KR20160084951A

KR20160084951A - 언더컷 가공을 위한 절삭팁 및 이를 이용한 절삭방법

Info

Publication number: KR20160084951A
Application number: KR1020150001366A
Authority: KR
Inventors: 김영기
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-01-06
Filing date: 2015-01-06
Publication date: 2016-07-15

Abstract

본 발명은 언더컷 가공을 위한 절삭팁 및 이를 이용한 절삭방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코팅층과 맞물려 결합할 수 있도록 모재의 표면에 언더컷을 형성하기 위한 절삭팁에 있어서, 삼각형 형태의 제1절삭팁; 사각형 형태의 제2절삭팁; 및 사다리꼴 형태의 제3절삭팁; 등이 절삭팁의 길이 방향으로 차례로 일정한 간격을 두고 부착됨으로써, 모재와 코팅층의 접합강도가 증가하게 되는 효과가 있으며, 접합강도의 편차도 작아, 모재와 코팅층 사이에 균일하면서 강한 접합력을 가질 수 있도록 하는 언더컷 가공을 위한 절삭팁 및 이를 이용한 절삭방법에 관한 것이다.

Description

언더컷 가공을 위한 절삭팁 및 이를 이용한 절삭방법{CUTTING TIP FOR UNDER-CUT AND THE METHOD OF CUTTING USING THEREOF}

본 발명은 언더컷 가공을 위한 절삭팁 및 이를 이용한 절삭방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모재와 코팅층간 균일하면서 강한 접합력을 가질 수 있도록 하는 언더컷 가공을 위한 절삭팁 및 이를 이용한 절삭방법에 관한 것이다.

일반적으로, 모재의 표면에 코팅 공정을 통해 코팅층 등을 부착시킬 때, 상기 모재와 코팅층의 부착면이 매끈하면, 상기 모재와 코팅층의 접합력이 낮아 코팅층이 모재로부터 쉽게 분리될 수 있는 문제가 있었다.

이런 문제를 해결하기 위하여, 모재 표면을 거칠게 만들고 표면적을 넓게 함으로써, 상기 모재와 코팅층의 접합력을 증가시키는 기술이 개발되었다. 이러한 기술로는 비교적 간단하여 널리 쓰이는 블라스팅 공정 등이 있다.

상기 블라스팅 공정은 모래, 알루미늄, 철 구슬 또는 칩 등의 연마재를 압축 공기 등을 이용하여 고속으로 모재의 표면에 분사함으로써, 상기 모재의 표면을 거칠게 만드는 방법이다. 그러나 상기 블라스팅 공정은 모재의 표면을 수치적으로 관리하기 어렵고, 균일한 거칠기 분포를 만들기 어려운 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 보링과 같은 절삭 공구를 이용하여 모재의 표면에 일정한 거칠기를 만드는 기술이 개발되었다. 그러나, 모재의 표면을 절삭하기 위한 중요 부분인 절삭팁이 반복적인 모재와의 마찰로 인해 사용 수명이 짧아 생산성이 감소하고, 유지비용이 증가하는 문제가 있었다.

이에, 본 발명자는 모재의 표면에 코팅재가 균일하고 강하게 접합할 수 있도록 하는 동시에, 유지비용이 증가하지 않고, 생산성이 향상될 수 있는 언더컷 가공을 위한 절삭팁 및 이를 이용한 절삭방법을 개발하고자 하였다.

등록특허공보 제10-1055745호 (2011.08.03. 등록)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 언더컷 가공에 있어서, 하나의 절삭팁을 제1절삭팁, 제2절삭팁 및 제3절삭팁으로 세분화하고 순차적으로 사용함으로써, 모재와 코팅층 사이에 균일하면서 강한 접합력을 가질 수 있도록 하는 언더컷 가공을 위한 절삭팁 및 이를 이용한 절삭방법을 제공하고자 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 코팅층과 맞물려 결합할 수 있도록 모재의 표면에 언더컷을 형성하기 위한 절삭팁에 있어서, 삼각형 형태의 제1절삭팁; 사각형 형태의 제2절삭팁; 및 사다리꼴 형태의 제3절삭팁; 등이 절삭팁의 길이 방향으로 차례로 일정한 간격을 두고 부착되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1절삭팁의 각도는 약 35 ~ 55°이고, 상기 제3절삭팁의 각도는 약 20 ~ 40°인 것이 바람직하다.

한편, 삼각형 형태의 제1절삭팁, 사각형 형태의 제2절삭팁 및 사다리꼴 형태의 제3절삭팁이 길이 방향으로 차례로 일정한 간격을 두고 부착된 절삭팁을 바이트를 통해 보링바에 부착 후, 상기 보링바의 회전을 통해 모재의 표면을 언더컷 가공함에 있어서, 상기 모재의 표면을 제1절삭팁으로 가공하여 삼각형 형태의 홈부를 형성하는 제1단계; 상기 제1절삭팁으로 가공한 삼각형 형태의 홈부를 제2절삭팁으로 가공하여 사각형 형태의 홈부로 형성하는 제2단계; 상기 제2절삭팁으로 가공한 사각형 형태의 홈부를 제3절삭으로 가공하여 사다리꼴 형태의 홈부로 형성하는 제3단계; 및 상기 제3절삭팁으로 가공한 사다리꼴 형태의 홈부를 포함한 상기 모재의 상단부에 코팅층을 형성하는 제4단계; 등을 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1절삭팁의 각도는 약 35 ~ 55°가 되도록 하고, 상기 제3절삭팁의 각도는 약 20 ~ 40°가 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보링바의 가공 속도는 약 300 ~ 500 m/min가 되도록 하고, 상기 보링바의 회전 속도는 약 1,200 ~ 1,600rpm이 되도록 하고, 상기 보링바의 이송량은 약 0.2 ~ 0.5 mm/rev가 되도록 하는 것이 바람직하다.

모재 표면을 블라스팅 후 코팅을 하면 모재와 코팅의 접합강도가 약 10~30MPa인 반면, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따라 언더컷 가공한 모재 표면에 코팅층을 형성하면 상기 모재와 코팅층의 접합강도가 약 40 ~ 50MPa로 증가하게 되는 효과가 있다. 또한, 접합강도의 편차도 작아, 모재와 코팅층 사이에 균일하면서 강한 접합력을 가질 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한, 절삭팁의 사용 수명을 획기적으로 향상시켜, 언더컷 가공비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 가공 생산성 등을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 언더컷 가공을 위한 절삭팁의 단면도이다.
도 2는 언더컷 가공을 위한 절삭팁을 이용한 절삭방법으로 절삭된 모재 표면의 사시도이다.
도 3은 절삭된 모재의 표면에 코팅된 코팅층의 단면도이다.

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 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 도면 등을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 언더컷 가공을 위한 절삭팁 및 이를 이용한 절삭방법에 관한 것이며, 일 관점에서 본 발명은 언더컷 가공을 위한 절삭팁에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 언더컷 가공을 위한 절삭팁(100)의 단면도이고, 도 2는 언더컷 가공을 위한 절삭팁(100)을 이용한 절삭방법으로 절삭된 모재 표면의 사시도이고, 도 3은 절삭된 모재의 표면에 코팅된 코팅층의 단면도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 코팅층과 맞물려 결합할 수 있도록 모재의 표면에 언더컷을 형성하기 위한 절삭팁(100)에 있어서, 삼각형 형태의 제1절삭팁(110); 사각형 형태의 제2절삭팁(120); 및 사다리꼴 형태의 제3절삭팁(130); 등이 절삭팁(100)의 길이 방향으로 차례로 일정한 간격을 두고 부착되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 절삭팁(100)의 언더컷 가공 효율과 사용 수명 등을 확보하기 위하여 상기 삼각형 형태인 제1절삭팁(110)의 각도(α)는 약 35 ~ 55°인 것이 바람직하고, 상기 사다리꼴 형태인 제3절삭팁(130)의 각도(β)는 약 20 ~ 40°인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 언더컷 가공을 위한 절삭팁(100)은 모재(200)의 표면에 코팅층(400)과의 결속을 향상시킬 수 있는 언더컷을 형성하기 위하여 사용되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 절삭팁(100)이 고정된 바이트를 보링바의 일면에 부착함으로써, 회전하는 보링바에 의해 상기 절삭팁(100)이 회전하고, 상기 회전하는 절삭팁(100)에 의해 모재(200)의 표면에 언더컷 홈이 형성되는 것이다.

이하, 또 다른 관점에서 본 발명은 언더컷 가공을 위한 절삭팁을 이용한 절삭방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로 본 발명에 따른 언더컷 가공을 위한 절삭팁(100)을 이용한 절삭방법은 삼각형 형태의 제1절삭팁(110), 사각형 형태의 제2절삭팁(120) 및 사다리꼴 형태의 제3절삭팁(130)이 길이 방향으로 차례로 일정한 간격을 두고 부착된 절삭팁(100)을 바이트를 통해 보링바에 부착 후, 상기 보링바의 회전을 통해 모재(200)의 표면을 언더컷 가공함에 있어서, 상기 모재(200)의 표면을 제1절삭팁(110)으로 가공하여 삼각형 형태의 홈부를 형성하는 제1단계; 상기 제1절삭팁(110)으로 가공한 삼각형 형태의 홈부를 제2절삭팁(120)으로 가공하여 사각형 형태의 홈부로 형성하는 제2단계; 상기 제2절삭팁(120)으로 가공한 사각형 형태의 홈부를 제3절삭팁(130)으로 가공하여 사다리꼴 형태의 홈부(300)로 형성하는 제3단계; 및 상기 제3절삭팁(130)으로 가공한 사다리꼴 형태의 홈부(300)를 포함한 상기 모재의 상단부에 코팅층(400)을 형성하는 제4단계; 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 상기 제1절삽팁(110)의 각도(α)는 약 35 ~ 55°가 되도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 제1절삽팁(110)의 각도(α)가 약 35° 미만일 경우, 모재(200)의 표면에 폭이 작은 삼각형 형태의 홈부를 형성하여, 제2절삭팁(120)의 모재에 대한 가공 부하가 증가하기 때문에, 상기 제2절삭팁(120)의 수명이 급격히 단축되는 문제가 있다.

반면, 상기 제1절삽팁(110)의 각도(α)가 약 55° 초과일 경우, 삼각형 형태의 홈부의 높이가 낮아져, 제2절삭팁(120)의 모재에 대한 가공 부하가 증가하기 때문에, 상기 제2절삭팁(120)의 수명이 급격히 단축되는 문제가 있다.

또한, 상기 제3절삭팁(130)의 각도(β)는 약 20 ~ 40°가 되도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제3절삽팁(130)의 각도(β)가 약 20° 미만일 경우, 모재(200)의 표면에 언더컷 형상을 충분히 형성할 수 없으며, 상기 제3절삽팁(130)의 각도(β)가 약 40° 초과일 경우, 제3절삭팁(130)의 모재(200)에 대한 가공 부하의 증가로 제3절삭팁(130)의 수명이 단축될 뿐만 아니라, 지나게 높은 각도(β)로 이하여, 코팅층(400)이 코팅되지 못하는 부분이 발생할 수 있는 문제가 있다.

한편, 상기 보링바의 가공 속도(V)는 약 300 ~ 500 m/min가 되도록 하는 것이 바람직하고, 상기 보링바의 회전 속도(S)는 약 1,200 ~ 1,600rpm이 되도록 하는 것이 바람직하고, 상기 보링바의 이송량(f)은 약 0.2 ~ 0.5 mm/rev가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 보링바의 가공 속도, 회전 속도 및 이송량 수치 범위 조건에서, 모재(200)의 표면을 절삭할 때, 제1절삭팁(110)이 가공한 삼각형 형태의 홈부를 제2절삭팁(120)이 사각형 형태의 홈부로 가공하고, 상기 제2절삭팁(120)이 가공한 사각형 형태의 홈부를 제3절삭팁(130)이 사다리꼴 형태의 홈부(300)로 순차적으로 가공할 수 있는 것이다.

이와 같이, 절삭팁을 제1절삭팁, 제2절삭팁 및 제3절삭팁과 같은 3개의 절삭팁으로 나누어 모재의 표면을 가공하는 이유는 각각의 절삭팁이 받는 가공 부하를 분산시켜 절삭팁의 내구성을 강화하려는 것이다.

즉, 상기 제3절삭팁 모양의 언더컷 절삭팁만을 가지고 모재의 표면을 가공을 하면, 약 1,000회 정도 사용할 수 있지만, 본 발명과 같이 단계적으로 모재의 표면을 가공하면, 약 3,000회 사용할 수 있기 때문에, 언더컷 가공비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 가공 생산성 등을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

100 : 절삭팁 α : 제1절삽팁의 각도
110 : 제1절삭팁 β : 제3절삭팁의 각도
120 : 제2절삭팁
130 : 제3절삭팁
200 : 모재
300 : 사디리꼴 형태의 홈부
400 : 코팅층

Claims

코팅층(400)과 맞물려 결합할 수 있도록 모재(200)의 표면에 언더컷을 형성하기 위한 절삭팁에 있어서,
삼각형 형태의 제1절삭팁(110); 사각형 형태의 제2절삭팁(120); 및 사다리꼴 형태의 제3절삭팁(130);이 절삭팁(100)의 길이 방향으로 차례로 일정한 간격을 두고 부착되는 것을 특징으로 하는 언더컷 가공을 위한 절삭팁.
제1항에 있어서,
상기 제1절삭팁(110)의 각도(α)는 35 ~ 55°인 것을 특징으로 하는 언더컷 가공을 위한 절삭팁.
제1항에 있어서,
상기 제3절삭팁(130)의 각도(β)는 20 ~ 40°인 것을 특징으로 하는 언더컷 가공을 위한 절삭팁.
삼각형 형태의 제1절삭팁(110), 사각형 형태의 제2절삭팁(120) 및 사다리꼴 형태의 제3절삭팁(130)이 길이 방향으로 차례로 일정한 간격을 두고 부착된 절삭팁(100)을 바이트를 통해 보링바에 부착 후, 상기 보링바의 회전을 통해 모재(200)의 표면을 언더컷 가공함에 있어서,
상기 모재(200)의 표면을 제1절삭팁(110)으로 가공하여 삼각형 형태의 홈부를 형성하는 제1단계;
상기 제1절삭팁(110)으로 가공한 삼각형 형태의 홈부를 제2절삭팁(120)으로 가공하여 사각형 형태의 홈부로 형성하는 제2단계;
상기 제2절삭팁(120)으로 가공한 사각형 형태의 홈부를 제3절삭팁(130)으로 가공하여 사다리꼴 형태의 홈부(300)로 형성하는 제3단계; 및
상기 제3절삭팁(130)으로 가공한 사다리꼴 형태의 홈부(300)를 포함한 상기 모재의 상단부에 코팅층(400)을 형성하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭방법.
제4항에 있어서,
상기 제1절삭팁(110)의 각도(α)는 35 ~ 55°가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 절삭방법.
제4항에 있어서,
상기 제3절삭팁(130)의 각도(β)는 20 ~ 40°가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 절삭방법.
제4항에 있어서,
상기 보링바의 가공 속도는 300 ~ 500 m/min가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 절삭방법.
제4항에 있어서,
상기 보링바의 회전 속도는 1,200 ~ 1,600rpm이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 절삭방법.
제4항에 있어서,
상기 보링바의 이송량은 0.2 ~ 0.5 mm/rev가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 절삭방법.