KR101308989B1 - 원형재의 면깍기 작업시 최적의 작업조건을 제공하는 면취기 및 면깍기 방법 - Google Patents

Abstract

관재나 봉재의 면깍기 작업시 최적의 절삭조건에 해당하는 위치에 피가공물이 고정될 수 있도록 하여 원활한 절삭작업은 물론, 피가공물의 원시적인 결함에 의한 가공불량까지도 최대한 방지할 수 있는 면취기가 개시된다. 본 발명에 따른 면취기는 상부가이드의 하부면상에 피가공물의 외주면 일부가 삽입되는 절삭위치홈이 형성되되, 절삭위치홈의 중앙부가 면취커터의 절삭단부와 일치하도록 형성된다. 또한, 본 발명에 따른 가공방법은 원형재의 어느 중심선 방향에 대해 면취커터가 수직으로 진입하며, 절삭팁의 절삭단부가 중심선과 일치되는 지점까지 절삭하면서 진입한 후, 관재를 자전시키거나 관재를 중심으로 면취커터를 공전시켜 원형재의 표면을 면깍기 할 수 있게 된다.

Description

원형재의 면깍기 작업시 최적의 작업조건을 제공하는 면취기 및 면깍기 방법{A chamfering device and method}

본 발명은 면취기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관재와 커터의 절삭위치를 최적의 조건에 맞도록 제공할 수 있어 관재 자체의 변형에 의한 가공 불량도 최대한 방지할 수 있는 면취기 및 원형재의 면깍기 방법에 관한 것이다.

관재나 봉재 등은 산업현장이나 생활에서 사용하기 위해 면취기를 이용해 절단면의 모서리를 다듬는 면취가공을 하게 된다. 이러한 면취가공은 절단면이 날카롭기 때문에 안전상 가공하는 경우도 있지만, 용접을 위해 비드면을 형성하기 위해서도 가공하게 된다.

또한, 관재나 봉재는 모서리를 다듬는 작업외에도 외주면을 깍아내는 면깍기 작업도 면취기를 이용하여 수행한다.

우리가 흔히 사용하는 면취기는 도 1에서 보는 것과 같이, 전동모터가 달린 면취기 본체(11)와, 전동모터에 연결되어 회전력을 부여받아 피가공물을 절삭하는 면취커터(12)와, 면취기 본체(11)의 상부에 장착되어 면취커터(12)의 승하강 높이를 조절하는 조절레버(13)와, 면취 작업을 좀더 편리하게 해주기 위해 면취커터(12)의 아래쪽에서 90°로 꺽여진 상태로 장착되는 가이드(20)를 포함하여 구성된다. 그리고 가이드(20)는 모서리를 깍거나 면을 깍는 등 작업변환을 위해 면취커터(12)에 대해 회동될 수 있는 구조를 갖는다.

따라서 도 2에서 보는 것과 같이 가이드(20)를 작업에 맞게 회동시키면서 평판의 모깍기(a) 및 면깍기(b), 관재나 봉재의 모깍기(c) 및 면깍기(d) 등 다양한 작업을 수행할 수 있게 되는 것이다.

여기에서, 다른 작업들은 별 문제가 없으나, 관재나 봉재의 면깍기(d) 작업에서는 상당한 숙련도가 필요하게 된다. 즉, 도 3에서 보는 것과 같이, 관재(p)의 면깍기를 위해서는 우선적으로 (a)에서 보는 것과 같이 관재(p)의 외부에서 면취커터(12)가 진입하게 되고, 이어서 (b)에서 보는 것과 같이 면취커터(12)가 관재(p)와 접촉하는 순간이 관재의 면이 깍여지기 시작하는 것이고, (c)에서 보는 것과 같이 면취커터(12)가 더 깊이 들어가면 관재(p)의 면깍기 두께가 더 두꺼워지게 된다.

또한, 도 4에서 보는 것과 같이 면취커터(12)가 원형재(p)의 외주면을 깍으면서 화살표 방향으로 진입하여 면깍기가 시작되는데, 면취커터(12)가 원형재(p)의 상부면상 중앙을 넘어가는 순간부터는 면깍기 두께가 점차 얇아지며, 면취커터(12)의 중앙부와 원형재의 상부면이 일치하는 시점에서는 원형재의 상부면상이 면취커터(12)의 절삭팁(12a)과 더 이상 접촉하지 않아 절삭이 되지 않는 상태로 공회전만 될 뿐이다. 이는 면취커터(12)는 원통형상이고, 그 원주면에 절삭팁(12a)이 부착되어 있기 때문에 절삭면이 중앙부까지 진입하면 절삭작업은 이루어지지 않게 되는 것이다.

위와 같은 문제를 해결하기 위해 다시 도 5와 같이, 하측으로 연장된 가이드(20b)에 움직이는 가이드롤(22)을 장착하고, 이 가이드롤(22)은 면취커터(12)의 절삭위치를 선정한 후에 가이드롤(22)이 관재(p)의 외주면에 밀착되도록 고정하여서 면깍기 작업의 보조수단으로 사용하기도 한다.

그러나, 상기와 같은 가이드롤(22)은 작업방법의 개선책은 될 수 있었지만, 관재(p)의 피치못할 결함에까지 대처하지는 못하였다. 즉, 도 6에서 보는 것과 같이, 관재(p)의 양쪽에 밀착되어 미끄럼되면서 움직이는 가이드롤(22)은 만약 관재(p)가 도면과 같이 타원형일 경우에는 그 곡률에 따라 더 올라가거나 내려가 면취커터(12)의 절삭위치를 변화시킬 것이다.

관재(p)는 타원형일 경우 뿐만 아니라 울퉁불퉁하게도 될 수 있다. 이처럼 관재가 타원형이거나 울퉁불퉁하게 되는 경우의 결함은 생각보다 상당히 많은 것이 현실인데, 이러한 문제에 의한 면취가공의 불량은 관재인 원자재 자체변형에 의한 문제이므로 사용분야에서는 대수롭지 않게 생각하는 경향이 있어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 관재나 봉재의 면깍기 작업시 최적의 절삭조건에 해당하는 위치에 피가공물이 고정될 수 있도록 하여 원활한 절삭작업은 물론, 피가공물의 원천적인 결함에 의한 가공불량까지도 최대한 방지할 수 있는 면취기 및 원형재의 면깍기 방법을 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

면취커터를 갖는 면취기 본체의 하부에 상부가이드가 결합되는 면취기에 있어서,

상부가이드의 하부면상에는 피가공물의 외주면 일부가 삽입되는 절삭위치홈이 형성되되, 절삭위치홈의 중앙부가 면취커터의 절삭단부와 일치하도록 형성됨을 특징으로 하는 면취기를 제공한다.

구체적으로, 절삭위치홈은 그 양단이 라운딩될 수 있다.

더 구체적으로, 절삭위치홈은 삼각형 형상으로 될 수 있다.

그리고 상부가이드에는 서로 직교되는 하부가이드가 형성되고, 하부가이드에는 하측으로 만곡된 반원형태의 가이드홈이 형성되며, 가이드홈에는 한쌍의 가이드롤이 선택적으로 고정가능하도록 결합될 수 있다.

또한, 가이드는 면취커터를 중심으로 회동될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 가공방법은 원형재의 어느 중심선 방향에 대해 면취커터가 수직으로 진입하며, 절삭팁의 절삭단부가 중심선과 일치되는 지점까지 절삭하면서 진입한 후, 관재를 자전시키거나 관재를 중심으로 면취커터를 공전시켜 원형재를 모깍기 하거나 표면을 면깍기 할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 면취기는 면취커터의 절삭단부와 피가공물의 중심선이 직각으로 교차하도록 절삭위치홈이 형성되어 절삭효율 및 면깍기 두께의 일정함을 제공할 수 있는 잇점이 있다.

본 발명에 따른 절삭위치홈은 관재나 봉재의 면깍기 작업중에 피가공물의 원시적인 결함마저도 극복하여 원하는 가공두께를 균일하게 제공할 수 있는 잇점이 있게 된다.

도 1은 일반적으로 사용되는 면취기를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1에 도시된 면취기를 이용하여 가공할 수 있는 작업을 나타낸 도면들이고,
도 3은 관재나 봉재의 면깍기 작업의 진행순서를 나타낸 도면들이고,
도 4는 관재나 봉재의 면깍기 작업에 대한 문제점을 나타낸 도면이고,
도 5는 도 3 및 도 4의 문제점을 해결하기 위해 마련된 면취기를 나타낸 도면이고,
도 6은 도 5에 도시된 면취기로도 해결할 수 없는 가공의 문제점을 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 면취기를 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 면취기의 작용을 설명하기 위해 상부가이드의 상부에서 바라본 도면이며, 그리고
도 9는 본 발명에 따른 원형재의 면깍기 방법을 예시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 최적의 작업조건을 제공하는 면취기를 설명한다.

도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 면취기(100)는 배경기술에서 설명한 바와 같이 면취기 본체(10)와, 이 면취기 본체(10)에 장착되어 고속 회전하는 면취커터(12)와, 면취기 본체(10)의 하부에 결합되는 "ㄱ"자 형상의 가이드(110, 120)를 기본으로 하여 구성된다. 이때, 면취작업이 기계에 힘을 주어 하는 작업이므로 면취기 본체(10)에 보조 손잡이(30)이 더 장착하여 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 면취기(100)는 원형재와 면취커터(12)가 절삭작업을 위해 어느 위치에서 절삭되는 것이 최적의 조건인지를 제시하고자 하는 것이며, 이러한 작업조건의 제시를 장치를 통해 달성하고자 하는데 특징이 있다.

통상 가이드는 면취커터(12)와 평행한 방향으로 된 상부가이드(110)와, 그리고 면취커터(12)와 직교하는 방향인 하부가이드(120)를 포함하여 구성된다. 이러한 상부가이드(110)에 절삭위치홈(112)이 형성되고, 하부가이드(120)에는 호 형상으로 움직이는 가이드롤(130)이 형성된다.

먼저, 절삭위치홈(112)은 상부가이드(110)의 하부면상에 오목하게 형성되는 것으로, 관재나 봉재 등과 같은 원형재를 가공할때에 이 절삭위치홈(112)에 원형재를 밀착시켜 일정량 고정하도록 하는 부분이다.

이러한 절삭위치홈(112)은 도 8에서 보는 것과 같이 그 중앙부가 면취커터(12)의 절삭팁 끝단과 일치하도록 형성된다. 이와 같이 형성하는 이유는 이 절삭위치홈(112)에 관재나 봉재 등의 원형재(p)가 밀착되면, 그 원형재(p)의 상부쪽 최상단이 절삭위치홈(112)의 중앙과 일치하며, 이는 곧 관재의 최상단이 면취커터(12)의 절삭팁 끝단과 일치되도록 하기 위함이다.

모든 가공은 피가공물과 기계가 수평하게 진입하면서 피가공물과 커터는 직각으로 만나도록 작업하는 것이 가장 효율도 좋고 가공품질도 높아질 수 있게 된다. 그렇지만 기존의 면취기나 가공방법에서는 이러한 절삭위치를 찾으려는 노력도 없었고 단지 절삭팁이 원하는 두께로 진입하는 것만을 고려하였을 뿐이었다.

즉, 기존에는 원형재(p)의 절삭부위와 커터(12)의 위치를 육안으로 확인하면서 대충 맞추었고, 그 위치를 고정하기 위해 가이드롤을 사용한 것이었다. 이렇다 보니 기존의 방식으로는 원형재의 면깍기는 정밀 가공에 문제가 있었고, 면취기를 이용한 작업은 대부분이 평면의 모깍기나 면깍기 및 원형재의 모깍기로만 사용할 뿐이었다.

그러나 본 발명에서는 이 절삭위치를 상부가이드(110)의 하부면상에 고정적으로 형성해 놓음으로써, 모든 관재가 이 절삭위치홈(112)에 일부가 걸려 일정량 고정되는 효과를 얻게 되는 것이다. 물론, 직경이 작은 관재나 봉재는 밀착되는 면적이 넓어 많이 고정되는 힘이 발생될 것이고, 직경이 큰 관재나 봉재는 밀착되는 면적이 작아 더 작게 고정되는 힘이 발생될 것이다. 그렇지만, 일부라도 걸린다면 이는 위에서 누르는 힘에 의해 상당한 고정력이 발생될 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 원형재의 면깍기 방법은 도 9의 (a)에서 보는 것과 같이 원형재(p)의 외주면상에 임의의 점(OP)을 정하고, 원형재(p)의 중심에서 이 임의점(OP)을 지나는 선을 중심선(CL)이라 할 때, 면취커터(12)는 절삭두께만큼 임의점(OP)에서부터 하강한 상태로 외부에서 진입하며, 절삭팁(12a)의 절삭단부가 중심선(CL)과 만나는 지점까지만 진입하여 그 위치에서 원형재(p)가 자전하거나 면취커터(12)가 원형재를 중심으로 공전하여 면깍기 작업을 하는 것이다.

본 발명에 따른 절삭위치홈(112)은 위와 같은 절삭위치의 제공뿐만 아니라 관재나 봉재 등의 원형재가 원시적 결함이 있을때에도 이에 영향을 적게받아 고품질의 가공을 할 수 있게 된다는 것이다.

즉, 기존에는 가이드롤에만 의존해서 가공을 하기 때문에 면취커터(12)가 절삭하는 위치와 가이드롤이 밀착되어 있는 위치가 상당히 멀리 떨어져 있어 절삭되는 위치에 상관없이 가이드롤의 위치 상황(곡률, 요철 등)에 따라 면취커터(12)가 오르락 내리락 하여 균일한 두께로 절삭되지 않게 된다는 것이다.

그렇지만, 본 발명에 따른 면취기(100)는 기초적인 절삭위치의 기준은 절삭위치홈(112)이 제공하므로, 이 절삭위치홈(112)과 직하부에 있는 면취커터(12)가 관재나 봉재 등의 원형재의 곡률이나 요철 등에 따라 동일하게 움직이므로 면깍기 두께의 균일함을 얻을 수 있게 되는 것이다.

이러한 절삭위치홈(112)은 원형재의 상부면상 일부가 살짝 들어갈 수 있는 정도의 폭이면 충분하며, 이 절삭위치홈(112)의 양단은 라운딩되어 있는 것이 피가공물에 스크래치 방지 및 마찰을 줄일 수 있을 것이고, 다양한 직경을 갖는 피가공물에 적용되기 위해 삼각형 형상으로 제공되는 것이 좋을 것이다.

본 발명에 따른 하부가이드(120)는 하측으로 만곡된 반원형상으로 형성되고, 이 하부가이드(120)에 장착되어 있는 가이드롤(130)은 호 형상으로 움직이도록 구성되어 가공에 사용되는 원형재의 큰 규격 변화에도 충분히 적용될 수 있게 된다. 따라서 하부가이드(120)에는 가이드롤(130)이 이동할 수 있는 원호의 가이드홈(122)이 형성되고, 가이드롤(130)의 뒤쪽에는 이 가이드홈(122)에 선택적으로 고정되거나 풀어질 수 있도록 체결수단(도시되지 않음)이 형성될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 면취기(100)는 절삭위치홈(112)이 첫 번째 절삭위치 제공수단이 되고, 가이드롤(130)이 보조적인 수단이 되므로, 가이드롤(130)의 구성은 때로는 필요조건이 아닐 수도 있을 것이다.

첨부도면에서 상세하게 도시하지는 않았으나, 본 발명에 따른 면취기(100)에도 모깍기 작업을 위해 가이드(110), 120)가 면취커터(12)를 기준으로 회동될 수 있는 구조를 가질 수 있음은 당연할 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 면취기
11 : 면취기 본체 12 : 면취커터
110 : 상부가이드 112 : 절삭위치홈
120 : 하부가이드 122 : 가이드홈
130 : 가이드롤 OP : 임의점
CL : 중심선

Claims (6)

1. 피가공물인 원형재의 축중심에 대하여 수직하게 배치되어 회전하면서 그 하부면상 외주연으로 상기 원형재를 면깍기 하거나 모깍기 하는 면취커터(12)를 갖는 면취기 본체(11)와, 상기 면취기 본체(11)의 하부에 결합되는 상부가이드(110)를 포함하는 면취기에 있어서,
   상기 상부가이드(110)의 하부면상에는 상기 원형재의 외주면 일부가 삽입되는 절삭위치홈(112)이 형성되되, 상기 절삭위치홈(112)의 중앙부가 상기 면취커터(12)의 가장자리에 형성된 절삭팁(12a)의 절삭단부와 일치하도록 형성됨을 특징으로 하는 면취기.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 절삭위치홈(112)은 그 양단이 라운딩됨을 특징으로 하는 면취기.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 절삭위치홈(112)은 삼각형 형상으로 됨을 특징으로 하는 면취기.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 상부가이드(110)에는 서로 직교되는 하부가이드(120)가 형성되고, 상기 하부가이드(120)에는 하측으로 만곡된 반원형태의 가이드홈(122)이 형성되며, 상기 가이드홈(122)에는 한쌍의 가이드롤(130)이 선택적으로 고정가능하도록 결합됨을 특징으로 하는 면취기.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 가이드(110, 120)는 상기 면취커터(12)를 중심으로 회동됨을 특징으로 하는 면취기.
   
6. 하부면상 외주연에 절삭팁(12a)이 장착되어 수직하게 배치되면서 회전하는 면취커터(12)와, 상기 면취커터(12)에 인접하게 결합되어 피가공물의 외부를 가이드하도록 마련된 상부가이드(110)를 포함하면서 상기 상부가이드(110)의 하부면상에는 상기 절삭팁(12a)의 절삭단부와 연장선상으로 절삭위치홈(112)이 형성된 면취기(100)를 이용하여 원형재를 모깍기 하거나 표면을 면깍기 하는 가공방법에 있어서,
   상기 원형재의 축중심이 상기 면취커터(12)의 축방향과 수직하게 되도록 배치한 후, 상기 원형재의 어느 중심선(CL) 방향에 대해 상기 면취커터(12)가 수직으로 진입하며, 상기 절삭팁(12a)의 절삭단부가 상기 중심선(CL)과 일치되는 지점까지 절삭하여 진입한 상태에서 상기 면취커터(12)가 더 이상 진입하지 않도록 상기 원형재의 중심선(CL) 외측이 상기 절삭위치홈(112)에 삽입된 상태에서, 상기 원형재를 자전시키거나 상기 원형재를 중심으로 상기 면취기(100)를 공전시킴을 특징으로 하는 원형재를 모깍기하거나 표면을 면깍기 하는 가공방법.
   

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