KR102188165B1

KR102188165B1 - 디버링 툴 및 그를 이용한 디버링 방법

Info

Publication number: KR102188165B1
Application number: KR1020170115150A
Authority: KR
Inventors: 배성민; 박종율
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2020-12-07
Also published as: KR20190028104A

Abstract

본 발명에 의한 디버링 툴은, 툴 바디(tool body); 툴 바디의 일단에 형성되고, 슬롯에 의해 서로 이격되는 한 쌍의 아암; 툴 바디의 타단에 형성된 생크(shank); 한 쌍의 아암 중에서 적어도 하나의 아암에 장착되는 하나 이상의 절삭 인서트; 및 상기 생크가 분리가능하게 장착되는 드라이브 메커니즘;을 포함하고, 상기 드라이브 메커니즘은 상기 생크를 직선 왕복시킴과 더불어 일정 피치로 회전시키도록 구성될 수 있다.

Description

디버링 툴 및 그를 이용한 디버링 방법{DEBURRING TOOL AND METHOD FOR DEBURRING A HOLE USING THE SAME}

본 발명은 디버링 툴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 홀의 전둘레에 걸쳐 버(burr)를 완벽하고 균일하게 제거할 수 있는 디버링 툴 및 그를 이용한 디버링 방법에 관한 것이다.

버(burr)는 드릴링(drilling), 그라인딩(grinding), 밀링(milling), 인그레이빙(engraving), 선삭(turning) 등과 같은 기계가공(machining operation)에 의해 생성되는 것으로, 이러한 버는 드릴링 뿐만 아니라 절삭가공 시 소성변형에 의해서 생기는 불필요한 부분으로서 가공 후 모서리에 발생하는 원하지 않는 돌출된 부분으로 정의할 수 있다. 이러한 버(burr)를 제거하는 것을 디버링(deburring)이라 하고, 디버링을 실행하는 공구를 디버링 툴(deburring tool)이라 한다.

버(burr)는 대표적인 치수 오차 요인이 될 수 있고, 부품의 품질과 조립에 큰 지장을 줄 수 있다. 예를 들면, 조립공정 시 허용 공차를 벗어날 경우에는 조립이 불가능하며 공차 내에 있다 하더라도 접촉면의 손상을 가져와서 문제를 일으킬 여지를 남게 한다. 또한, 작업자에게 상해를 입힐 수 있으며, 추가적인 디버링 공정과 모서리의 마무리는 제품의 원가에도 많은 영향을 미친다.

그러므로, 일단 발생된 버는 반드시 제거되어야 하며, 가능하면 버의 발생이 방지되거나 허용 가능한 최소한의 크기로 생성되도록 유도하는 것이 바람직하다.

하지만, 실린더 블록, 크랭크 샤프트 등과 같은 부품(workpiece)은 어느 한 홀에 교차하는 교차홀을 가지고, 교차홀의 교차가장자리에서 발생된 버(burr)를 제거하기 위한 디버링 툴의 접근이 힘들고 교차홀의 교차구조가 일정치 않기 때문에 그 디버링(Deburring)이 어려운 단점이 있었다.

특히, 종래의 디버링은 디버링 툴을 회전시켜 절삭하는 회전 절삭방식을 채택함에 따라, 교차홀의 교차가장자리와 디버링 툴의 절삭날이 접촉하는 접촉면적이 일정하지 않으므로 버의 크기, 형상 등의 상이함으로 인해 디버링이 균일하고 완벽하게 실행하지 못하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 홀의 전둘레에 걸쳐 버(burr)를 완벽하고 균일하게 제거할 수 있는 디버링 툴 및 그를 이용한 디버링 방법를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 부품의 홀의 버를 제거하는 디버링 툴로서,

툴 바디(tool body);

툴 바디의 일단에 형성되고, 슬롯에 의해 서로 이격되는 한 쌍의 아암;

툴 바디의 타단에 형성된 생크(shank);

한 쌍의 아암 중에서 적어도 하나의 아암에 장착되는 하나 이상의 절삭 인서트; 및

상기 생크가 분리가능하게 장착되는 드라이브 메커니즘;을 포함하고,

상기 드라이브 메커니즘은 상기 생크를 직선 왕복시킴과 더불어 일정 피치로 회전시키도록 구성될 수 있다.

상기 한 쌍의 아암은 제1아암과 제1아암에 대해 평행하게 이격된 제2아암으로 이루어지고,

상기 제1아암 및 상기 제2아암 중에서 적어도 하나의 아암이 탄성적으로 굽혀지도록 구성될 수 있다.

상기 제1아암의 두께가 상기 제2아암의 두께 보다 얇게 형성될 수 있다.

상기 절삭인서트는 상기 제1아암에 삽입되고, 상기 절삭인서트는 상기 제1아암에서 돌출한 절삭블레이드를 가질 수 있다.

상기 제1아암의 두께는 상기 툴 바디의 직경, 상기 제2아암의 두께, 및 상기 슬롯의 두께에 의해 설정될 수 있다.

상기 제2아암의 두께는 부품의 홀의 반경 보다 크게 형성될 수 있다.

상기 절삭 인서트는 상기 제1아암에서 돌출한 절삭블레이드를 가질 수 있다.

상기 절삭블레이드는 상기 절삭블레이드의 전방단에 마련된 제1가이딩에지(first guiding edge)와, 상기 제1가이딩에지의 후방에 형성된 제2가이딩에지(second guiding edge)와, 상기 제2가이딩에지의 후방에 형성된 제3가이딩에지(third guiding edge)와, 상기 제3가이딩에지로부터 하부방향으로 경사지게 연장된 절삭에지(cutting edge)를 포함할 수 있다.

상기 제1가이딩에지는 상기 절삭블레이드의 전방단에서 후방을 향해 상향으로 경사질 수 있다.

상기 제2가이딩에지는 상기 제1가이딩에지로부터 수평방향으로 연장될 수 있다.

상기 제3가이딩에지는 상기 제2가이딩에지로부터 후방을 향해 하향으로 경사질 수 있다.

상기 절삭에지의 경사각은 포지티브 절삭(positive cutting)을 구현하도록 설정될 수 있다.

상기 절삭에지의 경사각은 네거티브 절삭(negative cutting)을 구현하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 절삭블레이드를 가진 디버링 툴을 이용하는 디버링 방법으로,

디버링 툴을 일정 피치 만큼 단계적으로 회전시킴에 따라 절삭블레이드를 홀의 전둘레에 균일하게 등분된 복수의 디버링위치로 단계적으로 이동하고,

각 디버링위치에서 디버링 툴을 전후진시켜 디버링 툴의 절삭블레이드를 전진 내지 후진시켜 디버링할 수 있다.

상기 피치는 상기 절삭블레이드의 폭 보다 작은 원호길이로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 원호보간 및 전후진에 의한 디버링을 홀의 전둘레에 걸쳐 순차적이고 단계적으로 진행함으로써 공간이 협소한 교차홀에서 완벽한 디버링이 효과적으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 디버링 툴을 일정 피치 만큼 단계적으로 회전시킴에 따라 디버링 툴의 절삭블레이드가 홀의 전둘레에 균일하게 등분된 복수의 디버링위치에 단계적으로 이동시키고(원호보간), 각 디버링위치에서 디버링 툴을 전진 및 후진시킴으로써 홀의 각 디버링위치에서 디버링을 단계적으로 실행함으로써 홀의 전둘레에 걸쳐 균일하게 완벽하게 버를 제거할 수 있다.

특히, 본 발명은 2 이상의 홀이 교차하는 교차가장자리에 대한 디버링을 보다 확실하게 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디버링 툴을 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 화살표 A 부분을 확대한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디버링 툴의 절삭인서트를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 B-B선을 따라 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 C-C선을 따라 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 디버링 툴이 교차홀 내로 진입하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 디버링 툴이 교차홀의 교차가장자리에 도달한 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 디버링 툴이 교차홀의 교차가장자리에서 후진함에 따라 전단절삭하는 과정을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 디버링 툴이 교차홀 내에서 일정 피치로 회전하는 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 화살표 D방향에서 바라본 상태를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 의한 디버링 툴이 교차홀 내에서 후퇴하는 과정을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명에 의한 디버링 툴을 이용한 디버링 방법을 도시한 순서도이다.
도 13은 본 발명에 의한 디버링 툴의 디버링 방법에 의해 교차홀의 교차가장자리가 디버링된 결과를 도시한 사진이다.
도 14는 본 발명에 의한 디버링 툴의 디버링 방법에 의해 엔진의 실린더블록의 교차홀의 교차가장자리가 디버링된 결과를 도시한 사진이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디버링 툴(10)은, 툴 바디(11, tool body)와, 툴 바디(11)의 일단에 형성된 한 쌍의 아암(12, 13)과, 툴 바디(11)의 타단에 형성된 생크(16, shank)와, 한 쌍의 아암(12, 13) 중에서 적어도 하나의 아암에 장착되는 하나 이상의 절삭 인서트(20)를 포함할 수 있다.

툴 바디(11)는 길게 연장되고 일정 직경을 가진 원통형일 수 있고, 툴 바디(11)는 스프링 강(spring steel) 등과 같이 탄성력을 가진 재질로 이루어질 수 있다.

한 쌍의 아암(12, 13)은 툴 바디(11)의 일단에 일체형으로 형성될 수 있고, 이에 한 쌍의 아암(12, 13)은 툴 바디(11)와 동일한 스프링 강 등으로 이루어짐에 따라 한 쌍의 아암(12, 13) 중에서 적어도 어느 하나의 아암이 탄성적으로 굽혀질 수 있다.

한 쌍의 아암(12, 13)은 슬롯(14)에 의해 서로 평행하게 이격될 수 있고, 슬롯(14)은 한 쌍의 아암(12, 13) 사이에 형성될 수 있으며, 슬롯(14)은 길이방향으로 연장될 수 있다. 슬롯(14)에 의해 한 쌍의 아암(12, 13) 중에서 적어도 어느 하나의 아암이 탄성적으로 굽힘가능하도록 구성될 수 있다.

각 아암(12, 13)의 일부분은 면취가공에 의해 형성된 한 쌍의 평탄면(15)을 가질 수 있고, 한 쌍의 평탄면(15)은 각 아암(12, 13)의 양측에 대칭적으로 형성될 수 있다. 이에 한 쌍의 아암(12, 13)의 폭은 툴 바디(11)의 폭 보다 얇게 형성될 수 있으므로 부품의 홀 내로 진입 내지 이동을 보다 용이하게 할 수 있다.

한 쌍의 아암(12, 13)은 슬롯(14)에 의해 이격된 제1아암(12)과 제2아암(13)일 수 있다.

하나 이상의 절삭 인서트(20, cutting insert)는 한 쌍의 아암(12, 13) 중에서 적어도 어느 한 아암에 제공될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 절삭 인서트(20)가 제1아암(12)의 중간에 삽입될 수 있다. 절삭 인서트(20)는 제1아암(12)의 삽입홈에 삽입되고 용접 등을 통해 고정될 수 있다. 절삭 인서트(20)의 상단에는 절삭블레이드(25, cutting blade)가 형성될 수 있으며, 절삭블레이드(25)는 제1아암(12)에서 일정 두께(h)로 돌출할 수 있다.

절삭블레이드(25)은 절삭블레이드(25)의 전방단에 마련된 제1가이딩에지(21, first guiding edge)와, 제1가이딩에지(21)의 후방에 형성된 제2가이딩에지(22, second guiding edge)와, 제2가이딩에지(22)의 후방에 형성된 제3가이딩에지(23, third guiding edge)와, 제3가이딩에지(23)로부터 하부방향으로 경사지게 형성된 절삭에지(24, cutting edge)를 포함할 수 있다.

제1가이딩에지(21)는 절삭블레이드(25)의 전방단에서 후방을 향해 상향으로 경사질 수 있고, 이에 제1가이딩에지(21)에 의해 디버링 툴(10)이 전진하여 가공물의 홀 내로 진입할 때 디버링 툴(10)의 전진이 원활하게 가이드될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1가이딩에지(21)의 경사각(a1)은 24~30°일 수 있고, 이를 통해 디버링 툴(10)이 홀의 입구 측으로 진입(초입 진입)함을 원활하게 가이드할 수 있다.

제2가이딩에지(22)는 제1가이딩에지(21)로부터 후방을 향해 연장될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제2가이딩에지(22)의 경사각(a2)은 0°일 수 있고, 이에 제2가이딩에지(22)은 수평하게 형성될 수 있으며, 디버링 툴(10)이 홀의 중간부에서 이동함(중간 이동)을 원활하게 가이드할 있다.

제3가이딩에지(23)는 제2가이딩에지(22)로부터 후방을 향해 하향으로 경사질 수 있고, 디버링 툴(10)이 홀 내에서 전단절삭 이후에 후진하는 과정을 원활하게 가이드될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제3가이딩에지(23)의 경사각(a3)은 6~8°일 수 있고, 이를 통해 홀 내로 디버링 툴(10)이 진입함을 보다 원활하게 할 수 있다.

절삭에지(24)는 절삭블레이드(25)의 후방단에 하부방향으로 경사지게 형성됨으로써 디버링 툴(10)이 전진(도 2의 화살표 F방향 참조)을 통해 디버링 위치로 이동함을 용이하게 함과 더불어, 디버링 툴(10)이 후진(도 2의 화살표 R방향 참조)을 통해 디버링을 용이하게 실행할 수 있다. 이러한 디버링 툴(10)의 직선 왕복이동(전진 내지 후진) 시에 절삭에지(24)가 버(burr)와 접촉함에 따라 전단 절삭력을 발생함으로써 리니어 브로칭(linear broaching)의 원리로 디버링을 실행할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 절삭에지(24)의 경사각(a4)은 0~8°일 수 있고, 이를 통해 전후진(리니어 브로칭)에 의한 디버링을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

일 예에 따르면, 절삭에지(24)의 경사각(a4)이 최대 8°으로 설정될 수 있고, 이에 따라 절삭에지(24)는 포지티브 절삭(positive cutting)을 구현할 수 있다. 이를 통해 디버링 툴(10)의 후진에 의한 디버링 시에 발생하는 전단응력에 대한 절삭부하를 감소할 수 있다.

다른 예에 따르면, 절삭에지(24)의 경사각(a4)이 0°으로 설정될 수 있고, 이에 따라 절삭에지(24)는 네거티브 절삭(negative cutting)을 구현할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 제1아암(12)의 두께(t1)가 제2아암(13)의 두께(t2) 보다 상대적으로 얇게 형성될 수 있다. 이에 제1아암(12)이 탄성적으로 굽혀질 수 있으므로 제1아암(12)의 절삭블레이드(25)가 디버링을 보다 원활하게 할 수 있다. 여기서, 제1아암(12)의 두께(t1)와, 제2아암(13)의 두께(t2)와, 슬롯(14)의 두께(t3)를 합하면 툴 바디(11)의 직경(d)될 수 있다(d = t1 + t2 + t3). 이에 제1아암(12)의 두께(t1)는 툴 바디(11)의 직경(d), 제2아암(13)의 두께(t2), 및 슬롯(14)의 두께(t3)에 따라 설정될 수 있다(t1 = d - t2 - t3)

일 실시예에 따르면, 제2아암(13)의 두께(t2)는 부품의 홀(3)의 반경 보다 크게 형성될 수 있다. 예컨대, 제2아암(13)의 두께(t2)는 부품의 홀(3)의 반경의 112~115%로 설정될 수 있다. 이와 같이, 제2아암(13)의 두께(t2)가 제1아암(12)의 두께(t1) 보다 상대적으로 두껍게 형성됨에 따라 디버링 툴(10)이 부품의 홀 내로 진입할 때 제2아암(13)이 홀(3) 내에서 탄성적으로 굽혀짐을 최소화함과 더불어 제1아암(12)의 탄성적인 굽힘을 원활하게 함으로써 제1아암(12)의 절삭인서트(20)에 의한 디버링이 원활하게 이루어질 수 있다.

한편, 슬롯(14)의 두께(t3) 및 슬롯(14)의 길이(L)는 부품의 물성(강도, 강성 등)에 따라 제1아암(12)의 탄성력 및 절삭블레이드(25)의 전단 절삭력을 적절히 조절하도록 설정될 수 있다. 예컨대, 부품의 강도가 강할수록 슬롯(14)의 두께(t3) 및 슬롯(14)의 길이(L)를 상대적으로 짧게 함으로써 절삭블레이드(25)의 전단 절삭력을 증가할 수 있다. 부품의 강도가 약할수록 슬롯(14)의 두께(t3) 및 슬롯(14)의 길이(L)를 상대적으로 길게 함으로써 절삭블레이드(25)의 전단 절삭력을 감소할 수 있다.

제2아암(13)의 선단에는 모따기부(13a)가 형성될 수 있고, 이러한 모따기부(13a)에 의해 디버링 툴(10)이 부품의 홀 내로 원홀하게 진입할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 절삭블레이드(25)의 폭(w)은 홀(3)의 원둘레에 대해 일정비율로 설정될 수 있다. 예컨대, 절삭블레이드(25)의 폭(w)은 홀(3)의 원둘레의 5.5~6.5%로 설정될 수 있다.

절삭블레이드(25)의 두께(h)는 버(burr)의 크기에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 절삭블레이드(25)의 두께(h)는 버의 크기에 비례하여 결정될 수 있다. 절삭블레이드(25)의 두께(h)가 너무 작으면 디버링 성능이 저하될 수 있고, 절삭블레이드(25)의 두께(h)가 너무 크면 전단저항이 과다해져 공구의 수명이 짧아질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 절삭블레이드(25)의 두께(h)는 0.4~0.5mm로 설정될 수 있으며, 절삭블레이드(25)의 두께(h)가 0.4mm 미만일 경우에는 디버링 성능이 저하될 수 있고, 절삭블레이드(25)의 두께(h)가 0.5mm를 초과할 경우에는 전단 저항이 과다해져 공구의 수명이 짧아질 수 있다.

생크(16)는 드라이브 메커니즘(drive mechanism, 17)에 분리가능하게 장착될 수 있고, 드라이브 메커니즘(17)은 생크(16)를 직선 왕복시킴과 더불어 일정 피치(Pi)만큼 단계적으로 회전시키도록 구성될 수 있다. 드라이브 메커니즘(17)에 의해 디버링 툴(10)의 절삭블레이드(25)가 원호보간(circular interpolation) 및 전후진에 의해 디버링(리니어 브로칭(linear broaching))을 실행함으로써 홀의 전둘레에 걸쳐 버(burr)가 균일하고 완벽하게 제거될 수 있다.

원호보간을 구체적으로 살펴보면, 드라이브 메커니즘(17)은 디버링 툴(10)을 일정 피치(Pi)만큼 단계적으로 회전시킴에 따라 절삭블레이드(25)를 홀의 전둘레에 균일하게 등분된 복수의 디버링위치(P₁, P₂, P₃,...P_n-1, P_n, 도 10 참조)로 단계적으로 이동할 수 있다(원호보간).

전후진에 의한 디버링을 구체적으로 살펴보면, 드라이브 메커니즘(17)은 디버링 툴(10)을 전후진시킴에 따라 절삭블레이드(25)를 각 디버링위치(P₁, P₂, P₃,...P_n-1, P_n)에서 전진 내지 후진시킴으로써 디버링(deburring)을 수행할 수 있따.

이에 따라, 홀의 디버링위치들(P₁, P₂, P₃,...P_n-1, P_n)에서 디버링 툴(10)의 회전방향을 따라 절삭블레이드(25)의 전후진에 의한 디버링이 순차적이고 단계적으로 실행될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의한 디버링 툴(10)은 원호보간 및 전후진에 의한 디버링이 홀의 전둘레에 걸쳐 순차적이고 단계적으로 진행함으로써 공간이 협소한 교차홀에서 완벽한 디버링이 효과적으로 이루어질 수 있다.

피치(Pi)는 홀의 전둘레를 균일하게 등분한 각도일 수 있고, 이에 복수의 디버링위치(P₁, P₂, P₃,...P_n-1, P_n)는 홀의 전둘레에 걸쳐 균일한 간격으로 등분되게 형성될 수 있다. 피치(Pi) 및 복수의 디버링위치(P₁, P₂, P₃,...P_n-1, P_n)는 홀의 사이즈, 형상 등에 맞춰 설정될 수 있고, 이렇게 설정된 피치(Pi) 및 복수의 디버링위치(P₁, P₂, P₃,...P_n-1, P_n)가 제어부(미도시)에 입력될 수 있으며, 이에 제어부(미도시)가 설정된 피치(Pi)에 맞춰 디버링 툴(10)을 회전시킴으로써 디버링 툴(10)의 절삭블레이드(25)는 복수의 디버링위치(P₁, P₂, P₃,...P_n-1, P_n)에 순차적으로 이동할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 피치(Pi)는 절삭블레이드(25)의 폭(w) 보다 작은 원호길이로 이루어질 수 있고, 이에 의해 절삭블레이드(25)는 홀의 전둘레에 걸쳐 균일하게 접촉할 수 있으므로 절삭블레이드(25)에 의한 디버링이 홀의 전둘레에 걸쳐 균일하고 완벽하게 진행될 수 있다. 예컨대, 절삭블레이드(25)의 폭(w)의 30~50%일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 드라이브 메커니즘(17)은 선반, 머시닝센터, 밀링기계 등과 같은 공작기계일 수 있고, 디버링 툴(10)의 생크(16)는 공작기계의 스핀들 또는 척(chuck) 등에 분리가능하게 고정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 생크(16)는 하나 이상의 결합홈(18)을 가질 수 있고, 공작기계의 스핀들 또는 척(chuck)에 마련된 결합돌기(미도시)가 생크(16)의 결합홈(18)에 결합될 수 있다. 절삭블레이드(25)의 전후진에 의한 디버링 도중에 결합홈(18) 및 결합돌기에 의해 디버링 툴(10)의 생크(16)가 전후방향으로 슬립하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 디버링 도중에 발생하는 전단 저항력을 충분히 버틸 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 결합홈(18)은 한 쌍의 경사면(18a) 및 경사면(18a) 사이에 배치된 평탄면(18b)을 가질 수 있다.

도 6 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 디버링 툴의 디버링 방법을 도시한 도면이다.

도 6 내지 도 11에 예시된 바와 같이, 실린더 블록, 크랭크 샤프트 등과 같은 부품은 어느 한 홀(2)에 교차하는 교차홀(3)을 가지고, 교차홀(3)의 교차가장자리(4)에서 발생된 버(burr)를 디버링 툴(10)에 의해 디버링할 수 있다. 교차가장자리(4)는 홀(2) 및 교차홀(3)이 교차하는 각도에 따라 원형 또는 타원형 등으로 이루어질 수 있다.

교차가장자리(4)에 대한 디버링을 수행하기 위하여, 디버링 툴(10)의 절삭블레이드(25)가 교차영역(4)의 초기 디버링위치(P₁, 도 10 참조)에서 도 6과 같이 드라이브 메커니즘(17)에 의해 디버링 툴(10)을 전진(도 6의 화살표 F방향 참조)시킴으로써 디버링 툴(10)을 경사홀(3) 내로 진입시킨다(S1). 이에, 제1아암(12)이 제2아암(13) 측으로 오무려진다(도 6의 화살표 S방향 참조).

그리고, 도 7과 같이 절삭블레이드(25)가 교차가장자리(4)에 도달할 때까지 디버링 툴(10)을 교차영역(4)까지 전진시키고, 이에 제1아암(12)이 제2아암(13)으로부터 벌어져(도 7의 화살표 E방향 참조) 제1아암(12)과 제2아암(13)이 원상태로 이격될 수 있다. 그런 다음에, 드라이브 메커니즘(17)에 의해 디버링 툴(10)을 도 8의 화살표 R방향으로 후진하면 디버링 툴(10)의 절삭블레이드(25)가 교차영역(4)의 초기위치(P₁)에서 후진할 수 있고, 이를 통해 교차영역(4)의 초기 디버링위치(P₁)에서 절삭블레이드(25)의 전후진(리니어 브로칭)에 의한 디버링을 1차적으로 진행할 수 있다(S2).

그런 다음에, 드라이브 메커니즘(17)에 의해 디버링 툴(10)을 일정 피치(Pi)로 회전시키면(도 9 및 도 10의 화살표 RT방향 참조), 도 9 및 도 10과 같이 절삭블레이드(25)가 교차영역(4)의 초기 디버링위치(P1)에서 회전방향(RT)을 따라 일정 피치(Pi)만큼 이동하는 원호 보간이 진행된다(S3). 이에 따라, 절삭블레이드(25)는 초기 디버링위치(P₁)로부터 2차 디버링위치(P₂)로 이동한다. 절삭블레이드(25)가 2차 디버링위치(P2)에 위치한 상태에서 상술한 S1단계(전진) 및 S2단계(후진)를 반복함으로써 2차 디버링위치(P₂)에서 절삭블레이드(25)의 전후진(리니어 브로칭)에 의한 디버링을 2차적으로 진행할 수 있다.

그 이후에, 드라이브 메커니즘(17)에 의해 디버링 툴(10)을 일정 피치(Pi)로 회전시켜 2차 디버링위치(P₂)에서 3차 디버링위치(P₃)로 이동(원호 보간)한 후에, 절삭블레이드(25)의 전후진(리니어 브로칭)에 의한 디버링을 3차적으로 진행할 수 있다. 이러한 원호 보간 및 절삭블레이드(25)의 전후진에 의한 디버링을 초기 디버링위치(P₁)로부터 n차 디버링위치(P_n)까지 순차적이고 단계적으로 진행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 드라이브 메커니즘(17)에 의해 디버링 툴(10)을 일정 피치(Pi)만큼 단계적으로 회전시킴에 따라 디버링 툴(10)의 절삭블레이드(25)가 복수의 디버링위치(P₁, P₂, P₃, P_n-1, P_n)에 단계적으로 이동한(원호보간) 후에 각 디버링위치(P₁, P₂, P₃, P_n-1, P_n)에서 전후진에 의한 디버링을 순차적이고 단계적으로 진행함으로써 교차가장자리(4)의 전 둘레에 걸쳐 디버링을 균일하고 완벽하게 실행할 수 있다.

그리고, 디버링 툴(10)의 절삭블레이드(25)를 일정 피치(Pi)만큼 이동시키는 원호보간(S3) 이후에, 제어부(미도시)는 위치센서 등을 통해 디버링 툴(10)의 회전위치를 검출하여 디버링 툴(10)의 절삭블레이드(25)가 초기 디버링위치(P₁)로 복귀하는 지를 판단한다(S4). 예컨대, 디버링 툴(10)의 절삭블레이드(25)가 교차가장자리(4)의 전둘레 걸쳐 완전히 회전할 경우 절삭블레이드(25)는 초기 디버링위치(P₁)로 복귀한다.

S4단계에서, 디버링 툴(10)의 절삭블레이드(25)가 초기 디버링위치(P₁)로 보귀하면 도 11과 같이 초기 디버링위치(P₁)에서 디버링 툴(10)을 후퇴(도 11의 화살표 R방향 참조)시킴으로써 디버링 툴(10)을 교차홀(3)에서 완전히 이탈시킨다(S5).

본 발명에 의한 디버링 툴(10) 및 디버링 툴(10)을 이용한 디버링방법은, 다양한 부품의 홀에 적용가능하다.

크랭크핀과 저널은 오일이 통과하는 오일홀을 가질 수 있고, 오일홀은 수직홀과 수직홀에 교차하는 교차홀을 가질 수 있다. 한편, 크랭크핀과 저널의 오일홀내에서 버가 완전히 제거되지 못하면 엔진 구동 시에 버가 탈락할 수 있고, 이렇게 탈락된 버가 크랭크에 연결된 커넥팅로드에 끼임이 발생할 수 있으므로 시동 꺼짐 등이 발생할 수 있다. 본 발명에 의하면, 크랭크핀과 저널의 오일홀 내에서 디버링 툴(10)의 원호보간 및 전후진에 의한 디버링을 실행함으로써 교차홀의 내면 또는 교차가장자리에 발생된 버를 균일하고 완벽하게 제거함으로써 엔진의 시동 꺼짐 등을 확실하게 방지할 수 있다.

도 13에 예시된 바와 같이, 어느 한 홀(2)과 교차홀(3)이 교차하는 교차가장자리(4)에 대해 디버링 툴(10)의 원호보간 및 전후진에 의한 디버링을 실행함으로써 도 13의 확대도에 나타난 바와 같이, 교차가장자리(4)의 전둘레에 걸쳐 균일하고 완벽하게 버(burr)가 제거될 수 있다.

엔진의 실린더 블록(7)은 냉각수가 통과하는 워터홀을 가지고, 도 14에 예시된 바와 같이 워터홀은 메인 워터홀(2)과 메인 워터홀(2)에 교차하는 교차홀(4)을 가진다. 워터홀 내에 버(burr)가 잔존하면 냉각수 통로 내로 이물질이 유동하게 되므로 냉각효율이 저하되고 엔진의 과열 등이 초래될 수 있다. 교차홀(3)의 교차가장자리(4)에 대해 디버링 툴(10)의 원호보간 및 전후진에 의한 디버링을 실행함으로써 도 14의 확대도에 나타난 바와 같이 교차가장자리(4)의 전둘레에 걸쳐 균일하고 완벽하게 버(burr)가 제거될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 디버링 툴 11: 툴 바디
12, 13: 아암 14: 슬롯
16: 생크 17: 드라이브 메커니즘
20: 절삭 인서트 21: 제1가이딩에지
22: 제2가이딩에지 23: 제3가이딩에지
24: 절삭에지 25: 절삭블레이드

Claims

부품의 홀 내에 진입하여 디버링하는 디버링 툴로서,
툴 바디(tool body);
툴 바디의 일단에 형성되고, 슬롯에 의해 서로 이격되는 한 쌍의 아암;
툴 바디의 타단에 형성된 생크(shank);
한 쌍의 아암 중에서 적어도 하나의 아암에 장착되는 하나 이상의 절삭 인서트; 및
상기 생크가 분리가능하게 장착되는 드라이브 메커니즘;을 포함하고,
상기 드라이브 메커니즘은 상기 생크를 직선 왕복시킴과 더불어 일정 피치로 회전시키도록 구성되고,
상기 제1아암의 두께가 상기 제2아암의 두께 보다 얇게 형성되며,
상기 제2아암의 두께는 부품의 홀의 반경 보다 크게 형성되는 디버링 툴.
청구항 1에 있어서,
상기 한 쌍의 아암은 제1아암과 제1아암에 대해 평행하게 이격된 제2아암으로 이루어지고,
상기 제1아암 및 상기 제2아암 중에서 적어도 하나의 아암이 탄성적으로 굽힘가능한 디버링 툴.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1아암의 두께는 상기 툴 바디의 직경, 상기 제2아암의 두께, 및 상기 슬롯의 두께에 의해 설정되는 디버링 툴.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 절삭인서트는 상기 제1아암에 삽입되고, 상기 절삭인서트는 상기 제1아암에서 돌출한 절삭블레이드를 가지는 디버링 툴.
청구항 6에 있어서,
상기 절삭 인서트는 상기 제1아암에서 돌출한 절삭블레이드를 가진 디버링 툴.
청구항 7에 있어서,
상기 절삭블레이드는 상기 절삭블레이드의 전방단에 마련된 제1가이딩에지(first guiding edge)와, 상기 제1가이딩에지의 후방에 형성된 제2가이딩에지(second guiding edge)와, 상기 제2가이딩에지의 후방에 형성된 제3가이딩에지(third guiding edge)와, 상기 제3가이딩에지로부터 하부방향으로 경사지게 연장된 절삭에지(cutting edge)를 포함하는 디버링 툴.
청구항 8에 있어서,
상기 제1가이딩에지는 상기 절삭블레이드의 전방단에서 후방을 향해 상향으로 경사진 디버링 툴.
청구항 8에 있어서,
상기 제2가이딩에지는 상기 제1가이딩에지로부터 수평방향으로 연장된 디버링 툴.
청구항 8에 있어서,
상기 제3가이딩에지는 상기 제2가이딩에지로부터 후방을 향해 하향으로 경사진 디버링 툴.
청구항 8에 있어서,
상기 절삭에지의 경사각은 포지티브 절삭(positive cutting)을 구현하도록 설정되는 디버링 툴.
청구항 8에 있어서,
상기 절삭에지의 경사각은 네거티브 절삭(negative cutting)을 구현하도록 설정되는 디버링 툴.
청구항 1항에 따른 디버링 툴을 이용하는 디버링 방법으로,
디버링 툴을 일정 피치 만큼 단계적으로 회전시킴에 따라 절삭블레이드를 홀의 전둘레에 균일하게 등분된 복수의 디버링위치로 단계적으로 이동하고,
각 디버링위치에서 디버링 툴을 전후진시킴으로써 상기 절삭블레이드의 전단절삭력에 의해 디버링을 실행하는 디버링 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 피치는 상기 절삭블레이드의 폭 보다 작은 원호길이로 이루어지는 디버링 방법.