KR20090102534A - 2단 입도 커터휠 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2단 입도 커터휠 및 그 제조방법을 개시한다.

본 발명의 커터휠은 원판형상으로 일면 둘레에 단차가 형성되는 생크와, 상기 생크의 원주면을 따라 일체로 구비되는 것으로 연삭 입자를 소결하여 40~60%의 두께로 형성되는 제1블레이드와, 상기 제1블레이드를 제외한 생크의 나머지 원주면과 단차에 일체로 구비되는 것으로 연삭 입자를 소결하여 된 제2블레이드를 포함하여 형성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 생크의 원주면 양측에 서로 다른 입도를 갖는 블레이드를 구비하고 있어 한 장의 커터휠을 이용하여 각기 다른 형상을 가공할 수 있을 뿐만 아니라 한쌍의 블레이드 간의 외경 흔들림을 해소할 수 있어 연삭 정밀도 향상 및 생산성 향상을 기대할 수 있는 산업상 대단히 유용한 효과가 기대된다. 특히, 2장의 커터휠을 사용함에 따라 블레이드 마모시 각각의 커터휠에 대한 트루잉 및 드레싱 작업을 수행해야 하는 불편함을 해소할 수 있어 유지관리를 양호하게 할 수 있을 뿐만 아니라 하나의 생크만을 사용하므로 그에 따른 커터휠의 제작비용을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

2단 입도 커터휠 및 그 제조방법{CUTTER　WHEEL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 2단 입도 커터휠에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원판 형상을 갖는 생크의 원주면을 따라 양측면에 서로 다른 연삭입자를 갖는 연삭부를 일체로 형성시켜 대상물에 대한 다양한 형상 가공을 위한 자유도 및 생산성을 높일 수 있도록 한 2단 입도 커터휠 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 커터휠은 슬리팅 가공을 실시하는 절삭공구로서, 몸체를 형성하는 원판형상을 갖는 생크와, 이 생크의 원주면으로 형성되어 실질적으로 연삭을 실시하는 블레이드로 구성되며, 상기 생크의 중앙 부분이 회전축에 장착되어 고속으로 회전하는 것에 의해 상기 블레이드 부분이 대상물에 대한 연삭을 실시한다.

이러한 커터휠에서 상기 생크는 탄소강, 고속도강, 초경합금, 세라믹 등이 사용되고, 상기 블레이드는 합금분말에 고경도 입자 즉, 보론카바이드 입자 또는 다이아몬드 입자를 적당한 비율로 배합하고 이를 분말 야금법을 적용하여 소결 성형한 뒤 선삭 및 연마공정을 통해 상기 생크의 원주면에 일체로 구비된다.

이와 같은 구성의 커터휠은 숫돌재 즉, 블레이드를 형성하는 고경도 입자의 종류나 입도 크기에 따라 연삭 대상물 및 가공(절삭용, 연마용 등)종류가 결정된다.

한편, 최근 들어 다품종 소량 생산에 따른 다양한 연삭 대상물에 대한 연삭이 요구되고 있으며, 이외에도 단일의 연삭 대상물에 대해서도 다양한 가공이 요구되고 있다.

이에 따라 종래에는 서로 다른 입도를 갖는 숫돌재 즉, 블레이드를 갖는 2장의 커터휠을 교환 사용해야 하므로 그에 따른 작업성 불량에 따른 생산성 저하 등의 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위하여 2장의 커터휠을 겹쳐서 일체로 사용하는 경우도 있으나, 고속 회전시 2장의 커터휠에서 외경 흔들림이 각각 발생하는 것에 의해 연삭 정밀도가 크게 저하될 뿐만 아니라 한쌍의 커터휠 간의 마찰로 인한 안전사고의 위험성이 큰 문제점이 있었다.

또한, 커터휠의 장시간 사용시 숫돌면 즉, 블레이드에 발생되는 편마모를 제거하기 위한 트루잉 작업과, 블레이드의 면을 거칠게 하는 드레싱 작업을 각각의 커터휠에 대해 수행해야 하므로 그에 따른 유지관리의 어려움과 비용상승의 폐단을 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 원판형상을 갖는 생크의 원주면 양측에 서로 다른 입자를 갖는 숫돌 즉, 블레이드를 형성시켜 각각의 블레이드를 이용한 다양한 가공 연삭과 연삭 정밀도를 높일 수 있도록 한 2단 입도 커터휠 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 입도 커터휠은, 원판형상으로 일면 둘레에 단차가 형성되는 생크와, 상기 생크의 원주면을 따라 일체로 구비되는 것으로 연삭 입자를 소결하여 40~60%의 두께로 형성되는 제1블레이드와, 상기 제1블레이드를 제외한 생크의 나머지 원주면과 단차에 일체로 구비되는 것으로 연삭 입자를 소결하여 된 제2블레이드를 포함하여 형성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 제2블레이드는 둔각으로 이루어지는 제1,2경사면이 형성되고, 상기 제1블레이드는 상기 제2블레이드의 제1,2경사면 중 인접한 경사면과 동일 평면을 이루도록 제3경사면이 형성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 제1,2블레이드는 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 알루미나 지르코니아(AZ), 세라믹, 다이아몬드, CBN(cubicboron nitrile) 중에 어느 하나로 된 분말 또는 이들 중에 2가지 이상을 혼합한 분말이며, 상기 제1블레이드와 제2블레이드 중 어느 하나는 입도가 300~500 메쉬(mesh)이고, 나머지 하나는 입도가 700~100메쉬(mesh)인 것에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 2단 입도 커터휠의 제조방법은 생크의 원주면으로 40~60%의 두께를 갖도록 연삭입자를 충진한 뒤 가압하여 제1소결체를 형성하는 단계와, 상기 제1소결체의 상부로 연삭입자를 충진 가압하여 제2소결체를 성형하는 단계와, 상기 제1,2소결체를 225~285℃에서 5~15분간 소결하는 단계와, 상기 소결된 제1소결체와 제2소결체가 전체적으로 둔각을 갖도록 선삭 가공 및 연마하는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 제1소결체와 제2소결체는 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 알루미나 지르코니아(AZ), 세라믹, 다이아몬드, CBN(cubicboron nitrile) 중에 어느 하나로 된 분말 또는 이들 중에 2가지 이상을 혼합한 분말이며, 상기 제1소결체와 제2소결체 중 어느 하나는 입도가 300~500 메쉬(mesh)이고, 남은 하나는 입도가 700~100메쉬(mesh)인 것에 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 2단 입도 커터휠은 생크의 원주면 양측에 서로 다른 입도를 갖는 블레이드를 구비하고 있어 한 장의 커터휠을 이용하여 각기 다른 형상을 가공할 수 있을 뿐만 아니라 한쌍의 블레이드 간의 외경 흔들림을 해소할 수 있어 연삭 정밀도 향상 및 생산성 향상을 기대할 수 있는 산업상 대단히 유용한 효과가 기대된다.

특히, 2장의 커터휠을 사용함에 따라 블레이드 마모시 각각의 커터휠에 대한 트루잉 및 드레싱 작업을 수행해야 하는 불편함을 해소할 수 있어 유지관리를 양호하게 할 수 있을 뿐만 아니라 하나의 생크만을 사용하므로 그에 따른 커터휠의 제작비용을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 2단 입도 커터휠을 나타낸 사시도,

도 2 내지 도 8은 본 발명에 따른 2단 입도 커터휠의 제조방법을 순차적으로 나타낸 사시도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 커터휠 10 : 생크

11 : 단차 13 : 장착구멍

20 : 제1블레이드 21,23 :제1,2경사면

30 : 제2블레이드 31 : 제3경사면

100 : 금형장치 110 : 하부 플레이트

120 : 코어 130 : 링부재

14 : 보조펀치 150 : 주펀치

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 2단 입도 커터휠 및 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 2단 입도 커터휠을 나타낸 사시도이다. 도면에 나타내 보인 바와 같이, 본 발명의 커터휠(1)은 구동원에 연결된 회전축에 장착될 수 있도록 중앙부에 장착구멍(13)이 형성된 것으로 몸체를 형성하는 원판형상을 갖는 생크(10)와, 상기 생크(10)의 원주면을 따라 양측에 각각 구비되어 실질적으로 연삭을 실시하는 제1블레이드(20) 및 제2블레이드(30)로 구성된다.

상기 생크(10)는 도면에서 보는 바와 같이 일면 둘레에 단차(11)가 형성되고, 중앙부에는 구동원의 회전축에 장착될 수 있도록 소정크기의 장착구멍(13)이 형성된다.

이러한 생크(10)는 탄소강, 고속도강, 초경합금, 세라믹 등이 사용되며 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 제1블레이드(20) 및 제2블레이드(30)는 상기 생크(10)의 원주면에 일체로 형성되는 것에 의해 대상물에 대한 연삭을 실시하는 요소로서, 고경도 입자 즉, 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 알루미나 지르코니아(AZ), 세라믹, 다이아몬드, CBN(cubicboron nitrile) 중에 어느 하나로 된 분말 또는 이들 중에 2가지 이상을 혼합한 분말이 사용된다.

이러한 제1블레이드(20) 및 제2블레이드(30)는 도면에서 보는 바와 같이 전체적으로 둔각을 갖도록 형성되며, 각각 후술할 금형장치(100)에 의해 소결 형성된다.

이를 상세하게 설명하면, 상기 제1블레이드(20)는 상기 생크(10)의 원주면을 따라 일체로 구비되는 것으로 연삭 입자 즉, 고경도 분말로 된 연삭 입자를 소결하여 상기 생크(10)의 두께에 대하여 40~60%의 두께를 갖도록 형성된다.

그리고, 상기 제2블레이드(30)는 상기 제1블레이드(20)를 제외한 상기 생크(10)의 나머지 원주면과 단차(11)에 연삭 입자를 충진하여 소결하여 형성된다.

이와 같이 구성되는 제1블레이드(20)와 제2블레이드(30)는 전체적으로 둔각을 갖도록 선삭가공되고, 바람직하게는 125~145°의 각도를 갖는 것을 제안하며, 도면을 기준으로 살펴보면 상기 제1블레이드(20)는 일면과 제2경사면(23)을 형성하고, 상기 제2블레이드(30)는 상기 제2경사면(23)에서 연장되는 형태를 갖는 제3경사면(31)이 형성된다.

한편, 본 발명은 상기 제1블레이드(20)와 제2블레이드(30)는 서로 다른 입도를 갖는 것을 제안하며, 바람직하게는 상기 제1블레이드(20)와 제2블레이드(30) 중 어느 하나는 입도가 300~500 메쉬(mesh)이고, 나머지 하나는 입도가 700~100메쉬(mesh)인 것을 제안한다. 본 발명에서는 둔각을 갖는 제1블레이드(20)가 상기 제2블레이드(30)에 비해 높은 입도로 형성되는 것을 제안한다.

도 2 내지 도 8은 본 발명에 따른 2단 입도 커터휠의 제조방법을 순차적으로 나타낸 사시도이다.

먼저, 본 발명의 커터휠(1)의 블레이드를 형성하기 위한 금형장치(100)를 나타낸 구성으로서, 금형장치(100)는 크게 관형상을 갖는 것으로 상부면에 원판형의 생크(10)를 올려놓을 수 있는 안착면을 제공하는 하부 플레이트(110)와, 상기 하부 플레이트(110)의 상면에 놓여진 생크(10)의 상부면을 가압하는 코어(120)와, 상기 하부 플레이트(110)의 외주면을 감싸도록 구비되는 것에 의해 상기 생크(10)의 원주면으로 공간이 형성되게 배치되는 요소인 링부재(130)와, 상기 코어(120)와 링부재(130) 사이에 삽입되어 상기 생크(10)의 원주면으로 충진된 고경도 입자를 가압하여 2단으로 제1,2소결체를 형성하기 위한 보조펀치(140) 및 주펀치(150)로 구성된다.

도면을 참조하여 블레이드의 제조과정을 설명하면, 먼저 도 3에서 보는 바와 같이 외주면에 링부재(130)가 결합구비된 하부 플레이트(110)의 상부면에 원판형의 생크(10)를 올려놓고 그 상부로 관형상의 코어(120)를 배치시킨다. 그리고, 상기 생크(10)의 원주면으로 고경도 입자를 충진하되, 상기 생크(10)의 두께에 대하여 40~60%의 두께를 갖도록 충진한다.

이어서, 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 코어(120)와 링부재(130)의 사이의 공간으로 보조펀치(140)를 삽입시켜 상기 충진된 고경도 입자를 가압하는 것에 의해 제1소결체를 형성한다. 이때의 상기 제1소결체는 후술할 소결공정을 거치는 것에 의해 앞서 설명한 제1블레이드(20)를 형성하게 된다.

한편, 상기 보조펀치(140)를 제거한 뒤 다시 고경도 입자를 상기 생크(10)의 원주면으로 충진하고, 도 5에서 보는 바와 같이 주펀치(150)를 상기 코어(120)와 링부재(130)의 사이에 삽입한 뒤 가압시키는 것에 의해 제2소결체를 형성한다. 이때의 제2소결체는 후술할 소결공정을 거치는 거셍 의해 앞서 설명한 제2블레이드(30)를 형성하게 된다.

여기서, 상기 제1블레이드(20)와 제2블레이드(30)를 형성하기 위한 각각의 소결체는 서로 다른 입도를 갖는 고경도 입자가 사용된다.

이어서, 상기 서로 다른 입도를 갖는 제1,2소결체가 완성된 상태에서, 225~285℃의 온도에서 5~15분간 소결한다.

끝으로, 소결에 의해 상기 생크(10)의 원주면에 일체로 마련되는 상기 제1블레이드(20)와 제2블레이드(30)는 선반 등과 같은 선삭머신을 이용하여 전체적으로 둔각을 갖도록 가공한 뒤 연마하는 것에 의해 그 성형이 완료된다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (5)

1. 원판형상으로 일면 둘레에 단차가 형성되는 생크와;

   상기 생크의 원주면을 따라 일체로 구비되는 것으로 연삭 입자를 소결하여 40~60%의 두께로 형성되는 제1블레이드와;

   상기 제1블레이드를 제외한 생크의 나머지 원주면과 단차에 일체로 구비되는 것으로 연삭 입자를 소결하여 된 제2블레이드;

   를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 2단 입도 커터휠.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1블레이드는 둔각으로 이루어지는 제1,2경사면이 형성되고, 상기 제2블레이드는 상기 제1블레이드의 제1,2경사면 중 인접한 경사면과 동일 평면을 이루도록 제3경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 2단 입도 커터휠.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제1,2블레이드는 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 알루미나 지르코니아(AZ), 세라믹, 다이아몬드, CBN(cubicboron nitrile) 중에 어느 하나로 된 분말 또는 이들 중에 2가지 이상을 혼합한 분말이며, 상기 제1블레이드와 제2블레이드 중 어느 하나는 입도가 300~500 메쉬(mesh)이고, 나머지 하나는 입도가 700~100메쉬(mesh)인 것을 특징으로 하는 2단 입도 커터휠.
4. 생크의 원주면으로 40~60%의 두께를 갖도록 연삭입자를 충진한 뒤 가압하여 제1소결체를 형성하는 단계와;

   상기 제1소결체의 상부로 연삭입자를 충진 가압하여 제2소결체를 성형하는 단계와;

   상기 제1,2소결체를 225~285℃에서 5~15분간 소결하는 단계와;

   상기 소결된 제1소결체와 제2소결체가 전체적으로 둔각을 갖도록 선삭 가공 및 연마하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 입도 커터휠의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제1소결체와 제2소결체는 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 알루미나 지르코니아(AZ), 세라믹, 다이아몬드, CBN(cubicboron nitrile) 중에 어느 하나로 된 분말 또는 이들 중에 2가지 이상을 혼합한 분말이며, 상기 제1소결체와 제2소결체 중 어느 하나는 입도가 300~500 메쉬(mesh)이고, 남은 하나는 입도가 700~100메쉬(mesh)인 것을 특징으로 하는 2단 입도 커터휠의 제조방법.