KR20000056679A - 유리섬유용 촙커터의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유리섬유용 촙커터의 제조방법에 관한 것으로 촙커터의 생성에 필요한 제작공정의 수는 감소시키면서 열처리시 열분포도를 균일하게하여 가공의 용이성과 내구성의 증대를 동시에 이루어 경제적인 이익의 도출은 물론 촙커터를 이용한 절단공정의 품질향상을 목적으로 창출된 것으로,
상기 촙커터(20)는 일정한 규격으로 재단된 고속도강등과 같은 원자재를 촙커터의 형상에 적합하도록 외주연 및 각종 고정홀(25)등을 미세하게 가공하는 선삭(旋削)공정과, 상기 선삭공정에 의해 외형을 갖춘 촙커터(20)를 전체면에 걸쳐 일정한 경도(HRC)를 유지하도록 담금질, 풀림, 불림과 같은 다수의 공정을 거쳐 경화시키는 열처리(熱處理)공정과, 상기 경화된 촙커터(20)의 외주연에 휠 연마공구를 이용하여 유리섬유의 절단에 필요한 절삭날(24)을 길이방향(ℓ)에 대하여 일정한 곡률을 이루면서 구비되도록 하는 연삭(硏削)공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리섬유용 촙커터의 제조방법은 종래의 제조공정들이 표출한 문제점인 가격경쟁과 비경제성등을 일소에 해결할 수 있어 대내,외적인 경쟁에서의 우위를 점할 수 있음은 물론 경제적 가치가 뛰어난 유용한 발명이다.

Description

유리섬유용 촙커터의 제조방법{Producing method of chop cutter for glass-fiber}
본 발명은 유리섬유용 촙커터의 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 필라멘트화된 유리섬유를 일정한 규격으로 절단하는 촙커터의 제조공정을 개선하여 내구성증대와 생산품질향상을 이루기 위함이다.
일반적으로 유리섬유(glass-fiber)는 원료인 유리를 약 1,600℃의 고온에서 용융하여 이를 수중에서 방사시켜 필라멘트화한 것으로, 그 종류로는 장섬유와 단섬유로 대분된다.
상기 유리섬유중 장섬유는 다시 글래스 얀(yarn)과 글래스 로빙(roving)으로 분리되는데,
상기 글래스 얀(glass yarn)은 용융된 유리원료를 50 - 200본을 호제(互濟)로 집속하여 스트랜드(strand)화 하고, 여기에 꼬임(twist)을 가하여 형성하며,
글래스 로빙(glass roving)은 집속한 유리섬유에 꼬임을 부여하지않고 수십본을 합하여 형성한다.
상기와 같은 유리섬유는 전기적특성을 비롯하여 기계적, 열적, 화학적특성을 갖는데,
우선 전기적 특성으로는 전기절열선이 우수하며, 기계적 특성은 치수안정성이 좋으며(신율 3 - 4%, 탄성회복율 100%), 인장강도와 인장탄성률이 매우 좋다.
뿐만 아니라 불연성임과 동시에 무연, 무가스성으로 내열성과 내화성이 우수(내열온도 300 - 550℃, 연화온도 840℃)한 열적 특성과 생리적으로 안정된 물질이며, 법적사용 규제가 전혀 없이 석면대체용으로 사용 가능한 화학적 특성을 지닌다.
상기와 같은 특성을 가지는 유리섬유는 다양한 산업분야에 적용되는데, 이를 위해서는 상술한 글래스 로빙을 일정한 규격으로 절달하여 다른 구성품의 첨가제로 활용된다.
상기와 같이 글래스 로빙을 일정한 규격으로 절달하기위해서는 별도의 전용공구가 요구되고,
이러한 글래스 로빙절단 공구가 도 1에 도시된 바와 같은 유리섬유용 촙커터이며, 상기 촙커터(10)는 작업의 효율상 원통형으로 구성하여된 로터리방식(rotation type)이 널리 이용된다.
상기와 같은 유리섬유를 절달하는 촙커터(10)는 그 재질을 고속도강을 비롯하여 내마모성이 우수한 재질을 이용하는데,
상기 촙커터(10)의 제작공정을 도 2에 도시된 블록도를 인용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
촙커터를 형성하기위해서는 크게 4공정의 작업절차를 요구하며,
이는 제 1 공정(선삭;11) → 제 2 공정(밀링;12) → 제 3 공정(열처리;13) → 제 4 공정(연마;14)와 같이 진행된다.
상기 제 1 공정(11)인 선삭작업은 촙커터(10)의 원재료인 고속도강등을 가공하여 절삭날(15)을 제외한 구성요소를 가공하는 공정으로, 통상적으로 그 치수를 ψ100 × ℓ200의 외형을 갖도록 형성한다.
이어 제 2 공정(12)인 밀링작업은 상기 제 1 공정에서 외형이 완료된 촙커터(10)의 외주연(p)에 유리섬유의 절단에 필요한 절삭날(15)을 형성하는 공정으로,
촙커터(10)의 길이방향에 대하여 직선형이 아닌 일정한 곡률을 지니도록 하여 80 - 100개정도의 절삭날(15)을 형성한다.
상기와 같이 외형을 갖춘 촙커터(10)는 절삭날(15)의 강도증대를 위해 제 3 공정(13)인 열처리공정을 거쳐 절삭날(15)의 강도를 향상시킨다.
상기와 같이 열처리된 촙커터(10)는 마지막 공정인 제 4 공정 연마공정을 통하여 절삭날(15)의 단부를 균일하게 연마하여 절삭성을 높일 수 있도록 가공한다.
이상에서와 같은 공정을 거쳐 완성된 촙커터(10)는 공작기계에 취부되어 글래스 로빙형태의 유리섬유를 일정한 규격(3-50㎜)으로 절단하여 각종 산업분야 및 구조물의 첨가제로 이용될 수 있도록 한다.
상기와 같이 유리섬유의 절단에 필요한 촙커터는 상술한 방법으로 제조할 경우 다음과 같은 몇 가지 문제점을 안고 있었다.
그 첫 번째가 제조공정의 과다로 인한 생산단가의 상승을 언급할 수 있는데,
이는 촙커터(10)를 제조하기 위해서는 원자재의 가공에서부터 연삭(연마)공정까지는 총 4가지의 가공공정을 거치며,
이를 경우 각 가공기계의 설비에 필요한 기초설비비와 이를 운용하는 작업자의 인건비등 생산단가의 상승을 초래하는 요인이 증가하여 소규모의 제조업체일 수록 가격경쟁에서의 비교우위를 점하는데 상당한 애로점이 있었다.
둘째, 촙커터(10)의 경도상승을 위한 열처리 공정시 열분포도의 불균일성을 들 수 있는데,
이는 원통형의 재료를 선삭과 밀링공정을 통하여 기본적인 촙커터의 형상(절삭날 포함)을 완성한 후 열처리하고, 연이어 연삭을 이용한 절삭날의 선단부를 가공하여 절삭날의 날부분을 예리하게 가공하였다.
하지만, 상기와 같이 밀링공정을 통해 절삭날의 형상을 갖춘 촙커터는 열처리시 정해진 경도(HRC 기준)의 편차를 나타내며,
그 일예로서 전체적인 촙커터의 열처리경도를 HRC62로 설정하여 열처리공정을 거치면 원통형의 촙커터를 이루는 본체에 대하여 상대적으로 두께가 얇은 절삭날의 경도가 설정치보다 상승하는 경우가 빈번히 발생하였다.
이와 같이 설정된 경도값보다 절삭날의 경도가 지나치게 상승할 경우 외부충격에 의한 균열이 쉽게 발생하거나, 절단공정시 미세한 균열이 서서히 진행되어 제품으로서의 가치를 상실하게 되는 치명적인 요인으로 작용하였다.
뿐만 아니라, 상기 촙커터는 절삭날이 무뎌질 경우 이를 다시 연삭(연마)한 후 재생하는데, 그 사용시간이 외측에서 내측으로 진행할수록 급격하게 감소하여 빈번한 촙커터의 교환으로 유지비용의 과다지출을 초래하였다.
이상에서 살펴 보았듯이 지금까지의 제조방법으로 촙커터를 생산할 경우 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다.
먼저,과다한 생산공정으로 인한 제품단가의 상승을 초래하여 가격경쟁에서의 비교우위를 점할 수 없어며,
열처리시 열분포의 불균일성으로 인한 내마모성의 약화로 내구성이 현격히 저하되어 잦은 제품교환으로 인한 유지비용의 과다지출등과 같은 문제점을 안고 있었다.
이에 본 발명에서는 상기한 여러 가지 문제점을 해결하기위해 창출된 것으로 촙커터의 생성에 필요한 제작공정의 수는 감소시키면서 열처리시 열분포도를 균일하게하여 가공의 용이성과 내구성의 증대를 동시에 이루어 경제적인 이익을 도출은 물론 촙커터를 이용한 절단공정의 품질향상을 이룰수 있다.
도 1은 통상적인 로터리방식의 유리섬유용 촙커터를 도시한 사시도,
도 2는 종래 기술이 적용된 로터리방식의 유리섬유용 촙커터의 제조과정을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명이 적용된 로터리방식의 유리섬유용 촙커터의 제조공정을 도시한 블록도,
도 4는 본 발명인 로터리방식의 유리섬유용 촙커터를 도시한 사시도,
도 5는 도 4의 A부 상세도.
*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*
20;촙커터
21;선삭공정
22;열처리공정
23;연삭공정
24;절삭날
이하 첨부되는 도면과 관련하여 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명이 적용된 로터리방식의 유리섬유용 촙커터의 제조공정을 도시한 블록도, 도 4는 본 발명인 로터리방식의 유리섬유용 촙커터를 도시한 사시도, 도 5는 도 4의 A부 상세도로서 함께 설명한다.
유리재료를 용융시킨 후 이를 방사시켜 필라멘트화한 유리섬유를 각종 산업분야와 각 구조물의 첨가제로 적용하기위해 이를 일정한 규격으로 절단하기위한 촙커터(20)는;
크게 도 3에서와 같이 선삭(21), 열처리(22), 연삭(연마;23)의 3공정을 거쳐 제조되는데, 종래의 제조방법이 4공정인 점에 비추어 1공정이 감소된 것으로,
이는 본 발명의 가장 큰 특징점인 제조공정의 감소를 유도할 수 있어며, 더불어 유리섬유의 절단에 필요한 절삭날(24)을 열처리공정 이후에 연삭을 통해 형성하므로 균일한 열분포에 의한 경도의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 촙커터(20)를 각 가공공정의 특징과 작업방법등을 인용하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예
제 1 공정(21);
선삭(旋削)
선삭공정은 일정한 규격으로 재단된 고속도강등과 같은 원자재를 촙커터(20)의 형상에 적합하도록 외주연을 미세하게 가공하며, 또한 촙커터(20)를 공작기계등에 취부하기위한 각종 고정홀(25)등을 형성한다.
상기와 같은 선삭공정은 종래의 제조공정중 제 1 공정과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
제 2 공정(22);
열처리(熱處理)
열처리공정은 제 1 공정인 선삭공정에 의해 원통형으로 가공된 촙커터(20)의 전체면에 걸쳐 일정한 경도(HRC)를 유지하도록 담금질, 풀림, 불림과 같은 다수의 공정을 거쳐 이루어진다.
상기와 같이 열처리공정을 거친 촙커터는 전체적으로 균일한 열분포도를 형성함은 물론 사용자의 설정에 따른 정확한 경도값을 유지한다.
제 3 공정(23);
연삭(硏削)
연삭공정은 휠 연마공구를 이용하여 선삭과 열처리공정을 거쳐 촙커터가 가져야하는 기계적인 성질을 부여한 재료에 유리섬유의 절단에 필요한 절삭날(24)을 형성한다.
상기 절삭날(24)은 절단되는 유리섬유의 규격에 따라 편차는 나타내지만 통상적으로 80 - 100여개의 절삭날(24)이 촙커터(20)의 길이방향에 대하여 일정한 곡률을 이루면서 구비된다.
상기와 같은 제조공정을 거쳐 생성된 촙커터(20)는 종래에 비하여 탁월한 장점을 지니는데, 이를 종래의 문제점과 본 발명과 비교하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제작공정의 수
이는 종래의 제작공정이 선삭→밀링→열처리→연삭의 4공정인데 반하여 본 발명은 선삭→열처리→연삭의 3공정으로 작업이 완료되므로,
기계가공을 위한 기초 설비의 투자가 불요하여 설비비의 절감을 초래함은 물론 이를 운용하기위한 제반의 유지비용이 절감되어 궁극적으로는 촙커터의 생산단가 감소를 유도한다.
열처리에 의한 경도의 신뢰성 향상
열처리는 재료의 기계적인 성질을 탈바꿈하는 공정으로 열처리의 완성도에 따라 제품의 내구성 및 가공품의 품질이 결정되어지는 중요한 요소이다.
종래의 촙커터는 밀링공정을 통하여 절삭날의 외형을 가공한 후 이를 열처리하여 다시 연삭을 통해 절삭날의 선단부를 예리하게 가공하므로 촙커터를 이루는 각 부위의 두께에 따라 열처리의 작용상태가 판이한 반면,
본 발명에서의 촙커터(20)는 절삭날(24)의 형태를 구비하기전 원통형의 재료 그 자체를 열처리하므로 침탄(浸炭)의 깊이를 균일하게 설정할 수 있어 외측에서부터 내측으로의 경도가 균일하게 분포한다.
이는 종래의 촙커터가 재생할 경우 그 사용시간이 급격히 감소하는 것에 비하여 본 발명의 촙커터는 재생시 필요한 두께를 감안하여 열처리하므로 균일한 경도분포에 의해 재생후에도 거의 동일한 사용수명을 이룰 수 있다.
상기와 같은 촙커터 제조방법은 제조공정의 간소화와 내구성증대라는 궁극적인 목표를 이룰 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명인 유리섬유용 촙커터의 제조방법은 종래의 제조공정들이 표출한 문제점인 가격경쟁과 비경제성등을 일소에 해결할 수 있어 대내,외적인 경쟁에서의 우위를 점할 수 있음은 물론 경제적 가치가 뛰어난 유용한 발명이다.

Claims (1)

  1. 유리섬유를 일정한 규격으로 절단하기위한 유리섬유용 촙커터를 구성함에 있어서;
    상기 촙커터(20)는 일정한 규격으로 재단된 고속도강등과 같은 원자재를 촙커터의 형상에 적합하도록 외주연 및 각종 고정홀(25)등을 미세하게 가공하는 선삭(旋削)공정과;
    상기 선삭공정에 의해 외형을 갖춘 촙커터(20)를 전체면에 걸쳐 일정한 경도(HRC)를 유지하도록 담금질, 풀림, 불림과 같은 다수의 공정을 거쳐 경화시키는 열처리(熱處理)공정과;
    상기 경화된 촙커터(20)의 외주연에 휠 연마공구를 이용하여 유리섬유의 절단에 필요한 절삭날(24)을 길이방향(ℓ)에 대하여 일정한 곡률을 이루면서 구비되도록 하는 연삭(硏削)공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리섬유용 촙커터의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106312490A (zh) * 2016-09-28 2017-01-11 中国工程物理研究院材料研究所 一种表征超精密切削表面晶界浮凸的新方法

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