KR100433194B1 - 편마모방지용 세그먼트를 갖는 연마휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연마작업시 발생되는 작업부하로 인하여 세그먼트의 외측에 집중적으로 마모가 발생되는 편마모를 방지하고, 이로 인해 피삭재의 가공된 연마표면의 가공도를 향상시킨 연마휠을 제공함에 있고, 본 발명의 구체적인 수단은, 연마휠의 림부 저면에 부착되는 다수의 세그먼트를 갖는 연마휠에 있어서, 상기 세그먼트에 내,외측으로 경계면을 두고, 이 경계면의 내측부와 외측부에 각기 초연마재의 입자 크기와 그 함유량을 조절하거나 혹은 초연마재를 결속시키는 금속본드의 강한 정도를 조절하여 상기 세그먼트의 외측부가 상대적으로 내마모성이 우수한 영역이 되도록 하여 편마모를 방지한 것을 특징으로 한다.

Description

편마모방지용 세그먼트를 갖는 연마휠{Grinding wheel with segment for preventing side abrasion}

본 발명은 다이아몬드 등의 초연마재를 사용하여 화강암, 타일, 벽돌, 콘크리트 블록 등의 다양한 재질(이하 "피삭재"라 칭한다.)을 연마작업하기 위한 연마휠에 관한 것으로, 특히 연마작업시 발생되는 작업부하로 인하여 세그먼트의 외측에 집중적으로 마모가 발생되는 편마모를 방지하고, 이로 인해 피삭재의 가공된 연마표면의 가공도를 향상시킨 연마휠에 관한 것이다.

일반적으로 연마 휠은 연삭날 작용을 하는 다이아몬드 입자 또는 CBN(입방정질화붕소) 입자나 초연마재와 이를 보지하고 지속적인 자생작용을 가능케 하는 금속이나 레진, 세라믹등 재질의 분말이 혼합된 소성체(이하 "세그먼트"라 한다.)인 세그먼트를 용접, 납접, 접착 등의 방식으로 부착하고, 이에 회전력을 부가하는 회전체(이하 "샹크"라 한다.)로 구성되어 있다.

연마휠은 약 10,000RPM 내외의 고속으로 회전하면서 주속이 약 70∼80M/sec의 회전속도로 세그먼트에 연삭력을 부과하게 되고 피삭재에서도 연삭된 절분도 고속에서 원심력을 받게 된다. 따라서 세그먼트는 혹독한 연마 작업부하를 받게 된다.

작업부하시 세그먼트를 자세히 고찰해 보면, 외측부에 집중적으로 마모가 생기는 편마모를 발견할 수 있다.

이러한 편마모의 원인은 전,후, 좌,우로 연마작업시마다 세그먼트의 외측부가 중앙부보다 더 많은 연마 부하를 받기 때문이다.

이러한 편마모의 발생은 내측부분이 마모되기 이전에 연마휠을 교환해야 하므로 공구의 수명이 단축된다. 또한 세그먼트의 외측부 편마모로 인해 연마표면의 가공도가 떨어지는 단점을 가져온다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로서, 연마휠로 연마작업시 발생되는 작업부하로 인하여 세그먼트의 외측에 집중적으로 마모가 발생되는편마모를 방지하고, 이로 인해 피삭재의 가공된 연마표면의 가공도를 향상시키고 공구의 수명을 높인 연마휠을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

연마휠의 림부 저면에 부착되는 다수의 세그먼트를 갖는 연마휠에 있어서,

상기 세그먼트에 내,외측으로 경계면을 두고, 이 경계면의 내측부와 외측부에 각기 초연마재의 입자 크기와 그 함유량을 조절하거나 혹은 초연마재를 결속시키는 금속본드의 강한 정도를 조절하여 상기 세그먼트의 외측부가 상대적으로 내마모성이 우수한 영역이 되도록 하여 편마모를 방지한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 연마휠의 저면도.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 연마휠의 단면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연마휠의 저면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

16 : 림부 22,24 : 세그먼트

22a ,24a : 세그먼트 외측부 22b,24b : 세그먼트 내측부

42 : 연질세그먼트 44 : 경질세그먼트

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용되는 연마휠(10)은, 도 1,2에 도시된 바와 같이 전동공구의 출력단이 장착되는 장착공(12a)을 갖는 디스크부(12)와, 디스크부(12)에서 방사상으로 연장된 다수의 리브부(14)와, 리브부(14)를 원주상으로 연결하는 림부(16)을 포함하고 있고, 상기 리브부(14)의 전체적인 형상은 원추형의 컵체 모양을 형성하고 있다. 미설명 부호 15는 분진배출공이다.

본 발명은 연마휠(10)의 림부(16) 저면에 부착되는 연마용 세그먼트(22)(24)는 물리적 강도를 구분하는 내,외측의 경계면을 두고, 이 경계면의 내측부와 외측부에 각기 초연마재(다아이몬드 입자 또는 입방정질화붕소 입자)의 크기와 그 함유량을 조절하거나 혹은 초연마재를 결속시키는 금속본드의 경(硬)한 정도를 조절하여 상기 세그먼트의 외측부가 상대적으로 내마모성이 우수한 영역이 되어 편마모를 방지한 것이다.

이때 내측부는 세그먼트(22)(24)의 중앙부(central portion)가 되고, 외측부는 그 중앙부를 일정 폭으로 에워싸는 외곽부(edge portion)를 의미한다.

이하에서 세그먼트의 부분을 나타내는 '중앙부'는 '내측부'로 기재되었고, '외곽부'는 '외측부'로 기재되어 있다. 따라서 본 발명에 따르면 세그먼트의 외측부가 내측부에 비해 상대적으로 물리적 내마모성이 높다.

본 발명에 적용되는 세그먼트의 형상은 바람직하게는 칩 배출이 용이한 원형, 타원형, 유선형 등이 될 수 있으며 그 밖의 다른 형태도 더 포함될 수 있다.

통상적으로 연마용 세그먼트는 소정의 크기를 갖는 다이아몬드 입자, 입방정질화붕소 입자 등의 초연마재와, 초연마재를 결속시키기 위한 금속본드로 구성된다.

따라서 본 발명은 초연마재의 입자 크기, 입자 함유량 그리고 금속본드의 경질 정도를 조절하여 연마용 세그먼트를 제작함으로서 세그먼트의 편마모를 효과적으로 방지할 수 있다.

<제1실시예>

본 발명의 제 1실시예는 도 1과 같이 연마용 세그먼트(22,24)가 일정 두께의 원형체로 제작할 경우로서, 입자가 작은 다량의 초연마재를 세그먼트 외측부(22a, 24a)에 분포시키고, 상대적으로 입자가 큰 소량의 초연마재를 세그먼트 내측부 (22b,24b)에 분포시킨 것이다. 따라서 제 1실시예는 세그먼트 외측부(22a,24a)와세그먼트 내측부(22b,24b)와의 접합면이 경계면이 되고, 세그먼트 외측부(22a,24a)가 내마모성이 상대적으로 높은 영역이 된다.

여기서 입자가 크고 작다는 것을 메시(mesh)(1평방 인치(inch)안의 구멍눈의 수) 단위를 사용하면 다음과 같다.

예를 들어 세그먼트 외측부(22a,24a)에 80/90메시의 초연마재 입자를 사용하면 세그먼트 내측부(22b,24b)에 상대적으로 초연마재 입자가 큰 40/50메시의 초연마재 입자를 사용함을 의미한다.

또한 다랑,소량 이라는 의미는 다이아몬드 집중도로 표현할 수 있다. 일반적으로 다이아몬드 집중도 100은 1㏄안에 4.4캐럿이 들어있는 경우로서, 예를 들어 세그먼트 외측부(22a,24a)에 초연마재의 집중도가 60이면, 세그먼트 내측부(22b, 24b)의 초연마재 집중도는 상대적으로 이보다 작은 60 미만을 가리킨다.

제 1실시예에 따른 연마용 세그먼트(22,24)를 연마휠(10)의 림부(16) 저면에 2개를 한쌍으로 하여 다수쌍 부착시킨 일례의 배열형태가 도 1에 도시되어 있으며, 본 발명은 이러한 배열형태에 제한되는 것은 아니다.

이와 같이 구성된 편마모방지용 세그먼트를 갖는 연마휠(10)을 사용하여 연마작업하게 되면, 세그먼트 외측부(22a,24a)가 상대적으로 세그먼트 내측부(22b, 24b)보다 더 작은 연마입자로 더 많이 함유되어 있어 균등하게 마모가 발생한다.

또, 세그먼트의 균등마모로 인해 연마작업시 피삭재의 가공표면이 향상되고, 편마모를 방지하여 공구수명을 증대시킬 수 있는 것이다.

<제2실시예>

본 발명의 제2실시예는, 도 1에 도시된 상기 세그먼트(22,24)에 각기 같은 양의 같은 크기로 초연마재를 세그먼트 내측부(22a,24a)와 외측부(22b,24b)에 분포시킬 때, 세그먼트 외측부(22a,24a)에 경질의 금속본드를 함유시키고, 세그먼트 내측부(22b,24b)에 상대적으로 연질의 금속본드를 함유시킨 것이다.

여기서 금속본드는 금속분말(metal powder)이 소결된 상태로서, 금속분말을 소결시 초연마재를 결속시키는 기능을 한다. 따라서 본 실시예에서 본드의 경질 또는 연질이라는 의미는 금속분말의 경한 정도를 나타낸다.

제 2실시예에 따르면, 내마모도가 상대적으로 높은 금속본드에 의해서 세그먼트 외측부(22a,24a)의 내마모도가 상대적으로 낮은 세그먼트 내측부(22b,24b) 보다 우수하여 제 1실시예의 작용효과를 얻을 수 있다.

<제 3실시예>

본 발명에 따른 제3실시예는, 도 1에서 세그먼트 외측부(22a,24a)에 입자가 작은 다량의 초연마재를 경질의 금속본드에 분포시킨 구성으로 하고, 상대적으로 세그먼트 내측부(22b,24b)에 입자가 큰 소량의 초연마재를 연질의 금속본드에 분포시켜서 구성한 것이다.

이와 같이 구성된 세그먼트(22,24)는 제 1,2실시예를 모두 포함하고 있는 것으로서 세그먼트 외측부(22a,24a)가 세그먼트 내측부(22b,24b)에 비해 상대적으로 높은 집중도의 경질부가 되므로 편마모를 방지할 수 있는 것이다.

제 3실시예에서 '작은 다량' 또는 '큰 소량'이라는 의미는 제 1실시예와 같다.

<제 4실시예>

본 발명에 따른 제 4실시예가 도 3에 도시되어 있다.

제 4실시예는 도 3과 같이, 연마휠(10)의 림부 저면에는, 리브(14)상에 연장되어 배치된 다수의 연질세그먼트(42)와, 이들 연질세그먼트(42)의 사이사이에 배치된 경질세그먼트(44)가 배열 부착되어 있다. 이때 경질과 연질이 갖는 의미는 내마모도의 상대적인 개념으로서, 경질세그먼트(44)가 연질세그먼트(42)에 비해 상대적으로 내마모도가 높다는 것을 나타낸다.

상기 연질세그먼트(42)는, 입자가 큰 소량의 초연마재를 연질의 금속본드에 분포시켜서 구성된 것이고, 경질세그먼트(44)는 연질세그먼트(42)에 함유된 초연마재 입자보다 상대적으로 입자가 작은 다량의 초연마재를 경질의 금속본드에 분포시켜 구성한 것이다. 이때 경질세그먼트(44)를 림부(16) 저면의 최외곽에 배치시킨다.

여기서 '입자가 큰', '입자가 작은', '소량', '다량', '경질의 본드', '연질의 본드'라는 의미는 상기 제1,2,3실시예에 기재된 바와 같다.

이와 같이 본 발명의 제1실시예 및 제3실시예는 세그먼트(22,24) 각각에 내측부와 외측부를 구분되게 구성한 후 외측부가 내측부에 비해 상대적으로 작은 입자를 다량 포함시키거나 또는 경질의 금속본드를 단독 또는 더 추가하여 내마모성이 더 강하도록 구성한 것이다.

따라서 본 발명의 연마휠(10)은 연마 작업시 세그먼트가 부하를 받더라도 편마모가 일어나지 않는다. 이는 표면가공도를 높이고 공구 수명을 증진시킨다.

한편, 제 4실시예는 개별적으로 세그먼트(42,44)를 각기 경질과 연질로 제작하여 연질의 세그먼트(42)가 갖는 편마모를 경질의 세그먼트(44)가 보안하게 되어 결국 세그먼트(42)는 편마모 없는 균일 마모가 발생하게 되어 있어 표면가공도 및 수명이 향상되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 연마휠은 초연마재 량, 초연마재 입자 크기 그리고 금속본드의 경한 정도를 달리하여 내측부보다 외측부가 더 내마모성이 우수한 영역을 갖도록 세그먼트를 구성하거나, 연마재의 량과 금속본드 재질, 그리고 연마재 입자 크기가 다른 연마용 세그먼트를 연마휠에 교대로 부착시켜서 세그먼트의 편마모를 없앨 수 있다.

따라서 연마작업시 피삭재의 가공표면의 가공도가 향상되고, 우수한 절삭성을 얻을 수 있고, 공구수명을 증대시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 연마휠의 림부 저면에 부착되는 다수의 세그먼트를 갖는 연마휠에 있어서,

   상기 세그먼트에 내,외측으로 경계면을 두고, 이 경계면의 내측부와 외측부에 각기 초연마재의 입자 크기와 그 함유량을 조절하거나 혹은 초연마재를 결속시키는 금속본드의 강한 정도를 조절하여 상기 세그먼트의 외측부가 상대적으로 내마모성이 우수한 영역이 되도록 하여 편마모를 방지한 것을 특징으로 하는 편마모방지용 세그먼트를 갖는 연마휠.
2. 연마휠의 림부 저면에 부착되는 다수의 세그먼트를 갖는 연마휠에 있어서,

   상기 세그먼트에는, 입자가 작은 다량의 초연마재를 세그먼트 외측부에 분포시키고, 상대적으로 입자가 큰 소량의 초연마재를 세그먼트 내측부에 분포시킨 것을 특징으로 하는 편마모방지용 세그먼트를 갖는 연마휠.
3. 연마휠의 림부 저면에 부착되는 다수의 세그먼트를 갖는 연마휠에 있어서,

   상기 세그먼트는, 같은 양의 같은 크기로 초연마재를 세그먼트 내,외측부에 분포시킬 때, 세그먼트 외측부에 경질의 본드가 함유되고, 세그먼트 내측부가 상대적으로 연질의 본드가 함유되도록 구성한 것을 특징으로 하는 편마모방지용 세그먼트를 갖는 연마휠.
4. 연마휠의 림부 저면에 부착되는 다수의 세그먼트를 갖는 연마휠에 있어서,

   상기 세그먼트는, 입자가 작은 다량의 초연마재가 경질의 본드에 분포된 세그먼트 외측부와, 상대적으로 입자가 큰 소량의 초연마재가 연질의 본드에 분포되어 세그먼트 내측부로 구성된 것을 특징으로 하는 편마모방지용 세그먼트를 갖는 연마휠.
5. 연마휠의 림부 저면에 다수의 세그먼트를 갖는 연마휠에 있어서,

   상기 세그먼트는, 입자가 큰 소량의 초연마재가 연질의 본드에 분포된 연질세그먼트와, 상기 세그먼트들의 사이사이에 입자가 작은 다량의 초연마재가 경질의 본드에 분포된 경질세그먼트로 구성된 것을 특징으로 하는 편마모방지용 세그먼트를 갖는 연마휠.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 경질세그먼트가 림부의 최외곽에 다수 배치된 것을 특징으로 하는 편마모방지용 세그먼트를 갖는 연마휠.