KR101534122B1 - Tubo-charge type Compressor wheel end mill for processing - Google Patents

Abstract

The present invention relates to an end mill for processing a compressor wheel for a turbocharger. According to an end mill structure, a shank unit (10) to be coupled to a processing machine holder such as a machining center or the like is provided. A blade unit (20) connected to an upper end portion of the shank unit (10) and formed to be a circular cone shape around an axis (0). An end mill front end unit (30) is connected to be formed in a front end side of the blade unit (20). Provided is an end mill which enables a compressor wheel for a turbocharger to be manufactured by a mechanical method without using a method such as a conventional casting or the like when manufacturing a compressor wheel for a turbocharger which is a complicated shape of a portion constituting a blade wherein thickness is very thin. A compressor wheel is manufactured to significantly improve productivity, and further, despite a complicated shape, a reliable compressor wheel can be obtained by precision measurement control.

Description

터보챠저용 컴프레셔 휠 가공을 위한 엔드밀{Tubo-charge type Compressor wheel end mill for processing}[0001] The present invention relates to an end mill for a compressor wheel for a turbocharger,

본 발명은 엔드밀에 관한 것으로, 특히 터보챠저의 컴프레샤 휠을 제작할 때 두께가 상당히 얇은 블레이드를 이루는 부위의 복잡한 형상을 종전과 같은 주조 등의 방법에 의하지 않고 기계적 방식에 의한 터보챠저용 컴프레샤 휠의 제작이 가능하도록 하는 엔드밀에 관한 것이다.
The present invention relates to an end mill and, more particularly, to a complicated shape of a blade having a very thin thickness when manufacturing a compressor wheel of a turbocharger, The present invention relates to an end mill capable of being manufactured.

일반적으로 디젤 엔진에서 비출력 향상, 연비 개선, 고지성능 향상, 매연 감소 등의 여러 이유로 터보챠저가 장착되어 사용되고 있는데, 이러한 터보챠저는 연소를 마친 배기 가스가 터보챠저의 터빈 내부로 유입되어 터빈 휠을 회전시키고, 이와 동축상에 연결된 컴프레셔 휠이 동시에 고속으로 회전하여, 에어 클리너를 통해 유입되는 다량의 공기를 압축하여 엔진 연소실로 과급하여, 전체적인 출력을 향상시키기 위한 장치이다.Generally, turbochargers are used for various reasons such as improvement of diesel power, improvement of fuel economy, improvement of high performance and reduction of soot. Such turbocharger exhaust gas flows into the turbine of the turbocharger, And the compressor wheel connected to the coaxial shaft rotates at the same time at a high speed to compress a large amount of air flowing through the air cleaner to be supercharged to the engine combustion chamber to improve the overall output.

이러한 터보챠저는 디젤 엔진에서만 적용되는 것이 아니라 최근에는 GDi엔진이 가솔린 엔진에서 주류를 이루고 있기 때문에, 가솔린 엔진에서도 대부분 적용될 것으로 예상 되는 등 매우 광범위하고 중요한 핵심 부품으로 자리매김되고 있다.These turbochargers are not only applied to diesel engines, but recently GDi engines have become mainstream in gasoline engines, and are expected to be applied mostly to gasoline engines.

터보챠저의 구성 중 주요 구성 중의 하나라 할 수 있는 컴프레셔 휠은, 터빈 휠과 동축상에 연결되어 컴프레셔 휠이 고속 회전하며 엔진 연소실측으로 공기를 압축 하며 과급시키기 위한 것으로, 이러한 컴프레셔 휠의 형상이 기하학적인 형상을 갖고 있어 성형을 위한 가공 작업성이 어려운 문제점이 있다.The compressor wheel, which is one of the main components of the configuration of the turbocharger, is connected coaxially with the turbine wheel so that the compressor wheel rotates at a high speed and compresses and supercharges the air toward the engine combustion chamber. The shape of the compressor wheel is geometric So that there is a problem that processing workability for molding is difficult.

즉, 컴프레셔 및 터빈 휠은 흡입가스 및 배기가스의 유속, 방향 및 압력을 변화시키기 위해서 매우 복잡한 형상을 가진다. 상기 휠들은 큰 허브 부분에 45도에서 90도 사이의 각도를 이루며 붙어있는 약 1mm두께의 얇은 블레이드 부분(thin-walled blade section)를 포함한다. 상기 하우징과 상기 블레이드들의 사이에 정의된 통로를 따라 상기 공기 또는 가스가 흐른다. 예를 들어, 컴프레셔 휠에서, 상기 블레이드들은 처음에는 상기 흡입공기(intake air)를 축방향으로 빨아들일 수 있도록 형성되고 그 후 상기 공기를 방사상 방향으로 흘러가도록 방향을 바꾸도록, 동시에 원심력을 가하여 상기 공기를 고속으로 가속시키도록 외측으로 구부러져 있다. 상기 공기는 상기 휠의 방사상 주변에 있는 소용돌이꼴의 아울렛 챔버로 상기 블레이드 끝단(tips)에 의해 고압으로 분사되어야 한다. 상기 블레이드들의 형상은 상기 터보차져 휠들의 기체역학적 특성에 중요한 요소이며, 정확하게 형성되어야 하며, 각 블레이드들 마다 반복되어야 한다. 상기 블레이드들의 복잡한 프로파일에 더하여, 상기 휠 들은 표면에 언더컷들(undercuts) 및 다른 갑작스런 변화부들(sudden changes)을 구비한다. 상기 휠들 형상의 복잡함 때문에 주조(casting), 단조로부터의 기계가공법(machining from forgings)과 같은 종래의 제조방법은 피할 수 없는 문제점들을 가지게 된다.That is, the compressor and turbine wheel have a very complicated shape in order to change the flow rate, direction and pressure of the intake gas and the exhaust gas. The wheels include a thin-walled blade section about 1 mm thick attached at a large hub portion at an angle between 45 and 90 degrees. The air or gas flows along a passage defined between the housing and the blades. For example, in a compressor wheel, the blades are initially formed to be capable of sucking in the intake air axially, and thereafter, a direction is changed so as to flow the air in a radial direction, And is bent outward to accelerate the air at high speed. The air should be injected at high pressure by the blade tips into a spiral outlet chamber in the radial vicinity of the wheel. The shape of the blades is an important factor in the gas-dynamic characteristics of the turbocharger wheels and must be precisely formed and repeated for each blade. In addition to the complicated profile of the blades, the wheels have undercuts and other sudden changes on the surface. Conventional manufacturing methods, such as casting and machining from forgings due to the complexity of the wheel shape, have unavoidable problems.

특히 최근의 터보차져 휠 들을 제조하는 주된 방법은 주조이다. 이 방법은 정확하게 형성된 제품을 비교적 저가에 생산하도록 하는 공정이다. 이 방법은 액체금속, 예를 들어, 터빈 휠용 니켈 기반 초합금(Ni based superalloys) 및 컴프레셔 휠용 Al-Si 합금을 왁스와 같은 마스터 패턴을 이용해 미리 형성한 세라믹 또는 플래스터(plaster) 거푸집(mould)에 붓는다. 상기 거푸집으로 합금을 주입하기 전에 상기 왁스는 적절한 솔벤트에 의해 제거된다.Particularly, the main method of manufacturing the latest turbocharger wheels is casting. This method is a process that allows a precisely formed product to be produced at relatively low cost. This method is applied to a ceramic or plaster mold preformed with a liquid metal, for example, Ni-based superalloys for turbine wheels and Al-Si alloys for compressor wheels, using a master pattern such as wax Pour. The wax is removed by suitable solvent prior to injection of the alloy into the mold.

상기 금속이 상온으로 냉각되고 나면 상기 세라믹 또는 플래스터는 깨져 상기 휠이 드러나게 된다. 상기 처음의 왁스패턴은 일반적으로 용융된 왁스를 다이에 주입하여 제조한다.After the metal is cooled to room temperature, the ceramic or plaster is broken and the wheel is exposed. The initial wax pattern is typically prepared by injecting molten wax into a die.

비교적 가볍고 저가인 알루미늄은 터빈 및 컴프레셔 휠 모두의 제조에 바람직한 물질이다. 예전에는 매트릭스 형태로(in the form of a matrix) 사용되었고, 최근에는 터빈 휠용 합금원소로 사용되고 있다. Aluminum, which is relatively light and inexpensive, is a desirable material for both turbine and compressor wheel. It was formerly used in the form of a matrix and is now used as an alloying element for turbine wheels.

상기 휠의 복잡한 형상은 수축, 기공(gas porosity) 및 결정립(grain)의 크기, 수지상의 크기 및 이차상 입자(second phase particle)의 크기와 같은 미세구조의 균일성을 일관되게 유지하는데 어려움을 주며, 이에 따라 부품 품질의 균일성을 떨어뜨리게 된다.The complex shape of the wheel makes it difficult to consistently maintain uniformity of microstructures such as shrinkage, gas porosity and grain size, dendrite size and size of second phase particles, , Thereby reducing the uniformity of component quality.

이러한 문제들을 해소하기 위해 다양한 형태의 연구가 지속되고 있고, 복잡한 형상에 맞는 터보챠저의 컴프레셔 휠 등을 제조, 제작하기 위한 실시가 이루어지고 있으며, 제조 방법 중에 액체상태와 고체상태 사이 온도의 합금 공정인 수축문제를 야기시키지 않으면서도 높은 강도 및 연성을 갖는 제품을 생산하는 반고체 금속성형법(semi-solid forming of metals)이 있으나, 터보차져 휠 및 컴프레셔 휠과 같은 복잡한 구조의 부품 생산에는 적용되지 못하였다. 최근까지 반고체 성형법은 그 단면에 큰 변화가 없는 비교적 간단한 형상의 제품의 생산에만 적용되었으며, 상술한 바와 같은 복잡한 프로파일의 제품에는 적용되지 못했다. 상기 제조방법의 예들이 미국특허 제 5,630,466호, 미국출원 제 2003205351호 및 유럽특허 제 0980730호에 기술되어 있다.In order to solve these problems, various types of researches have been carried out, and there have been carried out to manufacture and manufacture a compressor wheel of a turbocharger suitable for a complicated shape. In the manufacturing method, an alloy process between a liquid state and a solid state Semi-solid forming of metals, which produces products with high strength and ductility without inducing shrinkage problems, has not been applied to the production of complex components such as turbocharger wheels and compressor wheels . Until recently, the semi-solid molding method has been applied only to the production of a relatively simple shape product which does not have a large change in its cross-section, and has not been applied to products with the complicated profile as described above. Examples of the above manufacturing methods are described in U.S. Patent No. 5,630,466, U.S. Patent Application No. 2003205351 and European Patent No. 0980730.

이러한 문제점들을 해소하기 위하여 대한민국 특허청에 출원되어 공개된 공개 특허 제 10-2008-0031961 호가 있는데, 상기 선행특허의 경우 외부 다이 및 내부 다이 카트리지 조립체를 구비하는 다이 조립체를 사용하여 허브 및 상기 허브로부터 외측으로 연장되는 복잡한 커베이쳐(curvature)을 갖는 다수개의 블레이드들을 구비하는 터빈 또는 컴프레셔 휠을 제조하는 방법에 있어서, 다수개의 다이 세그먼드들로 내부 다이 카트리지 조립체를 조립하되, 상기 카트리지 조립체는 중앙의 허브공 및 상기 허브공으로부터 외부로 연장되는 다수개의 블레이드공들을 한정하며, 상기 블레이드공은 인접하는 다이 세그먼트들 사이에 한정되고, 상기 카트리지 조립체를 외부 다이에 삽입하고, 반고체 금속합금을 상기 다이에 주입하여 상기 반고체 금속합금이 상기 카트리지 조립체 및 상기 블레이드공들로 흘러가도록 하고, 상기 주입공정 동안 상기 카트리지 조립체의 온도 및 압력을 소정의 범위로 유지하고, 상기 카트리지 조립체를 상기 외부 다이로부터 제거하고, 상기 카트리지 조립체의 상기 다이 세그먼트들을 분리하여 성형된 휠을 배출하는 것을 포함하는 터빈 또는 컴프레셔 휠의 제조방법을 제공하고 있다.In order to solve these problems, there is disclosed in Korean Patent Application No. 10-2008-0031961, filed in the Korean Intellectual Property Office. In the case of the prior patent, a die assembly having an outer die and an inner die cartridge assembly is used, A method of manufacturing a turbine or compressor wheel having a plurality of blades having a complicated curvature extending into a plurality of die segments, the method comprising assembling an inner die cartridge assembly with a plurality of die segments, And a plurality of blade holes extending outwardly from the hub balls, the blade holes being defined between adjacent die segments, inserting the cartridge assembly into an outer die, and attaching a semi-solid metal alloy to the die And the semi- The cartridge assembly and the blade holes, maintaining the temperature and pressure of the cartridge assembly within a predetermined range during the injection process, removing the cartridge assembly from the outer die, removing the die segments of the cartridge assembly And discharging the molded and formed wheel. The present invention also provides a method of manufacturing a turbine or a compressor wheel.

그러나 상기 선행특허의 경우 각각의 세그먼트들을 구비하고 다이 카트리지 조립체를 구비하는 등 그 제조과정이 복잡한 문제점이 있다.
However, in the case of the above-mentioned prior art, there is a problem in that the manufacturing process is complicated such that each segment is provided and a die cartridge assembly is provided.

대한민국 특허 공개 제 10-2008-0031961 호(2008. 04. 11)Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0031961 (Apr. 11, 2008)

본 발명은 전술한 다양한 방법으로 제조되는 터보챠저의 컴프레셔 휠 등을 비교적 간단하게 제작할 수 있도록 하기 위한 것으로 요변 현상이 가능한 알루미늄을 이용하여 다이캐스팅 등의 방법으로 터보챠저용 컴프레셔 휠을 이루기 위한 모재를 성형하고, 상기 모재에 매우 복잡한 형상을 갖는 약 1 mm 두께의 얇은 블레이드 부분(thin-walled blade section)을 기계적 제작 방식이 가능하도록 하는 엔드밀을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention is to relatively easily manufacture a compressor wheel of a turbocharger manufactured by the above-described various methods. In this method, a base material for forming a compressor wheel for a turbocharger is formed And to provide an end mill which makes it possible to manufacture a thin-walled blade section having a thickness of about 1 mm, which has a very complicated shape, on the base material by a mechanical manufacturing method.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 According to an aspect of the present invention,

엔드밀의 구조에 있어서, 머시닝 센터 등의 가공기계 홀더에 결합 되기 위한 샹크부(10)가 구비되고 상기 샹크부(10) 상단부로 이어지며 축선(0)을 중심으로 원추형상으로 형성되는 날부(20)를 이루고 상기 날부(20)의 선단측으로는 엔드밀선단부(30)가 연하여 형성되도록 하였다.
The end mill is provided with a shank portion 10 for engaging with a processing machine holder such as a machining center and is connected to an upper end portion of the shank portion 10 and is formed into a conical shape with a blade portion 20 And the end mill tip portion 30 is formed to be tapered at the tip end side of the blade portion 20.

본 발명에 의하면, 터보챠저의 컴프레샤 휠을 제작할 때 두께가 상당히 얇은 블레이드를 이루는 부위의 복잡한 형상을 종전과 같은 주조 등의 방법에 의하지 않고 기계적 방식에 의한 터보챠저용 컴프레샤 휠의 제작이 가능하도록 하는 엔드밀을 제공하여, 컴프레샤 휠 제작에 따른 생산성을 크게 향상시킬 수 있음은 물론 복잡한 형상에 의하더라도 정밀 치수 제어에 의한 신뢰성 있는 컴프레샤 휠을 얻을 수 있는 등의 효과를 기대할 수 있다.
According to the present invention, when a compressor wheel of a turbocharger is manufactured, a complicated shape of a portion forming a blade having a considerably thin thickness is made possible by a mechanical method without using a conventional casting method or the like and a compressor wheel for a turbocharger can be manufactured It is possible to expect a significant improvement in the productivity due to the production of the compressor wheel and an effect of obtaining a reliable compressor wheel by the precision dimension control even with a complicated shape.

도 1은 본 발명에 의한 엔드밀을 도시한 상태의 등각투상도
도 2는 본 발명에서의 엔드밀 중 외주날에서의 측면날을 도시한 도면
도 3은 본 발명에서의 엔드밀 중 외주날에 형성되는 플루트를 확대 도시한 도면
도 4는 본 발명에 의한 엔드밀을 이용하여 모재를 가공하기 위한 초기 상태를 촬영한 사진
도 5는 본 발명을 이용하여 모재를 가공하여서 된 가공 제품인 터보챠저용 컴프레셔 휠이 적용된 터보챠저를 촬영한 사진1 is an isometric view of a state of the end mill according to the present invention
2 is a view showing a side blade in the outer peripheral blade of the end mill in the present invention
3 is an enlarged view of a flute formed on the outer peripheral edge of the end mill in the present invention
4 is a photograph showing an initial state for machining a base material using the end mill according to the present invention
FIG. 5 is a photograph of a turbocharger with a compressor wheel for a turbocharger, which is a processed product obtained by processing a base material using the present invention

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않으며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
It is to be understood that the words or words used in the present specification and claims are not to be construed in a conventional or dictionary sense and that the inventor can properly define the concept of the term in order to describe its invention in the best way Accordingly, the present invention should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification of the present invention and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. It should be understood that various equivalents and modifications are possible or possible.

본 발명을 설명하기에 앞서 엔드밀의 형태 및 종류 등에 대하여 간단한 부연 설명을 하면, 엔드밀은 평엔드밀(스퀘어 엔드밀 / Flat Endmil), 볼엔드밀(Ball Endmill), 테이퍼 평엔드밀(Taper Flat Endmill), 테이퍼 볼엔드밀(Taper Ball Endmill), 라핑엔드밀(Roughing Endmill), 코너 레디우스 엔드밀(Corner Radius Endmill) 등으로 구분될 수 있다.Before describing the present invention, the end mill may be a flat end mill, a ball end mill, a taper flat end mill, Endmill, Taper Ball Endmill, Roughing Endmill, Corner Radius Endmill, and the like.

상기한 평엔드밀(스퀘어 엔드밀 / Flat Endmil)은 가장 범용적으로 사용되고 있는 것으로 홈가공, 측면가공, 면가공등에 사용되며 정삭, 중삭, 황삭 등 다양한 용도로 사용되는 것으로 그 종류도 가장 많은 엔드밀이라 할 수 있다.The above-mentioned flat endmill is most commonly used, and is used for grooving, side processing, and surface finishing. It is used for various applications such as finishing, medium cutting, and roughing. It can be called wheat.

또한 상기 볼엔드밀(Ball Endmill)은 곡면가공, 모방가공 등에 사용되며, 중심부의 칩 포켓이 작기 때문에 절삭성이 다른 엔드밀에 비하여 부족한 단점이 있다. 상기 테이퍼 평엔드밀(Taper Flat Endmill)은 금형의 빼기 경사나 소켓부의 가공에 사용되며, 평엔드밀로 가공하고 난 후 테이퍼 가공에 이용된다.In addition, the ball end mill is used for curved surface machining, imitation machining, etc., and has a drawback in that the cutting punch is insufficient compared to other end mills because the chip pocket at the center is small. The taper flat endmill is used in the tapering of the mold or in the processing of the socket, and is used for tapering after machining into a flat end mill.

상기 테이퍼 볼엔드밀(Taper Ball Endmill)은 테이퍼 엔드밀과 볼엔드밀의 특징을 갖는 엔드밀을 의미하고, 라핑엔드밀(Roughing Endmill)은 절삭날이 파상으로 되어 있어 칩이 작게 끊어지고 절삭 저항이 적어 거친 가공(황삭)에 적합하며 가공면이 거칠어 정삭가공에는 적합하지 못하고 라핑엔드밀 가공 후 평엔드밀 또는 볼엔드밀로 중삭, 정삭 가공을 하게 된다.The taper ball endmill refers to an end mill having the characteristics of a tapered end mill and a ball end mill. The roughing end mill has a cutting edge in a corrugated shape, so that the chip is cut small and the cutting resistance is small It is suitable for rough machining (roughing) and rough surface is not suitable for finishing. After roughing end milling, flat end mill or ball end mill is used for finishing and finishing.

마지막으로 코너 레디우스 엔드밀(Corner Radius Endmill)은 날끝 부분에 작은 R을 만든 엔드밀로 가공물의 구석부분의 라운딩 가공에 사용된다. 가공 라운드의 곡률(R)이 작을지라도 큰 지름의 엔드밀을 사용할 수 있어 가공 능률이 비교적 높을 수 있다.
Finally, the Corner Radius Endmill is used to round the corners of the workpiece with the end mill which has a small R on the tip. The end mill having a large diameter can be used even if the curvature R of the machining round is small, so that the machining efficiency can be relatively high.

본 발명은 전술한 다양한 종류의 엔드밀의 특징을 복합적으로 구현하여 터보챠저용 컴프레샤 휠과 같은 복잡한 형태의 피가공체를 하나의 엔드밀을 이용하여 가공하도록 하기 위한 엔드밀을 제공한다.
The present invention provides an end mill for machining a workpiece of a complex shape such as a compressor wheel for a turbocharger using one end mill, by combining the features of the various types of end mills described above.

본 발명에서의 엔드밀(1)은 도 1에서 보는 것과 같이 머시닝 센터 등의 가공기계 홀더에 결합 되기 위한 샹크부(10)가 구비되고 상기 샹크부(10) 상단부로 이어지며 축선(0)을 중심으로 원추형상으로 형성되는 날부(20)를 이루고 상기 날부(20)의 선단측으로는 엔드밀선단부(30)가 연하여 형성되도록 하였다.1, the end mill 1 according to the present invention is provided with a shank portion 10 to be coupled to a processing machine holder such as a machining center as shown in Fig. 1 and connected to the upper end portion of the shank portion 10, And the end mill tip portion 30 is formed at the tip end side of the blade portion 20 in a tapered manner.

엔드밀(1)은 상기 축선(0)에 관하여 회전 대칭 형상이 되도록 형성된다.The end mill 1 is formed to be rotationally symmetrical with respect to the axis (0).

상기 날부(20)는 도면에서 보는 것과 같이 원추형상으로 이루어져 있으며, 엔드밀선단부(30)로부터 샹크부(10)측으로 이어지는 외주날(21)의 나사각(λ)은 38°~ 41° 범위내에 존재하도록 하였다.The blade portion 20 is formed in a conical shape as shown in the figure and the screw angle? Of the outer peripheral blade 21 extending from the end mill tip portion 30 to the shank portion 10 side is in the range of 38 to 41 degrees .

또한 엔드밀(1)의 선단부인 엔드밀선단부(30)로부터 비틀려지며 날부(20)를 형성할 때 비틀림각도를 날부(20)의 선단으로부터 샹크부(10)측으로 향할수록 상대적으로 커지도록 하였다.And is twisted from the end mill tip end portion 30 of the end mill 1 so that the twist angle becomes relatively large as it goes from the tip end of the blade portion 20 to the shank portion 10 side when the blade portion 20 is formed .

이와 같이 하므로서, 엔드밀(1)의 외주날(21)과 외주날(21)과의 리드(L1<L2<L3)는 샹크부(10)측으로 갈수록 길이가 길어지도록 한다.By doing so, the leads (L1 <L2 <L3) between the outer peripheral blade 21 and the outer peripheral blade 21 of the end mill 1 are made to be longer toward the shank portion 10 side.

이와 같이 리드(L1,L2,L3)의 길이가 엔드밀선단부(30)로부터 샹크부(10)측으로 갈수록 상대적으로 더 길게 하여, 엔드밀(1)의 가공성 및 작업의 효율성을 확보할 수 있다.Thus, the lengths of the leads L1, L2, and L3 become relatively longer from the end mill tip 30 to the shank portion 10 side, and workability and work efficiency of the end mill 1 can be ensured.

한편 도 2는 엔드밀(1)을 평단면으로 절단한 상태의 단면을 도시한 것인바, 평단면도에서 확인할 수 있듯이, 외주날(21)의 측면날(편의상 도면부호를 211로 표기)은 제1여유각(θ1)을 갖는 제1절삭날(212)과 제2여유각(θ2)을 갖는 제2여유부(213)와, 제3여유각(θ3)을 갖는 제3여유부(214)로 형성되어 있다.On the other hand, FIG. 2 shows a cross section of the end mill 1 cut in a flat section. As can be seen from the flat sectional view, the side edge of the outer blade 21 (denoted by reference numeral 211 for convenience) A second clearance 213 having a second clearance angle 2 and a third clearance 214 having a third clearance angle 3, Respectively.

제1여유각(θ1)은 제1절삭날(212)이 형성되기 위한 것과 동시에, 날부(20)의 평단면상 원호에서 접선방향으로 측면날(211)의 끝단 꼭지점으로부터 일정각도로 축선(0) 방향으로 형성되는 각도로 피절삭물에 최초로 접하며 엔드밀 가공되기 위한 것이다.The first allowance angle? 1 is equal to or smaller than the axis 0 at an angle from the end vertex of the side edge 211 in the tangential direction on the arc on the flat surface of the blade 20, To be subjected to end milling for the first time in contact with the workpiece.

제1공간(212a)는 제1여유각(θ1)에 의해 제1절삭날(212)을 이루는 직선상의 제1선분(212b)과 원(c)의 내측 공간을 의미하는 것으로, 제1여유각(θ1))에 의해 제1공간(212a)가 형성되고 제1절삭날(212)의 절삭에 따라 피절삭물로부터 발생되는 칩은 제1공간(212a)을 따라 배출되도록 가이드 된다.The first space 212a refers to a first line segment 212b and a inner space of the circle c that are formed by the first clearance angle? 1 and form a first cutting edge 212. The first clearance angle? the first space 212a is formed by the first space 212 and the chip generated from the workpiece along the first cutting edge 212 is guided to be discharged along the first space 212a.

제2여유각(θ2)은 제2여유부(213)가 형성되도록 상기 제1여유각(θ1)을 이루는 제1절삭날(212)이 끝나는 지점 즉 제1선분(212b)의 끝으로부터 시작되어, 축선(0) 방향으로 향하도록 형성되는 각도로, 제1여유각(θ1)에 의해 1차 피절삭물의 가공이 시작된 후 외주날(21)을 이루는 측면날(211)이 원할하게 피절삭물의 절삭 가공이 용이하도록 안내함과 동시에 제1절삭날(212)에 의해 절삭되며 발생되는 칩은 제1여유각(θ1)에 의해 원할하게 배출할 수 있도록 가이드하는 역할을 하게 된다.The second allowance angle? 2 starts from the end of the first cutting edge 212 forming the first allowance angle? 1, that is, the end of the first line segment 212b, so that the second clearance 213 is formed And the side edge 211 constituting the outer peripheral edge 21 after the start of the processing of the primary workpiece by the first clearance angle 1 at an angle formed so as to face the axis 0 direction, The chip is guided to facilitate the cutting process and guided so that chips generated and generated by the first cutting edge 212 can be smoothly discharged by the first clearance angle? 1.

제2여유각(θ2)에 의해 제2공간(213a)이 형성되는바, 제1선분(212b)의 끝지점으로부터 시작되어 일정각도를 이루는 제2선분(213b)에 의해 제2여유부(213)를 이루게 되고, 제2여유부(213)에 의해 피절삭물을 가공함에 따라 발생되는 칩들은 제2공간(213a)을 따라 배출될 수 있도록 한다.The second space 213a is formed by the second clearance angle 2 and the second clearance 213b is formed by the second line segment 213b starting from the end point of the first line segment 212b and forming a certain angle, And chips generated due to the machining of the workpiece by the second clearance 213 can be discharged along the second space 213a.

여기서 상기 제1여유각(θ1)보다 제2여유각(θ2)이 상대적으로 큰 각도를 형성하여야 한다.Here, the second clearance angle? 2 should be relatively larger than the first clearance angle? 1.

한편, 제3여유각(θ3)은 제2여유각(θ2)을 이루는 제2선분(213b)의 끝나는 지점으로부터 시작되어 재차 축선(0) 방향으로 향하도록 하여 제3여유부(214)가 형성되기 위한 각도로 제2여유각(θ2)을 갖는 제2여유부(213)에 의해 피절삭물이 2차로 절삭되는 과정에서 발생 되는 칩이 원할히 제3여유각(θ3)에 의해 형성되는 공간인 제3공간(214a)을 통하여 배출될 수 있도록 하였다.On the other hand, the third allowance angle [theta] 3 starts from the point where the second line segment 213b forming the second allowance angle [theta] 2 ends and is directed to the axis 0 direction again so that the third allowance portion 214 is formed 3, the chips generated in the process of cutting the workpiece by the second clearance 213 having the second clearance angle? 2 at an angle to be the first clearance angle? And can be discharged through the third space 214a.

여기서 상기 제3여유각(θ3)은 제2선분(213b)의 끝지점으로부터 시작되어 원호(214b)를 이루며 축선(0) 방향으로 향하도록 하였다.The third allowance angle? 3 starts from the end point of the second line segment 213b and forms an arc 214b and is directed to the axis 0 direction.

또한, 제2여유각(θ2)보다 제3여유각(θ3)이 상대적으로 큰 각도를 형성하도록 하였으며, 제1여유각(θ1) < 제2여유각(θ2) < 제3여유각(θ3)으로 그 여유각이 순차적으로 커지도록 형성한다.The first allowance angle? 1, the second allowance angle? 2, the third allowance angle? 3 and the third allowance angle? 3 are set to be larger than the second allowance angle? So that the margin angle is gradually increased.

이와 같은 여유각들에 의해 발생되는 제1,2,3공간(212a,213a,214a)도 상대적으로 그 공간의 면적이 커지도록 하여 절삭가공에 의해 발생되는 칩들이 원할하게 배출가능하도록 하는바, 이러한 공간들은 날부(20)의 배출홈(22)과 대응된다.
The first, second, and third spaces 212a, 213a, and 214a generated by the allowance angles relatively increase the area of the space so that chips generated by the cutting process can be smoothly discharged. These spaces correspond to the discharge groove 22 of the blade 20.

한편 도 3에서 보는 것과 같이 날부(20)의 외주날(21)을 이루는 능선(21a)의 접선(T)를 기준선으로 하여 가상의 수직선(P)에서 15°~ 30° 범위내의 플루트각(∠A)를 형성하는 플루트(21b)를 상기 능선(21a)을 따라 등간격 형성하고, 상기 플루트(21b)를 이루는 내선분(21c)와 대응되는 대응선분(21d)의 플루트내각(∠B)은 상기 플루트각(∠A) 보다 상대적으로 작은 범위내에서 형성되도록 한다.3, the tangent T of the ridgeline 21a forming the outer peripheral edge 21 of the blade 20 is set as a reference line and the flute angle ∠ A are formed at regular intervals along the ridgeline 21a and the flute inner angle ∠B of the corresponding line segment 21d corresponding to the extension line 21c constituting the flute 21b is Is formed within a range relatively smaller than the flute angle (? A).

이와 같은 플루트(21b)는 능선(21a)을 따라 전술한 바와 같이 등간격 형성되도록 하여 엔드밀(1)이 피가공물의 홈을 가공할 때 그 가공되는 피가공물로부터 발생되는 칩을 일정 크기로 전단 처리하여 칩의 분리를 이룰 수 있도록 하되, 상기와 같이 플루트각(∠A) 및 플루트내각(∠B)에 의해 칩의 배출시 비틀려지며 전단되어 엔드밀(1)의 회전에 따른 가공시 피가공물과의 절삭 저항을 최대한 절감할 수 있게 된다.Such a flute 21b is formed at regular intervals along the ridgeline 21a as described above. When the end mill 1 processes the groove of the workpiece, the chips generated from the processed workpiece are cut to a predetermined size And the flute angle ∠A and the flute inner angle ∠B as described above are twisted and sheared at the time of chip ejection as described above, The cutting resistance with the workpiece can be reduced as much as possible.

이와 같은 절삭저항의 감소로 인하여 외주날(21)의 마멸과 변형을 방지하고 엔드밀(1)의 사용 수명과 작업 효율성을 증대시킬 수 있을 것이다.This reduction in cutting resistance can prevent wear and deformation of the outer peripheral blade 21 and increase the service life and work efficiency of the end mill 1.

또한, 엔드밀(1)의 배출홈(22)과 외주날(21)의 경계영역(23)에도 상기한 플루트(21b)와 동일 조건을 갖는 플루트(23a)를 등간격 이격 형성하여, 엔드밀(1)의 절삭 가공에 의한 절삭 저항을 최대한 줄일 수 있도록 하였다.Flutes 23a having the same conditions as those of the above-described flute 21b are formed at equal intervals in the boundary region 23 between the discharge groove 22 and the outer peripheral edge 21 of the end mill 1, The cutting resistance of the cutting tool 1 can be reduced as much as possible.

이와 같은 외주날(21)과 경계영역(23)의 이중으로 형성되는 플루트(21b,23a)에 의해, 피가공물로부터 발생되는 칩은 잘게 쪼개지며 배출홈(22)을 따라 배출되어지므로, 엔드밀(1)의 가공 효율성과 신뢰성을 높일 수 있게 된다.Since the chips generated from the workpiece are finely split and discharged along the discharge groove 22 by the flutes 21b and 23a formed in the outer circumferential edge 21 and the boundary region 23, The machining efficiency and reliability of the tool 1 can be increased.

한편, 상기 엔드밀(1)의 엔드밀선단부(30)는 전술한 것과 같이 코너날(31)과 코너날(31)이 라운딩되며 볼타입으로 형성되고 코너날(31)의 측면으로 나선홈(32)을 형성하여 피가공물의 초기 가공시 볼엔드밀의 작업 효과를 기대할 수 있도록 하였다.
The end mill 30 of the end mill 1 is formed as a ball type by rounding the corner blades 31 and the corner blades 31 as described above, 32) are formed so that the work effect of the ball end mill can be expected in the initial machining of the workpiece.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명을 이용하여, 터보챠저용 컴프레셔 휠 가공을 위해 모재(40)에 비틀림각을 형성하는 가공홈(41)을 이루며 가공 처리하여 비교적 얇은 두께를 갖는 블레이드(42)를 이루는 비나선형의 형이상학적 형상을 가공할 수 있고, 가공 과정에서의 절삭 저항을 최대한 줄이며 가공하여 가공 후 제품의 신뢰성을 향상 시킬 수 있게 된다.With the present invention having the above-described configuration, a working groove 41 for forming a twist angle is formed on the base material 40 for processing a compressor wheel for a turbocharger, so that the blade 42 having a relatively thin thickness is processed It is possible to process a non-helical metaphysical shape and reduce the cutting resistance in the machining process as much as possible, thereby improving the reliability of the product after machining.

또한, 고속가공 및 초정밀 가공이 가능하고, 날개의 직각도는 물론 측면과 평면의 표면조도가 증대되어 터보챠저용 컴프레셔 휠 형상의 기하학적 블레이드와 같은 정밀한 부품을 가공할 수 있는 데 매우 유용한 발명인 것이다
In addition, high-speed machining and ultra-precision machining are possible, and the surface roughness of the side and the flat surface as well as the angle of the blade are increased, which is a very useful invention for machining precise parts such as a geometric blade of a shape of a compressor wheel for a turbocharger

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.While the present invention has been described with reference to the particular embodiments and drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various modifications and changes may be made.

따라서 본 발명에서의 기술적 사상은 아래에 기재되는 청구범위에 의해 파악되어야 하되 이의 균등 또는 등가적 변형 모두 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속함은 자명하다 할 것이다.
Accordingly, it is to be understood that the technical idea of the present invention is to be understood by the following claims, and all of its equivalents or equivalents fall within the technical scope of the present invention.

0; 축선 1; 엔드밀
10; 샹크부 20; 날부
21; 외주날 21a; 능선
21b; 플루트 21c; 내선분
21d; 대응선분 P; 가상의 수직선
T; 접선 ∠A; 플루트각
∠B; 플루트내각 211; 측면날
212; 제1절삭날 212a; 제1공간
212b; 제1선분 213; 제2여유부
213a; 제2공간 213b; 제2선분
214; 제3여유부 214a; 제3공간
214b; 원호 θ1; 제1여유각
θ2; 제2여유각 θ3; 제3여유각
30; 엔드밀선단부 31; 코너날
32; 나선홈 40; 모재
41; 가공홈 42; 블레이드0; Axis 1; End mill
10; Shank portion 20; Flap
21; An outer peripheral edge 21a; Ridge
21b; Flute 21c; Extra minute
21d; Corresponding segment P; Virtual vertical line
T; Tangent ∠A; Flute angle
∠B; Flute cabinet 211; Side blade
212; A first cutting edge 212a; The first space
212b; A first line segment 213; The second margin
213a; A second space 213b; Second segment
214; A third margin 214a; The third space
214b; Arc θ1; First allowance angle
θ2; A second allowance angle? 3; Third margin angle
30; End mill tip 31; Corner day
32; A spiral groove 40; Base material
41; A machining groove 42; blade

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 머시닝 센터 등의 가공기계 홀더에 결합 되기 위한 샹크부(10)가 구비되고 상기 샹크부(10) 상단부로 이어지며 축선(0)을 중심으로 원추형상으로 형성되는 날부(20)를 이루되,
상기 날부(20)는 원추형상으로 이루어지고 상기 엔드밀선단부(30)로부터 샹크부(10)측으로 이어지는 외주날(21)의 나사각(λ)을 이루고, 상기 날부(20)의 선단측으로는 엔드밀선단부(30)가 연하여 형성되는 것을 포함하되 상기 날부(20) 외주날(21)을 이루는 능선(21a)의 접선(T)를 기준선으로 하여 가상의 수직선(P)에서 상기 능선(21a)을 따라 플루트(21b)를 등간격 이격 형성하며,
상기 외주날(21)의 측면날(211)은 제1여유각(θ1)을 갖는 제1절삭날(212)과 제2여유각(θ2)을 갖는 제2여유부(213)와, 제3여유각(θ3)을 갖는 제3여유부(214)로 형성되는 것을 포함하는, 터보챠저용 컴프레셔 휠 가공을 위한 엔드밀에 있어서,
상기 제1여유각(θ1)은 날부(20)의 평단면상 원호에서 접선방향으로 측면날(211)의 끝단 꼭지점으로부터 일정각도로 축선(0) 방향으로 형성되도록 하고, 제1여유각(θ1)에 의해 제1절삭날(212)을 이루는 직선상의 제1선분(212b)과 원(c)의 내측 공간인 제1공간(212a)를 이루는 것과,
상기 제2여유각(θ2)은 제2여유부(213)가 형성되도록 상기 제1여유각(θ1)을 이루는 제1절삭날(212)의 제1선분(212b)의 끝으로부터 축선(0) 방향으로 형성되고, 상기 제1선분(212b)의 끝지점으로부터 시작되어 일정각도를 이루는 제2선분(213b)에 의해 원(c)의 내측공간인 제2공간(213a)을 이루고,
상기 제3여유각(θ3)은 제2여유각(θ2)을 이루는 제2선분(213b)의 끝나는 지점으로부터 시작되어 원호(214b)를 이루며 축선(0) 방향으로 향하도록 하여 제3여유부(214)가 형성되고, 상기 원호(214b)의해 원(c)의 내측공간인 제3공간(214a)을 이루도록 하는 것을 포함하는, 터보챠저용 컴프레셔 휠 가공을 위한 엔드밀.
A shank portion 10 to be coupled to a processing machine holder such as a machining center and a blade portion 20 connected to an upper end of the shank portion 10 and formed into a conical shape about an axis 0,
The blade portion 20 is formed in a conical shape and forms a screw angle? Of the outer peripheral blade 21 extending from the end mill tip portion 30 to the shank portion 10 side. The ridge line 21a is formed at a virtual vertical line P with the tangential line T of the ridge line 21a forming the outer edge 21 of the blade portion 20 as a reference line, The flutes 21b are formed at equal intervals,
The side edge 211 of the outer peripheral edge 21 has a first cutting edge 212 having a first clearance angle? 1 and a second clearance 213 having a second clearance angle? 2, And a third relief portion (214) having an allowance angle (? 3), the end mill comprising:
The first clearance angle? 1 is formed in the tangential direction on the flat surface arc of the blade 20 in the direction of the axis 0 at an angle from the end vertex of the side edge 211 in the tangential direction and the first clearance angle? The first line segment 212b forming the first cutting edge 212 and the first space 212a being the inner space of the circle c are formed by the first line segment 212a,
The second clearance angle? 2 is set to be the axis 0 from the end of the first line segment 212b of the first cutting edge 212 forming the first clearance angle? 1 so that the second clearance 213 is formed. And a second space 213a which is an inner space of the circle c is formed by a second line segment 213b starting from an end point of the first line segment 212b and forming a certain angle,
The third allowance angle? 3 starts from a point at which the second line segment 213b forming the second allowance angle? 2 forms an arc 214b and is directed toward the axis 0, 214) is formed in the third space (214a), and the third space (214a), which is the inner space of the circle (c), is formed by the arc (214b).
제 5 항에 있어서,
상기 제1여유각(θ1)보다 제2여유각(θ2)이 상대적으로 큰 각도를 형성하고, 상기 제2여유각(θ2)보다 제3여유각(θ3)이 상대적으로 큰 각도를 형성하는 것을 포함하는, 터보챠저용 컴프레셔 휠 가공을 위한 엔드밀.
6. The method of claim 5,
The second allowance angle? 2 forms an angle relatively larger than the first allowance angle? 1 and the third allowance angle? 3 is larger than the second allowance angle? 2 End mills for machining compressor wheels for turbochargers, including.
삭제delete 삭제delete 제 5 항에 있어서,
상기 플루트(21b)는 능선(21a)의 접선(T)를 기준선으로 하여 가상의 수직선(P)에서 내선분(21c)이 15°~ 30° 범위내를 이루며 플루트각(∠A)를 형성하고, 상기 내선분(21c)과 대응되는 대응선분(21d)의 플루트내각(∠B)은 상기 플루트각(∠A) 보다 상대적으로 작은 범위내에서 형성되는 것을 포함하는, 터보챠저용 컴프레셔 휠 가공을 위한 엔드밀.6. The method of claim 5,
The flute 21b forms a flute angle ANGLE A with the extension line 21c in the range of 15 to 30 degrees on the imaginary vertical line P with the tangent T of the ridgeline 21a as a reference line , And a flute inner angle (? B) of a corresponding line segment (21d) corresponding to the extension line part (21c) is formed within a range relatively smaller than the flute angle? A. The compressor wheel processing for turbocharger End mill for. 삭제delete

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