KR20040102009A - 공구 인서트 제조 방법 및 다면체 공구 인서트 - Google Patents

Abstract

공구 인서트를 제조하는 방법이 개시된다. 대향하는 각 측면상에 주요 표면을 구비하는 초연삭재 재료의 본체(50)가 제공된다. 이것은 예를 들어 PCBN 또는 PCD 디스크와 같은 연마재 콤팩트 디스크인 것이 일반적이다. 초경 합금과 같은 경질 재료로 충전된 이격된 코어(58)의 어레이는 예를 들어 하나의 주요 표면으로부터 대향하는 주요 표면까지 연장된다. 하나의 주요 표면으로부터 대향하는 주요 표면까지, 각 경질 금속 코어 주위의 교차 횡단 라인(68)을 따라 본체가 분할되어 공구 인서트가 생산된다. 본체는 대향하는 주요 표면들 사이에 개재하는 경질 금속의 중간층(56)을 포함할 수 있으며, 이것은 코어와 동일한 경질 금속이며, 그리하여 코어가 이 중간층과 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다.

Description

공구 인서트 제조 방법 및 다면체 공구 인서트{TOOL INSERT}

연삭재 콤팩트(abrasive compact)는 일반적으로 경질의 응집 매스에 부착된 초경질 연삭재 입자와 같은 연삭재 입자의 다결정 매스이다. 일반적으로 그러한 콤팩트는 통상 초경 합금(cemented carbide) 기판에 부착된다. 다이아몬드 연삭재 콤팩트는 PCD로도 알려져 있으며, 입방체 질화붕소 연삭재 콤팩트는 PCBN으로도 알려져 있다.

미국 특허 제 4,807,402 호는 연삭재 콤팩트층이 상하면 각각에 부착된 초경 합금 매스 등의 지지 매스를 포함하는 제품을 개시하고 있다.

유럽 특허 제 0 714 719 호는 초경 합금, 철금속 또는 고융점 금속의 중심 또는 중간층에 부착된 제 1 및 제 2 연삭재 콤팩트층을 포함하는 공구 인서트를 개시하고 있다. 이 공구 구성요소는 연삭재 콤팩트의 노우즈 및 플랭크를 제공하며, 노우즈 및 플랭크는 절단 포인트 및 공구 인서트를 위한 에지를 제공한다. 그러한 공구 인서트는 예를 들어 미국 특허 제 4,807,402 호에 개시된 제품으로부터의 방전 가공에 의해 절단될 수 있다.

발명의 요약

본 발명에 따르면, 공구 인서트를 제조하는 방법은,

① 대향하는 각 측면상의 주요 표면과, 상기 하나의 주요 표면으로부터 대향하는 주요 표면까지 연장되는 경질 금속으로 충전된 이격된 코어의 어레이를 구비하는 초연삭재 재료의 본체를 제공하는 단계와,

② 각 경질 금속 코어 주위의 교차 횡단 라인을 따라 상기 하나의 주요 표면으로부터 대향하는 주요 표면까지 본체를 분할하는 단계를 포함한다.

초연삭재 재료는 연삭재 콤팩트가 바람직하며, PCD 또는 PCBN이 바람직하며, PCBN이 가장 바람직하다.

경질 금속은 초경 합금, 철금속 및 고융점 금속으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 경질 금속은 초경 합금이 바람직하다.

본체는 디스크 형상을 갖는 것이 바람직하다. 디스크는 약 55mm 내지 약 125mm, 보다 바람직하게는 약 80mm 내지 약 100mm의 직경을 가지며, 약 1.6mm 내지 약 30mm, 보다 바람직하게는 약 2mm 내지 약 10mm의 두께를 갖는다.

본체는 대향하는 주요 측면들 중간에 위치하는 경질 금속의 중간층을 포함하며, 이것은 코어와 동일한 경질 금속이고, 그리하여 코어가 이 중간층과 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

분할은 예를 들어 레이저 절단 또는 방전 가공과 같은 공지된 방법에 의해 이루어진다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 대향면상에 규정된 주요 표면과, 하나의 주요 표면으로부터 대향하는 주요 표면까지 본체를 통해 횡단 연장되는 경질 금속의 코어를 구비하는 초연삭재 본체를 포함하는 다면체 공구 인서트가 제공된다. 이 다면체 공구는 별 모양 또는 육각형이 바람직하며, 60도가 아닌 끼인각을 갖는 3개의 절단 팁을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명은 공구 인서트(tool insert)에 관한 것이다.

도 1의 (a)는 본 발명의 방법에 사용되는 본체의 일 실시예를 나타내는 사시도이고, (b)는 (a)의 본체의 단면도이고, (c)는 본 발명의 방법에 의해 제조되는 공구 인서트의 사시도,

도 2 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예들을 나타내는 도면으로서, (a)는 방법에 사용되는 본체의 사시도, (b)는 그러한 본체의 단면도, (c)는 공구 인서트 실시예들의 사시도.

이하에서는 첨부된 도면의 도 1을 참조하여 발명의 일 실시예가 설명될 것이다. 먼저 도 1의 (a)를 참조하면, 본 경우에는 연삭재 콤팩트 디스크인 초연삭재 원형 디스크 형태의 본체(10)는 그 내부에 형성된 이격된 오목부(12)의 어레이를 구비한다. 이 오목부(12)는 하나의 편평한 주요 표면(14)으로부터 대향하는 편평한 주요 표면(16)까지 연장된다. 각각의 오목부(12)는 미립자 형태 또는 사전 소결된 로드(rod)인 초경 합금(18)으로 충전된다.

본체(10)는 그리드형 패턴의 교차 분할 라인(20)을 따라 분할되며, 각각의 초경 합금 코어(18)가 그리드형 패턴의 각 세그먼트 또는 블록내에 위치한다. 분할은 도 1의 (c)에 도시된 바와 같은 정사각형 공구를 생산하도록 하나의 주요 표면(14)으로부터 다른 주요 표면(16)까지 본체를 수직 관통하여 이루어진다. 이러한 인서트는 연삭재 콤팩트(24)가 부착되는 초경 합금의 중심 코어(22)를 구비한다. 공구 인서트를 공구에 장착하기 위해 중심 코어(22)를 관통하여 구멍(26)이 형성될 수 있다.

본체(10)는 통상의 고온/고압 장치의 반응 구역에 배치됨으로써 제조될 수 있다. 본체에 예를 들어 연삭재가 결정학적으로 안정되는 적절한 고온/고압 조건을 가하면, 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같은 소결된 경질의 접착 본체가 생산된다.

도 2의 실시예는 도 1의 실시예와 유사하며, 유사한 부분에는 유사한 참조부호가 부여된다. 오목부의 구성은 분할 라인 패턴과 상이하다. 도 2의 (c)에 도시된 바와 같은 삼각형 인서트가 생산된다.

도 3의 실시에는 도 1의 실시예와 유사하며, 유사한 부분에는 유사한 참조부호가 부여된다. 오목부의 구성은 분할 라인의 패턴과 상이하며, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같은 능면체(菱面體) 공구 인서트가 생산된다.

도 4의 실시예는 도 1의 실시예와 유사하며, 유사한 부분에는 유사한 참조부호가 부여된다. 그러나, 본 실시예에 있어서는, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이,90도 이하의 끼인각을 갖는 4개의 절단 팁(30)과 초경 합금의 중심 코어(32)를 갖는 본체(28)를 구비한 다면체 공구 인서트를 생산하기 위해, 본체가 라인(20a, 20b) 및 라인(21a, 21b)을 따라 분할된다. 공구에 공구 인서트를 장착하기 위해 코어(32)를 관통하여 구멍(34)이 형성될 수 있다.

도 5의 실시예는 도 1의 것과 유사하다. 그러나, 초경 합금의 코어(18)는 도 5의 (a)에 도시된 패턴을 제공하도록 분포된다. 본체(10)는 도 5의 (c)에 도시된 바와 같은 다면체 절단 공구 인서트를 생산하도록 분할 라인(20)을 따라 절단된다. 그와 같이 생산된 공구 인서트는 본 경우에 연삭재 콤팩트인 초연삭재 본체(36)를 구비하며, 이것은 60도가 아닌 끼인각을 갖는 3개의 팁 또는 코너부와 초경 합금의 중심 코어(40)를 구비한다. 중심 배치 구멍(42)이 코어(40)를 관통하여 형성될 수 있다.

도 6을 참조하면, 본체(50)는 초경 합금 중간충(56)에 의해 이격된 디스크(52, 54)로 형성된다. 대향하는 각각의 주요 표면(60, 62)에는 다수의 오목부(58)가 형성되어 있다. 이들 오목부(58)는 초연삭재 및 초경 함급 중간측에 부착된 초경 합금(64)으로 충전된다. 그 결과, 점선(66)으로 표시된 바와 같이, 초경 합금의 코어가 하나의 주요 표면(60)으로부터 다른 주요 표면(62)까지 연장된다. 대안적으로, 경질 금속 중간층 또는 디스크(56)는 동일한 기하형상의 기판을 형성하기 위해 스터드를 구비할 수 있다. 본체(50)는 그리드형 패턴의 교차 라인(68)을 따라 분할된다. 도 6의 (c)에 도시된 바와 같은 정사각형 공구 인서트가 생산된다. 코어 영역(72)의 중심을 관통하여 구멍(70)이 형성될 수 있다.

도 7의 실시예는 도 6의 실시예와 유사하며, 유사한 부분에는 유사한 참조부호가 부여된다. 이 실시예는 초경 합금 충전 오목부(58)의 구성 및 교차 분할 라인(68)의 패턴에 있어서 상이하다. 도 7의 (c)에 도시된 바와 같은 삼각형 인서트가 생산된다.

도 8의 실시예는 도 6의 실시예와 유사하며, 유사한 부분에는 유사한 참조부호가 부여된다. 오목부(58)의 구성 및 분할 라인(68)의 패턴은 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 능면체 형상 인서트를 생산하도록 되어 있다.

도 4 및 도 5의 실시예는 또한 도 6을 참조하여 설명된 바와 같은 본체로부터, 초경 합금 코어(66) 및 분할 라인(68)의 구성에 적절한 변형을 가하여 생산될 수 있다.

상술한 실시예에 있어서, 본체의 분할은 예를 들어 레이저 절단 또는 방전 가공 등의 종래 기술에 공지된 방법에 의해 이루어질 수도 있다.

Claims (13)

1. 공구 인서트(tool insert)를 제조하는 방법에 있어서,

   ① 대향하는 각 측면상의 주요 표면과, 상기 하나의 주요 표면으로부터 대향하는 주요 표면까지 연장되는 경질 금속으로 충전된 이격된 코어의 어레이를 구비하는 초연삭재(superabrasive) 재료의 본체를 제공하는 단계와,

   ② 각 경질 금속 코어 주위의 교차 횡단 라인을 따라 상기 하나의 주요 표면으로부터 대향하는 주요 표면까지 본체를 분할하여 상기 공구 인서트를 제조하는 단계를 포함하는

   공구 인서트 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 초연삭재 재료는 연삭재 콤팩트(abrasive compact)인

   공구 인서트 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 연삭재 콤팩트는 PCD 또는 PCBN인

   공구 인서트 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 경질 금속은 초경 합금(cemented carbide), 철금속 및 고융점 금속을 포함하는 그룹에서 선택되는

   공구 인서트 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 본체는 디스크 형상인

   공구 인서트 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 디스크의 직경은 약 55mm 내지 약 125mm이며, 그 두께는 약 1.6mm 내지 약 30mm인

   공구 인서트 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 디스크의 직경은 약 80mm 내지 약 100mm이며, 그 두께는 약 2mm 내지 약 10mm인

   공구 인서트 제조 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,

   본체를 분할하여 소망의 형상을 갖는 다수의 공구 인서트를 생산하기 위한분할 패턴이 제공되는

   공구 인서트 제조 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 본체는 경질 금속의 중간층을 더 포함하며, 상기 경질 금속 코어는 상기 중간층과 일체형으로 형성되는

   공구 인서트 제조 방법.
10. 다면체 공구 인서트에 있어서,

    대향하는 측면들상에 규정된 주요 표면과, 하나의 주요 표면으로부터 대향하는 주요 표면까지 본체를 통해 횡단 연장되는 경질 금속의 코어를 구비하는 초연삭재 본체를 포함하는

    다면체 공구 인서트.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 대향하는 주요 표면들에 평행한 평면을 따라 별 모양을 갖는

    다면체 공구 인서트.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 대향하는 주요 표면들에 평행한 평면을 따라 육각형 형상을 갖는

    다면체 공구 인서트.
13. 제 12 항에 있어서,

    60도가 아닌 끼인각을 갖는 3개의 절단 팁을 구비하는

    다면체 공구 인서트.