KR100479920B1 - 방전가공장치 - Google Patents

Abstract

방전 가공 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, 베이스와, 상기 베이스의 주면에 설치된 다수개의 지지 블록과, 상기 베이스의 중심에 설치된 기둥과, 상기 기둥을 따라서 승강 가능하게 설치된 승강부 및, 상기 승강부와 함께 승강하며 경사면이 형성된 캠부와, 상기 지지 블록의 상부에서 수평 이동 가능하게 설치된 다수의 수평 로드와, 일단부가 상기 수평 로드에 연결되고, 다른 단부에는 상기 캠부의 경사면을 따라 이동할 수 있도록 롤러가 설치된 롤러 지지부와, 상기 수평 로드에 대하여 고정됨으로써 상기 수평 로드의 운동에 따라 베이스의 반경 방향으로 운동할 수 있는 전극과, 상기 베이스의 상부에서 피가공물을 지지하도록 설치된 피가공물 지지부를 구비하는 방전 가공 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 방전 가공 장치는 원주면에 형성되는 다수개의 홀을 동시에 가공할 수 있다는 장점을 가진다.

Description

방전 가공 장치

본 발명은 방전 가공 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 원형의 가공 재료에 동시에 다수개의 홀을 형성할 수 있는 방전 가공 장치이다.

통상적으로 방전 가공 장치(E.D.M; elecro-discharge maching)를 이용한 절삭 및 연마등의 가공은 전기의 방전 현상을 이용하여 소재의 일부분을 용융시키고, 용융된 부분을 용융되지 않은 부분으로부터 배제함으로써 소재를 목적 형상으로 가공하는 것이다. 방전 가공을 이용한 홀(hole)의 가공은 기존의 절삭 가공에 비해 복잡한 형상을 가진 다양한 형태의 홀을 형성할 수 있으며, 따라서 널리 사용되고 있다. 방전 가공을 이용한 형상 홀의 가공에서는 전극을 이용하여 소재를 용융시키는 작업과, 용융된 소재를 배제시키기 위한 방전액의 공급 작업이 동시에 진행되어야 한다. 또한 소재와 전극 사이에는 상대적인 운동이 없는 경우가 대부분이지만, 가공성을 향상시키기 위하여 소재와 전극 사이에서 상대적인 회전을 일으킬 수도 있다.

한편, 항공기의 엔진 부품인 팬 인렛 케이스(fan inlet case)는 전체적으로 원형을 가지며, 그 주면에는 소정 형상의 홀이 주면을 따라서 다수개로 형성되고, 그러한 홀에 에어포일의 루트 부분이 삽입되어 고정된다. 따라서 팬 인렛 케이스의 주면에 형성되는 홀은 에어 포일의 루트 부분 단면에 대응하는 소정 형상으로 가공되어야만 한다. 통상적으로 팬 인렛 케이스의 주면에는 25 개의 에어 포일이 고정되므로, 그에 대응하여 팬 인렛 케이스에도 25 군데의 홀이 형성되어야 한다.

종래 기술에 따르면, 피 가공 재료인 팬 인렛 케이스에 칩 배출용 슬롯을 먼저 가공하고, 이것을 회전 테이블에 장착한다. 회전 테이블이 회전함에 따라서 피 가공 재료의 소정 부위가 가공 위치에 도달하게 되고, 가공 위치에 설치된 전극을 이용하여 방전 가공을 수행하게 된다. 이러한 테이블의 회전 및 방전 가공 작업은 물론 25 번 반복되어야 하며, 따라서 가공 시간이 장기화되는 것은 피할 수 없는 것이었다. 특히 하나의 부위에 대해서 방전 가공을 수행하기 위해서는 전극을 장착하고 해제하는 작업이 반복되어야 하는데, 이것은 시간 소모적인 작업일뿐만 아니라 작업 자체가 매우 곤란하다는 단점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 작업 시간이 단축되고 작업이 단순화되는 방전 가공 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면,

베이스와,

상기 베이스의 주면에 설치된 다수개의 지지 블록과,

상기 베이스의 중심에 설치된 기둥과,

상기 기둥을 따라서 승강 가능하게 설치된 승강부 및, 상기 승강부와 함께 승강하며 경사면이 형성된 캠부와,

상기 지지 블록의 상부에서 수평 이동 가능하게 설치된 다수의 수평 로드와,

일단부가 상기 수평 로드에 연결되고, 다른 단부에는 상기 캠부의 경사면을 따라 이동할 수 있도록 롤러가 설치된 롤러 지지부와,

상기 수평 로드에 대하여 고정됨으로써 상기 수평 로드의 운동에 따라 베이스의 반경 방향으로 운동할 수 있는 전극과,

상기 베이스의 상부에서 피가공물을 지지하도록 설치된 피가공물 지지부를 구비하는 방전 가공 장치.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 승강부 및 상기 캠부는 스프링의 탄성력에 의해 상승 위치에 유지되고, 승강 구동 수단에 의해 하강된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 수평 로드는 스프링의 탄성력에 의해 반경 방향 외측으로 편향된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 피가공물 지지부에는 가압 방전액이 유동할 수 있는 유로가 형성됨으로써, 전극에 의한 홀의 가공시에 칩을 외부로 배출할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 지지 블록, 상기 수평 로드 및 상기 전극은 가공되어야할 홀의 위치와 갯수에 대응하여 설치된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 상기 피 가공물에 면하는 상기 전극의 단부는 형성되어야할 홀의 형상에 대응한다.

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

도 1에는 본 발명에 따른 방전 가공 장치의 개략적인 정면도가 도시되어 있으며, 이것은 전체적으로 원형 평면을 형성하는 베이스(11)와, 상기 베이스(11)의 주면에 설치된 다수개의 지지 블록(21)과, 상기 베이스(11)의 중심에 설치된 기둥(15)과, 상기 기둥(15)을 따라서 승강 가능하게 설치된 승강부(39) 및 상기 승강부와 함께 승강하는 캠부(16)와, 상기 지지 블록(21)상에서 수평으로 이동 가능하게 설치된 다수의 수평 로드(22)와, 일단부가 상기 수평 로드(22)에 연결되고 다른 단부에는 롤러(20)가 지지된 롤러 지지부(19)와, 상기 수평 로드(22)의 운동에 따라 베이스(11)의 반경 방향으로 운동할 수 있도록 설치된 전극과, 상기 베이스(11)의 상부에서 피가공물을 지지하도록 설치된 피가공물 지지부(12)를 구비한다.

베이스(11)에는 다수의 지지 블록(21)이 설치된다. 지지 블록(21)은 상대적으로 두께가 얇은 평판 블록의 형태를 가지며, 평면상에서 지지 블록(21)의 길이 방향은 원형 베이스(11)의 반경 방향과 일치한다. 다수의 지지 블록(21)은 소정 위치에 고정되는데, 이것은 가공 되어야 할 홀의 위치에 대응하기 위한 것이다. 도면에 도시된 실시예에서는 홀이 등간격으로 형성되기 때문에, 지지 블록(21)도 서로에 대하여 원주상에서 등간격을 유지하여 배치된다. 도면에 도시된 실시예에서 지지 블록(21)은 25 개가 설치되며, 이것은 피 가공 재료에 형성되어야 할 홀의 갯수와 일치한다.

지지 블록(21)의 상부에 가이드(24)가 설치되어 있다. 가이드(24)는 수평 로드(22)가 원형 베이스(11)의 반경 방향으로 왕복 운동하는 것을 안내하는 기능을 가진다. 수평 로드(22)의 외주면에는 스프링(23)이 설치되며, 스프링(23)은 수평 로드(22)를 반경 방향 외측으로 편향시키는 기능을 가진다. 즉, 외력이 작용하지 않은 상태에서는 수평 로드(22)가 스프링(23)의 탄성력에 의해 외측으로 밀려나게 된다.

수평 로드(22)의 단부에는 전극 지지부(25)가 설치된다. 전극 지지부(25)에는 전극(26)이 지지된다. 전극(26)은 수평 로드(22)의 왕복 운동에 따라서 베이스(11)의 반경 내측으로 이동하거나 그로부터 이탈될 수 있다.

도 2에 도시된 것은 전극 지지부(25)에 지지된 전극(25)의 측면도를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 전극(26)은 전극 지지부(25)의 하단에 설치되는데, 전극 지지부(25)의 측면에 부착되는 고정 플레이트(41)에 의해 가압 지지된다. 클램핑 볼트(42)는 고정 플레이트(41)를 통해서 전극(26)을 지지한다. 전극(26)의 단면은 도면에서 알 수 있는 바와 같이 방전 가공에 의해 형성될 홀의 단면과 일치하도록 형성된다.

다시 도 1을 참조하면, 롤러 지지부(19)의 일 단부는 수평 로드(22)에 대하여 고정되고, 다른 단부에는 롤러(20)가 지지되어 있다. 롤러 지지부(19)는 도면에서 도시된 바와 같이 수평면에 대하여 경사지게 설치되며, 수평 로드(22)의 왕복 운동에 따라서 함께 운동할 수 있다. 롤러(20)는 캠부(16)의 경사면(17) 내측에 접촉한 상태를 유지한다.

기둥(15)은 베이스(11)의 중심에 대하여 수직으로 고정되어 있으며, 캠부(16)는 기둥(15)을 따라서 승강 가능하게 설치된다. 캠부(16)는 도면에 도시된 바와 같이 일측에 경사면(17)이 형성되어 있으며, 이러한 경사면(17)의 내측에 롤러(20)가 접촉한다. 따라서 캠부(16)가 하강하면 롤러(20)는 경사면(17)에 의한 힘을 받게 된다. 즉, 수평 로드(22), 롤러 지지부(19) 및, 롤러(20)에는 스프링(23)의 탄성력이 가해지는데, 스프링(23)의 탄성력에 의해서는 수평 로드(22)가 반경 방향 외측으로 이동하는 힘이 가해지고, 캠부(16)가 하강하게 되면 경사면(17)은 롤러(20)를 통해서 수평 로드(22)를 반경 방향 내측으로 이동시키게 된다.

캠부(16)는 승강부(39)에 대하여 고정됨으로써 승강부(39)와 함께 기둥(15)을 따라 승강하게 된다. 승강부(39)의 상부에는 하우징(32)이 설치되며, 도시되지 아니한 승강 구동 수단이 하우징(32)에 압력을 가하여 승강부(39) 및 캠부(16)가 하강될 수 있다. 캠부(16)의 하부에는 기둥(15)의 외주면에 스프링(18)이 설치됨으로써, 그 탄성력에 의해 캠부(16), 승강부(39) 및, 하우징(37)을 상승시키게 된다. 즉, 승강 구동 수단에 의한 외력이 가해지지 않은 상태에서 캠부(16)등은 스프링(18)에 의한 상승 상태를 유지하며, 승강 구동 수단의 작용에 의해서 캠부(16)가 하강하게 되는 것이다.

기둥(15)은 베이스(11)의 중심에서 기둥 지지부(14)에 의해 지지된다. 기둥(15)을 중심으로 피 가공물 지지부(12)가 설치된다. 피 가공물 지지부(12)는 내측에 공간(27)이 설치된 원통형으로 형성되고, 상부에는 커버 플레이트(27)가 설치되어 공간(27)을 폐쇄 상태로 유지한다. 커버 플레이트(27)와 지지부(12) 사이에는 시일(31)이 설치된다. 또한 피 가공물 지지부(12)에는 다수의 통공(28)이 형성되는데, 이것은 전극(26)에 의해 가공될 홀의 숫자와 일치하는 갯수로써 홀의 위치에 대응하여 형성된다.

통공(28)은 가압 방전액 공급부(30)와 연결된다. 즉, 커버 플레이트(27)를 통해 형성되는 가압 방전액 공급부(30)로부터 방출되는 가압 방전액은 통공(28)을 통해서 피 가공물 지지부의 외측으로 방출된다. 이러한 가압 방전액은 전극(26)에 의한 홀의 가공시에 칩의 방출을 위해서 필요하다. 홀이 형성되어야할 피 가공물(35)에는 미리 홀의 위치에 대응하는 작은 칩 배출공이 형성되는데, 이러한 칩 배출공은 피 가공물(35)이 지지부(12)에 지지되었을때 통공(28)의 위치와 대응하게 된다. 전극(26)이 피 가공물(35)에 대하여 소정 형상의 홀을 가공하고 있는 동안에 가압 방전액 공급부(30)와 통공(28)을 통해 가압 방출되는 방전액은 피 가공물(35)에 미리 형성된 홀을 통해 배출되면서, 칩을 제거하게 된다.

전극(26)은 전선(36)을 통해서 전류를 공급받는다. 접지선(33)의 단부에 설치된 접지용 집게(32)는 하우징(37)에 연결됨으로써 접지 기능이 수행될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 방전 가공 장치의 작동을 간단히 설명하기로 한다.

우선 방전 가공을 수행하려면, 도면 번호 35 로 표시된 피 가공물을 지지부(12)에 배치하여야 한다. 이때 피 가공물(35)에는 칩 배출용 통공(미도시)이 형성되어 있어야 하며, 이러한 칩 배출용 통공은 피 가공물 지지부(12)에 형성된 통공(28)과 상호 연계될 수 있는 위치에 형성되어야 한다.

도시되지 아니한 승강 구동 수단에 의해서 외력이 가해지지 않는 상태에서, 캠부(16)는 상승된 위치(도면 번호 16' 로 표시된 위치)에 있게된다. 이것은 기둥(15)의 주면에 설치된 스프링(18)의 탄성력에 의해서 캠부(16)가 상승 위치에 유지될 수 있기 때문이다. 또한 스프링(23)의 탄성력을 받는 수평 로드(22), 롤러 지지부(19) 및 롤러(20)는 경사면(17)의 위치에 따라서, 베이스(11)의 반경 방향 외측에 유지될 수 있다. 이때 전극(26)은 피 가공물(35)로부터 이격된 상태를 유지한다.

방전 가공이 시작되면, 가압 방전액 공급부(30)와 통공(28)을 통해서 방전액이 방출되기 시작한다. 이러한 방전액은 위에서 설명한 바와 같이 피 가공물(35)에 미리 형성된 칩 배출공을 통해 배출된다. 동시에, 승강 구동 수단(미도시)으로 승강부(39) 및 그에 대하여 고정된 캠부(16)를 하강시키면, 롤러(20)가 경사면(17)을 따라서 이동함으로써 롤러 지지부(19)가 반경 방향 내측으로 이동하게 되고, 그에 따라서 수평 로드(22)도 반경 내측으로 이동하게 된다. 전극(26)은 피 가공물(35)을 향해 접근함으로써 피 가공물(35)을 소정 형상으로 절삭하게 된다. 이때 발생되는 칩은 가압 방전액을 통해서 외부로 배출된다.

방전 가공이 완료되면, 승강 구동 수단에 의해 작용하는 하강력은 제거되며, 다시 캠부(16)는 상승하게 되고, 수평 로드(22)는 반경 방향 외측에 유지된다.

본 발명에 따른 방전 가공 장치는 원주면에 형성되는 다수개의 홀을 동시에 가공할 수 있다는 장점을 가진다. 따라서 작업 준비 시간 및 실제 작업 시간을 대폭 단축시킬 수 있으며, 그에 따라 생산성의 향상을 기대할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예지적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방전 가공 장치에 대한 개략적인 정면도이다.

도 2는 도 1에서 전극 지지부 및 전극의 부분에 대한 측면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>

11. 베이스 12. 피 가공물 지지부

13. 공간부 14. 기둥 지지부

15. 기둥 16. 캠부

17. 경사면 21. 지지 블록

22. 수평 로드 23. 스프링

25. 전극 지지부 26. 전극

32. 접지용 집게 33. 접지선

Claims (3)

1. 베이스와,

   상기 베이스의 주면에 설치된 다수개의 지지 블록과,

   상기 베이스의 중심에 설치된 기둥과,

   상기 기둥을 따라서 승강 가능하게 설치된 승강부 및, 상기 승강부와 함께 승강하며 경사면이 형성된 캠부와,

   상기 지지 블록의 상부에서 수평 이동 가능하게 설치된 다수의 수평 로드와,

   일단부가 상기 수평 로드에 연결되고, 다른 단부에는 상기 캠부의 경사면을 따라 이동할 수 있도록 롤러가 설치된 롤러 지지부와,

   상기 수평 로드에 대하여 고정됨으로써 상기 수평 로드의 운동에 따라 베이스의 반경 방향으로 운동할 수 있는 전극과,

   상기 베이스의 상부에서 피가공물을 지지하도록 설치된 피가공물 지지부를 구비하는 방전 가공 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 승강부 및 상기 캠부는 스프링의 탄성력에 의해 상승 위치에 유지되고, 승강 구동 수단에 의해 하강되는 것을 특징으로 하는 방전 가공 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 수평 로드는 스프링의 탄성력에 의해 반경 방향 외측으로 편향되는 것을 특징으로 하는 방전 가공 장치.