(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形形状の両面インデックサブル切削インサート及び補強材の組立体であって、
前記多角形形状の切削インサートは各コーナー部にコーナー切削刃より低く位置する複数の凸部を含み、
前記補強材は各コーナー部に前記切削インサートの凸部と接触する平坦部を含み、
前記補強材が前記切削インサートに結合されるとき、前記補強材の平坦部は前記切削インサートの３つ以上の凸部と接触し、
前記切削インサートの各コーナー部は中心に向かって下降する第１グルーブと前記第１グルーブに比べて中心に近く位置して前記第１グルーブより大きいすくい角で下降する第２グルーブとを含み、
前記凸部は表面が球面状にされた、
組立体。
【請求項２】
前記補強材は中央に位置する円筒状の貫通孔と、前記貫通孔の周囲に位置する環状の上昇部とを含み、前記平坦部は前記上昇部の外側に位置して前記上昇部に比べて低く位置する、請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記平坦部を含む補強材はプレス加工により形成される、請求項２に記載の組立体。
【請求項４】
前記補強材は中央に位置する円筒状の貫通孔と、前記貫通孔の周囲に環状の上昇部とを含み、前記平坦部は前記上昇部の外側に位置して前記上昇部に比べて高く位置する、請求項１に記載の組立体。
【請求項５】
前記補強材の平坦部は研削加工により形成される、請求項４に記載の組立体。
【請求項６】
前記切削インサートの中心から前記凸部の中心までの距離をｘ、前記切削インサートの中心から前記切削インサートのコーナー端部までの距離をｙとするとき、ｘ：ｙは０.７：１〜０.９５：１である、請求項１に記載の組立体。
【請求項７】
前記切削インサートは中心に貫通孔を含み、前記貫通孔は上下対称であり前記貫通孔の中心を垂直に通り過ぎる中心軸に対して回転対称であり、前記貫通孔の両端から中心に向かって前記貫通孔の直径が減少して前記貫通孔内部に凸部を形成する、請求項２または４に記載の組立体。
【請求項８】
前記両面インデックサブル切削インサート及び補強材の組立体は前記切削インサートを固定するＬ字状レバーをさらに含む、請求項７に記載の組立体。
【請求項９】
前記Ｌ字状レバーは前記切削インサートの貫通孔の凸部に接触して前記切削インサートを工具ホルダの側方及び下方側に加圧する、請求項８に記載の組立体。
【請求項１０】
前記切削インサートの貫通孔の長さをａとするとき、前記貫通孔の下部面から測定される前記Ｌ字状レバーが前記切削インサートと接触する点が０.６ａ〜０.８ａである、請求項９に記載の組立体。
【請求項１１】
前記Ｌ字状レバーが前記切削インサートと接触する位置での水平面に対するクランピング力の角度θは５゜〜４０゜である、請求項９に記載の組立体。
【請求項１２】
前記凸部は前記第２グルーブよりも前記切削インサートの中心近くに位置する請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属素材などを加工するのに使用される、両面インデックサブル切削インサート及び補強材の組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
苛酷な切削条件下で粗く金属を加工する方法を荒削という。荒削時に加えられる負荷を最小化するために、切削インサートの切削刃は高い位置に配置され、内部のグルーブは切削インサートの中心に向かって下降するように形成されるのが一般的である。
【０００３】
片面切削インサートでは下部の支持面を平坦に研削加工して工具ホルダまたは補強材と揺れのない固定をすることができる。しかし、上下対称の両面切削インサートでは切削インサートの支持面が切削刃に比べ、低く位置するため、支持面の研削加工が不可能であり、製作過程で必然的に発生する変形により支持面の高さ偏差が発生するようになる。この場合、切削インサートは補強材または工具ホルダに安定的に固定され得ない。
【０００４】
大韓民国特許出願第２００８−７０２６９４３号には両面インデックサブル切削インサート１を支持板２上に固定する構成が開示されている。図１にはこのような従来技術による工具ホルダ及び支持板が示されている。支持板２の上部には複数の平坦区域３ａ、３ｂ、３ｃが配置され、切削インサート１の上部面には前記平坦区域と接触する接触面４ａ、４ｂ、４ｃが配置される。切削インサートの接触面はプレス加工により形成される。しかし、プレス加工をする場合、必然的に発生する切削インサートの変形とそれによる支持面の高さ偏差とによって、接触面のうち、単に２つの面のみが平坦区域と接触することができ、残りの接触面と平坦区域との間にはギャップが発生し得る。これは切削加工中に、切削インサートの揺れ発生の原因となり、精度の低下及び工具寿命の短縮を引き起こす。
【０００５】
また、切削インサートを補強材または工具ホルダに固定するために切削インサートの中央には貫通孔が形成される。スクリュにより切削インサートを固定する時、切削インサートのテーパされた形状の貫通孔内部にスクリュが挿入される。この場合、スクリュが支持板を固定するためのスクリュの内部ネジ部位と結合するので、切削インサートを固定するのに必要なクランピング力が制限される。また、切削インサートを交換するごとにスクリュを完全に緩めなければならないので、切削インサートの交換はその操作が難しくなる。また、スクリュが容易に摩耗し、切削インサートを工具ホルダの壁面に密着させるクランピング力が弱まって切削インサートの破損が頻繁になる。また、レバーを使用して切削インサートを固定する場合、切削インサートの貫通孔は平行に製作される。即ち、貫通孔の直径は一定である。これは工具ホルダの壁面へのクランピング力は良好であるが、工具ホルダのポケット底面に向かったクランピング力が弱いため、切削加工中に切削インサートが上に持ち上がるという傾向により切削インサートが容易に破損される。従って、スクリュまたはレバーなどにより切削インサートを固定する時、苛酷な切削条件のもとでは切削インサートが工具ホルダのポケットから離脱するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような従来技術の問題を解決するためのもので、切削インサートが工具ホルダ上で本来の位置から離脱するのを効率よく防止し、切削インサートと工具ホルダとの間に常に安定した接触を保障することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は切削インサートが確実に締結され得るように工具ホルダの側方及び下方に力を十分に伝達できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明による多角形形状の両面インデックサブル切削インサートは各コーナー部にコーナー切削刃より低く位置する複数の凸部を含む。凸部の表面は球面状である。また、本発明による補強材は各コーナー部に前記切削インサートの凸部と接触する平坦部を含み、切削インサートと補強材が組み立てられた状態で前記補強材の平坦部は前記切削インサートの３つ以上の凸部と接触する。
【０００９】
また、前記切削インサートは中心に貫通孔を含み、前記貫通孔は上下対称であり、その中心を垂直に通り過ぎる中心軸に対して回転対称である。貫通孔の直径は貫通孔の両端から中心に向かって減少し、貫通孔内部に凸部を形成する。切削インサートを固定するために前記切削インサートの貫通孔にはL字状レバーが挿入され、L字状レバーは貫通孔の凸部と接触して切削インサートを工具ホルダの側方及び下方側に加圧して固定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、両面インデックサブル切削インサート及び補強材は常に３点以上で接触するため、激しい切削条件下でも安定した接触が保障される。これにより、精密な加工が可能になり、工具の寿命も顕著に延びる。
【００１１】
また、L字状レバーにより切削インサートが工具ホルダの側方及び下方に加圧されるため、激しい切削条件下でも切削インサートが工具ホルダから離脱することなしに固定される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術による切削工具を示す。
【図２】本発明による切削インサート及び補強材の組立体を含む切削工具の斜視図である。
【図３】本発明による切削インサート及び補強材の組立体の斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線による断面図である。
【図５】本発明による切削インサートの斜視図である。
【図６】本発明による切削インサートの平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線による断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による補強材の斜視図である。
【図９】本発明の第１実施形態による補強材の平面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線による断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態による切削インサートと補強材との接触点を示す。
【図１２】本発明の第２実施形態による補強材の斜視図である。
【図１３】本発明の第２実施形態による補強材の平面図である。
【図１４】図１３のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態による切削インサートと補強材との接触点を示す。
【図１６】図４に示すＬ字状レバーにより切削インサートに加えられる力を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１４】
図２は本発明による、両面インデックサブル切削インサート及び補強材の組立体を含む切削工具の斜視図である。図３は本発明による切削インサート及び補強材の組立体の斜視図であり、図４は図２のＡ−Ａ線による断面図である。図２に示す通り、工具ホルダ４０上に補強材３０が載置され、前記補強材上に両面インデックサブル切削インサート２０が載置される。また、図４に示す通り、前記補強材及び切削インサートはＬ字状レバー５０により工具ホルダ４に固定される。
【００１５】
切削インサートの中心にはＬ字状レバーが固定され得る貫通孔２４が形成される。貫通孔２４は上下対称であり、その中心Ｏを垂直に通り過ぎる中心軸ｌに対して回転対称であり、貫通孔２４の直径が貫通孔２４の両端から中心に向かって減少し、貫通孔２４の内部に凸部２１を形成する（図５参照）。Ｌ字状レバー５０は凸部２１上の１点Ｑで切削インサートと接触して切削インサートを工具ホルダに固定する。凸部２１は図４に示す通り曲面で形成されてもよく、一定のすくい角で傾いた平坦面で形成されてもよい。
【００１６】
図５は本発明による両面インデックサブル切削インサートの斜視図である。切削インサートの外周縁に形成される切削刃部分が最も高く位置し、切削インサートの中心部は外周縁に比べ、低く位置する。前記中心部の中心には、切削インサートの固定のための部材が挿入される貫通孔２４が形成される。本実施形態による切削インサートは四角形形状であり、四角形の各コーナー部２２側のコーナー切削刃２３付近にドーム形状の凸部２５が形成される。
【００１７】
切削インサートの中心から凸部の中心までの距離をｘ、切削インサートの中心から切削インサートのコーナー端部までの距離をｙとするとき、ｘ：ｙは０.７：１〜０.９５：１である。前記比率が０.７：１より小さくなれば、即ち凸部が過度に切削インサートの中心側に接近すれば、凸部が効率よく切削力を支持できなくなる。反対に、前記比率が０.９５：１より大きくなれば、即ち凸部が過度に切削インサートの外周縁側に位置するようになれば、凸部及びグルーブの加工が困難になる。
【００１８】
図６は本発明による切削インサートの平面図であり、図７は図６のＡ−Ａ線による断面図である。図７に示す通り、切削インサートの外周縁部分が最も高く位置し、残りの部分は中心側に行くほど下降する形状である。また、切削加工中に発生するチップと凸部２５との衝突を防止するために、コーナー部２２は２段グルーブからなる。即ち、コーナー部２２のコーナー切削刃２３から延長する第１グルーブ２６と前記第１グルーブより大きいすくい角で第１グルーブから延長する第２グルーブ２７とでなされる。これにより、切削刃により発生するチップは第１グルーブにより案内されて凸部２５と衝突したり凸部に融着しない。
【００１９】
図８は本発明の第１実施形態による補強材３０の斜視図であり、図９は本発明の第１実施形態による補強材３０の平面図である。本実施形態による補強材３０は切削インサートと同じく四角形形状である。補強材の中心には固定のための部材が挿入される貫通孔３１が形成され、貫通孔３１の周囲には環状の上昇部３２が形成される。上昇部３２が補強材の厚さを増加させるので補強材の強度が向上する。また、前記環状の上昇部の外側には四角形の各コーナー部に平坦部３３が形成される。
【００２０】
図１０は図９のＡ−Ａ線による断面図である。図１０に示す通り、環状の上昇部３２は平坦部３３に比べ、高く位置し、前記平坦部はプレス加工により形成される。図１１は本発明の第１実施形態による切削インサート２０と補強材３０との接触点を示す。切削インサートの凸部２５及び補強材の平坦部３３は点Ｐで接触するが、切削インサートは平坦部３３以外の地点では補強材と接触しない。３つの点は必ず１つの平面上に置かれるので、切削インサート２０及び補強材３０は３つ以上の点で常に接触する。これにより、切削加工中に揺れが防止され、精密な加工が可能になる。
【００２１】
図１２〜図１５は本発明の第２実施形態による補強材３０を示す。図１２は本発明の第２実施形態による補強材３０の斜視図であり、図１３は本発明の第２実施形態による補強材３０の平面図である。図１４は図１３のＢ−Ｂ線による断面図である。図１４に示す通り、第２実施形態による補強材３０は第１実施形態と比較して平坦部３３が環状の上昇部３２に比べ、高く位置する点で差がある。また、平坦部３３が最も高く位置するため、平坦部は研削加工により精密に加工され得る。
【００２２】
図１５は本発明の第２実施形態による切削インサート２０と補強材３０との接触点を示す。第１実施形態と同様に、切削インサートの凸部２５及び補強材の平坦部３３は点Ｐで接触するが、切削インサートは平坦部３３以外の地点では補強材と接触しない。
【００２３】
図１６はＬ字状レバーにより切削インサートに加えられる力とその分力を示す。ＦはＬ字状レバーにより加えられる法線方向のクランピング力、θは前記クランピング力の水平面に対する角度、ＦＨはＦの水平方向分力、ＦＶはＦの垂直方向分力である。Ｌ字状レバーは点Ｑで切削インサートの貫通孔２４と接触し、この点で水平方向及び垂直方向のクランピング力を加える。水平方向クランピング力ＦＨは切削インサートが工具ホルダのポケットから離脱するのを防止し、垂直方向クランピング力ＦＶは切削インサートを工具ホルダの表面に密着するようにする。このように、Ｌ字状レバーを用いて簡単な構造で切削インサートを工具ホルダの側方及び下方に堅固に固定できる。
【００２４】
前記角度θは望ましくは５゜〜４０゜である。前記角度が前記範囲を逸脱する場合には、水平方向クランピング力または垂直方向クランピング力のうち一方が切削インサートを適所に堅固に維持するには不十分になる。
【００２５】
図１６に示す通り、切削インサートの貫通孔２４の長さをａとするとき、Ｌ字状レバーが切削インサートと接触する点Ｑから貫通孔の下部面までの距離ｂが０.６ａ〜０.８ａである。前記距離ｂが０.６ａより小さければ、即ち接触点があまりにも低ければ、切削力が加えられる切削刃から接触点があまりにも遠くなるため、回転モーメントに効率よく耐えれなくなる。反対に、前記距離ｂが０.８ａより大きければ、即ち接触点があまりにも高ければ、貫通孔が脆弱になりＬ字状レバーが貫通孔の上方に突出して切削加工中に発生するチップと衝突するようになる。
【００２６】
前述した本発明の実施形態は例示的な目的で提示されたものであり、このような具体的な過程と形態に本発明を制限しようとするものではなく、これに基づいて多くの変形と修正が加えられることができる。本発明は例えば、切削インサートは工具ホルダにＬ字状レバーの代わりにスクリュのような他のクランピング手段によって締結され得、切削インサート及び補強材は円形または他の多角形であってもよい。また、本発明の切削インサート及び補強材は荒削加工だけでなく、他の切削加工にも使用され得る。
【図１】
0005396539.tif 000002
【図２】
0005396539.tif 000003
【図３】
0005396539.tif 000004
【図４】
0005396539.tif 000005
【図５】
0005396539.tif 000006
【図６】
0005396539.tif 000007
【図７】
0005396539.tif 000008
【図８】
0005396539.tif 000009
【図９】
0005396539.tif 000010
【図１０】
0005396539.tif 000011
【図１１】
0005396539.tif 000012
【図１２】
0005396539.tif 000013
【図１３】
0005396539.tif 000014
【図１４】
0005396539.tif 000015
【図１５】
0005396539.tif 000016
【図１６】
0005396539.tif 000017