KR20010088781A - 금속 공작 재료의 절삭 가공에 사용되는 절삭 판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이아몬드 결정 및/또는 입방정계 질화붕소 등을 포함하는 분말 코팅을 금속판, 바람직하게는 경질 금속판 상에 도포하는 단계와, 금속판 상의 분말 코팅을 소결 융합하는 단계; 및 코팅된 금속판의 하나 이상의 측면을 연삭하여 하나 이상의 절삭 날을 형성하는 단계를 포함하는 금속 공작 재료의 절삭 가공에 사용되는 절삭 판 제조 방법에 관한 것이다. 제1 공정 단계에서 절삭 날이 없는 절삭 판 원자재를 형성한다. 추후의 제2 공정 단계에서 절삭 판 원자재를 절삭 날이 위치되는 영역에서 용도에 적합한 원하는 형상으로 되게 한다. 이어서, 그 영역에서 연삭 가공을 실행하여 하나 이상의 절삭 날을 형성한다.

Description

금속 공작 재료의 절삭 가공에 사용되는 절삭 판의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING A CUTTING PLATE FOR THE CHIP-CUTTING MACHINING OF METALLIC TOOLS}

금속 공작 재료의 절삭 가공용 절삭 판 및 그 제조 방법은 공지되어 있다. 본 명세서에서는 이후로 예컨대 금속판과 같은 금속 베이스 및 그와 결합된 결정형 내마모 코팅을 포함하는 절삭 판을 전제로 하여 설명하기로 한다. 내마모 코팅은 다이아몬드 결정(다결정 다이아몬드/PCD) 및/또는 입방정계 질화붕소 결정(CBN)을 포함한다. 이 내마모 코팅은 경질 금속으로 구성되는 것이 바람직한 바닥 층 상에 부착된 후에 소결 처리로 실질적으로 분리가 불가능하게 금속 지지체와 결합된다. 예컨대, 본 명세서에서 언급된 유형의 분말 코팅을 1500 ℃에서 50 내지 60 kbar로 경질 금속 기판과 결합시키는 것은 공지되어 있다.

이어서, 내마모 코팅이 마련된 금속 판의 하나의 측면을 연삭하여 절삭 날을 형성한다. 다수의 절삭 날을 구비하는 절삭 판의 경우에는, 그에 상응하는 다수의 측면이 연삭 가공된다.

본 명세서에서 설명된 공지의 방법에서, 코팅된 금속판을 추후에 절삭 판이 갖게 되는 형태로 직접 형성한다. 그러나, 라운드 블랭크(round blank)로서도 지칭되는 큰 금속판을 본 명세서에서 설명된 방법으로 제조하고, 절삭 판을 절삭한 후에, 그 절삭 판에 마련된 측면을 추후의 절삭 날이 요구되는 구역에서 연삭 가공하는 것도 공지되어 있다.

이 방법은 상대적으로 많은 비용이 소모되고, 재고 관리도 복잡하다.

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 금속 공작 재료의 절삭 가공에 사용되는 절삭 판의 제조 방법과, 청구항 6의 전제부에 따른 절삭 판 원자재, 및 청구항 9의 전제부에 따른 절삭 판에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조로 하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 절삭 판의 평면도.

도 2는 도 1에 따른 절삭 판의 정면도.

도 3은 도 1에 도시된 절삭 판의 측면도.

따라서, 본 발명의 목적은 그러한 단점을 수반하지 않는 서두에 언급된 형태의 제조 방법을 제공하는 것이다.

그러한 목적은 청구항 1에 기재된 단계를 포함하는 방법에 의해 달성된다. 그러한 방법은 제1 공정 단계에서 아직 그 최종 형태로 형성되지 않은 절삭 판 원자재를 형성하는 것을 그 특징으로 한다. 특히, 그러한 절삭 판 원자재는 최종의 절삭 판에 하나 이상의 절삭 날이 위치되는 영역에서 아직은 특정의 형태로 형성되지 않는다. 그러한 유형의 절삭 판 원자재를 절삭 판으로서 사용할 수 있도록 하기 위하여, 우선 본 명세서에서 언급된 특정의 영역을 추후의 제2 공정 단계에서 특정의 용도에 적합한 소정의 형상으로 형성하는 것이 필요하다. 예컨대, 우선 절삭 판 원자재의 장방형 단부 영역을 삼각형으로 형성하거나 그 단부에 뾰족한 선단부를 마련하여 나사 절삭 공구를 형성할 수 있다. 절삭 가공용으로 마련되는 절삭 판 원자재의 구역은 임의의 적절한 방식으로 성형될 수 있다. 그 후에야 비로소 그와 같이 가공된 절삭 판 원자재가 추후의 절삭 날로 형성되는 영역에서 연삭된다.

그에 따라, 제조된 직후의 절삭 판 원자재는 아직 금속 공작 재료의 절삭 가공에 사용하기에는 부적합하다. 처음에, 이것은 추후의 제2 공정 단계에서야 비로소 완성된 절삭 판이 생성될 수 있고, 그 경우에 절삭 날이 위치되는 영역이 여전히 특정의 가공을 필요로 하며, 측면의 가공에 의해 절삭 날이 형성되기 전에 원하는 형상으로 되어야 한다는 점에서 불리한 것처럼 보인다. 그러나, 본 명세서에서 언급된 유형의 그러한 절삭 판 원자재는 대량으로 제조되어 추가로 특정화하지 않고 재고 창고에 공급될 수 있는 것으로 입증되었다. 특정하지 않은 절삭 판 원자재의 재고품으로 특정의 절삭 판을 형성하기 위하여는, 임의의 절삭 판 원자재를 선택한 후에 최종 가공에서 원하는 형태로 되게 하고 연삭 가공에 의해 하나 이상의 절삭 날을 마련하면 된다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시 양태는 하나 이상의 절삭 날이 위치되는 영역에서 절삭 판 원자재를 연삭 가공에 의해 원하는 형상으로 형성하는 것을 그 특징으로 한다. 연삭 가공을 적절히 실시하면, 그러한 영역의 가공은 그에 의하여 형성된 측면의 연삭 가공이 성형 시에 바로 하나 이상의 절삭 날을 형성할 수 있도록 실행될 수 있다. 그러므로, 절삭 날을 형성하기 위한 연삭 과정이 추가의 제2 공정 단계에 통합되어 절삭 판의 형성에 필요한 가공 시간이 최소화 될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시 양태는 나머지 종속 청구항들에 기재되어 있다.

또한, 본 발명은 절삭 판의 제조에 사용되고 저렴하게 제조되는 것을 특징으로 하는 절삭 판 원자재를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그러한 목적은 청구항 6에 기재된 특징을 포함하고, 처음에 특정되지 않은 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 판 원자재에 의해 달성된다. 그러므로, 그러한 절삭 판 원자재는 특정의 가공 방법에 맞춰지거나 특정 공구용으로 형성되는 것이 아니다. 그러한 특정되지 않은 원자재의 재고 관리에는 특별한 조직 구조가 필요하지 않고, 그에 따라 간편하고 저렴하게 재고 관리를 할 수 있다.

본 발명에 따른 절삭 판 원자재의 또 다른 구성은 나머지 종속 청구항들에 기재되어 있다.

도 1에는 대략 장방형의 기본 형상을 갖는 절삭 판(1)의 평면도가 도시되어 있다. 종방향 측면 중의 하나, 즉 여기서는 도 1에서의 상부의 종방향 측면(3)에는 산(5)과 골(7)이 마련되며, 예로서 양자는 모두 예컨대 대략 삼각형으로 형성되고, 이는 절삭 판(1)을 공구에 확실하게 걸림 고정시킬 수 있는 톱니부를 제공하는 역할을 한다. 종방향 측면(3)의 전체 길이에 걸쳐 마련되는 동일한 형상의 산(5)과 골(7)에 의해, 절삭 판(1)이 공구 내에서 상이한 위치로 고정 클램핑될 수 있고, 그에 따라 절삭 판을 보수하는 것이 보장된다. 그러므로, 절삭 판이 무뎌지게 되면, 그 절삭 판을 보수하여 새로운 위치로 공구에 클램핑시킴으로써 계속적으로 사용될 수 있도록 할 수 있다.

절삭 판(1)은 대략 절삭 판(1)의 외측 프로파일을 갖는 절삭 판 원자재(9)로 제조되지만, 이 원자재는 절삭 날(13, 15)이 위치되는 영역(11)에서 우선은 대략 장방형으로 형성된다. 이는 도 1에 점선으로 명확하게 도시되어 있다.

도 1에 도시된 절삭 판(1)의 실시예에서, 절삭 날(13, 15)은 가상 중심선(17)에 대해 대칭으로 전술한 영역(11)에 배치되고, 가상 중심선(17)에 대해 예컨대 각각 약 30°의 각을 이루고 있다. 점선(19)은 순전히 예시적으로 가상 중심선(17)에 대해 약 40°의 각을 이루는 연속적인 절삭 날(13')을 지시하며, 이 절삭 날은 절삭 판(1)의 전체 높이(h)에 걸쳐 직선 상으로 연장하도록 마련될 수 있다. 물론, 그러한 절삭 날(13')이 가상 중심선(17)에 대해 경상(mirror image)으로 연장되는 것을 생각할 수도 있다.

본 명세서의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 절삭 판 원자재(9)의 대략적인 장방형 영역(11)은 특정의 절삭 가공 방법에 맞는 절삭 날을 형성하도록 가공될 수 있다.

도 2는 절삭 판(1)의 정면도, 즉 영역(11)을 나타낸 도면이다.

도 2로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 절삭 판(1)은 금속 베이스, 본 경우에는 금속판(21), 바람직하게는 경질 금속판을 포함하는데, 그 금속판 상에는 다이아몬드 결정 및/또는 입방정계 질화붕소 등을 포함하는 경질 코팅, 즉 분말 코팅(23)이 사실상 분리 불가능하게 소결되어 있다. 그러한 분말 코팅은 매우 경질이고, 내마모성 및 내구성이 있으며, 도면에 점으로 표시되어 있다.

도 2에 도시된 절삭 판(1)의 실시예에서, 분말 코팅(23)과 대향하는 하면(25) 상에는 절삭 판(1)을 공구에 확실하게 접촉시키는 역할을 하는 모따기부(27)가 마련된다.

도 2의 하방에 있는 측면(29)은 가상 중심 평면(E)에 대해 경사져 있다. 여기서, 그 측면(29)은 분말 코팅(23)의 표면으로부터 중심 평면(E)에 대해 예컨대 약 6°의 각을 이루면서 테이퍼진다. 종방향 측면(3; 도 1 참조)에 해당하는 상방의 측면(33)은 중심 평면(E)에 대해 평행하게 연장된다.

도 2의 정면도로부터, 영역(11)에 전방 측면(35, 37)이 위치되는 것을 볼 수 있는데, 그 전방 측면(35, 37)은 절삭 날(13, 15)의 형성을 위해 연삭 가공된다. 도 2의 도면은 그러한 전방 측면(35, 37)이 중심 평면(E)의 영역에서 분리되어, 대칭적으로 형성되는 것을 나타내고 있다.

도 3에 따른 측면도는 도 1에서 상방에 위치되는 절삭 판(1)의 종방향 측면(3)을 나타낸 것이다. 그 도면에는 도 1 및 도 2에서 언급된 절삭 판(1)의 요소가 동일한 도면 부호로 지시되어 있으므로, 그에 대한 설명은 도 1 및 도 2에 관한 설명을 참조하면 된다.

도 3의 도면으로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 종방향 측면(3)에는 절삭 판(1)의 전체 두께(d)에 걸쳐 연장하고, 절삭 판(1)의 후방 측면(39)에 대해 대략 평행하게 연장되는 산(5)과 골(7)이 마련된다.

또한, 도 3으로부터 절삭 판(1)이 베이스(21)와 분말 코팅(23; 여기도 역시 점으로 표시)을 포함한다는 것을 명백히 알 수 있다.

또한, 도 3에는 절삭 판(1)의 영역(11)에서 절삭 판 원자재(9)의 일부를 제거하여 그 영역에 절삭 날을 형성한 것이 점선으로 표시되어 있다.

이후로 금속 공작 재료의 절삭 가공에 사용되는 절삭 판(1)의 제조 방법에 관해 설명하기로 한다.

제1 공정 단계에서, 다이아몬드 결정 및/또는 입방정계 질화붕소를 포함하는 분말 코팅을 베이스(21), 즉 금속판, 바람직하게는 경질 금속판 상에 도포한다. 그러한 분말 코팅을 예컨대 1500 ℃의 온도와, 50 내지 60 kbar의 압력의 소결 공정에서 베이스(21) 상에 소결 융합하는데, 그에 의하여 분리 불가능한 결합이 이루어진다.

그와 같이 코팅된 금속판은 처음부터 도 1 및 도 3에서 언급된 절삭 판 원자재(9)의 형상을 가질 수 있다. 그러나, 코팅된 큰 금속판으로부터 본 명세서에서 언급된 유형의 절삭 판 원자재(9)를 절삭하는 것도 또한 가능하다. 그러한 절삭 과정은 부식 공정, 바람직하게는 방전 가공에 의해 달성될 수 있다. 그 경우, 종방향 측면(3)의 영역에는 이미 산(5)과 골(7)이 마련되어 있을 수 있다.

절삭 판 원자재(9)의 영역(11)은 특정되지 않은 채로 형성된다. 즉, 절삭 판(1)의 추후 사용에 특정하게 맞춰져 형성되지 않는다. 본원에 설명된 절삭 판 원자재(9)의 실시예에서는 절삭 판 원자재가 영역(11)에서 대략 장방형으로 형성되도록 한다.

이러한 형태의 절삭 판 원자재(9)는 그것이 특정의 공구에 부속되어야 하는 것이 아니기 때문에 별도의 비용을 들이지 않고 보관될 수 있다.

필요한 경우에, 절삭 판 원자재(9)의 영역(11)은 절삭 판이 끌(chisel), 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 선반 공구, 나사 절삭 판(도 1을 참조), 또는 드릴 및/또는 리머용 절삭 판으로도 사용될 수 있도록 특정 형상으로 구성될 수 있다.

절삭 판 원자재(9)의 영역(11)은 절삭 및/또는 연삭 가공으로 원하는 형상으로 될 수 있다. 이러한 방식으로, 측면은 그 중의 하나 이상이 하나 이상의 절삭 날을 형성하도록 연삭 가공될 수 있다.

무엇보다 명백한 것은 절삭 판 원자재(9)의 간단한 기본 형태로 인해 그것이 매우 간단하게 제조될 수 있다는 점이다. 이는 특정 형상의 종방향 측면, 본 경우에는 종방향 엣지(3)가 없는 경우에는 당연히 그러하다. 그러므로, 그러한 원자재의 제조는 매우 신속하고 저렴하게 이루어질 수 있다. 이미 전술한 바와 같이, 그러한 유형의 "중립적인(neutral)" 원자재의 재고 관리도 역시 저렴하게 실현될 수 있다. 끝으로, 영역(11)에서의 절삭 판 원자재의 가공이 특히 간단해지는 것으로 나타났다. 그러므로, 절삭 판(1)의 형성을 위한 추가의 공정 단계도 역시 신속하고 저렴하게 달성될 수 있다. 영역(11)에서의 절삭 판 원자재(9)의 성형은 절삭 및/또는 연삭 가공에 의해 수행될 수 있다. 연삭 가공의 경우에는, 소정의 절삭 날이 소정 형상으로 제조될 수 있고, 그에 의하여 절삭 판 원자재(9)로부터 완성된절삭 판(1)을 형성하는데 드는 추가의 비용이 최소로 감소될 수 있도록 하는 것이 특히 바람직하다.

전술한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 실질적으로 임의의 모든 절삭 날의 기하 형상이 절삭 판 원자재(9)의 영역(11)에 형성될 수 있기 때문에 절삭 판(1)은 일반적으로 사용될 수 있다. 또한, 원자재(9)는 임의의 공구에, 그리고 각종의 금속 절삭 작업에 사용될 수 있도록 일반적으로 생산될 수 있다. 그러한 일반적인 생산이 가능하도록, 도 1에 도시된 산(5)과 골(7)은 절삭 판(1)의 다른 면에 마련될 수도 있다. 이 때문에, 절삭 판 원자재(9)의 보편적인 사용을 보장할 수도 있도록, 그러한 구성을 또한 완전히 생략할 수도 있다.

마지막으로, 절삭 판(1)을 공구 속에 직접 클램핑시킬 수도 있다는 것도 이해해야 한다. 또한, 절삭 판(1)을 베이스 지지부에 납땜한 후에 그 지지부를 공구에 클램핑시키는 것도 가능하다.

Claims (9)

1. 금속 공작 재료의 절삭 가공에 사용되는 절삭 판 제조 방법으로서,

   - 다이아몬드 결정 및/또는 입방정계 질화붕소 등을 포함하는 분말 코팅을 금속판, 바람직하게는 경질 금속판 상에 도포하는 단계와,

   - 분말 코팅을 금속판 상에 소결 융합하는 단계, 및

   - 코팅된 금속판의 하나 이상의 측면을 연삭하여 하나 이상의 절삭 날을 형성하는 단계를 포함하며,

   제1 공정 단계에서 절삭 날이 없는 절삭 판 원자재를 형성하고, 추후의 제2 공정 단계에서 절삭 판 원자재를 절삭 날이 위치되는 영역에서 용도에 적합한 소정의 형태로 되게 하며, 그 영역에서 연삭 과정을 실행하여 하나 이상의 절삭 날을 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭 판 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 절삭 판 원자재를 코팅된 금속판으로부터 절삭하거나 그로부터 도려내는 것을 특징으로 하는 절삭판 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 절삭 과정은 부식 처리, 바람직하게는 와이어 방전 가공으로 실행되는 것을 특징으로 하는 절삭판 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 절삭 날이 위치되는 영역을절삭 및/또는 연삭 가공에 의해 그 원하는 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 절삭판 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 금속판에는 연속된 분말 코팅이 마련되는 것을 특징으로 하는 절삭판 제조 방법.
6. 금속 공작 재료의 절삭 가공에 사용되는 절삭 판의 제조를 위한 절삭 판 원자재로서,

   절삭 날이 위치되는 영역에서 절삭 가공과 관련하여 특정되지 않은 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 판 원자재.
7. 제7항에 있어서, 측면은 절삭 및/또는 연삭 가공되어 그 중의 하나 이상의 측면이 하나 이상의 절삭 날을 형성하도록 연삭될 수 있는 것을 특징으로 하는 절삭 판 원자재.
8. 제7항에 있어서, 산(5)과 골(7)이 마련된 하나 이상의 표면〔종 방향 측면(3)〕을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 판 원자재.
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 금속 공작 재료 절삭 가공용 절삭 판으로서,

   절삭 날은 끌, 선반 공구, 나사 절삭 판, 드릴 및/또는 리머용 절삭 판으로서 사용될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 판.