KR100430675B1 - 무소음 절삭휠의 원판체 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭휠의 원활한 회전이 가능하게 하여 절삭능이 양호한 절삭휠용 원판체(shank)를 제조하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 원판체의 제조방법은, 먼저 중심축공을 갖는 원판을 열처리한 후, 원판을 최종 치수로 연마한다. 그리고, 상기 원판 사이에 완충판을 삽입하여 적층한 다음, 적층된 원판체(10)의 원주 둘레에 슬롯(14)을 형성한다. 슬롯이 형성된 원판체의 원주 방향을 따라 다수 지점에 스팟 용접을 행하여 원판체를 접합한다. 마지막으로 상기 원판체의 표면을 연마한 후, 원판체를 밸런싱하는 것을 포함하여 구성된다.

본 발명의 원판체를 장착한 절삭휠(cutting wheel)은, 절삭휠의 원활한 회전이 가능하여 절삭능이 양호하여 석재나 금속과 같은 재료를 절단하는데 매우 유용하다.

Description

무소음 절삭휠의 원판체 제조방법{A Method for Manufacturing a Shank of a Cutting Wheel without Noise}

본 발명은 경질 재료를 절단하기 위한 절삭휠(cutting wheel)에 사용되는 원판체(shank)의 제조에 관한 것으로서, 석재나 금속과 같은 재료를 절단하기 위한절삭휠의 원활한 회전이 가능하여 절삭능이 양호한 원판체의 제조방법에 관한 것이다.

절삭휠은 돌이나 금속과 같은 경질재료를 절단 또는 절삭하는 과정에서 이용되는 원판 형상의 회전체이다. 도1은 통상적인 절삭휠의 대표적인 예로서, 도1a는 절삭휠의 정면을, 그리고 도1b는 그 A-A 단면을 보이고 있다. 도1에 도시된 바와 같이, 통상적인 절삭휠(1)은, 금속재질로 제작된 원판 형상의 원판체(10)와 이 원판체 원주면의 양측 둘레를 따라 다수개 부착된 절삭날(segment)(2)을 포함하여 구성된다. 상기 절삭날(2)은 다이아몬드 입자를 금속분말에 혼합하여 고온 고압으로 소결하여 제조되는 다이아몬드 팁으로 구성된다. 또한, 상기 원판체(10)는, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 절삭날(2)이 부착되도록 외주면을 따라 일정 크기의 슬롯(slot)(14)이 형성되며, 중앙에는 미도시된 샤프트가 장착되는 중심축공(3)을 갖는다. 상기 원판체(10)는 가운데에 구리 등으로 만든 완충판(12)이 마련되며, 그 양측으로는 강재 등으로 구성된 2장의 원판(11)(13)을 포함하고 있다. 원판체는 슬롯 형태에 따라 다양한 모양을 가질 수 있다. 도3은 슬롯 형태가 다른 원판체(10')를 보이고 있다.

이러한 원판체를 구비한 절삭휠에 있어서 절삭날도 중요하지만, 고속회전시 원활한 회전을 위해서는 무엇보다도 상기 원판체의 제작이 매우 중요하다.

종래에는 고속회전에서 회전이 균일한 고품질의 원판체(10)를 제조하기 위하여 약 2.0mm 두께의 강재 원판(steel shank)(11)(13) 사이에 완충판(12)을 삽입하여 적층한 후, 접착제를 사용하여 부착하거나 스팟 용접(spot welding)을 하여 부착하였다. 이때, 접합이나 용접에 의해 변형된 부분을 바로 잡기 위해 수작업으로 밸런싱(balancing) 작업이 필요하다. 그 후 접합된 원판체(10)를 1차 소려한 다음, 프레스 작업 등을 통해 소려된 원판체(10)의 둘레에 슬롯(14)을 형성하고 나서 원판체(10)의 표면을 황삭 연마하고, 다시 밸런싱 작업을 실시하고, 2차 소려하였다. 그 다음, 연마 공정에서 최종 원판체의 치수를 맞추고 최종적으로 밸런싱 작업을 하여 최종 원판체를 제조하였다. 그러나, 이러한 종래의 원판체 제조방법은, 원판과 완충판 자체를 접합하는 과정에서 원판체의 두께 방향으로 좌우 변형이 심하게 발생하여 원판체를 밸런싱 작업을 하더라도 균일한 회전이 곤란하였다. 이러한 변형에 따른 원판체의 불량은, 절삭휠이 고속으로 회전하는 동안 절삭날의 절삭능을 저하시키는 원인이 된다. 무엇보다도 이러한 원판체는 수요가에 납품되더라도 불량처리되어 결국 생산에 큰 장애를 초래하게 된다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하고자 제안된 것으로서, 그 목적은 원판체의 제작 과정에서 스팟 용접의 개선을 통해 두께 방향에 따른 변형을 최소화시켜 절삭능이 양호한 절삭휠용 원판체의 제조방법을 제공함에 있다.

도1은 종래의 절삭휠의 일례도로서, 도1a는 정면도이고, 도1b는 도1a의 A-A 단면도이다.

도2는 도1의 절삭휠 중 원판체에 대한 구조도로서, 도2a는 도2의 정면도이고, 도2b는 도2의 A-A단면도이다.

도3은 종래의 다른 형태의 원판에 대한 구조도이다.

도4는 본 발명에 따른 원판체의 제조과정에서 용접 순서를 설명하기 위한 원판체의 구조도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 ... 절삭휠 2 ... 절삭날 3 ... 중심축공

10, 10' ... 원판체 11, 13 ... 원판 12 ... 완충판

상기 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 원판체의 제조방법은, 중심축공을 갖는 원판체와, 상기 원판체의 둘레를 따라 부착된 절삭날을 포함한 절삭휠의 제조방법에 있어서,

상기 중심축공을 갖는 원판을 열처리하는 단계;

열처리된 원판을 최종 치수로 연마하는 단계;

상기 원판 사이에 완충판을 삽입하여 적층한 후, 적층된 원판체의 원주 둘레에 슬롯을 형성하는 단계;

슬롯이 형성된 원판체의 원주 방향을 따라 다수 지점에 스팟 용접을 행하여 원판체를 접합하는 단계;

접합된 원판체의 표면을 연마하는 단계 및

표면 연마된 원판체를 밸런싱하는 단계를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 원판체 제조방법은, 중심축공을 갖는 원판체와, 상기 원판체의 둘레를 따라 부착된 절삭날을 포함한 절삭휠의 제조방법에 있어서,

상기 중심축공을 갖는 원판을 열처리하는 단계;

열처리된 원판을 최종 치수로 연마하는 단계;

상기 원판 사이에 완충판을 삽입하여 적층한 후, 적층된 원판체의 원주 방향을 따라 다수 지점에 스팟 용접을 행하여 원판체를 접합하는 단계;

상기 원판체의 원주 둘레에 슬롯을 형성하는 단계;

상기 원판체의 표면을 연마하는 단계 및

표면 연마된 원판체를 밸런싱하는 단계를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 절삭휠용 원판체의 제조방법을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 제조방법은, 통상적인 절삭휠에 사용되는 원판체라면 어느 것이나 적용 가능하다. 바람직하게는 도1, 3에 도시된 바와 같이, 원주 둘레를 따라 절삭날(2)이 부착되는 절삭휠(1)에 사용되는 원판체(10)(10')에 적용하는 것이다.

이러한 원판체는 도2에 도시된 바와 같이, 대체로 평편한 형태를 갖으나, 중심축공(3) 부위가 상하로 볼록한 형태를 가질 수도 있다. 원판체(10)는 두개의 원판(11)(13)과 상기 원판들 사이에 완충판(12)이 삽입되어 구성된다. 상기 원판(11)(13)은 대체로 강판으로, 그리고 완충판(12)은 동판으로 제작될 수 있다.

본 발명에 따른 제조방법에서는, 미리 중심축공을 가공한 원판(11)(13)을 준비한다. 원판은 열처리 전에 최종 원판 두께의 8~12% 정도 큰 두께를 갖는 원판을 사용한다. 예를 들어 원판의 최종 목표 두께가 약 1.0mm이면 1.08~ 1.2mm 정도이면 바람직하다.

이렇게 준비된 원판은 열처리를 행한다. 열처리는 원판을 유냉을 통해 소입(quenching)한 후 소려(tempering)하는 열처리로서, 소입온도는 약 800~ 900℃의 온도범위, 그리고 소려는 약 400~ 600℃에서 행하는 것이 바람직하다.

그 다음, 열처리된 원판(11)(13)을 최종 치수로 연마한다. 본 발명에서는 원판을 열처리하기 전에 원판을 최종 목표 치수로 맞추는 것이 중요하다.

상기 연마된 상기 원판 사이에 완충판(12)을 삽입하여 적층한다. 이때, 적층된 원판과 완충판, 즉 원판체(10)는 원주 둘레에 따라 다수의 슬롯(slot)을 형성한다.

그 다음, 슬롯이 형성된 원판체를 접합하기 위하여 스팟 용접을 행한다. 스팟 용접은, 원판체의 원주 방향을 따라 다수 지점에 실시한다. 본 발명에서 스팟 용접은 일반적으로 사용되는 스팟 용접기를 사용할 수 있으며, 전류치나 가압력 등스팟 용접 조건도 통상적인 조건을 사용하여도 무방하다. 그러나, 중요한 점은 원판체에 용접하는 순서이다.

도4는 본 발명에 따른 스팟 용접 순서에 대한 일례를 보이고 있다. 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 스팟 용접은 원판체에 용접에 의한 변형이 최소화도록 일정한 부위를 먼저 용접한 후, 그 부위로부터 외곽을 용접하고, 마지막으로 그 부위로 부터 안쪽을 용접하는 것이다. 바람직하게는 원판체의 중심으로부터 (1/5~ 1/2)×R 만큼 떨어진 부위를 먼저 용접하는 것이다. 그 다음, 상기 (1/5~ 1/2)×R 용접 부위를 기준으로 원주 둘레 외곽 방향으로 용접한다. 그리고 나서 최초 용접 부위, 즉 (1/5~ 1/2)×R 용접 부위를 중심으로 안쪽을 용접하는 것이다. 더욱 바람직하게는 스팟 용접은, 원주 방향을 따라 다수 지점을 용접할 때 원판체의 전면을 한개 지점씩 걸러서 용접하고, 원판체의 타면에 대하여 상기 용접된 지점 사이를 용접하는 것이다. 이러한 스팟 용접은 원판체의 변형을 최소로 하기 매우 적합하다. 상기 스팟 용접을 통해 접합된 원판체는 스팟 용접 부위가 얼룩이 지므로 표면을 연마할 필요가 있다.

최종적으로 표면 연마된 원판체는 밸런싱을 행한다. 밸런스를 잡는 일은 통상 육안으로 행하게 되며, 원판체의 회전하는 모양을 보며 교정한다.

이와같이 제조된 본 발명의 원판체는 원판과 완충판을 접합하는 과정에서 변형이 최소화되어 원판체의 회전이 매우 균일하게 된다.

한편, 원판체를 스팟 용접을 하기 전에 원판체에 슬롯을 형성할 수도 있으나, 스팟 용접을 하고나서 원판체의 둘레에 슬롯을 형성하여도 무방하다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.

[실시예]

발명예(1-3)

두께가 약 1.1mm인 강판을 이용하여 지름이 각각 230mm[발명예(1)], 300mm[발명예(2)], 340mm[발명예(3)]인 원판을 준비하여 열처리하였다. 열처리는 약 840℃에서 약 5분간 유지한 후 유냉하고, 약 500℃에서 소려처리하였다. 그 다음, 각각의 원판 사이에 두께 0.2mm인 동판을 삽입하여 적층하고, 적층된 원판체의 둘레에 다수의 슬롯을 형성하였다. 이후, 상기 원판체의 표면을 도4와 같은 방식을 통해 스팟 용접하여 원판체를 접합시켰다.

도4는 본 실시예에 따른 원판체에 대한 용접 순서를 보이고 있다. 도3에서와 같이, 본 실시예에서는 2~3열[중심으로부터 발명예(1)의 경우 약 20- 35mm, 발명예(2)의 경우 약 35~ 55mm, 발명예(3)의 경우 약 35~ 70mm 떨어진 부위]을 먼저 스팟 용접하고, 4열 내지 7열까지 스팟 용접하고, 마지막으로 1열을 스팟 용접하였다. 또한, 한 열에서의 스팟 용접은 원판체의 전면을 한 지점씩(백색 원) 띄워서 실시하고 원판체의 뒷면을 한 지점씩(흑색 원) 띄워서 실시하였다. 스팟 용접에 의해 접합된 원판체의 표면을 연마한 다음, 원판체를 밸런싱하여 최종 원판체를 제조하였다.

종래예

두께가 약 2.0mm인 강판을 이용하여 제작한 원판 사이에 약 0.2mm 두께를 갖는 동판을 적층하여 통상의 방법에 의해 스팟 용접을 행하고, 밸런싱, 1차 소려 열처리, 슬롯 형성, 황삭연마, 2차 소려 열처리한 후, 최종 원판체의 치수로 연마, 밸런싱을 행하여 최종 원판체를 제조하였다.

이와 같이, 제조된 발명예(1-3)의 원판체와 종래방법에 의해 제조된 원판체에 대하여 회전 모양을 비교한 결과, 본 발명에 따라 제조된 원판체의 회전이 매우 균일하였다.

또한, 본 발명예(1-3)에 따라 제조된 원판체를 사용한 절삭휠의 경우 종래에 비하여 절삭이 매우 양호하여 절삭날의 마모도 거의 없었다. 더욱이, 본 발명의 제조방법에 의하면 종래에 비하여 원판체의 제작시간도 매우 짧아져 원가 절감에도 크게 기여할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 절삭휠의 원판체는 스팟 용접과정에서 변형이 최소화되어 회전이 균일하여 절삭날의 마모를 감소시키고, 절삭휠의 수명을 크게 연장하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 중심축공을 갖는 원판체와, 상기 원판체의 둘레를 따라 부착된 절삭날을 포함한 절삭휠의 제조방법에 있어서,

   상기 중심축공을 갖는 원판을 열처리하는 단계;

   열처리된 원판을 최종 치수로 연마하는 단계;

   상기 원판 사이에 완충판을 삽입하여 적층한 후, 적층된 원판체의 원주 둘레에 슬롯을 형성하는 단계;

   슬롯이 형성된 원판체의 원주 방향을 따라 다수 지점에 스팟 용접을 행하여 원판체를 접합하는 단계;

   접합된 원판체의 표면을 연마하는 단계 및

   표면 연마된 원판체를 밸런싱하는 단계를 포함하여 구성되며,

   상기 스팟 용접은 원판체의 원주 방향을 따라 용접하고, 용접순서는 원판체의 중심으로부터 (1/5~ 1/2)×R 만큼 떨어진 부위를 용접한 후, 그 부위로부터 원주 둘레 쪽을 용접하고 나서 상기 부위로부터 중심쪽을 용접하는 것을 특징으로 하는 무소음 절삭휠의 원판체 제조방법.
2. 중심축공을 갖는 원판체와, 상기 원판체의 둘레를 따라 부착된 절삭날을 포함한 절삭휠의 제조방법에 있어서,

   상기 중심축공을 갖는 원판을 열처리하는 단계;

   열처리된 원판을 최종 치수로 연마하는 단계;

   상기 원판 사이에 완충판을 삽입하여 적층한 후, 적층된 원판체의 원주 방향을 따라 다수 지점에 스팟 용접을 행하여 원판체를 접합하는 단계;

   상기 원판체의 원주 둘레에 슬롯을 형성하는 단계;

   상기 원판체의 표면을 연마하는 단계 및

   표면 연마된 원판체를 밸런싱하는 단계를 포함하여 구성되며,

   상기 스팟 용접은 원판체의 원주 방향을 따라 용접하고, 용접순서는 원판체의 중심으로부터 (1/5~ 1/2)×R 만큼 떨어진 부위를 용접한 후, 그 부위로부터 원주 둘레 쪽을 용접하고 나서 상기 부위로부터 중심쪽을 용접하는 것을 특징으로 하는 무소음 절삭휠의 원판체 제조방법.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 스팟 용접은, 원주 방향을 따라 다수 지점을 용접할 때 원판체의 전면을 한개 지점 씩 걸러서 용접하고, 원판체의 타면에 대하여 상기 용접된 지점 사이를 용접하는 것을 특징으로 하는 무소음 절삭휠의 원판체 제조방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 원판은 열처리 전에 최종 원판 두께의 8~12% 정도 큰 두께를 갖는 원판을 사용하는 것을 특징으로 하는 무소음 절삭휠의 원판체 제조방법.