KR960010150B1 - 회전식 드릴용 절삭 인서트 - Google Patents

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Abstract

없음.

Description

회전식 드릴용 절삭 인서트
제1도는 본 발명에 따른 인서트의 사시도.
제2도는 제1도의 선 2-2를 따라본 단면도.
제3도는 발명의 다른 실시예에 따른 인서트의 평면도.
제4도는 제3도의 선 4-4를 따라본 단면도.
제5도는 발명에 따른 절삭인서트를 갖춘 드릴몸체의 측면도.
제6도는 제5도에 도시된 드릴의 정면단부면도.
제7도는 제5도의 선 7-7을 따라본 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
8 : 상부부분10,100 : 인서트
11 : 상부표면13,14,18 : 변부면
15,16,17,24,25 : 표면부분19,190 : 레이크면
20,200 : 절삭변부21 : 요홈
22 : 변환표면23 : 바닥부분
26 : 내부단부27 : 드릴몸체
28,29 : 안내패드
본 발명은 인서트(insert)상의 하부 틈새면과 상부 레이크(rake)면 사이의 교차점에 갖춰진 인접한 절삭변부와 최소한 하나의 절삭모서리를 구성하는 금속작업편의 칩(chip)을 형성하는 기계가공을 위한 절삭인서트에 관련되어 있고 레이크면은 칩을 부수는 요홈을 갖추고 있다. 발명은 또한 그러한 인서트를 갖춘 드릴공구에 관련되어 있다.
레이크면에 하나나 여럿의 소결된(sintered) 칩을 부수는 그루브(groove)를 갖는 인서트를 갖춘 드릴축을 포함하는 종래 기술의 드릴공구는 예를 들어 미국특허 4,215,957에 발표되어 있다. 그러나 그러한 드릴공구는 항상 칩을 원하는 최적의 상태로 형성하지 못한다. 매우 짧은 코머(comma) 모양의 칩(chips)을 얻는 것이 바람직하며 이에 의하여 칩방출의 효율을 증가시킬 수 있다. 그러나 동시에 드릴을 가동하는데 필요한 에너지 감소는 이뤄지지 않았다.
본원 발명의 절삭 인서트는 종래 기술의 인서트 경우 대상 작업편에 수직으로 접하게 되어 일시에 많은 저항에 부딪칠뿐 아니라, 절삭되어져 나오는 칩(chips)들이 끊기지 않고(과일 외피를 깍을때 외피가 끊기지 않음과 같이) 연속되어져 나오므로써 공구의 마멸 및 열화가 진행되는 단점이 있으므로, 절삭 인서트의 각을 인서트 중앙선에 수직인 선과 예각을 이루도록 하여 절삭 변부가 작업편에 서서히 접할 수 있도록 하되 그 각이 45도를 지나칠때는 절삭 인서트가 작업편과 접하여 저항을 이기지 못하고 부러지는 등의 절삭날의 견고함에 부정적인 영향을 줄 것이므로, 절삭 변부가 인서트의 중앙선과 수직인 선에 10~45도의 각으로 경사지도록 하여 매우 짧은 코머(comma) 모양, 즉 ,의 모양으로 자주 잘려질 수 있도록 칩(chips)이 만들어지게 함이 바람직하며, 이에 의하여 칩 방출의 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
그러므로 구멍뚫기가 단단한 물질과 중간정도 단단한 조건의 물질에서 일어나고 있을때 보다 유리하게 칩을 형성하는 드릴공구와 새로운 인서트를 갖추는 것이 본 발명의 목적이다.
작동에 필요한 동력에너지를 감소시키는 새로운 형태의 인서트와 드릴공구를 갖추는 것이 발명의 다른 목적이다.
본 발명은 인서트가 금속작업편 구멍이 칩형성 기계가공에 사용되는 회전드릴과 절삭인서트를 포함한다.
절삭인서트는 상부와 하부분을 포함한다. 상부부분은 상부표면과 하부부분을 향하는 방향으로 상부표면으로부터 이격된 레이크면을 포함한다. 변부면은 레이크면과 하부부분 사이로 뻗어진다. 제1의 단부면과 레이크면 사이의 교차점은 절삭변부를 정의한다. 제1의 변부면은 절삭변부를 위한 틈새면을 정의한다. 절삭변부는 인서트의 중앙선과 수직인 선에 대하여 비스듬하게 뻗어간다. 중앙선은 제1변부면과 인서트 평면도적으로 봤을때 제1변부면 반대에 배치된 제2변부면을 교차한다. 레이크면은 절삭변부에 평행하게 뻗어가고 인서트를 평면도적으로 봤을때 절삭변부 내부로 이격된 칩을 부수는 요홈을 포함한다.
선호적으로 부드럽게 만곡된 변환표면은 요홈의 내부 단부로부터 상부표면으로 뻗어간다. 그 변환표면은 횡단면이 원형의 호모양이다. 호는 절삭변부를 정의하는 레이크면의 부분과 상부표면 사이에 뻗어가는 높이보다 큰 반경을 갖는다.
변부면은 제1과 제2변부면 사이로 뻗어가는 제3과 제4의 상호 평행한 변부면을 포함한다. 최소한 제2변부면의 부분은 제3과 제4변부면에 수직으로 뻗어간다. 절삭변부는 인서트를 평면도적으로 봤을때 제3과 제4의 변부면에 수직으로 예각을 이룬다. 그 예각은 10에서 45도이며 가장 선호적으로 10에서 25도이다.
칩을 부수는 요홈은 선호적으로 횡단면이 원형의 호이다. 원형호의 반경은 요홈의 외부와 내부단부 사이에서 측정됐을때 요홈의 폭보다 작다. 요홈의 반경은 변환표면의 반경보다 작다.
드릴공구는 외부원통형 원주표면 위에 최소한 하나의 안내 패드(pad)를 갖는 드릴몸체를 구성한다. 최소한 제1과 제2절삭인서트는 드릴몸체의 같은 직경을 따라 일반적으로 방향잡힌다. 제1인서트는 제2인서트 보다 드릴몸체의 회전중앙에 가깝게 위치한다. 제2인서트는 원주표면에 위치하고 방사상 축상으로 내부로 뻗어가는 절삭변부를 갖는다. 절삭변부는 회전선에 수직인 선과 예각을 이룬다. 예각은 10에서 45도이다. 인서트는 절삭변부에 평행하고 축상으로 뒤로 이격된 칩을 부수는 요홈을 포함한다.
선호적으로 제1인서트는 또한 회전축에 수직인선과 10에서 45도의 예각을 이루며 방사상 외부로 그리고 축상으로 뒤로 뻗어가는 절삭변부를 포함한다.
선호적으로 제3의 절삭변부는 같은 직경을 따라 제1과 제2인서트의 중간에 직경방향으로 배치된다. 제3인서트는 방사상 내부로 그리고 축상으로 뒤로 뻗어가는 절삭변부를 갖는다. 제3인서트의 절삭변부의 방사상 내부 변부는 회전축에 인접하여 배치된다.
제3인서트의 절삭변부는 다른 두 인서트의 절삭변부와 선호적으로 방사상으로 겹친다.
발명의 목적과 장점은 유사한 참조번호가 유사한 요소를 표시하는 첨부된 도면을 참조로 선호된 실시예의 다음의 상세한 기술로 볼때 명백하다.
제1도와 2도에 묘사된 인서트(10)은 상부와 하부부분(8, 12)를 구성한다. 상부부분은 평면적 하부부분(12)에 평행하게 배치된 평면적 상부표면(11)을 포함한다. 상부와 바닥부분은 4개의 변부면으로 상호연결되는데 그중 둘(13, 14)는 평면적이고 평행하며 서로 마주하고 있다. 변부면의 다른 것은 표면부분(15)가 변부면(13과 14)에 관해 수직으로 방향잡히도록 세표면부분(15, 16과 17)로 구성된다. 인서트의 중앙선(C)는 제4의 변부면(18)과 표면부분(15)와 교차한다. 인서트의 제4변부면(18)은 중앙선(C)에 수직인 선에 관해 10~45도 선호적으로 10~25도의 예각(α)에서 방향잡힌다. 제1~2도에 발표된 실시예에서, 중앙선(C)는 변부면(13, 14)와 평행하다. 변부면(18)은 또한 상부부분(8)의 상부레이크면(19)에 관해 특정한 틈새각(β)을 갖추고 변부면(18)과 레이크면(19)의 평평한 부분(19')의 교차는 절삭변부(20)를 형성한다.
칩을 부수는 요홈(21)은 레이크면(19)에 갖춰진다. 그 요홈은 절삭변부로부터 얼마간 떨어져 평행하게 뻗어간다. 요홈(21)은 변부(20)의 길이의 주부분을 따라 뻗어가고 변부면(13과 14)로부터 얼마간 떨어져 끝난다. 레이크면(19)의 평평한 부분(19')은 상부표면(11)보다 하부돌기에 위치한 평면에 있고 그것과 평행하다. 요홈(21)의 내부단부(26)과 표면(11) 사이에 뻗어가는 변환표면은 반경(R1)을 갖는 오목한 표면이다. 높이가 평평한 부분(19')과 폭(B1)의 약 1/4에 상당하는 레이크면의 평평한 부분으로부터 높이(H1)을 갖는 요홈(21)을 갖추는 것이 알맞다.
제3~4도에서 칩을 부수는 요홈(21A)가 절삭변부(20)으로부터 더 떨어져 있는 인서트(10A)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 요홈(21A)의 횡단면은 요홈(21A)가 상부표면(11)과 평행한 평면에 놓여있는 평면적 바닥중앙 표면부분(23)을 포함하고 오목한 표면부분(24, 25)는 평평한 바닥부분(23)의 대향된 측부로부터 뻗어간다. 제1~2도에 발표된 인서트와 유사하게 요홈(21A)와 상부표면(11) 사이의 변환은 횡단면이 오목한 표면(22A)으로 제공된다. 표면(22A)의 반경(R1)은 선호적으로 표면부분(24, 25) 각각의 반경(R2)의 약 두배이다.
R1이 제2도와 4도의 상부표면과 레이크면(19A)의 평평한 부분(19A') 사이의 높이(H2)의 길이의 약 2배가 되는 것이 선호된다. 반경(R1)은 선호적으로 (B1과 B2)의 합과 같고 (B1)은 레이크면(19A)의 평평한 부분의 폭이고 (B2)는 요홈(21) 또는 (21A)의 폭이다. B2는 선호적으로 반경(R2)보다 크다.
제5~7도에는 세개의 인서트(10', 10, 100)을 포함하는 드릴공구가 도시되어 있다. 드릴공구는 드릴몸체(27)을 포함하고 그 정면부분은 두 안내패드(28, 29)와 세개의 방사상으로 방향잡힌 절삭인서트(10', 10, 100)을 갖춘다. 인서트는 드릴몸체에 납땜되고 공통적인 직경평면(P)로 방향잡힌 절삭변부를 갖는다. 인서트(10', 10)은 제1, 2(또는 3, 4)도와 관련하여 이미 기술된 인서트(10) 또는 (10A)와 동일하고 인서트(100)은 제7도에 묘사된대로 모양잡힌다(이후에 기술되겠다). 인서트(10', 10)은 드릴공구의 축중앙선(M)와 반대측부에 위치하고 인서트(100)은 그 사이에 방사상으로 위치한다. 방사상 최외부 원주인서트(10')은 안내패드(28, 29)를 넘어서 뿐 아니라 드릴몸체의 원통형 원주표면(33)을 넘어 방사상으로 뻗어가서 드릴로 뚫려진 작업편내의 구멍의 직경은 인서트(10')으로 정의된다. 인서트(10', 100)은 모두 축중앙선(M)의 한측부에 위치하고, 이에 의해 인서트(31)의 절삭변부(200)은 축상으로 뒤로 그리고 방사상 내부로 경사진다. 두 인서트(10', 100)은 중앙성(M)의 같은 측부에 전적으로 위치하거나 인서트(100)은 제5도에 도시된 것처럼 선(M)과 약간 겹쳐질 수도 있다.
인서트(100)(제7도)는 제1~제2도에 도시된 인서트(10)와 일반적으로 유사한 모양을 갖는다. 레이크면(190)과 틈새면(18) 사이에 갖춰진 절삭변부(200)은 평행한 변부면에 수직인 것(N)으로부터의 각(α)으로 뻗어가는 인서트(10)의 절삭변부(20)과 유사하다. 인서트(100)의 레이크면(190)은 표면(11) 아래 높이(H2)에 위치한 평평한 표면이다. 인서트(100)은 칩을 부수는 요홈을 포함하지 않으며 레이크면(190)이 직접적으로 부드럽게 만곡된 변환표면(22)과 이어진다. 그리하여 레이크면의 폭(B3)는 제1~2도에 도시된 인서트(10)의 폭(B1과 B2)의 합이고 레이크면(190)과 상부면(11) 사이의 변환은 반경(R1)으로 정의된 오목한 변환표면(220)으로 정의된다.
인서트(10)과 안내패드(29)는 중앙선(M)의 같은 측부에 위치하고, 인서트(10)은 드릴회전 중심과 안내패드(29) 사이에 위치한다. 제5도에 가장잘 나타나 있듯이, 인서트(100과 10)은 축상으로 같은 전진된 위치에 위치하며, 원주인서트(10')과 비교하여 축상으로 전진한다. 또한 공구몸체의 회전중 인서트(10)은 다른 인서트(100, 10')의 두개와 방사상으로 겹쳐지므로써 세개의 인서트는 구멍뚫린 구멍의 전체직경을 베어낸다.
중앙선(M)의 양측부에서 방사상으로 겹치도록 인서트를 배열하고 인서트(10')에 관해 축상으로 전진된 위치로 인서트(100과 10)을 배열하므로써, 전체적으로 필요한 주절삭력이나 결과적으로 요구되는 힘의 감소가 일어난다. 제7도와 관련하여 기술된 것 같은 모양의 인서트(100)나 공동으로 제1~2도(또는 제3~4도)와 관련하여 기술된 것 같은 모양의 두 인서트(10',10)을 부가적으로 갖추므로써 상기의 필요한 절삭력이 감소될뿐 아니라 절삭변부상의 마모량도 접촉길이 즉 칩과 인서트 사이의 표면접촉량이 감소하므로 감소된다. 인서트(10'과 10)이 같은 모양을 갖고 인서트(10'과 10) 모두의 절삭변부(20)은 축상으로 내부로 구리고 방사상 외부로 경사지는 것이 중요하다.
각 인서트의 중앙성(C)는 드릴몸체의 중앙축(M)에 평행하게 방향잡힌다. 그러므로 언급한 각(α)는 드릴몸체의 회전중앙축(M)에 수직으로 절삭변부(20 또는 200)에 의해 형성된다. 실험은 60%까지 칩과 인서트 사이의 접촉길이를 감소시킬 수 있음을 보여준다. 최대 회전절삭속도(주 : 절삭속도는 드릴의 중심에 접근하는데 감소되고, 중심에서 0이다)를 받는 원주인서트(10')에 대해 이것은 매우 중요하다.
본 발명의 선호된 실시예와 관련하여 기술됐지만 특별히 기술되지 않은 첨가, 수정, 대체, 삭제가 첨부된 특허청구범위에 정의된 것처럼 발명의 범위와 정신을 벗어나지 않고 기술에 익숙한 사람에 의해 이뤄질 수 있다.

Claims (10)

  1. 상부부분과 하부부분(8, 12) 그리고 이들 사이의 두 평행한 변부면(13, 14) 그리고 추가의 두면(15, 18)을 포함하고, 한면(15)이 상기 변부면(13, 14)에 수직이고, 상기 상부부분이 상부표면(11)과 상부표면(11)으로부터 떨어져 있는 레이크면(19)을 포함하며, 상기 변부면들이 레이크면(19)과 하부부분(12) 사이에서 연장되며, 상기 변부면의 한면(18)이 절삭변부(20)를 만들고, 절삭변부를 위한 틈새면을 만들며, 칩을 부수는 요홈(21)이 절삭변부(20)에 평행하게 연장되는 금속 작업편의 칩형성 기계가공을 위해 회전식 드릴에서 사용하도록 만들어진 절삭 인서트에 있어서, 절삭변부(20)가 인서트의 중앙선(C)과 수직인 선에 10~45도의 각으로 경사져서 연장되고, 상기 중앙선이 인서트를 상부에서 보았을때 변부면(18)과 이 변부면과는 대향하여 있는 표면부분(15)을 교차하게 됨을 특징으로 하는 회전식 드릴용 절삭 인서트.
  2. 제1항에 있어서, 부드럽게 만곡된 변환표면(22)이 상기 요홈(21)의 내측끝으로부터 상부표면(11)으로 연장됨을 특징으로 하는 회전식 드릴용 절삭 인서트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 변환표면(22)의 단면이 원형의 호 형상을 하며, 상기의 원형호가 절삭변부(20)를 만드는 레이크면 일부분(19')과 상부표면(11) 사이의 높이(H2) 보다 큰 반경(R1)을 가짐을 특징으로 하는 회전식 드릴용 절삭 인서트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 반경(R1)이 상기 높이(H2)의 약 두배임을 특징으로 하는 회전식 드릴용 절삭 인서트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 절삭변부 경사각(α)이 10~25도임을 특징으로 하는 회전식 드릴용 절삭 인서트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 칩을 부수는 요홈(21)의 단면이 원형의 호형상을 하며, 그 호의 반경(R2)이 요홈21)의 내측단과 외측단 사이의 폭(B2) 보다 작음을 특징으로 하는 회전식 드릴용 절삭 인서트 .
  7. 제2항에 있어서, 상기의 변환표면(22)이 상기 요홈(21)의 내측끝으로부터 상부표면(11)으로 연장되고 반경(R1)이 상기 반경(R2)보다 큰 원형의 호형상을 하도록 만들어짐을 특징으로 하는 회전식 드릴용 절삭 인서트.
  8. 제7항에 있어서, 상기의 반경(R1)이 상기 반경(R1)의 약 두배임을 특징으로 하는 회전식 드릴용 절삭 인서트.
  9. 제7항에 있어서, 상기의 반경(R1)이 상기 절삭변부(20)로부터 상기 요홈(21) 내측끝까지의 길이(B1+B2)와 동일함을 특징으로 하는 회전식 드릴용 절삭 인서트.
  10. 제1항에 있어서, 칩을 부수는 요홈(21)이 절삭변부(20)로부터 내향하여 위치하고 단면이 오목한 원형의 호형상을 하도록 만들어짐을 특징으로 하는 회전식 드릴용 절삭 인서트.
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