KR960016049B1 - 절삭 인서어트 - Google Patents

Abstract

없음.

Description

절삭 인서어트

제1도는 본 발명에 따른 절삭 인서어트의 일실시예의 사시도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 제1도의 B-B선 단면도.

제4도는 제1도의 모서리 절삭날 상세도.

제5도는 제1도의 측면 인클리네이션을 나타낸 상세도.

제6도는 네가티브랜드의 예시도.

제7도는 포지티브랜드의 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 절삭 인서어트2 : 인서어트의 외면벽

3 : 상부표면4 : 절삭날

5 : 절삭날랜드6 : 하강벽

7 : 평단한 바닥면8 : 상승벽

9 : 융기구조물10 : 네가티브랜드

11 : 포지티브랜드12 : 모서리 절삭날

13 : 측면절삭날14 : 상승벽의 요철

15 : 가변랜드16 : 인클리네이션

본 발명은 금속가공 산업용의 절삭 인서어트에 관한 것으로, 특히 공구 고정구에 사용되는 인덱스 가능한(Indexable) 절삭 인서어트에 관한 것이다. 절삭가공작업에서 최소의 경비로 최대의 효과를 거두기 위해서는 재료를 가능한한 신속히 제거하는 것이 바람직하고 이는, 신속히 재료를 제거하는데 필요한 높은 절삭속도도, 이송속도 및 절삭깊이에서 발생되는 심한 열 및 하중에 견딜 수 있는 절삭 인서어트를 설계하는 것을 요한다.

또한 절삭 인서어트는 생성되는 칩(chip)의 기하학적 구조를 조절함으로써 그 가공에 요구되는 동력을 최소로 하는 기하학적 구조를 갖는 것이 바람직하다.

실제의 작업에서 절삭속도, 이송속도 및 절삭깊이가 모두 다르기 때문에 칩조절을 위한 인서어트의 기하학적 구조는 상기 변수들의 가능한한 넓은 범위에 걸쳐 칩을 조절할 수 있어야 한다.

본 발명의 목적은 상기 변수들의 넓은 한계범위에 걸쳐 칩을 조절할 수 있고 열의 발생을 억제할 수 있으며, 동력소비를 감소시킬 수 있는 강력한 인서어트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 인서어트는 모서리를 이등분하는 선상에서 모서리 절삭날 가까운 곳에 융기구조물이 배치되어 있으며, 절삭날의 가장 높은 지점이 모서리 절삭날에 존재하고 가장 낮은 지점이 측면 절삭날에 존재하도록 설계되어 있다.

또한 모서리를 이등분하는 선상에서 최외측의 랜드 폭이 가장 좁고, 가장 좁은 지점에서 측면절삭날로 향할수록 점차 넓어져 모서리 절삭날이 끝나는 지점 즉, 측면절삭날이 시작되는 지점이 가장 넓게 설계되어 있으며, 이 부분은 절삭깊이가 작고 이송이 낮은 경우에 용이하게 작용할 수 있다. 그리고 용기구조물과 몸체 내측의 경사진 벽이 서로 연결되어 절삭깊이 및 이송속도가 변화할때에 칩을 조절할 수 있도록 되어 있으며, 내측상승벽의 요철은 열의 발생을 억제하도록 작용할 수 있다.

이 인서어트는 인데스 가능하고 초경합금과 같이 단단한 내마모성 재료로 만들어지는 것이 바람직하며, 표면에 탄화물, 질화물, 산화물등으로 피복이 되면 더욱 좋다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면과 관련하여 상세하게 설명한다.

제1도에는 본 발명에 따른 인덱스 가능한 인서어트(1)가 도시되어 있다. 인서어트는 외면벽(2)이 있는 다각형 몸체를 포함하며, 외면벽과 상부표면(3)과의 접속부에 절삭날(4)이 형성되어 있다.

절삭날은 모서리 절삭날(12)과 측면절삭날(13)로 구성되며, 절삭날은 그로부터 내측으로 연장되는 절삭날랜드(5)와 접속되어 있다.

상기 절삭날랜드의 내측연부에는 내측하방으로 연장되는 하강벽(6)이 있고, 이 하강벽은 보다 내측의 평탄한 바닥(7)과 접속되며, 평탄한 바닥은 보다 내측의 요철이 있는 상승벽(8)과 접속되어 있다.

모서리각을 이등분하는 선상에 융기구조물(9)이 있으며, 융기구조물은 모서리 절삭날 가까이에 배치되어 있다.

이 융기구조물(9)은 내측의 상승벽(8)과 접속되어 있으며, 이 부분의 높이는 상부 표면(3)의 가장 높은 부분보다 약간 낮게, 모서리부 절삭날랜드의 최외측으로부터 일정거리에 배치되어 있다.

절삭날은 제7도와 같이 모서리부가 높고 측면이 낮게 구배진 인클리네이션(Inclination)형상으로 되어 있으며, 이와 연잡한 절삭날랜드(5)와 상기 절삭날랜드와 연결되는 하강벽(6) 및 상기 하강벽과 연결되는 평탄한 바닥(7)도 동일한 비율로 높낮이가 다르게 되어 있다.

모서리 절삭날(12)은 절삭날 중심부랜드 폭이 가장 좁고 측면절삭날(13)에 가까워질수록 넓어져, 측면절삭날과의 접속부에서 최대가 되도록 구성되어 있다.

용기구조물이나 절삭날의 인클리네이션, 절삭날랜드, 하강벽, 평탄한 바닥 및 상승벽등은 복합적으로 작용하는 것이기는 하지만 분리하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도에 도시된 절삭날랜드(5)처럼 랜드는 평탄한 것이 강도상 가장 바람직하다.

제6도와 같은 네가티브(Negative)랜드(10)나 제7도와 같은 포지티브(positive)랜드(11)를 채용하는 경우도 있으나 네가티브랜드는 절삭동력의 증대, 포지티브랜드는 절삭날강도의 약화라는 문제가 있다.

이 절삭날랜드는 상부표면(3) 보다 약간 낮아야 한다.

한쪽의 면만을 사용하는 평면형 인서어트인 경우는 상부표면 보다 높거나 같아도 관계없지만, 양면 사용의 인덱스 가능한 인서어트인 경우는 착좌면이 되는 다른 면에 비정상적으로 발생하는 치핑등이 손상발생을 방지하기 위해 상부표면보다 낮게 하지 않으면 된다.

제2도에 도시된 하강벽(6)은 칩을 홈안으로 이끄는 역할을 하는데 이 부분의 각도(α)는 10-30°가 바람직하다.

이 각도가 너무 크면 절삭날 강도가 약화되며, 너무 작으면 칩을 홈속으로 이끌어 들어지 못하게 된다.

하강벽과 내측으로 연결되어 있는 바닥면(7)은 커브나 각도 또는 상부표면(3)과 평행이 되도록 평탄하게 하는 등 여러가지로 설계할 수 있으나, 절삭날의 강도면에서 보면 평탄하게 설계하는 것이 가장 바람직하고 상부표면과 높이차(Y)는 0.1-0.4mm 정도가 좋다.

평탄한 바닥면(7)과 내측으로 연결되는 상승벽(8)은 절삭날랜드(5) 및 하강벽(6)과 접촉하여 홈으로 들어온 칩을 원추형으로 구부려 일정한 방향으로 배출되도록 유도하는 역할을 하게 되는데, 이 상승벽의 각도(β)는 10-30°의 범위가 바람직하다.

상승벽의 각도가 크면 칩의 구속능력은 향상되나 칩이 지나치게 두꺼워지고 절삭동력이 증대되며, 방향성 없이 칩이 배출되어 작업상의 안전을 해치는 등의 문제가 발생한다.

반대로 각도가 작은 경우는 칩을 구속하는 능력이 현저히 떨어져 칩을 원추형으로 구부리지 못하게 되므로 칩의 분절에 문제가 발생한다.

상승벽(8)에 형성된 요철(14)은 칩과 상승벽과의 마찰면적을 줄여 마찰열의 발생을 억제하는 역할을 한다.

마찰열의 발생억제는 마모수명의 연장과 직접적인 관계가 있으므로 결국은 인서어트의 수명을 연장시키는 역할을 하게 된다.

상기 요철은 각형이거나 원형이거나 관계없지만 깊이(제1도의 X)가 너무 작으면 마찰열의 발생억제가 어려워진다.

반대로 상기 깊이가 너무 크면 상승벽의 강도가 약화되므로 좋지 않으며 그 값은 0.1-0.5mm 정도가 적당하다.

모서리 절삭날 가까이의 융기구조물(9)은 이송속도 또는 절삭깊이가 작은 경우에 칩을 제어하는데 효과적이다.

이 융기구조물은 인서어트의 최외측에서 보면 내측으로 점차 멀어지게 형성되고, 이러한 구조는 절삭깊이 및 이송이 점차 커지거나 작아지는 모방절삭에서의 칩 제어에 용이하게 대응할 수 있게 된다.

융기구조물의 높이는 상부표면보다는 약간 낮은 것이 좋으나 너무 낮으면 칩의 제어가 어려워지므로 적당한 높이가 필요하다.

또한 모서리 절삭날랜드 최외측에서의 거리(제3도의 Z)는 칩이 원추형으로 형성될 수 있도록 어느 정도 유지되어야 하고 그 값은 0.5-1.5mm 정도가 바람직하다.

이 융기물의 형상은 인서어트의 구조상 직사각형 또는 직사각형의 모서리부를 둥글게 한 형상이 가장 바람직하다.

제4도에 도시된 가변랜드(15)(랜드 폭이 변하는 것을 "가변랜드"라 한다)는 절삭깊이가 작고 이송이 낮은 경우에 칩을 보다 쉽게 제어하는 역할을 한다.

칩의 분절은 랜드폭과 거의 비례관계에 있고, 랜드폭이 좁을수록 칩의 제어는 쉽기 때문에 모서리 절삭날의 가변랜드가 필요하게 된다.

제5도와 같은 측면절삭날의 인클리네이션은 절삭깊이 또는 이송속도가 큰 경우 칩을 원추형으로 만들고 절삭동력을 감소시켜 인서어트의 수명을 연장시키는 역할을 한다.

이 구배는 각도보다는 부드러운 곡면으로 하는 것이 강도상 바람직하고, 절삭날의 가장 높은 지점과 가장 낮은 지점과의 차는 0.1-1.0mm 정도이 범위가 좋으며, 곡면의 크기는 반경 15.0mm-40.0mm 정도가 바람직하다.

Claims (5)

1. 외면벽(2)과 상부표면(3)이 있고 그 외면벽과 상부표면 사이의 접속부에 의해 모서리 절삭날(12)과 측면절삭날(13)이 형성되는 절삭 인서어트에 있어서, 상기 절삭날로부터 내측으로 연장되는 절삭날랜드(5)와, 상기 절삭날랜드로부터 내측 하방으로 연장되어 칩을 안쪽으로 끌어들이는 하강벽(6)과, 상기 하강벽으로부터 내측으로 연장된 평탄한 바닥면(7)과, 상기 바닥면으로부터 내측으로 연장되어 안쪽으로 들어온 칩이 원추형으로 구부러져 분절되게 하여주는 요철이 있는 상승벽(8)과, 상기 모서리 절삭날 가까이에 형성되어 이송속도와 절삭깊이가 작은 칩을 제어하는 융기구조물(9)과, 상기 측면절삭날에 형성되어 이송속도와 절삭깊이가 큰 칩을 제어하는 인클리네이션(16)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 절삭 인서어트.
2. 제1항에 있어서, 상기 평탄한 바닥면은 인클리네이션 형상을 따라 모서리부와 측면부의 깊이가 변하고, 측면절삭날과 내측으로 이어진 바닥면에 인서어트의 가장 낮은 지점이 형성된 것을 특징으로 하는 절삭 인서어트.
3. 제1항에 있어서, 상기 융기구조물은 상부표면보다 낮게 형성되고 모서리 절삭날의 최외측에서 0.5-1.5mm되는 지점에서 융기구조물이 시작되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서어트.
4. 제1항에 있어서, 상기 모서리 절삭날은 그 중심부분의 랜드폭이 가장 좁고 측면절삭날로 향하면서 점차 넓어져 측면절삭날의 접속부에서 최대가 되는 가변랜드로 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서어트.
5. 제1항에 있어서, 상기 측면절삭날의 인클리네이션이 0.1-1.0mm의 범위로 가장 높은 지점과 가장 낮은 지점이 형성된 것을 특징으로 하는 절삭 인서어트.