KR100572254B1 - 다이아몬드 바이트를 가진 볼 엔드 밀과 그 제조방법, 상기다이아몬드 바이트 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이아몬드 바이트를 가진 볼 엔드 밀과 그 제조방법, 상기 다이아몬드 바이트 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 회전 정밀도를 보다 높여 다이아몬드 바이트의 정밀 가공이 보다 효과적으로 이루어지도록 하고, 또한 셋팅공정을 간단히 하여 다이아몬드 바이트의 연마공정의 효율성을 향상시킬 수 있도록 하고, 또한 지그회전축의 열변형을 방지하여 다이아몬드 바이트의 정확한 연마 상태를 이룰 수 있도록 하며, 지그의 사용을 영구히 재활용 가능하게 하여 절삭바이트의 가공단가를 절감시키고 가공효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

볼 엔드 밀, 다이아몬드, 절삭

Description

다이아몬드 바이트를 가진 볼 엔드 밀과 그 제조방법, 상기 다이아몬드 바이트 제조장치 및 그 제조방법{Ball End Mill having Diamond Bite and Manufacturing Method thereof, Manufacturing Apparatus for Diamond Bite and Manufacturing Method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조장치에서 지지척에 지그회전축을 결합하는 지그 셋팅단계를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조장치에서 지그회전축에 돌리개를 결합하여 원통연마기의 주축대와 연동되도록 셋팅하는 돌리개 셋팅단계를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조장치에서 지그회전축에 다이아몬드 바이트를 결합하는 다이아몬드 결합단계를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조장치에서 지그회전축의 외주연에 다이얼게이지의 지침을 밀착시켜 지그회전축의 회전정밀을 측정 및 보정하는 회전정밀 셋팅단계를 나타낸 정면도.

도 5는 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조장치에서 원통연마기를 이용하여 다이아몬드 바이트를 연마 가공하는 다이아몬드 바이트 연마단계를 나타낸 정 면도.

도 6은 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조장치에서 연마가공 완료된 다이아몬드 바이트를 지그회전축에서 분리하는 분리단계를 나타낸 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조장치에서 가공된 다이아몬드 바이트를 볼 엔드 밀에 결합하는 상태를 나타낸 다이아몬드 바이트 셋팅단계를 나타낸 정면도.

도 8은 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조장치에서 볼 엔드 밀에 다이아몬드 바이트를 접합하는 용접단계를 나타낸 정면도.

도 9는 본 발명에 따른 볼 엔드 밀을 나타낸 사시도.

도 10은 본 발명에 따른 볼 엔드 밀을 나타낸 측면도.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그회전축과 다이아몬드 바이트에 대한 사시도이다.

도 12는 도 11의 실시예에 따른 결합 단면도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 원통연마기 11 : 지지척

11a : 테이퍼공 11b : 회전돌기

12 : 주축대 13 : 연마기

20 : 볼 엔드 밀 21 : 안착면

22 : 스크래치 23 : 절개홈

24 : 샌드동판 24b : 동판

24a : 은납 25 : 샹크

30 : 다이얼게이지 50 : 다이아몬드바이트

51 : 초경 52 : 다이아몬드

53 : 절삭날 54 : 고정공

55 : 모따기 56 : 스크래치

57 : 간섭 방지각 100 : 지그회전축

110 : 테이퍼부 120 : 몸체부

130 : 결합부 131 : 밀착면

140 : 체결부 141 : 체결너트

200 : 돌리개 210 : 가압수단

220 : 몸체 230 : 걸림쇠

본 발명은 다이아몬드 바이트를 가진 볼 엔드 밀과 그 제조방법, 상기 다이아몬드 바이트 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 압축기의 피스톤 볼 시트를 연마하는 볼 엔드 밀에 사용되는 다이아몬드 바이트를 가진 볼 엔드 밀과 그 제조방법, 상기 다이아몬드 바이트 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 볼 엔드 밀로 사용되는 다이아몬드 소결체는 적용되는 산업분야에 따라 그 절삭날의 제조방법이 다르다.

그런데 다이아몬드는 뛰어난 내마모 특성을 가지고 있다. 따라서 다이아몬드는 특수한 다이아몬드 연마기에 의한 가공으로도 정확한 원형(회전정밀)의 날끝이나 수 마이크로 오차 내의 치수정밀도를 갖게 하는 것이 매우 어려우며, 이 부분이 다이아몬드 볼 엔드 밀의 제조에 있어서 가장 큰 난이도로 작용한다.

여기서 자동차 피스톤 볼 시트를 가공하기 위한 종래기술에 따른 다이아몬드 절삭바이트를 제조하는 방법은 대한민국 특허출원 제10-2001-32014호에서 제시되어 있다. 절삭바이트의 가공방법 및 절삭바이트와 볼 엔드 밀과의 접합방법은 다음과 같다.

상기 특허의 자동차 압축기 피스톤 볼 시트 가공용 볼 엔드 밀의 절삭날부 제조방법은 일정한 두께 및 넓이를 갖으며 후면에 초경(T/C)이 결합된 인조다이아몬드(PCD)를 중앙에 일정한 크기의 원형 홀(10)을 갖고 외경은 소정 크기의 원형의 형상을 갖도록 절단하는 절단 및 홀 성형단계와, 상기 절단된 인조다이아몬드를 일측 중앙에 일정한 크기의 홈이 형성되고 다른 일측에는 인조다이아몬드 중앙에 형성된 홀을 관통하면서 중앙에 홈이 형성된 회전체가 형성된 연마지그에 삽입한 후 용접으로 고정 결합하는 용접단계와, 상기 인조다이아몬드가 고정 결합된 연마지그의 양측에 형성된 각각의 홈에 회전이 되는 제1센터 지그와 제2센터 지그에 결합하여 일정한 경사각 α를 갖는 다이아몬드 지석으로 인조 다이아몬드를 연마하여 일정한 테이퍼 각을 갖도록 하는 연마단계와, 상기와 같이 테이퍼 각을 갖도록 연마된 인조다이아몬드를 연마지그에서 분리한 후 홀에 접하면서 반원의 형상을 갖도록 임의의 크기로 절단하는 절단단계와, 상기와 같이 절단된 복수개의 반원형의 인조다이아몬드를 치수에 맞게 한 후 상면 후방의 절단면에 모따기를 하는 가공단계로 이루어져 있다.

또한, 상기 특허의 자동차 압축기 피스톤 볼 시트 가공용 볼 엔드 밀의 절삭날부 결합구조는 볼 엔드 밀 절삭봉에 일정한 폭과 깊이를 갖도록 형성된 홈에, 후면으로 초경이 결합되고 중심으로부터 길이"L"을 갖는 반원형 인조 다이아몬드의 절단된 절단면의 상부에 모따기가 형성된 인조다이아몬드를 삽입하고 상기 홈 내벽과 초경 사이의 공간에 일정한 간격을 갖는 복수개의 동판을 삽입한 후 인조다이아몬드를 고정하고, 상기 홈 내벽과 동판 사이의 공간에 용접 모재인 은납을 삽입한 후 용접기로 용접모재를 녹여 인조다이아몬드를 절삭봉에 결합 고정하는 것으로 구성되어 있다.

이러한, 상기 특허의 자동차 압축기 피스톤 볼 시트 가공용 볼 엔드 밀의 절삭날부 제조방법은 연마단계를 통하여 인조다이아몬드가 고정 결합된 연마지그의 양측에 형성된 각각의 홈에 회전이 되는 제1센터 지그와 제2센터 지그에 결합하여 일정한 경사각 α를 갖는 다이아몬드를 연마하게 되는데, 이때 연마지그는 제1센터지그와 제2센터지그를 통하여 연마지그의 양센터를 고정하여 정밀회전될 수 있도록 하였으나. 이는 연마지그를 장착하는 공정이 복잡하고 까다로워 제작공정의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 연마지그를 연마기에 장착시 제1 센터지그 및 제2센터지그를 연마지그 의 양쪽 중심 센터에 정확하게 셋팅시키는 작업은 숙련자가 아닌 경우에 연마지그의 셋팅작업 정밀도가 떨어져 연마지그의 정밀한 회전을 보장받기 어려운 문제점이 있었다.

이로써, 연마지그가 제1센터지그 및 제2센터지그에 정위치로 셋팅되지 않을 경우 정밀한 회전이 되지 않아 인조다이아몬드의 절삭 정밀도를 저감시켜 제품의 신뢰도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

또한, 용접단계를 통하여 인조다이아몬드를 연마 가공하기 위하여 회전체가 형성된 연마지그에 인조다이아몬드를 홀을 관통시켜 삽입 후 용접을 통하여 일체로 접합시키게 되는데, 이때 열에 의한 용접을 통하여 연마지그와 인조다이아몬드를 접합함에 따라 연마지그의 열변형을 초래한다.

또한, 인조다이아몬드도 용접을 통한 열변형에 의하여 그 고유의 강성이 변함에 따라 볼 엔드 밀의 수명을 단축시키고 절삭효율을 떨어뜨리며, 볼 엔드 밀의 원가를 상승시키는 문제점이 있었다.

그리고 연마지그에 결합되어 인조다이아몬드를 연마가공 후에 인조다이아몬드를 분리하기 위하여 재차 열을 가하여 줌에 따라 연마지그의 열변형을 심화시켜 연마지그의 재사용이 불가능하게 되고, 그 결과 인조다이아몬드 하나를 가공할 때마다 연마지그를 새롭게 교체 사용해야 함으로서 인조다이아몬드의 연마가공을 위한 연마 가공비용 상승 및 연마지그의 재활용이 불가능한 문제점이 있었다.

나아가, 인조다이아몬드를 결합한 연마지그는 양 끝단의 홈에 공작기계의 제1센터지그 및 제2센터지그를 통한 양센터 작업방식으로 연마지그를 셋팅한 후에 인조다이아몬드를 연마하게 되는데, 이때 연마지그는 열변형에 의해 휘어지거나 굽혀진 상태이므로 인조다이아몬드를 정밀하게 연마하기 어려운 문제점이 있었으며, 더불어 연마지그가 정밀회전 가능하게 할 수 있도록 별도의 회전정밀도 보정작업을 거치지 않고 제1센터지그 및 제2센터지그를 통한 양센터 작업방식으로만 연마지그를 회전시킴에 따라 회전 정밀도를 정밀하게 보장할 수 없어 최종적으로 인조다이아몬드 연마작업의 정밀도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

상기 종래기술에 따른 자동차 압축기 피스톤 볼 시트 가공용 볼 엔드 밀의 절삭날부 결합구조에서 볼 엔드 밀 절삭봉에 일정한 폭과 깊이를 갖도록 형성된 홈에 인조다이아몬드를 삽입한 후 동판을 홈의 내벽과 인조다이아몬드 사이에 복수개로 부분 삽입한 후 열을 가하여 은납을 동판 사이 사이에 침투시켜 용접하거나 인조다이아몬드와 동판의 테두리 면에 은납을 덧칠로 용접하는 방법을 사용함에 따라 절삭봉과 인조다이아몬드의 용접성이 떨어져 인조다이아몬드의 위치가 변경되고, 또한 용접성이 떨어짐에 따라 절삭봉의 홈에서 인조다이아몬드가 이탈되는 문제점이 발생하였다.

또한, 볼 엔드 밀에 결합시킨 인조다이아몬드는 바닥면이 볼 엔드 밀에 밀착된 상태로 접합되기 때문에 볼 엔드 밀의 고속 회전시 미세 떨림에 의해 취성이 약한 인조다이아몬드에 외부적인 손상을 유발시키는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 다이아몬드 바이트를 결합시킨 지그회전축을 테이퍼방식으 로 원통연마기의 지지척에 결합하여 지지척의 테이퍼공 내주연과 지그회전축의 테이퍼진 결합부의 외주연이 정밀하게 면 접촉되도록 하여 밀착 상태를 유지시켜 흔들림 없이 정밀회전이 보장되도록 한 다이아몬드 바이트 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 원통연마기의 지지척에 지그회전축을 단순하게 끼움방식으로 결합함에 따라 작업공정이 단축되고 다이아몬드 바이트의 셋팅공정이 간단하여 다이아몬드 바이트의 연마공정의 효율성을 향상시킬 수 있도록 한 다이아몬드 바이트 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

아울러 본 발명의 다른 목적은 다이아몬드 바이트를 지그회전축에 결합시 다단의 결합부 밀착면에 다이아몬드 바이트를 관통되게 결합한 후 밀착시켜 다이아몬드 바이트가 지그회전축에서 직립도 있게 결합될 수 있도록 한 다음 체결수단을 통하여 다이아몬드 바이트를 단속시킴에 따라 기존 용접을 통하여 결합하던 방식에서 기계적 결합방식으로 다이아몬드 바이트를 결합함에 따라 지그회전축의 열변형을 방지하여 다이아몬드 바이트의 정확한 연마상태를 이룰 수 있도록 하는 다이아몬드 바이트의 연마 정밀도를 극대화시킬 수 있도록 한 다이아몬드 바이트 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 지그회전축의 열변형을 방지함에 따라 지그의 사용을 영구히 재활용 가능하게 하여 절삭바이트의 가공단가를 절감시키고 가공효율을 향상시킬 수 있도록 한 다이아몬드 바이트 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

더불어, 본 발명의 다른 목적은 기계적 결합으로 다이아몬드 바이트를 지그회전축에 결합시킬 수 있도록 함에 따라 기존 용접을 통한 열변형을 방지하여 강성을 최대한 보존하고 절삭효율을 향상시킬 수 있도록 한 다이아몬드 바이트 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 볼 엔드 밀의 안착면에 접합되는 다이아몬드 바이트에 간섭 방지각을 형성시켜 다이아몬드 바이트가 볼 엔드 밀 샹크에 간섭되지 않도록 하여 고속 회전시 미세떨림이 발생하더라도 다이아몬드 바이트에 손상이 없도록 한 다이아몬드 바이트, 상기 다이아몬드 바이트를 가진 볼 엔드 밀 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 볼 엔드 밀은 샹크; 상기 샹크 단부에 설치되며 끝단에 안착면이 형성되고, 상기 안착면에 스크래치가 형성된 헤드; 상기 헤드의 안착면에 안착되는 샌드동판; 상기 샌드동판 상에 안착되어 결합되며 상기 샌드동판에 안착되는 일면에 스크래치가 형성된 다이아몬드 바이트를 구비한다.

그리고 상기 다이아몬드 바이트는 모서리에 모따기된 초경 원판과 상기 초경 원판에 겹쳐진 다이아몬드로 될 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 다이아몬드 바이트 제조장치는 원통연마기에 회전가능하게 설치되며 회전부분에 회전돌기가 돌출 형성된 주축대; 상기 주축대의 내측에 위치하며 중앙부에 테이퍼공이 형성되어 상기 테이퍼공의 내부가 진공상태가 되는 지지척; 상기 지지척의 상기 테이퍼공에 끼워지며 상기 테이퍼공 내면에 밀착되어 결합되고, 외측단에 다이아몬드 바이트가 체결되는 체결부가 마련된 지그회전축; 상기 지그회전축의 외주로 끼워지고, 상기 지지척에 결합되며 상기 회전돌기에 걸리는 걸림쇠가 마련된 돌리개; 상기 지그회전축의 인근에 연마각도로 경사지게 위치하여 상기 다이아몬드 바이트를 연마하는 연마기를 구비할 수 있다.

그리고 상기 지지척의 표면에는 다수의 체결공이 형성되고, 상기 돌리개의 상기 지지척과 접하는 면에는 상기 체결공에 끼워지는 체결돌기가 형성될 수 있다.

또한 상기 돌리개에는 상기 지그회전축을 가압하는 가압수단이 적어도 하나이상 설치될 수 있다.

또한 상기 체결부는 상기 다이아몬드 바이트의 중앙부가 삽입되어 끼워져 밀착되며 단차지게 형성된 밀착면과 상기 체결부에 끼워져 결합되어 상기 다이아몬드 바이트를 고정시키는 체결너트를 구비할 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 다이아몬드 바이트 제조방법은 다이아몬드 바이트가 결합되며 원통연마기의 지지척에 형성된 테이퍼공에 삽입되는 지그회전축을 셋팅하는 단계; 상기 지지척의 테이퍼공에 결합된 상기 지그회전축의 외주로 지지척과 결합되며 상기 지그회전축의 외주를 가압하고, 상기 지지척의 외주에 위치하여 회전하는 주축대에 의하여 회전하는 돌리개를 셋팅하는 단계; 상기 지그회전축의 결합부에 상기 다이아몬드 바이트를 결합하는 단계; 상기 지그회전축의 외주연에 다이얼게이지의 지침을 밀착시킨 다음 상기 주축대를 회전시켜 상기 지그회전축 의 회전 정밀도를 측정하고, 측정 결과에 따라 상기 돌리개에 마련되어 상기 지그회전축을 가압하는 가압수단으로 회전 정밀도를 보정하는 단계; 상기 주축대를 회전시켜 상기 다이아몬드 바이트의 절삭날을 연마기로 가공하는 단계로 구비된다.

전술한 목적을 달성하기 위한 다이아몬드 바이트를 가진 볼 엔드 밀 제조방법은 다이아몬드 바이트의 초경 원판의 노출면에 스크래치를 형성하는 단계; 상기 다이아몬드 바이트의 노출면에 대응하는 볼 엔드 밀의 헤드 안착면에 스크래치를 형성하는 단계; 은납, 동판, 은납을 차례로 중첩시킨 샌드동판을 준비하고, 상기 샌드동판의 외면과 상기 안착면 그리고 상기 초경 원판의 노출면에 산화방지용 플럭스를 도포한 후 상기 샌드동판을 안착면에 안착시키고, 상기 샌드동판 상으로 상기 다이아몬드 바이트를 안착시키는 단계; 상기 헤드에 열을 가하여 상기 헤드에 상기 다이아몬드 바이트를 접합시키는 접합단계로 마련된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이아몬드 바이트를 가진 볼 엔드 밀 제조방법, 상기 다이아몬드 바이트 그리고 그 제조장치 및 그 제조방법을 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 10 에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다이아몬드 바이트 제조장치는 자동차 압축기의 피스톤 볼 시트를 연마하기 위한 것으로, 그 구성은 원통연마기(10)에 회전가능하게 설치되며 회전부분에 회전돌기(11b)가 돌출 형성된 주축대(12)와, 이 주축대(12)의 내측에 위치하며 중앙부에 테이퍼공(11a)이 형성되어 상기 테이퍼공(11a)의 내부가 진공상태가 되는 지지척(11)을 구비한다.

그리고 지지척(11)의 테이퍼공(11a)에 끼워지며 테이퍼공(11a) 내면에 밀착 되어 결합되고, 외측단에 다이아몬드 바이트(50)가 체결되는 체결부(140)가 마련된 지그회전축(100)과, 이 지그회전축(100)의 외주로 끼워지고, 지지척(11)에 결합되며 회전돌기(11b)에 걸리는 걸림쇠(230)가 마련된 돌리개(200)를 구비한다. 또한 지그회전축(100)의 인근에 연마각도로 경사지게 위치하여 다이아몬드 바이트를 연마하는 연마기(13)를 구비한다.

그리고 지지척(11)의 표면에는 다수의 체결공(11c)이 형성되고, 돌리개(200)의 지지척(11)과 접하는 면에는 체결공(11c)에 끼워지는 체결돌기(240)가 돌출 형성되고, 돌리개(200)에는 지그회전축(100)을 가압하는 가압수단(210)이 적어도 하나이상 설치된다.

여기서 체결부(140)는 상기 다이아몬드 바이트(50)의 중앙부가 삽입되어 끼워져 밀착되는 단차지게 형성된 밀착면(131)과 체결부(140)에 끼워져 결합되어 상기 다이아몬드 바이트(50)를 고정시키는 체결수단으로서 체결너트(141)를 구비한다.

보다 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 바이트 제조장치의 구성은 원통연마기(10)와, 이 원통연마기(10)의 전면에 설치되며 후술하는 지그회전축(100)이 결합되는 지지척(11)을 구비한다. 지지척(11)의 내주에는 테이퍼공(11a)이 형성되고, 이 테이퍼공(11a)에는 지그회전축(100)이 결합된다. 테이퍼공(11a)과 지그회전축(100)은 정밀 면접촉 되면서 밀착면(131) 사이 및 테이퍼공(11a) 내부의 진공 흡착력이 작용함에 따라 지그회전축(100)이 지지척(11)에 긴밀하게 결합된다.

그리고 상기 지지척(11)의 테이퍼공(11a)에 결합된 지그회전축(100)의 외주 연 일측의 몸체부(120) 외주연에는 돌리개(200)를 관통되게 결합하고, 원통연마기(10)의 지지척(11) 외부로 배치된 회전하는 주축대(12)의 회전돌기(11b)에 돌리개(200)의 외주연에 결합한 걸림쇠(230)가 걸리도록 되어 있다.

여기서 돌리개(200)에는 다수개의 체결돌기(240)가 돌출 형성되고, 지지척(11)에는 체결돌기들에 대응하는 다수개의 체결공(11c)이 형성되어 돌리개(200)가 지지척(11)과 결합되게 되어 있다. 또한 상기 돌리개(200)는 환형의 몸체(220)에 내부 중심으로 나사방식의 가압수단(210)을 복수개로 등간격되게 결합시키고 그 몸체(220)의 외주연에 걸림쇠(230)가 돌출되게 형성되어 있다.

상기 지그회전축(100)의 몸체부(120)에 다단으로 일체로 형성시킨 결합부(130)의 밀착면(131)에 초경(51)과 다이아몬드(52)가 일체로 중첩된 다이아몬드 바이트(50)가 결합되어 설치된다. 그리고 결합은 다이아몬드 바이트(50)의 고정공(54)을 결합부(130)의 일측을 관통시키면서 밀착면(131)에 밀착시킨 다음 결합부(130) 일측에 돌출되게 형성시킨 체결부(140)에 체결수단(141)을 결합함으로써 다이아몬드 바이트(50)가 지그회전축(100)에 긴밀하게 결합되게 되어 있고, 연마기(13)는 경사지게 위치하여 다이아몬드 바이트(50)의 외주연으로 이동가능하게 되어 있다.

한편, 지그회전축(100)은 지지척(11)의 테이퍼공(11a)에 결합시킬 수 있도록 일측에는 외주연이 테이퍼진 테이퍼부(110)가 형성되고 그 일측에 일체로 몸체부(120)가 형성되며 상기 몸체부(120)의 측방으로 다단의 결합부(130)를 형성시키되 결합부(130)의 단턱은 직립도가 보장될 수 있도록 하는 밀착면(131)이 형성되어 있 다. 그리고 결합부(130)의 측방에는 체결부(140)를 형성시켜 원통연마기(10)에 의해 원통형으로 절삭날(53)이 가공된 다이아몬드 바이트(50)의 중심의 고정공(54)을 결합부(130)에 억지끼움으로 결합시키도록 되어 있다. 그리고 체결너트(141)를 통하여 체결부(140)에 결합하여 밀착면(131)에 다이아몬드 바이트(50)를 측방으로 가압되게 고정하여 다이아몬드 바이트(50)가 밀착면(131)의 직립도를 보장 받도록 하면서 지그회전축(100)에 긴밀하게 고정되도록 되어 있다.

한편, 다이아몬드 바이트(50)는 상기의 제조장치에 의하여 제조된 후 대체로 원형판으로 되어 있는데, 이를 호형상으로 복수개 절개하여 형성한다. 그리고 다이아몬드 바이트(50)를 이용한 볼 엔드 밀의 제조를 보면, 다이아몬드 바이트(50)의 초경 원판(51) 모서리에 모따기(55)를 한 다음 볼 엔드 밀(20)의 헤드(29)에 외부와 연통되게 절개시킨 안착면(21)과 다이아몬드 바이트(50)의 초경(51) 바닥면에 상호 대응되게 격자 형태로 스크래치(56)를 형성시키고, 상기 다이아몬드 바이트(50)와 샌드동판(24) 및 볼 엔드 밀(20)의 안착면(21)에 산화방지용 플럭스를 도포 한 다음 안착면(21)에 동판(24b)과 2개의 은납(24a)을 교번적으로 중첩시킨 샌드동판(24)을 안착시킨 후 다이아몬드 바이트(50)를 안착면(21)에 안착시킨다. 이후 열을 가하여 볼 엔드 밀(20)의 안착면(21)에 다이아몬드 바이트(50)를 접합하면 볼 엔드 밀 제조가 완료된다.

한편, 플럭스는 금속을 접합할 때에 접착면의 산화를 방지하여 접합이 완전하게 되도록 하기 위한 것이다. 이 플럭스로 사용되는 것은 염화물, 플루오르화물, 수지(樹脂) 등이 있다.

볼 엔드 밀(20)은 안착면(21)을 형성시킨 반대방향에 절개홈(23)을 형성시켜 다이아몬드 바이트(50)를 접합한 안착면(21)의 절개면적과 절개홈(23)의 절개면적을 동일하게 형성시켜 회전되는 볼 엔드 밀(20)의 양측의 무게중량을 맞추어 줌으로서 고속회전시 볼 엔드 밀(20)의 무게가 편심 회전되는 현상에 의한 진동 및 채터링(chattering)을 방지하여 다이아몬드 바이트(50)가 가공하는 면의 정밀도 및 표면도를 향상시킬 수 있도록 한다.

더불어, 볼 엔드 밀(20)의 샹크(25)에서 다이아몬드 바이트(50)의 일측을 소정간격으로 이격시킬 수 있도록 다이아몬드 바이트(50)에 간섭 방지각(57)을 형성시켜 회전에 의한 미세 떨림에 의해 취성이 강한 다이아몬드 바이트(50)가 샹크(25)에 반복적으로 마찰되지 않도록 한다.

이러한 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조장치를 이용한 제조방법을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조방법은 다이아몬드 바이트(50)가 결합되며 원통연마기(10)의 지지척(11)에 형성된 테이퍼공(11a)에 삽입되는 지그회전축(100)을 셋팅하는 단계와, 지지척(11)의 테이퍼공(11a)에 결합된 지그회전축(100)의 외주로 지지척(11)과 결합되며 지그회전축(100)의 외주를 가압하고, 상기 지지척(11)의 외주에 위치하여 회전하는 주축대(12)에 의하여 회전하는 돌리개(200)를 셋팅하는 단계와, 지그회전축(100)의 결합부(130)에 다이아몬드 바이트(50)를 결합하는 단계와, 지그회전축(100)의 외주연에 다이얼게이지(30)의 지침을 밀착시킨 다음 주축대(12)를 회전시켜 지그회전축(100)의 회전 정밀도를 측정하고, 그 측정 결과에 따라 돌리개(200)에 마련되어 지그회전축(100)을 가압하는 가압수단으로 회전 정밀도를 보정하는 단계와, 주축대(12)를 회전시켜 다이아몬드 바이트(50)의 절삭날을 연마기(13)로 가공하는 단계로 구성된다.

구체적으로 설명하면, 먼저, 원통연마기(10)의 지지척(11)에 형성시킨 테이퍼공(11a)에 지그회전축(100)을 끼움 결합하되 지그회전축(100)의 결합부(130)는 테이퍼공(11a)과 동일 각도로 외주연의 표면이 정밀하게 가공되어 상호 결합시 면접촉 되면서 테이퍼공(11a) 내주면과 결합부(130) 외주연이 정밀하게 밀착되면서 결합부(130)가 결합되고 남은 테이퍼공(11a) 내부에 진공상태를 발생시켜 지그회전축(100)이 지지척(11)에서 헛돌지 않도록 긴밀하게 결합한다.

이후, 돌리개 셋팅단계를 통하여 돌리개(200)를 지그회전축(100)의 몸체부 (120)외주연에 관통시킨 다음 가압수단(210)을 이용하여 지그회전축(100)의 몸체부 (120) 외주연에 밀착시켜 돌리개(200)가 지그회전축(100)에 고정되도록 하되 걸림쇠(230)를 주축대(12)의 회전돌기(11a)에 걸리도록 하여 원통연마기(10)의 구동에 의해 주축대(12)가 회전할 때 돌리개(200)를 통하여 지지척(11) 및 지그회전축(100)을 동시에 연동되게 회전시킨다.

다음으로, 지지척(11)에 결합된 지그회전축(100) 다단의 결합부(130)에 초경 원판(51)과 다이아몬드(52)가 일체로 중첩된 다이아몬드 바이트(50)를 결합하되 상기 다이아몬드 바이트(50)의 고정공(54)을 통하여 결합부(130)를 억지 끼움으로 관통시키되 다단의 결합부(130)에 형성시킨 단턱의 밀착면(131)에 다이아몬드 바이트(50)가 밀착될 때까지 결합한 후 체결수단 즉, 체결너트(141)를 체결부(140)에 체결하여 체결너트(141)가 밀착면(131) 측으로 다이아몬드 바이트(50)를 가압하면서 체결되도록 하여 직립도를 보장받은 밀착면(131)에 의해 다이아몬드 바이트(50)가 지그회전축(100)과 상호 직립된 상태로 결합되도록 한다.

이후, 원통연마기(10)를 구동시켜 다이아몬드 바이트(50)를 결합한 지그회전축(100)을 회전시키고 다이얼게이지(30)의 지침을 지그회전축(10)의 외주연에 밀착시켜 지그회전축(100)이 회전정밀도로 회전하는지를 측정하고 높은 회전정밀도를 가지도록 보정하는 단계를 거친다.

회전정밀도가 보정되고 나면 원통연마기(10)를 구동시켜 주축대(12)의 회전력이 돌리개(200)를 통하여 지그회전축(100)을 회전정밀도로 회전시킬 때 주축대(12)의 각도를 다이아몬드 바이트(50)의 절삭날(53)이 가공되는 각도와 동일하게 소정의 각도로 회전시킨 후 고정시키고 원통연마기(10)의 연마숯돌을 통하여 다이아몬드 바이트(50) 외주연 및 절삭날(53)을 가공하는 다이아몬드 바이트연마단계를 통하여 다이아몬드 바이트(50)를 정밀도 있게 가공한다.

다음으로 원통연마기(10)에 의해 가공 완료된 다이아몬드 바이트(50)에 밀착되어 지그회전축(100)에 체결된 체결너트(141)를 역회전시켜 간편하게 체결해제시킨 다음 다이아몬드 바이트(50)를 지그회전축(100)에서 분리함으로써 다이아몬드 바이트의 제조가 완료된다.

한편 제조된 다이아몬드 바이트(50)로 볼 엔드 밀(20)을 제조하는 방법은 다이아몬드 바이트(50)의 초경(51)의 노출면에 스크래치(56)를 형성하고, 다이아몬드 바이트(50)의 노출면에 대응하는 볼 엔드 밀의 헤드(29) 안착면에 스크래치(22)를 형성하고, 동판(24b)과 2개의 은납(24a)을 교번적으로 중첩시킨 샌드동판(24)을 준비하고, 이 샌드동판(24)의 외면과 안착면 그리고 초경(51)의 노출면에 산화방지용 플럭스를 도포한 후 샌드동판(24)을 안착면에 안착시키고, 샌드동판(24) 상으로 다이아몬드 바이트(50)를 안착시킨 후 헤드(29)에 열을 가하여 헤드(29)에 상기 다이아몬드 바이트(50)를 접합시킴으로써 이루어진다.

보다 구체적으로 설명하면 가공 완료된 다이아몬드 바이트(50)를 호형상으로 복수개로 절개시킨 다음 다이아몬드 바이트(50)의 초경(51) 모서리에 모따기(55)를 가공한 후 볼 엔드 밀(20)의 안착면(21)에 안착시킨다.

이때, 볼 엔드 밀(20)의 외부로 개방되게 절개시킨 안착면(21)에 호형상의 다이아몬드 바이트(50)를 안착시키되 안착면(21)과 다이아몬드 바이트(50) 사이에 용제(溶劑)인 플럭스를 도포하고, 샌드동판(24)을 개재시킨 다음 볼 엔드 밀(20)과 다이아몬드 바이트(50)에 열을 가하면 샌드동판(24)의 은납(24a)이 용융되면서 다이아몬드 바이트(50)와 안착면(21)에 형성시킨 스크래치(56) 홈의 사이사이에 흡수되면서 볼 엔드 밀(20)의 안착면(21)과 다이아몬드 바이트(50)가 접합되는 내부까지 골고루 침투하고 플럭스에 의해 접합력이 증대되도록 하여 볼 엔드 밀(20)과 다이아몬드 바이트(50)의 접합강도를 극대화시키고 볼 엔드 밀(20)에 의해 다이아몬드 바이트(50)가 회전하면서 볼 시트 가공시 마찰충격응력을 동판(24b)이 흡수하도록 하여 다이아몬드 바이트(50)의 손상을 방지하도록 한다.

또한, 볼 엔드 밀(20)의 안착면(21)의 반대방향에 대칭되게 형성시킨 절개홈(23)에 의해 볼 엔드 밀(20)에 형성시킨 안착면(21) 및 절개홈(23)의 절개면적을 대칭되게 동일하게 형성시켜 고속회전시 볼 엔드 밀(20)의 무게중심이 편심되지 않도록 하여 진동 및 채터링 형상을 방지하여 볼시트의 가공 정밀도와 표면도를 향상시킬 수 있다.

더불어, 볼 엔드 밀(20)의 안착면(21)에 결합되는 다이아몬드 바이트(50)의 일측에 간섭 방지각(57)을 주어 볼 시트 가공시 다이아몬드 바이트(50)의 미세 떨림에 의해 다이아몬드 바이트(50)의 모서리가 파손되는 현상을 방지하여 취성이 강한 다이아몬드 바이트(50)의 외부적 손상을 최소화시킬 수 있도록 한다.

한편, 다른 실시예로 다이아몬드 바이트 제조장치의 구성을 변형하여 실시할 수 있다. 이하에서 이에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서의 다른 실시예는 다른 참조부호를 사용한다.

도 11과 도 12에 도시된 바와 같이 다이아몬드 바이트 제조장치는 보다 효과적인 다이아몬드 바이트의 가공을 위하여 지그회전축(400)의 회전 중심부분에 결합 너트부(401)를 형성하고, 이 결합 너트부(401)에 결합되는 결합 볼트부(431)를 가진 별도의 결합 지지체(430)를 사용하여 보다 효과적인 다이아몬드 바이트(410)의 가공이 이루어지도록 할 수 있다.

즉 결합 지지체(430)의 경우 회전 중심부분에 전술한 결합 볼트부(431)를 형성하고, 결합 볼트부(431)의 후방부분에 경사면(431)을 형성한다. 그리고 이 다이아몬드 바이트(410)의 중심부분에는 직선 관통홀(411)을 형성하고, 초경(420)의 경우는 결합 지지체(430)의 경사면(432)에 대응하는 경사 지지홀(421)을 형성한다.

이에 따른 작용은 다이아몬드 바이트(410)와 초경(420)에 결합 지지체(430) 의 결합 볼트부(431)를 관통시킨다. 그리고 관통된 결합 볼트부(431)를 지그회전축(400)의 결합 너트부(401)에 치합시킨다. 그러면 결합 지지체(430)의 결합 볼트부(431)가 결합 너트부(401)에 삽입되면서 결합 지지체(430)의 경사면(432)이 초경(420)의 경사 지지홀(421)과 밀착되고, 계속적인 결합 볼트부(431)와 결합 너트부(401)의 결합으로 다이아몬드 바이트(410)와 초경(420)은 지그 회전축(400)과 결합 지지체(430) 사이에 견고하게 고정 지지된다.

따라서 이러한 결합상태에서 지그 회전축(400)이 회전하면 다이아몬드 바이트(410)와 초경(420)의 회전 정밀도는 현격하게 향상되어 다이아몬드 바이트(410)의 고정밀 가공이 보다 효과적으로 이루어지게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 볼 엔드 밀 다이아몬드 바이트 제조방법 및 그 장치는 다이아몬드 바이트를 결합시킨 지그회전축을 테이퍼방식으로 원통연마기의 지지척에 결합하여 지지척의 테이퍼공 내주연과 지그회전축의 테이퍼부의 외주연이 정밀하게 면접촉되도록 하여 견고한 결합 상태를 유지시켜 흔들림 없이 정밀회전이 보장되도록 하는 효과가 있다.

또한, 원통연마기의 지지척에 지그회전축을 단순하게 끼움방식으로 결합함에 따라 작업공정이 단축되고 다이아몬드 바이트의 셋팅공정이 간단하여 다이아몬드 바이트의 연마공정의 효율성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러 다이아몬드 바이트를 지그회전축에 결합시 다단의 결합부 밀착면에 다이아몬드 바이트를 관통되게 결합한 후 밀착시켜 다이아몬드 바이트가 지그회전축에서 직립도 있게 결합될 수 있도록 한 다음 체결수단을 통하여 다이아몬드 바이트를 단속시킴에 따라 기존의 용접을 통하여 결합하던 방식에서 기계적 결합방식으로 다이아몬드 바이트를 결합함에 따라 지그회전축의 열변형을 방지하여 다이아몬드 바이트의 정확한 연마 상태를 이룰 수 있다.

또한, 지그회전축의 열변형을 방지함에 따라 지그의 사용을 영구히 재활용 가능하여 절삭바이트의 가공단가를 절감시키고 가공효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

더불어, 기계적 결합으로 다이아몬드 바이트를 지그회전축에 결합시킬 수 있도록 함에 따라 기존의 용접을 통한 열변형을 방지하여 절삭바이트의 강성을 최대한 보존하여 절삭효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

나아가, 볼 엔드 밀 안착면에 접합되는 다이아몬드 바이트에 간섭 방지각을 형성시켜 다이아몬드 바이트가 볼 엔드 밀 샹크에 간섭되지 않도록 하여 고속 회전시 미세떨림이 발생하더라도 다이아몬드 바이트에 외부적인 손상을 방지하도록 하는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 샹크;

   상기 샹크 단부에 설치되며 끝단에 안착면이 형성되고, 상기 안착면에 스크래치가 형성된 헤드;

   상기 헤드의 안착면에 안착되는 샌드동판;

   상기 샌드동판 상에 안착 결합되며 상기 샌드동판에 안착되는 일면에 스크래치가 형성된 다이아몬드 바이트를 구비한 것을 특징으로 하는 볼 엔드 밀.
2. 제 1항에 있어서, 상기 헤드에는 회전시 중심을 잡기위한 절개홈이 형성된 것을 특징으로 하는 볼 엔드 밀.
3. 제 1항에 있어서, 상기 헤드에는 간섭 방지각이 형성된 것을 특징으로 하는 볼 엔드 밀.
4. 원통연마기에 회전가능하게 설치되며 회전부분에 회전돌기가 돌출 형성된 주축대;

   상기 주축대의 내측에 위치하며 중앙부에 테이퍼공이 형성되어 상기 테이퍼공의 내부가 진공상태가 되는 지지척;

   상기 지지척의 상기 테이퍼공에 끼워지며 상기 테이퍼공 내면에 밀착되어 결 합되고, 외측단에 다이아몬드 바이트가 체결되는 체결부가 마련된 지그회전축;

   상기 지그회전축의 외주로 끼워지고, 상기 지지척에 결합되며 상기 회전돌기에 걸리는 걸림쇠가 마련된 돌리개;

   상기 지그회전축의 인근에 연마각도로 경사지게 위치하여 상기 다이아몬드 바이트를 연마하는 연마기를 구비한 것을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 제조장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 돌리개에는 상기 지그회전축을 가압하는 가압수단이 적어도 하나 이상 설치된 것을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 제조장치.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 체결부는 상기 다이아몬드 바이트의 중앙부가 삽입되어 끼워져 밀착되는 단차지게 형성된 밀착면과 상기 체결부에 끼워져 결합되어 상기 다이아몬드 바이트를 고정시키는 체결너트를 구비한 것을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 제조장치.
7. 제 4항에 있어서, 상기 지그회전축의 상기 체결부는 회전 중심부에 형성된 결합 너트부로 마련되고,

   상기 결합 너트부에 상기 다이아몬드 바이트를 관통하여 결합되는 결합 볼트 부를 가진 지지체를 구비한 것을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 제조장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 다이아몬드 바이트의 일측면에는 회전 중심부에 경사 지지홀이 형성된 초경 원판이 마련되고, 상기 지지체의 상기 초경 원판과 대응하는 면에는 상기 경사 지지홀에 밀착되는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 제조장치.
9. 다이아몬드 바이트가 결합되며 원통연마기의 지지척에 형성된 테이퍼공에 삽입되는 지그회전축을 셋팅하는 단계;

   상기 지지척의 테이퍼공에 결합된 상기 지그회전축의 외주로 지지척과 결합되며 상기 지그회전축의 외주를 가압하고, 상기 지지척의 외주에 위치하여 회전하는 주축대에 의하여 회전하는 돌리개를 셋팅하는 단계;

   상기 지그회전축의 결합부에 상기 다이아몬드 바이트를 결합하는 단계;

   상기 지그회전축의 외주연에 다이얼게이지의 지침을 밀착시킨 다음 상기 주축대를 회전시켜 상기 지그회전축의 회전 정밀도를 측정하고, 측정 결과에 따라 상기 돌리개에 마련되어 상기 지그회전축을 가압하는 가압수단으로 회전 정밀도를 보정하는 단계;

   상기 주축대를 회전시켜 상기 다이아몬드 바이트의 절삭날을 연마기로 가공하는 단계로 된 것을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 제조장치를 이용한 제조방법.
10. 다이아몬드 바이트의 초경 원판의 노출면에 스크래치를 형성하는 단계;

    상기 다이아몬드 바이트의 초경 원판의 노출면에 대응하는 볼 엔드 밀의 헤드 안착면에 스크래치를 형성하는 단계;

    상기 볼 엔드 밀의 헤드 안착면에 동판과 은납을 교번적으로 중첩시킨 샌드동판을 안착시킨 후, 상기 샌드동판 상에 상기 다아몬드 바이트를 안착시키는 단계; 및

    상기 볼 엔트 밀의 헤드에 열을 가하여 상기 헤드에 상기 다이아몬드 바이트를 접합시키는 접합단계로 된 것을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트를 가진 볼 엔드 밀 제조방법.

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