KR101170164B1 - 부등분할 구조의 리머 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플루트(10) 상에 복수의 인선을 지닌 리머에 있어서: 상기 인선들은 일정 각도 범위에서 62˚, 58˚, 60˚, 62˚,58˚, 60˚의 분할각(31~36)을 상호 차등적으로 유지하는 동시에 축방향으로 진행되는 피치의 변동을 수반하고, 팁(20)의 여유각(22)은 플루트(10)의 여유각(12)보다 작으며, 플루트(10)와 팁(20)의 경사각(14)은 동일하고, 챔퍼의 여유각(26)은 플루트(10)보다 팁(20)에서 크게 유지하는 것을 특징으로 하는 부등분할 구조의 리머에 관한 것이다.
이에 따라, 양호한 절삭력이 유지되면서 진동을 최소화하고 내마모성을 증대하여 산업상으로 공구분야의 경쟁력을 제고하는 효과가 있다.

Description

부등분할 구조의 리머{A reamer of asymmetric construction}

본 발명은 부등분할 구조의 리머에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 양호한 절삭력이 유지되면서 진동을 최소화하고 내마모성을 증대하는 부등분할 구조의 리머에 관한 것이다.

통상 각종 산업용 부품은 단조, 압출, 인발, 사출 등을 통한 성형 과정과 절단, 절삭, 연마, 천공 등의 절삭 과정을 거치게 된다. 부품의 정밀도는 금형 또는 가공 정밀도에 의존하게 되며 특히 절삭공구의 성능에 의해 크게 좌우된다. 절삭공구의 성능개선을 위한 노력으로서 우수한 공구재료의 개발이 중요시 되고 있지만 이외에 형상적 개선을 통한 시도가 이어지고 있다.

후자의 일예로서, 한국 등록특허공보 제0673555호의 "부등분할 엔드밀"에 의하면 엔드밀에 있어서, 바닥면에서부터 복수개의 날사이의 모든 분할각도를 상이하게 설정함과 동시에, 높이에 따라서 각 날의 피치가 달라지도록 각 날들의 헬리스각을 변화시켜 각 날의 분할 각도가 계속 변화될 수 있도록 구성됨을 기술적 특징으로 한다. 각각의 날의 헬릭스각도를 변화시킴과 동시에, 복수개의 날의 분할각도를 모두 상이하게 설정함으로써, 다양한 절삭환경에 적용할 수 있게 되는 구성을 제안한다.

이는 부등분할의 형상 및 각도에 따라서 공구사용에 따른 정밀도와 수명이 좌우될 것으로 판단되고, 난삭재 및 고속가공용 공구시장의 기술개발 등에도 기여할 것으로 기대된다.

다만, 이와 같은 기술개발의 영역이 엔드밀, 드릴 등의 일부 공구에 국한되고 있으므로 적용 분야를 확대하는 것이 국제경쟁력을 고양하는 차원에서 절실한 실정이다.

상기와 같은 기술개발 동향에 부응하여 착안되는 본 발명의 목적은, 양호한 절삭력이 유지되면서 진동을 최소화하고 내마모성을 증대하는 부등분할 구조의 리머를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 플루트(10) 상에 복수의 인선을 지닌 리머에 있어서: 상기 인선들은 일정 각도 범위에서 62˚, 58˚, 60˚, 62˚,58˚, 60˚의 분할각(31~36)을 상호 차등적으로 유지하는 동시에 축방향으로 진행되는 피치의 변동을 수반하고, 팁(20)의 여유각(22)은 플루트(10)의 여유각(12)보다 작으며, 플루트(10)와 팁(20)의 경사각(14)은 동일하고, 챔퍼의 여유각(26)은 플루트(10)보다 팁(20)에서 크게 유지하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 분할각은 6날을 기준으로 58˚, 60˚, 62˚를 순차적으로 배치하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 플루트의 선단에 초경합금 또는 고속도강 재질의 팁을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 플루트의 여유각과 팁의 여유각은 상이하게 유지되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 부등분할 구조의 리머에 의하면, 양호한 절삭력이 유지되면서 진동을 최소화하고 내마모성을 증대하여 산업상으로 공구분야의 경쟁력을 제고하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 리머를 전체적으로 나타내는 정면도
도 2는 본 발명에 따른 리머의 단부를 확대하여 나타내는 측면도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 플루트(10) 상에 복수의 인선을 지닌 리머에 관련되는 것으로, 통상 센터작업, 드릴링, 보링, 리밍, 내면연삭으로 진행되는 일련의 공정 중 리밍에 관련된다. 본 발명의 리머는 스트레이트 플루트(Straight Flute) 또는 좌비틀림-우비틀림 플루트(Left-Hand Flute)에 공히 적용된다. 전자의 경우 인선으로 직접 공급되는 냉각수가 칩을 플루트(10) 사이로 원활하게 배출하므로 막힌 홀 가공용으로 적절하고, 후자의 경우 플루트(10)에서 칩을 전방으로 밀어내는 작용을 하므로 뚫린 홀 가공용으로 적절하다. 본 발명은 후자의 헬리컬 인선에 잘 적용되나 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면 상기 인선들은 일정 각도 범위에서 분할각(31~36)을 상호 차등적으로 유지하는 동시에 축방향으로 진행되는 피치의 변동을 수반하는 것을 특징으로 한다. 인선의 수는 많은 것이 좋으나 절삭 저항이 커지게 되므로 6개를 기준으로 한다. 짝수날로 등간격인 경우 절삭력이 동시에 작용하여 진동이 유발되기 쉽다. 이를 개선하는 방안으로서 짝수날을 회피하고 홀수날로 배치하는 대신, 인선들의 분할각(31~36)을 차등적으로 유지한다. 축방향(길이)에 따른 피치가 변동되도록 하기 위해 헬리스각을 변화시키는 방식을 적용하면 각 인선의 분할각(31~36)이 계속하여 변화될 수 있다.

이와 같이 각기 다른 분할각(31~36)을 가진 짝수날 리머는 가공시 일정한 면이 동시에 접하여 유발되는 진동을 효과적으로 억제하므로 양호한 절삭력이 유지되는 동시에 리밍의 주목적인 치수 정밀도와 표면조도를 향상하는 것은 물론 공구의 수명도 연장할 수 있게 된다.

이때, 본 발명의 상기 분할각(31~36)은 6날을 기준으로 58˚, 60˚, 62˚를 순차적으로 배치한다. 예를 들어 도 2에서 각각의 인선의 분할각(31~36)은 62˚, 58˚, 60˚, 62˚, 58˚, 60˚의 순서로 배치된다. 분할각(31~36)에서 대향하는 부분은 상호 동일한 각도가 유지되므로 다이내믹 밸런스의 유지도 가능하다. 분할각(31~36)의 기준치가 58˚~ 62˚ 범위를 벗어나는 경우 자체의 언밸런스가 유발되어 치수 정밀도와 표면조도를 확보하기 곤란한 것은 물론 인선의 손상도 초래되는 것으로 나타난다. 도시에는 생략되나, 만일 8날을 기준으로 한다면 47˚, 43˚, 47˚, 43˚, 47˚, 43˚, 47˚, 43˚ 의 순서로 배치할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 플루트(10)의 선단에 초경합금 또는 고속도강(H S S: High Speed Steel) 재질의 팁(20)을 구비하는 것이 바람직하다. 초경합금 팁(20)은 WC와 Co의 배합을 이용하여 인선의 단부에 일정한 두께로 형성한다. 예컨대, 평균입경 0.2㎛의 WC분말 85중량%와 평균입경 1.25㎛의 Co분말 15중량%를 균일하게 혼합하고, 이 혼합분말을 펀치와 다이를 지닌 성형 몰드에 삽입하여 소정의 중간층과 함께 다층을 형성하며, 마지막으로 진공 가열로를 이용하여 소결하는 방식으로 생성된다.

이때, 상기 플루트(10)의 여유각(12)과 팁(20)의 여유각(22)은 상이하게 유지된다. 도 2처럼 팁(20)의 여유각(22)이 플루트(10)의 여유각(12)보다 작도록 유지하는 반면, 플루트(10)와 팁(20)의 경사각(14)(rake angle)에 있어서 동일하게 형성하여도 무방하다. 이와 같은 여유각(12)(22)(clearance angle)으로 구성하는 경우 리밍작업시 마찰을 줄여 원활한 절삭이 수행되도록 한다. 도 1에서 선단의 챔퍼각(26)은 절삭 작용이 이루어지는 부분으로서 팁(20)에 의하여 결정된다. 도시에는 생략되나 챔퍼의 여유각(relief angle)은 플루트(10)보다 팁(20)에서 크게 유지되도록 한다.

본 발명에 따른 비대칭의 플루트(10)와 팁(20)을 지닌 리머의 구성에 의하면 가공 정밀도와 표면조도를 향상함은 물론 진원도와 원통도의 향상에도 크게 기여할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 플루트 12: 여유각
14: 경사각 20: 팁
22: 여유각 26: 챔퍼각
31 ~ 36: 분할각

Claims (4)

1. 플루트(10) 상에 복수의 인선을 지닌 리머에 있어서:
   상기 인선들은 일정 각도 범위에서 62˚, 58˚, 60˚, 62˚,58˚, 60˚의 분할각(31~36)을 상호 차등적으로 유지하는 동시에 축방향으로 진행되는 피치의 변동을 수반하고,
   팁(20)의 여유각(22)은 플루트(10)의 여유각(12)보다 작으며, 플루트(10)와 팁(20)의 경사각(14)은 동일하고, 챔퍼의 여유각(26)은 플루트(10)보다 팁(20)에서 크게 유지하는 것을 특징으로 하는 부등분할 구조의 리머.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 플루트(10)의 선단에 초경합금 또는 고속도강 재질의 팁(20)을 구비하는 것을 특징으로 하는 부등분할 구조의 리머.
4. 삭제

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