KR20010040719A - 층상 연마면을 갖는 연삭 휘일 - Google Patents

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체레신나움엔.
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스프레이그 로버트 월터
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Abstract

원통형 연마 휘일은 그 외부 원형 밴드에 연마면을 갖는 원통형 연마 구역을 구비한다. 연마 구역은 연마 입자층을 포함한다. 연마 입자층은 연삭 휘일의 회전축에 대해 경사질 수 있거나 연삭 휘일 내의 홈 형성과 연삭 휘일에 의한 작업편 연마가 줄어들 수 있도록 끼워낮춰질 수 있다. 달리, 연마 구역은 연마 입자층을 각각 구비한 다수의 연마 세그먼트로부터 형성될 수 있다. 연마 입자층은 하나의 세그먼트로부터 다른 세그먼트로 회전축 방향으로 파상 배치될 수 있다. 이는 또한 연삭 휘일 및 작업편 내의 홈 형성을 줄일 수 있다.

Description

층상 연마면을 갖는 연삭 휘일{GRINDING WHEEL WITH LAYERED ABRASIVE SURFACE}
어떤타입의 작업편(예를들면, 플라스틱 및 유리 렌즈, 석재, 콘크리트 및 세라믹)은 연마 작업면, 특히 연마면일뿐 아니라 좀 더 고도의 연마도를 가지는 초연마작업면을 가진 휘일 또는 디스크 연삭공구를 이용하여 편리하게 모양이 만들어질수 있다. 연삭공구의 작업면은 휘일 또는 디스크의 외주부 주위의 연마 밴드로 구성될 수 있다. 작업면은 대개 접착제로 둘러싸여 있거나 금속 주형 내에 매설된 다이아몬드, 큐빅 붕소 질화물 또는 붕소 아산화물과 같은 초경화재나 연마재의 입자를 포함한다. 연삭 공구의 회전 작업면과 접촉하게 될 때 그 입자들은 주로 작업편을 절단하거나 연삭시키는 작용을 하는 이 연마 입자들이다.
연마재의 세그먼트를 포함하는 절단 또는 연삭 휘일을 형성하는 것은 공지되어 있다. 연마 세그먼트는 주형 내의 다이아몬드와 금속제 분말 및/또는 다른 충전재 또는 접착재와 같은 연마 입자의 혼합 및 상승된 온도에서의 가압 성형에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 방법으로 연마 세그먼트를 형성하는 것은 고밀도의 단단한 입자 또는 연마 입자를 구비한 구역과 저밀도의 연마 입자를 구비한 구역을 형성할 수 있다. 또한, 연마면에서의 연마 입자의 밀도는 휘일 마모율 및 연삭율과 같은 휘일의 연삭 특징에 영향을 미친다. 이와 같이, 연마 입자의 고르지 못하거나 임의로 가변되는 밀도는 불안정한 절단 또는 연삭 작업의 원인이 될 수 있다. 또한, 이러한 방법으로 연마 세그먼트를 형성하는 것은 비교적 많은 수 의 연마입자가 사용되기 때문에 상대적으로 비용이 비싸다.
연마면에서의 연마 입자의 고르지 못하거나 임의로 가변되는 밀도와 연관된 문제를 줄이기 위해 연마 입자의 밀도가 가변되는 연마 세그먼트를 형성하는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 연마 세그먼트는 접착재 구역애 의해 분리되는 실제로 평행하고 편평한 연마 입자층을 구비한 연마 세그먼트가 형성될 수 있다. 그러한 연마 입자층을 가지는 연마재는 일예로 발명의 명칭이 "분말 예비 성형체 및 그로부터 만들어진 연마 제품의 제조 방법"이고 1997년 4월 15일에 첼레신에게 특허 허여된 미국 특허 제5,620,489호, 발명의 명칭이 "합성재"이며 1991년 9월 17일 첼레신에게 특허 허여된 미국 특허 제5,049,165호 및 1991년 7월 11일에 타노 요시유끼에게 특허 허여되고 발명의 명칭이 "다이아몬드 톱날"인 일본 특허 공개 평3-161278호에 개시되어 있다.
요시유끼의특허 공보 상에는 석재, 콘크리트 및 내화재를 절삭하기 위한 톱날을 개시하고 있다. 톱날은 연마 입자의 평면층을 구비한 연마 세그먼트로부터 형성된다. 연마 입자층은 요시유끼의 특허 공보의 도3에서 알 수 있는 바와 같이 작업편의 절삭이 홈을 형성하도록 톱날의 회전 방향에 정렬된다. 그러한 홈들은 연마 입자 평면들 간의 접착재의 영역들이 연마 입자 평면들의 영역 보다 더 신속히 마모되기 때문에 형성된다.
그러나, 연삭 공구의 몇몇 용도의 경우에, 마모 홈들은 바람직스럽지 않거나 수용될 수 없다. 몇몇 경우에, 작업편 상에 매끄럽고 둥근 모서리를 생성할 수 있는 것이 특히 바람직하다. 일예로, 펜슬(pencil) 휘일로 알려진 연삭 휘일 타입은 유리의 날카로운 모서리들을 제거하여 유리를 파손시킬 수 있는 크랙이 없는 둥근 모서리로 되도록 유리 패널의 모서리들을 연삭하는 데 대개 이용된다. 둥근 모서리에서의 홈들의 생성은 바람직스럽지 않다.
본 발명은 대개 연마 또는 초연마 공구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 연마면 또는 초연마면을 구비한 회전식 연삭 휘일에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따른 본 발명의 연마면을 구비한 연삭 휘일.
도2는 도1의 선 2-2를 따라 취한 도1에 도시된 연삭 휘일의 단면도.
도3은 그 연마 구역에서의 연마 입자들의 층을 도시한 도1에 도시된 연삭 휘일의 정면도.
도4는 연삭 휘일의 연마면 상의 접착 구역 간의 연마 입자층들이 연삭 휘일 및 작업편의 홈을 만드는 방법을 도시한 작업편을 연삭하는 연삭 휘일의 부분 측단면도.
도5a는 연마 입자 및 연마 입자층을 확장 도시한 도1에 도시된 연삭 휘일을 제조하는 데 이용될 수 있는 연마재 시트의 부분 정면도.
도5b는연마 입자층을 연삭 휘일의 회전축에 대해 확장 도시한 도1에 도시된 연삭 휘일의 부분 정면도.
도6은 도1에 도시된 연삭 휘일이 그로부터 형성될 수 있는 층상 블록의 사시도.
도7은 도1에 도시된 연삭 휘일의 연마 구역이 그로부터 형성될 수 있는 층상 시트의 평면도.
도8은 도7에 도시된 것과 같은 층상 시트의 예의 분해 정면도.
도9는 도7에 도시된 층상 시트의 제조에 이용될 수 있는 다공성 재료의 제1 실시예의 평면도.
도10은 도7에 도시된 층상 시트의 제조에 이용될 수 있는 다공성 재료의 제2 실시예의 평면도.
도11은 본 발명에 따른 연마 입자층을 구비한 연마 세그먼트를 포함하는 연삭 휘일의 제2 실시예의 사시도.
도12는 도11의 선12-12를 따라 취한 도11에 도시된 연삭 휘일의 단면도.
도13은 도12의 선13-13을 따라 취한 도12에 도시된 연삭 휘일의 단면도.
도14는 도12의 선14-14를따라 취한 도12에 도시된 연삭 휘일의 단면도.
도15는 도12와 동일 단면 선을 따라 취한 본 발명에 따른 연삭 휘일의 또 다른 실시예의 상부 단면도.
도16은 도15의 선16-16을 따라 취한 도15에 도시된 연삭 휘일의 단면도.
도17은 연마 입자 및 연마 입자층을 확장 도시한 도11에 도시된 연삭 휘일의 정면도.
도18은 본 발명에 따른 적층 연마 세그먼트를 포함하는 연삭 휘일의 제3 실시예의 정면도.
도19는 도18의 선19-19를 따라 취한 도18에 도시된 연삭 휘일의 단면도.
도20은 연마 입자층의 축방향 위치가 가변된 연마면을 구비한 본 발명에 따른 연삭 휘일의 또 다른 실시예의 정면도.
도21은 도20에 도시된 연삭 휘일을 제조하는 데 이용될 수 있는 스페이서의 사시도.
도22는 연마 세그먼트로부터 형성된 연마면을 구비한 본 발명에 따른 연삭 휘일의 또 다른 실시예의 정면도.
본 발명에 따라, 연삭 휘일은 안정된 연삭 결과를 유익하게 얻도록 정돈된 연마 입자들의 밀도를 갖는 연마면을 나타낸다. 그러나 또한, 휘일의 연마면은 작업편 상에서 매끄러운 모서리를 생성할 수 있다. 몇몇 경우에, 작업편 상에 생성된 모서리는 또한 둥글게 될 수 있다.
본 발명은 대개 회전축 주위로 회전 가능한 원통형 연삭 휘일을 포함한다. 그 외주면 상에 연마면을 갖는 연마재의 실제 원통형 구역은 다수의 연마 입자층으로부터 형성된다. 각각의 연마 입자층은 연마재의 원통형 구역의 적어도 주연 방향 및 방사 방향으로 연장한다. 그 층들을 방사 방향으로 연장함으로써, 연마 입자층의 모서리가 휘일을 이용하여 마모될 때, 새로운 모서리는 유익하게 노출되게 된다. 그러나, 성형 모서리 또는 윤곽을 나타낸 모서리를 구비한 휘일이 사용될 때, 모서리는 그 휘일이 다 마모될 때 다시 윤곽이 나타나도록 해야 한다.
본 발명의 하나의 태양은 연마 입자층이 연삭 휘일의 회전축에 직각인 평면과 연마면의 원주에 의해 형성된 임의의 원형 통로가 다수의 연마 입자층 중 적어도 하나와 교차하도록 연마면 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 태양은 연마 입자층이 연삭 휘일의 회전축에 대해 0°내지 180°사이의 각을 형성하도록 경사져 있는 것을 특징으로 한다. 이렇게 연삭 휘일이 360° 회전을 하게될 때, 하나의 연마 입자층의 노출 모서리는 연마 입자층의 노출된 모서리 폭 보다 더 넓은 축방향 거리에 거쳐 쓸어내게 된다. 연마 입자층들이 각각의 연마 입자층이 쓸어내게 되는 축 방향 거리의 폭이 충족되거나 중첩되도록 회전축에 대해 기울어지게 되면, 작업편 표면 상의 홈 생성은 줄어들 수 있고 바람직하게 제거될 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양은 연삭 휘일이 각각 연마 입자층들을 포함하는 다수의 연마 세그먼트로부터 형성되는 것을 특징으로 한다. 연마 입자층들은 하나의 세그먼트에서 다른 세그먼트로 축방향으로 파상 배치된다. 이러한 방식으로, 연마입자층들의 노출된 모서리는 연마면의 축방향 두께의 더 큰 부분을 가로질러 쓸어내게 된다. 이는 또한 작업편 상의 홈 생성을 줄일수 있다. 몇몇 실시예에서는, 연마 입자들이 층상 배치되어 있지 않고 임의로 이격도어 있는 세그먼트에서의 홈 생성을 줄이는 것이 가능하다.
도1은 본 발명에 따른 연마 주연면을 구비한 절삭 또는 연삭 휘일(10)의 사시도이다. 휘일(10)은 실제 원통형 형상이고 바람직하게 제1 지지판(14)과 제2 지지판(16) 사이에 개재된 연마 구역(12)을 포함한다. 연마 구역(12)의 외부 연마면(18)은 휘일(10)의 주연면(24)의 일부 주변으로 연장하는 실제 원통형 밴드이다. 휘일(10)은 그 중앙에 전체적으로 휘일(10)을 관통하는 보어(20)를 포함한다. 보어(20)는 휘일(10)을 그 주위로 회전시키기 위한 (도시되지 않은) 회전축에 휘일(10)이 장착되도록 한다. 따라서, 보어(20)를 통해 배치된 회전축은 휘일(10)의 회전축(23)을 따라 연장한다. 대안으로, 회전축은 판(14, 16) 내에 고정된 종방향으로 정렬된 축부에 의해 형성될 수 있다. 또한, (도시되지 않은) 중심축을 궂비한 (도시되지 않은) 실제 원형 장착판을 장착 구멍(9)을 통해 휘일에 부착함으로써 휘일(10)을 회전축에 부착하게 된다. 그러나, 장착 구멍(9)은 필요하지 않음을 알 수 있다. 회전 휘일(10)에 의해 또는 회전축에 의해, 작업편은 작업편이 적절히 성형, 연삭 또는 절삭될 수 있도록 연마면(18)에 의해 연마되는 휘일(10)의 주연면(24)에 대해 유지될 수 있다.
지지판(14, 16)은 충분히 단단하고 되도록 금속으로 형성되지만, 동, 알루미늄 또는 다른 어떤 적합하게 단단한 재료로 형성될 수도 있다. 지지판(14, 16)은 소결되지 않은 또은 소결 분말 재료로 형성될수 있다. 적어도 이러한 판들중의 하나는 어떤 연마입자들도 구성하지 않거나 연마 구역(12)보다 덜 농축되거나 혹은 더 작은 크기의 어떤 연마입자들을 구성할 수 있다. 판(14, 16)은 디스크 (10)의 회전 (23)축에 가급적 수직인 외부표면(14a, 16a) 각각을 가지고 있다. 판 (14, 16)은 또한 각각 내부면(14b, 16b)을 가지고 있다. 휘일(10)의 정면도인 도면3에서 보여지는 바와 같이, 내부면(14b, 16b)은 오히려 충분히 서로 평행을 이루고 있지만 회전축(23)에 대해 평평하게 수직을 가진 각 베타를 형성하도록 기울어져 있다. 그러나, 아래에서 더욱 완전하게 설명하는 것처럼, 연마입자들의 비평행층 또는 평행하지는 않으나, 어느 인접한 층의 윤곽을 따르는 층들을 가지는 것은 본발명의 범위내에 또한 있다고 이해되어 진다. 또한 내부면(14b, 16b)은 기울어져 있기 보다는 회전축(23)에 수직으로 되어 있음을 알 수 있다.
연마 구역(12)은 서로에 실제 평행한 상부면(31) 및 하부면(33)을 갖는 원통형인 것이 바람직하고 또한 회전축(23)에 수직인 면을 갖고 각(θ)로 경사져 있는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 연마 구역(12)은 휘일(10)의 회전축(23)에 수직인 평면에 각(θ)로 지지판(14, 16) 사이에서 지지될 수 있다. 판(16)의 상부면(14a)과 판(16)의 기부면(16a)이 회전축(23)에 실제 직각일 수 있기 때문에, 표면(31, 33)은 표면(14a, 16a)에 대해 각(θ)로 경사질 수 있다. 지지판(14, 16)은 선택적으로 될 수 있음을 알 수 있다. 지지판(14, 16) 없이 형성된 연삭 휘일의 회전을 용이하게 하기 위해, 회전축은 상부 및 하부면(31, 33)에 각각 직접 고정될 수 있다.
도1의 선 2-2를 따라 취한 휘일(10)의 단면도인 도2에 도시된 대로, 연마 구역(12)은 환상의 형태를 갖고 면(24)으로부터 휘일(10)의 중앙을 향해 방사상 내향 연장한다. 이렇게, 외부 연마면(18)이 사용에 의해 마모될 때, 또 다른 연마면이 노출되어, 휘일(10)의 수명을 연장시킨다. 도2에 도시된 실시예에서, 연마 구역(12)은 주연면(24)과 보어(20) 간의 전체 방사상 간격을 통해 연장한다. 그러나, 연마 구역(12)은 주연면(24)과 보어(20) 간의 구역의 일부 만을 방사상 연장하게 됨을 또한 알 수 있다.
연마 구역(12)은 다이아몬드, 큐빅 붕소 질화물, 붕소 카바이드, 붕소 아산화물과 같은 초연마재를 포함하나 이에 한정되지 않는 연마 또는 경화 재료로 된 입자, 및 실리콘 카바이드, 텅스텐 카바이드, 티타늄 카바이드 및 충진재 또는 접착재의 매트릭스 내에 현수된 크롬 붕화물과 같은 다른 연마 입자를 함유한다.
도3에 도시된 대로, 본 발명에 따라, 연마 입자는 연마 입자층(26)들 사이에 접착재 구역(28)을 갖춘 연마 구역(12)에서 편평 평행층(26)으로 배치될 수 있다. 연마 입자층(26)은 휘일(10)의 방사 방향 및 원주 방향으로 연장하는 평면을 형성할 수 있다. 휘일(10)의 정면도인 도3에 도시된 대로, 연마면(18)은 대시선에 의해 나타낸 연마 입자층(26)을 가로질러 절단하도록 형성될 수 있다. 이렇게, 연마 입자층(26)의 모서리들은 연마면(18)에 노출될 수 있다. 또한, 접착재 구역(28)의 모서리들은 표면(18)에 노출된다.
연마 입자층(26)의 모서리들을 표면(18)에 노출시킴으로써 공구(10)가 사용될 때 표면(18)의 형상, 마모 프로파일 또는 표면 형태에 영향을 준다. 그것은 또한 공구(10)를 사용하여 연마된 작업편의 표면 프로파일에 영향을 준다. 이는 접착재 구역(28)이 더 신속히 마모되고 작업편을 연마 입자층(26) 보다 덜 효과적으로 절단하기 때문이다. 도4는 연삭 휘일(310)의 마모 프로파일과 연마된 작업편(308)을 도시한 측면도이다. 휘일(310)은 지지판(314, 316) 사이에 개재될 수 있는 연마 구역(312)을 구비한다. 연마 구역(312)은 접착재 구역(328)에 의해 분리되는 연마 입자층(326)을 포함한다. 연마 입자층(326)의 모서리들은 휘일(310)의 회전축(323)에 수직인 평면 내에 정렬되고, 층(326)의 각각의 모서리는 휘일(310)의 주변 주위로 연속 연장한다. 도시된 대로, 휘일(310)을 이용하여 작업편(308)의 모서리를 연삭함으로써 연마 구역(312) 내에 홈을 만들 수 있게 된다. 연마 구역(312)의 홈들의 높은 지점은 연마 입자층(326)의 모서리에 발생되고 낮은 지점은 접착재 구역(328)에서 발생된다. 도시된 대로, 연마 입자층(326)의 모서리들이 작업편 재료를 둘러싸고 있는 접착재 구역(328) 보다 더 신속히 제거하기 때문에 이러한 홈 만들기는 연마되는 작업편(308)의 표면에서 반영될 수 있다.
그러나, 본 발명의 배경에서 알 수 있는 바와 같이, 작업편의 표면 상에 매끄러운 표면을 생성하는 것이 대개 바람직하다. 일예로, 자동차 및 가구용 유리의 제조자는 유리의 모서리들을 매끄럽고 비교적 결함이 없도록 연삭하는 펜슬 휘일을 이용한다. 따라서, 도3에 도시된 대로 작업편에서의 홈 생성이나 다른 표면 변형을 줄이기 위해, 연마 입자층(26)은 회전축(23)에 수직인 평면에 각(θ)로 경사질 수 있다. 각(θ)은 0°내지 180°사이인 것이 바람직하다. 연마 입자층(26)은 휘일(10)의 회전축에 수직인 평면과 연마면(18)의 완전한 원주의 교차부에 의해 형성된 임의의 통로(32)가 적어도 하나의 연마 입자층(26)과 교차하거나 절단하도록 충분히 경사져 있는 것이 바람직하다. 따라서, 휘일(10)에 의해 연마된 작업편의 전체 표면은 실제 동일하게 연마될 수 있고 더 적은 홈들이나 다른 변형들이 단지 접착재에 의해 또는 불균형하게 대량의 연마 입자에 의해 연마되는 표면 구역으로 인해 형성된다.
임의의 통로(32)가 적어도 하나의 연마 입자층(26)을 가로질러 절단하도록 연마 구역(12)이 휘일(10)의 회전축에 직각인 평면에 경사져 있는 최소각(θmin)은 연마 구역(12)의 성형에 이용되는 입도, 휘일(10)의 직경, 및 연마 입자층(26) 간의 접착재 구역(28)의 두께에 좌우된다. 도5a 및 도5b는 휘일(10)이 그로부터 형성될 수 있는 타입의 연마재의 일부를 개략 도시한 것이다. 2 개의 연마 입자(34, 36)는 각각 대시선에 의해 나타낸 인접 연마 입자층(26a, 26b) 내에 있게 된다. 도5a는 θmin을 결정하기 위한 방법을 도시하기 위해 휘일(10) 내에 기울어져 있기 전의 원통형 연마 구역(12)을 개략 도시한 것이다. 입자(34, 36)는 휘일(10)의 직경을 가로질러 서로 정반대에 배치되어 있다. 따라서, 입자(34, 36)는 서로 연마 구역(12)의 직경(D)과 동일한 거리에 있게 된다. 연마 입자층(26a, 26b)은 서로 간에 간격 t 만큼 떨어져 있다. 연마 입자는 직경(d)를 갖는다. 따라서, 각(θmin)은 다음과 같은 등식에 의해 정해진다.
θmin= arctan(d+t/D)
일예로, 0.05인치(t=0.05인치)의 인접 입자층 간의 간격과 0.01인치(d=0.01인치)의 연마 입경을 갖는 4인치(D=4인치) 직경의 휘일의 경우에, 각(θmin)은 약 0.86°이다. 도5b는 원통형 연마 구역(12)이 각(θmin)만큼 경사지고 지지판(14, 16) 사이에서 개재된 후의 휘일(10)을 개략 도시한 것이다. 통로(32)가 연마 입자층의 모서리와 교차하도록 위의 등식이 연마 구역(12)에 최소 경사각(θmin)을 제공하지만, 연마 구역(12)을 각(θmin) 보다 더 큰 각(θ)으로 경사지도록 하는 것은 또한 본 발명의 범주 내에 있게 된다. 또한 연마 구역(12)을 각(θmin)에 의해 주어진 것 보다 더 작은 각으로 기울이도록 하는 것이 고려되나, 각(θmin) 보다 더 작은 경사각(θ)이 이용된다면, 회전축(23)에 수직인 평면과 연마 구역(12)의 원주의 교차부에 의해 형성된 통로(32)는 연마 입자층의 모서리와 교차하지 않게 된다.
각(θmin)에 관한 위의 논의에 있어서 연마 입자의 동일 직경(d)가 연마 구역(12)에 걸쳐 사용되고 인접 연마 입자층 간의 간격(t)는 연마 구역(12)에 걸쳐 실제 동일하다고 가정한다. 그러나, 상이한 직경의 연마 입자와 인접 연마 입자층 간의 상이한 간격을 이용하는 것은 본 발명의 범주 내에 있게 된다. 그럼에도 불구하고, 인접 연마 입자층 간의 가장 큰 간격이 간격(t)에 이용된다면, 각(θmin)에 대한 위의 등식이 사용 가능하다. 또한, 각(θmin)에 대한 위의 등식은 연마 구역에서의 연마 입자층들이 실제 편평하고 서로 평행한 경우에 단지 적용된다.
도6은 휘일(10)의 제조 방법의 일실시예를 도시한 것이고 도7 및 도8은 내부에 연마 입자층을 갖는 연마재의 층상 시트(51)를 도시한 것이다. 연마재의 층상 시트(51)의 제조 방법은 이하에 상세히 설명되어 있다. 시트(51)는 휘일(10)의 조립 단계를 수행하기에 앞서 이하에 논의된 대로 성형되는 것이 바람직함을 알 수 있다. 도6에 도시된 대로, 시트(51)는 직사각형 블록(56)을 형성하도록 제1 외부판(53)과 제2 외부판(55)으로 적층된다. 그후 이러한 블록(56)은 가압 소결될 수 있다. 대개, 이러한 소결 단계는 100 내지 550 kg/cm2와 같은 고압과, 약 480 내지 1600℃ 사이의 온도에서 약 5분 내지 1시간 동안 수행된다. 블록(56)은 그후 가상선으로 도시된 바와 같이 휘일(10)을 형성하도록 레이저, 물 제트, EDM(전기 배출 기구), 플라즈마 전자 비임, 가위, 블레이드, 다이 또는 다른 공지된 방법에 의해 절단될 수 있다. 보어(20)는 가상선으로 도시된 바와 같이 블록(56)으로부터 휘일(10)을 절단하기 전이나 후에 동일 방법 또는 다른 방법을 이용하여 절단될 수 있다. 블록(56) 및 시트(51)의 형상은 직사각형 형상에 한정되지 않고 또한 임의의 형태로 될 수 있는 내부 개구를 갖추거나 개구를 갖추고 있지 않은 원을 포함하는 임의의 형태로 될 수 있다.
설계에 따라, 휘일(10)은 축방향으로 얇거나 두꺼운 연마 구역(12)을 구비할 수 있다. 연마 구역(12)은 그후 금속 또는 합성 코어와 같은 코어 상에 장착될 수 있다. 코어는 기계적 로킹 및 인장/팽창, 땜납, 용접, 접착, 소결 및 단조에 한정되지 않는 임의의 이용 가능한 수단에 의해 연마 구역(12)에 합체될 수 있다.
시트(51)의 외부로 휘일(10)의 취출을 위해, 3 내지 5의 자유도로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 절단 수단을 갖는 절단기를 이용하는 것이 유익하다. 일예로, 레이저 또는 물 제트는 5의 자유도로 이동할 수 있는 노즐을 구비한다.
제1 및 제2 외부판(53, 55)은 각각 공지된 방법에 의해 강철, 알루미늄, 동, 수지 또는 다른 실제 강성 재료로부터 형성될 수 있다. 판(53, 55)의 성형에 있어서, 제1 판(53)의 내부면(53a)은 그 외부면(53b)에 대해 각(θ)로 각을 이루는 것이 바람직하고 제2 판(55)의 내부면(55a)은 그 외부면(55b)에 대해 각(θ)로 각을 이루는 것이 바람직하다.
달리, 환형 연마 구역은 제1 지지판(14)과 제2 지지판(16)을 소결하기 전에 연마 재료의 시트로부터 절단될 수 있다. 제1 지지판(14)과 제2 지지판(16)은 또한 소결 전에 형성될 수 있다. 환형 연마 구역은 그후 지지판(14, 16)으로 층상 형상으로 될 수 있고 본 발명에 따라 연마 휘일을 형성하도록 가압 소결될 수 있다.
본 발명에 따른 경사진 연마 구역을 구비한 연마 휘일을 성형하기 위한 또 다른 제2 방법은 평행한 내부 및 외부면을 각각 구비한 상부판 및 기부판을 성형하는 단계를 포함한다. 시트(51)는 그후 상부판 및 기부판 사이에 개재되어 소결될 수 있다. 연마 휘일을 회전축 상에 장착하도록 보어는 그후 상부 및 기부판의 내부 및 외부면에 대해 90°이외의 각으로 형성될 수 있다. 휘일은 임의로 다듬어 지는 한편 장착될 수 있다.
본 발명에 따른 연마 휘일을 성형하기 위한 또 다른 제3 방법은 연마 입자층들이 연마 구역의 실제 평행한 상부 및 기부면에 대해 0°내지 180°사이의 각을 이루는 시트(51)로부터 연마 구역을 성형하는 단계를 포함한다. 그러한 연마 구역은 시트(51)의 상부 또는 하부면에 대해 0°내지 180°사이의 각을 이루는 절단부를 이용하여 시트(51)와 같은 시트로부터 연마 구역을 절단함으로써 성형될 수 있다. 연마 구역은 실제 평행한 내부 및 외부면을 각각 구비한 상부 및 하부 지지판 사이에 바람직하게 개재될 수 있다. 바람직하게, 보어는 지지판들을 통해 형성될 수 있고 연마 구역은 연마 구역의 상부 및 기부면에 실제 직각이다. 이렇게, 보어를 통해 배치된 회전축으로 인해 연마 휘일의 회전축에 직각인 평면에 0°내지 180°사이의 각을 이루는 연마 입자층을 갖는 연마 구역을 구비한 연마 휘일을 가져오게 된다.
임의의 전술된 방법을 이용하여 휘일(10)을 성형한 후에, 연마면(18)은 도1에 도시된 대로 공지된 공정을 이용하여 휘일(10)의 외주부(24)의 나머지 부분으로부터 리세스 또는 만곡부로 다듬어질 수 있다.
또한 특정 적용이 요구될 때 휘일(10)이 다른 형태의 연마면(18)을 갖도록 다듬어짐을 알 수 있다. 예들은 볼록면, 오목면, 및 "반곡선(ogee)"과 같은 더 복잡한 면들을 포함하게 된다.
볼록, 오목 또는 다른 연마면(18)을 구비한 휘일(10)의 또 다른 제조 방법은 가변 직경을 갖는 시트(51)로부터 다양한 링 또는 림을 취출하고 그후 링들을 적층시킴으로써 이루어진다. 오목 연마면을 갖는 휘일을 제조하는 예의 경우에, 가변 외경을 갖는 링들은 시트(51)로부터 취출될 수 있다. 링들은 최종 휘일이 소정의 오목 형태를 구비하도록 코어 상에 적층될 수 있다.
도7은 적층 시트(51)의 평면도이다. 도7의 실시예에서, 적층 시트(51)는 전방 모서리(37)와 측면 모서리(38)를 갖는 사각형의 형태를 갖는다. 그러나, 적층 시트(51)의 다른 형태 또한 본 발명의 범주 내에 있게 된다. 시트(51)는 다수의 두께 층으로 구성된다. 각각의 두께의 층은 접착재층과 연마 입자층을 포함하는 것이 바람직하다. 각각의 두께의 시트(51)층은 또한 다공성 재료층 및 접착 기판을 포함할 수 있다.
도8은 시트(51)의 제조에 이용될 수 있는 두께 층들의 적층 상태를 도시한 시트(51)의 전방 모서리(37)의 분해 정면도이다. 도8의 실시예에서의 설명을 위해, 시트(51)는 단지 3 개의 두께의 층(40, 42, 44)들로 구성된다. 그러나, 시트(51)는 상이한 수의 두께 층들로 구성될 수 있고 2 내지 10,000개의 층들로 구성되는 것이 바람직하다. 각각의 두께 층(40, 42, 44)들은 각각의 접착재층(50, 52, 54)과, 각각의 다공성 재료층(60, 62, 64)과, 연마 입자(90)를 포함하는 각각의 연마 입자층(70, 72, 74)을 포함한다. 각각의 두께 층(40, 42, 44)은 또한 각각의 다공성 재료층(60, 62, 64)의 일면 상에 배치된 각각의 접착재층(80, 82, 84)을 포함할 수 있고, 각각의 두께 층은 압력에 민감한 접착제를 포함하는 적어도 일면을 구비한다. 접착재층(80, 82, 84)의 접착면은 각각의 다공성 재료층(60, 62, 64)에 대해 배치된다. 이렇게, 연마 입자층(70, 72, 74)의 연마 입자(90)가 각각의 다공성 재료층(60, 62, 64)의 개구 내에 배치될 때, 연마 입자(90)가 다공성 재료층(60, 62, 64)의 개구 내에 유지되도록 연마 입자(90)는 접착재층(80, 82, 84)에 부착된다. 전술된 다공성 재료층들은 일예로 메시형 재료(일예로, 직물 및 부직 메시 재료, 금속 및 비금속 메시 재료), 증기 전착 재료, 분말 또는 분말-섬유 재료, 및 녹색 컴팩트로부터 선택될 수 있고, 그 모두는 재료 전체에 걸쳐 분포된 기공 또는 개구를 포함한다. 또한, 다양한 층들의 순서 또는 배치는 도시된 것과는 상이해질 수 있음을 알 수 있다.
다공성층은 연마 입자가 접착재층에 의해 수용된 후에 접착재층으로부터 분리되거나 제거될 수 있다. 소결 공정에 이용되는 연마 입자를 유지시키는 접착제 기판의 이용은 첼레신(Tselesin)에게 특허 허여된 미국 특허 제5,380,390호 및 제5,620,489호에 개시되어 있다.
두께 층(40, 42, 44)들은 소결 적층 시트(51)를 형성하도록 상부 펀치(84) 및 기부 펀치(85)에 의해 서로 압축된다. 전술된 대로, 본 발명에 적절한 소결 공정은 그 기술 분야에 공지되어 있고 일예로 셀레신에게 특허 허여된 미국 특허 제5,620,489호에 개시되어 있다. 도8은 각각의 두께 층(40, 42, 44)들에 대한 단일 접착재층을 도시하고 있지만, 그것은 또한 각각의 두께 층(40, 42, 44)들에 대해 2 개 이상의 접착제층을 포함하게 된다.
위의 제조 공정의 실행에 있어서, 접착재층(50, 52, 54)을 구성하는 접착제는 연마 입자층(70, 72, 74)으로 소결 가능한 임의의 재료로 될 수 있고 연성의 쉽게 변형 가능한 가요성 재료(SEDF)인 것이 바람직하고, 그 제조는 그 기술 분야에 공지되어 있고 미국 특허 제5,620,489호에 개시되어 있다. 그러한 SEDF는 접착제의 페이스트 또는 슬러리 또는 텅스텐 카바이드 입자 또는 코발트 입자와 같은 분말, 및 고무 시멘트와 같은 시멘트와 고무 시멘트 희석제와 같은 희석제를 포함하는 바인더 합성물을 성형함으로써 형성될 수 있다. 연마 입자는 또한 페이스트나 슬러리 내에 포함될 수 있으나 반드시 포함될 필요는 없다. 기판은 페이스트 또는 슬러리로부터 형성되어 고형화되고 바인더 상의 휘발성 요소들을 증발시키기 위해 실온에서 또는 열로서 경화된다. 접착재층(50, 52, 54)을 형성하도록 도5에 도시된 실시예에 이용된 SEDF는 바인더로서 메틸에틸케톤, 톨루엔, 폴리비닐 부티랄, 폴리에틸렌 글리콜 및 디옥틸프탈렌과, 접착제 매트릭스 재료로서 동, 철, 니켈, 주석, 크롬, 붕소, 실리콘, 텅스텐 카바이드, 티타늄, 코발트 및 인의 혼합물을 포함할 수 있다. 잔류 유기물이 소결 중에 연소되는 중의 적용 후에 일정 량의 용제는 건조된다. 본 발명에 이용될 수 있는 SEDF의 정확한 합성물의 예는 아래의 예에 기재되어 있다. 그러한 SEDF의 합성물의 요소들은 미시간주 트로이 소재의 Sulzer Metco, Inc., 사우쓰 캐롤라이나주 마운트 플레젠트 소재의 All-Chemie, Ltd., 오하이오주 콜럼버스 소재의 Transmet Corp., 캘리포니아주 스톡톤 소재의 Valimet, Inc., 오하이오주 클리블랜드 소재의 CSM Industries, 사우쓰 캐롤라이나주 세네카 소재의 Engelhard Corp., 뉴저지주 이스트 러더폴드 소재의 Kulite Tungston Corp., 오하이오주 셀렌 밀즈 소재의 Sinterloy, Inc., 뉴저지주 클리프톤 소재의 Scientific Alloys Corp., 펜실베니아주 브린 마우 소재의 Chemalloy Company, Inc., 노우쓰 캐롤라이나주 리서치 트라이앵글 파크 소재의 SCM Metal Products, 뉴저지주 캄덴 소재의 F.W. Winter ＆ Co.Inc., 오하이오주 파웰 소재의 GFS Chemicals Inc., 뉴욕주 오시닝 소재의 Aremco Products, 플로리다주 케이프 코랄 소재의 Eagle Alloys Corp., 오하이오주 클리블랜드 소재의 Fusion, Inc., 펜실베니아주 버윈 소재의 Goodfellow,Corp., 미시간주 매디슨 에이치티에스 소재의 Wall Colmonoy, 및 미시간주 트로이 소재의 Alloy Metals, Inc.를 포함하는 몇몇 공급업자로부터 입수 가능하다. 또한, 시트(51)를 형성하는 모든 접착층이 동일 조성일 필요는 없고, 하나 이상의 접착재층이 상이한 조성을 갖게 됨을 알 수 있다.
다공성 재료는 재료가 실제 다공성(약 30 내지 99.5%의 다공도)를 갖기만 한다면 실제 임의의 재료로 될 수 있고 다수의 일정한 간격의 개구를 포함하는 것이 바람직하다. 적절한 재료는 동, 청동, 아연, 강, 또는 니켈 외이어 메시 또는 섬유 메시(일예로, 탄소 또는 흑연)과 같은 유기질 또는 금속 부직물 또는 직물 메시 재료이다. 스테인레스강 외이어 메시, 팽창 금속 재료 및 낮은 용융 온도를 갖는 메시형 유기 재료는 특히 본 발명에 이용하기에 적절하다. 도8에 도시된 실시예에서, 메시는 다공성층(60, 62, 64)을 형성하도록 제2 세트의 평행 와이어에 직각으로 교차되는 제1 세트의 평행 와이어로부터 형성된다. 본 발명에 이용될 수 있는 스테인레스강 와이어 메시의 정확한 치수는 이하의 예에 설명되어 있다.
연마 입자(90)가 내부에 배치된 시트(51)의 단일 다공성층(60)의 평면도인 도9에 도시된 대로, 제1 세트의 평행 와이어(61)는 시트(51)의 전방 모서리(37)에 평행 배치될 수 있고 제2 세트의 평행 와이어(69)는 측면 모서리(38)에 평행 배치될 수 있다. 그러나, 도10에 도시된 대로, 평행 와이어(61, 69)의 세트가 전방 모서리(37)와 측면 모서리(38)에 약 45°의 각을 이루도록 다공성층의 각을 형성하는 것이 또한 가능하다. 또한 도10의 형태를 이용한 몇몇 층들과 도9의 형태를 이용한 몇몇 층들을 구비한 시트(51)를 형성함을 알 수 있다.
연마 입자(90)는 다이아몬드, 큐빅 붕소 질화물, 붕소 아산화물, 붕소 카바이드, 실리콘 카바이드 및 그 혼합물과 같은 초연마 입자들을 포함하는 비교적 단단한 물질로부터 형성될 수 있다. 바람직하게 다공성 재료의 구멍 내로 끼워맞춰지도록 하는 직경 및 형태를 갖는 다이아몬드가 연마 입자(90)로서 이용된다. 또한 다공성 재료의 구멍 보다 약간 더 큰 연마 입자, 및 다수의 입자들이 다공성 재료의 구멍 내로 끼워맞춰지도록 충분히 작은 다공성 입자들을 이용하게 된다.
접착재층(80, 82, 84)은 압력에 민감한 접착제를 그 위에 구비한 가요성 기판과 같은 연마 입자들을 적어도 일시적으로 유지하도록 충분한 점착성의 품질을 갖는 재료로부터 형성될 수 있다. 접착제를 갖는 그러한 기판은 그 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 접착제는 준비 중에 연마 입자를 유지시킬 수 있어야 하고 소결 단계 중에 재 없이 연소되는 것이 바람직하다. 이용 가능한 접착제의 예로서 (미네소타주 세인트 폴 소재의) 미네소타 마이닝 매뉴팩츄어링 캄파니로부터 입수 가능한 보통 북 테이프(Book Tape #895)라 불리는 압력에 민감한 접착제가 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 도11 내지 도17에 도시되어 있다. 유사 요소들은 도11 내지 도17에 걸쳐 유사 도면 부호가 부기된다. 도11은 제1 지지판(114)과, 제2 지지판(116) 및 그 사이에 개재된 연마 구역(112)을 구비한 연삭 휘일(110)을 도시한다. 연삭 휘일(110)은 대개 원통형이고 그 상부 및 기부면을 관통하는 보어(120)를 구비한다. 휘일(10)과 마찬가지로, 휘일(110)은 보어(120)를 통해 (도시되지 않은) 회전축 상에 장착될 수 있고 회전축(123) 주위로 회전할 수 있게 된다. 연마 구역(112)은 휘일(110)의 주연면(124) 주위로 연장하는 실제 원통형 연마면(118)을 구비한다. 휘일(10)의 연마 구역(12)과는 달리, 연마 구역(112)의 상부면(131) 및 하부면(133)은 휘일(110)의 회전축(123)에 실제 직각인 평면에 실제 정렬되는 것으로 도시되어 있다.
연마 구역(112)은 도11에 대시선으로 나타낸 실제 편평한 평행 연마 입자층(126)을 구비할 수 있는 연마 세그먼트(113)로 구성된다. 그러나, 평행하지 않고 임의의 인접 층의 윤곽을 따르는 평행하지 않는 층들을 갖는 것은 본 발명의 범주 내에 있다. 연마 세그먼트(113)는 휘일(110)의 주연 주위로 원주상으로 이격되어 있고 제1 지지판(114)과 제2 지지판(116) 사이에서 지지된다. 다수의 분리된 연마 세그먼트(113)를 제공함으로써, 인접 연마 세그먼트(113) 간에 간극(119)이 유익하게 존재할 수 있다. 도11에 도시된 대로, 간극(119)은 실제 직사각형이고 각각의 상부 및 하부면(131, 133) 사이에서 그에 90°이외의 각으로 연장한다. 세그먼트(113)와 간극(119)은 작업편이 연삭 중에 제1 세그먼트(113)와의 접촉이 헐거워지기 전에 인접 세그먼트(113)와 접촉하게 되도록 배치되어야 한다. 이는 작업편을 휘일(110)에 대해 연삭함으로써 발생된 소음이나 "딱딱 소리"를 유익하게 줄일 수 있다. 그러나, 간극(119)은 각각의 상부 및 하부면(131, 133) 사이에서 그에 90°각으로 연장하게 됨을 또한 알 수 있다.
도11의 선 12-12를 따라 취한 휘일(110)의 단면도인 도12에 도시된 대로, 휘일(110)은 방사상 분배 채널(117)을 구비한다. 도12의 각각의 선 13-13 및 14-14를 따라 취한 휘일(110)의 단면도인 도13 및 도14에 도시된 대로, 방사상 분배 채널(117)은 각각의 지지판(114, 116) 내에 절단된 대개 U자형 홈통 또는 채널(127, 129)로부터 형성된다. 방사상 분배 채널(117)은 휘일(110) 중앙 근방의 원형 분배 채널(121)로부터 원주상 분배 채널(125)의 방사상 외향으로 연장되는 것이 바람직하다. 원형 분배 채널(121)은 휘일(110)의 내부 원주상 모서리(111) 주위로 연장하도록 대개 U자형 홈통(127, 129)으로부터 지지판(114, 116) 내에 형성되는 것이 바람직하다. 원주상 분배 채널(125)은 연마 세그먼트(113)의 방사상 후방 또는 내부로 통과한다. 물과 같은 윤활제는 방사상 분배 채널(117)을 거쳐 원주상 분배 채널(125) 내로 통과하도록 압력 하에서 원형 분배 채널(121) 내로 공급될 수 있다. 윤활제는 그후 연삭 중에 연마면(118)을 매끄럽게 하도록 세그먼트(113) 간의 간극(119)을 통해 압박된다. 달리, 도11 및 도12에 도시된 대로, 세그먼트(113)는 휘일(110)의 주변을 분배 채널(125)과 유체 연통하도록 배치하고 그를 통해 윤활제가 연삭 중에 연마면(118)에 전달될 수 있는 개구(130)를 포함할 수 있다. 개구(130)는 원형, 사각형, 다각형 또는 임의의 다른 형태를 포함하는 다양한 형태로 될 수 있다. 각각의 개구(130)는 세그먼트(113)의 두께에 걸쳐 테이퍼 형상으로 될 수 있다. 휘일(110)은 간극(119)이 있거나 없는 개구(130)를 포함할 수 있다. 개구(130)가 있거나 또는 개구 없이도 휘일(110)은 중앙 급수 연삭기와 함께 이용될 수 있다. 연삭 중에 연마면(118) 상에 윤활제를 이용함으로써 휘일(110)의 수명을 증가시킬 수 있고 작업편의 마무리를 향상시킬 수 있다. 도12에 도시된 실시예는 4 개의 방사상 분배 채널(117)을 포함하고 있지만, 4 개의 방사상 분배 채널(117) 보다 더 적거나 더 많은 채널을 포함하는 것 또한 본 발명의 범주 내에 있게 된다.
분배 채널(121, 117, 125)는 판(114, 116)의 내부면 내에서 기계 가공되거나 달리 형성된 대개 U자형 홈통(127, 129)으로부터 형성된다. 판(114, 116)이 서로의 상부 상에 장착될 때, 홈통(127, 129)은 채널(121, 117, 125)을 형성하도록 정렬된다.
도13에 도시된 대로, 윤활제를 원형 분배 채널(121) 내로 공급하기 위해 휘일(110)이 스핀들(190) 상에 장착된다. 스핀들(190)은 플랜지(191)와, 종방향 분배 채널(193) 및 횡단 분배 채널(192)을 포함한다. 휘일(110)은 횡단 분배 채널(192)이 원형 분배 채널(121)에 정렬되고 그와 유체 연통하도록 플랜지(191) 상에 얹혀있다. 종방향 분배 채널(193)은 횡단 분배 채널(192)과 교차하고 그와 유체 연통한다. 종방향 분배 채널(193)은 커플링(194)에서 스핀들(190)의 일단부에 개방된다. 커플링(194)은 스핀들(190)이 급수관(195) 상의 회전축(123) 주위로 회전할 수 있도록 스핀들(190)이 급수관(195)에 연결되도록 하고, 종방향 분배 채널(193)은 급수관(195)의 내부 채널(196)에 밀봉 유체 연통될 수 있다. 그러한 밀봉 연결은 그 기술 분야에 공지되어 있다. 스핀들(190)은 윤활제가 내부 채널(196)과 종방향 분배 채널(193)을 거쳐 횡단 분배 채널(192) 및 원형 분배 채널(121) 내로 공급될 수 있도록 휘일(110)과 함께 회전할 수 있다. 또한 휘일(110)은 스핀들(190)에 대해 회전하게 됨을 알 수 있다. 스핀들(190)은 강철 또는 다른 강성 재료로 형성될 수 있고 분배 채널(192, 193)은 드릴링 또는 다른 공지된 방법에 의해 관통 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 연삭 휘일에서 액체 윤활제를 분배 채널을 통해 공급하는 다른 방법은 도15 및 도16에 도시되어 있다. 도15는 본 발명에 따른 연삭 휘일(410)의 도12에 도시된 연삭 휘일(110)의 단면도로서 동일 단면선을 따라 취한 상부 단면도이다. 연삭 휘일(110)과 마찬가지로, 연삭 휘일(410)은 그 주연 주위에 배치된 연마 세그먼트(413)와, 연마 세그먼트(413)의 방사상 후방 또는 내부로 연장하는 원주상 분배 채널(425)과, 원주상 분배 채널(425)과 유체 연통하는 방사상 분배 채널(417)을 포함한다. 그러나, 연삭 휘일(410)은 휘일(410)의 상부면(431)을 따라 개방된 원형 분배 채널(421)을 포함한다. 도15의 선16-16을 따라 취한 휘일(410)의 단면도인 도16에 도시된 대로, 원형 분배 채널(421)은 방사상 분배 채널(417)과 유체 연통한다. 이와 같이, 액체 윤활제는 휘일(410)의 연마면을 매끄럽게 하도록 휘일(410)이 스핀들 또는 회전식(490)에 의해 회전하는 동안 고정 급수관(495)을 통해 원형 분배 채널(421) 내로 공급될 수 있고 원주상 분배 채널(425)과 세그먼트(413) 내의 (도시되지 않은) 간극(419) 및 개구를 통해 분배 채널(417) 내로 공급될 수 있다. 휘일(410)은 휘일(110)과 실제 동일 방식으로 제조될 수 있다.
이제 휘일(110)로 돌아가보면, 전술된 대로, 연마 구역(112)은 연마 입자층(126)을 갖는 연마 세그먼트(113)로부터 형성될 수 있다. 바람직하게, 연마 입자층(126)은 실제 편평하고 평행하나 필수적인 것은 아니다. 또한, 연마 입자층(126)은 회전축에 직각인 평면 내에 배치될 수 있다. 확대되어 있는 연마 입자(134)와 연마 입자층(126a, 126b, 126c)을 구비한 휘일(110)의 부분 정면도인 도17에 도시된 대로, 연마 입자층(126a, 126b, 126c)은 회전축(123)에 실제 직각인 평면 내에 도시되어 있다. 그러나, 완전하고 매끄러운 연마를 보증하도록, 연마 입자층(126a, 126b, 126c)은 하나의 세그먼트(113)와 또 다른 세그먼트(113) 사이의 축방향(회전축(123)방향)으로 오프셋된다. 즉, 층(126)은 하나의 세그먼트(113)로부터 인접 세그먼트(113)로 원주상으로 정렬되지 않는다. 그러나, 연마 입자층(126)을 인접 세그먼트 사이에서 축방향으로 이동시키지 않고 일예로 제2 또는 제3 세그먼트 사이에서 이동시키는 것은 본 발명의 범주 내에 있다. 필요한 모든 것은 연마 입자층(126)이 휘일(110)의 주변 주위의 몇몇 세그먼트 내에서 축방향으로 이동된다는 점이다.
연마 입자층(126)은 원주상으로 정렬되지 않기 때문에, 층(126) 사이에 접착재 구역(128)이 없게 된다. 따라서, 작업편이 연마면(118)에 대해 연마될 때, 연마되는 작업편의 표면의 일부가 단지 접착재 구역(128)에만 또는 연마 입자층(126)과만 접촉할 가능성이 줄어들고 최소화될 수 있다. 이는 홈 또는 다른 표면 변형이 연마된 작업편의 표면 상에 형성될 가능성을 줄이고 작업편 상에 매끄러운 표면의 형성을 용이하게 한다.
휘일(110) 내의 원주상으로 오정렬되는 연마 입자 세그먼트(113)가 작업편 상의 매끄러운 표면의 연마를 용이하게 할 수 있는 방법의 예가 도17을 참고로 하여 설명되어 있다. 도17은 각각의 연마 입자층(126a, 126b, 126c)과 각각의 접착재 구역(128a, 128b, 128c)를 구비한 3 개의 세그먼트(113a, 113b, 113c)를 확대 도시한 전방 개략도이다. 도17의 개략적인 도면에서, 연마 구역(112)의 축방향 높이(169)는 연마 입자층(126a, 126b, 126c)을 구성하는 연마 입자의 직경(168)(또는 연마 입자층의 두께)의 거의 6배이다. 연마 입자층 간의 간격(167)은 직경(168)의 거의 2배인 것으로 도시되어 있다.
세그먼트(113a)는 2 개의 연마 입자층(126a)이 연마 구역(118)의 하부면(133)을 제공하도록 휘일(110) 내에 형성 및 배치된다. 접착재는 연마 구역(118)의 상부면(131)을 제공하고 상부면(131)에 가장 근접한 연마 입자층(126a)으로 축방향 연장한다. 세그먼트(113b)는 2 개의 연마 입자층(126b) 중 하나가 연마 구역(118)의 하부면(133)으로부터 간격(179) 만큼 이격되도록 휘일(110) 내에 형성 및 배치된다. 간격(179)은 연마 입자 직경(168)과 거의 동일한 것이 바람직하다. 접착재는 하부면(133)과 하부면(133)에 가장 근접한 연마 입자층(126b) 사이의 구역을 채운다. 접착재는 또한 상부면(131)과 상부면(131)에 가장 근접한 연마 입자층(126b) 사이의 구역을 채운다. 세그먼트(113c)는 개의 연마 입자층(126c) 중 하나가 연마 구역(118)의 상부면(131)을 형성하도록 휘일(110) 내에 형성 및 배치된다. 접착재는 하부면(133)과 하부면(133)에 가장 근접한 연마 입자층(126c) 사이의 구역을 채운다. 도면의 도시를 용이하게 하도록, 도17에 도시된 실시예에서, 세그먼트(113a, 113b, 113c)는 각각 단지 2 개의 연마 입자층(126a, 126b, 126c)를 각각 포함한다. 그러나, 세그먼트 당 2 개 이상의 연마 입자층을 포함하는 것은 본 발명의 범주 내에 있다. 또한, 각각의 연마 입자층의 두께 및 이용된 연마 입자의 직경은 세그먼트 간에 및 세그먼트 내에서 가변될 수 있다.
도17에 도시된 대로 연마 입자층(126a, 126b, 126c)를 파상 배치함으로써, 회전축(123)에 직각인 평면과 연마 구역(118)의 완전한 원주의 교차에 의해 형성된 임의의 통로(132)는 적어도 하나의 연마 세그먼트(113)의 연마 입자층(126)과 교??한다. 이는 휘일(110)이 회전할 때 연마면(118)과 접촉하는 작업편의 실제 모든 표면이 연마 입자층(126a, 126b, 126c)과 교차하게 됨을 의미한다. 전술된 대로, 이는 작업편 상의 매끄러운 모서리 또는 표면의 형성을 용이하게 한다.
도시된 바와 같이 파상 배치된 연마 입자층이 연속될 필요는 없다. 단지 작업편 표면의 매끄러운 연마를 달성하기 위해, 연마면(118)의 축방향 간격은 축방향 간격을 가리도록 적어도 연마 입자층을 포함해야 한다.
제작 변동으로 인해, 연마 입자층(126)과 접착재층(128)의 두께 및 그 정렬의 정밀 제어가 어렵게 될 수 있다. 따라서, 도17에 정밀 도시된 휘일(110)의 성형이 어렵게 될 수 있다. 이와 같이, 연마 입자층(126a, 126b, 126c)은 세그먼트 간의 그 중첩을 더 용이하게 하도록 더 두껍게 형성될 수 있다. 또한, 휘일(110)은 3 개 이상의 세그먼트로부터 형성되고 휘일(110)의 주변 주위로 수용될 수 있는 만큼의 세그먼트로서 형성되는 것이 바람직하다. 이는 한번의 휘일(110) 회전에서 통과하도록 많은 수의 연마층(126)의 연마 모서리들을 작업편에 생성시킨다.
세그먼트(113)는 도7의 가상선으로 도시된 대로 층상 시트(51)로부터 취출, 즉 절단될 수 있다. 층상 시트(51)는 어떠한 취출 전에 적어도 부분적으로 소결되어야 하고 완전 소결되는 것이 바람직하다. 각각의 제1 및 제2 지지판(114, 116)은 단단하고 그 기술 분야에서 공지된 바와 같이 강철, 수지, 또는 다른 강성 재료로부터 형성될 수 있다. 홈통(127, 129)은 공지된 바와 같이 각각의 판(114, 116) 내에서 기계 가공, 성형 또는 달리 성형될 수 있다. 개구(121)는 드릴링 또는 다른 공지 방법에 의해 판(114) 내에서 성형될 수 있다. 세그먼트(113)는 그후 판(114, 116) 사이에서 적층되고 땜납되고 또는 바람직하게 가압 소결된다. 세그먼트(113)가 지지판(114, 116)으로 적층될 때, 지지판(114) 내의 홈통(127)은 도12, 도13 및 도14에 도시된 대로 채널(117, 125)을 형성하도록 지지판(116) 내의 홈통(129)에 축방향으로 정렬된다. 세그먼트(113)는 또한 판(114, 116) 간의 접착제, 땜납, (레이저 용접을 포함하는)용접 또는 다른 공지 방법에 의해 고정될 수 있다. 세그먼트(113)가 판(114, 116)과 소결되게 되면, 이러한 소결 공정은 세그먼트(113)가 그로부터 절단될 수 있는 시트(51)를 형성하는 데 이용되는 위에 설명된 소결 공정에 추가될 수 있다. 보어(120)는 판(114, 116)을 세그먼트(113)에 소결시키기 전후에 드릴링 또는 다른 공지된 공정에 의해 성형될 수 있다.
도17에 도시된 세그먼트(113a, 113b, 113c)와 같은 연마 입자층 간의 상이한 간격을 갖는 세그먼트(113)를 형성하기 위해, 세그먼트는 층(126) 간의 상이한 간격을 갖는 상이한 층상 시트로부터 절단될 수 있다. 또한, 세그먼트(113a, 113c)와 같은 몇몇 경우에, 세그먼트는 서로 실제 동일하나, 휘일(110) 내에서 전도되어 있다. 따라서, 동일 시트로부터 그러한 세그먼트를 형성하고 세그먼트를 판(114, 116)에 최종 조립하기 전에 서로 전도되어 있음을 알 수 있다.
연마 입자층 간의 상이한 간격을 갖는 시트(51)와 같은 층상 시트를 형성하기 위해, 도8에 도시된 층(50, 52, 54)과 같은 더 많거나 더 적은 접착재층들이 시트(51)와 같은 시트를 형성하도록 소결 전에 연마 입자층 사이에 배치될 수 있다. 연마 입자층 간의 정해진 간격을 생성하는 데 요구되는 접착재층의 수는 경험상으로 결정될 수 있다.
연마 세그먼트(113)와 같은 연마 세그먼트를 구비한 휘일(110)을 형성하는 것은 또한 본 발명의 범주 내에 있고, 연마 입자층은 연삭 휘일(110)의 회전축에 직각인 평면에 대해 0°내지 180°사이의 각을 이루고 있다. 중요한 것은 회전축(123) 주위로 회전할 때 연마면(118)이 임의의 정해진 점에서 모서리의 축방향 두께 보다 더 큰 축방향 간격을 가로질러 연마 입자층(116)의 모서리를 쓸어 버리게 된다.
휘일(110)의 세그먼트식 설계는 본 발명의 배경에서 논의된 내부에 임의로 분포된 연마 입자들을 갖는 세그먼트(113)와 같은 연마 세그먼트로 형성될 수 있음을 알 수 있다. 임의로 분포된 입자들을 갖는 세그먼트(113)와 같은 홈통 세그먼트는 연마 입자층을 구비한 세그먼트(113)의 장점이 없고, 임의로 분포된 입자들을 갖는 세그먼트를 이용하여 휘일(110)과 같은 휘일을 형성하기 위해 계속해서 채널(117, 121, 125)과 같은 채널을 갖는 연삭 휘일을 이용하여 연삭 중에 액체 윤활제를 계속해서 휘일의 연마면에 분포시킬 수 있게 된다.
도18은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 도1 및 도2의 것과 기능적으로 유사한 도18의 요소는 200이 증가된 유사 도면부호로 도시되어 있다. 도18은 각각의 상부 및 하부 지지판(214, 216) 사이의 적층 연마 세그먼트(213a, 213b)를 구비한 휘일(210)을 도시한다. 연마 세그먼트(213a, 213b)를 적층시킴으로써, 축방향으로 더 두꺼운 연마 휘일이 형성될 수 있다. 그러나, 그러한 적층 연마 세그먼트(213a, 213b)는 그 사이에 홈(247)을 형성할 수 있다. 작업편 내의 상승 립을 형성하는 홈(247)의 가능성을 줄이기 위해, 세그먼트(213a, 213b)는 적층될 수 있고, 좁은 세그먼트(213a)는 원주상 인접 세그먼트 사이에서 더 두꺼운 세그먼트(213b)와 교호 배치된다. 이렇게 홈(247)은 연마면(218)의 원주 주위로 축방향으로 파상 배치된다. 홈(247)을 축방향으로 파상 배치함으로써, 휘일(210)의 전체 회전을 위한 작업편과 접촉하는 홈들의 가능성은 줄어들어, 작업편 표면 상에 상승 립이 형성될 가능성은 줄어들게 된다. 휘일(210)은 휘일(10)과 실제 동일 방식으로 제조될 수 있다.
도19는 도18의 선19-19를 따라 취한 휘일(210)의 단면도이다. 도19는 연마 세그먼트(213a, 213b)를 수직 적층시키는 하나의 가능한 형태를 도시한다. 도시된 대로, 연마 세그먼트(213a, 213b)에는 서로 키홈이 만들어져 있다. 도시된 대로 키홈이 있는 연마 세그먼트(213a, 213b)는 지지판(214, 216)으로의 세그먼트(213a, 213b)의 더 견고한 부착을 제공하는 장점을 갖는다. 또한, 연마 세그먼트(213a, 213b)는 임의의 다른 형태로 서로 키홈이 만들어져 있음을 알 수 있다. 또한 세그먼트(213a, 213b)는 임의의 스플라인 없이 단지 버트-조인트에서 만나게 됨을 알 수 있다.
도20은 본 발명에 따른 연삭 휘일의 또 다른 실시예의 정면도이다. 도20의 실시예에서, 휘일(510)은 제1 지지판(514)과 제2 지지판(516) 사이에 개재된 연마 구역(512)을 포함하는 것이 바람직하나, 필수적인 것은 아니다. 연마 구역(512)은 연마 휘일(510)의 주연 주위로 연장하는 실제 원통형 밴드로 될 수 있는 외부 연마면(518)을 포함한다. 휘일(510)은 회전축(523)을 구비한다.
휘일(10)의 연마 구역(12)과 마찬가지로, 연마 구역(512)은 접착재 구역(528)에 의해 둘러싸여 있는 대시선에 의해 나타낸 단단한 입자층 또는 연마 입자층(526)으로 구성된다. 그러나, 연마 입자층(526)은 실제 편평하지 않고 연마면(518)을 따라 사인형 노출 모서리를 갖도록 형성될 수 있다. 이렇게, 회전축(523) 주위로 회전할 때 연마면(518)은 모서리 상의 임의의 주어진 점에서 모서리의 축방향 두께 보다 더 큰 축방향 간격을 가로질러 연마 입자층(526)의 모서리를 쓸어내게 된다. 또한, 회전축에 직각인 평면과 연마면의 교차에 의해 형성된 적어도 하나의 통로는 적어도 3 개의 위치에서 적어도 하나의 연마 입자층과 교차한다. 또한, 도20에 도시된 실시예에서, 2 개의 인접 연마 입자층 간의 축방향 거리는 휘일(510)의 주연 주위로 실제 일정하게 유지될 수 있으나, 필수적인 것은 아니다.
또한, 임의의 제1 연마 입자층 모서리의 정점은 제1 연마 입자층 모서리의 위에 인접해 있는 또 다른 연마 입자층 모서리의 홈통과 축방향으로 동일 높이이거나 그 위에 있는 지점으로 연장할 수 있다. 이렇게, 휘일(510)의 회전축과 직각인 평면 및 연마 구역(512)의 완전한 원주의 교차에 의해 형성된 임의의 통로는 적어도 하나의 연마 입자층(526)과 교차하게 된다. 또한, 연마 입자층(526)은 톱날 파형이나 불규칙한 매끄러운 파형과 같은 다른 형태를 갖는 모서리를 갖게 됨을 알 수 있다.
도20에 도시된 대로 파형이 굽이치는 연마 입자층(526)의 모서리를 구비한 휘일(510)을 형성하기 위해, 연마 구역(512), 즉 접착층(50-54), 경화 또는 연마 입자층(70-74), 필요하다면 다공성 재료층(60-64) 및 접착재층(80-84)을 포함하는 층들이 적층되고 지지판(514, 516)으로 단일 소결 단계에서 소결되는 것이 바람직하다. 그러한 소결 공정은 층상 시트(51)를 형성하는 데 이용되는 것과 동일한 소결 공정일 수 있으나, 지지판(514, 516)은 각각의 연마 구역(512)을 형성하는 층들 위 아래에 적층된다. 그러나, 지지판(514, 516)은 휘일(10)의 회전축(523)에 평행한 평면에 대해 경사진 내부면을 구비할 필요는 없다. 또한, 파형 진동을 야기하도록, 스페이서(597)는 연마 구역(512) 형성 층과 제1 지지판(514) 사이에서 그리고 연마 구역(512) 형성 층과 제2 지지판(516) 사이에서 원주상으로 이격되는 것이 바람직하다. 제1 지지판(514)에 인접한 스페이서(597)의 위치는 제2 지지판(516)에 인접한 스페이서(597)의 위치로부터 원주상으로 이동될 수 있다.
스페이서(597)의 일실시예는 도21에서 사시도로 도시된다. 도시된 대로, 스페이서(597)는 전방면(597a) 및 테이퍼형 미부(597b)를 갖는 원추 형태 및 쐐기 형태인 것이 바람직하다. 전방면(597a) 만이 도20에 나타나 있다. 스페이서(597)는 강철, 알루미늄 또는 청동과 같은 임의의 강성 재료로부터 형성될 수 있다. 연마 구역(512)의 층들이 각각 가요성을 갖기 때문에, 각각의 층은 연마 구역(512)을 형성하는 재료층들이 스페이서(597)와 함께 지지판(514, 516) 사이에 개재될 때 사인 파동이 연마 입자층(526)을 포함하는 연마 구역(512)을 형성하는 재료층 내에 형성되도록 스페이서(597) 위 또는 아래로 매끄럽게 통과하도록 형성될 수 있다. 직사각형, 프리즘형, 원통형 또는 반원통형과 같은 다른 형태로 스페이서(597)를 형성함을 또한 알 수 있다. 소결 후에, 휘일(510)은 휘일(10)과 실제 동일 방식으로 회전축 상에 장착될 수 있다.
도22는 본 발명에 따른 연마 휘일의 또 다른 실시예의 정면도이다. 도22의 실시예에서, 휘일(610)은 제1 지지판(614) 및 제2 지지판(616) 사이에 바람직하게 개재된 연마 구역(612)을 포함한다. 연마 구역(612)은 연마 휘일(610)의 주연 주위로 연장하는 원통형 밴드로 될 수 있는 외부 연마면(618)을 포함한다. 휘일(610)은 회전축(623)을 구비한다.
휘일(510)의 연마 구역(512)과 마찬가지로, 연마 구역(612)은 접착재 구역(628)에 의해 둘러싸여 있는 대시선에 의해 나타낸 단단한 입자층 또는 연마 입자층(626)으로 구성된다. 또한, 연마 입자층(626)의 모서리들은 연마 입자층의 적어도 하나의 모서리가 회전축에 직각인 평면과 연마면의 교차에 의해 형성된 적어도 하나의 통로에서의 적어도 2 개의 위치에서 교차하도록 연마 입자층(526)의 모서리와 같이 사인 파형으로 진동한다. 그러나, 연마 구역(612)은 휘일(110)의 연마 세그먼트(113)와 같이 연마 세그먼트(613)로부터 형성된다. 각각의 세그먼트(613)는 사인 파형으로 굽이치는 연마 입자층(626)을 구비한다. 또한, 휘일(510)과 마찬가지로, 임의의 제1 연마 입자층 모서리의 정점은 제1 연마 입자층 모서리의 위에 인접해 있는 또 다른 연마 입자층 모서리의 홈통과 축방향으로 동일 높이이거나 그 위에 있는 지점으로 연장할 수 있다. 따라서, 휘일(510)과 마찬가지로 휘일(510)의 회전축과 직각인 평면 및 연마 구역(512)의 완전한 원주의 교차에 의해 형성된 임의의 통로는 적어도 하나의 연마 입자층(526)과 교차하게 된다. 또한, 연마 입자층(626)은 톱날 파형이나 불규칙한 매끄러운 파형과 같은 다른 형태를 갖는 모서리를 갖게 됨을 알 수 있다.
휘일(610)은 세그먼트(613)가 그로부터 절단되어 있는 시트(51)와 같은 층상 시트를 형성할 때, 스페이서(597)와 실제 동일한 스페이서(697)가 적층 시트 형성 층들과 펀치(84)와 같은 상부 펀치 사이에, 그리고 적층 시트 형성 층들과 펀치(85)와 같은 기부 펀치 사이에 배치된 점을 제외하고는 휘일(110)과 동일 방식으로 형성될 수 있다. 스페이서(697)는 휘일(510)을 형성하는 데 이용되는 스페이서와 마찬가지로 원형 형태로 원주상으로 이격된다. 또한, 상부 펀치에 인접한 스페이서(697)는 기부 펀치에 인접한 스페이서에 대해 원주상으로 이동된다. 층상 시트를 형성하는 데 이용되는 층들은 그후 스페이서와 함께 소결된다. 연마 세그먼트(613)는 그후 도7에 도시된 대로 최종 층상 시트로부터 절단될 수 있다.
예
다음의 과정이 본 발명에 따른 연마 휘일을 형성하는 데 이용된다.
2 개의 강철판은 판들의 총 치수가 25.4cm×25.4cm×0.476cm의 두께(10인치×10인치×3/16인치의 두께)와 0.150°의 일측 테이퍼 형상으로 되도록 기계 가공된다. 이러한 2 개의 강철판(테이퍼측과 반대편측) 사이에, 34개의 금속 테이프 교호층들과 25.4cm(10인치)의 공칭 사각형으로 절단된 패턴화된 다이아몬드 연마제는 정렬된다.
금속 테이프층들은 테이프가 취급될 수 있도록 소량의 저온 땜납과 약간의 유기물 바인더가 첨가된 1:1 비의 청동 대 코발트로 구성된다. 금속 테이프층의 제조에 이용되는 슬러리의 조성은 이하의 차트에 구체적으로 도시되어 있고, 그 값은 물질의 중량 %를 나타낸다.
38.28 -- 코발트
38.28 -- 청동
2.38 -- 니켈
0.195 -- 크롬
0.195 -- 인
17.74 -- 1.5/1 MEK/툴루엔
1.387 -- 폴리비닐 부티랄
0.527 -- 약 200의 몰 중량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜
0.877 -- 디옥티프탈렌
0.132 -- 옥수수 오일
이러한 테이프는 건조될 때 면적 밀도가 대략 0.15g/cm2(1g/인치2)이 되도록 주조된다.
다이아몬드 연마 입자층을 형성하기 위해, 상표명 "스커치(SCOTCH)"의 접착제로서 (미네소타 세인트 폴 소재의) 미네소타 마이닝 매뉴팩춰링 캄파니로부터 입수 가능한 압력에 민감한 접착제가 약 107㎛의 개구와 평방 인치당 165개의 개구를 갖고 0.48mm의 직경의 스테인레스 와이어로부터 제조된 개방 메시 스크린의 일측면 상에 배치된다. 약 170/200 메시의 다이아몬드 입자들은 다이아몬드가 테이프에 부착되도록 20.32cm(8인치)의 방사상 링 패턴 내의 스크린 개구 상으로 떨어지게 된다. 이로 인해 다이아몬드 입자가 스크린 개구의 대부분을 차지하게 된다. 다이아몬드의 방사상 패턴이 적용되게 되면, 소량의 강판이 남아 있는 모든 노출 구역을 채우는 데 이용된다.
연마 입자로 채워진 스크린과 금속 분말의 가요성 판은 층상 합성물을 형성하도록 서로 위에 적층된다. 금속 테이프와 접착재층을 판 사이에 층시 배치함으로써, 그 부분은 다음의 표에 도시된 대시 소결된다.
시간(sec.) 온도(℃) 압력(kg/cm2)
0 20 0
550 420 100
730 420 100
950 550 100
1030 550 100
1210 590 100
1240 590 100
1980 890 100
2400 890 100
2410 895 250
2520 895 250
2860 895 350
500 20 350
최종부가 냉각되게 되면, 25.4cm×25.4cm의 판은 둥근 휘일 형태의 다이아몬드 연마 구역을 취출하도록 기계 가공된다. 이러한 휘일은 그후 균형을 이루게 되고 최종적으로 20.32cm(8인치)의 직경을 갖도록 된다. 적절한 장착 구멍이 또한 도입된다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참고로 하여 설명되었지만, 그 기술 분야에 숙련된 자라면 본 발명의 정신 및 범주로부터 벗어남이 없이 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있다.

Claims (33)

  1. 연삭 휘일의 회전축을 형성하기 위한 수단과,
    그 주연 밴드에 원주상 연장 연마면을 구비하고, 연마면으로부터 회전축을 향해 연마재의 원통형 구역의 방사 방향으로 연마면의 원주의 적어도 일부를 따라 연장하는 다수의 연마 입자층으로부터 형성된 연마재의 원통형 구역을 포함하는, 회전축 주위로 회전할 수 있는 연삭 휘일에 있어서,
    연삭 휘일의 회전축에 직각인 평면과 연마면의 원주의 교차에 의해 형성된 임의의 원형 통로는 다수의 연마 입자층 중 적어도 하나와 교차하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  2. 제1항에 있어서, 다수의 연마 입자층은 실제 편평하고 서로 평행한 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  3. 제1항에 있어서, 제1 지지판과 제2 지지판을 포함하고, 연마재의 원통형 구역은 제1 지지판과 제2 지지판 사이에서 개재되는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  4. 제3항에 있어서, 연마 입자층에 실제 평행한 평면은 연삭 휘일의 회전축에 대해 0°내지 180°사이의 각을 형성하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  5. 제4항에 있어서, 연마재의 원통형 구역은 제1면과, 제1면에 실제 평행한 제2면을 포함하고, 제1면과 제2면 모두는 연삭 휘일의 회전축에 대해 0°내지 90°사이의 각으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  6. 제1항에 있어서, 다수의 연마 입자층 중 적어도 제1 연마 입자층은 회전축에 직각인 평면과 연마면의 교차에 의해 형성된 적어도 하나의 통로는 적어도 3 개의 위치에서 제1 연마 입자층과 교차하도록 연마면을 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  7. 제1항에 있어서, 연삭 휘일의 외부 축방향면을 형성하는 제1 및 제2 지지판과, 연마재 구역을 형성하도록 제1 및 제2 지지판 사이에서 원주상으로 이격되고 각각이 다수의 연마 입자층을 구비하는 다수의 분리된 연마 세그먼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  8. 제7항에 있어서, 다수의 연마 세그먼트 중 적어도 하나에서의 다수의 연마 입자층 중 적어도 하나는 다수의 연마 세그먼트 중 적어도 다른 하나에서의 다수의 연마 입자층 중 적어도 하나로부터 축방향으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  9. 제8항에 있어서, 다수의 연마 세그먼트의 각각의 세그먼트에서의 다수의 연마 입자층은 연삭 휘일의 회전축에 실제 직각으로 연장하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  10. 제1항에 있어서, 다수의 연마 세그먼트의 각각의 세그먼트에서의 다수의 연마 입자층 중 적어도 하나는 동일 세그먼트 내의 인접 연마 입자층으로부터 각각의 연마 입자층에 직각인 분리 간격 만큼 분리되고, 다수의 연마 세그먼트 중 적어도 하나에서의 세그먼트에서의 적어도 하나의 분리 간격은 다수의 연마 세그먼트 중 적어도 다른 하나에서의 적어도 하나의 분리 간격과는 상이한 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  11. 제1항에 있어서, 연마면 내에 마련된 적어도 하나의 개구와, 연마면의 방사상 내부에 배치되고 개구와 유체 연통하는 제1 채널과, 연삭 휘일의 내부에 개방되고 그 중앙 구역에 배치된 제2 채널과, 연삭 휘일의 제2 채널로부터 제1 채널로 연장하고 제1 및 제2 채널 모두와 유체 연통하는 적어도 하나의 방사상 채널을 더 포함하여, 제1 채널의 압력 하에서 제공된 액체 윤활제는 연삭 휘일의 회전 중에 연삭 휘일의 연마면을 매끄럽게 하도록 방사상 채널과 개구를 거쳐 원형 채널 내로 통과할 수 있는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  12. 제7항에 있어서, 연마면의 원주부 위로 연장하는 연마 세그먼트는 연삭 휘일의 축방향으로 서로에 인접 적층되고 제1 및 제2 지지판 사이에서 공급되는 다수의 축방향 세그먼트로 구성되는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  13. 제7항에 있어서, 다수의 연마 세그먼트 중 적어도 하나의 세그먼트에서의 다수의 연마 입자층 중 적어도 제1 연마 입자층은 회전축에 직각인 평면과 연마면의 교차에 의해 형성된 적어도 2 개의 위치에서 교차하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  14. 제1항에 있어서, 연마면은 볼록한 연삭 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  15. 제1항에 있어서, 연마면은 오목한 연삭 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  16. 연삭 휘일이 회전축 주위로 회전할 수 있도록 회전 공구에 연결되는 연삭 휘일에 있어서,
    연삭 휘일의 회전축을 형성하기 위한 수단과,
    연마재의 원통형 구역의 적어도 방사 방향으로 연마면의 원주의 적어도 일부를 따라 연장하는 연마 입자층들을 구비하는 원통형 연마 구역을 포함하고,
    다수의 연마 입자층은 연삭 휘일의 회전축에 대해 0°내지 180°사이의 각을 형성하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  17. 제16항에 있어서, 연마 구역은 제1면과 제2면을 포함하고, 제1면과 제2면 모두는 다수의 연마 입자층에 실제 평행하고 연삭 휘일의 회전축에 대해 0°내지 90°사이의 각으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  18. 제17항에 있어서, 제1 지지판과 제2 지지판을 포함하고, 연마재의 구역은 제1 지지판과 제2 지지판 사이에서 개재되는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  19. 제18항에 있어서, 연마재의 구역은 단일 층상 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  20. 연삭 휘일의 회전축을 형성하기 위한 수단과,
    제1 지지판과,
    제2 지지판과,
    상부 지지판과 하부 지지판 사이에서 개재되고, 각각이 연마면의 원주의 적어도 일부를 따라 연장하는 다수의 연마 입자층을 구비하는 다수의 분리된 연마 세그먼트로부터 형성된 연마재의 원통형 구역을 포함하고,
    다수의 연마 세그먼트 중 적어도 하나에서의 다수의 연마 입자층 중 적어도 하나는 다수의 연마 세그먼트 중 적어도 다른 하나에서의 다수의 연마 입자층 중 적어도 하나로부터 회전 축방향으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  21. 제20항에 있어서, 다수의 연마 세그먼트의 각각의 세그먼트에서의 다수의 연마 입자층의 각각은 연삭 휘일의 회전축에 실제 직각으로 연장하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  22. 제20항에 있어서, 연삭 휘일의 연마면 내에 마련된 적어도 하나의 개구와, 다수의 연마 세그먼트의 방사상 내부에 배치되고 개구와 유체 연통하는 제1 채널과, 연삭 휘일의 내부에 개방되고 그 중앙 구역에 배치된 제2 채널과, 연삭 휘일의 제2 채널로부터 제1 채널로 연장하고 제1 및 제2 채널과 유체 연통하는 적어도 하나의 방사상 채널을 더 포함하여, 제1 채널의 압력 하에서 제공된 액체 윤활제는 연삭 휘일의 회전 중에 연삭 휘일의 연마면을 매끄럽게 하도록 방사상 채널과 개구를 거쳐 원형 채널 내로 통과할 수 있는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  23. 제20항에 있어서, 연마면의 원주부 위로 연장하는 연마 세그먼트는 연삭 휘일의 축방향으로 서로에 인접 적층되고 제1 및 제2 지지판 사이에서 공급되는 다수의 축방향 세그먼트로 구성되는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  24. 다수의 연마 입자층을 포함하는 연마재의 시트를 제공하는 단계와,
    연마 입자층이 연마면으로부터 연삭 휘일의 중앙을 향해 연마재의 원통형 구역의 방사 방향으로 연마면의 원주의 적어도 일부를 따라 연장하도록, 연마재의 시트를 원통형 연마 구역을 구비한 원통형 연삭 휘일 내로 성형하는 단계와,
    연마 입자층들은 회전축에 대해 0°내지 180°사이의 각을 이루도록 연삭 휘일의 회전축을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전축 주위로 회전하는 연삭 휘일의 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서, 연마재 시트의 제공 단계는 다수의 연마 입자층을 다수의 접착재층에 삽입하고, 연마재 시트를 성형하도록 다수의 연마 입자층을 다수의 접착재층으로 소결함으로써, 연마재 시트를 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제24항에 있어서, 연마재 시트를 제1 및 제2 지지판 사이에서 소결함으로써 연마재 시트를 제1 및 제2 지지판 사이에 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 연마면을 형성하고, 연삭 휘일의 원주의 적어도 일부를 따라 연장하는 다수의 연마 입자층을 각각 구비한 다수의 연마 세그먼트를 제공하는 단계와,
    다수의 연마 세그먼트를 제1 및 제2 지지판 사이에서 원주상으로 이격시키는 단계와,
    다수의 연마 세그먼트 중 적어도 하나에서의 다수의 연마 입자층 중 적어도 하나는 다수의 연마 세그먼트 중 적어도 다른 하나에서의 다수의 연마 입자층 중 적어도 하나로부터 연삭 휘일의 회전 축방향으로 파상 배치되도록 다수의 연마 세그먼트를 제1 및 제2 지지판 사이에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전축 주위로 회전하는 연삭 휘일의 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서, 다수의 연마 세그먼트를 제공하는 단계는 다수의 연마 입자층을 구비한 적어도 제1 연마재 시트를 성형하고, 제1 층상 시트로부터 다수의 연마 세그먼트를 절단함으로써 다수의 연마 세그먼트를 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 적어도 제1 연마재 시트의 성형 단계는 다수의 연마 입자층을 다수의 접착재층에 삽입하는 단계와, 층상 시트를 성형하도록 다수의 연마 입자층을 다수의 접착재층으로 소결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 다수의 연마 입자층을 다수의 접착재층에 삽입하는 단계와,
    다수의 연마 입자층과 다수의 접착재층을 제1 및 제2 지지판 사이에 배치하는 단계와,
    다수의 스페이서를 다수의 연마 입자층과 다수의 접착재층과 제1 지지판 사이에서 일정한 간격을 유지시키는 단계와,
    다수의 스페이서를 다수의 연마 입자층과 다수의 접착재층과 제2 지지판 사이에서 일정한 간격을 유지시키는 단계와,
    스페이서가 다수의 연마 입자층이 파형 패턴으로 진동하도록 연삭 휘일을 형성하기 위해 다수의 연마 입자층과, 다수의 접착재층과 스페이서 및 제1 및 제2 지지판을 압력 하에서 소결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일의 제조 방법.
  31. 연마면을 구비한 주변 모서리와,
    연마면 내에 마련된 적어도 하나의 개구와,
    연마면의 방사상 내부에 배치되고 개구와 유체 연통하는 제1 채널과,
    연삭 휘일의 내부에 개방되고 그 중앙 구역에 배치된 제2 채널과,
    연삭 휘일의 제2 채널로부터 제1 채널로 연장하고 제1 및 제2 채널과 유체 연통하는 적어도 하나의 방사상 채널을 포함하여,
    제1 채널의 압력 하에서 제공된 액체 윤활제는 연마면을 매끄럽게 하도록 방사상 채널과 개구를 거쳐 제2 채널 내로 통과할 수 있는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  32. 제31항에 있어서, 제1 원형면과, 제1 원형면에 대향되는 제2 원형면을 더 포함하고, 제2 채널은 액체 윤활제가 개구를 거쳐 제2 채널로 제공될 수 있도록 제1 원형면 상에 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
  33. 제32항에 있어서, 중앙 보어를 더 포함하고, 제2 채널은 액체 윤활제가 개구를 거쳐 제2 채널로 제공될 수 있도록 중앙 보어측에 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 연삭 휘일.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6482244B2 (en) 1995-06-07 2002-11-19 Ultimate Abrasive Systems, L.L.C. Process for making an abrasive sintered product
US6478831B2 (en) 1995-06-07 2002-11-12 Ultimate Abrasive Systems, L.L.C. Abrasive surface and article and methods for making them
US6358133B1 (en) * 1998-02-06 2002-03-19 3M Innovative Properties Company Grinding wheel
KR100428947B1 (ko) * 2001-09-28 2004-04-29 이화다이아몬드공업 주식회사 다이아몬드 공구
KR100531499B1 (ko) * 2002-02-08 2005-11-28 이화다이아몬드공업 주식회사 다이아몬드 공구용 절삭팁 및 다이아몬드 공구
ITPD20080237A1 (it) * 2008-07-31 2010-02-01 Adi S P A Mola, particolarmente per lavorazioni di molatura ad elevata velocit@ di avanzamento
PL2805796T3 (pl) * 2012-01-17 2020-04-30 Guilin Champion Union Diamond Co., Ltd Sposób szlifowania
KR101342744B1 (ko) 2012-06-07 2013-12-19 이화다이아몬드공업 주식회사 유리 기판의 에지를 가공하기 위한 에지 휠 및 그 제조방법
US9937604B2 (en) 2013-06-26 2018-04-10 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive article and method of making same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3127715A (en) * 1960-04-27 1964-04-07 Christensen Diamond Prod Co Diamond cutting devices
US4208843A (en) * 1977-08-27 1980-06-24 Ngk Insulators, Ltd. Grinding attachment for porcelain bodies
US4275528A (en) * 1979-09-10 1981-06-30 Christensen, Inc. Electroplated diamond milling cutter
AU1098983A (en) * 1982-02-05 1983-08-11 Boart International Limited Cutting device
US5423717A (en) * 1993-10-04 1995-06-13 Ford Motor Company Grinding wheel assembly

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