KR100325994B1 - 인조보석의 가공방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조보석의 가공방법 및 장치에 관한 것으로서, 그 목적은 기재 위에 가공하고자 하는 인조보석소재가 일정한 두께로 형성된 가공용 보드를 평탄한 작업테이블 위에 설치한 다음 이 가공용 보드상에서 고속회전되는 호브형 연마휠을 직선 이동시켜 가공하고 상기 작업테이블을 가공하고자하는 다각뿔의 형상에 따라 일정각도로 회전시켜 가공하는 과정을 반복함으로써 다각 절두추체 형상으로 된 인조보석의 가공이 가능하고 작업이 용이하여 다량생산이 가능하도록 함에 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 기재 위에 접착용 발포수지를 이용하여 가공하고자 하는 인조보석소재가 일정한 두께로 형성된 가공용 보드를 마련하는 보드준비단계; 상기 가공용 보드를 평탄한 작업테이블 위에 설치하고 상기 가공용 보드의 인조보석소재가 연마되도록 고속회전되는 호브형 연마휠을 직선 이동시켜 가공하는 제1가공단계; 이 제1가공단계에 의해 가공된 2면의 기준면에 대하여 가공하고자하는 다각뿔의 형상에 따라 상기 작업테이블을 일정각도로 회전시켜 반복 가공하는 제2가공단계가 구비됨을 특징으로 하는 인조보석의 가공방법을 요지로 한다.

Description

인조보석의 가공방법 및 장치{Method and equipment for processing of imitational}

본 발명은 인조보석의 가공방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업테이블 위에 기재 위에 가공하고자 하는 인조보석소재가 일정한 두께로 형성된 가공용 보드를 설치한 다음 이 가공용 보드상에서 고속회전되는 호브형 커터를 직선 이동시켜 가공하고 상기 작업테이블을 일정각도로 회전시켜 가공함으로써 다각 콘형으로 된 인조보석의 가공이 가능하고 작업이 용이하여 다량생산이 가능한 인조보석의 가공방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 의류나 머리핀, 귀걸이 등과 같은 신변장식품에는 신변장식품 또는 그 주위의 의류나 신체와 잘 어울려 조화를 이루도록 유리, 플라스틱 등으로 된 적어도 하나이상의 인조보석을 부착하고 있다. 이러한 인조보석에서 대부분이 사각뿔형, 육각뿔형, 팔각뿔형이나 이러한 다각뿔형의 상단이 절단된 절두추체(截頭椎體) 형상으로 형성되어 있다.

이러한 인조보석을 가공하는 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 본체(9)에 구동모터(10)로부터 동력을 전달받아 고속회전되는 수직회전축(11)의 상단에 원판형 그라인더(12)가 장착되어 있으며, 이 원판형 그라인더(12)의 상부위치에는 본체(9)에서 승강되는 절삭공구(16)가 설치되어 있다.

상기 절삭공구(16)는 수평으로 길다란 수평바(13)에 소정각도로 기울어진 수십여개의 관통구멍(131)이 일정간격으로 형성되어 있으며, 이 관통구멍(131)에는 외면에 등각으로 분할라인이 표시된 각각 보석회전축(14)이 체결부재(15)에 의해 체결되어 있고 이 보석회전축(14)의 한쪽끝단에 보석고정구(17)를 체결부재(18)로 장착되어 있다.

상기와 같이 구성된 인조보석 가공장치를 이용하여 가공하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 가공하고자하는 구형의 인조보석소재(19)를 보석고정구(16)의 끝단에 부착하고 이렇게 마련된 다수개의 보석고정구(17)를 절삭공구(16)의 보석회전축 (14) 선단에 각각 끼워 체결부재(18)로 고정한다. 이때, 보석고정구(17)의 인조보석소재(19) 끝단이 일정한 위치에 유지되어야 한다.

이러한 상태에서 구동모터(10)의 전원스위치를 온(on)시키면 그 구동모터 (10)가 구동되게 되고 이 구동모터(10)에 의해 수직회전축(11)과 함께 원판형 그라인더(12)가 연동되면서 고속회전되게 되며 이와 같이 고속회전되는 원판형 그라인더(12)의 상면위에 절삭공구(16)의 보석회전축(14)에 체결된 보석고정구(17)가 경사지게 설치된 상태에서 이를 살며시 누르면 원판형 그라인더(12)에 의해 인조보석소재(19)가 연마되게 된다.

이러한 과정에 의해 일면을 연마한 후 수평바(13)의 체결부재(15)를 풀어 관통구멍(131)내의 보석회전축(14)을 일정각도로 회전시킨 다음 체결부재(15)를 조여 고정시킨다. 이때 보석회전축(14)의 회전각도는 가공하고자하는 다각뿔형상에 따라 균등한 각도로 회전시켜야 한다.

이러한 과정을 수평바(13)의 관통구멍(131)에 각각 설치된 보석회전축(14)에 대하여 실시하여야 한다.

이와 같이 일정한 각도로 보석회전축(14)을 회전시킨 후 상기와 같은 방법으로 연마하는 과정을 수 차례에 걸쳐 반복함으로써 소정형상을 갖는 수십여개의 인조보석을 얻는다.

이와 같이 연마를 완료한 후 보석고정구(17)로부터 떼어 분리시킨 다음 그 하면에 외부의 빛을 받으면 반사되도록 하는 은경을 형성시킨다.

그러나 상기와 같은 종래 인조보석의 가공방법에 있어서는 각각의 보석고정구(17)에 가공하고자하는 인조보석소재(19)를 일일이 부착하여야 하고 이렇게 보석고정구(17)에 부착하여 가공 후 떼어낸 다음 필요에 따라서는 은경을 별도의 공정으로 모든 작업과정이 수작업에 의존해야 하므로 작업공정의 증가는 물론 작업능률 및 생산성의 향상을 꾀할 수 없는 문제점이 있었다.

특히, 절삭공구(16)의 보석회전축(14)에 체결부재(15)로 고정된 보석고정구 (17)를 가공하고자하는 다각뿔의 형상에 따라 보석고정구(17)의 체결부재(18)를 풀어 일정각도로 회전시켜 고정시키는 과정을 적어도 3회이상 수행하여야 하기 때문에 작업이 번거롭고 이러한 공정을 수작업에 의존하므로 각별히 안전사고방지에 주의를 기울여야함은 물론 품질이 균일한 인조보석을 얻을 수 없고 제품의 신뢰성을 확보할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 제반 폐단 및 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발한 것으로서, 기재 위에 가공하고자하는 인조보석소재가 일정한 두께로 형성된 가공용 보드를 평탄한 작업테이블 위에 설치한 다음 이 가공용 보드상에서 고속회전되는 호브형 연마휠을 직선 이동시켜 가공하고 상기 작업테이블을 가공하고자하는 뿔의 형상에 따라 일정각도로 회전시켜 가공하는 과정을 반복함으로써 다각 절두추체 형상으로 된 인조보석의 가공이 가능하고 작업이 용이하여 다량생산이 가능한 인조보석의 가공방법 및 장치를 제공하는데 있다.

또 본 발명의 다른 목적은 하면에 은경을 형성시킨 인조보석소재, 즉 거울과 같은 인조보석소재를 기재 위에 접착하여 연마가공을 수행할 수 있음으로써 생산원가가 절감됨은 물론 작업공정이 줄어드는 인조보석의 가공방법 및 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 인조보석의 가공장치를 나타낸 개략도,

도 2는 도 1에서 보석고정구가 장착된 바의 일부를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 인조보석의 가공장치를 나타낸 정면도,

도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 인조보석의 가공방법을 설명하기 위해 나타낸 공정도이다.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

20: 본체 21: 분할장치 22: 출력회전축

23: 작업테이블 24: 가공용 보드 25: 가이드

26: 슬라이더 27: 휠구동모터 28: 호브형 연마휠

29: 리드스크루 30: 이동모터 231: 전자석

241: 기재 242: 접착용 발포수지 243: 인조보석소재

본 발명은 상기와 같은 목적을 구현하기 위하여, 기재 위에 접착용 발포수지를 이용하여 가공하고자 하는 인조보석소재가 일정한 두께로 형성된 가공용 보드를 마련하는 보드준비단계; 상기 가공용 보드를 평탄한 작업테이블 위에 설치하고 상기 가공용 보드의 인조보석소재가 연마되도록 고속회전되는 호브형 연마휠을 직선 이동시켜 가공하는 제1가공단계; 이 제1가공단계에 의해 가공된 2면의 기준면에 대하여 가공하고자하는 다각뿔의 형상에 따라 상기 작업테이블을 일정각도로 회전시켜 반복 가공하는 제2가공단계가 구비됨을 특징으로 하는 인조보석의 가공방법에 있다.

상기 제2가공단계 이후에는 가공용 보드를 가열로에 넣어 100∼150℃로 가열하면 기재로부터 접착용 발포수지를 떼어내는 분리단계; 이 분리단계에 의해 분리된 인조보석을 톨루엔용액에 일정시간동안 넣어 인조보석에 붙은 접착용 발포수지를 제거하는 접착제제거단계; 이 접착제제거단계에 접착제가 제거된 인조보석을 톨루엔용액에서 건져내어 수회에 걸쳐 세척한 후 건조시키는 세척건조단계가 부가됨을 특징으로 하는 인조보석의 가공방법에 있다.

또 본 발명은 소정각도로 회전시켜 고정시킬 수 있도록 본체에서 수직방향의 출력회전축 상단에 장착되는 원판형의 작업테이블; 이 작업테이블의 상부위치에 그 상면과 평행하도록 마련되는 상기 본체의 가이드를 따라 이동되게 슬라이더가 설치되고 이 슬라이더에 고속회전이 가능하게 설치되어 있는 호브형 연마휠; 상기 가이드를 따라 이동되는 슬라이더에 장착되며 상기 호브형 연마휠을 고속으로 구동시키는 구동모터가 구비됨을 특징으로 하는 인조보석의 가공장치에 있다.

상기 작업테이블은 가공하고자하는 다각뿔의 형상에 따라 일정각도로 회전시켜 고정시킬 수 있는 분할장치의 출력회전축에 장착됨을 특징으로 하는 인조보석의 가공장치에 있다.

상기 본체에는 호브형 연마휠을 일정한 속도로 이송시킬 수 있도록 호브형 연마휠의 슬라이더를 관통하여 리드스크루가 설치되고 이 리드스크루의 끝단에는 이를 속도조정이 가능하거나 정/역회전방향으로 전환구동시키는 이동모터를 연결 설치할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시 예의 첨부도면을 참고로 하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 인조보석의 가공장치를 나타낸 정면도이고, 도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 인조보석의 가공방법을 설명하기 위해 나타낸 공정도이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본체(20)의 하부에는 소정각도로 회전시켜 고정시킬 수 있는 분할장치(21)가 설치되어 있고 이 분할장치(21)에서 수직방향으로 연장된 출력회전축(22) 상단에 원판형의 작업테이블(23)이 장착되어 있다. 상기 작업테이블(23)에는 직류를 인가함에 따라 발생되는 전자장으로 인해 가공용 보드(24)를 흡착시킬 수 있도록 전자석(231)을 내장시킬 수 있다.

상기 본체(20)에는 작업테이블(23)의 상부위치에 그 상면과 평행하게 가이드 (25)가 마련되어 있고 이 가이드(25)에는 이를 따라 이동되게 슬라이더(26)가 설치되어 있으며 이 슬라이더(26)에는 휠구동모터(27)에 의해 고속회전이 가능하게 호브형 연마휠(28)이 설치되어 있다.

상기 본체(20)에는 슬라이더(26)를 일정한 속도로 이송시킬 수 있도록 호브형 연마휠(28)의 슬라이더(26)를 관통하여 리드스크루(29)가 관통 설치되어 있고 이 리드스크루(29)의 끝단에는 이를 정/역회전방향으로 전환 구동시키는 이동모터 (30)가 연결 설치되어 있다.

상기 가공용 보드(24)는 강자성체로 된 기재(241)위에 일정한 두께의 인조보석소재(243)가 접착용 발포수지(242)로 접착되어 있다.

도면중 미설명 부호 244는 인조보석소재(243)를 연마하여 얻은 완성품의 인조보석이고, 310은 용기이고, 311은 망형 바구니이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 인조보석의 가공장치를 이용한 인조보석의 가공방법에 대하여 설명한다.

먼저, 강자성체로 된 기재(241)위에 일정한 두께의 인조보석소재(243)를 접착용 발포수지(242)로 접착시킨 가공용 보드(24)를 마련한다. 상기 가공용 보드 (24)는 은경이 형성된 인조보석소재(243), 즉 거울을 사용할 수도 있다.

이렇게 마련된 가공용 보드(24)를 그 양측끝단이 슬라이더(26)의 진행방향과 평행하게 작업테이블(23)위에 올려놓고 작업테이블(23)의 전자석(231)에 직류전원을 인가하면 상기 전자석(231)에 의해 발생되는 전자장으로 인해 가공용 보드(24)가 견고하게 흡착된다. 상기 접착용 발포수지(242)는 톨루엔(toluene)에 잘 녹는 재료의 수지가 바람직하다. 그 이유는 가공후 가공된 인조보석으로부터 접착용 발포수지를 깨끗하게 제거할 수 있어야 하기 때문이다.

이러한 상태에서 슬라이더(26)상의 휠구동모터(27)를 구동시키면 이 휠구동모터(27)에 의해 호브형 연마휠(28)이 고속으로 회전되게 되며 이렇게 호브형 연마휠(28)이 회전되는 상태에서 이동모터(30)를 구동시키면 이와 연결된 리드스크루 (29)가 회전됨으로써 슬라이더(26)가 저속으로 전진되게 된다.

이와 같이 슬라이더(26)가 저속으로 전진되면서 슬라이더(26)상의 호브형 연마휠(28)이 고속회전됨에 따라 작업테이블(23)에 설치된 가공용 보드(24)의 인조보석소재(243)를 연마하기 시작하고 계속하여 전진됨으로써 인조보석소재(243)의 2면을 가공한다. 상기 인조보석소재(243)의 2면이 가공되는 이유는 호브형 연마휠 (28)에 연마날이 일정한 피치를 갖고 브이형(V type)으로 연속하여 형성되어 있기 때문이다.

이와 같이 인조보석소재(243)의 2면을 연마가공한 후 사각뿔형상의 인조보석으로 가공하고자 할 때에는 작업테이블(23)의 분할장치(21)를 이용하여 90°회전시키면서 슬라이더(26)를 후진시켜 원래위치로 복귀시킨다.

이와 같이 작업테이블(23)의 회전이 완료되고 슬라이더(26)가 복귀되고 나면 다시 전진시켜 가공용 보드(24)상의 인조보석소재(243)를 다시 연마가공하면 가공하고자하는 사각뿔 형상의 인조보석(244)으로 형성되게 된다. 이때의 인조보석 (244) 개수는 기재(241)의 사이즈에 따라 다르나 수백 내지 수천개를 얻는다.

이렇게 가공을 완료한 후 작업테이블(23)의 전자석(231)에 인가된 전원을 차단시키면 전자장이 제거됨에 따라 작업테이블(23)로부터 가공용 보드(24)를 떼어내고 이 가공용 보드(24)를 가열로에 넣어 100∼150℃로 가열하면 기재(241)로부터 접착용 발포수지(242)가 박리되기 시작한다. 상기 가열로에서 일정시간동안 유지시켜 접착용 발포수지(242)가 분리되도록 하여 꺼내어 서냉시킨 다음 기재(241)위에 평탄한 스크레이퍼(scraper)를 올려놓고 밀면 접착용 발포수지(242)와 함께 가공된 인조보석(244)이 각각 분리된 상태로 떨어지게 된다.

이러한 상태에서 용기(310)의 톨루엔용액에 1∼2시간 정도 담그게되면 인조보석(244)에 붙은 접착용 발포수지(242)가 녹아서 제거되게 된다. 이와 같이 접착용 발포수지(242)가 녹아 제거되게되면 톨루엔용액에서 인조보석(244)을 건져내고 이를 망형 바구니(311)에 넣은 상태에서 흔들어가면서 깨끗하게 세척한 후 건조시킴으로써 완성품의 인조보석(244)을 얻는다.

또 본 발명의 인조보석 가공방법에서 가공용 보드(24)의 기재(241)위에 인조보석소재(243)를 가공하고자하는 다각뿔 형상으로 가공한 후 가공용 보드(24)의 기재(241)에서 떼어낸 다음 다시 입자가 미세한 원판형 그라인더에서 재가공함으로써 더욱 품위있는 인조보석을 얻을 수 있다.

상기 본 발명의 인조보석 가공장치는 밀링을 이루는 컬럼(column)에 호브형 연마휠(28)이 장착된 아아버(arbor)를 수평으로 설치하고 테이블의 가장자리에 가공용 보드(24)를 30°, 45°, 60°로 조정할 수 있는 보조기구를 장착하면 기존의 밀링머신(milling machine)을 이용하여 연마할 수도 있다.

그 연마과정을 참고적으로 설명하면, 컬럼에 호브형 연마휠(28)이 장착된 아아버(arbor)를 수평으로 설치하고 테이블 위에 가공용 보드(24)를 장착한 후 아아버를 고속으로 회전시키는 상태에서 상기 테이블을 이동시키면 아아버 상의 호브형 연마휠(28)에 의해 인조보석소재(18)의 2면이 가공되게 된다. 이렇게 2면이 가공된 인조보석소재(243)를 테이블에서 분리하여 보조기구를 이용하여 가공하고자하는 인조보석(244)의 다각뿔 형상에 따라 소정각도로 회전시켜 다시 장착한다. 이러한 상태에서 테이블을 원위치로 복귀시킨 후에 다시 전진시키는 과정을 반복함으로써 가공하고자하는 인조보석(244)의 다각뿔 형상으로 연마 가공된 제품을 얻을 수 있는 것이다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 인조보석의 가공방법 및 장치는 인조보석소재가 각각 부착된 보석고정구를 바에 배열시켜 가공하는 종래 기술과는 달리 기재 위에 가공하고자 하는 인조보석소재가 일정한 두께로 형성된가공용 보드를 평탄한 작업테이블 위에 설치한 다음 이 가공용 보드상에서 고속회전되는 호브형 연마휠을 직선 이동시켜 가공하고 상기 작업테이블을 가공하고자하는 뿔의 형상에 따라 일정각도로 회전시켜 가공하는 과정을 반복함으로써 다각 절두추체 형상으로 된 인조보석의 가공이 가능하고 작업이 용이하여 다량생산이 가능한 특유의 효과가 있다.

또 본 발명은 하면에 은경을 형성시킨 인조보석소재, 즉 거울과 같은 인조보석소재를 기재위에 접착하여 연마가공을 수행할 수 있음으로써 생산원가가 절감됨은 물론 작업공정이 줄어드는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 기재(241) 위에 접착용 발포수지(242)를 이용하여 가공하고자 하는 인조보석소재(243)가 일정한 두께로 형성된 가공용 보드(24)를 마련하는 보드준비단계; 상기 가공용 보드(24)를 평탄한 작업테이블(23) 위에 설치하고 상기 가공용 보드(24)의 인조보석소재(243)가 연마되도록 고속회전되는 호브형 연마휠(28)을 직선 이동시켜 가공하는 제1가공단계; 이 제1가공단계에 의해 가공된 2면의 기준면에 대하여 가공하고자하는 다각뿔의 형상에 따라 상기 작업테이블(23)을 일정각도로 회전시켜 반복 가공하는 제2가공단계가 구비됨을 특징으로 하는 인조보석의 가공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2가공단계 이후에는 가공용 보드(24)를 가열로에 넣어 100∼150℃로 가열하면 기재(241)로부터 접착용 발포수지(242)를 떼어내는 분리단계; 이 분리단계에 의해 분리된 인조보석(244)을 톨루엔용액에 일정시간동안 넣어 인조보석(244)에 붙은 접착용 발포수지(242)를 제거하는 접착제제거단계; 이 접착제제거단계에 접착제가 제거된 인조보석(244)을 톨루엔용액에서 건져내어 수회에 걸쳐 세척한 후 건조시키는 세척건조단계가 부가됨을 특징으로 하는 인조보석의 가공방법.
3. 소정각도로 회전시켜 고정시킬 수 있도록 본체(20)에서 수직방향의 출력회전축(21) 상단에 장착되는 원판형의 작업테이블(23); 이 작업테이블(23)의 상부위치에 그 상면과 평행하도록 마련되는 상기 본체(20)의 가이드(25)를 따라 이동되게 슬라이더(26)가 설치되고 이 슬라이더(26)에 고속회전이 가능하게 설치되어 있는 호브형 연마휠(28); 상기 가이드(25)를 따라 이동되는 슬라이더(26)에 장착되며 상기 호브형 연마휠(28)을 고속으로 구동시키는 휠구동모터(27)가 구비됨을 특징으로 하는 인조보석의 가공장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 작업테이블(23)에는 가공하고자하는 다각뿔의 형상에 따라 일정각도로 회전시켜 고정시킬 수 있는 분할장치(22)의 출력회전축(21)에 장착됨을 특징으로 하는 인조보석의 가공장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 본체(20)에는 호브형 연마휠(28)을 일정한 속도로 이송시킬 수 있도록 호브형 연마휠(28)의 슬라이더(26)를 관통하여 리드스크루(29)가 설치되고 이 리드스크루(29)의 끝단에는 정/역회전방향으로 전환 구동시키는 이동모터(30)가 연결 설치됨을 특징으로 하는 인조보석의 가공장치.