KR20030009592A - High stiffness composite line boring bar and manufacturing the same - Google Patents

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KR20030009592A
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Abstract

PURPOSE: A high-rigidity composite boring bar and manufacturing method thereof is provided to improve manufacturing accuracy by manufacturing tool steels into an adapter and a tip, and the high-rigidity composite into a body of the line boring bar. CONSTITUTION: In a line boring bar, an adapter(110) and a tip(130) are made of metallic materials. A body(120) is made of a high-rigidity composite. The high-rigidity composite covers a portion of the adapter and tip. The metallic materials and the high-rigidity composite are tightly joined together at the interface.

Description

고강성 복합재료 라인보링바 및 그 제조방법 {HIGH STIFFNESS COMPOSITE LINE BORING BAR AND MANUFACTURING THE SAME}High rigid composite line boring bar and manufacturing method {HIGH STIFFNESS COMPOSITE LINE BORING BAR AND MANUFACTURING THE SAME}

이 발명은 보링 및 리밍 등에 이용되는 라인보링바에 관한 것이며, 좀더 자세하게는 고강성 복합재료를 소재로 이용함으로써 기계가공특성이 향상된 라인보링바에 관한 것이다. 이 발명은 또한 그러한 라인보링바를 제조하는 방법에 관한 것이기도 하다.The present invention relates to a line boring bar used for boring and reaming, and more particularly, to a line boring bar having improved machining characteristics by using a high rigid composite material. The invention also relates to a process for producing such line boring bars.

종래에 사용되고 있는 대부분의 보링바 및 리밍바와 같은 절삭공구 장착용 바는 깊은 구멍을 가공하기 위하여 길고 가늘게 제조되기 때문에 굽힘강성과 강도가 낮아서 절삭 공정시 굽힘 현상에 의하여 가공 정밀도가 떨어지며, 낮은 고유진동수 때문에 가공면에 채터링 현상이 발생하며, 따라서 절삭 속도와 feed rate의 한계가 낮다. 따라서 상기의 단점을 보안하기 위하여 여러 가지 형상의 절삭공구와 장착용 바가 개발되었고, 또한 강성과 강도 특성이 매우 우수한 텅스텐 카바이드 합금 및 공구강을 이용한 절삭공구 장착용 바가 선진국에서 많이 개발되었으며, 그러한 제품들은 독일의 MAPAL사, KOMET사, 일본의 DIJET사 등에서 구매할 수 있다. 그런데, 초경 재료는 가공이 어려워 최적의 성능을 발휘하는 리밍바를 제조하기 위해서는 제조원가가 매우 높아지는 단점이 있고, 텅스텐 카바이드 및 공구강의 높은 밀도로 인하여, 보링바 및 리밍바의 고유진동수가 낮기 때문에 절삭속도를 향상시키는 것은 한계가 있다.Most of the conventionally used cutting tool mounting bars, such as boring bars and reaming bars, are manufactured to be long and thin to process deep holes, and thus have low bending stiffness and strength. Chattering occurs on the machined surface, thus lowering the cutting speed and feed rate limits. Therefore, various types of cutting tools and mounting bars have been developed in order to secure the above-mentioned disadvantages, and many cutting tool mounting bars using tungsten carbide alloy and tool steel having excellent rigidity and strength characteristics have been developed in developed countries. It can be purchased from Germany's MAPAL, KOMET and Japan's DIJET. However, the cemented carbide material has a disadvantage in that manufacturing costs are very high in order to manufacture reaming bars that exhibit optimal performance due to difficulty in processing, and because of high density of tungsten carbide and tool steel, the inherent frequency of boring bars and reaming bars is low. There is a limit to improving.

이 발명은 고강성 복합재료를 이용하여 기존의 텅스텐 카바이드 합금 및 공구강으로 제조되던 보링바 및 리밍바를 대체하는 고강성 복합재료 라인보링바를 제안하려는 것이다.The present invention is to propose a high rigid composite line boring bar to replace the boring bar and reaming bar made of a conventional tungsten carbide alloy and tool steel using a high rigid composite material.

이 발명은 또한, 어댑터와 팁을 공구강으로 제조하고, 고강성 복합재료를 소재로 하여 기존의 텅스텐 카바이드 합금 및 공구강으로 제조되던 몸체을 제조함으로써 기존 제품보다 강성과 고유진동수 및 감쇠비를 높여서 가공시 절삭속도를 높이고 가공정밀도를 향상시킬 수 있는 고강성 복합재료 라인보링바를 제공하려는 것이다.The invention also manufactures adapters and tips from tool steel, and manufactures bodies made from conventional tungsten carbide alloys and tool steels from high-strength composites, resulting in higher rigidity, higher frequencies, and lower damping ratios than conventional products. To provide a high rigidity composite line boring bar that can increase the accuracy and improve the processing accuracy.

도 1은 이 발명의 제1 실시예에 따른 라인보링바의 일부를 도시한 사시도이며,1 is a perspective view showing a part of a line boring bar according to a first embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에 도시된 라인보링바의 종단면도이고,2 is a longitudinal cross-sectional view of the line boring bar shown in FIG.

도 3은 도 1에 도시된 라인보링바의 몸체의 횡단면도이며,3 is a cross-sectional view of the body of the line boring bar shown in FIG.

도 4는 도 1에 도시된 라인보링바의 각각의 부분을 분해하여 도시한 사시도이고,4 is an exploded perspective view illustrating each part of the line boring bar illustrated in FIG. 1;

도 5는 이 발명의 제2 실시예에 따른 라인보링바의 일부를 도시한 종단면도이며,5 is a longitudinal sectional view showing a part of a line boring bar according to a second embodiment of the present invention,

도 6은 도 5에 도시된 라인보링바의 몸체의 횡단면도이고,6 is a cross-sectional view of the body of the line boring bar shown in FIG.

도 7은 이 발명의 제3 실시예에 따른 라인보링바의 일부를 도시한 종단면도이며,7 is a longitudinal sectional view showing a part of a line boring bar according to a third embodiment of the present invention,

도 8은 도 7에 도시된 라인보링바의 각각의 부분을 분해하여 도시한 사시도이고,FIG. 8 is an exploded perspective view illustrating each part of the line boring bar illustrated in FIG. 7;

도 9는 도 8과 유사한 도면으로서 제조과정에서 이용되는 심이 함께 도시된사시도이며,FIG. 9 is a perspective view similar to FIG. 8, showing a shim used in a manufacturing process together; FIG.

도 10은 이 발명의 제4 실시예에 따른 라인보링바의 일부를 도시한 종단면도이다.10 is a longitudinal sectional view showing a part of the line boring bar according to the fourth embodiment of the present invention.

이 발명에 따르면, 어댑터와 팁은 금속을 소재로 하여 제조되며, 몸체는 고강성 복합재료를 소재로 하여 제조된 라인보링바가 제공된다. 이 라인보링바는 몸체를 이루는 복합재료가 어댑터의 적어도 일부와 팁의 적어도 일부를 감싸도록 형성되며, 어댑터 및 팁을 이루는 금속과 상기 몸체를 이루는 복합재료는 그 계면에서 서로 단단히 접합되어 있다.According to this invention, the adapter and the tip are made of metal and the body is provided with a line boring bar made of a high rigid composite material. The line boring bar is formed such that the composite material constituting the body surrounds at least a portion of the adapter and at least a portion of the tip, and the metal constituting the adapter and the tip and the composite material constituting the body are firmly bonded to each other at an interface thereof.

또한, 이 발명에 따르면, 위와 같이 구성된 라인보링바를 제조하는 방법이 제공되는데, 이 방법은 금속을 소재로 한 어댑터와 팁을 준비하는 단계와, 미경화상태의 복합재료를 소재로 하여 몸체를 성형하는 단계와, 복합재료를 경화시키는 단계를 포함하고, 몸체성형단계에서는 몸체를 이루는 복합재료가 어댑터의 적어도 일부와 팁의 적어도 일부를 감싸게 한다.In addition, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a line boring bar configured as described above, the method comprising the steps of preparing a metal adapter and a tip, and molding the body from the uncured composite material And curing the composite material, wherein the body forming step allows the composite material constituting the body to wrap at least a portion of the adapter and at least a portion of the tip.

이 발명의 상기 및 기타의 목적과 특징 및 장점은 아래에서 첨부된 도면을 참조한 이 발명의 양호한 실시예에 대한 상세한 설명을 읽으면 좀더 명료해질 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 4에는 이 발명의 제1 실시예에 따른 라인보링바가 도시되어 있다.1 to 4 show a line boring bar according to a first embodiment of this invention.

도 1에 보이듯이, 라인보링바(100)의 구성을 기능상으로 살펴보면 구동장치에 결합되게 구성된 어댑터(110)와 절삭공구를 장착하게 구성된 몸체(120) 및 피가공물 등에 의해 지탱할 수 있게 구성된 팁(130)으로 구분된다. 몸체(120)에는 다수의 절삭공구가 장착될 수 있는데, 여기에서는 몸체(120)의 종축을 따라 5개의 절삭공구(T01 내지 T05)가 장착될 수 있는 라인보링바(100)를 예시한다.As shown in FIG. 1, the functional configuration of the line boring bar 100 is a tip 130 configured to be supported by an adapter 110 configured to be coupled to a driving device, a body 120 configured to mount a cutting tool, and a workpiece. ). The body 120 may be equipped with a plurality of cutting tools, which illustrate a line boring bar 100 in which five cutting tools T01 to T05 may be mounted along the longitudinal axis of the body 120.

이 실시예에 따른 라인보링바(100)의 어댑터(110)와 팁(130)은 공구강을 소재로 하여 제조되며, 몸체(120)는 고강성 탄소섬유 복합재료를 소재로 하여 제조된다. 그러나, 이 발명에 따른 라인보링바의 어댑터(110)와 팁(130)의 재료가 공구강으로 한정되는 것은 아니며, 적절한 강성 및 강도를 갖는 어떤 금속이든지 그 소재로서 이용할 수 있다. 몸체(120)의 재료도 고강성 탄소섬유 복합재료로 한정되는 것은 아니며, 경화상태에서의 강성과 강도 및 밀도를 포함한 물성이 유사하다면, 어떤 복합재료이든지 그 소재로서 이용할 수 있다.Adapter 110 and tip 130 of the line boring bar 100 according to this embodiment is made of a tool steel, the body 120 is made of a high rigid carbon fiber composite material. However, the material of the adapter 110 and the tip 130 of the line boring bar according to the present invention is not limited to tool steel, and any metal having appropriate stiffness and strength can be used as the material. The material of the body 120 is not limited to a high rigid carbon fiber composite material, and any composite material can be used as the material if the physical properties including rigidity and strength and density in a cured state are similar.

도 2에 보이듯이, 어댑터(110)와 팁(130)의 각각에는 결합돌기(111, 131)가 형성되어 있으며, 어댑터(110)의 결합돌기(111)는 몸체(120)의 한 단부에서 몸체(120)속에 삽입되어 몸체(120)를 이루는 복합재료와 단단히 접합되어 있고, 팁(130)의 결합돌기(131)는 몸체(120)의 다른 단부에서 몸체(120)속에 삽입되어 몸체(120)를 이루는 복합재료와 단단히 접합되어 있다.As shown in FIG. 2, each of the adapter 110 and the tip 130 has coupling protrusions 111 and 131 formed therein, and the coupling protrusion 111 of the adapter 110 has a body at one end of the body 120. Inserted into the 120 is firmly bonded to the composite material forming the body 120, the engaging projection 131 of the tip 130 is inserted into the body 120 at the other end of the body 120 to the body 120 It is firmly bonded to the composite material forming the film.

도 3에 보이듯이, 몸체(120)의 내부(122)는 복합재료로 형성되어 있고, 복합재료의 표면에는 크롬 혹은 니켈에 기반한 합금을 소재로 하는 경도보강용 코팅층(123)이 형성되어 있다. 이러한 코팅층(123)은 복합재료의 표면의 경도를 보강할 뿐만 아니라, 복합재료에 습기가 침투하는 것을 방지한다.As shown in FIG. 3, the interior 122 of the body 120 is formed of a composite material, and a hardness reinforcing coating layer 123 made of an alloy based on chromium or nickel is formed on the surface of the composite material. The coating layer 123 not only reinforces the hardness of the surface of the composite material, but also prevents moisture from penetrating the composite material.

몸체(120)에는 앞서 언급한 10개의 절삭공구를 장착하기 위해 이용되는 10개의 구멍(121)이 천공되어 있다. 절삭공구(T01 내지 T05)를 장착함에 있어서는, 예를 들어, 구멍(120)의 한 쪽 입구를 통해 절삭공구의 후단을 구멍(120) 속에 삽입한 후에 구멍(120)의 다른 쪽 입구를 통해 볼트(B01 내지 B05)를 삽입하여 절삭공구의 후단에 형성된 너트에 조임으로써 장착될 수 있다. 도 2 및 도 4에서는 절삭공구(T01 내지 T05)의 후단을 조이는 제1 열에 배치된 볼트(B01 내지 B05) 외에, 제1 열과 90°의 위상차를 갖는 제2 열에 배치된 볼트(B06 내지 B10)에 의해 다시 조이는 것을 도시하고 있다. 이렇게 양방향에서 볼트에 의해 조이면, 절삭공구(T01 내지 T05)의 직경과 구멍(120)의 직경의 차이가 클지라도절삭공구(T01 내지 T05)가 구멍(120) 속에 유격 없이 장착될 수 있다. 위와 같은 방법 이외에도 다양한 장착방법이 이용될 수 있지만, 그러한 장착방법은 이 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제가 아니므로, 여기에서는 낱낱이 열거하지 아니 한다.The body 120 is perforated with ten holes 121 used to mount the ten cutting tools mentioned above. In mounting the cutting tools T01 to T05, for example, the rear end of the cutting tool is inserted into the hole 120 through one inlet of the hole 120 and then bolted through the other inlet of the hole 120. It can be mounted by inserting (B01 to B05) and tightening to a nut formed at the rear end of the cutting tool. 2 and 4, in addition to the bolts B01 to B05 arranged in the first row for tightening the rear ends of the cutting tools T01 to T05, the bolts B06 to B10 arranged in the second row having a phase difference of 90 ° with the first row. It is showing tightening by. When tightened by bolts in both directions, the cutting tools T01 to T05 may be mounted in the holes 120 without play even if the difference between the diameters of the cutting tools T01 to T05 and the diameter of the holes 120 is large. Various mounting methods may be used in addition to the above methods, but such mounting methods are not technical problems to be solved by the present invention, and thus are not all listed here.

이 실시예에 따른 라인보링바(100)를 제작함에 있어서는, 먼저 결합돌기(111, 131)가 형성된 어댑터(110)와 팁(130)을 몸체(120)의 전장에 상당하는 거리만큼 이격시켜서 결합돌기(111, 131)가 서로 마주보게 배치해 두고, 미경화상태의 복합재료를 소재로 하여 양측의 결합돌기(111, 131)를 감싸는 몸체(120)를 적절한 굵기로 형성한다. 복합재료는 경화과정에서 결합돌기(111, 131)의 표면에 단단히 접합되지만, 복합재료를 적층하기 전에 상기 결합돌기(111, 131)의 표면에 결합력을 보강하기 위한 깔쭈기 구조를 형성해 두거나 복합재료와의 결합력을 증대시킬 수 있는 접착보조재 등을 도포해 두면 더욱 양호하다.In manufacturing the line boring bar 100 according to this embodiment, the coupling protrusions by separating the adapter 110 and the tip 130 formed with coupling protrusions 111 and 131 by a distance corresponding to the total length of the body 120. The 111 and 131 are disposed to face each other, and the body 120 surrounding the coupling protrusions 111 and 131 on both sides is formed to an appropriate thickness by using the uncured composite material. The composite material is firmly bonded to the surfaces of the coupling protrusions 111 and 131 during the curing process, but before stacking the composite material, a stacking structure is formed on the surfaces of the coupling protrusions 111 and 131 to reinforce the bonding force or the composite material is laminated. It is more preferable to apply an adhesive aid or the like that can increase the bond strength with the.

몸체(120)를 형성하는 방법으로는 복합재료시트를 롤 모양으로 돌돌 감는 방법이 주로 사용되며, 그 경화공정으로는 진공백 성형방법이 주로 사용된다. 이러한 성형방법들은 복합재료를 이용한 구조재의 성형방법에서 이미 널리 알려진 것이므로, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.As a method of forming the body 120, a method of winding a composite sheet in a roll shape is mainly used, and a vacuum bag molding method is mainly used as the curing process. These molding methods are already well known in the method of forming a structural material using a composite material, and thus detailed description thereof will be omitted.

이어서, 경화된 몸체(120)를 팁(130)의 직경보다 가늘게 연삭하며, 몸체(120)의 종축방향으로 제1 열에 배치되는 5개의 구멍(121) 및 제1 열과 90°의 위상차를 갖는 제2 열에 배치되는 5개의 구멍을 천공하고, 필요하다면, 볼트체결을 위한 탭가공을 한다. 팁(130)의 직경보다 가늘게 연삭된 몸체(120)의 표면에 크롬 혹은 니켈에 기반한 합금을 코팅하여 코팅층을 포함한 몸체(120)의 직경이 팁(130)의 직경과 동일하게 마무리함으로써 라인보링바(100)가 완성된다.Subsequently, the cured body 120 is ground thinner than the diameter of the tip 130, and the five holes 121 disposed in the first row in the longitudinal axis direction of the body 120 and the first row have a phase difference of 90 °. Drill five holes in two rows and tap if necessary for bolting. By coating an alloy based on chromium or nickel on the surface of the body 120, which is thinner than the diameter of the tip 130, the diameter of the body 120 including the coating layer is the same as the diameter of the tip 130 to finish the line boring bar ( 100) is completed.

도 5 및 도 6에는 이 발명의 제2 실시예에 따른 라인보링바(200)가 도시되어 있다. 이 실시예에 따른 라인보링바(200)는 어댑터(210)와 팁(230)이 동일재질, 즉 공구강을 소재로 한 로드(224)에 의해 연결된 일체형으로 형성된 것을 제외하고는 앞서 설명한 제1 실시예에 따른 라인보링바(100)의 구성과 동일하다. 도 5 및 도 6에서 10단위 이하의 숫자가 도 1 내지 도 4에서와 동일한 인용부호로 지칭되는 구성요소들은 제1 실시예에 따른 라인보링바(100)의 구성요소와 동일하다. 여기에서는 제1 실시예에 따른 라인보링바(100)의 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명을 생략한다. 이 실시예에 따른 라인보링바(200)의 몸체(220)는 도 6에 보이듯이 중심에 공구강을 소재로 한 로드(224)가 배치되고, 로드(224)의 외측에 복합재료층(222)이 적층되며, 복합재료층(222)의 외측에 크롬 혹은 니켈에 기반한 합금을 소재로 하는 코팅층(223)이 적층되어 있다.5 and 6 show a line boring bar 200 according to a second embodiment of this invention. The line boring bar 200 according to this embodiment is the first embodiment described above, except that the adapter 210 and the tip 230 are integrally connected by the same material, that is, the rod 224 made of tool steel. The same as the configuration of the line boring bar 100 according to. In FIG. 5 and FIG. 6, the components having the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 are the same as the components of the line boring bar 100 according to the first embodiment. Here, the description of the same components as those of the line boring bar 100 according to the first embodiment will be omitted. As shown in FIG. 6, the body 220 of the line boring bar 200 according to this embodiment has a rod 224 made of tool steel at the center thereof, and a composite layer 222 is disposed outside the rod 224. On the outside of the composite material layer 222, a coating layer 223 made of a chromium or nickel based alloy is stacked.

이 실시예에 따른 라인보링바(200)를 제작함에 있어서는, 결합돌기(111, 131)가 형성된 어댑터(110)와 팁(130)을 준비하는 대신에, 공구강을 소재로 한 로드(224)에 의해 연결되어 일체형으로 형성된 어댑터(210)와 팁(230)을 준비하는 것을 제외하고는, 제1 실시예에 따른 라인보링바(100)를 제작하는 방법과 유사하다.In manufacturing the line boring bar 200 according to this embodiment, instead of preparing the adapter 110 and the tip 130, the coupling protrusions 111 and 131 are formed, by a rod 224 made of tool steel as a material. It is similar to the method of manufacturing the line boring bar 100 according to the first embodiment, except for preparing the adapter 210 and the tip 230 connected integrally.

도 7 내지 도 9에는 이 발명의 제3 실시예에 따른 라인보링바(200)가 도시되어 있다. 이 실시예에 따른 라인보링바(300)는 공구강을 소재로 한 로드(324)가 어댑터(210) 및 팁(230)과 일체형으로 형성된 것이 아니라, 로드(324)와 어댑터(210) 및 팁(230)이 별도의 부재로 형성되어 억지끼움 방식으로 결합된 것을제외하고는 앞서 설명한 제2 실시예에 따른 라인보링바(200)의 구성과 동일하다. 도 7 내지 도 9에서 10단위 이하의 숫자가 도 5 및 도 6에서와 동일한 인용부호로 지칭되는 구성요소들은 제2 실시예에 따른 라인보링바(200)의 구성요소와 동일하다. 여기에서는 제2 실시예에 따른 라인보링바(200)의 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명을 생략한다.7 to 9 show a line boring bar 200 according to the third embodiment of the present invention. The line boring bar 300 according to this embodiment is not a rod 324 made of a tool steel material integrally formed with the adapter 210 and the tip 230, the rod 324 and the adapter 210 and the tip 230 ) Is the same as the configuration of the line boring bar 200 according to the second embodiment described above, except that it is formed as a separate member and coupled in an interference fit manner. In FIG. 7 to FIG. 9, the components having the same reference numerals as those in FIGS. 5 and 6 are the same as the components of the line boring bar 200 according to the second embodiment. Here, description of the same components as those of the line boring bar 200 according to the second embodiment will be omitted.

이 실시예에 따른 라인보링바(300)를 제작함에 있어서는, 로드(224)에 의해 연결되어 일체형으로 형성된 어댑터(210)와 팁(230)을 준비하는 대신에, 별도로 형성된 로드(324) 및, 그러한 로드(324)를 삽입할 구멍(312, 332)이 천공된 채로 별도로 형성된 어댑터(210)와 팁(230)을 준비하여 그러한 구멍(312, 332)에 로드(324)를 억지끼워맞춤(Interference fitting)하여 서로 결합시키는 것을 제외하고는, 제2 실시예에 따른 라인보링바(200)를 제작하는 방법과 유사하다.In manufacturing the line boring bar 300 according to this embodiment, instead of preparing the adapter 210 and the tip 230 connected integrally formed by the rod 224, the rod 324 formed separately, and such Prepare the adapter 210 and the tip 230 separately formed with the holes 312 and 332 for inserting the rods 324 into the holes 312 and 332 to fit the rods 324 into the interference fittings. Except for coupling to each other, it is similar to the method of manufacturing the line boring bar 200 according to the second embodiment.

이 실시예에 따른 라인보링바(300)를 제작하는 또다른 방법으로는, 도 9에 보이듯이, 로드(324)의 외측에 복합재료층(322)을 적층하기 전에, 로드(324) 상에서 앞서 언급한 절삭공구 장착용 구멍(321)에 대응하는 위치에 미리 구멍을 뚫고 예를 들어 강철을 소재로 한 심(Shim; S01 내지 S10)을 꽂아 둔다. 이러한 심(S01 내지 S10)은 복합재료층(322)을 적층하여 경화시킨 후에 뽑아내게 되며, 그럼으로써 별도의 천공과정이 없이 절삭공구 장착용 구멍(321)이 형성된다. 이러한 방법은 앞서 설명한 제2 실시예에 따른 라인보링바(200)의 제작시에도 동일하게 이용될 수 있다.As another method of fabricating the line boring bar 300 according to this embodiment, as shown in FIG. 9, before laminating the composite material layer 322 on the outer side of the rod 324, it is mentioned on the rod 324. A hole is drilled in advance at a position corresponding to one of the cutting tool mounting holes 321, and shims S01 to S10 made of steel are inserted, for example. These shims S01 to S10 are removed after stacking and curing the composite material layer 322, thereby forming a cutting tool mounting hole 321 without a separate drilling process. This method may be equally used when manufacturing the line boring bar 200 according to the second embodiment described above.

도 10에는 이 발명의 제4 실시예에 따른 라인보링바(400)가 도시되어 있다.이 실시예에 따른 라인보링바(400)는 어댑터(410)가 일체형 부재가 아니라 어댑터(410)의 본체로부터 분리된 생크(Shank; 413)를 포함하는 2개의 부재로 형성된 것을 제외하고는 앞서 설명한 제1 실시예에 따른 라인보링바(100)의 구성과 동일하다. 도 10에서 10단위 이하의 숫자가 도 1 내지 도 4에서와 동일한 인용부호로 지칭되는 구성요소들은 제1 실시예에 따른 라인보링바(100)의 구성요소와 동일하다. 여기에서는 제1 실시예에 따른 라인보링바(100)의 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명을 생략한다. 이 실시예에 따른 라인보링바(400)의 어댑터(410)의 본체에는 생크(413)를 삽입할 수 있는 구멍(414)이 형성되어 있다. 생크(413)의 직경은 몸체(420)의 직경과 동일하게 형성되는 것이 양호하다. 구멍(414)에 생크(413)를 결합시키는 방식으로는 구멍(414)에 너트를 가공하고 생크(413)에 볼트를 가공하여 나사결합시키거나 억지끼워맞춤 방식이 이용될 수 있다.10 shows a line boring bar 400 according to a fourth embodiment of the present invention. In the line boring bar 400 according to this embodiment, the adapter 410 is separated from the main body of the adapter 410 rather than an integral member. Except that formed of two members including the shank (413) is the same as the configuration of the line boring bar 100 according to the first embodiment described above. In FIG. 10, components having the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 are the same as those of the line boring bar 100 according to the first embodiment. Here, the description of the same components as those of the line boring bar 100 according to the first embodiment will be omitted. The main body of the adapter 410 of the line boring bar 400 according to this embodiment is formed with a hole 414 into which the shank 413 can be inserted. The diameter of the shank 413 is preferably formed to be the same as the diameter of the body 420. As the method of coupling the shank 413 to the hole 414, a nut may be machined into the hole 414 and a bolt may be machined into the shank 413 to be screwed or an interference fit method may be used.

이 실시예에 따른 라인보링바(400)를 제작함에 있어서는, 몸체(420)의 형성을 완료한 후에 생크(413)를 어댑터(410) 본체의 구멍(414) 속에 결합시키는 것을 제외하고는, 제1 실시예에 따른 라인보링바(100)를 제작하는 방법과 유사하다. 생크(413)의 직경은 몸체(420)의 직경과 동일하므로, 직경이 상이한 어댑터(410)의 본체를 포함하는 전체를 진공백에 넣어 성형하는 것보다 훨씬 용이하게 성형을 행할 수 있다.In manufacturing the line boring bar 400 according to this embodiment, except that the shank 413 is coupled into the hole 414 of the adapter 410 body after the formation of the body 420 is completed, the first Similar to the method of manufacturing the line boring bar 100 according to the embodiment. Since the diameter of the shank 413 is the same as the diameter of the body 420, molding can be performed much more easily than putting the entire body including the main body of the adapter 410 having a different diameter into a vacuum bag.

이 발명은 고강성 복합재료를 이용하여 기존의 텅스텐 카바이드 합금 및 공구강으로 제조되던 라인보링바의 몸체(Body)를 고강성 복합재료를 이용하여 제조하고, 어댑터(Adaptor)와 팁(Tip)을 공구강으로 제조하여, 기존제품보다 강성과 고유진동수 및 감쇠비를 높여서 가공시 절삭속도를 높이고, 가공정밀도를 향상시켜 기계산업 발전에 기여할 수 있다.The present invention is to manufacture the body of the line boring bar, which was made of conventional tungsten carbide alloy and tool steel by using a high rigidity composite material by using a high rigidity composite material, and the adapter and the tip to the tool steel By manufacturing, it can contribute to the development of the machinery industry by increasing the cutting speed during processing and improving the processing precision by increasing rigidity, natural frequency and damping ratio than existing products.

이 발명에 따른 라인보링바에서 소재로 사용하는 탄소섬유 복합재료는 일반적으로 비강성 및 비강도, 감쇠능이 높은 재료이다. 탄소섬유 복합재료에 비하여 텅스텐 카바이드는 10배, 공구강이 5배 정도 밀도가 높기 때문에, 같은 인장강성의 탄소섬유 복합재료를 이용하여 만든 라인보링바의 고유진동수가 2.2~3.2배 정도 높다. 또한, 감쇠능이 높아서 절삭 가공시 발생하는 진동을 기존의 텅스텐 카바이드 합금 및 공구강에 비하여 줄일 수 있어, 가공표면의 상태를 더욱 우수하게 만들 수 있다.Carbon fiber composite material used as a material in the line boring bar according to the present invention is generally a material having high specific rigidity, specific strength, and high damping ability. Compared to carbon fiber composites, tungsten carbide is 10 times higher and tool steels are 5 times denser, so the natural vibration of line boring bars made from the same tensile stiffness carbon fiber composites is 2.2 ~ 3.2 times higher. In addition, due to the high damping ability, vibrations generated during cutting can be reduced compared to conventional tungsten carbide alloys and tool steels, thereby making the surface of the machining more excellent.

Claims (14)

구동장치에 결합되게 구성된 어댑터와 절삭공구를 장착하게 구성된 몸체 및 피가공물 등에 의해 지탱할 수 있게 구성된 팁을 포함하고, 몸체에는 하나 이상의 절삭공구가 장착될 수 있게 구성된 라인보링바에 있어서,A line boring bar comprising an adapter configured to be coupled to a drive device, a body configured to mount a cutting tool, and a tip configured to be supported by a work piece, the body being equipped with one or more cutting tools, 상기 어댑터와 상기 팁은 금속을 소재로 하여 제조되며,The adapter and the tip are made of a metal material, 상기 몸체는 고강성 복합재료를 소재로 하여 제조되고,The body is made of a high rigid composite material, 상기 몸체를 이루는 복합재료는 상기 어댑터의 적어도 일부와 상기 팁의 적어도 일부를 감싸도록 형성되며,The composite material constituting the body is formed to surround at least a portion of the adapter and at least a portion of the tip, 상기 어댑터 및 상기 팁을 이루는 금속과 상기 몸체를 이루는 복합재료는 그 계면에서 서로 단단히 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 라인보링바.And the metal constituting the adapter and the tip and the composite constituting the body are firmly bonded to each other at an interface thereof. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 어댑터와 상기 팁의 각각에는 결합돌기가 형성되어 있으며,Coupling protrusions are formed on each of the adapter and the tip, 상기 어댑터의 결합돌기는 상기 몸체의 한 단부에서 상기 몸체 속에 삽입되어 상기 몸체를 이루는 복합재료와 단단히 접합되어 있고,The engaging projection of the adapter is firmly bonded to the composite material forming the body is inserted into the body at one end of the body, 상기 팁의 결합돌기는 상기 몸체의 다른 단부에서 상기 몸체 속에 삽입되어 상기 몸체를 이루는 복합재료와 단단히 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 라인보링바.And the coupling protrusion of the tip is inserted into the body at the other end of the body and is firmly bonded to the composite material forming the body. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 어댑터와 상기 팁이 금속을 소재로 한 로드에 의해 연결되어 있고,The adapter and the tip are connected by a rod made of metal, 상기 로드의 외측에는 복합재료층이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 라인보링바.Line boring bar, characterized in that the composite material layer is laminated on the outside of the rod. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 로드와 상기 어댑터 및 상기 팁이 별도의 부재로 형성되어 억지끼움 방식으로 결합된 것을 특징으로 하는 라인보링바.Line boring bar, characterized in that the rod, the adapter and the tip is formed as a separate member coupled in an interference fit method. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 어댑터가 본체 및 생크(Shank)로 이루어진 2개의 부재로 형성되어 있고,The adapter is formed of two members consisting of a main body and shank, 상기 생크는 상기 어댑터의 본체에 형성된 구멍 속에 삽입되어 단단히 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 라인보링바.And the shank is inserted into a hole formed in the main body of the adapter and is firmly coupled to the line boring bar. 청구항 1 내지 5 중의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 몸체를 이루는 복합재료의 외측에는 크롬 혹은 니켈에 기반한 합금을 소재로 하는 경도보강용 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 라인보링바.Line boring bar, characterized in that the outer surface of the composite material forming the body is formed with a coating layer for hardness reinforcement based on the alloy based on chromium or nickel. 청구항 1 내지 5 중의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 몸체에는 절삭공구를 장착하기 위해 이용되는 구멍이 상기 몸체의 종축선과 교차하는 방향으로 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 라인보링바.The body boring bar is characterized in that the hole used to mount the cutting tool is drilled in the direction crossing the longitudinal axis of the body. 구동장치에 결합되게 구성된 어댑터와 절삭공구를 장착하게 구성된 몸체 및 피가공물 등에 의해 지탱할 수 있게 구성된 팁을 포함하고, 몸체에는 하나 이상의 절삭공구가 장착될 수 있게 구성된 라인보링바를 제조하는 방법에 있어서,In the method for manufacturing a line boring bar comprising an adapter configured to be coupled to the drive and the body configured to mount the cutting tool and the tip configured to be supported by the work, the body is equipped with one or more cutting tools, 금속을 소재로 한 상기 어댑터와 상기 팁을 준비하는 단계와,Preparing the adapter and the tip made of metal; 미경화상태의 복합재료를 소재로 하여 상기 몸체를 성형하는 단계와,Shaping the body from the uncured composite material; 복합재료를 경화시키는 단계를 포함하고,Curing the composite material, 상기 몸체성형단계에서는 상기 몸체를 이루는 복합재료가 상기 어댑터의 적어도 일부와 상기 팁의 적어도 일부를 감싸게 하는 것을 것을 특징으로 하는 제조방법.The body forming step, characterized in that the composite material constituting the body wraps at least a portion of the adapter and at least a portion of the tip. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 어댑터와 팁을 준비하는 단계에서는 별도의 부재로 형성되어 결합돌기가 각각 형성된 어댑터 및 팁을 준비하고,In the preparing of the adapter and the tip, the adapter and the tip are formed as separate members to form the coupling protrusions, respectively, 상기 어댑터와 상기 팁을 상기 몸체의 전장에 상당하는 거리만큼 이격시켜서 결합돌기가 서로 마주보게 배치해 두는 단계를 부가적으로 포함하며,And separating the adapter and the tip from each other by a distance corresponding to the total length of the body, so that the engaging protrusions face each other. 상기 몸체성형단계에서는 복합재료가 상기 어댑터의 결합돌기와 상기 팁의 결합돌기를 감싸게 하는 것을 것을 특징으로 하는 제조방법.The body forming step is characterized in that the composite material wraps the coupling protrusion of the adapter and the coupling protrusion of the tip. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 어댑터와 팁을 준비하는 단계에서는 금속을 소재로 한 로드에 의해 연결되어 일체형으로 형성된 어댑터와 팁을 준비하고,In the preparing of the adapter and the tip, the adapter and the tip are connected to each other by a rod made of metal, and the tip is prepared. 상기 몸체성형단계에서는 상기 로드의 외측에 복합재료층을 도포하는 것을 것을 특징으로 하는 제조방법.The body forming step, characterized in that for applying a composite layer on the outside of the rod. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 어댑터와 팁을 준비하는 단계에서는 별도로 형성된 로드 및, 상기 로드를 삽입할 구멍이 천공된 채로 별도로 형성된 어댑터와 팁을 준비하며,In the preparing of the adapter and the tip, the separately formed rod and the separately formed adapter and the tip are prepared while the hole for inserting the rod is drilled, 상기 어댑터 및 상기 팁에 형성된 상기 구멍 속에 상기 로드의 양단부의 각각을 억지끼워맞춤(Interference fitting)하여 서로 결합시키는 단계를 부가적으로 포함하고,And interfering each other at each end of the rod in the hole formed in the adapter and the tip to engage each other. 상기 몸체성형단계에서는 상기 로드의 외측에 복합재료층을 도포하는 것을 것을 특징으로 하는 제조방법.The body forming step, characterized in that for applying a composite layer on the outside of the rod. 청구항 11에 있어서,The method according to claim 11, 상기 몸체성형단계의 전에, 상기 로드 상에서 절삭공구 장착용 구멍에 대응하는 위치에 미리 구멍을 천공하는 단계와, 상기 로드 상에 천공된 상기 구멍 속에 심(Shim)을 꽂아 두는 단계 및, 상기 복합재료경화단계의 후에, 상기 심을 뽑아내는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 제조방법.Before the body shaping step, drilling a hole in advance at a position corresponding to the cutting tool mounting hole on the rod, inserting a shim into the hole drilled on the rod, and the composite material After the curing step, further comprising the step of extracting the seam. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9, 상기 어댑터와 팁을 준비하는 단계에서는 본체 및 생크(Shank)로 이루어진 2개의 부재로 형성된 어댑터를 준비하고,In the preparing of the adapter and the tip, an adapter formed of two members consisting of a main body and shank is prepared, 상기 복합재료경화단계의 후에, 상기 생크를 상기 어댑터 본체의 구멍 속에 결합시키는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 제조방법.After said composite hardening step, further comprising coupling said shank into a hole in said adapter body. 청구항 8 내지 13 중의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 8 to 13, 상기 복합재료의 외측에 합금을 소재로 하여 경도보강용 코팅층을 형성하는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 제조방법.And forming a hardness reinforcing coating layer using an alloy as the material on the outer side of the composite material.
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