KR20130041466A - 연마입자가 균일하게 분포된 기어 연마용 로타리 드레서 및 그 제조방법 - Google Patents

연마입자가 균일하게 분포된 기어 연마용 로타리 드레서 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

기어 연마용 로타리 드레서의 절삭부의 측면 및 경계면에 편석된 연마입자가 생성되는 것을 방지하여, 연마입자의 탈락 등에 의해 로타리 드레서가 불균일하게 마모되어 수명이 저하되는 것을 방지하며, 균일한 연마면을 얻을 수 있는 기어 연마용 로타리 드레서 및 그 제조방법을 제공한다. 그 기어 연마용 로타리 드레서는 원반형태의 본체의 둘레를 따라 형성되고 바깥쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 절삭부와 절삭부의 측면과 2개의 측면이 만나서 형성되는 경계면에 바인더에 의해 고정된 연마입자를 포함하고, 연마입자는 절삭부의 측면에 각각 일정한 간격을 가지는 행과 열이 만나는 지점에 부착되어 규칙적으로 배열되어 있다.

Description

연마입자가 균일하게 분포된 기어 연마용 로타리 드레서 및 그 제조방법{Gear grinding rotary dresser having uniformly distributed abrasive particle and the method of manufacturing the same}
본 발명은 기어 연마용 연마기 등에서 주로 사용되는 지석 등을 드레싱하기 위한 연마용 로타리 드레서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로타리 드레서의 절삭부의 측면에 연마입자가 균일하게 분포되어 있는 기어 연마용 로타리 드레서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
드레싱(dressing)은 지석의 표면에 생긴 피삭재 잔류물을 제거하고 새로운 지석 날을 돌출시키는 작업을 말하며, 로타리 드레서(rotary dresser)는 이러한 드레싱 작업을 하기 위해 사용하는 도구이다. 따라서 연마용 로타리 드레서에는 일반적으로 상기 지석보다 경도가 높은 다이아몬드 입자가 주로 사용되며, 사용하는 지석의 형상이나 종류에 따라 여러 가지 타입이 있다.
기어 연마용 로타리 드레서는 몸체의 둘레를 따라 형성된 절삭부의 측면에 다이아몬드 또는 CBN(Crystalline Boron Nitride)로 이루어지는 연마입자가 도금층 등에 의해 부착되어 있다. 도 1은 이러한 연마입자(6)가 부착된 종래의 기어 연마용 로타리 드레서(10)의 절삭부(2)의 일부를 나타내는 부분 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 기어 연마용 로타리 드레서(10)에서는 니켈 도금 또는 금속 소결층 등의 바인더(4)에 의해 고정된 연마입자(6)가 절삭부(2)의 표면에 불규칙하게 배열되어 있다. 이때, 이들 연마입자(6) 중의 일부는 서로 뭉쳐지면서 편석(segregation)된 연마입자(8)가 발생하게 된다. 이 편석된 연마입자(8)는 절삭부(2)에 잘 고정되지 않아서 연마입자(6)가 로타리 드레서(10)로부터 탈락될 확률이 높고, 이에 따라 연마 시에 로타리 드레서의 마모 및 형상 정밀도의 불균형을 초래하게 된다. 다시 말하면, 편석된 연마입자(8)는 니켈 도금 또는 금속 소결층과 같은 바인더(4)에 의해 고정이 제대로 되지 않고, 편석된 연마입자(8)들의 돌출 높이가 불균일하게 되어 균일한 연마가 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기어 연마용 로타리 드레서의 절삭부의 측면 및 경계면에 편석된 연마입자가 생성되는 것을 방지하여, 연마입자의 탈락 등에 의해 로타리 드레서가 불균일하게 마모되어 수명이 저하되는 것을 방지하며, 균일한 연마면을 얻을 수 있는 기어 연마용 로타리 드레서 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기어 연마용 로타리 드레서는 원반형태의 본체의 둘레를 따라 형성되고 바깥쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 절삭부 및 상기 절삭부의 측면과 2개의 상기 측면이 만나서 형성되는 경계면에 바인더에 의해 고정된 연마입자를 포함하고, 상기 연마입자는 상기 절삭부의 측면에 각각 일정한 간격을 가지는 행과 열이 만나는 지점에 부착되어 규칙적으로 배열되어 있다.
여기서, 상기 절삭부에 연마입자를 배열할 때, 일정한 간격을 가지는 행과 열이 규칙적으로 만나도록 배열된 패턴이 새겨진 감광필름을 사용하여, 상기 행과 열이 만나는 지점에 형성된 각각의 홀에 하나의 연마입자가 규칙적으로 부착되어 배열될 수 있다. 또한, 상기 연마입자는 상기 절삭부의 경계면에 각각 일정한 간격을 가지는 행과 열이 만나는 지점에 부착되어 규칙적으로 배열될 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기어 연마용 로타리 드레서의 제조방법은 원반형태의 본체의 둘레를 따라 형성되고 바깥쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 절삭부의 측면 및 경계면에 감광물질을 도포하는 단계, 상기 절삭부의 측면에 연마입자가 일정한 간격을 유지하는 열과 행이 만나는 지점에 규칙적으로 배열되도록 하는 패턴이 새겨진 감광필름을 부착하는 단계, 상기 감광필름을 노광 및 현상하는 단계, 상기 감광필름의 패턴을 따라 상기 만나는 지점에 형성된 홀에 연마입자를 부착하는 단계 및 상기 부착된 연마입자를 니켈 도금으로 고정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 감광필름의 두께는 상기 연마입자의 크기와 종류에 따라 다를 수 있고, 상기 홀의 크기는 하나의 홀에 하나의 연마입자가 안착되도록 하는 직경을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 기어 연마용 로타리 드레서에 의하면, 연마입자가 일정한 행과 열을 가지고 규칙적으로 배열되도록 하는 패턴이 새겨진 감광필름을 사용함으로써, 연마입자의 편석 없이 절삭부의 측면 또는 측면 및 경계면에 연마입자가 균일하게 분포되는 기어 연마용 로타리 드레서 를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 기어 연마용 로타리 드레서에서 연마입자가 불균일하게 배열된 절삭부의 일부를 확대하여 나타낸 부분사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기어 연마용 로타리 드레서에서 연마입자가 균일하게 부착된 절삭부의 일부를 확대하여 도시한 부분사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기어 연마용 로타리 드레서의 절삭부에 연마입자를 균일하게 분포시키는 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
본 발명의 실시예에서는 로타리 드레서의 절삭부의 측면에 연마입자가 균일하게 분포된 기어 연마용 로타리 드레서를 제시할 것이다. 여기서, 로타리 드레서 의 절삭부는 원반 형태인 로타리 드레서의 둘레를 따라 형성된 칼날부로서, 드레싱을 행할 때 지석에 직접 닿는 부분을 말한다. 또한, 상기 절삭부는 로타리 드레서의 둘레 끝부분에서 두면이 만나서 형성되는 것으로, 2개의 측면과 끝부분인 경계면으로 구성된다. 본 발명은 연마입자가 균일하게 분포된 기어 연마용 로타리 드레서에 한정한다. 왜냐하면 본 발명의 실시예는 기어를 연마하기 위한 로타리 드레서 에 있어서, 연마입자의 편석, 탈락 및 불균일한 부착 등의 문제를 해결하여 종래의 기어 연마용 로타리 드레서보다 탁월한 기능을 발휘할 수 있기 때문이다.
도 2는 본 발명에 따른 기어 연마용 로타리 드레서(100)에서 연마입자(26)가 균일하게 부착된 절삭부(22)의 일부를 확대하여 도시한 부분사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기어 연마용 로타리 드레서(100)는 원반 형태의 본체(도시되지 않음)의 둘레를 따라 형성되고 바깥으로 갈수록 두께가 얇아지는 절삭부(22)와, 절삭부(22)의 측면(30) 및 2개의 측면(30)이 만나서 형성되는 경계면(40)에 균일하게 분포되며, 바인더(24)에 의해 고정된 연마입자(26)를 포함한다. 앞에서 설명하였듯이, 본 발명의 실시예는 기어를 연마하기 위하여 절삭부(22)의 형태를 위와 같이 구체적으로 한정한다.
로타리 드레서(100)의 절삭부(22)는 통상적으로 강재(carbon steel)로 이루어지고, 중심으로부터 바깥쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 형상을 갖는다. 즉, 본체(도시하지 않음)의 측면 및 원주의 끝부분에 절삭부(22)가 형성된다. 절삭부(22)의 양 측면(30)과 양 측면(30)이 만나는 경계면(40)인 원주의 끝부분에는 연마입자(26)가 각각 일정한 간격을 유지하는 행과 열이 만나는 지점에 부착되어 균일하게 분포되어 있다.
연마입자(26)는 드레싱하려는 지석보다 강도가 높은 것이 사용되며, 일반적으로 다이아몬드 또는 CBN(Crystalline Boron Nitride)가 사용된다. 또한, 연마입자(26)는 니켈 도금 등에 의한 도금층 또는 금속 소결층으로 이루어지는 바인더(24)에 의해 고정된다. 이때, 연마입자(26)의 크기와 형태는 본 발명을 적용하는 로타리 드레서 에 따라 통상적인 방법에 의해 다르게 결정될 수 있다.
종래의 기어 연마용 로타리 드레서의 경우에는 절삭부에 연마입자를 고정할 때, 연마입자가 서로 뭉치면서 편석이 발생하게 된다. 이러한 편석은 절삭부에 잘 고정되지 않기 때문에 연마입자가 탈락될 확률이 높고, 연마입자들이 뭉쳐서 돌출된 높이가 불균일하므로 깨끗한 연마면을 얻을 수 없다.
그러나 본 발명의 기어 연마용 로타리 드레서는, 도 2에 도시된 바와 같이 연마입자(26)가 절삭부(22)에 일정한 패턴, 즉 각각 일정한 간격을 유지하는 행과 열에 따라 규칙적으로 배열되기 때문에, 연마입자(26)가 서로 뭉치면서 형성되는 편석이 발생하지 않는다. 또한, 규칙적으로 배열된 복수개의 연마입자(26) 각각을 바인더에 의해 고정함으로써, 연마입자(26)의 탈락과 불균일한 분포에 의한 문제를 근본적으로 차단할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 기어 연마용 로타리 드레서는 종래의 기어 연마용 로타리 드레서와는 달리 편석된 연마입자의 탈락 등에 의해 로타리 드레서가 불균일하게 마모되어 수명이 저하되는 것을 방지하고, 아울러 균일한 연마면을 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 기어 연마용 로타리 드레서(100)의 절삭부에 연마입자를 균일하게 분포시키는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 절삭부의 평탄한 양 측면 또는 양 측면이 만나는 경계면에 감광물질을 도포한다(S10). 그 후, 연마입자가 규칙적으로 배치되도록 하는 패턴이 새겨진 감광필름을 절삭부의 측면 또는 측면 및 경계면에 부착한다(S20). 즉, 상기 감광필름은 연마입자가 규칙적인 행과 열이 만나는 지점에 배열되도록 하는 홀이 새겨진 패턴을 갖는다. 또한, 상기 감광필름의 두께는 연마입자의 크기와 종류에 따라 달라질 수 있다.
또한, 상기 연마입자가 배열되는 상기 홀들 사이의 간격, 즉 연마입자 사이의 간격은 사용되는 연마입자의 입경에 따라 조절될 수 있으며, 바람직하게는 0.5배 내지 10배까지 가능하다. 상기 연마입자들이 0.5배 이하로 너무 가까이 접근하여 배치되는 경우는, 연마입자들이 겹쳐진 크기로 연마가 나타나게 되어 본래 요구되는 표면의 형상보다 표면 거칠기가 나빠질 수 있다. 또한, 연마입자들이 연마입자의 입경의 10배 이상으로 멀리 떨어지게 되면, 떨어져 있는 거리만큼 연마입자와 피삭재와의 충격에 의한 연삭성은 증가하나, 수명이 감소하고 피삭재의 전면을 연마하지 못하게 되어 표면 거칠기가 나빠질 수 있다.
또한, 상기 감광필름의 패턴에 새겨진 홀의 크기는 하나의 홀에 하나의 연마입자가 안착되도록 하는 직경을 갖으며, 이에 따라 배열하고자 하는 연마입자의 1 내지 1.5배로 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 감광필름을 사용하면, 연마입자가 배치되는 홀을 규칙적으로 형성할 수 있으며, 공정이 간편하여 제조 시간을 단축시킬 수 있다. 다시 말해, 종래는 절삭 가공 등에 의해 절삭부에 홈을 형성하여 그 홈에 연마입자를 삽입하는 방법으로 제조하였으나, 이는 홈을 형성하는 공정과 연마입자를 삽입하는 공정 등이 필요하므로, 본 발명에 비해 그 공정이 복잡하다.
이어서, 노광 및 현상(development)을 행한다(S30). 이에 따라 절삭부의 표면에는 감광필름의 패턴에 의해 일정한 행과 열을 따라 규칙적으로 배열된 홀이 생성된다. 다음으로, 패턴에 의해 형성된 홀에 연마입자를 부착한다(S40). 즉, 절삭부에 형성된 홀에 다이아몬드와 같은 연마입자를 산포하여 안착시킨 후, 니켈 도금 등으로 연마입자의 1/2 높이까지 니켈을 전착시키면, 니켈이 노광된 홀을 따라 홀 안에 배치된 연마입자를 감싸면서 연마입자가 상기 홀에 부착된다.
다음으로, 니켈 도금 및 금속 소결로 연마입자를 고정시킨다(S50). 다시 말하면, 상기 연마입자를 부착시킨 다음, 절삭부에 남아있는 감광물질 및 잉크를 제거하고 연마입자의 3/4 높이까지 다시 니켈 도금 등으로 니켈을 전착시킨다. 이로 인해 연마입자와 연마입자 사이에 균일한 형상의 골이 형성되고 연마입자들은 더욱 견고하게 절삭부에 고정된다. 여기서는 연마입자를 고정시킬 때 니켈 도금법을 사용하는 경우를 예로 들었으나, 필요에 따라 금속 소결법 등과 같은 다른 방법을 사용할 수 있다. 이에 따라, 연마입자를 편석 없이 일정한 패턴으로 고정시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 절삭부에 연마입자를 고정시킬 때, 일정한 패턴을 갖는 감광필름을 사용함으로써, 일정한 행과 열을 따라 형성된 하나의 홀에 하나의 연마입자만을 규칙적으로 배열시킬 수 있으므로, 연마입자들이 서로 뭉쳐서 형성되는 편석이 생성되지 않는다. 이에 따라 종래의 기어 연마용 로타리 드레서에서 편석 등에 의해 연마입자가 탈락하면서 로타리 드레서가 불균일하게 마모되어 수명이 저하되는 문제점을 해소하며, 아울러 깨끗하고 균일한 연마면을 얻을 수 있게 된다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
2, 22; 절삭부 4, 24; 바인더
6, 26; 연마입자 8; 편석된 연마입자
10, 100; 로타리 드레서

Claims (6)

  1. 원반형태의 본체의 둘레를 따라 형성되고 바깥쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 절삭부; 및
    상기 절삭부의 측면과 2개의 상기 측면이 만나서 형성되는 경계면에 바인더에 의해 고정된 연마입자를 포함하고,
    상기 연마입자는 상기 절삭부의 측면에 각각 일정한 간격을 가지는 행과 열이 만나는 지점에 부착되어 규칙적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 연마입자가 균일하게 분포된 기어 연마용 로타리 드레서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절삭부에 연마입자를 배열할 때, 일정한 간격을 가지는 행과 열이 규칙적으로 만나도록 배열된 패턴이 새겨진 감광필름을 사용하여, 상기 행과 열이 만나는 지점에 형성된 각각의 홀에 하나의 연마입자가 규칙적으로 부착되어 배열되는 것을 특징으로 하는 연마입자가 균일하게 분포된 기어 연마용 로타리 드레서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연마입자는 상기 절삭부의 경계면에 각각 일정한 간격을 가지는 행과 열이 만나는 지점에 부착되어 규칙적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 연마입자가 균일하게 분포된 기어 연마용 로타리 드레서.
  4. 원반형태의 본체의 둘레를 따라 형성되고 바깥쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 절삭부의 측면 및 경계면에 감광물질을 도포하는 단계;
    상기 절삭부의 측면에 연마입자가 일정한 간격을 유지하는 열과 행이 만나는 지점에 규칙적으로 배열되도록 하는 패턴이 새겨진 감광필름을 부착하는 단계;
    상기 감광필름을 노광 및 현상하는 단계;
    상기 감광필름의 패턴을 따라 상기 만나는 지점에 형성된 홀에 연마입자를 부착하는 단계; 및
    상기 부착된 연마입자를 니켈 도금으로 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마입자가 균일하게 분포된 연마용 로타리 드레서의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 감광필름의 두께는 상기 연마입자의 크기와 종류에 따라 다른 것을 특징으로 하는 연마입자가 균일하게 분포된 기어 연마용 로타리 드레서의 제조방법.
  6. 제4에 있어서, 상기 홀의 크기는 하나의 홀에 하나의 연마입자가 안착되도록 하는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 연마입자가 균일하게 분포된 기어 연마용 로타리 드레서의 제조방법.
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