KR20090012476A - 절삭 연마휠 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭 연마휠에 관한 것으로서, 절삭 기능을 가지면서 동시에 연마 기능을 갖도록 구성한 절삭 연마휠을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절삭 연마휠은 샹크와, 상기 샹크의 원주 둘레에 위치하는 세그먼트를 포함하며, 상기 세그먼트는 상기 샹크의 일면 보다 타면에 상대적으로 더 넓은 면적으로 덮여져 위치하는 것을 기술적 특징으로 하며, 또한, 본 발명에 따른 절삭 연마휠 제조방법은 피삭체에 따라 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 혼합물을 하부 금형에 올려진 샹크의 가장자리에 골고루 분포하는 단계와, 상부 금형을 덮고 고압을 가해, 상기 혼합물이 상기 샹크에 고정된 성형체를 제조하는 단계와, 상기 성형체를 고온고압의 조건으로 소결하는 단계와, 소결된 소결체를 냉각하는 단계와, 냉각된 소결체를 연마기로 연마하여 세그먼트의 다이아몬드를 돌출시키는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

절삭 연마휠, 샹크, 세그먼트, 글루브, 플랜지

Description

절삭 연마휠 및 그 제조방법{Cutting and Grinding Wheel and The Manufacturing Method}

본 발명은 절삭 연마휠에 관한 것으로서, 특히 절삭 기능을 가지면서 동시에 연마 기능을 갖도록 구성한 것이다.

일반적으로 피삭체를 절단하기 위해서는 절삭날(Cutter)을 이용하고, 절단된 피삭체를 연마할 때에는 연마휠(Grinding Wheel)을 이용한다.

도면에서, 도 1은 종래 기술에 따른 절삭날을 이용하여 피삭체를 절삭하는 과정을 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 연마휠을 이용하여 피삭체를 연마하는 과정을 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 피삭체인 석재를 절단하고 연마하기 위해서는 절삭날(1)과 연마휠(5)을 별도로 각각 구비하여야 하는 불편함이 있다.

이와 같은 불편함 때문에, 종래에는 절삭날로 피삭체를 절단한 후에, 연마휠로 피삭체(10)를 연마하지 않고, 절삭날(1)의 원주 둘레에 고정된 세그먼트(3)의 측면을 이용하여 피삭체의 모서리를 연마하였다.

절삭날(1)의 세그먼트(3) 측면으로 피삭체(10)의 모서리를 연마할 경우에, 절삭날이 파손되는 문제점이 있다. 일반적으로 절삭날은 수직상태로 피삭체를 절단하기 때문에, 샹크의 두께를 얇게 구성하여 절삭속도를 향상시킨다. 하지만, 절삭날의 세그먼트 측면으로 연마할 경우에 샹크의 수직방향으로 힘이 가해져 자칫 샹크가 파손되거나 휠 수 있다.

또한, 피삭체를 절단 후 연마하기 위해서, 종래에는 연마휠이 장착된 회전공구와 절삭날이 장착된 회전공구를 함께 구비하여야 하기 때문에 무겁다는 단점이 있고, 번갈아가며 작업을 수행하여야 하기 때문에 작업성이 떨어진다는 단점이 있다.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 절삭 기능과 연마 기능을 함께 구현할 수 있게 구성함으로써, 피삭체를 절단한 후에 연마작업을 바로 진행할 수 있게 구성된 절삭 연마휠을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절삭 연마휠은 샹크와, 상기 샹크의 원주 둘레에 위치하는 세그먼트를 포함하며, 상기 세그먼트는 상기 샹크의 일면 보다 타면에 상대적으로 더 넓은 면적으로 덮여져 위치하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 샹크의 일면 중심에는 회전공구가 장착될 수 있게 플랜지가 장착된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 샹크의 일면과 타면을 덮고 있는 세그먼트에는 다수 개의 글루브가 형성된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 샹크의 타면을 덮고 있는 세그먼트에 형성된 글루브는, 상기 세그먼트의 폭방향으로 완전히 개방되게 형성된 제1 글루브와, 상기 세그먼트의 바깥쪽에서 안쪽으로 상기 세그먼트의 폭보다 작은 길이로 형성된 제2 글루브가 교번하여 형성된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 샹크의 일면을 덮고 있는 세그먼트에 형성된 글루브는, 상기 세그먼트의 폭방향으로 완전히 개방되게 형성된 제3 글루브로서, 다수 개의 제3 글루브가 등간격으로 세그먼트를 따라 형성된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 샹크는 구리로 도금된다.

또한, 본 발명에 따른 절삭 연마휠 제조방법은 피삭체에 따라 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 혼합물을 하부 금형에 올려진 샹크의 가장자리에 골고루 분포하는 단계와, 상부 금형을 덮고 고압을 가해, 상기 혼합물이 상기 샹크에 고정된 성형체를 제조하는 단계와, 상기 성형체를 고온고압의 조건으로 소결하는 단계와, 소결된 소결체를 냉각하는 단계와, 냉각된 소결체를 연마기로 연마하여 세그먼트의 다이아몬드를 돌출시키는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 샹크는 구리 도금된 것으로서, 상기 소결하는 단계에서 상기 구리와 상기 금속분말이 합금화된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 절삭 연마휠은 피삭체의 절삭 및 연마를 함께 구현할 수 있어 절삭 작업 후 바로 연마 작업을 수행할 수 있어 작업성이 우수하다는 장점이 있다.

또한, 피삭체를 절단 후 연마함에 있어 연마휠이 장착된 회전공구로 절단작업 및 연마작업을 함께 구현할 수 있어, 종래와 같이 절삭날 및 연마휠을 각각 구비하지 않아도 됨으로써, 장비의 부피 및 무게가 축소되어 가볍고 이동이 편리하다는 장점이 있다.

아래에서는 본 발명에 따른 절삭 연마휠의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 절삭 연마휠의 사시도이고, 도 4는 도 3a에 도시된 절삭 연마휠의 단면도이며, 도 5는 도 3a에 도시된 절삭 연마휠의 정면도이다. 그리고 도 6은 도 3a에 도시된 절삭 연마휠을 이용하여 피삭체를 절단하는 과정을 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 3a에 도시된 절삭 연마휠을 이용하여 피삭체의 모서리를 연마하는 과정을 나타낸 단면도이며, 도 8은 도 3a에 도시된 절삭 연마휠을 이용하여 피삭체의 평면을 연마하는 과정을 나타낸 단면도이다.

도 3a 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 절삭 연마휠(100)은 원판의 샹크(110)와, 상기 샹크(110)의 원주 둘레에 위치하는 세그먼트(120) 및, 상기 샹크(110)의 중심에 고정된 체결부재(140)를 포함하며, 상기 세그먼트(120)는 체결부재(140)가 장착된 상기 샹크(110)의 일면 보다 타면에 상대적으로 더 넓은 면적으로 덮여져 위치한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 절삭 연마휠에 대해 구체적으로 설명한다.

샹크(110)는 약 1.0~2.0mm의 두께를 가지며, SCM435 또는 SK-5의 재질로 구성된다. 샹크(110)는 그 중심에 중공이 형성되고, 중공 둘레에 4개의 체결공(111)이 형성되며, 상기 체결공(111)에 상기 체결부재(140)인 플랜지(141)가 볼트 체결되어 고정된다.

상기 샹크(110)의 원주 가장자리에는 단차(115)가 형성되어 두께가 얇아지고, 상기 샹크(110)의 원주 가장자리에는 세그먼트(120)가 소결되어 고정된다.

여기에서, 상기 세그먼트(120)는 샹크(110)의 가장자리 양면을 덮는데, 상기 플랜지(141)가 위치하는 샹크(110)의 일면의 반대쪽 면인 타면에 덮이는 세그먼트가 일면에 덮이는 세그먼트보다 상대적으로 넓게 덮인다.

즉 도 4에 도시된 바와 같이, 샹크(110)의 원주 가장자리에는 세그먼트(120)가 소결 고정되는데, 상기 세그먼트(120)는 상기 플랜지(141)가 위치한 샹크(110)의 일면보다 상대적으로 타면에 더 넓은 면적으로 덮어진 상태로 소결 고정된다.

샹크(110)의 원주 가장자리에 고정된 상기 세그먼트(120)의 양면에는 샹크(110)의 직경방향으로 글루브(131,132,133)가 형성된다.

여기에서 샹크(110)의 타면을 덮고 있는 세그먼트(120)에 형성된 글루브 패턴과 샹크의 일면을 덮고 있는 세그먼트(120)에 형성된 글루브의 패턴은 상호 차이가 있다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 샹크(110)의 타면에 형성된 상기 글루브(131,132)는 두 가지 형태로 구분되며, 그 중에서 제1 글루브(131)는 그 양단이 세그먼트(120)의 폭방향으로 완전히 개방된 형태이고, 제2 글루브(132)는 세그먼트(120)의 바깥쪽에서 안쪽으로 세그먼트(120)의 폭보다 작은 길이로 형성된다. 따라서 세그먼트(120)의 바깥쪽에 위치한 제2 글루브(132)의 끝단은 개방되어 있으나, 세그먼트(120)의 안쪽에 위치한 제2 글루브(132)의 끝단은 폐쇄된 형태를 갖는다.

이와 같이 형성된 제1 글루브(131)와 제2 글루브(132)는 상기 세그먼트(120)의 원주를 따라 등간격으로 상호 교번된 패턴으로 형성된다.

여기에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 글루브(131)와 제2 글루브(132)의 바닥면에는 상기 샹크(110)의 두께에 의한 단차가 형성된다.

한편, 도 3a에 도시된 바와 같이, 샹크(110)의 일면에 형성된 제3 글루브(133)는 상기 제1 글루브(131)와 같은 형태로, 제3 글루브(133)의 양단은 완전히 개방된 형태이며, 제3 글루브(133)는 상기 샹크(110)의 일면을 덮고 있는 세그먼트(120)에 등간격으로 원주를 따라 형성된다. 또한 상기 제3 글루브(133)의 안쪽에는 상기 샹크(110)의 원주면이 노출된다.

한편, 제3 글루브(133)는 제1 글루브(131)와 제2 글루브(132)의 사이에 위치하는 형태로, 샹크(110)의 원주를 따라 세그먼트(120)에 제1 내지 제3 글루브(131,132,133)가 형성된다.

아래에서는 이와 같이 구성된 절삭 연마휠(100)을 이용하여 절삭 및 연마하는 작업과정에 대해 설명한다.

샹크(110)에 플랜지(141)를 볼트 체결하여 고정하고, 플랜지(141)에 회전공구를 장착한다. 그리고 회전공구를 작동시키면 회전공구의 동력에 의해 샹크(110)가 회전하면서, 피삭체(10)를 절삭하거나 연마한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 샹크(110)를 수직으로 세운 상태에서 세그먼트(120)의 원주면이 피삭체(10)에 접하도록 위치한 후에 회전공구를 작동하면, 세그먼트(120)의 원주면이 피삭체(10)와 접한 상태로 회전하면서 피삭체(10)를 절삭한다.

이와 같이 피삭체(10)가 절삭되는 중에 발생하는 슬러지는 세그먼트(120)에 형성된 제1 글루브 내지 제3 글루브(131,132,133)를 통해 배출되며, 글루브(131,132,133)에 의해 세그먼트(120) 및 샹크(110)가 냉각되며, 또한 마찰저항이 감소된다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭 연마휠(100)을 이용하여 절단된 피삭체(10)의 모서리를 연마할 경우에, 절삭 연마휠(100)을 비스듬히 위치하여 샹크(110)의 타면에 상대적으로 넓게 덮여진 세그먼트(120)가 피삭체(10)의 모서리에 접하도록 위치한다. 그리고 회전공구를 작동시키면, 세그먼트(120)와의 마찰에 의해 피삭체(10)의 모서리가 연마된다.

이와 같은 방식으로 본 발명에 따른 절삭 연마휠(100)을 이용하여 도 8에 도시된 바와 같이, 피삭체(10)의 평면을 연마한다. 샹크(110)의 타면에 상대적으로 넓게 덮여진 세그먼트(120)가 연마부위 즉 피삭체(10)의 평면과 접하도록 위치한 후, 회전공구를 작동시키면 세그먼트(120)에 의해 피삭체(10)의 평면이 연마된다.

아래에서는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 절삭 연마휠의 제조방법에 대해 설명한다.

피삭체의 용도에 따라 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 혼합물을 계량하여 준비한다.

그리고 하부 금형에 샹크를 올리고 샹크 가장자리에 상기 혼합물을 골고루 분포한 후, 상기 혼합물이 평탄하고 균일하게 분포되게 금형을 회전시킨다.

여기에 상부 금형을 덮고 고압을 가해, 상기 혼합물이 샹크에 고정된 성형체를 제조한다.

그리고 상기 성형체를 상기 소결 금형에 넣고 약 850℃의 고온에서 고압으로 소결을 진행한다. 이와 같은 소결과정 중에 온도 및 압력의 조건은 금속의 물성이 변화하기 때문에, 온도 및 압력조건이 중요하다.

다음으로 소결된 소결체를 냉각시킨다. 이때 고온고압에서 소결된 소결체를 냉각하는 과정 중에 온도차에 의해 샹크가 휘지 않도록 주의하여야 한다.

냉각된 소결체의 측면을 외경 연마기로 연마하여 소결체의 세그먼트에 다이아몬드가 돌출되도록 한다.

이와 같이 제조된 소결체의 샹크 평탄화 및 치수를 검사한 후, 샹크의 중간에 플랜지를 장착하여 고정함으로써, 본 발명에 따른 절삭 연마휠이 완성된다.

본 발명에 따른 절삭 연마휠의 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 구리가 도금된 샹크를 사용하여 금속분말이 샹크에 소결되어 안정적으로 고정될 수 있게 한다.

구리가 도금된 샹크를 사용함으로써, 850℃로 소결하는 과정 중에 샹크 표면에 도금된 구리가 녹게 되고, 상기 온도에서 금속분말과 서로 결합하여 합금화됨으로써, 세그먼트가 샹크에 일체형으로 고착된다. 바람직한 구리의 도금두께는 0.03 내지 0.1mm이다. 여기에서, 0.03mm미만으로 도금되면 합금층의 두께가 얇아져 세그먼트의 고착이 약하게 이루어지며, 0.1mm를 초과하게 되면 고상 소결되어 제품으로서 사용이 불가능해진다.

도 1은 종래 기술에 따른 절삭날을 이용하여 피삭체를 절삭하는 과정을 나타낸 단면도이고,

도 2는 종래 기술에 따른 연마휠을 이용하여 피삭체를 연마하는 과정을 나타낸 단면도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 절삭 연마휠의 사시도이고,

도 4는 도 3a에 도시된 절삭 연마휠의 단면도이며,

도 5는 도 3a에 도시된 절삭 연마휠의 정면도이다.

도 6은 도 3a에 도시된 절삭 연마휠을 이용하여 피삭체를 절단하는 과정을 나타낸 단면도이고,

도 7은 도 3a에 도시된 절삭 연마휠을 이용하여 피삭체의 모서리를 연마하는 과정을 나타낸 단면도이며,

도 8은 도 3a에 도시된 절삭 연마휠을 이용하여 피삭체의 평면을 연마하는 과정을 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 피삭체 100 : 절삭 연마휠

110 : 샹크 111 : 체결공

115 : 단차 120 : 세그먼트

131, 132, 133 : 글루브 140 : 체결부재

141 : 플랜지

Claims (8)

1. 샹크(110)와,

   상기 샹크(110)의 원주 둘레에 위치하는 세그먼트(120)를 포함하며,

   상기 세그먼트(120)는 상기 샹크(110)의 일면 보다 타면에 상대적으로 더 넓은 면적으로 덮여져 위치하는 것을 특징으로 하는 절삭 연마휠.
2. 제1항에 있어서,

   상기 샹크(110)의 일면 중심에는 회전공구가 장착될 수 있게 플랜지(141)가 장착된 것을 특징으로 하는 절삭 연마휠.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 샹크(110)의 일면과 타면을 덮고 있는 세그먼트(120)에는 다수 개의 글루브(131,132,133)가 형성된 것을 특징으로 하는 절삭 연마휠.
4. 제3항에 있어서,

   상기 샹크(110)의 타면을 덮고 있는 세그먼트(120)에 형성된 글루브(131,132)는,

   상기 세그먼트(120)의 폭방향으로 완전히 개방되게 형성된 제1 글루브(131)와, 상기 세그먼트(120)의 바깥쪽에서 안쪽으로 상기 세그먼트(120)의 폭보다 작은 길이로 형성된 제2 글루브(132)이며, 상기 제1 글루브(131)와 상기 제2 글루브(132)가 교번하여 형성된 것을 특징으로 하는 절삭 연마휠.
5. 제3항에 있어서,

   상기 샹크(110)의 일면을 덮고 있는 세그먼트(120)에 형성된 글루브는,

   상기 세그먼트(120)의 폭방향으로 완전히 개방되게 형성된 제3 글루브(133)로서, 다수 개의 제3 글루브(133)가 등간격으로 세그먼트(120)를 따라 형성된 것을 특징으로 하는 절삭 연마휠.
6. 제1항에 있어서,

   상기 샹크(110)는 구리로 도금된 것을 특징으로 하는 절삭 연마휠.
7. 피삭체에 따라 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 혼합물을 하부 금형에 올려진 샹크의 가장자리에 골고루 분포하는 단계와,

   상부 금형을 덮고 고압을 가해, 상기 혼합물이 상기 샹크에 고정된 성형체를 제조하는 단계와,

   상기 성형체를 고온고압의 조건으로 소결하는 단계와,

   소결된 소결체를 냉각하는 단계와,

   냉각된 소결체를 연마기로 연마하여 세그먼트의 다이아몬드를 돌출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 연마휠 제조방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 샹크는 구리 도금된 것으로서, 상기 소결하는 단계에서 상기 구리와 상기 금속분말이 합금화되는 것을 특징으로 하는 절삭 연마휠 제조방법.

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