KR100564387B1 - 초경면 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원판 및 롤러형상의 제품을 초정밀 가공하기 위한 연마장치 및 방법에 관한 것임

본 발명에 의하면 가공목적물의 형상과 크기, 재질에 따라서 다양한 가공응력의 변화와 지석의 가공속도를 변화시켜 초정밀치수로 가공함과 동시에 목적물의 표면조도를 경면(鏡面:Mirrorface)상태까지 가공할 수 있습니다.

본 발명은 가변응력이 피가공물에 정밀하게 전달되도록 하는 압축공기를 사용한 피스톤과 그것에 장착된 속도가 가변이 되도록 되어 있는 회전식모터에 지석을 부착하는 연마방식이며 가공압력 및 회전속도를 다양하게 변화를 시킬 수 있도록 하여 피스톤이 압축공기에 의하여 연마지석이 피가공물로 이동이 되어 압축공기 변화에 의하여 가해지는 가변압력과 가변속도에 의하여 회전되는 지석에 회전력에 의하여 얻어지는 가변가공 응력으로 피가공물이 초정밀가공이 되도록 합니다.

롤러, 초정밀가공, 지석, 표면조도, 경면, 가변응력, 가변압력, 가변속도

Description

초경면 연마장치{Apparatus for grinding goods with mirror face}

도1은 본 발명에 따른 초경면 연마장치의 일 실시예를 도시한 개략적 구성도,
도2는 본 발명에 따른 초경면 연마장치를 이용하여 가공대상물을 연마하는 작업을 정면에서 도시한 작업 구조도,
도3a는 본 발명에 따른 초경면 연마장치를 이용하여 가공대상물을 연마하는 작업을 측면에서 도시한 작업 구조도,
도3b는 도3a에 도시된 연마지석의 연마각도 조절방향을 도시한 도면,
도4a 내지 도4f는 본 발명에 따른 초경면 연마장치의 연마지석의 다른 실시예를 도시한 단면도,
도5는 도1에 도시된 초경면 연마장치의 사시도이다.

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<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 지석 2 : 실린더

3 : 피스톤 4 : 회전속도 수동조정기

5 : 제2 압력조절밸브 6 : 제1 압력조절밸브

7 : 압력 수동조정기 8 : 콘트롤 장치

10: 모터 20 : 제1 에어공급라인
30: 제2 에어공급라인 100: 피가공품(롤라)

본 발명은 피가공품의 평면부 및 원형의 내, 외경부를 연마할 수 있는 초경면 연마장치에 관한 것으로서, 특히 다양한 형상의 피가공품을 초정밀도로 자동 연마할 수 있는 초경면 연마장치에 관한 것이다.

종래에는 평면연마기 또는 내경연마기, 외경연마기, 초정밀 연마기가 별도의장치로 구성되어 있으며, 특히 초정밀 연마기는 특수 연마장치로 분류되어 초정밀연마기술을 보유한 기업에서만 사용이 가능하다.
따라서 하나의 연마기를 이용하여 피가공품의 평면부, 원형의 내경부 및 외경부를 모두 연마함과 동시에 피가공품을 초정밀도로 경면 연마할 수 있는 만능 연마기의 개발 필요성이 절실하였다.

본 발명된 상기와 같은 필요성을 충족하기 위하여 창출된 것으로서, 연마지석의 형상과 종류를 변경함으로써 하나의 장치로 평면연마, 내경연마, 외경연마를 모두 할 수 있고, 연마지석의 회전속도 및 연마지석이 피가공품에 가하는 압력을 자동 조절함으로써 종국적으로 미소 가공응력으로 초정밀 연마를 수행할 수 있는 초경면 연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초경면 연마장치는, 가변공기압 실린더(2); 상기 가변공기압 실린더(2)의 내부에 배치된 피스톤(3); 상기 피스톤(3)의 일측에 부착된 공기압 가변모터(10); 상기 공기압 가변모터(10)의 회전축(10a)에 착탈 가능하게 부착되는 연마지석(1); 상기 피스톤(3)에 압력공기를 공급하여 상기 피스톤(3)에 부착된 공기압 가변모터(10)에 회전력을 공급하는 제1 에어 공급라인(20); 상기 가변공기압 실린더(2)에 압력공기를 공급하여 상기 연마지석(3)을 피가공품(100)에 대하여 가압시키는 제2 에어 공급라인(30); 및 상기 제1 및 제2 에어 공급라인(20)(30)에 각각 배치된 제1 및 제2 압력조절밸브(6)(5)를 제어함으로써 상기 연마지석(1)의 회전속도 및 가압력을 조절하는 콘트롤 장치(8)를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 초경면 연마장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도1 및 도5를 참조하면, 본 실시예에 따른 초경면 연마장치는 크게, 가변공기압 실린더(2), 피스톤(3), 가변모터(10), 연마지석(1), 제1 에어 공급라인(20), 제2 에어 공급라인(30), 및 콘트롤 장치(8)로 구성된다.
먼저 연마지석(1)은 공기압 가변모터(10)의 회전축(10a)에 착탈 가능하게 부착된다. 상기 연마지석(1)은 도1에 도시된 형태 이외에 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 예를 들어 도4a 내지 도4f에 도시된 바와 같이, 피가공품의 형상에 따라 다양한 형상으로 이루어진 연마지석(1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f)을 손쉽게 탈착할 수 있는 조립식 구조를 갖는다.

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초정밀연마를 하기 위해서는 기계의 정밀도가 핵심이 되므로 가공압력을 조절하는 가변공기압 실린더(2)가 설치된다. 가변공기압 실린더(2)의 내부에는 피스톤(3)이 이동 가능하게 배치된다.

도1 및 도5에 도시된 실린더(2)와 피스톤(3)이 접촉되는 부위에 초경 및 세라믹제품을 사용하거나, 경량화를 목적으로 알루미늄 또는 수지 등의 경량의 재질 위에 초경 및 세라믹을 피복함으로써, 0.1bar이하에서도 작동이 되도록 정밀가공 조립한다.

연마지석(1)을 회전시키는 공기압 가변모터(10)는 피스톤(3)의 일측 부위에 조립되며, 상기 모터(10)는 공압식 모터를 사용한다. 제1 에어공급라인(20) 상에 설치된 압력조절밸브(6)로 모터(10)에 공급되는 공기의 압력을 조절함으로써 연마지석 (1)의 회전속도가 조절되도록 한다.
가변공기압 실린더(2)에 압력공기를 공급함으로써 도3a에 도시된 바와 같이 상기 연마지석(3)을 피가공품(100)에 대하여 가압시키는 제2 에어 공급라인(30)이 설치된다. 상기 제2 에어 공급라인(30)에는 제2 압력조절밸브(5)가 마련된다. 상기 콘트롤 장치(8)는 상기 제1 압력조절밸브(6) 및 제2 압력조절밸브(5)를 제어한다.
도1의 도면부호 4는 회전속도 수동조정기이고, 도면부호 7은 압력 수동조정기이다. 한편 도2 및 도3의 도면부호 101은 피가공품(롤라)를 지지하는 회전축이고, 102는 회전축 지지베어링이다.

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이하에서 상기와 같은 구성을 구비한 본 실시예에 따른 초경면 연마장치의 작동을 설명한다.
초정밀 연마시 자동으로 연마속도(연마지석의 회전속도) 및 연마압력(연마지석의 가압력)을 조정함으로써 피가공품(100)의 연마면의 조도를 향상시키고, 연마면이 소정의 조도에 도달하면 점차 연마압력과 연마속도를 조정한다.

즉, 연마면의 조도가 향상되면 연마지석(1)의 마찰력이 감소되어 모터(10)의 회전속도(즉 연마지석의 회전속도)가 빨라지게 되나, 콘트롤 장치(8)에 의하여 제1 에어공급라인(20)에 공급되는 공기압을 감소시켜 모터(10)의 회전속도가 일정하게 유지되도록 자동 조절한다. 또한 상기 가공마찰저항이 감소함에 따라, 제2 에어공급라인(30)에 공급되는 공기압도 동일하게 감소되므로, 연마지석(1)이 피가공품(100)에 가하는 연마압력도 줄어들게 됨으로써 미소 응력가공이 가능해진다.

본 발명에 따른 초경면 연마장치는 아래와 같은 효과를 제공한다.
첫째, 연마 시에 가공응력이 낮게 조절되므로, 장축의 가공시 장축이 휨이 발생하지 않고 정밀연마가 달성되고, 진원도가 향상되며(0.1㎛), 높은 표면조도를 쉽게 얻을 수 있다(Ra0.01㎛).

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둘째 초정밀 공기실린더를 부착함으로써 저응력 가공이 가능해지고, 따라서 가공흔적 및 이송흔적이 최소화되고, 초정밀 연마시에도 고가의 특수 연마유가 아닌 저렴한 보통 연마유를 사용할 수 있으며, 최종 마무리 연마시에는 소량의 내부식성 연마유 만으로 정밀연마가 가능해진다.

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셋째, 연마장치를 소형화함으로써, 연마기는 물론 각종 공작기계에 탈부착이 가능하고, 대형가공물을 연마하는 경우 여러 대의 연마기를 동시에 공작기계에 부착하여 연마효율을 높일 수 있으며, 초대형 가공물의 경우는 분해하지 않고 직접 현장에서 연마 수리가 가능하다.

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Claims (7)

1. 가변공기압 실린더(2);

   상기 가변공기압 실린더(2)의 내부에 배치된 피스톤(3);

   상기 피스톤(3)의 일측에 부착된 공기압 가변모터(10);

   상기 공기압 가변모터(10)의 회전축(10a)에 착탈 가능하게 부착되는 연마지석(1);

   상기 피스톤(3)에 압력공기를 공급하여 상기 피스톤(3)에 부착된 공기압 가변모터(10)에 회전력을 공급하는 제1 에어 공급라인(20);

   상기 가변공기압 실린더(2)에 압력공기를 공급하여 상기 연마지석(3)을 피가공품(100)에 대하여 가압시키는 제2 에어 공급라인(30); 및

   상기 제1 및 제2 에어 공급라인(20)(30)에 각각 배치된 제1 및 제2 압력조절밸브(6)(5)를 제어함으로써 상기 연마지석(1)의 회전속도 및 가압력을 조절하는 콘트롤 장치(8)를 구비한 것을 특징으로 하는 초경면 연마장치.
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