KR20010013691A - 엔드밀 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 cBN 또는 PCD로 이루어진 절삭날이 구비되고, 섕크 부분 및 이 섕크에 경납땜되는 cBN 또는 PCD를 함유하는 부분으로 구성되는 엔드밀에 관한 것이다. 후자의 부분은 외피면 내에서 일 단부면으로부터 다른 단부면으로 연장되는 홈 내에 초경질 재료가 존재하는 디스크 형태이다. 디스크를 섕크에 경납땜시킨 후에, 생성된 본체는 초경질 재료로 형성된 절삭날을 갖는 엔드밀로 연삭된다. 양호한 실시예에 있어서, 섕크에는 초경질 재료를 함유하는 부분이 경납땜되는 장부가 구비된다. 이는 경납땜 접합 실패의 위험을 최소화하고 적은 비용으로 얻을 수 있는 다수의 절삭날이 구비된 엔드밀을 제공한다.

Description

엔드밀 제조 방법{METHOD OF MAKING ENDMILLS}

엔드밀은 홈, 포켓 및 슬롯을 기계 가공하는 데 사용되며, 단부에 절삭 수단이 구비된 원통형 홀더로 구성된다. 고속도강 또는 입방체 초경합금으로 제조될 수 있지만, 절삭 수단으로서 초경합금 삽입체가 구비된 강철 홀더로 구성될 수도 있다. 일부 장비에서는, PCD와 같은 초경질 재료로 형성되는 절삭날을 갖는 금속 절삭 삽입체는 일반적으로 청동, 마그네슘, 알루미늄과 같은 비철 합금의 기계 가공에 사용되고, cBN과 같은 초경질 연삭제로 형성되는 절삭날이 구비된 삽입체는 일반적으로 주철 및 경화강 등의 기계 가공에 사용된다.

현재 시중에는 몇 종류의 PCD 또는 cBN 엔드밀이 나와 있다. 기본적으로, 이들을 제조하는 데는 2가지 다른 방법이 있다. 한가지 방법은 고온 고압 하에서 cBN 또는 다이아몬드 분말을 소결시켜서 중실 원통체로 만든 후에 이를 섕크에 경납땜(brazing)시켜서 엔드밀로 완성하는 것이다. 다른 방법은 고압 고온 하에서 cBN 또는 다이아몬드의 층을 기판, 일반적으로 초경합금 디스크에 접합시키고, 그로부터 작은 조각, 즉 "칩"들을 절단해 내는 것이다. 이들 칩들은 초경합금 로드(rod) 상에 경납땜되고 최종 완성된 형상으로 연삭된다. 이러한 방식으로 생산되는 공구는 일반적으로 제품이 완성될 때까지 많은 공정을 거쳐야 하기 때문에 상당히 고가이다.

본 발명은 절삭날이 cBN(입방 질화 붕소) 또는 PCD(다결정 다이아몬드)로 이루어진 엔드밀(endmill) 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 방법의 목적은 기존의 방법에 비해 비용을 절감하고자 하는 것이다.

도1은 본 발명의 원리를 도시하는 도면으로, 도면 부호 1은 절삭부를 형성하게 되는 요소, 도면 부호 2는 섕크, 도면 부호 3은 경납땜 접합부, 도면 부호 4는 장부(tenon), 도면 부호 5는 절삭날이 드러나도록 성형한 후의 요소(1)의 평면도를 나타낸다.

그러므로, 본 발명의 목적은 다수의 절삭날이 구비된 엔드밀을 대체로 저가로 얻을 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 방법에 따르면, 출발 재료는 미국 특허 제5,676,496호의 기재에 따른 초경질체가 제공된 양호하게는 10 중량％ 이상의 결합제 함유 상태의 초경합금 디스크이다. 초경합금 디스크는 양호하게는 중심 구멍이 구비된 원형, 사각형, 삼각형 또는 다른 적절한 단면을 갖는 초경합금 로드로부터 제조된다. 이 로드에, 로드의 전체 길이에 걸쳐서 그 축에 평행한 하나 이상의 홈이 연삭된다. 홈은 직선일 수 있지만 나선형도 가능하다. 홈의 개수 및 그 위치는 제조되는 디스크의 형상에 좌우된다. 홈의 형상은 여러 가지 방법을 통해 만들어질 수 있다. 그러나, 홈들이 둥근 또는 평평한 형상을 갖는 것이 중요하다. 그들의 치수는 절삭 작업이 기본적으로 초경질 재료에 의해 수행되도록 정해져야 한다. HP/HT 소결 후에, 로드는 소정 두께의 디스크들로 절단된다.

이와는 다르게, 하나 이상의 초경합금 디스크 내에, 적어도 하나의 홈이 연삭되고 cBN 및/또는 다이아몬드를 함유하는 분말 혼합물이 충전되고 그 후에 디스크는 cBN 및/또는 다이아몬드가 안정적인 온도와 압력에서 처리된다. 이러한 처리 중에 디스크들은 함께 소결되지 않도록 서로로부터 분리된다.

섕크(2)는 양호하게는 10 중량 ％ 이상의 결합제 함유 상태의 초경합금으로 만들어진다. 섕크의 직경은 초경질 재료가 포함된 디스크의 직경보다 약간 작다. 섕크의 다른 단부에는 클램핑 수단이 구비된다.

그런 후에 PCD/cBN 디스크는 생크에 경납땜된다.

양호한 실시예에 있어서, PCD/cBN 디스크가 경납땜되는 섕크의 단부는 장부를 형성하도록 연삭 제거된다. 장부의 형상은 일반적으로 원통형이지만, 이와는 다르게, 테이퍼형, 사각형, 삼각형, 타원형 또는 다른 둥근 형상도 가능하다. 장부의 직경(또는 그 해당하는 것)은 섕크의 직경의 약 15 내지 40 ％이며 장부가 중심 구멍의 전체 길이를 통해 연장될 필요없이 디스크(1)의 중심 구멍 내에 끼워맞춤되도록 설계된다.

그런 후에 PCD/cBN 디스크는 장부를 안내부 및 경납땜 접합부로서 사용하여 섕크에 경납땜된다. 본 발명에 따르면 경납땜이 장부에서만 이루어진 것이 중요하다. 이는 경납땜 접합 실패의 위험을 최소화한다.

경납땜 공정 후에 생성된 공구는 도1의 평면도(5)에 도시된 바와 같이 절삭날이 초경질체 내에 형성되도록 연삭된다.

Claims (10)

1. cBN 또는 PCD로 이루어진 절삭날이 구비되고, 섕크 부분과 섕크에 경납땜되는 cBN 또는 PCD가 함유된 부분으로 구성되는 엔드밀에 있어서,

   상기 섕크에는 초경질 재료가 함유된 부분이 경납땜되는 장부가 구비되는 것을 특징으로 하는 엔드밀.
2. 제1항에 있어서, 상기 장부는 둥근 것을 특징으로 하는 엔드밀.
3. 제1항에 있어서, 상기 장부는 테이퍼형인 것을 특징으로 하는 엔드밀.
4. 제1항에 있어서, 상기 장부는 둥근 형상이 아닌 것을 특징으로 하는 엔드밀.
5. 제1항에 있어서, 상기 장부는 초경질 재료가 함유된 부분 내로 적어도 일부 연장되는 것을 특징으로 하는 엔드밀.
6. cBN 또는 PCD로 이루어진 적어도 하나의 절삭날이 구비되고, 섕크 부분과 cBN 또는 PCD가 함유된 부분으로 구성되는 엔드밀을 제조하는 방법에 있어서,

   외피면에서 일 단부면으로부터 다른 단부면으로 연장되는 홈 내에 적어도 하나의 초경질체가 구비되는 원통 단면의 초경합금 디스크를 제공하는 단계와,

   초경합금 디스크를 섕크에 경납땜하는 단계와,

   상기 단계들에 의해 생성된 본체를 초경질 재료로 형성된 절삭날을 구비하는 엔드밀을 형성하도록 연삭하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 초경합금 디스크는,

   초경합금 바아를 제공하는 단계와,

   상기 바아 내에 적어도 하나의 홈을 연삭하는 단계와,

   상기 홈을 cBN 및/또는 다이아몬드가 함유된 분말 혼합물로 충전하는 단계와,

   초경합금 바아를 cBN 및/또는 다이아몬드가 안정적인 온도와 압력으로 열처리한 후에 바아를 디스크로 절단하는 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제6항에 있어서, 초경합금 디스크는,

   하나 이상의 초경합금 디스크를 제공하는 단계와,

   상기 디스크 내에 적어도 하나의 홈을 연삭하는 단계와,

   상기 디스크 내의 홈을 cBN 및/또는 다이아몬드가 함유된 분말 혼합물로 충전하는 단계와,

   초경합금 디스크들이 함께 소결되지 않도록 서로로부터 분리시켜서 cBN 및/또는 다이아몬드가 안정적인 온도와 압력 하에서 초경합금 디스크들을 열 처리하는 단계

   를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 섕크 부분의 단부 내에 형성되는 장부과 초경질 재료가 함유된 부분을 관통해 적어도 부분적으로 연장되는 구멍에 의해, 상기 섕크 부분을 초경질 재료가 함유된 부분에 경납땜시키는 단계를 특징으로 하는 방법.
10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 제품.