KR100646797B1 - 볼 엔드밀 절삭 바이트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 볼 엔드밀 절삭바이트 제조방법은 자동차 압축기의 피스톤 볼시트를 연마하기 위한 절삭공구인 볼엔드밀(10)에 용접으로 접합하는 절삭바이트 제조방법에 있어서, 공작기계(20)의 고정척(21)에 외주연을 테이퍼진 결합부(112)를 형성한 지그샤프트(100)의 끝단부를 고정시키는 지그샤프트 셋팅단계와, 상기 공작기계(20)에 셋팅된 지그샤프트(100)의 결합부(112)와 동일한 각도로 결합공(73)을 중심부에 테이퍼지게 천공하고 그 결합공(73) 상하부에 상호 대칭되도록 절개홈(74)을 부분 절개시켜 다이아몬드(71)와 초경(72)을 중첩시킨 절삭바이트(70)를 지그샤프트(100)의 결합부(112)에 상호 테이퍼 결합에 의한 억지끼움으로 결합한 다음 고정너트(120)와 풀림방지너트(130)를 2중으로 체결하여 절삭바이트(70)를 지그샤프트(100)에 고정시키는 절삭바이트 셋팅단계와, 상기 공작기계(20)의 고정척(21) 내주연에 지그샤프트(100)의 일측부만을 고정시킨 상태에서 고정척(21)을 회전시켜 연동하는 지그샤프트(100)의 외주연에 다이얼게이지(30)의 지침을 통하여 진원도를 측정한 다음 고정척(21) 및 지그샤프트(100)의 진원도 보강값을 수정하는 진원도 보정단계와, 상기 고정척(21)에 의해 절삭바이트(70)를 진원으로 회전 운동시켜 외주연에 연마기(60)를 통하여 절삭바이트(70)의 외주연에 일정각도의 절삭날(71a)을 형성시킬 수 있도록 하되 절삭바이트(70)의 진원회전에 의해 절삭날(71a)의 각도 및 절삭날(71a)의 표면을 정밀하게 연마하는 절삭바이트 가공단계와, 상기 절삭바이트(70)를 연마하면서 절삭바이트(70)가 가공될 외경치수와 동일한 외경으로 정밀하게 가공한 별도의 셋팅지그(40)를 마련하여 외경측정게이지(50)를 셋팅지그(40)의 외경을 통하여 0점 셋팅을 한 다음 연마기(60)를 통하여 절삭바이트(70)를 가공시 외경측정게이지(50)를 통하여 절삭바이트(70)의 절삭 치수정도를 체크하면서 보다 정밀하고 신속하게 절삭바이트(70)를 가공하는 절삭가공 마무리 단계와, 상기 연마 완료된 절삭바이트(70)를 지그샤프트(100)에서 분리 후 수작업으로 절삭바이트(70)의 절개홈(74)을 통하여 호형상으로 복수개로 분리시키는 절삭바이트 분리단계와, 상기 호 형상의 절삭바이트(70) 초경(72)의 모서리를 모따기(72a) 하는 초경모따기 가공단계와, 상기 가공이 완료된 절삭바이트(70)와 볼엔드밀(10)의 접합력을 극대화시킬 수 있도록 절삭바이트(70)의 초경(72)과 볼엔드밀(10) 각각의 밀착면에 격자 형태로 스크레치(12)를 형성시키는 스크레치 가공단계와, 상기 볼엔드밀(10)의 안착면 사이 동판(82)과 은납(81)을 교번적으로 중첩시킨 샌드동판(80)을 안착 시키고 그 상면에 절삭바이트를 올려 놓은 다음 접합면의 산화방지를 위한 플럭스를 절삭바이트(70)와 샌드동판(80)를 접합부위에 도포시킨 후 열을 가하여 볼엔드밀(10)에 절삭바이트(70)를 용접하는 접합단계로 구성한다.

볼 엔드밀, 다이아몬드, 절삭

Description

볼 엔드밀 절삭 바이트 제조방법{BALL END MILL CUT BITE MANUFACTURE METHOD}

도 1a,b,c,d,e,f,g,h,i는 본 발명의 절삭바이트를 제조하는 방법을 나타낸 순서도.

a) 공작기계의 고정척에 결합축을 결합하는 지그샤프트 셋팅단계를 나타낸 정면도.

b) 지그샤프트에 절삭바이트를 기계적으로 결합하는 절삭바이트 셋팅단계를 나타낸 정면도.

c) 다이얼게이지를 이용하여 공작기계의 고정척과 지그샤프트 및 절삭바이트의 진원도 보정단계를 나타낸 정면도.

d) 연마기를 이용하여 절삭바이트를 연마 가공하는 절삭바이트 가공단계를 나타낸 정면도.

e) 셋팅지그에 0점 셋팅한 외경측정게이지를 통하여 절삭바이트를 보다 정밀하게 연마하는 절삭가공마무리 단계를 나타낸 정면도.

f) 연마가공 완료된 절삭바이트를 수작업으로 복수개로 분리하는 절삭바이트 분리단계를 나타낸 정면도.

g) 절삭바이트의 초경 모서리를 가공하는 초경모따기 단계를 나타낸 정면도.

h) 절삭바이트와 볼엔드밀 안착면에 스크레치 가공단계를 나타낸 사시도.

i) 볼엔드밀의 안착면에 절삭바이트를 용접하는 상태를 접합단계를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 지그샤프트를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 볼엔드밀 11 : 안착면

12 : 스크레치 20 : 공작기계

21 : 고정척 30 : 다이얼게이지

40 : 셋팅지그 50 : 외경측정게이지

60 : 연마기 70 : 절삭바이트

71 : 다이아몬드 71a : 절삭날

72 : 초경 72a : 모따기

73 : 결합공 74: 절개홈

80 : 샌드동판 81 : 은납

82 : 동판 100 : 지그

110 : 결합축 111 : 물림부

112 : 결합부 113 : 나사부

120 : 고정너트 125 : 체결공

130 : 풀림방지너트 140 : 셋트스크류

150 : 보호편

본 발명의 볼 엔드밀 절삭 바이트 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차 압축기의 피스톤 볼시트를 연마하는 절삭공구에 사용되는 절삭바이트를 가공시 공작기계에 물려 가공하는 지그샤프트와 절삭바이트를 기계적 결합하여 절삭바이트의 가공을 위한 조립효율의 향상 및 결합공차를 정밀하게 하고 지그샤프트의 재활용을 가능하게 하며 공작기계에 고정시키는 지그샤프트의 진원도를 정밀하게 하여 절삭바이트의 정밀가공이 용이하고 최종적으로 피스톤 볼시트를 연마하는 절삭공구인 볼엔드밀과 절삭바이트와의 용접에 대한 결합력을 극대화시킬 수 있도록 하는 볼엔드밀 절삭 바이트 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 절삭공구로 사용되는 다이아몬드 소결체는 적용되는 산업분야에 따라 그 절삭날의 제조방법이 다르다.

이렇게 다이아몬드의 뛰어난 내마모 특성으로 인해 특수한 다이아몬드 연마기에 의한 가공으로도 정확한 원형(진원)의 날끝이나 수 마이크로 오차내에 치수정밀도를 갖게 하는 것은 다이아몬드 절삭공구에서 가장 중요한 난이도를 갖게 된다.

여기서 자동차 피스톤 볼시트를 가공하기 위한 종래기술에 따른 다이아몬드 절삭바이트를 제조하는 방법은 대한민국 특허출원 제10-2001-32014호 및 제10-2001-32015호에 제시된 바와 같이, 절삭바이트의 가공방법 및 절삭바이트와 볼엔드밀과의 접합방법은 다음과 같다.

여기서, 대한민국 특허출원 제10-2001-32014호와 제10-2001-32015호의 자동차 압축기 피스톤 볼시트 가공용 절삭공구의 절삭날부 제조방법의 특허청구범위는 상호 동일한 내용으로서, 먼저 대한민국 특허출원 제10-20012-32014호는 일정한 두께 및 넓이를 갖으며 후면에 초경(T/C)(2)이 결합된 인조다이아몬드(PCD)(1)를 중앙에 일정한 크기의 원형 홀(10)을 갖고 외경은 크기의 원형의 형사을 갖도록 절단하는 절단 및 홀 성형단계와, 상기 절단된 인조다이아몬드(1)를 일측 중앙에 일정한 크기의 홈(6)이 형성되고 다른 일측에는 인조다이아몬드(1) 중앙에 형성된 홀(10)을 관통하면서 중앙에 홈(6)이 형성된 회전체(8)가 형성된 연마지그(3)에 삽입한 후 용접으로 고정 결합하는 용접단계와, 상기 인조다이아몬드(1)가 고정 결합된 연마지그(3)의 양측에 형성된 각각홈(6)(7)에 회전이 되는 제1센터 지그(4)와 제2센터 지그(5)에 결합하여 일정한 경사각 α를 갖는 다이아몬드 지석으로 인조 다이아몬드(1)를 연마하여 일정한 테이퍼(11)각을 갖도록 하는 연마단계와, 상기와 같이 테이퍼(11)각을 갖도록 연마된 인조다이아몬드(1)를 연마지그(3)에서 분리한 후 홀에 접하면서 반원의 형상을 갖도록 임의의 크기로 절단하는 절단단계와, 상기와 같이 절단된 복수개의 반원형의 인조다이아몬드(1)를 치수에 맞게 한 후 상면 후방의 절단면에 모따기(12)를 하는 가공단계로 이루어져 있습니다.

또한, 대한민국특허출원 제10-2001-32015호의 자동차 압축기 피스톤 볼시트 가공용 절삭공구의 절삭날부 결합구조는 절삭공구(13) 절삭봉(14)에 일정한 폭과 깊이를 갖도록 형성된 홈(15)에, 후면으로 초경(12)이 결합되고 중심으로부터 길이 "L"을 갖는 반원형 인조 다이아몬드(10)의 절단된 절단면의 상부에 모따기(18)가 형성된 인조다이아몬드(10)를 삽입하고 상기 홈(15) 내벽과 초경(12) 사이의 공간에 일정한 간격을 갖는 복수개의 동판(16)을 삽입한 후 인조다이아몬드(10)를 고정하고, 상기 홈(15) 내벽과 동판(16) 사이의 공간에 용접 모재인 은납(17)을 삽입한 후 용접기로 용접모재를 녹여 인조다이아몬드(10)를 절삭봉(14)에 결합 고정하는 것을 구성된다.

이러한, 종래기술에 따른 대한민국특허출원 제10-2001-32014호는 자동차 압축기 피스톤 볼시트 가공용 절사공구의 절삭날부 제조방법은 인조다이아몬드(1)를 연마 가공하기 위하여 회전체(8)가 형성된 연마지그(3)에 인조다이아몬드(1)을 홀(10)을 관통시켜 삽입후 용접을 통하여 일체로 접합시키게 되는데, 이때 열에 의한 용접을 통하여 연마지그(3)와 인조다이아몬드(1)를 접합함에 따라 연마지그(3)의 열변형을 초래하여 통상 1μm ∼ 2μm(미크론) 수치내로 정밀하게 셋팅 되어야 연마지그(3)의 정밀도가 2μm ~ 3μm(미크론)까지 변형됨으로서, 인조다이아몬드(1)의 정밀한 연마가 이루어지지 않아 절삭공구의 불량률을 높여 제품의 신뢰도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

또한, 인조다이아몬드(1)도 용접을 통한 열변형에 의하여 그 고유의 강성을 지닌 성질을 변형시킴에 따라 절삭공구의 수명을 단축시키며 절삭효율을 떨어뜨리고 절삭공구의 원가를 상승시키는 문제점이 있었다.

그리고, 연마지그(3)에 결합되어 인조다이아몬드(1)를 연마가공 후에 인조다이아몬드(1)를 분리하기 위하여 재차 열을 가하여 줌에 따라 연마지그(3)의 열변형을 심화시켜 연마지그(3)의 재사용이 불가능함에 따라 인조다이아몬드(1) 하나를 가공할 때마다 연마지그(3)를 새롭게 교체 사용해야 적용시켜야 함으로서 인조다이아몬드(1)의 연마가공을 위한 연마 가공비용 상승 및 재활용이 불가능한 문제점이 있었다.

나아가, 인조다이아몬드(1)를 결합한 연마지그(3)는 양 끝단의 홈(6)에 공작기계의 제1센터지그(4) 및 제2센터지그(5)를 통한 양센터작업방식으로 연마지그(3)를 셋팅 후에 인조다이아몬드(1)를 연마하게 되는데, 이때 연마지그(3)는 열변형에 의해 휘어지거나 굽혀진 상태이므로 인조다이아몬드(1)를 정밀하게 연마하기 어려운 문제점이 있었으며, 더불어 연마지그(3)가 진원으로 회전할 수 있도록 별도의 진원도 보정작업을 거치지 않고 양센터작업방식으로만 연마지그(3)를 회전시킴에 따라 진원도를 정밀하게 보장할 수 없어 최종적으로 인조다이아몬드(1) 연마작업의 정밀도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

아울러, 종래기술에 따른 대한민국특허출원 제10-2001-32015호는 자동차 압축기 피스톤 볼시트 가공용 절삭공구의 절삭날부 결합구조에서 절삭공구(13) 절삭봉(14)에 일정한 폭과 깊이를 갖도록 형성된 홈(15)에 인조다이아몬드(10)를 삽입한 후 동판(16)을 홈(15)의 내벽과 인조다이아몬드(10) 사이에 단수개 또는 복수개로 부분 삽입한 후 은납(17)을 동판(16) 사이 사이에 열을 가하여 부분 침투시켜 용접하거나 인조다이아몬드(10)와 동판(16)의 테두리면에 은납(17)을 덧칠로 용접하는 방법을 사용함에 따라 절삭봉(14)과 인조다이아몬드(10)의 용접성이 떨어져 인조다이아몬드(10)의 위치가 변형 됨으로 물론, 용접성이 떨어짐에 따른 절삭봉(14)의 홈(15)에서 인조다이아몬드(10)가 이탈되는 문제점을 유발시켰다.

따라서 본 발명의 주 목적은 절삭바이트를 지그에 결합시 상호 동일한 각도로 테이퍼지게 형성시킨 지그샤프트의 결합부와 절삭바이트의 결합공을 억지끼움 결합방식으로 결합시킨 다음 너트를 통하여 결합 유지시키는 기계적 결합방식 적용함으로서 지그샤프트의 용접을 통한 열변형을 발생시키지 않아 보다 정밀하고 정교하게 절삭바이트를 가공할 수 있도록 하는 지그를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 지그샤프트의 열변형을 방지함에 따라 지그의 사용을 영구히 재활용이 가능하게 하여 절삭바이트의 가공단가를 절감시키고 가공효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 공작기계의 고정척에 일방향으로 지그샤프트를 물린 다음 다이얼게이지를 통하여 회전하는 지그샤프트의 진원도를 측정 및 보정시킴에 따라 지그샤프트와 절삭바이트가 진원회전 할 수 있도록 하여 절삭바이트의 정밀하고 정교한 가공을 더욱 배가시킬 수 있도록 하는데 있다.

나아가 본 발명의 다른 목적은 가공 완료된 절삭바이트를 볼엔드밀에 결합시 절삭바이트와 볼엔드밀의 상호 접합면에 격자형태로 스크레치를 형성시키고 볼엔드밀에 은납과 동을 다수회 교번되게 중첩시킨 플럭스와 절삭바이트를 안착시키는 방식으로 열을 가해줌으로서 은납이 절삭바이트와 볼엔드밀의 접합면 깊숙하게 침투시켜 용접성을 향상시키는 동시에 상호 스크레치 가공에 의해 그 접합성능을 배가시켜 절삭바이트와 볼엔드밀의 고정력을 극대화시킬 수 있도록 하는데 있다.

더불어, 본 발명의 다른 목적은 절삭바이트의 열변형을 방지하여 절삭바이트 의 강성을 최대한 보존하여 절삭효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 볼 엔드밀 절삭 바이트 제조방법은 자동차 압축기의 피스톤 볼시트를 연마하기 위한 절삭공구인 볼엔드밀에 용접으로 접합하는 절삭바이트 제조방법에 있어서,

공작기계의 고정척에 외주연을 테이퍼진 결합부를 형성한 지그샤프트의 끝단부를 고정시키는 지그샤프트 셋팅단계와, 상기 공작기계에 셋팅된 지그샤프트의 결합부와 동일한 각도로 결합공을 중심부에 테이퍼지게 천공하고 그 결합공 상하부에 상호 대칭되도록 절개홈을 부분 절개시켜 다이아몬드와 초경을 중첩시킨 절삭바이트를 지그샤프트의 결합부에 상호 테이퍼 결합에 의한 억지끼움으로 결합한 다음 고정너트와 풀림방지너트를 2중으로 체결하여 절삭바이트를 지그샤프트에 고정시키는 절삭바이트 셋팅단계와, 상기 공작기계의 고정척 내주연에 지그샤프트의 일측부만을 고정시킨 상태에서 고정척을 회전시켜 연동하는 지그샤프트의 외주연에 다이얼게이지의 지침을 통하여 진원도를 측정한 다음 고정척 및 지그샤프트의 진원도 보강값을 수정하는 진원도 보정단계와, 상기 고정척에 의해 절삭바이트를 진원으로 회전 운동시켜 외주연에 연마기를 통하여 절삭바이트의 외주연에 일정각도의 절삭날을 형성시킬 수 있도록 하되 절삭바이트의 진원회전에 의해 절삭날의 각도 및 절삭날의 표면을 정밀하게 연마하는 절삭바이트 가공단계와, 상기 절삭바이트를 연마하면서 절삭바이트가 가공될 외경치수와 동일한 외경으로 정밀하게 가공한 별도의 셋팅지그를 마련하여 외경측정게이지를 셋팅지그의 외경을 통하여 제로 셋팅을 한 다음 연마기를 통하여 절삭바이트를 가공시 외경측정게이지를 통하여 절삭바이트의 절삭 치수정도를 체크하면서 보다 정밀하고 신속하게 절삭바이트를 가공하는 절삭가공 마무리 단계와, 상기 연마 완료된 절삭바이트를 지그샤프트에서 분리 후 수작업으로 절삭바이트의 절개홈을 통하여 호형상으로 복수개로 분리시키는 절삭바이트 분리단계와, 상기 호 형상의 절삭바이트 초경의 모서리를 모따기 하는 초경모따기 가공단계와, 상기 가공이 완료된 절삭바이트와 볼엔드밀의 접합력을 극대화시킬 수 있도록 절삭바이트의 초경과 볼엔드밀 각각의 밀착면에 격자 형태로 스크레치를 형성시키는 스크레치 가공단계와, 상기 볼엔드밀(10)의 안착면 사이 동판(82)과 은납(81)을 교번적으로 중첩시킨 샌드동판(80)을 안착 시키고 그 상면에 절삭바이트를 올려 놓은 다음 접합면의 산화방지를 위한 플럭스를 절삭바이트(70)와 샌드동판(80)를 접합부위에 도포시킨 후 열을 가하여 볼엔드밀(10)에 절삭바이트(70)를 용접하는 접합단계로 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 지그샤프트는 공작기계의 고정척에 고정시킬 수 있도록 일측에는 물림부가 형성되고 그 측방에 외주연을 소정의 각도로 테이퍼지게 형성시킨 결합부가 형성되며 타측에는 나사부를 형성시킨 결합축과, 상기 결합축의 결합부와 동일한 테이퍼각도로 관통시킨 결합공을 통하여 절삭바이트를 결합시킨 다음 결합축의 나사부에 체결하여 절삭바이트를 결합축의 결합부의 후방으로 밀어 고정시키는 고정 너트와, 상기 고정너트의 후방에 밀착되도록 결합축의 나사부에 체결되어 고정너트의 풀림을 방지하는 풀림방지너트와, 상기 고정너트와 풀림방지너트의 외주연에서 내부로 관통되게 형성시킨 체결공에 결합축의 나사부의 나사산 보호를 위하여 동재 질의 보호편을 내입한 다음 보호편을 압박하는 셋트스크류로 구성한 것을 특징으로 한다.

위와 같은 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a,b,c,d,e,f,g,h,i는 본 발명의 절삭바이트를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 지그샤프트를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 2 에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 볼 엔드밀 절삭바이트 제조 방법은 자동차 압축기의 피스톤 볼시트를 연마하기 위한 절삭공구인 볼 엔드밀(10)에 용접으로 접합하는 절삭바이트 제조방법에 있어서,

공작기계(20)의 고정척(21)에 외주연을 테이퍼진 결합부(112)를 형성한 지그샤프트(100)의 끝단부를 고정시키는 지그샤프트 셋팅단계와, 상기 공작기계(20)에 셋팅된 지그샤프트(100)의 결합부(112)와 동일한 각도로 결합공(73)을 중심부에 테이퍼지게 천공하고 그 결합공(73) 상하부에 상호 대칭되도록 절개홈(74)을 부분 절개시켜 다이아몬드(71)와 초경(72)을 중첩시킨 절삭바이트(70)를 지그샤프트(100)의 결합부(112)에 상호 테이퍼 결합에 의한 억지끼움으로 결합한 다음 고정너트(120)와 풀림방지너트(130)를 2중으로 체결하여 절삭바이트(70)를 지그샤프트(100)에 고정시키는 절삭바이트 셋팅단계와, 상기 공작기계(20)의 고정척(21) 내주연에 지그샤프트(100)의 일측부만을 고정시킨 상태에서 고정척(21)을 회전시켜 연동하는 지그샤프트(100)의 외주연에 다이얼게이지(30)의 지침을 통하여 진원도를 측정한 다음 고정척(21) 및 지그샤프트(100)의 진원도 보강값을 수정하는 진원도 보정단계 와, 상기 고정척(21)에 의해 절삭바이트(70)를 진원으로 회전 운동시켜 외주연에 연마기(60)를 통하여 절삭바이트(70)의 외주연에 일정각도의 절삭날(71a)을 형성시킬 수 있도록 하되 절삭바이트(70)의 진원회전에 의해 절삭날(71a)의 각도 및 절삭날(71a)의 표면을 정밀하게 연마하는 절삭바이트 가공단계와, 상기 절삭바이트(70)를 연마하면서 절삭바이트(70)가 가공될 외경치수와 동일한 외경으로 정밀하게 가공한 별도의 셋팅지그(40)를 마련하여 외경측정게이지(50)를 셋팅지그(40)의 외경을 통하여 0점 셋팅을 한 다음 연마기(60)를 통하여 절삭바이트(70)를 가공시 외경측정게이지(50)를 통하여 절삭바이트(70)의 절삭 치수정도를 체크하면서 보다 정밀하고 신속하게 절삭바이트(70)를 가공하는 절삭가공 마무리 단계와, 상기 연마 완료된 절삭바이트(70)를 지그샤프트(100)에서 분리 후 수작업으로 절삭바이트(70)의 절개홈(74)을 통하여 호형상으로 복수개로 분리시키는 절삭바이트 분리단계와, 상기 호 형상의 절삭바이트(70) 초경(72)의 모서리를 모따기(72a) 하는 초경모따기 가공단계와, 상기 가공이 완료된 절삭바이트(70)와 볼엔드밀(10)의 접합력을 극대화시킬 수 있도록 절삭바이트(70)의 초경(72)과 볼엔드밀(10) 각각의 밀착면에 격자 형태로 스크레치(12)를 형성시키는 스크레치 가공단계와, 상기 볼엔드밀(10)의 안착면 사이 동판(82)과 은납(81)을 교번적으로 중첩시킨 샌드동판(80)을 안착 시키고 그 상면에 절삭바이트를 올려 놓은 다음 접합면의 산화방지를 위한 플럭스를 절삭바이트(70)와 샌드동판(80)를 접합부위에 도포시킨 후 열을 가하여 볼엔드밀(10)에 절삭바이트(70)를 용접하는 접합단계로 이루어진다.

또한, 상기 지그샤프트(100)는 공작기계(20)의 고정척(21)에 고정시킬 수 있도록 일측에는 물림부(111)가 형성되고 그 측방에 외주연을 소정의 각도로 테이퍼지게 형성시킨 결합부(112)가 형성되며 타측에는 나사부(113)를 형성시킨 결합축(110)과, 상기 결합축(110)의 결합부(112)와 동일한 테이퍼각도로 관통시킨 결합공(73)을 통하여 절삭바이트(70)를 결합시킨 다음 결합축(110)의 나사부(113)에 체결하여 절삭바이트(70)를 결합축의 결합부(112)의 후방으로 밀어 고정시키는 고정너트(120)와, 상기 고정너트(120)의 후방에 밀착되도록 결합축(110)의 나사부(113)에 체결되어 고정너트(120)의 풀림을 방지하는 풀림방지너트(130)와, 상기 고정너트(120)와 풀림방지너트(130)의 외주연에서 내부로 관통되게 형성시킨 체결공(125)에 결합축(110)의 나사부(113)의 나사산 보호를 위하여 동 재질의 보호편(150)을 내입한 다음 보호편(150)을 압박하는 셋트스크류(140)로 구성한다.

상기 볼엔드밀(10)의 안착면(11)은 수직, 수평으로 상호 직각을 이룰 수 있도록 가공하되 일측을 완전 개구된 상태로 형성시켜 안착면(11)에 샌드동판(80), 절삭바이트(70)를 안착된 순으로 중첩시킨 다음 납땜 용접 등으로 금속을 접합할 때에 접착면의 산화를 방지하여 접합이 완전하게 되도록 하는 플럭스를 도포하여 열을 가하여 볼엔드밀(10)에 절삭바이트(70)의 접합력을 극대화시킨다.

여기서 플럭스는 용해한 금속과 반응하여 자체로부터 불순물이 들어갈 염려가 없는 염을 섞어서 공정(共晶)을 이용하여 녹는점을 내려 녹아 있는 금속보다 융점을 낮게 하면 녹은 염은 금속의 액체보다 비중이 가벼우므로 염류가 녹은 것이 금속액체의 표면에 떠서 얇은 층을 이루어 이것을 뒤덮는다. 이를 위해 사용하는 혼합염을 플럭스라고 한다. 특히, 납땜 · 용접 등으로 금속을 접합할 때에 접착면 의 산화를 방지하여 접합이 완전하게 되도록 염화물 ·플루오르화물 ·수지(樹脂) 등을 플럭스로 이용한다.

이러한 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1a,b 에서 도시한 바와 같이, 공작기계(20)의 고정척(21)에 지그샤프트(100)의 결합축(110) 일측에 위치한 물림부(111)만을 물려 일방향 센터 고정방식으로 고정시킨 다음 결합축(110)에 결합공(73)을 통하여 절삭바이트(70)를 관통시킨다.

이때, 결합축(110)의 중심부 외주연에 소정의 α각도로 테이퍼지게 형성시킨 결합부(112)에 동일한 α각도로 가공된 절삭바이트(70)의 결합공(73)을 관통시켜 결합시킨다.

상기 결합축(110)에 결합시킨 절삭바이트(70)는 상호 결합부(112)와 결합공(73)의 테이퍼각도에 의해 일정깊이로 관통되고 난 다음 더 이상의 깊이로 내입되지 않는 상태로 억지끼움 시킨다.

이후, 결합축(110)의 나사부(113)를 통하여 고정너트(120)를 체결하여 고정너트(120)의 일측면이 절삭바이트(70)를 결합부(112)의 후방으로 가압하여 견고히 고정하면서 절삭바이트(70)와 결합축(110)과의 직립도를 바로 잡는 동시에 그 상태를 유지하도록 한다.

또한, 고정너트(120)의 후방으로 풀림방지너트(130)를 체결한 다음 고정너트(120)와 풀림방지너트(130)의 체결공(125)에 동(銅)재질의 보호편(150)을 내입시킨 후 셋트스크류(140)를 체결하여 보호편(150)이 나사부(113)의 나사산을 가압하도록 하여 고정너트(120) 및 풀림방지너트(130)의 풀림을 방지하고 동(銅) 재질의 보호편(150)의 연성 재질에 의해 나사부(113)의 나사산을 손상시키지 않는다.

이렇듯, 절삭바이트(70)를 결합축(110)에 기존의 용접을 통하여 고정하던 방식에서 탈피하여 테이퍼 결합 및 너트를 통한 기계적 방식으로 결합시킴으로서, 지그샤프트(100)를 영구히 재활용으로 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.

다음으로 도 1c 에서 나타낸 바와 같이, 공작기계(20)의 고정척(21)을 회전시킨 다음 진원도 측정용 다이얼게이지(30)를 이용하여 고정척(21)과 지그샤프트(100) 및 절삭바이트(100)의 외주연에 다이얼게이지(30)의 지침을 안착시킨 상태에서 차례로 고정척(21), 지그샤프트(100), 절삭바이트(70)의 진원도를 측정하면서 정밀하게 진원보정작업을 완료한다.

이때, 다이얼게이지(30)를 이용한 진원도 보정작업은 고정척(21)과 절삭바이트(70)의 외주연과 지그샤프트(100)의 결합축(110) 일측과 타측 및 중심부를 각각 체크하여 고정척(21)이 정밀한 진원으로 회전이 될 수 있도록 진원보정작업을 이룰 수 있도록 한다.

다음으로 도 1d,e에서 나타낸 바와 같이, 고정척(21)에 의해 절삭바이트(70)를 진원으로 회전 운동시켜 절삭바이트의 외주연을 연마기(60)를 통하여 절삭바이트(70)의 외주연에 소정각도의 절삭날(71a)을 형성시킬 수 있연마한다.

이때, 연마기(60)를 통하여 절삭바이트(70)의 절삭날(71a)을 원하는 외경 및 원하는 절삭날(71a)의 각도로 가공할 때 이미 별도로 마련한 셋팅지그(40)를 통하여 휴대용 외경측정게이지(50)를 0점 셋팅시켜 절삭바이트(70)를 연마 가공을 하는 도중에 휴대용 외경측정게이지(50)를 통하여 연마가공되는 절삭바이트(100)의 외경치수를 수시로 측정하여 가공함으로서 보다 정밀하게 절삭바이트(70)를 가공하여 불량률을 현저히 줄이면서 가공할 수 있다.

도 1f에서 도시한 바와 같이, 이러한 방식으로 절삭바이트(70)를 연마하고 난 후에는 지그샤프트(100)의 셋트스크류(140)를 해체 한 다음 고정너트(120)와 풀림방지너트(130)를 해체하여 결합축(110)에서 절삭바이트(70)를 분리한 다음 최종적으로 연마 완료된 절삭바이트(70)를 호형상으로 다수개로 분리되게 가공하는 절단한다.

이렇게 최종 가공 완료된 호 형상의 절삭바이트(70)는 도 1g,h,i에서 도시한 바와 같이, 초경(72)의 모서리에 모따기(72a)를 가공하면서 초경(72)의 바닥면과 볼엔드밀(10)의 안착면(11)에 격자형태로 스크레치(12)를 형성시킨 다음 은납(81), 동판(82), 은납(81) 순으로 교번되게 적층시킨 샌드동판(80)를 볼엔드밀(10)의 안착면(11)에 안착하고 그 샌드동판(80) 상면에 호 형상의 절삭바이트(70)를 안착시킨 후 납땜 ·용접 등으로 금속을 접합할 때에 접착면의 산화를 방지하여 접합이 완전하게 되도록 하는 용제(溶劑)인 플럭스를 도포시킨 다음 볼엔드밀(10)과 절삭바이트(70)에 열을 가하여 샌드동판(80)의 은납(81)이 용융되면서 볼엔드밀(10)의 안착면(11)과 절삭바이트(70)가 접합되는 내부까지 골고루 침투하고 플럭스에 의해 접합력이 증대되도록 하여 볼엔드밀(10)과 절삭바이트(70) 접합강도를 극대화시킨다.

또한, 최종 가공된 볼엔드밀(10)을 통하여 볼시트를 가공시 어떠한 충격에도 절삭바이트(70)가 볼엔드밀(10)에서 위치가 변형되거나 분리되지 않으며 샌드동판(80)에 의해 절삭바이트(70)의 충격하중을 흡수하여 절삭바이트(70)의 외부적인 손상을 최소화 시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 볼 엔드밀 절삭 바이트 제조방법은 절삭바이트를 지그샤프트에 결합 시 상호 동일한 각도로 테이퍼지게 형성 시킨 지그샤프트의 결합부와 절삭바이트의 결합공을 억지끼움 결합방식으로 결합시킨 다음 너트를 통하여 결합 유지시키는 기계적 결합방식 적용함으로서 지그의 용접을 통한 열변형을 발생시키지 않아 보다 정밀하고 정교하게 절삭바이트를 가공할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 지그의 열변형을 방지함에 따라 지그의 사용을 영구히 재활용이 가능하게 하여 절삭바이트의 가공단가를 절감시키고 가공효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 공작기계의 고정척에 한 방향으로 절삭바이트를 결합한 지그샤프트를 물린 다음 다이얼게이지를 통하여 회전하는 지그샤프트의 진원도를 측정 및 보정시킴에 따라 지그와 절삭바이트가 진원회전 할 수 있도록 하여 절삭바이트의 정밀하고 정교한 가공을 더욱 배가시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

나아가, 가공 완료된 절삭바이트를 볼엔드밀에 결합시 절삭바이트와 볼엔드밀의 상호 접합면에 격자형태로 스크레치를 형성시키고 볼엔드밀에 은납과 동을 다수 회 교번되게 중첩시킨 플렉스와 절삭바이트를 안착시키는 방식으로 열을 가해줌 으로서 용융된 은납이 절삭바이트와 볼엔드밀의 접합면 깊숙하게 침투하여 용접성을 향상시키는 동시에 상호 스크레치 가공에 의해 그 접합성능을 배가시켜 절삭바이트와 볼엔드밀의 고정력을 극대화시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

더불어, 절삭바이트의 열변형을 방지하여 절삭바이트의 강성을 최대한 보존하여 절삭효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 자동차 압축기의 피스톤 볼시트를 연마하기 위한 절삭공구인 볼엔드밀(10)에 용접으로 접합하는 절삭바이트 제조방법에 있어서,

   공작기계(20)의 고정척(21)에 외주연을 테이퍼진 결합부(112)를 형성한 지그샤프트(100)의 끝단부를 고정시키는 지그샤프트 셋팅단계와,

   상기 공작기계(20)에 셋팅된 지그샤프트(100)의 결합부(112)와 동일한 각도로 결합공(73)을 중심부에 테이퍼지게 천공하고 그 결합공(73) 상하부에 상호 대칭되도록 절개홈(74)을 부분 절개시켜 다이아몬드(71)와 초경(72)을 중첩시킨 절삭바이트(70)를 지그샤프트(100)의 결합부(112)에 상호 테이퍼 결합에 의한 억지끼움으로 결합한 다음 고정너트(120)와 풀림방지너트(130)를 2중으로 체결하여 절삭바이트(70)를 지그샤프트(100)에 고정시키는 절삭바이트 셋팅단계와,

   상기 공작기계(20)의 고정척(21) 내주연에 지그샤프트(100)의 일측부만을 고정시킨 상태에서 고정척(21)을 회전시켜 연동하는 지그샤프트(100)의 외주연에 다이얼게이지(30)의 지침을 통하여 진원도를 측정한 다음 고정척(21) 및 지그샤프트(100)의 진원도 보강값을 수정하는 진원도 보정단계와,

   상기 고정척(21)에 의해 절삭바이트(70)를 진원으로 회전 운동시켜 외주연에 연마기(60)를 통하여 절삭바이트(70)의 외주연에 일정각도의 절삭날(71a)을 형성시킬 수 있도록 하되 절삭바이트(70)의 진원회전에 의해 절삭날(71a)의 각도 및 절삭날(71a)의 표면을 정밀하게 연마하는 절삭바이트 가공단계와,

   상기 절삭바이트(70)를 연마하면서 절삭바이트(70)가 가공될 외경치수와 동일한 외경으로 정밀하게 가공한 별도의 셋팅지그(40)를 마련하여 외경측정게이지(50)를 셋팅지그(40)의 외경을 통하여 0점 셋팅을 한 다음 연마기(60)를 통하여 절삭바이트(70)를 가공시 외경측정게이지(50)를 통하여 절삭바이트(70)의 절삭 치수정도를 체크하면서 보다 정밀하고 신속하게 절삭바이트(70)를 가공하는 절삭가공 마무리 단계와,

   상기 연마 완료된 절삭바이트(70)를 지그샤프트(100)에서 분리 후 수작업으로 절삭바이트(70)의 절개홈(74)을 통하여 호형상으로 복수개로 분리시키는 절삭바이트 분리단계와,

   상기 호 형상의 절삭바이트(70) 초경(72)의 모서리를 모따기(72a) 하는 초경 모따기 가공단계와,

   상기 가공이 완료된 절삭바이트(70)와 볼엔드밀(10)의 접합력을 극대화시킬 수 있도록 절삭바이트(70)의 초경(72)과 볼엔드밀(10) 각각의 밀착면에 격자 형태로 스크레치(12)를 형성시키는 스크레치 가공단계와,

   상기 볼엔드밀(10)의 안착면 사이 동판(82)과 은납(81)을 교번적으로 중첩시킨 샌드동판(80)을 안착 시키고 그 상면에 절삭바이트를 올려 놓은 다음 접합면의 산화방지를 위한 플럭스를 절삭바이트(70)와 샌드동판(80)를 접합부위에 도포시킨 후 열을 가하여 볼엔드밀(10)에 절삭바이트(70)를 용접하는 접합단계로 구성하는 것을 특징으로 하는 볼 엔드밀 절삭 바이트 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지그샤프트(100)는,

   공작기계(20)의 고정척(21)에 고정시킬 수 있도록 일측에는 물림부(111)가 형성되고 그 측방에 외주연을 소정의 각도로 테이퍼지게 형성시킨 결합부(112)가 형성되며 타측에는 나사부(113)를 형성시킨 결합축(110)과,

   상기 결합축(110)의 결합부(112)와 동일한 테이퍼각도로 관통시킨 결합공(73)을 통하여 절삭바이트(70)를 결합시킨 다음 결합축(110)의 나사부(113)에 체결하여 절삭바이트(70)를 결합축의 결합부(112)의 후방으로 밀어 고정시키는 고정너트(120)와,

   상기 고정너트(120)의 후방에 밀착되도록 결합축(110)의 나사부(113)에 체결되어 고정너트(120)의 풀림을 방지하는 풀림방지너트(130)와,

   상기 고정너트(120)와 풀림방지너트(130)의 외주연에서 내부로 관통되게 형성시킨 체결공(125)에 결합축(110)의 나사부(113)의 나사산 보호를 위하여 동 재질의 보호편(150)을 내입한 다음 보호편(150)을 압박하는 셋트스크류(140)로 구성한 것을 특징으로 하는 볼 엔드밀 절삭 바이트 제조방법.

Images