KR101753218B1 - 양면 홀 면취용 절삭공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피가공물의 동일선상에 형성된 양측 홀에 대응하여 전후로 대칭된 절삭날을 구비하므로 피가공물의 양측 홀 내측 모서리를 한번에 효율적으로 면취함을 제공하도록, 공구대 상에 결합가능하여 고정되는 연결생크와; 상기 연결생크의 일단에 형성되되 피가공물 홀 내측으로 진입가능하게 전방 축 방향으로 연장형성되는 홀가이드축과; 상기 홀가이드축의 한쪽 끝단에 형성되고 피가공물의 홀 모서리에 접촉가능하되 외주연 상에 복수 개의 절삭날을 구비한 절삭부;를 포함하고, 상기 절삭부의 절삭날에는 전후 양단에 서로 대칭된 구조로 형성되고 피가공물의 전후로 배치된 동일선상의 양측 홀에 대응하여 홀 내측 모서리를 면취가능하게 접촉하는 면취단부를 포함하는 양면 홀 면취용 절삭공구를 제공한다.

Description

양면 홀 면취용 절삭공구 {Cutting Tool for Beveling Hole}

본 발명은 양면 홀 면취용 절삭공구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피가공물의 동일선상에 형성된 양측 홀에 대응하여 전후로 대칭된 절삭날을 구비하므로 피가공물의 양측 홀 내측 모서리를 한번에 효율적으로 면취하는 것이 가능한 양면 홀 면취용 절삭공구에 관한 것이다.

일반적으로 자동차부품이나 기계부품 등의 다양한 형태의 부속구성품에는 그 용도 및 기능에 맞게 홀을 관통하는 가공을 진행하게 되며, 피가공물 상에 가공된 홀 모서리의 경우 가공중 생긴 버르(burr)를 제거하면서 뾰족한 단부를 곡면처리하는 절삭작업을 위하여 다양한 형태의 면취 절삭공구를 사용하게 된다.

상기한 면취작업을 위한 절삭공구와 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록실용신안공보 제237539호(2001.06.28.)에는 구멍 입구의 모서리를 다듬는 구멍면취드릴에 있어서, 날과 날턱에 있어서, 날이 기다란 막대기 형태의 초경핀으로 이루어지고, 날턱에는 두 개의 기다란 막대기 형태의 초경핀이 박혀져, 이 세 개의 초경핀이 날끝에 모이고, 위쪽 즉 드릴축 방향으로 뻗어나간 모양으로 박혀져 형성됨에 따라 작업능률의 향상을 기대할 수 있는 구멍 면취드릴이 공지되어 있다.

또한 등록특허공보 제304414호(2001.07.21.)에는 경강이나 합금강으로 만든 본체의 생크 끝에 구성된 절삭부에 가이드날과 교체형 절삭날이 설치된 구멍모따기용 절삭공구에 있어서, 상기 절삭부의 경사면에 삽입홈을 형성하여 초경합금으로된 가이드날을 약간 돌출되게 끼워 브레이징 용착으로 일체로 구성함에 따라 절날날이 흔들리지 않고 정밀한 절삭작업을 도모할 수 있는 구멍 모따기용 절삭공구가 공지되어 있다.

또한 등록특허공보 제1555040호(2015.09.16.)에는 중앙에 축공이 관통되게 형성된 몸체와; 상기 몸체의 외주면에 간격을 두고 설치되며, 각각의 옆날 1차날의 옆날 1차 여유각은 10도 내지 20도의 범위로 형성되고, 옆날 2차날의 옆날 2차 여유각은 25도 내지 35도의 범위로 형성되는 복수개의 커터날과; 상기 커터날의 사이에 세로 방향으로 형성되어 면취된 칩을 배출하는 배출홈과; 상기 몸체의 축공에 삽입되는 자루부로 구성되며, 상기 복수개의 커터날의 옆날 1차날의 폭은 0.7 내지 0.8mm의 범위로 형성되고, 옆날 2차날(16)의 폭은 2.2 내지 2.3mm의 범위로 형성되고, 상기 복수개의 커터날은 엣지 각도가 15도 내지 60도의 범위로 형성되며, 상기 몸체와 자루부는 브레이징에 의해 상호 연결된 구조로 구성됨에 따라 가공 간섭 및 떨림 등의 현상을 방지할 수 있는 면취용 공구가 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래 면취 절삭공구들에 의하면, 모두 전방 일단에만 절삭날이 형성되기 때문에 관통 홀 중 피가공물의 외측에 노출된 홀의 모서리만을 면취 가공할 수 있을 뿐 피가공물의 내측 모서리부분을 가공할 수 없다는 기능적 한계가 있으며, 정밀가공을 요하는 피가공물의 경우 관통 홀을 통한 구성 간의 결합이 어려워 제품불량을 초래한다는 문제가 있었다.

또한 종래 면취 절삭공구들의 경우에는 모두 일방향 가공성만을 갖도록 구성하여 동일선상에 두 개의 홀이 형성된 피가공물에 대한 면취 가공이 어렵기 때문에 피가공물의 방향전환 또는 절삭공구의 교체 등 부가적인 작업이 뒤따라 가공정밀성 및 제품의 가공생산성이 저하된다는 문제가 있었다.

등록실용신안공보 제20-0237539호 (2001.06.28.) 등록특허공보 제10-0304414호 (2001.07.21.) 등록특허공보 제10-1555040호 (2015.09.16.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피가공물 홀 내측으로 연장 위치하면서 전후로 대칭 형성된 구조의 절삭날을 구성하므로 관통 홀 내측 모서리부분의 효율적인 면취를 도모함과 동시에 피가공물의 동일선상에 형성된 양측 홀의 내측 모서리를 일괄적으로 면취가공할 수 있는 양면 홀 면취용 절삭공구를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 양면 홀 면취용 절삭공구는 공구대 상에 결합가능하여 고정되는 연결생크와; 상기 연결생크의 일단에 형성되되 피가공물 홀 내측으로 진입가능하게 전방 축 방향으로 연장형성되는 홀가이드축과; 상기 홀가이드축의 한쪽 끝단에 형성되고 피가공물의 홀 모서리에 접촉가능하되 외주연 상에 복수 개의 절삭날을 구비한 절삭부;를 포함하고, 상기 절삭부의 절삭날에는 전후 양단에 서로 대칭된 구조로 형성되고 피가공물의 전후로 배치된 동일선상의 양측 홀에 대응하여 홀 내측 모서리를 면취가능하게 접촉하는 면취단부를 포함하여 이루어진다.

상기 절삭부는 전체 지름이 6㎜로 형성하되, 상기 절삭날은 외측으로 돌출된 높이가 각각 1.2~1.5㎜의 범위로 형성한다.

상기 면취단부는 상기 절삭날의 상면을 기준으로 외측으로 하향경사진 경사면을 이루되 상기 면취단부의 경사면 경사각도는 상기 절삭날의 상면을 기준으로 45°를 이루도록 구성한다.

상기 면취단부에는 상기 절삭부의 회전방향으로 하향경사진 절인경사면을 형성하고, 상기 절인경사면은 10~12°범위의 경사각도를 이루도록 구성한다.

본 발명에 따른 양면 홀 면취용 절삭공구에 의하면 피가공물의 홀 내측으로 진입가능하며 피가공물의 홀 내측 모서리를 면취가능하게 서로 대칭된 구조의 면취단부를 갖는 절삭날을 구성하므로, 면취가공을 위한 기능성을 확대하면서 홀 주변의 완전한 버르(burr) 제거 및 면취가공을 도모하여 가공품질을 개선하고 결합제품 간에 불량을 미연에 방지하는 것이 가능하다. 나아가 피가공물의 전후로 배치된 동일선상에 형성된 양측 홀의 내측 모서리를 일괄적으로 면취 가공하므로, 가공시간을 단축하여 가공생산성을 향상시킴은 물론 면취 가공의 정밀도를 높일 수 있는 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에서 절삭부를 나타내는 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 절삭부를 나타내는 측면도.
도 5의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 일실시예의 사용상태를 나타내는 예시도.

본 발명은 공구대 상에 결합가능하여 고정되는 연결생크와; 상기 연결생크의 일단에 형성되되 피가공물 홀 내측으로 진입가능하게 전방 축 방향으로 연장형성되는 홀가이드축과; 상기 홀가이드축의 한쪽 끝단에 형성되고 피가공물의 홀 모서리에 접촉가능하되 외주연 상에 복수 개의 절삭날을 구비한 절삭부;를 포함하고, 상기 절삭부의 절삭날에는 전후 양단에 서로 대칭된 구조로 형성되고 피가공물의 전후로 배치된 동일선상의 양측 홀에 대응하여 홀 내측 모서리를 면취가능하게 접촉하는 면취단부를 포함하는 양면 홀 면취용 절삭공구를 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 양면 홀 면취용 절삭공구의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 양면 홀 면취용 절삭공구의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 연결생크(10)와, 홀가이드축(20)과, 절삭부(30)를 포함하여 이루어진다.

상기 연결생크(10) 및 상기 홀가이드축(20), 상기 절삭부(30)는 일체형으로 형성하고, 초경합금을 사용하여 이루어진다.

상기 연결생크(10)는 면취 절삭작업을 위한 구동시 공구대 상에 결합가능하여 고정될 수 있는 구조로서, 원형이나 사각형, 육각형 등의 단면형상으로 이루어지고, 전후 길이 방향으로 연장 형성된다.

상기 연결생크(10)의 일단에는 상기 홀가이드축(20)과의 연결지점에 상기 홀가이드축(20)을 향하여 하향경사진 테이퍼경사면(15)을 형성하므로, 면취가공시 상기 홀가이드축(20)과의 연결지점에 가해지는 힘을 분산시켜 공구의 자체 내구성을 향상시키는 것이 가능하다.

상기에서 테이퍼경사면(15)은 상기 연결생크(10)의 외주면을 기준으로 경사각도(β1)가 30°를 이루도록 형성한다.

상기 홀가이드축(20)은 상기 연결생크(10)의 일단에 일체로 형성되되 전방 축 방향으로 연장형성됨에 따라 면취 가공시 피가공물(5)의 홀(7) 내측으로 진입가능하게 형성한다. 즉 상기 홀가이드축(20)은 상기 연결생크(10)와 상기 절삭부(30)의 구성 간에 상호 연결하되 상기 절삭부(30)가 피가공물(5)의 내측 공간에 위치할 수 있게 공구의 길이를 보다 연장시키는 역할을 수행한다.

상기 홀가이드축(20)에 있어서도 상기 연결생크(10)와 마찬가지로 원형이나 사각형, 육각형 등의 단면형상을 이루도록 형성하는 것이 가능하되 원형의 관통 홀(7) 내 진입한다는 특성상 원형의 단면형상을 이루도록 구성하는 것이 피가공물(5)과의 충돌을 방지한 채 원활한 가공을 도모할 수 있어 바람직하다.

상기에서 연결생크(10)는 길이(L1) 50~55㎜에 지름(D1) 10㎜로 형성하면서 상기 홀가이드축(20)은 길이(L2) 35~40㎜에 지름(D2) 3.5㎜를 이루게 구성하므로, 피가공물(5)의 한정된 크기를 갖는 홀(7) 내측으로 상기 홀가이드축(20)의 원활한 진입상태를 도모함과 동시에 면취 가공시 상기 홀가이드축(20)의 내구적 구조를 갖는 공구의 구조적 균형을 도모하여 공구수명을 연장하는 것이 가능하다.

상기 절삭부(30)는 상기 홀가이드축(20)의 전방 한쪽 끝단에 형성되고 피가공물(5)의 홀(7) 모서리에 접촉가능하여 면취가공하는 역할을 수행한다.

상기 절삭부(30)에는 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 외주연 상에 방사상으로 배치되는 복수 개(도 4에는 4개)의 절삭날(35)을 구비한다.

상기 절삭부(30)는 전체 지름(D3)이 6㎜로 형성하여 상기 홀가이드축(20)의 지름(D2)(3.5㎜)보다 큰 회전반경을 이루며, 상기 절삭부(30) 중에서 복수 개의 상기 절삭날(35)은 외측 방사상으로 돌출된 높이(H)가 각각 1.2~1.5㎜의 범위로 형성하므로, 면취가공시 피가공물(5)의 홀(7)에 상기 홀가이드축(20)이 충돌하는 현상을 방지하면서 상기 절삭부(30)의 절삭날(35)에 따른 피가공물(5) 홀(7)의 내측 모서리를 원활하게 면취 가공하는 것이 가능하다.

상기 절삭부(30)의 절삭날(35)에는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 전후 양단에 서로 대칭된 구조로 형성되고 피가공물(5)의 홀(7) 내측 모서리를 면취가능하게 접촉하는 면취단부(37)를 구비한다.

상기 면취단부(37)는 피가공물(5)의 내측 홀(7)에 면취가능하게 접촉하되 피가공물(5)의 홀(7)이 전후 동축 형태로 배치된 경우 전후로 배치된 동일선상의 양측 홀(7)에 대응하여 서로 대칭된 구조를 갖는 상기 면취단부(37)가 전후 순차적으로 접촉하므로, 피가공물(5) 내측 홀(7) 모서리를 일괄하여 면취가능하다.

상기 면취단부(37)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 피가공물(5)의 홀(7) 모서리부분을 모따기할 수 있게 상기 절삭날(35)의 상면을 기준으로 외측으로 하향경사진 경사면을 형성한다.

상기 면취단부(37)의 하향경사진 경사면의 경사각도(α1)는 상기 절삭날(35)의 상면을 기준으로 45°를 이루도록 구성한다.

상기 절삭날(35)의 면취단부(37)에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 절삭부(30)의 회전방향으로 하향경사진 절인경사면(38)을 형성하므로, 면취 절삭된 절삭칩의 배출이 원활하게 이뤄질 수 있게 안내한다.

상기 절인경사면(38)은 10~12°범위의 경사각도(α2)를 이루도록 형성한다.

상기에서 절삭날(35)의 절인경사면 경사각도(α2)가 10°미만인 경우에는 칩의 배출을 안내하기 위한 경사도가 미미하고, 상기 절인경사면(38)의 경사각도(α2)가 12°를 초과하여 형성하는 경우 급한 경사로 인해 절삭 칩의 배출방향이 다른 절삭날(35)을 향하므로 칩 배출이 원활하게 이뤄지지 않는다는 단점이 있다.

또한 상기 절삭부(30)에는 상기 홀가이드축(20)과 접하는 일단 즉 상기 절삭날(35)의 면취단부(37) 중 후방에 위치한 면취단부(37) 측에 상기 홀가이드축(20)을 향해 연장 형성되는 가이드홈(39)을 구비한다.

상기 가이드홈(39)은 상기 절삭날(35)의 길이를 기준으로 1/2의 길이만큼 연장 형성되고 외측을 향해 완만한 만곡면을 형성한다.

상기와 같이 가이드홈(39)을 형성하게 되면, 절삭날(35) 중 후방에 위치하여 피가공물(5)과의 접촉시 홀가이드축(20)으로 인해 폐쇄된 영역에서의 원활한 절삭칩 배출을 안내하는 것이 가능하다.

상기와 같은 본 발명의 양면 홀 면취용 절삭공구를 적용한 절삭가공시 사용상태를 도 5를 참조하여 살펴보면, 먼저 절삭공구의 연결생크(10)를 공구대에 결합한 상태에서 면취 가공작업을 개시하되 홀(7)이 가공된 피가공물(5)을 향해 접근한 후 절삭부(30)가 피가공물(5)의 홀(7)을 통해 내측으로 진입하도록 이동한다. 이어 절삭부(30)의 절삭날(35)이 피가공물(5)의 홀(7) 내측 모서리에 접하도록 접근하되 도 5의 (a)에서처럼 상기 절삭날(35)의 면취단부(37) 중 전방에 형성된 면취단부(37)가 앞쪽에 위치한 홀(7)의 모서리에 접촉하여 면취 가공하므로 상부 면취가공을 진행한다. 이후 도 5의 (b)에서처럼 상기 절삭날(35)의 면취단부(37) 중 후방에 형성된 면취단부(37)가 뒤쪽에 위치한 홀(7)의 모서리에 접촉하여 면취 가공하므로 백 면취가공을 진행하여 가공을 완료한다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 양면 홀 면취용 절삭공구에 의하면 피가공물의 홀 내측으로 진입가능하며 피가공물의 홀 내측 모서리를 면취가능하게 서로 대칭된 구조의 면취단부를 갖는 절삭날을 구성하므로, 면취가공을 위한 기능성을 확대하면서 홀 주변의 완전한 버르(burr) 제거 및 면취가공을 도모하여 가공품질을 개선하고 결합제품 간에 불량을 미연에 방지하는 것이 가능하다. 나아가 피가공물의 전후로 배치된 동일선상에 형성된 양측 홀의 내측 모서리를 일괄적으로 면취 가공하므로, 가공시간을 단축하여 가공생산성을 향상시킴은 물론 면취 가공의 정밀도를 높이는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 양면 홀 면취용 절삭공구의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

10 : 연결생크 15 : 테이퍼경사면
20 : 홀가이드축 30 : 절삭부
35 : 절삭날 37 : 면취단부
38 : 절인경사면 39 : 가이드홈
L1 : 연결생크 길이 L2 : 홀가이드축 길이
D1 : 연결생크 지름 D2 : 홀가이드축 지름
D3 : 절삭부 전체지름 H : 절삭날 높이
α1 : 면취단부 경사각도 α2 : 절인경사면 경사각도
β1 : 테이퍼경사면 경사각도

Claims (4)

1. 공구대 상에 결합가능하여 고정되는 연결생크와; 상기 연결생크의 일단에 형성되되 피가공물 홀 내측으로 진입가능하게 전방 축 방향으로 연장형성되는 홀가이드축과; 상기 홀가이드축의 한쪽 끝단에 형성되고 피가공물의 홀 모서리에 접촉가능하되 외주연 상에 복수 개의 절삭날을 구비한 절삭부;를 포함하고, 상기 절삭부의 절삭날에는 전후 양단에 서로 대칭된 구조로 형성되고 피가공물의 전후로 배치된 동일선상의 양측 홀에 대응하여 홀 내측 모서리를 면취가능하게 접촉하는 면취단부를 포함하여 이루어지고,
   상기 연결생크에는 상기 홀가이드축과의 연결지점에 상기 홀가이드축을 향하여 경사각도 30°로 하향경사진 테이퍼경사면을 형성하며,
   상기 절삭부는 전체 지름이 6㎜로 형성하되, 상기 절삭날은 외측으로 돌출된 높이가 각각 1.2~1.5㎜의 범위로 형성하고, 상기 절삭부에는 상기 홀가이드축과 접하는 일단에 상기 홀가이드축을 향해 연장 형성되되 상기 절삭날의 길이를 기준으로 1/2의 길이만큼 연장 형성되며 외측을 향해 만곡면을 형성하는 가이드홈을 포함하고,
   상기 면취단부는 상기 절삭날의 상면을 기준으로 외측으로 하향경사진 경사면을 이루되 상기 면취단부의 경사면 경사각도는 상기 절삭날의 상면을 기준으로 45°를 이루도록 구성하며,
   상기 면취단부에는 상기 절삭부의 회전방향으로 하향경사진 절인경사면을 형성하고, 상기 절인경사면은 10~12°범위의 경사각도를 이루도록 구성하는 양면 홀 면취용 절삭공구.
   
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