KR20140056451A - 코어드릴 제조방법 및 상기 방법으로 제조되는 코어드릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코어드릴 제조방법 및 상기 방법으로 제조되는 코어드릴에 관한 것으로서, 종래 메탈과 다이아몬드를 혼합하여 성형한 절삭팁을 용접의 방식으로 접합하여 제작하고 사용하던 과정에서 발생하는 문제점을 해결하여 작업시 안정성을 높이고 코어드릴의 절단 성능 및 수명을 향상시키며 작업공정을 줄여 효용성 생산성을 증가시켜 원가비용을 절감할 수 있도록 하기 위하여 개발된 것으로;
상면이 개방되어 내측으로 원형홈이 형성되는 원통형의 형상을 가지고 저면 중앙에는 축이 일체로 형성되는 샹크와, 상기 샹크의 상단을 따라 상부로 돌출 형성되는 절삭팁으로 구성되는 코어드릴을 제조하는 방법에 있어서;
저면 중앙에 축이 형성되는 내부가 막힌 원기둥 형상을 가진 샹크로 가공되기 전의 몸통을 준비하는 단계와;
상기 몸통의 상면에 상기 원형홈의 내경에 상응하는 단턱부를 절삭가공한 후, 외연부를 따라 형성된 단턱부의 하단 일부를 제외하고 내경과 외경면을 절삭가공하여 돌출부를 형성하는 단계와;
상기 몸통을 금형에 넣고 상기 돌출부의 내측과 외측 및 상면을 감싸도록 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 세그멘트를 넣고 열과 압력을 가하여 소결 성형하여 절삭팁을 형성하는 단계와;
상기 단턱부가 하부로 연장되는 원형홈을 가공 형성하는 단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 코어드릴 제조방법 및;
상면이 개방되어 내측으로 원형홈이 형성되는 원통형의 형상을 가지고 저면 중앙에는 축이 일체로 형성되는 샹크와, 상기 샹크의 상단을 따라 상부로 돌출 형성되는 절삭팁으로 구성되는 코어드릴에 있어서,
상기 샹크의 상단에는 내경과 외경이 단턱지게 절삭되어 형성되는 돌출부를 구비하고;
상기 절삭팁은 상기 샹크의 외경과 원형홈의 내경에 상응하도록 상기 돌출부의 내측과 외측을 감싸고 상부로 소폭 연장되는 형상을 가짐을 특징으로 하는 코어드릴에 관한 것이다.

Description

코어드릴 제조방법 및 상기 방법으로 제조되는 코어드릴{The manufacturing method of core drill and that core drill}

본 발명은 코어드릴 제조방법 및 상기 방법으로 제조되는 코어드릴에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 종래 메탈과 다이아몬드를 혼합하여 성형한 절삭팁을 용접의 방식으로 접합하여 제작하고 사용하던 과정에서 발생하는 문제점을 해결하여 작업시 안정성을 높이고 코어드릴의 절단 성능 및 수명을 향상시키며 작업공정을 줄여 효용성 생산성을 증가시켜 원가비용을 절감할 수 있도록 하기 위하여 개발된 코어드릴 제조방법 및 상기 방법으로 제조되는 코어드릴에 관한 것이다.

코어드릴(cord drill)은 회전하는 축에 속이 빈 원통 형상의 몸체가 형성되고 그 상단에 절삭을 위한 절삭팁을 형성한 것으로 암석, 콘크리트 구조물 등에서 강도 시험용의 시험체를 발취하기 위한 용도로 사용되는 것이며, 확장되는 의미로는 끝단에 링 형상의 절삭팁이 형성되는 천공장치를 말하기도 한다.

이러한 절삭팁은 보통 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 후 열과 압력을 가하여 소결 성형한 것으로 용접의 방법으로 접합 고정되는 것이 대부분이다.

도 11은 종래 코어드릴을 나타낸 사시도이고, 도 12는 종래 코어드릴을 나타낸 단면도로서, 상부가 개방된 원통형을 가진 샹크(2)의 상면을 따라 일정 간격으로 절삭팁(3)이 고정되어 있는 코어드릴(1)을 나타내었다.

물론 상기 샹크(2)는 하부 중앙에 회전하는 축(21)을 구비하여 드릴, 모터, 엔진, 유압 등에 의해서 회전하는 장치에 연결되는 것이다.

이때 상기 절삭팁(3)은 별도로 생산되어 은납용접, 레이져용접, 브레이징 등의 다양한 방법을 사용하여 상기 샹크(2)의 상면 테두리를 따라 접합하고 있으나 일반적으로 소결성형물과 일반 금속과의 용접은 상당히 어려운 기술이며 그 접합 강도의 향상과 접합부의 열변형에 대한 많은 문제점을 가지고 있는 것으로 드릴작업시 용접부분이 취약하여 샹크(2)에서 절삭팁(3)이 과부하로 인하여 탈락되는 문제가 발생하여 작업의 효율이 저하되고 안전성에 큰 위험이 따르는 큰 문제점이 있었다.

또한 절삭팁(3)의 탈락은 작업불량으로 인한 경제적 손실과, 탈락된 절삭팁이 샹크(2)와 피삭재의 사이 공간에 끼어 장치의 과부하 및 작업의 어려움이 종종 발생하고 있는 것이 문제가 되는 것이다.

또한 절삭팁(3)의 경우에도 일정한 모양의 성형금형에 분말을 투입 가압하여 성형을 하고, 성형된 형상의 팁을 열간소결금형에 안착해서 소결 및 가압을 하거나, 가압을 하지않고 일차 성형된 절삭팁을 원하는 메탈 소결온도에서 소결하는 방식으로 제조되고 있어 시간 및 비용이 많이 드는데 문제점이 있다.

또한 종래의 코아드릴(1)은 원통형 샹크(2)와 절삭팁(3)을 접착하기 위해 용접작업시 열을 가함으로써 열변형에 의하여 샹크(2)가 휘거나 비틀림으로 회전공구에서 중요한 밸런스 즉 균형이 맞지 않아 이에 따른 작업불량, 작업시 심한 소음, 내구성 저하 등의 문제점을 가져오는 현실이었다.

(특허 문헌 1) 대한민국특허등록 제10-0603977-0000호 (2006년07월14일) (특허 문헌 2) 대한민국특허등록 제10-0736941-0000호 (2007년07월02일) (특허 문헌 3) 대한민국특허공개 제10-1997-0033673호 (1997년07월22일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 상크의 상부에 돌출부를 형성하고 그 주위에 금속분말과 다이아몬드를 혼합하여 직접 소결 성형하도록 함으로서 강한 힘과 압력에도 샹크에서 절삭팁이 이탈하지 않지 않고 정확한 위치에 용이하게 형성할 수 있어 제조가 용이하고 절삭팁 이탈에 따른 생산성 저하와 사고의 위험을 줄일 수 있는 코어드릴 제조방법 및 상기 방법으로 제조되는 코어드릴를 제공하기 위한 것이다.

또한, 샹크를 형성하는 내측 원형홈이 절삭팁을 형성한 후 가공하여 형성하도록 하여 샹크가 회전하는 축에 대하여 정확한 균형을 이루면서 회전함으로써 샹크의 불균형에 따른 작업불량, 작업시 심한 소음, 내구성 저하 등의 문제점을 해결할 수 있는 코어드릴 제조방법 및 상기 방법으로 제조되는 코어드릴를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 코어드릴 제조방법은 상면이 개방되어 내측으로 원형홈이 형성되는 원통형의 형상을 가지고 저면 중앙에는 축이 일체로 형성되는 샹크와, 상기 샹크의 상단을 따라 상부로 돌출 형성되는 절삭팁으로 구성되는 코어드릴을 제조하는 방법에 있어서, 저면 중앙에 축이 형성되는 내부가 막힌 원기둥 형상을 가진 샹크로 가공되기 전의 몸통을 준비하는 단계와; 상기 몸통의 상면에 상기 원형홈의 내경에 상응하는 단턱부를 절삭가공한 후, 외연부를 따라 형성된 단턱부의 하단 일부를 제외하고 내경과 외경면을 절삭가공하여 돌출부를 형성하는 단계와; 상기 몸통을 금형에 넣고 상기 돌출부의 내측과 외측 및 상면을 감싸도록 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 세그멘트를 넣고 열과 압력을 가하여 소결 성형하여 절삭팁을 형성하는 단계와; 상기 단턱부가 하부로 연장되는 원형홈을 가공 형성하는 단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 코어드릴 제조방법은, 상기 돌출부를 형성하는 과정에서는 상기 돌출부의 상단 외경이 외측으로 돌출되는 돌출 단턱부를 구비하고, 상기 돌출부를 법선 방향으로 관통하는 다수의 관통홀을 일정 간격으로 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 코어드릴 제조방법은, 상기 돌출부를 형성한 후 상기 돌출부가 방사형으로 다수 끊어져서 배열된 형태로 가공하는 단계를 추가로 수행하고; 상기 절삭팁을 형성하는 단계에서는 각각의 돌출부의 외연부와 상부를 감싸는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 코어드릴은, 상면이 개방되어 내측으로 원형홈이 형성되는 원통형의 형상을 가지고 저면 중앙에는 축이 일체로 형성되는 샹크와, 상기 샹크의 상단을 따라 상부로 돌출 형성되는 절삭팁으로 구성되는 코어드릴에 있어서, 상기 샹크의 상단에는 내경과 외경이 단턱지게 절삭되어 형성되는 돌출부를 구비하고; 상기 절삭팁은 상기 샹크의 외경과 원형홈의 내경에 상응하도록 상기 돌출부의 내측과 외측을 감싸고 상부로 소폭 연장되는 형상을 가지고, 상기 돌출부는 상기 상크의 상단을 따라 일정 간격 방사형으로 다수가 배치되는 돌출된 형상을 가지고; 상기 절삭팁은 각각의 돌출부의 외면과 상면을 덮는 형상을 구비한 것을 특징으로 한다

본 발명의 다른 실시예에 따른 코어드릴은, 상기 돌출부에는 상단 외경이 외측으로 돌출되는 돌출 단턱부를 구비하고, 상기 돌출부에는 법선 방향으로 관통하는 다수의 관통홀을 일정 간격으로 형성됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 코어드릴 제조방법 및 상기 방법으로 제조되는 코어드릴은 상크의 상부에 돌출부를 형성하고 그 주위에 금속분말과 다이아몬드를 혼합하여 직접 소결 성형하도록 함으로서 강한 힘과 압력에도 샹크에서 절삭팁이 이탈하지 않아 제조가 용이하고 절삭팁 이탈에 따른 생산성 저하와 사고의 위험을 줄이는 효과가 있다.

또한, 샹크를 형성하는 내측 원형홈이 절삭팁을 형성한 후 가공하여 형성하도록 하여 샹크의 불균형에 따른 작업불량, 작업시 심한 소음, 내구성 저하 등의 문제점을 해결하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 단면도로 나타낸 개념도
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따라 제조된 코어드릴을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 제조된 코어드릴을 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따라 제조된 코어드릴을 나타낸 단면도
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도
도 9는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도
도 10은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도
도 11은 종래 코어드릴을 나타낸 사시도이고, 도 12는 종래 코어드릴을 나타낸 단면도

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 단면도로 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따라 제조된 코어드릴을 나타낸 단면도로서, 상면이 개방되어 내측으로 원형홈(22)이 형성되는 원통형의 형상을 가지고 저면 중앙에는 축(21)이 일체로 형성되는 샹크(2)와, 상기 샹크(2)의 상단을 따라 상부로 돌출 형성되는 절삭팁(3)으로 구성되는 코어드릴을 제조하는 방법에 있어서,

저면 중앙에 축(21)이 형성되는 내부가 막힌 원기둥 형상을 가진 샹크(2)로 가공되기 전의 몸통을 준비하는 단계와;

상기 몸통의 상면에 상기 원형홈(22)의 내경에 상응하는 단턱부(23)를 절삭가공한 후, 외연부를 따라 형성된 단턱부(23)의 하단 일부를 제외하고 내경과 외경면을 절삭가공하여 돌출부(24)를 형성하는 단계와;

상기 몸통을 금형에 넣고 상기 돌출부(24)의 내측과 외측 및 상면을 감싸도록 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 세그멘트를 넣고 열과 압력을 가하여 소결 성형하여 절삭팁(3)을 형성하는 단계와;

상기 단턱부(23)가 하부로 연장되는 원형홈(22)을 가공 형성하는 단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 코어드릴 제조방법을 나타내었다.

또한 이렇게 제조된 코어드릴(1)은 상기 샹크(2)의 상단에는 내경과 외경이 단턱지게 절삭되어 형성되는 돌출부(24)를 구비하고;

상기 절삭팁(3)은 상기 샹크(2)의 외경과 원형홈(22)의 내경에 상응하도록 상기 돌출부(24)의 내측과 외측을 감싸고 상부로 소폭 연장되는 형상을 가짐을 특징으로 한다.

상기 구성은 절삭팁(3)을 샹크(2)에 직접 용접할 경우 용접작업이 어렵고, 정확한 위치에 용접하는 과정이 어려우며, 용접에 의하여 샹크(2)가 완전한 원통형상태에서 변형되는 것을 방지하는 것으로 샹크(2)의 완전한 가공 전에 상기 절삭팁(3)이 상기 돌출부(24)에 결합된 상태로 소결 성형할 경우 절삭팁(3)이 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한 이러한 일련의 과정에서 원형홈(22)이 변형되는 것을 방지하기 위하여 원형홈(22)은 마지막 단계에서 성형하도록 하여 열에 의한 샹크(2)의 변형을 방지하고 일부 변형되었다고 하더라도 마무리 작업에서 외경과 내경면을 가공하게 되면 정환한 밸런스를 맞출 수 있게 되는 것이다.

이때 상기 단턱부(23)를 형성하는 것은 돌출부(24)만을 형성할 경우 절삭팁(3)을 형성하는 과정에서 효과적으로 내측면을 가압하지 못하며 또 마지막 원형홈(22)의 가공과정에서 가공날이 절삭팁(3)에 의하여 손상될 우려를 방지하기 위한 것이다.

또한 본원에서 절삭팁(3)을 형성하기 전에 돌출부(24)와의 접합성을 높이기 위한 방법으로 다양한 도금 방법을 적용하여 상기 돌출부(24)를 도금하는 것이 바람직하며 니켈이나 동으로 도금하면 접합성이 높아져 더욱 내구성이 증가하는 효과를 얻을 수 있다.

또 본원의 절삭팁(3)은 그 형상을 적용 대상에 따라 다양하게 적용하여 형성하는 것으로 상기 도면에서와 같이 수 개의 홈부(31)를 형성하거나 림, 요철, 톱니 등의 다양한 적용도 가능하다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 제조된 코어드릴을 나타낸 단면도로서, 상기 돌출부(24)를 형성하는 과정에서는 상기 돌출부(24)의 상단 외경이 외측으로 돌출되는 돌출 단턱부(241)를 구비하는 구성을 추가로 제시하였다.

상기 실시 예는 상기 절삭팁(3)이 이탈하는 것을 방지하기 위한 구성으로 특히 소결 성형과정에서 절삭팁(3)과 돌출부(24)는 열과 압력에 의하여 접합된 상태이지만 이 접합력이 약해지면 상부로 상기 절삭팁(3)이 이탈할 우려가 있다.

따라서 상기 돌출 단턱부(241)는 이러한 상방향으로의 이탈을 방지하기 위한 구성이다.

도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도이고, 도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따라 제조된 코어드릴을 나타낸 단면도로서, 상기 돌출부(24)를 형성하는 과정에서는 상기 돌출부(24)를 법선 방향으로 관통하는 다수의 관통홀(242)을 일정 간격으로 형성하는 과정을 포함하는 실시 예를 추가로 제시하였다.

상기 실시 예는 절삭팁(3)의 이탈을 방지하기 위한 또 다른 방법으로서, 절삭팁(3)을 소결 성형할 때 상기 관통홀(242)을 통하여 내측과 외측이 연결되는 구성으로 상부로의 이탈을 방지할 뿐만 아니라 회전에 따라 샹크(2)가 회전할 때 절삭팁(3)이 헛도는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도이고, 도 9는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도이며, 도 10은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 코아드릴 제조과정을 사시도로 나타낸 개념도로서, 상기 돌출부(24)를 형성한 후 상기 돌출부(24)가 방사형으로 다수 끊어져서 배열된 형태로 가공하는 단계를 추가로 수행하고;

상기 절삭팁(3)을 형성하는 단계에서는 각각의 돌출부(24)의 외연부와 상부를 감싸는 형상으로 형성되는 실시 예는 전술한 돌출부(24)만 형성된 것과 돌출부(24)에 돌출단턱부(241)와 관통홀(242)이 형성되는 실시 예에 적용한 것을 나타내었다.

상기 실시 예는 절삭날(3)을 소결 성형하는 기본 원리는 동일하나 그 형상이 다른 것으로 고가의 금속분말과 다이아몬드를 절감할 수 있는 방안이라고 할 수 있다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1 : 코어드릴
2 : 샹크
21 : 축 22 : 원형홈
23 : 단턱부
24 : 돌출부
241 : 돌출단턱부 242 : 관통홀
3 : 절삭팁
31 : 홈부

Claims (5)

1. 상면이 개방되어 내측으로 원형홈(22)이 형성되는 원통형의 형상을 가지고 저면 중앙에는 축(21)이 일체로 형성되는 샹크(2)와, 상기 샹크(2)의 상단을 따라 상부로 돌출 형성되는 절삭팁(3)으로 구성되는 코어드릴을 제조하는 방법에 있어서,
   저면 중앙에 축(21)이 형성되는 내부가 막힌 원기둥 형상을 가진 샹크(2)로 가공되기 전의 몸통을 준비하는 단계와;
   상기 몸통의 상면에 상기 원형홈(22)의 내경에 상응하는 단턱부(23)를 절삭가공한 후, 외연부를 따라 형성된 단턱부(23)의 하단 일부를 제외하고 내경과 외경면을 절삭가공하여 돌출부(24)를 형성하는 단계와;
   상기 몸통을 금형에 넣고 상기 돌출부(24)의 내측과 외측 및 상면을 감싸도록 금속분말과 다이아몬드를 혼합한 세그멘트를 넣고 열과 압력을 가하여 소결 성형하여 절삭팁(3)을 형성하는 단계와;
   상기 단턱부(23)가 하부로 연장되는 원형홈(22)을 가공 형성하는 단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 코어드릴 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 돌출부(24)를 형성하는 과정에서는 상기 돌출부(24)의 상단 외경이 외측으로 돌출되는 돌출 단턱부(241)를 구비하고,
   상기 돌출부(24)를 법선 방향으로 관통하는 다수의 관통홀(242)을 일정 간격으로 형성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 코어드릴 제조방법.
   
3. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 돌출부(24)를 형성한 후 상기 돌출부(24)가 방사형으로 다수 끊어져서 배열된 형태로 가공하는 단계를 추가로 수행하고;
   상기 절삭팁(3)을 형성하는 단계에서는 각각의 돌출부(24)의 외연부와 상부를 감싸는 형상으로 형성함을 특징으로 하는 코어드릴 제조방법.
   
4. 상면이 개방되어 내측으로 원형홈(22)이 형성되는 원통형의 형상을 가지고 저면 중앙에는 축(21)이 일체로 형성되는 샹크(2)와, 상기 샹크(2)의 상단을 따라 상부로 돌출 형성되는 절삭팁(3)으로 구성되는 코어드릴에 있어서,
   상기 샹크(2)의 상단에는 내경과 외경이 단턱지게 절삭되어 형성되는 돌출부(24)를 구비하고;
   상기 절삭팁(3)은 상기 샹크(2)의 외경과 원형홈(22)의 내경에 상응하도록 상기 돌출부(24)의 내측과 외측을 감싸고 상부로 소폭 연장되는 형상을 가지고;
   상기 돌출부(24)는 상기 상크(2)의 상단을 따라 일정 간격 방사형으로 다수가 배치되는 돌출된 형상을 가지고;
   상기 절삭팁(3)은 각각의 돌출부(24)의 외면과 상면을 덮는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어드릴.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 돌출부(24)에는 상단 외경이 외측으로 돌출되는 돌출 단턱부(241)를 구비하고,
   상기 돌출부(24)에는 법선 방향으로 관통하는 다수의 관통홀(242)을 일정 간격으로 형성됨을 특징으로 하는 코어드릴.

Images