KR20130001565A

KR20130001565A - 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20130001565A
Application number: KR1020110062410A
Authority: KR
Inventors: 서순식
Original assignee: 서순식
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-01-04

Abstract

본 발명은 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 그 구성은 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치에 있어서,
다이(Die) 하부에 설치되며, 절삭 팁 측면 형상에 대응하는 성형실이 형성된 성형몰드와; 상기 성형몰드 하측에서 상기 성형실에 삽입되어 실린더의 피스톤로드에 의해 상하 승강하는 하부펀치와; 상기 다이(Die)의 상부에 실린더의 피스톤로드와 연결되어 상하로 승강하면서 상기 성형몰드의 성형실에 충진된 금속분말과 다이아몬드 입자들을 가압하는 상부펀치와; 상기 다이의 일측에 위치하여 좌우 스라이딩되면서 상기 성형실에 금속분말을 공급하는 금속분말 공급부재와; 상기 다이의 타측에 위치하면서 제어기의 신호에 따라 다이아몬드 입자 저장통에 충진된 다이아몬드 입자들을 흡착, 이동, 안착하면서 성형실에 충진된 금속분말의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자들이 배열되도록 X,Y,Z축 방향으로 이동되는 다이아몬드 입자 공급부재; 및 상기 다이의 일측에 설치되어 성형된 절삭 팁을 보관함으로 스라이딩시켜 이동되도록 실린더의 피스톤 로드의 단부에 배출판을 결합하여서 마련된 배출부재로 구성된다.
이에의해 본 발명은 첫째, 다이아몬드 입자 공급부재를 3축방향 즉 X,Y,Z축으로 이동되게 함으로써 다이아몬드 입자를 금속분말층마다 다양한 패턴으로 배열할 수 있으므로 절삭/연마 대상물에 적합한 절삭 팁을 제작할 수 있으며, 둘째, 일정한 배열로 형성되기 때문에 절삭/연마할 대상물에 대한 절삭 성능, 절삭 효율 및 수명이 향상되는 효과가 있고, 셋째, 다이아몬드 공급부재의 알침을 홀짝수열 또는 홀짝수순으로 소정의 높낮이차를 두어 1회의 다이아몬드 공급부재의 작동으로 금속분말층의 각 층마다 다이아몬드 입자를 2단으로 배열함과 동시에 마지막 단계에서 한 번의 고압으로 적층된 금속분말과 다이아몬드 입자를 가압함으로써 공정단축에 의한 생산성 향상을 가져다주는 효과가 있는 것이다.

Description

다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치 및 그 제조 방법{Manufacturing Apparatus Of Segments For Cutting/Polishing Tool And Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 절삭 팁에 배열되는 다이아몬드 입자를 다이아몬드 입자 공급부재를 3축방향 즉 X,Y,Z축으로 이동되게 함으로써 다이아몬드 입자의 다양한 배열로 대상물을 신속하게 절단할 수 있으면서 수명이 오래가는 등의 효율성이 좋도록 한 것이며, 또한, 1회의 다이아몬드 공급부재의 작동으로 금속분말 층의 각 층마다 다이아몬드 입자를 동일한 크기 또는 크기가 서로 다른 2종류의 입자를 여러 패턴방식으로 배열하거나 또는 한번에 2단으로 배열함과 동시에 마지막 단계에서 한 번의 고압으로 성형물을 가압함으로써 공정단축에 의한 생산성 향상을 이룰 수 있는 다이아몬드 절삭 팁의 성형 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 석재나 콘크리트, 아스팔트 등의 대상물을 절삭 또는 연마를 위해서는 절삭 팁이 결합된 커터기를 이용한다.

상기 절삭 팁은 다이아몬드 입자, 탄화물, 붕산화물, 질화물, 경질 금속 조각 및 세라믹 조각과 같이 내마모성이 우수한 입자를 사용하게 된다. 이 중에서, 다이아몬드는 지구상에 존재하는 물질 중 가장 경도가 높은 물질로 알려져 있으며, 이러한 특성에 의하여 절삭, 연삭 공구 등에 널리 사용하게 되었다.

상기 커터기에 결합되는 절삭 팁은 금속분말에 다이아몬드 입자를 혼합 성형하여 제조하였는데, 이 경우 상기 다이아몬드 입자가 금속분말에 고르게 분포되지 않고 한쪽으로 고르게 분포되지 않은 상태에서 성형 제조되기 때문에 성형 완료된 다이아몬드 절삭 팁은 대상물을 절삭할 경우 절삭 속도가 늦고 공구의 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 이전에 다이아몬드 절삭 팁을 제조하는 여러 기술이 개발된 바 있는데 그 중에서 다이아몬드 입자가 일정하게 배열되도록 하는 제조 방법도 개발되었다.

그 제조 방법중에서 금속분말층에 상부펀치를 이용하여 다이아몬드 입자가 일정하게 삽입될 다수 개의 삽입홈을 형성하고 상기 삽입홈에 다이아몬드 입자를 삽입한 후 다시 펀치를 이용하여 다이아몬드 입자를 금속분말층에 삽입한 다음 상부펀치로 소압으로 가압하는 단계를 여러 번 반복하여 복층으로 만든 다음 상부펀치를 고압으로 가압하는 단계를 거치게 된다.

이와같은 제조방법은 금속분말층마다 일정하게 배열되어 절삭/연마의 기능은 개선되었으나 금속분말층마다 다이아몬드 입자를 단층으로 배열시키는 것과, 상부펀치로 금속분말층마다 소압으로 가압하므로 가압하는 횟수가 많게 되어 완성된 성형물을 만드는 시간이 많이 걸려 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 금속분말층에 다이아몬드 입자를 공급 배열하는 다이아몬드 입자 공급부재는 전,후,상,하방향 즉 2축방향으로만 이동되어 금속분말층에 수직선상으로 일정하게 배열되므로 금속분말층별로 다이아몬드 입자를 다양한 패턴으로 배열하기 위해서는 다이아몬드 입자 공급부재를 추가 설치해야하므로 장치 제작비용이 많이 드는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 다이아몬드 입자를 금속분말층마다 다양한 패턴으로 일정하게 배열하여 절삭 성능, 절삭 효율 및 수명이 향상된 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 1회의 다이아몬드 공급부재의 작동으로 금속분말층에 다이아몬드 입자를 일시에 2단으로 배열하는 한편, 금속분말층이 복수 층을 이루고 난 다음 마지막 단계에서 한 번의 고압으로 적층된 금속분말과 다이아몬드 입자를 가압함으로써 공정단축에 의한 생산성 향상을 가져다주는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 이러한 방법을 효율적으로 구현하기 위한 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치에 있어서,

다이(Die)(10) 하부에 설치되며, 절삭 팁 측면 형상에 대응하는 성형실(21)이 형성된 성형몰드(20)와;

상기 성형몰드(20) 하측에서 상기 성형실(21)에 삽입되어 실린더의 피스톤로드에 의해 상하 승강하는 하부펀치(30)와;

상기 다이(Die)(10)의 상부에 실린더의 피스톤로드와 연결되어 상하로 승강하면서 상기 성형몰드(20)의 성형실(21)에 충진된 금속분말(100)과 다이아몬드 입자(200)들을 가압하는 상부펀치(40)와;

상기 다이(10)의 일측에 위치하여 좌우 스라이딩되면서 상기 성형실(21)에 금속분말(100)을 공급하는 금속분말 공급부재(50)와;

상기 다이(10)의 타측에 위치하면서 제어기(미도시)의 신호에 따라 다이아몬드 입자 저장통(94)에 충진된 다이아몬드 입자(200)들을 흡착, 이동, 안착하면서 성형실(21)에 충진된 금속분말(100)의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자(200)들이 배열되도록 X,Y,Z축 방향으로 이동되는 다이아몬드 입자 공급부재(60); 및

상기 다이(10)의 일측에 설치되어 성형된 절삭 팁을 보관함으로 스라이딩시켜 이동되도록 실린더의 피스톤 로드의 단부에 배출판(71)을 결합하여서 마련된 배출부재(70)를 포함하여 마련되는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치를 제공하는데 특징을 둔다.

여기서, 상기 금속분말 공급부재(50)는 실린더의 피스톤 로드에 의해 회전되는 레버 프레임(53)의 선단부에 결합되며 제1 및 제2 금속분말 투하실(54)이 마련된 금속분말공급기(55)와; 상기 제1 및 제2 금속분말 투하실(54)로 금속분말(100)이 투입되도록 호스(52)로 연결된 호퍼(51)로 마련된다.

상기 다이아몬드 입자 공급부재(60)는 바닥에 다이아몬드 입자 저장통(94)이 형성된 바닥판(93)과; 상기 다이아몬드 입자 저장통(94)과 수평으로 일직선상의 위치에서 실린더의 피스톤로드의 선단부에 연결되어 다이아몬드 입자 저장통(94)에 다이아몬드 입자를 보충하는 다이아몬드 입자 보충기(69)와; 상기 바닥판(93) 일측에 가로방향으로 설치되는 X축가이드레일(90)과; 상기 X축가이드레일(90)과 직교방향으로 설치되는 Y축가이드레일(91)과; 상기 Y축가이드레일(91)위에 설치되어 Z축방향인 상하로 이동되도록 실린더의 피스톤로드의 선단부에 일측단부가 연결된 가이드(95); 및 상기 가이드(95)의 타측단부에 연결되어 상기 다이아몬드 입자 저장통(94)에 충진된 다이아몬드 입자를 공기흡입력에 의해 흡착되는 다이아몬드 입자 흡착기(61)를 포함하여 마련될 수도 있다.

상기 금속분말 공급부재(50)와 상기 배출부재(70) 및 다이아몬드 입자 저장통(94)은 각각 복수 개로 마련될 수도 있고, 또한, 상기 다이아몬드 입자 저장통과 상기 다이아몬드 입자 보충기는 서로 대응되게 위치에 1쌍 ~ 2쌍으로 마련될 수도 있다.

상기 다이아몬드 입자 흡착기(61)는 그 내부에 다수의 공기 흡입공을 구비하며, 상기 공기 흡입공을 통한 공기의 흡입 또는 흡입력 제거를 통하여 다이아몬드 입자를 배열될 수도 있다.

상기 다이아몬드 입자 흡착기(61)는 중앙부에 요홈을 형성하고 일측에 상기 요홈으로 관통되는 공기흡입구(67)를 형성하며 양단부에 하방향으로 돌기(62a)가 형성된 '

'형의 본체(62)와, 상기 본체(62)의 요홈에 삽입되어 고정되며 다수의 알침(68)들이 일정한 패턴으로 배열고정된 알침고정구(63)와, 상기 알침고정구(63)의 하부에 위치하여 상기 알침(68)들과 대응되는 위치에 홀(hole)(64b)들이 형성되며 양단부에 걸림턱(64c)이 형성되어 상기 알침고정구(63)를 커버하는 '

'형의 입자걸름구(64)와, 상기 입자걸름구(64)를 상하로 이동하면서 상기 알침(68)들이 출몰되도록 상기 본체(62)의 양단부와 상기 입자걸름구(64)의 양단부 사이에 설치되는 탄성스프링(66)과, 상기 입자걸름구(64)가 소정의 거리에서 이동되게 걸림턱(65a)이 형성되어 일단부가 상기 본체(62)의 일단부에 고정되는 지지커버(65)로 마련될 수도 있다.

상기 다이아몬드 알침(68)은 높낮이를 홀짝수열 또는 홀짝수순으로 번갈아가며 소정의 단차를 두고 마련될 수도 있다.

상기의 제조장치에 의해 절삭 팁을 제조하는 방법은,

a) 성형몰드(20)의 하부에서 삽입된 하부펀치(30)를 소정 높이만큼 상승시켜 하부펀치(30) 위에 소정 크기를 갖는 성형실(21)을 형성하는 단계;

b) 상기 하부펀치(30)와 상기 성형몰드(20)에 의해 형성된 성형실(21)에 금속분말(100)을 충진하는 단계;

c) 상기 금속분말(100)의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자 공급부재(60)를 X,Y,Z축 방향으로 이동하여 다양한 형태의 일정 간격 배열로 다이아몬드 입자를 배열하는 단계;

d) 성형몰드(20)로 부터 하부펀치(30)를 소정높이만큼 하강하여 제2층의 성형실(21)을 형성하는 단계;

e) 상기 제2층의 성형실(21)에 금속분말(100)을 충진하는 단계;

f) 상기 제2층의 성형실(21)에 충진된 금속분말(100)의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자 공급부재(60)를 X,Y,Z축 방향으로 이동하여 다양한 형태의 일정 간격 배열로 다이아몬드 입자를 배열하는 단계;

g) d)내지 f) 단계를 반복하여 소정의 층수를 갖는 복수 층을 형성하는 단계;

h) 상기 복수 층의 성형실(21)내에 충진된 다이아몬드 입자와 상기 금속분말(100)을 상부펀치(40)로 고압 가압하여 고압 성형체를 형성하는 단계;

i) 상기 하부펀치(30)를 승강시켜 고압 성형체를 성형몰드(20) 상부로 분리하는 단계; 및

j) 상기 성형몰드(20)로부터 분리된 고압 성형체를 배출부재(70)로 제거하는 단계;로 이루어진다.

여기서, 상기 c)와 f) 단계는 다이아몬드 흡착기의 내부에 공기 흡입공이 형성되어 있는 알침(68)을 홀짝수열 또는 홀짝수순으로 높낮이 차를 두거나 또는 동일한 높이로 위치시킨 다음 알침(68)의 일단을 다이아몬드 입자가 저장되어 있는 저장통에 삽입하여 흡입관의 타단에서의 공기 흡입공을 통한 공기의 흡입에 의하여 형성되는 흡입력에 의하여 다이아몬드 입자를 흡입관에 흡착시킨 다음, 상기 금속분말(100)의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자를 배열할 수도 있다.

상기 c)와 f) 단계는 1회의 다이아몬드 공급부재의 작동으로 금속분말(100)층의 각 층마다 다이아몬드 입자를 2단으로 배열할 수도 있다.

상기 다이아몬드 입자는 상기 절삭 팁 내부에서 일정한 높이를 갖거나, 일정한 경사를 갖거나, 일정한 패턴을 갖도록 배열될 수도 있다.

상기 다이아몬드 입자는 연마재의 한 종류로서 다이아몬드 입자외에 탄화물, 붕산화물, 질화물, 경질 금속 조각 및 세라믹 조각중 어느 하나 또는 둘 이상 선택하여 적용할 수도 있다.

상기의 본 발명은,

첫째, 다이아몬드 입자 공급부재(60)를 3축방향 즉 X,Y,Z축으로 이동되게 함으로써 다이아몬드 입자(200)를 금속분말층마다 다양한 패턴으로 배열할 수 있으므로 절삭/연마 대상물에 적합한 절삭 팁을 제작할 수 있으며,

둘째, 일정한 배열로 형성되기 때문에 절삭/연마할 대상물에 대한 절삭 성능, 절삭 효율 및 수명이 향상되는 효과가 있고,

셋째, 다이아몬드 공급부재의 알침(68)을 홀짝수열 또는 홀짝수순으로 소정의 높낮이차를 두어 1회의 다이아몬드 공급부재의 작동으로 금속분말층의 각 층마다 다이아몬드 입자를 2단으로 배열함과 동시에 마지막 단계에서 한 번의 고압으로 적층된 금속분말(100)과 다이아몬드 입자를 가압함으로써 공정단축에 의한 생산성 향상을 가져다주는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 '다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치'의 정면도
도 2는 도 1의 좌측면도
도 3은 도 1의 평면도
도 4는 본 발명에 따른 '다이아몬드 입자 공급부재'의 사시도
도 5는 본 발명에 따른 '다이아몬드 입자 공급기'의 단면도
도 6은 본 발명에 따른 '금속분말 공급기'의 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 '다이아몬드 절삭 팁의 제조 방법'에 대한 공정도

이하, 본 발명에 따른 다이아몬드 공구용 절삭 팁 제조장치 및 그에 의한 제조 방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 제1 실시예로서 "다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치"에 대한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명인 성형장치는 다이, 성형몰드(20), 하부펀치(30), 상부펀치(40), 다수 개의 실린더, 금속분말 공급부재(50), 다이아몬드 입자 공급부재(60), 배출부재(70) 등으로 마련된다.

상기 다이(10)는 성형장치의 틀체의 소정 위치에 설치되며,다이(10)의 중앙부에 홀을 형성하여 성형실(21)을 가지는 성형몰드(20)를 삽입 고정한다.

성형몰드(20)의 성형실(21)은 생산하고자하는 절삭 팁의 측면형상과 대응되는 형상으로 이루어진다.

하부펀치(30)는 하부펀치홀더에 고정되어 다이(10) 하부에 설치되며, 상기 성형몰드(20)의 성형실(21) 하부에서 삽입되어 실린더의 피스톤로드에 의해 상하로 승강한다.

상부펀치(40)는 다이(10) 상부에 설치되어 실린더의 피스톤로드에 의해 하방향으로 이동하여 성형실(21)에 충진된 금속분말(100)과 다이아몬드 입자(200)들을 가압하는데 여기서 본 발명은 복수 층의 성형실(21)내에 충진된 다이아몬드 입자와 상기 금속분말(100)을 마지막 공정에서 한번만 고압으로 가압하여 성형체를 형성하는 것을 원칙으로 하나, 필요에 따라서 금속분말(100)과 다이아몬드 입자(200)가 배열된 층에서 다수 소압으로 가압할 수도 있다.

성형실(21)에 금속분말(100)을 공급하는 금속분말 공급부재(50)는 실린더(25)의 피스톤 로드(26)에 의해 회전되는 레버 프레임(53)과, 상기 레버 프레임(53)의 선단부에 결합되며 제1 및 제2 금속분말 투하실(54)이 마련된 금속분말공급기(55)(30)와, 상기 제1 및 제2 금속분말 투하실(54)로 금속분말(100)이 투입되도록 호스(52)로 연결된 호퍼(51)로 마련된다.

절삭 팁은 다이아몬드 입자(200)가 배열되는 본드층과 생크에 레이저 용접되어 결합되는 용접층으로 구분되며, 상기 본드층과 용접층에 성분이 다른 금속분말(100)이 투입된다.

따라서 금속분말공급기(55)는 제1,제2 금속분말 투하실(54)로 구분하여 성분이 다른 금속분말(100)이 채워진 각각의 호퍼(51)로부터 금속분말(100)을 공급받게 된다.

본 빌명에서 상기 금속분말 공급부재(50)는 다이(10)의 양측으로 각각 설치할 수도 있다.

한편, 다이아몬드 입자 공급부재(60)는 금속분말 공급부재(50)가 성형몰드(20)의 성형실(21)에 금속분말(100)을 투입하는데 지장을 주지 않는 다이(10)의 상부면 소정의 위치에 다이아몬드 입자(200)가 충진된 다이아몬드 입자 저장통(94)이 마련된 바닥판(93)을 설치 고정하고, 상기 다이아몬드 입자 저장통(94)과 수평선상의 동일위치에 다이아몬드 입자 보충기(69)를 마련하되 상기 다이아몬드 입자 보충기(69)는 실린더의 피스톤로드의 선단부에 연결되어 다이아몬드 입자 저장통(94)에 다이아몬드 입자를 보충한다.

상기 다이아몬드 입자 저장통(94)과 다이아몬드 입자 보충기(69)는 각각 서로 대응되는 위치에 1개씩 즉 1쌍을 설치하는 것은 기본이며, 본 발명은 다이아몬드 입자 저장통(94)과 다이아몬드 입자 보충기(69)를 2쌍으로 설치하여 다이아몬드 입자의 크기가 서로 다른 것을 각각 넣고 절삭 팁 제조시 금속분말에 다이아몬드 입자의 크기가 다른 것을 층별로 분리하여 배열할 수도 있다.

또한, 상기 바닥판(93) 일측에 X축가이드레일(90)을 설치하고, 상기 X축가이드레일(90)과 직교방향으로 Y축가이드레일(91)을 설치하여 X축가이드레일(90) 위에서 Y축가이드레일(91)이 전후로 이동되며, 상기 Y축가이드레일(91)위에 실린더의 피스톤로드의 선단부에 일측단부가 연결된 가이드(95)를 설치하여 상기 실린더(92)의 피스톤로드에 의해 Z축방향인 상하로 이동되도록하는 한편, 상기 가이드(95)의 타측단부에 연결되어 상기 다이아몬드 입자 저장통(94)에 충진된 다이아몬드 입자(200)를 공기흡입력에 의해 흡착되는 다이아몬드 입자 흡착기(61)로 구성된다.

상기 다이아몬드 입자 보충기(69) 이동방향은 Y축가이드레일(91)과 동일한 방향으로 이동되도록 하는 것이 바람직하다.

다시 말하면, 가이드(95)의 일측단부에 연결된 다이아몬드 입자 흡착기(61)를 상하방향 즉 Z축방향으로 이동하여 다이아몬드 입자 저장통(94)에 충진된 다이아몬드 입자를 공기 흡입력에 의해 다이아몬드알침(68)에 흡착되게 한 다음 상방향으로 소정 높이만큼 이동한 다음 Y축 가이드레일을 따라 성형몰드(20)의 성형실(21)로 이동한 다음 다시 Z축방향인 하방향으로 이동하여 성형실(21)에 충진된 금속분말(100) 표면위에 다이아몬드 입자(200)를 배열한다.

금속분말(100) 표면에 다이아몬드 입자(200)를 층별로 지그재그형태로 배열하기 위해서는 다이아몬드 입자(200)가 흡착된 다이아몬드 입자 흡착기(61)를 제어기의 신호에 의해 X축가이드레일(90)과 Y축가이드레일(91)로 소정거리만큼 이동하면서 다이아몬드 입자(200)를 배열한다.

상기와 같은 작업은 절삭 팁의 다이아몬드 배열층수에 따라 제어기에 신호를 입력하여 다이아몬드 입자(200)가 다양하게 배열할 수도 있다.

한편, 상기 다이아몬드 입자 흡착기(61)의 알침(68)을 홀짝수열 또는 홀짝수순으로 소정의 높낮이 차를 주어 다이아몬드 입자 흡착기(61)의 1회 작동으로 알침(68)을 금속분말(100)속으로 장입하여 다이아몬드 입자(200)를 일시에 2층으로 배열되게 한다.

여기서도 상기와 같이 다이아몬드 입자(200)가 흡착된 다이아몬드 입자 흡착기(61)를 제어기의 신호에 의해 X축가이드레일(90)과 Y축가이드레일(91)로 소정거리만큼 이동하면서 금속분말(100) 표면에 다이아몬드 입자(200)를 층별로 지그재그형태로 다양하게 배열할 수도 있다.

한편, 상기 다이아몬드 입자 흡착기(61)는 중앙부에 요홈을 형성하고 일측에 상기 요홈으로 관통되는 공기흡입구(67)를 형성하며 양단부에 하방향으로 돌기(62a)가 형성된 '

'형의 본체(62)와, 상기 본체(62)의 요홈에 삽입되어 고정되며 다수의 알침(68)들이 일정한 패턴으로 배열고정된 알침고정구(63)와, 상기 알침고정구(63)의 하부에 위치하여 상기 알침(68)들과 대응되는 위치에 홀(hole)(64b)들이 형성되며 양쪽 상단부에는 걸림턱(64c)이 형성되고 양쪽 하단부에는 지지대(64a)가 형성되어 상기 알침고정구(63)를 커버하는 '

'형의 입자걸름구(64)와, 상기 입자걸름구(64)를 상하로 이동하면서 상기 알침(68)들이 출몰되도록 상기 본체(62)의 양단부와 상기 입자걸름구(64)의 양단부 사이에 설치되는 탄성스프링(66)과, 상기 입자걸름구(64)가 소정의 거리에서 이동되게 걸림턱(65a)이 형성되어 일단부가 상기 본체(62)의 일단부에 고정되는 지지커버(65)로 구성된다.

상기 돌기(62a)는 탄성스프링(66)이 옆으로 미끄러지지 않고 제자리에 위치하도록 한다.

상기 다이아몬드 흡착기는 실린더의 피스톤로드에 의해 다이아몬드 입자 저장통(94)으로 이동한 다음 지지대(64a)로 다이아몬드 입자 저장통(94)과 이웃하는 부근의 바닥판(93)에 지지대(64a)로 지지한 다음 하방향으로 누르면 알침(68)들이 입자걸름구(64)의 홀(hole)(64b)로 돌출되고 공기흡입구(67)로 흡입되는 흡입력에 의해 다이아몬드 입자(200)들이 알침(68)의 일단부에 부착된다.

이때 알침(68)에 부착되는 다이아몬드 입자(200)는 다수 개가 붙을 수가 있다.

실린더의 피스톤로드에 의해 다이아몬드 흡착기를 상방향으로 이동되면 탄성스프링(66)의 탄력에 의해 입자걸름구(64)가 하방향으로 복귀되고 이에의해 입자걸림구 외부로 돌출된 알침(68)들이 입자걸름구(64)의 홀(hole)(64b)로 통과되면서 알침(68)의 일단부에 부착된 다수개의 다이아몬드 입자(200)들 중에서 한 개만 남겨놓고 나머지는 제거되는 것이다.

이와같이 구성된 본 발명인 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치에 의해 생산되는 절삭 팁의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.

도 7에 도시된 바와 같이 첫번째, 성형몰드(20)의 하부에서 삽입된 하부펀치(30)를 소정 높이만큼 상승시켜 하부펀치(30) 위에 소정의 공간을 갖는 제1층의 성형실(21)을 형성하는 단계;

두번째, 상기 성형실(21)에 금속분말 공급부재(50)를 이용하여 금속분말(100)을 충진하는 단계;

세번째, 상기 금속분말(100)의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자 공급부재(60)를 X,Y,Z축 방향으로 이동하여 다양한 패턴으로 다이아몬드 입자(200)를 일정하게 배열하는 단계;

네번째, 상기 성형몰드(20)로부터 하부펀치(30)를 소정높이만큼 하강하여 제2층의 성형실(21)을 형성하는 단계;

다섯번째, 상기 제2층의 성형실(21)에 금속분말 공급부재(50)를 이용하여 금속분말(100)을 충진하는 단계;

여섯번째, 상기 제2층의 성형실(21)에 충진된 금속분말(100)의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자 공급부재(60)를 X,Y,Z축 방향으로 이동하여 다양한 패턴으로 다이아몬드 입자(200)를 일정하게 배열하는 단계;

일곱번째, 넷째,다섯째,여섯째 단계를 반복하여 소정의 복수 층을 형성하는 단계;

여덟번째, 상기 복수 층의 성형실(21)내에 충진된 다이아몬드 입자(200)와 상기 금속분말(100)을 상부펀치(40)로 고압 가압하여 고압 성형체를 형성하는 단계;

아홉번째, 상기 하부펀치(30)를 상부로 승강시켜 고압 성형체를 성형몰드(20) 상부로 취출 분리하는 단계;

열번째, 상기 성형몰드(20)로부터 분리된 고압 성형체를 배출부재(70)로 다이(10)에서 제거하는 단계;로 행하여진다.

여기서, 상기 세번째 공정과 여섯번째 공정 단계는 다이아몬드 입자 흡착기(61)의 내부에 공기 흡입공이 형성되어 있는 알침(68)을 홀짝수열 또는 홀짝수순으로 높낮이 차를 두거나 또는 동일한 높이로 위치시킨 다음 알침(68)의 일단을 다이아몬드 입자가 저장되어 있는 저장통에 삽입하여 공기 흡입구에서 공기를 흡입하는 흡입력에 의해 다이아몬드 입자(200)들을 알침(68)의 단부에 흡착시킨 다음, 상기 금속분말(100)의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자(200)를 배열하는 것으로서, 1회의 다이아몬드 공급부재의 작동으로 금속분말(100) 층의 각 층마다 다이아몬드 입자(200)들을 2단층으로 배열할 수 있어서 종래의 작업공정보다 제조시간을 50% 이상 줄일 수 있다.

이와같이 금속분말(100)에 배열되는 다이아몬드 입자(200)는 상기 절삭 팁 내부에서 일정한 높이를 갖거나, 일정한 경사를 갖거나, 일정한 패턴을 갖도록 배열된다.

본 발명에서는 연마재의 일종인 다이아몬드 입자(200)로만 실시예를 들어서 표현하였지만 때로는 탄화물, 붕산화물, 질화물, 경질 금속 조각 및 세라믹 조각으로도 구성할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 다이아몬드 입자 공급부재(60)를 3축방향 즉 X,Y,Z축으로 이동되게 함으로써 다이아몬드 입자(200)를 금속분말층마다 다양한 패턴으로 배열할 수 있으며, 일정한 배열로 형성되기 때문에 절삭 성능, 절삭 효율 및 수명이 향상되게 하며, 또한, 다이아몬드 공급부재의 알침(68)을 홀짝수열 또는 홀짝수순으로 소정의 높낮이 차를 두어 1회의 다이아몬드 공급부재의 작동으로 금속분말(100)의 각 층마다 일시에 2단으로 배열할 수 있어서 공정단축과 함께 생산성을 향상시켜 준다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

10 : 다이 20 : 성형몰드
21 : 성형실 30 : 하부펀치
40 : 상부펀치 50 : 금속분말 공급부재
51 : 호퍼 52 : 호스
53 : 레버 프레임 54 : 금속분말 투하실
55 : 금속분말 공급기 60 : 다이아몬드 입자 공급부재
61 : 다이아몬드 입자 흡착기 62 : 본체
62a : 돌기 63 : 알침고정구
64 : 입자걸름구 64a : 지지대
64b : 홀(hole) 64c : 65a : 걸림턱
65 : 지지커버 66 : 탄성스프링
67 : 공기흡입구 68 : 알침
69 : 다이아몬드 입자 보충기 70 : 배출부재
71 : 배출판 80 : 실린더
90 : X축가이드레일 91 : Y축가이드레일
92 : Z축이동 실린더 93 : 바닥판
94 : 다이아몬드 입자 저장통 95 : 가이드
100 : 금속분말 200 : 다이아몬드 입자

Claims

다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치에 있어서,
다이(Die) 하부에 설치되며, 절삭 팁 측면 형상에 대응하는 성형실이 형성된 성형몰드와;
상기 성형몰드 하측에서 상기 성형실에 삽입되어 실린더의 피스톤로드에 의해 상하 승강하는 하부펀치와;
상기 다이(Die)의 상부에 실린더의 피스톤로드와 연결되어 상하로 승강하면서 상기 성형몰드의 성형실에 충진된 금속분말과 다이아몬드 입자들을 가압하는 상부펀치와;
상기 다이의 일측에 위치하여 좌우 스라이딩되면서 상기 성형실에 금속분말을 공급하는 금속분말 공급부재와;
상기 다이의 타측에 위치하면서 제어기의 신호에 따라 다이아몬드 입자 저장통에 충진된 다이아몬드 입자들을 흡착, 이동, 안착되게하면서 성형실에 충진된 금속분말의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자들이 배열되도록 X,Y,Z축 방향으로 이동되는 다이아몬드 입자 공급부재; 및
상기 다이의 일측에 설치되어 성형된 절삭 팁을 보관함으로 스라이딩시켜 이동되도록 실린더의 피스톤 로드의 단부에 배출판을 결합하여서 마련된 배출부재를 포함하여 마련됨을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치
제1항에 있어서, 상기 금속분말공급부재는 실린더의 피스톤 로드에 의해 회전되는 레버 프레임의 선단부에 결합되며 제1 및 제2 금속분말 투하실이 마련된 금속분말공급기(30)와;
상기 제1 및 제2 금속분말 투하실로 금속분말이 투입되도록 호스로 연결된 호퍼로 마련됨을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치
제1항에 있어서, 상기 다이아몬드 입자 공급부재는 바닥에 다이아몬드 입자 저장통이 형성된 바닥판과; 상기 다이아몬드 입자 저장통과 수평으로 일직선상의 위치에서 실린더의 피스톤로드의 선단부에 연결되어 다이아몬드 입자 저장통에 다이아몬드 입자를 보충하는 다이아몬드 입자 보충기와; 상기 바닥판 일측에 가로방향으로 설치되는 X축가이드레일과; 상기 X축가이드레일과 직교방향으로 설치되는 Y축가이드레일과; 상기 Y축가이드레일위에 설치되어 Z축방향인 상하로 이동되며 실린더의 피스톤로드의 선단부에 일측단부가 연결된 가이드; 및 상기 가이드의 타측단부에 연결되어 상기 다이아몬드 입자 저장통에 충진된 다이아몬드 입자를 공기흡입력에 의해 흡착되는 다이아몬드 입자 흡착기를 포함하여 마련됨을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치.
제1항에 있어서, 상기 금속분말 공급부재와 상기 배출부재는 각각 복수 개로 마련됨을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치.
제3항에 있어서, 상기 다이아몬드 입자 저장통과 상기 다이아몬드 입자 보충기는 서로 대응되게 위치에 1쌍 ~ 2쌍으로 마련됨을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치.
제3항에 있어서, 상기 다이아몬드 입자 흡착기는 그 내부에 다수의 공기 흡입공을 구비하며, 상기 공기 흡입공을 통한 공기의 흡입 또는 흡입력 제거를 통하여 다이아몬드 입자를 배열하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치.
제3항에 있어서, 상기 다이아몬드 입자 흡착기는 중앙부에 요홈을 형성하고 일측에 상기 요홈으로 관통되는 공기흡입구를 형성하며 양단부에 하방향으로 돌기가 형성된 '
'형의 본체(62)와, 상기 본체의 요홈에 삽입되어 고정되며 다수의 알침들이 일정한 패턴으로 배열고정된 알침고정구와, 상기 알침고정구의 하부에 위치하여 상기 알침들과 대응되는 위치에 홀(hole)들이 형성되며 양단부에 걸림턱이 형성되어 상기 알침고정구를 커버하는 '
'형의 입자걸름구와, 상기 입자걸름구를 상하로 이동하면서 상기 알침들이 출몰되도록 상기 본체의 양단부와 상기 입자걸름구의 양단부 사이에 설치되는 탄성스프링과, 상기 입자걸름구가 소정의 거리에서 이동되게 걸림턱이 형성되어 일단부가 상기 본체의 일단부에 고정되는 지지커버로 마련됨을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치.
제7항에 있어서, 상기 다이아몬드 알침은 높낮이를 홀짝수열 또는 홀짝수순으로 번갈아가며 소정의 단차를 두고 마련됨을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 성형장치.
a) 성형몰드의 하부에서 삽입된 하부펀치를 소정 높이만큼 상승시켜 하부펀치 위에 소정 크기를 갖는 성형실을 형성하는 단계;
b) 상기 하부펀치와 상기 성형몰드에 의해 형성된 성형실에 금속분말을 충진하는 단계;
c) 상기 금속분말의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자 공급부재를 X,Y,Z축 방향으로 이동하여 다양한 형태의 일정 간격 배열로 다이아몬드 입자를 배열하는 단계;
d) 성형몰드로 부터 하부펀치를 소정높이만큼 하강하여 제2층의 성형실을 형성하는 단계;
e) 상기 제2층의 성형실에 금속분말을 충진하는 단계;
f) 상기 제2층의 성형실에 충진된 금속분말의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자 공급부재를 X,Y,Z축 방향으로 이동하여 다양한 형태의 일정 간격 배열로 다이아몬드 입자를 배열하는 단계;
g) d)내지 f) 단계를 반복하여 소정의 층수를 갖는 복수 층을 형성하는 단계;
h) 상기 복수 층의 성형실내에 충진된 다이아몬드 입자와 상기 금속분말을 상부펀치로 고압 가압하여 고압 성형체를 형성하는 단계;
i) 상기 하부펀치를 승강시켜 고압 성형체를 성형몰드 상부로 분리하는 단계; 및
j) 상기 성형몰드로부터 분리된 고압 성형체를 배출부재로 제거하는 단계;로 마련됨을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 c)와 f) 단계는 다이아몬드 흡착기의 내부에 공기 흡입공이 형성되어 있는 알침을 홀짝수열 또는 홀짝수순으로 높낮이 차를 두거나 또는 동일한 높이로 위치시킨 다음 알침의 일단을 다이아몬드 입자가 저장되어 있는 다이아몬드 입자 저장통에 삽입하여 흡입관의 타단에서의 공기 흡입공을 통한 공기의 흡입에 의하여 형성되는 흡입력에 의하여 다이아몬드 입자를 흡입관에 흡착시킨 다음, 상기 금속분말의 내부 또는 표면에 다이아몬드 입자를 배열함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 c)와 f) 단계는 1회의 다이아몬드 공급부재의 작동으로 금속분말 층의 각 층마다 다이아몬드 입자를 2단으로 배열함을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 제조방법.
제9항에 있어서,상기 다이아몬드 입자는 상기 절삭 팁 내부에서 일정한 높이를 갖거나, 일정한 경사를 갖거나, 일정한 패턴을 갖도록 배열되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 제조방법.
제9항에 있어서,상기 다이아몬드 입자 대용으로 탄화물, 붕산화물, 질화물, 경질 금속 조각 및 세라믹 조각으로 구성된 군에서 어느 하나 또는 둘 이상 혼합하여 선택되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 절삭 팁 제조방법.