KR20210034663A

KR20210034663A - 경취성 난가공재용 다이아몬드 절삭 공구

Info

Publication number: KR20210034663A
Application number: KR1020217005808A
Authority: KR
Inventors: 웨이추 리; 빙장 옌
Original assignee: 콘프로페 테크놀로지 그룹 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2021-03-30
Also published as: JP2021530372A; JP7112584B2; WO2020063006A1

Abstract

다이아몬드 절삭 공구로서, 절삭날부(1)의 재질은 다결정 다이아몬드이고, 절삭날부(1)는 일체로 형성된 절삭 몸체(11) 및 복수의 절삭날(12)을 포함하되, 절삭날(12)은 나선형 형상이고, 각각의 절삭날(12)은 절삭 몸체(11)의 중심축을 따라 절삭 몸체(11)의 외측 표면에 원주 방향으로 설치되며, 인접한 2개의 절삭날(12) 사이에는 제1 부스러기 배출 홈(13)이 설치되고; 절삭날(12)의 제1 단부는 절삭 몸체(11)의 전단면에 설치되며, 절삭날(12)의 제2 단부는 절삭 몸체(11)의 측면에 설치된다.

Description

경취성 난가공재용 다이아몬드 절삭 공구

본 발명은 정밀 가공 공구 기술 분야에 관한 것으로, 특히 경취성 난가공재용 다이아몬드 절삭 공구에 관한 것이다.

현재 유리, 세라믹 또는 사파이어와 같은 경취성 재료의 가공 분야에서는 유리, 세라믹 또는 사파이어를 가공해야 하므로, 대응되는 상이한 유형의 절삭 공구가 필요하다.

기존의 절삭 공구는 일반적으로 고속 강철 또는 경질 합금 재료로 제조된다. PCD(Polycrystalline diamond, 다결정 다이아몬드)는 합성 다이아몬드의 일종으로 경도가 높고, 압축 강도가 높으며, 열전도성 및 내마모성이 양호하다는 등의 특성을 갖고 있어, 가공업계의 환영을 받고 있다. PCD 재료가 일반화됨에 따라, PCD 절삭 공구가 등장하여, 기존의 절삭 공구의 한계를 극복하였다.

종래의 PCD 절삭 공구는 PCD를 박편으로 절단한 다음, 경질 합금의 절삭 몸체에 용접하여 절삭 칼날로 사용하는 것이지만, 절삭 몸체 외경 및 용접 공법의 제한으로 인해, 솔더 블레이드 PCD 절삭 공구는 일반적으로 3날 절삭 공구 또는 4날 절삭 공구와 같이 개수가 매우 적은 PCD 박편만 최대로 용접할 수 있도록 제조되어, 다수 날 절삭 공구로는 제조될 수 없으므로, 절삭 공구의 절삭 효과가 제한된다.

본 발명의 목적은 종래의 기술 및 구조의 단점을 극복하기 위한 절삭 공구, 이의 절삭날부 및 상기 절삭 공구를 포함한 초음파 공구 어셈블리를 제공하는 것으로, 솔더 블레이드 PCD 절삭 공구에 비해, 동일한 외경의 다결정 다이아몬드 절삭 몸체에 더 많은 수의 절삭날을 설치할 수 있어, 절삭날의 형태와 구조의 설계가 더욱 다양해지고, 절삭 효과를 향상시킬 수 있다.

상술한 목적을 구현하기 위해, 본 발명의 제1 양태는 절삭 공구에 사용되는 절삭날부를 제공하되, 상기 절삭날부의 재질은 다결정 다이아몬드이고, 상기 절삭날부는 일체로 형성된 절삭 몸체 및 복수의 절삭날을 포함하며, 상기 절삭날은 나선형 형상이고, 각각의 상기 절삭날은 상기 절삭 몸체의 중심축을 따라 상기 절삭 몸체의 외측 표면에 원주 방향으로 설치되며, 인접한 2개의 상기 절삭날 사이에는 제1 부스러기 배출 홈이 설치되고; 상기 절삭날의 제1 단부는 상기 절삭 몸체의 전단면에 설치되며, 상기 절삭날은 순차적으로 상기 절삭 몸체의 전단면 및 상기 절삭 몸체의 측면을 따라 연장되어, 상기 절삭날의 제2 단부가 상기 절삭 몸체의 측면에 설치되도록 한다.

바람직한 수단으로서, 상기 절삭날부는 상기 절삭 몸체에 일체로 형성된 와이퍼를 더 포함하되, 상기 와이퍼는 상기 절삭날의 제1 단부에 설치되며 또한 상기 절삭날과 평활하게 천이된다.

바람직한 수단으로서, 상기 절삭 몸체는 하나의 단면을 통해 고정 연결되는 절삭 몸체 단부 및 연결부를 포함하되, 상기 절삭날의 제1 단부는 상기 절삭 몸체 단부의 전단면에 설치되고, 상기 절삭날은 순차적으로 상기 절삭 몸체 단부의 전단면 및 상기 절삭 몸체 단부의 측면을 따라 연장되어, 상기 절삭날의 제2 단부가 상기 절삭 몸체 단부의 측면에 설치되도록 하며, 상기 절삭날의 제2 단부가 상기 절삭 몸체 단부와 상기 연결부의 연결 부분에 위치하도록 한다.

바람직한 수단으로서, 상기 절삭 몸체 단부는 동일한 축으로 고정 연결되고 또한 계단 형상을 이루는 제1 절삭부 및 제2 절삭부를 포함하되, 상기 제1 절삭부의 외경은 상기 제2 절삭부의 외경보다 작고, 상기 제2 절삭부는 상기 연결부와 고정 연결된다.

바람직한 수단으로서, 상기 제1 절삭부의 전단면과 제1 절삭부의 측면 사이, 상기 제1 절삭부와 상기 제2 절삭부 사이, 상기 제2 절삭부의 전단면과 상기 제2 절삭부의 측면 사이는 모두 원호 천이에 의해 연결된다.

바람직한 수단으로서, 상기 절삭 몸체의 전단면의 중심 부분에는 냉각홈이 마련되고, 상기 절삭날의 제1 단부는 상기 냉각홈의 외측연(outer edge)에 설치된다.

바람직한 수단으로서, 상기 절삭날의 나선 방향은 좌회선 또는 우회선이고, 상기 절삭날의 나선각은 15° ~ 60°이다.

바람직한 수단으로서, 상기 절삭 몸체의 외경은 0.5 mm ~ 135 mm이고, 상기 절삭날의 개수는 상기 절삭날의 날 폭에 의해 결정되며, 상기 절삭날의 날 폭은 0.01 mm ~ 0.2 mm이고, 상기 절삭날의 날 길이는 0.1 mm ~ 15 mm이다.

바람직한 수단으로서, 상기 제1 부스러기 배출 홈의 홈 깊이는 0.05 mm ~ 0.3 mm이다.

바람직한 수단으로서, 상기 와이퍼의 날 길이는 0.01 mm ~ 3 mm이다.

바람직한 수단으로서, 상기 절삭 몸체에는 상기 절삭날 방향과 반대되는 복수의 나선형 제2 부스러기 배출 홈이 마련되고, 상기 제2 부스러기 배출 홈은 상기 절삭 몸체의 전단면으로부터 상기 절삭 몸체의 측면으로 연장되며, 각각의 상기 제2 부스러기 배출 홈은 상기 절삭 몸체의 중심축을 따라 원주 방향으로 설치되고; 상기 제2 부스러기 배출 홈은 각각의 상기 절삭날을 복수의 섹션으로 나눈다.

바람직한 수단으로서, 상기 제2 부스러기 배출 홈의 나선각은 20° ~ 40°이다.

바람직한 수단으로서, 인접한 2개의 상기 제2 부스러기 배출 홈 사이의 간격은 0.25 mm ~ 0.75 mm이고，상기 제2 부스러기 배출 홈의 홈 깊이는 0.05 mm ~ 0.15 mm이다.

바람직한 수단으로서, 상기 절삭날부는 베이스 바디를 더 포함하되, 상기 베이스 바디는 상기 절삭 몸체의 후단면에 고정 연결되고, 상기 베이스 바디의 재질은 탄화텅스텐 기반의 경질 합금이다.

마찬가지로, 본 발명의 제2 양태는 공구 핸들부 및 상기 공구 핸들부의 전단에 장착된 상술한 절삭날부를 포함하는 절삭 공구를 제공하며, 상기 공구 핸들부는 상기 절삭 몸체의 후단면과 연결된다.

바람직한 수단으로서, 상기 공구 핸들부의 재질은 탄화텅스텐 기반의 경질 합금이고, 상기 절삭날부는 베이스 바디를 더 포함하되, 상기 베이스 바디는 상기 절삭 몸체의 후단면에 고정 연결되고, 상기 베이스 바디의 재질은 탄화텅스텐 기반의 경질 합금이며; 상기 공구 핸들부는 상기 베이스 바디의 후단면과 진공 용접된다.

마찬가지로, 본 발명의 제3 양태는 상술한 절삭 공구를 포함하는 초음파 공구 어셈블리를 더 제공한다.

본 발명은 절삭 공구, 절삭 공구의 절삭날부 및 절삭 공구를 포함한 초음파 공구 어셈블리를 제공하며, 종래의 기술에 비해, 하기와 같은 유익한 효과를 갖는다.

절삭날부는 다결정 다이아몬드 재료로 이루어져, 절삭날의 경도 및 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 가공 정밀도 및 가공 효율을 향상시킨다. 또한 절삭날부의 절삭날은 절삭 몸체의 표면에 일체로 설치되어, 솔더 블레이드 PCD 절삭 공구에 비해, 동일한 외경의 다결정 다이아몬드 절삭 몸체에 더 많은 수의 절삭날을 형성할 수 있어, 절삭날의 형태와 구조의 설계가 더욱 다양해진다. 다음으로, 복수 개의 절삭날은 절삭 몸체의 중심축을 따라 원주 방향으로 분포되며, 다수의 절삭날은 비교적 큰 절삭력을 공동으로 견딜 수 있어, 강도를 보장하고, 절삭날은 나선형 형상으로서, 각각의 절삭날의 절삭력을 약화시킬 수 있으므로, 비교적 높은 절삭 속도 및 비교적 큰 피드량에 적응되어 가공 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에서의 절삭날부의 구조 모식도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 일부 확대도이다.
도 3은 도 1의 B 부분의 일부 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서의 절삭날부의 절삭 몸체 단부의 구조 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서의 측면에서 절삭날부의 절삭날 및 와이퍼의 윤곽 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서의 절삭 공구의 구조 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서의 다른 시각에서 절삭 공구의 구조 모식도이다.
도 8은 도 7의 평면도이다.

아래 도면과 실시예를 결부하여, 본 발명의 구체적인 실시형태에 대해 더 상세하게 설명한다. 이하 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아니다.

본 발명의 설명에서, 이해해야 할 것은, “상”, “하”, “좌”, “우”, “최상부”, “바닥부” 등의 용어가 지시하는 방위 또는 위치 관계는 도면에 기반하여 도시된 방위 또는 위치 관계이고, 본 발명의 설명의 편의 및 간소화를 위한 것일 뿐, 가리키는 장치 또는 요소가 반드시 특정된 방위, 특정된 방위로 구성되고 작동되도록 지시하거나 암시하는 것이 아니므로, 본 발명을 한정하려는 것으로 해석되어서는 안된다. 이해해야 할 것은, 본 발명에서 “제1”, “제2” 등의 용어로 각각의 정보를 설명하였지만, 이러한 정보는 이러한 용어에 제한되지 않으며, 이러한 용어는 단지 동일한 유형의 정보를 서로 구분하기 위한 것이다. 예를 들어, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 경우에, “제1” 정보는 “제2” 정보로 지칭될 수 있고, 마찬가지로, “제2” 정보는 “제1” 정보로 지칭될 수도 있다.

그밖에, 설명해야 할 것은, 본 발명의 설명에서, “전단” 및 “후단”이라는 용어 중에서, 절삭 공구의 사용 시 가공 공작물에 가까운 일단이 “전단”이고, 가공 공작물로부터 멀리 떨어진 일단이 “후단”이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예의 제1 양태는 절삭 공구에 사용되는 절삭날부(1)를 제공하되, 상기 절삭날부(1)의 재질은 다결정 다이아몬드이고, 상기 절삭날부(1)는 일체로 형성된 절삭 몸체(11) 및 복수의 절삭날(12)을 포함하며, 상기 절삭날(12)은 나선형 형상이고, 각각의 상기 절삭날(12)은 상기 절삭 몸체(11)의 중심축을 따라 상기 절삭 몸체(11)의 외측 표면에 원주 방향으로 설치되며, 인접한 2개의 상기 절삭날(12) 사이에는 제1 부스러기 배출 홈(13)이 설치되고; 상기 절삭날(12)의 제1 단부는 상기 절삭 몸체(11)의 전단면에 설치되며, 상기 절삭날(12)은 순차적으로 상기 절삭 몸체(11)의 전단면 및 상기 절삭 몸체(11)의 측면을 따라 연장되어, 상기 절삭날(12)의 제2 단부가 상기 절삭 몸체의 측면에 설치되도록 한다.

가공 과정에서, 절삭날부(1)는 회전하면서 각각의 절삭날(12)이 회전하도록 구동하고, 가공 공작물의 재료를 절단하며, 절삭 과정에서 생성된 폐기물 부스러기는 제1 부스러기 배출 홈(13)으로부터 배출되어, 폐기물 부스러기가 가공 과정에 미치는 불리한 영향을 방지할 수 있다.

상기 기술적 해결수단에 기반하여, 본 실시예는 절삭 공구에 사용되는 절삭날부(1)를 제공하는데, 이는 다결정 다이아몬드 재료로 이루어지고, 절삭 몸체(11)와 절삭날(12)은 일체로 형성되어, 종래의 솔더 블레이드 PCD 절삭 공구에 비해, 동일한 외경의 절삭 몸체(11)에 더 많은 수의 절삭날(12)을 설치할 수 있고, 절삭날(12)의 형태와 구조의 설계가 더욱 다양해진다. 동시에, PCD 박편을 절삭 몸체에 용접하면서 생성되는 강도가 부족한 문제를 방지할 수 있으며, 다결정 다이아몬드 재료의 특성을 충분히 이용하여, 절삭날부(1)의 절삭 강도를 향상시킬 수 있어, 절삭 정밀도 및 절삭 작업 효율을 효과적으로 향상시키고, 절삭 공구의 사용 수명을 연장시킬 수 있다. 본 실시예에서, 윤곽 형상이 나선형 형상으로 된 절삭날(12)을 설계하여, 더 높은 절삭 속도 및 피드량에 적응함으로써, 가공 효율을 더 향상시킬 수 있다.

예시적으로, 본 실시예에서, 절삭 몸체(11)와 절삭날(12)을 일체로 형성하는 방법은 크게는 주로 두 가지 유형으로 나뉜다. 제1 유형은 주조, 적층 가공과 같은 누적 재료 성형이고; 다른 하나의 유형은 밀링, 방전 가공 절삭, 레이저 절삭, 화학 부식 등과 같은 절삭 몸체(11)의 블랭크에서 재료를 제거한 후 절삭날(12)을 가공 형성하는 것이다.

선택 가능한 실시형태로서, 상기 절삭날부(1)는 밀링 커터로, 구체적으로 가공 대상에 대해 밀링하여 필요한 윤곽을 형성하는 데에 사용될 수 있으며, 구체적으로, 가공 대상은 주요하게 유리 제품, 세라믹 제품 또는 사파이어 제품 등이다.

구체적으로 도 3을 참조하면, 절삭날부(1)는 상기 절삭 몸체(11)에 일체로 형성된 와이퍼(17)를 더 포함하되, 상기 와이퍼(17)는 상기 절삭날(12)의 제1 단부에 설치되며 또한 상기 절삭날(12)과 평활하게 천이되고, 와이퍼(17)는 절삭날부(1)의 전단면에 설치되어, 가공 공작물의 가공 칼자국을 제거할 수 있어, 표면의 광택도를 향상시키며, 바람직하게는, 와이퍼(17)는 절삭날(12)과 서로 접하고, 와이퍼(17)는 수평에 가깝게 설치된다. 다시 도 5를 참조하면, 와이퍼(17) 일단은 자리가 비어 있고, 도면에서 α 각도는 둔각으로, 응력 집중을 방지할 수 있으며, 와이퍼(17)의 타단은 절삭날(12)과 접하도록 설치된다.

구체적인 실시예에서, 상기 절삭 몸체(11)는 하나의 단면을 통해 고정 연결되는 절삭 몸체 단부(111) 및 연결부(112)를 포함하고, 상기 절삭날(12)의 제1 단부는 상기 절삭 몸체 단부(111)의 전단면에 설치되며, 상기 절삭날(12)은 순차적으로 상기 절삭 몸체 단부(111)의 전단면 및 상기 절삭 몸체 단부(111)의 측면을 따라 연장되어, 상기 절삭날(12)의 제2 단부가 상기 절삭 몸체 단부(111)의 측면에 설치되도록 하고, 상기 절삭날(12)의 제2 단부가 상기 절삭 몸체 단부(111)와 상기 연결부(112)의 연결 부분에 위치하도록 하며; 절삭날(12)이 절삭 몸체 단부(111)의 외측 표면을 커버하여야만 절삭 수요를 충족시킬 수 있으며, 절삭날(12)의 가공을 간소화한다.

또한, 다시 도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 절삭 몸체 단부(111)는 동일한 축으로 고정 연결되고 또한 계단 형상을 이루는 제1 절삭부(1111) 및 제2 절삭부(1112)를 포함하되, 상기 제1 절삭부(1111)의 외경은 상기 제2 절삭부(1112)의 외경보다 작고, 상기 제2 절삭부(1112)는 상기 연결부(112)와 고정 연결되며, 상기 절삭날(12)의 제1 단부는 상기 제1 절삭부(1111)의 전단면에 설치되고, 상기 절삭날(12)은 순차적으로 상기 제1 절삭부(1111)의 전단면, 상기 제1 절삭부(1111)의 측면, 상기 제2 절삭부(1112)의 전단면의 돌출 부분, 및 상기 제2 절삭부(1112)의 측면을 따라 연장되어, 상기 절삭날(12)의 제2 단부가 상기 제2 절삭부(1112)의 측면에 설치되도록 하며; 절삭날(12)의 윤곽선이 더욱 복잡하므로, 가공 정밀도에 대한 더욱 까다로운 요구를 충족시킬 수 있어, 절삭 성능을 향상시킨다.

가공 과정에서 가공 공작물의 가장자리 부스러짐(edge chipping)을 방지하기 위해, 상기 제1 절삭부(1111)의 전단면과 상기 제1 절삭부(1111)의 측면 사이, 상기 제1 절삭부(1111)와 상기 제2 절삭부(1112) 사이, 상기 제2 절삭부(1112)의 전단면과 상기 제2 절삭부(1112)의 측면 사이는 모두 원호 천이에 의해 연결되고, 구체적으로는 도 3을 참조하면 알 수 있으며; 절삭 몸체(11)의 종단면도에서, 절삭 몸체(11)의 측면의 윤곽선은 복수의 섹션 원호 및 직선을 포함하여 연결된 곡선 형상이므로, 절삭 몸체(11) 표면에 형성된 절삭날(12)이 복수의 원호 및 직선으로 연결된 스플라인 곡선이 되도록 하여, 절삭날(12)의 형상이 더욱 복잡해져 가공 재료가 취약한 공작물에 적용되도록 한다.

바람직하게는, 본 실시예에서, 상기 절삭 몸체(11)의 전단면의 중심 부분에는 냉각홈(14)이 마련되고, 상기 절삭날(12)의 제1 단부가 상기 냉각홈(14)의 외측연에 설치되어, 냉각홈(14)이 절삭날(12)에 대해 냉각을 수행할 수 있어, 절삭날(12)의 열 손상을 효과적으로 감소시킨다. 또한 냉각홈(14)은 절삭 몸체(11) 전단면의 중심 부분에 설치되어, 냉각홈(14)에 의한 냉각이 더욱 균일하게 되어 냉각 효과가 이상적이 될 수 있도록 한다.

또한, 본 실시예에서의 절삭날(12)의 나선 방향은 좌회선 또는 우회선일 수 있다.

바람직하게는, 본 실시예에서, 상기 절삭날(12)의 나선각은 15° ~ 60°이고, 나선 각도를 적절히 증가시키면 가공 과정에서 공구의 절삭력을 감소시킬 수 있어, 공구의 충격에 대한 내성을 강하게 하고, 공구의 진동을 방지하며, 더욱 양호한 표면 가공 품질을 보장하고, 절삭 공구의 사용 수명을 향상시킬 수 있다. 상기 나선 각도를 기반으로 하였을 경우, 절삭날(12)의 강도, 날카로운 정도, 절삭력의 크기 및 폐기물 부스러기의 배출 속도는 매우 이상적이다.

또한, 바람직한 실시예로서, 상기 절삭날부(1)의 절삭 몸체(11)의 외경은 0.5 mm ~ 135 mm이고, 상기 절삭날(12)의 개수는 상기 절삭날(12)의 날 폭에 의해 결정되며, 절삭 몸체(11)의 외경이 결정된 후, 절삭날(12)의 날 폭이 작아질수록 절삭날(12)의 개수가 많아지며; 상기 절삭날(12)의 날 폭은 0.01 mm ~ 0.2 mm이고, 상기 절삭날(12)의 날 길이는 0.1 mm ~ 15 mm이며, 이상 절삭 몸체(11)의 외경 및 절삭날(12)의 날 폭에 대한 한정에 기반하여, 절삭날부(1)에 3 ~ 150개, 심지어 더 많은 수의 절삭날(12)을 설치할 수 있다. 구체적으로는, 본 실시예에서, 도 2에서 표기된 절삭날의 날 폭 a와 같이, 절삭날(12)의 날 폭은 상기 절삭날(12)의 두 측면 사이의 거리를 가리키며, 도 4 및 도 5에서 표기된 절삭날(12)의 날 길이 L과 같이, 절삭날(12)의 날 길이는 상기 절삭 몸체(11)의 측면에 위치한 상기 절삭날(12)의 일단으로부터 상기 절삭 몸체(11)의 전단면까지의 거리를 가리킨다. 절삭날(12)의 개수를 적절히 증가시키면 절삭력을 각각의 절삭날(12)에 평균적으로 분배할 수 있으므로, 절삭 공구가 더욱 큰 절삭력에 견딜 수 있도록 하고, 더욱 높은 절삭 속도 및 피드량에 적응할 수 있으며, 날 폭의 축소는 가공 정밀도를 향상시키고, 날 길이는 절삭날(12)의 유효 작용 범위를 결정하며, 상기 서로 매칭되는 절삭날(12) 개수, 날 폭 및 날 길이를 사용하여 절삭 공구가 이상적인 가공 정밀도를 가지면서, 가공 효율을 보장할 수 있도록 한다.

또한, 절삭날(12)의 표면 거침 정도의 범위는 0.2 ~ 0.4 μm이고, 그 값이 작을수록, 더 매끄럽다는 것을 설명하며, 전술한 표면 거침 정도에서, 절삭날(12)의 날은 매끄럽고 날카로워, 절삭된 가공 대상의 표면 정밀도가 보장되도록 한다.

구체적으로, 제1 부스러기 배출 홈(13)의 깊이는 대응되는 절삭날(12)의 날 폭 및 날 길이와 매칭되어야 하고, 상기 절삭날(12)의 날 폭 및 날 길이를 기반으로, 상기 제1 부스러기 배출 홈(13)의 홈 깊이는 바람직하게는 0.05 mm ~ 0.3 mm이며, 가공 정밀도 및 가공 효과가 더욱 바람직하도록 하고, 가공 효율을 향상시킬 수 있는 동시에 절삭 공구의 사용 수명도 연장시킨다.

구체적인 실시예에서, 상기 와이퍼(17)의 날 길이는 0.01 mm ~ 3 mm이고, 도 3 및 도 5를 참조하면, 와이퍼(17)의 날 길이는 와이퍼(17)가 절삭 몸체(11)의 반경 방향을 따른 투영 길이 b를 가리킨다.

부스러기 배출 효율을 향상시켜, 절삭 공구의 가공 효율을 향상시킬 수 있도록 하기 위해, 상기 절삭 몸체(11)에는 상기 절삭날(12) 방향과 반대되는 복수의 나선형 제2 부스러기 배출 홈(15)이 마련되고, 상기 제2 부스러기 배출 홈(15)은 상기 절삭 몸체(11)의 전단면으로부터 상기 절삭 몸체(11)의 측면으로 연장되며, 각각의 상기 제2 부스러기 배출 홈(15)은 상기 절삭 몸체(11)의 중심축을 따라 원주 방향으로 설치되고; 상기 제2 부스러기 배출 홈(15)은 각각의 상기 절삭날(12)을 복수의 섹션으로 나누며, 구체적으로 도 2를 참조하면 알 수 있다.

구체적으로, 제2 부스러기 배출 홈(15)의 관련 파라미터는 상기 절삭날(12) 파라미터와 서로 매칭되며, 본 실시예에서의 제2 부스러기 배출 홈(15)의 구체적인 파라미터는 바람직하게는, 제2 부스러기 배출 홈(15)의 나선각은 20° ~ 40°이고, 인접한 2개의 상기 제2 부스러기 배출 홈(15) 사이의 간격은 0.25 mm ~ 0.75 mm이며, 상기 제2 부스러기 배출 홈(15)의 홈 깊이는 절삭날의 날 폭보다 작거나 같고, 구체적으로 0.05 mm ~ 0.15 mm이다.

간편한 형성을 위해, 상기 절삭날부(1)는 베이스 바디(16)를 더 포함하되, 상기 베이스 바디(16)는 상기 절삭 몸체(11)의 후단면에 고정 연결되고, 상기 베이스 바디(16)의 재질은 탄화텅스텐 기반의 경질 합금이다. 예시적으로, 절삭날부(1)의 구체적인 형성 과정은, 우선 탄화텅스텐 기반의 경질 합금의 베이스 바디(16)를 기질로 하고, 천연 또는 다이아몬드 분말을 점착제와 함께 고온(1000 ℃ ~ 2000 ℃), 고압(5 ~ 10만개 대기압) 하의 베이스 바디(16)에서 소결하여 절삭 몸체(11)를 형성한 다음, 재료를 제거하고 가공하여, 절삭 몸체(11)의 외측 표면에 절삭날(12)을 형성한다.

본 실시예의 제2 양태는 절삭 공구를 더 제공하며, 구체적으로 도 5 내지 도 7을 참조하면, 이는 공구 핸들부(2) 및 상기 공구 핸들부(2) 전단에 장착된 전술한 절삭날부(1)를 포함하고, 상기 공구 핸들부(2)는 상기 절삭 몸체(11)의 후단면과 연결되며; 상기 절삭날부(1)를 포함하므로, 이는 통합형 PCD 절삭 공구이며, 상기 절삭날부(1)의 모든 유익한 효과를 가지므로, 여기서 일일이 서술하지 않는다.

바람직하게는, 상기 공구 핸들부(2)의 재질은 탄화텅스텐 기반의 경질 합금이고, 상기 절삭날부(1)는 베이스 바디(16)를 더 포함하되, 상기 베이스 바디(16)의 재질은 탄화텅스텐 기반의 경질 합금이며, 상기 베이스 바디(16)는 상기 절삭 몸체(11)의 후단면에 고정 연결되고; 상기 공구 핸들부(2)는 상기 베이스 바디(16)의 후단면과 진공에서 용접된다. 이를 감안하여, 절삭날부(1)의 베이스 바디(16)와 공구 핸들부(2)가 동일한 탄화텅스텐 기반의 경질 합금 재료를 사용하여 이루어지므로, 동일한 재료 특성을 가지며, 베이스 바디(16)와 공구 핸들부(2)의 용접 시 변형량이 근접하여, 용접 구조 안정성이 더욱 이상적이 되도록 하여 용접 강도를 보장한다.

예시적으로, 공구 핸들부(2)와 베이스 바디(16)는 은납땜층(silver brazing layer)를 통해 용접된다. 여기서, 은납땜층은 은납땜 재료의 응고에 의해 형성되는데, 은납땜 재료는 용접 과정에서 용융되어 베이스 바디(16)와 공구 핸들부(2)가 연결되도록 하고, 응고 후, 두 후자가 고정되도록 하한다. 구체적으로, 은납땜 재료는 은을 베이스 바디 재료로 사용하여 다른 합금과 결합되어 형성된다. 본 실시예에서, 은납땜층의 설치로 인해, 공구 핸들부(2)와 베이스 바디(16)가 더욱 바람직한 용접 고정 효과를 가질 수 있도록 한다.

예시적으로, 상기 베이스 바디(16) 및 공구 핸들부(2)에 사용되는 탄화텅스텐 기반의 경질 합금은 모두 탄화텅스텐인 경질상과 금속 바인더상으로 구성된 소결 재료이며; 또한 소결 재료 중 코발트 질량 백분율은 12 %를 초과하지 않는다.

구체적인 실시예에서, 상기 절삭 공구의 윤곽도는 0.01 mm보다 작다. 여기서, 윤곽도는 이상적 윤곽에 대한 실제 측정된 윤곽의 변동 정도를 가리키는 것으로, 기준이 있거나 없을 수도 있으며; 절삭 공구 윤곽도에 대한 한정은 상기 절삭 공구가 더욱 바람직한 가공 정밀도 및 가공 효과를 더 가질 수 있도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 제3 양태는 상기 절삭 공구를 포함한 초음파 공구 어셈블리를 더 제공하는데, 상기 절삭 공구를 포함하므로, 상기 절삭 공구의 모든 유익한 효과를 가지며, 여기서 일일이 서술하지 않는다.

실시예 1

구체적인 실시예 1은 절삭 공구를 제공하며, 상기 절삭날부(1)는 60개의 상기 절삭날(12)을 포함한다.

상기 절삭날(12)의 개수에 대한 한정 하에, 상기 절삭 공구를 사용하여 유리를 가공하는데, 이와 종래의 솔더 블레이드 PCD 절삭 공구(3개의 절삭날을 포함함) 및 다이아몬드 분쇄 헤드(600#)의 사용 파라미터 및 사용 수명의 비교는 하기 표에 표시된 바와 같다.

상기 절삭날(12)의 개수에 대한 한정 하에, 상기 절삭 공구를 사용하여 세라믹 공작물을 가공하는데, 이와 종래의 솔더 블레이드 PCD 절삭 공구(3개의 절삭날을 포함함) 및 다이아몬드 분쇄 헤드(600#)의 사용 파라미터 및 사용 수명의 비교는 하기 표에 표시된 바와 같다.

상기 절삭날(12)의 개수에 대한 한정 하에, 상기 절삭 공구를 사용하여 사파이어 단면에 대해 정밀하게 가공하는데, 이와 종래의 솔더 블레이드 PCD 절삭 공구(3개의 절삭날을 포함함) 및 다이아몬드 분쇄 헤드(600#)의 사용 파라미터 및 사용 수명의 비교는 하기 표에 표시된 바와 같다.

상기 3개 표로부터 알 수 있듯이, 상기 절삭날(12)의 한정 조건 하에, 본 실시예에서의 절삭 공구로 유리, 세라믹 및 사파이어 공작물에 대해 가공할 시, 종래의 솔더 블레이드 PCD 절삭 공구 및 일반 다이아몬드 분쇄 헤드에 비해, 본 실시예에서의 절삭 공구의 가공 효과는 더욱 우수하고, 가공 효율이 더 높으며, 사용 수명이 더 길다.

실시예 2

구체적인 실시예 2는 절삭 공구를 제공하며, 상기 절삭날부(1)는 70개의 상기 절삭날(12)을 포함하고, 절삭날(12)의 나선각은 58°이며, 절삭날(12)의 날 폭은 0.10 mm이고, 절삭날(12)의 날 길이는 2 mm이며, 절삭날(12)의 표면 거침 정도는 0.3 μm이고; 제1 부스러기 배출 홈(13)의 홈 깊이는 0.10 mm이며; 제2 부스러기 배출 홈(15)의 나선각은 26°이고, 제2 부스러기 배출 홈(15)의 홈 깊이는 0.10 mm이고, 인접한 2개의 제2 부스러기 배출 홈(15) 사이의 간격은 0.55 mm이다.

상기 파라미터의 한정 조건 하에서, 본 발명의 실시예에서의 절삭 공구의 가공 정밀도 및 가공 효과는 비교적 양호한 효과를 달성할 수 있어, 가공 효율이 더 높고, 사용 수명이 종래의 경질 합금의 절삭 공구 및 종래의 솔더 블레이드 PCD 절삭 공구에 비해 더 길다.

실시예 3

본 구체적인 실시예는 절삭 공구를 제공하며, 이는 80개의 절삭날(12)을 포함하고, 절삭날(12)의 나선각은 52°이고, 절삭날(12)의 날 폭은 0.06 mm이며, 절삭날(12)의 날 길이는 1.6 mm이고, 절삭날(12)의 표면 거침 정도는 0.2 μm이며; 제1 부스러기 배출 홈(13)의 홈 깊이는 0.08 mm이고; 제2 부스러기 배출 홈(15)의 나선각은 22°이며, 제2 부스러기 배출 홈(15)의 홈 깊이는 0.08 mm이고, 인접한 2개의 제2 부스러기 배출 홈(15) 사이의 간격은 0.40 mm이다.

상기 파라미터의 한정 조건 하에서, 본 발명의 실시예에서의 절삭 공구는, 절삭 공구의 가공 효과가 비교적 바람직하며, 가공 정밀도가 더 높고, 가공 효율이 더 높으며, 사용 수명이 종래의 경질 합금의 절삭 공구 및 종래의 솔더 블레이드 PCD 절삭 공구에 비해 더 길다.

실시예 4

본 실시예는 절삭 공구를 제공하며, 이는 64개의 절삭날(12)을 포함하고, 절삭날(12)의 나선각은 66°이고, 절삭날(12)의 날 폭은 0.14 mm이며, 절삭날(12)의 날 길이는 2.8 mm이고, 절삭날(12)의 표면 거침 정도는 0.36 μm이며; 제1 부스러기 배출 홈(13)의 홈 깊이는 0.12 mm이고; 제2 부스러기 배출 홈(15)의 나선각은 38°이며, 제2 부스러기 배출 홈(15)의 홈 깊이는 0.12 mm이고, 인접한 2개의 제2 부스러기 배출 홈(15) 사이의 간격은 0.65 mm이다.

종합해보면, 본 발명의 실시예는 절삭 공구, 이의 절삭날부(1) 및 절삭 공구를 포함한 초음파 공구 어셈블리를 제공하며, 절삭 공구의 절삭날부(1)의 재질은 다결정 다이아몬드이고, 복수의 절삭날(12)은 절삭 몸체(11)의 외측 표면에 일체로 형성되어 절삭날부(1)를 형성하며, 종래의 솔더 블레이드 PCD 절삭 공구에 비해, 동일한 외경의 절삭 몸체(11)에 더 많은 수의 절삭날(12)을 설치할 수 있어, 절삭날(12)의 형태와 구조의 설계가 더욱 다양해지고, 설치된 복수 개의 다결정 다이아몬드 절삭날(12)을 통해, 절삭 공구의 절삭 강도 및 경도를 향상시킬 수 있어, 절삭 공구의 가공 정밀도를 향상시키며, 사용 수명을 향상시킨다. 또한 절삭날부(1)의 표면에는 절삭날부(1)의 중심축을 따라 나선형 형상으로 이루어진 복수의 절삭날(12)이 원주 방향으로 설치되어, 더 높은 회전 속도 및 인게이지먼트에 적응할 수 있어, 가공 효율을 향상시킨다.

이상 서술은 단지 본 발명의 바람직한 실시형태이며, 지적해야 할 것은, 당업자는 본 발명의 기술적 원리를 벗어나지 않는 전제하에, 복수의 개선 및 교체를 진행할 수 있으며, 이러한 개선 및 교체는 본 발명의 보호 범위로 간주되어야 한다.

1: 절삭날부
11: 절삭 몸체
111: 절삭 몸체 단부
1111: 제1 절삭부
1112: 제2 절삭부
112: 연결부
12: 절삭날
13: 제1 부스러기 배출 홈
14: 냉각홈
15: 제2 부스러기 배출 홈
16: 베이스 바디
17: 와이퍼
2: 공구 핸들부

Claims

절삭 공구에 사용되는 절삭날부로서,
상기 절삭날부의 재질은 다결정 다이아몬드이고, 상기 절삭날부는 일체로 형성된 절삭 몸체 및 복수의 절삭날을 포함하며, 상기 절삭날은 나선형 형상이고, 각각의 상기 절삭날은 상기 절삭 몸체의 중심축을 따라 상기 절삭 몸체의 외측 표면에 원주 방향으로 설치되며, 인접한 2개의 상기 절삭날 사이에는 제1 부스러기 배출 홈이 설치되고;
상기 절삭날의 제1 단부는 상기 절삭 몸체의 전단면에 설치되며, 상기 절삭날은 순차적으로 상기 절삭 몸체의 전단면 및 상기 절삭 몸체의 측면을 따라 연장되어, 상기 절삭날의 제2 단부가 상기 절삭 몸체의 측면에 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제1항에 있어서,
상기 절삭 몸체에 일체로 형성된 와이퍼를 더 포함하되, 상기 와이퍼는 상기 절삭날의 제1 단부에 설치되며 또한 상기 절삭날과 평활하게 천이되는 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제1항에 있어서,
상기 절삭 몸체는 하나의 단면을 통해 고정 연결되는 절삭 몸체 단부 및 연결부를 포함하되, 상기 절삭날의 제1 단부는 상기 절삭 몸체 단부의 전단면에 설치되고, 상기 절삭날은 순차적으로 상기 절삭 몸체 단부의 전단면 및 상기 절삭 몸체 단부의 측면을 따라 연장되어, 상기 절삭날의 제2 단부가 상기 절삭 몸체 단부의 측면에 설치되도록 하며, 상기 절삭날의 제2 단부가 상기 절삭 몸체 단부와 상기 연결부의 연결 부분에 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제3항에 있어서,
상기 절삭 몸체 단부는 동일한 축으로 고정 연결되고 또한 계단 형상을 이루는 제1 절삭부 및 제2 절삭부를 포함하되, 상기 제1 절삭부의 외경은 상기 제2 절삭부의 외경보다 작고, 상기 제2 절삭부는 상기 연결부와 고정 연결되는 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제4항에 있어서,
상기 제1 절삭부의 전단면과 상기 제1 절삭부의 측면 사이, 상기 제1 절삭부와 상기 제2 절삭부 사이, 상기 제2 절삭부의 전단면과 상기 제2 절삭부의 측면 사이는 모두 원호 천이에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제1항에 있어서,
상기 절삭 몸체의 전단면의 중심 부분에는 냉각홈이 마련되고, 상기 절삭날의 제1 단부는 상기 냉각홈의 외측연에 설치되는 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제1항에 있어서,
상기 절삭날의 나선 방향은 좌회선 또는 우회선이고, 상기 절삭날의 나선각은 15° ~ 60°인 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제1항에 있어서,
상기 절삭 몸체의 외경은 0.5 mm ~ 135 mm이고, 상기 절삭날의 개수는 상기 절삭날의 날 폭에 의해 결정되며, 상기 절삭날의 날 폭은 0.01 mm ~ 0.2 mm이고, 상기 절삭날의 날 길이는 0.1 mm ~ 15 mm인 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제8항에 있어서,
상기 제1 부스러기 배출 홈의 홈 깊이는 0.05 mm ~ 0.3 mm인 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제2항에 있어서,
상기 와이퍼의 날 길이는 0.01 mm ~ 3 mm인 것을 특징으로 하는 절삭날부.
제1항에 있어서,
상기 절삭 몸체에는 상기 절삭날 방향과 반대되는 복수의 나선형 제2 부스러기 배출 홈이 마련되고, 상기 제2 부스러기 배출 홈은 상기 절삭 몸체의 전단면으로부터 상기 절삭 몸체의 측면으로 연장되며, 각각의 상기 제2 부스러기 배출 홈은 상기 절삭 몸체의 중심축을 따라 원주 방향으로 설치되고; 상기 제2 부스러기 배출 홈은 각각의 상기 절삭날을 복수의 섹션으로 나누는 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제11항에 있어서,
상기 제2 부스러기 배출 홈의 나선각은 20° ~ 40°인 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제11항에 있어서,
인접한 2개의 상기 제2 부스러기 배출 홈 사이의 간격은 0.25 mm ~ 0.75 mm이고; 상기 제2 부스러기 배출 홈의 홈 깊이는 0.05 mm ~ 0.15 mm인 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
베이스 바디를 더 포함하되, 상기 베이스 바디는 상기 절삭 몸체의 후단면에 고정 연결되고, 상기 베이스 바디의 재질은 탄화텅스텐 기반의 경질 합금인 것을 특징으로 하는, 절삭날부.
절삭 공구로서,
공구 핸들부 및 상기 공구 핸들부의 전단에 장착된 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 절삭날부를 포함하되, 상기 공구 핸들부는 상기 절삭 몸체의 후단면과 연결되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
제15항에 있어서,
상기 공구 핸들부의 재질은 탄화텅스텐 기반의 경질 합금이고, 상기 절삭날부는 베이스 바디를 더 포함하되, 상기 베이스 바디는 상기 절삭 몸체의 후단면에 고정 연결되고, 상기 베이스 바디의 재질은 탄화텅스텐 기반의 경질 합금이며; 상기 공구 핸들부는 상기 베이스 바디의 후단면과 진공 용접되는 것을 특징으로 하는, 절삭 공구.
초음파 공구 어셈블리로서,
제15항 또는 제16항에 따른 절삭 공구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파 공구 어셈블리.