KR101154704B1

KR101154704B1 - 홈에 의해 분할된 절삭날을 갖는 절삭 인서트 및 이를 구비한 밀링 커터

Info

Publication number: KR101154704B1
Application number: KR1020100015388A
Authority: KR
Inventors: 최창희; 박창규
Original assignee: 대구텍 유한회사
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2012-06-08
Anticipated expiration: 2030-02-19
Also published as: US20120308317A1; KR20110095749A; JP2013518735A; BR112012020842A2; WO2011102670A2; CN102753292A; US8931979B2; WO2011102670A3; JP5511990B2; EP2536523A2

Abstract

본 발명에 따른 절삭 인서트는 두께 방향으로 상면 및 하면을 구비하며, 폭 방향으로 전면 및 후면을 구비한다. 상면이 전면 및 후면과 각각 교차하는 교차부에 길이 방향으로 제1 절삭날 및 제2 절삭날이 형성되고, 하면이 전면 및 후면과 각각 교차하는 교차부에 길이 방향으로 제3 절삭날 및 제4 절삭날이 형성된다. 제1 절삭날 내지 제4 절삭날은 복수의 홈에 의해 분할된다. 또한, 전면 및 후면에는 레이크면이 형성되는데, 이 레이크면은 제1 절삭날 내지 제4 절삭날로부터 절삭 인서트의 내측 방향으로 연장하고 있다. 위 복수의 홈은 제1 절삭날로부터 제2 절삭날까지, 그리고 제3 절삭날로부터 제4 절삭날까지 폭 방향으로 뻗어 있다. 또한, 복수의 홈은 전면상의 제1 절삭날 및 제3 절삭날 사이를 지나는 길이 방향 중심선(A)에 대하여 대칭이며, 위 길이 방향 중심선(A)에 수직인 두께 방향 중심선(B)에 대하여 비대칭으로 배치되어 있다.

Description

홈에 의해 분할된 절삭날을 갖는 절삭 인서트 및 이를 구비한 밀링 커터 {A cutting insert having cutting edges divided by recesses and a milling cutter provided with the same}

본 발명은 절삭날이 복수의 홈에 의하여 분할된 절삭 인서트와 이를 구비한 밀링 커터에 관한 것이다.

밀링 가공은 보통 다수의 절삭날이 밀링 커터 측면에 부착되어, 가공하고자 하는 피삭재를 가공하게 되므로, 절삭 깊이와 절삭 인서트의 형상에 따라 그 절삭성이 현저하게 차이가 난다.

최근의 밀링 가공은 공작기계의 발달로 인하여 고속가공, 고 이송 가공이 가능하게 되었고, 생산성 향상을 목적으로 이러한 장비의 도입뿐만 아니라, 깊은 절삭 깊이로 인해 많은 칩(chip)을 한번에 제거해내는 보편적인 방법도 폭넓게 사용되고 있다.

이러한 밀링 가공에 있어서 절삭 깊이가 깊어지면 절삭저항이 과다하게 증가하여, 기존의 설비 및 소 마력의 장비를 무리하게 사용할 경우에, 장비의 주축의 손상, 테이블의 손상을 야기할 수 있고, 진동, 소음 등의 절삭성의 저하로 피삭재의 가공 정밀도에 문제가 발생한다. 또한, 사용 공구의 공구 수명이 현저하게 저하된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 홈에 의해 절삭날을 분할하여 절삭부하를 감소시킨 절삭 인서트가 알려져 있다. 도1은 종래의 절삭 인서트를 도시한다. 도1에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(1)의 절삭날(2)은 복수의 홈(3)에 의해 분할되어 있으며, 홈은 절삭 인서트의 중심에 형성된 관통 구멍(4)에 대해 180도 회전 대칭으로 형성된다. 절삭 인서트(1)는 도2에 도시된 바와 같이 밀링 커터의 주연부를 따라 장착된다.

밀링 가공시, 피삭재는 4개의 홈을 구비한 절삭 인서트(1)에 의해 먼저 가공된다. 절삭 인서트(1)의 홈(3)으로 인해 절삭이 이루어지지 않은 부분은, 3개의 홈을 구비한 후속 절삭 인서트(1')에 의해 절삭된다.

이처럼, 종래에는 밀링 가공을 위하여, 홈의 개수가 서로 상이한 두 종류의 절삭 인서트를 제작, 보관해야 하므로, 제조 비용은 물론, 유지보수 비용이 증가하는 문제점이 있었다. 또한, 작업자가 밀링 커터에 인서트를 장착할 때 두 종류의 인서트를 번갈아 가면서 장착하지 않고 동일한 인서트를 연속해서 장착하게 되는 오류를 초래할 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것이다. 본 발명은 한 종류의 절삭 인서트 만으로도 밀링 가공을 가능케 하여 제조 비용 및 유지보수 비용을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 작업자의 절삭 인서트 장착 오류를 감소시키는 것을 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트는 두께 방향으로 상면 및 하면을 구비하며, 폭 방향으로 전면 및 후면을 구비한다. 상면이 전면 및 후면과 각각 교차하는 교차부에 길이 방향으로 제1 절삭날 및 제2 절삭날이 형성되고, 하면이 전면 및 후면과 각각 교차하는 교차부에 길이 방향으로 제3 절삭날 및 제4 절삭날이 형성된다. 제1 절삭날 내지 제4 절삭날은 복수의 홈에 의해 분할된다. 또한, 전면 및 후면에는 레이크면이 형성되는데, 이 레이크면은 제1 절삭날 내지 제4 절삭날로부터 절삭 인서트의 내측 방향으로 연장하고 있다. 위 복수의 홈은 제1 절삭날로부터 제2 절삭날까지, 그리고 제3 절삭날로부터 제4 절삭날까지 폭 방향으로 뻗어 있다. 또한, 복수의 홈은 전면상의 제1 절삭날 및 제3 절삭날 사이를 지나는 길이 방향 중심선(A)에 대하여 대칭이며, 위 길이 방향 중심선(A)에 수직인 두께 방향 중심선(B)에 대하여 비대칭으로 배치되어 있다.

본 발명에 따른 절삭 인서트는 상면 및 하면을 관통하는 관통 구멍을 더 포함하고, 이 관통 구멍은 절삭 인서트의 중심으로부터 길이 방향으로 편심되게 위치한다.

또한, 상면 및 하면은 평행 사변형의 형상을 가지며, 절삭 인서트의 길이 방향의 중심선(C)에 대하여 180도 회전 대칭이 될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 인서트는 두께 방향으로 상면 및 하면을 구비하며, 폭 방향으로 전면 및 후면을 구비하며, 상면이 전면 및 후면과 각각 교차하는 교차부에 길이 방향으로 한쌍의 상면 절삭날이 형성되어 있다. 위 상면 절삭날은 복수의 홈에 의해 분할된다. 상면에는 레이크면이 형성되어 있는데, 이 레이크면은 상면 절삭날로부터 절삭 인서트의 내측 방향으로 연장한다. 위 복수의 홈은 상면 절삭날로부터 두께 방향으로 뻗어 있으며, 한쌍의 상면 절삭날 사이를 지나는 길이 방향 중심선(C)에 대하여 대칭이며, 이 길이 방향 중심선(C)에 수직인 폭 방향 중심선(D)에 대하여 비대칭으로 배치된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 다른 절삭 인서트는 하면이 전면 및 후면과 각각 교차하는 교차부에 길이 방향으로 형성된 한 쌍의 하면 절삭날을 더 포함할 수 있다. 전면 및 후면은 평행 사변형의 형상을 가지며, 상기 절삭 인서트의 길이 방향의 중심선(A)에 대하여 180도 회전 대칭이 될 수 있다.

본 발명에 의하면, 한 종류의 절삭 인서트만으로도 밀링 가공이 가능하므로, 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 작업자는 한 종류의 절삭 인서트만을 유지 보수하면 되므로 유지 보수 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 작업자가 두 종류의 절삭 인서트를 밀링 커터에 장착함에 따라 발생할 수 있는 장착 오류도 방지될 수 있다.

도1은 종래의 절삭 인서트를 도시한다.
도2은 도1의 절삭 인서트가 장착된 밀링 커터를 도시한다.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 절삭 인서트의 사시도이다.
도4는 도3의 절삭 인서트의 정면도이다.
도5는 도3의 절삭 인서트의 평면도이다.
도6은 도3의 절삭 인서트가 장착된 밀링 커터를 도시한다.
도7은 도3의 절삭 인서트가 밀링 커터에 장착된 후 절삭을 하는 모습을 도시한다.
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 절삭 인서트를 도시한다.
도9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 절삭 인서트를 도시한다.
도10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 절삭 인서트를 도시한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 다양한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

제1 실시예

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 절삭 인서트의 사시도이며, 도4 및 도5는 그 정면도 및 평면도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭 인서트(100)는 두께 방향(T)으로 상면(101) 및 하면(102)을 가지며, 상면과 하면 사이로 연장된 전면(103), 후면(104), 좌측면(105) 및 우측면(106)을 포함한다. 또한, 절삭 인서트(100)는 상면(101) 및 하면(102)을 관통하는 관통 구멍(107)을 포함한다.

절삭 인서트(100)는 상면(101)이 전면(103) 및 후면(104)과 교차하는 교차부에서 각각 길이 방향(L)으로 형성된 제1 절삭날(108A) 및 제2 절삭날(108B)과, 하면(102)이 전면(103) 및 후면(104)과 교차하는 교차부에서 각각 길이 방향(L)으로 형성된 제3 절삭날(109A) 및 제4 절삭날(도시되지 않음)을 포함한다.

제1 절삭날(108A), 제2 절삭날(108B), 제3 절삭날(109A) 및 제4 절삭날은 도4에 도시된 바와 같이 복수의 홈(110)에 의해 분할된다. 복수의 홈(110)은 도5에 도시된 바와 같이 제1 절삭날(108A)로부터 제2 절삭날(108B)까지, 그리고 제3 절삭날(109A)로부터 제4 절삭날까지 폭 방향(W)으로 뻗어있다. 홈(110)의 단면 형상은 U자형이지만, 다른 형상도 가능하다.

절삭 인서트(100)의 전면(103) 및 후면(104)에는제1 절삭날(108A), 제2 절삭날(108B), 제3 절삭날(109A) 및 제4 절삭날로부터 절삭 인서트의 내측 방향으로 연장하는 레이크면(111)이 형성된다.

도4에 도시된 바와 같이, 전면(103) 및 후면(104)에서 복수의 홈(110)은 제1 절삭날(108A)과 제3 절삭날(109A) 사이를 지나는 길이 방향(L) 중심선(A)에 대해서 대칭이며, 중심선(A)에 수직인 두께 방향(T) 중심선(B)에 대해서 비대칭이다. 또한, 도5에 도시된 바와 같이, 상면(101) 및 하면(102)에서 복수의 홈(110)은 전면(103) 및 후면(104)의 사이를 지나는 길이 방향(L)의 중심선(C)에 대해서 대칭이며, 이 중심선(C)에 수직이며 좌측면(105) 및 우측면(106)의 사이를 지나는 폭 방향(W)의 중심선(D)에 대해서 비대칭이다.

상면(101) 및 하면(102)을 관통하는 관통 구멍(107)은 도5에 도시된 바와 같이, 그 중심이 절삭 인서트의 중심으로부터 중심선(C)을 따라 길이 방향(L)으로 편심된다.

제1 실시예의 절삭 인서트가 장착된 밀링커터

이하에서는 제1 실시예의 절삭 인서트가 장착된 밀링 커터(150) 및 이 밀링 커터를 이용한 밀링 가공에 대해서 설명한다.

도6에 도시된 바와 같이, 밀링 커터(150)는 절삭 인서트(100)가 장착되는 복수의 포켓(151)을 포함하며, 본 발명에 따른 절삭 인서트를 포켓 내에서 고정하기 위한 고정 수단을 포함한다. 고정 수단은 예컨대 절삭 인서트의 관통 구멍(107)을 통과하는 스크류가 고정되는 나사 체결구멍일 수 있다.

절삭 인서트(100)가 밀링 커터에 장착될 때, 도6에 도시된 바와 같이 절삭 인서트(100)를 관통 구멍(107)의 축을 중심으로 180도씩 반전시켜 밀링 커터의 포켓 내에 장착한다. 복수의 홈(110)이 중심선(B)과 중심선(D)에 대하여 비대칭적으로 형성되어 있으므로, 절삭 인서트가(100)가 180도씩 반전되어 장착될 경우, 도7에 도시된 바와 같이 절삭날의 홈은 서로 엇갈리도록 배치된다. 절삭 인서트의 홈이 서로 엇갈리게 장착되므로, 앞선 절삭 인서트의 절삭날의 홈으로 인해 가공되지 못한 피삭재 부분은 바로 뒤에 따라오는 절삭 인서트의 절삭날에 의해 가공될 수 있다. 도7에서 빗금친 부부은 각 절삭 인서트의 절삭날에 의해 절삭되는 부분을 표시한 것이다.

또한, 절삭 인서트(100)는 도5에서와 같이 관통 구멍(107)이 인서트의 중심으로부터 길이 방향(L)으로 편심되게 구성되어 있으므로, 관통 구멍(107)의 중심의 높이는 도7에 도시된 바와 같이 그 높이가 서로 상이하다. 따라서, 밀링 커터의 포켓 내에 위치한 나사 체결구멍의 높이를 이에 상응하게 설계하게 되면, 절삭 인서트(100)를 밀링 커터의 포켓(151)에 장착할 때, 나사 체결구멍과 관통 구멍의 위치가 일치해야만 정확한 장착이 가능하게 되므로 장착오류를 방지할 수 있다.

제2 실시예

도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 절삭 인서트(200)를 도시한다. 도8의 (A)에 도시된 바와 같이 절삭 인서트(200)는 상면(201)이 전면(203)과 후면(204)과 교차하는 교차부에 형성된 한 쌍의 상면 절삭날(208A, 208B)을 포함한다. 절삭 인서트(200)는 상면 절삭날(208A, 208B)을 분할하는 복수의 홈(210)을 포함한다. 상면에는 상면 절삭날(208A, 208B)로부터 절삭 인서트의 내측 방향으로 연장하는 레이크면(211)이 형성된다. 복수의 홈(210)은 상면 절삭날(208A, 208B)로부터 두께 방향(T)으로 뻗어 있다. 또한, 홈(210)은 도8의 (B)에 도시된 바와 같이 상면 절삭날(208A, 208B) 사이를 지나는 길이 방향(L) 중심선(C)에 대해서 대칭이며, 중심선(C)에 수직인 폭 방향(W) 중심선(D)에 대해서 비대칭이다. 또한, 도8의 (D)에 도시된 바와 같이, 전면(203) 및 후면(204)에서 홈(210)은 상면(201) 및 하면(202)의 사이를 지나는 길이 방향(L)의 중심선(A)에 대해서 대칭이며, 이 중심선(A)에 수직이며 좌측면(205) 및 우측면(206)의 사이를 지나는 두께 방향(T)의 중심선(B)에 대해서 비대칭이다.

제3 실시예

도9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 절삭 인서트(300)를 도시한다. 제1 실시예에 따른 절삭 인서트(100)와는 달리, 절삭 인서트(300)는 도9의 (D)에 도시된 바와 같이, 상면(301) 및 하면(302)은 대략 평행 사변형의 형상을 가지며, 절삭날(308A, 308B, 309A, 309B)은 중심선(C)와 일정각도를 형성한다. 또한, 상면(301) 및 하면(302)은 길이 방향 중심선(C)에 대해서 180도 회전 대칭이다.

제4 실시예

도10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 절삭 인서트(400)를 도시한다. 제2 실시예에 따른 절삭 인서트(200)는 단면형의 절삭 인서트임에 반해, 이 절삭 인서트(400)는 양면형의 절삭 인서트이다. 절삭 인서트(400)는 하면(402)이 전면(403)과 후면(404)이 각각 교차하는 교차부에 길이 방향으로 형성된 한 쌍의 하면 절삭날(409A, 409B)를 더 포함한다. 복수의 홈(410)은 상면 절삭날(408A, 408B)로부터 하면 절삭날(409A, 409B)까지 뻗어 있다. 전면(403) 및 후면(404)은 평행 사변형의 형상을 가지며, 절삭날(408A, 408B, 409A, 409B)은 중심선(A)와 일정각도를 형성한다. 또한, 전면(403) 및 후면(404)는 절삭 인서트의 길이 방향의 중심선(A)에 대하여 180도 회전 대칭이다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 이로부터 다양한 변형 실시가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예컨대, 절삭 인서트가 밀링 커터에 잘못 장착되는 것을 방지하기 위하여, 절삭 인서트와 밀링 커터 포켓에 볼록부와 오목부로 구성된 장착오류방지구조를 더 포함할 수 있다.

100: 절삭 인서트
101: 상면
102: 하면
103: 전면
104: 후면
105: 좌측면
106: 우측면
107: 관통 구멍
108A, 108B: 제1 절삭날, 제2 절삭날
109A: 제3 절삭날
110: 홈
111: 레이크면
150: 밀링 커터
151: 포켓

Claims

두께 방향으로 상면 및 하면을 구비하며, 폭 방향으로 전면 및 후면을 구비하는 절삭 인서트이며,
상기 상면이 상기 전면 및 후면과 각각 교차하는 교차부에 길이 방향으로 형성된 제1 절삭날 및 제2 절삭날과,
상기 하면이 상기 전면 및 후면과 각각 교차하는 교차부에 길이 방향으로 형성된 제3 절삭날 및 제4 절삭날과,
상기 제1 절삭날 내지 제4 절삭날을 분할하는 복수의 홈과,
상기 전면 및 후면에 형성되고, 상기 제1 절삭날 내지 제4 절삭날로부터 절삭 인서트의 내측 방향으로 연장하는 레이크면을 포함하고,
상기 복수의 홈은 제1 절삭날로부터 제2 절삭날까지, 그리고 제3 절삭날로부터 제4 절삭날까지 폭 방향으로 뻗어있고,
상기 복수의 홈은 상기 전면상의 제1 절삭날 및 제3 절삭날 사이를 지나는 길이 방향 중심선(A)에 대하여 대칭이며, 상기 길이 방향 중심선(A)에 수직인 두께 방향 중심선(B)에 대하여 비대칭으로 배치되는, 절삭 인서트.
제1항에 있어서, 상기 상면 및 하면을 관통하는 관통 구멍을 더 포함하고, 상기 관통 구멍은 절삭 인서트의 중심으로부터 상기 길이 방향으로 편심되게 위치하는, 절삭 인서트.
제1항에 있어서, 상기 상면 및 하면은 평행 사변형의 형상을 가지며, 상기 상면 및 하면은 상기 절삭 인서트의 길이 방향의 중심선(C)에 대하여 180도 회전 대칭인, 절삭 인서트.
두께 방향으로 상면 및 하면을 구비하며, 폭 방향으로 전면 및 후면을 구비하는 절삭 인서트이며,
상기 상면이 상기 전면 및 후면과 각각 교차하는 교차부에 길이 방향으로 형성된 한 쌍의 상면 절삭날과,
상기 상면 절삭날을 분할하는 복수의 홈과,
상기 상면에 형성되고, 상기 상면 절삭날로부터 절삭 인서트의 내측 방향으로 연장하는 레이크면을 포함하고,
상기 복수의 홈은 상면 절삭날로부터 두께 방향으로 뻗어 있고,
상기 복수의 홈은 상기 한쌍의 상면 절삭날 사이를 지나는 길이 방향 중심선(C)에 대하여 대칭이며, 상기 길이 방향 중심선(C)에 수직인 폭 방향 중심선(D)에 대하여 비대칭으로 배치되는, 절삭 인서트.
제4항에 있어서, 상기 상면 및 하면을 관통하는 관통 구멍을 더 포함하고, 상기 관통 구멍은 절삭 인서트의 중심으로부터 상기 길이 방향으로 편심되게 위치하는, 절삭 인서트.
제4항에 있어서, 상기 하면이 상기 전면 및 후면과 각각 교차하는 교차부에 길이 방향으로 형성된 한 쌍의 하면 절삭날을 더 포함하고, 상기 전면 및 후면은 평행 사변형의 형상을 가지며, 상기 전면 및 후면은 상기 절삭 인서트의 길이 방향의 중심선(A)에 대하여 180도 회전 대칭인, 절삭 인서트.
제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 의한 절삭 인서트가 장착되는 복수의 포켓을 포함하고, 상기 복수의 포켓 중 서로 이웃하는 포켓에서, 상기 절삭 인서트의 홈은 서로 엇갈리게 배치되는, 밀링 커터.
제7항에 있어서, 상기 복수의 포켓은 나사 체결구멍을 포함하고, 상기 나사 체결구멍의 위치는 상하로 엇갈리도록 배열되는, 밀링 커터.