KR960007687Y1 - 엔드밀 - Google Patents

Abstract

요약 없음

Description

엔드밀

제1도 내지 제5도는 본 고안의 1실시예를 표시하는 것으로, 제1도는 엔드밀의 측면도

제2도는 제1도의 Ⅱ방향에서의 화살표시도

제3도는 제1도의 Ⅲ방향에서의 화살표시도

제4도는 절삭날 외주부의 전개도

제5도는 제1도의 Ⅴ-Ⅴ선에 있어서의 단면도

제6도 내지 제8도는 다른 실시예를 표시하는 도면으로, 제6도는 측면도

제7도는 제6도의 Ⅶ방향에서의 화살표시도

제8도는 절삭날 외주부의 전개도

제9도 내지 제11도는 종래예를 표시하는, 도면으로, 제9도는 측면도

제10도는 제9도 X방향에서의 화살표시도, 제11도는 제9도의 XI방항에서의 화살표시도, 그리고 제12도는 제11도의 절삭날팁을 경사시킨 변형예를 표시하는 도면

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 30 : 공구본체15, 32 : 주구부(홈부)

16, 33 : 부구부(홈부)17 : 절삭날팁

21 : 절삭날24 : 마아진부

본 고안은, 피삭재의 홈가공이나 윗부분 절삭 등에 사용되는 엔드밀에 관하며, 상세하게는 초경합금 등의 고경도 소결체에 다이아몬드나 CBN 등의 초고경도 소결체를 적층한 절삭날팁을 납땜으로 접합한 구성의 엔드밀에 관한 것이다.

종래에, 엔드밀을 사용하여 피삭재를 가공하는 경우, 그 절삭 속도는, 공작기계 주축회전수의 상한이 400r. p. m. 정도로 제한되었기 때문에, 직경 15mm의 엔드밀로 160m/min. 전후의 절삭속도를 얻는 것이 대략 한계로 되어 있었다.

그런데, 근래 절삭가공의 고속도화의 일환으로서 공작기계의 주축회전수의 고속화가 진척되어, 10000r. p. m. 내지 20000r. p. m. 까지 도달하기에 이르렀다.

이때문에 상술한 엔드밀의 절삭속도도 400 내지 500m/min 까지 상승시킬 수 있게 되었다.

그런데, 이러한 속도영역에서 절삭을 실시할 경우, 초경합금 등의 고경도 소결체로된 절삭날팁을 사용한 엔드밀에서는 절삭날의 내마모성 등이 부족하여, 단시간에 수명이 끝나는 등의 결점이 현저하게 되었다.

그래서, 이러한 고속도절삭에 견딜 수 있는 엔드밀로서, 다이아몬드나 입방정질화붕소(이하, CBN 이라고 약창함.) 등의 초고경도 소결체를 절삭날 부분에 사용한 엔드밀이 제공되고 있다.

제9도 내지 제11도는 이러한 엔드밀의 일예를 표시한 것으로, 이 엔드밀(1)은, 강 혹은 초경합금제의 공구본체(2) 외주부에, 공구선단에서 기단쪽으로 공구축선(0)과 평행하게 연장되는 4개의 홈부(3)... 가 형성되고, 이들 홈부(3)의 회전방향을 향하는 벽부에, 평판형상을 이루는 절삭날팁(4)... 이 홈부(3)의 대략 전체길이에 걸쳐서 고착되어 개략 구성되어 있다.

여기서, 상기한 절삭날팁(4)은 초경합금 등의 고경도 소결체(5)와 다이아몬드나 CBN 등의 초고경도 소결체(6) 등을 적층한 구성으로 되고, 초고경도 소결체(6)의 공구 외주쪽을 향하는 농선부에 절삭날(7)... 이 형성되는 한쪽에서, 상기한 고경도 소결체(5)가 공구본체(2) 사이에서 납땜에 의하여 공구본체(2)와 일체화되어 있다.

그런데, 상술한 종래의 엔드밀에 있어서는, 절삭날팁(4)에 난삭재인 초고경도 소결체(6)를 사용하고 있으므로, 홈부(3)를 비틀림 홈형상으로 형성하기가 곤란하며, 제11도에 표시하듯이 경사면(rake surface)(4a)이 공구축선(0)과 평행을 이루도록 절삭날팁(4)을 납땜접합하지 않을 수 없었다.

즉, 제9도에 표시하는 엔드밀과 같이 비교적 절삭날 길이가 긴 엔드밀에서는, 경사면을 전면에 걸쳐서 연삭 하기가 극히 곤란하므로, 경사면(4a)은 절삭날팁 성형시의 평면형상으로 한 대로 외주 이유면(4b)쪽만을 연삭하여 절삭날(7)을 형성하지 않을 수 없다.

또, 가령 경사면(4a)의 연삭을 실시하여 비틀림면 형상으로 형성하였다 할지라도, 경사면(4a)이 당초 평면형상으로 형성되어 있는 점에서 연삭부분이 일정하지 않고, 절삭날팁(4)의 단부에서는 연삭부분이 초고경도 소결체(6)의 두께를 초과하는 경우도 있다.

그리고, 상술한 바와 같이 경사면(4a)이 공구축선(0)과 평행을 이루는 경우, 절삭날(7)의 축방향 경사각(rake angle)이 0°로 되기 때문에 절삭저항이 증대되고, 미세한 진동의 발생에 의한 가공정밀도의 열화를 피할 수 없게 되었다.

여기서, 경사면(4a)이 평면형상이였다 하더라도, 예컨대 제12도에 표시하듯이 절삭날팁(4)을 공구축선(0)에 대하여 소정각도(Φ)로 경사시켜 납땜접합하면, 절삭날(7)에도 어느 정도의 축방향 경사각을 부여할 수 있다.

그러나, 이와 같은 경우, 홈부(3)의 형상은 공구외주부에 나선형상으로 돌려감는 비틀림 홈형상을 나타내는 것은 아니고, 단지 공구본체(2)의 외주면을 비스듬히 잘라낸 형상에 불과하다.

따라서, 절삭날팁(4)의 경사각(Φ)을 크게 할수록, 절삭날팁(4)의 후단측(제9도에 있어서 우단측)에서 절삭날팁(4)의 이면쪽으로 남게되는 공구 두께가 얇게 된다는 불합리한 점이 발생하고, 공구강성을 확보한 뒤에 설정할 수 있는 축방향 경사각에 제한이 있었다.

덧붙이면, 직경 15mm, 절삭날 길이 50mm의 엔드밀에서는, 경사각(Φ)을 2°-5°정도로 설정하는 것이 한계로 되어 있다.

본 고안은, 이와 같은 배경하에서 이루어진 것으로, 초고경도 소결체를 사용한 절삭날팁에 충분한 축방향 경사각을 부여하여, 절삭저항의 저감, 미세한 진동의 억제를 도모할 수 있는 엔드밀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 고안의 엔드밀은, 절삭날팁이 고착되는 홈부가, 공구본체에 축선 주위에 비틀림 각 5°-45°의 비틀림 홈형상으로 형성되고, 이들 홈부 중 최소한 1개의 주 홈부의 회전방향을 향하는 벽부에, 복수매의 상기한 절삭날팁이 공구축선방향으로 간격을 두고 납땜 접합되고, 상기한 홈부중 나머지부 홈부에, 상기한 절삭날팁이, 절삭날의 회전궤적의 양단부가 상기한 주홈부에 정착된 절삭날팁의 절삭날 회전궤적과 중합하도록 납땜접합되어 이루어진 것이다.

이 경우에, 상기한 절삭날팁의 외주여유면쪽의 형상은 공구지름이나 피삭재의 재질 등에 따라 적당히 결정하면 좋지만, 예컨대 절삭날팁의 절삭날과 외주여유면과의 사이에, 절삭날의 회전궤적에 따라 만곡하는 마아진부를 형성하고, 마아진부의 폭을 0.05mm 이하로 설정함으로써 더욱 가공정밀도의 형상을 도모할 수 있다.

상기한 구성에 의하면, 절삭날팁의 길이를 홈부보다도 충분히 작게 결정해두면, 초고경도 소결체로 이루어진 절삭날팁의 경사각을 비교적 쉽게 가공할 수 있으므로, 홈부가 비틀림 형상으로 조합하고 경사각을 마무리 가공함에 의하여 절삭날에 충분한 정(positive)의 축방향 경사각을 부여할 수 있다

한편, 각 홈부에 접합되는 절삭날팁의 절삭날 길이가 홈부 전체 길이에 비하여 작으며, 게다가 각각의 절삭날이 연속하여 있지 않아도, 부홈부의 절삭날을, 절삭날 양단부에 회전궤적이 주홈부의 절삭날팁 회전궤적과 중합하도록 배치하고 있으므로, 각 절삭날의 회전궤적은, 홈부의 대략 전장에 걸쳐서 연장하는 1개의 원통면을 그리도록 연결되며, 종래와 마찬가지의 절삭날 길이를 확보할 수 있다.

(실시예)

이하에, 제1도 내지 제5도를 참조하여, 본 고안의 일실시예를 설명한다.

이들 도면에 있어서 부호 10은 공구본체이다.

공구본체(10)는 강이나 초경합금으로 된 것이고, 이 엔드밀을 지지하기 위한 원주형상 샹크(11)의 선단축에 약간 소경의 절삭날부(12)를 동축적으로 형성한 구성으로 되어 있다.

상기한 절삭날부(12)에는, 공구선단면(13) 및 외주면(14)에 개구하는 복수(도시예에서는 2조)의 홈부(15), (16)가 원주 방향등 간격으로 형성되어 있다.

이들 홈부(15), (16)는, 모두가 공구축선(0) 주위에 비틀림 홈형상으로 형성되고, 각각의 비틀림각(γ)은 제4도에 표시하듯이 똑같이 10°로 설정되어 있다.

이 비틀림 각(γ)은, 공구지름이나 파삭재의 재질 등의 가공조건에 따라 적당히 결정하면 좋지만 5°-45°의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

비틀림 각(γ)이 5°에 미치지 못하면 절삭저항을 저감시키는 효과를 충분히 얻지 못할 우려가 있고, 한편, 비틀림 각(γ)이 45°를 초과하면 홈부(15), (16)에 납땜할 수 있는 절삭날팁(17)의 길이가 현저하게 짧게 되고, 절삭날팁의 내구성이 손상될 우려가 발생하기 때문이다.

그리고, 제1도 내지 제4도에 표시하듯이, 상기한 홈부(15), (16)중, 한쪽의 홈부(이하, 주홈부라고 칭함), (15)의 회전방향을 향하는 벽부(15a)에는 3개의 절삭날팁(17)이 홈부 비틀림 방향에 따라서 등간격으로 설치되고, 다른쪽 홈부(이하, 부홈부라고 칭함.)(16)의 회전방향을 향하는 벽부(16a)에는 2개의 절삭날팁(17)이 홈부 비틀림방향에 따라 등간격을 두고 설치되어 있다.

이들 절삭날팁(17)은, 초경합금 등의 고경도 소결체(18)와, 다이아몬드 혹은 CBN 등의 초고경도 소결체(19) 등을 적층하여 전체를 반원형평판 형상으로 성형하여 이루어진 것이고, 상기한 고정도 소결체(18)가 홈부(15), (16)의 상기한 벽부(15a)(16a)에 형성된 오목부(20)에 감합되어 납땜 접합됨에 의하여 공구본체(10)와 일체화되어 있다.

또, 절삭날팁(17)의 초고경도 소결체(19) 쪽으로 형성된 경사면(17a)은 홈부(15), (16)의 벽면에서 어느정도 돌출하며, 납땜후에 실시되는 연삭가공에 의하여 홈부(15), (16)의 벽면에 따르는 비틀림면 형상으로 마무리 가공되어 있다.

여기서, 상기한 경사면(17a)을 홈부(15), (16)의 벽면에서 돌출시키고 있는 것은, 경사면(17a)의 연삭시에 홈부(15), (16)의 벽면을 연삭하는 낭패를 방지하기 위한 것이며, 도시한 예에서는 돌출량이 0.5mm로 설정되어 있다.

한편, 각 절삭날팁(17)의 상기한 초고경도소결체(19)의 공구의 주축을 향하는 농선부에는 공구외주면(14)에서 똑같이 돌출하는 절삭날(21)이 형성되어 있다.

또, 공구 최선단에 부착되는 절삭날팁(17a)의 초고경도소결체(19)의 공구선단쪽을 향하는 농선부에는, 공구선단면(13)에서 소정량 돌출하는 하부 절삭날(22)이 형성되어 있다.

그리고, 제5도에 표시하듯이, 각 절삭날팁(17)의 공구외주쪽을 향하는 측면에는, 절삭날(21)에서 격리됨에 따라 점차 공구 중심쪽으로 후퇴하는 외주 이유면(23)이 형성되고, 더욱이 외주 이유면(23)과 절삭날(21)과의 사시에는, 절삭날(21)의 회전궤적에 따라 만곡하는 볼록곡면 형상의 마아진부(24)가 형성되어 있다.

이들 마아진부(24)의 폭(d)은 공구지름에 따라 적당하게 결정하면 좋지만, 가능한 한 0.05mm 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

마아진 폭(d)이 0.05mm를 초과하면 절삭날()(21)에 가해지는 절삭저항이 증대하여 미세한 진동이 유발되고, 가공정밀도가 일화할 우려가 발생하기 때문이다.

더욱이, 제4도에 표시하듯이, 주홈부(15)에 있어서의 각 절삭날팁(17)의 피치(p)는, 절삭날(21)의 절삭날길이(ℓ)에 대하여 2ℓ을 초과하지 않도록 결정되어 있다.

또, 부홈부(16)의 각 절삭날팁(17)은, 각각의 절삭날(21) 양단부가 공구축선(0)의 주위에 그리는 회전궤적이, 상기한 주홈부(15)에 설치된 절삭날팁(17)의 절삭날(21)의 회전궤적과 중합 하도록, 즉, 주홈부(15)의 각 절삭날(21)이 그리는 회전궤적에 연속하여 절삭날부(12) 주위에 1개의 연속된 원통형상 절삭날 회전궤적이 형성되도록 위치 결정되어 있다.

그리고, 이상과 같이 구성된 엔드밀에 있어서는, 홈부(15), (16)의 전장에 비하여 절삭날팁(17)의 길이가 충분히 짧고 경사면(17a)의 면적도 작으므로, 홈부의 대략 전장에 걸쳐서 절삭날팁의 경사면의 연장하는 종래예에 비하여 경사면(17a)의 연삭가공을 쉽게 또한 단시간에 실시할 수 있다.

또, 경사면(17a)이 작으므로 연삭 전의 경사면 형상의 평면형상이라도 연삭부위는 대략 일정하며, 연삭 부위가 국부적으로 초고경도소결체(19)의 두께를 초과하는 불합리함도 발행하지 않는다.

더욱이, 절삭날팁(17)의 이면쪽에 대략 일정한 공구 두께가 확보되므로, 공구 강성이 국부적으로 부족하게 되는 일도 없다.

한편, 복수의 절삭날팁(17)을 간격을 두고 장착하였으므로, 각 절삭날팁(17)의 절삭날 길이(ℓ)가 종래의 엔드밀에 비하여 상당히 짧게 되지만, 부홈부(16)의 절삭날팁(17)을, 각각 양단부의 회전궤적이 주홈부(15)의 절삭날팁(17)의 절삭날(21)이 그리는 회전궤적과 중합하는 위치에 배치하므로, 절삭날부(12)의 주위에 1개의 연속된 원통면형상 회전궤적을 형성할 수 있고, 실질적으로 종래와 동등하게 홈부(15), (16)의 대략 전장에 걸쳐 절삭날 길이를 확보할 수 있다.

그리고, 각 절삭날팁(17)의 경사면(17a)을 홈부(15), (16)의 비틀림 방향에 따라 연장하는 비틀림면 형상으로 형성할 수 있으므로, 홈부(15), (16)의 비틀림 각(γ)에 따라 종래보다도 큰 정(positive)의 축방향 경

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Claims (2)

1. 대략 원주형상을 이루는 공구본체의 외주부에 선단에서 기단측으로 향하여 복수의 홈부가 형성되고, 이들 홈부의 회전방향을 향하는 벽부에 고경도소결체와 초고경도 소결체를 적층하여 이루어진 절삭날팁이, 그 절삭날을 공구 외주측으로 향한 상태에서 납땜접합되어 이루어진 엔드밀에 있어서, 상기한 각 홈부를 상기한 공구본체의 축선주위에 5° ~ 45°의 비틀림각으로 비틀린 비틀림 흠형상으로 형성하여, 이들 홈부 중 적어도 어느 하나의 주홈부(15)의 회전방향을 향하는 벽부에 복수매의 상기한 절삭날팁을 그 주홈부(15)의 비틀림 방향을 따라 간격을 두고 납땜접합하고 상기한 홈부 중 나머지 부홈부(16)에 상기한 절삭날팁(17)을 그 절삭날의 회전궤적의 양단부가 상기한 주홈부에 장착된 절삭날팁의 절삭날의 회전궤적과 중합하도록 납땜접합하는것을 특징으로하는 엔드밀.
2. 제1항에 있어서, 상기한 절삭날팁(17)의 절삭날(21)과 외주여유면과의 상에 그 절삭날의 회전궤적을따라 만곡하는 마아진부(24)를 형성하고, 이 마아진부(24)를 0.05mm 이하로 설정한 것을 특징으로 하는 앤드밀.