KR102266635B1 - 스테인레스 스틸 디-커팅을 위한 브로치 커터 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측면 커터날(제 2 커터)을 수직으로 하여 샤프트 커팅 중 발생하는 버(burr)를 최소화할 수 있는 스테인레스 스틸 디-커팅을 위한 브로치 커터 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 브로치 커팅 시스템은 제 2 커터(측면 커터)가 제품 또는 지면과 수직이 되도록 기울여 SUS 소재의 샤프트 커팅 중 발생하는 모서리 버(burr)를 제거할 수 있다.
본 발명의 브로치 커팅기는 SUM 소재뿐만 아니라 SUS 소재도 가공할 수 있고, 커터기의 칼날 각도 조절을 통해 빠른 절삭뿐만 아니라 칼날 수명을 연장시킬 수 있다.

Description

스테인레스 스틸 디-커팅을 위한 브로치 커터 시스템{Broach cutter system for stainless use steel d-cutting}

본 발명은 스테인레스 스틸 디-커팅을 위한 브로치 커터 시스템에 관한 것으로서, 측면 컷터날(제 2 칼날)을 수직으로 하여 샤프트 커팅 중 발생하는 버(burr)를 최소화할 수 있는 스테인레스 스틸 디-커팅을 위한 브로치 커터 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 프린터는 컴퓨터 내부의 코드화된 정보를 사람이 눈으로 볼 수 있는 형태로 용지에 인쇄하는 장치로 인쇄장치라고도 하며, 이러한 프린터에는 다수의 프린터용 샤프트가 장착된다.

도 1에 프린터용 샤프트(a)와 가공시 발생되는 버(burr)가(c) 도시되어 있다. 프린터용 샤프트에는 프린트 용지를 이동시키는 롤러가 축설되거나, 상기 프린터용 샤프트를 따라 좌우로 이동되면서 프린트 용지에 인쇄를 하는 프린터 헤드가 설치된다.

프린터용 샤프트는 샤프트 구동장치와 일측 끝단부가 연결되어 상기 샤프트 구동장치에 의해 회전될 수 있도록 하기 위하여 상기 샤프트 구동장치와 연결되는 프린터용 샤프트의 전단측 일부가 도 1의 b와 같이 가공된다.

브로치 커터는 직육각형 막대 몸체에 다수개 칼날이 형성된 구조로서, 절삭 대상 제품을 브로치 커터 위(상단 커터)에서부터 아래(하단측 커터)로 밀착 하강시키면서 커팅하는 장치이다. 브로치 커터는 황 함량이 높은 SUM 재질은 커터가 용이하지만, 스테인레스 스틸(SUS) 재질인 샤프트를 가공하는 경우 가공 모서리에 버(burr)가 발생되어(도 1의 a, c) 후속 연삭공정이 길어지고 복잡해지거나 제품 불량의 원인이 되는 문제점이 제기되었다.

본 발명은 스테인레스 스틸(SUS) 재질인 샤프트의 가공 모서리에 발생되는 버(burr)를 최소화할 수 있는 커팅기를 제공하는 것이다.

본 발명은 빠른 컷팅 속도(개당 커팅 속도)와 컷터날의 수명을 높일 수 있는 커팅기를 제공하는 것이다.

하나의 양상에서 본 발명은

제품(샤프트)을 저장한 후 후단 하부의 슬릿(11)으로 배출하는 호퍼(10) ;

호퍼 후단에 위치하여 배출된 제품을 길이방향으로 밀어주는 전달부(22)와 상기 제품을 기준으로 상기 전달부 반대편에 위치하여 제품 이동을 차단하는 스토퍼(22)를 구비하는 위치조정부(20) ;

상기 위치 조정부 상부측에 위치하고, 상기 스토퍼(22)에 상기 제품이 접하여 위치가 고정되면 하강하여 상기 제품을 파지한 후 하강하는 이송부(30);

상기 이송부 측면 아래에 위치하는 받침부(41), 그 위에 고정되는 베이스(42), 상기 베이스부 위에 세워진 지지대(43) 및 상기 지지대에 결합된 브로치 커터(44)를 구비하는 커팅부(40)를 포함하고,

상기 브로치 커터는 몸체(441)와 몸체 정면에 상방향으로 기울어져 형성된 복수개의 제 1 커터(442) 및 몸체 측면에 상방향으로 기울어져 형성된 복수개의 제 2 커터(443)를 포함하고,

상기 제 2 커터가 상기 이송부에 의해 하강되는 제품과 수직이 되는 브로치 커팅 시스템에 관련된다.

본 발명의 브로치 커팅 시스템은 제 2 커터(측면 커터)가 제품 또는 지면과 수직이 되도록 기울여 SUS 소재의 샤프트 커팅 중 발생하는 모서리 버(burr)를 제거할 수 있다.

본 발명의 브로치 커팅기는 SUM 소재뿐만 아니라 SUS 소재도 가공할 수 있고, 커터기의 칼날 각도 조절을 통해 빠른 절삭뿐만 아니라 칼날 수명을 연장시킬 수 있다.

도 1은 프린터용 샤프트(a)와 가공시 발생되는 버(burr)(c)를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일구현예인 브로치 커팅기의 개략도이다.
도 3은 위치조정부(20)와 이송부(30)를 도시한 것이다.
도 4는 커팅부(10)를 도시한 것이다.
도 5는 브로치 커터의 사시도이고, 도 6은 브로치 커터의 측면도이다.
도 7은 커팅부의 기울기를 조절하는 예를 도시한 것이다.
도 8은 제 2 칼날 선단 연결선(4431)을 3축 좌표계로 표시한 것이다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 태양을 도면을 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 범위는 하기 실시 태양에 대한 설명 또는 도면에 제한되지 아니한다. 즉, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "부", "기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일구현예인 브로치 커팅기의 개략도이고, 도 3은 위치조정부(20)와 이송부(30)를 도시한 것이고, 도 4는 커팅부(10)를 도시한 것이고, 도 5는 브로치 커터의 사시도이고, 도 6은 브로치 커터의 측면도이고, 도 7은 커팅부의 기울기를 조절하는 예를 도시한 것이고, 도 8은 제 2 칼날 선단 연결선(4431)을 3축 좌표계로 표시한 것이다.

도 1 내지 도 8을 참고하면, 본 발명의 브로치 커팅 시스템은 호퍼(10), 위치조정부(20), 이송부(30) 및 커팅부(40)를 포함한다.

상기 호퍼(10)는 커팅부로 가공할 제품을 저장한 후 후단 하부의 슬릿(11)으로 제품을 하나씩 배출한다.

본 발명에서 사용가능한 제품은 봉 형상이나 막대 형상의 금속, SUM(Steel Use Machinerbility), 스테인레스 스틸(STS, SUS)일 수 있고, 바람직하게는 스테인레스 스틸 재질인 프린터용 샤프트일 수 있다.

도 2와 도 3을 참고하면, 상기 위치조정부(20)는 전달부(21), 스토퍼(22) 및 받침판(23)을 포함한다.

상기 받침판은 호퍼의 슬릿(41) 후단에 연결되어 슬릿을 통해 배출되는 제품을 수용하고 고정할 수 있다.

상기 전달부(21)는 호퍼 후단에 위치하여 배출된 제품을 길이방향으로 밀어준다. 예를 들면, 상기 전달부(21)는 공압실린더일 수 있다.

상기 스토퍼(22)는 상기 받침판(23) 기준으로 상기 전달부 반대편에 위치하고, 상기 전달부에 의해 이송되는 제품을 정지시켜 고정시킨다.

상기 이송부(30)는 상기 위치 조정부 상부 측에 위치하고, 상기 스토퍼(22)에 제품이 고정되면 하강하여 상기 제품을 파지한 후 상기 커팅부로 하강한다.

상기 이송부(30)는 유공압실린더(31), 지지대(33) 및 상기 지지대 양단에 고정된 파지부(32)를 포함한다.

상기 유공압 실린더(31)는 공급되는 에어 압력이 최소 7.2㎏/㎠ 이상이고, 에어 호스는 지름이 10mm일 수 있다.

상기 파지부(32)는 샤프트와 같은 제품을 잡아 고정하는 공지된 척(chuck), 바람직하게는 기계척(clamp chuck)일 수 있다. 예를 들면, 도 1과 같이, 상기 파지부(32)는 공압실린더(321), 공압실린더에 의해 샤프트를 파지하는 클램프(322, 3~4개의 죠(jaw)로 이루어짐), 공압실린더에 에어를 유입하는 유입호스(323), 에어를 배출하는 배출호스(324) 및 솔레노이드밸브(325)를 포함할 수 있다.

상기 유입호스와 유출호스의 직경은 6mm 일 수 있다.

상기 배출호스(324)의 길이는 90㎝~110㎝ 이상 일 수 있다. 상기 배출호스의 길이가 90㎝ 이상일 때 충분한 에어 완충 공간을 확보할 수 있다. 즉, 파지부에서 제품을 척킹 한 후 브로치 커터를 따라 내려가는 동안, 실린더로부터 나온 에어로 인해 유출 호스에 고압이 걸려 척킹력이 약해질 수 있으므로 유출 호스를 90㎝ 이상 길게 해 줌으로서 호스에 고압이 걸리는 것을 방지할 수 있다.

상기 커팅부(40)는 상기 이송부 측면 아래에 위치하는 받침부(41), 그 위에 고정되는 베이스부(42), 상기 베이스부 위에 세워진 지지대(43) 및 상기 지지대에 결합된 브로치 커터(44)를 구비한다.

상기 베이스부(42)는 볼트 등 결합 수단(421)을 이용하여 상기 받침부 상에 고정된다.

상기 지지대에는 상기 브로치 커터가 수직으로 고정될 수 있다.

상기 브로치 커터는 몸체(441)와 몸체 정면에 상방향으로 기울어져 형성된 복수개의 제 1 커터(정면 커터임, 442) 및 몸체 측면에 상방향으로 기울어져 형성된 복수개의 제 2 커터(측면 커터임, 443)를 포함한다.

상기 제 1 커터의 상단 칼날(a)과 하단 칼날(b)의 끝(선단) 부분의 두께차가 1~2mm, 바람직하게는 1.2~1.7mm일 수 있다. 하단 칼날(b)의 선단이 상단 칼날의 선단보다 더 두껍다.

상기 제 2 커터의 상단 칼날(c)과 하단 칼날(d)의 끝(선단) 부분의 두께차가 0.1~0.5mm, 바람직하게는 0.2~0.4mm, 더욱 바람직하게는 0.3mm일 수 있다. 하단 칼날(d)의 선단이 상단 칼날의 선단(c)보다 더 두껍다.

상기 제 1 커터는 몸체 상단에서부터 하단까지 소정 간격(예를 들면, 5mm)으로 복수 개 형성된다.

상기 제 2 커터는 몸체 측면에 형성되고, 측면 중간 부위에서부터 하단까지 소정 간격으로 복수개 형성된다.

도 6을 참고하면, 상기 몸체에 형성된 제 1 커터와 제 2 커터의 상방향으로 기울어진 각도(θ1)는 20~40°일 수 있다.

도 6을 참고하면, 상기 제 1 커터는 우측에서 좌측으로 (음의 기울기) 0.4~5°(θ3), 바람직하게는 0.4~3° 경사질 수 있다.

상기 제 1 커터와 제 2 커터가 만나는 모서리 부분의 경사(θ3)와 제 제 2 커터의 상단 칼날(c)과 하단 칼날(d)의 끝(선단) 부분의 두께차(0.1~0.5mm)와 이로 인한 미세한 칼날 각도차이는 sum 소재 가공시에는 문제를 발생시키지 않지만, 상대적으로 강도가 높은 sus 소재를 가공하는 경우 스트레스로 작용하여 큰 버(burr)(도 1의 c)를 발생시킨다.

따라서, 본 발명에서는 제 2 커터(제 1 커터와 제 2 커터가 만나는 모서리 부분도 포함)들의 선단(끝 부분)을 연결한 선(4431, 4432)이 지표면 또는 제품과 수직이 되도록 상기 커팅부(40)를 소정각도(θ2)로 기울일 수 있다. 상기 커팅부의 기울어진 각도(θ2)는 0.4° ~ 5°일 수 있다.

도 8을 참고하면, 모서리 연결선(4432)이나 제 2 커터 선단 연결선(4431)은 칼날의 두께(제 2 칼날의 c에서 부터 d로 갈수록 두꺼워짐) 차이로 인해 선단 연결선은 위로 갈수록 증가하는 역테이퍼 형태로 제품 반대방향으로 미세하게 θ4만큼 기울어지는데, 본 발명에서는 커팅부를 소정각도(θ2)로 움직여 기울어진 제 2 커터 선단 연결선의 각도를 수직으로 세울 수 있다.

즉, 본 발명은 제 2 커터날이 제품과 수직이 되도록(θ2) 기울이면, 제 2 커터날(4431)과 모서리(4432)의 선단이 절삭 경계면(c-1)(절삭면(c-2)과 미절삭 부분과의 경계면임)과 수평을 형성하여 경계면에 스트레스를 발생시키지 않아 버(Burr)의 발생을 최소화할 수 있다.

상기 각도(θ4)는 0.4° ~ 5°일 수 있다.

상기 각도(θ3)은 0.1° ~ 5°일 수 있다.

도 7의 (a)를 참고하면, 핀(45)이 상기 받침부(41)와 베이스부(42) 사이에 삽입되고, 볼트(46)로 고정될 수 있다. 본 발명의 커팅 시스템은 핀의 두께를 조절하여 상기 커팅부의 기울어진 각도(θ2)를 조절할 수 있다.

상기 핀(50)의 두께는 0.1mm~0.5mm일 수 있다.

예를 들면, 상기 베이스부(42)의 폭(L)은 14~16㎝이고, 상기 베이스부 일측면에서 타측의 볼트까지 거리(M)가 8~13㎝일 수 있다.

도 7의 (b)를 참고하면, 본 발명의 커팅부(40)는 받침부(41)를 지지하고 받침부에 기울기를 줄 수 있는 높이 조절부(47, 48)를 포함할 수 있다.

상기 높이 조절부(47, 48)는 높이를 제어할 수 있는 공지된 장치들을 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 높이 조절부(47, 48)는 유압식 실린더, 리니어 액추에이터 등을 포함할 수 잇다.

도 7의 b를 참고하면, 높이 조절부(48)이 상승되면, 상기 받침부 및 그 위에 위치하는 브로치 커터(44)가 제품(1) 방향으로 기울어질 수 있다.

또한, 본 발명의 방법은 제품 모서리에 미세하게 잔류할 수 있는 버(burr)를 제거하는 연삭단계를 추가로 수행할 수 있다. 상기 연삭단계는 공지된 연삭기를 이용하여 제품 전체를 연삭하며, 이 과정에서 모서리 부분에 남아 있는 버(burr)가 완전히 제거된다.

이와 같이, 본 발명은 SUM 소재뿐만 아니라 SUS 소재까지 버(burr) 발생을 최소화할 수 있으므로, 도금 공정이 추가로 필요한 SUM 소재 대신에 도금 공정을 요하지 않는 SUS를 사용할 수 있으므로 공정 효율성도 개선시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현 예를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 이러한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 요지로부터 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이다.

Claims (3)

1. 제품(샤프트)을 저장한 후 후단 하부의 슬릿(11)으로 배출하는 호퍼(10) ;
   호퍼 후단에 위치하여 배출된 제품을 길이방향으로 밀어주는 전달부(21)와 상기 제품을 기준으로 상기 전달부 반대편에 위치하여 제품 이동을 차단하는 스토퍼(22)를 구비하는 위치조정부(20) ;
   상기 위치 조정부 상부측에 위치하고, 상기 스토퍼(22)에 상기 제품이 접하여 위치가 고정되면 하강하여 상기 제품을 파지한 후 하강하는 이송부(30);
   상기 이송부 측면 아래에 위치하는 받침부(41), 그 위에 고정되는 베이스부(42), 상기 베이스부 위에 세워진 지지대(43) 및 상기 지지대에 결합된 브로치 커터(44)를 구비하는 커팅부(40)를 포함하고,
   상기 브로치 커터는 몸체(441)와 몸체 정면에 상방향으로 기울어져 형성된 복수개의 제 1 커터(442) 및 몸체 측면에 상방향으로 기울어져 형성된 복수개의 제 2 커터(443)를 포함하고,
   상기 제 2 커터가 상기 이송부에 의해 하강되는 제품과 수직이 되는 것을 특징으로 하는 브로치 커팅 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 커터의 선단(끝 부분)을 연결한 선(4431)이 지표면 또는 제품과 수직이 되도록 상기 커팅부(40)를 소정각도(θ2)로 기울인 것을 특징으로 하는 브로치 커팅 시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기 커팅부의 기울어진 각도(θ2)는 0.4° ~ 5°인 것을 특징으로 하는 브로치 커팅 시스템.
   
   

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