KR102530518B1 - 절삭인서트 및 이를 장착한 절삭공구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트는 서로 대향하는 2개의 측면, 상기 2개의 측면 사이에서 연장하는 4개의 장방형상의 상면, 상기 2개의 측면을 관통하는 체결홀, 그리고 상기 측면과 상기 상면이 서로 이어지는 곳에 형성된 절인부를 포함하고, 상기 체결홀의 중심을 관통하는 가상의 중심선에 대하여 180° 회전 대칭이고, 상기 상면의 중심을 관통하는 가상의 중심선에 대하여 180° 회전 대칭이다. 그리고 상기 절인부는 상기 상면의 장변측에 형성된 제2 주절인, 상기 제2 주절인에 각도를 이루며 이어진 제1 주절인을 포함한다. 그리고 상기 측면은, 측면평탄면으로부터 연장되고 상기 제2 주절인에 이어지는 제2 주절인여유면, 그리고 상기 측면평탄면으로부터 연장되고 상기 제1 주절인에 이어지는 제1 주절인여유면을 포함하며, 상기 상면에서 볼 때, 상기 제1 주절인의 연장선과 상기 측면평탄면의 연장선이 이루는 각도는, 상기 제1 주절인여유면의 경계선의 연장선과 상기 측면평탄면의 연장선이 이루는 각도보다 크거나 같은 것을 특징으로 한다.

Description

절삭인서트 및 이를 장착한 절삭공구{Cutting insert and Tool mounted withthere}

본 발명은 절삭인서트 및 이를 장착한 절삭공구에 관한 것이다.

일반적으로, 절삭인서트는, 공작 기계에 장착된 절삭공구에 체결되어 철, 비철금속, 비금속 재료 등으로 구성된 기계 부품 등의 피삭재를 절삭 가공하는데 사용된다.

이러한 절삭인서트는, 상면과, 이와 반대 방향을 향하는 하면과, 그리고 상면과 하면을 연결하는 측면과, 그리고 상면과 측면 사이의 경계부를 이루며 피삭재를 깎는 절인(cutting edge)을 포함한다.

한편, 도 11 내지 도 13에는 한국공개특허공보 제2014-0004149호에 개시된 절삭인서트(10)가 도시되어 있다. 참고로, 도 11, 도 12, 도 13은 상기 한국공개특허의 도 1, 도 2, 도 4에 각각 대응하는 것으로서, 설명의 편의를 위해, 상기 한국공개특허공보에 사용된 도면부호가 수정 없이 그대로 사용되었으며, 이들 도면부호는 후술되는 본 발명의 설명에 사용된 도면부호와 중복되더라도 동일 구성요소를 지칭하는 것은 아니다.

기존의 절삭인서트(10)는 부 절삭 에지(26), 코너 절삭 에지(28), 주 절삭 에지(22)를 구비하며, 주 절삭 에지(22)는 제1 주 절삭 에지 섹션(22a) 및 제2 주 절삭 에지 섹션(22b)을 구비한다. 또한, 코너 절삭 에지(28)는 정해진 곡률 반경을 가지고 만곡되어 있으며, 코너 절삭 에지(28)와 관련하여 코너 릴리프 표면(40)이 구비된다. 그리고 코너 릴리프 표면(40)은 만곡되고 주 릴리프 표면(42)과 부 릴리프 표면(38) 사이에서 연장된다.

그런데 상술한 바와 같은 구성으로 인하여, 기존의 절삭인서트(10)는 제2 주 절삭 에지 섹션(22b)이 음(-)의 축방향 경사각(axial rake angle)으로 셋팅되고, 피삭재 바닥면과의 여유각(도 12의 α) 확보를 위하여 절삭인서트(10)가 앞쪽(도 12 기준 좌측)으로 기울어지게 되는데, 이때 양의 축방향 경사각으로 셋팅된 제1 주 절삭 에지 섹션(22a) 구간을 넘어 제2 주 절삭 에지 섹션(22b)까지 피삭재를 가공할 경우 피삭재를 원하지 않는 형상으로 가공하게 된다.

또한, 다단으로 직각가공을 할 경우 코너 절삭 에지(28)와 연관된 코너 릴리프 표면(40)의 끝단부가 가공에 참여하게 되고, 또한 제1 주 절삭 에지 섹션(22a)보다 돌출(도 12 기준 좌측 방향으로)되어 있어 피삭재를 재가공 하거나 피삭재에 간섭되는 문제가 발생한다.

한국공개특허공보 제2014-0004149호(공개일자: 2014.01.10)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 직각 가공용 절삭인서트에서 8 코너를 구현하면서도 안정적인 다단 직각 가공을 피삭재의 재가공 없이 수행할 수 있는 절삭인서트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트는 직각 가공용 절삭인서트로서, 서로 대향하는 2개의 측면, 상기 2개의 측면 사이에서 연장하는 4개의 장방형상의 상면, 상기 2개의 측면을 관통하는 체결홀, 그리고 상기 측면과 상기 상면이 서로 이어지는 곳에 형성된 절인부를 포함하고, 상기 체결홀의 중심을 관통하는 가상의 중심선에 대하여 180° 회전 대칭이고, 상기 상면의 중심을 관통하는 가상의 중심선에 대하여 180° 회전 대칭이며, 상기 절인부는 상기 상면의 장변측에 형성된 제2 주절인, 상기 제2 주절인에 각도를 이루며 이어진 제1 주절인, 상기 제1 주절인에 이어진 코너절인, 그리고 상기 상면의 단변측에 형성되고 상기 코너절인에 이어진 부절인을 포함하며, 상기 체결홀을 둘러싸는 측면평탄면, 상기 측면평탄면으로부터 연장되고 상기 제2 주절인에 이어지는 제2 주절인여유면, 그리고 상기 측면평탄면으로부터 연장되고 상기 제1 주절인에 이어지고 상기 제2 주절인여유면에 각도를 이루면서 이어지는 제1 주절인여유면을 포함하며, 상기 상면에서 볼 때, 상기 제1 주절인의 연장선과 상기 측면평탄면의 연장선이 이루는 각도는, 상기 제1 주절인여유면의 경계선의 연장선과 상기 측면평탄면의 연장선이 이루는 각도보다 크거나 같은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 주절인은 직선이고, 상기 제1 주절인여유면은 단일의 평면으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측면에서 볼 때, 상기 상면의 중심을 관통하는 가상의 중심선을 기준으로 서로 대향하는 2개의 상기 부절인을 잇는 연장선에 대하여 상기 부절인여유면의 연장선은 우측에 위치하고, 이들 연장선이 형성하는 각도는 예각인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상면은, 단일의 평면으로 이루어진 상면평탄면, 상기 제2 주절인으로부터 상기 상면평탄면 방향으로 연장하는 제2 주절인경사면, 상기 제1 주절인으로부터 상기 상면평탄면 방향으로 연장하는 제1 주절인경사면, 상기 코너절인으로부터 상기 상면평탄면 방향으로 연장하는 코너절인경사면, 상기 부절인으로부터 상기 상면평탄면 방향으로 연장하는 부절인경사면, 그리고 상기 부절인경사면에 이웃하고 상기 부절인경사면보다 상승한 부절인여유면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상면평탄면은 상기 제2 주절인의 최저점보다 낮게 형성된 것을 특징으로 한다.

상술한 절삭인서트가 장착되는 절삭공구는, 상기 절삭인서트는 상기 절삭공구에 양의 축방향 경사각으로 장착된 것을 특징으로 한다.

상술한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트는 주절인이 2단 즉, 제1 주절인과 제2 주절인으로 구성되고, 또한 제1 주절인을 직선으로, 제1 주절인여유면을 단일의 평면으로 구현함으로써, 절삭공구의 회전축 쪽으로 제1 주절인여유면이 도피 되어, 절삭 가공시 절삭인서트의 우측 상부(최외각 상부)에서 피삭재의 직각 내벽과의 접촉을 회피할 수 있어 다단 직각 가공을 효과적으로 수행할 수 있다.

한편, 본 발명은 명시적으로 기재되지는 않았지만 상술한 구성으로부터 기대할 수 있는 다른 효과도 물론 포함한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트의 사시도이다.
도 2는 도 1의 절삭인서트를 상면에서 내려다본 사시도이다.
도 3은 도 1의 절삭인서트의 측면에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 1의 절삭인서트의 상면에서 내려다본 도면이다.
도 5는 도 4에서, 제1 주절인과 제1 주절인여유면의 측면평탄면에 대한 관계를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1의 절삭인서트에서, 부절인여유면이 포지티브 면으로 형성된 것을 보여주는 도면이다.
도 7의 (a)는 종래의 절삭인서트가 피삭재 수직 내벽에 간섭하는 모습을 보여주는 모식도이고, 도 7의 (b)는 본 절삭인서트가 피삭재 수직 내벽과 간섭하지 않는 모습을 보여주는 모식도이다.
도 8은 도 1의 절삭인서트에서, 상면평탄면과 제2 주절인의 관계를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 1의 절삭인서트가 절삭공구에 장착된 모습을 보여준다.
도 10은 도 9의 절삭공구의 포켓부의 구성을 나타낸다.
도 11 내지 도 13은 종래의 절삭인서트를 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트(100)는 직각 가공에 사용될 수 있는 소위, 탄젠셜 타입(tangential type)의 절삭인서트(100)로서, 서로 대향하는 2개의 측면(1)과, 2개의 측면(1) 사이에서 연장하는 4개의 대략 장방형상의 상면(2)과, 2개의 측면(1)을 관통하는 체결홀(3)과, 측면(1)과 상면(2)이 서로 이어지는 곳에 형성된 절인부(4)를 포함한다.

또한, 본 절삭인서트(100)는 체결홀(3)의 중심을 관통하는 가상의 중심선(C1)에 대하여 180° 회전 대칭이고, 상면(2)의 중심을 관통하는 가상의 중심선(C2)에 대하여 180° 회전 대칭이다.

한편, 절인부(4)는 제1 주절인(41), 제2 주절인(42), 코너절인(43), 부절인(44)을 포함한다.

제2 주절인(42)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상면(2)의 장변측에 형성된다.

제1 주절인(41)은 제2 주절인(42)에 미리 정해진 각도를 이루며 이어지고, 제1 주절인(41)은 직선 형상을 가진다.

코너절인(43)은 곡선 형상으로 제1 주절인(41)에 이어진다.

부절인(44)은 상면(2)의 단변측에 형성되고 코너절인(43)에 이어진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 측면(1)은 측면평탄면(13)과, 제2 주절인여유면(12)과, 제1 주절인여유면(11)을 포함한다.

측면평탄면(13)은 단일의 평면으로 이루어지고, 절삭공구와 체결시 체결용볼트가 삽입되는 체결홀(3)을 둘러싼다.

제2 주절인여유면(12)은 측면평탄면(13)으로부터 연장되고 제2 주절인(42)에 이어진다.

제1 주절인여유면(11)은 측면평탄면(13)으로부터 연장되고 제2 주절인여유면(12)에 접하면서 제1 주절인(42)에 이어진다. 특히, 제1 주절인여유면(11)은 단일의 평면으로 이루어진다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상면(2)은, 단일의 평면을 이루는 상면평탄면(21), 제2 주절인경사면(22), 제1 주절인경사면(23), 코너절인경사면(24), 부절인경사면(25), 그리고 부절인여유면(26)을 포함한다. 참고로, 경사면(rake surface)은 피삭재 가공시 피삭재로부터 분리된 칩이 타고 흐르면서 유동하는 면에 해당한다.

제2 주절인경사면(22)은 제2 주절인(42)으로부터 상면평탄면(21) 방향으로 연장한다.

제1 주절인경사면(23)은 제1 주절인(41)으로부터 상면평탄면(21) 방향으로 연장한다.

코너절인경사면(24)은 코너절인(43)으로부터 상면평탄면(21) 방향으로 연장한다.

부절인경사면(25)은 부절인(44)으로부터 상면평탄면(21) 방향으로 연장한다.

부절인여유면(26)은 부절인경사면(25)에 이웃하고 부절인경사면(25)보다 상승한다. 즉, 부절인여유면(26)은 도 4 기준, 지면에서 나오는 방향으로 부절인경사면(25)보다 상대적으로 돌출된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 절삭인서트(100)를 상면(2)에서 볼 때, 제1 주절인(41)의 연장선(L1)과 측면평탄면(13)의 연장선(L2)이 이루는 각도(α)는, 제1 주절인여유면(11)의 경계선의 연장선(L3)과 측면평탄면(13)의 연장선(L2)이 이루는 각도(β)보다 크거나 같은 것이 바람직하다. 만일, β > α 일 경우, 제1 주절인여유면(11)의 강성이 저하되는 문제가 발생한다.

이를 통하여, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 절삭인서트(100)는 주절인이 2단 즉, 제1 주절인(41)과 제2 주절인(42)으로 구성되고, 또한 제1 주절인(41)을 직선으로, 제1 주절인여유면(11)을 단일의 평면으로 구현함으로써, 절삭공구(300)의 회전축(R) 쪽으로 제1 주절인여유면(11)의 경계선이 도피 되어, 절삭 가공시 절삭인서트의 우측 상부(A)에서 피삭재(200)의 직각 내벽과의 접촉을 회피할 수 있어 다단 직각 가공을 효과적으로 수행할 수 있다. 이에 반하여, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 종래의 절삭인서트는, 본 절삭인서트(100)의 제1 주절인(41)에 대응하는 구성이 존재하지 않고, 단순히 라운드 형상의 코너여유면만을 구비하고 있어 피삭재(200)의 직각 내벽과의 접촉이 발생하여 피삭재를 재가공하지 않는 온전한 다단 직각 가공이 불가능하다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 절삭인서트(100)는 측면(1)에서 볼 때, 상면(2)의 중심을 기준으로 서로 대향하는 2개의 부절인(44-1, 44-2)을 잇는 연장선(L5)에 대하여 부절인여유면(26)의 연장선(L4)은 우측(도 6의 (b) 기준)에 위치하여, 부절인여유면(26)은 소위, 포지티브 면(positive surface)을 구성한다. 즉, 연장선(L5)와 연장선(L4)는 예각의 각도(γ)을 형성한다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 절삭인서트(100)는 상면평탄면(소위, 보스면)(21)은 제2 주절인(42)의 최저점(421)보다 낮게 형성된다. 그리고 상술한 바와 같이 상면평탄면(21)은 단일의 평면이다. 따라서, 본 절삭인서트(100)는 제작성이 좋고, 절삭공구와 체결되는 체결면(상면평탄면)이 넓어 다단 직각가공시 양호한 안정성을 확보할 수 있다.

이하에서는 도 9 및 도 10을 참조하여, 상술한 구성을 가진 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트(100)가 장착된 절삭공구(300)에 대해 간략히 설명한다.

절삭공구(300)는 절삭인서트(100)가 장착되는 복수 개의 포켓부(301)를 구비한다.

포켓부(301)는 절삭인서트(100)의 2개의 상면(2)이 각각 안착되는 상면시트부(302)와, 절삭인서트(100)의 측면(1)이 안착되는 1개의 측면시트부(303)를 구비한다. 이들 상면시트부(302)와 측면시트부(303)는 단일의 평면으로 이루어져 있다.

도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 절삭인서트(100)는 절삭공구(300)에 양의 축방향 경사각으로 장착된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100...절삭인서트
1...측면
11...제1 주절인여유면, 12...제2 주절인여유면
13...측면평탄면
2...상면
21...상면평탄면, 22...제2 주절인경사면
23...제1 주절인경사면, 24...코너절인경사면,
25...부절인경사면, 26...부절인여유면
3...체결홀
4...절인부
41...제1 주절인, 42...제2 주절인,
43...코너절인, 44...부절인

Claims (6)

1. 직각 가공용 절삭인서트에서,
   서로 대향하는 2개의 측면, 상기 2개의 측면 사이에서 연장하는 4개의 장방형상의 상면, 상기 2개의 측면을 관통하는 체결홀, 그리고 상기 측면과 상기 상면이 서로 이어지는 곳에 형성된 절인부를 포함하고, 상기 체결홀의 중심을 관통하는 가상의 중심선에 대하여 180° 회전 대칭이고, 상기 상면의 중심을 관통하는 가상의 중심선에 대하여 180° 회전 대칭이며,
   상기 절인부는
   상기 상면의 장변측에 형성된 제2 주절인, 상기 제2 주절인에 각도를 이루며 이어진 제1 주절인, 상기 제1 주절인에 이어진 코너절인, 그리고 상기 상면의 단변측에 형성되고 상기 코너절인에 이어진 부절인을 포함하며,
   상기 측면은,
   상기 체결홀을 둘러싸는 측면평탄면, 상기 측면평탄면으로부터 연장되고 상기 제2 주절인에 이어지는 제2 주절인여유면, 그리고 상기 측면평탄면으로부터 연장되고 상기 제1 주절인에 이어지고 상기 제2 주절인여유면에 각도를 이루면서 이어지는 제1 주절인여유면을 포함하며,
   상기 상면에서 볼 때,
   상기 제1 주절인의 연장선과 상기 측면평탄면의 연장선이 이루는 각도는, 상기 제1 주절인여유면의 경계선의 연장선과 상기 측면평탄면의 연장선이 이루는 각도보다 크거나 같은 것
   을 특징으로 하는 절삭인서트.
2. 제1항에서,
   상기 제1 주절인은 직선이고,
   상기 제1 주절인여유면은 단일의 평면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 절삭인서트.
3. 제1항에서,
   상기 상면은,
   단일의 평면으로 이루어진 상면평탄면, 상기 제2 주절인으로부터 상기 상면평탄면 방향으로 연장하는 제2 주절인경사면, 상기 제1 주절인으로부터 상기 상면평탄면 방향으로 연장하는 제1 주절인경사면, 상기 코너절인으로부터 상기 상면평탄면 방향으로 연장하는 코너절인경사면, 상기 부절인으로부터 상기 상면평탄면 방향으로 연장하는 부절인경사면, 그리고 상기 부절인경사면에 이웃하고 상기 부절인경사면보다 상승한 부절인여유면
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭인서트.
4. 제3항에서,
   상기 측면에서 볼 때,
   상기 상면의 중심을 관통하는 가상의 중심선을 기준으로 서로 대향하는 2개의 상기 부절인을 잇는 연장선에 대하여 상기 부절인여유면의 연장선은 우측에 위치하고, 이들 연장선이 형성하는 각도는 예각인 것을 특징으로 하는 절삭인서트.
5. 제3항에서,
   상기 상면평탄면은 상기 제2 주절인의 최저점보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 절삭인서트.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 절삭인서트가 장착되는 절삭공구로서,
   상기 절삭인서트는 상기 절삭공구에 양의 축방향 경사각으로 장착된 절삭공구.

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