KR20110075421A - 다이아몬드계 엔드밀공구의 접합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이아몬드계 엔드밀공구를 제조하기 위한 접합방법에 관한 것으로, 다이아몬드계 엔드밀공구는 천연다이아몬드, 소결다이아몬드(PCD: polycrystalline diamond), 소결입방정질화붕소(PCBN: polycrystalline cubic boron nitride), 기상합성다이아몬드(CVD: chemical vapor deposition), 등을 초경합금(WC-Co)이나 공구강 섕크부에 은납 성분의 용접액 등을 사용하여 고온에서(∼900°C 부근) 용접하여, 원하는 형상으로 바닥날과 외주날을 연마 또는 연삭(폴리싱 포함) 작업을 행하여, 그 측단 및 선단부에 절삭날을 형성시킨 공구이다. 그러나 상기 다이아몬드계 엔드밀공구가 마이크로 단위 크기로 절삭날을 가공해야 할 때는, 가공할 다이아몬드계 엔드밀공구의 절삭날 부위 연마 또는 연삭 시 섕크부의 간섭으로 인하여 연마 또는 연삭작업을 할 수 없게 된다.

본 발명에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 다이아몬드계 엔드밀공구를 고온 용접이 아닌 상온에서 최종 엔드밀공구섕크에 접합하는 방법에 관한 것이다. 이와 같은 다이아몬드계 엔드밀공구를 제조하기 위한 접합방법에서는 최종 연삭가공 또는 폴리싱 작업이 끝난 다이아몬드계 가공팁을 분리시켜, 최종 엔드밀공구섕크에 정확하게 일치시키는 작업을 셋업장치를 통하여 이를 견고하게 접합시키는 방법을 셋팅과 동시에 접합이 이루어지도록 고안한 것이다. 최종적으로는 접합이 끝난 다이아몬드계 엔드밀공구를 회전시켜 엔드밀공구의 런아웃(runout) 및 절삭날 끝을 중심센터에 일치됨을 측정 모니터로 확인함으로써 접합을 끝마치도록 고안되어 있 다. 상기 고안된 다이아몬드계 엔드밀공구 접합방법은 미세한 가공이나 복잡한 형상의 다이아몬드계 엔드밀공구 제조시 보조 섕크로부터 최종 가공을 끝마친 후, 최종 섕크에서 접합과 측정을 동시에 행함으로써, 사용자가 가공전에 공구상태를 측정하고 가공오차 및 가공불량에 따른 비용손실을 방지할 수 있을 뿐 만 아니라 재현성 있는 제품 생산을 할 수 있다는 장점이 있다.

Description

다이아몬드계 엔드밀공구의 접합방법 {Bonding Method of Diamond Endmill Tool}

본 발명은 다이아몬드계 엔드밀공구를 제조하기 위한 접합방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 고온 용접법에 의하여 다이아몬드계 엔드밀공구의 절삭날 부위 연마 또는 연삭 시 최종 엔드밀공구섕크의 간섭으로 인하여 연마 또는 연삭작업이 어려운 경우에는 가공시 간섭의 영향을 받지 않는 보조 섕크로부터 가공된 다이아몬드계 팁을 보조 섕크에서 분리하여, 최종 엔드밀공구섕크에 마이크로 단위의 정밀도로 셋팅한 상태에서 순간적으로 상온에서 응고시켜 결합시키는 접합방법에 관한 것이다.

일반적으로 엔드밀(endmill)이라고 하는 공구는 단면과 바깥쪽 둘레의 날로 공작물을 가공하는 밀링커터로써 밀링 머신(milling machine)에 장착하여 사용되는 절삭공구(切削工具)의 한 종류로 종래에는 섕크의 끝에 절삭날이 용접된 상태에서 가공된 형태가 대부분이다.

그러나 상기 다이아몬드계 엔드밀공구가 마이크로 단위 크기로 절삭날을 가공해야 할 때는, 가공할 다이아몬드계 엔드밀공구의 절삭날 부위 연마 또는 연삭 시 섕크 의 간섭과 연삭휠의 가공 범위 내에서 간섭 등으로 작업이 이루어 질 수 없는 문제점 등이 나타났다.

이때 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 다이아몬드계 엔드밀공구 제조시 가공하고자 하는 마이크로 단위의 가공 예로서, 볼(Ball)형상의 둥근 R을 갖거나 사각형상 등을 간섭 받지 않고 가공할 수 있는 보조 섕크에 일반적인 고온에서 행하는 용접법으로 용접한 다음, 원하는 가공을 수행하고, 상기 가공된 팁을 분리하여, 최종 섕크에 다시 고온에서 용접하는 방법이 있다. 그러나 다시 고온에서 용접할 때, 최종적으로 가공이 끝 난 다이아몬드계 엔드밀공구 가공팁이 고온에서 용접액의 물질이동으로 인한 미세한 치수변화와 셋팅 시 오차 발생으로 인한 엔드밀공구의 런아웃(Runout)이 맞지 않아 재현성 있는 제품 생산이 어려운 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 상기 다이아몬드계 가공팁을 직접 엔드밀공구섕크에 고온에서 재용접할 때, 다이아몬드계 엔드밀공구 가공팁이 고온에서 용접액의 물질이동으로 인한 확산과정에서 미세한 치수변화와 중심센터에 셋업시 빈번한 오차 발생으로 인하여 엔드밀공구의 런아웃(Runout)이 맞지 않아 재현성 있는 제품 생산이 어려운 문제점이 나타난다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 보조 섕크로부터 최종 가공이 끝난 가공팁 만을 분리시켜 금, 은, 동, 티타늄 또는 이들의 합금으로 된 성분의 금속 매개체 역활로서, 용접성과 가공성이 뛰어난 얇은 금속필름 상태의 플레이트위에 연마된 다이아몬드계 재질의 가공팁을 상, 하 평행 상태로 유지시키면서 금속필름위에 가공된 다이아몬드계 가공팁을 고온에서 견고하게 용접한 다음, 상기 완성팁을 가지고 최종 엔드밀공구섕크에 순간적으로 응고시켜 결합시키는 방법을 창출한 것으로서, 상기 접합방법은 접착제 등으로 상온에서 접합함으로써 마이크로 단위의 정밀도를 갖게 끔 측정하면서 셋업과 동시에 접합하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다이아몬드계 엔드밀공구 접합방법은, 종래의 다이아몬드계 엔드밀공구 제조에서는 처음부터 최종 엔드밀공구섕크에 용접하여 최종 연삭가공을 수행하였지만 본 발명에서는 1차 또는 2차 이상의 보조 섕크에서 가공을 한 후 다이아몬드계 가공팁을 보조 섕크로부터 분리하여, 최종 엔드밀공구섕크 중심부 센터로부터 마이크로 단위의 공차범위를 갖게 끔 다아이몬드계 완성팁을 셋팅할 수 있는 셋업장치(도 3)에서 셋업과 이를 견고하게 접합시키는 방법을 동시에 이루어지도록 고안한 것이다.

또한, 종래의 또 다른 기술에서는 전기저항을 이용하여 용접금속으로써 은납 성분의 용접재를 녹여 용접할 수 있었지만, 용접금속이 녹으면서 동시에 다이아몬드계 가공팁이 이동하면서 정밀도 있게 용접할 수 없는 문제점과, 본 발명에서 추구하는 다이아몬드계 엔드밀공구 가공범위가 수십 마이크로 크기 이내이므로 엔드밀공구 섕크로부터 가공의 일예로서 R 형상으로 연삭 가공을 행할 때, 섕크의 간섭과 연삭휠의 가공 범위 내에서 간섭 등으로 작업이 이루어 질 수 없는 문제점 등이 나타났다. 이를 해결하기 위한 다이아몬드계 엔드밀공구 제조시 보조 섕크로부터 최종 가공이 끝난 가공팁을 분리시켜, 최종 엔드밀공구섕크에 정확하게 일치시키기 위하여 먼저 가공된 다이아몬드계 가공팁을 금, 은, 동, 티타늄 또는 이들의 합금으로 된 성분의 매개체로서 용접성과 가공성이 뛰어난 얇은 금속필름 상태의 플레이트위에 연마된 다이아몬드계 재질의 팁을 먼저 고온에서 은납 성분의 용접액을 고온에서 용접하여 상, 하 평행 상태로 유지하게 만든 다음, 상기 팁을 최종 엔드밀공구섕크에 순간적으로 상온에서 응고시켜 결합시키는 접착제 성분의 결합제 등으로 상온에서 접합시킴으로써 마이크로 단위의 정밀도를 갖게 끔 측정하면서 셋업과 동시에 접합하는 방법을 특징으로 한다.

여기서, 상기 다이아몬드계 엔드밀공구 셋업장치(도 3과 도 4)는 수평면에 배치되 는 베이스(200)의 상부에, 엔드밀공구섕크(100)를 고정시켜주는 섕크체결콜렛(330)과 섕크 중심 축의 위치를 확인하기 위해 회전과 정지 기능을 갖고 있으면서 미세하게 회전량을 각도 단위로 조절할 수 있는 섕크체결스핀들(320)과 스텝모터(310)가 설치된 섕크고정지지부(300)와;

상기 엔드밀공구섕크(100)의 함몰된 공간에서 다이아몬드계 가공팁(110)을 고정시켜주는 얇은 금속필름(130)의 돌출부를 지지하는 지지아암(810)을 좌우 대칭으로 설치되게 하고, 상기 지지아암(810)을 고정시켜주는 클램핑로드(820)가 좌우 대칭으로 연결되어 있으며, 상기 클램핑로드(820)를 미세하게 조절할 수 있는 지지아암전후조절마이크로미터(830)가 설치되어 다이아몬드계 가공팁(110)의 위치를 미세 조정이 가능하도록 고안되어 있는 공구 미세 지지아암클램핑지지부(800)와;

상기 엔드밀공구섕크(100)에 다이아몬드계 완성팁을 셋팅 시 X축 방향인 정면에서 섕크 중심에 다이아몬드계 엔드밀공구 중심을 일치시키기 위하여 측정하는 X축측정카메라(400)가 구비되어 촬영된 이미지를 X축 모니터(410)에 출력되게 설치되어 있고, Y축 상면과 Z축 측면 방향에서 공구의 중심 위치를 일치시키는 셋업 시 필요한 상면측정카메라(600)를 구비하여 Y축 상면에서 촬영하며 영상을 출력시켜 주는 Y축모니터장치(610)와, 상기 Y축 촬영 후 Z축으로 회전 및 이동시켜 측면의 촬영된 영상을 출력시켜주는 Z축모니터장치(620)가 설치되어 있어 엔드밀공구섕크 내 다이아몬드계 완성팁 셋팅 및 접합시 위치를 실시간으로 확인하고 조정하기 용이하도록 하고 있는 측정 모니터링 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 최종적으로 가공된 다이아몬드계 가공팁을 보조 섕크로부터 분리하여 최종 엔드밀공구섕크에 접합하기 위한 셋업장치는, 상기 셋업장치에서 이루어지는 작업의 범주가 수 마이크로 크기 이내이므로 정밀하게 1 마이크로미터 단위 이하로 컨트롤 할 수 있는 장치의 특성이 요구되고 있다. 상기 최종 가공된 다이아몬드계 팁은 최종 엔드밀공구섕크에 접합하기 위해서는 우선적으로 섕크에 다이아몬드계 완성팁을 고정시키면서 1 마이크로미터 크기 정도로 이동 조절할 수 있는 도구로써 고안된 것이 금속필름 형태의 매개물을 삽입시켜 위치를 공구측정카메라를 통해 X, Y, Z 세 방향에서 측정되도록 설계된 셋업장치와 셋업과 동시에 다이아몬드계 가공팁(110)과 얇은 금속필름(110) 그리고 초경재질의 엔드밀공구섕크(100)를 견고하게 접합시킬 수 있는 접합 공정까지를 포함한 것이다. 상기 요구되는 장치의 정밀도는 1 마이크로미터 이하의 크기를 조절 할 수 있는 셋업장치의 고안을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 최종적으로 접합이 끝난 다이아몬드계 엔드밀공구를 셋업장치에서 회전시켜 엔드밀공구의 런아웃(runout) 및 절삭날 끝을 중심센터에 일치됨을 X, Y, Z축 으로부터 측정모니터로 확인함으로써 접합을 끝마치도록 고안되어 있다. 상기 고안된 다이아몬드계 엔드밀공구 접합방법은 미세한 가공이나 복잡한 형상의 다이아몬드계 엔드밀공구 제조시 보조 섕크로부터 최종 가공을 끝마친 후, 최종 엔드밀공구섕크에서 접합과 측정을 동시에 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다이아몬드계 엔드밀공구 접합방법은, 마이크로 단위 크기로 절삭날을 가공하고자 할 때, 절삭날 부위 연마 또는 연삭 시 섕크부의 간섭으로 인하여 연마 또는 연삭작업이 어려운 경우 보조 섕크에서 가공된 팁을 분리하여, 얇은 금속필름을 매개체로 사용하여 먼저 고온 용접을 행하고, 상기 용접이 끝 난 완성팁을 셋업장치를 통해 섕크체결콜렛에 고정시킨 후, 상기 다이아몬드계 완성팁의 위치를 최종 엔드밀공구섕크에 삽입하여 1 마이크로미터 이하로 미세조정이 가능함은 물론, 섕크체결콜렛을 회전시켜 섕크 중심 축과 다이아몬드계 완성팁의 정렬상태를 셋업장치의 X, Y, Z축 모니터를 통해 직접 확인하면서 중심 센터에 일치됨을 확인한 후, 상온에서 접합제를 사용하여 접합할 수 있도록 하는 바, 접합하는 과정에서 측정을 반복함으로써, 공구 사용자가 가공전에 공구상태를 측정하고 가공오차 및 가공불량에 따른 비용손실을 방지할 수 있을 뿐 만 아니라 재현성 있는 제품 생산이 가능하도록 하는 효과를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적인 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 완성된 다이아몬드계 엔드밀공구의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다이아몬드계 엔드밀공구 접합방법으로 이루어진 절삭날 구조를 보다 구체적으로 나타낸 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다이아몬드계 엔드밀공구 접합방법으로 이루어진 구조에서는, 상기 엔드밀공구섕크(100)와 최종 형상으로 가공된 다이아몬드계 가공팁(110), 상기 팁의 바닥 기저면과 얇은 금속필름(130) 상면에는 고온용접액(120)으로 고온에서 용접되어 있는 상태로 만들고, 상기 용접된 완성팁은 엔드밀공구섕크(100)의 홈에 넣어져 있는 상태로 존재하면서 셋업장치에서 측정 후, 상기 삽입된 팁 주변 공간을 상온에서 응고하여 결합하는 상온결합제(140)로 채워져 있는 구조를 이루고 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다이아몬드계 엔드밀공구 완성팁을 접합하기 위한 셋업장치의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다이아몬드계 엔드밀공구 완성팁을 접합하기 위한 셋업장치의 평면도이다.

도시된 바와 같이, 다이아몬드계 엔드밀공구 완성팁을 접합하기 위한 셋업장치에는, 기본 베이스(200), 섕크고정지지부(300), 정면에서 엔드밀공구 방향으로 바라보는 X축측정카메라(400), X축카메라지지부(500), 다이아몬드계 엔드밀공구의 수직방향 상측에 위치하면서 상면과 측면을 촬영할 수 있는 상면측정카메라(600), 상면카메라지지부(700), 지지아암클램핑지지부(800)를 구비하고 있다.

상기 베이스(200)는 X축카메라지지부(500)를 슬라이딩되게 설치할 수 있도록 전후이송레일(210)과 접합하고자 하는 다이아몬드계 엔드밀공구 팁을 축 회전가능하게 고정 지지하는 부분인 섕크고정지지부(300)를 상부에 결합 설치하는 고정블럭(220)을 구비한다.

여기서, 상기 섕크고정지지부(300)는 상기 고정블럭(220) 상부에 결합 설치되어 전원 공급시 회전력을 발생시켜 회전축을 회전되게 하는 스텝모터(310)와, 상기 스텝모터(310)의 회전축에 연결 결합된 상태로 회전력을 전달받는 섕크체결스핀들(320)을 포함한다. 더불어, 상기 섕크고정지지부(300)는 상기 섕크체결스핀들(320)의 일단부에 결합되어 다이아몬드계 엔드밀공구를 고정하는 섕크체결콜렛(330)을 포함한다. 또한, 상기 섕크고정지지부(300)에는 상기 스텝모터(310)의 회전 각도를 확인할 수 있도록 하는 로터리 엔코더(340)를 구비할 수도 있다.

상기 X축측정카메라(400)는 상기 섕크고정지지부(300)의 섕크체결콜렛(330)에 고정 결합된 다이아몬드계 엔드밀공구의 길이방향 연직 전방에 위치하면서 정면을 촬영하는 영상입력장치이다.

상기 X축카메라지지부(500)는 상기 베이스(200)의 전후이송레일(210)에 슬라이딩되게 설치되는 이송블럭(510)과, 상기 베이스(200)에 설치된 상태로 스핀들이 상기 이송블럭(510)에 결합되는 X축카메라 전후조절마이크로미터(530)를 구비한다. 여기서, 상기 이송블럭(510)의 상부에는 이후 설명될 상기 X축카메라지지대(540)를 슬라이딩되게 결합시키는 좌우이송레일(520)과 X축카메라 좌우조절마이크로미터(560) 및, X축카메라지지블럭(570)을 구비한다. 여기서, 상기 X축카메라지지대(540)의 일측부에는 상기 X축카메라지지블럭(570)를 상하 슬라이딩되게 고정 설치하는 X축카메라 상하이송레일(550)을 마련한다. 상기 X축카메라 상하조절마이크로미터(580)의 작동에 따라 상기 X축측정카메라(400)를 상기 섕크체결콜렛(330)에 고정 결합된 다이아몬드계 엔드밀공구의 전방에서 상하방향에 대한 위치를 조절하여 이미지 초점조절이 가능하게 한다.

상기 상면측정카메라(600)는 상기 섕크고정지지부(300)의 섕크체결콜렛(330)에 고정 결합된 다이아몬드계 엔드밀공구의 수직방향 상측에 위치하면서 상면을 촬영하고 위치를 바꾸어 측면을 촬영하는 영상입력장치이다. 이러한, 상기 상면카메라지지부(700)는 상기 상면측정카메라(600)를 상하 방향으로 이동되게 고정 지지하는 부분이다. 여기서, 상기 상면카메라지지부(700)는 상기 섕크고정지지부(300)의 섕크체결콜렛(330)에 고정 결합된 다이아몬드계 엔드밀공구의 수직방향 상방에 위치하도록 고정 지지한다.

이러한, 상기 상면카메라지지부(700)는 상면카메라 상하이송레일(720)이 마련된 상면카메라지지대(710)와, 상기 상면카메라지지대(710)의 상면카메라 상하이송레일(720)에 슬라이딩되게 설치되는 상면카메라지지블럭(730)을 구비한다. 여기서, 상기 상면카메라지지부(700)는 상기 상면카메라지지대(710)에 설치된 상태로 스핀들이 상기 상면카메라지지블럭(730)에 결합되는 상면카메라 상하조절마이크로미터(740)를 구비한다. 또한 상기 측정 모니터링부(C)는 마이크로미터로 조절하는 2개의 회전 축 및 3개의 이동 축을 결합시키어 구성되었고, 상기 측정 및 셋팅 공정에서 해상도가 1.25μm/픽셀 이상이고 광학적 확대비율이 4배 이상인 CCD 카메라로 각각 X, Y, Z축으로 모니터링 될 수 있도록 구성되어 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 R(볼,ball) 형상으로 가공된 다이아몬드계 엔드 밀공구 팁의 Y축측정카메라를 통한 모니터링시스템 개략도이다.

도시된 바와 같이, 다이아몬드계 엔드밀공구 팁을 접합하기 위한 셋업장치에서, 좀 더 자세하게 본 발명의 일실시예에 따른 R(볼,ball) 형상으로 가공된 다이아몬드계 엔드밀공구 완성팁의 상면측정카메라를 통한 모니터링시스템의 개략도(도 5)에서는, 상기 다이아몬드계 엔드밀공구섕크(100)를 고정시켜주는 섕크체결콜렛(330)과 섕크 중심 축의 위치를 확인하기 위해 회전과 정지 기능을 갖고 있으면서 미세하게 회전량을 각도 단위로 조절할 수 있는 섕크체결스핀들(320)과 스텝모터(310)가 구비되어 있다.

상기 엔드밀공구섕크(100)의 함몰된 공간에서 다이아몬드계 가공팁(110)을 고정시켜주는 얇은 금속필름(130)의 돌출부를 지지하는 지지아암(810)이 좌우 대칭으로 설치되어있고, 상기 지지아암(810)을 고정시켜주는 클램핑로드(820)가 좌우 대칭으로 연결되어 있으며, 상기 클램핑로드(820)를 미세하게 조절할 수 있는 지지아암전후조절마이크로미터(830)가 설치되어 다이아몬드계 완성팁의 위치를 미세 조정이 가능하도록 고안되어 있다. 그리고, 다이아몬드계 엔드밀공구의 정면에서 측정한 X축의 모니터링장치(410)에서 측정 가능한 정보는, 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예로서 R(볼,ball) 형상의 다이아몬드 엔드밀공구가 섕크 회전 중심선상에 날 끝 상면부가 중심에 평행하게 위치함을 나타내는 X축 모니터링장치(410)의 사시도이며, Y축 모니터장치(610)에서는 섕크 기준에서 다이아몬드계 날 끝이 회전 중심선 센터에 일치하고 있음을 나타내는 사시도이고, Z축 모니터링 장치(620)에서는 회전 중심선에서 다이아몬드계 날 끝이 가공물 중심에 상하 치우침 없이 정확하 게 일치하게 위치함을 나타내는 사시도이며, 상기 다이아몬드계 엔드밀공구의 중심센터에서 엔드밀공구의 날 상면이 상하 또는 좌우 치우침이 있는지를 확인할 수 있도록 되어 있다.

상기 엔드밀공구용 섕크에 다이아몬드계 팁을 셋팅 시 수직방향 상측에 위치하면서 상면과 측면을 촬영할 수 있는 상면측정카메라(600), 상면카메라지지부(700)를 구비하고 있다. 상기 수직방향 상측에 위치한 Y축 방향에서 섕크 중심에 다이아몬드계 엔드밀공구 중심을 일치시키기 위하여 측정하는 상면측정카메라(400)를 통하여 촬영된 이미지를 Y축모니터장치(610)에 출력되게 설치되어 있는 모니터링시스템을 구비하고 있다.

이와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다이아몬드계 엔드밀공구 접합장치에 따른 다이아몬드계 엔드밀공구 접합방법을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 다이아몬드계 엔드밀공구를 제조하기 위한 접합방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이아몬드계 엔드밀공구의 절삭날 부위 연마 또는 연삭 시 섕크부의 간섭으로 인하여 연마 또는 연삭작업이 어려운 경우에 가공된 다이아몬드계 가공팁을 보조 섕크에서 분리시키고, 상기 분리된 가공팁을 금, 은, 동, 티타늄 또는 이들의 합금으로 된 성분의 매개체로서 용접성과 가공성이 뛰어난 얇은 금속필름(130) 상태로 된 금속필름 위에 연마된 다이아몬드계 재질의 가공팁을 먼저 은납성분의 고온용접액(120)으로 고온에서 용접한 다음, 상기 접촉면은 상, 하 평행 상태로 유지하게 만들고, 금속필름 아래면은 삽입 시 움직임이 적도록 쐐기형태를 갖 는 특징으로 한다. 상기 고정시킨 얇은 금속필름의 두께는 대략적으로 0.1-0.3mm 정도로 구비된다. 상기 다이아몬드계 완성팁 기저면에 삽입된 매개물인 금속필름은 다이아몬드계 완성팁을 고정시키는 역할과 셋업장치에서 셋팅 시 다이아몬드계 완성팁을 이동시킬 때 사용되는 지지아암 의 지지체 역할을 동시에 수행하게 된다.

상기 다이아몬드계 가공팁(110)과 금속필름(130)이 용접된 상태의 완성팁을 발명의 일실시예에서 함몰형의 최종 엔드밀공구섕크(100)에 삽입시켜 고정하기 위해서는 먼저, 도 3에서 상기 섕크고정지지부(300)의 섕크체결콜렛(330)에 최종 엔드밀공구섕크(100)를 고정시킨 다음, 접합하고자 하는 상기 완성팁을 최종 엔드밀공구섕크(100)에 가공된 다이아몬드계 상면이 엔드밀공구섕크면에 밀착시킨 후, 완성팁 아래면인 금속필름(130) 쐐기형 아래면이 엔드밀공구에 꽉 끼이도록 밀착삽입시켜 움직임이 없도록 한다.

그리고, 상기 다이아몬드계 가공팁(110)과 금속필름(130)이 용접된 상태인 완성팁은 도 4에서 X축카메라지지부(500)를 조절하여 상기 X축측정카메라(400)의 위치를 조절하면서 초점을 조절하여 다이아몬드계 엔드밀공구의 정면을 측정하여 모니터링 할 수 있도록 한다. 또한, 상기 상면카메라지지부(700)를 조절하여 상기 상면측정카메라(600)의 위치를 조절하면서 초점을 조절하여 다이아몬드계 엔드밀공구의 상면을 측정하여 Y축모니터장치(610)에 모니터링 하고 난 다음, 다시 상기 섕크고정지지부(300)의 섕크체결콜렛(330)을 90° 회전시켜 Z축모니터장치(620)에 모니터링 할 수 있도록 한다.

이때, 상기 본 발명의 일실시예에서 Y축모니터장치(610)에서 모니터링 한 결과가 도 5의 B와 C처럼 평행하게 셋팅되지 않을 때는 도 5에서, 상기 완성팁에 얇은 금속필름(130) 돌출부를 지지하는 지지아암(810)을 좌우 대칭에서 한쪽을 고정하고 반대편에서 조절할 수 있도록 설치된 클램핑로드(820)에 연결되어 있으며, 상기 클램핑 장치를 조절할 수 있는 지지아암을 이동시킬수 있는 지지아암전후조절마이크로미터(830)가 설치되어 다이아몬드계 가공팁(110)의 위치를 미세 조정이 가능하도록 고안되어 있는 특징을 갖는다.

상기 다이아몬드계 엔드밀공구 완성팁을 미세조정하여 X축과 상면 그리고 측면에서 측정 가능한 정보는, 상기 각각의 모니터장치에서 직접 보면서 수정가능하게 장치가 이루어지도록 고안되어 있다. 상기 본 발명의 일실시예에 따른 R(볼,ball) 형상으로 가공된 다이아몬드계 엔드밀공구 완성팁을 셋업할 때, 다이아몬드계 엔드밀공구 완성팁의 중심센터에 엔드밀공구의 날 끝이 일치시키거나 또는 1 마이크로 단위로 셋팅이 요구될 때, 미세조정이 가능하도록 고안되어 있는 특징이 있다. 상기 고안된 얇은 금속필름(130)은 회전 중심선상의 다이아몬드계 엔드밀공구의 날 끝이 초경재질의 엔드밀공구섕크(100)와 평행함은 물론이고 가공물 중심에도 평행하게 위치하도록 고안되어, 상기 날 끝이 정확하게 셋팅됨으로써 가공 후 매끈한 표면조도와 대칭적인 형상과 날 끝이 어긋남으로써 나타나는 많은 결함 등을 피할 수 있게 고안되어야 한다.

상기 본 발명의 일실시예에 따른 R(볼,ball) 형상으로 가공된 다이아몬드계 엔드밀공구 완성팁을 셋업작업이 끝난 시점은, 상기 섕크체결콜렛을 회전시켜 섕크 중심 축과 다이아몬드계 완성팁의 날 끝의 정렬상태가 셋업장치의 X, Y, Z축 모니터장치 를 통해 직접 모니터링 확인하면서 중심 센터에 일치됨을 확인한 후, 얇은 금속필름(130) 돌출부를 지지하는 지지아암(810)을 좌우 대칭 모두에서 양쪽을 고정하게 끔 상기 셋팅이 끝나면 다이아몬드계 완성팁을 지지하는 지지아암(810)을 얇은 금속필름(130)에 고정된 채로, 상기 엔드밀공구섕크(100) 빈 공간 부분을 낮은 온도에서 응고되어 짧은 시간에 경화시킬 수 있는 강력한 본드 성분을 갖는 상온결합제(140)로 채운다. 상기 결합제로 채운 후 돌출된 얇은 금속필름(130) 등은 전착 다이아몬드 줄공구 등으로 제거될 수 있도록 고안되었다. 상기 다이아몬드계 엔드밀공구 접합방법에서는 순간적으로 응고되는 접착제 성분의 결합제(140) 등으로 상온에서 접합시킴으로써 마이크로 단위의 정밀도를 갖는 다이아몬드계 엔드밀공구 제조 시 셋업과 동시에 접합하는 방법을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 다이아몬드계 엔드밀공구를 사용자의 밀링 머신(milling machine)에 장착하여 사용되는 절삭가공장치(도면미도시)의 콜렛에 대한 설치상태 및 엔드밀공구 상태를 사용전에 정확하게 측정하여 사용자가 파악할 수 있도록 하고, 상기 최종적으로 접합이 끝난 다이아몬드계 엔드밀공구를 셋업장치에서 회전시켜 엔드밀공구의 런아웃(runout) 및 절삭날 끝을 중심센터에 일치됨을 X, Y, Z축 으로부터 측정모니터장치로 확인함으로써 접합을 끝마치도록 고안되어 있다. 상기 고안된 다이아몬드계 엔드밀공구 접합방법은 미세한 가공이나 복잡한 형상의 다이아몬드계 엔드밀공구 제조시 보조 섕크로부터 최종 가공을 끝마친 후, 최종 섕크에서 접합과 측정을 동시에 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 상기 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 완성된 다이아몬드계 엔드밀공구의 사시도

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다이아몬드계 엔드밀공구 접합방법으로 이루어진 절삭날 구조를 보다 구체적으로 나타낸 측단면도

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다이아몬드계 엔드밀공구 완성팁을 접합하기 위한 셋업장치의 측면도

도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 다이아몬드계 엔드밀공구 완성팁을 접합하기 위한 셋업장치의 평면도

도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 R(볼,ball) 형상으로 가공된 다이아몬드계 엔드밀공구 가공팁의 Y축카메라를 통한 모니터링시스템 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 엔드밀공구섕크 110 : 다이아몬드계 가공팁

120 : 고온용접액 130 : 얇은 금속필름

140 : 상온결합제 200 : 기본 베이스

210 : 전후이송레일 220 : 고정블럭

300 : 섕크고정지지부 310 : 스텝모터

320 : 섕크체결스핀들 330 : 섕크체결콜렛

340 : 로터리엔코더 400 : X축측정카메라

410 : X축모니터장치 500 : X축카메라지지부

510 : 이송블럭 520 : 좌우이송레일

530 : X축카메라 전후조절마이크로미터

540 : X축 카메라지지대 550 : X축카메라 상하이송레일
560 : X축카메라 좌우조절마이크로미터

570 : X축카메라 지지블럭

580 : X축카메라 상하조절마이크로미터

600 : 상면카메라 700 : 상면카메라지지부

710 : 상면카메라지지대 720 : 상면카메라 상하이송레일

730 : 상면카메라지지블럭

740 : 상면카메라 상하조절마이크로미터

800 : 지지아암클램핑지지부 810 : 지지아암

820 : 클램핑로드

830 : 지지아암전후조절마이크로미터

Claims (4)

1. 본 발명은 다이아몬드계 엔드밀공구를 제조하기 위한 접합방법에 관한 것으로, 상기 다이아몬드계 엔드밀공구가 마이크로 단위 크기로 절삭날을 가공해야 할 때는, 가공할 다이아몬드계 엔드밀공구의 절삭날 부위 연마 또는 연삭 시 섕크부의 간섭으로 인하여 연마 또는 연삭작업이 어려운 경우에 가공된 다이아몬드계 가공팁을 보조 섕크에서 분리하여, 상기 다이아몬드계 완성팁을 셋업장치에서 최종 엔드밀공구섕크에 순간적으로 응고시켜 결합할 수 있는 접착제 등으로 상온에서 접합하는 방법에 관한 것이다. 상기 다이아몬드계 엔드밀공구를 제조하기 위한 접합방법에서는 최종 연삭가공 또는 폴리싱 작업이 끝난 다이아몬드계 가공팁을 분리시켜, 최종 엔드밀공구섕크에 정확하게 CCD 카메라 등으로 셋팅 이미지를 모니터링 하면서 일치시키는 셋업방법과 이를 견고하게 상온에서 접합시키는 방법을 동시에 셋팅장치에서 이루어지도록 고안한 것이다. 또한 최종적으로 접합이 끝난 다이아몬드계 엔드밀공구를 회전시켜 엔드밀공구의 런아웃(runout) 및 절삭날 끝을 중심센터에 일치됨을 측정 모니터로 확인함으로써 접합을 끝마치도록 고안되어 있는 접합방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 단위 치수의 다이아몬드계 엔드밀공구 제조에서 최종 가공된 다이아몬드계 팁을 먼저 보조 섕크에서 분리하여, 상기 가공팁을 금, 은, 동, 티타늄 또는 이들의 합금으로 된 성분의 금속상태의 매개체 역활을 하는, 용접성과 가공성이 뛰어난 얇은 금속필름 상태의 플레이트위에 최종 연마된 다 이아몬드계 재질의 가공팁을 먼저 상, 하 평행을 유지하게 끔 고온에서 용접한 다음, 상기 금속필름에 용접된 팁을 최종 초경 또는 공구강 및 알루미늄 등 모든 엔드밀공구 섕크 재료 등에 삽입시켜, 이들을 셋업장치를 통하여 셋업시 엔드밀공구 섕크 중심센터에 일치시키는 조절 등을 행하고. 상기 완성팁이 원하는 위치에 존재함을 측정을 통하여 확인하고 그 상태 고정된 상태에서 다이아몬드계 완성팁을 상온에서 결합시켜 견고하게 접합시키는 접합방법.
3. 제1항에 있어서, 얇은 금속필름 상태의 플레이트위에 최종 가공된 다이아몬드계 가공팁을 고온에서 용접액을 사용하여 용접된 상태로 만든 다음, 상기 완성팁을 최종 엔드밀공구섕크에 접합하는데 최종 엔드밀공구 섕크의 형상으로서는 함몰형 또는 매개체로서 삽입하는 삽입형 그리고 특수한 형상의 알루미늄 재질의 불규칙한 다이캐스팅 제품 접합에도 적용가능하며, 이때 접합제로는 순간접착제를 포함하여 상온에서 응고함으로써 접합할 수 있는 금속과 금속 또는 금속과 비금속 재질을 붙이는 결합성능의 본드를 포함하고 있으며, 최종적으로는 최종 엔드밀공구섕크에 가공된 다이아몬드계 완성팁이 용접된 상태의 금속필름과 그 공간은 접합제로 완전히 채워진 상태로 이루어진 엔드밀공구의 접합방법 또는 이를 활용한 접합방법.
4. 제1항에 있어서, 최종적으로 다이아몬드계 엔드밀공구를 회전시켜 엔드밀공구의 런아웃(runout) 및 절삭날 끝을 중심센터에 일치시키는 공구 상태를 셋업할 때 다이아몬드계 가공팁을 고정하고 있는 얇은 금속필름 상태의 플레이트를 이동 시 지지체 역할의 용도와 상기 다이아몬드계 엔드밀공구에서는 최종적으로는 연삭, 연마 등의 방법으로 금속필름 돌출부를 제거할 수도 있고 남겨 둘 수 도 있는 형태를 모두 포함하고 있다.

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