KR101849496B1 - 항공기 제작용 카운터 싱크 커터 - Google Patents

항공기 제작용 카운터 싱크 커터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항공기의 동체 조립에 사용되는 접시머리 볼트의 헤드가 항공기의 표면보다 돌출되지 않도록 항공기 동체에 홀을 형성한 후, 상기 홀에 역삼각형 형태의 카운터 싱크를 형성하는 항공기 제작용 카운터 커터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 카운터 싱크 커터는 원추형의 바디와, 바디의 후면에 동력수단에 결합되도록 형성된 나사돌기와, 상기 바디의 선단에 돌출형성되어 바디가 가공물의 홀에 삽입될 때 홀의 저면에 바디가 직접 부딪히는 것을 방지하는 가이드돌기로 이루어지되, 상기 바디에는 원주방향으로 복수 개의 절삭팁이 볼트로 결합되어 있는 것이 특징인 항공기 제작용 카운터 싱크 커터에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터는 바디(Body)로부터 절삭팁의 교체가 용이하여 카운터 싱크 형성시 절삭팁이 파손되면 바디는 재사용하고 절삭팁만 교체를 하도록 함으로써 운용비용을 절감하는 등 경제적으로 이익이 있으며, 또한 바디와 절삭팁을 볼트결합하도록 함으로써 기존 바디와 절삭팁을 블래이징으로 접합되어 공구 전체를 교체하는 것에 비해 교체작업공정도 단순하다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

항공기 제작용 카운터 싱크 커터{Counter sink cutter for manufacturing aircraft}
본 발명은 항공기의 동체 조립에 사용되는 접시머리 볼트의 헤드가 항공기의 표면보다 돌출되지 않도록 항공기 동체에 홀을 형성한 후, 상기 홀에 역삼각형 형태의 카운터 싱크를 형성하는 항공기 제작용 카운터 싱크 커터에 관한 것이다.
일반적으로 카운터 싱크는 홀을 형성하는 드릴로서 부속품에 홀을 형성한 후, 카운터 싱킹용 공구로서 카운터 싱크를 형성하고 있다.
카운터 싱크홀은 홀의 입구 측 내주연이 내부측 보다 넓게 형성된 홀을 가리킨다.
이러한 종래 카운터 싱크를 가공하는 공구 또는 커터에 관한 기술로는 등록특허공보 제1264080호에 접시머리홈을 성형하는 성형치구에 있어서, 드릴이 돌출되는 그 일단부는 직경이 확장된 대경부로 형성되고, 상기 대경부의 일단부에는 날끝부가 형성되며, 상기 대경부의 타단부에는 직경이 축소된 소경부가 형성되고, 상기 대경부와 인접한 소경부의 일단부에는 나사부가 형성되는 이중비트; 상기 이중비트의 나사부에 이격된 상태로 끼워져 대경부 상에 안착되고, 나사부에 끼워진 상태에서 회전 및 상하 이동이 가능한 아답터; 및 상기 아답터를 관통한 이중비트의 소경부에 끼워지면서 소경부의 나사부에 나사 결합되는 고정부재;를 포함하는 접시머리홈 성형치구가 등록공개되어 있다.
또 다른 종래기술로는 등록특허공보 제1582970호에 공작물의 홀에 카운터 보링작업을 위한 백페이스 홀용 보링 및 모따기 카운터보어 공구장치에 설치되는 카운터 싱킹용 공구에 있어서, 상기 카운터 싱킹용 공구의 일단측 공구기어에 탈부착 가능하게 설치되어, 상기 공구기어의 회전력에 의해 회전되어 공작물에 직접적으로 카운터 보링작업을 하는 공구; 상기 공구의 외주연에 형성되어, 공구기어에 장착된 공구의 이탈을 방지하는 이탈방지부;를 포함하되, 상기 이탈방지부는 공구의 외주연에서 내부를 향해 소정길이로 파여지는 삽입홀; 상기 삽입홀에 내설되는 탄성부재; 상기 삽입홀에 내설되되, 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 국부적으로 공구의 외주연에 돌출되는 이탈방지구; 상기 공구가 공구기어에 결합시, 상기 이탈방지구의 돌출부위가 대응삽입되도록, 공구기어의 내주연에 형성되는 체결홈;을 포함하고, 상기 체결홈은 상기 이탈방지구의 돌출부위와 대응되도록 반원 형태로 함몰형성되거나, 또는 공구기어의 내주연 원주면을 따라 링 형태로 함몰 형성되고, 상기 이탈방지부는 상기 공구가 공구기어에 결합시, 상호 간에 틈새를 밀폐하기 위해, 공구의 외주연에 형성되는 오링결합홈; 상기 오링 결합홈에 끼워지는 오링;으로 이루어지고, 상기 공구는 공작물에 직접적으로 카운터 보링작업을 하는 보링부와; 상기 보링부의 일단면에 일체형으로 돌출 형성되어 공구기어의 중앙부에 삽입 결합되며, 외주연에 연결핀이 결합되도록 결합홈이 형성되는 연결부가 연결핀에 의해 탈부착 가능하게 되고, 상기 카운터 싱킹용 공구는 상,하로 분리/결합되는 하우징과; 동력발생장치의 회전동력을 전달하는 동력축과; 상기 하우징의 내부에 구비되되, 하우징의 일단면에 일측이 돌출 형성되어 동력축과 연결되고, 상기 동력축에서 전달된 회전력을 수평으로 전달하는 구동기어와; 상기 하우징의 내부에 구비되되, 상기 구동기어와 맞물려서 회전력을 같은 방향으로 전달하는 아이들기어(idle gear)와; 상기 하우징의 내부에 구비되되, 상기 아이들 기어와 맞물려서 회전력을 전달하는 공구기어;를 포함하고, 상기 하우징의 외부면에는 동력축의 회전시, 하우징이 동력축에 따라 회전되지 않고 지지되도록 지지바가 더 형성되고, 상기 지지바의 일측이 부재물에 지지되어 하우징의 회전을 방지하게 되고, 상기 아이들 기어는 하우징의 길이에 따라 다수개가 설치되는데, 구동기어와 공구기어를 포함하여 개수가 홀수의 수량으로 형성되어 구동기어와 공구기어가 동일한 방향으로 회전 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 카운터 싱킹용 공구가 등록공개되어 있다.
그러나 최근 항공기 동체 제작용 자재는 무게 절감을 위해 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)로 불리는 탄소 섬유 강화 플라스틱 적용이 확대되는 추세이다.
상기 CFRP 소재는 열전도성이 낮아 절삭 가공 시 발생되는 열이 소재나 절삭된 칩을 통해 확산 소멸되지 못하고 커터 절삭날의 급격한 온도상승을 초래함으로써 조직이 연화되면서 커터 절삭날의 급격한 마모가 발생하게 된다.
종래의 금속(초경)을 기반으로 한 카운터 싱크 커터들은 이 온도 상승에 대응하기 어려워 근래에는 PCD(Polycrystalline Diamond) 소재의 절삭팁(Tip)을 블래이징(Blazing)으로 접합한 일체형 PCD 카운터 싱크 커터의 사용이 증가하고 있으나 가격이 고가이고 재생 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 커터의 팁이 파손되면 재활용이 불가하여 바디와 통째로 폐기하여야 하기에 경제적인 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 바디(Body)로부터 절삭팁의 교체가 용이하여 카운터 싱크 형성시 절삭팁이 파손되면, 바디는 재사용하고 절삭팁만 교체를 하도록 함으로써 운용비용을 절감할 수 있는 항공기 제작용 카운터 싱크 커터를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명 항공기의 동체부속품에 카운트 싱크를 형성하는 항공기 제작용 카운터 싱크 커터에 있어서, 상기 카운터 싱크 커터는 원추형의 바디와, 바디의 후면에 동력수단에 결합되도록 형성된 나사돌기와, 상기 바디의 선단에 돌출형성되어 바디가 가공물의 홀에 삽입될 때 홀의 저면에 바디가 직접 부딪히는 것을 방지하는 가이드돌기로 이루어지되, 상기 바디에는 원주방향으로 복수 개의 절삭팁이 볼트로 결합되어 있는 것이 특징이다.
상술한 바와 같이 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터는 바디(Body)로부터 절삭팁의 교체가 용이하여 카운터 싱크 형성시 절삭팁이 파손되면 바디는 재사용하고 절삭팁만 교체를 하도록 함으로써 운용비용을 절감하는 등 경제적으로 이익이 있으며, 또한 바디와 절삭팁을 볼트결합하도록 함으로써 기존 바디와 절삭팁을 블래이징으로 접합되어 공구 전체를 교체하는 것에 비해 교체작업공정도 단순하다는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터의 분해사진.
도 2는 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터의 조립사진.
도 3은 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터의 절삭팁 개요도.
도 4, 5, 6은 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터의 절삭팁을 바디에 조립하는 과정을 나타낸 사진.
본 발명 항공기의 동체부속품에 카운트 싱크를 형성하는 항공기 제작용 카운터 싱크 커터에 있어서, 상기 카운터 싱크 커터(100)는 원추형의 바디(110)와, 바디(110)의 후면에 동력수단에 결합되도록 형성된 나사돌기(140)와, 상기 바디(110)의 선단에 돌출형성되어 바디(110)가 가공물의 홀에 삽입될 때 홀의 저면에 바디(110)가 직접 부딪히는 것을 방지하는 가이드돌기(150)로 이루어지되, 상기 바디(110)에는 원주방향으로 복수 개의 절삭팁(120)이 볼트(130)로 결합되어 있는 것이 특징이다.
상기 바디(110)는 일측면과 타측면을 평면으로 형성하여 상기 평면에는 각각 절삭팁(120)이 삽입장착될 수 있도록 삼각기둥 형상의 공간으로 이루어진 안착홈(111)이 형성되어 있되, 상기 안착홈(111)은 하나의 꼭지점이 바디(110)의 내부 중심부를 향하고 상기 꼭지점에 대응하는 한 변은 바디(110)의 경사면에 개구되도록 형성되어 상기 안착홈(111)에 안착홈(111)의 형상에 대응하는 형상의 절삭팁(120)이 삽입장착되는 것으로, 상기 안착홈(111)의 바닥면에는 볼트(130)가 삽입되는 제1볼트공(112)이 형성되고, 상기 절삭팁(120)에도 절삭팁(120)을 관통하는 제2볼트공(121)이 형성되어 있어, 상기 안착홈(111)의 제1볼트공(112)과 절삭팁(120)의 제2볼트공(121)을 일직선 상에 위치시킨 후, 볼트(130)로서 절삭팁(120)의 제2볼트공(121)을 관통하여 안착홈(111)의 바닥면에 형성된 제1볼트공(112)에 삽입시킴으로써 바디(110)에 절삭팁(120)이 체결되는 것이 특징이다.
그리고 상기 절삭팁(120)은 PCD(Poly Crystalline Diamond) 재질인 것이 특징이다.
이하, 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터를 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터의 분해사진, 도 2는 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터의 조립사진, 도 3은 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터의 절삭팁 개요도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명 항공기의 동체부속품에 카운트 싱크를 형성하는 항공기 제작용 카운터 싱크 커터에 관한 것이다.
더욱 상세히 설명하면, 상기 카운터 싱크 커터(100)는 원추형의 바디(110)와, 바디(110)의 후면에 동력수단에 결합되도록 형성된 나사돌기(140)와, 상기 바디(110)의 선단에 돌출형성되어 바디(110)가 가공물의 홀에 삽입될 때 홀의 저면에 바디(110)가 직접 부딪히는 것을 방지하는 가이드돌기(150)로 이루어져 있다.
그리고 상기 바디(110)에는 원주방향으로 복수 개의 절삭팁(120)이 볼트(130)로 결합되어 있다.
상기 가이드돌기(150)와 바디(110)의 선단은 서로 나사결합되도록 하여 가이드돌기(150)가 가공물의 홀 바닥면에 접촉하여 마모가 심하게 되면 교체가 용이하도록 하였다.
상기 가이드돌기(150)와 바디(110)의 나사결합은 바디(110)가 동력수단에 의해 회전하는 회전방향과 반대방향으로 결합되도록 함으로써 작업시 가이드돌기(150)가 바디(110)로부터 이탈되는 것을 방지하였다.
특히, 상기 바디(110)는 일측면과 타측면을 평면으로 형성하여 상기 평면에는 각각 절삭팁(120)이 삽입장착될 수 있도록 삼각기둥 형상의 공간으로 이루어진 안착홈(111)이 형성되어 있다.
이때, 상기 안착홈(111)은 하나의 꼭지점이 바디(110)의 내부 중심부를 향하고 상기 꼭지점에 대응하는 한 변은 바디(110)의 경사면에 개구되도록 형성되어 상기 안착홈(111)에 안착홈(111)의 형상에 대응하는 형상의 절삭팁(120)이 삽입장착되는 것이다.
상기 안착홈(111)의 꼭지점 부분은 드릴에 의해 가공됨으로써 자연 곡면형상이 형성되도록 하였으며, 상기 꼭지점 부분에 대응하는 절삭팁(120)의 모서리 부분에는 곡면으로 형성하여 절삭팁(120)의 파손 및 모서리 부분에 사용자가 다치는 안전사고를 방지하도록 하였다.
한편, 절삭팁(120)은 평면형상이 ‘
Figure 112017073916727-pat00001
’인 것으로, 절삭팁(120)의 절삭날(122)은 바디(110)에 형성된 경사면 외부로 돌출형성되어 절삭날(122) 부분이 가공물에 형성된 홀의 내면에 접촉되도록 하고, 또한 가이드돌기(150)를 향하는 절삭날(122)의 꼭지부분에도 가이드돌기(150)를 향하여 돌출되는 돌출부(123)가 형성되고, 바디(110)와 가이드돌기(150)가 결합되는 부분에는 돌출부(123)가 위치하도록 공간부가 마련되도록 하였다.
이에, 상기 안착홈(111)의 바닥면에는 볼트(130)가 삽입되는 제1볼트공(112)이 형성되고, 상기 절삭팁(120)에도 절삭팁(120)을 관통하는 제2볼트공(121)이 형성되어 있어, 상기 안착홈(111)의 제1볼트공(112)과 절삭팁(120)의 제2볼트공(121)을 일직선 상에 위치시킨 후, 볼트(130)로서 절삭팁(120)의 제2볼트공(121)을 관통하여 안착홈(111)의 바닥면에 형성된 제1볼트공(112)에 삽입시킴으로써 바디(110)에 절삭팁(120)이 체결되는 것이다.
한편, 상기 볼트(130)는 일반적으로 헤드와 나사산이 형성되어 있는 몸체로 이루어진 것으로, 볼트(130)의 헤드에는 제1, 2볼트공(112, 121)에 삽입된 볼트(130)의 삽입이 용이하도록 렌치홈(131)이 형성되어 있다.
또한, 상기 절삭팁(120)에 형성된 제2볼트공(121)의 내부 직경은 볼트(130)의 헤드가 완전히 삽입되도록 형성되고, 제2볼트공(121)의 내부에는 내부 중심을 향하여 돌출된 단턱(도면부호 미도시)이 형성되어 있어, 볼트(130)가 견고하게 체결될 수 있드록 하며, 볼트(130)의 체결이 완전히 끝나면 볼트(130)는 다른 외부 요건으로부터 방해받지 않도록 하여 쉽게 풀리지 않게 되도록 하였다.
그리고 상기 절삭팁(120)은 PCD(Poly Crystalline Diamond) 재질로 제작되고, 상기 바디(110)는 열처리 공구강으로 제조하도록 한다.
PCD(Polycrystalline Diamond)는 다결정 다이아몬드를 가리킨다.
도 4, 5, 6은 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터의 절삭팁을 바디에 조립하는 과정을 나타낸 사진이다.
본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터의 절삭팁을 바디에 조립하는 과정은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 바디(110)의 안착홈(111)에 절삭팁(120)을 안착시킨 후, 안착홈(111)에 형성된 제1볼트공(112)과 절삭팁(120)의 제2볼트공(121)에 형성된 제2볼트공(121)을 일치시킨 후, 볼트(130)를 삽입하여 조립하는 것이다.
상기 바디(110)에 절삭팁(120)을 더욱 견고하게 고정하기 위하여 절삭팁(120)에서 절삭날(122)이 형성되어 있지 않은 두 측면에 경사면을 형성하고, 절삭팁(120)이 접하는 바디(110)에도 상기 절삭팁(120)에 형성된 경사면에 대응하도록 가이드홈(113)을 형성하여 절삭팁(120)의 꼭지점이 바디(110)를 향하도록 하여 슬라이딩방식으로 결합시키도록 한다.
이때, 상기 절삭팁(120)의 두 측면에 형성된 경사면의 경사방향이 서로 반대방향으로 형성하고, 가이드홈(113)의 경사면의 방향도 이에 대응하도록 형성함으로써 더욱 견고하게 절삭팁(120)이 바디(110)의 안착홈(111)에 고정될 수 있도록 하였다.
또한, 상기 바디(110)의 안착홈(111)에 형성된 제1볼트공(112)에 중공체 형상으로서 내주연과 외주연에 나사산이 형성되어 있는 너트부재(160)를 먼저 삽입하되, 상기 너트부재(160)는 안착홈(111)보다 더 돌출되도록 삽입하고, 상기 돌출된 너트부재(160)가 절삭팁(120)의 제2볼트공(121)에 삽입되도록 결합시킨 뒤, 너트부재(160)의 중공홀로 볼트(130)를 삽입시켜 서로 견고히 결속시킬 수도 있다.
상기 너트부재(160)가 제1볼트공(112)에 체결되는 나사선의 방향과 너트부재(160)의 중공홀로 볼트(130)가 체결되는 나사선의 방향은 서로 반대가 되도록 함으로써 더욱 견고한 체결을 유지할 수 있다.
한편, 가이드봉(150)의 직경은 가공하고자 하는 가공물에 형성된 홀의 내경과 5/10000의 공차가 되도록 가공하여 사용함으로써 더욱 정밀하게 가공물에 카운터 싱크를 형성할 수 있도록 하였다.
그리고 가이드봉(150)의 끝단부 측 모서리는 2/1000의 공차로 가공함으로써 가이드봉(150)이 가공물의 홀에 삽입시 부딪혀 파손되는 것을 방지하였다.
또한, 상기 절삭팁(120)의 꼭지점 부분과 바디(110) 간에는 미세한 공간부가 형성되도록 함으로써 필요에 따라 상기 공간부를 통해 가공시 윤활유나 절삭유가 절삭팁(120)의 절삭날(122) 부분으로 공급될 수 있도록 하였다.
상술한 바와 같이 본 발명 항공기 제작용 카운터 싱크 커터는 바디(Body)로부터 절삭팁의 교체가 용이하여 카운터 싱크 형성시 절삭팁이 파손되면 바디는 재사용하고 절삭팁만 교체를 하도록 함으로써 운용비용을 절감하는 등 경제적으로 이익이 있으며, 또한 바디와 절삭팁을 볼트결합하도록 함으로써 기존 바디와 절삭팁을 블래이징으로 접합되어 공구 전체를 교체하는 것에 비해 교체작업공정도 단순하다는 등의 현저한 효과가 있다.
100. 카운터 싱크 커터
110. 바디 111. 안착홈 112. 제1볼트공
113. 가이드홈
120. 절삭팁 121. 제2볼트공 122. 절삭날
123. 돌출부
130. 볼트 131. 렌치홈
140. 나사돌기
150. 가이드봉
160. 너트부재

Claims (1)

  1. 원추형의 바디(110)와, 바디(110)의 후면에 동력수단에 결합되도록 형성된 나사돌기(140)와, 상기 바디(110)의 선단에 돌출형성되어 바디(110)가 가공물의 홀에 삽입될 때 홀의 저면에 바디(110)가 직접 부딪히는 것을 방지하는 가이드돌기(150)로 이루어지되, 상기 바디(110)에는 원주방향으로 복수 개의 절삭팁(120)이 볼트(130)로 결합되어 항공기의 동체부속품에 카운트 싱크를 형성하는 항공기 제작용 카운터 싱크 커터에 있어서,
    상기 가이드돌기(150)와 바디(110)의 나사결합은 바디(110)가 동력수단에 의해 회전하는 회전방향과 반대방향으로 결합되도록 함으로써 작업시 가이드돌기(150)가 바디(110)로부터 이탈되는 것을 방지하고,
    상기 바디(110)는 일측면과 타측면을 평면으로 형성하여 상기 평면에는 각각 절삭팁(120)이 삽입장착될 수 있도록 삼각기둥 형상의 공간으로 이루어진 안착홈(111)이 형성되어 있되, 상기 안착홈(111)은 하나의 꼭지점이 바디(110)의 내부 중심부를 향하고 상기 꼭지점에 대응하는 한 변은 바디(110)의 경사면에 개구되도록 형성되어 상기 안착홈(111)에 안착홈(111)의 형상에 대응하는 형상의 절삭팁(120)이 삽입장착되는 것으로,
    상기 안착홈(111)의 바닥면에는 볼트(130)가 삽입되는 제1볼트공(112)이 형성되고, 상기 절삭팁(120)에도 절삭팁(120)을 관통하는 제2볼트공(121)이 형성되어 있어, 상기 안착홈(111)의 제1볼트공(112)과 절삭팁(120)의 제2볼트공(121)을 일직선 상에 위치시킨 후, 볼트(130)로서 절삭팁(120)의 제2볼트공(121)을 관통하여 안착홈(111)의 바닥면에 형성된 제1볼트공(112)에 삽입시킴으로써 바디(110)에 절삭팁(120)이 체결되며,
    상기 절삭팁(120)은 평면형상이 삼각형 형상인 것으로, 절삭팁(120)의 절삭날(122)은 바디(110)에 형성된 경사면 외부로 돌출형성되어 절삭날(122) 부분이 가공물에 형성된 홀의 내면에 접촉되도록 하고, 가이드돌기(150)를 향하는 절삭날(122)의 꼭지부분에도 가이드돌기(150)를 향하여 돌출되는 돌출부(123)가 형성되고, 바디(110)와 가이드돌기(150)가 결합되는 부분에는 돌출부(123)가 위치하도록 공간부가 형성되어 있으며,
    상기 절삭팁(120)에 형성된 제2볼트공(121)의 내부 직경은 볼트(130)의 헤드가 완전히 삽입되도록 형성되고, 제2볼트공(121)의 내부에는 내부 중심을 향하여 돌출된 단턱이 형성되어 있어, 볼트(130)가 견고하게 체결될 수 있도록 하되,
    상기 볼트(130)는 일반적으로 헤드와 나사산이 형성되어 있는 몸체로 이루어진 것으로, 볼트(130)의 헤드에는 제1, 2볼트공(112, 121)에 삽입된 볼트(130)의 삽입이 용이하도록 렌치홈(131)이 형성되어 있고,
    상기 절삭팁(120)은 PCD(Poly Crystalline Diamond) 재질로 제작되고, 상기 바디(110)는 열처리 공구강으로 제조하는 것이 특징인 항공기 제작용 카운터 싱크 커터.
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