KR100421743B1 - 절단 및 연마를 위한 다이아몬드 절삭휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화강암, 대리석, 콘크리트 등의 석재와 금속, 세라믹 등의 난삭재(難削材)를 절삭, 연마가공하기 위하여 소우머신, 연삭휠 머신, 또는 코어 드릴링 머신과 같은 절삭공구에 장착하여 사용하는 절단 및 연삭을 위한 다이아몬드 절삭휠에 관한 것이다.

종래에 피삭재를 연마 또는 절삭할 때 발생되는 피삭물에 의한 절삭휠의 손상이나 변형을 방지함과 아울러 파손 등에 의한 안전 사고를 미연에 방지하기 위하여, 원판형으로 형성된 회전체의 중앙에 체결공을 갖는 돌출부와, 상기 회전체의 외주면에 부착된 복수 개의 다이아몬드팁과, 상기 회전체에 방사상으로 형성된 복수개의 보강팁과, 상기 보강팁의 사이에 형성된 복수 개의 통공을 갖는 다이아몬드 절삭휠에 있어서, 상기 돌출부(160)의 가장자리에는 하부수평부(140)와 경사부(130)로 연결되어 일측에 공간부(170)를 갖는 상부수평부(120)가 형성되고, 상기 상부수평부(120)에는 복수개의 통공(121)이 형성되며, 상기 보강팁(141)은 양측에 복수개의 요철부(141b)가 형성되어 회전체(110)에 형성된 요철홈(141a) 내에 삽입되어 소결되는 것을 특징으로 하는 절단 및 연삭을 위한 다이아몬드 절삭휠이 제공된다.

따라서, 다이아몬드 절삭휠에 형성된 상부수평부에 통공과 공간부를 형성하여 절삭가공시 발생되는 마찰열이 외부로 원활히 유동되도록 하여 냉각효과를 극대화되고, 절살휠의 일정부위가 마모되는 것을 방지하여 절삭휠이 휘어지거나 뒤틀리는 등의 변형의 발생을 방지하며, 보강팁이 삽입홈 내에 삽입되어 소결됨으로써 절단 및 연마작업시 상기 절삭휠의 전체적인 내구성이 향상되어 외부충격에 의해 변형되는 것을 최소화 할 수 있으므로 사용수명의 연장과 작업의 안전성을 높여 제품의 신뢰도가 향상된다.

Description

절단 및 연마를 위한 다이아몬드 절삭휠{diamond tools workerable for cutting and simultaneously}

본 발명은 화강암, 대리석, 콘크리트 등의 석재와 금속, 세라믹 등의 난삭재(難削材)를 절삭, 연마가공하기 위하여 소우머신, 연삭휠 머신, 또는 코어 드릴링 머신과 같은 절삭공구에 장착하여 사용하기 위한 다이아몬드 절삭휠에 관한 것으로, 특히 원판형으로 구성되는 회전체상의 외주면 둘레에 적정간격 이격되며 다이아몬드 팁을 소결하여 부착하고, 회전체의 일측으로 돌출되는 돌출부가 형성되고 상기 돌출부와 연장되는 상부수평부에 통공을 형성하고, 이 상부수평부와 일체로 형성되는 하부수평부 내측면에 회전체가 회전되는 방향으로 방사상으로 등간격 배열되는 보강팁과 통공을 형성시켜 회전체가 회전하여 피삭재를 절단 또는 연마할 때 발생되는 먼지나 잔여물 및 마찰열이 통공을 통해 외부로 유통되도록 하여 상기 절삭휠이 변형되지 않도록 하는 절단 및 연삭을 위한 다이아몬드 절삭 휠에 관한 것이다.

일반적으로 다이아몬드는 경도와 열전도율이 높으므로 절삭공구나 내마모공구로서 우수한 성능을 발휘하여 여러 용도로 이용되고 있는 실정이며, 특히 기계가공이 힘든 난삭재의 Al-Si 합금, Cu등의 비철금속과 복합재료 및 흑연, 고분자 복합소재, 요업체 등의 반소결체 등이 있는데, 이러한 난결재들이나 상기한 각종 석재, 금속재 등을 가공하는데 있어서, 현존하는 물질중 가장 높은 경도값을 갖는 다이아몬드를 많이 이용하고 있으며, 그 사용 또한 필수적이라 할 수 있다.

이러한 다이아몬드의 물성을 이용하여 상기한 석재, 난삭재, 금속재 등의 연마, 절삭 가공 등을 하기 위해 공구의 표면에 다이아몬드 분말을 코팅처리하거나 진공증착(Vacuum coating)법을 통하여 약 0.2~수백㎛범위에 속하고 거칠기 Ra 값이 대략 0.1~100㎛ 범주에 속하도록 하여서 되는 다이아몬드 결정 입자를 공구의 피접착면에 피복시켜서 되는 다이아몬드팁을 사용하고 있다.

상기와 같은 다이아몬드 팁을 형성하기 위해 모재(母材)에 기상으로 증착하는 방법을 이용하거나 또는 일정형상으로 가공한 모재에 다이아몬드막을 증착하여 증착되는 다이아몬드 막부분이 완전한 다이아몬드 구조를 갖도록 하여 소결 다이아몬드공구 이상의 내마모성 등을 보이거나, 제작비용 등의 절감 효과 등을 기대하여 현재 다각도로 연구 개발 중에 있으며, 또한 다이아몬드 막을 코팅하는 여러 종류의 화학증착방법(Chemical Vapor Deposition, CVD)등 여러 증착법이 소개되고 있으나, 이와 같은 다이아몬드 팁 제조에 관한 내용은 본원 특허의 권리범위에서 제외되므로 상세한 설명은 생략한다.

종래 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이 다이아몬드 절삭휠(100)은 원판형으로 형성되는 회전체(110)의 외주면을 따라 적정간격을 두고 복수 개의 다이아몬드팁(111)이 소결하여 부착되고, 상기 회전체(110)에는 일측으로 돌출되는 돌출부(160)와 상기 돌출부(160)의 중심에 절삭공구가 체결되는 체결공(150)이 형성되어 있다.

도시하지 않은 절삭공구에 다이아몬드 절삭휠(100)이 결합되어 고정되면 회전 작동에 의해 화강암, 대리석, 콘크리트 등의 석재와 금속, 세라믹 등의 피삭재를 절단 또는 연마하는 작업이 이루어지게 된다.

이와 같이 상기 다이아몬드 절삭휠(100)로 불규칙한 피삭재의 표면을 절단하거나 연마할 때 피삭재의 먼지나 잔여물 등의 피삭물이 회전체 공간부의 내측면 내에서 회전되면서 마찰에 의해 긁힘이나 어떤 외력에 의해 손상을 받게 되었을 경우 회전체(100)의 내측면이 불균일한 두께로 인하여 고속회전시 심한 떨림 현상과 마찰열 등에 의해 절삭휠이 휘어지거나 뒤틀리는 문제점이 있다

또 다이아몬드 절삭휠(100)이 휘어지거나 뒤틀려진 상태로 계속적으로 절단 및 연마 작업을 수행하다보면 크랙에 의해 다이아몬드 절삭휠(100)이 파손되어 제품의 수명이 단축되는 문제점과, 그리고 파손된 절삭휠의 파편에 의해 산업재해가 발생되어 작업자의 안전을 크게 해치게 되는 중대한 문제점이 있다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 발명된 본 발명은 다이아몬드 절삭휠의 일측으로 돌출되는 원형의 상부수평부와, 이 상부수평부와 연장되는 하부수평부에 통공을 천공하여 절삭가공시 발생되는 피삭물과 마찰열을 외부로 원활히 배출되도록 하여 회전체 내측면이 마모되는 최소화하고, 공기가 유동되도록 하여 마찰열의 냉각효과를 극대화하며, 아울러 회전체 외주면에 방사형상으로 보강팁을 삽입 고정하여 절삭휠의 전체적인 내구성을 향상시켜 작업의 안전성, 사용수명의 연장에 따른 제품의 신뢰도를 높이는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 다이아몬드 절삭휠의 사시도.

도 2는 본 발명의 다이아몬드 절삭휠의 구성을 도시한 정면도.

도 3은 도 2에 도시된 다이아몬드 절삭휠의 단면도.

도 4는 다이아몬드 보강팁의 설치 상태를 보인 도면으로서,도 4a는 본 발명에 의한 보강팁의 결합 구조를 보인 일부 확대 분리 사시도이고,도 4b는 본 발명에 의한 보강팁이 삽입되는 요철홈의 다른 구조를 보인 일부 확대 분리 사시도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 정면도.

도 6은 종래의 다이아몬드 절삭휠의 구성을 보인 정면도.

도 7은 종래의 다이아몬드 절삭휠의 구성을 보인 단면도.

- 도면 중 주요부호에 대한 간단한 설명 -

100: 다이아몬드 절삭휠 110: 회전체 111:다이아몬드 팁

120:상부수평부 121:통공 130:경사부

140:하부수평부 141:보강팁 141a:요철홈

141b:요철부 144:통공 150:돌출부

160:체결공 170:공간부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 절단 및 연마를 위한 다이아몬드 절삭휠은, 원판 형상의 회전체 중앙에 형성된 체결공을 갖는 돌출부와, 상기 회전체의 외주면에 부착된 복수 개의 다이아몬드팁과, 상기 회전체에 방사상으로 형성된 복수개의 보강팁과, 상기 보강팁의 사이에 형성된 복수 개의 통공을 갖는 다이아몬드 절삭휠에 있어서, 상기 돌출부의 가장자리에는 하부수평부와 경사부로 연결되어 일측에 공간부를 갖는 상부수평부가 형성되고, 상기 상부수평부에는 복수개의 통공이 형성되며, 상기 보강팁은 양측에 복수개의 요철부가 형성되어 회전체에 형성된 요철홈 내에 삽입되어 소결되는 것을 특징으로 한다.따라서 본 발명에 의하면 다이아몬드 절삭휠의 중앙 가장자리에 형성된 돌출부에서 연장되는 원형의 상부수평부에 통공과 공간부를 형성하여 절삭가공시 발생되는 피삭물과의 마찰열이 외부로 원활히 유통되도록 함으로써 냉각효과가 극대화되고, 절삭휠의 일정부위가 마모되는 것을 방지하여 절삭휠이 휘어지거나 뒤틀리는 등 변형의 발생이 방지되는 것이다.또한, 상기 절삭휠의 강재로된 회전체 외주면을 따라 방사형상으로 형성된 요철홈 내에 요철부를 갖는 보강팁이 삽입되어 소결됨으로써 절단 및 연마작업시 상기 절삭휠의 전체적인 내구성이 향상되어 외부충격에 의해 변형되는 것이 최소화됨과 아울러 사용수명이 연장되고 작업의 안전성을 높여 제품의 신뢰도가 향상되는 것이다.

이하 본 발명의 구성에 의한 바람직한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 다이아몬드 절삭휠의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 다이아몬드 절삭휠의 구성을 도시한 정면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 다이아몬드 절삭휠의 단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 다이아몬드 보강팁의 설치상태 보인 일부 확대 분리 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 다이아몬드 절삭휠(100)의 회전체(110)에 형성된 하부수평부(140)에는 복수 개의 보강팁(141)이 소결, 부착되고, 상기 하부수평부(140)의 내측에는 상부수평부(120)가 경사부(130)를 개재하여 형성되며, 상기 상부수평부(120)의 일측에는 절삭 또는 연마 작업시 발생된 피삭물을 유출하기 위한 공간부(170)가 형성되어 있다.그리고, 상기 하부수평부(140) 및 상부수평부(120)에는 복수 개의 통공(121)(144)이 형성되어 각종 석재류나 난삭재 또는 금속재 등의 절삭, 연마 가공작업을 수행할 때 발생될 수 있는 마찰열과 피삭물을 원활하게 유출되도록 하여 다이아몬드 절삭휠(100)이 휘어지거나 뒤틀리지 않도록 하여 수명을 연장시키고, 아울러 파손을 방지하여 작업의 안전성 등을 확보하도록 하게 된다.

상기 회전체(110)의 상부수평부(120) 내측에 형성된 공간부(170)는 절삭작업시 발생되는 피삭물이 배출되도록 가이드 역할을 하여 통공(121)을 통해 외부로 유출되도록 하게 된다.

상기 상부수평부(120)에는 다수개의 통공(121)이 방사상으로 형성되고, 이 상부수평부(120)의 가장자리에는 일정각도로 경사지는 경사부(130)가 형성되며, 이 경사부(130)에는 하부수평부(140)가 연결되어 있고, 상기 상부수평부(120)는 상기 돌출부(160)와 같은 방향으로 돌출되도록 형성되어 있다.

이와 같이 상기 상부수평부(120)에 다수개의 통공(121)을 형성시켜, 절삭작업시 회전체(110)에서 마찰 등에 의해 발생되는 고열이 통공(121)(144)을 통하여 유도되고 외기와의 유통에 의해 발산되어 자연 냉각이 이루어지도록 함과 동시에 피삭재로부터 생성되는 피삭물이 상기 통공(121)(144)을 통하여 원활하게 배출되도록 하게 된다.

상기 하부수평부(140)에는 도 4a에 도시한 바와 같이 일정한 곡면을 가지며 방사형상으로 다수개의 요철홈(141a)이 형성되고, 이 요철홈(141a)에는 양 측면에 요철부(141b)를 형성시킨 보강팁(141)이 삽입되어 소결되고, 이 보강팁(141)과 보강팁(141) 사이에 곡면을 따라 하나 또는 그 이상의 등간격으로 통공(144)이 형성되고, 이 통공(144)은 타원형, 사각형, 물방울형, 삼각형 형상의 다양한 형상으로 형성되어 피삭물이 배출될 수 있도록 하게 된다.

상기 요철홈(141a)의 내주면으로 요철 형상이 반복성형 되도록 하고, 이와 대응되는 보강팁(141)의 양 측면에 형성된 요철부(141b)가 삽입되어 견고하게 고정 결착되도록 한 상태에서 소결시킴으로써 회전체(110)에 보강팁(141)이 견고하게 고정되는 되는 것이다.

또한, 상기 요철홈(141a)은 도 4b에 도시된 바와 같이 요철홈(141a)의 내주면에 요철 형상이 반복되도록 돌출부(141')를 형성하고, 이 돌출부(141')의 선단에 돌기(141'')가 서로 마주보도록 다수 개 형성하고, 이와 대응되는 보강팁(141)의 양측면에 형성된 요철부(141b)를 상기 요철홈(141a) 내에 삽입하여 견고하게 고정 결합되도록 한 상태에서 소결시켜 회전체(110)에 보강팁(141)을 고정시키게 되는 것이다.

상기와 같이 고정된 보강팁(141)은 요철부(141b)와 요철홈(141a)간의 상호 결착력에 의해 다이아몬드 절삭휠(100)이 고속 회전하면서 절단, 연마 작업 등을 수행할 때 외부로부터의 충격 내지는 강성이 집중 분포되더라도 그 외력에 충분히 견딜 수 있게 되어 회전체(110)를 보호하게 되는 것이다.

또한 상기 보강팁(141)의 두께를 회전체 외주면에 소결 부착되는 다이아몬드 팁(111)의 두께와 동일하게 되도록 하여 피삭재를 가공 작업할 때 피삭재의 가공면과 회전체의 양 측면이 직접 맞닿아 발생되는 마찰, 마모 현상을 배제하도록 하게 된다.

또, 상기 하부수평부(140)에 배열된 보강팁(141)과 통공(144)의 위치는 다이아몬드 절삭휠(100)이 회전되는 방향으로 등간격을 두고 형성됨이 바람직하며, 상기 보강팁(141)은 1렬로 단락되지 않도록 형성하거나 아니면 2렬로 단락되도록 구성될 수 있으며, 상기 회전체(110)의 외주면에 소결,부착된 다이아몬드팁(111)과 상기 보강팁(141)도 서로 일체로 형성되거나 단락되어 구성될 수 있다.

상기와 같이 상, 하부수평부(120)(140)에 형성된 통공(121)(144)과 하부수평부(140)에 형성된 보강팁(141)에 의해 절삭과정시 발생되는 피삭물이 외부로 원활히 배출됨으로써 고열에 의한 변형응력이 어느 일부위, 즉 국부적으로 발생되는 현상을 방지하며, 상기 상, 하부수평부(120)(140)에 작용하는 응력이나 충격력 등이 전체적으로 균일하게 분포되도록 하여 고속회전에 의한 절삭가공 시에도 떨림이나, 비틀림, 소음, 피삭재와의 측면마모 및 이로 인한 정밀한 절삭가공의 불완전 등을 완벽하게 방지할 수 있게 되는 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면으로, 회전체(110)의 선단에는 일정길이 만큼 중심 방향으로 절개된 다수개의 절개부(180)가 원주를 따라 등간격으로 형성되어 있고, 상기 절개부(180) 사이의 철판 외면에는 복수개의 다이아몬드팁(111)이 원주를 따라 소결 부착되고, 상기 회전체(110)의 중심에는 일측으로 돌출되는 돌출부(160)와 상기 돌출부(160)의 중심에 절삭공구에 체결 고정되는 체결공(150)이 형성되며, 상기 회전체(110)는 상부수평부(120)와 하부수평부(140)가 형성되고, 이 상,하수평부(120)(140)의 사이에는 소정각도로 경사지는 경사부(130)가 구비되고, 상기 상부수평부(120)에는 원주면을 따라 다수개의 통공(121)이 형성되며, 상기 하부수평부(140)에는 양측 원주면을 따라 일정곡면을 가지며 방사형으로 다수개의 보강팁(141)이 소결, 부착되어 피삭재를 절단 및 연마가 가능하도록 구성된다.

이와 같이 구성됨에 있어 절삭 및 연마작업시 다이아몬드팁(111)에 의해 절삭된 피삭재의 피삭물이 상기 절개부(180)와 보강팁(141)에 의해 외부로 유출되고, 상기 회전체(110)의 외주면에 보강팁(141)이 형성되어 다이아몬드 절삭휠(100)의 강성이 전체적으로 균일하게 분포되어 외부충격에 잘 견디는 효과가 있고, 상기 상부수평부(120)에 통공(121)을 통하여 피삭물과 마찰열이 원활하게 배출됨으로써 다이아몬드 절삭휠(100)의 내측면이 마모되거나 일부분에 발생되는 변형 및 긁힘을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 회전체(110)의 고속회전에 의한 절삭가공 시에도 떨림이나, 비틀림, 소음, 피삭물과의 측면마모를 최소화 할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명에 의하면, 다이아몬드 절삭휠의 중앙 가장자리에 형성된 돌출부에서 연장되는 원형의 상부수평부에 통공과 공간부를 형성하여 절삭가공시 발생되는 피삭물과의 마찰열이 외부로 원활히 유통되도록 함으로써 냉각효과가 극대화되고, 절삭휠의 일정부위가 마모되는 것을 방지하여 절삭휠이 휘어지거나 뒤틀리는 등 변형의 발생이 방지되는 효과를 갖는다.

또한, 상기 절삭휠의 강재로 된 회전체 외주면을 따라 방사형상으로 형성된 요철홈 내에 요철부를 갖는 보강팁이 삽입되어 소결됨으로써 절단 및 연마작업시 상기 절삭휠의 전체적인 내구성이 향상되어 외부충격에 의해 변형되는 것이 최소화됨과 아울러 사용수명이 연장되고 작업의 안전성을 높여 제품의 신뢰도가 향상되는 등의 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 원판 형상의 회전체 중앙에 형성된 체결공을 갖는 돌출부와, 상기 회전체의 외주면에 부착된 복수 개의 다이아몬드팁과, 상기 회전체에 방사상으로 형성된 복수개의 보강팁과, 상기 보강팁의 사이에 형성된 복수 개의 통공을 갖는 다이아몬드 절삭휠에 있어서,

   상기 돌출부(160)의 가장자리에는 하부수평부(140)와 경사부(130)로 연결되어 일측에 공간부(170)를 갖는 상부수평부(120)가 형성되고, 상기 상부수평부(120)에는 복수개의 통공(121)이 형성되며, 상기 보강팁(141)은 양측에 복수개의 요철부(141b)가 형성되어 회전체(110)에 형성된 요철홈(141a) 내에 삽입되어 소결되는 것을 특징으로 하는 절단 및 연삭을 위한 다이아몬드 절삭휠.
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