KR100671823B1 - 다이아몬드 바이트 제조 방법 및 제조용 연삭홀더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로써, 특히 다이아몬드 바이트의 제조를 위한 공정이 최대한 단순화될 수 있고, 다이아몬드의 열화가 최소화 될 수 있도록 한 새로운 다이아몬드 바이트 제조 방법 및 이를 위한 제조 장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 원석 상태의 단결정 다이아몬드팁을 준비하는 단계; 결정면 선정을 위한 상기 다이아몬드팁의 방향성을 확인하는 단계; 진공 흡착 방식으로 다이아몬드팁을 흡착 고정하는 연삭 장치의 홀더부에 상기 원석 상태의 다이아몬드팁을 고정한 후 선정된 결정면에 대한 상하 기준면을 연삭하는 단계; 전기저항을 이용하는 용접으로 상기 다이아몬드팁을 섕크에 접합하는 단계; 둘 이상의 연삭휠을 이용하여 상기 섕크에 접합된 다이아몬드팁의 상면인 경사면과 및 전면인 여유면을 순차적으로 연삭하는 단계; 그리고, 상기 다이아몬드팁의 각도와 치수 및 조도에 대한 최종 검사를 수행하는 단계:가 포함되어 순차적으로 진행됨을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 제조 방법이 제공된다.

다이아몬드 바이트, 제조 장치, 연삭 장치, 홀더부, 용접 장치

Description

다이아몬드 바이트 제조 방법 및 제조용 연삭홀더{Method and Apparatus for manufacture of diamond bite}

도 1 은 일반적인 다이아몬드 바이트를 나타낸 사시도

도 2 는 종래 다이아몬드 바이트의 제조 과정을 나타낸 순서도

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 바이트 제조 공정용 연삭 장치를 개략적으로 나타낸 사시도

도 4 는 도 3의 연삭 장치를 이루는 구성 중 홀더부를 보다 구체적으로 나타낸 측단면도

도 5 는 도 4의 홀더부에 대한 정면도

도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 바이트 제조 공정용 용접 장치를 블럭화하여 나타낸 구성도

도 7 은 도 6의 용접 장치를 이루는 챔버부의 내부 구조를 설명하기 위한 평면도

도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 바이트 제조 공정용 장치를 이용한 다이아몬드 바이트 제조 과정을 나타낸 순서도

도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 제조 방법으로 제조되는 다이아몬드 바이트를 설명하기 위한 사시도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100. 다이아몬드 바이트 110. 섕크

130. 다이아몬드팁 131. 경사면

132. 여유면 200. 연삭 장치

210. 연삭부 211. 연삭휠

220. 바이트 홀더 230. 홀더부

231. 진공력 발생부 232. 진공블럭

233. 클램프척 234. 클램프

235. 클램프 조절나사 240. 결합부

300. 용접 장치 310. 챔버부

320. 섕크홀더 331. 플러스 전극

332. 마이너스 전극 340. 전류공급부

350. 전원공급부 360. 위치조절부

361. 가압부재 362. 지지블럭

363. 이동부 371. 카메라부

372. 모니터부 373. 제어용 컴퓨터

380. 제어부

본 발명은 다이아몬드팁을 가지는 절삭 공구에 관한 것으로써, 특히 다이아몬드팁을 가지는 절삭 공구의 제조 방법 및 그에 사용되는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 바이트라고 하는 절삭공구(切削工具)는 주로 선반이나 평삭기에서 금속 절삭에 이용되는 절삭 공구이다.

이러한 바이트는 첨부된 도 1과 같이 크게 섕크(shank)(11)와, 절삭날부(12)로 이루어진다.

이 때, 상기 섕크(11)는 선반 등의 바이트 홀더에 장착되는 부위이고, 상기 절삭날부(12)는 통상 절삭을 수행하는 부위이다.

상기 바이트는 그 전체가 고속도강으로 형성될 수 있지만, 이의 경우 단가가 비싸지기 때문에 통상 상기 섕크(11)는 일반 금속으로 형성하되, 상기 절삭날부(12)에 초경합금 등의 팁을 납땜하여 붙이거나 혹은, 다이아몬드 등의 팁(13)을 경납땜이나 진공 용접하여 붙인후 사용하고 있다.

이 때, 상기 다이아몬드팁(13)을 가지는 바이트는 알루미늄, 동, 아크릴수지의 컷팅, LCD의 도광판(LGP;Light Guide Panel)의 V홈 컷팅 혹은, 비구면 렌즈 및 렌즈금형 가공에 사용되는 초정밀 가공용 바이트로 사용되고 있으며, 상기 팁(13) 자체의 가격이 상당히 비쌈으로 인해 그 제조 작업시 정밀함을 요하고 있다.

첨부된 도 2의 순서도는 상기한 다이아몬드팁(13)을 가지는 바이트(이하, “다이아몬드 바이트”라 함)의 제조 과정을 개략적으로 나타내고 있으며, 이를 참조하여 종래 다이아몬드 바이트의 제조 과정을 설명하면 다음과 같다.

최초, 다이아몬드 바이트를 제조하기 위해서는 원석 상태의 다이아몬드팁 (13)을 준비한 후 상기 다이아몬드팁(13)이 가지는 결정의 방향성을 확인함과 더불어 결정면을 선정한다.

이후, 연마(연삭) 작업을 수행하여 다이아몬드팁(13)의 군더더기 부분 또는 결함이 있는 부분을 제거한다.

그리고, 상기 연마 작업이 완료된 다이아몬드팁(13)을 보조 섕크(도시는 생략됨)에 경납땜으로 용접한다.

이 때, 상기 보조 섕크는 상기 다이아몬드팁(13)의 황삭 가공을 수행하기 위한 황삭 작업용 섕크이다.

그리고, 상기 보조 섕크에 용접된 다이아몬드팁(13)을 연삭기(도시는 생략됨)로 황삭함으로써 개략적인 형상을 만든 후 황삭 가공이 완료된 다이아몬드팁(13)의 결정면을 검사하는 1차 방향성 검사를 수행한다.

계속해서, 상기 1차 방향성 검사를 통과한 다이아몬드팁(13)은 상기 보조 섕크로부터 분리한 후 세척을 수행한다.

이 때, 상기 세척 과정은 상기 다이아몬드팁(13)에 대한 연삭시 표면에 묻은 이물질(경납땜)을 제거하는 과정이다.

그리고, 상기 세척이 완료되면 상기 다이아몬드팁(13)을 최종 섕크(11)의 절삭날부(12)에 용접한다.

이 때, 상기 최종 섕크(11)는 실제 다이아몬드 바이트를 이루는 섕크이다.

그리고, 상기 최종 섕크(11)에 용접된 상태의 다이아몬드팁(13)의 상면인 경사면(13a) 및 앞면인 여유면(13b)을 연삭기로 연삭하여, 정밀한 형상을 완성한다.

이후, 상기 다이아몬드팁(13)의 결정방향을 재차적으로 검사하는 2차 방향성 검사를 수행하고, 계속해서 최종 검사를 통해 다이아몬드 바이트를 완성한다.

그러나, 전술한 종래의 다이아몬드 바이트를 제조하기 위한 일련의 과정은 후술하는 바와 같은 각종 문제점이 야기된다.

첫째, 다이아몬드 바이트에 사용되는 원석 상태의 다이아몬드팁(13)은 단결정다이아몬드로써 일정하게 고른 원석의 상태가 아니며, 고구마 형상이므로 기존의 일반적인 클램프로는 그 고정이 곤란하여 작업상 어려움이 있을 수 밖에 없었다.

따라서, 상기 다이아몬드팁(13)은 전술한 바와 같이 보조 섕크를 이용할 수 밖에 없었으며, 이로 인해 상기 보조 섕크의 추가 구비에 따른 비용 증가가 야기되는 문제점을 초래하였다.

둘째, 일반적으로 다이아몬드는 열팽창계수가 작으므로 열충격에는 강한 장점도 있지만, 내열성이 약하기 때문에 고온에 노출될 경우 고온 열화가 발생되어 내마모성이 저하될 수 밖에 없는 단점을 가진다.

그럼에도 불구하고 전술한 종래의 다이아몬드 바이트를 제조하는 과정은 보조 섕크에 다이아몬드팁(13)을 용접하는 과정과 상기 보조 섕크로부터 다이아몬드팁(13)을 제거하는 과정 및 최종 섕크(11)에 상기 다이아몬드팁(13)을 용접하는 과정 등 다수번의 용접이 반복적으로 수행되었기 때문에 상기 다이아몬드팁(13)의 고온 열화가 진행됨으로써 내마모성이 크게 저하되었던 문제점을 가진다.

특히, 종래에는 상기한 내마모성의 저하를 고려하여 상기 다이아몬드팁(13)이 단순히 섕크(11)에 붙어 있을 정도의 접합 강도만을 가지도록 용접하였으나, 이 의 경우 다이아몬드팁(13)을 상기 섕크에 잡고있는 강도는 경계면에 틈새가 없을 것과 소결합금의 변형 저항에 따라서 품질이 좌우되는 결과만 초래하고 말았다.

셋째, 종래의 다이아몬드 바이트 제조 과정에서 다이아몬드팁(13)을 섕크(11)에 접합하는 방법은 진공용접으로 용매의 용융을 통해 수행되었기 때문에 다이아몬드팁(13)을 섕크(11)에 용접하기 도중 상기 다이아몬드팁(13)의 유동으로 인해 정확한 위치로의 접합이 이루어지지 못하였을 뿐 아니라 용접이 진행되는 동안에도 용접에 의한 진동으로 인해 다이아몬드팁(13)의 유동이 발생되어 결국 재작업을 수행하였던 경우가 빈번히 발생되었다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 다이아몬드 바이트의 제조를 위한 공정이 최대한 단순화될 수 있고, 다이아몬드팁의 열화가 최소화 될 수 있도록 한 새로운 다이아몬드 바이트 제조 방법 및 이를 위한 제조 장치를 제공하고자 한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 다이아몬드 바이트의 제조 공정시 수행되는 다이아몬드팁의 연삭이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 새로운 다이아몬드 바이트 제조 장치를 제공하고자 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다이아몬드 바이트 제조 방법에 따르면, (가) 원석 상태의 단결정 다이아몬드팁을 준비하는 단계; (나) 결정면 선정을 위한 상기 다이아몬드팁의 방향성을 확인하는 단계; (다) 진공 흡착 방식으로 다이 아몬드팁을 흡착 고정하는 연삭 장치의 홀더부에 상기 원석 상태의 다이아몬드팁을 고정한 후 선정된 결정면에 대한 상하 기준면을 연삭하는 단계; (라) 전기저항을 이용하는 용접으로 상기 다이아몬드팁을 섕크에 접합하는 단계; (마) 둘 이상의 연삭휠을 이용하여 상기 섕크에 접합된 다이아몬드팁의 상면인 경사면과 및 전면인 여유면을 순차적으로 연삭하는 단계; 그리고, (바) 상기 다이아몬드팁의 각도와 치수 및 조도에 대한 최종 검사를 수행하는 단계:가 포함되어 진행됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 다이아몬드 바이트의 제조 과정 중 다이아몬드팁의 기준면을 연삭하기 위한 장치에 따르면 공기 흡입력을 제공하는 진공력 발생부와, 상기 진공력 발생부로부터 공기 흡입력을 제공받는 진공 유로를 가지며, 다이아몬드팁의 수용을 위해 그 전면이 라운드를 이루면서 요입 형성된 진공블럭과, 내주면에는 상기 진공 블럭이 수용되도록 단턱지게 형성되며, 그 전방측 끝단은 상기 진공블럭의 전면에 수용된 원석 상태의 다이아몬드팁의 둘레를 선택적으로 클램핑하도록 상기 진공블럭의 외주면의 형상과 대응되게 형성된 다수의 클램프와, 상기 각 클램프가 장착되는 클램프척 그리고, 상기 클램프척을 관통하여 상기 각 클램프와 결합되며, 그 회동에 의해 상기 각 클램프가 상기 클램프척 내의 중앙측 방향 혹은, 외측 방향을 향해 선택적으로 이동되도록 조절하는 다수의 클램프 조절나사가 포함되어 이루어진 다이아몬드 바이트 제조 공정용 연삭 장치의 홀더부가 제공된다.

또한, 상기 다이아몬드 바이트의 제조 과정 중 다이아몬드팁을 섕크에 접합하기 위한 장치에 따르면 작업 공간을 형성하는 챔버부; 상기 챔버부 내의 작업 공 간상에 구비되며, 다이아몬드 바이트를 이루는 섕크를 홀딩하기 위한 섕크홀더; 상기 챔버부 내의 작업 공간 중 상기 섕크홀더의 양측에 각각 구비되어 상기 섕크홀더에 홀딩된 섕크 및 상기 섕크의 전방측 중 솔더(solder)와 다이아몬드팁이 얹혀진 상면에 전류를 통과시키는 플러스 전극 및 마이너스 전극; 상기 챔버부 외부에 구비되며, 상기 각 전극으로 전류를 공급하는 전류공급부; 상기 챔버부 외부에 구비되며, 상기 전류공급부로 전원을 공급하는 전원공급부; 그리고, 상기 챔버부 내의 작업 공간상에 구비되며, 상기 섕크의 상면에 얹혀진 다이아몬드팁의 위치를 조절함과 더불어 공정 진행중 발생될 수 있는 상기 다이아몬드팁의 위치 변동을 방지하는 위치조절부:가 포함되어 이루어진 다이아몬드 바이트 제조 공정용 용접 장치가 제공된다.

이하, 전술한 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조 방법 및 이를 위한 제조 장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 바이트(100)의 제조를 위한 장치는 크게 다이아몬드 바이트 제조 공정용 연삭 장치(200)와, 다이아몬드 바이트 제조 공정용 용접 장치(300)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 다이아몬드 바이트 제조 공정용 연삭 장치(200)는 첨부된 도 3과 같이 연삭휠(211)을 회동시키면서 원석 상태의 다이아몬드팁(130) 및/혹은, 섕크(110)에 접합된 상태의 다이아몬드팁(130)을 연삭하는 연삭부(210)와, 다이아몬드 바이트(100)를 고정하는 바이트 홀더(220) 및 다이아몬드팁(130)을 고정하는 홀더부(230)를 가지며, 상기 바이트 홀더(220) 및 상기 홀더부(230)가 선택적으로 결합되는 결합부(240)를 가진다.

이 때, 상기 연삭휠(211)은 연삭 정도 즉, 거친 연삭인 황삭 혹은, 정밀 연삭을 선택적으로 수행할 수 있도록 적어도 둘 이상 구비되며, 상기 연삭부(210)에 착탈 가능하게 구성된다.

그리고, 상기 바이트 홀더(220)는 다이아몬드 바이트(100)의 섕크(110)를 고정하도록 형성된 것이다.

그리고, 상기 홀더부(230)는 연삭 공정을 수행할 때 다이아몬드팁(130)을 고정하기 위한 장치이다.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 연삭 장치 중 상기 홀더부(230)는 진공흡착력으로 원석 상태의 다이아몬드팁(130)을 고정하도록 구성함으로써 안정적인 클램핑이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

하기에서는 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 홀더부(230)의 구조를 보다 구체적으로 설명함과 더불어 상기 홀더부(230)를 이용하여 원석 상태의 다이아몬드팁(130)을 연삭하는 일련의 과정에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

우선, 상기 홀더부(230)는 크게 진공력 발생부(231)와, 진공블럭(232)과, 클램프척(233)과, 클램프(234)와, 클램프 조절나사(235)를 포함하여 구성된다.

상기 진공력 발생부(231)는 공기 흡입력을 제공하는 구성으로 통상의 진공 펌프 등으로 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 진공블럭(232)은 상기 진공력 발생부(231)로부터 공기 흡입력을 제공받는 진공 유로를 가지며, 그 전면은 원석 상태의 다이아몬드팁(130)의 수용을 위해 라운드지게 요입 형성된다.

이 때, 상기 진공블럭(232)의 전면 중 상기 다이아몬드팁(130)의 수용을 위해 요입된 면상에는 상기 다이아몬드팁(130)의 미끄러짐을 방지하기 위한 미세홈들을 형성하여 거진 표면을 이루도록 함이 가장 바람직하다.

물론, 상기 요입된 부위에 별도의 마찰부재(예컨대, 표면이 거친 페이퍼)를 부착함으로써 상기 다이아몬드팁(130)의 미끄러짐이 방지되도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 클램프척(233)은 상기 클램프(234)가 장착되는 척(Chuck)이다.

또한, 상기 클램프(234)는 상기 클램프척(233)의 조우(jaw) 역할을 수행하는 것으로써 그 내주면은 상기 진공블럭(232)이 수용되도록 단턱지게 형성되며, 그 전방측 끝단은 상기 진공블럭(232)의 전면에 수용된 다이아몬드팁(130)의 둘레를 선택적으로 클램핑하도록 상기 진공블럭(232)의 외주면의 형상과 대응되게 형성된다.

이 때, 상기 클램프(234)는 다수개이며, 특히 좌우측 및 상하측에 각각 하나씩 구비함으로써 다이아몬드팁(130)의 형상에 관계없이 상기 다이아몬드팁(130)의 대칭되는 네 방향에 대한 클램핑이 원활히 이루어지도록 함이 가장 바람직하다.

또한, 상기 클램프 조절나사(235)는 그 회동에 의해 상기 각 클램프(234)가 상기 클램프척(233) 내의 중앙측 방향 혹은, 외측 방향을 향해 선택적으로 이동되도록 조절하는 역할을 수행하며, 상기 클램프척(233)을 관통하여 상기 각 클램프(234)에 각각 결합된다.

따라서, 원석 상태의 다이아몬드팁(130)에 대한 연삭 작업을 수행하기 위해 상기 다이아몬드팁(130)을 상기 홀더부(230)에 장착하고자 한다면 상기 다이아몬드팁(130)을 진공블럭(232)의 전면에 수용함과 더불어 진공력 발생부(231)를 구동하여 상기 다이아몬드팁(130)을 상기 진공블럭(232)에 진공 흡착한다.

이후, 각 클램프 조절나사(235)를 조작하여 각 클램프(234)가 상기 다이아몬드팁(130)의 둘레면에 클램핑되도록 함으로써 상기 다이아몬드팁(130)의 장착이 완료되고, 계속해서 연삭부(210)를 구동하여 필요로 하는 부위를 필요로 하는 정도만큼 연삭하면 된다.

결국, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 홀더부(230)에 의해 원석 상태의 단결정다이아몬드팁(130)이 안정적으로 연삭된다.

한편, 첨부된 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 바이트 제조 장치의 다이아몬드 바이트 제조 공정용 용접 장치가 도시되고 있다.

이를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 용접 장치(300)는 크게 챔버부(310)와, 섕크홀더(320)와, 한 쌍의 전극(331,332)과, 전류공급부(340)와, 전원공급부(350) 및 위치조절부(360)를 포함하여 구성된다.

상기 챔버부(310)는 실질적으로 용접 작업이 진행되는 작업 공간을 형성하는 챔버로써 아르곤(Ar) 가스와, 수소(H2) 가스를 선택적으로 공급받도록 구성된다.

이 때, 상기 챔버부(310)는 용접이 진공 상태에서 이루어질 수 있도록 함과 더불어 상기한 가스들은 상기 챔버부(310) 내부가 산화를 방지하는 분위기로 만들수 있도록 한 것이다.

그리고, 상기 섕크홀더(320)는 상기 챔버부(310) 내의 작업 공간상에 구비되 며, 다이아몬드 바이트(100)를 이루는 섕크(110)를 홀딩하기 위한 홀더이다.

그리고, 상기 한 쌍의 전극(331,332)은 플러스 전극(331) 및 마이너스 전극(332)으로 각각 구성된다.

이 때, 상기 각 전극(331,332)은 상기 챔버부(310) 내의 작업 공간 중 상기 섕크홀더(320)의 양측에 각각 구비되어 상기 섕크홀더(320)에 홀딩된 섕크(110) 및 그 전방측 상면에 솔더(solder)(도시는 생략됨)와 다이아몬드팁(130)이 얹혀진 부위에 전류를 통과시킴으로써 전기저항 용접을 수행하게 된다.

그리고, 상기 전류공급부(340)는 상기 챔버부(310) 외부에 구비되며, 상기 각 전극(331,332)으로 전류를 공급하는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 전원공급부(350)는 상기 챔버부(310) 외부에 구비되며, 상기 전류공급부(340)로 전원을 공급하는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 위치조절부(360)는 상기 챔버부(310) 내의 작업 공간상에 구비되며, 상기 섕크(110)의 상면에 얹혀진 다이아몬드팁(130)의 위치를 조절함과 더불어 공정 진행중 발생될 수 있는 상기 다이아몬드팁(130)의 위치 변동을 방지하는 역할을 수행한다.

이 때, 상기 위치조절부(360)는 첨부된 도 7과 같이 한 쌍의 가압부재(361)와, 한 쌍의 지지블럭(362) 및 이동부(363)가 포함되어 구성된다.

상기 한 쌍의 가압부재(361)는 상기 다이아몬드 바이트(100)의 전방 양측 부위 중 상기 다이아몬드팁(130)의 양측 대각 부위에 그 끝단이 각각 위치되며, 상기 대각 방향으로 이동되면서 상기 다이아몬드팁(130)을 선택적으로 가압하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 한 쌍의 지지블럭(362)은 상기 각 가압부재(361)를 상기 챔버부(310) 내에 지지하는 역할을 수행하며, 시계방향 혹은, 반시계방향으로 회동되면서 상기 각 가압부재(361)의 각도 조절이 가능하게 구성된다.

이 때, 상기 가압부재(361)는 상기 지지블럭(362)을 관통하여 지지되되, 상기 가압부재(361)와 지지블럭(362) 서로간의 대응면은 나선 결합된다.

또한, 상기 이동부(363)는 상기 가압부재(361)를 상기 대각 방향으로 이동시키도록 구성된다.

이 때, 상기 이동부(363)는 상기 가압부재(361)를 회전시키도록 구성된 모터로써, 상기 가압부재(361)의 회전에 의해 상기 가압부재(361)가 상기 지지블럭(362)을 기준으로 전진 혹은, 후진될 수 있도록 한다.

미설명부호 380은 상기 위치조절부(360)의 동작 제어를 수행하는 제어부이다.

한편, 전술한 일련의 구조를 가지는 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 바이트 제조 공정용 용접 장치에는 다이아몬드 바이트(100)의 다이아몬드팁(130)이 섕크(110)의 설정 위치에 정확히 안착되어 있는지를 판독하는 일련의 구성이 더 구비됨이 바람직하다.

이는, 외부 환경으로부터 차단된 챔버부(310) 내에서 용접 작업이 진행되기 때문에 그 작업의 곤란함이 있기 때문이다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 카메라부(371)와, 모니터부(372)와, 제 어용 컴퓨터(373)가 더 구비됨을 제시한다.

이 때, 상기 카메라부(371)는 상기 다이아몬드 바이트(100)의 섕크(110)에 얹혀진 다이아몬드팁(130)의 위치를 촬영하는 역할을 수행하며, 대략 100배 이상의 배율로 확대가 가능한 현미경으로 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 모니터부(372)는 상기 카메라부(371)에 의해 촬영된 영상을 제공받아 디스플레이하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 제어용 컴퓨터(373)는 상기 카메라부(371)와 모니터부(372)를 제어하는 역할을 수행한다.

이 때, 상기 제어용 컴퓨터(373)는 제어부(380)의 역할 즉, 용접 장치(300)를 이루는 위치조절부(360)의 동작 제어를 대신 수행할 수 있도록 구성될 수도 있다.

이하, 전술한 용접 장치(300)로 섕크(110)에 다이아몬드팁(130)을 접합하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 작업자는 섕크(110)를 챔버부(310) 내의 섕크홀더(320)에 고정한 상태에서 다이아몬드팁(130)을 상기 섕크(110)의 면상에 얹는다.

이후, 상기 작업자는 모니터부(372)를 통해 카메라부(371)로부터 촬영된 영상을 확인하면서 제어부(380)를 제어하여 위치조절부(360)의 동작을 제어함으로써 상기 섕크(110)의 면상에 얹혀진 다이아몬드팁(130)을 설정된 위치에 정확히 위치될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 과정에 의해 다이아몬드팁(130)의 위치 조절이 완료되면 전류 공급부(340)를 제어하여 한 쌍의 전극(331,332)에 플러스 전류 및 마이너스 전류를 제공하여 섕크(110)의 전방측 상면과 다이아몬드팁(130) 사이에 존재하는 솔더로 전류를 통과시킨다.

이로 인해, 전기저항에 의한 경납땜이 이루어지면서 상기 다이아몬드팁(130)은 상기 섕크(110)의 면상에 접합된 상태로 고정된다.

결국, 상기 용접 장치를 이용한 전기저항 용접으로 다이아몬드팁(130)과 섕크(110)간을 접합하기 때문에 상기 다이아몬드팁(130)의 열화 발생이 방지되고 이로 인해 내마모성 저하가 방지됨과 동시에 다이아몬드팁(130)이 정확한 위치에 접합될 수 있게 된다.

한편, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 바이트 제조 장치는 홀더부(230) 및 용접 장치 각각으로도 특징을 가지지만 상기한 장치들을 이용하여 다이아몬드 바이트(100)를 제조한다면 기존의 다이아몬드 바이트 제조 공정에 비해 상당한 작업수의 저감을 이룰 수 있음과 더불어 공정 시간을 절약할 수 있게 된다.

물론, 전술한 각 장치들을 이용한 다이아몬드 바이트(100)의 제조는 최적의 공정 순서를 가지면서 진행되어야 한다.

이에 따라, 후술하는 본 발명의 제조 방법에 대한 실시예에서는 상기 각 장치들을 이용한 새로운 다이아몬드 바이트 제조 방법을 제공함으로써 공정 시간을 최대한 단축시킴과 더불어 불량이 최소화된 제조가 이루어질 수 있도록 함을 제시한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이아몬드 바이트의 제조 방법에 대한 설명을 첨부된 도 8의 순서도 및 도 9의 사시도를 참조하여 공정 진행 순서에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 작업자는 원하는 공구형상, 정밀급정도, 가공목적 및 사용용도를 결정한 후 다이아몬드 바이트(100)를 제조하기 위한 원석 상태의 단결정 다이아몬드팁(130)을 준비(S110)하고, 계속해서 결정면 선정을 위한 상기 다이아몬드팁(130)의 방향성을 확인(S120)한다.

전술한 일련의 과정은 종래 일반적인 다이아몬드 바이트의 제조시의 원석 준비 및 방향성의 확인 과정과 동일하다.

그리고, 전술한 과정에 의해 결정면의 선정을 위한 방향성의 확인이 완료되면 상기 선정된 결정면에 대한 상하 기준면을 연삭(S130)하는 과정을 수행한다.

이 때, 상기 상하 기준면의 연삭는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 바이트 제조 공정용 연삭 장치(200)를 이용하며, 이를 이용한 다이아몬드팁(130)의 기준면 연삭 과정은 전술된 연삭 장치의 동작 과정에 대한 실시예에서의 설명과 동일하다.

즉, 진공 흡착 방식으로 다이아몬드팁(130)을 흡착 고정하는 홀더부(230)에 상기 다이아몬드팁(130)을 고정한 후 상기 선정된 결정면에 대한 상하 기준면을 연삭부로 연삭하는 것이다.

물론, 상기한 연삭 과정 전에 다이아몬드팁(130)의 군더더기 부분 또는 결함이 있는 부분을 제거하는 소잉(sawing) 작업이 수행될 수도 있다.

그리고, 상기 원석 상태의 다이아몬드팁(130)에 대한 기준면 연삭이 완료되 면 상기 다이아몬드팁(130)을 섕크(110)에 접합하는 접합 과정이 진행된다.

이 때, 상기 접합 과정은 전술한 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 바이트 제조 공정용 용접 장치(300)를 이용하며, 이를 이용한 다이아몬드팁(130)과 섕크(110)간의 접합 과정 역시 전술된 실시예에서의 과정과 같다.

즉, 전기저항을 이용하는 용접으로 상기 다이아몬드팁(130)을 섕크(110)에 접합(S140)함으로써 상기 다이아몬드팁(130)의 열화를 방지하여 내마모성 저하를 미연에 방지함과 더불어 상기 다이아몬드팁(130)과 상기 섕크(110)간은 원활히 접합될 수 있도록 하는 것이다.

특히, 상기한 접합 과정을 수행하는 도중에는 첨부된 도 9와 같은 최종 다이아몬드 바이트(100)의 경사면(131)이 선정될 수 있도록 함이 바람직하다.

이 때, 상기 다이아몬드 바이트(100)의 경사면(131) 선정은 다이아몬드팁(130)의 상면 기울기 각도를 의미하며, 이에 대한 조절은 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 바이트 제조 공정용 용접 장치(300)의 위치조절부(360)에 대한 제어를 통해 진행됨이 바람직하다.

즉, 상기 위치조절부(360)의 제어를 통해 각 가압부재(361)를 조작하여 상기 다이아몬드팁(130)의 상면 기울기를 조정하는 것이다. 즉, 전기저항을 이용하는 용접으로 상기 다이아몬드팁을 섕크에 접합하는 단계에서, 한 쌍의 가압부재(361)는 섕크(110)의 면상에 얹혀진 다이아몬드팁(130)의 전면 양측 끝단을 지지하여 가압부재의 이동에 따라 다이아몬드팁(130)의 상면의 기울기를 조정한 후 전기저항을 이용하여 다이아몬드팁(130)을 섕크에 접합한다.

그리고, 상기 섕크(110)에 다이아몬드팁(130)의 접합이 완료되면 상기 생크(110)에 접합된 상태의 다이아몬드팁(130)을 하나 이상의 연삭휠(211)로 연삭한다.

상기한 연삭 과정은 상기 다이아몬드팁(130)이 바이트로의 역할을 수행할 수 있도록 형성하는 과정이며, 거친 연삭인 황삭과 정밀 연삭을 순차적으로 진행한다.

이 때, 상기 황삭 과정은 거친 연삭을 위한 연삭휠로 수행하고, 상기 정밀 연삭 과정은 정밀 연삭을 위한 연삭휠로 수행한다.

즉, 상기 거친 연삭을 위한 연삭휠로 다이아몬드팁(130)의 황삭을 수행(S150)하고, 상기 황삭 과정이 완료되면 연삭휠을 상기 정밀 연삭을 위한 연삭휠로 교체(S160)한 후 정밀 연삭 과정을 진행함으로써 상기 다이아몬드팁(130)의 경사면(131) 및 여유면(132)을 정밀하게 연삭(S170)하는 것이다.

이 때, 상기 다이아몬드팁(130)의 경사면(131) 연삭은 상기 다이아몬드팁(130)의 상면이 후방측으로 갈수록 설정된 각도로 하향 경사지게 연삭하는 과정이며, 상기 다이아몬드팁(130)의 여유면(132) 연삭은 상기 다이아몬드팁(130)의 앞면이 하측으로 갈수록 설정된 각도로 후방측을 향해 경사지게 연삭하는 과정이다.

또한, 상기한 다이아몬드팁(130)의 경사면(131) 및 여유면(132)의 정밀 연삭이 완료되면 상기 다이아몬드팁(130)의 날끝 에지부(133)를 초미세한 라운드를 이루도록 형성한다.

이 때, 상기 라운드 반지름은 대략 1㎛ 내지 300㎛ 사이의 범위이다.

그리고, 전술한 바와 같은 일련의 연삭 공정이 완료되면 상기 다이아몬드팁(130)의 방향성을 최종 검사(S180)하여 상기 다이아몬드팁(130)의 경사면(131) 및 여유면(132)을 확인한다.

만일, 상기 다이아몬드팁(130)의 경사면(131) 및 여유면(132)이 부정확하게 연삭되었음으로 확인된다면 전술한 연삭 과정을 반복 수행한다.

그리고, 전술한 과정에 의해 다이아몬드팁(130)의 경사면(131) 및 여유면 (132)이 정확히 연삭되었다고 확인된다면 상기 다이아몬드팁(130)의 각도와 치수 및 조도에 대한 최종 검사를 수행(S190)함으로써 다이아몬드 바이트(100)가 완성된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 제조 과정은 최초 원석 상태의 다이아몬드팁(130)에서부터 다이아몬드 결정면과 결정방향에 대한 설계를 수행하여, 연삭 과정이 최종 섕크(실제 제품으로 결정된 섕크)(110)에 접합된 상태로 연속하여 진행되도록 함으로써 방향성의 변경을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 결함을 처음부터 갖지 않도록 단결정 다이아몬드의 방향성을 확인하여 결정면을 선정한 상태로 끝까지 유지될 수 있도록 함으로써 다이아몬드팁(130)의 날끝 강도가 불안정하지 않게 될 수 있는 것이다.

특히, 용접 과정은 용접시 상기 다이아몬드팁이 열을 최소한만 제공받도록 함으로써 내마모성의 감소를 방지하였으며, 저온의 진공 상태로 유지함과 더불어 분위기 가스를 사용함으로써 산화가 방지될 수 있도록 한 것이다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 다이아몬드 바이트 제조 장치 및 그를 이용한 다이아몬드 바이트 제조 방법으로 인해 후술하는 바와 같은 각종 효과를 얻을 수 있게 된다.

첫째, 제조 공정을 일괄 생산 시스템으로 이룰 수 있기 때문에 공정수, 작업인원수 및 불량을 감소할 수 있다는 효과를 가진다.

둘째, 원하는 최종 공구형상을 최초 원석에서부터 설계하여 가공하고 용접할 수 있게 되어 다이아몬드 바이트의 제조시간을 단축할 수 있게 된 효과를 가진다.

셋째, 최종 공구로 사용될 섕크를 용접 공정이나 연삭 공정에서 동일하게 사용함으로써 방향성 불일치로 인한 불량을 미연에 방지할 수 있게 된 효과를 가진다.

즉, 한번 용접된 상태에서는 다이아몬드팁의 분리가 더이상 이루어지지 않기 때문에 방향성의 변경이 이루어질 수 없게 되어, 상기 방향성 변경으로 인한 불량이 미연에 방지될 수 있게 된 것이다.

넷째, 다이아몬드팁을 섕크에 용접하는 과정이 전기 저항으로 이루어지도록 함과 더불어 용접 과정에서 상기 다이아몬드팁의 정확한 위치 유지가 가능하게 되어 상기 다이아몬드팁의 열화로 인한 내마모성 감소를 방지할 수 있게 될 뿐 아니라 용접 불량이 방지될 수 있게 된 효과를 가진다.

Claims (8)

1. (가) 원석 상태의 단결정 다이아몬드팁을 준비하는 단계;

   (나) 결정면 선정을 위한 상기 다이아몬드팁의 방향성을 확인하는 단계;

   (다) 진공 흡착 방식으로 다이아몬드팁을 흡착 고정하는 연삭 장치의 홀더부에 상기 원석 상태의 다이아몬드팁을 고정한 후 선정된 결정면에 대한 상하 기준면을 연삭하는 단계;

   (라) 전기저항을 이용하는 용접으로 상기 다이아몬드팁을 섕크에 접합하는 단계;

   (마) 둘 이상의 연삭휠을 이용하여 상기 섕크에 접합된 다이아몬드팁의 상면인 경사면과 및 전면인 여유면을 순차적으로 연삭하는 단계; 그리고,

   (바) 상기 다이아몬드팁의 각도와 치수 및 조도에 대한 최종 검사를 수행하는 단계:가 포함되어 순차적으로 진행됨을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 (마) 단계는

   거친 연삭을 수행하는 연삭휠로 황삭을 수행하여 상기 다이아몬드팁의 경사면 및 여유면을 연삭하는 과정과,

   상기 황삭의 수행 후 상기 연삭휠을 정밀 연삭 수행을 위한 연삭휠로 교체하 는 과정과,

   상기 정밀 연삭 수행을 위한 연삭휠로 연삭을 수행하여 상기 다이아몬드팁의 경사면 및 여유면을 정밀 연삭하는 과정이 순차적으로 진행되어 이루어짐을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 제조 방법.
3. 공기 흡입력을 제공하는 진공력 발생부와,

   상기 진공력 발생부로부터 공기 흡입력을 제공받는 진공 유로를 가지며, 다이아몬드팁의 수용을 위해 그 전면이 라운드를 이루면서 요입 형성된 진공블럭과,

   내주면에는 상기 진공 블럭이 수용되도록 단턱지게 형성되며, 그 전방측 끝단은 상기 진공블럭의 전면에 수용된 원석 상태의 다이아몬드팁의 둘레를 선택적으로 클램핑하도록 상기 진공블럭의 외주면의 형상과 대응되게 형성된 다수의 클램프와,

   상기 각 클램프가 장착되는 클램프척과,

   상기 클램프척을 관통하여 상기 각 클램프와 결합되며, 그 회동에 의해 상기 각 클램프가 상기 클램프척 내의 중앙측 방향 혹은, 외측 방향을 향해 선택적으로 이동되도록 조절하는 다수의 클램프 조절나사를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 제조용 연삭홀더.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 홀더부를 이루는 진공블럭의 요입된 전면에는

   상기 다이아몬드팁의 미끄러짐이 방지되도록 미세홈들을 형성하여 표면을 거칠게 함을 특징으로 하는 다이아몬드 바이트 제조용 연삭홀더.
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