KR100715477B1 - 원판형 절삭공구 조립체 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원판형 절삭공구 조립체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유강화 복합재료를 포함한 재질로 제조되어 중량을 줄이고 절삭날의 교환을 용이하게 한 원판형 절삭공구 조립체와 그 제조방법에 대한 것이다.
본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체는, 중앙에 축방향으로 결합공이 형성되고, 공구강보다 비중이 낮은 재료로 된 원판 형상의 심부와, 심부를 둘러싸며 금속재료로 된 표층부를 구비한 몸체와, 몸체의 외주연부에 원주방향을 따라 배열된 복수의 절삭날과, 몸체의 외주연부에 원주방향을 따라 각각 볼트로 결합된 복수의 카트리지를 포함한다. 복수의 절삭날은 복수의 카트리지 각각에 하나 이상씩 결합된다.
원판, 디스크, 절삭공구, 복합재료, 감쇠능, 경량화.
Description
도 1은 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제1 실시예의 정면도 및 측단면도,
도 2는 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제2 실시예의 정면도 및 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제3 실시예의 정면도 및 측단면도,
도 4는 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제4 실시예의 제2 부재의 측단면도 및 부분확대단면도,
도 5는 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제5 실시예의 제2 부재의 측단면도 및 부분확대단면도,
도 6a 및 도 6b는 도 5의 실시예의 제2 부재의 결합관계를 설명한 것으로서, 도 6a는 분해 측단면도, 도 6b는 도 6a의 결합단면도,
도 7은 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제6 실시예의 측단면도,
도 8은 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제7 실시예의 측단면도,
도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 카트리지의 볼트결합관계를 설명하기 위한 것으로서, 도 9a는 카트리지 측에서 볼트를 결합하는 설명도, 도 9b는 제2 부재 측에서 볼트를 결합하는 설명도, 도 9c는 몸체측에 경사진 볼트구멍이 형성된 설명도,
도 10은 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제8 실시예의 부분측단면도,
도 11은 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체 제조방법의 일실시예의 흐름도이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호 설명♣
100, 200 : 몸체 110, 211 : 심부
120, 212 : 표층부 210 : 제1 부재
230, 231, 232 : 제2 부재 240 : 제3 부재
450 : 고정링 900 : 카트리지
1000 : 절삭날
본 발명은 원판형 절삭공구 조립체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유강화 복합재료를 포함한 재질로 제조되어 중량을 줄이고 절삭날의 교환을 용이하게 한 원판형 절삭공구 조립체와 그 제조방법에 대한 것이다.
원판형 절삭공구는 전체적으로 원판형상이고 외주연에 절삭날을 구비하고 있 으며, 중앙부에 형성된 결합공에 공작기계의 주축 또는 주축에 연결된 아버(arbor)가 끼워져 자동차, 기차 또는 선박의 크랭크 축을 가공하는 데 사용된다. 종래의 원판형 절삭공구는 로터리 컷과 같은 브로치류, 플레인 커터(Plain Cutter), 사이드 커터(Side Cutter)와 같은 밀링커터류 등에서 그 예를 찾을 수 있다. 특히 선박의 크랭크 축과 같은 대형 가공물에 사용되는 원판형 절삭공구는 고속도강, 공구강 등을 포함한 금속재질로 제작되며 직경이 700mm, 두께가 60mm에 달하므로 중량이 100kg을 초과하기도 한다. 절삭공구 자체의 중량이 크기 때문에 공구의 운반, 장착 및 탈거 작업이 인력으로는 불가능하고 기계의 도움을 받아야만 하며, 마모된 절삭날을 교환하는 데 소요되는 작업 시간도 증가한다. 또한 절삭공구가 장착되는 공작기계는 무거운 공구를 지지하고 회전시키기 위하여 큰 용량을 가져야 하고, 절삭가공에 필요한 에너지가 증가하게 된다. 또한 종래의 원판형 절삭공구의 제작에 주로 이용되는 공구강은 낮은 비강성과 감쇠능을 가지고 있기 때문에 절삭 공정 중 진동과 굽힘 현상에 의하여 가공면에 채터링(Chattering) 현상이 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 비강성이 매우 높은 섬유강화 복합재료를 사용한 공구의 개발이 이루어져 왔다. 미국특허 5,152,640은 복합재질의 원형 회전 절삭공구에 관한 것으로, 금속재질, 텅스텐 카바이드, 세라믹 또는 다른 절삭 재질로 된 허브와 외부 절삭링을 구비하고, 몸체는 합성 유리섬유 강화 재질로 된 절삭 공구를 개시하고 있다. 특히 절삭링의 내주연에는 돌출된 장부(tenon)를 구비하여 주기적으로 사다리꼴의 공극이 생기도록 하였다.
그러나 종래 기술에 따른 원형 회전 절삭공구는 섬유강화 복합재료를 사용하여 공구를 제작함으로써 감쇠능을 향상시켰으나, 섬유강화 복합재료로 된 몸체가 외부로 노출되어 있기 때문에 절삭 가공 시 생기는 칩, 열 또는 충격에 의해 섬유강화 복합재료에 손상이 생길 수 있다. 또한, 절삭날이 마모될 경우 다시 날을 교체하지 않고 공구에 접합된 상태에서 절삭날을 다시 연마하여 사용한다. 즉, 날을 더 이상 연마하지 못하게 되면 절삭공구 전체를 교체해야하기 때문에 많은 비용이 소비된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 경량화되고, 절삭날이 마모되더라도 교환이 용이한 원판형 절삭공구 조립체 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체는, 중앙에 축방향으로 결합공이 형성되고, 공구강보다 비중이 낮은 재료로 된 원판 형상의 심부와, 심부를 둘러싸며 금속재료로 된 표층부를 구비한 몸체와, 몸체의 외주연부에 원주방향을 따라 배열된 복수의 절삭날과, 몸체의 외주연부에 원주방향을 따라 각각 볼트로 결합된 복수의 카트리지를 포함하고, 복수의 절삭날은 복수의 카트리지 각각에 하나 이상씩 결합된 것을 특징으로 한다.
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또한 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체에 있어서, 몸체는, 중앙에 축 방향으로 결합공이 형성된 원판형상의 제1 부재와, 제1 부재의 외주연부에 내주연부가 분리가능하게 결합되고 외주연부에 복수의 카트리지가 결합된 링형상의 제2 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고 몸체는, 제1 부재와 제2 부재 사이에 삽입된 점탄성 변형 부재를 더 포함하는 것이 공구의 감쇠능을 향상시킬 수 있으므로 바람직하다. 이때 제2 부재는 외주연부가 축방향으로 절곡된 절곡부를 포함하고, 이 절곡부는 복수의 볼트구멍이 반경방향으로 관통하여 형성되며, 복수의 카트리지는 절곡부의 복수의 볼트구멍에 각각 삽입된 복수의 볼트에 의해 각각 절곡부에 결합되는 것을 특징으로 한다. 또는 제2 부재는, 디스크 형상의 중공부가 형성되고, 중공부로부터 복수의 볼트구멍이 반경방향으로 관통하여 형성되며, 복수의 카트리지는 중공부의 복수의 볼트구멍에 각각 삽입된 복수의 볼트에 의해 각각 제2 부재의 외주면에 결합되는 것을 특징으로 할 수도 있다. 그리고 제2 부재는 중공부를 축방향으로 관통하여 볼트구멍이 형성되고, 제2 부재의 중공부는 중심축을 향한 부분이 개구되어 있으며, 중공부에는 제1 부재의 외주연부가 삽입되고 축방향으로 관통된 볼트구멍으로 삽입된 볼트에 의해 제2 부재와 결합되는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체에 있어서, 몸체는, 결합공에 동심으로 결합되고 공작기계의 주축이 연결되기 위한 구멍이 축방향으로 형성되며 금속재료로 된 제3 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체에 있어서, 몸체의 심부는, 폼 코어 또는 하니콤 코어로 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체에 있어서, 상기 몸체는, 금속재료로 된 원판형상의 코어부를 더 포함하고, 심부는 코어부의 양측면을 둘러싸는 것을 특징으로 한다. 이때 코어부는 상기 제2 부재와 일체로 성형되게 할 수 있다.
본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체 제조방법은, 섬유강화 복합재료로 디스크 형상의 심부를 성형하는 단계와, 성형된 심부를 둘러싸는 형상의 금속커버를 성형하는 단계와, 심부와 금속커버를 결합하여 원판형 절삭공구의 몸체를 제작하는 단계와, 몸체의 외주연부에 원주방향을 따라 복수의 절삭날을 분리가능하게 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체 제조방법은, 심부를 성형하기 전에 금속재료로 된 디스크 형상의 코어부를 성형하는 단계를 더 포함하고, 심부를 성형하는 단계에서 섬유강화 복합재료는 코어부의 양면에 적층되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체 제조방법에 있어서, 심부와 금속커버의 결합은, 볼트 체결, 접착 접합, 압입 접합 중 선택된 방법에 의한 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체 제조방법은, 복수의 절삭날을 몸체의 외주연부에 결합하기 이전에 복수의 카트리지를 몸체의 외주연부에 원주방향을 따라 각각 볼트로 결합하는 단계를 더 포함하고, 복수의 절삭날은 복수의 카트리지 각각에 하나 이상씩 결합되는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조로 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제1 실시예의 정면도 및 측단면도이다.
몸체(100)는 중앙에 축방향으로 결합공(101)이 형성되고, 심부(110)와, 심부를 둘러싼 표층부(120)를 포함한다. 결합공(101)은 절삭공구 조립체를 구동하기 위한 공작기계의 주축, 아버 또는 척이 결합되기 위한 것으로 사용될 공작기계의 결합부 형상에 대응하도록 형성된다. 심부(110)는 절삭공구의 재질로 널리 사용되는 공구강보다 비중이 낮은 재질로 이루어져 있는데, 바람직하게는 섬유강화 복합재료로 이루어지만, 경우에 따라 알루미늄과 같은 경금속으로 이루어질 수도 있다. 이하에서는 심부가 모두 섬유강화 복합재료로 된 것으로 설명한다. 심부(110)를 섬유강화 복합재료로 제작할 경우에는 섬유강화 복합재료 시트를 평판 형태로 적층하여 진공백 성형 방법을 사용하거나, 섬유(Fiber)에 수지(Resin)을 주입하여 제작하는 레진 트랜스퍼 성형법(Resin Transfer Molding, RTM)도 사용 가능하다. RTM을 이용하는 경우 아래에서 설명할 표층부(120)와 동시에 성형하는 것이 가능하다. 섬유강화 복합재료 시트를 롤 모양으로 감는 방법도 가능하며, 시트상 성형 복합재료(Sheet Molding Compound, SMC)를 사용하며 압축 성형(Compression Molding) 방법도 사용할 수 있다. SMC는 섬유의 함량과 종류를 쉽게 바꿀 수 있으며 제품 내에 구멍이나 삽입물을 일체형으로 쉽게 제작할 수 있다는 장점을 가지고 있기 때문에 조립 공정을 많이 줄일 수 있다. 이러한 성형 방법들은 섬유강화 복합재료를 이용한 구조재의 성형방법에서 이미 널리 알려진 것이므로, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다. 본 실시예에서 섬유강화 복합재료 프리프레그를 사용하여 심부(110)를 제작할 시, 절삭력에 의해 발생하는 공구의 변형을 최소화하기 위해 섬유강화 복합재료 프리프레그의 적층 각도를 조절할 수 있다. 섬유강화 복합재료는 섬유방향의 강성이 높고 상대적으로 섬유의 수직 방향으로는 강성이 낮기 때문에 섬유의 적층 각도를 조절하여 섬유강화 복합재료로 된 심부(110)가 적절한 강성을 갖도록 할 수 있다.
표층부(120)는 심부(110)를 둘러싸고 있으며 금속재료로 되어 있다. 따라서 표층부(120)는 심부(110)를 감싸는 금속커버이다. 여기서 금속재료라 함은 심부(110)의 재질로 섬유강화 복합재료가 사용되는 경우에 대응되는 것으로서, 고속도강, 공구강 등 절삭공구의 재질로 널리 사용되는 것을 지칭한다. 표층부(120)는 섬유강화 복합재료로 된 심부(110) 표면의 경도와 몸체(100)의 비틀림 강성을 보강하며, 심부(110)에 습기가 침투하는 것을 방지하기 위한 것이다. 표층부(120)는 접착제, 볼트를 이용하여 심부(110)에 접합하거나, RTM, SMC를 이용하여 심부(110)를 제조할 때 심부(110)와 표층부(120)를 동시에 접합하는 제조 방법을 사용할 수 있다. 표층부(120)와 심부(110)를 접착제로 접합할 경우 구속 감쇠 효과로 공구의 감쇠능을 증가시키는 부수적인 효과가 있다.
절삭날(1000)은 몸체(100)의 복수개가 외주연부에 원주방향을 따라 배열되어 있다. 절삭날(1000)을 몸체(100)의 외주연부에 직접 결합하는 것도 가능하지만, 그 크기가 작으므로 분해 결합을 용이하게 하기 위하여, 절삭날(1000)이 결합된 카 트리지(900)를 몸체(100)의 외주연부에 결합하는 것이 바람직하다. 하나의 카트리지(900)에는 복수의 절삭날(1000)이 결합될 수 있다. 이 때 카트리지(900)와 몸체(100)의 결합은 볼트에 의한 것이 바람직하다. 따라서 카트리지(900)와 몸체(100)의 외주연부에는 각각 볼트구멍이 형성되어 있어야 한다. 양자를 볼트로 결합하기 위한 볼트구멍의 형상은 당업자에게 용이한 것일 테이나, 도 9c를 예로 들어 설명하자면, 몸체(100)의 외주연부를 경사지게 관통하여 볼트구멍을 형성하고 몸체(100) 측으로부터 볼트(50)를 삽입하여 카트리지(900)와 결합한다. 볼트구멍이 심부(110)를 관통하여 형성되어 있을 경우, 카트리지(900)의 교체 작업이 반복되면 볼트구멍이 마모될 수 있으므로 표층부(120)를 두껍게 형성하고 볼트구멍은 이 표층부(120)를 관통하여 형성되는 것이 바람직하다. 또한 도시하지는 않았으나 경우에 따라서는 볼트구멍이 심부(110)를 통과하여 형성되도록 하는 한편, 1차 천공된 구멍에 금속재료로 된 심(Shim)을 삽입하여 마모되지 않도록 한다. 위 심은 심부의 성형시 동시형성하는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제2 실시예의 정면도 및측단면도이다. 몸체(200)는 제1 부재(210)와 제2 부재(230)를 포함한다. 제1 부재(210)는 결합공(201)이 형성된 원판형상이며, 제2 부재(230)는 내주연부가 제1 부재의 외주연부에 분리가능하게 결합되는 링형상의 부재이다. 제1 부재와 제2 부재의 결합은 통상의 볼트결합에 의할 수 있으며, 압입 기타의 방법에 의할 수도 있다. 특히 제1 부재를 제2 부재의 내주연부에 압입하여 양자를 결합할 때에는 양자 사이에 피브이씨(PVC), 폴리에스터(Polyester), 파인 메탈(Fine metal), 에폭시 (Epoxy) 등의 점탄성 변형되는 재질로 된 부재를 삽입하는 것이 바람직하다. 그리고 제1 부재(210)는 앞선 제1 실시예에서와 마찬가지로 각각 공구강보다 낮은 비중을 가진 재질로 된 심부(211)와 금속재료로 된 표층부(212)를 구비한다. 제2 부재(230)의 외주연부에는 복수의 카트리지(900)가 결합되며, 각 카트리지(900)에는 하나 이상의 절삭날(1000)이 결합되어 있다. 카트리지(900)는 제2 부재(230)에 볼트로 결합되는 것이 바람직하다. 즉, 도 9a에 도시한 바와 같이 볼트(50)를 카트리지(900) 측에서 제2 부재(230)측으로 결합할 수 도 있으나, 절삭 과정에서 발생한 칩 또는 열에 의해 볼트 및 볼트구멍에 영향을 주는 것을 피할 수 있도록, 도 9b에 도시한 바와 같이 볼트(50)를 제2 부재(230)측에서 카트리지(900)측으로 결합하는 것이 바람직하다. 이와 같이 몸체가 제1 부재 및 제2 부재로 이루어져 있고, 양자 분리가능하게 결합되어 있으며, 제2 부재의 외주연부에 절삭날이 결합된 복수의 카트리지가 결합되어 있으므로, 제1 부재는 공작기계에 고정한 채 제2 부재만 분리하여 절삭날 또는 카트리지를 교환할 수 있다. 이로 인해 본 실시예는 절삭날 또는 카트리지의 교환이 매우 용이해진다. 이는 종래 원판형 절삭공구 전체를 공작기계로부터 분리하여야만 하였으며, 절삭공구의 중량으로 인해 인력만으로는 작업이 매우 곤란하던 것과는 현저한 차이를 가진다.
도 3은 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제3 실시예의 정면도 및측단면도이다.
몸체(200)는 도시한 바와 같이 제1 부재(210)의 결합공에 결합된 제3 부재(240)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 제3 부재(240)는 공작기계에 연결되기 위 한 구멍(241)이 축방향으로 형성된 링형상으로서 제1 부재(210)의 결합공에 압입되거나 볼트결합될 수 있다. 따라서 제1 부재(210)의 결합공은 앞선 제2 실시예의 경우보다 직경이 더 커야한다. 제3 부재(240)는 제1 부재(210)의 결합공에 공작기계의 주축, 아버 또는 척이 직접 결합될 경우 표층부(212)에 과도한 힘이 전달되고 마찰에 의해 마모되어 내구성이 떨어지는 것을 방지하기 위한 것이다. 따라서 제3 부재(240)는 전체가 금속재료로 된 것이 바람직하다. 이와 같이 몸체(200)를 제1 부재(210)와 제2 부재(230) 및 제3 부재(240)를 조립하여 구성하면 각 부재의 중량이 몸체 전체의 중량에 비해 적으므로 제작, 운반 및 유지 관리가 용이해지는 장점이 있다. 또한 제1 부재와 제2 부재 사이에 필요에 따라 점탄성 변형 부재를 삽입하여 공구의 감쇠능을 향상시킬 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제4 실시예의 제2 부재의 측단면도 및 부분확대단면도이다. 제2 부재(231)의 외주연부에는 카트리지가 결합되는데, 특히 카트리지와 제2 부재(231)를 볼트로 용이하게 결합할 수 있도록, 제2 부재(231)의 외주연부가 축방향으로 절곡되어 있다. 즉, 도 4의 부분확대단면도에서 볼 수 있는 바와 같이 제2 부재(231)의 외주연부는 'L'자형의 단면을 가진다. 제2 부재의 절곡부에는 카트리지 결합용 볼트구멍(231a)을 반경방향으로 형성하고 카트리지에도 볼트 구멍을 형성하여 볼트로 상호 결합한다. 이 때 제2 부재(231)에 절곡부가 마련되어 있으므로 카트리지(900)와 밀착되는 면적을 충분히 확보할 수 있으므로 결합강도가 향상되고 볼트를 체결 또는 해제하는 작업을 위해 볼트에 대한 접근성을 향상시킨다.
도 5는 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제5 실시예의 제2 부재의 측단면도 및 부분확대단면도이다. 제2 부재(232)는 내부에 디스크 형상의 중공(232c)이 형성되어 있다. 그리고 카트리지와 볼트결합하기 위한 볼트구멍(232a)가 반경방향으로 형성되어 있으며, 축방향으로는 제1 부재와 볼트결합하기 위한 볼트구멍(232b)이 형성되어 있다. 제2 부재(230) 내부의 중공(232c)은 제2 부재의 중심축을 향한 면이 개구되어 있는 것이 바람직한데, 도 6a 내지 도 6c에 도시한 바와 같이, 개구된 중공에는 제1 부재(210)를 삽입하고, 제2 부재의 축방향으로 관통형성된 볼트구멍(232b)을 통하여 볼트(50)를 삽입함으로써 제1 부재(210)와 제2 부재(232)를 결합할 수 있다. 이 때 제2 부재(232)의 중공에 삽입될 제1 부재(210)의 외주부에도 제2 부재(232)의 축방향 볼트구멍에 대응하는 볼트구멍을 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 또한 제1 부재와 제2 부재 사이의 결합을 보다 안정적으로 유지하기 위하여 얇은 링 형상의 고정링(450)을 제2 부재(232)의 양측면에 볼트(50)로 함께 결합한다.
도 7은 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제5 실시예의 측단면도이다. 몸체(200)는 제1 부재(210), 제2 부재(230)를 포함하고 있으며, 제1 부재(210)는 심부(211)와 표층부(212) 이외에도 코어부(250)를 더 포함한다. 코어부(250)는 금속재료로 된 얇은 디스크 형상으로서, 그 두께가 몸체(200) 전체의 두께에 비해 훨씬 얇다. 심부(211)의 섬유강화 복합재료는 코어부(250)의 양면에 적층 성형되며, 표층부(212)는 다시 그 심부(211)를 둘러싸도록 형성된다. 금속재료로 된 코어부(250)가 있으므로 심부(211)의 성형을 위해 코어부의 양측면에서 섬유강 화 복합재료를 적층할 수 있으므로 심부를 성형하는 작업이 용이해지고 강도가 향상된다. 뿐만 아니라 코어부가 있으면 표층부, 심부와 더불어 복수의 층(layer)을 이루게 되므로 구속감쇠 효과가 향상된다.
도 8은 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제6 실시예의 측단면도이다. 앞선 제5 실시예와 달리 제2 부재(230)가 제1 부재의 코어부(250)와 일체로 성형되어 있다. 이는 제2 부재와 코어부의 재질이 동일하기 때문에 가능한 것으로 제작 공정을 단순화 할 수 있는 장점이 있다.
도 10은 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체의 제7 실시예의 부분측단면도이다. 몸체의 제1 부재(210)은 심부(211)와 표층부(212)를 포함하는 이외에 폼(foam) 또는 허니콤(Honeycomb)(213)을 더 포함한다. 폼 또는 허니콤(213)은 심부(211)의 내부에 수용될 수도 있으며 심부(211)를 완전히 대체할 수도 있다. 즉, 심부(211) 전체가 폼 또는 허니콤으로 이루어질 수 있다.
이하에서는 도 11을 참조로 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체 제조방법의 바람직한 실시예를 설명한다.
몸체를 성형하기 위하여 먼저 심부를 성형한다(S20). 심부는 앞서 설명한 바와 같이 공구강 등 절삭공구의 재료로 널리 사용되는 재료보다 비중이 낮은 재료로 제작된다. 심부는 특히 섬유강화 플라스틱으로 된 것이 바람직하며, 알루미늄을 포함한 경금속으로 될 수도 있다. 심부를 섬유강화 플라스틱으로 제작할 경우에는 섬유강화 복합재료 시트를 평판 형태로 적층하여 진공백 성형 방법을 사용하거나, 섬유(Fiber)에 수지(Resin)을 주입하여 제작하는 레진 트랜스퍼 성형법 (Resin Transfer Molding, RTM)도 사용 가능하다. RTM을 이용하는 경우 아래에서 설명할 표층부(120)와 동시에 성형하는 것이 가능하다. 섬유강화 복합재료 시트를 롤 모양으로 감는 방법도 가능하며, 시트상 성형 복합재료(Sheet Molding Compound, SMC)를 사용하며 압축 성형(Compression Molding) 방법도 사용할 수 있다.
심부를 둘러싸기 위한 금속커버를 성형한다(S30). 금속커버는 금속재료로 성형되며, 금속재료란 심부의 재질로 섬유강화 복합재료가 사용되는 경우에 대응되는 것으로서, 고속도강, 공구강 등 절삭공구의 재질로 널리 사용되는 것을 지칭한다.금속커버의 성형과 심부의 성형은 시계열적 우선순위가 없으며 일방이 먼저 실시되거나 동시에 실시되어도 된다.
각각 성형된 심부와 금속커버를 결합한다(S40). 심부와 금속커버의 접합은 접착제 접합, 볼트 체결 또는 압입접합에 의해 이루어지며, RTM, SMC를 이용하여 심부를 제조할 경우에는 심부 성형 단계(S20)에서 심부를 성형하는 동시에 금속커버와 접합되게 할 수 있다.
이와 같이 심부와 금속커버를 결합하면 절삭공구 조립체의 몸체가 완성된다. 이 몸체의 외주연부에는 복수의 절삭날을 배열하여야 하는데, 몸체의 외주연부에 절삭날은 직접 결합할 수도 있지만, 절삭날의 크기가 작고 몸체와의 사이에 안정된 결합력을 얻기 위해 절삭날은 먼저 카트리지에 결합한(S50) 다음, 절삭날이 결합된 카트리지를 몸체의 외주연부에 결합한다(S60). 절삭날은 하나의 카트리지에 하나씩 결합되는 것이 일반적이지만, 복수의 절삭날이 하나의 카트리지에 결합될 수도 있다. 절삭날 제조업체가 제공하는 절삭날이 결합된 카트리지로 절삭공구 조립체를 제조할 경우에는 위 절삭날을 카트리지에 결합하는 단계(S50)가 생략될 수 있다.
한편, 몸체에 코어부가 구비된 절삭공구를 제조하기 위해서는 심부를 성형하는 단계(S20)에 앞서 코어부를 먼저 성형하여야 한다(S10). 코어부는 얇은 원판형상이며 금속재료로 되어 있고, 심부의 성형 작업이 용이하게 하고 강도를 향상시키며 구속감쇠 효과를 향상시킨다. 또한 코어부를 구비한 경우에는 심부를 성형하는 단계(S20)에서 코어부의 양측면에 섬유강화 복합재료를 각각 적층하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상과 특허 청구 범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 원판형 절삭공구 조립체는, 저밀도, 고강성 및 고감쇠 특성을 가지는 섬유강화 복합재료를 금속재료와 함께 사용함으로써 경량화를 달성할 수 있다. 따라서 공구의 고유진동수 및 감쇠능을 향상시켜 가공 시 절삭속도를 증가시킬 수 있기 때문에, 가공 속도 및 생산량의 향상을 가능하게 한다. 또한 기존의 공구의 무게를 감소시킬 수 있기 때문에 작업자의 공 구 취급이 용이하게 되며, 공구가 장착되는 구동장치의 주축 용량을 감소시킬 수 있다. 섬유강화 복합재료의 높은 감쇠능은 절삭 시 채터링(Chattering) 발생을 억제하고 가공 정밀도 및 절삭 공구의 수명 또한 향상시킨다. 또한 절삭공구 조립체의 몸체를 분리 가능한 복수의 부재로 별도 제작한 후 분리가능하게 결합함으로써 노후된 부분을 선택적으로 교체할 수 있으며, 카트리지가 결합된 부재만 몸체로부터 분리하여 카트리지 교체작업을 용이하게 할 수 있다.
Claims (16)
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- 중앙에 축방향으로 결합공이 형성되고, 공구강보다 비중이 낮은 재료로 된 원판 형상의 심부와, 상기 심부를 둘러싸며 금속재료로 된 표층부를 구비한 몸체와,상기 몸체의 외주연부에 원주방향을 따라 배열된 복수의 절삭날과,상기 몸체의 외주연부에 원주방향을 따라 각각 볼트로 결합된 복수의 카트리지를 포함하고,상기 복수의 절삭날은 상기 복수의 카트리지 각각에 하나 이상씩 결합된 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체.
- 제3항에 있어서, 상기 몸체는,중앙에 축방향으로 결합공이 형성된 원판형상의 제1 부재와,상기 제1 부재의 외주연부에 내주연부가 분리가능하게 결합되고 외주연부에 상기 복수의 카트리지가 결합된 링형상의 제2 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체.
- 제4항에 있어서, 상기 몸체는,상기 제1 부재와 제2 부재 사이에 삽입된 점탄성 변형 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원판형상의 절삭 공구.
- 제4항에 있어서,상기 제2 부재는 외주연부가 축방향으로 절곡된 절곡부를 포함하고,상기 절곡부는 복수의 볼트구멍이 반경방향으로 관통하여 형성되며,상기 복수의 카트리지는 상기 절곡부의 복수의 볼트구멍에 각각 삽입된 복수의 볼트에 의해 각각 상기 절곡부에 결합되는 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체.
- 제4항에 있어서,상기 제2 부재는 디스크 형상의 중공부가 형성되고, 상기 중공부로부터 복수의 볼트구멍이 반경방향으로 관통하여 형성되며,상기 복수의 카트리지는 상기 중공부의 복수의 볼트구멍에 각각 삽입된 복수의 볼트에 의해 각각 상기 제2 부재의 외주면에 결합되는 것을 특징으로 하는 원판 형 절삭공구 조립체.
- 제7항에 있어서,상기 제2 부재는 상기 중공부를 축방향으로 관통하여 볼트구멍이 형성되고,상기 제2 부재의 중공부는 중심축을 향한 부분이 개구되어 있으며,상기 중공부에는 상기 제1 부재의 외주연부가 삽입되고 상기 축방향으로 관통된 볼트구멍으로 삽입된 볼트에 의해 제2 부재와 결합되는 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체.
- 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몸체는,상기 결합공에 동심으로 결합되고 공작기계의 주축이 연결되기 위한 구멍이 축방향으로 형성되며 금속재료로 된 제3 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체.
- 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몸체의 심부는,폼 코어 또는 하니콤 코어로 된 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체.
- 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몸체는,금속재료로 된 원판형상의 코어부를 더 포함하고,상기 심부는 상기 코어부의 양측면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체.
- 제11항에 있어서,상기 코어부는 상기 제2 부재와 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체.
- 섬유강화 복합재료로 디스크 형상의 심부를 성형하는 단계와,상기 성형된 심부를 둘러싸는 형상의 금속커버를 성형하는 단계와,상기 심부와 금속커버를 결합하여 원판형 절삭공구의 몸체를 제작하는 단계와,상기 몸체의 외주연부에 원주방향을 따라 복수의 절삭날을 분리가능하게 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체 제조방법.
- 제13항에 있어서,상기 심부를 성형하기 전에 금속재료로 된 디스크 형상의 코어부를 성형하는 단계를 더 포함하고,상기 심부를 성형하는 단계에서 상기 섬유강화 복합재료는 상기 코어부의 양면에 적층되는 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 심부와 금속커버의 결합은,볼트 체결, 접착 접합, 압입 접합 중 선택된 방법에 의한 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체 제조방법.
- 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 복수의 절삭날을 상기 몸체의 외주연부에 결합하기 이전에 복수의 카트리지를 상기 몸체의 외주연부에 원주방향을 따라 각각 볼트로 결합하는 단계를 더 포함하고,상기 복수의 절삭날은 상기 복수의 카트리지 각각에 하나 이상씩 결합되는 것을 특징으로 하는 원판형 절삭공구 조립체 제조방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100913352B1 (ko) | 2008-12-04 | 2009-08-20 | (주)디앤디 디스크산업 | 커팅 휠 및 그의 제조방법 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57189718A (en) | 1981-05-13 | 1982-11-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Rotary disk cutting tool |
| KR20000025865A (ko) * | 1998-10-15 | 2000-05-06 | 박호군 | 방진 특성이 우수한 톱판 |
| KR20010016596A (ko) * | 2000-12-26 | 2001-03-05 | 조형철 | 방진재가 구비된 무소음 톱 |
| KR20010029021A (ko) * | 1999-09-28 | 2001-04-06 | 김세광 | 흡음 및 충격 완충용 접착시트와 이를 이용한 소우 블레이드 및 그 제조방법 |
| KR20020043200A (ko) * | 2002-03-27 | 2002-06-08 | 이해동 | 소우 생크 구조 |
-
2005
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57189718A (en) | 1981-05-13 | 1982-11-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Rotary disk cutting tool |
| KR20000025865A (ko) * | 1998-10-15 | 2000-05-06 | 박호군 | 방진 특성이 우수한 톱판 |
| KR20010029021A (ko) * | 1999-09-28 | 2001-04-06 | 김세광 | 흡음 및 충격 완충용 접착시트와 이를 이용한 소우 블레이드 및 그 제조방법 |
| KR20010016596A (ko) * | 2000-12-26 | 2001-03-05 | 조형철 | 방진재가 구비된 무소음 톱 |
| KR20020043200A (ko) * | 2002-03-27 | 2002-06-08 | 이해동 | 소우 생크 구조 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100913352B1 (ko) | 2008-12-04 | 2009-08-20 | (주)디앤디 디스크산업 | 커팅 휠 및 그의 제조방법 |
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