KR102668410B1 - 다이아몬드 공구 - Google Patents

다이아몬드 공구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다이아몬드 공구에 관한 것으로, 원기둥의 형상으로 이루어지고 선단이 회전력을 제공하는 동력전달부에 장착되며 기단의 일부가 가공물의 표면과 접촉하여 연삭하는 본체 및 상기 본체의 기단 외주면을 따라 산과 골이 나선형으로 형성되는 가공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구이 개시된다.

Description

다이아몬드 공구{DIAMOND TOOL}
본 발명은 다이아몬드 공구에 관한 것으로, 다이아몬드 공구와 가공물의 접촉 면적을 감소시켜 다이아몬드 공구의 마모를 늦추어 다이아몬드 공구의 수명을 증가시킬 수 있는 다이아몬드 공구에 관한 것이다.
일반적으로 다이아몬드 공구는 다이아몬드를 이용해서 연마, 절삭, 컷팅 등을 할 수 있도록 만들어진 공구를 의미한다.
이러한 다이아몬드 공구는 자동차 부품(모터용 자석, 자동차안전유리, Rear Mirror, 엔진실린더, 캠축 등), 가전제품(TV 브라운관), 반도체, 기계공구, 세라믹 등의 가공뿐만 아니라 건설용 석재가공 등에 이르기까지 폭 넓은 분야에 이용된다.
이와 같은 다이아몬드 공구는 다이아몬드 분말을 전착방식으로 코팅하여 강도가 높은 소재의 내경, 외경, 면 등 소재의 표면을 연마하는데 사용된다.
예를 들어, 다이아몬드 공구는 회전샤프트가 마련된 연마장치에 장착되어 사용되는데, 연마장치는 다이아몬드 공구가 관 내부의 표면을 연마할 수 있도록 관 내부를 회전하면서 왕복된다.
이렇게 관 내부의 표면을 연마하는 이유는 관 내부 표면에는 각종 이물질이나 스케일, 슬래그, 용접비드 등이 존재하기 때문으로, 만약 관 내면에 도장 작업을 진행할 시 연마 작업 없이 진행할 경우 도장 작업이 어렵고, 도장의 수명이 매우 짧아진다.
이러한, 연마가공은 황삭가공과 정삭가공으로 구분할 수 있으며, 황삭가공은 거친 절삭이라고도 하며, 절삭가공시 재료표면의 흑피(mill scale)를 제거하거나 가공량이 많은 경우 절삭량을 크게 하여 빠르게 가공할 수 있다.
또한, 정삭가공은 정확한 치수로 가공하기 위해 정밀하게 가공하는 것으로 황삭가공에서 대략적인 가공물의 형태를 잡았다면 정삭가공에서 매끈하고 정밀하게 가공하게 된다.
상기와 같은 연마가공을 위한 선행기술을 도 1에 의거하여 설명한다. 선행기술은 관 연마장치를 나타낸 것으로, 모터와 연결되는 샤프트(10)와, 상기 샤프트(10) 선단에 결합되는 바이트(20)와, 상기 바이트(20) 후방에 위치되고 샤프트(10)가 내부를 관통하여 결합되는 매개드럼(30)과, 상기 매개드럼(30) 외주연의 둘레방향을 따라 다수 개가 매개드럼(30)으로부터 소정의 간격을 두어 위치되는 연마석(40) 및 매개드럼(30)과 연마석(40) 사이에 설치되는 탄성부재(50)를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 선행기술에 따른 관 연마장치는 연마석(40)이 원기둥의 형태로 이루어져 가공물의 표면과 접촉하면서 가공물의 표면을 연삭하게 된다.
특히, 선행기술은 연마석(40)이 가공물의 표면을 가압하게 될 때 탄성부재(50)에 의해 지지된 연마석(40)이 샤프트(10)를 향해 인입되어 타원 형태의 관과 같이 곡률이 일정치 않은 관의 내면을 연마시킬 수 있지만 연마석(40)과 가공물의 접촉 면적이 크기 때문에 연마석(40)의 마모가 빠르게 진행되어 연마석의 수명이 단축되는 문제가 있다.
특히, 연마석이 가공물의 표면과 접촉한 상태에서 고속으로 회전하게 되면 가공물의 표면이 연삭되면서 발생하는 절삭가루와 더불어 연마석의 표면에서 연마재가 탈리된다.
이때, 절삭가루와 함께 탈리된 연마재가 가공물과 연마석 사이에서 신속하게 배출되지 않으면 탈리된 연마재가 연마석의 표면을 연삭하게 되어 연마석의 마모가 더욱 빠르게 진행되기 때문에 연마석의 마모에 따른 교체가 빈번하게 이루어지는 문제가 있다.
KR 10-1692885 B (2017.01.05) KR 10-1118303 B (2012.02.13)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다이아몬드 공구와 가공물의 접촉 면적을 감소시켜 다이아몬드 공구의 마모를 늦추어 다이아몬드 공구의 수명을 증가시킬 수 있는 다이아몬드 공구을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다이아몬드 공구가 가공물을 연삭할 때 다이아몬드 공구에서 탈리된 연마재와 절삭가루를 신속하게 배출시켜 다이아몬드 공구에서 탈리된 연마재에 의해 다이아몬드 공구가 마모되는 것을 방지하여 다이아몬드 공구의 수명을 증가시킬 수 있는 다이아몬드 공구를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 원기둥의 형상으로 이루어지고 선단이 회전력을 제공하는 동력전달부에 장착되며 기단의 일부가 가공물의 표면과 접촉하여 연삭하는 본체 및 상기 본체의 기단 외주면을 따라 산과 골이 나선형으로 형성되는 가공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구에 의해 달성된다.
여기서, 상기 가공부의 산은 상기 가공물의 표면과 선접촉하도록 곡면을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가공부의 산은 그 모서리가 라운드를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 본체의 기단은 상기 본체의 축선과 동일한 방향으로 인입된 함몰부가 형성된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 가공부의 산은 상기 본체의 내부를 향해 인입되고 가공부를 따라 나선형으로 형성되는 나선홈을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 나선홈은 상기 골의 깊이보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 본체의 내부에 선단으로 개방된 중공부가 형성되고, 상기 골은 상기 중공부와 연통되는 흡입구가 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다이아몬드 공구에 의하면, 본체의 외주면을 따라 산과 골로 구성되는 나선형의 가공부가 형성되고 가공부의 산이 곡면을 형성하여 가공물의 표면과 선접촉하게 되면 본체의 외주면과 가공물 표면 간의 불필요한 접촉을 감소시킬 수 있어 다이아몬드 공구의 마모를 감소시켜 다이아몬드 공구의 수명을 증대시키게 된다.
또한, 본 발명은 본체의 외주면을 따라 나선형의 가공부가 형성되어 가공물을 연삭할 때 발생하는 절삭가루와 본체로부터 탈리된 연마재가 나선형의 가공부의 골로 이동하게 되며, 이렇게 가공부의 골로 이동한 절삭가루와 탈리된 연마재는 본체의 기단에서 선단으로 이동하게 됨으로써 가공부의 산과 가공물 사이에 절삭가루 또는 연마재가 상주하지 않아 가공물을 정밀하게 연삭할 수 있고 본체의 마모를 감소시켜 다이아몬드 공구의 수명을 증가시키게 된다.
도 1은 선행기술에 따른 관 연마장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다이아몬드 공구를 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 다이아몬드 공구를 나타낸 측면도 및 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 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 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 다이아몬드 공구를 나타낸 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 다이아몬드 공구를 나타낸 측면도 및 단면도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 다이아몬드 공구는 원기둥의 형상으로 이루어지고 선단이 회전력을 제공하는 동력전달부에 장착되며 기단의 일부가 가공물의 표면과 접촉하여 연삭하는 본체(100) 및 상기 본체(100)의 기단 외주면을 따라 산(210)과 골(220)이 나선형으로 형성되는 가공부(200)로 구성된다.
부연하자면, 본체(100)는 가공물의 표면을 연삭하기 위해 연마재와 결합제로 결합되고 연마재와 결합제 사이에 무수히 많은 기공이 형성된다. 연마재는 절삭날로써 피삭재를 깎는 역할을 하며, 그 경도 및 입경에 따라 다이아몬드 공구의 용도 및 내구성이 달라질 수 있다. 결합제는 연마재를 결합하고 보호하는 역할을 한다. 그리고, 본체에 다이아몬드 분말을 전착방식으로 코팅하여 다이아몬드 공구를 형성하게 된다.
한편, 결합제의 양은 다이아몬드 공구의 결합도를 결정짓는 요소로서, 결합제의 양이 증가할 경우 다이아몬드 공구의 결합도가 증가하게 된다. 결합도가 높을수록 다이아몬드 공구 전체의 종합적인 강도가 높아진다. 이러한 결합제는 자기질 결합제, 인조수지 결합제, 메탈 결합제, 실리케이트 결합제, 셀랙 결합제, 러버 결합제 등이 될 수 있다.
또한, 기공은 다이아몬드 공구과 결합제의 배합 비율에 따라 결정되며 연마재와 결합제 사이에서 절삭가루를 도피시키고 냉각수나 냉각된 공기를 저장하여 가공물을 연삭할 때 발생하는 열을 냉각시키는 역할을 한다.
이와 같은 구성을 갖는 본체(100)의 기단 외주면에는 산(210)과 골(220)로 이루어진 가공부(200)가 형성된다. 가공부(200)는 본체(100)의 기단 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 가공물을 연삭할 때 가공부(200)의 산(210)이 가공물의 표면을 연삭하게 되는데, 이때 가공부(200)의 산(210)은 가공물의 표면과 선접촉하도록 곡면을 형성하게 된다.
상기와 같이 본체(100)의 외주면을 따라 산(210)과 골(220)로 구성되는 나선형의 가공부(200)가 형성되고 가공부(200)의 산(210)이 곡면을 형성하여 가공물의 표면과 선접촉하게 되면 본체(100)의 외주면과 가공물 표면 간의 불필요한 접촉을 감소시킬 수 있어 다이아몬드 공구의 마모를 감소시켜 다이아몬드 공구의 수명을 증대시키게 된다.
또한, 본체(100)의 외주면을 따라 나선형의 가공부(200)가 형성되면, 가공물을 연삭할 때 발생하는 절삭가루와 본체로부터 탈리된 연마재가 나선형의 가공부(200)의 골(220)로 이동하게 되며 이렇게 가공부(200)의 골(220)로 이동한 절삭가루와 탈리된 연마재는 본체(100)의 기단에서 선단으로 이동하게 됨으로써 가공부(200)의 산(210)과 가공물 사이에 절삭가루 또는 연마재가 상주하지 않아 가공물을 정밀하게 연삭할 수 있고 본체(100)의 마모를 감소시켜 다이아몬드 공구의 수명을 증가시키게 된다.
한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.
예를 들어, 본 발명은 도 4의 원안에 도시된 바와 같이 가공부(200)의 산(210)은 그 모서리가 라운드(230)를 형성하여 본체(100)가 깨지거나 크랙이 발생하는 것을 방지하게 된다.
부연하자면, 가공부(200)의 산(210)과 골(220)이 연결되는 모서리가 라운드(230)를 형성하게 되면 가공부(200)의 산(210)이 순차적으로 가공물의 표면과 접촉하게 되어 가공부(200)의 산(210)에 가해지는 충격을 최소화시키게 된다.
즉, 가공부(200)의 산(210)이 각진 모서리를 형성하게 되면 가공물의 표면에 가공부(200)의 산(210)이 접촉하게 될 때 그 충격이 가공부(200)의 산에 집중되면서 가공부(200)의 산(210)이 깨지거나 크랙을 발생하게 되지만 앞서 설명한 바와 같이 가공부(200)의 산(210) 중 모서리가 라운드(230)의 형태를 갖게 되면 가공물의 표면과 가공부(200)의 산(210)이 순차적으로 접촉하여 충격을 분산시키고 이에 따라 가공부(200)의 산(210)이 깨지거나 크랙이 발생하는 것을 방지하게 된다.
한편, 본 발명은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본체(100)의 기단에 함몰부(240)가 형성될 수 있다. 함몰부(240)는 본체(100)의 기단에 형성되는데, 함몰부(240)는 본체(100)의 축선과 동일한 방향으로 본체(100)의 내부를 향해 인입된 형태로 이루어진다.
이렇게, 본체(100)의 기단에 함몰부(240)가 형성되면 가공물을 연삭할 때 본체(100)의 기단을 가공물의 표면에 접촉시켜 연삭할 수 있어 가공물의 형태에 알맞게 연삭 가공을 실시할 수 있다.
즉, 본체(100)의 기단에 함몰부(240)가 형성되면 본체(100)의 기단 둘레가 돌출되고 이렇게 돌출된 본체(100)의 기단을 가공물의 표면에 접촉시켜 연삭하기 때문에 협소한 면적을 갖는 가공물의 표면을 정밀하게 연삭할 수 있다.
또한, 상기와 같이 본체(100)의 기단에 함몰부(240)가 형성되고, 본체(100)의 기단으로 가공물을 연삭하게 되는 경우 가공물을 연삭할 때 발생하는 절삭가루와 본체(100)로부터 탈리된 연마재가 함몰부(240)로 이동하게 되어 본체(100)의 기단과 가공물 사이에 절삭가루 또는 연마재가 상주하지 않아 가공물을 정밀하게 연삭할 수 있고 본체(100)의 마모를 감소시켜 다이아몬드 공구의 수명을 증가시키게 된다.
한편, 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이 가공부(200)의 산(210)에 나선홈(250)이 형성될 수 있다. 나선홈(250)은 가공부(200)의 산(210)에 형성되는데, 나선홈(250)은 본체(100)의 내부를 향해 인입되고 가공부(200)를 따라 나선형으로 형성된다.
이렇게 가공부(200)의 산(210)에 나선홈(250)이 형성되면 가공물 연삭할 때 가공부(200)의 산(210) 중앙에서 발생하는 절삭가루 및 연마재가 나선홈(250)으로 이동하여 가공부(200)의 산(210)과 가공물 표면 사이에 상주하는 절삭가루 및 연마재를 최소화시켜 가공물을 정밀하게 연삭할 수 있고 본체(100)의 마모를 감소시켜 다이아몬드 공구의 수명을 증가시키게 된다.
또한, 상기와 같이 가공부(200)의 산(210)에 나선홈(250)이 형성될 때 나선홈(250)은 가공부(200)의 골(220) 깊이보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게, 나선홈(250)이 가공부(200)의 골(220) 깊이보다 낮게 형성되면 연삭 가공 시 가공부(200)의 산(210)에 대한 강도가 저하되지 않아 가공부(200)의 산(210)이 깨지는 것을 방지하게 된다.
즉, 가공부(200)의 산(210)에 형성되는 나선홈(250)의 깊이가 가공부(200)의 골(220) 깊이와 대등하거나 이보다 깊은 경우 가공부(200)의 산(210)과 본체(100)의 연결 면적이 감소하여 연삭 가공 시 발생하는 충격에 의해 가공부(200)의 산(210)이 쉽게 깨지게 되지만 나선홈(250)이 가공부(200)의 골(220) 깊이보다 낮게 형성되면 가공부(200)의 산(210)과 본체(100)의 연결 면적이 감소하지 않아 가공부(200)의 산(210)이 깨지는 것을 방지하게 된다.
한편, 본 발명은 도 8에 도시된 바와 같이 본체(100)의 내부에 선단으로 개방된 중공부(260)가 형성되고, 가공부(200)의 골(220)에 중공부(260)와 연통되는 흡기구(270)가 형성될 수 있다.
상기와 같이, 본체(100)의 내부에 중공부(260)가 형성되고 가공부(200)의 골(220)에 중공부(260)와 연통되는 흡기구(270)가 형성되면 가공물을 연삭할 때 발생하는 절삭가루와 본체(100)로부터 탈리된 연마재가 가공부(200)의 골(220)로 이동하게 되고, 가공부(200)의 골(220)로 이동한 절삭가루와 연마재가 흡기구(270)를 통해 본체(100)의 중공부(260)로 이동하여 가공물과 가공부(200)의 산(210) 사이에 절삭가루 또는 연마재가 상주하지 않아 가공물을 정밀하게 연삭할 수 있고 본체(100)의 마모를 감소시켜 다이아몬드 공구의 수명을 증가시키게 된다.
100 : 본체 200 : 가공부
210 : 산 220 : 골
230 : 라운드 240 : 함몰부
250 : 나선홈 260 : 중공부
270 : 흡입구

Claims (4)

  1. 원기둥의 형상으로 이루어지고 선단이 회전력을 제공하는 동력전달부에 장착되며 기단의 일부가 가공물의 표면과 접촉하여 연삭하는 본체; 및
    상기 본체의 기단 외주면을 따라 산과 골이 나선형으로 형성되는 가공부;를 포함하고,
    상기 가공부의 산은 상기 가공물의 표면과 선접촉하도록 곡면을 형성하며,
    상기 가공부의 산은 그 모서리가 라운드를 형성하고,
    상기 본체의 기단은 상기 본체의 축선과 동일한 방향으로 인입된 함몰부가 형성되며,
    상기 가공부의 산은
    상기 본체의 내부를 향해 인입되고 가공부를 따라 나선형으로 형성되는 나선홈을 포함하고,
    상기 나선홈은
    상기 골의 깊이보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
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