KR101620972B1

KR101620972B1 - 구멍 가공용 공구

Info

Publication number: KR101620972B1
Application number: KR1020150125070A
Authority: KR
Inventors: 동영근
Original assignee: 동영근
Priority date: 2015-09-03
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2016-05-13

Abstract

본 발명은 보링(BORING)과 버니싱(BURNISHING)을 공구의 교체없이 연속적으로 진행할 수 있도록 하는 구멍 가공용 공구를 개시한다. 개시된 구멍 가공용 공구는 가공물에 접촉하는 선단면에서 특정 진입각을 가지도록 선단면에서 원주방향을 따라 이격되게 복수개 형성되는 가공날부와, 가공날부 사이에 형성되어 가공물의 절삭칩을 배출시키는 칩배출홈부를 포함하며, 가공물에 형성된 구멍의 내면을 보링가공하는 보링부와, 보링부의 직경보다 큰 직경을 가지도록 보링부의 중심선상에서 연장 형성되며, 보링홀의 내면을 버니싱 가공하기 위한 버니싱가공홈부를 구비하는 버니싱부와, 버니싱부보다 작은 직경을 가지도록 버니싱부에서 연장 형성되는 생크부를 포함한다.

Description

구멍 가공용 공구{TOOL FOR MACHINING BOREHOLES}

본 발명은 구멍 가공용 공구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보링(BORING)과 버니싱(BURNISHING)을 공구의 교체없이 연속적으로 진행할 수 있도록 하는 구멍 가공용 공구에 관한 것이다.

통상 보링(BORING)은 가공물에 형성되는 구멍의 내면을 다듬질하는 것으로, 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있는 가공방법이다. 이러한 보링작업은 보링머신, 밀링머신, 범용기계 등을 이용하여 진행할 수 있으며, 특히 자동차 부품을 생상할 때 많이 적용된다.

예를 들어 차량의 동력전달계통에는 두개의 동력전달 축을 연결하기 위한 커프링으로 유니버설 조인트가 사용된다. 유니버설 조인트는 구동축과 결합되는 2개의 요크가 조인트블록에 의해 연결된다.

그리고, 조인트블록은 베어링의 결합을 위해 형성되는 베어링 결합구멍의 내면이 매끄럽게 가공되어야 한다. 이를 위하여, 조인트블록에 밀링 등을 통해 베어링 결합구멍을 형성하고, 베어링 결합구멍의 내면에 보링을 진행하여 다듬질하고, 다듬질된 베어링 결합구멍의 내경을 정밀하게 면처리하는 버니싱(BURNISHING)을 차례로 진행하게 된다. 여기서, 버니싱은 구멍의 내면이 광택을 가지도록 매끄럽게 면처리하는 광택가공을 의미한다.

그런데, 상기와 같이 보링작업과 버니싱작업을 각각 진행하게 되면 작업공수가 증가하게 되고, 작업 변경에 따른 공구의 회전 중심을 정확하게 일치시키기가 어려워 가공 오차가 심하게 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

한편, 국내 공개특허공보 제10-2008-0052568호(공개일:2008년06월11일)에는 "구멍 가공 공구 및 예비 구멍의 가공 방법"가 개시되어 있고, 공개특허공보 제10-2011-0066485호(공개일:2011년06월17일)에는 "스키빙과 버니싱 가공이 가능한 툴"이 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 구멍의 보링(BORING)작업과 버니싱(BURNISHING)작업을 공구의 교체없이 하나의 공구로 연속되게 진행할 수 있으므로, 작업공수를 줄이면서 불량품 발생을 감소시킬 수 있는 구멍 가공용 공구를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 구멍 가공용 공구는, 가공물에 접촉하는 선단면에서 특정 진입각을 가지도록 축 중심의 원주방향을 따라 이격되게 복수개 형성되는 가공날부와, 상기 가공날부 사이에 형성되되어 상기 가공물의 절삭칩을 배출시키는 칩배출홈부를 포함하며, 상기 가공물에 보링홀을 가공하는 보링부와, 상기 보링부의 직경보다 큰 직경을 가지도록 상기 보링부의 중심선상에서 연장 형성되며, 상기 보링홀의 내면을 버니싱 가공하기 위한 버니싱가공홈부가 형성되는 버니싱부와, 상기 버니싱부보다 작은 직경을 가지도록 상기 버니싱부에서 연장 형성되는 생크부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가공날부는, 상기 선단면에서 경사지게 형성되는 메인진입면을 가지며, 상기 버니싱부의 외면을 향하여 이어지는 메인가공면을 형성하는 메인가공날과, 상기 메인진입면의 전단에 위치하도록 상기 선단면에서 경사지게 형성되는 보조진입면을 가지며, 상기 메인가공면의 전단에 위치하도록 상기 버니싱부의 외면을 향하여 이어지는 보조커팅면을 형성하는 전단가공날을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 버니싱가공홈부는, V자형으로 형성되며, 상기 버니싱부의 외면에서 라운드지게 다듬질면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 버니싱가공홈부는, 상기 다듬질면에 버니싱을 위한 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 버니싱가공홈부는, 헬릭스 각도가 상기 버니싱부의 축 방향에 대하여 10~12도의 각을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 구멍 가공용 공구는 종래 기술과 달리 보링(BORING)작업과 버니싱(BURNISHING)작업을 공구의 교체없이 하나의 공구로 연속되게 진행할 수 있으므로, 작업공수를 줄이면서 제품의 불량률을 감소시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍 가공용 공구를 도시한 평면사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍 가공용 공구를 도시한 평면사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍 가공용 공구를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍 가공용 공구를 도시한 저면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 버니싱부를 도시한 요부확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 버니싱부의 변형예를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 구멍 가공용 공구의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍 가공용 공구를 도시한 평면사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍 가공용 공구를 도시한 평면사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍 가공용 공구를 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍 가공용 공구를 도시한 저면도이다.

또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 버니싱부를 도시한 요부확대 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 버니싱부의 변형예를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍 가공용 공구(100)은 가공물에 형성된 구멍의 내면을 다듬질하는데 사용된다. 예를 들어 본 실시예에 따른 구멍 가공용 공구(100)는 가공물인 조인트블록(10)의 베어링 결합구멍(11)의 내면을 보링(BORING) 및 버니싱(BURNISHING)가공할 때 공구의 교체 없이 보링가공과 버니싱가공을 연속적으로 진행할 수 있도록 이루어진다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 구멍 가공용 공구(100)는 베어링 결합구멍(11)의 보링가공을 위한 보링부(110)와, 다듬질된 베어링 결합구멍(110)의 내면을 버니싱가공하기 위한 버니싱부(120)와, 구멍 가공용 공구(100)를 공작기계에 장착하기 위한 생크부(130)를 포함한다. 이러한, 구멍 가공용 공구(100)는 보링부(110)와 버니싱부(120)가 일체로 형성되므로, 공구의 교체 없이 결합구멍을 보링가공 및 버니싱가공을 연속적으로 진행할 수 있게 된다.

보링부(110)는 조인트블록(10)의 베어링 결합구멍(11)으로 삽입되는 선단면(110a)과, 선단면(110a)에서 연장 형성되는 가공날부(110b)와, 가공날부(110b) 사이에 형성되는 칩배출홈부(110c)를 포함한다, 이러한, 보링부(110)는 구멍 가공용 공구(100)의 축방향을 따라 헬릭스(Helix) 형태를 가지면서 버니싱부(120)까지 연장 형성된다.

선단면(110a)은 평면으로 형성되며, 가공날부(110b)가 특정 진입각(θ)을 가지도록 연장 형성된다.

가공날부(110b)는 보링부(110)의 원주방향을 따라 이격되게 복수개 형성되며, 조인트블록(10)의 구멍으로 진입하면서 구멍의 내면을 면처리하게 된다. 이러한, 가공날부(110b)는 보링가공을 위한 메인가공날(111)과, 메인가공날(111)의 전단에 위치하는 전단가공날(113)을 포함한다.

메인가공날(111)은 선단면(110a)과 특정 진입각(θ)을 가지도록 선단면에서 경사지게 형성되는 메인진입면(111a)과, 메인진입면(111a)에서 버니싱부(120)로 이어지게 형성되며, 버니싱부(120)와 단차(115)지게 형성되는 메인가공면(111b)을 구비한다.

본 실시예에서는 메인진입면(111a)이 선단면(110a)과 특정 진입각(θ1)을 이루도록 평면으로 형성되는 것이 도시되어 있지만, 메인진입면(111a)을 선단면(110a)에서부터 라운드지게 형성할 수도 있다.

메인가공면(111b)은 제1가공면(111b')과 제2가공면(111b")을 통해 "∧"형상으로 형성되며, 보링부(110)의 외면을 이루게 된다. 또한, 메인가공면(111b)은 제1가공면(111b')의 일측으로 전단가공날(113)이 위치하게 되고, 제2가공면(111b")의 일측으로 칩배출홈부(110c)가 위치하게 된다.

전단가공날(113)은 메인진입면(111a)에서 연장 형성되는 보조진입면(113a)과, 보조진입면(113a)의 외면을 이루는 보조가공면(113b)을 구비한다. 이러한, 전단가공날(113)은 보조진입면(113a)이 메인진입면(111a)보다 작게 형성되고, 보조가공면(113b)이 제1가공면(111b')과 접하도록 버니싱부(120)의 외면까지 이어지게 형성된다.

본 실시예에 따른 보링부(110)는 구멍 가공용 공구의 축방향과 이루는 헬릭스 각도가 0도 내지 45도를 이루도록 형성될 수 있으며, 하나 또는 복수개 등간격으로 형성될 수도 있다.

버니싱부(120)는 구멍 가공용 공구의 축 중심을 기준으로 보링부(110)의 반경보다 큰 반경을 가지도록 원형으로 형성된다. 이러한, 버니싱부(120)는 보링부(110)에서 연장형성되며, 보링부(110)에 의해 다듬질된 베어링 결합구멍(11)의 내면을 광택이 나도록 매끄럽게 가공하게 된다.

이를 위하여, 본 실시예에 따른 버니싱부(120)는 그 직경(Ø2)이 보링부(110)의 직경(Ø1)보다 0.01mm 크게 형성되며, 그 공차가 +-0.005로 형성되는 것이 바람직하다.

버니싱가공홈부(121)는 버니싱부(120)의 외면에서 보링부(110)의 헬릭스 방향과 반대 방향으로 형성되며, 복수개가 버니싱부(120)의 원주방향을 따라 등간격으로 형성된다. 또한, 버니싱가공홈부(121)는, 헬릭스 각도(θ2)가 버니싱부(120)의 축방향에 대하여 10도 내지 12도를 이루도록 형성된다.

특히, 버니싱가공홈부(121)는 V자형으로 형성되며, 버니싱부(120)의 외면에서 라운드지게 형성되는 다듬질면(121a)을 구비한다. 다듬질면(121a)에는 버니싱면의 광택 효과를 더욱 향상시키기 위한 코팅층(121b)이 형성된다. 이때, 다듬질면(121a)은 2R/100로 형성된다.

본 실시예에서 버니싱가공홈부(121)의 헬릭스 방향이 보링부(110)의 헬릭스 방향과 반대방향으로 형성되는 것을 예를 들어 설명하고 있지만, 버니싱가공홈부(121)의 헬릭스 방향을 보링부(110)의 헬릭스 방향과 동일한 방향으로 형성할 수도 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 버니싱가공홈부(121)를 버니싱부(120)의 외면에 직선으로 형성할 수도 있다.

생크부(130)는 공작기계의 고정척에 고정될 수 있도록 버니싱부(120)에서 연장형성되며, 버니싱부(120)의 직경보다 작은 직경을 가진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍 가공용 공구의 작용을 설명한다.

조인트블록(10)인 조인트블록의 베어링 결합구멍(11)을 보링가공 및 버니싱가공할 수 있도록 베어링 결합구멍(11)으로 삽입되어 베어링 결합구멍(11)의 내면을 가공하게 된다. 이를 위하여, 구멍 가공용 공구(100)는 보링부(110)가 베어링 결합구멍(11)으로 삽입되어 베어링 결합구멍(11)의 내면을 다듬질하고, 버니싱부(120)가 내면이 다듬질된 보링홀에 바로 삽입되면서 보링홀의 내면을 면처리하여 광택을 내게 된다.

이때, 보링부(110)는 메인진입면(111a)에 의해 베어링 결합구멍(11)으로 삽입될 때 반경방향으로 유동되는 것이 최소화되면서 안정되고 용이하게 삽입된다.

더하여, 버니싱부(120)의 버니싱가공홈부(121)에 다듬질면(121a)이 형성되고, 다듬질면(121a)에 코팅층(121b)이 형성되므로, 광택효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

이처럼, 본 실시예에 따른 구멍 가공용 공구(100)는 보링부(110)와 버니싱부(120)가 일체로 형성되므로, 공구의 교체 없이 베어링 결합구멍(11)의 보링가공 및 버니싱가공을 연속적으로 진행할 수 있게 된다. 이로 인하여, 작업공수를 줄이면서 제품의 불량률을 감소시킴은 물론 생산단가를 현저하게 줄일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 구멍 가공용 공구 110 : 보링부
110b : 가공날부 111 : 메인가공날
113 : 전단가공날 110c : 칩배출홈부
120 :버니싱부 121 : 버니싱가공홈부
130 : 생크

Claims

가공물에 접촉하는 선단면에서 특정 진입각을 가지도록 상기 선단면에서 원주방향을 따라 이격되게 복수개 형성되는 가공날부와, 상기 가공날부 사이에 형성되어 상기 가공물의 절삭칩을 배출시키는 칩배출홈부를 포함하며, 상기 가공물에 형성된 구멍의 내면을 보링가공하는 보링부; 상기 보링부의 직경보다 큰 직경을 가지도록 상기 보링부의 중심선상에서 연장 형성되며, 보링가공된 상기 구멍의 내면을 버니싱 가공하기 위한 버니싱가공홈부를 구비하는 버니싱부; 및 상기 버니싱부보다 작은 직경을 가지도록 상기 버니싱부에서 연장 형성되는 생크부;를 포함하며,
상기 보링부는 축방향을 따라 헬릭스(Helix) 형태를 가지면서 상기 버니싱부까지 연장 형성되고,
상기 가공날부는,
상기 선단면에서 경사지게 형성되는 메인진입면을 가지며, 상기 버니싱부의 외면을 향하여 이어지는 메인가공면을 형성하는 메인가공날; 및
상기 메인진입면의 전단에 위치하도록 상기 선단면에서 경사지게 형성되는 보조진입면을 가지며, 상기 메인가공면의 전단에 위치하도록 상기 버니싱부의 외면을 향하여 이어지는 보조커팅면을 형성하는 전단가공날;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 구멍 가공용 공구.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 버니싱가공홈부는, V자형으로 형성되며, 상기 버니싱부의 외면에서 라운드지게 다듬질면을 구비하는 것을 특징으로 하는 구멍 가공용 공구.
제 3 항에 있어서,
상기 버니싱가공홈부는, 상기 다듬질면에 버니싱을 위한 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 구멍 가공용 공구.
제 1 항에 있어서,
상기 버니싱가공홈부는, 헬릭스 각도가 상기 버니싱부의 축 방향에 대하여 10~12를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 구멍 가공용 공구.