WO2017052208A1 - 절삭 인서트 - Google Patents

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WO2017052208A1
WO2017052208A1 PCT/KR2016/010553 KR2016010553W WO2017052208A1 WO 2017052208 A1 WO2017052208 A1 WO 2017052208A1 KR 2016010553 W KR2016010553 W KR 2016010553W WO 2017052208 A1 WO2017052208 A1 WO 2017052208A1
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WO
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dot
cutting insert
cutting
chip
main
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/010553
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English (en)
French (fr)
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안동섭
김성훈
김효산
임상호
김영흠
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한국야금 주식회사
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Publication date
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Priority to US15/748,790 priority patent/US10493535B2/en
Priority to CN201680040786.7A priority patent/CN107848038B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
    • B23B27/143—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness characterised by having chip-breakers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/22—Cutting tools with chip-breaking equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2200/00—Details of cutting inserts
    • B23B2200/04—Overall shape
    • B23B2200/0447—Parallelogram
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2200/00—Details of cutting inserts
    • B23B2200/08—Rake or top surfaces
    • B23B2200/081—Rake or top surfaces with projections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2200/00—Details of cutting inserts
    • B23B2200/32—Chip breaking or chip evacuation
    • B23B2200/321—Chip breaking or chip evacuation by chip breaking projections

Definitions

  • the present invention relates to a cutting insert, and more particularly to a cutting insert that can be mounted and used in the tool holder.
  • the cutting insert is fixed to the cutting tool, and the cutting tool described above is mounted to a machine tool and used to cut a material.
  • Conventional cutting inserts are provided in a polygonal shape, corner pickles are formed at the vertex portion, main cutouts are formed at the corner where the upper side and the side meet, and a chip breaker is formed between the upper side and the main cutout.
  • the conventional cutting insert is discharged while passing the chip breaker when the cut chip is discharged, as shown in FIG. 10 (b) of the accompanying drawings.
  • the chip (c) and the chip breaker have two points (p4, p5). Contact).
  • the cutting force is not weakened when the cutting force is applied to the chip breaker, thereby causing a large cutting load.
  • the chip (c) and the chip breaker are in contact at two points (p4, p5), the contact point may be unstable, thereby causing a problem that the chip is not formed uniform curl. If the curl of the chip is not uniform, the chip is of different sizes, and in particular, a long chip may be generated. Long chips can be disadvantageous in chip evacuation.
  • Patent Document 1 United States Patent Application Publication US2015 / 0090081 (2015.04.02.)
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the cutting load of the cutting insert by the cutting chip when the cutting chip is formed by the cutting insert is formed and the cutting chip is discharged, and also the cooling effect
  • the object is to provide a cutting insert that can be increased.
  • Another object of the present invention is to provide a cutting insert that can more effectively process forged steel for automotive parts.
  • the main side is formed in the corner portion of the polygonal shape in the top view 11 is a straight view (20); Corner pickles (30) formed at the vertex portions of the polygonal shape and extending to the main pickles (20); A chip breaker 70 formed between the upper side 11 and the main cutout 20 to break the chip; a main bottom part formed concave between the main cutout 20 and the chip breaker 70; 72) a first dot 40 formed convexly on the chip breaker 70, and the main cut 20 and the first dot between the main cut 20 and the first dot 40 And a first bridge 42 formed lower than 40).
  • the cutting insert according to the embodiment of the present invention, the chip breaker 70, the second dot 50 spaced apart from the first dot 40 and convex; And a second bridge 52 formed lower than the main cutout 20 and the second dot 50 between the main cutout 20 and the second dot 50.
  • the first highest point T1 of the first dot 40 may be lower than the main cutting point 20.
  • the second highest point T2 of the second dot 50 may be lower than the main cutting point 20.
  • the cutting insert according to the embodiment of the present invention when connecting the first highest point T1 of the first dot 40 and the second highest point T2 of the second dot 50 in an imaginary line,
  • the imaginary line and the main cutout 20 may form a first angle a1, and the first angle a1 may be an acute angle.
  • the first angle a1 may be 5 to 10 degrees.
  • the distance from the vertex of the corner pickling 30 to the first highest point T1 of the first dot 40 may be 0.5 mm to 2.0 mm.
  • the distance from the vertex of the corner pickling 30 to the second highest point T2 of the second dot 50 may be 1.0 mm to 3.5 mm.
  • a distance between the first dot 40 and the second dot 50 may be 0.5 mm to 2.5 mm.
  • the land portion 62 is formed in the main cutting edge 20 is formed, the corner land portion 32 is formed in the corner cutting 30, the corner
  • the width w1 of the land portion 32 may be narrower than the width w2 of the main cut 62.
  • the longitudinal direction of the first dot 40 forms a second angle (a2) with the main cutting 20, the second angle (a2) is an acute angle Can be.
  • the second angle a2 may be greater than or equal to 85 degrees and less than 90 degrees.
  • the longitudinal direction of the second dot 50 forms a third angle (a3) with the main cutting 20, the third angle a3 is an acute angle Can be.
  • the third angle a3 may be greater than or equal to 85 degrees and less than 90 degrees.
  • the chip and the cutting insert when the chip is generated and discharged, the chip and the cutting insert have a first point p1 at the end of the land portion 22 which is pickled, and the first bridge 42. May be sequentially contacted at the second point p2 and the third point p3 of the first dot 40.
  • the cutting insert according to the embodiment of the present invention further includes a corner bottom portion 34 formed concave between the corner pickled 30 and the chip breaker 70, the chip is generated and discharged
  • the chip and the cutting insert are the first point at the end of the corner land portion 32, the second point at the corner bottom portion 34, and the third point at the chip breaker 70 in sequence. Can be.
  • the cutting insert according to the embodiment of the present invention may be a forged steel to be removed.
  • the cutting insert according to the embodiment of the present invention made as described above can reduce the cutting load by bringing the generated chips into contact with the chip breaker at the three points when the cutting operation is performed, and furthermore, the life of the cutting insert can be reduced. Can be improved.
  • the cutting insert according to the embodiment of the present invention when the cutting process is performed, when the generated chip is in contact with the chip breaker to contact at three points so that the heat of the cutting insert is more transferred to the chip to cool the cutting insert An increase in the effect can be expected.
  • the chip when the chip is generated by the cutting insert according to the embodiment of the present invention, the chip may form a uniform curl and the chip may have a uniform size. This allows for chip evacuation.
  • FIG 1 and 2 are a perspective view and a detailed view for explaining a cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are a plan view and a detailed view for explaining an example of a cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 4.
  • FIG 7 to 9 are views for explaining the cutting action of the cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining the dot action of the cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • 11 is a view for explaining the effect of the land portion of the cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view for explaining the chip size generated by the cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view for explaining the surface roughness effect of the surface processed by the cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view for explaining a cutting force applied to the cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a view for explaining the life of the dot of the cutting insert according to the embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIGS. 1 to 6 are a perspective view and a detailed view for explaining a cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are a plan view and a detailed view for explaining an example of a cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 4.
  • the cutting insert 10 is provided in a polygonal shape. More specifically, the cutting insert 10 has a polygonal shape when viewed from a plan view with the upper side 11 as a plane.
  • the cutting insert 10 has an upper side 11 having a side surface 13 forming a thickness (height), and a lower side 12 is formed on the opposite side to the upper side 11.
  • a fastening hole 14 is formed to penetrate the upper side 11 and the lower side 12, and the fastening hole 14 is used when fastening to a cutting tool.
  • the cutting insert 10 is formed with a major cutout 20 at a corner portion of a polygonal shape in a plan view having the upper side 11 as a plane.
  • the cutting insert 10 is formed with a corner cutout 30 at the vertex portion of the polygonal shape described above, the corner cutout 30 is formed to extend to the above-described main cutout 20.
  • the cutting insert 10 has a chip breaker 70 and a main bottom portion 72 formed between the upper side 11 and the main cutout 20.
  • the main bottom portion 72 is formed concave, and the chip breaker 70 is formed to be inclined.
  • the chip breaker 70 serves to cut the cutting chip.
  • the cutting insert 10 convexly forms the first dot 40 on the chip breaker 70.
  • the first dot 40 is in contact with the chip c when the chip is discharged, thereby forming a curl while allowing the chip to cure.
  • the first dot 40 is in contact with the chip (c) when the chip is discharged, thereby minimizing the size of the chip by forming a curl more effectively while allowing the chip to harden.
  • a first bridge 42 is formed between the main cutting line 20 and the first dot 40.
  • the first highest point T1 of the first dot 40 is formed lower than the main cutoff 20 (see h1).
  • the chip c may be in good contact with the first dot 40 even if the depth of cut is smaller than 4.5 mm.
  • the first bridge 42 is formed lower than the main cutout 20 and the first dot 40 (see h2).
  • the point of contact of the chip with the cutting insert 10 is made in the land portion 22, the first bridge 42 and the first dot 40, which are major cuts. .
  • the cutting insert 10 is in contact with the chip c at three points, as shown in FIG. Looking at the three points based on the first dot 40, the first point p1 at the end of the pickled land portion 22, the second point p2 at the first bridge 42, and the first highest point T1. ) Is the third point p3.
  • Two points are a 4th point p4 in a part of the land part 62 which is the main cutting part formed in one side of the main cutting part 60, and a 5th point p5 in a part of the chip breaker 70. As shown in FIG. 10B, two points are a 4th point p4 in a part of the land part 62 which is the main cutting part formed in one side of the main cutting part 60, and a 5th point p5 in a part of the chip breaker 70. As shown in FIG.
  • the chip c emits 70% or more of heat generated during cutting.
  • the chip since the cutting oil may be inserted into the recess of the chip breaker 70, the chip may be in direct contact with the cutting oil, thereby directly lowering the temperature of the chip.
  • the cutting insert 10 according to the embodiment of the present invention can be formed symmetrically with respect to the center line CL across the center of the fastening hole 14 and the corner pickling 30 as shown in FIG. have.
  • the cutting insert 10 may be formed in a rotationally symmetrical with respect to the center of the fastening hole 14, as shown in FIG.
  • the cutting insert 10 may use a plurality of main cutting marks 20 and corner cutting marks 30 according to the fastening direction. 3, the cutting insert 10 is shown in the shape of a lozenge, in which case the major cuttings 20 are four.
  • the corner pickling 30 can be used in two, the corner pickling 30 can be used as four in the end, since half is generally contributed to cutting when performing the cutting process.
  • the cutting insert 10 may be configured in a rotationally symmetrical with respect to the side surface (13). That is, the main side pickles and the corner pickles can be formed on the lower side 12 in the same configuration as the upper side 11.
  • the cutting insert 10 includes a maximum of eight main cutting marks including both the case of using the main cutting marks formed on the upper side 11 and the case of using the main cutting marks formed on the lower side 12. Eight corner pickles are available.
  • the cutting insert 10 according to another second embodiment of the present invention may further include a second dot 50 in the cutting insert 10 according to the first embodiment.
  • the second dot 50 is spaced apart from the first dot 40 in the chip breaker 70 and is formed to be convex.
  • the cutting insert 10 forms a second bridge 52 between the main cutting line 20 and the second dot 50.
  • the second bridge 52 is formed lower than the main cutout 20 and the second dot 50 (see h4).
  • Cutting insert 10 is provided with a second dot 50 to be spaced apart from the first dot 40 when the depth of cut (ap) is deep (for example, ap 3.0mm or more) By making the chip contact the second dot 50, curl can be formed well on the chip.
  • the cutting insert 10 is in contact with the chip c at three points, as shown in FIG. Looking at the three points based on the second dot 50, the first point p1 at the end of the pickled land portion 22, the second point p2 at the second bridge 42, and the second highest point T2. ) Is the third point p3.
  • the chip c and the second bridge 52 may contact each other when the chip is discharged by forming the second bridge 52.
  • Two points are a 4th point p4 in a part of the land part 62 which is the main cutting part formed in one side of the main cutting part 60, and a 5th point p5 in a part of the chip breaker 70. As shown in FIG. 10B, two points are a 4th point p4 in a part of the land part 62 which is the main cutting part formed in one side of the main cutting part 60, and a 5th point p5 in a part of the chip breaker 70. As shown in FIG.
  • the chip c discharges 70% or more of heat generated during cutting. And the cutting oil is inserted into the recess (recess) of the chip breaker 70 can directly lower the temperature of the chip.
  • the second dot 50 may contribute to more reliably suppressing the length of the chip.
  • the chip and the cutting insert when the chip is generated and discharged, the chip and the cutting insert have a first point at the end of the corner land portion 32 and the corner bottom portion 34. ) May be in contact with the second point and the third point to the chip breaker 70 in sequence. In other words, the cutting load can be reduced by making contact between the chip and the cutting insert at three points.
  • the first highest point T1 of the first dot 40 is lower than the main cutting point 20 in the cutting insert 10 according to the first and second embodiments. It is formed. As a result, when the chip is discharged, the resistance can be reduced, so that the chip discharge can be made quickly.
  • 15A is a view showing an embodiment, the wear of the first dot 40 is reduced when the height of the first dot 40 is formed lower than the main cutting 20.
  • FIG. 15B is a comparative example, and when the height of the dot is formed higher than the main section, there is a problem that wear is deepened at the peak of the dot.
  • the cutting insert 10 according to the third embodiment of the present invention can improve the life of the cutting insert by forming the height of the first dot 40 lower than the main cutting 20.
  • the second highest point T2 of the second dot 50 in the cutting insert 10 according to the first and second embodiments is lower than that of the main cutout 20. It is formed. As a result, when the chip is discharged, the resistance can be reduced, so that the chip discharge can be made quickly.
  • the cutting insert 10 according to the fourth embodiment of the present invention can contribute to improving the life of the cutting insert by forming the height of the second dot 50 lower than the main cutting 20.
  • the cutting insert 10 connects the first highest point T1 of the first dot 40 and the second highest point T2 of the second dot 50 to an imaginary line.
  • the imaginary line and the main cutout 20 form the first angle a1, and the first angle a1 forms an acute angle as shown in FIG.
  • FIGS. 7 to 9 are views for explaining the cutting action of the cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • the first dot 40 is preceded by the machining direction when the cutting is performed, and the second dot 50 is later.
  • the chip c hits the first dot 40 and then hits the second dot 50 with a time difference.
  • the chip may hit the first dot 40 and the second dot 50 with a time difference to prevent the wear and load of the chip breaker 70 from increasing.
  • wear and load of the chip breaker 70 may be increased.
  • the main cutting marks 20 may be installed to have a fifth angle a5 with respect to the processing direction.
  • the chip c may be sequentially contacted with the first dot 40 and the second dot 50 more reliably.
  • the cutting insert 10 according to the fifth embodiment has a first angle a1 of 5 degrees to 10 degrees.
  • the first angle a1 is 5 degrees or more
  • the first dot 40 and the second dot 50 may be sequentially contacted, so that the load applied to the chip breaker 70 is excessive. It can suppress the increase.
  • the first angle a1 is less than 10 degrees, it is possible to prevent an excessively large configuration of the chip breaker 70 from the cutting insert 10.
  • the first angle a1 of the virtual line connecting the first dot 40 and the second dot 50 with the main cut 20 is preferably 5 degrees to 10 degrees.
  • the cutting insert 10 according to the seventh embodiment of the present invention may have a distance S1 of 0.5 mm to 2.0 mm from the corner of the corner pickling 30 to the first highest point T1 of the first dot 40. .
  • the cutting insert 10 according to the seventh embodiment of the present invention may be forged steel parts for removal, and the cutting depth of the removal insert may be 0.5 mm to 3.0 mm.
  • the first dot 40 and the chip c are in contact with each other at a distance S1 of 0.5 mm to 2.0 mm from the vertex of the corner pickling 30 to the first highest point T1 of the first dot 40. Curls can be formed well.
  • the distance S1 from the vertex of the corner pickling 30 to the first highest point T1 of the first dot 40 is set to be less than 0.5 mm, the width from the vertex to the first dot 40, more specifically, The corner bottom 34 may be formed too narrow. In this case, the effect of cutting load reduction may be poor. That is, in FIG. 5A, the chip may not be touched at the second point p2, and thus chip processing may not be smooth.
  • the dot may function, but the versatility may be lowered.
  • the cutting depth of the forging is less than 3.0mm, and the cutting depth must be 0.5mm. That is, in order to have versatility, it is necessary to be able to machine forged steel for automobile parts, and to be able to perform general finishing.
  • the finishing operation may not be performed, thereby making it possible to process forged steel parts for automobiles. May not apply.
  • the cutting insert according to the embodiment of the present invention is provided with a distance S1 of 0.5 mm to 2.0 mm from the vertex of the corner pickling 30 to the first highest point T1 of the first dot 40. It is possible to satisfactorily cut the forging steel parts for automobile parts having a processing cut depth of 0.5 mm to 3.0 mm.
  • the cutting insert 10 according to the eighth embodiment of the present invention may have a distance of 1.0 mm to 3.5 mm from the vertex of the corner pickling 30 to the second highest point T2 of the second dot 50.
  • the second dot 50 and the chip c are in contact with each other at a distance S2 of 1.0 mm to 3.5 mm from the vertex of the corner pickling 30 to the second highest point T2 of the second dot 50. Curls can be formed well.
  • the distance between the first dot 40 and the second dot 50 may be 0.5 mm to 2.5 m.
  • the chip c may clearly contact the first dot 40 and the second dot 50 in sequence, As a result, the wear of the breaker and the increase in load can be suppressed.
  • the land portion 62 is formed at the main cutting edge 20, and the corner land portion 32 is formed at the corner cutting 30.
  • the width w1 of the corner land portion 32 may be narrower than the width w2 of the main cut 62.
  • the cutting resistance may be relatively small to prevent the chip from entering the bottom of the chip breaker 70.
  • the cutting insert 10 according to the tenth embodiment of the present invention provides the corner land portion 32 of the corner pickling 30 narrowly so that the chip enters the main bottom portion 72 of the chip breaker 70 smoothly. Roughing can be facilitated.
  • the incision (ap) is large, the upper wear (Crater Wear) occurs relatively large in the land portion.
  • the top wear is connected to the chamfering, chipping occurs in the chamfering to determine the dimensions may cause damage to the workpiece.
  • the cutting insert 10 changes the land, and more specifically, the width w1 of the corner land portion 32 than the width w2 of the land portion 22, which is the main section. By forming a narrow, it is possible to prevent the phenomenon in which the wear form is connected to the corner pickling 30 and further improve the life of the tool.
  • 11 and 16 are photographs for explaining the effects of the cutting insert 10 according to the tenth embodiment of the present invention.
  • the cutting conditions are the same as in Example (a) and Comparative Example (b), and the cutting insert shown in Comparative Example (b) has a land portion having a constant width.
  • the embodiment (a) of the present invention has a corner bottom portion 34 than the comparative example (b). Wear is small).
  • the flow of the chip is stabilized due to less wear of the corner bottom part 34. As a result, as shown in Fig. 11A, the amount of wear on the corner land portion (see the circle portion) is reduced.
  • Comparative Example (b) is more abrasion occurs in the corner bottom portion (see the circle portion 34) than the embodiment (a) of the present invention, the chip flow becomes unstable Can be.
  • the load rises to the corner land portion.
  • wear may be intensified in the corner land portion (see the circle portion).
  • Figure 12 is a view for explaining the chip size generated by the cutting insert according to an embodiment of the present invention. More specifically, Figure 12 (a) shows a chip generated by performing the cutting process using the cutting insert 10 according to an embodiment of the present invention. Figure 12 (b) shows a chip generated by performing a cutting process by a cutting insert known in the prior art.
  • the size of the chip c generated by the cutting insert 10 according to the embodiment (a) of the present invention is much larger than that of the comparative example (b). You can see that it appeared short.
  • the cutting insert 10 according to the embodiment of the present invention is advantageous in the treatment of chip discharge because the chip size is small and uniform.
  • FIG. 13 is a view for explaining the surface roughness effect of the surface processed by the cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13A illustrates the case where the depth of cut is low because the depth of cut is set to 0.5 mm.
  • the faster the feed rate the better the surface roughness of the embodiment of the present invention than the comparative example.
  • the embodiment of the present invention showed much better surface roughness than the comparative example.
  • the depth of cut is set to 1.5 mm.
  • the faster the feed rate the better the surface roughness of the embodiment of the present invention than the comparative example.
  • the embodiment of the present invention showed much better surface roughness than the comparative example.
  • Figure 14 is a view for explaining the cutting force applied to the cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • the comparative example was 1863N and the Example of this invention showed 1471N when the feed rate was 0.2 mm / rev. That is, in the embodiment of the present invention it can be seen that the cutting load acts less than the comparative example.
  • the comparative example was 2390 N
  • the embodiment of the present invention showed 1805 N
  • the embodiment of the present invention had a smaller cutting load than the comparative example even though the feeding speed was increased. It can be seen that.
  • the cutting insert 10 includes the first and second dots 40 and 50, the first and second bridges 42 and 52, the main land portions 22 and the corner land portions 32.
  • the cutting load is reduced by the configuration.
  • the second and third angles a2 and a3 with respect to the 20 where the first and second dots 40 and 50 are cut off.
  • the second and third angles a2 and a3 may be acute.
  • the main cutting edge 20 of the cutting insert 10 may be provided at a fifth angle a5 with respect to the machining direction.
  • the cutting insert 10 has the first and second dots 40 and 50 having the second and third angles a2 and a3 so that the cutting insert 10 has a forward direction with respect to the direction in which the chips are generated.
  • the first and second dots 40 and 50 can suppress the increase in the cutting load when the chip is generated.
  • the above-mentioned second and third angles (a2, a3) may be provided to more than 85 degrees to less than 90 degrees.
  • the longitudinal directions of the first and second dots 40 and 50 may be excessively twisted. In this case, the cutting load increases when the chip is generated. Can be.
  • the longitudinal directions of the first and second dots 40 and 50 may be excessively twisted in the reverse direction, in which case the cutting load is generated when the chip is generated. Can be increased.
  • the length direction of the first and second dots 40 and 50 may coincide with or be similar to the direction in which the chip is generated and grows, thereby reducing the resistance to the movement of the chip, thereby facilitating chip discharge.
  • the cutting insert according to the embodiment of the present invention can be used to perform cutting.
  • T1, T2 first and second highest points
  • ap depth of cut p1 to p3: contact point

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Abstract

본 발명은 절삭 인서트에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 주절인과 칩 브레이커의 사이에 도트를 형성하되, 그 도트는 주절인과 주절인 사이에 브릿지를 형성한 것이다. 이로써 절삭가공을 수행하는 동안에 발생하는 칩은 주절인 랜드부, 브릿지 및 도트, 이렇게 3점에서 접촉할 수 있다. 칩이 3점에서 접촉하는 동안에 칩은 절삭인서트의 발열을 배출할 수 있다.

Description

절삭 인서트
본 발명은 절삭 인서트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 툴 홀더에 장착하여 사용할 수 있도록 하는 절삭 인서트에 관한 것이다.
일반적으로, 절삭인서트는 절삭공구(The cutting tool)에 고정되고, 상술한 절삭공구는 공작기계에 장착되어 소재를 절삭 가공하는데 이용된다.
종래의 절삭인서트는 다각형 형상으로 제공되고, 꼭짓점 부분에는 코너 절인이 형성되며, 상측면과 측면이 만나는 모서리에는 주절인이 형성되고, 상측면과 주절인의 사이에 칩 브레이커가 형성된다.
그러나 종래의 절삭인서트는 첨부도면 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 절삭된 칩이 배출될 때에, 칩 브레이커를 스치면서 배출되는데 칩(c)과 칩 브레이커는 2곳의 점(p4, p5 참조)에서 접촉된다.
칩(c)과 칩 브레이커는 2곳의 점(p4, p5 참조)에서 접촉됨으로써, 절삭력이 칩 브레이커에 작용될 때에 약화되지 않은 상태로 작용되어 절삭부하가 큰 문제점이 있다.
또한, 칩(c)과 칩 브레이커는 2곳의 점(p4, p5 참조)에서 접촉됨으로써, 접촉점이 불안정할 수 있고, 이로써 칩이 컬(curl)이 균일하지 않게 형성되는 문제점이 있다. 칩의 컬이 균일하지 않는 경우에 칩의 크기가 제각각이고, 특히 길이가 긴 롱 칩이 발생될 수 있다. 롱 칩은 칩 배출에서 불리할 수 있다.
다른 한편으로, 절삭가공을 수행하는 동안에 절삭인서트에 고열이 발생한다. 그러한 고열을 절삭인서트의 수명에 좋지 않은 영향을 끼치므로 냉각을 시켜야 한다. 절삭된 칩은 칩 브레이커와 접촉함으로써 열교환을 수행할 수 있고, 가열된 절삭 칩이 배출됨으로써 절삭인서트의 냉각을 돕는다. 그러나 종래의 절삭인서트는 칩(c)과 칩 브레이커가 2곳의 점(p4, p5 참조)에서 접촉됨으로써, 냉각의 효과가 크지 않을 수 있다.
<선행기술문헌>
(특허문헌 1) 미국 공개 특허공보 US2015/0090081(2015.04.02.)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 절삭 인서트에 의해 절삭가공이 수행되어 절삭 칩이 형성되고 절삭 칩이 배출될 때에, 절삭 칩에 의해 절삭인서트의 절삭부하를 감소시킬 수 있도록 하고, 아울러 냉각효과를 증대시킬 수 있도록 하는 절삭 인서트를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 자동차 부품 단조강을 더욱 효과적으로 가공할 수 있도록 하는 절삭 인서트를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상측면(11)이 똑바로 보이는 평면도에서 다각형 형상의 모서리 부분에 형성한 주절인(20); 상기 다각형 형상의 꼭짓점 부분에 상기 주절인(20)에 연장되어 형성된 코너 절인(30); 상기 상측면(11과 상기 주절인(20)의 사이에 형성하여 칩을 끊는 칩 브레이커(70); 상기 주절인(20)과 상기 칩 브레이커(70)의 사이에 오목하게 형성한 메인 바닥부(72); 상기 칩 브레이커(70)에 볼록하게 형성된 제1 도트(40); 및 상기 주절인(20)과 상기 제1 도트(40)의 사이에 상기 주절인(20)과 상기 제1 도트(40)보다 낮게 형성된 제1 브릿지(42);를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 칩 브레이커(70)에서 상기 제1 도트(40)와 이격되고 볼록하게 형성된 제2 도트(50); 및 상기 주절인(20)과 상기 제2 도트(50)의 사이에 상기 주절인(20)과 상기 제2 도트(50)보다 낮게 형성된 제2 브릿지(52);를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)은 상기 주절인(20)보다 낮게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 제2 도트(50)의 제2 최고점(T2)은 상기 주절인(20)보다 낮게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)과 상기 제2 도트(50)의 제2 최고점(T2)을 가상 선으로 이을 때, 상기 가상선과 상기 주절인(20)은 제1각도(a1)를 이루고, 상기 제1각도(a1)는 예각일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 제1각도(a1)는 5도 내지 10도일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 코너 절인(30)의 꼭짓점부터 상기 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)까지 거리는 0.5mm 내지 2.0mm일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 코너 절인(30)의 꼭짓점부터 상기 제2 도트(50)의 제2 최고점(T2)까지 거리는 1.0mm 내지 3.5mm일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 제1 도트(40)와 상기 제2 도트(50)간에 이격된 거리는 0.5mm 내지 2.5mm일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 주절인(20)에 주절인 랜드부(62)가 형성되고, 상기 코너 절인(30)에 코너 랜드부(32)가 형성되며, 상기 코너 랜드부(32)의 폭(w1)이 상기 주절인(62)의 폭(w2)보다 좁을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 제1 도트(40)의 길이 방향이 상기 주절인(20)과 제2각도(a2)를 이루고, 상기 제2각도(a2)는 예각일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 제2각도(a2)는 85도이상 내지 90도 미만일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 제2 도트(50)의 길이 방향이 상기 주절인(20)과 제3각도(a3)를 이루고, 상기 제3각도(a3)는 예각일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 제3각도(a3)는 85도이상 내지 90도 미만일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 칩이 생성되어 배출될 때에, 칩과 절삭인서트는 절인 랜드부(22)의 끝부분에 제1점(p1), 상기 제1 브릿지(42)에 제2점(p2) 및 상기 제1 도트(40)의 제3점(p3)에서 순차적으로 접촉되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 상기 코너 절인(30)과 상기 칩 브레이커(70)의 사이에 오목하게 형성한 코너 바닥부(34);를 더 포함하고, 칩이 생성되어 배출될 때에, 칩과 절삭인서트는 상기 코너 랜드부(32)의 끝부분에 제1점, 상기 코너 바닥부(34)에 제2점 및 상기 칩 브레이커(70)에 제3점이 순차적으로 접촉되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는, 피삭제가 자동차 부품 단조강인 것일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는 절삭가공이 수행할 때에, 발생한 칩이 칩 브레이커와 접촉할 때에 3점에서 접촉하도록 함으로써 절삭 부하를 줄일 수 있고, 나아가 절삭 인서트의 수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는 절삭가공이 수행할 때에, 발생한 칩이 칩 브레이커와 접촉할 때에 3점에서 접촉하도록 함으로써 절삭 인서트의 열이 칩에 좀 더 많이 전달되어 절삭 인서트의 냉각효과의 증대를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트에 의해 칩이 발생할 때에 그 칩은 균일한 컬(curl)을 형성하고 칩의 크기가 균일한 형성될 수 있다. 이로써 칩 배출이 유리하다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트를 설명하기 위한 사시도면 및 상세도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트의 일례를 설명하기 위한 평면도면 및 상세도면이다.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B선 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트의 절삭 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트의 도트 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트의 랜드부 작용효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트에 의해 생성된 칩 크기를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트에 의해 가공된 표면의 면조도 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트에 작용되는 절삭력을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트의 도트의 수명을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시될 수 있다.
한편, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
다른 한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
<제1실시예>
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트에 대해서 설명한다. 첨부도면 도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트를 설명하기 위한 사시도면 및 상세도면이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트의 일례를 설명하기 위한 평면도면 및 상세도면이다. 도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다. 도 6은 도 4의 B-B선 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 다각형 형상으로 제공된다. 좀 더 상세하게는 절삭인서트(10)는 상측면(11)을 평면으로 하는 평면도에서 바라볼 때에 다각형 형상을 이룬다. 그리고 절삭인서트(10)는 상측면(11)은 두께(높이)를 형성하는 측면(13)을 갖고, 상측면(11)과 반대쪽에 하측면(12)이 형성된다. 또한, 상측면(11)과 하측면(12)을 관통하도록 체결홀(14)이 형성되고, 그 체결홀(14)은 절삭공구에 체결할 때에 이용된다.
절삭인서트(10)은 상측면(11)을 평면으로 하는 평면도에서 다각형 형상의 모서리 부분에 주절인(20)이 형성된다.
또한, 절삭인서트(10)는 상술한 다각형 형상의 꼭짓점 부분에 코너 절인(30)이 형성되고, 그 코너 절인(30)은 상술한 주절인(20)에 연장되어 형성된다.
또한, 절삭인서트(10)는 상측면(11)과 주절인(20)의 사이에 칩 브레이커(70)와 메인 바닥부(72)가 형성된다. 메인 바닥부(72)는 오목하게 형성되고, 칩 브레이커(70)는 경사지게 형성된다. 그리고 칩 브레이커(70)는 절삭 칩을 끊는 작용을 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 칩 브레이커(70)에 제1 도트(40)를 볼록하게 형성한다. 제1 도트(40)는 칩이 배출될 때에 칩(c)과 접촉되고, 이로써 칩이 경화되도록 하면서 컬(curl)을 이루도록 한다.
제1도트(40)는 칩이 배출될 때에 칩(c)과 접촉되고, 이로써 칩이 경화되도록 하면서 좀 더 효과적으로 컬(curl)을 이루도록 하여 칩의 크기를 소형화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 주절인(20)과 제1 도트(40)의 사이에 제1 브릿지(42)가 형성된다. 제1 도트(40)의 제1최고점(T1)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 주절인(20)보다 낮게(h1 참조) 형성된다. 이로써 절입(ap)이 작더라도 좀 더 구체적으로 절입(ap)이 4.5mm 보다 작더라도 칩(c)은 제1도트(40)와 양호하게 접촉할 수 있다.
반면에, 선행기술문헌에 제시된 특허문헌에는 돌기의 높이에 대한 기술적 사상이 기재되어 있지 않아 칩(c)의 배출처리에 곤란함이 있었다.
한편, 제1 브릿지(42)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 주절인(20)과 제1 도트(40)보다 낮게(h2 참조) 형성된다.
특히, 제1브릿지(42)에 칩이 접촉하도록 함으로써, 칩이 절삭인서트(10)와 접촉하는 점은 주절인 랜드부(22)와 제1 브릿지(42)와 제1도트(40)에서 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이, 칩(c)과 3점에서 접촉이 이루어진다. 3점은 제1도트(40)를 기준으로 살펴보면, 절인 랜드부(22)의 끝부분에 제1점(p1), 제1 브릿지(42)에 제2점(p2), 제1 최고점(T1)의 제3점(p3)이다.
반면에, 종래의 기술에서처럼 브릿지가 제공되지 않은 경우에는, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 2점에서 접촉이 이루어진다. 2점은 주절인(60)의 한쪽에 형성되는 주절인 랜드부(62)의 일부에 제4점(p4), 칩 브레이커(70)의 일부에 제5점(p5)이다.
이로써 절삭가공 중에 발생하는 발열이 칩으로 좀 더 활발하게 열 전달될 수 있어 절삭인서트의 발열을 저감하는 데에 기여할 수 있다. 나아가 발열을 저감하도록 함으로써 절삭인서트(10)와 절삭공구의 기대수명을 증대시킬 수 있다. 이에 부연설명하면, 칩(c)이 절삭가공 중에 발생하는 열을 70%이상 배출한다. 그리고 칩 브레이커(70)의 리세스(recess)에 절삭유가 삽입될 수 있으므로 칩이 절삭유와 직접 접촉될 수 있으므로, 칩의 온도를 직접적으로 낮출 수 있다.
한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 도 3에 나타낸 바와 같이 체결홀(14)의 중심과 코너 절인(30)을 가로지르는 중심선(CL)을 기준으로 대칭으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 체결홀(14)의 중심을 기준으로 회전 대칭으로 형성될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 체결되는 방향에 따라 복수의 주절인(20)과 코너 절인(30)을 이용할 수 있다. 도 3에는 절삭인서트(10)가 마름모꼴의 형태로 제시되어 있고, 이러한 경우에 주절인(20)은 4개이다. 또한 코너 절인(30)은 2개를 이용할 수 있지만, 코너 절인(30)은 절삭가공을 수행할 때에 보편적으로 절반이 절삭가공에 기여하는 것이므로 결국 4개로 이용할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 측면(13)을 기준으로 회전대칭으로 구성될 수 있다. 즉, 하측면(12)에도 상측면(11)과 동일한 구성으로 주절인과 코너 절인을 형성할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 상측면(11)에 형성된 주절인을 이용하는 경우와 하측면(12)에 형성된 주절인을 이용하는 경우를 모두 포함하면 최대 8개의 주절인과 8곳의 코너 절인을 이용할 수 있는 것이다.
<제2실시예>
본 발명의 다른 제2실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제1실시예에 따른 절삭인서트(10)에 제2 도트(50)를 더 포함할 수 있다.
제2 도트(50)는 칩 브레이커(70)에서 제1 도트(40)와 이격되고 볼록하게 형성한다.
그리고 절삭인서트(10)는 주절인(20)과 제2 도트(50)의 사이에 제2 브릿지(52)를 형성한다. 제2 브릿지(52)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 주절인(20)과 제2 도트(50)보다 낮게(h4 참조) 형성한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제1도트(40)와 이격되게 제2도트(50)를 구비함으로써 절입깊이(ap)가 깊은 경우(예, ap가 3.0mm 이상)에 칩이 제2 도트(50)와 접촉되도록 함으로써 칩에 컬(curl)을 양호하게 형성시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이, 칩(c)과 3점에서 접촉이 이루어진다. 3점은 제2도트(50)를 기준으로 살펴보면, 절인 랜드부(22)의 끝부분에 제1점(p1), 제2 브릿지(42)에 제2점(p2), 제2 최고점(T2)의 제3점(p3)이다.
즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제2 브릿지(52)를 형성함으로써 칩이 배출될 때에 칩(c)과 제2브릿지(52)가 접촉될 수 있다. 칩(c)과 절삭인서트(10)간에 접촉점이 증가됨으로써 절삭인서트(10)의 절삭부하의 감소효과를 기대할 수 있고, 아울러 냉각효과를 증대시킬 수 있다.
반면에, 종래의 기술에서처럼 브릿지가 제공되지 않은 경우에는, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 2점에서 접촉이 이루어진다. 2점은 주절인(60)의 한쪽에 형성되는 주절인 랜드부(62)의 일부에 제4점(p4), 칩 브레이커(70)의 일부에 제5점(p5)이다.
한편으로, 칩(c)이 절삭가공 중에 발생하는 열을 70%이상 배출한다. 그리고 칩 브레이커(70)의 리세스(recess)에 절삭유가 삽입되어 칩의 온도를 직접적으로 낮출 수 있다.
다른 한편으로, 칩(c)이 제2도트(50)와 접촉된 주변 사이로 가공경화가 발생하여 칩(c)이 회절 하면서 굽힘 응력이 증가되고, 이로써 칩(c)이 끊어지는 현상이 발생한다. 결국, 제2도트(50)는 칩의 길이가 길게 형성되는 것을 좀 더 확실하게 억제하는 데에 기여를 할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발며의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 칩이 생성되어 배출될 때에, 칩과 절삭인서트는 코너 랜드부(32)의 끝부분에 제1점, 코너 바닥부(34)에 제2점 및 칩 브레이커(70)에 제3점이 순차적으로 접촉될 수 있다. 즉, 칩과 절삭인서트는 3점에서 접촉이 이루어짐으로써 절삭부하를 감소할 수 있다.
<제3실시예>
본 발명의 제3실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제1, 2 실시예에 따른 절삭인서트(10)에서 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)을 주절인(20)보다 낮게 형성한 것이다. 이로써 칩이 배출될 때에, 저항을 줄일 수 있어 칩 배출이 신속하게 이루어질 수 있다.
도 15의 (a)는 실시예를 보인 도면으로써, 제1 도트(40)의 높이를 주절인(20)보다 낮게 형성하였을 때에 제1 도트(40)의 마모가 저감된다.
도 15의 (b)는 비교예로써, 도트의 높이를 주절인 보다 높게 형성하였을 때에, 도트의 최고점 부분에 마모가 심화되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 제3실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제1 도트(40)의 높이를 주절인(20)보다 낮게 형성함으로써 절삭인서트의 수명을 향상시킬 수 있다.
<제4실시예>
본 발명의 제4실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제1, 2 실시예에 따른 절삭인서트(10)에서 제2 도트(50)의 제2 최고점(T2)을 주절인(20)보다 낮게 형성한 것이다. 이로써 칩이 배출될 때에, 저항을 줄일 수 있어 칩 배출이 신속하게 이루어질 수 있다.
또한, 제4실시예는 제3실시예와 마찬가지로 제2 도트(50)의 높이를 주절인(20)보다 낮게 형성하였을 때에 제2 도트(50)의 마모가 저감된다.
따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제2 도트(50)의 높이를 주절인(20)보다 낮게 형성함으로써 절삭인서트의 수명을 향상시키는 데에 기여할 수 있다.
<제5실시예>
본 발명의 제5실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)과 제2 도트(50)의 제2 최고점(T2)을 가상 선으로 이을 때, 상기 가상선과 주절인(20)이 제1각도(a1)를 이루도록 하고, 제1각도(a1)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 예각을 형성한 것이다.
본 발명의 제5실시예에 따른 절삭인서트(10)의 작용은 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 첨부도면 도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트의 절삭 작용을 설명하기 위한 도면이다.
절삭가공이 수행될 때에의 가공 방향을 기준으로 제1도트(40)가 선행하게 되고, 제2도트(50)는 후행하게 된다. 이로써 칩(c)이 배출될 때에 제1도트(40)와 부딪힌 후에 시간차를 가지고 제2도트(50)와 부딪히게 된다. 이와 같이 칩이 제1도트(40)와 제2도트(50)에 시간차를 가지고 부딪히도록 함으로써 칩 브레이커(70)의 마모와 부하가 증가되는 것을 방지할 수 있다.
만약, 칩(c)이 제1도트(40)와 제2도트(50)를 동시에 접촉하는 경우라면 칩 브레이커(70)의 마모와 부하가 증가될 우려가 있다.
한편, 절삭인서트(10)가 절삭공구에 설치될 때에 도 7 내지 도 9에 나타낸 바와 같이 주절인(20)은 가공방향에 대하여 제5각도(a5)를 가지도록 설치될 수 있다. 이로써, 칩(c)이 제1도트(40)와 제2도트(50)에 좀 더 확실하게 순차적으로 접촉될 수 있다.
<제6실시예>
본 발명의 제6실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제5실시예에 따른 절삭인서트(10)에서 제1각도(a1)가 5도 내지 10도로 형성한 것이다.
제1각도(a1)는 5도 이상인 경우에, 칩이 배출될 때에 제1도트(40)와 제2도트(50)를 순차적으로 접촉할 수 있어 칩 브레이커(70)에 작용되는 부하가 과도하게 증가되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1각도(a1)는 10도 미만인 경우에, 절삭인서트(10)에서 칩 브레이커(70)의 구성이 과도하게 크게 형성되는 것을 방지할 수 있다.
따라서 제1도트(40)와 제2도트(50)를 잇는 가상 선이 주절인(20)과 이루는 제1각도(a1)는 5도 내지 10도가 바람직하다.
<제7실시예>
본 발명의 제7실시예에 따른 절삭인서트(10)는 코너 절인(30)의 꼭짓점부터 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)까지 거리(S1)가 0.5mm 내지 2.0mm일 수 있다.
그리고 본 발명의 제7실시예에 따른 절삭인서트(10)는 피삭제가 자동차 부품 단조강일 수 있으며, 피삭제의 절입 깊이는 0.5mm 내지 3.0mm일 수 있다.
코너 절인(30)의 꼭짓점부터 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)까지 거리(S1)가 0.5mm 내지 2.0mm의 범위에서 제1도트(40)와 칩(c)이 접촉하여 칩에 컬(curl)을 양호하게 형성할 수 있다.
코너 절인(30)의 꼭짓점부터 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)까지 거리(S1)가 0.5mm미만으로 설정되면 꼭짓점부터 제1 도트(40)까지의 폭, 좀 더 상세하게는 코너 바닥부(34)가 너무 좁게 형성될 수 있다. 이러한 경우에 절삭부하 감소의 효과가 불량할 수 있다. 즉, 도 5의 (a) 에서 칩이 제2점(p2)에 터치가 되지 않을 수 있고, 이로써 칩 처리가 원활하지 못할 수도 있다.
한편으로, 코너 절인(30)의 꼭짓점부터 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)까지 거리(S1)가 2.0mm를 초과하면, 도트의 작용은 할 수 있지만, 범용성이 낮아질 수 있다.
상술한 범용성에 대하여 부연 설명한다. 단조품의 가공 절입 깊이는 3.0mm이하가 주류를 이루고 있고, 가공 절입 깊이는 0.5mm의 정삭 가공을 할 수 있어야 한다. 즉, 범용성을 갖기 위해서는 자동차 부품 단조강을 가공할 수 있어야 하고, 일반적인 정삭 가공을 수행할 수 있어야 한다.
따라서, 코너 절인(30)의 꼭짓점부터 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)까지 거리(S1)가 2.0mm를 초과하면 사상작업을 수행하지 못할 수도 있고, 이로써 자동차 부품 단조강의 가공에 적용하지 못할 수도 있다.
그러나 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트는 코너 절인(30)의 꼭짓점부터 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)까지 거리(S1)가 0.5mm 내지 2.0mm으로 제공됨으로써, 피삭제는 가공 절입 깊이가 0.5mm 내지 3.0mm인 자동차 부품 단조강을 양호하게 절삭 가공할 수 있다.
<제8실시예>
본 발명의 제8실시예에 따른 절삭인서트(10)는 코너 절인(30)의 꼭짓점부터 제2 도트(50)의 제2 최고점(T2)까지 거리가 1.0mm 내지 3.5mm일 수 있다.
코너 절인(30)의 꼭짓점부터 제2 도트(50)의 제2 최고점(T2)까지 거리(S2)가 1.0mm 내지 3.5mm의 범위에서 제2도트(50)와 칩(c)이 접촉하여 칩에 컬(curl)을 양호하게 형성할 수 있다.
<제9실시예>
본 발명의 제9실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제1 도트(40)와 제2 도트(50)간에 이격된 거리가 0.5mm 내지 2.5m 것일 수 있다.
제1 도트(40)와 제2 도트(50)간에 이격된 거리가 0.5mm이상이면 칩(c)이 제1도트(40)와 제2도트(50)를 명확하게 순차적으로 접촉할 수 있고, 이로써 브레이커의 마모와 부하가 상승되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 도트(40)와 제2 도트(50)간에 이격된 거리가 2.5mm이하이면 칩 브레이커(70)의 구성이 과도하게 크게 형성되는 것을 방지할 수 있다.
<제10실시예>
본 발명의 제10실시예에 따른 절삭인서트(10)는 주절인(20)에 주절인 랜드부(62)가 형성되고, 코너 절인(30)에 코너 랜드부(32)가 형성된다. 코너 랜드부(32)의 폭(w1)이 주절인(62)의 폭(w2)보다 좁을 수 있다.
일반적으로 도 9에 나타낸 바와 같이, 절입(ap)이 작은 절삭조건에서는 절삭저항을 상대적으로 작게 작용시켜 칩이 칩 브레이커(70)의 바닥부로 들어가지 못할 수 있다. 그러나 본 발명의 제10실시예에 따른 절삭인서트(10)는 코너 절인(30)의 코너 랜드부(32)를 좁게 제공함으로써 칩이 칩 브레이커(70)의 메인 바닥부(72) 쪽으로 진입이 원활하여 황삭가공이 용이할 수 있다.
한편으로, 절입(ap)이 클 경우에는 랜드부에 상부 마모(Crater Wear)가 상대적으로 크게 발생이 된다. 특히, 고이송 가공시 상부 마모가 부절인까지 연결되어 치수를 결정하는 부절인에 치핑이 발생되어 가공물에 손상을 발생할 수 있다.
따라서 본 발명의 제10실시예에 따른 절삭인서트(10)는 랜드를 변화 시켜, 좀 더 상세하게는 주절인 랜드부(22)의 폭(w2)보다 코너 랜드부(32)의 폭(w1)을 좁게 형성함으로써 마모형태가 코너 절인(30)으로 연결되는 현상을 방지할 수 있고 나아가 공구의 수명을 향상시킬 수 있다.
첨부도면 도 11 및 도 16은 본 발명의 제10실시예에 따른 절삭인서트(10)의 작용효과를 설명하기 위한 도면대용 사진이다.
절삭조건은 실시예(a)와 비교예(b)를 동일하게 설정한 것이고, 비교예(b)에 나타낸 절삭인서트는 랜드부가 일정한 폭을 가진다.
도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 주절인의 주절인 랜드부와 코너절인의 코너 랜드부의 폭이 동일할 경우에, 고속 이동시킬 때에 메인브레이커(70)에 마모가 발생되고, 칩의 흐름이 불안정해질 수 있다. 또한, 코너 절인의 코너 랜드부에 부하가 상승할 수 있고, 나아가 코너 절인을 이루는 부분에 마모가 크게 나타나 공구의 수명이 단축될 수 있다.
좀 더 상세하게는, 절삭가공을 수행할 때에 고속이송을 수행하면, 도 16의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예(a)는 비교예(b)보다 코너 바닥부(34: 동그라미부분 참조)의 마모량이 작다. 그리고 본 발명의 실시예(a)는 코너 바닥부(34)의 마모가 적음으로써 칩의 흐름이 안정된다. 이로써 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이 코너 랜드부(동그라미부분 참조)에 마모량이 감소된다.
반면에, 도 16의 (b)에 나타낸 바와 같이 비교예(b)는 본 발명의 실시예(a)보다 코너 바닥부(34: 동그라미부분 참조)에 마모가 심하게 발생하여 칩의 흐름이 불안정해질 수 있다. 또한, 칩의 흐름이 불안정하는 경우에 코너 랜드부에 부하가 상승한다. 이로써 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 코너 랜드부(동그라미부분 참조)에 마모가 심화될 수 있다.
따라서 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 주절인 랜드부(22)의 폭(w2)보다 코너 랜드부(32)의 폭(w1)을 좁게 형성하는 경우에는 코너 절인(30)과 코너 랜드부(32)에서 마모가 비교예에 비교하여 상대적으로 적었다. 즉, 본 발명의 제10실시예에 따른 절삭인서트(10)는 수명이 향상될 수 있다.
이하, 본 발명의 제1실시예 내지 제10실시예에 따른 절삭인서트(10)의 작용효과를 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다.
첨부도면 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트에 의해 생성된 칩 크기를 설명하기 위한 도면이다. 좀 더 상세하게는, 도 12의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)를 이용하여 절삭가공을 수행하고 그에 따라 발생된 칩을 나타낸 것이다. 도 12의 (b)는 종래에 알려진 절삭인서트에 의해 절삭가공을 수행하고, 그에 따라 발생된 칩을 나타낸 것이다.
그리고, 절삭조건은 동일하게 설정하였다. 즉, 이송속도와 절입의 깊이를 동일한 조건으로 설정한 것이다.
칩 크기를 비교한 바, 도 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예(a)에 따른 절삭인서트(10)에 의해 발생한 칩(c)의 크기가 비교예(b)에 비교하여 상대적으로 훨씬 짧게 나타난 것을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 칩의 크기가 작고 균일하여 칩 배출의 처리가 유리하다.
첨부도면 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트에 의해 가공된 표면의 면조도 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 13의 (a)는 절입의 깊이를 0.5mm로 설정한 것으로써 절입 깊이가 낮은 경우이다. 이송속도가 빠를수록 본 발명의 실시예가 비교예보다 면조도가 양호하게 나타났다. 특히, 이송속도가 0.3 내지 0.4 mm/rev일 때에, 본 발명의 실시예는 비교예보다 면조도가 훨씬 더 양호하게 나타났다.
도 13의 (b)는 절입의 깊이를 1.5mm로 설정한 것이다. 도 13의 (a)와 마찬가지로, 이송속도가 빠를수록 본 발명의 실시예가 비교예보다 면조도가 양호하게 나타났다. 특히, 이송속도가 0.3 내지 0.4 mm/rev일 때에, 본 발명의 실시예는 비교예보다 면조도가 훨씬 더 양호하게 나타났다.
첨부도면 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트에 작용되는 절삭력을 설명하기 위한 도면이다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 이송속도가 0.2mm/rev일 때에 비교예는 1863N이고, 본 발명의 실시예는 1471N을 나타냈다. 즉, 본 발명의 실시예는 비교예보다 절삭부하가 작게 작용하는 것을 알 수 있다.
또한, 이송속도가 0.4mm/rev일 때에 비교예는 2390N이고, 본 발명의 실시예는 1805N을 나타내었다, 마찬가지로 본 발명의 실시예는 이송속도를 증가시키더라도 비교예보다 절삭부하가 작게 작용하는 것을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제1, 2 도트(40, 50)와 제1, 2 브릿지(42, 52), 주절인 랜드부(22) 및 코너 랜드부(32)의 구성에 의해 절삭부하가 저감되는 효과가 있다.
<제11실시예>
본 발명의 제11실시예에 따른 절삭인서트(10)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1, 2 도트(40, 50)가 주절인에(20)에 대하여 제2, 3 각도(a2, a3)를 이룰 수 있고, 제2, 3 각도(a2, a3)는 예각일 수 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 절삭인서트(10)가 절삭공구에 설치될 때에, 절삭인서트(10)의 주절인(20)이 가공방향에 대하여 제5각도(a5)로 설치될 수 있다.
한편, 본 발명의 제11실시예에 따른 절삭인서트(10)는 제1, 2 도트(40, 50가 제2, 3 각도(a2, a3)를 가지도록 함으로써, 칩이 생성되는 방향에 대하여 순방향을 이룰 수 있다. 이로써, 제1, 2 도트(40, 50)는 칩이 생성될 때에 절삭부하가 증가되는 것을 억제할 수 있다.
다른 한편으로, 상술한 제2, 3각도(a2, a3)는 85도이상 내지 90도 미만으로 제공될 수 있다.
상술한 제2, 3각도(a2, a3)는 85도미만이면 제1, 2 도트(40, 50)의 길이 방향이 과도하게 비틀어질 수 있고, 이러한 경우에는 칩이 생성될 때에 절삭부하가 증가될 수 있다.
마찬가지로 제2, 3각도(a2, a3)는 90도 이상이면 제1, 2 도트(40, 50)의 길이 방향이 역방향으로 과도하게 비틀어질 수 있고, 이러한 경우에는 칩이 생성될 때에 절삭부하가 증가될 수 있다.
따라서, 제1, 2 도트(40, 50)의 길이 방향은 칩이 생성되어 자라나는 방향과 일치하거나 유사할 수 있고, 이로써 칩의 이동에 대한 저항이 감소되어 칩 배출이 더욱 원활해지는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트는 절삭가공을 수행하는 데에 이용될 수 있다.
<부호의 설명>
10: 절삭인서트
11: 상측면 12: 하측면
13: 측면 14: 체결 홀
20, 60: 주절인 22, 62: 주절인 랜드부
30: 코너 절인 32: 코너 랜드부
34: 코너 바닥부
40, 50: 제1, 제2 도트 42, 52: 제1, 제2 브릿지
70: 메인 칩 브레이커 72: 메인 바닥부
T1, T2: 제1, 2 최고점
w1: 코너 랜드부 폭 w2: 주절인 랜드부 폭
a1, a2, a3, a4, a5: 제1 ~ 제5 각도
h1, h2, h3, h4: 제1 ~ 제4 높이
s1: 코너부터 제1도트 최고점까지의 거리
s2: 코너부터 제2도트 최고점까지의 거리
ap: 절입 깊이 p1 ~ p3: 접촉 포인트
w: 소재 c: 칩

Claims (17)

  1. 상측면(11)이 똑바로 보이는 평면도에서 다각형 형상의 모서리 부분에 형성한 주절인(20);
    상기 다각형 형상의 꼭짓점 부분에 상기 주절인(20)에 연장되어 형성된 코너 절인(30);
    상기 상측면(11)과 상기 주절인(20)의 사이에 형성하여 칩을 끊는 칩 브레이커(70);
    상기 주절인(20)과 상기 칩 브레이커(70)의 사이에 오목하게 형성한 메인 바닥부(72);
    상기 칩 브레이커(70)에 볼록하게 형성된 제1 도트(40); 및
    상기 주절인(20)과 상기 제1 도트(40)의 사이에 상기 주절인(20)과 상기 제1 도트(40)보다 낮게 형성된 제1 브릿지(42);
    를 포함하는 절삭 인서트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 칩 브레이커(70)에서 상기 제1 도트(40)와 이격되고 볼록하게 형성된 제2 도트(50); 및
    상기 주절인(20)과 상기 제2 도트(50)의 사이에 상기 주절인(20)과 상기 제2 도트(50)보다 낮게 형성된 제2 브릿지(52);
    를 더 포함하는 절삭 인서트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)은 상기 주절인(20)보다 낮게 형성된 것을 포함하는 절삭 인서트.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 도트(50)의 제2 최고점(T2)은 상기 주절인(20)보다 낮게 형성된 것을 포함하는 절삭 인서트.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)과 상기 제2 도트(50)의 제2 최고점(T2)을 가상 선으로 이을 때,
    상기 가상선과 상기 주절인(20)은 제1각도(a1)를 이루고,
    상기 제1각도(a1)는 예각인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1각도(a1)는 5도 내지 10도인 것을 포함하는 절삭 인서트.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 코너 절인(30)의 꼭짓점부터 상기 제1 도트(40)의 제1 최고점(T1)까지 거리는 0.5mm 내지 2.0mm인 것을 포함하는 절삭 인서트.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 코너 절인(30)의 꼭짓점부터 상기 제2 도트(50)의 제2 최고점(T2)까지 거리는 1.0mm 내지 3.5mm인 것을 포함하는 절삭 인서트.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 도트(40)와 상기 제2 도트(50)간에 이격된 거리는 0.5mm 내지 2.5mm인 것을 포함하는 절삭 인서트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 주절인(20)에 주절인 랜드부(62)가 형성되고,
    상기 코너 절인(30)에 코너 랜드부(32)가 형성되며,
    상기 코너 랜드부(32)의 폭(w1)이 상기 주절인(62)의 폭(w2)보다 좁은 것을 포함하는 절삭 인서트.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 도트(40)의 길이 방향이 상기 주절인(20)과 제2각도(a2)를 이루고,
    상기 제2각도(a2)는 예각인 것을 포함하는 절삭 인서트.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2각도(a2)는 85도이상 내지 90도 미만인 것을 포함하는 절삭 인서트.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 제2 도트(50)의 길이 방향이 상기 주절인(20)과 제3각도(a3)를 이루고,
    상기 제3각도(a3)는 예각인 것을 포함하는 절삭 인서트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3각도(a3)는 85도이상 내지 90도 미만인 것을 포함하는 절삭 인서트.
  15. 제1항 내지 제9항 중에 어느 한 항에 있어서,
    칩이 생성되어 배출될 때에, 칩과 절삭인서트는 절인 랜드부(22)의 끝부분에 제1점(p1), 상기 제1 브릿지(42)에 제2점(p2) 및 상기 제1 도트(40)의 제3점(p3)에서 순차적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 코너 절인(30)과 상기 칩 브레이커(70)의 사이에 오목하게 형성한 코너 바닥부(34);를 더 포함하고,
    칩이 생성되어 배출될 때에, 칩과 절삭인서트는 상기 코너 랜드부(32)의 끝부분에 제1점, 상기 코너 바닥부(34)에 제2점 및 상기 칩 브레이커(70)에 제3점이 순차적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
  17. 제1항 내지 제10항 중에 어느 한 항에 있어서,
    피삭제는 자동차 부품 단조강인 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
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