KR0155221B1 - 조립식 연삭휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립식 연삭휠에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 연삭지석의 교체가 가능하여 휠 본체를 영구적으로 사용할 수 있으며, 난삭재의 표면을 고정밀도로 가공할 수 있는 조립식 연삭휠에 관한 것이다. 본 발명의 조립식 연삭휠은 외주연에 연삭지석(4) 및 연삭지석 고정수단을 입설할 수 있도록 톱니형태를 지닌 다수개의 홈(2)이 등간격으로 형성되어 연삭지석(4)을 고정시키기 위한 휠 본체(1); 전기한 휠 본체(1)의 홈(2)에 입설고정되어 휠 본체(1)의 회전에 의해 피삭재의 연삭가공을 수행하는 연삭지석(4); 및, 전기한 연삭지석(4)을 전기한 휠 본체(1)의 홈(2)에 고정시키기 위한 연삭지석 고정수단으로 구성된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 조립식 연삭휠은 연삭지석의 교체가 용이하여 휠 본체를 영구적으로 사용할 수 있으므로 연삭가공을 경제적으로 수행할 수 있고, 종래의 단속연삭용 연삭휠과 달리, 드레서의 마멸을 방지할 수 있으며, 난삭재의 표면을 고정밀로 가공할 수 있다는 것이 확인되었다.

Description

조립식 연삭휠

제1(a)도 및 제1(b)도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 조립식 연삭휠의 휠 본체에 대한 정면도 및 평면도이다.

제2(a)도 및 제2(b)도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 연삭지석의 정면도 및 평면도이다.

제3도는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 연삭휠의 조립상태를 도시한 조립상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 휠 본체 2 : 홈

3 : 볼트 체결공 4 : 연삭지석

5 : 압착스틱 6 : 볼트

본 발명은 조립식 연삭휠에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 연삭지석의 교체가 가능하여 휠 본체를 영구적으로 사용할 수 있으며, 난삭재의 표면을 고정밀도로 가공할 수 있는 조립식 연삭휠에 관한 것이다.

최근에 항공/우주산업 및 자동차산업 등의 발달로 인하여 스테인레스강, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 동합금 및 두랄루민(duralumin) 등의 수요가 급증하고 있으며, 이들 소재를 가공하여 고정밀도의 각종 산업용 부품을 제조하려는 시도가 끊임없이 이루어지고 있다.

전기한 소재의 가공시 최종 다듬질은 그 대부분이 연삭휠(grinding wheel)에 의해 이루어지나, 통상적인 연삭휠을 사용하여 연삭가공을 수행시에는 연삭휠의 연삭지석(硏削砥石)에 눈메움(loading)현상 또는 날 무디어짐(glazing) 현상 등이 발생하여 연삭가공을 효과적으로 수행할 수 없다는 문제점을 지니고 있었다.

특히, 전열성(傳熱性)이 낮은 강과 소입강의 연삭가공시에는 연삭깊이가 크거나 단면연삭을 실시할 때 연삭열에 의한 연삭휠의 마멸 및 균열이 빈번히 발생하며, 스테인레스강의 연삭가공시에는 극심한 발열로 인하여 피삭재의 마멸과 아울러 높은 표면 정밀도를 얻기가 어려운 실정이다. 즉, 연삭가공시 일반적으로 사용되는 연삭휠을 사용하여 열전도성이 낮고 인성이 높은 스테인레스강을 연삭시에는 연삭깊이가 크거나 단면연삭이 요구될 때 연삭열에 의해 연삭휠의 눈메움 현상과 날 무디어짐 현상이 극심하게 발생하여 연삭가공이 곤란한 것으로 알려져 있다.

전기한 바와 같이, 고강성 및 고인성을 지닌 난삭재의 연삭가공시 연삭능룰이 저조한 이유는 연삭휠에 포함된 연삭입자의 날무디어짐 발생과 아울러 연삭 칩의 유동영역이 협소하기 때문으로, 연삭능률을 증가시키기 위하여 동력을 증대시킬 경우에는 가해진 동력이 피삭재의 표면에서 열의 형태로 발산되어 피삭재의 열에 의한 변형이 발생하게 된다. 또한, 연삭휠의 날 무디어짐 현상은 피삭재의 소성영역을 증가시키고 피삭재의 표면에 잔류응력을 다량 생성하여 피삭재에 균열 등을 일으키게 된다.

따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 연삭입자의 수를 감소시켜 소요동력을 저감함으로써 연삭능률을 높일 수 있다는 점에 착안하여, 난삭재의 가공시 연속연삭 대신에 단속연삭(斷續硏削)이 개발되어 사용되고 있다.

단속연삭은 피삭재의 연삭가공시 연삭저항 및 연삭열을 줄일 수 있으며, 피삭재의 다듬질 상태를 개선할 수 있다는 장점을 지니고 있는데, 이러한 단속연삭을 효과적으로 수행하기 위하여 다양한 형태의 단속연삭용 연삭휠이 개발되었으며, 이와 관련된 종래기술에 대하여는 다음과 같은 문헌에 개시되어 있다:

구 소련 특허 SU 1,211,028호에는 연삭휠의 표면에 나선형 홈이 형성된 평면형 연삭휠에 대하여 개시되어 있다.

또한, 수토(T. Suto)등은 원주형 연삭휠을 절단하여 연삭휠을 톱니형태로 형성한 후 연삭휠의 내부에 냉각재를 유동시키면서 난삭재의 표면을 연삭가공할 수 있는 연삭휠에 대하여 개시하고 있다[참조: T. Suto et al, Bull. of JSPE, 24(1):39-44(1990)].

아울러, 나카야마(k. Nakayama)등은 연삭휠의 외면을 나선형으로 절단하여 연삭가공시 소요되는 동력을 급격히 감소시킴으로써 난삭재의 표면을 가공할 수 있는 연삭휠에 대하여 개시하고 있다[참조: K. Nakayama et al, Annals of the CIRP, 25(1):133-138(1977)].

그러나, 전기한 종래의 연삭휠은 난삭재의 연삭가공에 의해 연삭휠이 마모된 경우에는 고가의 연삭휠 전체를 교체해야 하므로 연삭가공을 경제적으로 수행할 수 없었으며, 연삭휠의 날을 세우기 위하여 사용되는 드레서(dresser)의 마멸이 크다는 문제점을 지녀, 산업상 실제적으로 사용하는 데에는 한계를 지니고 있었다.

결국, 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 연삭지석의 교체가 용이하여 휠 본체를 영구적으로 사용할 수 있으므로 연삭가공을 경제적으로 수행할 수 있으며, 드레서의 마멸을 방지할 수 있음은 물론, 난삭재의 표면을 고정밀도로 가공할 수 있는 조립식 연삭휠을 제공함에 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하는 본 발명의 조립식 연삭휠은, 외주연에 연삭지석 및 연삭지석 고정수단을 입설할 수 있도록 톱니형태를 지닌 다수개의 홈이 등간격으로 형성되어 연삭지석을 고정시키기 위한 훨 본체;

전기한 휠 본체의 홈에 입설고정되어 휠 본체의 회전에 의해 피삭재의 연삭가공을 수행하는 연삭지석; 및,

전기한 연삭지석을 전기한 휠 본체의 홈에 고정하기 위한 연삭지석 고정수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 전기한 연삭지석 고정수단으로는 다양한 형태의 통상적인 고정수단이 사용될 수 있으나, 휠 본체의 홈에 입설된 연삭지석을 어느 한 방향으로 압착시키기 위한 압착스틱 및 전기한 압착스틱을 휠 본체에 고정하기 위한 볼트로 구성된 고정수단을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 전기한 연삭지석은 연삭지석 고정수단에 의해 견고히 고정될 수 있도록, 연삭지석의 어느 일면을 일정각으로 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조립식 연삭휠의 구성 및 작용효과를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

제1(a)도 및 제1(b)도는 각각 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 조립식 연삭휠의 휠 본체에 대한 정면도 및 평면도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 조립식 연삭휠을 구성하는 휠 본체(1)는 그 외주연에 연삭지석 및 압착수단을 입설할 수 있도록 톱니형태를 지닌 다수개의 홈(2)이 등간격으로 형성된다. 이때, 휠 본체(1)는 일반적으로 탄소강으로 제조된다.

또한, 제1(a)도에 있어서, 휠 본체(1)의 홈(2) 저면에는 압착스틱을 휠 본체에 견고히 고정하기 위한 볼트를 체결할 수 있도록 볼트 체결공(3)이 형성된다.

제1(a)도 및 제1(b)도에 있어서, D₁은 휠 본체(1)의 내경을 나타내고, D₂는 지석 뿌리원을 나타내며, D₃는 휠 본체(1)의 외경을 나타낸다. 전기한 휠 본체(1)의 내경(D₁)은 본 발명의 연삭휠을 사용하는 연삭기의 플런지(plunge)에 맞추어 그 크기를 조절하며, 지석 뿌리원(D₂) 및 휠 본체(1)의 외경(D₃)은 본 발명의 연삭휠을 사용하려는 연삭가공 용도에 따라 변경 조절가능하다.

또한, 휠 본체(1)의 홈(2)의 개수 및 홈(2)의 너비(L₁)는 연삭가공시 요구되는 연삭휠의 단속비에 따라 조절가능하며, 연삭지석의 피치각(pitch angle)(a)은 연삭휠의 단속비 및 연삭지석의 채용 갯수에 따라 조절가능하다.

한편, 제2(a)도 및 제2(b)도는 전기한 본 발명의 휠 본체(1)의 홈(2)에 입설고정되어 휠 본체(1)의 회전에 의해 피삭재의 연삭가공을 수행하게 되는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 연삭지석의 정면도 및 평면도이다.

제2(a)도 및 제2(b)도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연삭지석(4)은 연삭지석 고정수단에 의해 견고히 고정될 수 있도록, 연삭지석(4)의 어느 일면이 일정각(b)으로 경사지게 형성된다.

이때, 연삭지석(4)으로는 연삭가공하고자 하는 피삭재에 따라 WA, SiC질의 인조연삭재로 제조된 GC 및 다이아몬드 등의 지립(砥粒)을 레지노이드 결합제(resinoid bond), 비트리파이드(vitrified)결합제 및 메탈 결합제 등의 결합제를 사용하여 본딩시켜 제조된 연삭지석을 사용한다.

제3도는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 연삭휠의 조립상태를 도시한 조립상태도로서, 제3도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 연삭휠에서는 제1(a)도 및 제1(b)도에 도시한 휠 본체(1)의 홈(2)에 입설된 연삭지석(4)을 고정하기 위하여 연삭지석 고정수단으로 압착스틱(5) 및 볼트(6)를 사용한다.

이때, 압착스틱(5)은 휠 본체(1)의 홈(2)에 입설된 연삭지석(4)을 홈(2)의 외벽의 어느 한 방향으로 압착시켜 연삭지석(4)을 휠 본체(1)에 고정하는 역할을 하게 되며, 볼트(6)는 휠 본체(1)의 볼트 체결공(3)과 체결되어 전기한 압착스틱(5)을 휠 본체(1)에 견고히 고정키는 역할을 수행하게 된다.

본 발명의 조립식 연삭휠은 연삭지석(4)이 휠 본체(1)의 외주연을 따라 일정간격으로 이격 형성되어 난삭재의 연삭가공시 소요동력이 저감되어 연삭능률을 향상시킬 수 있으며, 연삭저항 및 연삭열의 발생을 대폭 감소시켜 피삭재의 표면가공 정밀도를 높일 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 조립식 연삭휠은 장시간의 연삭가공에 의해 연삭지석(4)이 마모된 경우에는 볼트(6)를 볼트 체결공(3)으로 부터 해체하고 압착스틱(5)을 제거한 다음, 연삭지석(4)을 휠 본체(1)의 홈(2)으로 부터 떼어내고, 전술한 과정과 역순으로 새로운 연삭지석(4)을 간단히 교체할 수 있으므로, 연삭가공 능률을 향상시킬 수 있음은 물론, 휠 본체(1)는 영구적으로 사용이 가능하여 경제적으로 연삭가공을 수행할 수 있다.

아울러, 본 발명의 조립식 연삭휠은 연삭지석(4)을 휠 본체(1)의 홈(2)으로 부터 해체하여 통상적인 드레싱 방법을 사용함으로써 연삭날을 세울 수 있으므로, 종래의 단속연삭용 연삭휠과 달리, 드레서의 마멸을 방지할 수 있게 된다.

본 발명에서는 전술한 본 발명의 조립식 연삭횔을 사용하여 티타늄, 스테인레스강, 알루미늄 및 동 등의 난삭재를 연삭가공한 결과, 매우 매끄러운 표면을 지닌 가공물을 용이하게 얻을 수 있었다.

본 발명의 조립식 연삭휠은 특수한 부대설비가 요구되지 않고 일반적인 연삭기엔 설치된 기존의 연삭휠을 간단히 대체하여 사용할 수 있으므로, 실용성이 우수하여 각종 가공업체 및 부품 생산업체에서 효율적으로 사용될 수 있음은 물론, 새로운 가공공구로서 난삭재 가공기술의 혁신에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 조립식 연삭휠은 연삭지석의 교체가 용이하여 휠 본체를 영구적으로 사용할 수 있으므로 연삭가공을 경제적으로 수행할 수 있고, 종래의 단속연삭용 연삭휠과 달리, 드레서의 마멸을 방지할 수 있으며, 난삭재의 표면을 고정밀로 가공할 수 있다는 것이 확인되었다.

Claims (3)

1. 외주연에 연삭지석(4) 및 연삭지석 고정수단을 입설할 수 있도록 톱니형태를 지닌 다수개의 홈(2)이 등간격으로 형성되어 연삭지석(4)을 고정시키기 위한 휠 본체(1); 전기한 휠 본체(1)의 홈(2)에 입설고정되어 휠 본체(1)의 회전에 의해 피삭재의 연삭가공을 수행하는 연삭지석(4); 및, 전기한 연삭지석(4)을 전기한 휠 본체(1)의 홈(2)에 고정시키기 위한 연삭지석 고정수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 조립식 연삭휠.
2. 제1항에 있어서, 전기한 연삭지석(4)은 연삭지석 고정수단에 의해 견고히 고정될 수 있도록 연삭지석(4)의 어느 일면이 일정각(b)으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 연삭휠.
3. 제1항에 있어서, 전기한 연삭지석 고정수단은 휠 본체(1)의 홈(2)에 입설된 연삭지석(4)을 어느 한 방향으로 압착시키기 위한 압착스틱(5) 및 전기한 압착스틱(5)을 휠 본체(1)에 고정시키기 위한 볼트(6)로 구성된 것을 특징으로 하는 조립식 연삭휠.