KR101515994B1 - 인서트 및 이를 장착하는 공구 홀더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절인을 상면과 측면 사이에만 형성하여 제한된 두께에서 절인의 경사각을 충분히 줄 수 있고, 공구 홀더와의 체결성을 향상시킬 수 있는 인서트를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 인서트는, 둘레를 따라 3개 이상의 코너를 가지고, 상면과 주측면 사이의 모서리에 형성되는 주절인과 상기 상면과 부측면 사이의 모서리에 형성되는 부절인이 상기 코너 사이에 연속해서 놓이며, 평평한 하면을 가지는 인서트로서, 상기 주절인은 상기 부절인을 향하는 방향으로 갈수록 점점 높이가 낮아지는 경사각을 이루고, 상기 주측면은 상기 주절인에 접하는 제1 단 주측면과 상기 하면에 접하는 제2 단 주측면이 서로 다른 여유각으로 연속되어 이루어지고, 상기 부측면은 상기 부절인에 접하는 제1 단 부측면과 상기 하면에 접하는 제2 단 부측면이 서로 다른 여유각으로 연속되어 이루어진다.

Description

인서트 및 이를 장착하는 공구 홀더{Single-faced insert and tool holder for mounting the same}
본 발명은 절삭 또는 홈 가공을 위해 사용되는 인서트 및 이를 장착하는 공구 홀더에 관한 것이다.
일반적으로, 인서트는 공작기계에 장착된 절삭공구에 체결되어 철, 비철금속, 비금속 재료 등으로 구성된 피삭재를 절삭 가공하는데 사용된다.
이러한 인서트는, 통상적으로, 상면과, 하면과, 그리고 상면과 하면을 연결하는 다수의 측면을 구비한다. 측면과 상면 사이에는 상부 절인이 제공되고, 측면과 하면 사이에는 하부 절인이 제공된다.
종래 기술로서, 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같은 한국등록특허 제10-1240880에는 상부측(상면)(11)과, 하부측(하면)(12)과, 그리고 그 사이에 형성된 날 면(13A, 13B, 14A, 14B, 15A, 15B)을 포함하고, 상부측(11)과 하부측(12)이 실질적으로 동일하여 양면 사용이 가능한 양면형 인서트가 개시된다. 특히, 피삭재를 더 쉽게 절삭하도록 주 절삭날(16)(이하, '주절인'이라 함)에는 경사각이 주어지며, 이러한 주 절삭날(16)은 평면(P1, P2)에 대해서 오목하게 들어간 칩 파괴 오목부(21)(이하, '경사면'이라 함)에 연결된다.
하지만, 기존의 양면형 인서트는 상면(11) 과 하면(12) 이렇게 양면을 모두 사용하는 양면형 인서트이므로, 인서트의 두께의 제약으로 양면에 각각 주 절삭날의 경사각을 충분히 주는데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 인서트의 두께를 더 크게 할 경우 공구 홀더의 제작이 어렵고 체결성이 떨어지는 문제가 있고, 주절인을 한 쪽 측면의 반정도 수준으로 제작할 경우 오히려 절삭 깊이가 작아져 절삭성이 떨어지는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1240880호 (등록일: 2013년 02월 28일)
본 발명의 기술적 과제는, 절인을 상면과 측면 사이에만 형성하여 제한된 두께에서 절인의 경사각을 충분히 줄 수 있음과 함께 공구 홀더와의 체결성을 향상시킬 수 있는 인서트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 인서트의 체결성을 향상시킬 수 있는 인서트 및 이를 장착하는 공구 홀더를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 인서트는, 공구홀더에 장착되는 인서트로서, 둘레를 따라 3개의 코너를 가지고, 상면과 주측면 사이의 모서리에 형성되는 주절인과 상기 상면과 부측면 사이의 모서리에 형성되는 부절인이 상기 코너 사이에 연속해서 놓이며, 상기 주절인 및 상기 주측면의 길이는 각각 상기 부절인 및 상기 부측면의 길이보다 길고, 평평한 하면을 가지는 인서트로에 있어서, 상기 3개의 코너는 각각 직각 형태를 가지고, 상기 주절인은 상기 부절인을 향하는 방향으로 갈수록 점점 높이가 낮아지는 경사각을 이루고, 상기 주측면은 상기 주절인에 접하는 제1 단 주측면과 상기 하면에 접하는 제2 단 주측면이 서로 다른 여유각으로 연속되어 이루어지고, 상기 부측면은 상기 부절인에 접하는 제1 단 부측면과 상기 하면에 접하는 제2 단 부측면이 서로 다른 여유각으로 연속되어 이루어지고, 상기 제2 단 주측면과 상기 제2 단 부측면의 각각의 여유각은 상기 하면에 대해 둔각을 이루고, 상기 하면에 대한 상기 제2 단 주측면의 여유각은 상기 제2 단 부측면의 여유각보다 크고, 상기 제1 단 주측면 및 상기 제1 단 부측면의 각각의 여유각은 상기 하면에 대해 직각을 이루며, 상기 제1 단 주측면과 상기 제1 단 부측면은 상기 홀더에 장착시 상기 홀더에 면접촉함으로써 장착 기준면의 역할을 한다.
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상기 하면에 대한 상기 제1 단 주측면 및 상기 제1 단 부측면의 각각의 여유각은 상기 제2 단 부측면의 여유각보다 작게 이루어질 수 있다.
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상기 상면에는 주절인에서 상기 상면의 중심으로 갈수록 하향 경사지는 경사면이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 공구 홀더는, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 인서트가 장착되는 공구 홀더로, 상기 하면에 면접촉되도록 상기 하면과 동일한 형상을 가지는 하면 시트부; 상기 제1 단 주측면에 면접촉되도록 상기 제1 단 주측면과 동일한 형상을 가지는 주측면 시트부; 및 상기 제1 단 부측면에 면접촉되도록 상기 제1 단 부측면과 동일한 형상을 가지는 부측면 시트부를 포함한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인서트 및 이를 장착하는 공구 홀더는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 한면에만 절인이 가공된 인서트의 기술구성으로, 주절인은 부절인을 향하는 방향으로 갈수록 점점 높이가 낮아지는 경사각을 이루는 기술구성과, 주측면은 주절인에 접하는 제1 단 주측면과 하면에 접하는 제2 단 주측면이 서로 다른 여유각으로 연속되어 이루어지는 기술구성과, 그리고 부측면은 부절인에 접하는 제1 단 부측면과 하면에 접하는 제2 단 부측면이 서로 다른 여유각으로 연속되어 이루어지는 기술구성을 제공하므로, 양면 모두에 절인이 가공된 양면형 인서트와 달리 인서트의 두께(즉, 상면과 하면 사이의 높이)를 크게 하지 않더라도 그리고 주절인의 길이를 축소하지 않더라도 주절인에 경사각을 충분히 부여할 수 있어 절삭 깊이가 커지는 등 인서트의 절삭성을 향상시킬 수 있고, 다른 여유각의 제1 및 제2 단 주측면과, 다른 여유각의 제1 및 제2 단 부측면을 가지므로 제1 단 주측면 및 제1 단 부측면으로는 공구 홀더와의 체결성을 향상시킬 수 있고, 제2 단 주측면과 제2 단 부측면으로는 공구 홀더와 피삭재와의 간섭을 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 하면에 대한 제2 단 주측면의 여유각은 제2 단 부측면의 여유각보다 크게 이루어지는 기술구성을 제공하므로, 주절인이 접하여 상대적으로 접촉 저항이 크게 미치는 피삭재의 측면에 대한 공구 홀더의 간섭을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 인서트 중 주측면과 부측면을 나란히 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 1의 인서트 중 제1 주측면과 부측면과 제2 주측면을 함께 나타내기 위해 코너 측에서 바라본 측면도이다.
도 4는 도 1의 인서트의 상면을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 1의 인서트의 하면을 나타낸 저면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
도 7은 종래의 양면형 인서트 중 제1 주측면과 부측면과 제2 주측면을 함께 나타내기 위해 코너 측에서 바라본 측면도이다.
도 8은 도 7의 양면형 인서트를 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 인서트 중 주측면과 부측면을 나란히 나타낸 측면도이고, 도 3은 도 1의 인서트 중 제1 주측면과 부측면과 제2 주측면을 함께 나타내기 위해 코너 측에서 바라본 측면도이다.
도 4는 도 1의 인서트의 상면을 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 1의 인서트의 하면을 나타낸 저면 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인서트(100)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 둘레를 따라 3개 이상의 코너(C1)(C2)(C3)를 가지고, 상면(110)과 주측면(131) 사이의 모서리에 형성되는 주절인(141)과 상면(110)과 부측면(132) 사이의 모서리에 형성되는 부절인(142)이 상기 코너 사이(C1과 C2, C2와 C3, C3와 C1 사이)에 연속해서 놓이며, 평평한 하면(120)을 가진다. 예를 들어, 상기 코너(C1)(C2)(C3)는 대략 직각 형태를 가지며 3개가 놓일 수 있다. 특히, 주절인(141)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 부절인(142)을 향하는 방향으로 갈수록 점점 높이가 낮아지는 경사각(도 2의 θ1)을 이룬다.
따라서, 한면에만 주절인(141) 및 부절인(142)이 가공된 인서트(100)에서, 주절인(141)이 부절인(142)을 향하는 방향으로 갈수록 점점 높이가 낮아지는 경사각(도 2의 θ1)을 이루는 기술구성을 취하므로, 양면 모두에 절인이 가공된 기존의 양면형 인서트와 달리 인서트(100)의 두께[즉, 상면(110)과 하면(120) 사이의 높이]를 크게 하지 않더라도 그리고 주절인(141)의 길이를 축소하지 않더라도 주절인(141)에 경사각(도 2의 θ1)을 충분히 부여할 수 있어, 절삭 깊이가 커지는 등 절삭성을 향상시킬 수 있다.
이와 함께, 상술한 주측면(131)은, 도 1 내지 도 3, 도 5에 도시된 바와 같이, 주절인(141)에 접하는 제1 단 주측면(131a)과 하면(120)에 접하는 제2 단 주측면(131b)이 서로 다른 여유각(도 2의 θ11, θ12)으로 연속되어 이루어지고, 부측면(132)은 부절인(142)에 접하는 제1 단 부측면(132a)과 하면(120)에 접하는 제2 단 부측면(132b)이 서로 다른 여유각(도 3의 θ21, θ22)으로 연속되어 이루어진다.
따라서, 주측면(131)이 서로 다른 여유각(도 2의 θ11, θ12)의 제1 및 제2 단 주측면(131a)(131b)을 가지는 기술구성과, 부측면(132)이 서로 다른 여유각(도 3의 θ21, θ22)의 제1 및 제2 단 부측면(132a)(132b)을 가지는 기술구성을 취하므로, 제1 단 주측면(131a) 및 제1 단 부측면(132a)을 이용하여서는 공구 홀더(도 6의 200)와의 체결성을 향상시킬 수 있고, 제2 단 주측면(131b)과 제2 단 부측면(132b)을 이용하여서는 공구 홀더(200)와 피삭재(미도시)와의 간섭을 줄일 수 있다.
나아가, 제2 단 주측면(131b)의 여유각(θ12)과 제2 단 부측면(132b)의 여유각(θ22)은 각각 하면(120)에 대해 둔각을 이룰 수 있다. 따라서, 이 제2 단의 여유각(θ12, θ22)을 통해, 인서트(100)의 제2 단 주측면(131b) 및 제2단 부측면(132b)과, 인서트(100)의 하면(120)이 안착되는 공구 홀더(200)는 피삭재(미도시)의 바닥면 및 측면으로부터 이격된 상태를 유지하게 되어 피삭재와의 간섭을 최소화시킬 수 있다.
또한, 하면(120)에 대한 제2 단 주측면(131b)의 여유각(θ12)은 하면(120)에 대한 제2 단 부측면(132b)의 여유각(θ22)보다 크게 이루어질 수 있다. 따라서, 주절인(141)이 접하여 상대적으로 접촉 저항이 크게 미치는 피삭재(미도시)의 측면에 대한 공구 홀더(200)의 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 하면(120)에 대한 제1 단 주측면(131a)의 여유각(θ11)과 하면(120)에 대한 제1 단 부측면(132a)의 여유각(θ21)은 각각 하면(120)에 대한 제2 단 부측면(132b)의 여유각(θ22)보다 작게 이루어질 수 있다. 바람직한 실시 형태로는, 제1 단 주측면(131a)의 여유각(θ11)과 제1 단 부측면(132a)의 여유각(θ21)은 각각 하면(120)에 대해 직각을 이룰 수 있다. 이러한 여유각의 차이로, 제1 단을 통해 공구 홀더(200)와의 체결성을 향상시킬 수 있고, 제2 단을 통해 공구 홀더(200)와 피삭재와의 간섭을 줄일 수 있다.
또한, 상면(110)에는 주절인(141)에서 상면(110)의 중심으로 갈수록 하향 경사지는 경사면(111)이 형성될 수 있다. 따라서, 피삭재(미도시)로부터 깎여 나온 칩(미도시)은 서로 엉키지 않고 경사면(111)을 따라 용이하게 배출될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더(200)에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 및 공구 홀더의 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공구 홀더(200)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 하면 시트부(210)와, 주측면 시트부(220)와, 그리고 부측면 시트부(230)를 포함한다.
하면 시트부(210)는 인서트(100)의 하면(120)이 안착되는 곳으로, 인서트(100)의 하면(120)과 면접촉되도록 그 하면(120)과 같이 평평한 형상을 가진다. 또한, 하면 시트부(210)에는 인서트(100)의 관통홀(101)과 상응하는 위치에 스크류 홀(201)이 형성된다. 참고로, 관통홀(101)을 통과한 볼트(B)는 스크류 홀(201)에 체결될 수 있다.
주측면 시트부(220)는 인서트(100)의 제1 단 주측면(131a)이 안착되는 곳으로, 인서트(100)의 제1 단 주측면(131a)과 면접촉되도록 이에 대응되는 형상을 가진다.
부측면 시트부(230)는 인서트(100)의 제1 단 부측면(132a)이 안착되는 곳으로, 인서트(100)의 제1 단 부측면(132a)과 면접촉되도록 이에 대응되는 형상을 가진다.
따라서, 공구 홀더(200)의 하면 시트부(210), 주측면 시트부(220), 그리고 부측면 시트부(230)에 각각 인서트(100)의 하면(120), 제1 단 주측면(131a), 그리고 제1 단 부측면(132a)이 긴밀하게 면접촉되고, 볼트(B)에 의해 체결되므로, 공구 홀더(200)는 인서트(100)와의 체결성을 향상시킬 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트(100) 및 이를 장착하는 공구 홀더(200)는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 한면에만 주절인(141)과 부절인(142)이 가공된 인서트(100)의 기술구성으로, 주절인(141)은 부절인(142)을 향하는 방향으로 갈수록 점점 높이가 낮아지는 경사각(도 2의 θ1)을 이루는 기술구성과, 주측면(131)은 주절인에 접하는 제1 단 주측면(131a)과 하면(120)에 접하는 제2 단 주측면(131b)이 서로 다른 여유각(도2의 θ11, θ12)으로 연속되어 이루어지는 기술구성과, 그리고 부측면(132)은 부절인(142)에 접하는 제1 단 부측면(132a)과 하면(120)에 접하는 제2 단 부측면(132b)이 서로 다른 여유각(도2의 θ21, θ22)으로 연속되어 이루어지는 기술구성을 제공하므로, 양면 모두에 절인이 가공된 양면형 인서트와 달리 인서트(100)의 두께[즉, 상면(110)과 하면(120) 사이의 높이]를 크게 하지 않더라도 그리고 주절인(141)의 길이를 축소하지 않더라도 주절인(141)에 경사각(도 2의 θ1)을 충분히 부여할 수 있어 절삭 깊이가 커지는 등 절삭성을 향상시킬 수 있고, 서로 다른 여유각(도 2의 θ11. θ12)의 제1 및 제2 단 주측면(131a)(131b)과, 서로 다른 여유각(도 3의 θ21, θ22)의 제1 및 제2 단 부측면(132a)(132b)을 가지므로 제1 단 주측면(131a) 및 제1 단 부측면(132a)으로는 공구 홀더(도 6의 200)와의 체결성을 향상시킬 수 있고, 제2 단 주측면(131b)과 제2 단 부측면(132b)으로는 공구 홀더(200)와 피삭재(미도시)와의 간섭을 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하면(120)에 대한 제2 단 주측면(131b)의 여유각(도 2의 θ12)은 제2 단 부측면(132b)의 여유각(도 3의 θ22)보다 크게 이루어지는 기술구성을 제공하므로, 주절인(141)이 접하여 상대적으로 접촉 저항이 크게 미치는 피삭재(미도시)의 측면에 대한 공구 홀더(200)의 간섭을 최소화할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 편면형 인서트 101: 통과홀
110: 상면 120: 하면
131: 주측면 131a: 제1 단 주측면
131b: 제2 단 주측면 132: 부측면
132a: 제1 단 부측면 132b: 제2 단 부측면
141: 주절인 142: 부절인
111: 경사면 200: 공구 홀더
201: 스크류 홀 210: 하면 시트부
220: 주측면 시트부 230: 부측면 시트부
C1, C2, C3: 코너 θ1: 주절인의 경사각
θ11: 제1 단 주측면의 여유각 θ12: 제2 단 주측면의 여유각
θ21: 제1 단 부측면의 여유각 θ22: 제2 단 부측면의 여유각
B: 볼트

Claims (7)

  1. 공구홀더에 장착되는 인서트로서,
    둘레를 따라 3개의 코너를 가지고, 상면과 주측면 사이의 모서리에 형성되는 주절인과 상기 상면과 부측면 사이의 모서리에 형성되는 부절인이 상기 코너 사이에 연속해서 놓이고, 상기 주절인 및 상기 주측면의 길이는 각각 상기 부절인 및 상기 부측면의 길이보다 길고, 평평한 하면을 가지는 인서트로에 있어서,
    상기 3개의 코너는 각각 직각 형태를 가지고,
    상기 주절인은 상기 부절인을 향하는 방향으로 갈수록 점점 높이가 낮아지는 경사각을 이루고,
    상기 주측면은 상기 주절인에 접하는 제1 단 주측면과 상기 하면에 접하는 제2 단 주측면이 서로 다른 여유각으로 연속되어 이루어지고,
    상기 부측면은 상기 부절인에 접하는 제1 단 부측면과 상기 하면에 접하는 제2 단 부측면이 서로 다른 여유각으로 연속되어 이루어지고,
    상기 제2 단 주측면과 상기 제2 단 부측면의 각각의 여유각은 상기 하면에 대해 둔각을 이루고,
    상기 하면에 대한 상기 제2 단 주측면의 여유각은 상기 제2 단 부측면의 여유각보다 크고,
    상기 제1 단 주측면 및 상기 제1 단 부측면의 각각의 여유각은 상기 하면에 대해 직각을 이루며,
    상기 제1 단 주측면과 상기 제1 단 부측면은 상기 홀더에 장착시 상기 홀더에 면접촉함으로써 장착 기준면의 역할을 하는
    인서트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 하면에 대한 상기 제1 단 주측면 및 상기 제1 단 부측면의 각각의 여유각은 상기 제2 단 부측면의 여유각보다 작은 인서트.
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 상면에는 주절인에서 상기 상면의 중심으로 갈수록 하향 경사지는 경사면이 형성되는 인서트.
  7. 제1항, 제4항, 및 제6항 중 어느 한 항의 인서트가 장착되는 공구 홀더로,
    상기 하면에 면접촉되도록 상기 하면과 동일한 형상을 가지는 하면 시트부;
    상기 제1 단 주측면에 면접촉되도록 상기 제1 단 주측면과 동일한 형상을 가지는 주측면 시트부; 및
    상기 제1 단 부측면에 면접촉되도록 상기 제1 단 부측면과 동일한 형상을 가지는 부측면 시트부를 포함하는
    공구 홀더.
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