KR100314718B1 - 칩절단부를갖는나사절삭삽입체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상부 칩면(11)과, 상기 상부면에 대향하여 평행한 하부면(12)과, 상부면과 하부면 사이에 위치된 적어도 3개의 측벽(13, 14, 15)을 포함하고, 측벽과 상부 칩면 사이의 연결부는 곡선형 코너 절삭날(25)로 외측으로 수렴하는 주절삭날(23, 24)을 형성하는 나사 절삭 삽입체에 관한 것이다. 주절삭날(23, 24)로부터 이격되어 칩면에 위치된 쐐기형 돌출부(28)가 있으며, 돌출부의 후방 부분(29)은 그 연장선이 상기 코너 구역으로 제한된다. 양호하게는, 후방 부분(29)은 볼록하게 형성된다.

Description

칩 절단부를 갖는 나사 절삭 삽입체

본 발명은 양호하게는 대체로 삼각형 형태이며 나사를 절삭하는 절삭 삽입체(cutting insert)에 관한 것이다.

삽입체는 평탄 상부면과, 평행한 평탄 바닥면과, 상부면과 바닥면 사이에 다수의 모서리면(edge surface)들을 구비한 본체를 포함한다. 모서리면들은 절삭팁 (cutting tip)을 갖는 모따기된 부분을 각각 구비한 절삭 코너(cutting corner)에서 만난다. 절삭 코너 부분의 상부면에는 리세스가 카운터싱킹(countersunk)되어 있고, 상기 리세스는 칩면(chip surface)인 상기 상부면 상에서 상기 팁으로부터 일정 거리만큼 내향 연장되는 칩 절단 리세스(chip breaker recess)이다.

반경 방향 이송에 의해 나사 절삭이 이루어질 때, 매우 단단한 V자형 칩이 얻어지며, 이는 제어 가능한 방식으로 취급하는 것을 곤란하게 한다. 노우즈(nose)부분에 리세스가 제공되고 삼각형이 아닌 나사 절삭 삽입체가 공지되어 있다. 그러나, 이러한 삽입체에 의해 얻어지는 칩 형성은, 칩의 곡률 정도가 너무 크게 되어 칩 재밍(jamming)을 야기하고 작업자, 공작물 및 삽입체에 대해 바람직하지 않은 위험한 상황을 초래하기 때문에, 제어할 수 없게 된다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하는 나사 절삭 삽입체를 제공하는 것이다. 삽입체의 형상은, 상당히 길이가 긴 칩이 얻어지는 재료의 나사 절삭시에, 칩이 양호하게 제어되어 제거되도록 한다. 결과적으로, 칩의 얽힘을 연속적으로 관찰할 수 없는 제한된 인적 수단(human resource)에 의한 작업시에, 하나의 동일한 나사 절삭 삽입체가 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 절삭팁의 치수에 상관없이 표준형 공구 홀더에도 사용될 수 있으면서 내부 나사 절삭에 최적인 나사 절삭 삽입체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 절삭팁이 보다 효율적으로 냉각될 수 있게 하는 최적 형태를 갖는 나사 절삭 삽입체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 절삭력 및 공구 마모에 있어서 그 형태가 양호하게 되도록 수정된 칩면을 갖는 삽입체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 이러한 삽입체에는 홀더의 몇 개의 위치 내로 인덱스(index)될 수 있는 다중 절삭 코너가 제공된다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적은 첨부 도면과 관련한 이하의 본 발명의 양호한 실시예의 상세한 설명을 참조함으로써 명백해질 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 외부 나사 절삭용 나사 절삭 삽입체의 평면도이다.

제2도는 제1도에 도시된 삽입체의 측면도이다.

제3도는 제1도에 도시된 삽입체의 절삭 코너의 확대 평면도이다.

제4도는 제3도의 선 IV-IV를 따라 취한 단면도이다.

제5도는 제1도의 선 V-V를 따라 취한 단면도이다.

제6도는 공구 홀더의 삽입체 수납 포켓(pocket) 내에 위치된 후의, 제1도의 삽입체의 평면도이다.

제7도는 본 발명에 따른 내부 나사 절삭용 나사 절삭 삽입체의 평면도이다.

제8도는 제7도의 삽입체의 측면도이다.

제9도는 제7도의 삽입체의 절삭 코너의 확대 평면도이다.

제10도는 제9도의 선 X-X을 따라 취한 단면도이다.

제11도는 제9도의 선 XI-XI을 따라 취한 단면도이다.

제1도 내지 제3도를 참조하면, 나사 절삭 삽입체(10)는 양호하게는 초경합금으로 제조된 삼각형 웨이퍼의 형태를 갖는다. 또한, 산화물계 세라믹 재료 또는 서멧(cermet) 등의 다른 절삭 재료가 사용될 수도 있다. 삽입체(10)는 상부 칩면으로서의 상부면(11)과, 상기 상부면(11)에 대향하여 위치되어 상부면과 평행한 하부면 (12)과, 상부면과 하부면 사이에서 실질적으로 직각으로 연장된 복수개의 측벽(13, 14, 15)을 포함한다. 삽입체(10)에는 3개의 동일한 절삭 코너 부분(16, 17, 18)이 제공되고, 각각의 절삭 코너 부분은 (도시되지 않은) 금속 공작물과 맞닿아 공작물의 나사를 절삭하는 절삭팁(19, 20, 21)을 수반한다. 삽입체(10)는 삽입체가 공구 홀더의 삽입체 수납 포켓 내로 장착되게 하는 체결 나사를 수납하는 중앙구멍(22)을 갖는다. 삽입체의 하부면(12)은 절삭날(cutting edge)을 갖지 않으며, 하부면은 상기 삽입체 포켓의 지지면에 대항한 지탱만을 목적으로 한다.

제3도에는 선 IV-IV에 대해 대칭으로 배열된 절삭팁(19)을 갖는 절삭 코너 (16)가 도시되어 있다. 비대칭적으로 배열될 수도 있는 절삭팁(19)은 V자형으로 연장된 2개의 주절삭날(23, 24)과, 주절삭날들 사이에 위치된 코너 절삭날(25)을 갖는다. 삽입체는 절삭팁(19)에서 만나게 되는 상기 주절삭날들 내부에서 보강 랜드(reinforcing land, 26, 27)를 갖는다. 보강 랜드(26, 27)는 양호하게는 5°내지 15°인 각도(α)로 삽입체의 중심을 향해 하방으로 경사진 평면 내에 위치된다. 보강 랜드(26, 27)는 절삭날 보강면 또는 보강 구역으로서 역할을 한다.

보강 랜드(26, 27) 및 절삭팁(19) 내부의 일정 위치에는, 칩 절단부로서 역할하도록 된 상승부(28)가 제공된다. 상승부(28)는 전방으로 연장된 쐐기형 부분을 갖는 반면에, 상승부의 후방 부분은 곡선형 후방 모서리(30)로 종료한다. 상기 상승부(28)의 쐐기형 전방 부분은 상기 보강 랜드(26, 27)를 포함하는 하향 경사면의 연장면으로 제한되는 반면에, 상승부(28)의 후방 부분(29)은 상부면(11)의 평면 내에 있는 곡선형 후방 모서리(30)로 종료하며 볼록 곡선형으로 되어 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 상승부(28)의 쐐기형 부분은 보강 랜드(26, 27)의 평면과 상부 칩면으로서의 상부면(11) 사이의 천이부를 형성하는 구획선(31)을 따라 곡선형 후방 부분(29)으로 연장된다.

상기 상승부(28)의 상부면(32)은 평탄하고 경사면(33)을 지나 표면부(34)까지 하방으로 연장되며, 표면부(34)는 볼록형으로 둥글게 되어 있어 C자형 상부면 부분(35)의 상부면으로서 역할을 하고, 상부면 부분(35)의 전방 부분은 볼록형이고 절삭팁(19)을 향해 돌출되어 있다. 상기 쐐기형 상승부(28)의 측면에 오목 리세스 (36, 37)가 제공되는 것도 현저한 특징이다.

제6도는 공구 홀더(40)의 포켓 내로 고정된 후의 삽입체를 도시하며, 상기 삽입체의 바닥면(12)은 상기 포켓의 대응하는 바닥 지지면과 맞닿아 있다. 삽입체의 하나의 절삭팁(19)은 나사 절삭을 위해 공작물과 접촉할 수 있도록 상기 포켓으로부터 노출된다.

상기 보강 랜드(26, 27) 각각의 폭은, 상기 삽입체의 중앙부에 인접한 위치에서의 보강 랜드의 폭과 비교할 때, C자형 상부면 부분(35)에 인접한 위치에서 기본적으로 작다. 상기 보강 랜드(26, 27)는 코너 랜드(41)로 전방으로 연장되고, 코너 랜드의 폭은 상기 보강 랜드의 폭보다 다소 크다. 상기 주절삭날(23, 24)들 사이의 예각(β)은 25° 내지 80°이고, 양호하게는 50° 내지 70°이다.

본 발명에 따른 나사 절삭 삽입체로 반경 방향 이송에 의해 나사 홈을 가공하는 때에, 칩은 주절삭날(23, 24)에 의해 또는 이들 절삭날의 부분들을 따라 절삭되어 예비 성형됨과 동시에, 칩은 C자형 상부면 부분(35)을 향해 상방 경로를 따르고, 그 후에 상승부(28)의 리세스(36 또는 37)에 의해 추가 성형된다. 그리고 나서, 칩은 경사면(33)에 의해 최종적으로 성형되고 제어되어, 칩이 공작물 및 공구로부터 멀리 안내됨과 동시에 나선처럼 작은 곡률 반경을 갖는다. V자형 절삭 코너(16)에서의 칩면의 이러한 형태로 인해, 상이한 재료 및 가변하는 기계 가공 데이타에 대해서 기계 가공할 때 동일한 삽입체를 사용하는 경우에도 만족스러운 작업 결과가 성취된다. 칩 절단부로서의 상승부(28)를 코너 구역으로만 제한하면서 삽입체의 중앙 구역을 상기 칩 절단부와 관련하여 오목부로서 제공함으로써, 작용하는 절삭팁을 향해 냉각 매체를 더욱 효율적으로 공급할 수 있다.

제7도 내지 제11도에는, 공작물의 내부 나사 절삭을 위한 다른 실시예가 도시되어 있다. 제1도 내지 제3도와 마찬가지로, 각각의 절삭 코너는 2개의 주절삭날 (23, 24)과, 주절삭날들 사이의 곡선형 절삭날(25)을 갖는다. 각각의 상기 코너에는 상승부(28)가 제공되며, 상기 상승부의 연장은 코너 구역으로 제한된다. 코너절삭날(25)애 인접하여 위치된 상기 상승부(28)의 전방 부분은 쐐기 형상인 반면에 후방 부분(29)은 볼록하게 형성된다.

보강 랜드(26, 27)에 인접하여 위치된 상기 상승부(28)의 제한 측면은 오목 리 세스(36, 37)의 형태로 부분적으로 되어 있고, 오목 리세스의 횡단면은 오목부 (36a, 37a)와, 삽입체의 상부면과 5°내지 20°의 각도(δ)로 교차하는 대체로 평평한 평면 상부 부분(43)과 연결하는 직선 윤곽을 갖는 평탄부(36b, 37b)로 구성된다. 제1도 내지 제3도와 비교하여 이러한 삽입체는, 제7도 내지 제11도의 삽입체에는 제4도에 도시된 볼록형 상승부인 표면부(34)가 제공되지 않았다는 정도의 범위 내에서 설계 차이점을 갖는다. 삽입체는 상향 경사진 평면 상부 부분(43)까지 오목면(42)을 지나 연장되고 코너 절삭날(25)에 인접한 경사 코너 랜드(41)를 갖는다. 이러한 실시예로 인해, 내부 나사 절삭 중에 보다 효율적인 칩 절단 및 칩 제거가 성취될 수 있으며, 그러하지 않다면 발생하게 되어 문제를 야기하는 칩 얽힘을 방지한다.

Claims (10)

1. 적어도 하나의 절삭 코너가 외측으로 돌출된 중앙부를 형성하고 적어도 3개의 측벽(13, 14, 15)에 의해 상호 연결된 상부면(11) 및 하부면(12)을 포함하며, 상기 절삭 코너는 곡선형 코너 절삭날(25)에 의해 상호 연결되고 외측으로 수렴하는 한쌍의 주절삭날(23, 24)을 구비하고, 상기 주절삭날은 하향 경사면에 위치하며, 상기 절삭 코너의 상부면은 상기 중앙부의 상기 상부면보다 높게 상방으로 연장된 쐐기형 상승부(28)를 포함하고, 상기 상승부는 상기 주절삭날들 각각에 인접하여 연장되고 상방으로 서로를 향해 수렴하는 대향 측면들을 갖는 나사 절삭 삽입체(10)에 있어서,

   상승부(28)의 전방 부분은 보강 랜드(26, 27)를 포함하는 하향 경사면으로 제한되고, 상기 상승부(28)의 후방 부분은 그 범위가 상부면(11)으로 제한되며, 보강랜드(26, 27)는 수평면에 대하여 5°내지 15°의 각도(α)로 연장되는 것을 특징으로 하는 나사 절삭 삽입체.
2. 제1항에 있어서, 상기 상승부와 상기 주절삭날 사이의 보강 랜드(26, 27)가 절삭날 보강 구역으로서 역할하도록 상승부(28)는 주절삭날(23, 24) 및 코너 절삭날(25)로부터 일정 거리만큼 이격되어 위치된 것을 특징으로 하는 나사 절삭 삽입체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상승부(28)의 전방 부분은 보강 랜드(26, 27)를 포함하는 평면과 상부면(11) 사이의 천이부를 한정하는 구획선(31)의 위치에 있는 볼록하고 둥근 후방 부분(29)으로 연장되는 것을 특징으로 하는 나사 절삭 삽입체.
4. 제3항에 있어서, 쐐기형 상승부의 후방 부분(29)의 곡선형 후방 모서리(30)로 종료하는 것을 특징으로 하는 나사 절삭 삽입체.
5. 제4항에 있어서, 상승부(28)의 상부면 부분(35)은 상승부의 후방 부분보다 낮은 레벨에 위치되고, 상기 상부면 부분(35)은 볼록하게 곡선으로 된 쪽이 절삭팁 (19)과 대면하는 C자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 나사 절삭 삽입체.
6. 제5항에 있어서, 상승부(28)의 측면은 오목 리세스(36, 37)의 형태인 것을 특징으로 하는 나사 절삭 삽입체.
7. 제6항에 있어서, 상승부(28)의 상부면(32)은 C자형 상부면 부분(35)의 상부면을 형성하는 볼록 형상의 표면부(34)로 하향 경사면(33)을 지나 연장되며 평탄한 것을 특징으로 하는 나사 절삭 삽입체.
8. 제6항에 있어서, 상승부(28)의 상부면은 코너 절삭날(25)로 종료하는 상향경사 코너 랜드(41)로 연장되는 오목면(42)으로 하향 연장되며 평탄한 것을 특징으로 하는 나사 절삭 삽입체.
9. 제8항에 있어서, 각각의 리세스(36, 37)는 횡단면에 있어서, 보강 랜드(26, 27)에 인접하여 위치된 오목부(36a, 37a)와, 평탄부(36b, 37b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 나사 절삭 삽입체.
10. 제8항에 있어서, 상승부(28)의 상부 부분(43)은 삽입체의 상부면(11)에 대하여 5°내지 20°의 각도(δ)로 경사져 연장되는 것을 특징으로 하는 나사 절삭 삽입체.