KR19990045068A

KR19990045068A - 소재의 구멍 거친면흠집 제거 및 모떼기용 공구

Info

Publication number: KR19990045068A
Application number: KR1019980047446A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 제이. 사도우스키
Original assignee: 로버트 제이. 에드워드; 허드슨 프로덕츠 코포레이션
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 1999-06-25
Also published as: CA2254471A1; CN1217961A; US6019555A

Abstract

본 발명은 헤더박스 튜브시트(header box tube sheet)와 같은 소재의 구멍 거친면흠집(burr) 제거 및 모떼기용 공구에 관한 것으로, 거친면흠집이 제거되는 구멍의 가장자리의 모떼기를 위한 절삭날에 인접되어 경사면이 형성되는 한편, 상기 절삭날은 이 절삭날을 이동시키는 축으로부터 수평방향으로 편향되어 이루어진다.

Description

소재의 구멍 거친면흠집 제거 및 모떼기용 공구

본 발명은 산업용 보일러 및 장비의 생산에 관련되어 이용되는 기계공구에 관한 것으로, 특히 보일러의 헤더박스 튜브시트(header box tube sheet)와 같은 판 소재의 구멍 거친면흠집을 제거하는 동시에 모떼기에 사용되는 공구에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러 튜브와 플러그 시트들(이하 "보일러 부품들"이라 지칭함)은 초기성형시 그 내부에 거칠은 가장자리와 거친면흠집(burr)들이 형성되는데, 이러한 거친면흠집들은 보일러 부품들로 사용되기 위해서는 제거되어야만 한다. 만약 이 거친면흠집들이 제거되지 않은 채로 사용된다면, 파손되거나 다른 곳으로 이동되어 통로를 막거나 장비에 손상을 주게되므로, 이러한 바람직하지 않은 유동특성을 피하도록 보일러 부품들은 매끄럽게 다듬질 가공되어야만 한다.

도 1 에는 종래 보일러 부품들의 거친면흠집을 제거하는 공구인 그루이치 공구제조회사(Gruich Tool and Manufacturing Company)의 "버-반" 공구(10)가 도시된 바, 이 공구(10)는 수동식 절삭공구로서, 도 1 에 도시된 바와 같이, 버-반 공구(10)에는 비교적 일정한 직경(D)의 주축 또는 몸체부(12)가 형성되고, 이 주축 또는 몸체부(12)와 연결되는 한쌍의 길고 가느다란 반원형의 축다리(14, shaft leg)가 형성되는 한편, 이 한쌍의 축다리(14)에는 이들 사이에 연장된 중앙 틈새(16)가 형성되어 있다.

상기 버-반 공구(10)에는 축다리(14)의 둥근 끝단(19) 위에 위치되는 절삭날(18)이 형성되고, 이 절삭날(18)은 공구(10)의 축 길이방향으로부터 바깥방향의 방사상 형태로 각각의 축다리(14)의 표면상에서 연장되며, 각각의 절삭날(18)의 상/하표면은 평평하고 축다리(14)에 수직이면서 이 버-반 공구(10)의 축길이 방향으로 되어 있다.

상기 버-반 공구(10)는 구멍의 거친면흠집을 제거하기 위해, 보일러의 튜브 헤더와 같은 보일러 부품의 구멍을 통과하여 길이방향으로 삽입되는 한편, 상기 중앙 틈새(16)에 의해 축다리(14)가 휘어질 수 있는데, 이에 따라 공구(10)의 직경과 유사한 개구부로부터 공구(10)의 삽입 및 이탈이 용이하도록 되어 있으며, 이 공구(10)는 보일러 부품 연결부의 내부 거친면흠집을 절삭하도록 회전하게 되어 있는데, 이러한 작업조건하에서 공구(10)는 빈번하게 달아서 뾰족하게 될 것이며, 이에 따라 보일러 부품의 거친면흠집 제거 속도는 감소된다. 또한 공구(10)는 거친면흠집이 제거될 때, 보일러 부품 연결부 가장자리의 모떼기 수단이 결여되어 있음에 따라 전적으로 수작업에 의존하도록 되어 있다.

도 2 는 도 1 에 도시된 버-반 공구(10)의 종래 개량형을 도시한 것으로, 이 개량된 공구(20) 역시 주축 또는 몸체부(22)가 형성되고, 이 주축 또는 몸체부(22)와 연결되는 한쌍의 길고 가느다란 반원형의 축다리(24)가 형성되는 한편, 이 한쌍의 축다리(24)에는 이들 사이에 연장된 중앙 틈새(26)가 형성되며, 종전과 같은 한 쌍의 절삭날(28)이 형성되어 있다. 그러나, 종래의 버-반 공구(10)와는 대조적으로 개량된 공구(20)는 유사한 크기의 보일러 연결부의 거친면흠집을 제거하도록 성형되는 한편, 이 개량된 공구(20)의 주축 또는 몸체부(22)와 한 쌍의 축다리(24)는 모두 거친면흠집 제거에 사용되는 종래의 버-반 공구(10)의 직경 D 보다 작은 직경 D₁을 갖는다. 또한, 개량된 공구(20)의 절삭날(28)은 개량된 공구(20)의 끝부분 상에 형성된 각각의 축다리(24)의 둥근 끝단(29)위에 형성되고, 이 끝부분은 주축 또는 몸체부(22)의 직경보다 크게 형성되는데, 종래의 버-반 공구(10)의 직경 D 와 같은 직경으로 성형되는 것이 바람직하다. 또한, 이 개량된 공구(20)의 직경 D₂의 끝 맞은편은 직경이 감소되어, 드릴(손으로 잡거나 고정하여) 또는 에어모터와 함께 사용하기 편리하게 되어 있으며, 감소된 직경 D₁에 의해 거친면흠집이 제거되어야 하는 보일러 부품내로 개량된 공구(20)의 삽입이 용이하게는 되지만, 종래의 공구(10)와 마찬가지로 거친면흠집의 제거시 보일러 부품 연결부의 신속한 모떼기가 불가능한 문제점이 제기되어 왔었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 구멍의 거친면흠집 제거와 동시에 모떼기가 가능하고, 공작기계에 의해 작동되며 보다 양호한 내구성을 갖는 개선된 거친면흠집 제거 공구를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래기술로서, 거친면흠집 제거 공구의 정면도,

도 2 는 도 1 에 도시된 거친면흠집 제거 공구의 종래의 개량된 모습을 나타 내는 정면도,

도 3 은 본 발명에 따른 절삭공구의 정면도,

도 4 는 도 3 의 절삭공구의 화살표 4-4 방향에서 바라본 평면도,

도 5 는 도 3 의 절삭공구의 화살표 5-5 방향에서 바라본 저면도,

도 6 은 도 3 의 절삭공구의 화살표 6-6 방향에서 바라본 하부 우측면도,

도 7 은 본 발명에 따른 절삭 공구가 구멍 가장자리의 거친면흠집을 제거하 는 동시에 모떼기 작업에 사용되는 상태를 도시한 판 소재의 밑부 분을 나타낸 도면이다.

50 : 공구 52 : 축

54 : 척끝 56 : 절삭단

60 : 절삭날 62 : 경사면

64 : 노치 66 : 대향부

68 : 소재 70 : 거친면흠집

72 : 구멍 A : 중심선

C : 중심

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 함몰부의 거친면흠집 제거 공구는 한쪽 끝에 경사진 절삭부재가 형성되는 한편, 다른쪽 끝에 척(chuck)연결부가 연장성형된 축으로 이루어지되, 상기 경사진 절삭부재는 축의 길이방향에 수직하고 수평방향으로 편향된 날끝이 형성되고, 이 날끝의 상부 표면은 축의 길이방향으로 30°정도 경사지게 형성된다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 6 은 본 발명에 따른 함몰부의 거친면흠집 제거 공구(50)를 도시한 것으로, 동일하거나 유사한 기능의 부품에는 동일한 참조부호를 표기한다.

본 발명에 따른 함몰부의 거친면흠집 제거 공구(50)는 척끝(54)과 절삭단(56)이 연장성형된 축(52)이 형성되어 있으며, 상기 연장된 축(52)과 척끝(54)은 원통형상으로, 이 척끝(54)의 원주 둘레에는 길이방향으로 복수개의 융기부와 홈(58)이 형성되어, 이 척끝(54)이 공구(50)를 회전시키도록 된 드릴 프레스 척(drill press chuck, 도시않됨) 또는 다른 장치내에 삽입될 수 있고, 융기부(58)에 의해 척끝(54)이 척에 걸려지도록 되어 있다.

한편, 절삭단(56)은 수평방향으로 편향되고 축(52)의 길이방향 중심선(A)에 평행한 절삭날(60)이 형성되고, 이 절삭날(60)의 상부 표면은 경사면(62)을 형성하되, 이 경사면(62)은 절삭날(60)로부터 축(52)에 대해 중심선(A)의 길이방향으로, 도 3 에 도시된 것과 같이, 30°각도 기울어져 있고, 노치(64)는 절삭날(60)과 축(52)사이인 절삭단(56)내에 형성되며, 상기 절삭날(60)과 경사면(62)은 수평적으로 편향되어 있는 부분이기 때문에 날이 예리하게 형성되어 있다.

상기 절삭단(56)의 수직 측면에는 절삭날(60)의 제1곡률반경(R₁)의 맞은편에 대향부(66)가 형성되고, 절삭날(60)이 형성된 절삭단(56)의 대향부의 원주는 더 큰 제2곡률반경(R₂)이 형성되는데, 이 곡률반경들(R₁,R₂)의 차이에 의해 절삭날(60)이 축(52)의 길이방향 중심선(A)으로부터 수평방향으로 편향되게 된다.

도 7 은 헤더박스 튜브시트(68)와 같은 판 소재(68)의 구멍 거친면흠집 제거를 위한 공구(50)의 사용 효과를 도시한 것으로, 소재(68)에 구멍(72)이 형성되면 거친면흠집(70)이 발생된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 공구(50)는 약 7.62cm(3inch) 정도의 길이이고, 홈이 패인 척끝(54)은 약 2.54cm(1inch) 정도의 길이이며, 연장된 축(52)은 직경이 약 1.118cm(0.440inch)이며 약 3.962cm(1.56inch) 정도의 길이이고, 절삭단(56)은 약 1.118cm(0.440inch) 정도의 길이이며, 절삭단(56)의 가장 넓은 부분을 가로지는 직경은 약 1.91cm(3/4inch)가 바람직하고, 제1곡률반경(R₁)은 약 0.561 cm (0.221inch) 정도이며, 제2곡률반경(R₂)은 약 0.902cm(0.355inch) 정도이다. 이 실시예는 약 2.54cm(1inch) 정도의 구멍(72)의 거친면흠집 제거와 모떼기에 적합함은 물론, 공구(50)의 형상의 크기를 변경하여 다른 크기의 구멍(72)의 거친면흠집 제거 및 모떼기가 가능한데, 예를들어 직경이 약 3.81cm(1 1/2inch) 정도인 구멍(72)의 거친면흠집을 제거하기 위해서는, 홈이 패인 척끝(54)의 직경은 약 1.588cm(0.625inch)로 증가되어야 하고, 절삭단(56)의 가장 넓은 부분을 가로지는 직경은 약 1.91cm(3/4inch)가 되어야 하며, 제1,2곡률반경(R₁,R₂)은 동일하게 되고, 경사진 날(62)의 각도는 30°로 유지되어야 한다. 이와 유사하게, 거친면흠집 제거 공구(50)의 전체 길이는 거친면흠집이 제거되어야 할 재료의 두께에 의해 결정되는데, 보통 재료의 두께가 약 3.81cm(1 1/2inch)에 다달을 때까지는, 더 두꺼운 재료에서는 구멍의 바닥까지 도달하기 위해서 더 긴 공구(50)가 필요하며, 구멍(72)의 직경에 상관없이 동일한 형상, 치수 및 각도를 갖는다.

상기 공구(50)는 드릴 프레스 또는 수동식 축과 같은 장치에 연결되어 사용되는데, 이는 공구(50)의 절삭날(60)이 회전되기 때문이다. 이후, 공구(50)는 구멍(72)에 삽입되고, 절삭날(60)은 거친면흠집(70)에 인접하여 위치되며, 공구(50)와 절삭날(60)은 이 절삭날(60)과 경사면(62)의 R 방향으로 회전되어, 상기 절삭날(60)이 거친면흠집(70)에 접촉하여 구멍(72)의 가장자리로부터 거친면흠집을 제거하여 구멍의 표면이 깨끗하게 다듬질되는 한편, 공구(50)의 절삭날(60)의 경사면(62)은 구멍(72)의 가장자리의 모떼기와 거친면흠집을 제거하는 동안에 구멍(72)의 가장자리에 접촉되어, 소재(68)의 구멍(72) 표면이 알맞게 마무리 가공된다.

상기 공구(50)는 공지된 맥스웰 공구 홀더와 같은 공구 홀더(도시않됨)에 장착되는데, 이에 따라 구멍(72)으로 공구(50)의 삽입이 용이하게 됨은 물론, 공구가 구멍(72)을 통과하여 위치되면 측면으로 약 0.24 ~ 0.32cm(3/32 ~ 1/8inch) 이동되게 된다.

도 7 에 도시된 바와 같이, 공구(50)의 대칭인 길이방향의 중심선(A)은 구멍(72)의 중심(C)과 동일하지 않은데, 상기 공구홀더(도시않됨)에 의해 이러한 측면 이동이 발생된다. 그러므로, 공구(50)는 중심선(A)에 대해 높은 위치에서 회전될 뿐만 아니라, 구멍(72)의 모떼기와 거친면흠집이 제거되는 동안에 공구(50)의 중심선(A)은 구멍(72)의 중심(C)에 대해 회전되는 한편, 절삭단(56)의 가장 넓은 부분을 가로지르는 직경은 구멍(72)의 직경보다 약간 작아야 됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 공구(50)에 의해 이루어지는 절삭운동은 본 발명의 목적을 위해 공지된 다른 공구보다 양호한 내구성을 갖고, 상기 공구(50)는 종래의 회전하는 공구(10)를 위한 드릴 또는 다른 장치에 장착될 수 있으며, 종래의 공지된 장치처럼 수동식으로 사용할 필요가 없다.

본 발명에 따른 공구(50)는, 종래의 공지된 장치에서는 불가능한, 거친면흠집(70)이 제거됨은 물론, 구멍(72)의 모떼기가 가능한 부가적인 이점이 있는데, 본 발명에 따른 공구는 헤더박스 튜브시트의 구멍(72) 거친면흠집 제거에만 국한 되지않고, 판 소재(68)의 어떠한 구멍(72)이라도 거친면흠집 제거와 모떼기를 동시에 할 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 실시예는 본 발명의 원리의 응용을 설명하기 위해 자세히 기술된 것이며, 본 발명의 원리를 벗어나지 않고 또다른 방법으로 실시될 수 있음은 당연하다.

Claims

척끝(54)과 절삭단(56)이 연장성형된 축(52)과, 연장된 축(52)의 길이방향의 중심선(A)에 평행하고 수평방향으로 편향된 절삭단(56)의 절삭날(60)과, 구멍(72) 가장자리의 모떼기를 위한 절삭단(56)의 절삭날(60)에 인접한 모떼기 수단으로 구성되어 이루어진 소재의 구멍 거친면흠집 제거 및 모떼기용 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 모떼기 수단은 절삭단(56) 상의 절삭날(60)에 인접한 경사면(62)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소재의 구멍 거친면흠집 제거 및 모떼기용 공구.
제 2 항에 있어서, 상기 경사면(62)은 연장된 축(52)에 대해 길이방향의 중심선(A)에 상대적으로 30°경사진 것을 특징으로 하는 소재의 구멍 거친면흠집 제거 및 모떼기용 공구.