KR200427380Y1 - Ｈｓｄ다기능 공구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 특히 가공물에 슬롯홀을 가공할 경우 구멍을 가공하는 드릴링작업, 슬롯홀의 면을 매끄럽게 다듬는 디버링작업, 슬롯홀의 상하부입구면에 모따기 작업을 하나의 공구를 이용하여 동시에 수행하여 공정의 수를 감소시키고, 가공 공구의 수를 줄이며, 작업시간을 감소시킬 수 있는 HSD다기능 공구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수직이송 및 수평이송이 가능한 회전 절삭 머신의 척부에 고정되는 자루부와, 자루부의 하부에 일체로 형성되되, 자루부의 직경보다 1mm이내의 작은 직경으로 형성되고, 수평이송하면서 슬롯홀면을 절삭하는 다수개의 비틀림 절삭날이 형성된 슬롯날부와, 슬롯날부의 하부에 일체로 형성된 챔퍼날부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 하나의 공구를 이용하여 드릴링 작업, 슬롯 작업, 디버링 작업, 챔퍼작업을 수행할 수 있어 각각의 작업에 따른 공구의 구입비용 절감 및 각기 다른 작업을 수행할 수 있는 호환성이 증대되는 효과가 있다.

절삭공구, 드릴링, 디버링, 모따기, 슬롯날부, 챔퍼날부

Description

ＨＳＤ다기능 공구{HSD Multipurpose tool}

도 1은 본 고안에 따른 HSD 다기능 공구의 사시도,

도 2는 본 고안에 따른 HSD 다기능 공구의 정면도,

도 3은 본 고안에 따른 HSD 다기능 공구의 작업공정도,

도 4는 본 고안에 따른 HSD 다기능 공구를 이용한 작업실시도,

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 자루부 20 : 슬롯날부

30 : 챔퍼날부 31 : 상부챔퍼절삭면

31a,32a : 절삭날 32 : 하부챔퍼절삭면

100 : 공구 200 : 가공물

201 : 슬롯홀 202 : 슬롯홀면

S1 : 위치결정단계 S2 : 제1구멍가공단계

S3 : 제2구멍가공단계 S4 : 슬롯가공단계

S5 : 슬롯하부면취단계 S6 : 슬롯상부면취단계

본 고안은 HSD(에이치에스디)다기능 공구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공물에 슬롯홀을 가공할 경우 구멍을 가공하는 드릴링작업, 슬롯홀의 면을 매끄럽게 다듬는 디버링작업, 슬롯홀의 상하부입구면에 모따기 작업을 하나의 공구를 이용하여 동시에 수행하여 공정의 수를 감소시키고, 가공 공구의 수를 줄이며, 작업시간을 감소시킬 수 있는 HSD다기능 공구에 관한 것이다.

일반적으로 가공물 또는 피절삭물을 관통하며 일정한 길이로 형성되는 슬롯홀을 가공하기 위해서는 먼저 가공물에 구멍을 뚫는 드릴링 작업을 드릴을 이용하여 슬롯홀의 길이에 맞추어 양끝단에 뚫게 된다.

이후, 양측에 형성된 구멍의 사이에 잔존하는 가공물을 절삭하기 위해서 공구가 이동하는 머신에 공구를 장착하여 슬롯홀의 길이방향으로 공구가 회전하면서 두 개의 홀 사이에 남아 있는 가공물을 절삭하고, 공구가 회전과 동시에 이송하면서 슬롯홀을 가공하는 방식이 있다.

아울러, 슬롯홀이 가공될 가공물을 앤드밀과 같은 절삭기계에 형성된 가공물을 바이스나 척에 고정시키면, 바이스나 척이 고정된 베드가 상하방향인 수직방향 및 전후좌우방향으로 수평이동하면서 회전되는 공구로 이동시켜 절삭 가공하는 방식을 이용하여 슬롯홀을 길이 방향으로 가공하게 된다.

이와 같이, 가공물에 가공된 슬롯홀은 공구가 가공물을 절삭할 때 상하부 입구에 절삭되지 않은 잔여 쇠조각 같은 돌기들이 형성되어 매끈하지 못하여 드릴과 같은 공구를 이용하여 모따기작업을 수행하게 되며, 제품으로 사용하지 못함으로 매끄럽게 다듬는 리머와 같은 공구를 이용하여 표면을 다듬는 작업을 통해 작업을 완료하게 된다.

그러나, 종래의 슬롯홀을 가공하기 위해서는 각각의 역할을 달리하는 드릴링작업을 통해 양측에 구멍을 뚫고, 양측 구멍 사이에 잔존하는 가공물을 가공하기 위해 앤드밀과 같은 기계를 이용하여 작업을 한 후, 슬롯홀의 면이나 상하부 입구를 매끈하게 다듬으며 모따기 작업을 드릴과 같은 공구를 이용하여 수행함으로, 작업의 공정상 복잡함과 불편한 문제점이 있었다.

또한, 종래의 슬롯홀을 가공하기 위해 각 공정마다 각기 다른 공구를 교체하거나 절삭 공구에 설치해야 하는 번거로움과 이로 인한 교체작업으로 인한 작업시간의 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.

그리고, 종래의 슬롯홀을 절삭하는 공구는 드릴일 경우에는 구멍을 뚫는 드릴링 작업, 앤드밀은 절삭작업, 슬롯홀의 면이나 모따기를 위한 별도의 공구가 각각 제 역할만을 수행하여 작업의 효율성 및 공구의 호환성이 저하되어 작업능률을 감소시키고 생산성 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 하나의 공구에 슬롯홀의 면을 가공할 수 있는 슬롯날부와 상하에 절삭날이 형성된 챔퍼날부가 일체로 형성되어 가공물에 구멍을 가공하는 드릴링작업 및 슬롯홀의 면을 다듬는 디버링작업, 슬롯홀의 상하부입구에 모따기를 수행하는 챔퍼작업을 하나의 공구를 이용하여 순차적으로 가공함으로서 공구의 교체작업이 필요없게 되어 작업시간이 단축되도록 구조가 개선된 HSD다기능 공구를 제공하는데 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 하나의 공구를 이용하여 드릴링 작업, 디버링 작업, 챔퍼작업을 수행할 수 있어 각각의 작업에 따른 공구의 구입비용이 절감되어 원가절감 및 생산성이 향상되도록 구조가 개선된 HSD다기능 공구를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 수직이송 및 수평이송이 가능한 회전 절삭 머신의 척부에 고정되는 자루부와,

자루부의 하부에 일체로 형성되되, 자루부의 직경보다 1mm이내의 작은 직경으로 형성되고, 수평이송하면서 슬롯홀면을 절삭하는 다수개의 비틀림 절삭날이 형성된 슬롯날부와,

슬롯날부의 하부에 일체로 형성된 챔퍼날부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 챔퍼날부는 상부가 슬롯날부의 하부에 선단각이 45°로 경사지게 형성되어 슬롯홀의 하부입구를 다듬는 디버링 및 면취가공을 위한 절삭날으로 상부챔퍼절삭면이 구성되며, 챔퍼날부의 하부는 선단각이 90°를 이루고 구멍 및 슬롯홀의 상부입구를 다듬는 디버링 및 면취가공을 위한 절삭날으로 형성된 원추형의 하부챔퍼절삭면이 자루부와 직경이 동일하도록 구성되고, 상부챔퍼절삭면과 하부챔퍼절삭면의 사이에는 원통형의 외주면에 절삭날이 형성된 외주절삭면이 일체화로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 상기한 바와 같은 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 고안에 따른 HSD다기능 공구의 사시도이며, 도 2는 본 고안에 따른 HSD다기능 공구의 정면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 HSD다기능 공구의 작업공정도이며, 도 4는 본 고안에 따른 HSD다기능 공구를 이용한 작업실시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 HSD다기능 공구는 수직이송 및 수평이송이 가능한 회전 머신의 척부에 고정되는 자루부(10)와, 자루부(10)의 하부에 일체로 형성되며 다수개의 비틀림 절삭날이 형성된 슬롯날부(20)와, 슬롯날부(20)의 하부에 일체로 형성된 챔퍼날부(30)로 구멍작업, 슬롯작업, 디버링작업을 수행하는 HSD다기능 공구(100)가 구성된다.

상기에서 HSD는 구멍(hole을 뜻하는;H), 슬롯(slot을 뜻하는;S), 디버링(deburring을 뜻하는;D)을 약칭하여 나타내는 용어이다.

자루부(10)는 수직이송 및 수평이송이 가능한 회전 머신의 척부에 고정되게 구성된다.

즉, 자루부(10)는 일명 생크(shank)라고도 지칭하며, 자루부(10)는 공구(100)를 선반머신, 밀링머신, 드릴링머신 등과 같은 절삭기계에 부착되는 단동척(independent chuck; 4개의 조가 각각 단독으로 움직이는 척으로 불규칙한 공작물을 고정할 때 사용)이나, 연동척(wniversal chuck 또는 스콜 척; 3개의 조가 동심원으로 같은 거리를 움직이는 척으로 원형의 공작물을 고정할 때 사용), 또는 복동척(combination chuck; 양용 척이라고도 하며, 4개의 조를 동시에 움직이거나 별도로 움직일 수 있어 불규칙한 형상의 공작물을 다량 가공할 때 사용) 등에 고정되게 구성된 것이다.

그러나, 본 고안에서의 자루부(10)은 연동척을 이용하여 고정하는 방법이 공구체결시간이나 작업능률적인 측면에서 가장 적합하다고 할 수 있다.

아울러, 슬롯날부(20)는 자루부(10)의 하부에 일체로 형성되며 다수개의 비틀림 절삭날이 형성된다.

더불어, 비틀림 절삭날의 비틀림각은 지름에 따라 다소 다르나, 강재의 구멍을 가공하는 경우에는 25~29°정도가 적합하며, 비틀림각이 32~40°의 경우에는 알루미늄, 아연등 비철금속의 구멍을 가공하는데 적합하고, 비틀림각이 16~22°의 경우에는 플라스틱 가공에 적합하도록 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 슬롯날부(20)는 앤드밀과 같이 가공물(200)을 절삭하는 기능을 수행하기 위하여 구성된다.

그리고, 슬롯날부(20)은 원기둥형상으로 외주면에 나선형상의 가공물(200)이 절삭가능하도록 나선형 절삭날이 다수개로 구성된다.

또한, 슬롯날부(20)는 자루부(10)의 직경보다 1mm 이내로 작은 직경으로 형성하여 가공물(200)에 구멍을 가공하였을 때 최적의 가공면을 얻을 수 있도록 구성한 것이며, 수평이송을 통하여 슬롯홀면(202)을 가공하도록 구성된 것이다.

한편, 챔퍼날부(30)는 슬롯날부(20)의 하부에 일체로 형성되되, 상부가 슬롯날부(20)의 하부에 선단각이 45°로 외측에서 내측방향으로 경사지게 상부챔퍼절삭면(31)이 구성된다.

이러한, 상부챔퍼절삭면(31)에는 슬롯홀(201)의 하부입구를 성형시 다듬는 디버링 및 면취가공을 위한 절삭날(31a)이 상부챔퍼절삭면(31)을 따라 중심을 기준 으로 구성된다.

더불어, 디버링 및 면취가공은 슬롯홀(201)을 공구(100)를 이용하여 가공물(200)에 성형시 생기는 모서리 부분의 돌출부위를 매끄럽게 후 처리하는 공정방식을 말하는 것이다.

아울러, 챔퍼날부(30)의 하부는 선단각이 90°를 이루는 하부챔퍼절삭면(32)으로 형성된 원추형으로 자루부(10)와 직경이 동일하도록 구성된다.

이렇게, 챔퍼날부(30)의 상하부챔퍼절삭면(31,32)을 이용하여 슬롯홀(201)을 모따기를 하게 되면 슬롯홀(201)의 상하 입구의 외주면은 45°의 각도로 모따기가 이루어져, 가공물(200)에 조립되는 조립체의 표면에 흠집이나 긁힘 없이 삽입 및 슬롯홀(201)을 따라 이동 가능하도록 구성된다.

그리고, 하부챔퍼절삭면(32)에는 구멍 및 슬롯홀(201)의 상부입구를 다듬는 디버링 및 면취가공을 위한 절삭날(32a)으로 하부챔퍼절삭면(32)을 따라 중심을 기준으로 구성된다.

한편, 상부챔퍼절삭면(31)과 하부챔퍼절삭면(32)의 사이에는 원통형의 외주면에 절삭날(33a)이 형성된 외주절삭면(33)이 일체화로 구성되어 하부챔퍼절삭면(32)을 이용하여 가공물(200)에 구멍을 천공시 절삭저항을 최소하 하며 하부챔퍼절삭면(32)에서 절삭되지 않은 여분의 절삭부분을 절삭시키는 기능을 수행하도록 구성된다.

또한, 하부챔퍼절삭면(32)은 가공할 가공물(200)의 재질에 따라 선단각도가 다르게 구성되는데, 가공물(200)의 경도(단단한 정도)가 낮을 경우에는 선단각을 작게 형성할 수 있으며, 가공물(200)의 경도가 클 경우에는 선단각을 크게 형성시켜 구성할 수 있으며, 모따기 작업을 수행 하지 않을 경우에 적합하도록 재료에 따라 구성되는 것이다.

더불어, 공구(100)의 재질은 고속도강로 구성될 수 있으며, 강도와 가공성을 증대시키기 위해 공구(100) 표면에 다이아몬드코팅을 피막처리하여 구성될 수 있다.

또한, 공구(100)의 다른 구성재질로서는 탄화 텅스텐을 주체로 한 결합금속인 코발트와 소결합금으로, 코발트는 중량비율이 6 % 정도이므로 탄화텅스텐 입자들 사이의 코발트에 탄소와 텅스텐이 녹아있어, 대단히 굳고 내마모성이 우수하므로 금속제품을 자르거나 깎는 커터 등에 이용되는 초경합금 또는 초경합금 재질의 공구(100) 표면에 산화알루미나, 탄화티탄, 질화티탄을 각각 피막처리 하거나 또는 복합적으로 피막처리하여 구성될 수 있다.

한편, 공구(100)는 드릴링작업, 드릴링작업 후 드릴링 작업으로 형성된 홀의 면을 다듬는 작업, 구멍의 상하부 입구를 다듬으며 모따기작업을 수행할 수 있어 각각의 작업을 단독으로 수행 가능하도록 구성된 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, HSD 다기능 공구를 이용하여 슬롯홀(201)을 가공하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 슬롯홀(201)을 가공할 가공물(200)을 수직방향으로 상하이송 및 전후좌우방향으로 수평이송이 가능하도록 베드가 구성되고, 공구(100)가 결합되는 척부 분이 수직방향으로 상하이송 및 전후좌우방향으로 수평이송 가능한 절삭머신에 고정한 후, 가공물(200) 상부에 챔퍼날부(30)를 위치시키는 위치결정단계(S1)를 거치게 된다.

이때, 공구(100)의 챔퍼날부(30) 최하단부가 구멍 뚫을 위치를 정확히 절삭할 수 있도록, 가공물(200) 표면에 구멍의 위치결정 정밀도를 높이기 위하여 구멍가공에 앞서 리딩 드릴(leading drill)을 이용하여 최초 가공 위치점을 지정한 후 진행한다.

이후, 위치결정단계(S1)를 거쳐 가공물(200)을 상하방향으로 이송하거나, 공구(100)를 이송하여 가공물(200)에 챔퍼날부(30)의 하부챔퍼절삭면(32)을 회전 작용을 이용하여 첫 번째 구멍을 가공하는 제1구멍가공단계(S2)를 거쳐 구멍을 가공한다.

그리고, 제1구멍가공단계(S2)의 시행 후 동일한 공정으로 첫 번째 구멍의 반대편으로 슬릿홀의 길이 만큼 가공물(200)이나 공구(100)을 이송시켜 두 번째 구멍을 가공하는 제2구멍가공단계(S3)를 거쳐 구멍을 가공한다.

다음으로, 제2구멍가공단계(S3)를 시행 후 슬롯날부(20)를 회전 및 수평이송작용 또는 가공물(200)의 수평이송작용으로 제1,2구멍가공단계(S2,S3)에서 형성된 양측 구멍의 사이에 잔존하는 가공물(200)을 절삭하면서 슬롯홀면(202)을 가공하는 슬롯가공단계(S4)를 거쳐 슬롯홀(201)을 완성시키게 된다.

이후, 슬롯가공단계(S4)를 종료 후 가공된 슬롯홀(201)을 상부챔퍼절삭면(31)에 형성된 절삭날(31a)을 이용하여 슬롯홀(201)의 하부입구를 매끄럽게 다듬 으며 모따기를 동시에 시행하는 슬롯홀하부면취단계(S5)를 거치게 된다.

즉, 슬롯홀하부면취단계(S5)에서는 두 가지 방식으로 디버링 및 모따기 작업이 이루어질 수 있는데, 첫째는 공구(100)는 완성된 슬롯홀(201)의 내부에 회전되는 상태로 위치를 고정시키고, 가공물(200)이 고정된 절삭머신의 베드를 모따기 작업을 수행 할 치수만큼(적정 이송거리 0.5mm이내) 하부로 수직이송시켜 상부챔퍼절삭면(31)에 형성된 절삭날(31a) 및 슬롯날부(20)에 슬롯홀(201)의 하부입구 모서리면을 접촉시키며 슬롯홀(201)의 테두리면을 따라 이송시키게 되면 슬롯날부(20)에 의해 슬롯홀(201)의 면이 매끄럽게 가공되는 동시에 하부입구 모서리면에 모따기 작업이 간단히 완료되는 것이다.

또한, 두번째 디버링 및 모따기 작업은 공구(100)는 회전하되 수직이송 및 수평이송이 가능한 절삭머신에 고정한 후, 가공물(200)이 고정된 절삭머신의 베드를 이송되지 않도록 고정하여 모따기 작업을 수행할 치수만큼(적정 이송거리 0.5mm이내) 공구(100)를 상부로 수직이송시켜 상부챔퍼절삭면(31)에 형성된 절삭날(31a) 및 슬롯날부(20)에 슬롯홀(201)의 하부입구 모서리면을 접촉시키며 슬롯홀(201)의 테두리면을 따라 이송시키게 되면 슬롯날부(20)에 의해 슬롯홀(201)의 면이 매끄럽게 가공되는 동시에 하부입구 모서리면에 모따기 작업이 간단히 완료되는 것이다.

아울러, 슬롯홀하부면취단계(S5)를 시행 후 공구(100)를 슬롯홀(201) 내부로부터 수직이송시켜 회전되는 상태로 노출시키고, 공구(100)의 하부챔퍼절삭면(32)에 형성된 절삭날(32a)을 이용하여 슬롯홀(201)의 상부입구 모서리면에 절삭날(32a)를 접촉시켜 상부입구를 다듬으며 모따기 작업을 동시에 시행하는 슬롯홀상 부면취단계(S6)로 슬롯홀(201)의 모든 가공공정을 종료하게 된다.

이후, 공구(100)를 슬롯홀(201)의 중앙으로 위치시키거나, 가공물(200)이 고정된 베드를 이송시켜 슬롯홀(201)이 공구(100)의 중앙에 위치되게 한 후, 공구(100)를 가공물(200)으로부터 분리시키고 공구(100)는 해체하여 작업을 종료하게 된다.

그리고, 슬롯홀상부면취단계(S6)는 슬롯홀하부면취단계(S5)에서 사용되었던 가공물(200)이 고정된 절삭머신의 베드가 이송하는 방식 또는, 공구(100)가 이송가능한 절삭머신을 이용하는 방식으로 가공이 가능하다.

이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은 하나의 공구에 슬롯홀의 면을 가공할 수 있는 슬롯날부와 상하에 절삭날이 형성된 챔퍼날부가 일체로 형성되어 가공물에 구멍을 가공하는 드릴링작업 및 슬롯홀의 면을 다듬는 디버링작업, 슬롯홀의 상하부입구에 모따기를 수행하는 챔퍼작업을 하나의 공구를 이용하여 순차적으로 가공함으로서 공구의 교체작업이 필요없게 되어 작업시간이 단축되도록 구조가 개선되는 효과가 있다.

그리고, 하나의 공구를 이용하여 드릴링작업, 슬롯작업, 디버링작업, 챔퍼작 업을 수행할 수 있도록 구조를 개선하여 각각의 작업에 따른 공구의 구입비용이 절감되어 원가절감 및 생산성향상을 이루는 효과가 있다.

또한, 드릴링작업, 디버링작업, 챔퍼작업을 수행할 수 있도록 구성하여 각기 다른 작업을 수행할 수 있는 호환성이 증대되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 수직이송 및 수평이송이 가능한 회전 절삭 머신의 척부에 고정되는 자루부(10)와,

   자루부(10)의 하부에 일체로 형성되되, 자루부(10)의 직경보다 1mm이내의 작은 직경으로 형성되고, 수평이송하면서 슬롯홀면(202)을 절삭하는 다수개의 비틀림 절삭날이 형성된 슬롯날부(20)와,

   슬롯날부(20)의 하부에 일체로 형성된 챔퍼날부(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 HSD다기능 공구
2. 제 1항에 있어서, 상기 챔퍼날부(30)는 상부가 슬롯날부(20)의 하부에 선단각이 45°로 경사지게 형성되어 슬롯홀(201)의 하부입구를 다듬는 디버링 및 면취가공을 위한 절삭날(31a)으로 상부챔퍼절삭면(31)이 구성되며, 챔퍼날부(30)의 하부는 선단각이 90°을 이루고 구멍 및 슬롯홀(201)의 상부입구를 다듬는 디버링 및 면취가공을 위한 절삭날(32a)으로 형성된 원추형의 하부챔퍼절삭면(32)이 자루부(10)와 직경이 동일하도록 구성되고, 상부챔퍼절삭면(31)과 하부챔퍼절삭면(32)의 사이에는 원통형의 외주면에 절삭날(33a)이 형성된 외주절삭면(33)이 일체화로 구성되는 것을 특징으로 하는 HSD다기능 공구.

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