KR100687696B1 - 절삭날의 세그먼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭날의 가장자리에 위치하여 절삭물을 절삭하는 세그먼트에 관한 것으로서, 마모되더라도 세그먼트의 절삭면이 평면 상태를 유지할 수 있도록 구성한 절삭날의 세그먼트를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절삭날의 세그먼트는 샹크의 가장자리에 고정되어 절삭물을 절삭하는 것으로서, 상기 세그먼트의 절삭면 폭 중앙에는 상기 세그먼트를 이루는 금속분말보다 연성의 금속체가 위치하도록 구성한다.

절삭날, 세그먼트, 금속체, 연성, 마모

Description

절삭날의 세그먼트{Segment of Cutter}

도 1a는 종래의 기술에 따른 절삭날을 이용하여 절삭물을 절단하는 과정을 나타낸 단면도이고,

도 1b는 도 1a에 도시된 절삭날의 마모상태를 나타낸 세그먼트의 단면도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 샌드위치 세그먼트를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭날의 세그먼트를 나타난 사시도이고,

도 4는 도 3에 도시된 세그먼트의 분해도이며,

도 5는 도 3에 도시된 절삭날의 세그먼트가 용접된 절삭날의 사시도이다.

도 6a은 도 3에 도시된 절삭날을 이용하여 절삭물을 절단하는 과정을 나타낸 단면도이고,

도 6b는 도 6a에 도시된 절삭날의 마모상태를 나타낸 세그먼트의 단면도이다.

도 7은 도 3에 도시된 절삭날의 세그먼트 제조과정을 나타낸 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 세그먼트 101 : 절삭면

103 : 금속체 103H : 수평부

103V : 수직부 105 : 측부

107 : 중앙부 200 : 절삭날

201 : 샹크

본 발명은 절삭날의 가장자리에 위치하여 절삭물을 절삭하는 세그먼트에 관한 것으로서, 특히, 마모되더라도 세그먼트의 절삭면이 평면 상태를 유지할 수 있도록 구성한 것이다.

절삭날은 회전수단에 장착되는 원판의 샹크와, 샹크의 둘레에 고정되어 절삭물을 절단하는 다수 개의 세그먼트로 구성된다. 상기 세그먼트는 절삭물의 특성에 따라 그 종류가 다양하다.

도면에서, 도 1a는 종래의 기술에 따른 절삭날을 이용하여 절삭물을 절단하는 과정을 나타낸 단면도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 절삭날의 마모상태를 나타낸 세그먼트 단면도이다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 일반적인 절삭날을 나타낸 도면으로서, 샹크(1)의 둘레에는 세그먼트(10)가 고정된다. 따라서 세그먼트(10)는 샹크(1)의 곡률반경으로 만곡된 구조로서, 볼록면인 절삭면(11)과 샹크(1)가 용접 고정되는 오목면(13) 이 형성된다.

이와 같은 절삭날을 제작하였을 때에는, 세그먼트(10)의 양측면(15)과 절삭면(11)이 직각을 이루고 있으나, 세그먼트(10)를 이용하여 절삭물(3)을 절삭하다보면, 세그먼트 절삭면(11)의 폭 양측이 마모되어 세그먼트(10)의 절삭면(11)이 도 1b에 도시된 바와 같이 라운드 형태를 띠게 된다.

이와 같이 세그먼트의 절삭면 폭 가장자리가 절삭면 중앙보다 더 빨리 마모되는 이유는 절삭과정 중에 접촉면적이 넓어 쉽게 마모되기 때문이다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 세그먼트(10)의 절삭면이 라운드 형태로 마모되면, 절삭 중에 절삭물(3)과의 접촉면적이 작아져 절단속도가 느려지며, 따라서 작업자가 무리한 힘을 가한다는 단점이 있다. 이와 같이 절삭날에 힘을 과도하게 가하면, 기계 및 샹크에 스트레스가 가해지면서 제품이 흔들리게 되고, 절삭물의 절삭면이 매끄럽지 못하여 제품의 가치가 떨어진다는 단점이 있다.

이와 같이 세그먼트의 절삭면이 라운드 형태로 마모되는 것을 방지하도록 개발된 것이 샌드위치 세그먼트이다.

도면에서, 도 2는 종래 기술에 따른 샌드위치 세그먼트를 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 샌드위치 세그먼트(20)는 3겹으로 포갠 구조로서, 양측에 위치한 측면부(21)와 상기 양측면부(21)의 사이에 위치한 중앙부(23)의 조성성분은 다르다.

이와 같은 샌드위치 세그먼트(20)는 크게 2종류로 구분되는데, 세그먼트(20) 의 폭 양측부(21)와 중앙부(23)의 다이아몬드 집중도를 달리한 것과, 세그먼트(20)의 폭 양측부(21)와 중앙부(23)의 금속 분말의 재질을 다르게 혼합한 것이 있다.

이들 두 종류의 샌드위치 세그먼트(20)는 양측부(21)가 중앙부(23)보다 마모에 강하도록 다이아몬드의 집중도 및 금속분말의 재질을 달리한 것이다.

이와 같은 샌드위치 세그먼트(20)를 이용하여 절삭함에 있어서, 세그먼트(20)의 양측부(21)가 마모되는 정도와 비슷하게 절삭면(11)의 중앙부(23)가 마모됨으로써, 절삭면(11)이 평편한 상태를 유지한다.

이와 같이 절삭면(11)이 평편함으로써, 절삭물(3)과의 접촉면적이 넓어 절삭속도가 빠르고, 따라서 절삭날에 과도한 힘을 주지 않아도 됨으로써, 샹크(1)의 스트레스 집중 및 절단면의 거칠음을 방지할 수 있다.

상기의 샌드위치 세그먼트를 제조하는 과정을 살펴보면, 세그먼트(20)의 종류에 따라 금속분말을 선택한다. 그리고 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 후, 세그먼트 양측부(21) 중 일측부를 형성할 정도의 양을 계량한다. 그리고 계량된 혼합물을 금형 내에 붓고 고르게 편 다음, 가압하여 다짐으로써, 세그먼트(20)의 일측부가 성형된다.

그리고 세그먼트(20)의 중앙부(23)를 형성하기 위해서, 상기 금속분말과 다이아몬드를 혼합한다. 혼합된 혼합물을 금형 내에 붓고 고르게 편 후에 가압하여 다진다. 그럼으로써, 세그먼트(20)의 중앙부(23)가 성형된다.

마지막으로 상기 일측부를 형성하기 위한 혼합물과 동일하며 같은 양의 혼합물을 만든 다음, 금형에 붓고 고르게 편 후에 가압 다짐함으로써, 세그먼트의 성형 이 완성된다.

세그먼트(20)의 성형이 완성되면, 소결하여 세그먼트(20)를 제작한다.

하지만, 종래의 샌드위치 세그먼트는 일측부와 중간부 및 타측부를 각각 별도로 성형하여야 하기 때문에 작업성이 떨어진다. 작업성이 떨어지는 만큼 생산성도 떨어지고 단가가 상승하게 된다는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 금속분말보다 연성이 높은 재질의 금속을 세그먼트의 폭 중앙에 위치하여 세그먼트 절삭면이 평탄하게 마모되도록 구성한 세그먼트를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절삭날의 세그먼트는 샹크의 가장자리에 고정되어 절삭물을 절삭하는 것으로서, 상기 세그먼트의 절삭면 폭 중앙에는 상기 세그먼트를 이루는 금속분말보다 연성의 금속체가 위치하도록 구성한 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 금속체는 동판, 인청동판 또는 황청동판 중 어느 하나이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 금속체는, 수평하게 위치하는 수평부와, 상기 수평부의 끝단에 수직하게 위치하는 수직부와, 상기 수직부의 하단에서 상기 수평부와 평행하게 위치하는 다른 수평부 및, 상기 다른 수평부의 끝단에 수직하게 하향으로 위치하는 다른 수직부들이 계속해서 반복적으로 연장된 형태로서, 상기 수직부들의 바깥이 상기 절삭면에 위치하여 노출된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 금속체는 상기 세그먼트가 만곡된 곡률반경으로 만곡된다.

또한, 본 발명에 따른 절삭날의 세그먼트 제조방법에 따르면, 절삭물에 따라 선택된 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 혼합물을 금형에 넣고 가압 성형하는 단계와, 상기 성형된 혼합물의 상면에 상기 금속분말보다 연성의 금속체를 위치하는 단계와, 상기 금속체에 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 혼합물을 덮고 가압 성형하는 단계와, 상기 성형된 혼합물을 소결하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 금속체를 위치하는 단계에서, 상기 금속체의 일측이 상기 성형된 혼합물의 일측과 일치시켜 외부로 노출되게 위치한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 혼합물을 가압 성형하기 이전에, 상기 혼합물을 평탄하게 고르는 단계를 더 포함한다.

아래에서, 본 발명에 따른 절삭날의 세그먼트의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭날의 세그먼트를 나타난 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 세그먼트의 분해도이며, 도 5는 도 3에 도시된 절삭날의 세그먼트가 용접된 절삭날의 사시도이다. 그리고 도 6a은 도 3에 도시된 절삭날을 이용하여 절삭물을 절단하는 과정을 나타낸 단면도이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 절삭날의 마모상태를 나타낸 세그먼트의 단면도이며, 도 7은 도 3에 도시된 절삭날의 세그먼트 제조과정을 나타낸 블록도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 세그먼트(100)의 절삭면(101) 폭 중앙에는 연성의 금속체(103)가 위치한다. 상기 연성의 금속체(103)는 세그먼트(100)를 제조하기 위한 금속분말보다 연성의 금속인 것이 바람직하다.

아래에서는 이와 같이 구성된 세그먼트에 대해 구체적으로 설명한다.

연성의 금속체(103)는, 수평하게 위치하는 수평부(103H), 상기 수평부(103H)의 끝단에 수직하게 위치하는 수직부(103V), 상기 수직부(103V)의 하단에서 상기 수평부(103H)와 평행하게 위치하는 다른 수평부, 상기 다른 수평부의 끝단에 수직하게 하향으로 위치하는 다른 수직부들이 계속해서 반복하여 연장된 '지그재그(Zigzag)' 형태를 갖는다.

상기 금속체(103)는 두께 1.2mm의 동판이거나 인청동판 또는 황청동판인 것이 바람직하며, 프레스 가공을 통해 지그재그 형태로 제작되며, 금속체(103)의 수평부(103H) 길이(H2)는 세그먼트(100)의 높이(H1) 보다 짧게 가공된다. 또한, 금속체(103)는 세그먼트(100)의 곡률반경과 같은 반경으로 만곡되게 가공되는 것이 바람직하다.

이와 같은 금속체(103)는 세그먼트(100)의 절삭면(101) 폭 중간에 위치하되, 금속체(103)의 수직부(103V) 바깥이 세그먼트(100)의 볼록면인 절삭면(101)과 일치하도록 위치한다. 따라서 금속체(103)의 수직부(103V) 바깥만이 세그먼트(100)의 절삭면(101)에 노출될 뿐, 금속체(103)는 세그먼트(100)의 안쪽에 완전히 내장되어 위치한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 세그먼트의 제조방법에 대해 설명한다.

절삭날(200)의 사용 용도 즉 절삭하고자 하는 절삭물의 종류에 따라 세그먼트(100)의 금속분말을 설정한다. 예로서, 절삭물이 연한 화강암(Soft Granite), 중간 화강암(Medium Granite), 경 화강암(Hard Granite) 중 어느 것인지에 따라 선택되는 금속분말이 달라지고 혼합비율 또한 달라진다. 일반적인 금속분말로는 코발트, 니켈, 철, 구리, 주석 등을 들 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 금속분말이 선택되고 적정 혼합비율로 혼합한 상태에서, 다이아몬드를 적정량 혼합한다(S10).

이와 같이 금속분말과 다이아몬드가 혼합된 혼합물을 세그먼트(100) 1개당의 무게만큼 계량한 후 절반씩 분할한다.

그리고 계량된 혼합물의 절반을 금형에 붓고, 평탄화 한다(S20).

다음으로 평탄화된 혼합물에 압력을 가해 성형한다(S30).

압력에 의해 혼합물이 성형되면 그 성형된 혼합물의 상면에 프레스 가공된 금속체(103)를 올려놓는다(S40). 여기에서 금속체(103)를 성형된 혼합물에 올려 놓을 때에, 금속체(103)의 수직부(103V) 바깥이 세그먼트(100)의 볼록부인 절삭면(101)과 일치하도록 위치한다.

그리고 그 위에 절반 남은 혼합물을 붓고 평탄하게 고른 후(S50)에 가압하여 성형한다(S60).

이와 같이 세그먼트(100)가 성형되면 이를 소결하여 세그먼트(100)를 제조한다.

그러면 금속체(103)는 제조된 세그먼트(100)의 절삭면(101) 폭 중간에 내장되며, 세그먼트(100)의 절삭면(101)에는 금속체(103)의 수직부(103V) 바깥쪽만 노출된다.

이와 같이 제조된 세그먼트(100)들은 샹크(201)의 가장자리에 은납 용접고정되며, 샹크(201)가 회전수단에 장착되어 회전하면서 절삭물을 절삭한다. 이와 같은 절삭과정 중에, 세그먼트(100)의 절삭면(101) 양측부(105)는 경하고, 중앙부(107)는 연하기 때문에, 도 6a 및 도 6b에 보이듯이 구조적으로 양측부(105)가 중앙부(107)에 비해 더 마모되는 것을 보상하여 중앙부(107)와 양측부(105)가 균일하게 마모된다. 따라서 절삭에 의해 마모되더라도 세그먼트(100)의 절삭면(101)은 거의 평탄하다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 절삭날의 세그먼트는 구조적으로 양측부가 중앙부에 비해 상대적으로 더 마모됨을 보상하기 위해 절삭면 중앙에 연성의 금속체가 위치함으로써, 절삭 과정을 통해 세그먼트가 마모되더라도 절삭면은 평탄하게 마모된다.

이와 같이 절삭면이 평탄하게 마모됨으로써, 절삭물의 절삭단면이 매끈하며, 절삭성이 우수하여 작업자가 과도한 힘을 가하지 않아도 됨으로써, 샹크에 과도한 스트레스가 가해지지 않으며, 절삭날의 내구성이 향상된다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 절삭날의 세그먼트에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims (7)

1. 샹크의 가장자리에 고정되어 절삭물을 절삭하는 세그먼트로서,

   상기 세그먼트의 절삭면 폭 중앙에는 상기 세그먼트를 이루는 금속분말보다 연성인 동판, 인청동판 또는 황청동판 중 어느 하나의 금속체가 위치하며,

   상기 금속체는,

   수평하게 위치하는 수평부와, 상기 수평부의 끝단에 수직하게 위치하는 수직부와, 상기 수직부의 하단에서 상기 수평부와 평행하게 위치하는 다른 수평부 및, 상기 다른 수평부의 끝단에 수직하게 하향으로 위치하는 다른 수직부들이 계속해서 반복하여 연장된 형태로서,

   상기 수직부들의 바깥이 상기 절삭면에 위치하여 노출되는 것을 특징으로 하는 절삭날의 세그먼트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 금속체는 상기 세그먼트가 만곡된 곡률반경으로 만곡된 것을 특징으로 하는 절삭날의 세그먼트.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

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