KR100391871B1 - 절삭삽입체 - Google Patents

Abstract

선삭용 인덱셔블 절삭 인서트가 본질적으로 공지된 방식으로 절삭 모서리(5, 6)를 따라 형성된 주 랜드를 구비한다. 상기 주 랜드는 0.1 내지 0.8 ㎜의 폭을 구비한다. 상기 주 랜드 상에는, 절삭 모서리의 다음에 위치한 신장된 마이크로 릿지(11)와, 상기 절삭 모서리 후방에 위치한 주 랜드면(13)으로 구성된 마이크로 칩 브레이커(10)가 연장되어 있다. 상기 마이크로 칩 브레이커에 의해, 절삭 인서트는 양호한 칩 브레이킹을 수행하면서 정밀 및 보통 선삭용으로 사용될 수 있다. 정밀 선삭에서, 칩은 주 랜드에 인접한 경사 칩 각도 표면(8) 후방의 피트 또는 디프레션부(14)에 대항하여 부서지게 된다.

Description

절삭 삽입체{CUTTING INSERT}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 절삭 삽입체에 관한 것으로, 양호하게는 청구항 1의 특징부에 따른 마이크로 칩 브레이커(breaker)를 포함하는 선삭(turning)을 위한 인덱싱 가능한 절삭 삽입체(indexable cutting insert)에 관한 것이다. 절삭 삽입체는 단일면 또는 이중면일 수 있다.

삽입체의 레이크면(rake surface) 내에 형성되고 절삭날이 형성된 삽입체의 절삭날을 따라 연장되는 칩 브레이커가 선삭용 절삭 삽입체에 제공되는 것은 공지되어 있다. 칩 브레이커는 1개의 단 또는 여러개의 단(single step or several steps)으로 형성될 수도 있다.

스웨덴 특허 출원 공고 제349,759호(및 미국 특허 제3,792 515호)에는 서로 뒤에 위치되고 모두 실질적으로 절삭날과 평행한 2개의 칩 처리단을 구비한 선삭 절삭 삽입체가 개시되어 있다. 얇은 칩에서, 칩은 절삭날 다음에 위치된 제1 칩 처리단에 의해 처리된다. 두꺼운 칩에서, 칩은 제1 처리단을 거쳐 두껍게 통과되고, 제2 칩 처리단으로 진행된다. 작은 초기 굽힘을 얻은 인성 재료에 대해, 칩은 제2 처리단의 저부로 전체적으로 하향으로 도착되어 그에 대해 처리되는 경우도 있다. 2개의 칩 처리단을 갖는 상기 구성은 종래에 사용된 실시예에 비해 두꺼운 칩에서 매끄러운 칩 처리를 제공한다. 그러나, 작은 이송량에서는 만족스러운 칩 처리가수행되지 못했다. 대개, 가능한 가장 작은 이송량은 대부분 제1 랜드면의 폭과 대응한다. 스웨덴 특허 출원 공고 제349,759호에 따른 상용 절삭 삽입체는 약 0.3 ㎜의 가장 작은 제1 랜드면 폭을 갖는다. 이와 같이, 0.3 ㎜보다 작은 이송량을 사용하면, 이러한 절삭 삽입체로는 수용 가능한 칩 처리가 이루어지지 않는다.

매끄러운 면에 대한 요건이 높을 때에는 정밀 선삭이 사용된다. 이는 0.1 ㎜까지의 이송량 감소를 의미하는데, 즉 상기 언급된 종래 삽입체의 양호한 칩 처리와 조합될 가능성이 작다는 것이다.

작은 이송량에서의 또 다른 단점은 제1 랜드면에 대한 칩들의 직접 맞닿음으로 인해 제1 랜드 상에서의 마모가 증가된다는 것이다. 또한, 표면 피복의 박리(flaking) 경향은 가장 흔한 경우이지만 삽입체가 피복될 때 증가된다. 피복은 대개 Al₂O₃, 티타늄 나이트라이드 및/또는 티타늄 카바이드로 구성되고 공지된 소위 PVD 또는 CVD 기술에 의해 인가된다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 수용 가능한 칩 처리로 정밀 선삭을 가능하게 하는 절삭 삽입체를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 삽입체의 제1 랜드 상의 정면 내마모성을 증가시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 표면이 피복된 삽입체에 대한 내박리성을 개선시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 절삭력을 감소시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 일반 및 정밀 기계 가공을 모두 가능하게 하는 절삭 삽입체를 제공하는 것이다.

상기 및 추가 목적은 청구항 1의 특징부에 따른 마이크로 칩 브레이커를 구비한 삽입체를 형성함으로써 달성되었다.

단지 도면을 통한 설명 및 비제한적인 목적으로, 이제는 본 발명이 첨부 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다.

도1의 (a)는 위로부터 경사지게 본, 본 발명의 절삭 삽입체의 사시도이다.

도1의 (b)는 도1의 (a)에 따른 절삭 삽입체의 코너 섹션의 확대도이다.

도2는 도1의 (b)의 선 A-A를 따라 취한 단면도이다.

도3은 도1의 (b)의 선 B-B를 따라 취한 단면도이다.

도4의 (a)는 위로부터 경사지게 본, 본 발명의 또 다른 절삭 삽입체의 사시도이다.

도4의 (b)는 도4의 (a)에 따른 절삭 삽입체의 코너 섹션의 확대도이다.

본 발명에 따른 절삭 삽입체는 도면 부호 1에 의해 지시되어 있다. 절삭 삽입체는 이중면 삽입체일 경우에는, 상부 레이크면(2)과, 이와 실질적으로 동일한 하부 레이크면을 포함한다. 2개의 주 표면 사이에는 측면(3)이 연장된다. 도1의 (a)[및 도4의 (a)]에서는 절삭 삽입체가 정사각형 기본 형상으로 도시되어 있지만, 삼각형, 직사각형, 육각형 및 마름모형 등의 다른 다각형 기본 형상을 가질 수도 있다. 모든 형상에서 공통되는 기본 특징은 적어도 2개의 측면(3)이 작동 원형 절삭 코너(4)에서 합류되고, 그 형태는 도1의 (b)에 명확하게 도시되어 있다. 원형절삭 코너는 원형 지점 또는 코너 절삭날(5)과, 코너 절삭날로부터 연장된 2개의 주 절삭날(6)을 갖는다. 제1 랜드(7)는 절삭날 바로 뒤에 인접하고, 양이든 음이든 경사를 가질 수도 있지만, 실질적으로 레이크면(2)의 평면과 평행한 평면이다. 하향으로 경사진 칩 각도 표면(8)이 제1 랜드(7) 뒤에서 연장된다. 도시된 삽입체가 이중면이기 때문에, 상부면(2) 상에 평면 지지면(9)이 위치된다. 그러나, 삽입체의 레이크면 상의 상기 및 다른 기하 형상은 절삭 코너와 관련하여 마이크로 칩 브레이커(10)의 존재인 본 발명의 필수적인 특징을 구성하는 것이 아니다.

따라서, 본 발명의 주요 특징은 소위 마이크로 칩 브레이커(10)의 존재이다. 마이크로 칩 브레이커는 전체 절삭 삽입체 주위로 연장될 수도 있지만, 적어도 공작물과 작동하도록 결합된 절삭날 부분을 따라 연장되어야 한다. 이러한 절삭날 부분은 일측의 원형 코너 절삭날(5)과, 타측의 2개의 주 절삭날(6) 중 일부를 포함한다. 도2 및 도3을 비교하면, 마이크로 칩 브레이커는 단면 A-A에서 끝난다는 것을 명확하게 알 수 있다. 마이크로 칩 브레이커는 연속적으로 감소되거나 급격하게 끝날 수도 있으나, 전자가 양호하다. 도1의 (b)[및 도4의 (b)]의 거리(d)는 절삭 삽입체의 절삭날의 전체 길이의 10 내지 50%이고, 양호하게는 20 내지 40%이다.

도3에 도시된 마이크로 칩 브레이커는 예컨대 프레싱 공구의 마이크로 기하 형상을 대응 방식으로 성형함으로써 제조된다. 또한, 마이크로 칩 브레이커는 연마에 의해 얻어질 수도 있다. 마이크로 리지(11)의 폭(b)은 제1 랜드(7)의 전체 폭(a)의 25 내지 80%이고, 양호하게는 45 내지 70%이다. 이러한 폭은 0.1 내지 0.8 ㎜이고, 적절하게는 0.1 내지 0.6 ㎜이고, 양호하게는 0.15 내지 0.4 ㎜이고, 구체적으로는 0.2 내지 0.35 ㎜이다. 제1 랜드의 폭은 마이크로 리지(11)가 끝날 때 보통 감소하는데, 이는 도2의 치수(a')를 통해 알 수 있다. 마이크로 리지의 높이(c)는 0.01 내지 0.1 ㎜인 것이 적절하고, 0.015 내지 0.06 ㎜인 것이 양호하다.

마이크로 리지(11)는 각각 주 절삭날과 코너 절삭날에 직접 인접한다. 이러한 연결은 예리한 칩 절단선을 따라 이루어질 수도 있지만, 양호하게는15 내지 60 ㎛의 반경을 갖는 둥근 절삭날 부분(12)에 걸쳐 이루어지는 것이 양호하다.

이중 가업 칩 처리 기하 형상으로 인해, 지금까지 하나 및 동일한 절삭 삽입체에 대해 이루어지지 못했던 조합 가능성이 얻어졌다. 이와 같이, 하나 및 동일한 절삭 삽입체는 정밀 및 일반 선삭 모두를 위해 사용될 수도 있다. 예컨대 0.15 ㎜/회전의 이송량을 갖는 정밀 선삭에서, 칩은 마이크로 리지(11) 뒤에 위치된 평면 제1 랜드 부분(13)에 대해 처리된다. 제1 랜드 부분(13)의 연장부와 절삭날로부터 떨어져 회전되는 마이크로 리지측 사이의 각도(α)는 10 내지 40°인 것이 적절하고, 15 내지 30°인 것이 양호하다. 예컨대 0.5 내지 0.6 ㎜/회전의 보통 이송량에서, 칩은 칩 각도 표면(8) 뒤의 리세스 또는 긴 오목부(14)에서 처리되도록 마이크로 칩 브레이커를 거쳐 칩 각도 표면(8)을 따라 하향으로 유동된다. 또한, 마이크로 리지의 존재는 박리 발생을 감소시켰고 제1 랜드 상의 정면 내마모성을 증가시켰다.

칩으로부터 절삭 삽입체로 전달된 열을 감소시키고 생성된 표면으로부터 떨어져 칩을 조종하기 위해, 오목부(15)는 제1 랜드 부분(13)과 칩 각도 표면(8) 사이의 전이부에 형성될 수도 있다. 이러한 오목부는 예컨대 참조로 본원에 설명된스웨덴 특허 출원 공고 제467,397호(및 미국 특허 제4,988,242호)에도 기재되어 있다. 그러나, 그러한 오목부의 존재는 본 발명의 하나의 양호한 실시예일 뿐이며, 도4의 (a) 및 도4의 (b)에서 알 수 있는 바와 같이 오목부가 없어도 무방하다.

결국, 상부 표면의 기하 형상은 단지 4개의 코너 중의 하나에만 도시되었다는 것이 지적되어야 한다. 물론, 레이크면의 기하 형상은 다른 코너와 동일한 방식으로 형성될 수도 있다.

Claims (8)

1. 상부 레이크면(2) 및 대향된 하부면과, 둥근 작동 절삭 코너(4)를 통해 상호 연결된 적어도 2개의 측면(3)과, 레이크면 상의 긴 제1 랜드(7)를 포함하며, 측면들 및 절삭 코너는 각각 주 절삭날(6) 및 코너 절삭날(5)을 따라 레이크면(2)에 인접하고 제1 랜드는 상기 절삭날들에 인접한, 양호하게는 피복 또는 피복되지 않은 초경 합금인 경질 재료로 되어 있으며 다각형 기본 형상을 갖는 절삭 삽입체이며,

   적어도 작동 절삭 코너에 인접한 제1 랜드 상에는, 인접한 절삭날을 따라 연장된 마이크로 리지(11)와, 마이크로 리지 뒤에 위치된 제1 랜드 부분(13)을 포함한 마이크로 칩 브레이커(10)가 제공되고, 작동 절삭 코너에서의 제1 랜드의 전체 폭(a)은 0.1 내지 0.8 ㎜이고, 마이크로 리지(11)의 폭(b)은 상기 폭의 25 내지 80%인 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
2. 제1항에 있어서, 작동 절삭 코너에서의 제1 랜드의 전체 폭(a)은 0.1 내지 0.6 ㎜인 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 랜드 부분(13)에 대한 마이크로 리지(11)의 높이(c)는 0.01 내지 0.1 ㎜인 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마이크로 칩 브레이커는 작동 절삭 코너에 인접한 주 절삭날의 2개의 연장부의 교차점으로부터 시작하여 절삭 삽입체의 절삭날의 전체 길이의 10 내지 50% 연장되고, 절삭 삽입체의 절삭날의 전체 길이는 상기 교차점과 다음의 대응 교차점 사이의 거리로서 한정되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 모든 작동 절삭날은 둥근 절삭날 부분(12)을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상부 레이크면은 제1 랜드 부분(13) 뒤에서 하향으로 경사진 경사면 및 상부 레이크면에 형성된 복수개의 오목부(15)들을 더 포함하고, 각각의 오목부(15)는 경사면(8)과 제1 랜드 부분(13)에 중첩되는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절삭 삽입체가 이중면으로 된 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.
8. 제1항에 있어서, 상부 레이크면(2)에 대향된 하부면은 레이크면이고 이와 동일한 형상인 것을 특징으로 하는 절삭 삽입체.

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