KR970003489B1 - 온 엣지 호우닝 장치 - Google Patents

Abstract

없음

Description

온 엣지 호우닝 장치

제1도는 본 발명에 따른 호우닝부재의 확대 개략도.

제2도는 다른 호우닝부재의 실시예를 도시하는 확대 개략도.

제3도는 또다른 호우닝부재의 실시예를 도시하는 확대 개략도.

제4도는 피접착 보어에 부착하는 구조의 호우닝부재를 갖는 맨드릴의 파쇄 단면도.

제5도는 본 발명을 구체화한 호우닝부재를 갖는 호우닝 맨드릴 조립체의 확대 개략도.

제6도는 작동용으로 조립된 부품을 갖는 제5도의 호우닝 맨드릴 조립체의 개략도.

제7도는 또다른 실시예를 도시하는 개략도.

제8도는 제7도에 도시된 호우닝 조립체의 부분 단면도.

제9도는 제7도에 도시된 호우닝 조립체의 또다른 실시예를 도시하는 개략도.

제10도는 제9도의 10-10선을 따라 취한 단면도.

제11도 내지 제17도는 또다른 실시예의 여러가지 호우닝 장치를 도시하는 단면도.

제18도를 표면에 부착된 다수의 연마층을 갖는 호우닝 부재를 도시하는 확대 측면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 온 엣지 호우닝부재12 : 부강부재

14,15 : 측면18,20 : 단면

22,24 : 모서리면26 : 연마층

30 : 호우닝부재

발명의 배경

본 발명은 호우닝 맨드릴, 조립체 및 연마부재를 갖는 호우닝 장치(honing device)에 관한 것이다.

이러한 형태의 호우닝 장치는 폭넓게 개발, 사용되어왔다. 공지된 호우닝 장치중에서 일반적인 것이 미국특허 제2,799,127호, 제3,216,155호, 제3,225,496호 및 제4,651,475호에 기재되어 있다. 이러한 호우닝 장치는 연마부재를 회전시키는 것으로 , 부재의 연마면에 가공재의 표면과 직접적인 표면 대 표면 접촉을 한다. 연마부재가 가공재의 보어 내부에서 회전하는 동안, 연마부재의 표면은 가공재의 표면과 접촉, 연마하여, 연마부재가 회전하면서 가공재를 향해 가압되면 가공재를 제거한다.

공지되어 있는 호우닝 장치의 단점은 연마부재의 상당히 넓은 표면이 호우닝되는 보어의 표면과 접촉하여 단위면적당 인가될 수 있는 압력이 제한되는 것이다. 또한, 호우닝이 진행하는 동안 연마 표면이 회전할때 마찰열이 발생하며, 호우닝 압력 및/또는 회전 속도가 증가할때 그것도 실질적으로 증가한다. 또한, 종래의 방식으로 접착된 연마부재가 사용되면, 연마 표면은 항상 균일하게 마모되지 않고, 호우닝의 정확성을 유지하기 위해 정확하게 정렬시키는 것이 어려울 뿐만 아니라 정렬시키기 위한 시간을 소모한다. 게다가, 연마 과정을 통해 형성된 폐기물이 연마 표면에 생성되어 호우닝부재의 효율을 저하시킨다. 종래의 연마부재가 두꺼울수록 더 많은 연마부재를 필요로 할 뿐만 아니라, 발생하는 열과 마찰은 가공재를 손상시키므로 그 효율은 더욱 저하시킨다.

본 발명에 더욱 근접한 종래 장치로는 두꺼운 목재 보강재에 부착된 두께가 얇은 (0.125인치) 연마재 스트립을 구비한 호우닝 공구를 설치하고 있는 아펠비등의 미국특허 제4,651,475호가 있다. 연마제 스트립으 비교적 협소한 모서리 면이 가공재와 접촉할 수 있도록 연마재 스트립이 위치한다.

호우닝 공구는 특히 비교적 높은 호우닝 압력과 속도가 사용되는 경우에 상당한 마찰과 열을 발생시킨다.

본 발명은 호우닝 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 대향하는 측면과 단면, 상기 대향하는 측면과 단면에 인접하여 연장하는 최외 모서리면을 갖는 연마부재에 관한 것으로, 상기 부재는 초연마제와 같은 단단한 재료로된 층과 어느 한 측면에 부착되어 그 길이로 연장되고 그리고 어느 한 모서리면을 따라 연장하는 바인더를 갖는다. 주목해야 할 것은, 공지된 호우닝 장치와는 달리, 서술된 구성을 이루는 연마부재를 초연마재인 얇은 코팅을 갖는 보강재와 한 측면에 그리고 대부분의 경우에는 하나 이상의 측면에 부착된 바인더로 형성되어 있다. 이것을 사용할때에는, 모서리면의 한 측면을 따라 초연마재층(들)의 표면이 아니고 모서리만이 호우닝 가공될 가공재에 결합하도록 본 호우닝부재는 호우닝 조립체에 장착되어 있다. 이것을 본 발명의 호우닝 장치를 사용하는 자가 연마율이 개선되어 증진된 호우닝의 경제성을 얻게하며, 보다 높은 호우닝 압력과 속도를 이용할 수 있게 하고, 그리고 페기물을 적게 발생시키므로 연마부재의 표면과 가공재상에 폐기물이 생성되어 품질을 저하시키는 것을 방지한다. 또한, 연마층의 모서리만이 가공재에 결합하기 때문에, 필요에 따라 호우닝부재를 교정하는 것이 비교적 용이하다. 호우닝 공구에 있어서 이러한 특징은 호우닝 장치에 중요한 개선책을 제시한다.

발명의 요약

본 발명은, 연마층(들)의 전체 표면과 구별되는 것으로써, 호우닝 가공될 표면에 결합하기 위하여 모서리(들)를 제공하기 위한 방식으로 하나이상의 초연마층이 보강재상에 설치되어 잇는 보강부를 갖는 온 엣지 호우닝 장치(on edge honing device)의 구조와 작동에 관한 것이다. 초연마재와 바인더 층은 보장재상에 부착되어 있거나, 호우닝 가공될 표면과 결합되어 있는 호우닝 모서리의 두께를 증가시키는 멀티층 구조의 경우에 멀티층에 이미 부착되어 있는 층에 부착된다. 공지된 오우닝 장치와는 달리, 본원에 기술된 호우닝장치는 사용자가 개선된 호우닝 특성과 양호한 호우닝 공구 수명을 얻을 수 있게 하며, 동시에 양호한 마모 특성과, 호우닝 정확도를 회복하기에 비교적 용이하게 정렬될 수 있는 구조를 제공한다. 중요한 것으로는, 본 발명은 장치의 하나 이상의 측면상에 부착된 초연마재의 모서리(들)만이 호우닝 가공될 가공재의 표면에 결합하도록 호우닝 장치를 장착시키는 것에 관한 것이다. 본 발명은 호우닝에 관하여 완전히 상이하고 더욱 정확하고 효율적인 연구를 제시하기 때문에 호우닝 업계에 있어서는 중요한 것이다.

또한 본 발명의 호우닝 장치는, 호우닝부재의 연마부와 피가공 재료의 표면간의 표면 접촉을 최소화시켜, 사용될 호우닝 압력을 보다 증가시켜 호우닝 가공율과 호우닝 효율을 증가시키고, 연마 표면과 가공재상에 폐기물 생성을 감소시킬 수 있기 때문에 유용하다. 또한 연마층의 모서리의 표면 접촉부를 협소하게 하여 연마부재를 설정 및 조정하거나 정렬시키는 시간을 감소시킨다.

그러므로, 본 발명의 목적은 초연마제와 같은 연마층을 부착시켜 형성한 작업과 관련된 호우닝부재의 하나이상의 측면을 갖는 호우닝 장치의 구조와 작동을 제시하는 것으로, 상기 호우닝부재는 연마층(들)의 모서리를 호우닝 가공될 가공재의 표면에 제공시켜 작동된다.

본 발명의 다른 목적은 호우닝 가공되는 표면과 접촉하기 위하여 하나 이상의 초연마재층의 모서리만을 제공하는 호우닝 장치를 구비하는 호우닝 기계의 구조를 제시하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 초연마 호우닝 재료를 사용하는 호우닝 장치를 정확하게 정렬시키는 것을 비교적 용이하게 하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 실질적으로 기계를 변경시키지 않고 다수의 현존하는 호우닝 기계에 사용될 수 있는 신규의 연마 호우닝부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 현존하는 호우닝 기계를 보다 높은 호우닝 압력으로 호우닝 가공시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 비교적 저렴하게 제작할 수 있고 오랜 사용 수명을 갖는 개선된 호우닝 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 마모의 범위를 증가시키는 초연마재를 사용하는 호우닝부재를 조절할 수 있는 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 장점을 첨부도면과 관련한 하기의 상세한 설명을 참조하면 당업자에 의해 명백하게 될 것이다.

양호한 실시예의 상세한 설명

도면을 참조하면, 제1도에서 참조부호 10은 본 발명에 따라 구성된 온 엣지 호우닝부재를 지시한다. 부재(10)는 측면(14,16), 단면(18,20) 그리고 모서리면(22,24)을 갖는 금속 또는 세라믹 보강 또는 지지부재(12)를 구비한다. 예를들면 측면(14)과 같이, 어느 한 측면에 연마층(6)이 부착되어 있으며, 상기 연마층(16)은 초연마재와 바인더로 구성된 것과 같은 연마재 입자를 구비한다. 초연마재와 바인더는 보강부재(12)의 측면(14)에 부착되어 있으며 모서리면(22)의 인접모서리(19)까지 그 길이를 연장한다. 상술된 방식으로 보강부재에 부착될 수 있는 대표적으로 연마재는 다이아몬드 입자와 같은 재료 입자 또는 바인더와 혼합된 입방체 질화 붕소 입자로 형성된 초연마재이다. 이러한 초연마재 입자와 바인더로 이루어진 다수층은 금속 또는 세라믹 보강부재에 부착될 수 있다. 또한, 호우닝 맨드릴 또는 그와 유사한 장치에 장착될때 호우닝부재(10)의 회전 방향을 향하는 표면과 같이, 비록 연마재를 단 하나의 표면에 부착시키는데 필요하고 요구되는 것으로 하였지만, 하기에 기술된 바와 같이, 연마재를 지지부재(12)의 두 대향면(14,16)에 부착시키는 것이 가능하다.

제작 단계 또는 호우닝 가공동안 마모로 인하여, 호우닝 가공될 가공재의 표면과 결합되는 호우닝부재의 표면은 가공재의 표면 직경에 일치하도록 이루어질 수 있다. 이것은 호우닝부재(30)의 모서리면(36)(제2도)이 제1도에 도시된 것에서 라운딩된 상태로 수정될 수 있음을 의미한다. 제1도에 도시된 바와 같이 보강부재(12)의 재료는 호우닝 가공될 가공재의 표면과 접촉하는 연마층(26)의 모서리를 남겨두고 비교적 신속히 마모될 수 있다. 호우닝 가공 작업이 완료한 후, 연마재 모서리를 가지런하게 하기위하여 연마층(26)의 모서리를 정렬시킬 필요가 있다. 연마층(26)이 얇고 보강재를 비교적 손쉽게 재형성시킬 수 있기 때문에, 모서리를 정렬하는 것을 비교적 손쉬운 일이다.

제3도에서는 다수의 인접한 보강부재(52,54,56)로 형성된 구조체(50)를 확대 도시하며, 보강부재 각각은 한 표면에 부착된 연마층(58,60,62)을 갖는다. 제1도에 도시된 바와 같이 본 구조체에 있어서, 상기 층(58,60,62)은 각각의 보강부재(52,54,56)의 모서리면(64,66,68)까지 연장한다.

이것은 구조체(50)가 그 사이에서 회전하도록 호우닝 조립체상에 장착될때 표면(58,60,62)각각의 모서리(58A,60A,62A)가 호우닝 가공될 표면에 결합할 수 있도록 구성되어 있다. 상기 구조체(50)에 있어서, 표면(64,66,68)은 호우닝 가공되는 표면의 외형에 일치하도록 그리고 연마제 모서리(58A,60A,62A)가 호우닝 가공에 참여하기 위하여 점선으로 표시된 표면(69)을 형성하도록 라운딩 처리될 수 있다. 본 장치의 또다른 실시예에서와 같이, 이것은 호우닝 가공되는 표면에 대하여 전체 표면 너비를 제공하는 유리질로 접착된 연마재 그리트와 같은 연마 재료로 구성된 종래 호우닝 조립체와 대조된다.

일반적으로, 유리질 연마부재는 금속 보강부재 또는 그와 유사한 것에 부착된 블럭 형태를 취하고, 블럭의 노출된 표면중 어느 한 전체면은 가공재 표면에 결합하고 호우닝 가공을 수행한다. 또한, 제1,2 및 2도에 도시된 구조체의 표면(22,36,64,66,68)과 같이 가공재에 결합하는 표면 위로 완전히 연장하여 형성된 초연마층을 갖는 호우닝 맨드릴이 있다. 본 구조체에 의하여 가공재 표면은 보강면(22,36,64,66,68)에 의해 결합되지만, 호우닝 작업은 하나 또는 그 이상의 초연마재의 모서리에 의하여 수행된다.

이것은 본 발명의 구조체와 종래 구조체간의 중요한 차이점으로써 초연마재를 사용하는 본 발명의 호우닝부재가 비교적 높은 호우닝 압력을 견딜 수 있음을 의미하므로 보다 두꺼운 종래 접착형 연마부재를 사용할때 보다 고속으로 호우닝 가공할 수 있다. 또한, 얇은 연마층의 모서리만 가공재에 결합하므로써, 호우닝부재에 매우 높은 호우닝 정확성을 부여하기 위하여 본 호우닝부재를 비교적 용이하게 정렬시키는 것이 가능하며, 이것은 단지 모서리가 아니라 전체 표면이 정렬 되어야 하는 종래 호우닝부재에 의해서는 불가능하다. 이것은 호우닝부재를 버릴 필요가 있기전에 반경 방향으로 상당하게 정렬시킬 수 있는 구조체에 있어서 특히 바람직하다. 비교적 얇은 연마 그리드층을 호우닝부재의 하나 또는 그 이상의 측면에 부착시키면, 상기 호우닝부재는 폭넓은 반경방향 범위에 걸쳐 사용하도록 연장하고 있으므로 반경방향 이동 또는 조정에 대한 보정을 가능하게 한다.

제4도는 작업과 관련한 호우닝 조립체(82)의 사용을 구체화하는 호우닝 장치 또는 맨드릴(70)의 또다른 실시예를 도시하며, 상기 조립체(82)는 호우닝 가공동안 가공면(75)을 가공재(74)상에 결합시키는 호우닝부재(83)의 연마층(71,72,73)모서리를 갖는다. 제4도에 도시된 구조에 있어서, 반경방향으로 이동할 수 있는 호우닝 조립체(82)의 일부가 도시되어 있으며, 맨드릴(70)의 몸체의 축중심에 위치하는 피니온 기어(87)에 결합, 이동되는 랙 기어를 구비한다. 각각의 호우닝 조립체(82)는 복수의 인접한 보강재(77,79,81)에 의해 형성된 작업과 관련된 부재(83)를 가지며, 각각의 보강재(77,79,81)의 한 표면은 부착된 초연마층(71,72,73) 중 어느 하나를 갖는다. 호우닝 조립체(82)의 작업과 관련된 부분의 구조는 제3도에 도시된 호우닝부재(50)와 유사할 수 있다.

연마 조립체(82)의 외면은 가공재(74)의 가공면 또는 보어(75)에 결합한다. 보강재(77,79,81)를 가공면(75)에 결합하는 모서리면(76,78,80)을 가공면(75)에 결합하는 모서리면(76,78,80)을 가지며, 상기 가공면은 제조시에 또는 사용시에 가공재의 표면(75)형상에 일치하도록 라운딩되어 있다. 또한, 각각의 보강재(77,79,81)는 가공재 표면의 형상에 일치하도록 모서리면(76,78,81)을 배향시키는 엇갈린 구조를 형성하기 위하여 다른 높이를 가질 수 있다.

호우닝부재가 호우닝 조립체에 부착되어 있는 방식은 이러한 장치에 대한 일반적인 수단에 의하여 이루어질 수 있으며, 거꾸로 보다는 오히려 보강재(77,79,81)의 전방을 향하는 표면상에서 조립체 내부에 연마층(71,72,73)을 갖는 것이 바람직하다.

제5도와 제6도는 본 발명의 제시점을 구체화하는 호우닝 조립체(90)의 또다른 형태를 도시한다. 조립체(90)는 미국특허 제2,799,127호, 제3,225,496호 및 제4,651,475호에 도시된 바와 같은 일반적으로 알려져 있는 맨드릴 구조에 장착 사용될 수 있는 형태로 이루어진다.

본 구조에 있어서, 조립체(90)는 테이퍼형 표면(93,94)을 갖는 금속재 보강부(92)를 구비하며, 상기 표면은 웨지부재(98)상의 대응하는 테이퍼형(96,97)에 의하여 미끄럼식으로 결합되어 있다. 스톤 조립체(90)와 웨지 부재(98)는 맨드릴 몸체(100)의 한 측면에 있는 홈(102)에 장착되어 있으며, 웨지부재(98)가 홈(102)내부에서 한 방향으로 축방향 이동될때, 스톤 조립체(90)를 반경 반향으로 외향 이동시켜 결합하게 하여, 가압 상태에서 가공재 표면이 호우닝 가동된다. 제5도에서 호우닝 조립체(90)는 제1도에 도시되어 앞서 설명된 구조체와 유사한 방식으로 초연마층(106)으로 피복된 측면(104) 중 어느 하나와 바인더를 갖는다. 호우닝 조립체(90)는 제6도에 도시된 바와 같이 호우닝 맨드릴(100)에 있는 홈(102)에 설치된다.

또다른 호우닝 조립체 구조(110)가 제7도 및 제8도에 도시되어 있으며, 이것은 미국특허 제4,505,076호에 도시된 공구와 같은 호우닝 공구에 장착하기 위한 것이다. 중요한 것으로는, 호우닝 조립체(110)는 보강재(119)의 하나 또는 양 측면(112,118)에 부착된 얇은 초연마층(116)을 갖는 호우닝부재(114)를 구비한다. 호우닝 조립체(110)의 작업과 관련한 부분이 정상적으로 회전하는 동안, 초연마층(116)의 모서리면(117)과 인접 모서리(111)만이 호우닝 가공될 가공면에 결합한다. 호우닝 조립체(110)는 제7도에 도시된 부재(114)와 같은 단일 호우닝부재에 합체될 수 있거나, 호우닝 조립체상에 개별적으로 장착된 단일 호우닝부재를 다수개 구비할 수 있으며, 각각의 호우닝부재는 제1도 및 제3도에 도시된 바와 같이 하나 또는 그 이상의 연마부재를 갖는다.

또는, 호우닝부재는 호우닝 조립체상에 위치하는 릿지에 대향하여 장착될 수도 있다. 또다른 경우에 있어서, 호우닝 가공은 연마층의 모서리(들)의 작동에 의하여 이루어질수 있으며, 작업에 관여하는 보강재는 가공면의 형상에 일치하도록 마모될수 있다.

제9도 및 제10도는 호우닝 조립체(120)상의 부재(126)와 같이 호우닝부재를 장착하는 또다른 방식을 도시한다. 이러한 호우닝 조립체상의 모서리 호우닝부재상에서 얇은 것을 사용하기 위하여, 호우닝부재(126)는 조립체(120)의 지지부재(130)에 형성된 홈(129)에 후속 장치시키기 위하여 베이스 플레이트 또는 어댑터(128)에 부착될 수 있다. 베이스 어댑터(128)는 강철, 3가의 인을 함유하는 니켈 도금된 금속 또는 아연과 같은 금속재로 이루어져 있으며 홈(129)에 끼워져서 부재(130)의 길이를 따라 연장할 수 있는 크기를 가지고 있다. 호우닝부재를 본 구조의 베이스 아댑터에 부착시키기 위한 부착 수단은 약 300°F(150℃)이상, 양호하게는 450-550°F(230-290℃)의 융점 범위를 갖는 납땜부를 구비할 수 있거나, 에폭시와 같은 접착제에 의하여 부착될 수 있다.

제11도 및 제12도는 일반적인 호우닝 조립체에 사용될 수 있는 구조인 호우닝부재(150,160)의 또다른 두실시예를 도시하며, 여기에서 연마재와 바인더층(156,166)은 베이스 어댑터(152,162)와 각각 합체되어 있는 보강재(154,164)에 제공된다. 본 실시예는 제9도에 도시된 바와 같이 초연마재층이 있는 보강재(126)가 호우닝 조립체(120)에 부착시키는 어댑터(128)에 부착되어 있는 것과 같이 이전의 호우닝부재와 대조된다. 본실시예에서, 보강재(152,162)의 모서리면, 단부면 및 측면은 비교적 협소한 부분(154,162)를 형성하도록 가공되며, 상기 협소한 부분 위에 연마재가 부착된다. 초연마재와 바인더층은 하기에 기술된 바와 같이 협소한 부분(154,164)상이 부착된다.

최종적으로 하나의 호우닝 지지부재를 비교적 간단하고 저렴하게 제작한다. 제11도에 있어서, 지지부(154)는 어댑터베이스부분(152)의 측면 길이를 따라 중간부분에 위치하지만, 제12도 구조에 있는 초연마재 지지부재(164)는 초연마층이 어댑터 베이스부(162)의 한 측면과 일치하거나 거의 일치하도록 위치한다.

제13도에 도시된 실시예(170)는 초연마부품(172)이 얇게 소결된 금속 조각형 부재(174)인 구조이며, 상기 금속 조각형 부재는 보강재(178)에 부착되고 조립된 부품은 에폭시 또는 그와 유사한 접착제를 사용하거나 납땜을 사용하여 내부에 부착된 어댑터 또는 베이스 부재(176)에 있는 홈(177)에 장착된다. 또는 상기 부재(174)는 제11도 또는 제12도에 도시된 바와 같이 일체형 지지부재에 부착될 수 있다.

연마층 또는 금속조각형 부재와 같은 모든 것은 약 100mil 두께보다 얇아야 한다. 연마제가 피복된 조각 부재 또는 그와 유사한 것이 사용되는 경우 그것은 규격 길이의 피복된 조각을 소정이 크기나 형상을 갖는 보강재에 부착시켜 호우닝부재를 대량 생산할 수 있게 한다.

본 발명의 보강재용으로 일반적인 재료로써, 비록 여기에 한정되는 것은 아니지만, 탄소, 망간, 인, 황, 규소, 크롬, 니켈, 몰리브덴, 구리, 니오븀, 티탄 또는 텅스텐과 같은 재료의 철합금으로 구성된 강철을 사용할 수 있다.

호우닝 가공될 가공재의 성질과 경도에 따라서 주철 및 주철 합금, 텅스텐, 및 탄화 티탄을 구비하는 분말 야금학으로 제조된 재료, 그리고 알루미늄, 니켈, 구리, 주석, 아연, 코발드, 은, 금, 티탄, 백금 및 세라믹 재료와 같은 비강자성 재료로 된 원소 및 합금을 사용할 수 있다. 이러한 재료의 단가, 가공성 및 경도 특성은 본 발명의 기술을 여러가지 호우닝 가공 응용에 채택시키는데 있어서 폭넓은 응용성을 부여한다.

종래의 접착식 연마부재의 연마 효율을 호우닝 가공될 가공재의 성질과 경도 및 사용되는 연미재와 접착제의 상관적인 것이었다.

본 발명에 있어서, 사용될 연마재와 바인더 재료의 특성과 마찬가지로 지지 또는 보강재의 경도로 중요한 요소로써 호우닝 특성과 온 엣지 배향된 호우닝부재이 마모 범위에 영향을 끼친다. 지지 구조체에 연성 금속을 사용하며 연성 가공재와 같은 어떤 재료를 호우닝 가공하는데 보다 적합할 수 있을지 모르지만, 단단한 금속 보강재는 이러한 가공물에 흠을 낼 수 있다. 선정된 연마 그리트의 형태와 크기도 이와 유사하게 중요하다. 그래서 폭넓은 응용은 본 발명의 온 엣지 호우닝 장치의 구조에 있어서 선택된 연마재 및 보강 재료의 특성을 균형있게 하므로써 만족스럽게 제공될 수 있다. 마모율을 제어하면 그리트 효율, 스톡 제거율 및 호우닝부재 수명을 변경시킬 수 있다.

제14도에 도시된 실시예는 두 지지부 또는 층(184,186) 사이에 끼워진 초연마층(102)을 사용하는 것을 제시한다. 두 지지부(184,186)는 초연마층의 마모율을 제한하는데 어느 정도의 도움을 주며 또한 초연마층에 대하여 어느 정도 지지할 수 있으므로써, 연마제가 균열이 가거나 떨어져 나가는 손실을 최소화한다.

제15도 및 제16도는 본 발명이 또다른 실시예를 상세히 도시하는 것으로써, 호우닝부재 또는 층(192,193, 202,203)이 각각의 보강재(194,195,204,205)에 제공된 초연마재 피복에 의하여 형성되며, 상기 보강재는 상술된 방식중 어느 하나로 어댑터 베이스(196,206)에 부착된다. 상기 부재는 도시된 베이스(106,206)에 있는 돌출부(208)에 대향하거나 홈(198) 내부에 설치될 수 있다.

각 부재의 선미 또는 후미 모서리상의 연마층 위치는 부재의 용도에 알려있다. 모든 실시예는 신기술을 효과적으로 사용할 수 있게 하며 그것이 사용될 수 있는 현존하는 호우닝 기계의 최소한의 변경조차 필요치 않는다.

제17도는 또다른 실시예를 도시하는 것으로써, 다수의 보강부(212,214)가 어댑터 베이스(216)와 일체로 형성되어 있으며, 연마층(213,215)을 각각 갖는다.

연마제 그리트를 보강재에 부착시키는 방법은 전기 분해 또는 소위 무전기 도금(electroless plating)이 있다.

납땜, 브레이징(brazing) 및 접착제도 사용될 수 있다. 연마층을 보강재 또는 조각(shim)에 도금시키는 양호한 방법은 예비 도금 단계(1), 택 온(tack on) 단계(2) 그리고 후도금 단계(3)를 구비하는 3개의 다른 페이즈 또는 단계로 수행된다. 전기 분해 도금은 상기 단계중 몇몇 또는 모두 단계 대하여 사용될 수 있으므로써, 금속 환원용 전자가 직류 전류 공급원에 의해 공급된다. 또한 무전기 도금은 금속 환원용 전자가 소디움 하이포아인산, 디메틸아민 보란 또는 포르말데히드와 같은 환원용 화학품을 사용하여 공급될 수 있다.

예비도금 페이즈는 제18도에 도시된 바와 같이 얇은 금속 바인더(224)층을 보강재 또는 기판(220)에 도금시키는 것을 포함한다. 상기 단계는 접착력을 증가시켜, 그리트(222)에 대한 지지면을 제공하고 기판(220)의 전기화학적 특성을 변경시키는 것을 발견하였다.

택 온 페이즈(tack on phase) 동안, 연마재 그리트(222) 입자는 외부 억제 수단을 사용하여 또는 중력이나 전기 영동(electrophoresis)에 의하여 도금될 표면에 대하여 위치하게 된다. 준비된 적정 금속 바인더(226)상에 얇은 적절한 금속 바인더(226)층이 피착되어 표면과 나란하게 연마제 입자를 포함한다. 약 0.01 마이크론 내지 약 200 마이크론의 도금 두께는 입자를 기판(220)상의 적소에 보유하기에 충분하다는 것을 대부분의 적용시에 발견되었다.

금속이온이 상기 페이즈 과정동안 그리트 층을 통해 침투하기 때문에, 도금 단계는 농도 분극을 방지하기 위하여 비교적 서서히 수행되어야 한다. 본 단계는 소정의 두께를 갖는 연마층을 제조하기 위하여 또는 상이한 연마층을 구비하기 위하여 반복되어야 한다.

후도금 페이즈는 초과 그리트 입자가 세정되고 외부 억제 수단이 필요에 따라 제거된 후에 신속하게 수행될 수 있다. 연마제 그리트가 응용에 필요한 정도로 흡인될때까지 후도금은 바인더(228)와 함께 진행한다. 또한 본 페이즈는 적용된 연마층의 두께를 제어하는데 사용될 수 있다.

본 응용에 대해 유용한 것으로 알려진 도금된 금속 바인더는 니켈, 크롬, 코발트, 철, 주석, 구리, 그리고 3가인을 함유하는 니켈, 니켈붕소, 황동 및 청동과 합금을 포함한다. 니켈은 대다수의 응용에 있어서 가장 유요안 도금 특성과 강도를 갖는 것으로 알려져 있다. 상술된 바와 같은 얇은 초연마층을 종래 호우닝 재료에 비하여 중요한 장점을 갖는다. 본 발명은 약 0.04mil 내지 약 60mil 두께, 보다 적합하게는 약 0.06mil 내지 약 20mil 두께의 연마층을 이용하지만, 이외의 층 두께도 사용될 수 있다. 보강재와 상기 보강재의 경도 특성의 조합에 따라, 호우닝부재의 전체 두께는 약 1mil 내지 약 200mil, 보다 적합하게는 약 20mil 내지 액 120mil 범위가 일반적이다. 호우닝 가공되는 재료의 표면에 제공된 협소한 모서리를 상술된 바와 같이 본 호우닝 장치의 정렬성을 용이하게 하고 수명을 비교적 길게 연장시킨다.

신규의 온 엣지 호우닝 연마부재에 관한 여러 실시예가 도시 및 설명되었으며, 그 모든 것은 추구하고자 하는 목적과 장점을 만족시킨다. 그러나 본 장치의 변화, 수정, 변경, 및 기타 용도와 응용은 본 명세서와 첨도면을 고려하면 당업자에 명백하게 된다. 본 발명의 정신 및 영역으로부터 벗어나지 않는 이러한 모든 변화, 수정 변경 및 기타 용도와 응용은 특허청구의 범위에 제한받는 본 발명에 의해 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (30)

1. 호우닝 조립체상에 장착되는 호우닝부재에 있어서, 대향 측면, 단면 및 모서리면, 연마재로 형성된 층 그리고 상기 단면 사이를 연장하는 측면중 어느 하나 위에 부착되고 연마재 표면의 작업과 관련한 모서리를 형성하는 모서리면 어느 하나에 인접한 바인더를 갖는 연장된 몸체와, 연마층의 모서리와 연장된 몸체의 인접 모서리면이 호우닝 가공되는 가공재의 표면에 결합하도록 상기 호우닝 부재를 호우닝 조립체에 장착시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 연마재는 초연마 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
3. 제1항에 있어서, 상기 층은 다이어몬드 입자와 바인더를 구비하는 초연마 재료를 구성되는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
4. 제1항에 있어서, 상기 층은 입방체 질화 붕소 입자와 바인더를 구비하는 초연마 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
5. 제1항에 있어서, 상기 연장된 몸체는 강철로 구성되는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
6. 제1항에 있어서, 상기 연장된 몸체는 주철로 구성되는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
7. 제1항에 있어서, 상기 연장된 몸체는 분말형 금속 야금 물질로 제작된 합금제품으로 구성되는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
8. 제1항에 있어서, 상기 연마재 층은 약 0.04mil 내지 약 60mil 두께인 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
9. 제1항에 있어서, 상기 연마재 층은 약 0.06mil 내지 약 20mil 두께인 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
10. 제1항에 있어서, 상기 연마재와 바인더층은 다수의 초연마제 입자와 바인더층을 구비하는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
11. 제1항에 있어서, 상기 연마재와 바인더층은 소결된 조각형 부재와, 상기 조작형 부재를 연장된 몸체의 측면에 부착시키는 수단인 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
12. 제1항에 있어서, 상기 연마재와 바인더층은 금속 스트립과, 상기 금속 스트립을 연장된 몸체의 측면에 부착시키는 수단에 제공되는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
13. 제1항에 있어서, 상기 연마재와 바인더층은 도금 처리에 의하여 연장된 몸체에 부착되는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
14. 제1항에 있어서, 상기 바인더는 니켈, 크롬, 코발트, 철, 구리, 3가 인을 함유하는 니켈, 니켈 붕소, 활동 및 붕소로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
15. 제1항에 있어서, 각각이 연마재층과 그 표면에 부착된 바인더를 갖는, 다수의 인접하여 연장된 몸체와, 각각의 연마재층의 모서리와 인접한 몸체 모서리면이 호우닝 가공되는 가공재 표면에 결합하도록 상기 몸체를 표면 대 표면 당접식으로 장착시키는 수단을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
16. 제1항에 있어서, 상기 몸체로부터 층의 대향 측면상에 있는 연마재층에는 제2연장된 몸체를 구비하는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
17. 맨드릴 조립체상에서 함께 회전하도록 장착되는 호우닝 부재에 있어서, 대향된 단면, 측면 및 모서리 면을 갖는 연장된 몸체와, 상기 몸체가 맨드릴과 함께 회전하면 대향된 모서리면중 하나를 호우닝 가공되는 가공재의 표면 위로 이동시키도록 호우닝부재상에 상기 부재를 장착시키는 수단과, 바인더와 혼합된 초연마재 층의 모서리가 호우닝 가공될 가공재 표면에 결합하도록 몸체의 대향 측면중 하나에 부착되어 있는 바인더와 혼합된 초연마재 입자로 구성된 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
18. 제17항에 있어서, 상기 가공재의 표면위에 접촉하여 이동하는 몸체의 한 모서리면이 가공재 표면의 형상에 일치하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 호우닝부재.
19. 맨드릴이 부하 상태하에서 호우닝 장치를 가공재 표면과의 결합을 유지하기 위하여 호우닝 가공동안 이동할 수 있는 수단을 갖는, 원통형 가공재 표면을 호우닝 가공하는 동안 맨드릴과 함께 회전하도록 그 위에 설치되는 온 엣지 호우닝 장치에 있어서, 대향 단면, 상기 단면 사이를 연장하는 대향 측면, 그리고 상기 단면과 측면 사이를 연장하는 대향 모서리면을 갖는 블럭형 부재와, 상기 대향 측면중 하나에 부착되어 있는 초연마재 입자와 바인더로 구성되고 그 모서리와 한 모서리면이 호우닝 가공동안 가공재 표면에 결합하도록 상기 한 모서리면에 인접하여 연장하는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 호우닝장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 층은 천연 또는 인공 다이아몬드, 및 단결정 또는 미세결정 입방체 질화 붕소로 구성되는 그룹으로부터 선택된 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 호우닝장치.
21. 제19항에 있어서, 상기 맨드릴을 이와 유사한 여러가지 온 엣지 호우닝 장치에 장착하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 호우닝장치.
22. 제19항에 있어서, 각각 초연마재 입자와 바인더로 구성된 층이 그위에 부착된 적어도 하나의 대향측면을 갖는 이와 유사한 다수의 블럭형 부재와, 상기 다수의 블럭형 부재 각각의 위에 있는 모서리면이 호우닝 가공될 가공재 표면과 결합할 수 있도록 다수의 블럭형 부재를 상호 인접한 관계로 맨드릴상에 장착시키는 수단을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 호우닝장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 다수의 불럭형 부재의 각각 위에 있는 모서리를 호우닝 가공될 가공재 표면이 형상에 일치하는 것을 특징으로 하는 호우닝장치.
24. 적어도 하나의 조립체상에 장착시키기 위한 수단을 구비하는 것을 회전축 둘레를 회전할 수 있는 연장된 호우닝 맨드릴에 있어서, 상기 회전축 둘레 호우닝 맨드릴과 함께 회전하도록 그 위에 장착되어 있으며, 대향 측면과 그 사이를 연장하는 모서리면을 가지고 호우닝 가공될 표면에 결합하도록 맨드릴 상에 위치하는 연장된 몸체와, 상기 연장된 몸체의 한 대향 측면상에 부착되어 있는 초연마재와 바인더로 구성된 층을 포함하며, 상기 층의 모서리는 표면에 결합하여 호우닝 가공하도록 한 모서리면까지 연장하는 것을 특징으로 하는 호우닝맨드릴.
25. 제24항에 있어서, 상기 초연마재와 바인더 층을 초연마재 입자와 바인더로 구성된 다수의 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 호우닝맨드릴.
26. 제24항에 있어서, 상기 맨드릴은 작동중에 호우닝 조립체를 반경 방향으로 이동시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 호우닝맨드릴.
27. 제26항에 있어서, 상기 호우닝 맨드릴을 한 측면을 따라 연장하는 홈을 가지고 호우닝 조립체는 상기 홈 내부에 장착되며, 적어도 한 표면은 맨드릴의 축에 대하여 예각으로 호우닝 장치에 형성되고 웨지부재가 호우닝 장치에 인접한 홈에 위치하며, 상기 웨지부재는 웨지부재가 홈 내부에서 한 방향으로 축이동 할때 호우닝 장치를 맨드릴에 대하여 반경 방향으로 이동시키기 위하여 호우닝 장치상의 표면에 대하여 예각으로 표면 대 표면 접촉하는 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 호우닝맨드릴.
28. 제24항에 있어서, 상기 호우닝 맨드릴의 축을 따라 연장하면서 장착된 피니온 기어, 상기 피니온 기어 결합하는 이를 갖는 랙 기어, 지지부재를 구비하는 다수쌍의 정렬된 랙 기어 사이를 연장하는 호우닝수단, 상기 지지부재상에 있는 호우닝 조립체에 장착하기 위한 수단, 대향 측면과 호우닝 가공될 가공재 표면에 결합하는 모서리면 사이를 연장하는 모서리면을 갖는 보강부를 구비하는, 호우닝 조립체상에 장착되어 있는 연장된 호우닝부재, 그리고 상기 연장된 호우닝부재의 한 측면상에 부착되어 있고 모서리면까지 연장하는 초연마재 입자와 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 호우닝맨드릴.
29. 제24항에 있어서, 초연마재와 바인더가 부착되어 있는 금속 스트립과 초연마재와, 바인더층 모서리가 인접한 한 모서리면까지 연장하도록 상기 금속재 스트립을 연장 몸체에 부착시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 호우닝맨드릴.
30. 대향측면과 적어도 한 측면을 따라 그 사이를 연장하는 모서리면을 갖는 연장된 부재를 포함하는 호우닝 맨드릴 등에 설치되는 연마부재를 제조하는 방법에 있어서, 상기 부재의 적어도 한 측면상에 접착력을 향상시키는 물질을 예비 도금하는 제1단계와, 상기 한 측면상에 접착물질 입자를 붙이는 제2단계와, 후 도금된 입자가 소정의 양으로 흡인될때까지 과도한 연마제 입자를 세정한 후 상기 부착된 입자상에 연마 입자층을 후도금하는 제3단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 연마부재 제조방법.