KR102766571B1 - 절삭인서트 및 이를 장착한 절삭공구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트는 상면, 하면, 측면, 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 체결구멍, 그리고 상기 상면 및 상기 측면이 서로 연결되는 절인을 포함하며, 상기 절인은 주절인, 상기 주절인의 일측에 이어지는 제1 코너절인, 그리고 상기 주절인의 타측에 이어지는 제2 코너절인을 구비하며, 상기 측면에서 볼 때, 상기 주절인은 상기 체결구멍을 관통하는 가상의 중심선에 대하여 비대칭 상향 볼록 형상이고, 상기 상면에서 볼 때, 상기 주절인은 직선 형상이고, 상기 주절인과 상기 제1 코너절인이 만나는 제1 접점은, 상기 주절인에 이웃하는 다른 주절인과 상기 제1 코너절인이 만나는 제2 접점보다 상기 하면으로부터 높게 위치하는 것을 특징으로 한다.

Description

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

본 발명은 절삭인서트 및 이를 장착한 절삭공구에 관한 것으로, 상세하게는 사용 수명을 증가시킬 수 있는 절삭인서트 및 이를 장착한 절삭공구에 관한 것이다.

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

이러한 절삭 인서트는, 상면과, 이와 반대 방향을 향하는 하면과, 그리고 상면과 하면을 연결하는 측면과, 그리고 상면과 측면 사이의 경계부를 이루며 실질적으로 피삭재를 깎는 절인을 포함한다.

한편, 고이송 밀링툴의 경우 통상적으로 절입각 15°미만의 공구를 지칭하는데, 절입각이 작아 한 번에 가공할 수 있는 절입량은 적지만 칩 두께가 얇아 다양한 형상을 내는 가공에 사용되고 있다. 특히, 주로 금형 부품 등을 가공하는데 자주 쓰이는데, 금형 재료는 특성상 경도가 높고 형상이 복잡하다. 그렇기 때문에 여러 가지 다목적 가공(램핑, 헬리컬)이 가능해야 하고, 형상 가공에 의한 칩 처리성이 매우 중요하다.

그런데 종래의 4각형 고이송용 절삭인서트의 경우 이러한 형상 가공에 적합하도록 코너부 여유각을 크게 주게 된다. 그러나 이 경우, 다양한 형상 가공은 가능하지만 경도가 높은 금형재료 가공 시 절삭인서트의 코너 파손이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 4각형 고이송용 절삭인서트는 절인의 헬릭스 방향을 '+' 방향으로 세팅하게 되는데, 이 경우, 절삭성은 소폭 좋아지지만 경도가 높은 금형 재료의 칩이 절삭인서트의 비사용 코너로 흘러, 비사용 코너를 손상시킬 수 있는 문제점이 있었다.

한국공개특허 제10-2016-0019952호(공개일: 2016.02.22.)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 절삭인서트에 충분한 여유각 및 강성을 동시에 부여할 수 있고, 또한 비사용코너를 보호함으로써 사용 수명을 증가시킬 수 있는 절삭인서트 및 이를 장착한 절삭공구를 제공하는 것으로 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트는 상면, 하면, 측면, 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 체결구멍, 그리고 상기 상면 및 상기 측면이 서로 연결되는 절인을 포함하며, 상기 절인은 주절인, 상기 주절인의 일측에 이어지는 제1 코너절인, 그리고 상기 주절인의 타측에 이어지는 제2 코너절인을 구비하며, 상기 측면에서 볼 때, 상기 주절인은 상기 체결구멍을 관통하는 가상의 중심선에 대하여 비대칭 상향 볼록 형상이고, 상기 상면에서 볼 때, 상기 주절인은 직선 형상이고, 상기 주절인과 상기 제1 코너절인이 만나는 제1 접점은, 상기 주절인에 이웃하는 다른 주절인과 상기 제1 코너절인이 만나는 제2 접점보다 상기 하면으로부터 높게 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상면에서 볼 때, 상기 절삭인서트는 상기 가상의 중심선에 대하여 90°× n (n은 자연수) 회전 대칭이며, 상기 제1 코너절인은 상기 체결구멍의 중심을 지나는 가상의 대각 중심선에 대하여 대칭이고, 상기 제2 코너절인은 상기 체결구멍의 중심을 지나는 다른 가상의 대각 중심선에 대하여 대칭인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 코너절인에 대응하는 상기 하면의 제1 코너부는 상기 가상의 대각 중심선에 대하여 비대칭이고, 상기 제2 코너절인에 대응하는 상기 하면의 제2 코너부는 상기 가상의 대각 중심선에 대하여 비대칭인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 코너절인에 이어지는 코너여유면은 상기 제1 접점에서 상기 제2 접점으로 갈수록 커지는 여유각을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 코너부가 상기 하면의 하면 변부와 이어지는 제3 접점과 상기 제1 접점 사이의 최단거리는, 상기 제1 코너부가 상기 하면의 이웃하는 다른 하면 변부와 이어지는 제4 접점과 상기 제2 접점 사이의 최단거리보다 짧은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상면에는 절인을 따라 복수 개의 오목한 딤플이 구비되고, 상기 복수 개의 딤플은 상기 제1 접점에서 상기 제2 접점으로 갈수록 그 길이가 점진적으로 길어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 절삭인서트는 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명의 절삭인서트에서 주절인이 비대칭 상향 볼록 형상(측면에서 볼 때) 및 대략 직선 형상(상면에서 볼 때)을 구비함으로써, 절삭 가공시 피삭재로부터 분리된 칩이 제1 코너절인으로부터 제2 코너절인 방향으로 흐르지 않고 제자리에서 컬링됨으로써, 반대편 코너(제2 코너절인이 위치하는 코너)가 보호될 수 있다.

또한, 본 발명의 절삭인서트를 사용하여 고이송 경사 가공시 절삭인서트의 내측(제1 코너절인 쪽)의 여유각을 적절히 확보하면서도 주절인의 강성은 보강될 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 절삭인서트의 측면도이다
도 3은 도 1의 절삭인서트의 평면도이다.
도 4는 도 1의 절삭인서트의 저면도이다.
도 5는 도 1의 절삭인서트를 하면 쪽으로 바라본 사시도이다.
도 6은 도 1의 절삭인서트가 장착된 절삭공구를 나타낸다.
도 7은 도 1의 절삭인서트, 체결볼트, 절삭공구의 분해 결합도를 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. 참고로, 본 명세서에서 '제1', '제2' 등의 용어는 순서를 의미하는 것이 아니라, 동일 명칭을 가지는 구성요소를 구별하기 위하여 사용되는 용어이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭인서트는 상면(1), 하면(3), 측면(2), 상면(1) 및 하면(3)을 관통하는 체결구멍(4), 그리고 상면(1) 및 측면(2)이 서로 연결되는 부위에 위치하는 절인(5)을 포함한다. 본 발명의 절삭인서트는 상면(1)에서 볼 때, 대략 정사각형 형상을 가지며, 하면(3)은 체결면(mounting surface)으로, 상면(1)은 경사면(rake surface)으로 사용되는 편면형 절삭인서트이다.

절인(5)은 주절인(51), 주절인(51)의 일측에 이어지는 제1 코너절인(52), 그리고 주절인(51)의 타측에 이어지는 제2 코너절인(53)을 구비한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 절삭인서트를 측면(2)에서 볼 때, 주절인(51)은 체결구멍(4)을 관통하는 가상의 중심선(C1)에 대하여 비대칭 상향 볼록 형상이다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 절삭인서트를 상면(1)에서 볼 때, 주절인(51)은 대략 직선 형상이다.

이와 같이, 주절인(51)이 비대칭 상향 볼록 형상(측면에서 볼 때) 및 대략 직선 형상(상면에서 볼 때)을 구비함으로써, 절삭 가공시 피삭재로부터 분리된 칩이 제1 코너절인(52)으로부터 제2 코너절인(53) 방향으로 흐르지 않고 제자리에서 컬링됨으로써, 반대편 코너(제2 코너절인이 위치하는 코너)가 보호될 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 주절인(51)과 제1 코너절인(52)이 만나는 제1 접점(61)은, 주절인(51)에 이웃하는 다른 주절인(54)과 제1 코너절인(52)이 만나는 제2 접점(62)보다 하면(3)으로부터 높게 위치한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 절삭인서트를 상면(1)에서 볼 때, 절삭인서트는 가상의 중심선(C1)에 대하여 90°× n (n은 자연수) 회전 대칭이다. 따라서, 본 발명의 절삭인서트는 상면에서 볼 때, 동일한 4개의 주절인, 동일한 4개의 코너절인을 구비할 수 있다.

또한, 제1 코너절인(52)은 체결구멍(4)의 중심을 지나는 가상의 대각 중심선(C2)에 대하여 대칭이고, 제2 코너절인(53)은 체결구멍(4)의 중심을 지나는 다른 가상의 대각 중심선(C3)에 대하여 대칭이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 코너절인(52)에 대응하는 하면의 제1 코너부(31)는 가상의 대각 중심선(C2)에 대하여 비대칭이다. 참고로, '대응'의 의미는 도 3 및 도 4를 참고하면, 상면(1)에서 하면(3)을 향하여(또는 하면에서 상면을 향하여) 지면으로 들어가는 방향으로 볼 때, 서로 겹치는 것을 의미한다.

또한, 제2 코너절인(53)에 대응하는 하면(3)의 제2 코너부(32)는 가상의 대각 중심선(C2)에 대하여 비대칭이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 코너절인(52)에 이어지는 코너여유면(21)은 제1 접점(61)에서 제2 접점(62)으로 갈수록 커지는 여유각을 가진다(β>α).

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 코너부(31)가 하면(3)의 하면 변부(32)와 이어지는 제3 접점(63)과 제1 접점(61) 사이의 최단거리(L1)는, 제1 코너부(31)가 하면(3)의 이웃하는 다른 하면 변부(33)와 이어지는 제4 접점(64)과 제2 접점(62) 사이의 최단거리(L2)보다 짧은 것이 특징이다.

상술한 구성을 통하여, 본 발명의 절삭인서트를 사용하여 고이송 경사 가공시 절삭인서트의 내측(제1 코너절인 쪽)의 여유각을 적절히 확보하면서도 주절인의 강성은 보강될 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상면(1)에는 절인을 따라 복수 개의 오목한 딤플(11)이 구비되고, 복수 개의 딤플(11)은 제1 접점(61)에서 제2 접점(62)으로 갈수록 길이가 점진적으로 길어진다. 이를 통하여, 고경도 금형 재료의 가공시 열을 분산시키는 효과를 얻을 수 있고, 또한 딤플의 길이를 점진적으로 길어지게 구성하여 절입이 깊어질수록 열 분삭 효과를 극대화 할 수 있다.

이하에서는 도 6 및 도 7을 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 하면(3)이 안착 되는 하면시트부(302)와, 절삭인서트(100)의 측면(2)이 안착 되는 2개의 측면시트부(303)를 구비한다. 측면시트부(303)는 홈이 형성된 평면으로 이루어져 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 절삭인서트는 코너 R형상이 상면에서는 대칭, 하면에서는 비대칭 되게 형성하여, 램핑 가공시 절삭인서트에서 여유가 필요한 부위인 절삭인서트 내측에는 충분한 여유각을 확보하고 주절인이 시작되는 부위와 같이 강성을 요하는 부위에는 강성을 확보할 수 있다.

또한, 주절인의 헬릭스 형상을 비대칭 상향 볼록으로 형성하여 칩이 제자리에서 배출되도록 하여 비사용 코너를 보호할 수 있어 절삭인서트의 사용 수명을 늘릴 수 있다.

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.

1...상면, 2...측면
3...하면,
31...제1 코너부 32...제2 코너부
4...체결구멍
5...절인
51...주절인, 52...제1 코너절인
53...제2 코너절인
61...제1 접점, 62...제2 접점

Claims (7)

1. 상면, 하면, 측면, 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 체결구멍, 그리고 상기 상면 및 상기 측면이 서로 연결되는 절인을 포함하는 절삭인서트로서,
   상기 절인은 주절인, 상기 주절인의 일측에 이어지는 제1 코너절인, 그리고 상기 주절인의 타측에 이어지는 제2 코너절인을 구비하며,
   상기 측면에서 볼 때, 상기 주절인은 상기 체결구멍을 관통하는 가상의 중심선에 대하여 비대칭 상향 볼록 형상이고,
   상기 상면에서 볼 때, 상기 주절인은 직선 형상이고,
   상기 주절인과 상기 제1 코너절인이 만나는 제1 접점은, 상기 주절인에 이웃하는 다른 주절인과 상기 제1 코너절인이 만나는 제2 접점보다 상기 하면으로부터 높게 위치하며,
   상기 상면에서 볼 때, 상기 절삭인서트는 상기 가상의 중심선에 대하여 90°× n (n은 자연수) 회전 대칭이며,
   상기 제1 코너절인은 상기 체결구멍의 중심을 지나는 가상의 대각 중심선에 대하여 대칭이고, 상기 제2 코너절인은 상기 체결구멍의 중심을 지나는 다른 가상의 대각 중심선에 대하여 대칭이며,
   상기 제1 코너절인에 대응하는 상기 하면의 제1 코너부는 상기 가상의 대각 중심선에 대하여 비대칭이고,
   상기 제2 코너절인에 대응하는 상기 하면의 제2 코너부는 상기 가상의 대각 중심선에 대하여 비대칭인 것
   을 특징으로 하는 절삭인서트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 제1 코너절인에 이어지는 코너여유면은
   상기 제1 접점에서 상기 제2 접점으로 갈수록 커지는 여유각을 가지는 것
   을 특징으로 하는 절삭인서트.
5. 상면, 하면, 측면, 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 체결구멍, 그리고 상기 상면 및 상기 측면이 서로 연결되는 절인을 포함하는 절삭인서트로서,
   상기 절인은 주절인, 상기 주절인의 일측에 이어지는 제1 코너절인, 그리고 상기 주절인의 타측에 이어지는 제2 코너절인을 구비하며,
   상기 측면에서 볼 때, 상기 주절인은 상기 체결구멍을 관통하는 가상의 중심선에 대하여 비대칭 상향 볼록 형상이고,
   상기 상면에서 볼 때, 상기 주절인은 직선 형상이고,
   상기 주절인과 상기 제1 코너절인이 만나는 제1 접점은, 상기 주절인에 이웃하는 다른 주절인과 상기 제1 코너절인이 만나는 제2 접점보다 상기 하면으로부터 높게 위치하며,
   상기 상면에서 볼 때, 상기 절삭인서트는 상기 가상의 중심선에 대하여 90°× n (n은 자연수) 회전 대칭이며,
   상기 제1 코너절인은 상기 체결구멍의 중심을 지나는 가상의 대각 중심선에 대하여 대칭이고, 상기 제2 코너절인은 상기 체결구멍의 중심을 지나는 다른 가상의 대각 중심선에 대하여 대칭이며,
   상기 제1 코너절인에 대응하는 상기 하면의 제1 코너부가 상기 하면의 하면 변부와 이어지는 제3 접점과 상기 제1 접점 사이의 최단거리는,
   상기 제1 코너부가 상기 하면의 이웃하는 다른 하면 변부와 이어지는 제4 접점과 상기 제2 접점 사이의 최단거리보다 짧은 것
   을 특징으로 하는 절삭인서트.
6. 제1항에서,
   상기 상면에는 절인을 따라 복수 개의 오목한 딤플이 구비되고, 상기 복수 개의 딤플은 상기 제1 접점에서 상기 제2 접점으로 갈수록 그 길이가 점진적으로 길어지는 것
   을 특징으로 하는 절삭인서트.
7. 제1항 또는 제5항에 따른 절삭인서트가 장착되는 절삭공구.

Images