KR100407888B1 - 전해방전 가공장치 - Google Patents

전해방전 가공장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100407888B1
KR100407888B1 KR10-2001-0026352A KR20010026352A KR100407888B1 KR 100407888 B1 KR100407888 B1 KR 100407888B1 KR 20010026352 A KR20010026352 A KR 20010026352A KR 100407888 B1 KR100407888 B1 KR 100407888B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tool
electrolyte
delete delete
electrolytic
current
Prior art date
Application number
KR10-2001-0026352A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020087258A (ko
Inventor
김수현
임영모
임형준
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR10-2001-0026352A priority Critical patent/KR100407888B1/ko
Priority to JP2002002311A priority patent/JP3581348B2/ja
Priority to US10/047,785 priority patent/US6679985B2/en
Publication of KR20020087258A publication Critical patent/KR20020087258A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100407888B1 publication Critical patent/KR100407888B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/26Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H5/00Combined machining
    • B23H5/02Electrical discharge machining combined with electrochemical machining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H11/00Auxiliary apparatus or details, not otherwise provided for
    • B23H11/003Mounting of workpieces, e.g. working-tables
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H11/00Auxiliary apparatus or details, not otherwise provided for
    • B23H11/006Electrical contacts or wires
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

본 발명은 전해 및 전해방전 가공을 하나의 장치에서 구현할 수 있는 전해가공장치 및 가공방법에 관한 것으로. 3차원으로 정밀이송할 수 있는 3차원공구이송수단으로 공구를 정밀이송하여 전류제어모드 상태에서 전해가공한 뒤, 전해액의 농도 및 수위를 조절하고, 가공된 상기 공구를 정밀이송하여 전압제어모드 상태에서 공작물을 전해방전 가공할 수 있는 전해방전 가공장치 및 가공방법에 관한 것이다.

Description

전해방전 가공장치{Electrochemical Discahrge Machining Device}
본 발명은 전해가공과 더불어 방전가공까지 하나의 장치에서 병행할 수 있는 전해방전 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공구를 3차원으로 정밀이송할 수 있는 3차원공구이송수단으로 이송하여 전류제어모드에서 전해가공한 뒤, 전해액의 농도 및 수위를 조절하고, 가공된 상기 공구를 정밀이송하여 전압제어모드에서 공작물을 전해방전가공할 수 있는 전해방전 가공장치에 관한 것이다.
통상적으로 기계공작은 선반, 밀링 등과 같이 물리적인 힘에 의해 공작물을 가공하였던 것이 그 주류를 이루어왔으나, 미세한 정밀부품이나 경도가 극히 높아서 작은 충격에도 파손되기 쉬운 물질 등을 가공하기 위해서 다양한 특수가공장치 및 방법들이 개발되어 왔다.
이 중, 전기적, 화학적인 원리를 이용하여 가공을 진행할 수 있는 특수가공으로 전해가공 및 방전가공을 들 수 있다.
여기서, 상기 전해가공은 염기성의 전해액 내에 수장된 양극(Anode)인 공작물과, 음극(Cathode)인 공구에 전류를 인가하여 이 때 발생하는 전기적, 화학적 반응을 통해 공작물을 가공하는 것으로, 그 종류로서 전해연마, 전해연삭 등이 있다.
이 때, 상기 공작물은 산화반응을 겪게되면서 전해액 내로 서서히 용해되어 가는데, 인가되는 전류밀도를 조절하면서 그 용해범위 및 속도를 제어하여 가공하게 된다.
이러한, 전해가공은 탄소함유량이 미비한 금속물질일수록 그 가공이 용이하기 때문에, 철금속물질보다는 탄소함유량이 미비하면서도 고강도를 지니고 있어 물리적인 힘에 의해 가공이 어려운 내열강, 초경합금, 고장력강 등이 가공대상에 해당한다.
아울러, 상기 방전가공은 고경질의 비금속재료의 가공에 적용되는 것으로, 기존에는 다이아몬드 분말을 이용하여 가공되어 왔지만, 가공에 소요되는 시간이 비교적 길고, 다이아몬드 분말의 가격이 고가이기 때문에, 이에 대안으로 개발되었다.
이러한, 방전가공은 공작물에 음전압을 인가하고, 공구에 양전압을 인가하여 수㎛까지 상호 접근시키면 절연파괴현상으로 스파크(Spark)가 발생하게 되는데, 이 현상을 방전이라 한다.
이와 같이 상기 방전가공은 상기와 같은 방전을 공작물 가공에 이용하는 것이다.
상기에서 기술한 종래의 전해가공 및 방전가공은 각각 별도의 방법 및 장치로 구분되어 있었던 특수가공이었다.
하지만, 근래에 들어 상기 전해가공 및 방전가공을 하나의 장치에서 구현하고자 하는 연구들이 진행되어 왔는데, 이것이 전해방전가공이다.
이러한, 상기 종래의 전해방전가공에서 가공의 대상이 되는 공작물은 상기 방전가공에서 주로 가공의 대상이 되는 비교적 고경질의 비금속물질이다.
상기 비금속의 고경질물질은 우주항공분야, 귀금속분야, 자동차분야 등과 같이 비교적 고정밀을 요하는 곳에 이용되는 것으로, 상기 종래의 전해방전가공장치에서는 외부의 다른 가공장치에서 공구를 가공한 뒤, 이를 상기와 같은 고경질비금속물질의 가공에 사용하게 된다.
따라서, 가공의 정밀도를 요하기 위해 개발되었음에도 불구하고, 공구의 빈번한 탈착에 의한 공작물의 가공으로 가공정밀도가 떨어지게 되는 문제점이 있다.
아울러, 전해가공 및 방전가공의 공정일원화를 위해 개발되었음에도 불구하고, 공정이 비교적 복잡하고, 공구의 가공을 외부에서 행해야 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1목적은 전해 및 방전가공을 동시에 구현할 수 있는 전해방전 가공장치 및 가공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2목적은 전해 및 방전가공을 동시에 구현하여 가공에 따른 오차범위를 줄일 수 있는 전해방전 가공장치 및 가공방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 3차원공구이송수단(20);
상기 3차원공구이송수단(20)의 이동을 전기적으로 제어하는 위치제어기(30);
상기 3차원공구이송수단(20)의 하부에 고정되는 공구(10);
상기 공구(10)와 상이한 극성의 전류를 인가받아 전기적 상관관계를 갖는 전극(80);
상기 위치제어기(30)에 전기적으로 연결되며, 상기 공구(10) 및 전극(80)에 전류를 인가하는 전원제어기(40); 및
상기 공구(10) 및 전극(80)이 수장되어 상호 전기적인 상관관계를 갖도록 소정의 화학반응을 유도하는 전해액(60)과, 저면으로부터 지그(71)로 상향이격되어상기 전해액(60)에 수장되는 공작물(50)을 포함하는 전해액용기(70);로 구성되는 것을 특징으로 하는 전해방전 가공장치에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 전해액(60)은 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화나트륨, 수산화칼슘을 포함하는 염기성 수용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 공구(10)는 재질이 텅스텐, 구리를 포함하는 금속재질로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 전극(80)은 재질이 백금, 은, 금을 포함하는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
아울러, 상기 공작물(50)은 재질이 세라믹, 유리, 석영, 다이아몬드, 루비 (Ruby), 사파이어(Sapphire)를 포함하는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 전해액용기(70)는 하부 일측에 전해액(60)을 외부로 배출하기 위한 배출밸브(72)가 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 전해방전 가공장치(200)는 상기 전해액용기(70)에 전해액(60)을 공급하도록 하기 위한 전해액공급탱크(90)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 전해액공급탱크(90)는 상기 전해액용기(70)에 전해액(60)을 공급하기 위한 공급밸브(91)가 하부 일측에 구비되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 전해액용기(70)에 소정수위로 전해액(60)을 공급하는 단계(S100);
공구(10)를 가공할 길이만큼 전해액(60)에 수장한 뒤, 전류제어모드에 기초하여 상기 공구(10)에 양전류를 인가하고, 일측이 전해액(60)에 수장된 전극(80)에 음전류를 인가하여 상기 공구(10)를 전해가공하는 단계(S200);
공작물(50)의 재질에 기초하여 상기 전해액(60)의 농도 및 수위를 조절하는 단계(S300);
전압제어모드에 기초하여 상기 공구(10)에는 음전압을 인가하고, 상기 전극 (80)에는 양전압을 인가한 뒤, 상기 공구(10)를 공작물(50)로 이송하여 전해방전가공하는 단계(S400);로 구성되는 것을 특징으로 하는 전해방전 가공방법에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 전해액(60)은 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화나트륨, 수산화칼슘 을 포함하는 염기성 수용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 공작물(50)은 재질이 세라믹, 유리, 석영, 다이아몬드, 루비 (Ruby), 사파이어(Sapphire)를 포함하는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 공구(10)는 텅스텐, 구리를 포함하는 금속재질로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
아울러, 상기 전극(80)은 백금, 은, 금을 포함하는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 전해액용기(70)는 하부 일측에 전해액(60)을 외부로 배출하기위한 배출밸브(72)가 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 전해액용기(70) 상부 일측에 소정거리를 두고 전해액(60)을 공급하도록 하기 위한 전해액공급탱크(90)가 설치되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 전해액공급탱크(90)는 상기 전해액용기(70)에 전해액(60)을 공급하기 위한 공급밸브(91)가 하부 일측에 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전해방전 가공장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 전해방전 가공방법의 공정순서도,
도 3은 본 발명에 따른 전해가공의 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 전해방전 가공의 개념도이다.
< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 >
10: 공구 20: 3차원공구이송수단
30: 위치제어기 40: 전원제어기
50: 가공물 60: 전해액
70: 전해액 용기 71: 지그
72: 배출밸브 80: 전극
90: 전해액 공급탱크 91: 공급밸브
100: 컴퓨터 200: 전해방전 가공장치
다음으로는 본 발명에 따른 전해방전가공장치 및 가공방법의 구성에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전해방전가공장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전해방전가공방법의 공정순서도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전해방전가공장치(200)는 공구(10) 및 상기 공구(10)에 전기적으로 상관관계에 있는 전극(80)과, 상기 공구(10)를 하부에 고정하여 이송하는 3차원공구이송수단(20)과, 상기 3차원공구이송수단(20)에 전기적으로 연결되어 그 이동을 제어하는 위치제어기(30)와, 상기 위치제어기(30)에 전기적으로 연결되며, 상기 공구(10) 및 전극(80)에 직류전류를 공급하는 전원제어기(40)로 이루어진다.
아울러, 상기 가공장치(200)에는 전해액(60)을 담기 위한 전해액용기(70)가포함되어, 상기 전해액(60)에 직류전류가 인가된 공구(10) 및 전극(80)이 수장되어 화학반응을 일으키게 되고, 이를 통해 상기 공구(10)가 전해가공되며, 지그(71)에 의해 상향이격되어 상기 전해액용기(70) 저면상에 설치되는 공작물(50)이 상기 공구(10)에 의해 전해방전가공된다.
여기서, 상기 전해액용기(70)에는 하부 일측에 상기 전해액(60)을 외부로 배출하기 위한 배출밸브(72)가 구비되며, 상단 일측에 소정거리를 두고 전해액공급탱크(90)가 위치한다.
그리고, 상기 전해액공급탱크(90)는 상기 전해액용기(70)로 전해액(60)을 공급하기 위해 구비되는 것으로, 하단 일측에 설치된 공급밸브(91)를 조절하여 상기 전해액용기(70)로 전해액(60)을 공급한다.
아울러, 상기 3차원공구이송수단(20)은 공구(10)를 하단에 고정시켜 상기 전해액용기(70)내의 전해액(60)으로 상기 공구(10)를 수장하거나, 공작물(50)의 가공할 부위로의 이송을 담당하는 것으로, 전기적으로 연결된 위치제어기(30)를 통해 그 이송범가를 제어된다.
또한, 상기 위치제어기(30)에 전기적으로 연결된 상기 전원제어기(40)는 가공에 필요한 모든 전원공급을 제어하며, 공구(10) 및 전극(80)에 직류전류(또는 전압)을 인가하여 전해 및 전해방전현상이 발생되도록 하는데, 전류제어모드 또는 전압제어모드로 동작한다.
이러한, 각 구성요소들의 모든 행위는 위치제어기(30) 및 전원제어기(40)에 전기적으로 연결된 컴퓨터(100)를 통해 모니터링된다.
여기서, 상기 공구(10)로는 텅스텐 또는 구리 등과 같은 순수금속물질을 이용하게 되는데, 이는 전해액(60) 내에서의 전해현상 및 전해방전현상이 용이하게 발생하도록 고려한 것이다.
아울러, 상기 공구(10)의 전해방전으로 가공될 수 있는 공작물(50)로는 세라믹, 유리, 다이아몬드, 루비(Ruby), 사파이어(Sapphire) 등과 같은 고경질의 비금속물질인데, 특히 상기 세라믹은 산업전반에 걸쳐 다양하게 활용되는 공업적인 범용재료이다.
또한, 상기 전해액(60)으로는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화마그네슘 등의 염기성 수용액을 이용하는데, 이러한 염기성 수용액은 상기 공구 (10) 및 전극(80) 사이의 전류흐름을 원활하게 하여 전해 및 방전현상이 용이하게 발생되도록 할 수 있다.
상기와 같이 구성된 가공장치(200)는 이하에서와 같은 공정을 통해 전해방전가공을 수행하게 되는데, 다음과 같다.
상기 3차원이송수단(20) 하단에 고정되어 있는 공구(10)의 가공할 길이와 지그(71)로 상향이격된 공작물(50)의 이격높이를 합산한 뒤, 그 합산된 수치이상의 수위로 전해액(60)을 전해액용기(70)로 공급한다.
이때, 상기 전해액용기(70)는 상부 일측에 소정거리를 두고 위치하는 전해액공급탱크(90)로부터 전해액(60)을 공급받는데, 전해액탱크(90)의 공급밸브(91)를 열어 전해액(60)을 전해액용기(70)내로 공급할 수 있다.(S100)
그리고, 위치제어기(30)로 하여금 3차원공구이송수단(20)을 제어하여 공구(10)를 상기 전해액(60)에 가공할 길이만큼 수장함으로써, 상기 공구(10)를 전해가공한다.
이때, 상기 공구(10)에 소정거리를 두고 전극(80)이 수장되는데, 상기 전극 (80)의 일측은 상기 전원제어기(40)에 전기적으로 연결되어 있고, 타측은 전해액(60)에 수장되어 있다.
아울러, 상기 공구(10)의 직경이 소망하는 수치에 도달할 때까지 전원제어기 (40)를 전류제어모드로 유지한 채, 상기 공구(10)를 양극(Anode)으로 하고 상기 전극(80)을 음극(Cathode)으로 하여 직류전류를 인가한다.
그러면, 양극인 상기 공구(10)는 상기 전해액(60)내에서 산화반응을 일으키게 되어 공구(10)의 분자들이 전해액(60)내로 이온화되는데, 공구(10) 하단부위로 갈수록 이러한 산화반응이 격렬하게 발생하게 되어 뾰족한 모양으로 가공되면서, 전체적으로 일종의 첨봉 형상을 띠게 된다.
하지만, 상기 공구(10)의 가공상태에 기초하여 전해액(60)에 노출되는 공구 (10)의 표면적에 대한 전류량 즉, 전류밀도를 일정하게 인가하게 되면, 상기 공구 (10)의 가공부위 전체가 균일한 직경을 갖게 된다.
그리고, 음극인 상기 전극(80) 주변으로는 수소기체가 발생하면서, 일종의 환원반응이 발생하게 된다.
이때, 상기 공구(10)를 텅스텐으로 하고, 전극(80)을 백금으로 하며, 전해액 (60)을 수산화칼륨 수용액으로 하게 될 경우, 상기 공구(10)의 직경을 약 0.5mm 정도로 가공하는데 있어서, 상기 전해액(60)의 몰수는 약 5 mol 정도이고, 인가되는전류의 밀도는 약 10 내지 12 mA/㎟ 정도이며, 3차원공구이송수단(20)으로 공구 (10)의 수직위치를 실시간으로 조절하면서 가공할 수 있다.(S200)
상기에서 공구(10)의 가공을 수행한 뒤, 전해액용기(70)내에 위치하는 공작물(50)의 재질에 기초하여 상기 전해액(60)의 수위 및 농도를 조절한다.(S300)
그리고, 상기에서 전류제어모드를 유지하던 전원제어기(40)를 전압제어모드로 변경한 뒤, 상기 공구(10)의 전해가공에서와는 달리 상기 공구(10)의 극성을 음극(Cathode)으로 하고, 상기 전극(80)의 극성을 양극(Anode)으로 하여 전압을 인가한다.
이때, 상기 공구(10) 및 전극(80) 인가되는 전압의 크기는 상기 공구(10)의 전해 가공에서보다 비교적 더 큰 수치가 되도록 전원제어기(40)를 제어한다.
그러면, 상기 공구(10)는 상기 전원제어기(40)의 지속적인 전압 인가로 인해 주변으로 수소기체가 발생하게 되고, 상기 전극(80)은 산화반응을 통해 이온화되어 가지만, 재질이 백금, 은, 금 등과 같이 전해액(60) 내에서 쉽게 용해되어 버리는 물질이 아니기 때문에, 그 형상적인 변화는 미비하다.
아울러, 상기 공구(10)에 인가되는 전압치가 일정한 한계를 초과하게 되면, 가장 곡률반경이 작은 상기 공구(10) 하단부위에서부터 스파크(Spark)가 발생하게 되는데, 이러한 전압치의 일정한 한계는 전해액(60)의 농도, 공구(10)의 형상, 공구(10)와 전해액(60)이 접촉하는 면적에 기초하여 변경된다.
여기서, 상기 스파크는 공구(10)의 인가되는 전압치가 커질수록 공구(10) 상부로 확산되는데, 통상적으로 암류에서부터 출발하여 코로나 방전, 불꽃 방전, 아크 방전 등으로 발전하게 된다.
이때, 상기 스파크는 상기 전원제어기(40)를 조절하여 인가되는 전압치를 일정하게 함으로써, 상기 공구(10) 하단에서만 발생하도록 할 수 있다.
이때, 3차원이송수단(20)을 통해 상기 공구(10)를 수직하향으로 이송하여 공작물(50) 표면에 접촉하도록 함으로써, 공작물(50)을 전해방전가공할 수 있으며, 상기 공구(10)의 수직하향이송뿐만 아니라 수평이송을 병행함으로써, 소망하는 형상으로 상기 공작물(50)을 가공할 수 있다.(S400)
도 3은 본 발명에 따른 전해가공의 개념도이며, 도 4는 본 발명에 따른 전해방전가공의 개념도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이. 본 발명에 따른 가공방법은 전해가공 및 전해방전가공을 하나의 가공장치(200)에서 구현할 수 있도록 하는데, 우선 도 3에서와 같이, 공구(10)를 양극(Anode)으로 하고, 전극(80)을 음극(Cathode)으로 하여 전해액(60)에 수장하고, 소정의 직류전류를 인가하면, 상기 공구(10)는 산화반응을 일으켜 일정부분이 전해액(60)내로 용해되어버리고, 전극(80)은 환원반응을 일으키면서 수소기체가 발생하게 된다.
이때, 상기 공구(10)의 가공상태에 기초하여 전해액(60)에 노출되는 공구 (10)의 표면적에 대한 전류량 즉, 전류밀도를 일정하게 하여 전류를 인가하게 되면, 상기 공구(10)의 가공부위 전체가 균일한 직경을 갖게 된다.
이러한, 공구(10)의 가공을 단순히 전해가공의 시각에서 보면 상기 공구(10)는 가공의 대상이 되는 가공대상물이다.
다음으로 도 4에서와 같이, 상기에서 양극(Anode)이였던 공구(10)의 극성을 음극(Cathode)으로 하고, 음극(Cathode)였던 전극(80)을 양극(Anode)로 하여 소정의 전압을 인가하게 되면, 상기 공구(10) 주변으로 수소기체가 발생하는 환원반응이 발생하고, 전극(80)에서는 산화반응이 발생하게 된다.
아울러, 인가되는 전압을 상승시키면 상기 공구(10) 하단을 필두로 하여 상향으로 스파크가 발생하게 되는데, 이때, 전압을 조절하여 스파크가 공구(10) 하단에만 국한되어 발생하도록 한다.
그리고, 상기 공구(10)를 공작물(50)로 이송하여 전해방전가공을 수행할 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 전해방전가공장치 및 가공방법에서, 상기 공구(10)는 텅스텐, 구리 외에 순수한 금속재질 중에서 임의로 택일하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 전극(80)은 백금, 금, 은 외에 염기성 수용액에 비교적 용해가 어려운 금속재질중 임의로 택하여 사용할 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 전해방전가공장치 및 가공방법에 따르면, 하나의 가공장치에서 전해 및 전해방전가공을 동시에 구현할 수 있기 때문에, 공정일원화에 따라 공정에 소요되는 가공시간을 줄일 수 있고, 가공에 따른 오차범위를 줄일 수 있는 특징이 있다.
이에 따라 보다 정밀한 공작물 가공이 이루어짐으로써, 공작물의 가공성 및생산성 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 전해용액의 농도 및 전원을 공급하는 모드의 간단한 조작만으로 전해 및 방전가공을 함께 구현할 수 있으며, 공작물의 경도에 상관없이 가공을 진행할 수 있으며, 특히 취성이 강한 물질의 가공에 적합하기 때문에, 세라믹, 유리, 석영, 루비, 사피이어, 다이아몬드 등의 가공에 적합하다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (16)

  1. 3차원공구이송수단(20);
    상기 3차원공구이송수단(20)의 각축방향 이동을 전기적으로 제어하는 위치제어기(30);
    상기 3차원공구이송수단(20)의 하부에 고정되는 공구(10);
    상기 공구(10)에 인가되는 전류 또는 전압과는 다른 극성의 전류 또는 전압을 인가받고, 전해액(60)에 수장되는 전극(80);
    상기 공구(10) 및 전극(80)에 직류전류 또는 전압을 인가하고, 선택적으로 전류 또는 전압의 극성을 전환시킬 수 있는 전원제어기(40); 및
    상기 공구(10) 및 전극(80)이 수장되어 상호 전기적인 상관관계를 갖도록 산화반응 또는 환원반응을 유도하는 전해액(60)과, 저면으로부터 지그(71)로 상향이격되어 상기 전해액(60)에 수장되는 공작물(50)을 포함하는 전해액용기(70); 및
    상기 전해액용기(70)의 상부 일측에 위치하며, 상기 공작물(50)의 재질에 기초하여 공급밸브(91)로 상기 전해액용기(70)에 상기 전해액(60)을 공급하여 상기 전해액(60)의 농도 및 수위를 조절하는 전해액공급탱크(90);를 포함하며,
    동일한 전해액(60)으로 인가전류 또는 인가전압 극성을 달리하여 전해가공 또는 방전가공이 가능하도록 상기 전원제어기(40)는, 전해가공 또는 방전가공에 따라 변경되는 전류제어모드 또는 전압제어모드에 기초하여 상기 공구(10)에 양전류 또는 음전압을 인가하고, 상기 전극(80)에 음전류 또는 양전압을 인가하는 구조이고,
    상기 위치제어기(30)는, 상기 전류제어모드에 따라 상기 공구(10)가 가공될 길이만큼 상기 전해액(60)에 수직하향 이송되거나, 상기 전압제어모드에 따라 소망하는 상기 공작물(50)의 표면가공 형상에 기초하여 상기 공구(10)가 수직하향이송 및 수평이송을 병행하도록 상기 3차원공구이송수단(20)을 제어하는 구조인 것을 특징으로 하는 전해방전 가공장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
KR10-2001-0026352A 2001-05-15 2001-05-15 전해방전 가공장치 KR100407888B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0026352A KR100407888B1 (ko) 2001-05-15 2001-05-15 전해방전 가공장치
JP2002002311A JP3581348B2 (ja) 2001-05-15 2002-01-09 電解放電加工装置及び加工方法
US10/047,785 US6679985B2 (en) 2001-05-15 2002-01-14 Electrochemical discharge machining device and machining method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0026352A KR100407888B1 (ko) 2001-05-15 2001-05-15 전해방전 가공장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020087258A KR20020087258A (ko) 2002-11-22
KR100407888B1 true KR100407888B1 (ko) 2003-12-03

Family

ID=19709468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0026352A KR100407888B1 (ko) 2001-05-15 2001-05-15 전해방전 가공장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6679985B2 (ko)
JP (1) JP3581348B2 (ko)
KR (1) KR100407888B1 (ko)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040022702A1 (en) * 2002-07-30 2004-02-05 Christensen Herbert E. Apparatus and method for automatically feeding the silver electrode into the solutiion
US7470447B2 (en) * 2003-02-14 2008-12-30 Panasonic Corporation Method and device for discharging fluid
US7394040B2 (en) * 2006-03-31 2008-07-01 General Electric Company Electromachining process and apparatus
TWI299682B (en) * 2006-12-28 2008-08-11 Ind Tech Res Inst Electrochemical discharge machining device
TWI357841B (en) * 2008-08-14 2012-02-11 Ind Tech Res Inst Method and apparatus for feed control of wire cutt
FR2936175B1 (fr) * 2008-09-19 2011-09-09 Univ Claude Bernard Lyon Machine et procede d'usinage d'une piece par micro-electroerosion
TW201034779A (en) * 2009-03-27 2010-10-01 Univ Nat Central Apparatus and method for magnetic field assisted electrochemical discharge machining
CN103084683A (zh) * 2011-11-02 2013-05-08 苏州长风机电科技有限公司 一种适用于柴油发动机缸体的电化学去毛刺设备和方法
CN102554379B (zh) * 2012-01-09 2013-12-11 清华大学 一种超硬刀具电火花加工装置及操作方法
CN102528187B (zh) * 2012-01-16 2013-12-25 上海交通大学 倒置式电化学放电加工方法及装置
US9039887B2 (en) 2012-05-14 2015-05-26 United Technologies Corporation Component finishing method and assembly
US8764515B2 (en) 2012-05-14 2014-07-01 United Technologies Corporation Component machining method and assembly
CN103203506B (zh) * 2013-05-08 2015-05-20 清华大学 一种非导电材料的砂浆线切割加工装置及方法
CN103231134B (zh) * 2013-05-08 2015-11-18 清华大学 一种非导电材料的电解电火花线切割加工装置及方法
CN103480926B (zh) * 2013-09-10 2016-06-01 南京航空航天大学 微小孔电火花-电解异区同步复合加工方法及其专用工具
JP6372068B2 (ja) * 2013-11-18 2018-08-15 国立研究開発法人理化学研究所 微細工具のリコンディショニング装置およびリコンディショニング機能付き加工装置
TWM480435U (zh) * 2013-11-18 2014-06-21 Colossal Career Machinery Co Ltd 製造醫療敷料與貼布之刀具結構改良
CN103706901B (zh) * 2013-12-30 2016-03-02 江苏大学 一种中空激光与电解联合加工微型环槽的方法与装置
CN104384637A (zh) * 2014-09-30 2015-03-04 南通大学 一种玻璃的加工方法及加工系统
CN104439573B (zh) * 2014-11-04 2017-01-25 南京航空航天大学 硝酸钠电解液掩模电解加工tc4钛合金的加工工艺
KR101649423B1 (ko) 2014-11-27 2016-08-18 숭실대학교산학협력단 전해방전가공을 이용한 가공장치
US9981401B2 (en) 2014-11-27 2018-05-29 Foundation Of Soongsil University-Industry Cooperation Apparatus using electrochemical discharge machining process and method using the same
CN104625262B (zh) * 2014-12-03 2017-03-15 清华大学深圳研究生院 基于电化学微加工的光掩模版制备装置和制备方法
CN104925746B (zh) * 2015-05-06 2017-01-18 厦门大学 一种非接触式玻璃微纳结构加工方法
CN105034180B (zh) * 2015-07-01 2016-10-05 西安理工大学 SiC单晶片的微弧放电微细切割装置及切割方法
CN106003444B (zh) * 2016-06-17 2017-10-20 江苏大学 充气加压电化学放电加工装置及方法
KR101905692B1 (ko) * 2016-11-15 2018-10-12 한국에너지기술연구원 마이크로 버블과 와이어 방전 가공을 이용한 실리콘 잉곳 절단장치, 및 실리콘 잉곳 절단방법
CN106392217A (zh) * 2016-12-13 2017-02-15 安徽理工大学 一种微小孔加工方法及设备
KR101856625B1 (ko) * 2017-04-25 2018-05-10 주식회사 엔도비전 광화이버 단면 가공장치
CN109175552B (zh) * 2018-10-08 2020-05-05 深圳市圆梦精密技术研究院 电极及其制备方法和电化学加工装置
CN110293272B (zh) * 2019-08-08 2024-04-26 安徽理工大学 一种用于半圆孔的电火花电解放电复合加工试验装置
CN112831806A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 大连大学 一种直写式金属电化学3d打印装置及打印方法
CN113369610B (zh) * 2021-05-26 2022-03-04 中国航空制造技术研究院 一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置及调节方法
CN113564650B (zh) * 2021-07-26 2022-07-26 广东工业大学 一种电沉积方法和电沉积装置
WO2024069653A1 (en) * 2022-10-01 2024-04-04 Meukron Technologies Private Limited An electrochemical discharge machine and method of operations thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50139498A (ko) * 1974-04-25 1975-11-07
JPS62188624A (ja) * 1986-02-13 1987-08-18 Res Dev Corp Of Japan 金属工作物の加工面の仕上げ方法及びその装置
JPH01306127A (ja) * 1988-06-01 1989-12-11 Shizuoka Seiki Co Ltd 金属の電気加工方法
JPH01321121A (ja) * 1988-06-21 1989-12-27 Shizuoka Seiki Co Ltd 金属の電気加工方法
JPH07223120A (ja) * 1994-02-07 1995-08-22 Marui Mekki Kogyo Kk 刃物とぎ方法および機具
JP2001105235A (ja) * 1999-10-05 2001-04-17 Agency Of Ind Science & Technol 放電・電解加工方法およびその装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2300855A (en) * 1941-12-09 1942-11-03 Driver Co Wilbur B Method of drilling diamonds
US3385947A (en) * 1962-11-13 1968-05-28 Inoue K Apparatus for combined electrical dischargemachining and electrochemical machining
US3417006A (en) * 1965-01-20 1968-12-17 Inoue Kiyoshi Method of and apparatus for electrical machining of metallic workpieces

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50139498A (ko) * 1974-04-25 1975-11-07
JPS62188624A (ja) * 1986-02-13 1987-08-18 Res Dev Corp Of Japan 金属工作物の加工面の仕上げ方法及びその装置
JPH01306127A (ja) * 1988-06-01 1989-12-11 Shizuoka Seiki Co Ltd 金属の電気加工方法
JPH01321121A (ja) * 1988-06-21 1989-12-27 Shizuoka Seiki Co Ltd 金属の電気加工方法
JPH07223120A (ja) * 1994-02-07 1995-08-22 Marui Mekki Kogyo Kk 刃物とぎ方法および機具
JP2001105235A (ja) * 1999-10-05 2001-04-17 Agency Of Ind Science & Technol 放電・電解加工方法およびその装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020087258A (ko) 2002-11-22
JP3581348B2 (ja) 2004-10-27
US20020170829A1 (en) 2002-11-21
JP2002346837A (ja) 2002-12-04
US6679985B2 (en) 2004-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100407888B1 (ko) 전해방전 가공장치
CN1650051B (zh) 在电解池中还原金属氧化物
AU758931C (en) Removal of oxygen from metal oxides and solid solutions by electrolysis in a fused salt
Pandey et al. Current research trends in variants of Electrical Discharge Machining: A review
JP2010285694A (ja) 金属種の組成及び輸送特性の測定方法及び装置
KR101874519B1 (ko) 전해방전가공장치 및 이를 이용한 전해방전가공방법
JP4892718B2 (ja) 電解加工方法および電解加工装置
JPS62255013A (ja) 電解加工装置
Charak et al. A theoretical analysis on electro chemical discharge machining using Taguchi method
US20020157944A1 (en) Electrode for the electrochemically fineboring workpieces and method for producing the same
KR20160063953A (ko) 전해방전가공을 이용한 가공장치
JP2009300010A (ja) 灰溶融炉のレベル測定方法及びレベル測定装置
Chak Electro chemical discharge machining: process capabilities
Kumar et al. Review paper on ECM, PECM and ultrasonic assisted PECM
US5688392A (en) Machining by electrical removal of materials utilizing dispersions of insoluble particles
McGeough Electrochemical machining (ECM)
Chu et al. Characteristics of different transparent and conductive materials applied for observation of ECM gap phenomena
Singh et al. Influence of input parameters on MRR of AISI-316L using tungsten electrode machined by EDM
US6503387B2 (en) Method and device for electro-chemical discharge processing with self-acting bubble layer
CN108284259A (zh) 一种半浸没式微细电解线切割加工夹具以及径向冲液方法
Mallick et al. Micro-Machining Performances by ECDM Process For Nonconducting Materials
Uttarwar et al. Effect of voltage variation on MRR for stainless steel EN series 58A (AISI 302b) in electrochemical machining: a practical approach
Doloi et al. Analysis of the electrochemical discharge machining (ECDM) system for machining ceramics
US2922021A (en) Machining method and apparatus
KR101474327B1 (ko) 스파크 기계가공을 이용한 가공장치 및 가공방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20091030

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee