KR20010011938A - Cutting insert with wide range chip breaker - Google Patents
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Abstract
칩브레이커를 2단으로 설계하고 모서리부의 칩브레이커를 효과적인 칩절단에 부합하도록 설계함으로써, 절삭깊이가 보통인 중절삭 영역 뿐만아니라 절삭깊이가 작은 중사상 절삭영역, 절삭깊이가 깊은 황삭절삭 영역에서도 칩절단이 잘이루어지고 절삭저항이 작으며 절인강도가 우수하고 공구수명이 양호한 새로운 개념의 절삭 인써트가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 절삭 인써트는, 전용 금형을 이용하여 형압 및 소결의 방식으로 상부면에 제공되는 칩 브레이커(chip breaker)로서 사상 칩 브레이커층,사상 경사면부,황삭 칩 브레이커층,황삭 후방 경사면부를 포함하며, 상기 사상 칩브레이커층은 상기 모서리 측면부 쪽으로 돌출되게 형성된 노우즈(nose) 형상의 중심 사상 칩브레이커, 상기 중심 사상 칩 브레이커를 기준으로 양측으로 대칭되게 형성된 한쌍의 보조 사상 칩 브레이커를 구비하고 있으며 ,상기 황삭 칩 브레이커는 모서리 측면의 중심을 향하여 돌출된 모서리부 황삭 칩브레이커와 주절인 방향으로 리세스 되도록 형성된 변부 황삭 칩 브레이커를 구비하는것을 특징으로하는 절삭인써트By designing the chipbreaker in two stages and designing the chipbreaker at the edges for effective chip cutting, the chip not only in the medium cutting area with normal cutting depth, but also in the medium-sized cutting area with small cutting depth and the rough cutting area with deep cutting depth A new concept of cutting insert is disclosed, which is well cut, has low cutting resistance, excellent pickling strength and good tool life. The cutting insert according to the present invention comprises a chip breaker layer, a sloping slope portion, a rough chip breaker layer, a rough rear slope surface portion as a chip breaker provided on the upper surface in a mold pressure and sintering manner using a dedicated mold. The finishing chip breaker layer includes a nose-shaped central finishing chip breaker formed to protrude toward the edge side portion, and a pair of auxiliary finishing chip breakers symmetrically formed on both sides with respect to the central mapping chip breaker. The rough chip breaker is a cutting insert, characterized in that it has a corner rough chip breaker protruding toward the center of the edge side and the edge rough chip breaker is formed to be recessed in the main cutting direction
Description
본 발명은 선삭 가공용 절삭 인써트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 형상을 개선시킨 광범위 칩 브레이커를 절삭 인써트의 절인부에 붙여서 선삭가공시 길게나오는 절삭칩의 절단, 절삭저항의 감소, 절삭열의 감소효과를 극대화한 절삭 인써트에 관한 것이다.The present invention relates to a cutting insert for turning, and more particularly, by attaching a wide range chip breaker having an improved shape to a cut portion of a cutting insert to cut cutting chips that are long during turning, to reduce cutting resistance, and to reduce cutting heat. It is about the maximized cutting insert.
일반적으로, 절삭 공구는 주로 철계, 비철계 금속, 비금속 재료의 절삭에 이용되는 것으로서, 통상적으로 공작 기계에 장착되어 피삭재를 원하는 형상으로 가공하기 위하여 절삭을 수행하는 공구이다. 통상적으로, 이러한 절삭 공구는 절인(cutting edge)을 가지고 있는 절삭 인써트와 이 절삭 인써트를 고정시켜주는 몸체로 이루어진다.In general, a cutting tool is mainly used for cutting ferrous, nonferrous metals, and nonmetallic materials, and is a tool that is usually mounted on a machine tool to perform cutting to process a workpiece into a desired shape. Typically, such a cutting tool consists of a cutting insert having a cutting edge and a body for holding the cutting insert.
한편, 절삭공구를 이용하여 금속을 절삭하는 방법으로는 크게 두가지를 들 수 있는데, 첫째로는 회전하는 금속제의 피가공물에 고정된 절삭공구의 절인부분을 접촉시켜서 절삭을 수행하는 것이다. 둘째로는, 절삭날을 가진 공구, 즉 절삭 인써트를 공구용 홀더를 이용하여 공작기계에 고정시킨후, 이러한 상태하에서 절삭공구를 회전시키면서 미리 고정된 피가공물에 접촉시켜 피가공물을 원하는 모양으로 가공하는 것이다.On the other hand, there are two ways to cut the metal using a cutting tool, firstly the cutting is performed by contacting the pickled portion of the cutting tool fixed to the rotating metal workpiece. Secondly, the tool with the cutting edge, i.e. the cutting insert, is fixed to the machine tool using the tool holder, and then the workpiece is processed into the desired shape by contacting the fixed workpiece while rotating the cutting tool under such conditions. It is.
선삭가공은 상기 금속 절삭방법중 첫번째 방법에 속하는 것으로, 공작물의 회전과 그 회전축을 포함하는 평면 내에서 절삭공구의 선운동에 의하여 공작물을 원하는 형태로 절삭하는 것을 말하며, 가공물에 대한 절삭공구의 이송운동에 따라 여러 가지 종류의 가공물을 효과적으로 절삭할 수 있기 때문에 널리 사용된다.Turning is one of the first methods of the metal cutting method, which refers to cutting the workpiece into a desired shape by the linear movement of the cutting tool in the plane including the rotation of the workpiece and its axis of rotation, and transfer of the cutting tool to the workpiece. It is widely used because it can effectively cut various kinds of workpieces according to the movement.
선삭가공에 사용되는 절삭공구인 절삭 인써트가 갖추어야할 요건으로는,The cutting insert, which is a cutting tool used for turning, is a requirement.
첫째, 선삭가공의 특성상 피할 수 없는 연속적으로 배출되는 절삭칩을 효율적으로 절단할 수 있도록 하는 것이다.First, it is possible to efficiently cut cutting chips continuously discharged, which is inevitable due to the characteristics of turning.
둘째, 절삭시 절삭 인써트의 주절삭날부에 미세결손이나 파손이 발생하지 않아야 한다.Second, there should be no microdefects or breakage in the main cutting edge of the cutting insert during cutting.
셋째, 내마모성이 우수하여 공구수명이 길어야 한다. 이때, 공구수명을 결정하는 요소로는, 피삭재와 절삭 메카니즘에서 발생하는 기계적인 마찰마모, 열발생에 의해서 유발되는 화학적인 마모, 피삭재와 공구의 진동에 의해 발생하는 충격마모 등으로 분류할 수 있고, 이런 요소는 절삭가공 메카니즘에서 절삭저항과 밀접한 관계가 있다.Third, the tool life should be long because of excellent wear resistance. At this time, the factors for determining the tool life can be classified into mechanical frictional wear caused by the workpiece and the cutting mechanism, chemical wear caused by heat generation, impact wear caused by vibration of the workpiece and the tool, and the like. This factor is closely related to cutting resistance in the cutting mechanism.
이러한 요구조건을 보다 상세하게 설명하면, 선삭가공에 있어서 가장 큰 문제는 연속적으로 배출되는 절삭칩으로서, 길게나오는 절삭칩은 피삭재, 공구 홀더 또는 절삭 인써트 등에 감겨서 절삭작업을 불가능하게 하거나 또는 가공면을 긁어서 면조도를 거칠게할 수 있다. 또한, 길게나오는 절삭칩이 심하게 발생하면 절삭 인써트 및 홀더가 파손될 수 있다. 따라서, 선삭가공시 발생하는 배출칩의 절단은 절삭 인써트에 있어서 가장 중요한 요소이다.To explain these requirements in more detail, the biggest problem in turning is the cutting chips that are continuously ejected, and the long cutting chips are wound around the workpiece, the tool holder or the cutting insert to make the cutting work impossible or You can scratch the surface roughness. In addition, severe cutting chips may break the cutting insert and the holder. Therefore, the cutting of the discharge chip generated during turning is the most important factor in the cutting insert.
칩을 절단하는 방법은 이미 수십년전부터 여러 가지 많은 연구가 이루어져 왔고, 실제로 실용화되어 사용중에 있다. 가장 흔히 사용되는 방법은 절삭 인써트의 상면부에 랜드면, 경사면, 칩포켓면, 상면 등으로 구성된 칩브레이커를 형상화시켜주는 방법이다. 그러면, 선삭 가공시 배출되는 절삭칩이 칩브레이커의 홈부분을 거쳐서 진행하는 동안에 둥글게 곡율반경을 갖게되는 컬링(curling) 현상이 일어나게 되고, 이때 컬링 반경이 일정값보다 작아지면 컬링된 배출칩은 절단된다. 이때, 절단이 일어나는 곡율반경의 크기는 피삭재의 재질, 절삭속도, 절삭칩의 두께, 절삭시 절삭깊이 등의 여러 가지 요소에 의해서 결정되며, 이중에서도 절삭깊이가 칩절단에 미치는 영향은 매우 커서 절삭깊이별로 가장 적절한 칩브레이커를 전용으로 제작하여 사용하여 왔다.Many methods have already been studied for cutting chips in the past decades, and have been put into practical use. The most commonly used method is to form a chip breaker composed of a land surface, an inclined surface, a chip pocket surface, an upper surface, and the like on the upper surface of the cutting insert. Then, a curling phenomenon, in which the cutting chip discharged during turning progresses through the groove of the chip breaker, has a radius of curvature, occurs, and when the curling radius is smaller than a predetermined value, the curled discharge chip is cut. do. At this time, the size of the radius of curvature in which the cutting takes place is determined by various factors such as the material of the workpiece, cutting speed, thickness of the cutting chip, cutting depth during cutting, and among these, the effect of cutting depth on chip cutting is very large. The most appropriate chip breaker for each depth has been manufactured and used.
선삭가공용 절삭 인써트에 있어서 이와같은 여러 가지의 중요한 특징들은 이미 수십년전부터 잘알려진 사실들로, 이런 요구조건을 만족시키는 칩브레이커 붙이 절삭 인써트 제품이 설계 제작되어 판매되고 있다.Many of these important features of turning inserts for turning are well-known facts for decades, and chipbreaker cutting inserts are designed and manufactured to meet these requirements.
종래의 칩브레이커 붙이 절삭 인써트에서 가장 보편적인 설계방법은 절삭깊이에 따라서 알맞은 칩브레이커를 개발하는 것이다. 칩브레이커 붙이 절삭 인써트를 절입깊이별로 구분해 보면, 0.5 ∼1.5mm의 절입깊이 범위에 알맞은 사상용 칩브레이커, 1.5 ∼ 4.0mm의 중간 절입깊이 범위에 알맞은 중삭용 칩브레이커, 그리고 3.0 ∼ 8.0mm의 절입깊이 범위에 알맞은 황삭용 칩브레이커로 분류할 수 있으며, 대부분의 제품은 이런 분류 범위에 포함된다.The most common design method in the conventional cutting insert with chipbreaker is to develop a suitable chipbreaker according to the cutting depth. The cutting inserts with chip breaker can be classified by depth of cut into a chipbreaker for finishing suitable for the depth of cut of 0.5 to 1.5mm, a chipbreaker for medium cutting suitable for the intermediate depth of cut of 1.5 to 4.0mm, and a chipbreaker of 3.0 to 8.0mm. It can be classified as a rough chipbreaker suitable for the depth of cut, and most products fall into this category.
따라서, 동일한 피삭재에서 절삭깊이가 변화하든가 가공특성상 정밀도의 문제로 절삭깊이를 다양하게 변화해야하는 경우에 있어서, 각각의 절삭깊이에 맞는 칩브레이커 붙이 절삭 인써트를 선택하여 사용해야하는 문제가 있었다. 즉, 종래의 칩브레이커 설계기술은 위에서 논의한 바와 같이 절삭깊이가 변화하면 대응이 불가능하여 절입깊이의 영역에 알맞은 칩브레이커를 사용하는 수밖에 없다.Therefore, in the case where the cutting depth is changed in the same workpiece or the cutting depth needs to be changed in various ways due to the problem of precision due to processing characteristics, there is a problem that a cutting insert with a chip breaker suitable for each cutting depth is selected and used. That is, in the conventional chipbreaker design technology, as discussed above, when the cutting depth is changed, it is impossible to cope with the use of a chipbreaker suitable for the cutting depth region.
예를 들면, 1977년 11월 8일자로 하인쯔 에이치. 세이델(Heinz H. Seidel)에게 허여된 미합중국 특허 제 4,056,872 호에는 절입깊이가 중간인 중삭용 칩브레이커가 개시된바 있다. 그런데, 이 칩브레이커는 중삭영역에서 사용하면 우수한 성능을 발휘하지만, 사상영역에서 사용하면 칩브레이킹이 되지 않고 연속적인 절삭칩의 배출로 사용이 불가능하며, 황삭영역에서 사용할 때는 절삭저항이 과도하게 걸려서 절삭인써트가 파손되거나 심한 열발생으로 인하여 공구수명이 급격히 저하하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 이 절삭 인써트는 중삭영역에서만 사용이 가능하다.For example, Heinz H. on November 8, 1977. In US Pat. No. 4,056,872 to Heinz H. Seidel, a chipbreaker for medium cutting with a medium depth of cut has been disclosed. By the way, this chip breaker shows excellent performance when used in the medium cutting area, but when used in the finishing area, it does not become chip breaking and cannot be used for continuous discharge of cutting chips. There is a problem in that productivity decreases due to a sharp decrease in tool life due to breakage of cutting inserts or severe heat generation. Therefore, this cutting insert can be used only in the medium cutting area.
최근에는, 급격한 산업화로 생산성의 향상이 어느때보다 많이 요구되고, 공작기계의 고속화, 무인화에 따라서 절삭공구의 단순화 및 고기능화 요구가 증가하고 있는 상황이다. 피삭재의 종류가 점점 더 다양해지고 가공기계가 급격히 발달됨으로 인하여, 보다 새롭고 보다 뛰어난 성능을 발휘하며 모든 절입영역에서도 적용이 가능한 칩브레이커 붙이 절삭 인써트의 개발이 요구되고 있다.In recent years, the rapid industrialization requires more productivity than ever, and the demand for simplification and high functionalization of cutting tools is increasing with the increase in speed and unmanning of machine tools. As the types of workpieces become more diverse and the processing machines are rapidly developed, there is a demand for the development of cutting inserts with chipbreakers that exhibit newer and better performances and are applicable to all cutting areas.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점 및 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 칩 브레이커를 2단으로 설계하고 모서리부의 칩 브레이커를 효과적인 칩절단에 부합하도록 설계함으로써, 절삭깊이가 보통인 중절삭 영역 뿐만아니라 절삭깊이가 작은 중사상 절삭영역, 절삭깊이가 깊은 황삭절삭 영역에서도 칩절단이 잘이루어지고 절삭저항이 작으며 절인강도가 우수하고 공구수명이 양호한 새로운 개념의 칩 브레이커 붙이 절삭 인써트를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems and problems, the object of the present invention is to design the chip breaker in two stages and the edge of the chip breaker designed to meet the effective chip cutting, cutting depth is usually In addition to the heavy heavy cutting area, the new concept of chip breaker with good chip cutting, small cutting resistance, excellent cutting strength and good tool life is achieved in the medium-sized cutting area with small cutting depth and rough cutting area with deep cutting depth. To provide inserts.
도 1은 본 발명에 따른 절삭 인써트의 사시도,1 is a perspective view of a cutting insert according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 절삭 인써트의 평면도,2 is a plan view of a cutting insert according to the present invention,
도 3은 도 2의 “G”부분을 확대하여 나타낸 도면,3 is an enlarged view of a portion “G” of FIG. 2;
도 4는 도 2의 선 A-A를 따라 도시한 단면도,4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 5는 도 2의 선 B-B를 따라 도시한 단면도,5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
도 6은 도 2의 선 C-C를 따라 도시한 단면도,6 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.
도 7은 도 2의 선 D-D를 따라 도시한 단면도, 그리고7 is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. 2, and
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 절삭 인써트의 사용상태도이다.8a to 8d is a state diagram of use of the cutting insert according to the present invention.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : 절삭 인써트 12 : 상부면10: cutting insert 12: upper surface
13a,13b : 모서리 측면 15 : 상면13a, 13b: corner side 15: top
20 : 주절인 랜드면 21a,21b : 모서리 절인 랜드면20: Land surface cut off 21a, 21b: Land surface cut off at corners
30 : 주절인 31,32 : 모서리 절인30: Pickled 31,32: Pickled corner
40 : 주절인 경사면 41a,41b : 모서리 절인 경사면40: inclined surface cut off 41a, 41b: inclined surface cut off the corner
50 : 변부 칩포켓 면 51a,51b : 모서리부 칩 포켓면50: edge chip pocket surface 51a, 51b: edge chip pocket surface
100 : 칩 브레이커 110 : 사상 경사면100: chip breaker 110: finishing slope
111,112,113 : 모서리부 사상 경사면 114 : 변부 사상 경사면111,112,113: edge inclined plane 114: edge inclined plane
120 : 사상 칩 브레이커층 121, 122 : 중심 사상 칩브레이커120: chip chip breaker layer 121, 122: center chip chip breaker
122a,122b,124a,124b : 보조 사상 칩브레이커122a, 122b, 124a, 124b: auxiliary finishing chip breaker
126 : 변부 사상 칩 브레이커 130 : 황삭 경사면126: chip edge breaker 130: rough slope
131,132 : 모서리부 황삭 경사면 133,134 : 변부 황삭 경사면131,132: edge rough inclined surface 133,134: edge rough inclined surface
140 : 황삭 칩 브레이커층140: rough chip breaker layer
141,142 : 모서리부 황삭 칩 브레이커141,142: Roughing edge chip breaker
143,144 : 변부 황삭 칩 브레이커143,144: Edge Roughing Chip Breaker
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
전용 금형을 이용하여 형압 및 소결의 방식으로 제공된 칩 브레이커(chip breaker)를 갖는 상부면, 하부면, 측면부,절인부, 그리고 중앙을 수직하게 관통하여 형성된 원형개구부를 구비하는 선삭가공용 절삭 인써트에 있어서 ,In a turning insert having a top surface, a bottom surface, a side portion, a cutout portion, and a circular opening formed vertically through the center, each having a chip breaker provided in the form of pressing and sintering using a dedicated mold. ,
상기 측면부는 평면으로 구성된 다수의 변부 측면과 상기 다수의 측면 사이에서 부드럽게 만곡된 다수의 모서리 측면으로 구성되고, 상기 절인부는 상기 측면부 상측에 각각 형성되어 선삭가공시 피삭재와 1차적으로 접촉하는 모서리 절인, 주절인으로 구성되며, 상기 상부면은 상기 칩 브레이커 이외에, 주절인 랜드면과 모서리 절인 랜드면으로 구성된 랜드면부 및 주절인 경사면과 모서리 절인 경사면으로 구성된 경사면부 그리고 상기 경사면부에서 상기 원형개구부를 향하는 모서리부 칩포켓면 과 변부칩포켓면으로 구성된 칩포켓면부를 구비하며, 상기 상부면과 각각의 상기 측면부 사이에는 상기 절인부, 상기 랜드면부, 상기 경사면부,상기 칩포켓면부가 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 인써트를 제공한다.The side portion is composed of a plurality of side edges configured in a plane and a plurality of edge sides smoothly curved between the plurality of sides, the pickled portion is formed on the upper side of the side portion, respectively, the edge picking the first contact with the workpiece during turning And a main cut, the upper surface is a land surface portion consisting of a land surface and a corner cut land, and an inclined surface portion composed of a main cut slope and a corner cut edge, and the circular opening portion in the inclined surface portion, in addition to the chip breaker. A chip pocket surface portion comprising a facing edge chip pocket surface and a side chip pocket surface, wherein the pickled portion, the land surface portion, the inclined surface portion, and the chip pocket surface portion are sequentially formed between the upper surface and each of the side portions. It provides a cutting insert, characterized in that.
상기 칩브레이커는 사상 칩브레이커층,상기 사상 칩브레이커층의 후방 경사면부 및 황삭 칩브레이커층,상기 황삭 칩브레이커층의 후방 경사면부를 포함한다.The chip breaker includes a finishing chip breaker layer, a rear inclined surface portion of the finishing chip breaker layer and a rough chip breaker layer, and a rear inclined surface portion of the rough chip breaker layer.
상기 사상 칩브레이커층 후방경사면부는 상기 상면 기준으로 상기 칩 포켓면에 인접 인접하도록 20도에서 60도 사이의 각도로 경사지게 형성된다.The finishing chipbreaker layer rear sloped surface portion is formed to be inclined at an angle between 20 degrees and 60 degrees so as to be adjacent to the chip pocket surface based on the upper surface.
상기 사상 브레이커층은 상기 후방 경사면부 위에 인접하게 형성되며, 상기 모서리 칩 포켓면 상에서 상기 모서리부 중심쪽으로 돌출되게 형성된 노우즈(nose) 형상의 중심 사상 칩 브레이커, 상기 중심 사상 칩 브레이커를 기준으로 양측으로 대칭되게 형성된 한쌍의 보조 사상 칩 브레이커 및 상기 보조 사상 칩 브레이커로부터 주절인부와 같은 방향으로 연장되어 형성된 변부 사상 칩 브레이커를 구비한다.The finishing breaker layer is formed adjacent to the rear inclined surface portion, a nose-shaped center finishing chip breaker formed to protrude toward the center of the corner portion on the edge chip pocket surface, and to both sides with respect to the center finishing chip breaker. And a pair of auxiliary finishing chip breakers symmetrically formed, and edge finishing chip breakers formed extending from the auxiliary finishing chip breaker in the same direction as the main cutout.
상기 황삭 칩 브레이커층은 상기 황삭 칩 브레이커층 후방 경사면부 위에 인접하게 형성되며, 상기 모서리 칩 포켓면 상에서 상기 모서리부 중심 쪽으로 돌출되게 형성된 노우즈 형상의 모서리부 황삭 칩 브레이커, 상기 모서리부 황삭 칩 브레이커들 사이에서 굴곡지게 연장되어 형성되는 변부 황삭 칩브레이커를 구비한다.The rough chip breaker layer is adjacent to the rough chip breaker layer rear inclined surface portion, a nose-shaped edge rough chip breaker formed to protrude toward the center of the corner portion on the edge chip pocket surface, the corner rough chip breakers An edge rough chip breaker is formed to be bent and extended therebetween.
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭 인써트는, 칩 브레이커의 높이와 칩브레이커의 형상을 달리하는 2단의 칩브레이커층를 조합하여 설계 및 제작된다. 따라서, 모든 절삭영역에서 칩절단이 잘 이루어지고, 절삭시의 절삭저항이 작으며, 우수한 절인강도를 나타낸다.As mentioned above, the cutting insert according to the present invention is designed and manufactured by combining the height of the chip breaker and the chipbreaker layer of two stages having different shapes of the chip breaker. Therefore, chip cutting is well performed in all cutting areas, the cutting resistance at the time of cutting is small, and excellent cutting strength is shown.
본 발명에서는 절삭깊이가 다양하게 변화해도 칩절단이 매우 효과적으로 이루어질 수 있고 절삭저항 및 절삭열의 발생이 크게 감소될 수 있는 새로운 설계개념을 도입하여 절삭 인써트를 설계 및 제작하였다.In the present invention, the cutting insert is designed and manufactured by introducing a new design concept that can effectively cut the chip even if the cutting depth is varied and the generation of cutting resistance and cutting heat can be greatly reduced.
이를 위해서, 기본적으로는 중삭용의 칩브레이커 설계개념을 도입하고, 사상영역 및 황삭영역에서도 우수한 칩절단 능력을 발휘하도록 칩브레이커를 설계한다. 기존의 중삭용 칩브레이커를 사상용으로 사용할때는 칩절단이 잘되지않는 문제가 있고 황삭용으로 사용할 때는 절삭 인써트의 결손이나 파손이 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 이러한 문제를 극복하기 위하여 칩브레이커를 사상 칩브레이커와 황삭 칩브레이커의 2단으로 구성하고 사상가공영역에서 칩절단이 잘되도록 하기 위하여 배출칩의 방향을 예측하여 사상 칩브레이커의 위치와 폭 및 모양을 설정하고 중삭이나 황삭영역에서 절삭저항을 줄이기 위하여 높이를 합리적으로 설계하였다.To this end, the chipbreaker design concept for medium cutting is basically introduced, and the chipbreaker is designed to exhibit excellent chip cutting capability in the finishing and roughing areas. When the conventional chipbreaker for grinding is used for finishing, the chip cutting is difficult. When the chipbreaker is used for roughing, the cutting insert may be broken or damaged. In the present invention, the chipbreaker is used to overcome such problems. It is composed of two stages of chip breaker and rough chipbreaker, and the position, width and shape of finishing chip breaker are set by predicting the direction of discharge chip in order to improve chip cutting in finishing machining area. The height is reasonably designed to reduce.
또한, 황삭영역에서의 절삭저항 증가, 결손, 과도한 칩브레이킹 등의 문제를 극복하기 위하여 황삭 칩브레이커의 폭을 합리적으로 설정하고 사상 칩브레이커와 황삭브레이커의 칩브레이커 위치,형상,폭,높이를 최적화하여 절입깊이 깊어질 때 발생하는 저항증가 및 과도한 컬링등의 문제를 극복하였다.In addition, in order to overcome the problems such as increased cutting resistance, roughness and excessive chip breaking in the roughing area, the width of the rough chip breaker is set reasonably and the chip breaker position, shape, width and height of the finishing chipbreaker and the roughing breaker are optimized. It overcomes the problems of increased resistance and excessive curling that occur when the depth of cut deepens.
이하, 첨부된 도면들을 참조로하여 본 발명에 따른 절삭인써트를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a cutting insert according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 절삭 인써트의 사시도이다.1 is a perspective view of a cutting insert according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 선삭가공용 절삭 인써트(10)는 주로 초경합금 재료를 분말야금법에 의한 공정, 즉 형압, 소결, 연삭 등의 공정을 거쳐서 제작된다. 절삭 인써트(10)는 상부면(12), 하부면(14) 및 다수의 측면(16)을 구비한다. 편평한 측면(16)들은 측면(16)들 사이에서 부드럽게 만곡된 모서리 측면(13a,13b)에 의해서 서로 연결된다.Referring to FIG. 1, the cutting insert 10 for turning according to the present invention is manufactured mainly through a process of powder metallurgy, that is, die pressure, sintering, grinding, etc. of a cemented carbide material. The cutting insert 10 has an upper surface 12, a lower surface 14 and a plurality of side surfaces 16. The flat sides 16 are connected to each other by smoothly curved edge sides 13a and 13b between the sides 16.
바람직하게는, 상기 모서리 측면(13a)의 내접각의 크기에 따라서 상기 모서리 측면(13b)의 내접각(1)의 크기는 여러가지의 내접각(2)을 을 가지고 있으며 상기 내접각(1)이 80도 일 때 상기 내접각(2)는 100도 각도를 이루도록 형성된다. 그 결과, 절삭 인써트(10)는 전체적으로 마름모꼴을 이루게 된다.Preferably, according to the size of the internal angle of the corner side 13a, the size of the internal angle 1 of the corner side 13b has various internal angles 2, and the internal angle 1 is At 80 degrees, the inscribed angle 2 is formed to form an angle of 100 degrees. As a result, the cutting insert 10 has a rhombus shape as a whole.
이와는 달리, 상기 내접각(1)이 90도 각도를 이루도록 형성되면, 상기 내접각(2)는 90도 각도를 이루도록 형성되고, 그 결과 절삭 인써트(10)는 전체적으로 정사각형을 이루게 된다. 만일, 상기 내접각(1)이 55도 각도를 이루도록 형성되면, 상기 내접각(1)은 125도 각도를 이루도록 형성되고, 그 결과 절삭 인써트(10)는 전체적으로 다이아몬드형을 이루게 된다. 이와는 달리, 절삭 인써트(10)의 모서리각을 60도로하여 선삭가공용 절삭 인써트(10)를 정삼각형 모양으로 만들수도 있다.On the contrary, when the inscribed angle 1 is formed at an angle of 90 degrees, the inscribed angle 2 is formed at an angle of 90 degrees, and as a result, the cutting insert 10 is generally square. If the inscribed angle 1 is formed to have an angle of 55 degrees, the inscribed angle 1 is formed to have an angle of 125 degrees, and as a result, the cutting insert 10 has a diamond shape as a whole. Alternatively, the cutting insert 10 for turning may be formed into an equilateral triangle by making the corner angle of the cutting insert 10 to 60 degrees.
한편, 상부면(12)와 하부면(14) 상에는 칩 브레이커(100)가 제공된다(도 1에서는 상부면(12) 상에 제공된 칩 브레이커(100) 만이 도시됨). 칩 브레이커(100)는 전용 금형을 이용하여 형압 및 소결의 방식으로 제작된다.On the other hand, the chip breaker 100 is provided on the upper surface 12 and the lower surface 14 (only the chip breaker 100 provided on the upper surface 12 is shown in FIG. 1). The chip breaker 100 is manufactured in a manner of mold pressure and sintering using a dedicated mold.
이와는 달리, 하부면(14)은 절삭 인써트(10)를 공구용 홀더(도시되지 않음) 상에 견고하게 고정시키도록 평면으로 이루어질수도 있다. 이에 의해, 하부면(14)은 절삭 인써트(10)를 공구용 홀더 상에 고정시킬 때, 공구용 홀더에 형성된 절삭 인써트 사이트의 바닥면에 밀착된다. 절삭 인써트(10)의 중앙에는 공구용 홀더(도시되지 않음)가 끼워지는 원형 개구부(11)가 수직하게 관통하여 형성된다.Alternatively, the lower surface 14 may be planar to securely hold the cutting insert 10 on a holder for a tool (not shown). Thereby, the lower surface 14 comes into close contact with the bottom surface of the cutting insert site formed in the tool holder when the cutting insert 10 is fixed on the tool holder. In the center of the cutting insert 10, a circular opening 11 into which a tool holder (not shown) is fitted is formed to penetrate vertically.
도 2는 본 발명에 따른 절삭 인써트의 평면도이다.2 is a plan view of a cutting insert according to the invention.
도 1 및 2를 참조하면, 절삭 인써트(10)의 상부면(12)은 칩 브레이커(100) 이외에, 상면(15), 주절인 랜드면(20)과 모서리 절인 랜드면(21a,21b), 주절인 경사면(40)과 모서리 절인 경사면(41a,41b), 그리고 칩 포켓면(50,51a,51b)을 구비한다.1 and 2, in addition to the chip breaker 100, the upper surface 12 of the cutting insert 10 includes an upper surface 15, a major land surface 20 and a land surface 21a and 21b which are edge-cut, A major cut slope 40, a corner cut slope 41a, 41b, and chip pocket surfaces 50, 51a, 51b.
상면(15)과 각각의 측면(16) 사이에는 절삭 인써트(10)를 이용한 선삭가공시에 피삭재와 1차적으로 접촉하는 주절인(30), 주절인 랜드면(20), 주절인 경사면(40), 변부 칩 포켓면(50),변부 사상 경사면(114),변부 사상 칩브레이커 (126),변부 황삭 경사면(133,134) 및 변부 황삭 칩브레이커(143,144)가 순차적으로 형성된다.Between the upper surface 15 and each side surface 16, the main cutting 30, the main cutting land surface 20, the main cutting slope 40 for the primary contact with the workpiece during the turning process using the cutting insert 10 ), The edge chip pocket surface 50, the edge finishing inclined surface 114, the edge finishing chip breaker 126, the edge roughing inclined surfaces 133 and 134, and the edge roughing chip breaker 143 and 144 are sequentially formed.
상기 상면(15)과 상기 모서리 측면(13a,13b) 사이에는 절삭인써트(10)을 이용한 선삭가공시에 피삭재와 1차적으로 접촉하는 모서리 절인(31,32),모서리 절인 랜드면(21a,21b),모서리 절인 경사면(41a,41b),모서리부 칩 포켓면(51a,51b),모서리부 사상 경사면(111,112,113),중심 사상 칩브레이커(121,123),보조 사상 칩브레이커(122a,122b,124a,124b),모서리부 황삭 경사면(131,132) 및 모서리부 황삭 칩브레이커(141,142)가 순차적으로 형성된다.Between the upper surface 15 and the edge side surfaces 13a and 13b, edge pickling 31 and 32 which are primarily in contact with the workpiece during turning using the cutting insert 10, and land edges 21a and 21b that are edged. ), Edge pickled inclined surfaces (41a, 41b), edge chip pockets (51a, 51b), edge portion finishing inclined surfaces (111, 112, 113), central finishing chipbreakers (121, 123), auxiliary finishing chipbreakers (122a, 122b, 124a, 124b) ), Corner roughing slopes 131 and 132 and corner roughing chipbreakers 141 and 142 are sequentially formed.
이때, 상기 각각의 칩 포켓면(50,51a,51b)은 측면부(16,13a,13b)상측에 각각 형성된 절인(30,31,32)에 의해서 절삭시 배출되는 배출칩의 컬링(curling)을 생성시키기 위한 1차 장벽의 기능을 수행한다. 칩 포켓면(50,51a,51b)과 측면 (16,13a,13b)사이에는 절인 랜드면(20,21a,21b), 절인 경사면(40,41a,41b)이 순차적으로 형성된다.At this time, each of the chip pocket surface (50, 51a, 51b) is curled (curling) of the discharge chip discharged during cutting by the pickles (30, 31, 32) formed on the side portions 16, 13a, 13b respectively. It acts as a primary barrier to create. Pickled land surfaces 20, 21a, 21b and pickled inclined surfaces 40, 41a, 41b are sequentially formed between the chip pocket surfaces 50, 51a, 51b and the side surfaces 16, 13a, 13b.
상기 절인 랜드면(20,21a,21b)은 상기 절삭 인서트(10)의 측면(16,13a,13b)으로부터 이어지는 면으로 이루어지며, 절삭시 절인(30,31,32)의 파손을 방지하고 절삭된 칩의 배출을 안내하는 기능을 수행한다. 주절인 랜드면(20)은 모서리 측면(13a)와 모서리측면(13b) 사이에서 연장된 면으로, 모서리 측면(13a)과 모서리 측면(13b) 근처의 제 1 랜드면 세그멘트(20a)와 제 3 랜드면 세그멘트(20c), 그리고 이들 사이에서 일체로 연장되는 제 2 랜드면 세그멘트(20b)를 구비한다.The pickled land surfaces 20, 21a, and 21b are formed of surfaces extending from the side surfaces 16, 13a, and 13b of the cutting insert 10, and prevent cutting of the pickled 30, 31, and 32 during cutting. To guide the discharge of the chip. The major land surface 20 is a surface extending between the edge side surface 13a and the edge side surface 13b, and the first land surface segment 20a and the third near the edge side surface 13a and the edge side surface 13b. A land surface segment 20c and a second land surface segment 20b extending integrally therebetween.
상기 절인 경사면(40,41a,41b)은 절인 랜드면(20,21a,21b)으로부터 칩 포켓면(50,51a,51b)으로 이어지는 부드러운면으로 이루어지며 상기 절인 랜드면 (20,21a,21b)의 세그먼트(20a,20b,20c)의 각각에서 칩 브레이커(100) 쪽으로 경사지게 연장된 면으로, 제 1 경사면 세그멘트(40a)와 제 3 경사면 세그멘트(40c), 그리고 이들 사이에서 일체로 연장되는 제 2 경사면 세그멘트(40b)를 구비한다. 절인 경사면(40,41a,41b)은 절삭 인써트(10)를 이용한 선삭가공시 배출되는 배출칩의 흐름에서 절삭저항을 감소시키고 절삭성을 향상시켜서 칩 컬링(chip curling)을 유도하는 칩브레이커 전방 경사각의 기능을 수행한다.The pickled inclined surfaces 40, 41a, 41b are made of a smooth surface extending from pickled land surfaces 20, 21a, 21b to chip pocket surfaces 50, 51a, 51b, and the pickled land surfaces 20, 21a, 21b. A first inclined surface segment 40a and a third inclined surface segment 40c, and a second integrally extending therebetween, in a surface extending obliquely toward the chip breaker 100 in each of the segments 20a, 20b, and 20c of An inclined surface segment 40b. Pickled inclined surfaces (40, 41a, 41b) of the chip breaker front inclination angle to induce chip curling by reducing the cutting resistance and improve the machinability in the flow of the discharge chip discharged during turning using the cutting insert (10) Perform the function.
상기 사상 칩브레이커층(120)은 본발명에서 가장 중요한 특징으로 중사상절삭영역에서 중황삭 절삭영역까지 양호한 칩브레이커의 기능을 발휘하도록 합리적으로 설계된 사상 칩브레이커층(120)과 황삭 칩브레이커층(140)이 상기 칩 포켓면(50,51a,51b)과 상기 상면(15)사이에 형성된다.The finishing chip breaker layer 120 is the most important feature of the present invention. The finishing chip breaker layer 120 and the rough chip breaker layer (reasonably designed to exhibit a function of a good chip breaker from the medium-sized cutting area to the heavy roughing cutting area) 140 is formed between the chip pocket surfaces 50, 51a, 51b and the upper surface 15.
한편, 절삭 인써트(10)의 상부면(12)에 제공된 칩브레이커(100)는 주로 사상경사면(110),사상 칩브레이커층(120),황삭 경사면(130) 및 황삭 칩브레이커층(140)을 포함한다.On the other hand, the chip breaker 100 provided on the upper surface 12 of the cutting insert 10 mainly comprises a finishing inclined surface 110, a thoughtful chipbreaker layer 120, a rough inclined surface 130 and a rough chipbreaker layer 140. Include.
상기 사상 경사면(110)은 절삭 인써트(10)를 이용한 선삭가공시 변화하는 칩 배출방향에 맞게 절입량이 깊어지고 이송량이 증가할 때 효율적으로 칩의 회전반경을 적절히 조절하기 위한 것으로 칩 포켓면(50,51a,51b)에 인접하고 상기 상면(15)으로 향하는 경사면으로서 약 20도 에서 60도 각도로 경사지게 형성되며 모서리부 포켓면(51a,51b)상에서 주름형상으로 연장된 모서리부 후방 경사면(111,112) 그리고 이들 사이에서 굴곡지게 연장되어 상면(15)과 경계를 이루는 변부 사상경사면부(113,114)를 구비한다.The finishing inclined surface 110 is to adjust the rotation radius of the chip effectively when the cutting amount is deepened and the feed amount is increased in accordance with the changing chip discharge direction during turning using the cutting insert (10). An inclined surface adjacent to 50, 51a, 51b and facing toward the upper surface 15, formed to be inclined at an angle of about 20 to 60 degrees and extending in a corrugated shape on the edge pocket surfaces 51a and 51b, and the rear inclined surfaces 111 and 112 And it is provided between the edges inclined inclined surface 113, 114 extending bent between them bordering the upper surface (15).
또한, 사상 경사면부(110,111,112,113,114)위에 인접하게 형성되는 사상 칩 브레이커층(120)은 상기 후방 경사면부의 기하학적인 형상에 부합하도록 형성된다. 다시 말해서, 사상 칩 브레이커층(120)은 모서리 칩 포켓면(51a)상에서 모서리 사상 경사면(111,112)의 형상에 따라서 모서리 측면(13a,13b)중심쪽 으로 돌출되게 형성된 노우즈(nose) 형상의 중심 사상 칩브레이커(121), 상기 중심 사상 칩 브레이커(121)를 기준으로 양측으로 대칭되게 형성된 한쌍의 보조 사상칩브레이커 (122a,122b)를 구비한다. 상기 중심 사상 칩브레이커(121)와 보조 사상 칩브레이커 (122a,122b)는 절입량이 1.5mm이하인 사상절삭 절삭조건에서 칩 컬링을 양호하게 하는 역할을 하는 반면 절입량이 3mm이상인 중황삭 절삭조건에서는 배출칩과의 마찰저항을 최소화 하고,과도한 칩 컬링에 의한 결손등의 문제를 방지하도록 상면(15)보다 낮고 주절인부와 비슷한 높이가 되돌록 설계하여 중사상영역 및 중황삭 영역까지 우수한 칩 컬링과 우수한 공구 수명을 발휘하도록 되어 있다. 사상 칩브레이커의 높이는 절인부의 높이를 기준으로 0.1mm 정도로 설정하는 것이 좋고 바람직하게는 0 ∼ 0.05mm 정도 낮게 하는 것이 좋다.In addition, the finishing chip breaker layer 120 formed adjacent to the finishing inclined surface parts 110, 111, 112, 113, and 114 is formed to match the geometric shape of the rear inclined surface part. In other words, the finishing chip breaker layer 120 is a center mapping of a nose shape formed to protrude toward the center of the edge side surfaces 13a and 13b according to the shape of the edge finishing slopes 111 and 112 on the edge chip pocket surface 51a. A chip breaker 121 and a pair of auxiliary finishing chip breakers 122a and 122b are formed to be symmetrically on both sides with respect to the center mapping chip breaker 121. The center chip chip breaker 121 and the auxiliary chip chip breakers 122a and 122b serve to improve chip curling in finishing cutting conditions having a cutting amount of 1.5 mm or less, whereas in heavy rough cutting conditions having a cutting amount of 3 mm or more. To minimize the frictional resistance with the discharge chip and to prevent problems such as excessive chip curling, it is designed to be lower than the upper surface (15) and the height similar to that of the main cutting edge, so that excellent chip curling is possible even in the medium to medium dead zone and the heavy roughing area. Excellent tool life. It is preferable to set the height of the finishing chipbreaker to about 0.1 mm on the basis of the height of the pickled portion, and preferably to lower it to about 0 to 0.05 mm.
황삭 경사면(130)는 사상 경사면(110)와 마찬가지로, 절삭 인써트(10)를 이용한 선삭가공시 변화하는 칩 배출방향에 맞게 절입량이 깊어지고 이송량이 증가할 때 효율적으로 칩의 회전반경을 적절히 조절하기 위한 것이다.The rough inclined surface 130, like the finishing inclined surface 110, can effectively adjust the radius of rotation of the chip efficiently when the depth of cut deepens and the feed amount increases during turning using the cutting insert 10. It is to.
상기 황삭 경사면(130,131,132,133,134)은 칩의 회전반경을 적절히 조절하기 위한 것으로 사상 칩 브레이커층(120)에 인접하고 상기 상면(15)으로 향하는 경사면으로서 약 10도 에서 50도 각도로 경사지게 형성되며 모서리 측면(13a,13b)의 중심을 향하여 돌출되게 형성된 모서리부 경사면(131,132), 그리고 이들 사이에서 굴곡지게 연장되어 변부 사상 칩브레이커(126)와 경계를 이루는 변부 황삭 경사면 (133,134)를 구비한다.The rough inclined surfaces 130, 131, 132, 133 and 134 are for inclining the rotational radius of the chip appropriately. The rough inclined surfaces 130, 131, 132, 133 and 134 are adjacent to the finishing chip breaker layer 120 and face the upper surface 15. Edge inclined surfaces 131 and 132 formed to protrude toward the center of 13a and 13b, and edge roughing inclined surfaces 133 and 134 extending therebetween to be bent and bordered with edge-finish chipbreaker 126.
황삭 칩브레이커층 경사면(130) 위에 인접하게 형성되는 황삭 칩 브레이커층(140)은 황삭 경사면(130)의 기하학적인 형상에 부합하도록 형성된다. 다시 말해서, 황삭 칩 브레이커층(140)은 상기 중심 사상칩브레이커(121,123)에 대응하도록 모서리 측면(13a,13b)쪽으로 돌출되게 형성된 노우즈 형상의 모서리 황삭칩브레이커(141,142), 이들 사이에서 굴곡지게 연장되어 변부 황삭 경사면 (133,134)과 경계를 이루는 변부 황삭 칩브레이커(143,144)를 구비한다.Rough chipbreaker layer The rough chip breaker layer 140 formed adjacent to the inclined surface 130 is formed to match the geometric shape of the rough inclined surface 130. In other words, the rough chip breaker layer 140 is a nose-shaped edge rough chip breaker (141, 142) formed to protrude toward the edge side (13a, 13b) to correspond to the center filament chip breaker (121, 123), extending bent between them And the edge roughing chip breakers 143 and 144 which border the edge roughing inclined surfaces 133 and 134.
도 3은 도 2의 “G”부분을 확대하여 나타낸 도면이다.FIG. 3 is an enlarged view of a portion “G” of FIG. 2.
도 3을 참조하면, 모서리 절인(31)은 절삭 인써트(10)를 이용한 선삭가공시에 결손 및 파손되는 것을 방지하기 위하여 0.2∼2.4mm의 곡률반경(Rn)을 갖도록 형성된다.Referring to FIG. 3, the edge pickles 31 are formed to have a radius of curvature R n of 0.2 to 2.4 mm to prevent defects and breakage during turning using the cutting insert 10.
모서리 절인(31) 근처에서 모서리 칩 포켓면(51a) 상에 돌출하여 형성된 중심 사상 칩브레이커(121)는 절입량이 작을 때 칩 컬링에 기여하며, 약 0.05 ∼ 0.2mm의 곡률반경(Ra)과 약 0.1∼0.4mm의 폭(W1)을 갖는다.The center chip chipbreaker 121 protruding on the edge chip pocket surface 51a near the edge pickling 31 contributes to chip curling when the cutting amount is small, and has a radius of curvature Ra of about 0.05 to 0.2 mm. And a width W 1 of about 0.1 to 0.4 mm.
중심 사상 칩브레이커(121)의 양측에서 서로 대칭을 이루도록 돌출하여 형성된 한쌍의 보조 사상 칩브레이커(122a,122b)는 절입량이 노우즈 반경, 즉 모서리 절인(31)의 곡률반경(Rn) 크기 정도일 때 배출칩의 컬링에 직접적으로 기여하고, 절입량이 2mm 이상인 중삭가공, 황삭가공시에는 칩과의 마찰면에 오목요철을 형성시켜서 칩의 컬링이 잘 일어나도록 유도한다.The pair of auxiliary finishing chipbreakers 122a and 122b formed by protruding symmetrically from both sides of the central finishing chipbreaker 121 have a cut-off amount of about a nose radius, that is, a radius of curvature R n of the edge pickling 31. When the chip is directly contributed to the culling of the discharge chip, in the case of roughing and roughing with a cutting amount of 2 mm or more, concave-convex is formed on the friction surface with the chip to induce the curling of the chip.
이를 위해서, 보조 사상 칩브레이커(122a,122b)는 중심 사상 칩브레이커 (121)와 마찬가지로 약 0.05∼0.2mm의 곡률반경(Ra`)과 약 0.1∼0.4mm의 폭(W2)을 각각 갖는다. 이와는 달리, 보조 사상 칩 브레이커(122a,122b)는 중심 사상 칩브레이커(121)의 곡률반경(Ra) 및 폭(W1)과는 다른 곡률반경과 폭을 갖도록 형성할 수도 있다.For this purpose, the auxiliary mapping chip breaker (122a, 122b) has a central idea chip breaker 121 and likewise of about 0.05~0.2mm radius of curvature (R a`) and approximately 0.1~0.4mm width (W 2), respectively . In contrast can be formed otherwise, the auxiliary history chip breaker (122a, 122b) so as to have a radius of curvature (R a) and a width different radius of curvature and width and (W 1) of the central idea chip breaker 121. The
이때, 보조 사상 칩브레이커(121a,121b)는 모서리 절인(31,32)들 사이에서 연장된 주 절인(30)에 대하여 기울어진각(θ1), 바람직하게는 60∼120도 각도의 각을 이루도록 형성된다. 또한, 보조 사상 칩브레이커(121a,121b)는 선단부가 주절인(30)으로부터 0.3∼1.0mm의 거리(d)만큼 떨어지도록 위치한다.At this time, the auxiliary finishing chip breaker (121a, 121b) to the inclination angle (θ 1 ) with respect to the main pickling 30 extending between the edge pickling (31,32), preferably to form an angle of 60 to 120 degrees Is formed. Further, the auxiliary finishing chip breakers 121a and 121b are positioned so that their tip portions are separated by a distance d of 0.3 to 1.0 mm from the main cutting edge 30.
한편, 중심 사상 칩브레이커(121)와 보조 사상 칩브레이커(122a,122b) 사이에서 오목한 형상으로 연장된 전방 연결곡선(126)은 0.2∼0.6mm의 곡률반경(Rb)을 갖는다. 그리고, 모서리 절인(31) 근처에서, 보조 사상 칩브레이커(121a,121b)와 변부 사상 칩브레이커(126)사이에서 오목한 형상으로 연장된 후방 연결곡선(127)은 0.3mm∼0.8mm의 곡률반경(Rc)을 갖는다. 이때, 후방 연결곡선(127)과 변부 사상 칩 브레이커(126) 사이에서 직선으로 연장된 후방 직선연결부(128) 사이의 각도(θ2)는 모서리측면(13a)가 이루는 각도에 대응하는 각도, 즉 35∼90도의 각도를 이룬다.On the other hand, the front connection curve 126 extending in a concave shape between the center chip chip breaker 121 and the auxiliary chip chip breakers 122a and 122b has a radius of curvature R b of 0.2 to 0.6 mm. In addition, near the edge pickling 31, the rear connection curve 127 extending in a concave shape between the auxiliary finishing chip breakers 121a and 121b and the edge finishing chip breaker 126 has a curvature radius of 0.3 mm to 0.8 mm ( R c ). At this time, the angle θ 2 between the rear connection curve 127 and the rear linear connection portion 128 extending in a straight line between the edge chip chip breaker 126 is an angle corresponding to the angle formed by the edge side surface 13a, that is, Make an angle of 35 to 90 degrees.
모서리 절인(31) 근처에서 사상 칩 브레이커층(120)상에 형성된 황삭 칩브레이커층 후방 경사면(131)와 그 위에 형성된 모서리부 황삭 칩브레이커(141)는 각각 0.2∼0.6mm의 곡률반경(Rd)과 0.4∼1.2mm의 폭(W3)을 갖는다. 그리고, 모서리부 황삭 칩브레이커(141)와 변부 황삭 칩브레이커(144)사이에서 연장된 연결곡선(146)은 0.2∼0.8mm의 곡률반경(Re)을 가지며, 이 연결곡선(146)과 변부 황삭 칩브레이커 (144)를 연결시키는 직선연결부(148) 사이의 각도(θ3)는 모서리 측면(13a)가 이루는 각도에 대응하는 각도, 즉 35∼90도의 각도를 이룬다. 그리고, 모서리부 황삭 칩브레이커(141) 근처에서 변부 황삭 칩브레이커(144) 사이의 각도(θ4)는 10∼40도 각도를 이룬다.The rough chipbreaker layer rear inclined surface 131 formed on the finishing chip breaker layer 120 near the edge pickling 31 and the corner rough chipbreaker 141 formed thereon have a curvature radius R d of 0.2 to 0.6 mm, respectively. ) And a width W 3 of 0.4 to 1.2 mm. In addition, the connection curve 146 extending between the edge rough chipbreaker 141 and the edge rough chipbreaker 144 has a curvature radius Re of 0.2 to 0.8 mm, and the connection curve 146 and the roughing edge The angle θ 3 between the linear connecting portions 148 connecting the chip breaker 144 forms an angle corresponding to the angle formed by the edge side surface 13a, that is, an angle of 35 to 90 degrees. Then, the angle θ 4 between the edge rough chipbreaker 144 near the edge rough chipbreaker 141 forms an angle of 10 to 40 degrees.
도 4는 도 2의 선 A-A를 따라 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 4를 참조하면, 모서리 절인 랜드면(51a), 모서리절인 경사면(41a), 모서리부 칩 포켓면(51a), 사상 경사면(111), 중심 사상 칩브레이커(121), 모서리부 황삭 경사면(131) 및 모서리 황삭 칩브레이커(141)의 단면이 순서대로 나타나 있다. 이때, 중심 사상 칩브레이커(121)는 절입량이 큰 선삭가공 조건에서 모서리 황삭 칩 브레이커(141)가 칩 컬링에 주도적으로 기여할 때 중심 사상 칩브레이커(121)에 의한 저항증가의 문제를 해결하기 위해서 모서리부 황삭 칩 브레이커(141) 보다 낮게 형성된다.Referring to FIG. 4, a corner cut land surface 51a, a corner cut inclined surface 41a, a corner chip pocket surface 51a, a finishing inclined surface 111, a central finishing chip breaker 121, a corner rough inclined surface 131 ) And the cross section of the corner rough chipbreaker 141 is shown in sequence. At this time, the center finishing chip breaker 121 is to solve the problem of the increase of resistance by the center finishing chip breaker 121 when the edge rough chip breaker 141 contributes to chip curling in the turning conditions with large depth of cut. It is formed lower than the edge rough chip breaker 141.
이와같은 단면구조를 갖는 절삭 인써트(10)의 모서리 측면(13a)를 이용하여 선삭절삭을 수행하면, 피가공물과 1차적으로 접촉하며 0.2∼2.4mm의 곡률반경(Rn)을 갖는 모서리 절인(31)에 의해서 절단된 절삭칩은 모서리 절인 랜드면(21a)과 모서리절인 경사면(41a)을 경유하여 모서리 칩 포켓면(51a)에 부딪치면서 진행경로를 변경하여 모서리 경사면(111)를 거쳐서 모서리부 황삭 경사면(131)에서 최종적으로 컬링이 이루어진다.When turning is performed by using the edge side surface 13a of the cutting insert 10 having such a cross-sectional structure, the edge cutting has a radius of curvature R n of 0.2 to 2.4 mm in primary contact with the workpiece. 31) the cutting chip cut by the cutting edges through the edge inclined surface 111 by changing the traveling path while hitting the edge chip pocket surface 51a via the edged land surface 21a and the edged inclined surface 41a. Curling is finally performed on the rough inclined surface 131.
이때, 배출칩의 컬링반경이 작을수록 칩이 잘 절단되고, 컬링반경을 지배하는 요소는 모서리 절인 랜드면(21a)의 폭(ℓa3), 모서리절인 랜드면(51a)의 경사각(γ1), 모서리절인 경사면(41a)의 곡률반경(Rf), 모서리 사상 경사면(111)과 사상 중심 칩브레이커(121)가 이루는 각도(α1), 모서리 황삭 경사면(131)과 중심 사상 칩 브레이커(141)가 이루는 각도(β1), 모서리 절인(31)으로부터 모서리부 황삭 칩브레이커(141) 선단부까지의 거리(ℓa1), 모서리 절인(31)으로부터 중심 사상 칩브레이커(121) 선단부까지의 거리(ℓa2), 모서리 절인(31)과 사상 칩브레이커(121)간의 높이차(ta1), 모서리 절인(31)과 모서리 칩 포켓면(51a)간의 높이차(ta2), 중심 사상 칩브레이커(121)와 모서리부 황삭 칩브레이커(141)간의 높이차(ta3)이다.In this case, the smaller the curling radius of the discharge chip, the better the chip is cut, the element that dominates the curling radius is the width (ℓ a3 ) of the edge surface land 21a, the inclination angle (γ 1 ) of the land surface 51a edges , The curvature radius (R f ) of the inclined surface (41a) of the corner edge, the angle (α 1 ) formed by the edge finishing inclined surface 111 and the finishing center chipbreaker 121, the corner rough inclined surface 131 and the center finishing chip breaker 141 ) is an angle (β 1), the edge pickled 31 distance of corners to the unit rough chip breaker 141 is the leading end from the (ℓ a1), corner pickled distance to the central idea of chip breaker 121 is the leading end from the 31 ( ℓ a2), corner pickled 31 and the mapping chip height difference between the breaker (121) (t a1), corner pickled 31 and the corner chip pocket side (51a) height difference (t a2), central idea chip breaker between ( 121) and the height difference t a3 between the edge rough chipbreaker 141.
도 5는 도 2의 선 B-B를 따라 도시한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 2.
도 5를 참조하면, 제 1 랜드면 세그멘트(20a), 제 1 경사면 세그멘트(40a), 칩 포켓면(50), 변부 사상 경사면(114), 변부 사상 칩브레이커(126), 변부 황삭 경사면(134) 및 변부 황삭 칩 브레이커(144)의 단면이 순서대로 나타나 있다.Referring to FIG. 5, the first land surface segment 20a, the first inclined surface segment 40a, the chip pocket surface 50, the edge finishing inclined surface 114, the edge finishing chip breaker 126, and the edge roughing inclined surface 134 And cross sections of edge roughing chip breaker 144 are shown in sequence.
피가공물과 1차적으로 접촉하는 모서리 절인(31)과 주절인(30)에 의해서 선삭절삭을 수행하는 경우, 칩 포켓면(50), 후방경사면(114), 그리고 후방경사면의 각도(α2)는 이송량이 작아서 배출칩의 두께가 작고 속도가 빠를때 칩 컬링에 기여하고, 변부 황삭 경사면(134), 변부 황삭 칩 브레이커(144), 상기 경사면(134)의 각도(β2), 그리고 사상 칩 브레이커(126)와 황삭 칩브레이커(144)간의 높이차(tb3)는 이송량이 빨라서 배출칩의 두께가 증가할 때 칩컬링에 기여한다. 상기 요소들은 모두 절입량이 노우즈 반경 보다 2배이상 큰 깊이에서 칩의 컬링에 효율적으로 작용한다.When turning is performed by the edge pickles 31 and the main pickers 30 which are in primary contact with the workpiece, the angle of the chip pocket surface 50, the rear slope surface 114, and the rear slope surface α 2 is the angle contributes to the chip curling and edge rough inclined surfaces 134, edge roughing chip breaker 144, the inclined surface 134 when the faster the smaller the thickness of the small discharge chip feed rate (β 2), and mapping chip The height difference t b3 between the breaker 126 and the rough chipbreaker 144 contributes to chip curling when the transfer amount is fast and the thickness of the discharge chip increases. All of these elements effectively act on the chip curling at a depth of cut greater than twice the nose radius.
도 6은 도 2의 선 C-C를 따라 도시한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. 2.
도 6을 참조하면, 상기 도 4에서 각각의 부분들이 작용하는것과 마찬가지의 특징을 가지고 절삭에 기여한다는 것을 부연설명을 하지 않아도 쉽게 이해할수 있다.Referring to FIG. 6, it can be easily understood without further explaining that each of the parts in FIG. 4 has the same characteristics as the functioning and contribute to cutting.
도 7은 도 2의 선 D-D 를 따라 도시한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. 2.
도 7을 참조하면, 제 2 랜드면 세그멘트(20b), 제 2 경사면 세그멘트(40b), 상면(15), 변부 사상 경사면(114), 변부 사상 칩 브레이커 (126), 변부 황삭 경사면(134) 및 변부 황삭 칩브레이커(144)의 단면이 순서대로 나타나 있다.Referring to FIG. 7, the second land surface segment 20b, the second slope surface segment 40b, the top surface 15, the edge finishing slope 114, the edge finishing chip breaker 126, the edge roughing slope 134, and The cross section of the edge rough chipbreaker 144 is shown in order.
절삭 인써트(10)가 주절인(30)의 중간에 해당하는 부위에서 이와같은 단면구조를 갖는 이유는, 하부면(14)(도 1 참조)을 공구용 홀더(도시되지 않음)에 형성된 절삭 인써트 사이트의 바닥면에 밀착시킬 때 안정성을 확보하기 위한 것이다. 또한, 주절인(30)을 전체적으로 사용하는 경우에 칩브레이킹이 잘되도록 칩 브레이커의 폭을 설계한 것이다.The reason why the cutting insert 10 has such a cross-sectional structure at a portion corresponding to the middle of the main cutting 30 is that the cutting insert having the lower surface 14 (see FIG. 1) formed in a tool holder (not shown). This is to ensure stability when in close contact with the bottom of the site. In addition, the width of the chip breaker is designed so that the chip breaking is better when the main cut 30 is used as a whole.
하기에서는 전술한 바와 같은 광범위 칩브레이커가 제공된 절삭 인써트(10)의 사용방법 및 칩절단 효과에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of using the cutting insert 10 provided with a wide range chip breaker as described above and a chip cutting effect will be described.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 절삭 인써트의 사용상태도이다.8a to 8d is a state diagram of use of the cutting insert according to the present invention.
먼저, 도 8a는 절입량이 노우즈 반경, 즉 선삭절삭에 관여하는 모서리 절인(31)의 곡률반경(Rn)(도 3 참조)보다 작을 때의 칩 흐름방향 및 칩 배출각도(1)와 칩 컬링(curling) 상태를 나타낸 도면으로서, 절삭깊이(d)가 노우즈 반경(Rn)보다 작을 경우 배출칩의 배출방향과 배출칩이 사상 칩브레이커층(120)의 중심 사상칩브레이커(121)에서 컬링되는 모양을 보여준다. 이때의 절삭깊이(d)는 0.5∼1.5mm로서 사상가공, 중사상 절입가공 영역에 해당되며, 칩 배출방향에 위치하는 중심 사상 칩브레이커(121)의 역할로 인하여 양호한 칩 브레이킹이 이루어진다. 보조 사상 칩 브레이커(122b)는 배출칩의 방향에서 칩의 흐름방향을 제어하는 역할을 한다.First, FIG. 8A shows the chip flow direction and the chip discharge angle 1 and the chip when the cutting amount is smaller than the nose radius, that is, the radius of curvature R n of the edge pick-up 31 involved in turning cutting (see FIG. 3). In the drawing showing a curling state, when the cutting depth d is smaller than the nose radius R n , the discharge direction of the discharge chip and the discharge chip are in the central chip breaker 121 of the chip breaker layer 120. Show the curling shape. The cutting depth (d) at this time is 0.5 to 1.5 mm, which corresponds to the finishing machining and the mid-to-mid-cutting processing region, and the chip breaking is performed satisfactorily due to the role of the central finishing chip breaker 121 located in the chip discharge direction. The auxiliary finishing chip breaker 122b serves to control the flow direction of the chip in the direction of the discharge chip.
도 8b는 절입량이 노우즈 반경 정도일 때 칩 흐름방향과 컬링 상태를 나타낸 도면으로서, 절삭깊이(d)가 노우즈 반경(Rn)과 비슷할 때 이루어지는 칩 배출방향 및 칩 배출각도(2)를 보여준다. 이때의 절삭깊이(d)는 0.8∼2.0mm로서 중사상 가공영역에 해당하며, 중심 사상 칩브레이커(121)와 보조 사상 칩브레이커(122b)의 조합에 의한 균형으로 배출칩의 컬링을 양호하게 하여 칩브레이킹이 잘 일어나도록 하고 있다. 다시 말해서, 보조 사상 칩브레이커(122b)는 배출되는 칩의 흐름방향에 위치하여 중심 사상 칩브레이커(121)와의 조합으로 칩의 컬링을 유도하고 칩절단이 잘이루어지게 한다.FIG. 8B is a view showing the chip flow direction and the curling state when the cutting amount is about the nose radius, and shows the chip discharge direction and the chip discharge angle 2 formed when the cutting depth d is similar to the nose radius R n . At this time, the cutting depth (d) is 0.8 to 2.0 mm, which corresponds to the medium-to-mirror machining area, and the curling of the discharge chip is made good by balancing the combination of the central finishing chip breaker 121 and the auxiliary finishing chip breaker 122b. Chip breaking is happening well. In other words, the auxiliary finishing chip breaker 122b is positioned in the flow direction of the discharged chip to induce curling of the chip in combination with the central finishing chip breaker 121 and to make the chip cutting well.
도 8c는 절입량이 3mm 정도일 때 칩 흐름방향과 컬링 상태를 나타낸 도면으로서, 절입깊이(d)가 노우즈 반경(Rn) 보다 3∼6배 정도의 절입깊이가 되는 중삭영역의 절삭조건에서 칩 배출방향 및 칩 배출각도(3)와 칩브레이킹이 발생하는 형상을 보여준다. 이때, 칩은 보조 사상 칩브레이커(122b)의 상부를 타고 배출되어 황삭 칩 브레이커층(140)에 의해서 컬링되는 모습을 보여준다. 이때 상기 사상 칩브레이커(121,122b)는 칩 컬링에 크게 기여하지 않고 배출칩에 방해가 되지 않으므로 사상 칩 브레이커에 의한 절삭저항 증가의 문제는 없다 .Fig. 8C shows the chip flow direction and curling state when the cutting amount is about 3 mm, and the chip is cut under the cutting conditions of the medium cutting area where the cutting depth d is about 3 to 6 times the cutting depth than the nose radius R n . The discharge direction and the chip discharge angle 3 and the shape in which the chip breaking occurs are shown. At this time, the chip is discharged on the upper part of the auxiliary finishing chip breaker 122b to be curled by the rough chip breaker layer 140. In this case, since the finishing chip breakers 121 and 122b do not greatly contribute to chip curling and do not interfere with the discharge chips, there is no problem of increasing cutting resistance by the finishing chip breaker.
도 8d는 절입량이 5mm 정도일 때 칩 흐름방향과 컬링 상태를 나타낸 도면으로서, 절삭깊이(d)가 노우즈 반경(Rn) 보다 6∼12배 정도되는 절입깊이 영역에서 칩 배출방향 및 칩 배출각도(4)와 칩컬링 현상을 보여준다. 절입량이 깊어지면 절삭칩의 폭이 넓어지고 강도가 증가하여 상대적으로 칩 컬링이 힘들어지고절삭저항은 증가하므로 변부 사상 칩브레이커(124) 및 변부 황삭 칩브레이커(143)를 주절인(30)으로부터 넓게 리세스(recess)를 주어서 칩컬링이 잘일어남을 알수 있다. 이때 상기 중심 사상 칩브레이커(121),보조 사상 칩브레이커(122b)는 칩컬링에 기여하지 않아서 황삭 절삭가공시 절삭저항 증가의 문제도 발생하지 않고 따라서 공구수명이 저하하도 문제는 발생하지 않는다.8D is a view showing chip flow direction and curling state when the cutting amount is about 5 mm, and the chip discharging direction and the chip discharging angle in the cutting depth region where the cutting depth d is about 6 to 12 times the nose radius R n . (4) and chip curling phenomenon. As the depth of cut increases, the width of the cutting chip becomes wider and the strength increases, so that chip curling becomes difficult and cutting resistance increases, so that the edge finishing chip breaker 124 and the edge roughing chip breaker 143 are separated from the main pick-up 30. You can see that chip curling works well by giving a wide recess. In this case, since the central finishing chip breaker 121 and the auxiliary finishing chip breaker 122b do not contribute to chip curling, there is no problem of an increase in cutting resistance during rough cutting, and thus a problem of deterioration of tool life does not occur.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭 인써트(10)는, 높이와 형상을 달리하는 2단의 칩브레이커를 조합하여 설계 및 제작됨으로써, 일반강, 합금강은 물론, 질긴성질을 가진 저탄소강, 저탄소 합금강 등의 선삭가공에서 절입깊이가 작은 중사상 가공영역, 절입깊이가 보통인 중삭 가공영역 및 절입깊이가 깊은 중황삭 가공영역에서 양호한 칩브레이킹, 양호한 공구수명을 유지하여 절입깊이의 변화가 심한 다양한 절삭 가공조건 모두에서 우수한 절삭성능을 발휘한다. 또한, 기존의 절삭 인써트에서 문제가 되었던 저절입에서의 칩처리불가, 고절입에서의 절삭저항 증가, 과도한 칩브레이킹으로 인한 심한 열발생, 인선칩핑, 결손 등의 문제를 근본적으로 해결하였다.As described above, the cutting insert 10 according to the present invention is designed and manufactured by combining two stages of chip breakers having different heights and shapes, so that low carbon steels having tough properties as well as general steels, alloy steels, Heavy turning area with small depth of cut, medium cutting area with normal depth of cut and heavy roughing area with deep depth of cut in low carbon alloy steel, etc., with good chip breaking and good tool life. Excellent cutting performance in all cutting conditions. In addition, it solved fundamentally the problems of chip cutting at low cutting, increase of cutting resistance at high cutting, severe heat generation due to excessive chip breaking, cutting edge chipping, and defect, which were a problem in the conventional cutting insert.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
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