KR970010912B1 - 앤드밀용 인서트 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

앤드밀용 인서트

제 1 도는 종래 앤드밀용 인서트의 개략 평면도

제 2 도는 제 1도의 "A"부분 확대도

제 3 도는 본 발명에 따른 앤드밀용 인서트의 평면도

제 4 도는 제 3 도의 B-B선 단면도

제 5 도는 제 3 도의 C-C선 단면도

제 6 도는 각도가 있는 랜드의 예시도

제 7 도는 각도가 없는 랜드의 예시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 인서트 3 : 주절삭날

4 : 모서리절삭날 6 : 랜드

7 : 하강벽 8 : 전주형 볼록벽

10 : 융기구조물

본 발명은 앤드밀용 인서트(Insert)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공구고정구에 인텍스 가능하게(Indexable) 고정시켜 사용하는 앤드밀(Endmilling)용 인서트에 관한 것이다. 금속재료의 절삭가공 작업에서는 재료의 선속한 제거와 필요한 지수정밀도 및 표면거절기의 확보가 요구되고 길고 안정된 수명의 공구가 요구된다. 또한 재료의 신속한 제거, 즉 절삭가공을 빠르게 하기 위해서는 공구의 현상이 저저항형 이어야 하고 절삭날의 강도가 높아야 한다. 저저항형의 공구는 작은 힘으로 많은 양의 재료를 제거할 수 있음은 물론 절삭시 열의 발생을 억제하는 효과가 있으므로 공구마모의 진행을 억제하여 수명을 연장시키며, 절삭날의 강도가 높은 공구는 이송속도가 빠른 경우의 큰 충격에도 쉽게 결손되지 않으므로 재료를 빠른 속도로 제거하는 것을 가능하게 하여준다. 금속재료의 절삭시 발생되는 열의 일부는 공구로 전달되고 나머지 일부는 절삭시 생성되는 칩(Chip)과 함께 배출되므로 공구로 전달되는 열의 비울이 크면 클수록 공구의 마모는 증대되고, 역으로 칩과 배출되는 열의 비율이 높을수록 공구수명이 연장되기 때문에 칩의 원활한 배출과 공구의 수명은 밀접한 관계를 가진다. 특히 앤드밀링 작업에서는 가늘고 긴 형상의 칩이 배출되는 경우가 많으므로 칩의 배출이 원활하지 않은 경우 점이 공구와 공작물(피가공물) 사이에 끼어들어 공구의 치핑을 유발하게 되고 공구수명을 단축시키며, 공작물에 손상을 가해 가공점밀도를 저하시키게 되므로 칩을 원활히배출시키기 위한 설계는 매우 중요하다.

또한 상기에서와 같이 공구는 저저항형이 바람직하지만 저절삭저항 형상은 강도의 저하를 유발하기 쉬우므로 저절삭 저항형이면서도 절삭날의 강도가 저하되지 않도록 하는 것이 공구설계에서 중요한 관건의 하나이다. 제 1 도와 제 2 도는 종래 앤드밀용 인서트의 개략 평면도와 일부 확대로서, 인서트(2)는 공구고정구(1)에 고정된 상태로 사용되며, 인서트는 주절삭날(3)과 모서리 절삭날(4)(구석날이라고도 함) 및 부절삭날(5)로 이루어져 있다. 주절삭날(3)은 금속공작물의 절삭작업이 주로 이루어지는 부분이고, 모서리 절삭날(4)은 주절삭날의 다음에 형성되어 주절삭날의 강도 보강과 절삭작업의 일부분을 담당하는 부분이며, 부절삭날(5)은 직접적으로 절삭작업을 담당하지는 않으나 금속공작물의 표면조도를 향상시키기 위해 구성되는 부분이다.

종래의 앤드밀용 인서트에서는 가공시 발생하는 칩을 적당한 길이로 분절시키고 일정한 방향으로 유도하여 배출시키기 위해 절삭날 부분으로 부터 중심부 쪽으로 절삭날랜드, 하강벽, 바닥면을 차례로 형성하거나, 또는 절삭날랜드, 하강벽, 바닥면, 상승벽을 차례로 형성하였다. 그러나 상기와 같은 구성만으로는 충분한 점의 제어가 어려원 칩이 원활하게 배출되지 못하며, 바람직하지 못한 가공결과를 초래하게 된다.

또한 앤드밀용 인서트에서 가장 취약한 부분은 모서리 절삭날이다. 이는 인서트에서 모서리절삭날이 가공물의 가장 깊은 곳을 가공함에 따라 이 부분의 부하 하중이 가장 크기 때문이며, 제 6 도와 같이 절삭날랜드(6)에 각도(θ)를 주는 경우 모서리 절삭날 부분의 강도를 보강할 수 있게 된다. 그러나 랜드(6)부분에 각도를 주는 경우 랜드 부분에 각도가 없는(제7도)인 서트에 비해 모서리 절삭날 부분의 강도는 보강할 수 있지만, 이 각도가 적정량을 초과하면 주절삭날 부분에서 절삭저항의 증가를 초래하게 되므로 랜드의 각도를 크게하는 것은 한계가 있다.

본 발명의 목적은 칩의 배출이 원활하게 이루어지고 모서리 절삭날 부분의 강도가 보강되면서도 주절삭날 부분에서의 절삭저항이 증가하지 않는 앤드밀용 인서트를 제공하기 위한 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따라 절삭날로 부터 내측으로 연장되며 주절삭날 중심 부분의 랜드폭이 가장좁고 모서리 절삭날 중심 부분의 랜드폭이 최대가 되는 랜드지역과, 상기 랜드지역으로부터 내측으로 연장되는 하강벽과, 상기 하강벽의 내측에 배치된 전주형볼록벽과, 상기 하강벽의 내측에 배치된 상승벽과 모서리 절삭날의 최외측으로 부터 모서리각을 이등분하는 선상에 배치된 융기구조물이 구비된 앤드밀용 인서트가 제공된다.

본 발명 앤드밀용 인서트의 실시예를 첨부된 도면과 관련하여 설명한다. 제 3 도는 본 발명에 따른 앤드밀용 인서트(2)의 평면도로서, 외면벽과 상부 표면 사이의 접속부에 의해 절삭날이 형성되어 있다. 상기 절삭날은 주절삭날(3)과 모서리 절삭날(4)로 구성되며, 상기 절삭날은 그로부터 내측으로 연장되는 절삭날랜드(6)와 접속되어 있다.

상기 절삭날랜드의 내측으로는 하방으로 연장되는 하강벽(7)이 있고 이 하강벽 상에 전주형볼록벽(8)이 있으며, 이 하강벽은 보다 내측의 하강벽과 접속되어 있고 그 내측 연부에는 임의 형상의 볼록부(9)가 형성되어 있다.

또한 모서리 절삭날(4)을 이등분하는 선상에 융기 구조물(10)이 있으며, 이 융기구조물은 모서리 절삭날의 가까운 위치에 형성되어 있다. 절삭날 랜드(6)는 주절삭날의 중심에서 가장 좁고 모서리 절삭날의 중심에 최대폭이 되는 가변랜드로 형성되어 있다. 상기와 같이된 본 발명의 앤드밀용 인서트는 절삭날랜드, 하강벽, 전주형 볼록벽, 융기구조물이 복합적으로 작용하여 금속공작물의 절삭시 발생하는 칩을 원활하게 배출시키고 모서리 절삭날 부분의 강도를 보강시킬 수 있게 된다. 절삭날랜드(6)의 폭(제 4 도 및 제 5 도의 X₁,X₂)은 절삭날 강도와 밀접한 관계가 있다. 이 랜드폭이 좁으면 절삭저항의 감소로 깍임새는 좋아지지만 절삭날의 치핑이나 결손의 원인이 되므로 반드시 일정값 이상의 폭이 필요하며, 절삭날의 강도와 절삭 저항의 상관관계를 고려할때 랜드폭은 0.08-0.3mm가 적당하다. 랜드의 각도(제 4 도 및 제 5 도의 θ) 역시 절삭날 강도와 밀접한 관계를 가지는데, 이 랜드 각도가 너무 작으면 절삭날이 충격에 의해 결손되기 쉽고 너무 크면 절삭저항의 증가를 가쳐오게 되므로 이 각도는 10-30。가 적당하다.

또한 본 발명에서는 특히 치핑 등의 손상이 발생하기 쉬운 모서리 절삭날 부분의 강도 보강을 위하여 주절삭날 부분에서 랜드포(XⅠ)이 가장 좁고 모서리 절삭날 부분에서 랜드폭(Xz)이 최대가 되도록 헝성되어있다. 하강벽(7)은 칩을 홈안으로 이끌어 들이는 역학을 한다. 이 하강벽의 강도(제 4 도 및 제 5 도의 Z)가 너무 크면 강도의 약화로 인서트의 초기 결손 원인이 되고 너무 작으면 절사저항의 증가를 초래하며, 절삭저항의 증가는 연발생의 증대, 공구마모의 증대, 공구수명의 저하, 전동의 발생, 치핑손상발생, 피가공물의 표면조도 저하등 여러가지 나쁜 영향을 미치게 된다.

따라서, 하강벽의 각도는 5-30。가 적당하다. 하강벽 상에 설치된 전주형의 볼록벽(8)은 칩을 적당한 반경으로 굽히는 역할을 하는데, 이 볼록벽이 절삭날의 최외측으로 부터 너무 멀거나 높이가 너무 낮을 경우에는 칩의 제어가 어렵게되고, 반대로 볼록벽이 절삭날의 최외측으로 부터 너무 가깝거나 높이가 너무 높은 경우에는 칩의 굽힘반경이 너무 작아져 칩의 분절이 과다하게 되고 절삭저항이 증가하게 된다.

본 발명에서는 절삭날 최외측으로 부터 볼록벽 까지의 거리(제 4 도의 X₃)를 0.6-0.3mm로 하였고 볼록벽의 높이(제 4 도의 Y_l)을 0.03-0.15mm로 하였으며, 이 값이 칩의 제어와 절삭저항의 측면에서 가장 유리하며. 또한 볼록벽의 상단이 뾰족한 형상보다는 부드러운 곡면 형상이 칩의 제어에 용이하다. 모서리 절삭날에 인접하여 형성된 융기구조물(10)은 볼록벽 만으로는 다소 부족한 칩의 제어를 보다 확실하게 하여 칩의 원활한 배출을 가능하게 하여준다. 상기 융기구조물은 모서리 절삭날의 최외측으로 부터 너무멀면 효과가 없으며, 그 거리는 주절삭날로 부터 전주형 볼록벽 사이의 거리보다 가까운 것이 유리하다. 또 융기 구조물의높이는 전주형 볼록벽의 높이보다 높아야 칩의 제어에 효과적이다.

따라서 본 발명에는 모서리 절삭날로 부터 웅기구조물 까지의 거리(제 5 도의 X₄)를 0.5-2.5mm로 설정하였고, 응기구조물의 높이(제 5 도의 Y₂)는 0.06-0.30mm로 하였다. 상기 실시예에서는 인서트를 삼각형상으로 형성한 예를 도시하였으나, 인서트를 사각형이나 오각형 또는 임의의 다각형상으로 형성할 수 있다.

Claims (4)

1. 외면벽과 상부 표면 사이의 접속부에 의해 형성된 주절삭날 및 모서리 절삭날로 부터 내측으로 연장되는 랜드지역과, 상기 랜드지역으로 부터 내측으로 연장되는 하강벽과, 상기 하강벽 상에 배치된 전주형 볼록벽과, 상기 하강벽의 내측에 배치된 볼록부와, 상기 모서리 절삭날에 인접하여 배치된 융기구조물로 구성된 것을 특징으로 하는 앤드밀용 인서트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 랜드지역은 주절삭날의 중심부분의 랜드폭이 가장 좁고 모서리 절삭날의 중심부분에서 랜드폭이 최대가 되는 가변랜드로 형성된 앤드밀용 인서트.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전주형 볼록벽은 절삭날로 최외측으로 부터 0.6-0.3mm 내측에 배치되고 곡면형으로 형성된 앤드밀용 인서트.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 융기구조물은 모서리 절삭날의 최외측으로 부터 모서리각을 이등분 하는 선상에서 내측으로 0.5-2.5mm 멀어진 곳에 배치된 앤드밀용 인서트.