KR101103216B1 - 원형 형상을 갖는 양면형 절삭 삽입체 및 이를 사용하는 절삭 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 절삭 삽입체는 원형의 상면과, 상기 상면과 동일한 형상의 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 원통형 측면과, 상기 상면과 상기 측면 사이와 상기 하면과 상기 측면 사이에 각각 형성되는 절삭날을 포함하고, 상기 절삭 삽입체의 측면에는 그 원주방향으로 상기 상면과 하면에 대해 실질적으로 수직인 복수 개의 회전방지면이 형성된다.

원형, 양면형, 절삭 삽입체, 회전방지면, 돌출면

Description

원형 형상을 갖는 양면형 절삭 삽입체 및 이를 사용하는 절삭 공구 {DOUBLE-SIDED CUTTING INSERT HAVING A CIRCULAR SHAPE AND CUTTING TOOL USING THE SAME}

본 발명은 원형 형상을 갖는 양면형 절삭 삽입체 및 이를 사용하는 절삭 공구에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 절삭 공구에 보다 안정적으로 장착될 수 있는 절삭 삽입체 및 이를 사용하는 절삭 공구에 관한 것이다.

밀링 커터에 사용되는 절삭 삽입체는 밀링 커터 본체에 형성되는 복수 개의 포켓에 장착되고, 상기 절삭 삽입체는 그 중앙에 형성된 나사구멍에 삽입되는 클램프 나사에 의해 각각의 포켓에 고정된다. 그런데, 이러한 절삭 삽입체는 절삭 공정 시 피가공물로부터의 반력에 의해 회전토크를 받는다. 상기 절삭 삽입체의 형상이 다각형(삼각형, 사각형 등)인 경우에는, 그러한 회전토크를 받더라도 절삭 삽입체의 측면이 포켓 내에 형성된 장착벽과 정합되므로, 절삭 삽입체의 회전은 발생하지 않는다. 그러나, 상기 절삭 삽입체의 형상이 원형인 경우에는, 절삭 삽입체의 측면과 포켓의 장착벽이 서로 정합되더라도 절삭 삽입체가 포켓에서 회전되어 이탈해버리는 문제가 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래의 절삭 삽입체(10)는 도1a에 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체(10)의 하측면 또는 하면에 복수 개의 함몰부(12)를 형성하고, 도1b에 도시된 바와 같이, 상기 절삭 삽입체(10)가 안착되는 밀링 커터의 포켓(20)에는 상기 절삭 삽입체(10)의 함몰부(12)에 정합되는 돌출부(14)를 형성함으로써, 절삭 공정 시 절삭 삽입체의 회전을 방지하도록 하였다. 그러나, 이러한 절삭 삽입체(10)는 단면형으로만 사용될 수 있어 비경제적일 뿐만 아니라, 절삭 삽입체(10)의 측면 중에서 포켓의 돌출부(14)와 정합되는 부분이 함몰부(12)가 형성되는 하측면에 불과하므로, 절삭 삽입체(10)와 포켓(20) 사이에 넓은 장착면적을 확보할 수 없어 절삭 삽입체(10)의 장착이 불안정하다는 문제점이 있었다.

한편, 절삭 공정 시 그 회전을 방지하면서도 양면형으로 사용 가능한 절삭 삽입체(30)는 미국특허 6,607,335호에 개시되어 있다. (도2a 및 도2b 참조) 상기 절삭 삽입체(30)는 그 측면의 원주방향으로 상하 대칭적으로 형성된 접촉 표면(32, 32')을 구비하고 상측 또는 하측의 접촉 표면 중 어느 하나(32 또는 32')가 공구 본체(40)와 정합됨으로써 절삭 삽입체의 회전을 방지한다. 그러나, 상하로 형성된 접촉 표면 중 오직 하나의 접촉 표면(32 또는 32')만이 공구 본체와 정합되므로, 마찬가지로 절삭 삽입체(30)와 공구 본체(40) 사이에 넓은 장착면적이 확보될 수 없다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 절삭 삽입체와 포켓 사이의 넓은 장착면적을 확보할 수 있는 원형 형상의 양면형 절삭 삽입체 를 제공한다.

본 발명에 따른 절삭 삽입체는 원형의 상면과, 상기 상면과 동일한 형상의 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 원통형 측면을 포함하고, 상기 절삭 삽입체의 측면에는 그 원주방향으로 상기 상면과 하면에 대해 실질적으로 수직인 복수 개의 회전방지면이 형성된다.

절삭 삽입체와 포켓 사이의 넓은 장착면적을 확보할 수 있는 원형 형상의 양면형 절삭 삽입체를 제공한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 절삭 삽입체(100)의 사시도이고, 도4는 상기 절삭 삽입체(100)가 밀링 커터(200)에 장착된 상태를 도시하고, 도5는 상기 밀링 커터(100)에 형성된 포켓(220)의 확대사시도이다.

제1 실시예에 따른 절삭 삽입체(100)는 도3에 도시된 바와 같이, 원형의 상면(120)과, 상기 상면(120)과 동일한 형상의 하면(140)과, 상기 상면(120)과 상기 하면(140)을 연결하는 원통형 측면(160)과, 상기 상면(120)과 상기 측면(160) 사이와 상기 하면(140)과 상기 측면(160) 사이에 각각 형성되는 절삭날을 포함한다. 상기 절삭 삽입체(100)의 측면(160)에는 그 원주방향으로 상기 상면(120)과 하면(140)에 대해 실질적으로 수직인 복수 개의 회전방지면(162)이 형성된다. 상기 회전방지면(162)은 절삭 삽입체 측면의 내측 방향으로 함몰된 곡면으로 형성된다.

또한, 절삭 삽입체(100)가 고정되는 밀링 커터(200)에는 도5에 도시된 바와 같이, 절삭 삽입체(100)가 교환가능하게 고정되는 하나 이상의 포켓(220)이 구비되고, 상기 포켓(220)은 상기 절삭 삽입체(100)의 상면 또는 하면이 안착되는 포켓 바닥면(222)과 상기 절삭 삽입체의 측면(160)이 안착되는 포켓측면(224)을 포함하고, 상기 포켓측면(224)에는 상기 절삭 삽입체(100)의 회전방지면(162)과 정합되어 절삭 삽입체의 회전을 방지하는 돌출면(226)이 형성된다.

절삭 삽입체의 측면(160)에서 그 원주 방향으로 상면(120)과 하면(140)에 대해 실질적으로 수직으로 형성되는 회전방지면(162)은 절삭 삽입체의 측면(160) 상에서 넓은 면적으로 형성될 수 있으므로, 절삭 삽입체(100)를 포켓(220)에 보다 안정적으로 장착할 수 있다.

한편, 포켓의 돌출면(226)은 2개로 형성되고, 서로 90도로 이격되는 것이 바람직하다. 이는 포켓의 돌출면(226) 사이의 각도가 90도인 경우, 그 각도가 예각인 경우보다는, 절삭 삽입체의 회전을 더욱 안정적으로 방지할 수 있고 절삭 공정 시 절삭 삽입체에 가해지는 회전토크로 인한 힘이 각각의 포켓의 돌출면(226)에 과도하게 집중되는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 또한, 회전방지면(162)은 절삭 삽입체의 측면(160)에 그 원주 방향으로 4개 또는 8개로 등각도로 형성되는데, 포켓의 돌출면(226)이 서로 90도로 이격되어 있는 경우에는, 그 개수가 4개인지 8개인지 여부에 관계없이 돌출면(226)과 유효하게 정합될 수 있다.

또한, 돌출면(226)은 그 상하두께(H2)가 회전방지면(162)의 상하두께(H1)보 다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상면 절삭날이 마모되어 더 이상 절삭을 수행할 수 없게 되면 절삭 삽입체를 뒤집어 포켓에 안착되도록 하게 되는데, 돌출면(226)의 상하두께(H2)가 회전방지면(162)의 상하두께(H1)보다 작게 형성되는 경우 돌출면(226) 및 회전방지면(162)의 두께에 각각 공차가 발생하더라도 회전방지면(162)이 포켓 돌출면(226)과 유효하게 정합될 수 있으므로 절삭 삽입체의 제조에 소요되는 비용과 노력을 줄일 수 있기 때문이다. 이 경우, 돌출면(226)의 상하두께(H2)는 회전방지면(162)의 상하두께(H1)보다 0.1mm이상 작게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 회전방지면(162)의 상하방향으로 연장되는 양측 모서리(163, 164)는 절삭 삽입체 측면(160)의 원주 상에 또는 그 내측에 존재하는 것이 바람직하다.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 절삭 삽입체(500)의 사시도이다. 제1 실시예와 공통되는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호로 지시된다. 다만, 제2 실시예에서 회전방지면(162)은 제1 실시예와는 달리 평면으로 형성된다. 평면으로 형성되는 회전방지면(162)은 그 치수가 당초 설계대로 정확하게 형성되지 않더라도 돌출면과 정합되어 회전방지기능을 제공하는 데 지장이 없으므로, 절삭 삽입체를 제조하는 데 소요되는 비용과 노력을 대폭적으로 줄일 수 있게 된다.

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.

예를 들어, 도4는 절삭 삽입체(100)가 밀링 커터(200)에 나사로 고정되는 실시예를 도시하고 있으나, 웨지형으로 고정되는 실시예를 고려할 수 있다. 또한, 도3은 절삭날이 정확하게 원형인 실시예를 도시하고 있으나, 도7에 도시된 바와 같이 그 절삭날들이 물결 형상을 구비하는 실시예를 고려할 수 있다. 또한, 도6은 회전방지면(162)이 단일 평면으로 형성되어 있는 것을 도시하고 있으나, 도8에 도시된 바와 같이, 서로 각도를 이루어 형성되는 두 개의 경사면으로 형성되는 실시예를 고려할 수 있다. 또한, 이제까지는 절삭 삽입체(100)가 밀링 커터(200)에 고정되는 실시예를 설명하였으나, 절삭 삽입체가 선반에 고정되는 실시예도 고려할 수 있다. 이러한 실시예들은 본 발명의 범위 내의 자명한 변형 정도에 지나지 않는다.

도1a는 종래의 절삭 삽입체의 사시도이고, 도1b는 도1a의 절삭 삽입체가 안착되는 포켓의 사시도이다.

도2a는 종래의 원통 형상을 갖는 양면형 절삭 삽입체의 사시도이고, 도2b는 도2a의 절삭 삽입체가 공구 본체에 안착되는 것을 도시하는 사시도이다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 절삭 삽입체의 사시도이다.

도4는 도3의 절삭 삽입체가 밀링 커터에 장착된 것을 도시한다.

도5는 도4에 도시된 밀링 커터에 형성되는 포켓의 사시도이다.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 절삭 삽입체의 사시도이다.

도7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 절삭 삽입체의 사시도이다.

도8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 절삭 삽입체의 사시도이다.

Claims (11)

1. 하나 이상의 포켓을 포함하는 공구 본체와,

   상기 포켓에 교환가능하게 고정되며 원형의 상면과, 상기 상면과 동일한 형상의 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 원통형 측면과, 상기 상면과 상기 측면 사이와 상기 하면과 상기 측면 사이에 각각 형성되는 절삭날을 포함하는 하나 이상의 절삭 삽입체를 포함하고,

   상기 절삭 삽입체의 측면에는 그 원주방향으로 상기 상면과 하면에 대해 실질적으로 수직인 복수 개의 회전방지면이 형성되고,

   상기 공구 본체의 포켓은 상기 절삭 삽입체의 상면 또는 하면이 안착되는 포켓 바닥면과 상기 절삭 삽입체의 측면이 안착되는 포켓측면을 포함하고, 상기 포켓측면에는 상기 절삭 삽입체의 회전방지면과 정합되어 상기 절삭 삽입체의 회전을 방지하는 돌출면이 형성되고,

   상기 회전방지면은 절삭 삽입체 측면의 내측 방향으로 함몰된 곡면이고,

   상기 돌출면의 상하두께는 상기 회전방지면의 상하두께보다 0.1 mm 이상 작은, 절삭 공구.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 돌출면은 2개로 형성되고, 서로 90도 이격된, 절삭 공구.
8. 제7항에 있어서, 상기 절삭 삽입체의 회전방지면은 4개로 형성되고, 상기 회전방지면은 절삭 삽입체 측면의 원주방향으로 등각도로 형성되는, 절삭 공구.
9. 제7항에 있어서, 상기 절삭 삽입체의 회전방지면은 8개로 형성되고, 상기 회전방지면은 절삭 삽입체 측면의 원주방향으로 등각도로 형성되는, 절삭 공구.
10. 제1항에 있어서, 상기 절삭날은 물결 형상을 구비하는, 절삭 공구.
11. 원형의 상면과,

    상기 상면과 동일한 형상의 하면과,

    상기 상면과 상기 하면을 연결하는 원통형 측면과,

    상기 상면과 상기 측면 사이와 상기 하면과 상기 측면 사이에 각각 형성되는 절삭날을 포함하고,

    상기 절삭 삽입체의 측면에는 그 원주방향으로 상기 상면과 하면에 대해 실질적으로 수직인 복수 개의 회전방지면이 형성되고,

    상기 회전방지면은 절삭 삽입체 측면의 내측 방향으로 함몰된 곡면인, 절삭 삽입체.

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