KR100485298B1 - 홈형성작업용절삭삽입체 - Google Patents

Abstract

홈의 반경 방향 선삭을 위한 삽입체는 섕크(2)와 절삭 헤드(3)를 포함하여, 이 절삭 헤드(3)는 저면을 형성하는 내향 경사 상부면(11, 12)과 두 개의 대응면(13, 14) 및 이들 사이에서 연장된느 플랭크 측면(15, 16, 17)으로 구성되어 있다. 상부면과 전방 플랭크(17) 사이의 분할선은 주 절삭 에지(18)를 구성하며, 상부면과 측면 플랭크 사이의 분할선은 측면 절삭 에지(19, 20)를 형성한다. 상부면은 서로 분리되어 있고 불연속 측면 절삭 에지(19, 20)를 형성하는 각 삽입체 중심선(CL)의 각 측면 상에 몇 개의 홈(21)을 구비하고 있다. 홈(21)은 V자형인 것이 좋다. 삽입체의 상부에는 그 전방 단부에 서로 격리된 상태로 중심선(CL)에 대해 양측에 배치된 두 개의 돌기(24, 25)를 갖고 있는데 그 돌기의 범위는 독특한 상향 경사면 부분과 상부 평면 부분에 의해 제한된다. 돌기(24, 25)의 형상은 타원 형상이며, 삽입체의 전방면으로부터 보아 서로를 향해 수렴되다가 나중에는 서로에 대해 발산하는 형상이다.

이 형상으로 인해 삽입체는 홈의 반경 방향 선삭 작업에 극히 적합하다.

Description

홈 형성 작업용 절삭 삽입체 {Cutting Insert for Grooving Operations}

본 발명은 청구항 1의 요건에 따른 홈 형성 작업용 절삭 삽입체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 절삭 삽입체는 특히 상이한 반경의 홈 절삭 작업 및 홈의 선삭 가공 작업과 예를 들어 피스톤 링용 홈을 제조하는 등의 작은 각을 갖는 홈의 프로필 작업에 적합하다.

이러한 가공 중에 칩 파쇄(breaking) 및 칩 형성 작업은 제조 작업을 많이 방해하는 결정적인 영향을 미치게 된다. 현재의 높은 생산성을 갖는 기계에서는 양호한 칩 제거에 대한 요구가 매우 높다. 길고 제어 불가능한 칩은 쉽게 제품의 파손을 일으키고 부품에 결함을 유발하여 이를 폐기하게 한다. 따라서, 칩을 제어하는 데 세심한 주의가 요구되고, 이는 공구의 설계에 큰 영향을 미친다.

홈의 선삭 가공 작업과 분할하는 작업을 위한 절삭 삽입체는 일반적으로 제한된 공간에서 사용될 수 있도록 블레이드형으로 된 홀더에 클램핑된다. 이러한 절삭 삽입체는 예를 들어 미국 특허 제5,375,948호 및 제5,423, 639호에 개시되어 있다.

현재까지 홈을 반경 방향으로 선삭 가공하기 위한 것으로 공지되어 있는 절삭 삽입체는 항상 만족스럽게 기능하지는 않는다. 칩은 충분히 파괴되지 않고 칩 제어는 표준 이하이다.

도1은 본 발명에 따른 삽입체를 상부에서 본 도면.

도2는 본 발명에 따른 삽입체의 측면도.

도3은 도2와 동일한 삽입체를 도시한 도면.

도4는 도2의 삽입체를 상부에서 본 확대도.

도5는 도4의 선 A-A 단면도.

도6은 도4의 선 B-B 단면도.

도7은 도4의 선 C-C 단면도.

본 발명의 제1 목적은 홈을 반복적으로 반경 방향으로 선삭 가공하기에 적합한 삽입체를 연속적으로 제조하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 특히 작은 각을 갖는 홈의 측면 프로필을 형성하는 등의 프로필 형성 및 종방향으로 선삭 가공하는 데에도 적합한 삽입체를 제조하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 길고 파괴되지 않은 칩이 대체로 형성되는 동안에 신뢰성 있는 방식으로 제1 절삭을 수행할 수 있는 삽입체를 제조하는 것이다.

상기 목적 및 다른 목적은 청구항 1에 기재된 특징을 갖는 홈을 선삭 가공하는 삽입체를 개발함으로써 달성된다.

본 발명에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만 이 설명 내용은 어떤 의미에서도 본 발명을 제한하지는 않는다.

도1에는 초경합금 등의 경질 내마모 재료로 되고, 후방 섕크(2) 및 전방 절삭 헤드(3)를 포함하는 삽입체(1)가 도시되어 있다. 섕크(2)의 후방부는 실질적으로 평면에 평행한 두개의 측면(4, 5)과, 상부의 비스듬하게 내측으로 경사진 두개의 에지 표면(6, 7)과, 대응 방식으로 형성된 바닥면(8)과, 측면(4, 5)에 대하여 직각을 형성하는 후방 단부면(9) 및 섕크부(2)와 절삭 헤드(3) 사이에 천이부를 형성하는 전방 견부(10)를 포함하며, 이로써 견부(10)의 꼭지부는 중립 평면(P) 위에 삽입체의 최고점(h)을 형성한다. 바닥면(8)은 가공 홀더 본체에 대하여 삽입체를 지지하기 위한 제1 지지면을 구성하는 데, 이는 정합 가공 공구의 중립 평면(P)에 평행하게 되어 있다. 삽입체는 일체식 클램핑 아암 작동에 의해 상부면에 대하여 홀더 본체에 고정되도록 되어 있으며, 이로써 삽입체는 삽입체 상에 작용하는 아암의 스프링력을 통해서 작업 위치에 클램핑되게 된다. 삽입체의 클램핑에 대해서는 본 출원인의 스웨덴 특허출원 제9201324-2호에 개시되어 있으며, 그 내용을 본 명세서에 참고한다. 측면(4, 5)들 사이의 거리(t)는 삽입체의 최대 폭을 형성한다.

전방 절삭 헤드(3)는 하향하며 안쪽으로 경사진 두개의 경사진 상부면(11, 12)과, 대응 방식으로 경사진 두개의 하부면(13, 14)과, 상부면(11, 12) 각각에 대하여 예각을 형성하며 상부면(11, 12)과 하부면(13, 14) 사이에 있는 세로방향의 두개의 측면 플랭크면(15, 16) 및 전방 단부면(17)으로 이루어져 있다. 상부면(11, 12)과 단부면(17) 사이의 천이선은 주 절삭 에지(18)를 형성하고, 측면(15, 16)과 각각의 상부면(11, 12) 사이의 천이선은 측면 에지(19, 20)를 형성한다. 경사진 양 상부면(11, 12)은 그 후방에서 원통형의 반부를 갖는 것이 바람직한 견부(10)의 상방 경사면에 연결된다.

삽입체에 있어서의 차이점은 두 측면(15, 16)과 관련 측면 에지(19, 20)가 이들 사이에서 1.5 내지 20ㅀ, 바람직하게는 1.5 내지 5ㅀ만큼의 예각 ??를 형성하도록 전방으로 연장되고, 상부면(11, 12)에 삽입체의 종방향 중심선(CL)의 각 측면 상의 절삭 에지가 불연속 절삭 에지를 형성하도록 몇 개의 서로 분리된 홈(21)이 제공되어 있다. 각 홈(21)은 중심선(CL)에 대해 직각인 방향으로 절삭 헤드를 향해 내측으로 연장된다. 각 홈(21)의 폭 및 깊이는 중심선(CL)에 접근할수록 점진적으로 감소한다. 홈(21)은 인접한 두 홈 사이의 거리 보다 작은 것이 좋다. 측면(15, 16)의 평면 내에 있는 홈(21)의 최대 깊이는 두 개의 인접하는 홈 사이의 거리 미만인 것이 바람직하다. 홈(21)은 주로 V자형이며, 이로써 홈의 측벽(22, 23)은 크기가 약 65 내지 90ㅀ정도 되는 각도를 내포하게 된다. 홈(21)의 측벽은 주로 편평하고 홈의 바닥은 곡면으로 되어 있다.

삽입체 전방 단부에서 상부면은 중심선(CL)의 각 측면 상의 두개의 대칭 위치되어 서로 격리된 돌기(24, 25)로 형성되어 있다. 이들 돌기는 타원형이다. 이들 돌기의 전방부는 주 절삭 에지(18)로부터 보아 후방??으로 서로에 대해 수렴하며, 후방부는 서로에 대해 발산한다. 각 돌기의 상부면은 주로 편평하며, 이들은 모두 하향 경사면에 의해 제한되어 있다. 각 돌기의 상부면은 도2에 상세히 도시한 바와 같이 주 절삭 에지와 측면 절삭 에지를 포함하는 평면 높이와 같은 높이 혹은 그보다 약간 낮은 높이에 위치해 있다.

이들 돌기(24, 25)를 서로 약간 격리시켜 제공함으로써, 이들에 대항하여 초기 칩 파쇄가 일어난다. 절삭 깊이와 이송 속도를 증가시키면 칩 상의 전단 각이 변경된다. 돌기의 형상은 절삭 깊이를 증가시켰을 때 칩 파쇄 기능이 악영향을 받지 않도록 되어 있다. 절삭 깊이가 증가되면 삽입체와 공작물 사이의 상호 작용이 세 가지 다른 방향으로, 즉 주 절삭 에지(18)와, 홈(21)이 능동적인 역할을 수행하기 시작하여 칩의 폭을 감소시키는 데 기여하는 두 개의 측면 절삭 에지(19, 20)를 따라 발생된다. 이렇게 되면 너무 얇아서 취급하기 어려운 칩의 형성을 회피하는 데 도움을 준다. 주 절삭 에지(18)로부터 내향으로, 그리고 비스듬하게 하향으로 경사지고 두 돌기(24, 25)의 코부분 사이에 배치되는 표면(26)도 칩을 주름지게 하는 데 기여한다. 이 표면은 돌기(24, 25) 사이에 배치된 상향 경사면(27)으로 이어지고, 이때 경사면(27)의 꼭지부(28)는 돌기(24, 25)의 상부면의 꼭지부보다 약간 낮은 높이에 배치된다.

이런 형상으로 인해 삽입체는 홈의 반경 방향 선삭은 물론 프로파일 작업 및 종방향 선삭 작업에도 극히 적합하게 된다.

Claims (13)

1. 주로 금속 공작물에 홈을 선삭하기 위한 삽입체에 있어서,

   후방 섕크(2)와 전방 절삭 헤드(3)를 포함하고,

   상기 절삭 헤드는 상부면(11, 12)과 저면(5) 그리고 두 측면 사이에 연장되고 상부면과 예각을 형성하는 플랭크면(15, 16, 17)을 포함하고,

   상부면과 전방 플랭크면(17) 사이의 천이선은 주 절삭 에지(18)를 형성하고 측면 플랭크면(15, 16)과 정렬된 상부면 천이선은 측면 절삭 에지(19, 20)를 형성하고,

   두 측면 절삭 에지(19, 20)과 관련 측면 플랭크면(15, 16)은 그들 사이에 예각(??)을 형성하도록 전방으로 연장되고,

   서로 분리된 다수의 홈(21)은 삽입체가 전방 절삭 헤드의 중심선(CL)의 각 측면상에 불연속 측면 절삭 에지를 형성하도록 상부면에 형성된 것을 특징으로 하는 삽입체.
2. 제1항에 있어서, 홈(21)은 중심선에 직각으로 삽입체 내부에서 내측 방향으로 연장되고, 홈(21)의 폭은 삽입체 내부에서 내측 방향으로 감소되고, 홈(21)의 최대 폭은 두 인접한 홈 사이의 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 삽입체.
3. 제1항에 있어서, 각 홈(21)은 측면 플랭크면(15, 16)의 평면에서 최대 깊이를 가지며, 홈의 깊이는 삽입체 내부에서 내측 방향으로 감소되는 것을 특징으로 하는 삽입체.
4. 제1항에 있어서, 측면 절삭 에지(19, 20)는 그들 사이에 1.5 내지 20ㅀ의 각도를 형성하여 주 절삭 에지(18)쪽으로 쌍으로 연장되는 것을 특징으로 하는 삽입체.
5. 제4항에 있어서, 서로에 대해 일정 거리에 위치하며 절삭 헤드의 중심선(CL)에 대하여 서로 대칭으로 정렬된 두개의 돌기(24, 25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 삽입체.
6. 제5항에 있어서, 돌기(24, 25) 사이에 상방 경사면(27)과 연결된 주 절삭 에지(18)로부터 하향 경사된 구부러진 표면(26)을 특징으로 하는 삽입체.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 절삭 헤드의 상부면은 V자형 평면(11, 12)으로 구성되고, 두 평면은 각 측면 절삭 에지로부터 하향 경사지고 절삭 헤드의 종방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 삽입체.
8. 제7항에 있어서, 두 하향 경사면(11, 12)은 반 원통형 형상을 갖는 수직 견부(10)의 상방 경사면과 후방에서 연결되는 것을 특징으로 하는 삽입체.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 정합 공구 홀더와 지지면을 형성하도록 설계되며, 위쪽으로 내향 경사진 2개의 하부면(13, 14)으로 구성된 바닥면을 특징으로 하는 삽입체.
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 홈(21)은 거의 V자 형상이며, 홈의 측벽(22, 23)은 65 내지 90ㅀ 범위 크기의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 삽입체.
11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 홈의 측면(22, 23)은 거의 평면이고 홈의 바닥은 곡면인 것을 특징으로 하는 삽입체.
12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상부면은 칩의 파쇄 동안에 칩의 수축에 능동적으로 기여하는 두 돌기(24, 25)가 형성되며, 상기 두 돌기(24, 25)의 코부분 사이에 위치한 주 절삭 에지(18)로부터 아래쪽으로 내향 경사진 경사면(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 삽입체.
13. 제12항에 있어서, 주 절삭 에지(18)로부터의 하향 경사면(26)이 두 돌기(24, 25)의 상부면을 포함하는 평면의 높이보다 약간 아래에 위치한 꼭지(28)로 변화되는 구부러진 상향 경사면(27)으로 변화되는 것을 특징으로 하는 삽입체.