KR100758276B1 - 파이프 단부 마감용 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프의 단부를 마감 처리하기 위한 파이프 단부 마감용 공구로서, 파이프 단부의 내측 가장자리 및 외측 가장자리를 각각 면취하는 제 1, 2 절삭팁 및 파이프의 단부면를 가공하는 제 3 절삭팁을 포함하는 절삭팁과, 상기 복수의 절삭팁이 일단부에 결합되는 몸체를 포함하여 구성되어지되, 상기 제 1 절삭팁은 선단부에 절삭날이 형성되고, 상기 절삭날은 결합 시 상기 몸체의 일단부 외측으로 돌출되며, 상기 제 2 및 제 3 절삭팁은 제 1 절삭팁의 둘레에 위치된다. 따라서 범용 파이프 챔퍼링 머신에 장착 가능하고 파이프의 단부면 가공 및 단부의 내측과 외측 가장자리를 동시에 면취할 수 있다.

단부 마감, 챔퍼링, 고정부, 보스부, 부시, 절삭팁

Description

파이프 단부 마감용 공구{Tool for the material-removing machining of pipe ends}

도 1은 종래 기술에 의한 파이프의 마감 처리 과정을 도시하는 도면.

도 2는 본 발명에 의한 파이프 단부 마감용 공구를 도시하는 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 파이프 단부 마감용 공구를 도시하는 정면도, 배면도 및 측면도.

도 4는 본 발명에 의한 파이프 단부 마감용 공구의 분해사시도.

도 5는 도 4의 다른 실시예를 도시하는 분해사시도.

도 6은 도 4의 또 다른 실시예를 도시하는 분해사시도.

도 7은 본 발명에 의한 파이프 단부 마감용 공구의 사용상태도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

T : 파이프 단부 마감용 공구 P : 파이프

100 : 몸체 110 : 고정부

120 : 보스부 130 : 단턱

150 : 부시 200 : 절삭팁

210 : 제 1 절삭팁 220 : 제 2 절삭팁

230 : 제 3 절삭팁

본 발명은 파이프 단부 마감용 공구에 관한 것으로, 구체적으로는 파이프의 내경과 외경 및 단부면을 동시에 가공할 수 있는 파이프 단부 마감용 공구에 관한 것이다.

일반적으로 파이프의 단부, 특히 커터 등에 의해 절단된 단부의 내측 가장자리와 외측 가장자리에는 절단 가공 중 발생된 깔쭉깔쭉한 형태의 칩(Chip) 또는 버(Burr)가 남게 마련이다. 절단 가공을 하였다고 해서 반드시 칩 또는 버가 발생되는 것은 아니지만, 그 절단면의 내측 및 외측 가장자리는 매우 날카롭게 되므로 그대로 사용하는 것은 바람직하지 못하다. 예를 들어, 절단 가공된 파이프를 마감 처리 없이 그대로 사용하게 될 경우, 칩, 버 및 절단면의 날카로운 가장자리에 의해 취급자가 다치게 되거나, 관련 장비를 손상시킬 수 있으므로 매우 주의를 요하게 된다. 또한, 절단 가공된 파이프는 그 가공 치수, 즉 파이프의 길이가 서로 상이하기 때문에 절단 과정을 거친 파이프의 단부를 마감 처리하여 사용하는 것이 바람직하다.

도 1은 종래 기술에 의한 파이프의 마감 처리 과정을 도시하는 도면으로 도 1을 참조하면, 종래의 파이프 마감 처리 과정은, 절단된 파이프의 단부면을 평면으로 가공하는 제 1 단계와, 파이프 단부면의 내측 가장자리를 면취 가공하는 제 2 단계와, 파이프 단부면의 외측 가장자리를 면취 가공하는 제 3 단계로 이루어진다. 이때, 상기 제 2 및 제 3 단계, 즉 가장자리를 면취 가공하는 단계는 통상적으로 모따기, 모떼기 및 챔퍼링 가공이라 불리기도 한다.

좀 더 상세히 살펴보면, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 절단 가공에 의해 제작된 파이프의 단부면에는 절단 가공 중 발생된 칩 또는 버가 남게 되는데, 마감 처리를 위해서는 칩과 버의 제거가 우선적으로 진행되어야 한다. 이때, 칩과 버의 크기가 크지 않을 경우에는 상기 제 1 내지 제 3 단계를 통해 제거될 수 있으므로 별도로 제거되지 아니하여도 무방하다.

파이프의 단부면에 남아 있던 칩과 버가 제거되면, 도 1의 (b)에 도시된 것처럼 단부면을 평면으로 매끈하게 가공하고, 그 다음 도 1의 (c)와 (d)와 같이 단부면의 내측 가장자리와 외측 가장자리를 면취 가공하게 된다.

이와 같은 종래의 파이프 단부 마감 처리 과정은 여러 단계로 이루어지므로 작업 속도가 빠르지 아니하며, 그에 따라 생산성도 떨어지는 문제가 있다. 또한, 각 단계의 작업을 수행하기 위해서는 그에 적합한 공구 및 각 공구를 구동시키는 장비가 요구되므로 많은 비용이 소요된다. 뿐만 아니라 각 단계는 수작업에 의해 진행되기 때문에 가공되는 파이프의 치수가 동일하지 못한 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 소정의 구동수단에 의해 공구를 회전시켜 파이프의 단부를 마감하는 챔퍼링 머신이 개발되었다. 이러한 파이프 챔퍼링 머신은 자동 가공이 가능하므로 작업 속도를 향상시킬 수 있으며, 동일한 치수의 파이프를 얻을 수 있으므로 효과적이다.

그러나 상기 챔퍼링 머신에는 종래의 공구가 그대로 적용되므로 파이프의 마 감 처리 과정은 여전히 여러 단계로 이루어지고, 각 단계마다 그에 적합한 공구를 사용하기 위하여 공구를 교체하므로 공구 교체에 많은 시간이 소요되는 바, 생산성을 향상시키기에는 부족한 점이 많았다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 범용 파이프 챔퍼링 머신에 장착되어 파이프의 단부면 가공 및 단부의 내측과 외측 가장자리를 동시에 면취할 수 있는 파이프 단부 마감용 공구를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 파이프 형상의 소재뿐만 아니라 봉 형상의 소재에도 적용 가능하며, 마감처리와 동시에 홈 또는 홀을 가공할 수 있는 파이프 단부 마감용 공구를 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 파이프 단부 마감용 공구는, 파이프 단부의 내측 가장자리 및 외측 가장자리를 각각 면취하는 제 1, 2 절삭팁 및 파이프의 단부면를 가공하는 제 3 절삭팁을 포함하는 절삭팁과, 상기 복수의 절삭팁이 일단부에 결합되는 몸체를 포함하여 구성되어지되, 상기 제 1 절삭팁은 선단부에 절삭날이 형성되고, 상기 절삭날은 결합 시 상기 몸체의 일단부 외측으로 돌출되며, 상기 제 2 및 제 3 절삭팁은 제 1 절삭팁의 둘레에 위치된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 파이프 단부 마감용 공구를 도시하는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 파이프 단부 마감용 공구를 도시하는 정면도, 배면도 및 측면 도이다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명 파이프 단부 마감용 공구(T)는 몸체(100)와, 상기 몸체(100)의 일단부에 결합되는 복수의 절삭팁(200)을 포함한다.

상기 몸체(100)는 소정의 길이를 갖는 다단의 원기둥 형상으로, 파이프(도 5의 P)의 단부를 자동으로 가공할 수 있는 챔퍼링 머신(Chamfering Machine)의 척(Chuck, 미도시) 등에 삽입 고정되는 고정부(110)와, 상기 고정부(110)의 전방에 형성되고 그 선단에 상기 복수의 절삭팁(200)이 결합되는 보스부(120)로 이루어진다. 또한, 상기 보스부(120)의 일단부 중심에는 소정 깊이의 결합홈(122)이 형성되고, 상기 결합홈(122)을 중심으로 그 둘레에는 한 쌍의 칩 배출홈(124)이 서로 대향하는 위치에 형성되며, 상기 한 쌍의 칩 배출홈(124) 선단에는 소정의 요입홈(126)이 형성된다.

여기서 상기 몸체(100)는 상술한 바와 같이 다단으로 형성되는데, 척에 삽입 고정되는 상기 고정부(110)의 직경이 상기 보스부(120)의 직경에 비하여 작게 형성되고 이들 사이에는 소정의 단턱(130)이 마련된다. 상기 단턱(130)은 척에 고정된 상기 몸체(100)가 파이프(P)와의 접촉에 의해 척의 내부로 밀려들어가는 것을 방지하기 위한 것으로, 본 발명 파이프 단부 마감용 공구(T) 설치 시 상기 몸체(100)의 단턱(130)이 척의 전면에 밀착되게 설치함으로써 실현된다. 한편, 상기 결합홈(122) 및 요입홈(126)은 파이프(P)의 단부를 마감하기 위한 절삭팁(200)이 장착되는 부위로 이에 대한 설명은 절삭팁(200)을 먼저 설명한 후 기술하도록 한다.

상기 복수의 절삭팁(200)은 파이프(P) 단부 내측 가장자리를 면취하는 제 1 절삭팁(210), 그 외측 가장자리를 면취하는 제 2 절삭팁(220) 및 파이프(P)의 단부면을 가공하는 제 3 절삭팁(230)을 포함한다.

상기 절삭팁(200) 중에서 제 1 절삭팁(210)은 소정 길이를 갖는 원기둥 형상으로 형성되어지되, 그 일측 선단부(212)는 가공물인 파이프(P)의 내측으로 인입 가능하도록 원추 형상으로 형성되며, 선단부(212)의 외주면에는 파이프(P)의 내측 가장자리를 면취할 수 있도록 한 쌍의 절삭날(214)이 나선형으로 형성된다. 본 실시예는 상기와 같은 별도의 절삭팁을 사용하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것을 아니다. 예를 들어, 선단부에 절삭날이 형성된 드릴 등과 같은 일반적인 절삭용 공구를 사용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이때, 상기 제 1 절삭팁(210)은 내부가 중공인 소재의 내측 가장자리를 면취 가공하는 것 이외에 내부가 충진된 소재의 일단부에 홈이나 홀을 가공할 수 있다.

상기 제 2 및 제 3 절삭팁(220, 230)은 평면 형상이 정사각형인 일반적인 범용 인서트 팁이다. 이러한 인서트 팁은 그 측면이 상면 및 하면에 대해 수직으로 형성되는 네거티브 인서트 팁(Negative insert tip)과, 여유각이 마련되도록 측면이 경사지게 형성되는 포지티브 인서트 팁(Positive insert tip)으로 나뉘는데, 본 실시예에서는 절삭부하가 작고 칩의 배출이 원활하도록 포지티브 인서트 팁을 사용한다. 이는 본 발명 파이프 단부 마감용 공구(T)와 그가 장착되는 척의 특성상 장착과정에서 사용자가 임의로 여유각을 줄 수 없기 때문이다. 또한, 상기 인서트 팁은 그 평면 형상에 따라 사각형, 마름모, 삼각형 및 원형 등이 있는데, 본 실시예에서는 사각형을 일예로 설명하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다 양한 형상의 인서트 팁이 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 파이프 단부 마감용 공구의 분해사시도로, 도면을 참조하여 결합홈(122)과 요입홈(126)에 대해 살펴보면 다음과 같다.

제 1 절삭팁(210)이 장착되는 결합홈(122)은 제 1 절삭팁(210)의 일부, 즉 절삭날(214)이 형성되지 않은 일측이 삽입 가능하도록 소정의 깊이로 형성되며, 상기 결합홈(122)이 형성된 보스부(120)의 외주면에는 결합홈(122)에 관통되는 나사홀(142)이 형성되고 상기 나사홀(142)에는 결합홈(122)에 삽입된 제 1 절삭팁(210)을 고정 결합하기 위한 고정나사(144)가 결합된다.

상기 요입홈(126)은 제 2 절삭팁(220)이 장착되는 제 1 요입홈(126a)과 제 3 절삭팁(230)이 장착되는 제 2 요입홈(126b)을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 요입홈(126a, 126b)은 그에 장착되는 절삭팁(220, 230)이 완전히 요입될 수 있는 형상으로 형성되어지되, 요입된 상태에서 절삭팁(220, 230)의 파이프(도 5의 P)와 접촉되는 측면은 외부로 노출될 수 있는 형상으로 형성된다.

상기 제 1 요입홈(126a)은 평면 상 마름모형으로 형성되고, 제 2 요입홈(126b)은 평면 상 정사각형으로 형성된다. 이와 같이 제 1 및 제 2 요입홈(126a, 126b)의 형상이 상이한 이유는 그들에 장착되는 제 2 절삭팁(220) 및 제 3 절삭팁(230)의 역할이 다르기 때문이다. 좀 더 상세히 설명하면 상기 제 1 요입홈(126a)에 장착되는 제 2 절삭팁(220)은 파이프(P)의 외측 가장자리를 가공하는 것으로 그 일측면이 파이프(P)의 단부면과 소정의 각도를 이루며 배치되어야 하고, 상기 제 2 요입홈(126b)에 장착되는 제 3 절삭팁(230)은 파이프(P)의 단부면을 가 공하는 것으로 그 일측면이 파이프(P)의 단부면과 평행하게 배치되어야 한다. 또한, 상술한 바와 같이 파이프(P)와 접촉되는 적어도 일 측면은 반드시 개방되게 형성되어야 한다.

이때, 상기 제 2 및 제 3 절삭팁(220, 230)의 중앙에는 상하로 관통공(222, 232)이 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 요입홈(126a, 126b)의 바닥면 중 상기 관통공(222, 232)과 대응되는 위치에는 나사홈(128a, 128b)이 형성되며, 상기 나사홈(128a, 128b)에는 상기 관통공(222, 232)을 관통하여 결합되는 고정나사(224, 234)가 결합된다. 상기 고정나사(224, 234)는 상기 제 1 및 제 2 요입홈(126a, 126b)에 장착된 제 2 및 제 3 절삭팁(220, 230)이 유동하지 않도록 고정하기 위한 것이다.

도 5는 도 4의 다른 실시예를 도시하는 분해사시도로 도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 외주면 일측에 절개부(152)가 형성된 파이프 형상의 부시(150)를 더 포함하여 구성되는데, 상기 부시(150)는 필요에 따라 다양한 직경의 제 1 절삭팁(210)을 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

그 결합구조를 살펴보면, 상기 부시(150)는 제 1 절삭팁(210)의 외주면에 위치되어 결합홈(122)에 삽입된다. 이때, 상기 제 1 절삭팁(210)을 고정하기 위한 고정나사(144)를 조이면, 부시(150)의 절개부(152)가 서로 밀착됨과 동시에 내경이 축소되어 제 1 절삭팁(210)을 고정하게 된다. 이와 같이 상기 부시(150)를 사용하면 필요에 따라 다양한 직경의 제 1 절삭팁(210)을 사용할 수 있어 다양한 직경 및 두께를 갖는 파이프를 모두 가공할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에서는 외주면 일측에 절개부(152)가 형성된 부시(150)를 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태의 부시를 사용할 수 있다. 예를 들어, 일단부에만 절개부가 형성되고 타측으로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형상의 부시를 사용하여서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 6은 도 4의 또 다른 실시예를 도시하는 분해사시도로 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예는 제 1 절삭팁(210)의 삽입 깊이를 조절하기 위한 스토퍼(160)를 더 포함하여 구성된다. 좀 더 상세히 설명하면, 고정부(110)와 보스부(120)로 이루어진 몸체(100)에는 상기 제 1 절삭팁(210)이 장착되는 결합홈(122)이 형성되는데, 상기 결합홈(122)은 몸체의 길이방향 중심축을 따라 관통되게 형성된다. 또한, 상기 결합홈(122)의 내주면 일부에는 나사산(162)이 형성되고, 상기 스토퍼(160)가 이에 결합된다.

상시 스토퍼(160)는 상술한 바와 같이 제 1 절삭팁(210)의 삽입 깊이를 조절하기 위한 것으로 필요에 따라 상기 제 1 절삭팁(210)을 돌출 또는 인입되게 고정시킬 수 있으며, 결합홈(122)에 나사가 형성되므로 돌출 및 인입량을 미세하게 조절할 수 있게 된다.

장기간 사용으로 마모된 제 1 절삭팁(210)은 절삭날(214)을 재가공하여 다시 사용하게 되는데, 절삭날(214)을 재가공할 경우 제 1 절삭팁(210)의 길이가 짧아지게 되므로 재사용이 불가능하게 된다. 하지만, 본 실시예와 같이 스토퍼(160)에 의해 제 1 절삭팁(210)의 돌출 또는 인입량을 조절하게 될 경우에는 절삭날(214)을 여러 번 가공한 후에도 사용할 수 있으므로 매우 경제적이다.

상기와 같은 구성의 본 발명 파이프 단부 마감용 공구(T)는 상술한 바와 같이 척에 고정되어 사용되는데, 이때 척에 고정된 파이프 단부 마감용 공구(T)가 파이프(P)의 일단부와 접촉하여 마감 처리하게 된다. 도 7은 파이프(P)의 일단부와 본 발명 파이프 단부 마감용 공구(T)가 접촉된 상태를 도시하는 도면으로 도면에 도시된 바와 같이 제 1 절삭팁(210)은 파이프(P)의 내측 가장자리와 접촉되고, 제 2 절삭팁(220)은 파이프(P)의 외측 가장자리와 접촉되며, 제 3 절삭팁(230)은 파이프(P)의 단부면과 접촉된다. 이때, 본 발명 파이프 단부 마감용 공구(T) 및 파이프(P) 중 어느 하나는 회전 중이되, 외측 가장자리와 내측 가장자리 및 단부면이 상기 복수의 절삭팁(200)과 모두 접촉된 상태에서 회전하게 되므로 동시에 가공될 수 있다. 따라서 가공에 소요되는 시간이 단축시킬 수 있으며 생산성도 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 단부 마감용 공구의 구성 및 절삭 과정을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명 파이프 단부 마감용 공구는 다양한 규격의 파이프 단부 가공에 모두 적용될 수 있지만, 가공 시 절삭부하가 작은 소형 정밀 가공에 매우 적합하다.

이상과 같이 본 발명 파이프 단부 마감용 공구는 복수의 절삭팁을 포함하여 구성되므로 파이프의 단부 내측 가장자리, 외측 가장자리 및 파이프의 단부면을 동시에 면취 및 가공할 수 있고, 가공에 소요되는 시간이 단축됨에 따라 생산성도 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명 파이프 단부 마감용 공구는 파이프 형상의 소재에만 국한되는 것은 아니며 제 1 절삭팁(내측 가장자리를 면취하는 절삭팁)을 제거하면 봉 형상 소재의 단부 마감 처리에도 적용 가능하다. 뿐만 아니라, 상기 제 1 절삭팁을 추가 장착할 경우, 봉 형상 소재의 단부 마감 처리와 동시에 그 단부에 홈 또는 홀을 가공할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 파이프 단부 마감용 공구에 있어서,

   원기둥 형상으로 형성되어 파이프 단부의 내측 가장자리를 면취하는 제 1 절삭팁과, 파이프 단부의 외측 가장자리를 면취하는 제 2 절삭팁과, 파이프의 단부면를 가공하는 제 3 절삭팁을 포함하는 절삭팁;

   일단부 중심에 상기 제 1 절삭팁의 일부가 삽입되어 결합되는 결합홈이 형성되고, 일단부에 제 2 절삭팁과 제 3 절삭팁이 결합되는 몸체; 및

   일측에 절개부가 형성되어 직경이 축소되게 변형 가능하며, 상기 제 1 절삭팁과 결합홈 사이에 마련되는 부시;

   를 포함하여 구성되어지되, 상기 제 1 절삭팁은 선단부에 절삭날이 형성되고, 상기 절삭날은 결합 시 상기 몸체의 일단부 외측으로 돌출되며, 상기 제 2 및 제 3 절삭팁은 제 1 절삭팁의 둘레에 위치되는 것을 특징으로 하는 파이프 단부 마감용 공구.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 결합홈이 형성된 몸체의 일단부 외주면에는 결합홈에 관통되는 나사홀이 형성되고, 상기 제 1 절삭팁은 상기 나사홀을 통해 결합되는 고정나사에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 파이프 단부 마감용 공구.
4. 삭제

Images