히 배치되어야 한다.

절삭날 3으로부터 분지바닥 9의 내측연부가지의 거리 A는 대략 25밀(mil)인 것이 바람직함이 밝혀졌다.

그러나, 간격 A는 절삭날의 20-70밀내에 유지될 때 허용가능한 결과를 제공한다고 믿어진다. 절삭날 3으로부터 노우즈 지지부재 15의 정부가지의 거리 G는 그 거리가 38밀일 때 허용가능한 결과들을 제공하지만, 그 거리 G는 35-90밀 사이로 유지될 수 있고 양호한 칩 제어를 제공한다.

분지 바닥 9위 절삭날 3의 높이 C는 3-10밀이어야 하고, 바람직하게는 대략 5밀로 유지되어야 한다.

제2도의 화살표 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 단면도를 나타내는 제4도에서, 절삭 인써어트 1은 정부에 절삭날 3이 형성된 외주벽 4를 가짐을 볼 수 있다. 그 절삭날 3은 볼록한 벽 5와 접속하여 있다. 그 벽 5는 반경 R을 가진 원호일 수 있다. 그 인써어트의 측부들을 따라 그 볼록한 하강벽 5는 오목한 분지바닥 11과 접속되어 있으며, 그 분지 바닥 11의 기울기는 절삭날 3으로부터 멀어짐에 따라 증가하는 것이 바람직하다.

오목한 분지 바닥 11은 위치 23에서 그 바닥의 내측에 위치된 섬지역의 벽 19와 접속되어 있다. 그 도면에 도시된 바와 같이 위치 23에서의 그 분지 바닥 11의 기울기는 위치 23에서의 섬지역 벽 19의 기울기보다 커야 한다. 그 섬지역의 벽 19는 도시된 바와 같이 오목하여도 좋고, 또는 위치 23에서의 그의 기울기가 위치 23에서의 분지바닥 11의 기울기보다 작은 한 어떤 다른 형상이어도 좋다.

노우즈 지지부재 15의 볼록한 벽 17은 분지바닥 11 및 섬지역 벽 19와 접속되어 있다. 노우즈 지역의 분지바닥 9는 볼록한 분지바닥 11 위로 약간 상승되어 있다. 그 볼록한 분지바닥 11은 8-15밀의 최대 깊이 D를 가져야 하며, 대략 8밀로 유지된 때 허용가능한 결과들을 제공함이 밝혀졌다.

오목한 분지바닥 11은 절삭날로부터 연장함에 따라 상승하여 23에서의 최대높이 E까지 상승한다. 그 높이 E는, 절삭날의 높이보다 낮고 D보다 항상 작은 3-10밀인 것이 바람직하다.

정 테이크의 볼록한 표면 5에서의 접선과 절삭날에서의 외주벽 4에 의해 형성되는 각도가 제4도에 T로 나타내어져 있다. 그 각도 T는 대략 82도일 수 있으나, 특정 정용예에 요구되는 절삭날 강도에 따라 변경될 수 있다. 각도 T가 레이크 각도이며, 그 레이크 각도는 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 정 레이크의 볼록한 표면이 절삭날 3으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 증가한다.

첨단부 23과 측부 절삭날 3 사이의 간격 B는 대략 50-100밀이어야 하고, 50밀로 유지된 때 허용가능한 결과들을 제공함이 밝혀졌다. 첨단부, 즉 라인 23은 깊은 절삭 깊이에서 칩 제어기구로 작용한다.

도면에 노우즈 지지부재 15와 중앙의 섬지역 13이 동일 높이이고 절삭날 3의 높이보다 큰 것으로 도시되어 있으나, 이것은 그 인써어트가 전도가능한 인써어트가 아닐 때는 엄밀하게 필요한 것은 아니다. 이러한 구조는 전도가능한 인써어트에서만 요구된다.

제5도 및 제6도는 본 발명의 2가지 다른 예들을 나타낸다. 제5도에서, 절삭 인써어트 51은 그의 외주벽과 그의 상부벽과의 접속부에 절삭날 53을 가지고 있고, 그 상부벽은 그의 내측으로 연장하는 평면의 랜드(land) 55와 접속되어 있다.

그 랜드 55로부터 벽 57이 하강하여 있고, 그 벽 57은 상기 도면들에서 도시된 바와 같이 볼록한 정 레이크 표면인 것이 바람직하다. 그러나, 이 하강벽 57은 적용예에 따라 오목하여도 좋고 또는 평면이어도 좋다.

그 하강 벽의 내측에 배치된 구조는 제1-4도에 기술된 것과 동일하다. 랜드 55는 적용예에 따라 정 레이크, 부레이크 또는 겸용 레이크들 중 어느 하나를 가져도 좋고, 이 예에서는 인써어트의 절삭날 강도를 더 증대시키도록 제공되어 있다.

제6도는 절삭날 63으로부터 내측으로 연장하는 랜드 65를 가지 인써어트 61을 나타낸다. 그 랜드 63의 내측 연부에 볼록한 정 레이크 표면 67이 배치되어 있고, 그 레이크 표면 67은 상승하는 칩을 제어하는 구조물과의 적속없이 내측으로 연장하는 바닥 67까지 하강하여 있다.

기술된 예들은 본 발명의 범위내의 많은 가능한 인써어트 구조를 예시하는 것으로 제공되어 있고 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

Claims (2)

1. 몸체가 상부표면과 저부표면 및 이들과 접속하는 외주벽을 지니며, 인써어트가 인덱스 가능하고 전도 가능하도록 상기 상부 및 저부표면과 외주벽의 접속부에 적어도 2개의 각도가 관리되어 절삭날이 접속되며,

   상기 상부 및 저부 표면들 각각은 절삭날에 접하는 정레이크면을 지니며 정레이크면이 절삭날로 부터 내측으로 연장됨에 따라 증가하는 정 레이크 각이 절삭날에 형성되어 있으며,

   분지바닥이 정레이크면의 내측으로 위치하며 절삭날로 부터 내측으로 연장됨에 따라 상승하는 면을 포함하며,

   섬(island)이 상기 분지바닥의 내측에 위치하며 섬이 절삭날보다 위에 위치하게 상승하는 벽을 지니며, 상기 상승하는 분지바닥면이 섬의 벽과 접속하고 그 접속부에서 상승하는 분지바닥면의 기울기가 상승벽의 모서리 부분보다 더 크게 구성된 인덱스 가능한 절삭 인써어트.
2. 절삭날, 그 뒤에서 절삭날에 접속하며 레이크면이 절삭날로 부터 멀어짐에 따라 계속 증가하는 정레이크각을 지니는 정레이크면,

   절삭날로 부터 내측으로 연장됨에 따라 상승하는 면을 포함하며 정레이크면의 내측에 위치한 분지바닥, 섬이 절삭날보다 위에 위치하게 상승하는 벽을 지니며 분지바닥의 내측에 위치하는 섬, 상기 섬의 상승하는 벽과 접속하며 그 접속부에서의 상방 기울기가 상승벽의 모서리 부분보다 더 큰 상승하는 분지바닥 면으로 구성된 절삭공구.

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