KR101424876B1 - 후가공날이 구비된 원형톱 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭날과 후가공날에 부착되는 초경팁의 구조를 개선하여 절단면을 깨끗하게 절단하면서 절삭 효율을 향상시킬 수 있는 후가공날이 구비된 원형톱에 관한 것이다.
이를 위하여, 후가공날의 후가공초경팁은 절단면의 후가공을 시작하는 상단면과 후가공을 완료하는 하단면에서 그 중앙으로 갈수록 폭이 점점 커지도록 네 모퉁이가 라운드진 형상을 갖고, 절삭초경팁은 가공부재와 접촉되는 절삭면이 그 중앙을 기준으로 상부에 내측으로 요입된 오목부와 하부에 외측으로 볼록한 볼록부가 상하 연속적으로 이루어지면서, 절삭초경팁의 폭은 길이 방향 전체로 동일하고,후가공초경팁의 상단면과 하단면의 폭은 절삭초경팁의 폭보다 적고, 후가공초경팁의 중앙 측의 폭은 상기 절삭초경팁의 폭보다 크게 구성된다.

Description

후가공날이 구비된 원형톱{CIRCULAR SAW WITH POSTPROCESSING CUTTING EDGE}

본 발명은 후가공날이 구비된 원형톱에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절삭날과 후가공날에 부착되는 초경팁의 구조를 개선하여 절단면을 깨끗하게 절단하면서 절삭 효율을 향상시킬 수 있는 후가공날이 구비된 원형톱에 관한 것이다.

일반적으로 원형톱은 그 외주를 따라 주기적으로 절삭날이 형성된 블레이드(Blade)로서, 금속재 파이프나 철판, 환봉, 비철금속(Cu, Al등) 등 각종 산업용 소재를 절단하는 용도로 널리 사용되고 있다.

상기 원형톱의 절삭날은 강도 및 경도가 매우 강한 금속제들을 절단하게 되는 관계로 절삭날의 선단에 팁이 용접되어 있으며, 이러한 팁은 공업용 다이아몬드, 텅스텐 카바이드와 같은 초경합금으로 제작된 것으로 절단 작업시 직접 금속제 소재에 접촉되어 그 표면을 조금씩 절삭하게 된다.

그러나, 종래 원형톱은 회전되어 초경팁이 가공부재를 절단할 때 가공부재의 절단면이 깔끔하게 절단되지 못하고 가공부재의 절단면에 찌꺼기와 같은 이바리(burr)가 발생되는 문제점이 있다.

이와 같이 이바리(burr)가 발생되면, 가공부재의 절단면이 깔끔하게 형성되지 못하기 때문에, 필수적으로 이바리를 제거하는 후가공 공정을 추가로 진행하여야 하는 바, 가공부재를 절단할 때 절단 공정에 후가공 공정이 더하여 짐으로써 전체 절단 공정에 따른 작업시간이 지연되고, 생산성 저하를 가져오며 작업능률성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 일본공개특허공보 특개 2001-30110(2001. 02. 06. 공개)에서는 절삭날 사이 사이에 절삭날보다 높이가 낮게(Δh) 형성된 후가공날을 배치하는 원형톱, 즉 후가공날이 구비된 원형톱을 제안하고 있다.

이때, 후가공날의 후가공초경팁의 폭은 절삭날의 절삭초경팁의 폭보다 더 넓게 형성되어 절삭초경팁에 의해 절단되는 가공부재의 절단면에 형성된 이바리(burr)를 제거하여 절단된 면을 다시 매끄럽게 연마하게 된다.

이와 같이, 후가공날이 구비된 원형톱으로 가공부재를 절삭하게 되면 절삭날(절삭초경팁)에 의해 가공부재가 1차 절단되면서 뒤 이어 후가공날(후가공초경팁)이 절단 잔여물인 이바리를 제거하면서 1차로 절단되는 절단면을 재차 연마함으로써 가공부재의 절단 작업공정에 있어서, 별도의 후가공 공정을 생략할 수 있도록 함에 따라 가공부재를 절단하는 작업공정의 단순화를 유도할 수 있다.

그러나 동 공보에 개시된 후가공날이 구비된 원형톱은 후가공초경팁의 폭 전체가 절삭초경팁의 폭보다 더 넓게 제작됨으로써 후가공초경팁의 초기 진입시에 과도한 부하가 걸리게 되고, 이는 결국 마찰열의 증가와 원형톱의 진동을 유도함으로써 절단면이 깨끗하게 절단되지 못하며, 특히 후가공초경팁이 절단면으로부터 빠져나올 때도 절단면에 과도한 접촉 마찰력이 걸려서 추가적인 이바리(burr)가 발생될 수 있는 문제점이 있고, 또한 후가공초경팁의 마모와 파손으로 절삭 수명이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 동 공보에 개시된 절삭초경팁은 절삭면을 이루는 전면부가 평면 형태로 이루어져 있어 전체적으로 절삭량이 동일하게 연속적으로 절삭되기 때문에 연속적으로 배출되는 칩이 말리거나 또는 끼이게 되는 원활한 배출이 이루어지지 않아 절삭 효율이 저감되는 문제점이 있다.

한편, 동 공보에 개시된 후가공날이 구비된 원형톱은 1개의 절삭날과 1개의 절삭날 사이에 후가공날이 위치되어 전체적인 날 배열이 절삭날-후가공날-절삭날-후가공날-절삭날-후가공날.... 로 배열 형성되어 있어 절삭날들 간의 간격이 벌어짐으로써 절삭효율이 저하되는 문제점이 있다.

일본공개특허공보 특개 2001-30110(2001. 02. 06. 공개)

본 발명은 종래 후가공날이 구비된 원형톱이 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 후가공초경팁의 구조를 개선하여 후가공초경팁의 초기 진입시에 과도한 부하가 걸리는 문제를 해결함으로써 가공부재의 절단면을 깨끗하게 절단할 수 있고, 절삭 수명을 향상시킬 수 있는 후가공날이 구비된 원형톱을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 절삭날에 의해 가공부재의 1차 절단시에 칩의 배출을 용이하도록 함으로써 절삭 효율이 향상되는 후가공 날이 구비된 원형톱을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 후가공날이 구비된 원형톱은 원형으로 형성되고 둘레부를 따라 절삭초경팁이 융착된 다수의 절삭날과, 상기 절삭날과 절삭날 사이에 후가공초경팁이 융착된 후가공날이 일체로 구비된 후가공날이 구비된 원형톱에 있어서, 상기 후가공초경팁은 절단면의 후가공을 시작하는 상단면과 후가공을 완료하는 하단면에서 그 중앙으로 갈수록 폭이 점점 커지도록 네 모퉁이가 라운드진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 절삭초경팁은 가공부재와 접촉되는 절삭면이 그 중앙을 기준으로 상부에 내측으로 요입된 오목부와 하부에 외측으로 볼록한 볼록부가 상하 연속적으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 절삭초경팁의 폭은 길이 방향 전체로 동일하고, 상기 후가공초경팁의 상단면과 하단면의 폭은 상기 절삭초경팁의 폭보다 적고, 상기 후가공초경팁의 중앙 측의 폭은 상기 절삭초경팁의 폭보다 큰 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 후가공날은 2개의 절삭날과 2개의 절삭날 사이에 각각 1개가 배치되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 후가공날이 구비된 원형톱은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 절삭날에 의해 1차 절단된 가공부재의 절단면을 진입하는 후가공초경팁의 상단면에서 중앙으로 갈수록 폭이 점진적으로 커지는 라운드지 형상을 갖음으로써 절단면으로 초기 진입이 용이하고, 절단면에 걸리는 부하가 점진적으로 증가하여 원형톱에 걸리는 진동을 줄일 수 있게 되어 절단면을 깨끗하게 유지할 수 있고, 또한 후가공초경팁의 파손과 마모가 줄어들어 절삭 수명을 최대한 높여줄 수 있다.

둘째, 후가공초경팁의 중앙에서 하단면으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아지는 라운드지 형상을 갖음으로써 하단면이 절단면으로부터 빠져나올 때에 절단면에 과도한 접촉 압력이 걸리지 않게 되어 버(burr)의 발생을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 절삭초경팁은 절삭면의 상부와 하부가 오목부와 볼록부로 이루어진 형상에 의해 상하로 절삭량이 서로 다르게 분산하여 절삭됨으로써, 가공부재로부터 발생되는 절삭 칩(chip)이 서로 끼이는 것이 방지되어 절삭 칩이 원활하게 배출됨으로써 절삭 효과의 증대되고 절단면의 버(burr)의 발생을 줄일 수 있는 효과가 있다.

넷째, 후가공날이 절삭날이 2개가 한 쌍으로 이루어지는 절삭날들 사이 사이에 배치되어 절삭력을 확보한 상태에서 후가공이 동시에 진행되기 때문에 절삭효율이 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공날이 구비된 원형톱을 나타낸 전체 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공날이 구비된 원형톱의 일부 구성요소만을 확대 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공날이 구비된 원형톱의 일부 구성요소만을 확대 도시한 정면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공날이 구비된 원형톱에서 절삭초경팁을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공날이 구비된 원형톱에서 후가공초경팁을 도시한 전면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공날이 구비된 원형톱에서 절삭초경팁과 후가공초경팁의 절삭 메커니즘을 도시한 개념도.
도 7은 종래 기술에 의한 후가공날이 구비된 원형톱에 의해 절삭된 가공부재의 절단면을 찍은 사진.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공날이 구비된 원형톱에 의해 절삭된 가공부재의 절단면을 찍은 사진.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

이하의 설명에서 "상부", "하부", "전면", "후면", "측면", "상면", "하면", '폭' 그리고 이에 상응하는 용어들은 도면에서 나타나는 방향을 기준으로 하는 것이다.

그리고, 본 발명은 특별하게 언급되지 않는 한 다양한 변형이 가능하고 절삭날과 후가공날의 개수 또는 설치 위치도 변경 가능할 수 있음은 물론이다.

또한, 이하의 설명 및 도면에서 언급되는 후가공날이 구비된 원형톱은 단순히 바람직한 실시 예일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시 예들과 관련된 형상 및 치수들이나 물리적 특성들은 한정적이지 않는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공날이 구비된 원형톱을 나타낸 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공날이 구비된 원형톱의 일부 구성요소만을 확대 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 후가공날이 구비된 원형톱(10)은 일정 직경을 갖는 원판 형상의 원형톱 몸체(11)와, 이 몸체(11)의 가장자리 둘레를 따라 균등 간격으로 형성된 다수의 절삭날(12)과, 절삭날(12)과 절삭날(12) 사이에 위치한 후가공날(13)를 포함하여 구성된다.

여기서, 절삭날(12)과 후가공날(13)에는 공업용 다이아몬드나, 텅스텐 카아바이드와 같은 초경합금으로 이루어져 우수한 절삭성과 내마모성을 갖는 초경팁이 용접 등에 의해 각각 융착되어 가공부재의 실질적인 절삭 및 후가공을 수행한다. 이하에서는 절삭날(12)에 융착된 초경팁을 절삭초경팁(14)으로, 그리고 후가공날(13)에 융착된 초경팁은 후가공초경팁(15)으로 구별하여 설명하기로 한다.

이와 같이 구성된 후가공날이 구비된 원형톱(10)은 원형톱 몸체(11)가 회전되는 것에 의해 절삭날(12)과 함께 후가공날(13)이 동시에 회전되면서 가공부재(미도시)를 절단한다.

절삭날(11)에 의해 가공부재를 절단할 때 가공부재의 절단면에 형성되는 버(burr)는 후행하는 후가공날(13)에 의해 깔끔하게 후가공되어 가공부재의 절단면이 한 번의 절단공정으로 깔끔하게 가공된다.

본 발명의 의한 후가공날이 구비된 원형톱(10)은 몸체(11) 둘레부를 따라 형성된 다수의 절삭날(12) 중 2개의 절삭날(12)과 2개의 절삭날(12) 사이에 후가공날(13)이 1개 형성된다. 즉 절삭날(12)과 후가공날(13)의 전체적인 배열은 절삭날-절삭날-후가공날-절삭날-절삭날-후가공날-절삭날.... 로 배열 형성된다.

이와 같이 절삭날이 2개가 한 쌍으로 이루어지는 절삭날들 사이 사이에 후가

공날이 형성되기 때문에, 종래와 같이 단일의 절삭날에 의한 단속적인 절삭에 따른 절삭효과가 저하되지 않는 상태에서 후가공이 동시에 진행되기 때문에 절삭효율이 크게 향상될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공날이 구비된 원형톱의 구성 요소의 일부만을 확대 도시한 정면도이다.

도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 의한 절삭날과 후가공날의 배치 관계를 살펴보자면, 후가공날(13)의 높이는, 보다 상세하게는 후가공초경팁(15)의 높이는 절삭초경팁(14)보다 높이가 낮은 위치(Δh), 즉 절삭초경팁(14)의 상단면(14a)이 이루는 원둘레를 기준으로 내측(원형톱 몸체의 중심을 향하는 측)으로 요입한 위치(Δh)에 배치된다.

이로 인해, 후가공날(13)은 절삭 방향의 바로 앞쪽에 있는 절삭날(12)이 절단한 가공부재의 절단면에 접촉 회전하면서 절단면의 버(burr)를 제거하는 후가공을 한다. 즉, 후가공날(13)은 가공부재의 절단에 관여함이 없이 절삭날(12)보다 낮은 높이(Δh)로 절삭날(12)에 후행하면서 절삭날(12)에 의해 절단된 절단면을 매끄럽게 처리하는 역할을 한다.

여기서, 후가공날(13)과 절삭날(12)의 거리(ΔL)는, 보다 상세하게는 후가공초경팁(15)과 절삭초경팁(14)의 거리(ΔL)는 후가공날(13)의 앞쪽에 있는 절삭날(12)의 절삭초경팁(14)의 하단면(14b)이 1차로 절단한 가공부재의 절단면 끝부분에서 후가공초경팁(15)의 상단면(15a)과 겹쳐서 절단되는 거리를 갖는다. 즉 원형톱이 회전하면서 가공부재를 절단함에 있어 절삭초경팁(14)의 하단면(14b)이 절단면의 끝부분에서 빠져나감과 동시에 바로 후가공초경팁(15)의 상단면(15a)이 바로 진행할 수 있는 거리를 갖는다.

여기서, 각 초경팁(14)(15)의 상단면(14a)(15a)은 원형톱의 회전에 따라 가공부재의 절단 및 후가공이 시작되는 부분을 의미하고, 각 초경팁(14)(15)의 하단면(14b)(15b)은 가공부재의 절단 및 후가공이 끝나는 부분을 의미한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 절삭초경팁을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공초경팁을 도시한 전면도이다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 절삭초경팁(14)은 가공부재로 초기 절단 진입이 용이하면서 절삭량을 서로 다르게 분산하여 가공부재를 절삭함으로써 절삭 칩(chip)의 배출을 용이하도록 하여 절삭 효율을 향상시킬 수 있는 구조를 갖는다.

이를 위한 절삭초경팁(14)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 가공부재와 접촉되면서 절삭을 수행하는 절삭면(전면)이 그 중앙을 기준으로 상부로는 일정 곡률을 가지면서 내측으로 요입된 오목부(14c)가 형성되고, 하부로는 일정 곡률을 가지면서 외측으로 볼록한 볼록부(14d)가 형성되어 전체적으로 오목부(14c)와 볼록부(14d)가 상하 연속적으로 이어진 'S'자 형태를 갖는다.

이와 같이, 절삭초경팁(14)은 원형톱의 회전에 따라 가공부재의 절단이 시작되는 상단면에서 아래로 갈수록 안쪽으로 오목하게 들어간 형상에 의해 가공부재의 절삭 초기 진입이 용이하고, 또한 오목부(14c)가 가공부재를 절삭하는 동안 볼록부(14d)는 가공부재의 윗면을 지지하는 받침점 역할을 하면서 회전함으로써 볼록부(14d)를 받침점으로 하는 지레의 원리에 의해 오목부(14c)에 큰 절삭력이 작용되어 전체적으로 절삭 효율이 향상된다.

또한, 절삭초경팁(14)은 절삭면의 상부와 하부가 오목부(14c)와 볼록부(14d)로 이루어진 형상에 의해 상하로 절삭량이 서로 다르게 분산하여 절삭됨으로써, 즉 오목부(14c)에서는 큰 절삭량을 갖으면서 볼록부(14d)에서는 작은 절삭량을 갖게 됨에 따라 절삭에 의해 발생되는 소재의 칩이 서로 끼이는 것이 방지되어 절삭 칩이 원활하게 배출된다. 이는 결국 절삭 효과의 증대는 물론 절단면의 버(burr)의 발생을 줄일 수 있다.

한편, 후가공초경팁(15)의 폭은 절삭초경팁(14)의 폭보다 더 넓게 형성된다. 이는 절삭초경팁(14)에 의해 절단되는 가공부재의 절단면에 절삭초경팁(14)의 폭보다 넓은 후가공초경팁(15)이 진입함으로써 후가공초경팁(15)이 절단면을 가압하면서 접촉함에 따라 절단면에 형성된 이바리(burr)를 제거하는 후가공 공정이 더욱 용이하게 이루어질 수 있다.

그런데, 후가공초경팁(15)이 절단면의 폭보다 큼에 따라 초기 진입시부터 과도한 부하가 걸림으로써 원형톱에 진동의 발생을 유도하고, 이는 결국 도 7에 도시된 바와 같이 절단면이 매끄럽게 절단되지 못하게 된다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 후가공초경팁(15)은 절삭날에 의해 절삭된 절단면에 초기 진입시에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖는다.

이를 위한 후가공초경팁(15)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 가공부재와 접촉되면서 절삭을 수행하는 절삭면(전면)은 전체적으로 직사각형상을 갖으면서 네 모퉁이가 라우드진 형상을 갖는다.

보다 상세하게, 후가공초경팁(15)은 후가공이 시작되는 상단면(15a)과 후가공 끝나는 하단면(15b)은 가장 작은 폭(D1)을 갖으면서 그 중앙으로 갈수록 각각 그 폭이 점점 커지도록 라운드진 형상을 갖도록 일정 길이 연장되다가 어느 정도의 높이에서는 일정한 폭(D2)을 갖는 직선 측면(15c)을 이루면서 중앙 쪽으로 연장된다.

그리고 후가공초경팁(15)과 절삭가공팁(14)의 폭 간의 상관 관례를 도 6을 참조하여 설명하면, 후가공초경팁(15)의 상단면(15a)과 하단면(15b)의 폭(D1)은 절삭가공팁(14)의 최대 폭(D3)보다 작으며, 후가공초경팁(15)의 중앙 측 좌우 측면(15c)이 이루는 폭(D2)은 절삭가공팁(14)의 최대 폭(D3)보다 크게 형성된다.

이와 같이, 본 발명에 의한 후가공초경팁(15)은 절단면으로 진입이 시작되는 상단면(15a)의 폭(D1)은 절삭가공팁(14)의 최대 폭(D3)보다 작아서 절단면으로 초기 진입이 용이하고, 특히 원형톱의 회전에 따라 절단면과 접촉하는 후가공초경팁(15)의 폭이 점진적으로 증가하면서 절단면과 접촉 가압하기 하기 때문에 원형톱에 걸리는 부하역시 점진적으로 증가하여 원형톱에 걸리는 진동을 줄일 수 있게 되어 절단면을 깨끗하게 유지할 수 있으며(도 8 참조), 또한 후가공초경팁의 파손과 마모가 줄어들어 절삭 수명을 최대한 높여줄 수 있다.

또한, 후가공초경팁(15)은 절단면으로 진입이 완료되는 후단면(15b)의 폭(D1) 역시 절단면의 폭보다 작은 크기를 갖음으로써 원형톱의 회전에 따라 절단면과 접촉하는 후가공초경팁(15)의 폭이 점진적으로 감소하면서 절단면을 가압 접촉하기 때문에 후가공초경팁(15)이 절단면으로부터 빠져나오면서 버(burr)가 생기는 현상을 원천적으로 방지할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

10 : 원형톱 11 : 몸체
12 : 절삭날 13 : 후가공날
14 : 절삭초경팁 14a: 절삭초경팁 상단면
14b : 절삭초경팁 하단면 14c: 절삭초경팁 오목부
15d : 절삭초경팁 볼록부 15 : 후가공초경팁
15a : 후가공초경팁 상단면 15b : 후가공초경팁 하단면
15c : 후가공초경팁 측면

Claims (4)

1. 원형으로 형성되고 둘레부를 따라 절삭초경팁(14)이 융착된 다수의 절삭날(12)과, 상기 절삭날(12)과 절삭날(12) 사이에 후가공초경팁(15)이 융착된 후가공날(13)이 일체로 구비된 후가공날이 구비된 원형톱에 있어서,상기 후가공초경팁(15)은 절삭시 가공부재를 향하는 후가공면의 좌, 우 폭이 중앙에서 상단면(15)과 하단면(15b)으로 갈수록 작아지는 라운드진 형상으로 이루어지고, 상기 절삭초경팁(14)은 절삭시 가공부재를 향하는 절삭면이 그 중앙을 기준으로 상부에 일정 곡률을 가지면서 내측으로 요입된 오목부(14c)와 하부에 일정 곡률을 가지면서 외측으로 볼록한 볼록부(14d)가 상하 연속적으로 이루어지고, 상기 후가공초경팁(15)의 상단면과 하단면의 폭(D1)은 상기 절삭초경팁(14)의 최대 폭(D3)보다 적고, 상기 후가공초경팁(15)의 중앙 측의 폭(D2)은 상기 절삭초경팁(14)의 최대 폭(D3)보다 큰 것을 특징으로 하는 후가공날이 구비된 원형톱.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1 에 있어서, 상기 후가공날(13)은 2개의 절삭날(12)(12)과 2개의 절삭날(12)(12) 사이에 각각 1개가 배치되는 것을 특징으로 하는 후가공날이 구비된 원형톱.
   
   

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