KR100252338B1 - 절삭용공구및그공구를사용하는밀링머시인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭공구에 관한 것으로서, 유리 및 세라믹을 절삭가공시 가공되는 공작물에 절삭유가 직접 흐를 수 있도록 사용하는 공구에 유로를 형성하고, 이 공구를 사용하는 밀링 머시인의 스핀들에 유로를 형성하여 내부 유로가 있는 공급에 절삭유가 공급될 수 있도록 하여 절삭이 난해한 유리나 세라믹의 절삭이 용이하도록 한 절삭용 공구 및 그 공구를 사용하는 밀링 머시인을 제공함에 그 목적이 있다. 본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해 밀링 머시인의 스핀들에 체결되는 공구의 자루부 하단으로 원판이 구성되고, 전동기의 구동에 의해 회전하여 공작물을 절삭가공하는 공구에 있어서, 상기 공구의 자루부로 유입되는 절삭유가 원판의 외주면을 통해 유출되도록 상기 공구의 내부에 유로가 형성된다. 본 발명은 스핀들을 갖는 밀링 머시인에 있어서, 상기 밀링 머시인의 절삭유 공급원으로부터 공급되는 절삭유가 상기 스핀들을 통해 유출되도록 상기 스핀들에 유로가 형성되고, 내부 유로가 형성된 공구가 상기 스핀들에 체결되어 상기 스핀들의 유로를 통해 공급된 절삭유가 공구의 내부 유로로 공급된다.

Description

절삭용 공구 및 그 공구를 사용하는 밀링 머시인

본 발명은 절삭용 공구 및 그 공구를 사용하는 밀링 머시인에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유리 및 세라믹을 절삭가공시 가공되는 공작물에 절삭유가 직접 흐를 수 있도록 사용하는 공구의 내부에 유로를 형성하고, 이 공구를 사용하는 밀링 머시인의 스핀들에 유로를 형성하여 내부 유로가 있는 공급에 절삭유가 공급될 수 있도록 함으로서, 절삭이 난해한 유리나 세라믹의 절삭이 용이하도록 한 절삭용 공구 및 그 공구를 사용하는 밀링 머시인에 관한 것이다.

일반적으로 절삭이라 함은 공작물로부터 공작물보다 경도가 높은 공구를 사용하여 절삭 밥을 깎아 내어 희망하는 모양의 제품을 만드는 작업이다. 이때 사용하는 공구로는 단인공구(單刃工具, Single Point Tool), 드릴(Drill), 밀링 커터(Milling Cutter) 등 절삭날로 구성된 것과 연삭숫돌이나 래핑제(Lapping Compound)와 같은 입자로 구성된 것 등이 있다.

한편 절삭가공은 회전공구에 공작물을 이송시키거나 회전 공작물에 공구를 이송시켜 절삭하는 가공을 말하는 것으로서, 공구는 회전 또는 이송운동을 하며 공구의 원주에 절삭날이 등간격으로 형성되거나, 공구의 원주면에 미립자가 소결된 팁(Tip)이나 모재 위에 엷은 층으로 접착되어 있다.

이와 같은 절삭가공은 밀링 머시인(Milling Machine)의 스핀들(Spindle)에 공구의 자루 부분을 꽂고 전동기를 구동시켜 공구를 회전시킴으로서, 공구의 원판이 공작물을 절삭하게 된다. 이때 공구의 원판과 공작물의 절삭면에는 절삭유가 공급되어 절삭가공을 용이하게 한다.

절삭유는 액체 또는 기체 상태로 공작물의 절삭 부분에 공급되어 절삭가공을 용이하게 한다. 이러한 절삭유는 절삭재료와 가공조건에 적합하게 절삭유의 상태와 화학성분을 선택하는 것은 아주 중요한 일이다.

절삭유의 사용 목적으로는 첫째 공구의 냉각이다. 공구의 냉각은 공구의 열적 변화를 방지하고, 공구 특성을 장기간 유지시킨다. 이와 같이 공구를 냉각시키면 마찰을 감소시키면 마찰이 감소되고, 가공에 필요한 동력이 감소되며, 공구의 수명이 연장된다. 또한 공작물 가공표면의 정밀도가 향상된다. 절삭유의 냉각작용은 전단면에서 소성변형을 일으킬 때 특히 유효하고, 또 절삭작용에 의하여 발생하는 열을 직접 제거한다.

절삭유의 두 번째 사용 목적은 공작물의 냉각이다. 공작물을 냉각시킴은 과대한 열변형을 방지하여 공작물의 정밀도를 향상시킨다.

셋째 목적은 공구와 공작물 사이의 윤활작용이다. 공구와 절삭 밥 사이의 마찰을 감소시키는 절삭유의 윤활 역할은 공구수명을 연장시킨다. 공구와 공작물 사이의 마찰계수가 감소하면 전단각이 증가하고, 절삭 밥의 두께는 얇아지며 절삭 밥의 흐름 속도는 빨라진다. 이것은 열이 절삭 밥에서 공구로 흐르는 시간이 짧아서 공구의 온도는 낮아진다는 것을 말해 준다. 따라서 마찰계수도 작고 마찰열도 적으므로 공구 온도 저하라는 이중적인 좋은 효과를 준다.

넷째 목적은 절삭 밥의 제거이다. 절삭 밥이 공구 끝과 공작물 사이에 엉켜서 작업을 방해하는 것을 막도록 절삭 밥을 씻어 내는 일이다.

다섯째 목적은 가공 표면의 방청(녹 방지)이다. 공작물의 가공 표면에 방청을 할 수 있도록 절삭유에 방청제를 혼합하면 가공표면의 방청효과도 있다.

이와 같이 공작물의 절삭시 절삭유의 공급은 공구의 수명연장 및 공작물의 변형방지 등 매우 유용한 효과를 가져오는 것으로서, 절삭유의 공급은 매우 중요한 일이다.

한편 절삭공구의 사용 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 종래의 절삭용 공구를 도시한 사시도이고, 도 2 는 종래의 절삭용 공구를 도시한 절단면도이며, 도 3 은 종래의 공작물 절삭시 공구와 공작물에 절삭유 공급을 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 종래의 절삭용 공구(1)는 중실축의 자루부(3) 하단에 원판(5)이 일체로 구비된다. 그리고 원판(5)의 원주에는 다이아몬드 파우더(Diamond Powder)를 소결시킨 다이아몬드 팁(7)이 납땜에 의해 부착된다.

이상과 같이 구성된 절삭용 공구(1)는 도 3 에 도시된 바와 같이 밀링 머시인(도시하지 않음)의 스핀들(도시하지 않음)에 공구(1)의 자루부(3)가 체결된다. 그리고 절삭할 공작물(20)을 밀링 머시인의 테이블에 고정시킨 후 전동기를 구동시키고, 스핀들을 조작하여 공작물(20)을 절삭한다. 이때 공작물(20)의 절삭은 공구(1)의 원판(5)에 부착된 다이아몬드 팁(7)에 의해 절삭된다.

한편 공작물(20)의 절삭시 공구(1)의 원판(5)에 부착된 다이아몬드 팁(7)과 공작물(20)의 절삭면에 절삭유(30)가 공급되는데, 이 절삭유(30)는 유압펌프(도시하지 않음)의 펌핑작용에 의해 절삭유 공급노즐(25)을 통해서 공구(1)와 공작물(20)의 외부 근접된 거리에서 분사하는 형태로 공급된다.

그러나 이와 같이 공급되는 절삭유는 공작물의 절삭 부분이나 절단 부분에 직접 닿지 않고, 공구의 어떤 특정부에만 절삭유가 공급되므로 공구나 공작물의 냉각이 제대로 이루어지지 않아 공구의 빠른 마모로 공구의 수명이 단축되어 공구 소요가 증대하는 문제점이 발생한다.

또한 공구의 회전 원심력으로 절삭유가 공구로부터 더 빨리 유리(遊離)되어 공구와 공작물에 충분한 절삭유 미공급으로 인하여 마찰계수가 증가하고, 열이 발생하여 절삭 밥이 공구와 공작물의 절삭면에 부착되는 문제점이 발생한다. 이로 인한 공작물의 품질이 저하되어 생산성이 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 공작물의 절삭가공시 공작물의 절삭면에 절삭유가 직접 공급되도록 절삭공구의 내부에 유로를 형성하고, 이 공구가 유로에 절삭유를 공급하는 유로를 밀링 머시인의 스핀들에 형성함으로서, 밀링 머시인의 절삭유 공급원으로부터 스핀들을 통해 공구의 유로에 충분한 절삭유의 공급으로 공구와 공작물의 냉각은 물론 절삭 밥의 제거가 용이하게 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공구의 수명을 연장시킴은 물론 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 한 절삭용 공구를 제공함에 있다.

도 1 은 종래의 절삭용 공구를 도시한 사시도.

도 2 는 종래의 절삭용 공구를 도시한 절단면도.

도 3 은 종래의 공작물 절삭시 공구와 공작물에 절삭유 공급을 도시한 사시도.

도 4 는 본 발명의 절삭용 공구를 도시한 사시도.

도 5 는 본 발명의 절삭용 공구를 도시한 측단면도.

도 6 은 본 발명의 절삭용 공구를 도시한 평면도.

도 7 은 본 발명의 절삭용 공구와 밀링 머시인을 사용하여 공작물을 절삭하는 상태를 도시한 사용 상태도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 40. 공구 3, 42. 자루부

5, 44. 원판 7, 46. 다이아몬드 팁

10. 밀링 머시인 12. 스핀들

14, 50. 유로 20. 공작물

22. 절삭 밥 25. 절삭유 공급노즐

30. 절삭유

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해서 다음과 같이 구성된다. 즉 밀링 머시인의 스핀들에 체결되는 공구의 자루부 하단으로 원판이 구성되고, 전동기의 구동에 의해 회전하여 공작물을 절삭가공 하는 공구에 있어서, 상기 공구의 자루부로 유입되는 절삭유가 원판의 외주면을 통해 유출되도록 상기 공구의 내부에 유로가 형성된다.

전술한 구성에서 상기 공구는 유리 또는 세라믹을 절삭할 때 사용되는 특징이 있다.

또한 본 발명은 스핀들을 갖는 밀링 머시인에 있어서, 상기 밀링 머시인의 절삭유 공급원으로부터 공급되는 절삭유가 상기 스핀들을 통해 유출되도록 상기 스핀들에 유로가 형성되고, 내부 유로가 형성된 공구가 상기 스핀들에 체결되어 상기 스핀들의 유로를 통해 공급된 절삭유가 공구의 내부 유로로 공급된다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4 는 본 발명의 절삭용 공구를 도시한 사시도이고, 도 5 는 본 발명의 절삭용 공구를 도시한 측단면도이며, 도 6 은 본 발명의 절삭용 공구를 도시한 평면도이고, 도 7 은 본 발명의 절삭용 공구와 밀링 머시인을 사용하여 공작물을 절삭하는 상태를 도시한 사용 상태도이다.

도 4, 도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이 본 발명은 공구(40)의 자루부(42)로 유입되는 절삭유(30)가 원판(44)의 외주면을 통해 유출되도록 공구(40)의 내부에 유로(50)가 형성된다.

즉 공구(40)의 자루부(42) 상단으로부터 하부로 절삭유(30)가 흐르는 유로(50)가 형성되고, 유로(50)의 하부측에서 원판(44)의 외주면으로 절삭유(30)가 흐르도록 유로(50)가 형성된다. 이때 원판(44)에 형성되는 유로(50)는 방사형으로 형성하되 유로(50)와 유로(50)의 사이는 등간격으로 형성된다.

따라서 자루부(42)에 형성된 유로(50)와 원판(44)에 형성된 유로(50)는 자루부(42)에 형성된 유로(50)의 하부측에서 하나로 연결되어 자루부(42)의 상단으로부터 공급된 절삭유(30)가 원판(44)의 유로(50)로 공급된다.

한편 전술한 공구(40)는 자루부(42)가 밀링 머시인(10)의 스핀들(12)에 물리기 때문에 공구(40)의 유로(50)로 절삭유(30)가 공급되기 위해서는 밀링 머시인(10)의 스핀들(12)을 통해서 절삭유(30)가 공급되어야 한다.

따라서 밀링 머시인(10)에는 절삭유 공급원으로부터 공급된 절삭유(30)가 공구(40)의 유로(50)로 공급되도록 공구(40)의 자루부(42)가 체결되는 스핀들(12)의 내부에 유로(14)가 형성되어 공구(40)의 자루부(42)에 형성되는 유로(50)와 일치된다. 이때 스핀들(12)과 공구(40)의 자루부(42) 사이에는 누유가 일어나지 않도록 밀봉이 선결되어야 한다.

공구(40)의 원판(44) 외주면으로는 다이아몬드 파우더를 소결시킨 다이아몬드 팁(46)이 납땜에 의해 부착되므로 이 다이아몬드 팁(46)에 의한 유로(50)의 막힘은 완전히 제거되어져야 한다. 한편 다이아몬드 팁(46)의 부착은 납땜을 하는 소결법 이외에 다이아몬드 파우더를 니켈(Nickel) 전기도금 방법으로 전착하는 전착법이 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 도 7 에서와 같이 공구(40)의 자루부(42)를 밀링 머시인(10)의 스핀들(12)에 체결한다. 이때 밀링 머시인(10)의 스핀들(12) 내부에 형성된 유로(14)와 공구(40)의 자루부(42)에 형성된 유로(50)가 일치된다. 또한 스핀들(12)과 공구(40)의 자루부(42) 사이에는 밀봉이 이루어진다. 한편 밀링 머시인(10)의 테이블(16)에는 공작물(20)이 고정된다.

이와 같이 밀링 머시인(10)의 스핀들(12)에 공구(40)를 체결한 후 전동기(도시하지 않음)를 작동시키면 스핀들(12)의 회전에 의해 공구(40) 또한 회전된다. 이처럼 회전하는 공구(40)의 원판(44)에 부착된 다이아몬드 팁(46)의 외주면을 공작물(20)의 절삭할 부분에 접촉되게 하면 공작물(20)의 절삭이 시작된다.

공작물(20)을 절삭할 때 공구(40)는 제자리에서 회전만 하고 공작물(20)이 이동하여(실제로는 테이블이 이동함) 공작물(20)이 절삭되게 할 수도 있고, 공작물(20)이 고정되고 공구(40)가 회전하면서 이동되어 공작물(20)을 절삭할 수도 있다. 이러한 작업에 대해서는 밀링 머시인(10)의 사용에 따라 공작물(20)의 절삭 작업이 이루어진다.

한편 전동기의 작동과 함께 절삭유 공급원으로부터 공급된 절삭유(30)가 스핀들(12)의 유로(14)를 통해 공구(40)의 자루부(42)에 형성된 유로(50)로 유입된다. 이때 공구(40)가 공작물(20)을 가공하기 시작하면 원판(44)의 유로(50)를 통해 절삭유(30)가 공작물(20)의 절삭 부분에 공급된다.

절삭유(30)의 유입은 일정한 압력에 의해 행해지므로 절삭유(30)는 빠른 속도로 공구(40)의 유로(50)를 통해 공작물(20)의 피절삭면에 공급된다. 또한 절삭유(30)는 공구(40)가 회전되기 때문에 공구(40)의 원판(44) 내부로 수평되게 형성되는 유로(50)에서 공구(40)의 원심력에 의해 공작물(20)의 절삭 부위에 빠른 속도로 공급이 이루어진다.

따라서 절삭할 때 발생되는 공작물(20)과 공구(40)의 열은 절삭유(30)로 인해 냉각이 이루어지고, 또한 절삭할 때 발생하는 공작물(20)의 절삭 밥(22)이 곧바로 냉각되어 떨어져 나가므로 절삭 밥(22)의 열이 공구(40)로의 전이가 없게 된다. 또한 절삭 밥(22)이 유로(50)를 막게 된다 해도 절삭유(30)의 빠른 흐름에 의해 제거된다.

이처럼 공작물(20)과 공구(40)의 냉각이 바로 이루어지기 때문에 공구(40)의 수명이 연장되고, 절삭 밥(22)의 빠른 제거로 인해 공작물(20)의 절삭 표면이 매끄러워져 품질이 향상된다.

한편 공작물(20)을 절삭할 때 공구(40)의 유로(50)로부터 유출되는 절삭유(30)가 외부로 퉁겨지지 않도록 하고, 작업자를 보호하기 위해 보호막을 설치하는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이 본 발명은 밀링 머시인(10)의 스핀들(12)에 유로(14)를 형성하고, 이 스핀들(12)에 체결되는 공구(40)에 유로(50)를 형성하여 절삭유(30)를 공급함으로서, 별도의 절삭유(30) 공급장치 없이도 절삭유를 충분히 공급할 수 있다. 한편 본 발명의 절삭용 공구(40)는 유리 또는 세라믹 제품의 절삭에 사용하기 위한 것이다.

본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 공작물을 절삭할 때 절삭용 공구의 원판에 절삭유가 충분히 공급되어 냉각이 곧바로 이루어지며, 이로 인한 마찰계수가 감소하고, 그리고 공작물의 절삭 밥에 의한 열의 전이가 없기 때문에 공구의 수명이 연장되어 공구 수요에 대한 비용이 절감되는 효과가 있다.

또한 공작물의 원판 위에서 발생하는 절삭 밥이 공구의 끝에 융착되지 않고 절삭유에 의해 곧바로 냉각되어 떨어져 나가기 때문에 공작물의 절삭표면이 매끄러워져 품질이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 밀링 머시인의 스핀들에 체결되는 자루부의 하단으로 원판이 구성되고, 전동기의 구동에 의해 회전하여 공작물을 절삭가공 하는 공구에 있어서,

   상기 공구의 자루부로 유입되는 절삭유가 원판의 외주면을 통해 유출되도록 상기 공구의 내부에 유로를 형성한 것을 특징으로 하는 절삭용 공구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공구는 유리 또는 세라믹을 절삭할 때 사용하는 것을 특징으로 하는 절삭용 공구.
3. 스핀들을 갖는 밀링 머시인에 있어서,

   상기 밀링 머시인의 절삭유 공급원으로부터 공급되는 절삭유가 상기 스핀들을 통해 유출되도록 상기 스핀들에 유로가 형성되고, 내부 유로가 형성된 공구가 상기 스핀들에 체결되어 상기 스핀들의 유로를 통해 공급된 절삭유가 공구의 내부 유로로 공급될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 밀링 머시인.