KR101115657B1 - 홈 가공용 인서트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홈 가공용 인서트에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 홈 가공용 인서트는, 툴 홀더에 안착되도록 시트 면으로 하는 하측 면(12), 하측 면(12)에 대하여 평행한 상측 면(13), 하측 면(12)과 상측 면(13)의 사이에 형성된 측면(14), 측면(14)에 상측 면(13)에 대하여 수직인 방향에 연장되게 형성된 절삭 날(15), 절삭 날(15)의 후방에 오목하게 형성되어 절삭 칩의 길이를 끊는 브레이커 홈(16), 브레이커 홈(16)의 상측에 이격되어 볼록하게 형성되어 절삭 칩의 흐름을 유도하는 한 쌍의 전방 돌기(22), 한 쌍의 전방 돌기(22)에 연속되게 이어져 형성되어 절삭 칩의 흐름과 절삭 칩의 구부러짐을 유도하는 한 쌍의 후방 돌기(24), 한 쌍의 전방돌기(22)의 사이에 볼록하게 형성되어 절삭 칩의 흐름과 절삭 칩의 구부러짐을 유도하는 중앙 돌기(26) 및 절삭 날(15)의 상에 오목하게 한 쌍의 전방 돌기(22)와 중앙 돌기(26)의 사이에 위치되어 형성되고 절삭 칩의 변형을 증대시키는 절삭 날 홈(20)를 포함한다.

인서트, 그루브, grooving, 절삭 칩, 컬링, curing, 구부림, 배출 유도

Description

홈 가공용 인서트{Insert for grooving}

본 발명은 홈 가공용 인서트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 툴 홀더에 교체 장착될 수 있는 폐기 타입의 홈 가공용 인서트에 관한 것이다.

일반적으로 터닝센터에서 툴 홀더에 인서트가 장착되고, 그 인서트는 회전하는 공작물의 외경에 홈을 파거나 공작물을 절단할 때에 사용될 수 있다.

또한, 상술한 인서트는 수명이 다하였을 때에는 폐기(throwaway)되는 것일 수 있다.

종래의 홈 가공용 인서트는 첨부도면 도 1을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 1은 종래의 홈 가공용 인서트를 나타낸 예시도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 홈 가공용 인서트(1)는 대략 삼각형 판상체로 형성되고, 툴 홀더에 안착되도록 시트 면으로 하는 하측 면(2), 그 하측 면(2)에 대하여 거의 평행한 상측 면(3) 및 하측 면(2)과 상측 면(3)의 사이에 측면(4)이 구비된다.

상술한 측면(4)에는 상술한 상측 면(3)에 대하여 거의 수직인 방향에 연장되게 절삭 날(5)이 형성되고, 그 절삭 날(5)의 후방에 연속되게 브레이커 홈(6)이 형 성된다.

또한, 상술한 브레이커 홈(6)에는 1쌍의 전방돌기(7)와 1쌍의 후방돌기(8)가 상호 이격되어 돌출되게 형성된다.

상술한 전방돌기(7)와 후방돌기(8)는 절삭 칩이 구부러짐에 도움을 주기 위해 형성되는 것이지만 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이 절삭 칩이 나사 형상의 코일 형태로 형성되는 것으로 절삭 칩의 크기가 다소 크게 형성되는 문제점이 있다.

상술한 홈 가공용 인서트(1)는 대략 삼각형 판상체로 형성되기 때문에 절삭 날(5)의 하측 부분이 큰 하중에 견딜 수 있어서 기계적인 강도가 클 수 있고 이로써 절삭 날(5)의 절인 길이가 작게 할 수 있으며 주로 정밀 홈 가공에 이용될 수 있다.

그러나 상술한 종래의 홈 가공용 인서트(1)는 브레이커 홈(6)에서 이송되는 절삭 칩의 배출이 원활하지 못한 문제점이 있다.

특히 공구 이송(Feed)이 매우 작은 정밀 가공일 때에는 절삭 칩을 확실하게 구부리는 것이 어렵고, 절삭 칩이 휘감겨 뭉치거나 뜯겨지는 등의 문제점이 있다.

또한, 절삭 칩이 생성될 때에 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이 절삭 칩의 구부려지는 곡률이 큰 것으로서 절삭 칩은 다소 길고 곡률이 큰 형태의 절삭 칩으로 발생되는 것이다.

또한, 절삭 칩은 첨부도면 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이 회전당 이송거리가 0.1 내지 0.25(mm/rev)일 때에 절삭 칩이 브레이커 홈(6)에 의해 적정한 길이로 절단되어야 하지만 절단되지 못하고 코일 스프링처럼 다소 길게 절삭 칩이 형성되 는 문제점이 있다.

즉, 종래의 홈 가공용 인서트(1)에 의해 생성되는 절삭 칩은 상술한 바와 같이 길이가 다소 길게 형성됨으로써 절삭 칩의 배출이 원활하지 못하고, 특히 절삭 칩은 부피가 커짐으로써 절삭 칩을 제거할 때에 많은 노동력을 필요로 하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 브레이커 홈을 개선하여 공구의 이동이 매우 적은 정밀가공에서 이상적인 절삭 칩이 발생되도록 하고 또한, 절삭 칩의 배출이 원활하도록 하는 홈 가공용 인서트를 제공하는데 그 목적이 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 일 실시예에 따른 홈 가공용 인서트는, 툴 홀더에 안착되도록 시트 면으로 하는 하측 면; 상기 하측 면에 대하 여 평행한 상측 면; 상기 하측 면과 상기 상측 면의 사이에 형성된 측면; 상기 측면에 상기 상측 면에 대하여 수직인 방향에 연장되게 형성된 절삭 날; 상기 절삭 날의 후방에 오목하게 형성되어 절삭 칩의 길이를 끊는 브레이커 홈; 상기 브레이커 홈의 상측에 이격되어 볼록하게 형성되어 상기 절삭 칩의 흐름을 유도하는 한 쌍의 전방 돌기; 상기 한 쌍의 전방 돌기에 연속되게 이어져 형성되어 상기 절삭 칩의 흐름과 절삭 칩의 구부러짐을 유도하는 한 쌍의 후방 돌기; 상기 한 쌍의 전방돌기의 사이에 볼록하게 형성되어 상기 절삭 칩의 흐름과 상기 절삭 칩의 구부러짐을 유도하는 중앙 돌기; 및 상기 절삭 날의 상에 오목하게 상기 한 쌍의 전방 돌기와 상기 중앙 돌기의 사이에 위치되어 형성되고 상기 절삭 칩의 변형을 증대시키는 절삭 날 홈;을 포함한다.

또한, 상기 브레이커 홈 상에서 상기 중앙 돌기의 후방에 오목하게 형성되어 상기 절삭 칩의 배출을 유도하는 중앙 홈이 더 형성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 절삭 날 홈은 복수 개로 형성되어 절삭 저항을 감소하도록 하는 것일 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 전방돌기와 상기 한 쌍의 후방돌기는, 상기 브레이커 홈에 대하여 평면에서 볼 때에 '> <'의 형태로 배치되어 절인의 강성을 높이는 것일 수 있다.

또한, 상기 중앙 돌기는 절삭 칩의 구부러짐이 향상되도록 높이가 상기 전방 돌기보다 높게 형성되는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있 다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 홈 가공용 인서트는 정밀가공에 의한 미세한 이송에도 이상적인 크기의 절삭 칩이 생성될 수 있고 또한, 절삭 칩의 원활한 배출이 유도될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 홈 가공용 인서트는 브레이커 홈에 의해 절삭 칩의 크기가 적절한 크기로 절단됨과 아울러 절삭 칩의 스크롤(scroll) 형상으로 구부러짐이 가능하여 절삭 칩의 크기가 작게 형성됨으로써 절삭 칩의 후처리가 편리해지는 이점이 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 가공용 인서트에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 가공용 인서트를 설명하기 위한 예시도면이고, 도 3은 절삭 날(15)의 상세도면이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 가공용 인서트에서 절삭 날을 설명하기 위한 정면, 측면 및 평면을 나타낸 예시도면이며, 도 7은 도 6의 A-A선 단면도이고, 도 8은 도 6의 B-B선 단면도이다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 홈 가공용 인서트(10)는, 툴 홀더(도시되지 않음)에 안착되도록 시트 면으로 하는 하측 면(12), 상술한 하측 면(12)에 대하여 평행한 상측 면(13), 상술한 하측 면(12)과 상술한 상측 면(13)의 사이에 형성된 측면(14), 상술한 측면(14)에 상술한 상측 면(13)에 대하여 수직인 방향에 연장되게 형성된 절삭 날(15) 및 상술한 절삭 날(15)의 후방에 오목하게 형성되어 절삭 칩의 길이를 끊는 브레이커 홈(16)이 형성된다.

또한, 상술한 인서트(10)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 대략 삼각형 형상의 판상체로 형성될 수 있다.

또한, 상술한 절삭 날(15)은 도 5에 나타낸 바와 같이 측면에서 볼 때에 인서트(10)의 측면(14)에 대하여 1˚ 내지 3˚의 경사각(a˚)으로 경사지게 형성될 수 있다.

상술한 절삭 날(15)은 도 2, 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이 상술한 절삭 날(15)의 상에 오목하게 형성되어 절삭 저항을 감소시키는 절삭 날 홈(20)이 형성될 수 있다.

또한, 상술한 절삭 날 홈(20)은 절삭 저항을 더욱 감소하도록 복수 개로 형성될 수 있다.

또한, 상술한 브레이커 홈(16)에는 도 2, 도 3 및 도 6에 나타낸 바와 같이 상술한 브레이커 홈(16)의 상측에 이격되어 볼록하게 형성되어 상술한 절삭 칩의 흐름을 유도하는 한 쌍의 전방 돌기(22)와 상술한 한 쌍의 전방 돌기(22)에 연속되게 이어져 형성되어 상술한 절삭 칩의 흐름과 절삭 칩의 구부러짐을 유도하는 한 쌍의 후방 돌기(24)가 형성된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 홈 가공용 인서트(10)는, 상술한 한 쌍의 전방돌기(22)의 사이에 볼록하게 형성되어 상술한 절삭 칩의 흐름과 상술한 절삭 칩의 구부러짐을 유도하는 중앙 돌기(26)가 구성될 수 있다.

또한, 상술한 한 쌍의 전방 돌기(22)와 후방 돌기(24)는 도 6에 나타낸 바와 같이 상술한 중앙 돌기(26)를 가로지르는 가상의 중심선(CL)을 기준으로 대칭 형상으로 형성될 수 있고, 그 중심선(CL)은 하측 면(12) 또는 상측 면(13)에 대하여 1˚ 내지 3˚의 경사각(b˚)으로 경사지게 형성될 수 있다.

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상술한 한 쌍의 전방돌기(22)와 상술한 한 쌍의 후방돌기(24)는 상술한 브레이커 홈(16)에 대하여 평면에서 볼 때에 '> <'의 형태로 배치되어 절인의 강성을 높이는 것일 수 있다.

즉, 상술한 한 쌍의 전방돌기(22)와 상술한 한 쌍의 후방돌기(24)를 '> <'의 형태로 배치함으로써 홈 가공 이외에 터닝 가공에도 사용될 수 있고, 특히 터닝 가공을 할 때에 절입이 늘어남에 따라 전방돌기(22)와 후방돌기(24)가 측면 절인에 근접할 경우 절입 경계부의 가공부하가 증가되어 측면 절인의 결손이 발생하는 것을 방지하기 위한 구성이다.

또한, 도 2, 도 3 및 도7에 나타낸 바와 같이, 상술한 브레이커 홈(16)상에서 상술한 중앙 돌기(26)의 후방에 오목하게 형성되어 상술한 절삭 칩의 배출을 유도하는 중앙 홈(28)이 더 형성될 수 있다.

또한, 상술한 중앙 돌기(26)는 도 8에 나타낸 바와 같이 높이가 상술한 전방 돌기(22)보다 높게 형성될 수 있고, 이로써 절삭 칩의 구부러짐이 향상될 수 있다.

다른 한편으로, 상술한 중앙 돌기(26)의 전방에는 도 3 및 도 7에 나타낸 바와 같이 전방 홈(30)이 더 형성될 수 있고, 전방 홈(30)은 절삭 저항을 감소시킴과 아울러 절삭 칩의 흐름을 유도한다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 인서트(10)의 작용을 첨부도면 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 9는 종래의 인서트와 본 발명의 인서트에 의해 절삭 칩이 발생되는 상태를 비교설명하기 위한 예시도면이다.

도 9의 (a)는 비교 예로서 종래의 인서트(1)를 이용하여 절삭할 때에 절삭 칩이 발생하는 상태를 나타낸 예시도면이고, 도 9의 (b)는 본 발명에 따른 실시예의 인서트(10)를 이용하여 절삭할 때에 절삭 칩이 발생하는 상태를 나타낸 예시도면이다.

즉, 종래의 인서트(1)에 의해 절삭 칩이 발생할 때에 절삭 칩이 구부려지는 곡률이 큰 것을 알 수 있고, 반면에 본 발명의 인서트(10)에 의해 절삭 칩이 발생할 때에는 절삭 칩이 구부려지는 곡률이 종래의 것에 비교하여 상대적으로 작은 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 인서트(10)는 절삭 칩이 작은 곡률을 갖는 상태로 구부릴 수 있는 것으로 절삭 칩을 작은 크기로 발생시킬 수 있는 것이다.

절삭 칩의 크기는 첨부도면 도 10을 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 10은 종래의 인서트(1)와 본 발명의 인서트(10)에 의해 발생된 절삭 칩을 비교 설명하기 위한 예시도면이다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 도 10의 (a)와 도 10의 (b)에서 절삭 칩의 크기는 확연하게 구별됨을 알 수 있다.

절삭 조건은 공작물의 회전속도를 150m/min, 200m/min로 설정하고, 절삭공구(인서트)의 이송은 0.1(mm/rev), 0.15(mm/rev), 0.2(mm/rev), 0.25(mm/rev)로 설정하였다.

도 10에 나타낸 바와 같이 이송속도가 0.1(mm/rev)에서는 본 발명의 실시에 따른 인서트(10)를 사용하여 발생한 절삭 칩은 비교예인 종래의 인서트를 사용하여 발생한 절삭 칩에 비교하여 크기와 모양에서 대등하거나 비교우위를 나타내었다.

그러나 이송속도가 0.15(mm/rev)의 이상에서는 본 발명의 실시에 따른 인서트(10)를 사용하여 발생한 절삭 칩은 비교예인 종래의 인서트를 사용하여 발생한 절삭 칩에 비교하여 크기와 모양에서 현저한 우위를 나타내었다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 홈 가공용 인서트(10)는 브레이커 홈(16)에 형성된 한 쌍의 전방돌기(22)와 후방돌기(24) 및 중앙 돌기(26)에 의해 절삭 칩의 크기가 적절한 크기로 절단됨과 아울러 절삭 칩의 스크롤(scroll) 형상으로 구부러짐이 가능하여 절삭 칩의 크기가 작게 형성되는 것이다.

또한, 상술한 바와 같이 절삭 칩의 크기가 작게 형성됨에 따라 절삭 칩의 후처리가 편리해지고 이로써 절삭 칩의 후처리에 과도한 노동력을 필요로 하지 않을 수 있는 것이다.

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 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 홈 가공용 인서트는 툴 홀더에 장착되고, 그 툴 홀더는 터닝센터 또는 CNC 등에 설치되어 공작물을 절삭 가공할 때에 이용될 수 있다.

도 1은 종래의 홈 가공용 인서트를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 가공용 인서트를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 가공용 인서트에서 절삭 날을 설명하기 위한 정면, 측면 및 평면을 나타낸 예시도면이다.

도 7은 도 6의 A-A선 단면도이다.

도 8은 도 6의 B-B선 단면도이다.

도 9는 종래의 인서트와 본 발명의 인서트에 의해 절삭 칩이 발생되는 상태를 비교설명하기 위한 예시도면이다.

도 10은 종래의 인서트와 본 발명의 인서트에 의해 발생된 절삭 칩을 비교 설명하기 위한 예시도면이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 인서트 12: 하측 면

13: 상측 면 14: 측면

15: 절삭 날 16: 브레이커 홈

20: 절삭 날 홈 22: 전방 돌기

24: 후방 돌기 26: 중앙 돌기

28: 중앙 홈 30: 전방 홈

Claims (5)

1. 툴 홀더에 안착 되는 하측 면(12);

   상기 하측 면(12)에 대하여 평행한 상측 면(13);

   상기 하측 면(12)과 상기 상측 면(13)의 사이에 형성된 측면(14);

   상기 측면(14)에 상기 상측 면(13)에 대하여 수직인 방향에 연장되게 형성된 절삭 날(15);

   상기 절삭 날(15)의 후방에 오목하게 형성되어 절삭가공 중에 발생하는 절삭 칩을 끊는 브레이커 홈(16);

   상기 브레이커 홈(16)의 상측에 이격되어 볼록하게 형성되어 상기 절삭 칩의 흐름을 유도하는 한 쌍의 전방 돌기(22);

   상기 한 쌍의 전방 돌기(22)에 연속되게 이어져 형성되어 상기 절삭 칩의 흐름과 절삭 칩의 구부러짐을 유도하는 한 쌍의 후방 돌기(24);

   상기 한 쌍의 전방돌기(22)의 사이에 볼록하게 형성되어 상기 절삭 칩의 흐름과 상기 절삭 칩의 구부러짐을 유도하는 중앙 돌기(26);

   상기 절삭 날(15)의 상에 오목하게 상기 한 쌍의 전방 돌기(22)와 상기 중앙 돌기(26)의 사이에 위치되어 형성되고 상기 절삭 칩의 변형을 증대시키는 절삭 날 홈(20); 및

   상기 브레이커 홈(16)상에서 상기 중앙 돌기(26)의 후방에 오목하게 형성되어 상기 절삭 칩의 배출을 유도하는 중앙 홈(28);

   을 포함하는 홈 가공용 인서트.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 절삭 날 홈(20)은 복수 개로 형성되어 절삭 저항을 감소하도록 하는 것을 특징으로 하는 홈 가공용 인서트.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 한 쌍의 전방돌기(22)와 상기 한 쌍의 후방돌기(24)는,

   상기 브레이커 홈(16)에 대하여 평면에서 볼 때에 '> <'의 형태로 배치되어 절인의 강성을 높이는 것을 특징으로 하는 홈 가공용 인서트.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 중앙 돌기(26)는 절삭 칩의 구부러짐이 향상되도록 높이가 상기 전방 돌기(22)보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 홈 가공용 인서트.

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