KR101104545B1 - 절삭 인서트 및 그 절삭 인서트가 장착된 커터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절삭 인서트 및 그 절삭 인서트가 장착된 커터에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 인서트 및 그 절삭 인서트가 장착된 커터는, 상면(12)과 하면(14)에 대하여 축(O)이 수직하게 형성되는 체결 홀(20), 상면(12)과 하면(14)의 양쪽 측면에 각각 형성된 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18), 상면(12)과 접선을 이루고 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18)와 직교되는 위치에 형성되는 제1 곡면(22), 하면(14)과 접선을 이루고 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18)와 직교되는 위치에 형성되는 제2 곡면(24), 제1 세퍼레이터 그루브(16)의 한 쪽에 상면(12)과 예각을 이루어 모서리에 제1 선형절인(42)과 제1 곡률절인(52)이 형성되는 제1 측면(32), 제2 세퍼레이터 그루브(18)의 한 쪽에 상면(12)과 예각을 이루어 모서리에 제2 선형절인(44)과 제2 곡률절인(54)이 형성되는 제2 측면(34), 제1 세퍼레이터 그루브(16)의 한 쪽에 하면(14)과 예각을 이루어 모서리에 제3 선형절인(46)과 제3 곡률절인(56)이 형성되는 제3 측면(36) 및 제2 세퍼레이터 그루브(18)의 한 쪽에 하면(14)과 예각을 이루어 모서리에 제4 선형절인(48)과 제4 곡률절인(58)이 형성되는 제4 측면(38)을 포함한다.
절삭인서트, 커터, 절인, 선형절인, 곡률절인, 양면형

Description

절삭 인서트 및 그 절삭 인서트가 장착된 커터 {Cutting insert and Cutter installed the same}
본 발명은 절삭인서트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기어 가공용 커터에 설치되어 피삭재에 기어를 형성시키도록 하는 절삭인서트에 관한 것이다.
일반적으로 절삭인서트는 모서리에 절인이 형성되고, 그 절삭인서트는 커터에 설치되며, 커터와 피삭재의 상대 운동하여 절인에 의해 피삭재가 절삭 가공된다.
상술한 절삭가공되는 예로서 기어가공이 있고, 이때 휠 타입의 커터에 절삭인서트가 설치되고, 상술한 커터가 회전되면서 피삭재에 홈을 가공하여 기어를 형성시키는 것이다.
다른 한편으로 절삭인서트는 대략 육면체의 형상에서 사방의 모서리에 절인을 형성한 것으로서 어느 하나의 절인이 수명이 종료되면 그 절삭인서트를 뒤집거나 방향을 돌려서 사용하지 않은 절인을 이용하여 절삭가공을 하게 된다.
또한, 절인은 평면과 측면이 만나는 모서리에 형성되는 것이고, 이때 평면과 측면이 만나는 각도는 예각을 이루고, 저면과 상술한 측면이 이루는 각도는 둔각을 이루며, 예각을 이루는 쪽의 모서리가 절인으로서 역할을 하게 된다.
즉, 절삭인서트의 단면을 보면 평형사변형 또는 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있고, 이로써 절삭인서트에는 최대 2종류의 절인이 형성될 수 있고 이로써 절삭인서트의 사용 효율이 극히 저하되는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해소하고자 제안된 기술로서 국제공개특허공보 WO 2006/28837, 접선 절단 삽입체 및 밀링 절단기(A Tangential cutting insert and milling cutter: 이하 "종래의 절삭인서트"라고 함)가 알려져 있다.
상술한 종래의 절삭인서트는 단면형상이 한 쌍의 평행사변형 또는 한 쌍의 사다리꼴 형상으로 이루어지고 한 쌍의 평행사변형 또는 한 쌍의 사다리꼴 형상의 양측 모서리에 각각 절인이 형성되어 하나의 절삭인서트에 최대 4개의 절인이 형성되는 구성이다.
그러나 상술한 절삭인서트는 한 쌍의 평행사변형 또는 한 쌍의 사다리꼴 형상의 양측 모서리에 각각 절인이 형성된 것으로서, 실제 가공할 때에 절삭칩 배출이 상단부 상향 절인에서 하단부 하향 절인 쪽으로 배출되고 이때 연장된 하단부 상승절인에 의해 칩 배출이 원활치 못하는 문제점이 있다.
또한, 상술한 바와 같이 육면체의 어느 한쪽 측면에 복수 개의 절인을 형성시키기 위해서는 어느 하나의 제1 절인에 포함된 제1 측면과 다른 하나의 제2 절인에 포함된 제2 측면이 형성되는데 이때 제1 측면과 제2 측면은 서로 다른 방향의 경사 각도를 갖는 것이고, 이처럼 하나의 측면에 서로 다른 2종류의 제1, 제2 측면 을 형성시키기 위해서는 절삭인서트를 소결에 제작공정을 통하여 제작하게 되고 이로써 제조단가가 상승하는 문제점이 있다.
다른 한편으로, 절삭인서트가 커터에 체결되어 장착된 후에 절삭가공이 진행 되는 동안에 절삭인서트에는 커터에서 절삭인서트가 벗겨지려는 방향으로 응력이 가해질 수 있고 이러한 응력은 절삭인서트의 결속력을 약화시킬 수 있으며 심지어는 절삭인서트가 커터에서 분리되어 안전사고가 발생할 수 있고, 가공중인 피삭재는 상품가치가 없어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 절삭인서트의 한쪽 측면에 세퍼레이터 그루브를 형성하고 그 세퍼레이터 그루브의 양쪽에 각각 절인의 측면을 형성시켜 2종류의 절인을 형성시킬 수 있도록 하고, 상기 2종류의 절인은 절삭가공에 의해 형성시킬 수 있도록 하는 절삭인서트를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한 되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트는, 상면과 하면에 대하여 축(O)이 수직이게 형성되는 체결 홀; 상기 상면과 상기 하면의 양쪽 측면에 각각 형성된 제1, 제2 세퍼레이터 그루브; 상기 상면과 접선을 이루고 상기 제1, 제2 세퍼레이터 그루브와 직교 되는 위치에 형성되는 제1 곡면; 상기 하면과 접선을 이루고 상기 제1, 제2 세퍼레이터 그루브와 직교 되는 위치에 형성되는 제2 곡면; 상기 제1 세퍼레이터 그루브의 한 쪽에 상기 상면과 예각을 이루어 모서리에 제1 선형절인과 제1 곡률절인이 형성되는 제1 측면; 상기 제2 세퍼레이터 그루브의 한 쪽에 상기 상면과 예각을 이루어 모서리에 제2 선형절인과 제2 곡률절인이 형성되는 제2 측면; 상기 제1 세퍼레이터 그루브의 한 쪽에 상기 하면과 예각을 이루어 모서리에 제3 선형절인과 제3 곡률절인이 형성되는 제3 측면; 및 상기 제2 세퍼레이터 그루브의 한 쪽에 상기 하면과 예각을 이루어 모서리에 제4 선형절인과 제4 곡률절인이 형성되는 제4 측면;을 포함한다.
또한, 상기 모든 예각은 70° 내지 85°인 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 선형절인과 상기 제2 선형절인과 상기 제3 선형절인과 상기 제4 선형절인은 평행한 것일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트가 장착된 커터는, 상기 상면 또는 상기 하면이 접하는 베이스 시트; 상기 베이스 시트의 측방에 오목하게 형성된 세퍼레이터 그루브; 상기 세퍼레이터 그루브의 한쪽에 상기 베이스 시트와 둔각(e)을 이루고 상기 제1, 제3 측면 또는 상기 제2, 제4 측면이 접하는 제1 측면시트; 및 상기 세퍼레이터 그루브의 다른 한쪽에 상기 베이스 시트와 예각(f)을 이루고 상기 제2, 제4 측면 또는 상기 제1, 제3 측면이 접하는 제2 측면시트;를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 절삭인서트는 절삭인서트의 양쪽 측면에 세퍼레이터 그루브를 형성시키고 그 세퍼레이터 그루브의 양쪽에 각각 절인 의 측면을 형성시킴으로써 2종류의 절인을 구현할 수 있고, 특히 절삭인서트는 소결제작 이외에 절삭가공에 의한 제작이 가능할 수 있고, 이로써 절삭인서트의 제조원가를 낮출 수 있는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 절삭인서트는 절인을 절삭가공에 의해 가공함으로써 절인을 더욱 정교하게 제공할 수 있고 이로써 피삭제를 절삭가공할 때에 더욱 정밀한 절삭가공이 이루어질 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트에 대해서 설명한다.
첨부도면 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트를 설명하기 위한 사시 예시도면 및 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트를 배면 방향에서 보인 예시도면과 뒤집어 놓은 상태를 보인 예시도면이고 첨부도면 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트의 평면도와 측면도를 보인 예시도면이며, 첨부도면 도 4는 도 3의 A-A선 단면도 및 도 3의 B-B선 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 절삭인서트(10)는 상면(12)과 하면(14)이 평행하고, 상면(12)에 대하여 직교하는 방향으로 체결 홀(20)이 형성되며, 상면(12)과 하면(14)의 양쪽 측방에 각각 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18)가 형성된다.
또한, 상술한 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18)와 직교 되는 양쪽 측방에 각각 제1, 제2 곡면(22)(24)이 형성된다.
상술한 제1 곡면(22)의 한쪽은 상술한 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18)에 대하여 측면으로 할 때에 상술한 상면(12)과 접선을 이룰 수 있고, 상술한 제2 곡면(22)의 한쪽은 상술한 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18)에 대하여 측면으로 할 때에 상술한 하면(14)과 접선을 이룰 수 있다.
또한, 상술한 제1 곡면(22)과 제2 곡면(24)은 상술한 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18)에 대하여 측면으로 할 때에 점대칭으로 형성될 수 있다.
또한, 상술한 절삭인서트(10)는 상술한 제1 세퍼레이터 그루브(16)를 기준으로 양쪽에 각각 제1, 제3 측면(32)(36)이 형성되고, 상술한 제2 세퍼레이터 그루브(18)를 기준으로 양쪽에 각각 제2, 제4 측면(34)(38)이 형성된다.
상술한 제1, 제2, 제3, 제4 측면(32)(34)(36)(38)은 소정의 각도로 경사지게 형성될 수 있고, 이때 제1 측면(32)과 제3 측면(34)은 서로 반대 방향으로 경사지게 형성될 수 있으며, 제2 측면(34)과 제4 측면(36)은 서로 반대 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 제1, 제2, 제3, 제4 측면(32)(34)(36)(38)이 경사지게 형성 됨에 따라 제1 측면(32)과 상면(12)이 접하는 모서리에 제1 선형 절인(42)이 형성 되고, 제1 곡면(22)과 제1 측면(32)이 접하는 모서리에 제1 곡률 절인(52)이 형 성되며, 이때 제1 선형 절인(42)과 제1 곡률 절인(52)은 접선으로 연결되어 연속된 하나의 절인으로 형성될 수 있다.
마찬가지로 상술한 제2 측면(34)과 상면(12) 및 제1 곡면(22)이 접하는 모서리에 각각 제2 선형절인(44)과 제2 곡률절인(54)이 형성된다.
또한, 마찬가지로 상술한 제3 측면(36)과 하면(14) 및 제2 곡면(24)이 접하는 모서리에 각각 제3 선형절인(46)과 제3 곡률절인(56)이 형성되고, 상술한 제4 측면(38)과 하면(14) 및 제2 곡면(24)이 접하는 모서리에 각각 제4 선형절인(48)과 제4 곡률절인(58)이 형성된다.
다른 한편으로, 상술한 제1 선형 절인(42)은 제2, 제3, 제3 선형 절인(44)(46)(48)과 평행할 수 있다.
또한, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 상술한 제1 측면(32)과 제2 측면(34)은 제1 축(Oa)을 기준으로 좌우 대칭일 수 있고, 제3 측면(36)과 제4 측면(38)은 제2 축(Ob)을 기준으로 좌우 대칭일 수 있다.
또한, 상면(12)과 제1 측면(32) 또는 제2 측면(34)이 이루는 각도는 예각(a)이고, 하면(14)과 제3 측면(36) 또는 제4 측면(38)이 이루는 각도는 예각(c)일 수 있다.
상술한 예각(a)(c)은 70° 내지 85°일 수 있고, 이때 예각(a)(c)이 70° 내지 85°의 범위로 형성됨으로써 제1, 제2, 제3, 제4 선형 절인(42)(44)(46)(48)의 최적 절삭 각도를 구현할 수 있고, 이로써 칩 배출의 유도, 적절한 절입량 및 절삭저항 최적화 등을 구현할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 절삭인서트(10)의 작용을 첨부도면 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
첨부도면 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트가 커터에 설치된 일례를 설명하기 위한 사시예시도면 및 평면예시도면이고, 첨부도면 도 7은 도 6의 C-C선 단면도 및 도 6의 D-D선 단면도이다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 절삭인서트(10)는 커터(100)의 양쪽면(100a)(100b)의 외주에 배치되어 볼트(140)를 이용하여 고정 설치될 수 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 상술한 커터(100)에는 절삭인서트(10)를 안착시키기 위한 시트가 형성되고, 그 시트는 바닥면을 이루는 베이스 시트(110)와 측면을 이루는 제1, 제2 측면시트(122)(124)가 마련되며, 제1 측면시트(122)와 제2 측면시트(124)는 세퍼레이터 그루브(120)에 의해 구분되어 제1 측면시트(122)와 제2 측면시트(124)의 표면의 경사방향이 서로 다를 수 있다.
더욱 상세하게는 상술한 베이스 시트(110)와 제1 측면시트(122)가 이루는 각도는 둔각(e)일 수 있고, 베이스 시트(110)와 제2 측면시트(124)가 이루는 각도는 예각(f)일 수 있다.
또한, 상술한 베이스 시트(110)와 제1 측면시트(122)가 이루는 각도는 절삭인서트(10)의 하면(14)과 제2 측면(34)이 이루는 각도와 동일할 수 있고, 베이스 시트(110)와 제2 측면시트(124)가 이루는 각도는 절삭인서트(10)의 하면(14)과 제4 측면(38)이 이루는 각도와 동일할 수 있다.
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이 커터(100)가 반시계방향으로 회전하면서 절삭가공이 이루어지는데, 이때 커터(100)의 어느 한쪽 측면(100a)에 설치된 절삭인서트(10)는 제1 선형절인(42)과 제1 곡률절인(52) 또는 제3 선형절인(46)과 제3 곡률절인(56)에 의해 절삭이 이루어진다.
다른 한편으로, 커터(100)의 다른 한쪽 측면(100b)에 설치된 절삭인서트(10)는 제2 선형절인(44)과 제2 곡률절인(54) 또는 제4 선형절인(48)과 제4 곡률절인(58)에 의해 절삭이 이루어진다.
즉, 제1, 제2 선형절인(42)(44)과 제1, 제2 곡률절인(52)(54)의 수명을 다하였을 때에는 절삭인서트(10)를 뒤집어서 장착할 수 있고, 절삭인서트(10)가 뒤집히면 제3, 제4 선형절인(46)(48)과 제3, 제4 곡률절인(56)(58)을 이용하여 절삭가공을 하는 것이다.
또한, 절삭가공이 이루어지는 동안에 절삭인서트(10)에는 응력이 가해질 수 있고, 이러한 응력은 절삭인서트(10)가 커터(100)에서 분리되는 방향으로 가해질 수 있는데, 본 발명에 일실시예에 따른 절삭인서트(10)는 베이스 시트(110)의 제2 측면시트(124)에 제4 측면(38)이 닿도록 배치되고 이때 베이스 시트(110)와 제2 측면시트(124)가 예각(f)으로써 절삭인서트(10)가 커터(100)에서 분리되지 않도록 더욱 견고하게 고정 상태를 유지하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 절삭인서트(10)는 절삭인서트(10)의 양쪽 측면에 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18)를 형성시키고 그 세퍼 레이터 그루브(16)(18)의 양쪽에 각각 2종류의 측면을 형성시킴으로써 2종류의 절인을 구현할 수 있고, 특히 절삭인서트는 소결제작 이외에 절삭가공에 의한 제작이 가능할 수 있고, 이로써 절삭인서트의 제조원가를 낮출 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 절삭인서트(10)는 절인을 절삭가공에 의해 가공함으로써 절인을 더욱 정교하게 제공할 수 있고 이로써 피삭제를 절삭가공할 때에 더욱 정밀한 절삭가공이 이루어질 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트는 커터에 설치되어 기어를 절삭가공하는 데에 이용될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트를 설명하기 위한 사시 예시도면 및 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트를 배면 방향에서 보인 예시도면과 뒤집어 놓은 상태를 보인 예시도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트의 평면도와 측면도를 보인 예시도면이다.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도 및 도 3의 B-B선 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭인서트가 커터에 설치된 일례를 설명하기 위한 사시예시도면 및 평면예시도면이다.
도 7은 도 6의 C-C선 단면도 및 도 6의 D-D선 단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10: 절삭인서트 12: 상면
14: 하면 16, 18: 제1, 제2 세퍼레이터 그루브
20: 체결 홀 22, 24: 제1, 제2 곡면
32, 34, 36, 38: 제1, 제2, 제3, 제4 측면
42, 44, 46, 48: 제1, 제2, 제3, 제4 선형 절인
52, 54, 56, 58: 제1, 제2, 제3, 제4 곡률 절인
O: 축 Oa, Ob: 제1, 제2 축
100: 커터 110: 베이스 시트
122, 124: 제1, 제2 측면시트 140: 볼트

Claims (4)

  1. 상면(12)과 하면(14)에 대하여 축(O)이 수직이게 형성되는 체결 홀(20);
    상기 상면(12)과 상기 하면(14)의 양쪽 측면에 각각 형성된 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18);
    상기 상면(12)과 접선을 이루고 상기 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18)와 직교 되는 위치에 형성되는 제1 곡면(22);
    상기 하면(14)과 접선을 이루고 상기 제1, 제2 세퍼레이터 그루브(16)(18)와 직교 되는 위치에 형성되는 제2 곡면(24);
    상기 제1 세퍼레이터 그루브(16)의 한 쪽에 상기 상면(12)과 예각을 이루어 모서리에 제1 선형절인(42)과 제1 곡률절인(52)이 형성되는 제1 측면(32);
    상기 제2 세퍼레이터 그루브(18)의 한 쪽에 상기 상면(12)과 예각을 이루어 모서리에 제2 선형절인(44)과 제2 곡률절인(54)이 형성되는 제2 측면(34);
    상기 제1 세퍼레이터 그루브(16)의 한 쪽에 상기 하면(14)과 예각을 이루어 모서리에 제3 선형절인(46)과 제3 곡률절인(56)이 형성되는 제3 측면(36); 및
    상기 제2 세퍼레이터 그루브(18)의 한 쪽에 상기 하면(14)과 예각을 이루어 모서리에 제4 선형절인(48)과 제4 곡률절인(58)이 형성되는 제4 측면(38);
    을 포함하는 절삭인서트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모든 예각은 70° 내지 85°인 것을 특징으로 하는 절삭인서트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 선형절인(42)과 상기 제2 선형절인(44)과 상기 제3 선형절인(46)과 상기 제4 선형절인(48)은 평행한 것을 특징으로 하는 절삭인서트.
  4. 상기 청구항 1에 기재된 상기 상면(12) 또는 상기 하면(14)이 접하는 베이스 시트(110);
    상기 베이스 시트(110)의 측방에 오목하게 형성된 세퍼레이터 그루브(120);
    상기 세퍼레이터 그루브(120)의 한쪽에 상기 베이스 시트(110)와 둔각(e)을 이루고 상기 제1, 제3 측면(32)(36) 또는 상기 제2, 제4 측면(34)(38)이 접하는 제1 측면시트(122); 및
    상기 세퍼레이터 그루브(120)의 다른 한쪽에 상기 베이스 시트(110)와 예각(f)을 이루고 상기 제2, 제4 측면(34)(38) 또는 상기 제1, 제3 측면(32)(36)이 접하는 제2 측면시트(124);
    를 포함하는 절삭 인서트가 장착된 커터.
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