KR100736941B1 - 코아 드릴 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석재, 벽돌, 콘크리트, 아스팔트와 같은 취성이 있는 피삭재와 철근 또는 철근이 배근된 콘크리트와 같이 큰 마찰열을 발생시키는 피삭재를 천공하는데 사용되는 코아 드릴에 관한 것이다.

본 발명은 구동장치에 연결되어 회전되도록 구성되는 원통형 샹크 및 이 원통형 샹크의 외주면에 일정한 간격을 두고 용접에 의하여 접합되어 있는 절삭팁으로 이루어지고;

상기 절삭팁에는 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재가 부착되어 있고; 그리고 상기 절삭팁의 용접에 의한 접합은 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재가 부착된 후에 행하여지는 것임을 특징으로 하는 코아 드릴 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 코아 드릴의 절삭성능 및 수명을 향상시킬 수 있다.

코아 드릴, 브레이징, 용접, 관통홀, 슬롯, 냉각능

Description

코아 드릴 및 그 제조방법{A Core Drill and Method for Manufacturing the Core Drill}

도 1은 통상적인 코아 드릴의 일례를 나타내는 개략도

도 2는 본 발명에 부합되는 코아 드릴의 일례도

도 3은 본 발명에 부합되는 절삭팁의 일례도

도 4는 본 발명에 부합되는 절삭팁의 다른 일례도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 . . . 원통형 샹크 120, 140 . . . 절삭팁 121 . . . 슬롯

122 . . . 관통홀

본 발명은 석재, 벽돌, 콘크리트, 아스팔트와 같은 취성이 있는 피삭재와 철근 또는 철근이 배근된 콘크리트와 같이 큰 마찰열을 발생시키는 피삭재를 천공하는데 사용되는 코아 드릴에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 다이아몬드와 같은 연마재를 절삭팁에 부착시키는 코아 드릴 및 그 제조방법에 관한 것이다.

코아 드릴과 같은 천공공구를 사용하여 석재, 벽돌, 콘크리트, 아스팔트와 같은 취성이 있는 피삭재를 천공하기 위해서는 피삭재보다 높은 경도를 갖는 연마재가 요구된다.

상기 연마재로는 인조 다이아몬드 입자, 천연 다이아몬드 입자, 붕화질소, 및 초경입자등이 알려져 있는데, 그 중에서도 인조 다이아몬드 입자가 가장 널리 사용되고 있다.

인조 다이아몬드(이하, "다이아몬드"라 칭함)는 1950년대에 발명된 것으로서, 지구상에 존재하는 물질 중 가장 경도가 높은 물질로 알려져 있으며, 이러한 특성에 의하여 절삭, 연삭, 천공 공구등에 사용하게 되었다.

특히, 상기 다이아몬드는 화강암, 대리석 등의 석재를 절삭, 연삭, 천공하는 석재 가공분야 및 콘크리트 구조물을 절삭, 연삭, 천공하는 건설업분야에서 널리 이용되게 되었다.

이하에서는 연마재로서 다이아몬드 입자를 사용한 코아 드릴에 기초하여 설명한다.

상기 코아 드릴의 일례가 도 1에 나타나 있다.

도 1에 나타난 바와 같이, 상기 코아 드릴(1)은 구동장치에 연결되어 회전되도록 구성되는 원통형 샹크(11) 및 이 샹크의 외주면에 일정한 간격을 두고 배치되어 있는 절삭팁(12)을 포함하고, 이 절삭팁(12)에는 연마재(2)가 부착되어 있다.

상기한 코아 드릴의 제조방법은 통상 연마재를 부착시키는 방식에 따라 소결법, 전착법 및 브레이징 법으로 구분할 수 있다.

상기 소결법은 도 1에 나타난 바와 같이 연마재를 결합재 역할을 하는 금속분말과 혼합한 후 성형한 다음, 소결하는 것이고, 전착법 및 브레이징 법은 연마재를 단층으로 부착시키는 방식이다.

상기 소결법에서는 샹크와 절삭팁이 일체로 소결되거나 또는 절삭팁을 별도로 제조한 후, 용접등에 의하여 절삭팁을 샹크에 결합시키는 방식을 취히고 있다.

한편, 브레이징 법이나 전착법의 경우에는 브레이징 법 및 전착법에 의하여 연마재를 샹크에 직접 부착시키고 있다.

즉, 브레이징 법이나 전착법에서는 연마재가 부착된 절삭팁을 별도로 제조하여 용접등에 의하여 샹크에 접합시키는 기술은 아직까지 제시되어 있지 않다.

상기 브레이징 법에 의하여 연마재를 부착시키는 경우에는 연마재와 결합재가 물리적 결합을 하는 전착법에 비하여 연마재와 결합재가 화학적 결합을 할 뿐만 아니라 접합면적도 전착법의 경우보다 더 커 연마재의 결합력이 더 우수하다.

따라서, 보다 우수한 결합력을 요구하는 분야에 적용하기 위해서는 전착법 보다는 브레이징 법을 사용하는 것이 바람직하다.

그러나, 상기 브레이징 법의 경우에는 샹크의 표면에 연마재를 브레이징하여 부착시켜야 하기 때문에 샹크의 재질등과 관련하여 브레이징 온도에 한계가 있게 되어 충분한 연마재의 결합력을 확보할 수 없고, 또한 브레이징에 의하여 샹크에 뒤틀림 현상 및 경도저하현상이 일어나게 되어 적용할 수 있는 샹크의 두께에 제약이 있고, 피삭재 천공시 샹크의 파손이 일어나게 되는 문제점이 있다.

더욱이, 상기와 같이 샹크의 표면에 직접 연마재를 브레이징하여 부착시키는 경우에는 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 상기 전착법의 경우에는 스틸 샹크에 그대로 전착을 할 경우, 샹크 전체를 전착액 속에 담그고 다이아몬드를 전착방법에 의해 고정하여야 하므로 전착을 위한 도금조가 커야하는 불편함이 따르고 샹크의 끝단부에 다이아몬드를 부착하는데 어려움이 있으며, 샹크의 윗부분만을 도금액속에 담그고 전착에 의해 부착할수도 있으나 이때 다이아몬드는 중력에 의해 아래쪽으로 향하게 되므로 샹크의 끝단부에 다이아몬드를 부착하기 어려운 제조 공정상의 문제점이 있다

본 발명은 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재를 부착시킨 팁을 별도로 제조한 다음, 용접에 의하여 샹크에 접합시킴으로써 생산성이 높을 뿐만 아니라 연마재의 유지력이 우수하고 또한 피삭재 절삭시 샹크의 파손을 방지할 수 있는 코아 드릴 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재를 부착시킨 팁에 슬롯을 적절히 형성함으로써 절삭성능을 향상시킬 수 있는 코아 드릴 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재를 부착시킨 팁에 관통홀을 적절히 형성함으로써 피삭재 천공시 마찰열의 샹크로의 전달을 차단할 수 있을 뿐만 아니라 팁자체의 냉각을 도모할 수 있는 코아 드릴 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재를 부착시킨 팁에 슬롯 및/또는 관통홀을 적절히 형성시킴으로써 절삭성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 피삭재 절삭시 마찰열의 샹크로의 전달을 차단하고 또한 팁 자체의 냉각을 도모할 수 있는 코아 드릴 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 구동장치에 연결되어 회전되도록 구성되는 원통형 샹크 및 이 원통형 샹크의 외주면에 일정한 간격을 두고 용접에 의하여 접합되어 있는 절삭팁으로 이루어지고;

상기 절삭팁에는 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재가 부착되어 있고; 그리고 상기 절삭팁의 용접에 의한 접합은 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재가 부착된 후에 행하여지는 것임을 특징으로 하는 코아 드릴 및 그 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 코아 드릴의 절삭팁에 하나 또는 둘 이상의 슬롯 및/또는 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코아 드릴 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 도면을 통해 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 연마재를 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 원통형 샹크에 결합시킨 코아 드릴 및 그 제조방법에 바람직하게 적용되는 것이다.

도 2에는 본 발명에 부합되는 코아 드릴의 일례가 나타나 있다.

도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 코아 드릴(100)은 구동장치(도시되어 있지 않음)에 연결되어 회전되도록 구성되는 원통형 샹크(110) 및 이 원통형 샹크(110)의 외주면에 일정한 간격을 두고 용접에 의하여 접합되어 있는 절삭팁(120)으로 이루어진다.

상기 절삭팁(120)은 도 3에 나타난 바와 같이 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재(130)를 부착시킨 다음, 용접에 의하여 원통형 샹크(110)에 접합된다.

상기 절삭팁(120)에는 도 3에 나타난 바와 같이 하나 또는 둘 이상의 슬롯(121) 및/또는 관통홀(122)을 형성시키는 것이 바람직하다.

상기 슬롯(121)은 절삭성능을 향상시키도록 형성되는 것으로서, 그 깊이(H)는 연마재(130)가 부착된 부분의 깊이(h)와 동일하거나 또는 그것보다 작도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 슬롯(121)의 깊이(H)를 연마재(130)가 부착된 부분의 깊이(h)와 동일하거나 또는 그것보다 작도록 형성하는 이유는 슬롯의 응력집중부를 연마재로 보완하여 응력집중으로 인한 크랙발생을 방지하기 위함이다.

상기 슬롯(121)간의 간격은 2.0∼5.0mm정도로, 그리고 폭은 1.0∼2.5㎜정도로 설정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 피삭재의 절단시 발생하는 부하와 마찰열에 대한 안정성을 확보하고 최대의 냉각효과를 얻기 위함이다.

또한, 상기 관통홀(122)은 피삭재의 절단시 코아 드릴과 피삭재사이에서 발생하는 마찰열이 샹크로 전달되는 것을 차단하고 또한 절삭팁 자체를 냉각시키는 역할을 하도록 형성되는 것이다.

상기 관통홀의 크기는 절삭방향으로 보아 절삭팁의 측면의 총면적에 대하여 10∼25%의 단면적을 갖도록 형성하는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 관통홀의 크기는 15∼20%의 크기를 갖는 것이다.

또한, 상기 관통홀의 수는 절삭팁의 강도 및 냉각성능을 고려하여 적절히 선정될 수 있다.

상기 관통홀의 수는 3∼5개로 선정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 그 갯수가 너무 많은 경우에는 관통홀 및 슬롯의 간격을 일정하게 유지하기 어렵고, 너무 적은 경우에는 적정한 냉각효과를 얻을 수 없기 때문이다.

본 발명의 절삭팁은 도 4에 나타난 바와 같이 관통홀 및 슬롯이 형성되어 있지 않은 절삭팁(140)일 수 있다.

이하, 본 발명에 따라 냉각홀과 슬롯이 형성된 절삭팁을 구비한 코아 드릴을 제조하는 방법의 일례에 대하여 설명한다.

본 발명의 코아 드릴을 제조하기 위해서는 우선 다수개의 절삭팁 및 하나의 샹크를 별도로 제조한다.

이 때의 절삭팁의 냉각홀과 슬롯은 레이져 컷팅에 의해 제작되어지는 것이 바람직하다.

상기 절삭팁의 가공은 단조금형을 사용하여 단조가공하는 것이 바람직하다.

상기 절삭팁을 단조금형을 사용하여 단조가공하는 경우에는 상기 절삭팁의 외주면을 코아 드릴의 샹크의 외주면에 접합하기에 적합한 곡면으로 가공하면서 절삭팁의 절삭면에 모따기 또는 모깍기를 동시에 행하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 단조금형을 사용하는 경우에는 일정한 규격의 천공용 공구의 생산성을 증가시킬 수 있고, 또한 단조 가공에 의해 소재의 기계적성질을 향상시켜 코아 드릴 사용시 내구성을 증가시킬 수 있다.

상기 절삭팁에는 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재를 부착시킨다.

이 때, 브레이징 공정 또는 전착법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상 사용되는 것이면 어느 것이나 적용가능하다.

상기 브레이징 온도는 건식절단시 발생하는 부하열 및 마찰열에 대한 안정성을 고려하여 1000℃이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

바람직하게는 상기 절삭팁에는 하나 또는 둘이상의 슬롯 및 /또는 관통홀을 형성시킨다.

상기 슬롯(121)의 깊이(H)는 부착될 연마재(130)의 깊이(h)와 동일하거나 또는 그것보다 작도록 형성하는 것이 바람직하다.

다음에, 상기와 같이 제조된 절삭팁들을 용접에 의하여 샹크에 접합시킨다.

상기 샹크와 절삭팁사이의 접합부는 절삭시 피삭재와 코아 드릴의 절삭부하를 샹크에 전달하는 역할을 하므로 코아 드릴의 사용시 절삭부하유지에 충분한 강도를 갖추어야만 한다.

따라서, 우수한 접합강도를 부여하는 용접방법을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 바람직하게 적용될 수 있는 용접방법으로는 레이져 용접방법을 들수 있다.

레이져 용접방법을 적용하는 경우에는 출력 2.5kw 이상에서 분당 2.0∼2.5m 의 속도로 용접하는 것이 바람직한데, 그 이유는 건식절단시 발생하는 부하열 및 마찰열에 대한 안정성 때문이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재를 부착시킨 절삭팁을 별도로 제조한 다음, 용접에 의하여 샹크에 접합시킴으로써 생산성이 높을 뿐만 아니라 연마재의 유지력이 우수하고 파삭재 절삭시 샹크의 파손을 방지할 수 있어 코아 드릴의 절삭성능 및 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 본 발명은 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재를 부착시킨 절삭팁에 슬롯을 적절히 형성함으로써 코아 드릴의 절삭성능을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 본 발명은 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재를 부착시킨 절삭팁에 관통홀을 적절히 형성함으로써 피삭재 절삭시 마찰열의 샹크로의 전달을 차단할 수 있을 뿐만 아니라 팁자체의 냉각을 도모할 수 있어 코아 드릴의 수명을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (14)

1. 구동장치에 연결되어 회전되도록 구성되는 원통형 샹크 및 이 원통형 샹크의 외주면에 일정한 간격을 두고 용접에 의하여 접합되어 있는 절삭팁으로 이루어지고;

   상기 절삭팁에는 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재가 부착되어 있고; 그리고 상기 절삭팁의 용접에 의한 접합은 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재가 부착된 후에 행하여지는 것임을 특징으로 하는 코아 드릴
2. 제1항에 있어서, 상기 절삭팁에는 하나 또는 둘 이상의 슬롯이 형성되어 있고; 상기 슬롯간의 간격 및 폭은 각각 2.0∼5.0mm 및 1.0∼2.0㎜인 것을 특징으로 하는 코아 드릴
3. 제2항에 있어서, 상기 슬롯의 깊이(H)는 연마재가 부착된 부분의 깊이(h)와 동일하거나 또는 그것보다 작도록 형성하는 것을 특징으로 하는 코아 드릴
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭팁에는 하나 또는 둘 이상의 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코아 드릴
5. 제4항에 있어서, 상기 관통홀은 절삭방향으로 보아 절삭팁의 측면의 총면적 에 대하여 10∼25%의 단면적을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 코아 드릴
6. 제5항에 있어서, 상기 관통홀의 수는 3∼5개인 것을 특징으로 하는 코아 드릴
7. 단조금형을 사용하여 절삭팁 형상으로 단조가공한 후, 브레이징 법 또는 전착법에 의하여 연마재를 부착시켜 다수개의 절삭팁을 제조하는 단계; 및

   상기와 같이 제조된 절삭팁들을 용접에 의하여 원통형 샹크에 접합시키는 단계를 포함하는 코아 드릴의 제조방법
8. 제7항에 있어서, 상기 절삭팁에는 하나 또는 둘 이상의 슬롯 및 하나 또는 둘 이상의 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코아 드릴의 제조방법
9. 제7항에 있어서, 단조가공시 상기 절삭팁의 외주면을 코아 드릴의 샹크의 외주면에 접합하기에 적합한 곡면으로 가공하면서 절삭팁의 절삭면에 모따기 또는 모깍기를 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 코아 드릴의 제조방법
10. 제7항에 있어서, 상기 관통홀은 절삭방향으로 보아 절삭팁의 측면의 총면적에 대하여 22∼24%의 단면적을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 코아 드릴의 제조방법
11. 제8항에 있어서, 상기 관통홀의 수는 3∼5개인 것을 특징으로 하는 코아 드릴의 제조방법
12. 제7항에서 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 브레이징 법에 의하여 연마재를 절삭팁표면에 부착할 시 브레이징 온도는 1000℃이상인 것을 특징으로 하는 코아 드릴의 제조방법
13. 제7항에서 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 절삭팁의 샹크에의 접합이 출력 2.5kw 이상에서 분당 2.0∼2.5m의 속도로 용접하는 레이져 용접방법에 의하여 행해지는 것을 특징으로 하는 코아 드릴의 제조방법
14. 제12항에 있어서, 절삭팁의 샹크에의 접합이 출력 2.5kw 이상에서 분당 2.0∼2.5m의 속도로 용접하는 레이져 용접방법에 의하여 행해지는 것을 특징으로 하는 코아 드릴의 제조방법

Images