KR101111745B1

KR101111745B1 - 브로칭 공구

Info

Publication number: KR101111745B1
Application number: KR1020090106892A
Authority: KR
Inventors: 이효병
Original assignee: 삼익오토텍(주)
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2012-03-14
Also published as: KR20110050064A

Abstract

본 발명은 브로칭 공구에 관련되며, 구성에 특징을 살펴보면, 가공물(A)의 기초경(A1)으로 초기진입을 안내하는 안내부(12)가 구비되는 브로칭바(10)상에 축선방향으로 다수개소에 이격되도록 절삭날(14)이 형성되고, 첫번째 절삭날(14)은 날끝을 기준으로 후방으로 갈수록 단면적이 확장형성되어 외주면에 경사면(20)이 구비되며, 경사면(20)상에 다수개의 압착골(30)이 브로칭바(10)의 축선방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 첫번째 절삭날의 경사면과 압착골에 의해 브로칭 공구가 기초경의 축선을 타고 정밀이송되도록 안내함에 따라 편심가공이 방지되면서 가공정밀도가 향상되어 브로칭공정을 수행후 브로칭가공부의 치수오차를 보정하기 위해 가공물의 외경을 보정해야 하는 추가공정(예컨대, 정삭가공공정, 연마가공공정)이 생략되므로 제조공정이 크게 단축되는 효과가 있다.

보로칭, 절삭날, 경사면, 압착골

Description

브로칭 공구{Broaching tool}

본 발명은 브로칭 공구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가공물의 기초경을 기준으로 이송되면서 총 절삭깊이를 조금씩 분할절삭하여 필요한 형상을 가공하는 보로칭 공구에 관한 것이다.

통상적으로 브로칭공구는 비교적 복잡한 모양을 하고 있는 가공물의 내면 또는 표면 가공용으로 사용되고, 가공하는 모양과 비슷한 많은 날이 차례로 치수를 늘리면서 축선방향(軸線方向)으로 배열되어 있는 봉 모양의 공구로서, 이것을 브로칭머신의 축에 장착하고, 축방향으로 밀거나 끌어당겨서 총 절삭깊이를 조금씩 분할절삭하게 된다.

종래에 개시된 주요 브로칭공구를 살펴보면, 특허공개번호 특1995-0702889호'고정밀 고표면 다듬질 브로칭 방법, 공구 및 윤활제/냉각제'에서 브로칭 공구의 몸체부를 따라 축방향으로 서로 이격된 다수의 절삭치와, 가공구멍의 예정된 다듬질 직경보다, 약간 더 큰 직경을 갖는 다수의 평탄한치가 구비되어 가공구멍을 고정밀 고표면으로 가공하도록 하는 기술이 선공개된바 있습니다.

또, 실용신안공개번호 실1999-0030073호 '랙바'에서 브로우치의 각 공구에 의해서 가공되는 복수 개의 날에서 선단부의 제 1날이 보호대 역할을 하도록 상기 제 1날과 제 2날의 간격은 다른 날의 간격보다 크게 형성하여 랙바에 제품이 잘못 투입되었을 때는 제 1날이 보호대 역할을 하도록 하고 있다.

상기 개시된 브로칭 공구들은 브로칭가공을 보다 정밀하고 신속하게 수행하고, 가공불량을 방지하기 위한 목적이 있지만, 그 구조상 최초진입되는 첫번째 날부터 절삭가공이 수행되는 구조를 가짐에 따라 가공공정 중 심각한 문제점이 있다.

일반적으로, 브로칭 공구는 브로칭장치에 고정되도록 양단에 자루부가 형성되고, 일단부에 가공물의 기초경과 동축상에 위치되도록 가이드부가 공차가공되며, 가이드부에 이어서 기초경을 가공하기 위한 절삭부, 그리고 절삭부에 의해 가공된 면을 정밀가공하기 위한 평행부가 구비되어 브로칭공구가 이송되면서 피가공물의 기초경을 절삭가공하지만, 브로칭 공정 중에 가이드부가 재기능을 수행하지 못하여 가공정밀도가 저하되는 실정이다.

실예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 기초경의 축선을 타고 이송되도록 안내하는 가이드부(G)는 최초진입이 원활하면서 억지끼움으로 인한 이송불량을 방지하기 위해 기초경 대비 틈새공차(예컨대, 0.02~0.04mm)가 반듯이 유지된다. 이에 브로칭공정이 수행되는 중에 절삭날이 가공물을 파고들려는 성질에 의해 편하중이 작용시 틈새공차내에서 첫번째 날이 기초경을 미세하게 편심가공하게 되고, 이어서 진입되는 두번째날부터는 첫번째날(C1)을 따라 절삭이송되므로 치수 오차범위(D1)(D2)가 점차 확대되는 문제점이 따랐다.

뿐만 아니라, 기초경의 편심가공으로 인한 치수오차를 보정하기 위해 브로칭 공정이 완료된후 브로칭가공부를 기준으로 피가공물의 단면부와 외경을 수정하기 위해 별도의 정삭가공공정 혹은 연마가공공정을 반듯이 수행하야 하므로 가공공정와 다분화로 생산성 저하 및 제조원가 상승을 초래하는 폐단이 따랐다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 브로칭 공정중편심절삭으로 인한 가공정밀도 저하 및 제조공정 다분화를 방지하기 위한 브로칭 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 가공물(A)의 기초경(A1)으로 초기진입을 안내하는 안내부(12)가 구비되는 브로칭바(10)상에 축선방향으로 다수개소에 이격되도록 절삭날이 형성되고, 상기 절삭날 중 첫번째 절삭날(14)은 날끝을 기준으로 후방으로 갈수록 단면적이 확장형성되어 외주면에 경사면(20)이 구비되며, 경사면(20)상에 다수개의 압착골(30)이 브로칭바(10)의 축선방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 첫번째 절삭날(14)의 날끝은 모따기처리되어 가이드면(40)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경사면(20)은 두번째 절삭날(14') 대비 브로칭바(10)의 축선방향으로 1~5배 확장된 폭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 첫번째 절삭날(14)의 선단부는 가공물(A)의 기초경 대비 0 ~ -0.02mm로 공차가공되고, 후단부는 가공물(A)의 기초경 대비 0.015mm ~ 0.03mm로 공차가공되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 첫번째 절삭날의 경사면과 압착골에 의해 브로칭 공구가 기초경의 축선을 타고 정밀이송되도록 안내함에 따라 편심가공이 방지되면서 가공정밀도가 향상되어 브로칭공정을 수행후 브로칭가공부의 치수오차를 보정하기 위해 가공물의 단면부와 외경을 보정해야 하는 추가공정(예컨대, 정삭가공공정, 연마가공공정)이 생략되므로 제조공정이 크게 단축되는 효과가 있다.

또, 절삭날의 개수를 감소시키면서 각각의 절삭날에 대한 절삭량을 증가하더라도 절삭력의 편중으로 인한 편심가공이 방지되므로 브로칭 공구의 사이즈 축소 및 절삭이송거리를 줄여줌으로 가공시간이 근본적으로 단축되는 구조를 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 브로칭 공구를 전체적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 브로칭 공구를 이용한 브로칭공정을 나타내는 구성도이며, 도 3은 도 2의 B - B'선을 절단하여 나타내는 횡단면도이다.

본 발명은 브로칭공구에 관련되며, 이때 브로칭공구는 브로칭머신의 축에 장착되는 생크부가 양단에 구비되고, 일측 싱크부에 이어 브로칭공구를 가공물의 기 초경으로 안내하는 안내부와, 실질적으로 기초경을 절삭하도록 치수가 점차 커지는 다수개의 절삭날이 축선방향으로 구비되는 절삭부로 구성되고, 절삭부에 의해 절삭된 면의 치수 정밀도 및 조도를 개선하기 위해 동일 치수의 평행한 수개의 날이 형성된 평행부가 선택적으로 구비되며, 브로칭공구가 절삭이송중에 기초경이 편심절상되어 가공정밀도가 저하되는 것을 방지하기 위해 첫번째 절삭날(14)상에 경사면(20) 및 압착골(30)이 형성된다.

그리고, 브로칭공구는 절삭날의 형상에 따라 가공물의 기초경을 각홀, 진원, 타원홀, 내치(內齒)를 포함하는 다양한 형상으로 가공하되, 이하 설명에서는 내치가공용 브로칭공구를 일예로서 설명한다.

본 발명에 따른 브로칭공구는 가공물(A)의 기초경(A1)으로 초기진입을 안내하는 안내부(12)가 구비되는 브로칭바(10)상에 축선방향으로 다수개소에 이격되도록 절삭날이 형성되고, 상기 절삭날 중 첫번째 절삭날(14)은 날끝을 기준으로 후방으로 갈수록 단면적이 확장형성되어 외주면에 경사면(20)이 구비되며, 경사면(20)상에 다수개의 압착골(30)이 브로칭바(10)의 축선방향으로 형성된다.

여기서, 첫번째 절삭날(14)은 브로칭 공정을 수행시 가공물(A)의 기초경(A1)을 최초진입되는 날로서, 날끝을 기준으로 후방으로 갈수록 직경이 확장되어 외주면이 경사면(20)으로 형성된다.

이때 경사면(20)은 전협후광(前狹後廣)구조로 형성되되, 즉 첫번째 절삭날(14)의 선단부 사이즈가 가공물(A)의 기초경과 같거나 작은 사이즈로 형성되고, 첫번째 절삭날(14)의 후단부는 기초경보다 크고 두번째 절삭날(14')의 선단부형상 보다 작게 형성되는바, 바람직하게는 첫번째 절삭날(14)의 선단부는 가공물(A)의 기초경 대비 0 ~ -0.02mm로 공차가공되고, 후단부는 가공물(A)의 기초경 대비 0.015mm ~ 0.03mm로 공차가공된다.

이에 도 2처럼 브로칭 공구의 절삭부가 가공물(A)의 기초경(A1)에 초기 진입시 첫번째 절삭날(14)의 경사면(20)이 기초경(A1)에 끼움결합되면서 브로칭공구와 기초경(A1)이 동축상에 위치시키고, 이어서 두번째 절삭날(14')부터 기초경(A1)이 절삭되는 시점에서는 첫번째 절삭날(14)의 경사면(20)이 기초공(A1)에 억지끼움된 상태로 절삭이송이 수행된다.

따라서, 두번째 절삭날(14')부터 절삭날 경사각으로 인해 가공물(A)상으로 파고들어가려는 편하중이 어느 일측으로 작용하더라도 첫번째 절삭날(14)의 경사면(20)에 의해 브로칭공구가 기초경(A1)의 축선을 따라 절삭이송되도록 안내되므로 편심가공이 방지된다.

또, 경사면(20)상에 다수개의 압착골(30)이 브로칭바(10)의 축선방향으로 형성된다. 압착골(30)은 도 3의 횡단면형상과 같이 브로칭공구의 축선을 중심으로 경사면(20)의 외주면에 일정한 등각위치에 형성되어 첫번째 절삭날(14)이 기초경에 진입시 경사면(20)과 기초경(A1)이 국부적으로 면접촉되도록 한다.

이에 첫번째 절삭날(14)이 억지끼움으로 기초경(A1)에 맞물리더라도 도 3의 확대도와 같이 경사면(20)에 국부적으로 가압된 기초경(A1)의 표면이 압착골(30)과 대응하는 위치로 밀리면서 기초경(A1)이 통과할 수 있는 공간을 확보하게 된다.(도 3의 확도대도에서 도면부호 A1'는 경사면에 가압되기전 기초경의 최초형상을 나타 내는 가상선이다.)

이때, 경사면(20)에 의해 국부적으로 가압된 기초경(A1)이 신속하게 변형되도록 경사면(20)과 압착골(30)의 폭을 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 도 3에서 압착골(30)이 아치형으로 형성된 상태를 도시하고 있지만, 이에 국한되지 않고 삼각, 사각, 유선형 등을 포함하는 다양한 형상으로 함몰형성하는 구성도 가능한다.

이때, 상기 첫번째 절삭날(14)의 날끝은 모따기처리되어 가이드면(40)이 형성된다. 도 2의 확대도와 같이 가이드면(40)에 의해 날카로운 날끝 모서리가 라운드나 경사형으로 제거됨에 따라 첫번째 절삭날(14)의 경사면(20)이 기초공(A1)으로 보다 자연스럽게 진입되어 작업성이 향상된다.

또한, 상기 경사면(20)은 두번째 절삭날(14') 대비 브로칭바(10)의 축선방향으로 1~5배 확장된 폭으로 형성된다. 이에 브로칭 공정시 경사면(20)의 접지면적이 확장됨에 따라 보다 큰 편하중(예컨대, 두번째 절삭날(14')부터 절삭량이 증가)이 작용하더라도 직진성이 향상되어 기초경(A1)의 축선을 따라 정밀 이송된다.

상기한 바와 같이 첫번째 절삭날(14)의 경사면(20)과 압착골(30)에 의해 브로칭 공구가 기초경(A1)의 축선을 타고 정밀이송되도록 안내됨에 따라 편심가공이 방지되면서 가공정밀도가 향상되고, 이에 종래에 브로칭공정을 수행후 브로칭가공부의 치수오차를 보정하기 위해 별도의 정삭가공공정 혹은 연마가공공정을 통하여 가공물의 단면부와 외경을 보정해야 하는 추가공정이 생략되므로 제조공정이 크게 단축된다.

뿐만 아니라, 절삭날의 개수를 감소시키면서 각각의 절삭날에 대한 절삭량을 증가하더라도 절삭력의 편중으로 인한 편심가공이 방지된다. 일예로서 종래에 50개의 절삭날을 가진 브로칭공구가 수행하는 작업을 30개의 절삭날로 감축하고 절삭량을 증가하더라도 절삭이송중 편심가공이 방지됨에 따라 브로칭공구의 사이즈 축소 및 절삭이송구간의 단축으로 작업시간이 근본적으로 단축되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 브로칭 공구를 전체적으로 나타내는 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 브로칭 공구를 이용한 브로칭공정을 나타내는 구성도.

도 3은 도 2의 B - B'선을 절단하여 나타내는 횡단면도.

도 4는 종래의 브로칭 공구를 이용한 브로칭공정을 나타내는 구성도.

Claims

가공물(A)의 기초경(A1)으로 초기진입을 안내하는 안내부(12)가 구비되는 브로칭바(10)상에 축선방향으로 다수개소에 이격되도록 절삭날이 형성되고, 상기 절삭날 중 첫번째 절삭날(14)은 날끝을 기준으로 후방으로 갈수록 단면적이 확장형성되어 외주면에 경사면(20)이 구비되며, 경사면(20)상에 다수개의 압착골(30)이 브로칭바(10)의 축선방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브로칭 공구.
제 1항에 있어서,

상기 첫번째 절삭날(14)의 날끝은 모따기처리되어 가이드면(40)이 형성되는 것을 특징으로 하는 브로칭 공구.
제 1항에 있어서,

상기 경사면(20)은 두번째 절삭날(14') 대비 브로칭바(10)의 축선방향으로 1~5배 확장된 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브로칭 공구.
제 1항에 있어서,

상기 첫번째 절삭날(14)의 선단부는 가공물(A)의 기초경 대비 0 ~ -0.02mm로 공차가공되고, 후단부는 가공물(A)의 기초경 대비 0.015mm ~ 0.03mm로 공차가공되는 것을 특징으로 하는 브로칭 공구.