KR101435471B1

KR101435471B1 - 절삭 인서트 및 절삭공구, 및 그것들을 사용한 절삭 가공물의 제조방법

Info

Publication number: KR101435471B1
Application number: KR1020127022603A
Authority: KR
Inventors: 카네노리 후지이
Original assignee: 쿄세라 코포레이션
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2031-05-27
Also published as: US20130183109A1; KR20120112842A; JPWO2011149091A1; CN102762326A; EP2578340B1; WO2011149091A1; CN102762326B; EP2578340A4; EP2578340A1; US9108248B2; JP5552162B2

Abstract

(과제) 절삭 저항이 작고, 또한 절삭가루 배출성이 양호한 절삭 인서트를 제공한다.
(해결 수단) 본 발명의 실시형태에 의한 절삭 인서트(1)는 상면(2)과, 하면(3)과, 측면(4)과, 상면(2)과 측면(4)의 교선부에 설치되는 절삭날(5)을 구비하고, 상면(2)에는 절삭날(5)에 연속해서 경사면이 설치되어 있고, 경사면이 절삭날(5)의 중앙부에 대응해서 위치함과 아울러 교선부를 포함하는 수평면(L)에 대하여 평행하거나, 또는 절삭날(5)로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 제 1 경사면(21)과, 제 1 경사면(21)의 양측에 위치함과 아울러 절삭날(5)로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사하져 있고 또한 오목부(221b, c)를 갖는 한쌍의 제 2 경사면(22)을 갖고 있다. 또한, 이 절삭 인서트를 구비하는 절삭공구와, 이 절삭공구 를 이용하여 절삭 가공물을 제조하는 방법을 제공한다.

Description

절삭 인서트 및 절삭공구, 및 그것들을 사용한 절삭 가공물의 제조방법{CUTTING INSERT AND CUTTING TOOL, AND METHOD OF PRODUCING CUT PRODUCT USING SAME}

본 발명은 절삭 인서트 및 절삭공구, 및 그것들을 사용한 절삭 가공물의 제조방법에 관한 것이다.

홈 형성 가공에 사용되는 절삭 인서트는 절삭 인서트의 이송량이 낮을수록 얻어지는 절삭가루의 두께는 얇아지는 경향이 있다. 얇은 절삭가루는 강성이 낮기 때문에 절삭가루를 안정되게 외부로 배출할 수 없을 경우가 있다.

이에 대하여, 예를 들면 특허문헌 1의 절삭 인서트는 절삭날에 연속해서 형성되는 경사면 중, 절삭날의 중앙부에 대응하는 부분에서는 하방으로 경사져 있고, 절삭날의 양단부에 대응하는 부분에서는 상방으로 경사져 있는 구성을 개시하고 있다. 이 절삭 인서트에 의해 생성되는 절삭가루는 경사면의 각도의 차이에 따라서 절삭가루가 파형으로 변형되기 때문에 강성을 높게 할 수 있다.

일본 특허 공개 평 1-115503호 공보

그러나, 이 절삭 인서트는 절삭날의 양단부에 대응하는 부분에서는 경사면이 상방으로 경사져 있기 때문에 생성되는 절삭가루와 경사면의 마찰저항이 커지고, 결과적으로 절삭저항이 커질 우려가 있었다.

그래서, 절삭저항이 작고, 또한 절삭가루 배출성이 양호한 절삭 인서트가 요구되고 있다.

본 발명의 제 1 실시형태에 의한 절삭 인서트는 상면과, 하면과, 측면과, 상기 상면과 상기 측면의 교선부에 설치되는 절삭날을 구비하고, 상기 상면에는 상기 절삭날에 연속해서 경사면이 형성되어 있고, 상기 경사면은 상기 절삭날의 중앙부에 대응해서 위치함과 아울러 상기 교선부를 포함하는 수평면에 대하여 평행하거나, 또는 상기 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 제 1 경사면과, 상기 제 1 경사면의 양측에 위치함과 아울러 상기 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있는 한쌍의 제 2 경사면을 갖고 있고, 상기 한쌍의 제 2 경사면의 각각은 오목부를 갖고 있다.

본 발명의 제 2 실시형태에 의한 절삭 인서트는 상면, 하면, 측면, 및 상기 상면과 상기 측면의 교선부에 설치되는 절삭날을 구비하고, 상기 상면에는 상기 절삭날에 연속해서 경사면이 형성되어 있고, 상기 경사면은 상기 절삭날의 중앙부에 대응해서 위치함과 아울러 상기 교선부를 포함하는 수평면에 대하여 평행하거나, 또는 상기 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 제 1 경사면과, 상기 제 1 경사면의 양측에 위치함과 아울러 상기 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있는 한쌍의 제 2 경사면을 갖고 있고, 상기 제 1 경사면에는 상기 절삭날과 평행한 방향을 따라 서로 이격해서 위치하고 있는 한쌍의 볼록부가 형성되고, 상기 한쌍의 볼록부는 각각 상기 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있는 경사면을 갖고 있다.

본 발명의 제 3 실시형태에 의한 절삭 인서트는 상면과, 앞측면과 상기 앞측면에 접속하는 한쌍의 횡측면을 갖는 측면과, 상기 상면 및 상기 앞측면의 교선부에 위치하는 앞절삭날과, 상기 상면 및 상기 한쌍의 횡측면의 교선부에 위치하는 한쌍의 횡절삭날을 구비하고, 상기 상면은 상기 앞절삭날과 연속하고 상기 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 하강부를 갖는 제 1 경사면과, 상기 앞절삭날과 연속하고 상기 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있는 상승부를 갖고 있고, 상기 제 1 경사면의 양단측에 연속함과 아울러 상기 한쌍의 횡절삭날로부터 떨어져서 위치하는 한쌍의 제 2 경사면을 갖고, 상기 한쌍의 제 2 경사면은 각각 상부와 상기 상부의 상기 한쌍의 횡절삭날 중 인접하는 횡절삭날측에 연속하는 제 1 측부를 갖고, 상기 상부 및 상기 제 1 측부의 교선부는 평면으로 볼 때에 상기 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상기 인접하는 횡절삭날로부터 멀어짐과 아울러 상기 제 1 경사면측에 볼록의 제 1 곡선 영역을 갖는다.

본 발명의 실시형태에 의한 절삭공구는 상술의 각 실시형태에 의한 절삭 인서트와, 상기 절삭 인서트를 장착하는 홀더를 구비한다.

본 발명의 하나의 실시형태에 의한 절삭 가공물의 제조방법은 상술의 실시형태에 의한 절삭공구의 앞절삭날을 회전하고 있는 피삭재에 접촉시키는 공정과, 상기 공정 후에 상기 절삭공구의 횡절삭날을 회전하고 있는 상기 피삭재에 접촉시키는 공정을 구비한다.

본 발명의 다른 실시형태에 의한 절삭 가공물의 제조방법은 피삭재를 회전시키는 공정과, 회전하고 있는 상기 피삭재에 상기 절삭공구 중 상기 절삭날, 상기 앞절삭날 또는 상기 횡절삭날 중 어느 하나를 접촉시키는 공정과, 상기 피삭재와 상기 절삭공구를 이격시키는 공정을 구비한다.

(발명의 효과)

본 발명의 제 1 실시형태에 의한 절삭 인서트에 의하면, 경사면이 절삭날의 중앙부에 대응해서 위치함과 아울러 교선부를 포함하는 수평면에 대하여 평행하거나, 또는 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 제 1 경사면과, 제 1 경사면의 양측에 위치함과 아울러 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있고 또한 오목부를 갖는 한쌍의 제 2 경사면을 갖고 있다. 그 때문에, 절삭저항이 커지는 제 2 경사면에 있어서 절삭저항이 작고, 또한 한쌍의 제 2 경사면에 의해 절삭가루가 흐르는 방향은 안정되기 쉬워져 절삭가루 배출성도 양호하게 된다.

본 발명의 제 2 실시형태에 의한 절삭 인서트에 의하면, 경사면이 절삭날의 중앙부에 대응해서 위치함과 아울러 교선부를 포함하는 수평면에 대하여 평행하거나, 또는 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 제 1 경사면과, 제 1 경사면의 양측에 위치함과 아울러 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있는 한쌍의 제 2 경사면을 갖고 있고, 제 1 경사면에는 상기 절삭날에 평행한 방향을 따라 서로 이격해서 위치하고 있는 한쌍의 볼록부가 형성되고, 한쌍의 볼록부는 각각 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있는 경사면을 갖고 있다. 그 때문에, 절삭가루가 극단적으로 얇음으로써 절삭가루가 좌우로 흔들리는 것 같이 진행하는 절삭조건 하에서도 절삭가루 배출성이 양호하게 된다.

본 발명의 제 3 실시형태에 의한 절삭 인서트에 의하면, 횡절삭날을 이용하여 횡이송 가공을 행할 경우에 횡절삭날에 의해 생성되는 절삭가루를 제 2 경사면의 제 1 측부에 접촉시켜서 컬(curl)시킬 수 있다. 그리고, 한쌍의 제 2 경사면에 있어서의 상부 및 제 1 측부의 교선부가, 평면으로 볼 때에 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상기 인접하는 횡절삭날로부터 멀어짐과 아울러 제 1 경사면측에 볼록의 제 1 곡선 영역을 갖기 때문에, 낮은 커팅량으로부터 높은 커팅량까지의 넓은 조건범위에 있어서 절삭가루의 배출 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 절삭 인서트를 나타내는 도면이고, (a)부분은 사시도, (b)부분은 정면도(길이 방향의 측면도), (c)부분은 평면도, (d)부분은 폭방향의 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 절삭 인서트의 절삭부(Ⅰ) 및 클램프부(Ⅱ)의 일부를 부분 확대한 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 절삭 인서트의 절삭부(Ⅰ) 및 클램프부(Ⅱ)의 일부를 부분 확대한 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 절삭 인서트의 단면도이며, (a)부분은 A-A선에 있어서의 단면도, (b)부분은 B-B선에 있어서의 단면도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 절삭 인서트의 단면도이며, (a)부분은 C-C선에 있어서의 단면도, (b)부분은 D-D선에 있어서의 단면도이다.
도 6은 도 1에 나타내는 절삭 인서트의 절삭부(Ⅰ) 및 클램프부(Ⅱ)의 일부를 부분 확대한 평면도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 절삭 인서트의 E-E선에 있어서의 단면도이다.
도 8은 도 1에 나타내는 절삭 인서트의 절삭부(Ⅰ) 및 클램프부(Ⅱ)의 일부를 부분 확대한 사시도이다.
도 9는 도 1에 나타내는 절삭 인서트의 절삭부(Ⅰ) 및 클램프부(Ⅱ)의 일부를 부분 확대한 평면도이다.
도 10은 도 9에 나타내는 절삭 인서트의 단면도이며, (a)부분은 C-C선에 있어서의 단면도, (b)부분은 D-D선에 있어서의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 의한 절삭공구를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시형태에 의한 절삭 가공물의 제조방법을 도시한 개략도이다.

<절삭 인서트>

(제 1 실시형태)

이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 절삭 인서트에 대해서 도 1∼도 5를 이용하여 상세하게 설명한다.

제 1 실시형태에 의한 절삭 인서트는 상면과, 하면과, 측면과, 상면과 측면의 교선부에 설치되는 절삭날을 구비하고, 상면에는 절삭날에 연속해서 경사면이 형성되어 있다. 그리고, 경사면이 절삭날의 중앙부에 대응해서 위치함과 아울러 교선부를 포함하는 수평면에 대하여 평행하거나, 또는 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 제 1 경사면과, 제 1 경사면의 양측에 위치함과 아울러 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있고 또한 오목부를 갖는 한쌍의 제 2 경사면을 갖고 있다. 그 때문에, 절삭저항이 커지는 제 2 경사면에 있어서 절삭저항이 작고, 또한 한쌍의 제 2 경사면에 의해 절삭가루가 흐르는 방향은 안정되기 쉬워져 절삭가루 배출성도 양호하게 된다.

이하, 본 실시형태의 절삭 인서트(1)에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 절삭 인서트를 나타내는 도면이고, (a)부분은 사시도, (b)부분은 정면도(길이 방향의 측면도), (c)부분은 평면도, (d)부분은 폭방향의 측면도이다.

도 1(c)에 나타나태는 바와 같이, 절삭 인서트(1)(이하, 단순히 인서트(1)라고 하는 경우가 있음)는 대략 각기둥 형상을 이루고, 양단부에 위치하는 절삭부(Ⅰ)와, 절삭부(Ⅰ)의 사이에 위치하고 홀더(11)의 클램프 부재로 고정될 때에 홀더(11)와 접하는 클램프면(26)을 구비하는 클램프부(Ⅱ)를 구비하고 있다. 본 실시형태의 인서트(1)는 내경 또는 외경의 홈 형성 가공이나 절단 가공에 사용할 수 있고, 어깨홈 가공이나 수평 가공에도 적합하게 사용할 수 있다.

도 2는 도 1에 나타내는 절삭 인서트(1)의 절삭부(Ⅰ)를 확대한 사시도이다.

도 2에 나타내는 바와 같이 절삭부(Ⅰ)는 상면(2)과, 하면(3)과, 상면(2)과 하면(3)에 접속되어 있는 측면(4)을 갖는다. 상면(2)은 경사면으로 하고 하면(3)은 홀더에 적재하는 적재면으로 하고, 그리고 측면(4)은 플랭크면(flank face)으로서 기능한다. 측면(4)은 도 1(b)에 나타내는 바와 같이 정면측에 위치하는 앞측면(4a)와, 앞측면(4a)에 접속하는 한쌍의 횡측면(4b)을 갖고 있다.

또한, 절삭 인서트(1)의 재질로서는, 예를 들면 초경합금 또는 혹은 서멧(cermet) 등을 들 수 있다. 초경합금의 조성으로서, 예를 들면 탄화텅스텐(WC)에 코발트(Co)의 분말을 첨가해서 소결하여 생성되는 WC-Co, WC-Co 합금에 탄화티타늄(TiC)을 첨가한 WC-TiC-Co, WC-TiC-Co에 탄화탄탈(TaC)을 첨가한 WC-TiC-TaC-Co가 있다. 또한 서멧은 세라믹 성분에 금속을 복합시킨 소결 복합 재료이다. 구체적으로는, 탄화티타늄(TiC), 질화티타늄(TiN) 등의 티타늄계 화합물을 주성분으로 한 것이 있다.

절삭 인서트(1)의 표면에는 화학증착(CVD)법 또는 물리증착(PVD)법에 의해 피막을 코팅하고 있어도 좋다. 코팅되는 피막의 조성으로서는 탄화티타늄(TiC), 질화티타늄(TiN), 탄질화티타늄(TiCN) 및 알루미나(Al₂O₃) 등이 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 인서트(1)의 폭방향의 길이가 2∼6㎜, 인서트(1)의 길이 방향의 길이가 20㎜이다. 인서트(1)의 하면(3)로부터 상면(2)까지의 높이는 인서트(1)의 폭방향의 길이에 따라 4∼6㎜로 결정된다.

상면(2)과 측면(4)의 교선부에는 절삭날(5)이 설치되어 있다. 본 실시형태의 인서트(1)는 절삭부(Ⅰ)의 폭방향의 교선부, 즉 상면(2) 및 앞측면(4a)의 교선부에는 앞절삭날(5a)이, 절삭부(Ⅰ)의 길이 방향의 교선부, 즉 상면(2) 및 횡측면(4b)의 교선부에는 횡절삭날(5b)이, 그리고 앞절삭날(5a) 및 횡절삭날(5b)을 접속하는 위치에는 곡선상의 곡선부를 갖는 코너 절삭날(5c)이 각각 설치되어 있다.

또한, 절삭날(5)은 랜드부(51)를 구비하고 있어도 좋다. 여기에서, 랜드부(51)란 절삭부(Ⅰ)의 교선부 중 상면(2)측에 위치하는 대략 일정한 폭의 가는 띠형상의 영역을 말한다. 절삭날(5)이 경사면, 특히 제 1 경사면(21)과 연속하는 구성일 경우에는 랜드부(51)를 형성함으로써 절삭날(5) 선단의 강도를 향상시켜서 결손을 억제할 수 있다.

상면(2)에는 절삭날(5)의 안쪽에 경사면[제 1 경사면(21) 및 제 2 경사면(22)]이 형성되어 있다. 경사면은 절삭가루를 찰과시키면서 배출 방향으로 안내하는 역할을 갖는 면이다. 본 실시형태에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이 경사면은 앞절삭날(5a)의 중앙부의 안쪽에 위치하고 있는 제 1 경사면(21)과, 제 1 경사면(21)의 양측에 위치하고 있는 한쌍의 제 2 경사면(22)과, 한쌍의 코너 절삭날(5c)의 각각에 연속하는 한쌍의 코너 경사면(23)을 갖고 있다. 또한, 「안쪽」이란 특별히 기재하지 않는 한, 본 명세서에 있어서 평면으로 볼 때에 절삭날(5)을 기준으로 해서 인서트 본체부의 중앙측을 말한다. 또한, 각 코너 경사면(23)은 코너 절삭날(5c)의 전체 영역에 있어서 코너 절삭날(5c)로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 하강부(23a)를 갖고 있다.

도 3은 도 1에 나타내는 절삭 인서트의 절삭부(Ⅰ)를 확대한 평면도이다. 또한, 도 4는 도 3에 나타내는 절삭 인서트의 단면도이며, (a)부분은 A-A선에 있어서의 단면도, (b)부분은 B-B선에 있어서의 단면도이다.

제 1 경사면(21)은 앞절삭날(5a)을 포함하는 수평면(L)에 대하여 평행하거나, 또는 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 하면(3)에 가까워지도록 경사지는 하강부(211a)를 갖고 있고, 제 2 경사면(22)은 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 앞절삭날(5a)을 포함하는 수평면(L)에 대하여 하면(3)로부터 멀어지도록 경사지는 상승부(전방 경사부)(221a)를 갖고 있다. 또한, 「수평면」이란 특별히 기재하지 않는 한, 본 명세서에 있어서 절삭 인서트를 소정의 평면에 배치했을 때에 상기 평면과 평행한 평면을 말한다.

이러한 구성에 의해, 앞절삭날(5a)로부터 생성된 절삭가루는 절삭가루가 찰과되는 제 1 및 제 2 경사면의 각각에 따라서 변형된다. 구체적으로는, 절삭가루의 단면이 제 1 경사면(21)을 찰과한 중앙부에 있어서 오목형상으로 변형하고, 제 2 경사면(22)을 찰과한 양단부에 있어서 볼록형상으로 변형해서 파형 형상이 된다. 이것에 의해, 절삭가루의 강성을 높여서 이송량이 적을 경우에 있어서도 절삭가루는 태엽 모양으로 컬될 수 있다. 또한, 이 절삭가루는 파형 형상이 되는 것에 의해 앞절삭날(5a)의 폭, 즉 절삭부(Ⅰ)의 한변의 폭보다 좁아지기 때문에 주위의 피삭재의 가공면을 상처내는 것이 저감된다. 또한, 상기 구성에 의해 절삭가루의 진행 방향을 앞절삭날(5a)로부터 클램프면(26)을 향하는 방향으로 정하기 쉽게 한다.

구체적으로는, 도 4(a), 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 앞절삭날(5a)을 포함하는 수평면을 L로 하고, 제 1 경사면(21)의 하강부(211a)의 가상 연장선(P)과 수평면(L)이 이루는 각도를 레이크각(α)으로 하고, 제 2 경사면(22)의 전방 경사부(221a)의 가상 연장선(Q)과 수평면(L)이 이루는 각도를 레이크각(β)으로 한다. 또한, 단면으로 보아 경사면과 수평면(L)의 교점을 회전 중심으로 해서 가상 연장선(P)이 수평면(L)보다 하면(3)으로부터 멀어지도록 회전하는 경사 방향을 정(正)이라 하고, 그리고, 가상 연장선(Q)이 수평면(L)보다 하면(3)에 가까워지도록 회전하는 경사 방향을 부(負)라고 하면, α≥0°, β<0°이다. 또한, 도 4는 측면도이기 때문에 수평면(L)은 직선으로 표현되어 있다.

또한, 레이크각(α)은 인서트 강도유지의 관점으로부터 10°∼30°가 바람직하고, 레이크각(β)은 절삭저항 저감의 관점으로부터 -10°∼-20°가 바람직하다. 또한, 절삭저항 저감의 관점으로부터는 레이크각(α)과 레이크각(β)의 차의 절대치가 25°∼30°인 것이 바람직하다. 예를 들면, 본 실시형태에 있어서는 레이크각(α)이 16°이고, 레이크각(β)이 -12°이며, 이 경우, 레이크각(α)과 레이크각(β)의 차의 절대치(|α-β|)는 28°가 된다.

제 2 경사면(22)은 그 폭이 평면으로 보아서 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 좁아져 있다. 구체적으로는, 도 5(a)에 있어서의 제 2 경사면(22)의 폭을 Wx₁, 도 5(b)에 있어서의 제 2 경사면(22)의 폭을 Wx₂라고 하면 Wx₁>Wx₂이다. 이와 같이, 하면(3)로부터 멀어짐에 따라서 제 2 경사면(22)과 절삭가루의 접촉 면적을 작게 함으로써 마찰저항을 저감할 수 있으므로 절삭저항을 저감할 수 있다. 또한, 절삭저항의 저감의 관점으로부터는, 도 3에 나타내는 바와 같이 제 2 경사면(22)의 최대의 폭을 Wx₀라고 하면, 한쌍의 제 2 경사면(22)의 최대의 폭(Wx₀)의 합계가 앞절삭날(5a)의 폭(W5a)의 30%∼50%인 것이 바람직하다.

제 2 경사면(22)에는 오목부(221b, c)가 형성되어 있다. 제 2 경사면(22)은 레이크각(β)이 부이기 때문에 가장 저항이 커진다. 오목부(221b, c)를 가짐으로써 절삭가루와 제 2 경사면(22)의 접촉 면적을 저감시킬 수 있고, 절삭저항을 저감시킬 수 있다. 또한, 본 실시형테에 있어서는 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 오목부(221b, c)가 1개 형성되는 형태이지만, 오목부(221b, c)의 수는 특별히 제한되지 않고 복수 형성되어 있어도 된다.

또한, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 제 2 경사면(22)은 하면(3)로부터 멀어지는 전방 경사부(221a)를 갖고 있고, 오목부(221b, c)가 전방 경사부(221a)에 비하여 앞절삭날(5a)로부터 멀어지는 측에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 절삭가루는 전방 경사부(221a)에 있어서 배출 방향을 정하여 강성이 향상된 후, 오목부(221b, c)에 도달하기 때문에 절삭가루의 배출 방향을 보다 안정시킬 수 있다.

또한, 제 2 경사면(22)은 홈 폭을 넓히는 가공인 「횡이송 가공」에 있어서 횡절삭날(5b)으로부터 생성되는 절삭가루를 제어하는 역할도 갖는다. 이 때, 제 2 경사면이 오목부(221b, c)를 가짐으로써 하면(3)로부터의 높이가 낮아지고, 횡절삭날(5b)으로부터 생성된 절삭가루가 받는 충격을 완화하여 절삭가루가 가공 홈에 막히는 것이 억제된다.

제 1 경사면(21)과 한쌍의 제 2 경사면(22) 사이에는 제 1 경사면(21)으로부터 제 2 경사면(22)을 향함에 따라 하면(3)로부터 멀어지는 경계부(24)를 갖고 있다. 이 경계부(24)에는 앞절삭날(5a)에 연속함과 아울러 경계부(24)간의 거리가 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에에 따라 좁아지는 영역을 갖고 있다. 구체적으로는, 도 5(a)에 있어서 한쪽의 경계부(24)의 제 1 경사면(21)측의 단부로부터 다른쪽의 경계부(24)의 제 1 경사면(21)측의 단부까지의 거리를 Wy₁로 하고, 도 5(b)에 있어서 한쪽의 경계부(24)의 제 1 경사면(21)측의 단부로부터 다른쪽의 경계부(24)의 제 1 경사면(21)측의 단부까지의 거리를 Wy₂라고 하면 Wy₁>Wy₂이다. 이것에 의해, 절삭가루를 보다 확실하게 절삭부(Ⅰ)의 폭보다 좁아지도록 변형시킬 수 있다.

또한, 경계부(24)에는 도 3에 나타내는 바와 같이 볼록부(241)가 형성되어 있다. 볼록부(241)는 생성된 절삭가루를 태엽 모양으로 변형시켜 분단해서 배출하기 위해서 형성된다. 볼록부(241)는 앞절삭날(5a)을 따르는 방향에 있어서 오목부(221b, c)에 대응하는 위치에 형성되는 것이 좋다. 구체적으로는, 도 3에 있어서 볼록부(241)는 오목부(221b, c)의 중앙부를 지나고, 횡절삭날(5b)에 대한 수선 상에 위치하고 있다. 이것에 의해, 절삭가루가 볼록부(241)에 접촉하기 때문에 증가하는 절삭저항을 저감할 수 있다. 또한, 볼록부(241)는 전방 경사부(221a)보다 앞절삭날(5a)로부터 먼 위치에 형성되는 것이 좋다. 이 구성에 의해, 절삭가루의 강성을 높인 후 볼록부(241)에 의해 태엽 모양으로 변형시키고, 분단해 배출할 수 있기 때문에 절삭가루 배출성은 보다 양호하게 된다.

상면(2)에는 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 볼록부(241)보다 앞절삭날(5a)로부터 먼 측에 제 1 경사면(21)의 상승부(211b)에 추가해서 경사부(25)를 갖고 있어도 좋다. 상승부(211b) 및 경사부(25)는 생성된 절삭가루를 태엽 모양으로 변형시키고, 분단해서 배출하기 위해서 형성된다. 이것에 의해, 생성된 절삭가루는 강성이 충분하지 않아 볼록부(241)를 타고 넘어 버렸을 경우에도 상승부(211b) 및 경사부(25)에 의해 분단할 수 있다.

또한, 경사부(25)는 인서트(1)를 홀더에 고정할 때에 홀더와 접촉하는 클램프면(26)에 연속해서 형성되어 있다. 경사부(25)의 클램프면(26)측의 단부는 상면(2)에 있어서 가장 높은 위치에 있다. 이 구성에 의해, 상승부(211b)를 타고넘은 절삭가루가 홀더에 충돌함으로써 홀더가 마모되는 것을 억제하는 것이 가능하다. 경사부(25)의 경사각도는 절삭조건에 따라 적당하게 설정되지만, 통상 20°∼40°정도의 범위로 설정된다.

(제 2 실시형태)

이어서, 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 절삭 인서트에 대해서 주로 도 6 및 도 7을 이용하여 상세하게 설명한다. 또한, 기본구성은 상술의 제 1 실시형태의 절삭 인서트와 동일하기 때문에 동일한 구성요소의 설명에 대해서는 동일한 부호를 부여해서 적당하게 생략하는 경우가 있다. 또한, 필요에 따라서 도 1∼도 5를 사용하여 설명한다.

제 2 실시형태에 의한 절삭 인서트는 상면, 하면, 측면, 및 상면과 측면의 교선부에 설치되는 절삭날을 구비하고, 상면에는 절삭날에 연속해서 경사면이 형성되어 있다. 그리고, 경사면이 절삭날의 중앙부에 대응해서 위치함과 아울러 교선부를 포함하는 수평면에 대하여 평행하거나, 또는 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 하면에 가까워지도록 경사져 있는 제 1 경사면과, 제 1 경사면의 양측에 위치함과 아울러 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 수평면에 대하여 하면으로부터 멀어지도록 경사져 있는 한쌍의 제 2 경사면을 갖고 있다. 이 제 1 경사면에는 절삭날과 평행한 방향에 위치하고 서로 이격된 한쌍의 볼록부가 형성되고, 볼록부는 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 하면으로부터 멀어지도록 경사져 있는 경사면을 갖고 있다. 그 때문에, 절삭가루가 극단적으로 얇음으로써 절삭가루가 좌우로 흔들리는 것 같이 진행하는 경우에 있어서도 절삭가루 배출성이 양호하게 된다.

또한, 상기 특허문헌 1의 인서트는 절삭날에 연속해서 형성되는 경사면 중, 절삭날의 중앙부에 대응하는 부분에서는 하방으로 경사져 있고, 절삭날의 양단부에 대응하는 부분에서는 상방으로 경사져 있다. 이 경사면의 각도의 차이에 의해 생성되는 절삭가루를 파형으로 변형시켜, 강성을 높이기 쉽게 하고 있다. 그러나, 예를 들면 절삭가루가 극단적으로 얇아지면 절삭가루가 좌우로 흔들리는 것 같이 진행하여 절삭가루 배출성이 나빠질 경우가 있었다.

제 1 경사면(21)에는 앞절삭날(5a)과 평행한 방향에 위치하고, 서로 이격된 한쌍의 볼록부(241)가 형성되어 있다. 볼록부(241)는 절삭가루가 좌우로 흔들리는 것 같이 진행하는 것을 억제하기 위해서 형성되어 있다. 구체적으로는, 절삭가루의 하부가 볼록부(241)에 접촉하여 지지되기 때문에, 예를 들면 절삭가루가 극단적으로 얇을 경우에 있어서도 절삭가루가 좌우로 흔들리는 것 같이 진행하는 것을 억제할 수 있다.

볼록부(241)는 평면으로 보아서 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 하면(3)으로부터 멀어지도록 경사져 있는 경사면(241a)이 평면으로 보아서 앞절삭날(5a)에 직교하는 선 상에 위치하도록 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 절삭가루가 경사면(241a)에 접촉하기 쉬워져 접촉하는 면적을 적당하게 확보할 수 있고, 절삭가루가 좌우로 흔들리는 것 같이 진행하는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 경사면(241a)의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 절삭가루를 보다 확실하게 경사면(241a)에 접촉시키기 위해서, 본 실시형태에 있어서는 경사면(241a)은 도 7에 나타내는 바와 같이 앞절삭날(5a)에 수직인 방향의 단면으로 볼 때에 있어서 하면(3)측으로 만곡되어 있는 것이 좋다.

또한, 보다 양호한 절삭가루의 지지를 목적으로 해서, 경사면(241a)은 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 절삭부(Ⅰ)의 폭방향과 평행한 단면으로 볼 때에 있어서도 횡절삭날(5b)에 가까워짐에 따라서 하면(3)으로부터 멀어지도록 경사져 있다.

경사면(241a)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 평면으로 보아서 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 폭이 넓어져 있다. 이 구성에 의해, 절삭가루와 접촉하는 면적이 절삭가루가 흐르는 방향을 향함에 따라서 서서히 커지기 때문에, 보다 양호한 절삭가루 배출을 기대할 수 있다.

본 실시형태에 있어서는, 도 7에 나타내는 바와 같이 경사면(241a)은 볼록부(241) 중 가장 하면으로부터의 거리가 큰 꼭대기부(241b)에 연속하고 있다. 꼭대기부(241b)의 높이는 특별히 제한되지 않는다. 본 실시형태에 있어서는 볼록부(241)의 꼭대기부(241b)는 앞절삭날(5a)보다 높아져 있다. 구체적으로는, 도 7에 나타내는 바와 같이 꼭대기부(241b)를 포함하는 수평면(H)은 수평면(L)보다 높은 위치에 있다. 이 구성에 의해, 앞절삭날(5a)로부터 생성된 절삭가루가 볼록부(241)에 접촉하기 쉬워지기 때문에 보다 확실하게 지지할 수 있다.

한쌍의 볼록부(241, 241)는 상기 구성을 만족시키고 있으면 상면(2)의 어느 부분에 형성되어 있어도 좋다. 보다 바람직한 위치 관계로서는, 제 1 경사면(21)의 단부, 구체적으로는, 한쌍의 제 2 경사면(22)측의 단부에 각각 설치되어 있는 것이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 평면으로 보아서 볼록부(241)는 각각 제 2 경사면(22)에 연속해서 형성되어 있다. 이 구성에 의해 변형된 절삭가루의 하부를, 절삭부(Ⅰ)의 폭방향의 양측으로부터 지지할 수 있기 때문에 절삭가루의 좌우로 흔들리는 것 같은 진행을 보다 양호하게 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 한쌍의 볼록부(241, 241)의 앞절삭날(5a)측의 단부로부터 앞절삭날(5a)까지의 거리가 서로 같게 되어 있다. 이러한 구성에 의해, 각각의 볼록부에 절삭가루가 접촉하는 타이밍이 같아져서 보다 안정된 절삭가루의 배출을 촉진할 수 있다.

구체적으로는, 도 6에 나타내는 바와 같이 한쌍의 볼록부(241, 241)의 각각에 있어서 앞절삭날(5a)측의 단부를 지나 앞절삭날(5a)과 평행한 직선을 R, S라고 하면, 직선 R과 직선 S는 일치한다. 즉, 직선 R, S로부터 앞절삭날(5a)까지의 거리를 각각 D1, D2이라고 하면 D1=D2이다.

본 실시형태에 있어서는 볼록부(241)는 앞절삭날(5a)을 따르는 방향에 있어서 오목부(221b, c)에 대응하는 위치에 형성되어 있는 것이 좋다. 구체적으로는, 도 6에 있어서 한쌍의 볼록부(241)의 꼭대기부(241b)를 통과하는 직선(D)이 오목부(221b, c)를 지나고 있다. 이것에 의해, 절삭가루가 볼록부(241)에 접촉하기 때문에 증가하는 절삭저항을 저감할 수 있다. 또한, 볼록부(241)는 전방 경사부(221a)보다 앞절삭날(5a)로부터 먼 위치에 형성되는 것이 좋다. 이 구성에 의해, 절삭가루가 충분하게 파형 형상으로 변형되고, 강성을 높인 후 볼록부(241)에 의해 지지되고, 배출할 수 있기 때문에 절삭가루 배출성은 보다 양호하게 된다.

(제 3 실시형태)

이하, 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 절삭 인서트에 대해서 주로 도 8∼도 10을 이용하여 상세하게 설명한다. 또한, 기본구성은 상술의 제 1 실시형태의 절삭 인서트와 동일하기 때문에 동일한 구성요소의 설명에 대해서는 동일한 부호를 부여해서 적당하게 생략할 경우가 있다. 또한 필요에 따라서, 도 1∼도 5를 사용하여 설명한다.

제 3 실시형태에 의한 절삭 인서트는 상면과, 앞측면과 앞측면에 접속하는 한쌍의 횡측면을 갖는 측면과, 상면 및 앞측면의 교선부에 위치하는 앞절삭날과, 상면 및 한쌍의 횡측면의 교선부에 위치하는 한쌍의 횡절삭날을 구비한다. 그리고, 상면은 앞절삭날과 연속하고 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 하강부를 갖는 제 1 경사면과, 앞절삭날과 연속하고 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있는 상승부를 갖고 있고, 제 1 경사면의 양단측에 연속함과 아울러 한쌍의 횡절삭날로부터 떨어져서 위치하는 한쌍의 제 2 경사면을 갖고, 한쌍의 제 2 경사면은 각각 상부와 상부의 한쌍의 횡절삭날 중 인접하는 횡절삭날측에 연속하는 제 1 측부를 갖고, 상부 및 제 1 측부의 교선부는 평면으로 볼 때에앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 인접하는 횡절삭날로부터 멀어짐과 아울러 제 1 경사면측에 볼록의 제 1 곡선 영역을 갖는다. 그 때문에, 홈 형성 가공 등에 사용 가능하며, 또한 횡절삭날을 이용하여 횡이송 가공을 행할 경우에 횡절삭날에서 생성되는 절삭가루를 제 2 경사면의 제 1 측부에 접촉시켜서 컬시킬 수 있다. 그리고, 한쌍의 제 2 경사면에 있어서의 상부 및 제 1 측부의 교선부가 평면으로 볼 때에 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상기 인접하는 횡절삭날로부터 멀어짐과 아울러 제 1 경사면측에 볼록의 제 1 곡선 영역을 갖기 때문에, 낮은 커팅량으로부터 높은 커팅량까지의 넓은 조건 범위에 있어서 절삭가루의 배출 안정성을 향상시킬 수 있다.

이것에 대하여, 상기 특허문헌 1의 절삭 인서트는 그 도 2에 나타내는 바와 같은 구성을 갖기 때문에, 전방부 칩 디플렉터 표면(29a, 29b)은 평면으로 보아서 그 상면 중 측부 절삭 가장자리(25a, 25b)측의 단부가 측부 절삭 가장자리(25a, 25b)측으로 볼록한 형상으로 되어 있다. 그 때문에, 측부 절삭 가장자리(25a, 25b)를 이용하여 횡이송 가공을 행할 경우에, 절삭가루가 컬되지 않고 전방부 칩 디플렉터 표면(29a, 29b)을 뛰어넘도록 연장되어서 다른 부재나 피삭재에 휘감긴다고 하는 우려가 있었다. 이러한 현상은 절삭가루가 얇을 경우, 절삭가루가 불안정하게 연장되기 쉬울 경우, 또는 연성이 풍부하는 재료로 이루어지는 피삭재를 절삭할 경우에 현재화하기 쉬운 우려가 있었다.

상술의 제 1 실시형태와 같이, 상면(2)에는 절삭날(5)의 안쪽에 경사면[제 1 경사면(21) 및 제 2 경사면(22)]이 형성되어 있다. 경사면은 절삭가루를 찰과시키면서 배출 방향으로 안내하는 역할을 갖는 면이다. 본 실시형태에 있어서는 도 8에 나타내는 바와 같이, 경사면은 앞절삭날(5a)의 중앙부의 안쪽에 위치하고 있는 제 1 경사면(21)과, 제 1 경사면(21)의 양측에 위치하고 있는 한쌍의 제 2 경사면(22)과, 한쌍의 코너 절삭날(5c)의 각각에 연속하는 한쌍의 코너 경사면(23)을 갖고 있다. 또한, 「안쪽」이란 평면으로 보아서 절삭날(5)을 기준으로 해서 인서트 본체부의 중앙측을 말한다. 또한, 각 코너 경사면(23)은 코너 절삭날(5c)의 전체 영역에 있어서 코너 절삭날(5c)로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 하강부(23a)를 갖고 있다.

경사면이 이러한 구성을 가짐으로써 홈 형성 가공에 있어서 홈을 형성하는 「종이송 가공」을 행할 경우에, 앞절삭날(5a)로부터 생성된 절삭가루는 찰과되는 경사면의 부위에 따라 두께가 다르기 때문에 단면으로 볼 때에 있어서 중앙부가 오목하고 그 양단부가 볼록한 파형 형상으로 된다. 도 10은 도 9에 나타내는 절삭 인서트의 단면도이며, (a)부분은 C-C선에 있어서의 단면도, (b)부분은 D-D선에 있어서의 단면도이다. 경사면[제 1 경사면(21) 및 제 2 경사면(22)]이 이러한 단면형상을 갖기 때문에 절삭가루는 그 형상에 추종하도록 변형해 가게 된다. 이와 같이, 절삭가루는 단면으로 볼 때에 파형 형상으로 변형됨으로써 절삭부(Ⅰ)의 폭방향의 폭보다 좁아지기 때문에 절삭가루가 피삭재의 가공면이나 주위에 존재하는 부재를 상처를 입히는 것을 억제할 수 있다. 또한, 한쌍의 제 2 경사면(22)은 각각, 도 9에 나타낸 바와 같이 상부(221) 및 측부(222)[제 1 측부(222a), 제 2 측부(222b)]를 갖고 있고, 앞절삭날(5)과 평행한 단면으로 볼 때에 있어서 대략 사다리꼴 형상이기 때문에 절삭가루의 진행 방향을 일방향으로 정하기 쉽게 해서 좌우로의 흔들림을 억제하는 역할도 갖고 있다. 그리고, 제 2 경사면(22)은 도 9에 나타내는 바와 같이 그 상부(221) 및 제 2 측부(222b)[제 1 실시형태에 있어서의 경계부(24)의 일부이다.]의 교선부가 평면으로 보아서 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 인접하는 횡절삭날(5b)에 가까워짐과 아울러 인접하는 횡절삭날(5b)측에 볼록의 제 2 곡선 영역(A2)을 갖는 것이 바람직하다.

제 1 경사면(21)은 도 8에 나타내는 바와 같이 앞절삭날(5a)로부터 안쪽을 향해서 위치하는 저부(211)를 갖고 있다. 저부(211)는 도 9 및 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 상술한 하강부(211a)와, 하강부(211a)에 연속해서 위치하는 상승부(211b)를 갖는다. 이 구성에 의해, 앞절삭날(5a)에서 생성된 절삭가루는 후술하는 볼록부(212a)를 타고넘어 버렸을 경우에도 상승부(211b)에 접촉함으로써 분단할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서 저부(211)는, 도 9에 나타내는 바와 같이 평면 및 곡면이 연속한 면이며, 각부(角部)가 존재하지 않는 매끄러운 구성으로 되어 있다.

저부(211)는 앞절삭날(5a)에 연속함과 아울러 평면으로 보아서 그 폭이 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라 좁아지는 영역을 갖고 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 10(a), 도 10(b)에 나타내는 바와 같이 저부(211)의 폭은 Wy₁>Wy₂의 관계를 갖고 있다. 이것에 의해, 절삭가루를 보다 확실하게 U자 모양으로 변형시킬 수 있다.

또한, 저부(211)의 주위에는 측부(212)[제 1 실시형태에 있어서의 경계부(24)의 일부이다.]가 존재하고, 도 9에 나타내는 바와 같이 측부(212)는 저부(211)의 중앙 부근에 돌출하는 볼록부(212a)를 갖는다. 볼록부(212a)는 앞절삭날(5a)에서 생성된 절삭가루를 태엽 모양으로 변형시키고, 분단해서 배출하는 역할을 갖는다. 또한, 볼록부(212a)는 앞절삭날(5a)을 따르는 방향에 있어서 후술하는 중앙 경사부(221b)에 근접해서 형성되는 것이 좋다. 구체적으로는, 도 9에 있어서 볼록부(212a)는 중앙 경사부(221b)의 안쪽 측단부의 근방에 위치하고 있다. 이것에 의해, 절삭가루가 볼록부(212a)에 접촉함으로써 증대하는 절삭저항을 완화시킬 수 있다. 또한, 볼록부(212a)는 전방 경사부(상승부)(221a)보다 앞절삭날(5a)로부터 먼 위치에 형성되는 것이 좋다. 이 구성에 의해, 절삭가루의 강성을 높인 뒤, 볼록부(212a)에 의해 태엽 모양으로 변형시키고, 분단하여 배출할 수 있기 때문에 절삭가루 배출성은 보다 양호하게 된다.

제 2 경사면(22)은 도 8에 나타내는 바와 같이 앞절삭날(5a)로부터 안쪽을 향해서 위치하는 상부(221)를 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서, 도 9에 나타내는 바와 같이 상부(221)는 평면 및 곡면이 연속한 면이며, 각부가 존재하지 않는 매끄러운 구성으로 되어 있다. 상부(221)는 앞절삭날(5a)에 연속함과 아울러 평면으로 보아서 그 폭이 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라 좁아지는 영역을 갖고 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 10(a)에 있어서의 제 2 경사면(22)의 폭을 Wx₁, 도 10(b)에 있어서의 제 2 경사면(22)의 폭을 Wx₂라고 하면 Wx₁>Wx₂이다. 이것에 의하면, 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 제 2 경사면(22)과 절삭가루의 접촉 면적을 작게 함으로써 절삭저항을 저감할 수 있다. 또한, 절삭저항 저감의 관점으로부터, 도 9에 나타내는 바와 같이 제 2 경사면(22)의 최대의 폭을 Wx₀이라고 하면 한쌍의 제 2 경사면(22)의 최대의 폭(Wx₀)의 합계가 앞절삭날(5a)로부터 코너 절삭날(5c)에 걸치는 폭(W5a)의 30%∼50%인 것이 바람직하다.

제 2 경사면(22)의 상부(221)는, 보다 상세하게는 도 9 및 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 안쪽을 향해서 전방 경사부(221a), 중앙 경사부(221b) 및 후방 경사부(221c)를 순차적으로 갖고 있다. 여기에서, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있는 경사각, 즉 레이크각은 전방 경사부(221a), 중앙 경사부(221b) 및 후방 경사부(221c) 중에서 중앙 경사부(221b)가 가장 작다. 바꾸어 말하면, 중앙 경사부(221b) 및 후방 경사부(221c)는 양자에 의해 오목부(221b, c)를 구성하고 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서 중앙 경사부(221b)는 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있기 때문에 절삭저항의 저감에 더욱 기여하고 있다. 또한, 한쌍의 제 2 경사면(22)은 후방 경사부(221c)보다 안쪽측에서 일체화되어 하나의 평면을 구성하고 있다.

제 2 경사면(22)의 상부(221)가 이상과 같은 구성을 가짐으로써 레이크각(β)의 전방 경사부(221a)에 있어서 절삭저항이 커지지만, 이 전방 경사부(221a)와 후방 경사부(221c) 사이에 레이크각이 가장 작은 중앙 경사부(221b)를 개재시킴으로써 절삭가루와 제 2 경사면(22)의 접촉 면적을 저감시킬 수 있고, 제 2 경사면(22) 전체로서 절삭저항을 저감할 수 있다. 그 결과, 절삭가루는 전방 경사부(상승부)(221a)에 있어서 배출 방향을 결정지어서 강성이 향상된 후, 중앙 경사부(221b)에 도달하기 때문에 절삭가루의 배출 방향을 보다 안정시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 중앙 경사부(221b) 내지는 오목부를 1개 개재시킨 형태이지만, 중앙 경사부(221b) 내지는 오목부의 수는 특별히 제한되지 않고, 복수 형성되어 있어도 좋다.

이어서, 홈 형성 가공에 있어서 홈폭을 넓히는 가공인 「횡이송 가공」을 행할 경우에, 제 2 경사면(22)은 코너 절삭날(5c) 및 횡절삭날(5b)로부터 생성되고, 코너 경사면(23)의 하강부(23a) 근방을 통과한 절삭가루를 제 1 측부(222a)에 접촉시켜서 컬시키는 역할을 갖는다. 구체적으로는, 본 실시형태에 있어서 도 9에 나타내는 바와 같이 제 2 경사면(22)에 있어서의 상부(221) 및 제 1 측부(222a)의 교선부가 평면으로 볼 때에 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 인접하는 횡절삭날(5b)로부터 멀어짐과 아울러 제 1 경사면(21)측에 볼록의 제 1 곡선 영역(A1)을 갖기 때문에, 낮은 커팅량으로부터 높은 커팅량까지의 넓은 조건 범위에 있어서 절삭가루의 배출 안정성을 향상시킬 수 있다. 제 1 곡선 영역(A1)은, 도 9에 나타내는 바와 같이 전방 경사부(221a)로부터 중앙 경사부(221b)까지 걸쳐져 있는 것이 바람직하다. 또한, 비교적 높은 절삭 조건의 경우에는, 코너 절삭날(5c) 및 횡절삭날(5b)로부터 생성된 절삭가루는 횡절삭날(5b)을 따라 위치하는 횡경사면(도면에는 나타내지 않는다)을 통과하고나서 제 1 측부(222a)에 접촉하게 된다. 이 때, 제 2 경사면(22)이 중앙 경사부(221b)를 가짐으로써 하면(3)로부터의 높이가 낮아져 횡절삭날(5b)로부터 생성된 절삭가루가 받는 충격을 완화하고, 절삭가루가 가공 홈에 막히는 것이 억제된다.

또한, 본 실시형태에 있어서 한쌍의 횡절삭날(5b)은 도 9에 나타내는 바와 같이 평면으로 보아서 앞절삭날(5a)로부터 안쪽을 향함에 따라서 서로의 거리가 짧아져 있지만, 이 경우에 있어서도 제 1 곡선 영역(A1)은 평면으로 볼 때에 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 인접하는 횡절삭날(5b)로부터 멀어지는 구성인 것이 바람직하다. 코너 절삭날(5c) 및 횡절삭날(5b)로부터 생성되는 절삭가루의 배출 안정성을 향상시킴과 아울러 횡절삭날(5b)과 제 1 곡선 영역(A1)의 위치 관계가 영향을 주기 때문이다. 또한, 제 1 측부(222a)는 앞절삭날(5a)과 연속되어 있는 것이 바람직하고, 이 구성에 의하면 커팅량이 작은 절삭조건에 있어서 코너 절삭날(5c)로부터 생성되는 절삭가루의 배출 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상부(221) 및 제 1 측부(222a)의 교선부, 즉 제 1 곡선 영역(A1)은 앞절삭날(5a)의 양단부와 각각 접속되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서 앞절삭날(5a)의 양단부란 한쌍의 코너 절삭날(5c)과의 연결점이다.

<절삭공구>

이어서, 본 발명의 실시형태에 의한 절삭공구에 대해서 상기 인서트(1)를 홈 형성 가공용에 적용한 절삭공구를 예로 들고, 도 11을 참조하면서 설명한다. 또한, 다른 예로서 인서트(1)는 내경의 홈 형성 가공용, 외경의 홈 형성 가공용, 및 절단 가공용의 어느 것에도 적용할 수 있다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 절삭공구(10)는 인서트(1)와, 인서트(1)를 선단에 협지하는 협지 부재(12)와, 협지 부재(12)를 장착하는 대략 각기둥 형상의 홀더(11)를 구비하고 있다.

인서트(1)는 절삭날(5)이 협지 부재(12)의 선단으로부터 돌출하도록 협지됨과 아울러, 협지 부재(12)는 절삭날(5)이 홀더(11)의 선단으로부터 돌출하도록 홀더(11)에 장착된다. 또한, 이러한 구성 대신에 홀더(11)와 협지 부재(12)가 일체로 형성된 부재를 사용해도 좋다.

본 실시형태에서는 홀더(11)의 선단에 설치된 나사(13)로 구속력을 조절하고, 인서트(1)를 위에서 눌러넣어서 구속하는 「클램프 온 방식(clamp-on type)」을 사용하고 있지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 인서트(1)에 구멍을 뚫고, 대략 L자형을 한 레버의 지레의 작용을 이용해서 인서트(1)의 구멍 내벽으로부터 구속하는 「레버 록 방식」이나, 축부와 머리부가 편심(偏心)한 핀을 사용하여 인서트에 형성된 구멍을 이용해서 구속하는 「캠 록 방식」 등을 사용할 수 있다.

<절삭 가공물의 제조방법>

이어서, 본 발명의 실시형태에 의한 절삭 가공물의 제조방법에 대해서 상술의 제 3 실시형태에 의한 인서트(1) 및 그것을 장착한 절삭공구(10)를 홈 형성 가공에 적용할 경우를 예로 들고, 도 12를 참조하면서 설명한다.

본 실시형태의 절삭 가공물의 제조방법은 이하의 (i)∼ (iv)의 공정을 갖는다.

(i) 도 12(a)에 나타내는 바와 같이 피삭재(100)를 화살표 E 방향으로 회전시키는 공정.

본 공정에서는 피삭재(100)와 절삭공구(10)는 상대적으로 근접하면 좋고, 예를 들면 피삭재(100)를 절삭공구(10)에 근접시켜도 좋다.

(ii) 절삭공구(10)를 화살표 F 방향으로 움직여서 회전하고 있는 피삭재(100)에 절삭공구(10)를 근접시키는 공정.

본 공정에서는 피삭재(100)와 절삭공구(10)는 상대적으로 멀어지면 좋고, 예를 들면 피삭재(100)를 절삭공구(10)로부터 멀리해도 좋다.

(iii) 도 12(b)에 나타내는 바와 같이 회전하고 있는 피삭재(100)에 절삭공구(10)의 절삭날(5)을 접촉시켜서 피삭재(100)를 절삭하는 공정.

본 공정에 있어서는 홈 형성 가공시에는 홈을 형성하는 「종이송 가공」이 행해짐과 아울러 홈의 폭을 넓히는 「횡이송 가공」이 행하여진다.

(iv) 도 12(c)에 나타내는 바와 같이 절삭공구(10)를 화살표 G 방향으로 움직여서 절삭한 피삭재(100)로부터 절삭공구(10)를 이격시키는 공정.

이상과 같은 (i)∼(iv)의 공정을 실시함으로써 절삭 가공물을 얻을 수 있다. 그 때, 다음과 같은 뛰어난 효과를 이룰 수 있다.

구체적으로는, 경사면이 상술한 바와 같은 구성을 갖기 때문에, 「종이송 가공」을 행할 경우에 앞절삭날(5a)로부터 생성된 절삭가루는 찰과되는 경사면의 부위에 따라 두께가 다르기 때문에, 단면으로 볼 때에 있어서 중앙부가 오목하고 그 양단부가 볼록한 파형 형상으로 된다. 경사면[제 1 경사면(21) 및 제 2 경사면(22)]이 도 10에 나타나 있는 바와 같은 단면형상을 갖기 때문에 절삭가루는 그 형상에 추종하도록 변형해 가게 된다. 이와 같이, 절삭가루는 단면으로 볼 때에 파형 형상으로 변형됨으로써 절삭부(Ⅰ)의 폭방향의 폭보다 좁아지기 때문에, 절삭가루가 피삭재의 가공면이나 주위에 존재하는 부재를 상처내는 것을 억제할 수 있다. 또한, 한쌍의 제 2 경사면(22)은 각각, 도 9에 나타낸 바와 같이 상부(221) 및 측부(222)[제 1 측부(222a), 제 2 측부(222b)]를 갖고 있고, 앞절삭날(5)과 평행한 단면으로 볼 때에 있어서 대략 사다리꼴 형상이기 때문에, 절삭가루의 진행 방향을 일방향으로 결정하기 쉽게 해서 좌우로의 흔들림을 억제하는 역할도 갖고 있다.

또한, 「횡이송 가공」을 행할 경우에 제 2 경사면(22)은 코너 절삭날(5c) 및 횡절삭날(5b)로부터 생성되고, 코너 경사면(23)의 하강부(23a) 근방을 통과한 절삭가루를 제 1 측부(222a)에 접촉시켜서 컬시키는 역할을 갖는다. 즉, 도 9에 나타내는 바와 같이 제 2 경사면(22)에 있어서의 상부(221) 및 제 1 측부(222a)의 교선부가 평면으로 볼 때에 앞절삭날(5a)로부터 멀어짐에 따라서 인접하는 횡절삭날(5b)로부터 멀어짐과 아울러 제 1 경사면(21)측에 볼록의 제 1 곡선 영역(A1)을 갖기 때문에, 낮은 커팅량으로부터 높은 커팅량까지의 넓은 조건 범위에 있어서 절삭가루의 배출 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 절삭가공을 계속할 경우에는 피삭재(100)를 회전시킨 상태를 유지한 채 피삭재(100)의 다른 개소에 절삭공구(10)의 절삭날(5)을 접촉시키는 공정을 반복하면 좋다. 또한, 인서트(1)는 2코너를 사용 가능한 사양이다. 따라서, 사용하고 있는 한쪽의 절삭날(5)이 마모되었을 때에는 미사용의 다른쪽의 절삭날(5)을 사용하면 좋다.

또한, 피삭재(100)의 재질의 대표예로서는 탄소강, 합금강, 스테인레스를 들 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 홈 형성 가공 대신에 절단 가공을 행할 경우에는 피삭재(100)가 분단될 때까지 종이송 가공을 실시하면 좋다.

이상, 본 발명의 실시형태를 예시했지만, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되나 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 한 임의의 것으로 할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

예를 들면, 상술의 절삭 가공물의 제조방법의 실시형태에 있어서 본 홈 형성 가공시에는 홈을 형성하는 종이송 가공이 행해짐과 아울러 홈의 폭을 넓히는 횡이송 가공이 행해지도록 했다. 이것 대신에, 홈을 형성하는 종이송 가공만을 행해도 상술한 바와 같은 효과를 이루는 것은 말할 필요도 없다.

1 : 절삭 인서트 2 : 상면
21 : 제 1 경사면 211 : 저부
211a : 하강부 211b : 상승부
212 : 측부 212a : 볼록부
22 : 제 2 경사면 221 : 상부
221a : 전방 경사부(상승부) 221b : 중앙 경사부(오목부)
221c : 후방 경사부(오목부) 222 : 측부
222a : 제 1 측부 222b : 제 2 측부
A1 : 제 1 곡선 영역 A2 : 제 2 곡선 영역
23 : 코너 경사면 23a : 하강부
24 : 경계부(212, 222b) 241 : 볼록부(212a)
241a : 경사면 241b : 꼭대기부
25 : 경사부 26 : 클램프면
3 : 하면 4 : 측면
4a : 앞측면 4b : 횡측면
5 : 절삭날 5a : 앞절삭날
5b : 횡절삭날 5c : 코너 절삭날
51 : 랜드부 10 : 절삭공구
11 : 홀더 12 : 협지 부재
13 : 나사 100 : 피삭재

Claims

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상면과,
앞측면과 상기 앞측면에 접속되는 한쌍의 횡측면을 갖는 측면과,
상기 상면 및 상기 앞측면의 교선부에 위치하는 앞절삭날과,
상기 상면 및 상기 한쌍의 횡측면의 교선부에 위치하는 한쌍의 횡절삭날을 구비하고,
상기 상면은,
상기 앞절삭날과 연속하고 상기 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 하강부를 갖는 제 1 경사면과,
상기 앞절삭날과 연속하고, 상기 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있는 상승부를 갖고 있고, 상기 제 1 경사면의 양단측에 연속함과 아울러 상기 한쌍의 횡절삭날로부터 떨어져서 위치하는 한쌍의 제 2 경사면을 갖고,
상기 한쌍의 제 2 경사면은 각각 상부와 상기 상부의 상기 한쌍의 횡절삭날 중 인접하는 횡절삭날측에 연속하는 제 1 측부를 갖고, 상기 상부 및 상기 제 1 측부의 교선부는 평면으로 볼 때에 상기 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상기 인접하는 횡절삭날로부터 멀어짐과 아울러 상기 제 1 경사면측에 볼록의 제 1 곡선 영역을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 13 항에 있어서,
상기 한쌍의 제 2 경사면은 각각 상기 앞절삭날로부터 안쪽을 향해서 전방 경사부, 중앙 경사부 및 후방 경사부를 갖고 있고,
상기 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상방으로 경사져 있는 경사각은 상기전방 경사부, 상기 중앙 경사부 및 상기 후방 경사부 중 상기 중앙 경사부가 가장 작은 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 곡선 영역은 상기 전방 경사부에서 상기 중앙 경사부까지 걸쳐져 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
평면으로 보아서 상기 한쌍의 횡절삭날은 상기 앞절삭날로부터 안쪽을 향함에 따라서 서로의 거리가 짧아져 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 측부는 상기 앞절삭날과 연속되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 앞절삭날 및 상기 한쌍의 횡절삭날을 접속함과 아울러 곡선 형상의 곡선부를 갖는 한쌍의 코너 절삭날을 더 갖고,
상기 상부 및 상기 제 1 측부의 상기 교선부는 상기 앞절삭날의 양단부와 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 18 항에 있어서,
상기 상면은 상기 한쌍의 코너 절삭날의 각각에 연속하는 한쌍의 코너 경사면을 더 갖고,
상기 한쌍의 코너 경사면은 상기 한쌍의 코너 절삭날의 전체 영역에 있어서 상기 한쌍의 코너 절삭날로부터 멀어짐에 따라서 하방으로 경사져 있는 하강부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 한쌍의 제 2 경사면은 각각 상기 상부의 상기 제 1 경사면측에 연속하는 제 2 측부를 갖고, 상기 상부 및 상기 제 2 측부의 교선부는 평면으로 볼 때에 상기 앞절삭날로부터 멀어짐에 따라서 상기 인접하는 횡절삭날에 가까워짐과 아울러 상기 인접하는 횡절삭날측에 볼록의 제 2 곡선 영역을 더 갖고 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 절삭 인서트와,
상기 절삭 인서트를 장착하는 홀더를 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭공구.
제 21 항에 기재된 상기 절삭공구의 상기 앞절삭날을 회전하고 있는 피삭재에 접촉시키는 공정과,
상기 공정 후에 상기 절삭공구의 상기 횡절삭날을 회전하고 있는 상기 피삭재에 접촉시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 가공물의 제조방법.
피삭재를 회전시키는 공정과,
회전하고 있는 상기 피삭재에 제 21 항에 기재된 상기 절삭공구 중 상기 절삭날, 상기 앞절삭날 또는 상기 횡절삭날 중 어느 하나를 접촉시키는 공정과,
상기 피삭재와 상기 절삭공구를 이격시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 가공물의 제조방법.