KR102305441B1

KR102305441B1 - 절삭 인서트 및 절삭 공구

Info

Publication number: KR102305441B1
Application number: KR1020200051658A
Authority: KR
Inventors: 박근우; 바부스킨 안톤; 함태선; 정현섭
Original assignee: 주식회사 와이지-원
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2021-09-30

Abstract

본 발명은 피삭재를 절삭 가공할 수 있는 절삭 인서트와 이를 착탈 가능하게 장착할 수 있는 절삭 공구에 관한 것으로서, 복수개의 코너부가 형성되어 전체적으로 다각 형상으로 형성되는 상면부와, 상기 상면부와 동일한 형상으로 상기 상면부와 대향되게 형성되는 하면부와, 상기 상면부의 어느 한 변(Side)과 그와 대향되게 형성되는 상기 하면부의 어느 한 변을 연결하는 주측면부와, 상기 상면부의 어느 한 코너부와 그와 대향되게 형성되는 상기 하면부의 어느 한 코너부를 연결하는 부측면부와, 상기 상면부와 상기 하면부의 중심부를 관통하도록 형성되는 관통홀부 및 상기 상면부와 상기 주측면부가 교차하는 부분 및 상기 하면부와 상기 주측면부가 교차하는 부분의 적어도 일부분에 형성되는 주절인 및 상기 상면부와 상기 부측면부가 교차하는 부분 및 상기 하면부와 상기 부측면부가 교차하는 부분의 적어도 일부분에 형성되는 와이퍼 절인을 포함하는 절삭부를 포함할 수 있다.

Description

절삭 인서트 및 절삭 공구{Cutting insert and Cutting tool}

본 발명은 절삭 인서트 및 절삭 공구에 관한 것으로서, 더 상세하게는 피삭재를 절삭 가공할 수 있는 절삭 인서트와 이를 착탈 가능하게 장착할 수 있는 절삭 공구에 관한 것이다.

절삭 공구는, 절삭 가공을 하는 범용 또는 전용 공작기계에 체결되어 회전에 의해 금속을 자르거나 깎는데 사용되는 공구로서, 그 대표적인 예로는 선반, 밀링 등의 공작기계에 널리 사용되는 절삭 바이트가 있다. 이러한, 절삭 공구는, 일측에 절삭날을 구비한 초경합금체의 절삭 인서트를 공구 몸체의 선단부에 형성된 인서트 포켓에 클램프 나사를 이용하여 자유롭게 착탈할 수 있는 날끝 교환식 회전 절삭 공구가 실용화되어 사용되고 있다. 이러한, 날끝 교환식 회전 절삭 공구는, 복수의 절삭 인서트가 장착되어, 강이나 주철 등의 피삭재에 대하여 절삭 가공을 실시하는 것이 가능하다. 일반적으로, 밀링용 절삭 공구에 장착되는 절삭 인서트의 가공 진입각은 다양한 각도를 가질 수 있으며, 그 중 15도, 45도, 90도 등의 진입각이 보편적으로 사용되고 있다.

그러나, 진입각이 90도인 밀링용 절삭 공구를 사용한 절삭 가공의 경우, 직각의 진입각으로 인하여 절삭 가공 시 절삭 인서트가 받게 되는 절삭분력(F)이 이송분력(Ff)으로 치우쳐, 공구가 틀어지고 진동이 발생하여 가공이 불안정해지는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 진입각 45도의 밀링용 절삭 공구를 사용한 절삭 가공에서 해결할 수 있는데, 이러한 경우 이송분력(Ff)과 주분력(Fv)이 균형을 이루게 되어 공구의 진동이 감소된 안정된 가공이 가능할 수 있다. 하지만, 가공면의 면조도를 높이는 와이퍼 절인의 폭을 넓게 하면 절삭 인서트의 사용 코너 수가 제한적일 수 있다. 즉, 진입각 45도의 밀링용 절삭 공구에서는 면조도 향상과 절삭 코너의 경제성을 동시에 구현하기 어려운 문제점이 있었다. 한편, 고 이송 절삭 가공에 사용되는 15도 진입각의 밀링용 절삭 공구의 경우, 이송 속도가 높아 와이퍼 절인의 적용이 용이하지 않으므로, 가공 후 가공면의 면조도가 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 절삭 가공 시 발생하는 절삭 분력의 적절한 균형을 이룰 수 있는 가공 진입 각도를 구현함으로써, 절삭 코너 수를 증가시켜 공구 사용의 경제성을 향상시키면서 와이퍼 절인의 폭을 넓게 하여 우수한 가공 면조도를 얻을 수 있는 절삭 인서트 및 절삭 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 여러 개의 코너와 와이퍼 절인을 갖추면서도 높은 이송 속도를 적용 가능하도록 절삭날의 형상을 구현함으로써, 생산성을 증대시킬 수 있는 절삭 인서트 및 절삭 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 절삭 인서트가 제공된다. 상기 절삭 인서트는, 복수개의 코너부가 형성되어 전체적으로 다각 형상으로 형성되는 상면부; 상기 상면부와 동일한 형상으로 상기 상면부와 대향되게 형성되는 하면부; 상기 상면부의 어느 한 변(Side)과 그와 대향되게 형성되는 상기 하면부의 어느 한 변을 연결하는 주측면부; 상기 상면부의 어느 한 코너부와 그와 대향되게 형성되는 상기 하면부의 어느 한 코너부를 연결하는 부측면부; 상기 상면부와 상기 하면부의 중심부를 관통하도록 형성되는 관통홀부; 및 상기 상면부와 상기 주측면부가 교차하는 부분 및 상기 하면부와 상기 주측면부가 교차하는 부분의 적어도 일부분에 형성되는 주절인 및 상기 상면부와 상기 부측면부가 교차하는 부분 및 상기 하면부와 상기 부측면부가 교차하는 부분의 적어도 일부분에 형성되는 와이퍼 절인을 포함하는 절삭부;를 포함하고, 상기 주측면부를 정면으로 하는 정면도 상에서, 상기 주절인은, 인접한 상기 와이퍼 절인의 단부에서 멀어지는 방향으로 갈수록, 상기 상면부와 상기 하면부 사이에서 상기 상면부 및 상기 하면부와 평행하게 형성되어 상기 주측면부와 상기 부측면부를 양분하는 가상의 중간 평면을 향하는 방향으로 점점 기울기가 작아지는 오목한 곡선 형상으로 하강하며, 상기 관통홀부의 중심을 관통하는 제 1 중심축을 기준으로 좌우 대칭 형상으로 형성되고, 상기 부측면부를 정면으로 하는 측면도 상에서, 상기 와이퍼 절인은, 인접한 상기 주절인의 단부에서 멀어지는 방향으로 갈수록, 상기 중간 평면과 멀어지는 방향으로 점점 기울기가 작아지는 볼록한 곡선 형상으로 상승하며, 상기 제 1 중심축을 기준으로 좌우 대칭 형상으로 형성되고, 상기 상면부를 평면으로 하는 평면도 상에서, 상기 주절인은, 직선 형상으로 연장되게 형성되고, 상기 와이퍼 절인은, 볼록한 원호 형상으로 연장되게 형성되고, 상기 상면부 및 상기 하면부는, 상기 중간 평면 상에서 상기 제 1 중심축과, 상기 주절인 또는 상기 와이퍼 절인의 만곡부를 통과하는 제 2 중심축을 기준으로 회전 대칭되는 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 상면부를 평면으로 하는 평면도 상에서, 상기 와이퍼 절인의 길이는, 상기 주절인의 길이의 30 퍼센트 내지 35 퍼센트 범위의 길이로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 상면부를 평면으로 하는 평면도 상에서, 상기 와이퍼 절인은, 30mm 내지 32mm 범위의 곡률 반경을 가지는 원호 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 상면부 및 상기 하면부는, 상기 인서트 포켓의 안착면에 안착되어 지지될 수 있도록 평평한 평면으로 형성되는 지지부;를 포함하고, 상기 주절인의 전구간 및 상기 와이퍼 절인의 전구간은, 상기 중간 평면과의 거리가 상기 중간 평면에서 상기 지지부까지의 거리 보다 더 먼 거리로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 상면부 및 상기 하면부는, 상기 주절인과 상기 지지부 사이에서 오목하게 형성되는 오목부;를 더 포함하고, 상기 오목부는, 상기 지지부의 단부로부터 상기 중간 평면을 향하는 방향으로 하향 경사지게 형성되는 하강 경사면; 상기 주절인을 향해 상기 중간 평면과 멀어지는 방향으로 상향 경사지게 형성되는 상승 경사면; 및 상기 하강 경사면과 상기 상승 경사면을 오목하게 연결하는 만곡면;을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 만곡면은, 0.8mm 내지 1.2mm 범위의 곡률 반경을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 상면부 및 상기 하면부는, 상기 와이퍼 절인과 상기 지지부 사이에 형성되고, 상기 지지부의 단부로부터 상기 와이퍼 절인으로 갈수록 상기 중간 평면과 멀어지는 방향으로 상향 경사지게 형성되는 경사부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 주측면부 및 상기 부측면부는, 상기 지지부와 수직하게 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 절삭 공구가 제공된다. 상기 절삭 공구는, 원기둥 형상으로 형성되어, 하단부에 복수의 인서트 포켓이 회전축을 기준으로 방사상으로 등각 배치되는 공구 본체; 및 상기 인서트 포켓에 삽입되어 안착되는 절삭 인서트;를 포함하고, 상기 인서트 포켓은, 상기 상면부 또는 상기 하면부의 적어도 일부분이 안착되는 제 1 벽부; 및 상기 제 1 벽부를 기준으로 수직하게 형성되어, 상기 주측면부의 적어도 일부분이 안착되는 제 2 벽부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 인서트 포켓에 장착된 상기 절삭 인서트의 상기 주절인은, 상기 피삭재의 표면과 34도 내지 38도 범위의 가공 진입 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 절삭 인서트의 절삭 코너 수를 증가시켜 공구 사용의 경제성을 향상시키면서 와이퍼 절인의 폭을 넓게 하여 우수한 가공 면조도를 얻을 수 있는 효과를 가질 수 있다. 또한, 여러 개의 코너와 와이퍼 절인을 갖추면서도 높은 이송 속도를 적용 가능하도록 절삭날의 형상을 구현함으로써, 생산성을 증대시킬 수 있는 효과를 가지는 절삭 인서트 및 절삭 공구를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 절삭 인서트의 평면과 정면 및 측면을 각각 나타내는 단면도들이다.
도 5는 도 2의 절취선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 취한 절삭 인서트의 절단면을 나타내는 절단 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 Ⅵ부분 및 Ⅶ부분을 부분적으로 확대한 모습을 나타내는 확대도이다.
도 8은 도 1의 절삭 인서트가 절삭 공구의 인서트 포켓에 장착되는 모습을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 절삭 공구의 정면을 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트(1000)를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2 내지 도 4는 도 1의 절삭 인서트(1000)의 평면과 정면 및 측면을 각각 나타내는 단면도들이다. 그리고, 도 5는 도 2의 절취선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 취한 절삭 인서트(1000)의 절단면을 나타내는 절단 단면도이고, 도 6 및 도 7은 도 5의 Ⅵ부분 및 Ⅶ부분을 부분적으로 확대한 모습을 나타내는 확대도이다. 또한, 도 8은 도 1의 절삭 인서트(1000)가 절삭 공구(T)의 인서트 포켓(P)에 장착되는 모습을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 9는 도 8의 절삭 공구(T)의 정면을 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트(1000)는, 크게, 상면부(100)와, 하면부(200)와, 주측면부(300)와, 부측면부(400)와, 관통홀부(500) 및 절삭부(600)를 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(1000)는, 전체적으로 다각 기둥 형상으로 형성될 수 있도록, 상면부(100)와 하면부(200) 및 상면부(100)와 하면부(200)를 연결하는 복수의 주측면부(300) 및 부측면부(400)로 형성될 수 있다.

더욱 구체적으로, 절삭 인서트(1000)의 상면부(100)와, 상면부(100)와 동일한 형상으로 상면부(100)와 대향되게 형성되는 하면부(200)는, 복수개의 코너부가 형성되어 전체적으로 다각 형상으로 형성될 수 있다.

예컨대, 상면부(100)는, 5개의 코너부를 가지는 전체적으로 오각 형상으로 형성되고, 절삭 공구(T)의 인서트 포켓(P)의 제 1 벽부(P1)에 안착되어 지지될 수 있도록, 관통홀부(500)의 인근에 평평한 평면으로 형성되는 지지부(110)를 포함할 수 있다. 이때, 하면부(200)는, 상면부(100)와 동일한 형상으로써, 상면부(100)의 지지부(110)와 하면부(200)의 지지부는 서로 평행하게 형성될 수 있다.

또한, 주측면부(300)는, 상면부(100)의 어느 한 변(Side)과 그와 대향되게 형성되는 하면부(200)의 어느 한 변을 연결하도록 형성되고, 부측면부(400)는, 상면부(100)의 어느 한 코너부와 그와 대향되게 형성되는 하면부(200)의 어느 한 코너부를 연결하도록 형성될 수 있다. 또한, 관통홀부(500)는, 상면부(100)와 하면부(200)의 중심부를 관통하도록 형성될 수 있다.

예컨대, 주측면부(300)와 부측면부(400)는, 전체적으로 오각 형상으로 형성되는 상면부(100)와 하면부(200)를 연결할 수 있도록, 각각 5개가 형성될 수 있다. 이때, 주측면부(300)는, 직선 형상으로 연장되게 형성되는 상면부(100)와 하면부(200)의 각 변을 연결할 수 있도록 평면 형상으로 형성되고, 부측면부(400)는, 원호 형상으로 형성되는 상면부(100)와 하면부(200)의 각 코너를 연결할 수 있도록 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 부측면부(400)는 양단부에 인접하게 형성된 두 개의 주측면부(300)를 연결하도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 절삭 인서트(1000)는 전체적으로 오각 형상의 횡단면을 가지는 오각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 절삭 인서트(1000)가 오각 기둥 형상으로 형성될 수 있도록, 상면부(100) 및 하면부(200)가 5개의 변과 5개의 코너를 가지는 전체적으로 오각 형상으로 형성되는 것을 예로 들었지만, 반드시 이에 국한되지 않고 사각 형상, 육각 형상 등 필요에 따라 다양한 다각 형상으로 형성될 수 있다.

이러한, 절삭 인서트(1000)의 주측면부(300) 및 부측면부(400)는, 지지부(110)와 수직하게 형성되고, 상면부(100) 및 하면부(200)는, 중간 평면(M) 상에서 관통홀부(500)의 중심을 관통하는 제 1 중심축(C1)과, 주절인(610) 또는 와이퍼 절인(620)의 만곡부를 통과하는 제 2 중심축(C2)을 기준으로 회전 대칭되는 형상으로 형성될 수 있다.

즉, 각각 후술될 절삭부(600)를 포함하는 상면부(100) 및 하면부(200)는, 제 2 중심축(C2)을 기준으로 회전 대칭되는 형상으로 형성되어, 절삭 공구(T)의 인서트 포켓(P)에 상면부(100)가 안착되도록 하여 사용할 수도 있고, 반대로 뒤집어서 하면부(200)가 안착되도록 사용할 수 있어, 절삭 인서트(1000)를 양면형으로 사용할 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 절삭부(600)는, 상면부(100)와 주측면부(300) 및 부측면부(400)가 교차하는 부분의 적어도 일부분과, 하면부(200)와 주측면부(300) 및 부측면부(400)가 교차하는 부분의 적어도 일부분에 형성될 수 있다.

예컨대, 절삭부(600)는, 상면부(100)와 주측면부(300)가 교차하는 부분 및 하면부(200)와 주측면부(300)가 교차하는 부분의 적어도 일부분에 형성되는 주절인(610) 및 상면부(100)와 부측면부(400)가 교차하는 부분 및 하면부(200)와 부측면부(400)가 교차하는 부분의 적어도 일부분에 형성되는 와이퍼 절인(620)을 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상면부(100)를 평면으로 하는 평면도 상에서, 주절인(610)은, 평면인 주측면부(300)를 따라 직선 형상으로 연장되게 형성되고, 와이퍼 절인(620)은, 곡면인 부측면부(400)를 따라 볼록한 원호 형상으로 연장되게 형성될 수 있다.

이때, 와이퍼 절인(620)의 길이(L2)는, 주절인(610)의 길이(L1)의 30퍼센트 내지 35퍼센트 범위의 길이로 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 와이퍼 절인(620)의 길이(L2)는, 주절인(610)의 길이(L1)의 32퍼센트로 형성되는 것이 가장 바람직할 수 있다. 또한, 와이퍼 절인(620)은, 30mm 내지 32mm 범위의 곡률 반경을 가지는 원호 형상으로 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 30.7mm의 곡률 반경으로 형성되는 것이 가장 바람직할 수 있다. 이와 같이, 종래의 절삭 인서트에 비해 주절인(610) 대비 상대적으로 폭이 넓은 와이퍼 절인(620)을 형성하여, 피삭재 절삭면의 면조도를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 주측면부(300)를 정면으로 하는 정면도 상에서, 주절인(610)은, 상면부(100)와 하면부(200) 사이에서 상면부(100) 및 하면부(200)와 평행하게 형성되어 주측면부(300)와 부측면부(400)를 양분하는 가상의 중간 평면(M)을 향하는 방향으로 오목하게 형성될 수 있다.

더욱 구체적으로, 주절인(610)은, 양단부가 인접한 2개의 와이퍼 절인(620)을 연결하도록 형성되고, 인접한 하나의 와이퍼 절인(620)의 단부에서 멀어지는 방향으로 갈수록 중간 평면(M)을 향하는 방향으로 점점 기울기가 작아지는 곡선 형상으로 하강하며, 관통홀부(500)의 중심을 관통하는 제 1 중심축(C1)을 기준으로 좌우 대칭 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 부측면부(400)를 정면으로 하는 측면도 상에서, 와이퍼 절인(620)은, 중간 평면(M)과 멀어지는 방향으로 볼록하게 형성될 수 있다.

더욱 구체적으로, 와이퍼 절인(620)은, 양단부가 인접한 2개의 주절인(610)을 연결하도록 형성되고, 인접한 하나의 주절인(610)의 단부에서 멀어지는 방향으로 갈수록 중간 평면(M)과 멀어지는 방향으로 점점 기울기가 작아지는 곡선 형상으로 상승하며, 제 1 중심축(C1)을 기준으로 좌우 대칭 형상으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 주절인(610)과 와이퍼 절인(620)은 번갈아가며 계속해서 연결되는 형상으로 형성되어, 주측면부(300) 또는 부측면부(400)를 기준으로 절삭 인서트(1000)를 바라볼 때, 주절인(610)과 와이퍼 절인(620)은 곡선으로 이루어지는 산과 골을 이루는 완만한 요철 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 절삭부(600)를 구성하는 주절인(610)과 와이퍼 절인(620)이 매끄럽게 접속되어, 각 절삭날의 단부가 우선적으로 소모되는 것을 방지할 수 있으며, 장시간에 걸쳐 절삭부(600)의 형상이 유지되어 절삭 성능을 장시간 동안 유지하는 효과를 가질 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 주절인(610)의 전구간 및 와이퍼 절인(620)의 전구간은, 지지부(110) 보다 높게 형성될 수 있다. 예컨대, 주절인(610)의 전구간 및 와이퍼 절인(620)의 전구간이, 중간 평면(M)에서 지지부(110)까지의 거리(D) 보다 더 먼 거리에 위치하도록 형성될 수 있다.

또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상면부(100) 및 하면부(200)는, 주절인(610)과 지지부(110) 사이에서 오목하게 형성되는 오목부(120)를 더 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로, 오목부(120)는, 지지부(110)의 단부로부터 중간 평면(M)을 향하는 방향으로 하향 경사지게 형성되는 하강 경사면(121)과, 주절인(610)을 향해 중간 평면(M)과 멀어지는 방향으로 상향 경사지게 형성되는 상승 경사면(122) 및 하강 경사면(121)과 상승 경사면(122)을 오목하게 연결하는 만곡면(123)으로 이루어질 수 있다. 이때, 만곡면(123)은, 하강 경사면(121)과 상승 경사면(122)이 매끄럽게 이어질 수 있도록, 0.8mm 내지 1.2mm 범위의 곡률 반경으로 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 1.0mm의 곡률 반경으로 형성되는 것이 가장 바람직할 수 있다.

이에 따라, 주절인(610)과 지지부(110) 사이에 형성되는 오목부(120)는, 주절인(610)의 피삭재 절삭에 따라 발생하는 절삭칩의 끊김을 원활하게 하여 우수한 칩 배출 성능을 가질 수 있다.

또한, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상면부(100) 및 하면부(200)는, 와이퍼 절인(620)과 지지부(110) 사이에서 경사지게 형성되는 경사부(130)를 더 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로, 경사부(130)는, 와이퍼 절인(620)과 지지부(110) 사이에 형성되고, 지지부(110)의 단부로부터 와이퍼 절인(620)으로 갈수록 중간 평면(M)과 멀어지는 방향으로 상향 경사지게 형성될 수 있다. 이러한, 경사부(130)는, 피삭재 가공면의 면조도를 향상시키는 와이퍼 절인(620)을 견고하게 지지하는 역할을 하여, 와이퍼 절인(620)의 면조도 향상 기능을 더욱 증대시키는 효과를 가질 수 있다.

이러한, 절삭 인서트(1000)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 관통홀부(500)를 관통하여 삽입되는 스크류와 같은 고정구(S)에 의해 절삭 공구(T)의 인서트 포켓(P)에 장착될 수 있다.

더욱 구체적으로, 절삭 공구(T)는, 원기둥 형상으로 형성되어 하단부에 복수의 인서트 포켓(P)이 회전축을 기준으로 방사상으로 등각 배치되는 공구 본체를 포함하고, 인서트 포켓(P)은, 절삭 인서트(1000)의 상면부(100) 또는 하면부(200)의 적어도 일부분이 안착되는 제 1 벽부(P1) 및 제 1 벽부(P1)를 기준으로 수직하게 형성되어, 절삭 인서트(1000)의 주측면부(300)의 적어도 일부분이 안착되는 제 2 벽부(P2)를 포함할 수 있다. 이때, 절삭 인서트(1000)는, 양면형 타입으로써, 인서트 포켓(P)의 제 1 벽부(P1)에 상면부(100)를 안착시키거나, 뒤집어서 하면부(200)를 안착시킬 수 있다.

이와 같이, 절삭 공구(T)의 인서트 포켓(P)에 장착된 절삭 인서트(1000)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(1000)가 인서트 포켓(P)에 장착된 상태에서 주절인(610)이 피삭재의 표면과 34도 내지 38도 범위의 가공 진입 각도(a)로 경사를 가지도록 장착될 수 있다. 이때, 바람직하게는, 주절인(610)의 가공 진입 각도(a)가 36도로 형성되는 것이 가장 바람직할 수 있다.

이에 따라, 절삭 인서트(1000)에서 발생하는 절삭분력(F)이 종래의 45도의 가공 진입 각도를 가지는 절삭 인서트와 마찬가지로 이송분력(Ff)과 주분력(Fv)의 사이에서 적절한 균형을 이룰 수 있으며, 45도의 가공 진입 각도를 가지는 절삭 인서트 보다 고 이송 속도의 적용이 가능해질 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트(1000) 및 절삭 공구(T)는, 절삭 인서트(1000)의 절삭 코너 수를 적절하게 증가시켜 공구 사용의 경제성을 향상시키면서 와이퍼 절인(620)의 폭을 넓게 하여 우수한 가공 면조도를 얻을 수 있는 효과를 가질 수 있다. 또한, 여러 개의 주절인(610)와 와이퍼 절인(620)을 갖추면서도 높은 이송 속도를 적용 가능하도록 절삭부(600)의 형상을 구현함으로써, 생산성을 증대시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 상면부
110: 지지부
120: 오목부
130: 경사부
200: 하면부
300: 주측면부
400: 부측면부
500: 관통홀부
600: 절삭부
610: 주절인
620: 와이퍼 절인
T: 절삭 공구
P: 인서트 포켓
S: 고정구
M: 중간 평면
C1: 제 1 중심축
C2: 제 2 중심축
1000: 절삭 인서트

Claims

절삭 공구에 장착되어 피삭재를 절삭 가공하는 절삭 인서트에 있어서,
상기 절삭 인서트는,
5개의 코너부가 형성되어 전체적으로 오각 형상으로 형성되는 상면부;
상기 상면부와 동일한 형상으로 상기 상면부와 대향되게 형성되는 하면부;
상기 상면부의 어느 한 변(Side)과 그와 대향되게 형성되는 상기 하면부의 어느 한 변을 연결하는 주측면부;
상기 상면부의 어느 한 코너부와 그와 대향되게 형성되는 상기 하면부의 어느 한 코너부를 연결하는 부측면부;
상기 상면부와 상기 하면부의 중심부를 관통하도록 형성되는 관통홀부; 및
상기 상면부와 상기 주측면부가 교차하는 부분 및 상기 하면부와 상기 주측면부가 교차하는 부분의 적어도 일부분에 형성되는 주절인 및 상기 상면부와 상기 부측면부가 교차하는 부분 및 상기 하면부와 상기 부측면부가 교차하는 부분의 적어도 일부분에 형성되는 와이퍼 절인을 포함하는 절삭부;를 포함하고,
상기 주절인과 상기 와이퍼 절인은 곡선으로 이루어지는 산과 골을 이루는 요철 형상으로 형성될 수 있도록, 상기 주측면부를 정면으로 하는 정면도 상에서,
상기 주절인은,
인접한 상기 와이퍼 절인의 단부에서 멀어지는 방향으로 갈수록, 상기 상면부와 상기 하면부 사이에서 상기 상면부 및 상기 하면부와 평행하게 형성되어 상기 주측면부와 상기 부측면부를 양분하는 가상의 중간 평면을 향하는 방향으로 점점 기울기가 작아지는 오목한 곡선 형상으로 하강하며, 상기 관통홀부의 중심을 관통하는 제 1 중심축을 기준으로 좌우 대칭 형상으로 형성되고,
상기 부측면부를 정면으로 하는 측면도 상에서,
상기 와이퍼 절인은,
인접한 상기 주절인의 단부에서 멀어지는 방향으로 갈수록, 상기 중간 평면과 멀어지는 방향으로 점점 기울기가 작아지는 볼록한 곡선 형상으로 상승하며, 상기 제 1 중심축을 기준으로 좌우 대칭 형상으로 형성되고,
상기 상면부를 평면으로 하는 평면도 상에서,
상기 주절인은, 직선 형상으로 연장되게 형성되고, 상기 와이퍼 절인은, 볼록한 원호 형상으로 연장되게 형성되고,
상기 상면부 및 상기 하면부는,
상기 중간 평면 상에서 상기 제 1 중심축과, 상기 주절인 또는 상기 와이퍼 절인의 만곡부를 통과하는 제 2 중심축을 기준으로 회전 대칭되는 형상으로 형성되고,
상기 상면부 및 상기 하면부는,
상기 절삭 공구의 인서트 포켓의 안착면에 안착되어 지지될 수 있도록 평평한 평면으로 형성되는 지지부;를 포함하고,
상기 주절인의 전구간 및 상기 와이퍼 절인의 전구간은,
상기 중간 평면과의 거리가 상기 중간 평면에서 상기 지지부까지의 거리 보다 더 먼 거리로 형성되고,
상기 인서트 포켓에 장착된 상기 절삭 인서트는,
전체적으로 오각 형상으로 형성되어 5개의 주절인이 형성되고, 상기 5개의 주절인 중 상기 피삭재의 표면을 바라보는 하측 방향으로 형성된 2개의 주절인은 각각 상기 피삭재의 표면과 34도 내지 38도 범위의 가공 진입 각도로 경사지게 형성되고, 상기 5개의 주절인 중 상측 방향으로 형성되어 상기 인서트 포켓의 어느 한 벽부 측에 위치하는 주절인은 상기 피삭재의 표면과 평행하게 형성되는, 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
상기 상면부를 평면으로 하는 평면도 상에서,
상기 와이퍼 절인의 길이는,
상기 주절인의 길이의 30 퍼센트 내지 35 퍼센트 범위의 길이로 형성되는, 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
상기 상면부를 평면으로 하는 평면도 상에서,
상기 와이퍼 절인은,
30mm 내지 32mm 범위의 곡률 반경을 가지는 원호 형상으로 형성되는, 절삭 인서트.
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제 1 항에 있어서,
상기 상면부 및 상기 하면부는,
상기 주절인과 상기 지지부 사이에서 오목하게 형성되는 오목부;를 더 포함하고,
상기 오목부는,
상기 지지부의 단부로부터 상기 중간 평면을 향하는 방향으로 하향 경사지게 형성되는 하강 경사면;
상기 주절인을 향해 상기 중간 평면과 멀어지는 방향으로 상향 경사지게 형성되는 상승 경사면; 및
상기 하강 경사면과 상기 상승 경사면을 오목하게 연결하는 만곡면;
을 포함하는, 절삭 인서트.
제 5 항에 있어서,
상기 만곡면은,
0.8mm 내지 1.2mm 범위의 곡률 반경을 가지는, 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
상기 상면부 및 상기 하면부는,
상기 와이퍼 절인과 상기 지지부 사이에 형성되고, 상기 지지부의 단부로부터 상기 와이퍼 절인으로 갈수록 상기 중간 평면과 멀어지는 방향으로 상향 경사지게 형성되는 경사부;
를 더 포함하는, 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,
상기 주측면부 및 상기 부측면부는,
상기 지지부와 수직하게 형성되는, 절삭 인서트.
원기둥 형상으로 형성되어, 하단부에 복수의 인서트 포켓이 회전축을 기준으로 방사상으로 등각 배치되는 공구 본체; 및
상기 인서트 포켓에 삽입되어 안착되는 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 절삭 인서트;를 포함하고,
상기 인서트 포켓은,
상기 절삭 인서트의 상기 상면부 또는 상기 하면부의 적어도 일부분이 안착되는 제 1 벽부; 및
상기 제 1 벽부를 기준으로 수직하게 형성되어, 상기 절삭 인서트의 상기 주측면부의 적어도 일부분이 안착되는 제 2 벽부;
를 포함하는, 절삭 공구.
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