KR0161495B1 - 연삭 방법 및 연삭 가공용 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 양 측면의 소정 위치에 기준 블록이 부착된 고정구(31)에 피 연삭 소재의 일부를 매립시키는 매립 단계, 상기 고정구(31)를 클램프 브랙킷(33)의 내측면에 고정시키는 고정 단계, 소정 각도로 형성된 경사홈을 지닌 소정 치수의 제1치구(51)상에서, 상기 피 연삭 소재(11)의 제1면에 대하여 연삭 휘일(53)을 이용하여 연삭 가공을 수행하는 제1연삭 단계 및, 소정 각도로 형성된 경사홈을 지닌 소정 치수의 제2치구(52)상에서, 상기 피 연삭 소재(11)의 제2면에 대하여 연삭 휘일(53)을 이용하여 연삭 가공을 수행하는 제2연삭 단계를 구비하는 음각을 지닌 대칭 형상의 연삭 방법 및 연삭 가공용 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 연삭 가공 방법은 가공의 기준면이 전체 작업을 통해 동일하게 유지되므로 정확성을 유지할 수 있다.

Description

연삭 방법 및 연삭 가공용 장치

제1(a)도 및 제1(b)도는 종래 기술에 따른 고정구에 피 연삭 소재가 매립된 상태를 도시하는 정면도 및 측면도.

제2(a)도 및 제2(b)도는 종래 기술에 따른 치구상에서 소재의 대칭면을 가공하는 상태를 도시하는 상태도.

제3도는 본 발명에 따른 고정구가 클램프 브랙킷내에 고정된 상태를 도시하는 정면도.

제4도는 본 발명에 따른 치구의 사시도.

제5(a)도 및 제5(b)도는 본 발명에 따라서 대칭면을 연삭 가공하는 상태를 도시하는 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 부품 12 : 고정구

21 : 연삭용 휘일 31 : 고정구

32 : 기준 블록 33 : 클램프 브랙킷

34,35 : 클램프 53 : 연삭용 휘일

본 발명은 연삭 방법 및 연삭용 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음각을 지닌 대칭 형상을 연삭 가공하는 방법 및 그러한 연삭 가공을 수행할 수 있는 연삭용 장치에 관한 것이다.

통상적으로 부품을 소정 형상으로 가공하는 방법으로서 연삭용 휘일(grinding wheel)을 이용할 수 있다. 연삭용 휘일은 피 연삭 소재의 강도보다 큰 재료를 소정의 형상으로 제작하고, 이를 피 연삭 소재와 접촉시킨 상태에서 고속 회전시킴으로써 피 연삭 소재를 연삭용 휘일의 연삭면 형상에 대응하는 형상으로 가공하는 것이다. 연삭용 휘일을 이용한 소재의 가공은 그 과정이 용이하고 신속하게 진행되므로 널리 사용되며, 연삭 가공을 효율적으로 수행하기 위한 다양한 방법 및 연삭용 장치가 제안되어 왔다.

연삭용 휘일을 이용한 가공에 있어 문제가 되는 점은 연삭용 휘일의 이송 방향이 수평 방향 및 수직 방향으로만 제한되기 때문에 피 연삭 소재의 연삭면이 연삭용 휘일의 회전축에 대하여 음각을 형성할 경우 별도의 연삭용 장치를 강구해야 한다는 점이다. 따라서 음각을 지닌 피연삭 소재를 가공할 경우에는 치구 및 보조 장치를 이용하여 피 연삭 소재의 장착 위치를 조정하여야만 한다. 더군다나 피 연삭 소재에서 하나 이상의 면에 대칭의 형상을 가공할 경우에는 피 연삭 소재의 일면을 가공한 후에 위치를 변경하여 다른 면을 가공하여야만 하는데, 이때 연삭 휘일에 대한 위치 설정이 정확하지 않을 경우 정확한 대칭 형상이 성립될 수 없게 된다.

제1도 및 제2도에는 종래 기술에 따른 연삭 가공 방법이 도시되어 있다. 본 발명에 따른 연삭 방법 및 연삭용 장치는 피 연삭 소재로서 터빈 엔진에서 사용되는 블레이드의 일 부품을 가공하는 공정을 예로 들어 설명될 것이지만, 이는 제한적인 것은 아니며, 따른 부품의 가공, 특히 음각을 지닌 대칭 형상을 가공하는 연삭 방법 및 연삭 장치에 광범위하게 적용될 수 있을 것이다.

터빈 엔진용 블레이드는 선 가공에서 형성된 부품(11) 소재에 좌우 대칭으로 톱니 형상부(serration)를 가공하여야 하는데, 이때 연삭용 휘일을 이용한다. 선 가공에서 형성된 부품(11)은 그 크기가 매우 작으므로 별도의 부품 고정구(12)에 고정된다. 제1(a)도 및 제1(b)도는 연삭 가공이 수행되기 이전에 부품(11)이 고정구(12) 내에 고정된 것을 각각 도시하는 정면도 및 측면도이다. 부품(11)의 일부(13)는 고정구(12)내에 매립되어 고정된 상태를 유지한다. 고정구(12)는 전체적으로 직육면체의 형상을 지니며, 육면체의 각 면과 육면체내에 형성된 홈(15) 등은 가공시의 기준면으로서 설정된다. 따라서 그 평탄도 및 치수는 설계상의 치수로서 결정된다.

제2(a)도에 도시된 것은 연삭용 휘일(21)을 이용하여 부품(11)의 일면을 가공하는 것을 개략적으로 도시한 것이다. 부품(11)의 일면에 접촉하는 연삭용 휘일(21)의 접촉면은 소정 형상을 지니며, 연삭용 휘일(21)이 부품(11)의 가공면에 접촉한 상태로 고속 회전함으로써 부품(11)에는 연삭용 휘일(21)의 소정 형상에 대응하는 톱니 형상이 형성될 수 있다. 이때 부품(11)을 고정시킨 고정구(12)는 전체적으로 직육면체의 형상을 지니므로, 고정구(12)의 일면을 수평면과 일치시킨다면 부품(11)의 가공면(23)이 휘일(21)의 연삭면에 간섭없이 접촉할 수 없다. 따라서 간섭을 배제하기 위해서 도면에 도시된 바와 같은 별도의 치구(22)를 사용하여야 한다. 치구(22)는 수평면에 대하여 소정 각도(도면에 도시된 예에서는 톱니의 형성 각도를 고려하여 약 20도)의 경사면을 지닌다. 고정구(12)의 일면은 상기 치구(22)의 경사면에 일치된 상태에서 토글 클램프등(도시되지 않음)으로 고정되며, 연삭용 휘일(21)은 수직 방향으로 이동하면서 부품(11)의 일면(23)에 톱니 형상을 형성할 수 있다.

제2(b)도는 부품(11)의 다른 일면(24)에 대칭의 톱니 형상을 가공하는 상태를 도시한 것이다. 고정구(12)는 제2(a)도에서 치구(22)의 경사면과 접촉했던 면과 평행한 배면의 치구(22)의 경사면과 접촉하도록 뒤집어진 상태이다. 도시되지 아니한 토글 클램프등이 치구(22)와 고정구(12) 사이를 고정시킨다.

위와 같은 대칭면의 연삭 가공에 있어서는 제2(b)도에서 Z로 표시된 고정구(12)의 기준면과 AC로 표시된 가상의 면이 평행을 형성하여야만 정확한 대칭 톱니 형상이 가공될 수 있다. 그러나 제2(a)도의 일면 가공을 완료한 이후에, 고정구(12)를 뒤집어서 제2(b)도와 같은 상태로 클램프시키는 과정에서 미세한 위치상의 오차가 발생하므로 이를 보정하기가 곤란하다는 문제점이 있다. 또한 가공시마다 매번 정확한 고정을 위해 별도의 측정 장치를 사용하여야 하는 불편함이 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 음각을 지닌 대칭 형상을 연삭 가공할 수 있는 개선된 연삭 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 음각을 지닌 부품을 보다 용이하고 정확하게 연삭 가공할 수 있는 연삭 가공 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 양 측면의 소정 위치에 기준 블록이 부착된 고정구에 피 연삭 소재의 일부를 매립시키는 매립 단계, 상기 고정구를 클램프 브랙킷의 내측면에 고정시키는 고정 단계, 상기 고정구의 기준 블록이 그 안에 수용될 수 있으며 수평면에 대하여 소정 각도로 형성된 경사홈을 지닌 소정 치수의 제1치구상에서, 상기 고정구의 기준 블록을 상기 경사홈에 유지시킨 제1위치에서 상기 피 연삭 소재의 제1면에 대하여 연삭 휘일을 이용하여 연삭 가공을 수행하는 제1연삭 단계 및, 상기 고정구의 기준 블록이 그 안에 수용될 수 있으며 수평면에 대하여 소정 각도로 형성된 경사홈을 지닌 소정 치수의 제2치구상에서, 상기 제1위치의 고정구를 반전시킨 제2위치에서 상기 고정구의 기준 블록을 상기 경사홈에 유지시키고 상기 피 연삭 소재의 제2면에 대하여 연삭 휘일을 이용하여 연삭 가공을 수행하는 제2연삭 단계를 구비하는 음각을 지닌 대칭 형상의 연삭 방법이 제공된다.

또한 본 발명에 따르면, 양 측면의 소정 위치에 기준 블록이 부착되며 피 연삭 소재의 일부가 매립되는 고정구, 상기 고정구를 내측면에 고정시키는 클램프 브랙킷, 상기 고정구의 기준 블록이 그 안에 수용될 수 있으며 수평면에 대하여 소정 각도의 경사홈이 형성된 한쌍의 수직 부재와 베이스 부재로 이루어진 소정 치수의 제1치구 및, 상이한 소정 치수의 제2치구를 구비한 연삭 가공용 장치가 제공된다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 클램프 브랙킷은 소정의 폭과 ㄷ자형 단면을 지닌다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제1치구 및 제2치구에 구비된 한쌍의 수직 부재 내측면 사이의 거리는 상기 클램프 브랙킷의 폭보다 크거나 같으며, 상기 기준 블록은 상기 수직 부재에 형성된 경사홈에 유지될 수 있도록 상기 고정구의 양측면으로부터 돌출된다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.

제3도 및 제4도에는 본 발명에 따라서 음각을 지닌 대칭 형상을 부품에 연삭 가공하기 위한 장치 및 그 가공 상태가 도시되어 있다.

제3도를 참조하면, 음각을 지닌 부품(11)은 고정구(31)내에 매립된 상태로 클램프 브랙킷(33)에 고정된다. 고정구(31)는 제1도에서 도시된 바와 같이 전체적으로 직육면체의 형상을 지니며, 그 측면에 기준 블록(32)이 소정 위치에 부착된다. 기준 블록(32)은 이후에 보다 상세히 설명될 치구에 고정구(31)와 클램프 브랙킷(33)이 올려질 때 기준면을 형성하는 것이다. 따라서 기준 블록(32)이 고정구(31)에 부착되는 위치는 연삭 휘일과 피 연삭 소재인 부품의 상대적인 위치를 감안하여 계산된 설계상의 위치이다. 기준 블록(32)은 직육면체의 형상을 지니며, 고정구(31)의 서로 평행한 양 측면에 배치되어 부착된다.

클램프 브랙킷(33)은 제3도에 도시된 바와 같이 ㄷ자의 단면과 소정의 폭을 지닌 것이다. 클램프 브랙킷(33)의 내측 일면에는 부품(11)을 매립시킨 고정구(31)가 고정된다. 2개 이상의 클램프(34,35)가 고정구(31)를 클램프 브랙킷(33) 내에 유지하도록 제공된다. 클램프(34,35)는 클램프 브랙킷(33)의 소정 위치에 형성된 나사공을 통해 나사 결합된 볼트의 작용에 의해 고정구(31)를 유지시킬 수 있다. 고정구(31)가 브랙킷(33) 내에 고정되었을 때 상기 고정구(31)의 측면에 부착된 기준 블록(32)은 상기 브랙킷(33)의 ㄷ자형 단면의 평면으로부터 외측으로 돌출된다.

제4도를 참조하면, 이것은 본 발명에 따른 치구이다. 치구(40)는 베이스(41)와 베이스(41)에 대하여 수직을 이루는 수직벽(42)을 포함한다. 수직벽(42)은 2개가 평행으로 배치되며 베이스(41)에 대하여 용접된다. 수직벽(42)에는 경사홈(43)이 형성된다. 경사홈(43)의 경사면에는 제3도에 도시된 고정구(31)에 부착된 기준 블록(32)의 일면이 접촉된다. 경사홈(43)의 경사면이 수평면에 대하여 형성하는 경사 각도는 연삭용 휘일과 부품의 각도를 감안하여 결정되는 설 계치이다. 도면에 도시된 실시예에서는 경사홈(43)을 이루는 경사면중 하나가 수평면에 대하여 20도의 경사 각도를 이루며, 다른 경사면은 상기 경사면에 대하여 직각을 이룬다. 또한 수직벽(42)의 높이와 폭들도 설계치에 따라 결정된다. 2개의 수직벽(42)의 내측면 사이에 형성된 간격은 제3도에 도시된 클램프 브랙킷(33)의 폭과 같거나 약간 커야한다. 본 발명에 따라서 대칭면을 연삭 가공하려면 상기 수직벽(42)의 높이 및 폭이 상이한 2개의 치구(40)가 제작되어야 한다.

제5(a)도 및 제5(b)도에는 본 발명에 따라서 음각을 지닌 대칭면을 연삭용 휘일로 가공하는 방법이 개략적으로 도시되어 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 연삭 가공 작업을 수행하려면 2개의 치구(51,52)가 필요하다. 부품(11)을 매립시킨 고정구(31)는 클램프 브랙킷(33) 내에 유지된 상태로 제1치구(51)의 상부에 배치된다. 이때 고정구(31)의 측면에 부착된 기준 블록(32)은 제1치구(51)의 경사홈내에 안착된다. 경사홈의 일면은 수평면에 대하여 20도의 각도로 경사져 있으며, 경사홈의 다른 일면은 그에 대하여 직각을 형성하므로 고정구(31)는 수직 하방 및 수평 방향에 대하여 이동이 제한된다.

제5(a)도에 도시된 상태로 고정구(31) 및 클램프 브랙킷(33)을 제1치구(51)의 경사홈에 배치한 상태로 연삭용 휘일(53)을 이용하여 부품의 대칭면중 일면에 대한 연삭 가공을 수행할 수 있다. 부품의 연삭 위치는 제1치구(51)에 형성된 경사홈 및 고정구(31)에 부착된 기준 블록(32)에 의해 정해진다.

부품의 대칭면중 다른 면에 대한 연삭 가공은 제2지구(52)를 이용하여 수행한다. 고정구(31)에 매립된 부품의 대칭면중 다른면은 클램프 브랙킷(33)을 반전시킴으로써 연삭용 휘일(53)에 대한 가공 위치에 도달할 수 있다. 제2치구(52)의 경사홈도 그 일면이 수평면에 대하여 20도의 각도를 지니며, 다른 일면은 상기 일면에 대하여 직각을 이룬다. 그러나 제2치구에서 경사홈이 형성된 높이는 제1치구와 상이하며 이는 위에 설명한 바와 같이 부품(11)에 대칭면을 형성할 수 있는 설계치에 따라 정해지는 값이다.

본 발명에 따라 연삭 가공 방법은 가공의 기준면이 전체 작업을 통해 동일하게 유지되므로 정확성을 유지할 수 있다. 또한 종래에 수작업을 통해 부품의 고정 위치를 변경시키는 불편을 초래하지 않고 단순히 클램프 브랙킷을 반전시키는 작업을 통해서 치구상의 연삭 위치 설정이 정확히 이루어지므로 작업이 매우 용이하게 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 양 측면의 소정 위치에 기준 블록(32)이 부착된 고정구(31)에 피 연삭 소재(11)의 일부를 매립시키는 매립 단계, 상기 고정구(31)를 클램프 브랙킷(33)의 내측면에 고정시키는 고정 단계, 상기 고정구(31)의 기준 블록(31)이 그 안에 수용될 수 있으며 수평면에 대하여 소정 각도로 형성된 경사홈을 지닌 소정 치수의 제1치구(51)상에서, 상기 고정구(31)의 기준 블록(32)을 상기 경사홈에 유지시킨 제1위치에서 상기 피 연삭 소재(11)의 제1면에 대하여 연삭 휘일(53)을 이용하여 연삭 가공을 수행하는 제1연삭 단계 및, 상기 고정구(31)의 기준 블록(31)이 그 안에 수용될 수 있으며 수평면에 대하여 소정 각도로 형성된 경사홈을 지닌 소정 치수의 제2치구(52)상에서, 상기 제1위치의 고정구(31)를 반전시킨 제2위치에서 상기 고정구(31)의 기준 블록(32)을 상기 경사홈에 유지시키고 상기 피 연삭 소재(11)의 제2면에 대하여 연삭 휘일(53)을 이용하여 연삭 가공을 수행하는 제2연삭 단계를 구비하는 음각을 지닌 대칭 형상의 연삭 방법.
2. 양 측면의 소정 위치에 기준 블록(32)이 부착되며 피 연삭 소재(11)의 일부를 매립시키는 고정구(31), 상기 고정구(31)를 내측면에 고정시키는 클램프 브랙킷(33), 상기 고정구(31)의 기준 블록(32)이 그 안에 수용될 수 있으며 수평면에 대하여 소정 각도의 경사홈(43)이 형성된 한쌍의 수직부재(42)와 베이스 부재(41)로 이루어진 소정 치수의 제1치구 및, 상이한 소정 치수의 제2치구를 구비한 연삭 가공용 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 클램프 브랙킷(33)은 소정의 폭과 ㄷ자형 단면을 지니는 것을 특징으로 하는 연삭 가공용 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제1치구 및 제2치구에 구비된 한쌍의 수직 부재(42) 내측면 사이의 거리는 상기 클램프 브랙킷(33)의 폭보다 크거나 같으며, 상기 기준 블록(32)은 상기 수직 부재(42)에 형성된 경사홈(43)에 유지될 수 있도록 상기 고정구(31)의 양측면으로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 연삭 가공용 장치.