KR101363387B1 - 절삭작업시 끼임방지와 저속절삭에 특화된 원형톱 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
절삭작업시 끼임을 방지할 수 있고, 이로 인해 융점이 낮은 비철금속류의 절삭작업에서도 날부주변에 절삭칩이 들러붙는 것을 방지할 수 있으며, 저속가공에서도 날부가 파손되지 않는 원형톱이 개시된다. 본 발명에 따른 원형톱은 원판 형상으로 된 고속도강(HSS) 재질의 톱본체와, 톱본체의 중앙부에 타공된 장착공과, 톱본체의 외주연에 형성되는 다수의 날부와, 날부의 이끝에서부터 골까지의 양측면이 중심부로 갈수록 점점 얇아지게 되는 비마찰면과, 골의 원주면에서부터 장착공의 인접위치까지 동일한 두께로 연장되는 생크부를 포함하여 구성된다. 이러한 원형톱은 열처리된 고속도강(HSS)의 톱본체를 원판형상으로 준비하는 단계와, 톱본체의 외주연에 날부를 형성하는 단계와, 톱본체를 수평하게 배치하여 회전시키면서 그 상부면상에 제1연마기를 접촉시켜 생크부가 형성되도록 갈아내는 단계와, 일정각도로 기울어진 제2연마기를 날부의 상부면상에 접촉시켜 비마찰면이 형성되도록 갈아내는 단계와, 톱본체를 뒤집어 회전시키면서 생크부 형성 단계 및 비마찰면 형성단계를 반복하여서 제작될 수 있다.
Description
본 발명은 원형톱에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원형톱과 피절삭물의 끼임을 방지할 수 있으면서 저속절삭 및 진동이 수반되는 조건에서도 절삭작업이 가능한 원형톱 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
주로 금속류를 절단하기 위한 원형톱은 모터 등의 동력으로 회전되는 원반형의 몸체에 절삭날을 갖춘 형태로, 빠르게 회전되는 절삭날에 의해 피절삭물의 절단이 수행된다.
이러한 원형톱은 도 1에서 보는 바와 같이 몸체를 이루는 원반형의 스틸생크(steel shank)(51)와, 생크(51)의 외주면상에 절삭날(52)을 가공하여 형성된다(이하, '선행기술1'이라 함).
또는, 공개특허 제2002-0064246호(2002.08.07. 공개)(이하, '선행기술2'라 함)에서 소우용 절삭팁 구조가 개시된 바 있다. 도 2는 선행기술2에서 제시한 소우용 절삭팁의 구조를 나타낸 도면으로서, 이 도면에서 보는 것과 같이, 절삭팁(10)을 용접등에 의하여 스틸 재질의 생크(shank)(30) 날개에 접착함으로써 소우를 완성하게 된다.
여기에서 사용되는 절삭팁은 다이아몬드 분말 또는 초경합금 분말을 본드(bond)인 Fe, W, Co, Cu, Ni, Sn, CuSn, Zn, CuZn, Ag등의 금속분말과 혼합하여 성형한 후 이를 소결함으로써 만들어 진다.
이때, 소결전 성형 단계는 통상 직육면체 캐비티에 혼합 분말을 넣고 1차 가압 성형하는 단계와, 1차 가압 성형된 혼합물을 카본 몰드의 캐비티에 넣고, 펀처를 이용하여 비교적 큰 압력을 주면서 펀처의 형상에 대응하는 형상의 절삭팁 성형 단계로 이루어진다. 이렇게 소정의 형상으로 성형된 절삭팁을 소결로에서 소결함으로써 다이아몬드 절삭팁 또는 초경합금 절삭팁이 완성되는 것이다.
이러한 다이아몬드 또는 초경합금 절삭팁은 도 3에서 보는 것과 같이, 피절삭체의 절삭된 벽과 접촉하면서 미끄러지는 상측 및 하측 슬라이드면의 형상에 따라 직진형 절삭팁(도 3a참조)과, 테이퍼형 절삭팁(도 3b참조)과, 계단형 절삭팁(도 3c참조)으로 구분될 수 있다.
상기한 테이퍼형 절삭팁 및 계단형 절삭팁은 직진형 절삭팁이 절삭작업시 슬라이드면과 피절삭체와의 접촉저항이 커서 열이 과다하게 발생되고, 소음이 클 뿐만 아니라 절삭팁의 수명을 단축시키는 문제점 때문에 슬라이드면과 피절삭체의 마찰을 최대한 줄이기 위한 방안으로 제시되었다.
한편, 본 발명자에 의해서 공개특허 제2011-0001491호(2011.01.06. 공개)(이하, '선행기술3'이라 함)에 의해 원형톱날의 절삭력을 강화시킨 가공장치용 커팅수단이 개시된 바 있다.
선행기술3은 상기 선행기술1의 문제점 및 선행기술2의 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로, 도 4에서 보는 것과 같이, 중심부에 장착공(53)이 형성된 생크부(51)와, 이 생크부(51)의 외주면상에 형성되는 날부(52)로 구성되면서 이 날부(52)의 끝단에서부터 장착공(53)의 인접위치까지 생크부(51)의 두께보다 더 얇은(또는 점점 얇아지는) 비마찰면(60)이 형성되는 것을 제안하였다.
이러한 선행기술3은 비마찰면(60)이 테이퍼진 형상인 점에서 선행기술2와 동일하게 보여질 수 있으나, 선행기술2가 다이아몬드 또는 초경합금으로 제작된 절삭팁인 점에서 크게 상반되는 기술이라 할 수 있다.
즉, 선행기술2의 절삭팁은 다이아몬드 또는 초경합금으로 제작되기 때문에 그 재질의 특성상 딱딱하여 경도는 높으나 취성이 강하고 진동 및 저속절삭에 적합하지 않은 문제가 있었다. 따라서 선행기술2와 같은 원형톱은 진동이 거의 없는 작업에서 그리고 고속으로 절삭하는 작업에서만 사용될 수 밖에 없는 구조를 갖게 된다.
특히, 연성이 높으면서 융점이 낮은 비철금속과 같은 재질의 절삭물을 가공할때에는 고속회전으로 인한 열발생으로 절삭팁 주변으로 피절삭물의 찌꺼기가 끈적이게 들러붙게 되어 칩배출이 원활하지 못하면서 원형톱의 수명이 짧아지는 문제가 있게 되는 것이다. 이는 원형톱을 저속으로 회전시키면 문제가 해결될 수 있지만 선행기술2와 같은 원형톱은 저속으로 절삭하게 되면 절삭팁과 피절삭물과의 사이에서 큰 압력이 작용하여 절삭팁이 깨지거나 떨어지는 문제가 발생되므로 가능하지 않은 작업방법이 되었다.
따라서 본 발명자에 의해 개시된 선행기술3의 원형톱은 생크부(51)와 날부(52)가 스틸재로의 일체형으로 되도록 제작한 것이어서, 진동이 수반되는 작업에서도 그리고 비철금속의 절삭작업에서 특화된 원형톱인 것이었다.
하지만, 선행기술3은 도 4의 실시예 도면(우측도면)에서 볼때는 비마찰면(60)이 상당히 큰 기울기를 갖는 것처럼 보이지만 실제로는 수°이내의 기울기를 갖는 것이다. 따라서 실제로 절삭이 일어나는 날부(52)와 인접한 비마찰면(60)이 거의 기울기를 갖지 않고 있으므로 끼임이 방지되거나 찌꺼기가 들러붙는 문제를 극복하기에는 한계가 있었다.
이러한 선행기술3의 문제점은 비마찰면(60)이 날부(52)에서부터 원형톱의 중앙부 인접위치까지 길게 연장된 완만한 기울기로 형성되어 있기 때문인 것으로 예측되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 날부의 양측면에 급경사를 갖는 비마찰면을 형성하면서 날부보다 더 얇은 두께를 갖는 생크부가 일자형으로 형성되어 절삭작업시 끼임방지와 저속절삭에 특화된 원형톱 및 이의 제조방법을 제공하려는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 원형톱은, 원판 형상으로 된 절삭공구용 합금강 재질의 톱본체와; 톱본체의 중앙부에 타공된 장착공과; 톱본체의 외주연을 가공하여 톱본체의 중앙부와 동일한 재질로 일체로 형성한 다수의 날부와; 날부의 이끝에서부터 골까지의 원판형상의 톱본체 상부면과 하부면 사이의 두께가 톱본체 중심부쪽 방향으로 갈수록 점점 얇아지게 되는 비마찰면과; 그리고 골의 원주면에서부터 장착공의 인접위치까지 동일한 두께로 연장되는 생크부;를 포함하여 구성될 수 있다.
또는, 상기와 같은 원형톱을 제조하기 위한 방법은,
열처리된 절삭공구용 합금강 재질의 톱본체를 원판형상으로 준비하는 단계;
톱본체의 외주연에 날부를 형성하는 단계;
톱본체를 수평하게 배치하여 회전시키면서 그 상부면상에 제1연마기를 접촉시켜 생크부가 형성되도록 갈아내는 단계;
일정각도로 기울어진 제2연마기를 날부의 상부면상에 접촉시켜 비마찰면이 형성되도록 갈아내는 단계; 및
톱본체를 뒤집어 회전시키면서 생크부 형성 단계 및 비마찰면 형성단계를 반복하여서 될 수 있다.
이때, 제1연마기는 톱본체와 교차축으로 배치되어 선으로 접촉하는 롤연마기 또는, 톱본체와 평행축으로 배치되어 면으로 접촉하는 원판형 연마기일 수 있다.
그리고 톱본체와 평행축으로 배치되어 면으로 접촉하는 원판형 연마기의 하부면상에 직선연마면 및 경사연마면을 형성하여 생크부가 형성되도록 갈아내는 단계 및 비마찰면이 형성되도록 갈아내는 단계를 한번에 동시에 형성되도록 할 수도 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 원형톱은 고속도강에 의해 날부가 일체로 된 구조를 갖고 있으면서 날부의 양측면에 급경사로된 비마찰면이 형성되어 있어, 절삭작업시 끼임을 방지할 수 있고, 이로 인해 융점이 낮은 비철금속류의 절삭작업에서도 날부주변에 절삭칩이 들러붙는 것을 방지할 수 있으며, 저속가공에서도 날부가 파손되지 않는 이점이 있다.
도 1은 원형톱의 선행기술1에 대한 도면이고,
도 2는 원형톱의 선행기술2에 대한 도면이고,
도 3은 선행기술2의 A-A선을 따라 도시한 절삭팁 종류를 나타낸 도면이고,
도 4는 원형톱의 선행기술3에 대한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 원형톱을 나타낸 도면이고,
도 6은 도 5의 B-B선을 따라 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 원형톱 및 선행기술3에 따른 원형톱의 비마찰면을 비교한 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 원형톱에서 비마찰면의 형성위치를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명에 따른 원형톱의 제조방법을 순차적으로 나타낸 공정도이고,
도 10은 도 9의 공정에서 제1연마기에 대한 다른 실시예에 따른 실시공정도이며, 그리고
도 11은 도 9의 공정에서 제1연마기와 제2연마기가 일체로 합쳐진 제3연마기에 따른 실시공정도이다.
도 2는 원형톱의 선행기술2에 대한 도면이고,
도 3은 선행기술2의 A-A선을 따라 도시한 절삭팁 종류를 나타낸 도면이고,
도 4는 원형톱의 선행기술3에 대한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 원형톱을 나타낸 도면이고,
도 6은 도 5의 B-B선을 따라 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 원형톱 및 선행기술3에 따른 원형톱의 비마찰면을 비교한 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 원형톱에서 비마찰면의 형성위치를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명에 따른 원형톱의 제조방법을 순차적으로 나타낸 공정도이고,
도 10은 도 9의 공정에서 제1연마기에 대한 다른 실시예에 따른 실시공정도이며, 그리고
도 11은 도 9의 공정에서 제1연마기와 제2연마기가 일체로 합쳐진 제3연마기에 따른 실시공정도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형톱 및 이의 제조방법을 상세하게 설명한다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 원형톱을 나타낸 도면으로서, 이 도면들에서 보는 것과 같이, 본 발명에 따른 원형톱(100)은 원반 형상의 톱본체 외주연에 다수의 날부(110)가 일체로 형성되는 구조를 갖는다.
우선, 본 발명에 따른 원형톱(100)의 톱본체는 합금강 특히, 고속도강(HSS)이 사용된다. 고속도강(또는 하이스라고도 함)이란 금속재료를 빠른 속도로 절삭하는 공구에 사용되는 특수강으로서, 텅스텐, 크로뮴, 바나듐을 첨가하여 제조된 합금강을 말한다.
본 발명에 따른 원형톱(100)은 이러한 원판 형상의 고속도강 톱본체 중앙부에 전동기 등에 결합시키기 위한 장착공(101)을 형성하고, 톱본체의 외주연에 다수의 날부(110)가 형성된다. 이때, 날부(110)의 양측면은 그 두께가 점점 좁아지게 된 비마찰면(115)이 형성된다. 그리고 날부(110)에서부터 장착공(101)의 인접위치까지는 날부(110) 및 장착공(101)의 주변인 안착부(102)보다 두께가 얇은 생크부(120)가 형성된다.
즉, 톱본체는 두께가 균일한 원판으로 준비되어 이 톱본체의 중앙부에 장착공(101)이 형성되고, 톱본체의 외주연에 날부(110)가 형성된 다음, 날부(110)의 양측면에 중심부로 갈수록 점점 얇아지는 비마찰면(115)을 형성한 후, 이 비마찰면(115)의 가장 얇은 두께를 가지는 부분에서부터 안착부(102)까지 양면이 평행한 두께를 갖도록 생크부(120)가 형성되는 것이다.
비마찰면(115)의 테이퍼진 기울기는 날부(110)의 크기에 따라 달라질 것이겠지만, 본 발명의 비마찰면(115)은 급경사진 형태를 갖는 것이다. 이는 본 발명전에 본 발명자에 의해 선출원된 선행기술3의 비마찰면보다는 그 기울기가 급경사를 갖는 것으로, 도 7에서 보는 것과 같이, 선행기술3에서는 비마찰면(60)이 날부(52)의 끝단에서부터 안착부까지 연장되었기 때문에 기울기가 완만한 것이었고, 본 발명에서는 도 8에서 보는 것과 같이, 날부(110)의 이끝에서부터 날부(110)의 골까지만 비마찰면(115)이 형성되기 때문에 기울기가 가파른 것이다.
이처럼 비마찰면(115)이 급경사를 갖게 되는 구조가 본 발명의 특징이나, 이는 전술한 선행기술2의 절삭팁이 그 양면에 급경사 형태로 된 것과 유사성을 갖는다고 이해할 수도 있다.
그러나 선행기술2의 절삭팁은 전술했던 바와 같이 원형톱의 용도 및 사용방법면에서 그리고 원형톱의 제작방법에서도 그 차이점이 있으며, 그 차이점들에 대해 하기에 상세히 설명하고자 한다.
우선, 선행기술2의 절삭팁은 톱본체와 일체로 되는 것이 아니라 다이아몬드 또는 초경합금으로 제작된 후에 이 절삭팁을 톱본체에 용접으로 붙이는 방법으로 제작된다. 여기에서 중요한 지적사항은 용접이라는 제작방법에 있다. 용접은 높은 온도로 톱본체가 가열되기 때문에 열처리된 톱본체의 물성을 변화시켜 강도를 떨어뜨리는 문제가 발생된다.
그렇지만, 본 발명에 따른 원형톱(100)은 열처리가 완료된 고속도강의 톱본체에 그라인딩으로 비마찰면(115) 및 생크부(120)를 형성하게 되므로, 열처리의 풀림에 의한 물성의 변화가 없게 되는 것이다.
그렇다면 본 발명에 따른 원형톱(100)의 제조방법을 첨부한 도 9를 참고하여 하기에 설명해 본다.
본 발명에 따른 원형톱(100)의 제작방법은 먼저, 수평하게 배치한 톱본체를 회전시키면서 그 상면에서 제1연마기(200)를 접촉시켜 안착부(102)에서부터 날부(110)의 골까지 연장되는 구간에 직선형태의 일정한 두께를 갖는 생크부(120)를 형성한다. 그리고는 날부(110)의 상부면에 골과 이끝사이에 급경사를 갖도록 일정 각도 기울어진 제2연마기(300)를 접촉시켜 비마찰면(115)을 형성한다. 물론, 톱본체의 어느 일면이 완성되면 뒤집어서 반대쪽 면을 위와 같은 방법으로 연마하여 완성한다.
이때, 제1연마기(200)는 롤 형태의 연마기를 톱본체와 교차축으로 만나도록 하여 가공할 수도 있지만, 도 10에서 보는 것과 같이, 원판 형상의 제1연마기(200)를 톱본체와 평행축으로 만나도록 하여 가공할 수도 있다. 즉, 첫 번째 방법에서는 톱본체도 회전하고 롤형태의 제1연마기(200)도 회전을 하지만, 이는 선으로 접촉하여 연마되는 것이고, 두 번째 방법에서는 톱본체와 원판형 제1연마기(200)가 면으로 접촉하여 연마되기 때문에 연마시간이나 품질도 더 좋게 되는 장점이 있게 된다.
또는, 도 11에서 보는 것과 같이 제1연마기(200)와 제2연마기(300)를 하나의 제3연마기(400)로 복합 형성하여 한번의 연마작업으로 생크부(120)와 비마찰면(115)을 동시에 성형할 수도 있게 된다. 즉, 도면에서 보는 것과 같이 원판형 제3연마기(400)의 하부면상에 최외곽쪽에는 비탈진 경사연마면(420)이 형성되고, 이 경사연마면(420)의 중심부쪽으로 일자형의 직선연마면(410)이 형성되도록 하는 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 : 원형톱
101 : 장착공 102 : 안착부
110 : 날부 115 : 비마찰면
120 : 생크부 200 : 제1연마기
300 : 제2연마기 400 : 제3연마기
101 : 장착공 102 : 안착부
110 : 날부 115 : 비마찰면
120 : 생크부 200 : 제1연마기
300 : 제2연마기 400 : 제3연마기
Claims (4)
- 원판 형상으로 된 절삭공구용 합금강 재질의 톱본체;
상기 톱본체의 중앙부에 타공된 장착공(101);
상기 톱본체의 외주연을 가공하여 톱본체의 중앙부와 동일한 재질로 일체로 형성한 다수의 날부(110);
상기 날부(110)의 이끝에서부터 골까지의 원판형상의 톱본체 상부면과 하부면 사이의 두께가 톱본체 중심부쪽 방향으로 갈수록 점점 얇아지게 되는 비마찰면(115); 및
상기 골의 원주면에서부터 상기 장착공(101)의 인접위치까지 동일한 두께로 연장되는 생크부(120);를 포함함을 특징으로 하는 절삭작업시 끼임방지와 저속절삭에 특화된 원형톱.
- 제 1 항으로 된 원형톱(100)을 제작하는 방법으로서,
열처리된 절삭공구용 합금강 재질의 톱본체를 원판형상으로 준비하는 단계;
상기 톱본체의 외주연에 날부(110)를 형성하는 단계;
상기 톱본체를 수평하게 배치하여 회전시키면서 그 상부면상에 제1연마기(200)를 접촉시켜 상기 생크부(120)가 형성되도록 갈아내는 단계;
일정각도로 기울어진 제2연마기(300)를 상기 날부(110)의 상부면상에 접촉시켜 상기 비마찰면(115)이 형성되도록 갈아내는 단계; 및
상기 톱본체를 뒤집어 회전시키면서 생크부(120) 형성 단계 및 비마찰면(115) 형성단계를 반복하여서 됨을 특징으로 하는 절삭작업시 끼임방지와 저속절삭에 특화된 원형톱의 제조방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제1연마기(200)는 상기 톱본체와 교차축으로 배치되어 선으로 접촉하는 롤연마기 또는, 상기 톱본체와 평행축으로 배치되어 면으로 접촉하는 원판형 연마기임을 특징으로 하는 절삭작업시 끼임방지와 저속절삭에 특화된 원형톱의 제조방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 톱본체와 평행축으로 배치되어 면으로 접촉하는 원판형 제3연마기(400)의 하부면상에 직선연마면(410) 및 경사연마면(420)을 형성하여 상기 생크부(120)가 형성되도록 갈아내는 단계 및 비마찰면(115)이 형성되도록 갈아내는 단계를 한번에 동시에 형성되도록 함을 특징으로 하는 절삭작업시 끼임방지와 저속절삭에 특화된 원형톱의 제조방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020130134723A KR101363387B1 (ko) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | 절삭작업시 끼임방지와 저속절삭에 특화된 원형톱 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101363387B1 true KR101363387B1 (ko) | 2014-02-14 |
Family
ID=50271068
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| KR1020130134723A KR101363387B1 (ko) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | 절삭작업시 끼임방지와 저속절삭에 특화된 원형톱 및 이의 제조방법 |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR101363387B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001001209A (ja) | 1999-04-22 | 2001-01-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回転切削工具 |
| KR20020064246A (ko) * | 2002-07-03 | 2002-08-07 | 상탑다이아테크(주) | 소우용 절삭팁 구조 |
| KR200409844Y1 (ko) | 2005-12-10 | 2006-03-03 | 이승영 | 인쇄회로기판의 절단을 위한 슬리팅 소오 |
| KR20120071091A (ko) * | 2010-12-22 | 2012-07-02 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 충격시험편의 홈 가공용 공구 |
-
2013
- 2013-11-07 KR KR1020130134723A patent/KR101363387B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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