KR101073138B1 - 다이아몬드 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가공성을 높이면서 수명을 길게 한 공구를 제공할 수 있도록 한 다이아몬드 공구에 관한 것으로서, 금속재질로 구비되는 공구베이스의 가공위치에 공구팁을 일체로 형성하고, 상기 공구팁은 공구베이스의 가공위치 표면과, 상기 공구베이스의 가공위치에 등 간격을 유지시켜 형성하는 많은 수의 슬로트와, 상기 가공위치와 슬로트 전체에 다이아몬드연마제를 융착분말로 브레이징 융착시켜 형성하고, 상기 가공위치 표면의 다이아몬드연마제가 마모되더라도 슬로트에 융착된 다이아몬드연마제에 의하여 슬로트 위치까지 사용할 수 있도록 한 것이 특징이다.

다이아몬드, 공구, 융착, 브레이징

Description

다이아몬드 공구{DIAMOND TOOL}

본 발명은 다이아몬드 공구에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 커팅, 천공, 절삭 또는 연마에 사용시 작업의 효율성을 높이면서 수명을 증대시킬 수 있도록 개선한 다이아몬드 공구의 제공에 관한 것이다.

다이아몬드 공구는 금속, 비철금속 또는 기타 다양한 종류의 소재의 결합부위나 가공된 부위 또는 성형 된 부위의 표면을 연마나 절삭, 구멍의 형성 또는 절단 등을 수행하기 위하여 사용하는 것이다.

상기와 같은 다이아몬드 공구 중 연마를 위한 목적으로 사용하는 것이 디스크 타입으로 구비되는 연마휠이 있고, 구멍형성(천공)을 위하여 사용되는 것이 관체 타입으로 구비되는 코어드릴이 있으며, 절단을 위하여 사용되는 것이 디스크 타입의 커팅휠 등으로 구성된다.

상기와 같은 다이아몬드 공구 중 종래의 대표적인 예로서는 커팅휠이 도 5에 도시되어 있으며, 이의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 커팅휠(1)의 구성은 금속재질로 디스크 타입으로 구비되는 휠베이스(2)의 중앙에 작업공구와 연결하기 위한 연결공(3)이 형성되고, 상기 휠베이스(2)의 가장자리에는 커팅팁(5)을 구비한다.

상기 커팅팁(5)은 휠베이스(2)의 가장자리에 방사상으로 수개 형성하는 슬로트(6)를 제외한 면에 다이아몬드로 된 팁(7)을 부착하여 구성하고 있다.

상기와 같은 종래 기술에서는 다이아몬드 팁은 다이아몬드연마제와 금속분말을 혼합하여 소결 성형하기 때문에 팁의 표면에 다이아몬드 분말이 미세하게 돌출되어 있는 매끄러운 표면형태를 띠게 되므로 고속 회전에 의하여 소재와 연접시 입자가 균일한 상태에 있기 때문에 마찰력이 증대되어 결국에는 소재를 절삭하여 긁어내지 못하고 미끄러지는 현상이 발생하게 된다.

상기 팁과 소재의 마찰력이 증대될 경우에는 소재의 절삭력은 저하되면서 마찰에 의한 온도상승으로 팁과 휠베이스를 고온상태로 변환시킴으로서 원재료의 특성이 변질 되어 제 기능을 수행하지 못하게 되고, 커팅 정지 후 냉각되는 과정에서 커틸휠의 변형이 발생하여 재사용 불가능하게 되는 문제를 야기한다.

그리고, 커팅휠이 소재를 커팅하는 과정에서 팁에 의하여 절삭된 칩은 후방으로 밀려지면서 휠베이스에 형성된 슬로트를 통하여 배출되는 데, 많은 양의 굵은 크기의 칩은 슬로트를 통하여 배출되나, 미세한 칩은 후방으로 이동하지 못하고 소재 또는 커팅휠의 팁에 남아있게 된다.

이와 같이 칩이 소재와 팁에 잔존할 경우, 특히 팁이 팁을 구성하는 다이아몬드연마제와 다이아몬드연마제 사이의 공간을 매립하게 되는 형태가 될 경우에는 팁과 소재의 마찰력을 증대시켜 고열만 발생시키고 소재를 긁어내는 절삭력을 발휘하지 못하게 됨으로서 커팅 기능이 상실되는 문제가 있다.

상기와 같이 휠베이스의 가장자리에 팁을 고정하여 사용하는 경우에는 수명 은 긴 장점은 있으나, 절삭성이 낮아 커팅, 연마, 천공 등의 작업을 용이하게 수행할 수 없는 단점이 있다.

이러한 단점을 보완하기 위하여 휠베이스의 가장자리에 다이아몬드 분말을 바로 융착하여 팁을 구성하는 경우가 있는 데, 이 경우에는 절삭력은 우수하나 다이아몬드 분말의 마모 속도가 빨라 수명이 짧은 단점이 있다.

특히, 다이아몬드 분말이 마모되면서 금속재질의 휠베이스가 함께 마모될 경우에는 우수한 절삭력을 확보할 수 있으나, 다이아몬드 분말이 마모되면서 쉽게 휠베이스로부터 탈락 되기 때문에 더욱 수명을 단축 시키는 원인이 되고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서 금속재질로 구비되는 공구베이스의 가공위치에 공구팁을 일체로 형성하고, 상기 공구팁은 공구베이스의 가공위치 표면과, 상기 공구베이스의 가공위치에 등 간격을 유지시켜 형성하는 많은 수의 슬로트와, 상기 가공위치와 슬로트 전체에 다이아몬드연마제를 융착분말로 브레이징 융착시켜 형성하고, 상기 가공위치 표면의 다이아몬드연마제가 마모되더라도 슬로트에 융착된 다이아몬드연마제에 의하여 슬로트 위치까지 사용할 수 있도록 함으로서 가공성을 높이면서 수명을 길게 한 공구를 제공할 수 있는 목적을 달성할 수 있다.

본 발명은 절삭, 연마 또는 천공 과정에서 소재와 마찰하면서 마모 또는 탈 락되는 다이아몬드 분말과 함께 공구의 베이스도 함께 마모될 수 있도록 함으로서 절삭력을 우수하게 하면서 수명을 길게 하여 다이아몬드 공구의 품질을 높이면서 작업성을 높일 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 다이아몬드 공구를 도시한 1 실시예의 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 다이아몬드 공구의 A - A선을 따라서 취한 단면도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 다이아몬드 공구의 B - B선을 따라서 취한 단면도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 다이아몬드 공구의 2 실시예를 도시한 사시도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 다이아몬드 공구(100)는 금속재질로 구비되는 공구베이스(101)의 가공위치(102)에 다이아몬드연마제(103)를 융착분말로 공구베이스(101)와 융착시켜 공구팁(105)을 일체로 형성한다.

상기 공구베이스(101)의 형상은 본 발명의 1 실시예에서는 천공에 사용할 수 있도록 관체 형상을 도시하고 있으나, 2 실시예에서와 같이 연마 또는 커팅에 사용할 수 있도록 원반형상의 디스크 타입 등 다양한 형태가 있을 것이다.

상기 공구팁(105)의 융착은 공구베이스(101)의 가공위치(102)에 등 간격을 유지시켜 많은 수의 슬로트(106,107)를 형성하고, 상기 가공위치(102) 전체에 다이아몬드연마제(103)를 덮어씌우고 슬로트(106,107) 전체에도 다이아몬드연마제(103) 을 고르게 투입시킨 후 브레이징으로 융착시켜 공구팁(105)이 형성되도록 한다.

상기 공구베이스(101)의 두께(T)가 너무 두꺼울 경우에는 연마, 절삭, 커팅 또는 천공 과정에서 다이아몬드연마제(103)와 피삭재의 칩에 의해 함께 마모되는 것이 어렵기 때문에 다이아몬드연마제(103)가 먼저 마모 또는 탈락됨으로서 작업이 불가능하게 되기 때문이다.

그리고, 슬로트(106,107)의 간격(B)이 너무 넓을 경우에는 다이아몬드연마제(103)를 채워넣기가 어려워 결국에는 융착이 불가하여 공구팁(105)을 구성할 수 없기 때문이다.

그러므로 상기 공구팁(105)을 구성하기 위한 공구베이스(101)의 바람직한 두께(T)는 3㎜이하가 바람직하고, 공구베이스(101)에 형성하는 슬로트(106,107)의 간격(B)은 다이아몬드연마제(103)가 융착분말에 의하여 안정된 상태로 융착될 수 있는 간격을 유지하도록 한다.

물론, 상기 슬로트(106,107)의 단면적은 슬로트(106,107)를 제외하고 남는 공구베이스(101)의 단면적 보다 많도록 하는 것이 공구를 사용하는 과정에서 다이아몬드연마제(103)와 함께 공구베이스(101)가 마모되어 슬로트(106,107)의 시작부위(S)에서 끝부위(E) 까지 모두 사용할 수 있게 된다.

상기 공구팁(105)을 구성하는 다이아몬드연마제(103)의 융착은 가공위치(102)와 슬로트(106,107)에 융착분말(108)을 도포한 후 다이아몬드연마제(103)를 부착시켜 고온의 진공로에서 융착시켜 융착분말(108)의 표면장력에 의하여 다이아몬드연마제(103)를 구성하는 각각의 다이아몬드알갱이(109,110)를 최적의 상태로 지지하게 된다.

뿐만 아니라, 다이아몬드알갱이(109,110)가 융착분말(108) 보다 외부로 돌출되고 불규칙 적인 고정상태를 유지함으로서 소재와의 마찰면적을 최소화하면서 절삭, 연마, 커팅, 천공력을 높일 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 다이아몬드 공구(100)를 이용하여 작업하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

연마, 절삭, 커팅 또는 천공에 사용되는 다이아몬드 공구(100)를 가공툴에 장착한 후 가공위치(102)에 다이아몬드연마제(103)를 융착시켜 일체로 형성한 공구팁(105)을 소재와 연접시킨 후 고속으로 회전시킴으로서 원하고자 하는 연마, 절삭, 커팅 또는 천공작업을 수행할 수 있게 된다.

상기와 같이 회전하는 다이아몬드 공구(100)의 공구베이스(101) 가공위치(102)에 일체로 형성된 공구팁(105)이 소재와 연접되면서 소재의 표면을 절삭하면서 가공하게 되는데, 절삭 정도에 따라 연마 또는 절삭, 커팅, 천공 등의 작업을 수행할 수 있게 된다.

이 과정에서는 공구베이스(101)의 가공위치(102)는 물론, 공구베이스(101)에 등 간격을 유지시켜 형성한 슬로트(106,107)에 다이아몬드연마제(103)가 융착분말(108)에 의하여 고정된 상태에 있고, 특히 다이아몬드연마제(103)를 구성하는 다이아몬드알갱이(109,110)가 융착분말(108) 보다 외부로 돌출된 상태에 있기 때문에 소재와 연접되는 마찰면적은 최소화되면서 절삭효율은 높아지기 때문에 소재를 용이하게 가공할 수 있게 되는 것이다.

특히, 공구팁(105)이 소재와 연접되어 가공되는 과정에서는 마찰에 의하여 다이아몬드연마제(103)가 마모 또는 탈락 되게 되는 데, 가공위치(102)의 다이아몬드연마제(103)가 마모되면, 가공위치(102)에 형성된 슬로트(106,107)에 융착된 다이아몬드연마제(103)에 의하여 가공이 이루어지면서 노출된 공구베이스(101)도 함께 마모되므로 가공작업에 지장을 주지않게 된다.

즉, 슬로트(106,107)에 융착된 다이아몬드연마제(103)에 의하여 가공위치(102)의 슬로트(106,107) 시작부위(S)에서 끝부위(E) 까지 공구베이스(101)가 마모될 때까지 사용할 수 있기 때문에 공구의 수명을 길게 하면서도 가공위치(102)에 형성된 슬로트(106,107)에 융착된 다이아몬드연마제(103)에 의하여 가공성이 저하되지 않아 고품질의 공구를 제공할 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 다이아몬드 공구를 도시한 1 실시예의 사시도.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 다이아몬드 공구의 A - A선을 따라서 취한 단면도.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 다이아몬드 공구의 B - B선을 따라서 취한 단면도.

도 4는 본 발명의 기술이 적용된 다이아몬드 공구의 2 실시예를 도시한 사시도.

도 5는 종래 기술이 적용된 다이아몬드 공구의 예시를 도시한 사시도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

100; 다이아몬드 공구

101; 공구베이스

103; 다이아몬드연마제

105; 공구팁

106.107; 슬로트

Claims (2)

1. 금속재질로 구비되는 공구베이스(101); 및

   상기 공구베이스(101)의 가공위치(102)에 등 간격을 유지시켜 형성되는 많은 수의 슬로트(106, 107)를 구비하며, 상기 공구베이스(101)와 일체로 형성되는 공구팁(105);을 포함하고,

   상기 공구팁(105)은 상기 슬로트(106,107) 시작부위(S)에서 끝부위(E) 까지 사용할 수 있도록 상기 공구베이스(101)의 가공위치(102) 전체와 상기 슬로트(106,107) 전체에 다이아몬드연마제(103)를 융착분말(108)로 브레이징 융착시켜 형성되며;

   상기 공구팁(105)의 융착은 상기 공구베이스(101)의 상기 가공위치(102) 전체에 상기 다이아몬드연마제(103)를 덮어씌우고 상기 슬로트(106,107) 전체에도 상기 다이아몬드연마제(103)를 고르게 투입시켜 이루어지며;

   상기 공구베이스(101)의 두께는 3mm 이하이고, 상기 공구베이스(101)에 형성되는 상기 슬로트(106,107)는 상기 다이아몬드연마제(103)가 융착분말에 의하여 안정된 상태로 융착되도록 간격(B)을 유지하게 형성되며;

   상기 슬로트(106,107)의 단면적은 다이아몬드 공구 사용 과정에서 상기 다이아몬드연마제(103)와 함께 공구베이스(101)가 마모되어 슬로트(106,107)에 융착된 다이아몬드연마제(103)에 의하여 가공성을 유지할 수 있도록 슬로트(106,107)를 제외하고 남는 공구베이스(101)의 단면적 보다 많도록 구비되며;

   상기 다이아몬드연마제(103)의 융착은 상기 가공위치(102)와 상기 슬로트(106,107)에 상기 융착분말(108)이 도포된 후 상기 다이아몬드연마제(103)를 부착시키고 진공로에서 융착시켜 상기 융착분말(108)의 표면장력에 의하여 상기 다이아몬드연마제(103)를 구성하는 각각의 다이아몬드알갱이(109,110)를 지지하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
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