KR200343528Y1

KR200343528Y1 - 기어의 버 제거와 모따기를 위한 공구

Info

Publication number: KR200343528Y1
Application number: KR20-2003-0030904U
Authority: KR
Inventors: 이재규; 이재우
Original assignee: 이재규
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2004-03-03

Abstract

본 고안은, 스퍼기어 및 헬리컬 기어의 단면 이모서리의 모따기 및 버 제거를 행하는 경우에, 공구 수명이 길고, 칩핑과 파손 등의 공구 손상을 방지하기 위한 공구에 관한 것이다.

기어의 버 제거와 모따기를 위한 종래의 공구는, 커터 몸체부와 절삭날이 일체형이며, 그 소재는 합금공구강재로 되어 있어서, 절삭시에 있어서 절삭날의 정상적인 마모에 의한 공구수명에 도달되기 이전에, 공구의 마멸이 급속도로 진행되어 조기에 사용이 불가능하게 되는 경우가 많았으며, 이 때문에 자동화가 곤란하였고, 가공 능률이 매우 낮았었다.

기어의 버 제거와 모따기를 위한 본 고안의 공구는, 합금공구강재의 커터 몸체부에 초경합금의 절삭날을 은납한 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 의해, 본 고안의 공구는 기어의 버 제거와 모따기 가공시에 우수한 내마모성을 가짐에 의해 공구 수명이 현저히 길어지므로, 기어가공 비용의 상당한 절감효과가 있다.

Description

기어의 버 제거와 모따기를 위한 공구{Tool for the deburring and chamfering of end face tooth edges of spur and helical gear}

본 고안은, 스퍼기어 및 헬리컬 기어의 단면 이모서리의 모따기 및 버 제거를 행하는 경우에, 공구 수명이 길고, 칩핑과 파손 등의 공구 손상이 발생되기 어려운 공구에 관한 것이다.

일반적으로 기어의 이절삭가공을 행하는 경우에는, 이절삭 된 각 이의 예각 측면 단부에 버가 발생하기 때문에, 면취 공구에 의한 면취 가공에 의하여 이러한 버의 제거가 행해지고 있다.

절삭가공으로 제작되는 기어에는, 각종의 이유로 제거하여야 하는 버가 단면 모서리에 형성된다. 예를 들면 기어 단면과 같은 평면은, 다음 공정에서 클램프면 또는 기준면으로 사용되기 때문에, 전술한 바와 같은 버는 장애로 된다. 기어 이가공의 특수한 위험은, 경도가 높은 버가 기어내를 주행하는 중에 탈락하여, 이측면(이 flank)을 손상시킨다는 것이다. 이외에도, 가공품을 취급하는 때에 잔존하는 버가 손상을 줄 위험이 있다. 이러한 이유 때문에, 이미 상당 기간, 많은 방법, 여러 종류의 공구가 버를 제거하기 위하여 사용되어 왔다.

그러나, 버를 제거하는 만으로는 통상 충분하지 않다. 예를 들면, 경화 공정 중에, 예리한 모서리가 과도한 탈탄을 일으키기 때문에 그래스형으로 경화되고, 취약화되며, 부하를 받는 때에 탈락되는 경우가 많다. 따라서, 단면 이모서리는 면취를 행하지 않으면 안된다.

최근에는, 스퍼기어 및 헬리컬 기어의 단면 이모서리의 모따기 및 버 제거를 위한 절삭가공에는, 도 1에 나타내는 바와 같은, 기어의 버 제거와 모따기를 위한 공구가 많이 사용되고 있다.

도1은 기어의 모따기 및 버 제거를 위한 종래의 공구를 나타내는 정면도이다. 커터 몸체부(2)에는 절삭날(21, 31)이 형성되어 있는데, 종래에는 커터몸체부(2)와 절삭날(21, 31)이 일체형이며, 그 소재는 합금공구강재로 되어 있다. 종래의 공구에 있어서, 커터 몸체부(2)와 절삭날(21, 31)의 소재인 합금공구강재를 열처리하여 경화시키더라도, 커터 몸체부(2)와 절삭날(21, 31)이 합금공구강재인 때에는 공구의 마멸이 급속히 진행되어 조기에 공구 수명에 달하기 때문에 빈번히 공구를 교환하여야 하는 문제가 있어 왔다. 또한, 합금공구강제의 공구를 사용하여 기어의 모따기 및 버 제거를 행하는 경우에, 공구 마멸의 급속 진행 때문에 작업자가 자주 공구마멸상태를 관찰하여야 하므로, 효율적인 자동화가 곤란하였으며, 공구 마멸의 급속 진행을 방지하기 위하여는 가공 조건을 완화시켜야 하므로 생산 능률이 현저히 낮은 문제가 있었다.

기어의 버 제거와 모따기를 위한 공구에 고속도공구강재를 적용하는 경우에는 공구마멸의 문제는 어느 정도 해결될 것이나, 공구비가 현저히 고가로 되는 문제가 있다.

기어의 버 제거와 모따기를 위한 합금공구강제 공구의 마멸을 억제하기 위하여 공구 형상을 변화시키거나, 최적의 절삭 조건을 선정하거나, 또는 고속도공구강의 재질과 열처리 조건을 변화시키는 방안이 시도되어 왔으나 상기의 문제가 그다지 해결되지는 못하였었다. 또한, 합금공구강의 경도를 증가시켜 내마모성을 향상시키면 인성이 감소하여 절삭날에서 칩핑 및 파손이 더욱 발생하기 쉬우며, 인성을 증가시켜 절삭날에서의 칩핑 및 파손을 억제시키면, 공구의 경도가 저하되어 내마모성의 감소에 의해 공구수명이 짧아지는 문제가 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기어의 버 제거와 모따기를 위한 공구에 있어서, 공구마멸을 억제시킴에 의하여 공구 수명을 증가시키고, 더구나 절삭시에 칩핑 및 파손이 현저히 방지되는, 기어의 버 제거와 모따기를 위한 공구를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 기어의 버 제거와 모따기를 위한 종래 공구의 정면도

도 2는 기어의 버 제거와 모따기를 위한 본 고안에 의한 공구의 종단면도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 본체 2 : 제1 커터 몸체부

3 : 제2 커터 몸체부 6 : 링

7 : 은납부 11 : 대직경부

12, 13 : 소직경부 14 : 내경

15 : 키홈 21 : 제1 커터 절삭날

22 : 제1 커터 몸체부의 내경 31 : 제2 커터 절삭날

32 : 제2 커터 몸체부의 내경

그래서, 본 고안자들은 위에서 언급한 관점에서 상기한 종래의, 기어의 버 제거와 모따기를 위한 공구의 절삭날에서의 마멸을 억제할 수 있는 공구를 제조하기 위하여 연구를 행한 결과, 합금공구강재의 커터 몸체부(2, 3)에 초경합금의 절삭날(21, 31)을 은납하는 것에 의하여, 기어의 버 제거와 모따기 가공에서 공구 마멸이 현저히 방지되어 우수한 절삭 성능을 장기간 발휘한다는 것을 알게 되었다.

본 고안은 상기의 연구 결과에 따른 것으로, 본 고안의 구성을 도 2에 보이며, 본 고안의 상세 구성을 도 2를 참조하여 아래에 설명한다. 합금공구강재의 몸체부(2, 3)에 초경합금의 절삭날(21, 31)을 은납함에 의한 은납부(9)를 가지는 것으로 구성된다. 또한, 거의 중앙에 대직경부(11)를 가지는 본체(1)는, 그 양단에 상호 동일 직경의 소직경부(12, 13)가 설치되고, 중심 구멍(14)에는 가공기계의 구동축이 끼워져서 회전 가능하게 키홈(15)이 설치되어 있다. 본체(1)의 소직경부(12, 13)에는 주위에 기어(21, 31)가 형성된 기어형의 제1 커터 몸체부(2), 제2 커터 몸체부(3)가 각각 내경(22, 32)을 소직경부에 끼움에 의해 조립된다.

제1 커터 몸체부(2), 제2 커터 몸체부(3)는 본체(1)의 대직경부(11)에 끼워서 설치하도록 되어 있으며, 제1 커터 몸체부는 제1 커터면(23)에 뚫어진 긴구멍(24)를 통하여 대직경부에 뚫어진 나사 구멍(17)에 본체 위상 조정용 볼트(4)를 끼움에 의하여 본체에 고정된다. 제2 커터 몸체부는 제1 커터면(23)에 뚫어진 긴구멍(25)를 통하여 제2 커터에 뚫어진 나사 구멍(35)에 커터 위상 조정용 볼트(5)를 끼우는 것에 의하여 제1 커터 몸체부에 고정된다. 또한, 제1 커터 몸체부, 제2 커터 몸체부는 긴구멍(24, 25), 나사 구멍(35) 이외는 기어 제원을 포함하여 동일 제원으로 되어 있다.

본체 대직경부(11)의 외주(16)에는 링(6)이 끼워져 있으며, 링의 폭과 본체 대직경부의 폭은 동일 치수로 되어, 커터 위상 조정용 볼트(5)가 관통 가능하도록 구멍(27)이 뚫어져 있으며, 본체 대직경부(11)와 링(6)에는 제1 커터 몸체부(2) 및 제2 커터 몸체부(3)의 폭치수를 결정할 수 있도록 되어 있다.

본 고안은 상기한 바와 같이, 합금공구강재의 커터 몸체부에 초경합금의 절삭날을 은납한 것으로, 버 제거와 모따기 가공에서 공구의 마멸의 발생이 억제되며, 공구수명이 길어지는 것을 특징으로 하고 있다.

＜실시예＞

도 2에 나타내는, 기어의 버 제거와 모따기를 위한 공구의 커터 몸체부(2, 3)의 최종 형상에 대응한 형상의 합금공구강재인 STS3 재료의 커터 몸체부에 다듬질 가공을 행하고, 이것들의 공구 소재에 질소 분위기 중에서, 1250℃에서 20분간 가열 유지한 후에, 질소가압 가스의 비율을 조정함에 의해 냉각속도를 40℃/분으로 유지한 조건에서 냉각의 담금질처리를 실시하여 조직을 마르텐사이트화 하였고, 이담금질 처리 후의 공구 몸체부의 소재에 대하여 뜨임처리를 행한 후에, 합금공구강재의 몸체부와 초경합금 절삭날에서 납접이 실시될 부위를 세척하고, 납접용 토치에 산소와 아세틸렌 가스를 사용하여 P30 재종의 초경 절삭날을 은납하였다. 은납재로는 3층의 샌드위치 형식으로 은함량이 49∼51％인 BAg-24 합금을 사용하였으며, 은납시의 온도는 약 710℃가 되도록 하였으며, 은납층의 두께는 약 0.1mm가 되도록 하였다. 이러한 초경 절삭날이 은납된 커터 소재를 다이아몬드 숫돌로써 연마하여 표 1에 나타내는 공구 형상으로 최종 다듬질함에 의해 기어의 버 제거와 모따기를 위한 실시예의 공구를 제조하였다. 또한, 비교를 위하여, 커터 몸체부(2)와 절삭날(21, 31)이 일체형이며, 그 소재가 합금공구강재로 된 종래 공구를 사용 하였으며, 공구 형상은 실시예와 동일하도록 하였으며, 같은 절삭조건에서 실험하였다. 피삭 기어의 재종과 형상은 표 1에서 보이는 바와 같다.

표 2에는 기어의 버 제거와 모따기 가공에서, 칩핑 생성까지의 절삭시간과 함께, 기어의 버 제거와 모따기를 위한 공구의 여유면 마멸이 0.3mm에 달하는 절삭시간으로 설정한 공구수명을 나타내었다. 본 고안의 실시예의 버 제거와 모따기를 위한 공구는 절삭시의 칩핑 생성까지의 절삭시간이 종래예에 비해 약 30배 이상 향상되었으며, 여유면 마멸이 0.3mm에 달하는 절삭시간으로 설정한 공구수명의 관점에서도 본 고안 실시예의 버 제거와 모따기를 위한 공구가 종래예에 비해 약 24배 이상 향상되었다.

표 2에서 나타낸 본 고안의 실시예에 대한 실험 결과로부터, 본 고안의 공구는 우수한 내마모성을 가짐에 의해 공구 수명이 현저히 길어지므로, 기어가공 비용의 상당한 절감효과가 있다.

Claims

제1 커터 몸체부와 제2 커터 몸체부의 내경을 동일하게 하고, 본체의 대직경부와 동일 직경이고 동일한 폭을 가진 링이 끼워지며, 본체의 대직경부의 양측에 동심, 동일 직경으로 돌출시킨 소직경부에, 제1 커터 몸체부와 제2 커터 몸체부를 양측에서 대향시켜 결합하며, 제1 커터 몸체부와 제2 커터 몸체부의 외주에, 초경합금으로 된 기어형의 절삭날이 은납된 것을 특징으로 하는, 기어의 버 제거와 모따기를 위한 공구.