KR100336203B1 - Cutting insert with wiper cutting edges - Google Patents
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Abstract
상부면,하부면,측면,절인을 가진 선삭 가공용 절삭 인써트에 있어서 모서리 절인과 측면절인 사이에 리세스 절인을 설계하여 피가공물의 접촉면적을 줄여서 마찰면적을 줄여주고 리세스 절인에 연계하여 면조도 향상을 위한 와이퍼 절인을 설계함으로써, 이송량에 관계없이 희망하는 면조도를 얻을수 있는 새로운 개념의 와이퍼 붙이 절삭 인써트가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 절삭 인써트의 모서리 절인은 인접하는 측면절인이 교차하는 부분에 둥글게 형성되고 0.2∼3.3mm의 곡률반경을 갖는다. 상기 모서리 절인은 상기 절삭 인써트의 바깥쪽으로 볼록한 볼록 곡율 반경반경을 가진다. 이때 상기 모서리 절인은 상기 모서리 절인의 중심과 상기 상부면의 중심사이를 연장한 이등분선을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 형성되며, 상기 리세스 절인은 상기 모서리 절인에서 부드럽게 연결되고 상기 절삭 인써트의 안쪽으로 볼록한 볼록 곡율반경를 가지며,상기 와이퍼 절인은 상기 리세스 절인에서 부드럽게 연결된다. 이때 상기 와이퍼 절인은 상기 절삭 인써트의 바깥쪽으로 볼록한 볼록 곡율반경을 가지며, 상기 와이퍼 절인은 상기 측면절인과 부드럽게 연결된다.In the cutting insert for turning with upper, lower, side, and picking, the recess picking is designed between the edge pickling and the side pickling to reduce the contact area of the workpiece to reduce the friction area and improve the surface roughness in connection with the recess pickling. By designing the wiper picking for the present invention, a new concept of wiper cutting inserts is disclosed which can achieve the desired surface roughness regardless of the feed rate. The edge pickling of the cutting insert according to the present invention is rounded at a portion where adjacent side pickets intersect and has a radius of curvature of 0.2 to 3.3 mm. The edge pickling has a convex radius of curvature that is convex outward of the cutting insert. At this time, the edge pickling is formed to be symmetrical with respect to the bisector extending between the center of the edge pickling and the center of the upper surface, the recess picking is smoothly connected at the edge pickling and convex inwardly of the cutting insert. It has a convex curvature radius, and the wiper pickling is smoothly connected at the recess pickling. At this time, the wiper pickling has a convex curvature radius convex outward of the cutting insert, and the wiper pickling is smoothly connected to the side pickling.
Description
본 발명은 선삭 가공용 절삭 인써트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절삭 인써트의 절인부 형상을 개선시켜서 고이송의 절삭조건에서 사용하는 경우에도 절삭 가공면의 면조도를 우수하게 하여 생산성 향상을 극대화할 수 있는 절삭 인써트에 관한 것이다.The present invention relates to a cutting insert for turning, and more particularly, to improve the cutting edge shape of the cutting insert to improve the surface roughness of the cutting surface even when used under high feed cutting conditions to maximize productivity improvement. Relates to a 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 공작물(피가공물)에 고정된 절삭공구의 절인부분을 접촉시켜서 공작물에 절삭을 수행하는 것이다. 둘째로는, 절삭날을 가진 공구, 즉 절삭 인써트를 공구용 홀더를 이용하여 공작기계에 고정시킨후, 이러한 상태하에서 절삭공구를 회전시키면서 미리 고정된 공작물(피가공물)에 접촉시켜 공작물을 원하는 모양으로 가공하는 것이다.On the other hand, there are two ways to cut the metal using a cutting tool, firstly, to cut the workpiece by contacting the pickled portion of the cutting tool fixed to the rotating workpiece (workpiece). Secondly, a tool with a cutting edge, i.e., a cutting insert, is fixed to a machine tool using a tool holder, and under this condition, the workpiece is brought into contact with a fixed workpiece (workpiece) by rotating the cutting tool. To be processed.
선삭가공은 상기 금속 절삭방법중 첫번째 방법에 속하는 것으로, 공작물의 회전과 그 회전축을 포함하는 평면 내에서 절삭공구의 이송운동에 의하여 공작물을 원하는 형태로 절삭하는 것을 말하며, 가공물에 대한 절삭공구의 이송운동에 따라여러 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 feed movement of the cutting tool in the plane including the rotation of the workpiece and its axis of rotation, the 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, 공구수명이 길어야 한다. 이때, 공구수명을 결정하는 요소로는, 피삭재와 절삭 메카니즘에서 발생하는 기계적인 마찰마모, 열발생에 의해서 유발되는 화학적인 마모, 피삭재와 공구의 진동에 의해 발생하는 충격마모, 충격파손 등으로 분류할 수 있고, 이런 요소는 절삭가공 메카니즘에서 절삭저항과 밀접한 관계가 있다.Second, the tool life should be long. At this time, the factors that determine the tool life are classified into mechanical frictional wear caused by the workpiece and the cutting mechanism, chemical wear caused by heat generation, impact wear caused by the vibration of the workpiece and the tool, and impact damage. This factor is closely related to the cutting resistance in the cutting mechanism.
셋째, 절삭 가공후에 가공된 표면의 면조도가 우수해야 한다. 가공면조도의 향상을 위한 가공조건의 설정은 공구수명의 저하,가공시간의 지연등으로 연결되어 생산성에 문제가 된다.Third, the surface roughness of the machined surface after cutting should be excellent. The setting of machining conditions to improve the surface roughness leads to a decrease in tool life and a delay in machining time, which is a problem in productivity.
최근에는, 절삭가공시의 생산성 향상을 위한 요구가 증대되고 있으며, 이를 달성하기 위한 방법으로는 고속 절삭가공을 수행하는 방법과 고이송(=높은 테이블 이송) 절삭가공을 수행하는 방법으로 접근할 수 있다. 이때, 고속 절삭방법은 공구의 마모증가 문제, 기계 정밀도 문제 등으로 인하여 매우 제한적이어서 일반적으로 적용시키기가 곤란하다. 고이송 절삭 방법은 가공면의 면조도 저하 문제가 발생하기 때문에 면조도가 중요시되지 않는 부분에서만 적용이 가능하다.In recent years, there is an increasing demand for productivity improvement during cutting, and methods for achieving this can be approached by performing high speed cutting and high feed (= high table feed) cutting. have. At this time, the high-speed cutting method is very limited due to the increase in wear of the tool, the problem of mechanical precision, etc., and thus it is generally difficult to apply. The high feed cutting method can be applied only to the parts where surface roughness is not important because of the problem of surface roughness degradation.
통상적으로, 선삭가공에서 이송량은 피가공물이 1회전할 때 공구가 가공방향으로 이송하는 거리를 말하며, 이송량이 크면 클수록 가공시간은 그만큼 단축되고생산성은 향상된다. 일반적으로 적용하는 이송량은 피가공물 1회전당 0.2∼0.3mm정도의 보통 이송량이며, 종래의 절삭 인써트를 사용해도 가공면조도에는 문제가 없다.In general, in the turning process, the feed amount refers to the distance the tool feeds in the machining direction when the workpiece is rotated once. The larger the feed amount, the shorter the machining time and the higher the productivity. In general, the feed amount to be applied is a normal feed amount of about 0.2 to 0.3 mm per one rotation of the workpiece, and there is no problem in the surface roughness even if a conventional cutting insert is used.
그러나, 피가공물 1회전당 0.4∼0.6mm정도로 이송하는 고이송 조건의 경우에는 가공후 가공면조도가 급격히 저하하여 피가공물의 정밀도, 목표품질에 문제가 되는 경우가 많다. 따라서, 고이송 조건으로 가공시간을 단축시켜 생산성을 향상시키는 방법은 한계가 있다.However, in the case of high feed conditions in which the workpiece is transported at about 0.4 to 0.6 mm per revolution, the surface roughness of the workpiece is sharply lowered after processing, which is often a problem for the accuracy and target quality of the workpiece. Therefore, there is a limit to the method of improving the productivity by shortening the processing time under high feed conditions.
그러므로, 고이송 절삭가공을 수행하는 경우에도 면조도에 문제가 발생하지 않는 선삭용 절삭 인써트를 개발하려는 노력들이 이루어져 왔다.Therefore, efforts have been made to develop cutting inserts for turning that do not cause problems in surface roughness even when performing high feed cutting.
미합중국 특허 제 5,226,761 호와 제 5,634,745 호에는 이러한 용도로 개발된 절삭 인써트가 개시된 바 있다. 그런데, 이들 제품은 고이송의 가공조건에서 면조도는 양호하지만 가공중 절삭저항이 증가하는 문제가 발생하며, 보통이송과 저이송 가공조건에서 가공면이 오히려 더 거칠어지고 가공중 떨림현상이 발생하는 문제점이 있다.U.S. Patents 5,226,761 and 5,634,745 disclose cutting inserts developed for this purpose. By the way, these products have good surface roughness under high feed processing conditions but increase the cutting resistance during machining, and the processing surface becomes rougher and vibration during processing under normal and low feed processing conditions. There is this.
이러한 문제점은 피가공물의 가공면에 접촉하여 이송하면서 가공면의 면조도를 결정하는 요소인 인써트의 모서리 절인의 곡률반경이 과도하게 크거나, 직선 절인부의 여유각이 너무 작아서 공구와 피가공물과의 마찰면적이 넓어지기 때문에 발생하는 것이다.This problem is caused by excessively large radius of curvature of the edge pickling of the insert, which is a factor that determines the surface roughness of the workpiece while being transported in contact with the workpiece. This happens because the area is getting wider.
즉, 보통이송 이하의 조건에서는 기계의 이송하려는 힘에 비하여 모서리 절인이 받는 절삭저항이 상대적으로 크기 때문에, 공구홀더에 이송 굽힘력이 발생하고 인써트 홀더에 배분력이 발생하여 떨림현상이 야기되고, 고이송의 조건에서 절삭저항 증가 문제도 마찬가지로 모서리 절인과 피가공물과의 접촉면적이 넓어서 발생하는 문제이고 해결해야할 과제이다.That is, under the conditions below normal feed, the cutting force received by the edge picking is relatively higher than the power to feed the machine. Therefore, the feed bending force is generated in the tool holder and the distribution force is generated in the insert holder. The problem of increased cutting resistance under high feed conditions is also a problem that arises due to the wide area of contact between the edge pickling and the workpiece.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점 및 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 모서리 절인과 곡률반경을 일반적인 인써트와 동일하게 유지하고 직선 절인부을 오목 곡율반경의 리세스 절인으로 설계하여 모서리 절인부와 피가공물의 접촉면적을 줄여서 마찰면적을 줄여주고 리세스 절인에 연계하여 면조도 향상을 위한 와이퍼 절인을 설계함으로써, 이송량에 관계없이 희망하는 면조도를 얻을수 있는 새로운 개념의 와이퍼 붙이 절삭 인써트를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems and problems as described above, the object of the present invention is to maintain the edge pickling and radius of curvature the same as a general insert and to design a straight cut to recess recess of the concave curvature radius By reducing the contact area between the edge pickers and the workpiece, the friction area is reduced and the wiper pick is designed to improve the surface roughness in connection with the recess picking, thereby creating a new concept of wiper cutting inserts with the desired surface roughness regardless of the feed amount. To provide.
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, 그리고2 is a plan view of a cutting insert according to the invention, and
도 3은 도 2의 “G”부분의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.3 is an enlarged view of a portion of a portion “G” of FIG. 2.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : 절삭 인써트 12 : 상부면10: cutting insert 12: upper surface
13 : 모서리 측면 14 : 하부면13: edge side 14: lower surface
15 : 상면 16 : 측면15: upper surface 16: side
20 : 측면 절인 21 : 리세스 절인20: side pickled 21: recessed pickled
22 : 와이퍼 절인 30 : 랜드면22: pickled wiper 30: land surface
40 : 전방 경사면 45 : 후방 경사면40: forward slope 45: rear slope
51,52 : 가상 접선 61 : 모서리 절인51,52: virtual tangent 61: pickled corners
81,82 : 접점 150 : 이등분선81,82: Contact 150: Bisector
300 : 중심 D1 : 와이퍼 유격300: center D1: wiper play
D2 : 리세스 유격 R1,R2,R3 : 곡률반경D2: recess play R1, R2, R3: radius of curvature
θ1 : 측면 절인 모서리각 θ2 : 와이퍼 절인 모서리각θ1: Side pickled corner angle θ2: Wiper pickled corner angle
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
상부면, 상기 상부면에 평행한 하부면, 상기 하부면과 상기 상부면 을 연결하는 다수의 측면, 상기 측면과 상기 상부면의 교차점에 형성된 다수의 측면절인, 예각으로 이루어지고 인접한 두개의 상기 측면이 교차하는 지점에 라운드로 형성된 모서리 측면, 상기 모서리 측면과 상기 상부면이 교차하는 지점에 둥글게 형성된 모서리 절인, 상기 모서리 절인과 인접하는 상기 측면 절인 사이에 연속적으로 배열되는 리세스 절인과 와이퍼 절인을 구비하는 선삭가공용 절삭인써트에 있어서,An acute angled and adjacent two side surfaces, an upper surface, a lower surface parallel to the upper surface, a plurality of side surfaces connecting the lower surface and the upper surface, and a plurality of side sections formed at intersections of the side surfaces and the upper surface. Recess pickling and wiper picking are continuously arranged between the edge pickling and the side pickling adjacent to the edge pickling, which is a rounded edge at the intersection, the rounded edge picking at the point where the edge side and the upper surface intersect. In the cutting insert for turning provided,
상기 모서리 절인은 모서리 절인의 중심과 상기 상부면의 중심사이를 연장한 대각선을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 형성되며 상기 절삭인써트의 바깥쪽으로 볼록한 0.2 ~ 3.3mm의 볼록 곡율 반경반경을 가진다. 상기 리세스 절인은 상기 모서리 절인에서 부드럽게 연결되어 측면절인 방향으로 연장되며, 이때 상기 리세스 절인은 상기 절삭인써트의 안쪽으로 볼록한 1.0 ~ 15.0mm의 볼록 곡율반경를 가진다.상기 와이퍼 절인은 상기 리세스 절인에서 부드럽게 연결되어 측면절인 방향으로 연장되며, 이때 상기 와이퍼 절인은 상기 절삭 인써트의 바깥쪽으로 볼록한 0.5 ~ 6.0mm의 볼록 곡율반경을 가진다. 상기 와이퍼 절인은 상기 측면절인과 부드럽게 연결된다. 이때 상기 측면 절인 사이에 조성되는 측면절인 모서리각(θ1)은 90도 보다는 작고 30도 보다는 큰 각으로 설정되고 이는 종래의 절삭인써트 와 동일하다. 상기 모서리 절인과 상기 와이퍼 절인에 공통으로 접하는 제 1 가상 접선이 이루는 와이퍼 절인 모서리각(θ2)은 상기 측면 절인 모서리각(θ1)보다는 크고 90도 보다는 작은 각으로 설정된다. 이때 상기 제 1 가상 접선이 상기 모서리 절인과 만나는 지점을 모서리 접점이라 하고, 상기 제 1 가상 접선이 상기 와이퍼 절인과 만나는 지점을 와이퍼 접점이라 하며, 상기 모서리 접점과 상기 와이퍼 접점 사이의 유격인 와이퍼 유격(D1)은 0.3∼2.0mm 범위로 설정된다. 상기 제 1 가상 접선에 대하여 평행하고 상기 리세스 절인에 접하는 접선을 제 2 가상 접선이라 하고, 상기 제 2 가상 접선과 상기 제 1 가상 접선 사이의 유격인 리세스 유격(D2)이 0.002∼0.06mm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 절삭 인써트를 제공한다.The edge pickling is formed to be symmetrical with respect to a diagonal line extending between the center of the edge pickling and the center of the upper surface and has a convex curvature radius of 0.2 to 3.3 mm convex outwardly of the cutting insert. The recess pickling is smoothly connected at the edge picking and extends in the side pickling direction, wherein the recess pickling has a convex curvature radius of 1.0 to 15.0 mm that is convex inward of the cutting insert. The wiper pickling is the recess pickling. Extends in the lateral section and is smoothly connected, wherein the wiper pick has a convex curvature radius of 0.5-6.0 mm that is convex outwardly of the cutting insert. The wiper pickled is smoothly connected with the side pickled. At this time, the edge angle θ1, which is a side edge formed between the side edges, is set to an angle smaller than 90 degrees and larger than 30 degrees, which is the same as a conventional cutting insert. The corner angle θ2, which is a wiper section formed by the first virtual tangent in common contact with the corner pickle and the wiper marina, is set to an angle larger than the side edged corner angle θ1 and smaller than 90 degrees. In this case, the point where the first virtual tangent meets the edge pickling is called a corner contact, and the point where the first virtual tangent meets the wiper pickled is called a wiper contact. (D1) is set in the range of 0.3 to 2.0 mm. A tangent that is parallel to the first virtual tangent and is in contact with the recess pickled is called a second virtual tangent, and a recess play D2 that is a gap between the second virtual tangent and the first virtual tangent is 0.002 to 0.06 mm. It provides a cutting insert, characterized in that set in the range of.
바람직하게는, 상기 리세스 절인의 곡률반경은 상기 모서리 절인의 곡률반경보다 크게 설정된다.Preferably, the radius of curvature of the recess pickled is set larger than the radius of curvature of the edge pickled.
바람직하게는, 상기 와이퍼 절인 모서리각(θ2)은 85∼89.95도 사이의 각으로 이루어진다.Preferably, the wiper pickled corner angle θ2 is comprised between 85 and 89.95 degrees.
상기 리세스 절인과 상기 와이퍼 절인 그리고 상기 측면 절인이 이루는 형상은 상면과 하부면 사이의 측면 전체에 걸쳐서 동일하게 제공된다.The shape of the recess pickle, the wiper pickle and the side pickle is equally provided throughout the side surfaces between the top and bottom surfaces.
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭 인써트는, 모서리 절인의 후방에서 모서리 절인과 측면절인에 사이에 리세스 절인과 와이퍼 절인을 연속으로 조합하여 설계 제작함으로써, 고이송의 가공 조건에서 절삭저항의 증가나 가공수명의 저하현상이 없이 종래의 절삭 인써트에 비해서 2배 이상의 우수한 면조도를 얻는다.As mentioned above, the cutting insert according to the present invention is designed and manufactured by continuously combining the recess pickling and the wiper pickling between the edge pickling and the side pickling at the rear of the edge picking, thereby cutting at a high feed machining condition. The surface roughness is more than twice that of conventional cutting inserts without increasing the resistance or decreasing the service life.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 발명에 따른 와이퍼 절인을 가진 절삭 인써트를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a cutting insert having a wiper picking 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), 상부면에 평행한 하부면(14) 및 상부면과 하부면을 연결하는 다수의 측면(16)을 구비한다. 인접하는 측면(16)들은 부드럽게 만곡된 모서리 측면(13)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 parallel to the upper surface and a plurality of side surfaces 16 connecting the upper and lower surfaces. Adjacent sides 16 are connected to each other by a smoothly curved edge side 13.
상부면(12)과 하부면(14)은 평면으로 제공되거나 절삭성을 향상하기 위하여 칩 브레이커(100)가 제공된다. 칩 브레이커(100)는 전용 금형을 이용하여 형압 및 소결의 방식으로 제작되기 때문에, 제작공정에 있어서 후가공이 불필요하다. 도 1 에서 칩브레이커의 형상은 일반적인 선삭용 칩브레이커의 형상을 도시한 것이다.The upper surface 12 and the lower surface 14 are provided in a planar or chip breaker 100 for improving machinability. Since the chip breaker 100 is manufactured by a mold pressure and a sintering method using a dedicated metal mold | die, post-processing is unnecessary in a manufacturing process. The shape of the chip breaker in Figure 1 shows the shape of a general chipbreaker for turning.
하부면(14)은 절삭 인써트(10)를 공구용 홀더(도시되지 않음) 상에 견고하게 고정시키도록 평면으로 이루어거나 상부면과 동일한 형상의 칩브레이커를 제공한다. 절삭인써트(10)를 공구용 홀더(도시되지 않음)상에 고정시키는 방법에 따라서 절삭인써트의 중앙에 원형개구부(11)를 수직하게 관통하거나 원형개구부(11)가 없이 제작된다.The bottom surface 14 provides a chipbreaker that is planar or shaped the same as the top surface to securely hold the cutting insert 10 on a tool holder (not shown). According to the method of fixing the cutting insert 10 on a holder for a tool (not shown), the circular insert 11 is vertically penetrated in the center of the cutting insert or manufactured without the circular opening 11.
본 발명에서 상기 칩 브레이커(100)의 형상이나 상기 원형개구부(11)의 유,무는 중요한 발명의 요지가 아니다.In the present invention, the shape of the chip breaker 100 or the presence or absence of the circular opening 11 is not an important subject of the invention.
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)는 모서리 절인(61),리세스 절인(21),와이퍼 절인(22),측면절인(20)이 연속적으로 구성된 절인이 있고, 상기 각각의 절인으로부터 절삭 인써트의 안쪽으로 랜드면(30),전방 경사면 (40),포켓면(71), 후방 경사면(45),상면(15) 이 연속적으로 형성된 상부면(12)을 구비한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the cutting insert 10 includes a pickling composed of a corner pickling 61, a recess pickling 21, a wiper pickling 22, and a side pickling 20. The land surface 30, the front inclined surface 40, the pocket surface 71, the rear inclined surface 45, and the upper surface 12 are formed in the cutting insert from the inside.
상기 상부면(12)의 중심(300)과 상기 모서리 절인(61)의 중심(301)을 연결하는 가상의 이등분선(150)이 있다. 상기 모서리 절인(61),리세스 절인(21),와이퍼 절인(22),측면 절인(20)은 상기 이등분선(150)을 기준으로 대칭되게 형성된다. 인접하는 측면 절인(20)사이에 형성된 측면 절인 모서리각(θ1)은 피가공물 가공형상에 따라서 다양하게 변화하며 도 2에서 보여준 절삭인써트는 측면절인 모서리각(θ1)이 80도로 된 마름모꼴이며, 60도로 된 삼각형,육각형이나 55도로 된 다이아몬드형, 90도인 사각형 형태로도 가능하다.There is an imaginary bisector 150 connecting the center 300 of the upper surface 12 and the center 301 of the edge pickled 61. The edge pickles 61, the recess pickles 21, the wiper pickles 22, and the side pickles 20 are symmetrically formed with respect to the bisector 150. The side edge edge angle θ1 formed between the adjacent side edge edges 20 varies according to the shape of the workpiece, and the cutting insert shown in FIG. 2 is a diamond with a side edge edge angle θ1 of 80 degrees and a 60 degree angle. It can be in the form of a triangle, a hexagon, a diamond of 55 degrees, or a rectangle of 90 degrees.
도 3은 도 2의 “G”부분의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.3 is an enlarged view of a portion of a portion “G” of FIG. 2.
도 3을 참조하면, 모서리 절인(61)은 가상의 상기 이등분선(150)을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 형성되며, 절삭 인써트(10)를 이용한 선삭가공시에 결손 및 파손되는 것을 방지하기 위하여 0.2∼3.3mm의 곡률반경(R1)을 갖는다. 이 곡률반경(R1)은 종래기술에 따른 절삭 인써트의 모서리 절인(91)에 적용된 곡률반경과 비슷한 크기이며 절삭 인써트(10)의 바깥쪽으로 볼록하게 형성된다.Referring to FIG. 3, the edge pickles 61 are formed to be symmetrical with respect to the virtual bisector 150. In order to prevent defects and breaks during the turning process using the cutting insert 10, the edge pickles 61 may be formed to have lateral symmetry. It has a radius of curvature R1 of 3.3 mm. This radius of curvature R1 is of similar size to the radius of curvature applied to the edge pickles 91 of the cutting insert according to the prior art and is convexly formed outward of the cutting insert 10.
측면 절인(20)방향으로 연장되는 모서리 절인(61)의 끝부분은 리세스 절인(21)의 시작부와 부드럽게 이어진다. 모서리 절인(61)의 끝에서 시작하여 측면절인(20)방향으로 연장되는 리세스 절인(21)은 와이퍼 절인(22) 시작부와 부드럽게 이어진다. 리세스 절인 끝에서 시작하여 측면절인(20)방향으로 연장되는 와이퍼 절인(22)은 측면절인(20)과 부드럽게 연결된다. 와이퍼 절인(22) 끝에서 시작하는 측면절인(20)은 직선으로 연장된다. 상기 리세스 절인(21)은 절삭 인써트(10)의 안쪽으로 볼록하게 형성되어 모서리 절인(61)의 볼록 곡율 방향과 반대의 방향을 가진다.이는 절삭가공시 피삭재와 절인과의 과대한 접촉을 방지하여 저항을 줄여주기 위함이며 본 발명의 가장 중요한 부분이다. 상기 리세스 절인(21)의 곡율반경(R2)은 1.0 ~ 15.0mm의 곡률반경(R2)을 가지며 곡률반경은 상기 모서리 절인(61)의 곡률반경 및 최종적으로 얻고자하는 목표 면조도를 기초로 하여 결정된다. 즉, 우수한 면조도를 요구할 경우에는 상기 리세스 절인의 곡률반경(R2)을 크게하는것이 좋다. 바람직하게는, 상기 리세스 절인(21)의 곡률반경(R2)은 모서리 절인(61)의 곡률반경(R1)보다 크게 설정된다.The end of the edge pickling 61 extending in the side pickling 20 direction is smoothly connected to the beginning of the recess pickling 21. The recess pickled 21, which starts at the end of the edge pickled 61 and extends in the direction of the side pickled 20, is smoothly connected to the start of the wiper pickled 22. The wiper pick-up 22 which extends in the direction of the side pick-up starting from the end of the recess pick-up 20 is smoothly connected to the side pick-up 20. Lateral pickling 20 starting at the end of the wiper picking 22 extends in a straight line. The recess pickles 21 are formed convexly inwardly of the cutting insert 10 to have a direction opposite to the convex curvature direction of the edge pickles 61. This prevents excessive contact between the workpiece and pickles during cutting. This is to reduce the resistance and is the most important part of the present invention. The radius of curvature R2 of the recess pickled 21 has a radius of curvature R2 of 1.0 to 15.0 mm and the radius of curvature is based on the radius of curvature of the edge pickled 61 and the target surface roughness to be finally obtained. Is determined. In other words, when excellent surface roughness is required, it is preferable to increase the radius of curvature R2 of the recess pickled. Preferably, the radius of curvature R2 of the recess pickle 21 is set larger than the radius of curvature R1 of the edge pickle 61.
계속해서, 와이퍼 절인(22)은 절삭 인써트(10)의 바깥쪽으로 볼록하게 형성되어 리세스 절인(21)의 곡율 방향과 반대의 방향을 가진다.이는 상기 모서리 절인(61)으로 1차 가공된 가공면을 매우 부드럽게 가공하여 최종적으로 가공 면조도를 우수하게 만들어주는 역할을 한다. 상기 와이퍼 절인(22)의 곡율반경(R2)은 0.5 ~6.0mm의 곡률반경(R3)을 갖는다. 와이퍼 절인(22)은 본 발명에서 면조도를 향상시키는데 있어서 가장 중요한 부분으로서, 리세스 절인(21)의 곡률반경(R2)의 크기 및 희망하는 목표 면조도에 따라서 그 곡률반경의 크기가 달라진다. 우수한 면조도를 얻기 위해서는 곡률반경을 크게 설계하는 것이 좋다.Subsequently, the wiper pickle 22 is convexly formed outwardly of the cutting insert 10 and has a direction opposite to the curvature direction of the recess pickle 21. The surface is processed very smoothly, making the final surface finish excellent. The radius of curvature R2 of the wiper pickle 22 has a radius of curvature R3 of 0.5 to 6.0 mm. The wiper pickling 22 is the most important part in improving the surface roughness in the present invention, and the size of the radius of curvature varies depending on the size of the radius of curvature R2 of the recess pickle 21 and the desired target surface roughness. In order to obtain excellent surface roughness, it is better to design a large radius of curvature.
이와같은 리세스 절인(21)과 와이퍼 절인(22) 그리고 측면 절인(23)의 형상은 절삭 인써트(10)의 상부면(12)과 하부면(14) 사이에 형성된 측면(16) 전체에 걸쳐서 동일하게 제공된다. 이때, 모서리 절인(61), 리세스 절인(21), 그리고 와이퍼 절인(22)을 연결하는 선은 종래의 절삭 인써트에서의 모서리 절인(91)과 측면 절인(92)을 연결하는 선보다 안쪽으로 일정 거리만큼 들어가게 형성되었음을 알 수 있다.The shape of the recess pickle 21, the wiper pickle 22, and the side pickle 23 is defined throughout the side 16 formed between the upper face 12 and the lower face 14 of the cutting insert 10. The same is provided. At this time, the line connecting the edge pickling (61), the recess pickling (21), and the wiper pickle (22) is constant inward than the line connecting the edge pickling (91) and the side pickling (92) in the conventional cutting insert. It can be seen that it is formed to enter the distance.
한편, 인접한 측면 절인(20) 사이에 조성되는 측면 절인 모서리각(θ1)은 종래의 절삭 인써트와 동일한 각으로 형성된다. 일반적으로, 90도 보다는 작고 50도 보다는 큰 각으로 이루어진다.On the other hand, the side angle corner angle θ1 formed between the adjacent side cutting edges 20 is formed at the same angle as a conventional cutting insert. In general, it consists of angles smaller than 90 degrees and larger than 50 degrees.
도면에 도시된 바와 같이, 제 1 가상 접선(51)은 모서리 절인(61)과 와이퍼 절인(22)에 공통으로 접하는 접선이다. 와이퍼 절인 모서리각(θ2)은 인접하는 제 1 가상 접선(51)이 이루는 각으로서, 상기 측면 절인 모서리각(θ1) 보다는 크고90도 보다는 작은 각으로 이루어진다. 이 각이 클수록 가공 면조도가 우수해지지만, 너무 크게하면 절삭저항이 증가할 수 있으므로 목표하는 가공 면조도를 만족하는 범위에서 결정한다. 와이퍼 절인 모서리각(θ2)은 85∼89.95도 사이의 각으로 이루어지며, 바람직하게는 88∼89.9도로 이루어진다.As shown in the figure, the first virtual tangent 51 is a tangent in common contact with the edge pickle 61 and the wiper pickle 22. The wiper edge corner angle θ2 is an angle formed by the first virtual tangent 51 adjacent to each other, and is larger than the side edge edge angle θ1 and smaller than 90 degrees. The larger the angle is, the better the surface roughness is, but if it is too large, the cutting resistance may increase, so it is determined within a range that satisfies the target surface roughness. The wiper pickled corner angle [theta] 2 is made of an angle between 85 and 89.95 degrees, preferably 88 to 89.9 degrees.
그리고, 모서리 접점(81)은 제 1 가상 접선(51)이 모서리 절인(61)과 만나는 지점이며, 와이퍼 접점(82)은 제 1 가상 접선(51)이 와이퍼 절인(22)과 만나는 지점이다. 와이퍼 유격(D1)은 모서리 접점(81)과 와이퍼 접점(82)사이의 유격을 말하는데, 이러한 와이퍼 유격(D1)은 절삭 인써트의 크기, 상기 와이퍼 절인 모서리각(θ2)의 크기 등에 따라서 변화한다. 상기 와이퍼 유격(D1)은 각각 0.3∼2.0mm로 설정된다. 바람직하게는, 0.7∼1.2mm로 설정된다.The corner contact 81 is a point where the first virtual tangent 51 meets the edge pickled 61, and the wiper contact 82 is a point where the first virtual tangent 51 meets the wiper pickled 22. The wiper clearance D1 refers to the clearance between the edge contact 81 and the wiper contact 82. The wiper clearance D1 varies depending on the size of the cutting insert, the size of the wiper cut edge angle θ2, and the like. The wiper clearances D1 are set to 0.3 to 2.0 mm, respectively. Preferably, it is set to 0.7-1.2 mm.
리세스 유격(D2)은 제 1 가상 접선(51)에 대하여 평행하고 리세스 절인(21)에 접하는 제 2 가상 접선(52)과 제 1 가상 접선(51) 사이의 유격을 의미한다. 이러한 리세스 유격(D2)은 고이송 절삭에서 절삭저항에 관계되는 것으로서, 이 유격(D2)이 작으면 절삭 면조도는 향상되지만 절삭저항이 증가하고, 이 유격이 크면 절삭저항은 작아지지만 가공 면조도는 매우 향상되는 특징이 있다. 리세스 유격(D2)은 0.002∼0.06mm의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.01∼0.04mm로 설정된다.The recess play D2 refers to the play between the second virtual tangent 52 and the first virtual tangent 51 which is parallel to the first virtual tangent 51 and in contact with the recess cutout 21. The recess play (D2) is related to the cutting resistance in high feed cutting. If the play (D2) is small, the cutting surface roughness is improved but the cutting resistance is increased. If the clearance is large, the cutting resistance is small but the machining surface roughness is small. There is a very improved feature. The recess play D2 has a range of 0.002 to 0.06 mm, and is preferably set to 0.01 to 0.04 mm.
이와 같은 구조를 갖는 절삭 인써트(10)를 이용하여 선삭 절삭을 수행하면, 종래의 절삭 인써트를 사용할 때보다 가공 면조도에서 2배 이상 우수한 가공 면조도를 얻을 수 있다.If turning is performed using the cutting insert 10 having such a structure, it is possible to obtain a machining surface roughness that is at least two times higher than that of the conventional cutting insert.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭 인써트(10)는, 모서리 절인(61)과 측면절인(20)의 사이에 리세스 절인(21), 와이퍼 절인(22)을 연속적으로 조합하여 설계 제작함으로써, 고이송의 가공 조건에서 절삭저항의 증가나 공구수명의 저하현상 없이 종래의 절삭 인써트에 비해서 2배 이상의 우수한 면조도를 얻을 수 있다. 그러므로, 동일한 가공 면조도를 기준으로 2배 이상의 고이송 절삭이 가능하여 본 발명에 따른 절삭 인써트를 사용할 때는 2배이상의 생산성 향상이 가능하다.As described above, the cutting insert 10 according to the present invention is designed and manufactured by continuously combining the recess pickled 21 and the wiper pickled 22 between the edge pickled 61 and the side pickled 20. As a result, it is possible to obtain a surface roughness more than twice that of the conventional cutting insert without increasing cutting resistance or decreasing tool life under high feed processing conditions. Therefore, it is possible to more than twice the high feed cutting on the basis of the same surface roughness, and when using the cutting insert according to the present invention it is possible to improve the productivity more than twice.
종래의 절삭 인써트와 동일한 이송량의 조건에서 사용할 때에도 절삭저항의 증가, 배분력의 증가현상이 없어서 보통 절삭조건에서 사용할 때에도 우수한 절삭특성을 가지므로 종래의 절삭 인써트, 종래의 면조도 개선 인써트에서의 문제점을 근본적으로 해결하였다.Even when used under the same feed amount as conventional cutting inserts, there is no increase in cutting resistance and distribution force, so it has excellent cutting characteristics even when used under normal cutting conditions. Therefore, there is a problem in conventional cutting inserts and conventional surface roughness inserts. Fundamentally solved.
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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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101177733B1 (en) * | 2004-08-20 | 2012-08-28 | 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비 | Deep-grooving insert having stepped cutting edge |
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- 2000-06-08 KR KR1020000031422A patent/KR100336203B1/en active IP Right Grant
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