KR100634126B1 - Micro drill step grinding m/c - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 스텝 그라인딩 머신을 나타낸 사시도이고,1 is a perspective view showing a step grinding machine according to the present invention,
도 2는 본 발명의 주요부분을 나타낸 사시도이고,2 is a perspective view showing the main part of the present invention,
도 3은 본 발명의 주요부분을 다른 각도에서 바라본 사시도이고,Figure 3 is a perspective view of the main part of the present invention from a different angle,
도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 이송장치부를 정면에서 바라본 작동상태도이고,4 and 5 is an operation state view from the front of the transfer unit shown in Figure 2,
도 6은 이송장치부의 안치판을 나타낸 사시도이고,6 is a perspective view showing the mounting plate of the transfer unit;
도 7은 이송장치부의 이송대를 나타낸 사시도이고,7 is a perspective view showing a transfer table of the transfer unit;
도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 회전자의 작동상태를 나타낸 도면이고,8 and 9 are views showing the operating state of the rotor shown in FIG.
도 10은 가공장치부의 절삭부분을 확대하여 나타낸 평면도이고,10 is an enlarged plan view showing a cutting portion of a processing apparatus unit;
도 11은 도 10의 A부분을 확대하여 나타낸 평면도이고,FIG. 11 is an enlarged plan view illustrating a portion A of FIG. 10.
도 12는 도 11의 B부분을 확대하여 나타낸 평면도이고,12 is an enlarged plan view of a portion B of FIG. 11;
도 13 및 도 14는 정삭베이스판의 운동수단을 개략적으로 도시한 도면이고,13 and 14 are views schematically showing the movement means of the finishing base plate,
도 15는 스텝가공이 완성된 제품을 나타낸 도면이며, 그리고15 is a view showing a product is completed step processing, and
도 16 내지 도 22는 스텝가공 순서를 나타낸 도면들이다.16 to 22 are diagrams showing the step processing sequence.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 스텝 그라인딩 머신 110 : 함체100: step grinding machine 110: enclosure
120 : 베드 200 : 이송장치부120: bed 200: transfer unit
210 : 이송베이스판 220 : 측벽210: transfer base plate 220: side wall
228 : 스핀들 230 : 안치판228: spindle 230: mounting plate
240 : 이송대 242 : Z축이송레일240: feeder 242: Z-axis feed rail
250 : 회전자 256 : Y축이송레일250: rotor 256: Y-axis feed rail
262 : X축이송레일 300 : 가공장치부262: X-axis feed rail 300: processing unit
310 : 황삭기 312 : 황삭베이스판310: roughing machine 312: roughing base plate
316 : 황삭날 320 : 정삭기316: roughing blade 320: finishing machine
322 : 정삭베이스판 326 : 정삭날322: finishing base plate 326: finishing edge
400 : 고정장치부400: fixing device
본 발명은 마이크로드릴의 제작에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로드릴을 제작하는 공정중에서 스텝공정을 수행하는 마이크로드릴 스텝 그라인딩 머신에 관한 것이다.The present invention relates to the manufacture of a microdrill, and more particularly, to a microdrill step grinding machine for performing a step process in the process of manufacturing a microdrill.
일반적으로 PCB홀 가공용 마이크로드릴(Micro Drill)은 직경 0.5mm 이하의 소형 드릴을 말하며, 일반적인 형상은 샹크(Shank)부분이 1/8”(3.175mm)이며 경사면으로 축소되어 날부위의 가공에 필요한 최소의 직경과 길이만을 공구로 사용한다.Generally, micro drill for PCB hole processing is a small drill with a diameter of 0.5mm or less, and the general shape is 1/8 ”(3.175mm) of shank part, and it is reduced to an inclined surface, which is necessary for the machining of blade parts. Only use the minimum diameter and length of the tool.
그리고 마이크로드릴 소재의 주원료는 Wc-CorP의 초경합금 재료이며, 절삭가공 공구의 기본특성인 강성, 인성 및 내마모성을 갖춘 초미립자 초경합금으로 경도는 HRA92, 항절력은 430Kgf/mm2정도이다.The main raw material of the microdrill material is cemented carbide of Wc-CorP. It is an ultrafine cemented carbide with the stiffness, toughness, and abrasion resistance, which are the basic characteristics of cutting tools. The hardness is HRA92, and the strength of 430Kgf / mm 2 .
사용용도는 금속가공용과 인쇄회로기판용(PCB기판) 미세홀가공용으로 나눌 수 있는데 최근 정보통신의 발달로 반도체, 휴대폰, 컴퓨터 등의 하드웨어들이 소형화, 경량화 추세가 지속적으로 이루어져 이에 따른 부품도 소형화되어 부품 장착을 하기 위한 미세홀도 소형화 되어가고 있는 추세이다. 따라서 마이크로드릴도 소형화되어 현재는 0.1mm까지 생산되고 있다.The usage can be divided into metal processing and printed circuit board (PCB substrate) micro hole processing. Recently, with the development of information and communication, hardware, semiconductors, mobile phones, computers, etc. are continuously miniaturized and light weighted, so parts are also miniaturized. Micro holes for component mounting are also becoming smaller. Therefore, microdrills have also been miniaturized and are now being produced to 0.1mm.
이러한 마이크로드릴을 제작하기 위한 공정은 첫째, 직경3.3mm의 원형봉을 준비하여 완성될 마이크로드릴의 길이만큼 절단하는 커팅가공공정, 둘째, 커팅된 재료의 절단면을 매끄럽게 다듬으면서 정확한 길이의 치수를 맞추는 평면연삭가공공정(38.1±0.1mm), 셋째, 평면연삭된 재료의 외경을 매끄럽게 다듬으면서 정확한 직경을 갖도록 맞추는 황삭 및 정삭가공공정(직경3.1c), 넷째, 샹크부의 후방을 모떼기 하는 면취가공공정, 다섯째, 마이크로드릴의 샹크부 및 플루트부를 형성하기 위한 형상을 만드는 스텝가공공정, 여섯째, 플루트부의 헬릭스각과 선단각을 가공하는 홈가공공정 그리고 마지막으로 완성된 마이크로드릴의 불량을 검출해 낼 수 있는 검사공정으로 이루어진다.The process for manufacturing such a microdrill is first, a cutting process to prepare a circular rod of 3.3mm diameter and cut the length of the microdrill to be completed, and second, to smoothly cut the cutting surface of the cut material to match the exact length dimension Plane grinding process (38.1 ± 0.1mm), third, roughing and finishing process (3.1c diameter) to smoothly trim the outer diameter of planar-grinded material to the correct diameter, and fourth, chamfering the back of the shank part Process, fifth, step machining process to form the shape of shank and flute part of microdrill, sixth, grooving process to process helix angle and tip angle of flute part, and finally the defect of the finished microdrill can be detected. Inspection process.
그러나 이와 같은 공정을 수행하는 장비들은 최첨단 나노기술이 집약된 장비들로 국내에서는 제작 개발된 예가 없어 거의 모두 수입해서 사용하는 실정이다.However, the equipment that performs such a process is a state-of-the-art nano-technology-intensive equipment, almost no imports and use in Korea because there is no example produced and developed.
따라서 상기와 같은 공정중에서 마이크로드릴의 기본 형상을 가공하기 위한 스텝가공공정을 수행하는 스텝가공기를 자체개발하여 국내 산업발전에 이바지 하고자 한다.Therefore, in order to contribute to the domestic industrial development by developing a self-developed stepper that performs the step processing process for processing the basic shape of the microdrill in the above process.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 면취가공된 마이크로드릴의 재료에 플루트부 자리와 샹크부 자리의 형상을 가공하는 마이크로드릴 스텝 그라인딩 머신을 제공하는데 있다.The present invention has been made to meet the above needs, and an object of the present invention is to provide a microdrill step grinding machine for processing the shape of the flute portion and the shank portion in the material of the chamfered microdrill.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은,The present invention to achieve the above object,
베드의 일측상부에 설치되어 베드의 중심방향으로 선택적 왕복운동하는 이송베이스판과, 이송베이스판의 상부면상에서 다시 동일한 방향으로 선택적 왕복운동하면서 재료를 물고 회전시키는 스핀들과, 스핀들에 재료를 로드 및 언로드 시키는 3차원 이송방식의 이송대로 이루어진 이송장치부;A transfer base plate installed on one side of the bed to selectively reciprocate in the center direction of the bed, a spindle for biting and rotating the material while selectively reciprocating in the same direction on the upper surface of the transfer base plate, and loading the material onto the spindle and A conveying device part made of a conveying table of a three-dimensional conveying method for unloading;
베드의 타측상부면상에 설치되어 재료의 중심축방향으로 선택적 왕복운동하면서 재료를 스텝가공하는 황삭기 및 정삭기로 이루어진 가공장치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로드릴 스텝 그라인딩 머신을 제공한다.Provided is a microdrill step grinding machine, which is provided on the other upper surface of the bed and comprises a processing device portion consisting of a roughing machine and a finishing machine for stepping the material while selectively reciprocating in the direction of the center axis of the material.
여기에서. 이송장치부에는 가공전 재료가 안착되는 로드파랫트 및 가공후 재료가 안착될 언로드파랫트를 구비하는 안치판을 더 포함하는 것이 바람직하다.From here. Preferably, the transfer unit further includes a mounting plate having a rod pallet on which the material is placed before processing and an unload pallet on which the material is processed after processing.
그리고 이송장치부와 가공장치부의 사이에는 스핀들에 물린 재료를 고정시키기 위한 고정장치부가 더 포함되는 것이 바람직하며, 고정장치부는 재료를 하부에 서 받치는 브이블록과, 재료를 상부에서 선택적으로 눌러주는 고정롤러와, 고정롤러를 승하강시키는 실린더로 이루어진다.And it is preferable to further include a fixing device for fixing the material bitten on the spindle between the feeder and the processing device, the fixing device is a V-block supporting the material from the bottom, the fixing to selectively press the material from the top It consists of a cylinder which raises and lowers a roller and a fixed roller.
이때, 이송대는 베드에 고정되어 부상되는 X축이송레일과, X축이송레일을 따라 선택적 왕복운동하는 Y축이송레일과, Y축이송레일을 따라 선택적 왕복운동하는 Z축이송레일과, Z축이송레일을 따라 선택적 왕복운동하면서 스핀들에 재료를 로드 및 언로드시키기 위해 선택적으로 회전하는 회전자로 이루어지며, 회전자에는 두개의 로드 및 언로드 이송척이 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the transfer table is fixed to the bed X-axis transport rail, the Y-axis feed rail to reciprocate selectively along the X-axis feed rail, Z-axis feed rail to selectively reciprocate along the Y-axis feed rail, Z-axis It consists of a rotor that selectively rotates to load and unload material onto the spindle while selectively reciprocating along the conveying rail, wherein the rotor is preferably formed with two load and unload feed chucks.
황삭기는 베드의 상부면상에서 재료의 중심축방향으로 선택적 왕복운동하는 황삭베이스판과, 황삭베이스판의 상부면상에 고정되는 스핀모터와, 스핀모터에 장착되면서 회전되어 재료를 그 축방향에 대하여 수평하게 연삭하는 황삭날로 이루어지는 것이 바람직하다.The roughing machine is a roughing base plate which selectively reciprocates in the direction of the center axis of the material on the upper surface of the bed, a spin motor fixed on the upper surface of the roughing base plate, and is rotated while being mounted on the spin motor so that the material is horizontal to its axial direction. It is preferable that it consists of a rough blade which grinds easily.
그리고 정삭기는 황삭기와 마찬가지로 베드의 상부면상에서 재료의 중심축방향으로 선택적 왕복운동하는 정삭베이스판과, 정삭베이스판의 상부면상에 고정되는 스핀모터와, 스핀모터에 장착되면서 회전되어 재료를 그 축방향에 대하여 수직하게 연삭하는 정삭날로 이루어지는 것이 바람직하다.And the finishing machine, like the roughing machine, is a finishing base plate that selectively reciprocates in the direction of the center axis of the material on the upper surface of the bed, a spin motor fixed on the upper surface of the finishing base plate, and is rotated while being mounted on the spin motor to rotate the material. It is preferable that it consists of the finishing blade which grinds perpendicularly to a direction.
이때, 정삭날은 황삭날에 인접한 후위에서 가공되는 것이 바람직 할 것이다.At this time, the finishing blade will be preferably processed in the rear adjacent to the roughing blade.
한편, 정삭베이스판의 운동수단은 정삭베이스판의 일측 상부면상에 사선으로 이송레일이 형성되고, 이송레일에는 가이드가 끼워지고, 가이드에는 정삭베이스판에 수직한 방향으로 스크류축이 나사결합되고, 스크류축은 서브모터에 연결되어 정삭 스핀들에 의한 진동을 최소화 한다.On the other hand, the movement means of the finishing base plate is a feed rail is formed in an oblique line on the upper surface of one side of the finishing base plate, the guide rail is fitted to the feed rail, the screw shaft is screwed in the direction perpendicular to the finishing base plate, The screw shaft is connected to the submotor to minimize vibration by the finishing spindle.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로드릴 스텝 그라인딩 머신에 대해 설명한다.Hereinafter, a microdrill step grinding machine according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 스텝 그라인딩 머신을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 주요부분을 나타낸 사시도이며, 그리고 도 3은 본 발명의 주요부분을 다른 각도에서 바라본 사시도이다.1 is a perspective view showing a step grinding machine according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing the main part of the present invention, and Figure 3 is a perspective view of the main part of the present invention from a different angle.
도 1내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 스텝 그라인딩 머신(100)은 내부가 투영되는 투명한 함체(110)내부에 베드(120)가 안치되고, 베드(120)의 상부면상 일측에는 마이크로드릴의 재료들을 이송시켜주는 이송장치부(200)와, 베드(120)의 상부면상 타측에는 이송장치부(200)에 의해 이송된 재료를 가공하는 가공장치부(300)가 설치된다. 또한, 본 발명에서는 이송장치부(200)와 가공장치부(300)의 모든 제어를 담당하는 제어장치부(도시되지 않음)가 구비된다.1 to 3, in the
먼저, 이송장치부(200)는 베드(120)의 상부면상 중앙을 기점으로 일측방향으로 형성되는데, 베드(120)의 상부면상 일측에서 타측의 가공장치부(300)측으로 제어장치부의 제어에 의해 왕복운동하는 이송베이스판(210)과, 이송베이스판(210)의 상부에서 제어장치부의 제어에 의해 다시 가공장치부(300)측으로 왕복운동하는 스핀들 몸체(224)와, 이송베이스판(210)의 측면에 배치되어 마이크로드릴의 가공용 재료 및 가공후 재료가 로드 및 언로드 되는 안치판(230)과, 마찬가지로 이송베이스판(210)의 측면에 안치판(230)과 이웃하게 설치되어 제어장치부의 제어에 의해 안치판(230)의 가공용 재료 및 가공후 재료를 선택적으로 로드 및 언로드하는 3차원 이송방식의 이송대(240)로 이루어진다.First, the
도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 이송장치부를 정면에서 바라본 작동상태도이다.4 and 5 is an operation state view as seen from the front of the transfer unit shown in FIG.
이송베이스판(210)의 왕복운동수단은 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 스크류방식에 의해 이루어진다. 이러한 왕복운동수단은 별도의 서브모터(212)와, 스크류축(214) 및 가이드(216)에 의해서 작동되는데, 이송베이스판(210)이 배치된 베드(120)의 상부면상과 이송베이스판(210)의 하부면상에는 한 줄 이상의 홈(도시되지 않음)과 돌기(도시되지 않음)가 형성되어 베드(120)에 대해 이송베이스판(210)이 슬라이딩되는 구조를 갖는다. 그리고 이송베이스판(210)의 측면측 외부에는 서브모터(212)가 장착되고, 서브모터(212)와 연결되면서 이송베이스판(210)의 내부에 일체로 형성된 가이드(216)에 나사결합되는 스크류축(214)으로 이루어진다. 즉, 제어장치부의 지령에 의해 서브모터(212)가 회전되면서 함께 스크류축(214)을 회전시키고, 스크류축(214)의 회전으로 나사결합된 가이드(216)가 왕복운동하여 결과적으로 이송베이스판(210)이 왕복운동하는 것이다.Reciprocating means of the
한편, 이송베이스판(210)의 상부면상에는 가공장치부(300)측으로 길게 연장되는 봉 형상의 레일(222)이 형성되고, 이러한 레일(222)에 제어장치부의 제어에 의해 레일(222)을 따라 왕복운동을 하는 스핀들 몸체(224)가 결합되고, 몸체(224)에는 가공장치부(300)측을 향하도록 스핀들(228)이 장착된다. 여기에서 레일(222)이 형성되기 위해 이송베이스판(210)의 일측 및 타측에는 수직한 측판(220)이 형성되고, 이 측판(220)의 사이에 레일(222)이 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 스핀들 몸체(224)가 왕복운동을 하기 위해 운동수단이 필요하게 되는데, 이송베이스판 (210)에서 사용된 운동수단과 동일한 스크류방식이 사용된다. 즉, 가공장치부(300)의 반대편 측판(220)의 외부에 서브모터가 배치되고, 서브모터에는 다시 스크류축이 연결되고, 스크류축은 다시 스핀들 몸체(224)의 내부에 나사결합된다.On the other hand, on the upper surface of the
스핀들(228)은 선단부에 재료를 고정시킬 수 있는 척이 형성된 것으로, 이송대(240)에 의해 재료가 로드 및 언로드되며, 이송대(240)에 의해 재료가 로드되면 고정척이 재료를 잡은 후, 가공장치부(300)측으로 이동하여 가공하고 가공이 완료되면 다시 뒤로 이동하여 이송대(240)가 다시 언로드시킨다. 여기에서 고정척은 외부의 에어콤푸레셔(도시되지 않음)에서 공급되는 에어에 의해 작동된다. 그리고 스핀들(228)에는 스핀들(228)을 회전시키는 스핀들모터(226)가 별도로 구비된다.The
도 6은 이송장치부의 안치판을 나타낸 사시도이다.6 is a perspective view showing the mounting plate of the transfer unit;
안치판(230)에는 도 6에서 보는 바와 같이 로드파렛트(232)와, 언로드파랫트(236)가 구비되는데, 면취공정을 마친 재료(A)들은 로드파랫트(232)에 담겨져 안치판(230)으로 옮겨진다. 즉, 로드파랫트(232)와 언로드파랫트(236)는 항상 같은 자리에 안치되어 같은 좌표를 갖도록 되어야 한다. 따라서 3차원 이송대(240)가 로드파랫트(232)에서 가공용 재료(A)를 들어올린후, 스핀들(228)에 물리고 가공을 마친 스핀들(228)에서 가공후 재료를 언로드 하여 언로드파랫트(236)에 안치시킨다.The mounting
도 7은 이송장치부의 이송대를 나타낸 사시도이며, 그리고 도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 회전자의 작동상태를 나타낸 도면이다.7 is a perspective view showing a transfer table of the transfer unit, and FIGS. 8 and 9 are views illustrating an operating state of the rotor shown in FIG. 7.
3차원 이송대(240)는 도 7에서 보는 바와 같이 회전자(250)와, X축, Y축, Z축이송레일(262,256,242)을 구비한다.As shown in FIG. 7, the three-
회전자(250)는 도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이 270도의 범위내에서 90도 간격으로 선택 반복해서 움직일 수 있는 것으로, 이웃한 90도 간격에 각각 이송척(252)이 형성된다. 여기에서 두개의 이송척(252)중 하나는 로드용 이송척이고 다른 하나는 언로드용 이송척이 된다. 또한, 회전자(250)를 작동시키는 모터가 내부에 별도로 구비되는데, 여기에서 사용되는 모터는 통상의 알파스텝모터가 사용된다. 그리고 각각의 이송척(252)은 스핀들(228)의 고정척과 마찬가지로 별도의 에어콤프레셔에서 공급된 에어로 작동된다. 이러한 회전자(250)는 수직한 Z축이송레일(242)에 고정되어 상, 하 왕복운동을 한다.As shown in FIGS. 8 and 9, the
Z축이송레일(242)은 다시 Y축이송레일(256)을 따라 전진 및 후진을 한다. 그리고 다시 Y축이송레일(256)은 X축이송레일(262)을 따라 좌, 우 왕복운동을 한다.The Z-
여기에서 X축이송레일(262)의 하부면상에는 베드(120)측으로 연장되면서 베드(120)에 고정되는 고정대(270)가 형성되어 X축이송레일(262)이 공중에 부양된채로 설치되고, 이러한 X축이송레일(262)에 Y축이송레일(256)이 결합되어 마찬가지로 부양되고, 또한, Z축이송레일(242)도 Y축이송레일(256)에 결합되어 부양되는 것이다.Here, on the lower surface of the
바람직한 X,Y,Z축이송레일(262,256,242)의 운동수단을 간략하게 설명하면, 이송베이스판(210)과 마찬가지로 모두 스크류방식으로 작동된다.Briefly describing the preferred means of movement of the X, Y, Z axis transfer rails (262, 256, 242), as in the
즉, Z축이송레일(242)의 상부측 내부에는 서브모터가 내장되고, 서브모터에는 다시 하측으로 연장되는 스크류축이 연결되고, 회전자(250)를 지지하면서 Z축이송레일(242)에 결합되는 승하강이송판(248)에 스크류축이 나사결합된다. 여기에서 Z축이송레일(242)의 일측면상에는 가이드홈(244)이 형성되고, 승하강이송판(248)에는 가이드홈(244)에 삽입되어 승하강되는 가이드(249)가 형성되며, 가이드(249)가 스크류축과 나사결합된다. 따라서 서브모터의 작동에 의해 스크류축이 회전하면서 가이드(249)를 움직여 실질적으로 회전자(250)를 승하강시키는 것이다.That is, a sub-motor is built into the upper side of the Z-
그리고 승하강이송판(248)이 결합되는 Z축이송레일(242)의 타측면상에는 Y축이송레일(256)과 결합되는 가이드(246)가 형성되고, Y축이송레일(256)의 일측면상에는 가이드(246)가 결합되는 가이드홈(258)이 형성된다. 또한, Y축이송레일(256)의 내부에는 서브모터가 내장되며, 서브모터에는 다시 스크류축이 연결되고 스크류축은 다시 가이드(246)와 나사결합된다.And on the other side of the Z-
그리고 Y축이송레일(256)의 하부면상에는 X축이송레일(262)과 결합되는 가이드(260)가 형성되고, X축이송레일(262)의 내부에는 서브모터(265)가 내장되며, 서브모터(265)에는 다시 스크류축(268)이 연결되고, 스크류축(268)은 Y축이송레일(256)의 가이드(260)에 나사결합된다. 여기에서 Z축, Y축이송레일(242,256)의 서브모터는 결합되는 가이드와 동축으로 연결되지만 X축이송레일(262)의 서브모터(265)는 공간의 제약을 받아 동축으로 연결되지 못한다. 따라서 서브모터(265)와 스크류축(262)의 사이에 연결축(267)을 연결하여 동력을 전달한다.A
도 10은 가공장치부의 절삭부분을 확대하여 나타낸 평면도이고, 도 11은 도 10의 A부분을 확대하여 나타낸 평면도이며, 그리고 도 12는 도 11의 B부분을 확대하여 나타낸 평면도다.FIG. 10 is an enlarged plan view of the cutting portion of the processing apparatus, FIG. 11 is an enlarged plan view of portion A of FIG. 10, and FIG. 12 is an enlarged plan view of portion B of FIG. 11.
계속해서 도 2 및 도 3을 참고하면, 가공장치부(300)는 베드(120)의 상부면 상 타측에 황삭기(310)와 정삭기(320)를 구비한다. 여기에서 황삭기(310)와 정삭기(320)의 서로 마주치는 접점은 도 10 및 도 11에서 보는 바와 같이 스핀들(228)의 센터와 동선상에 위치하는 것이 바람직할 것이다.2 and 3, the
그리고 황삭기(310)는 스핀들(228)에 장착된 가공용 재료의 스텝가공을 1차적으로 수행하는 것으로 황삭날(316)의 배치방향이 재료의 길이방향과 거의 평행한 방향으로 배치된다. 또한, 정삭기(320)는 스핀들(228)에 장착된 가공용 재료의 스텝가공을 2차적으로 수행하는 것으로 황삭기(310)에 의해 재료가 황삭된 후에 바로 후방에서 정확한 수치로 가공한다(도 12 참조). 그리고 정삭기(320)의 정삭날(326)은 재료의 길이방향에 직각 방향으로 배치된다.In addition, the roughing
황삭기(310)는 황삭날(316)을 회전시키는 스핀모터(314)가 구비된다. 이러한 스핀모터(314)는 황삭베이스판(312)의 상부에 장착되는데, 황삭베이스판(312)은 가베드(120)의 상부에서 스핀들(228)의 축방향 중심으로 제어에 의해 왕복운동을 한다. 황삭베이스판(312)의 운동수단은 이송베이스판(210)과 마찬가지로 스크류방식이 사용되며, 서브모터와 스크류축이 구비되고, 스크류축은 황삭베이스판(312)의 내부에 일체로 형성된 가이드에 나사결합된다. 그리고 베드(120)의 상부면상과 황삭베이스판(312)의 하부면상에 한 줄 이상의 홈과 돌기가 형성되어 황삭베이스판(312)이 베드(120)에 대해 슬라이딩된다.Roughing
정삭기(320)는 황삭기(310)와 마찬가지로 정삭날(326)을 회전시키는 스핀모터(314)가 구비된다. 이러한 스핀모터(314)는 정삭베이스판(322)의 상부에 장착되는데, 정삭베이스판(322)은 황삭베이판(312)과 마찬가지로 베드(120)의 상부에서 스핀들(228)의 축방향 중심으로 제어에 의해 왕복운동한다. The finishing
도 13 및 도 14는 정삭베이스판의 운동수단을 개략적으로 도시한 도면이다.13 and 14 are views schematically showing the movement means of the finishing base plate.
정삭베이스판(322)의 운동수단은 황삭베이판(312)과 마찬가지로 스크류방식이 사용된다. 여기에서 정삭은 정밀도를 요하는 가공으로 스핀모터(324)의 떨림에 의해 정삭베이스판(322)이 정밀하게 움직이지 못할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 정삭베이스판(322)의 운동수단을 스크류방식으로 하되, 보다 정밀한 움직임을 위해 도 13 및 도 14에서 보는 바와 같이 별도의 이송레일(323)을 형성하였다. 즉, 도면에서 보는 바와 같이 정삭베이스판(322)의 일측에 별도의 구동부(330)를 설치하여 구동부(330)내에 서브모터(332)와, 스크류축(334)을 연결시키고, 스크류축(334)과 나사결합되는 가이드(336)를 구비하였다. 그리고 가이드(336)는 다시 정삭베이스판(322)의 일단 상부면상에 결합된다. 이때, 정삭베이스판(322)의 일단 상부면상에는 가이드(336)가 이동되는 이송레일(323)이 형성된다. 이러한 이송레일(323)은 스크류축(334)과 평행하지 않은 사선방향으로 형성되어 가이드(336)가 전진 후진함에 따라 가이드(336)의 직각방향으로 정삭베이스판(322)이 정밀한 왕복운동을 하게 된다. 그리고 정삭베이스판(322)의 하부면상과 베드(120)의 상부면상에는 서로 대응되는 한 줄 이상의 돌기와 홈이 형성되어 정삭베이스판(322)이 베드(120)에 대해 슬라이딩되는 구조를 갖는다.As the movement means of the finishing
한편, 이송장치부(200)와 가공장치부(300)의 사이에는 스핀들(228)의 고정척에 물려진 재료(A)를 흔들림 없이 고정시키기 위한 고정장치부(400)가 더 구비된다.On the other hand, between the
다시 도 4 및 도 5를 참고하면, 고정장치부(400)는 가공장치부(300)측에 세워진 측벽(220)에 인접하게 형성되는데, 측벽(220)과 이웃하게 종방향으로 직립되면서 그 상부면상에 V홈이 형성된 브이블록(410)과, 브이블록(410)의 상부에서 에어실린더(420)에 의해 선택적으로 하강하여 브이블록(410)에 맞닿는 고정롤러(430)로 이루어진다. 즉, 제어장치부의 제어에 의해 실린더(420)가 수축되며 고정롤러(430)가 하강하여 브이블록(410)과 고정롤러(430)의 사이에 재료를 고정시킨다.4 and 5, the fixing
하기에는 본 발명에 따른 마이크로드릴 스텝 그라인딩 머신(100)의 작동 및 사용상태를 간략하게 설명한다.The following briefly describes the operation and use of the microdrill
도 15는 이송장치부 및 가공장치부의 작동방향을 알아보기 위한 도면이고, 도 15는 스텝가공이 완성된 제품을 나타낸 도면이며, 그리고 도 16 내지 도 22는 스텝가공 순서를 나타낸 도면들이다.15 is a view for checking the operation direction of the transfer unit and the processing unit, Figure 15 is a view showing the product is completed step processing, and Figures 16 to 22 are views showing the step processing sequence.
면취가공이 끝난 재료(A)는 면취부분이 하측을 향하도록 로드파랫트(232)에 장착되어 안치판(230)에 안치된다. 여기에서 사용되는 재료(A)는 길이가 38.1ㅁ 0.1mm이고, 직경이 3.1이다.Chamfering finished material (A) is mounted on the
작업을 개시하면, 3차원 이송대(240)의 X축, Y축이송레일(262,256)이 움직여 로드용 이송척(252)이 가공할 재료(A)의 상부에 위치하게 되고, 다시 Z축이송레일(242)이 움직여 재료(A)의 선단부에 로드용 이송척(252)이 위치되며, 다시 이송척(252)이 재료(A)를 물고 움직여 스핀들(228)의 고정척으로 이동한다.When the operation starts, the X-axis and Y-axis feed rails 262 and 256 of the three-dimensional feed table 240 move so that the
고정척앞에 위치한 회전자(250)는 시계방향으로 회전하여 재료(A)의 면취부분이 고정척에 들어가도록 유도한다. 고정척은 재료(A)를 물고 회전자(250)는 뒤로 빠지면서 다시 로드파랫트(232)에 안치된 다른 하나의 재료(A)를 물고 대기한다. 고정척에 물린 재료는 이송베이스판(210) 및 스핀들 몸체(224)가 가공장치부(300)측으로 이동되면서 재료(A)의 면취부분 반대측이 황삭날(316)과 맞닿는다.The
스핀들(228)은 계속해서 회전하고 황삭날(316)과 정삭날(326)도 회전하면서 이송베이스판(210), 스핀들(228), 황삭기(310), 정삭기(320)가 수치제어에 의해 재료를 원하는 형태로 가공한다. 여기에서 도 15에서 보는 것처럼 이송베이스판(210)의 움직임을 X1이라하고, 스핀들 몸체(224)의 움직임을 X2라하고, 정삭기(320)의 움직임을 Y1이라하고, 황삭기(310)의 움직임을 Y2라고 하여 자세한 가공순서를 살펴보기로 한다.The
먼저, 완성되는 마이크로드릴의 형상 및 주요부위를 살펴보면 도 16에서 보는 바와 같이 마이크로드릴의 가공부위 선단에 1차 가공으로 날부위가 형성되고, 1차가공과 병행하면서 언더컷이 형성될 수도 있다. 그리고 2차 가공으로 방사상 커지는 테이퍼가 형성되고, 3차 가공으로 샹크부가 형성된다.First, looking at the shape and major parts of the finished microdrill, as shown in FIG. 16, the blade is formed by the primary machining at the tip of the microdrill, and undercut may be formed in parallel with the primary processing. And a taper which becomes radially large by a secondary process is formed, and a shank part is formed by a tertiary process.
먼저, 도 17에서 보는 것과 같이 X1, X2를 위치이동하여 재료(A)의 가공부위가 황삭날(316)에 맞닿도록 유도한다. 이때, 황삭날(316)은 재료(A)의 가공부위 선단에 원하는 직경을 갖도록 재료(A)의 축방향중심과 일정거리 이격되도록 위치시키고, 정삭날(326)은 황삭날(316)의 반대측에서 동일한 직경으로 가공되도록 위치시킨다.First, as shown in FIG. 17, X1 and X2 are moved to induce the machining portion of the material A to contact the
재료(A)를 가공할 준비가 되면, 고정장치부(400)의 실린더(420)를 수축시켜 고정롤러(430)가 하강하면서 재료(A)가 브이블록(410)에 고정되도록 한다. 그리고 나서 X2를 가공장치부(300)측으로 이동시켜 1차 단 가공을 한다. 1차 가공에서는 직경 0.25mm를 약 7mm가량 가공한다. 1차 가공은 마이크로드릴의 날부위를 가공하는 것으로 정밀도를 요하기 때문에 반드시 황삭후에 정삭이 수행되어야 한다. 그리고 마이크로드릴의 종류에 따라서 날부위보다 조금 작은 직경을 갖는 언더컷이 형성될 수도 있는데, 이러한 언더컷을 형성시키기 위해 도 18에서 보는 것과 같이 날부위의 4mm에서부터 7mm까지 정삭에 의해서만 0.235mm를 가공한다. 여기까지 마치면, 정삭기(320)는 더 이상 가공을 하지 않고 물러난다. 물론 2차 및 3차 가공에서 정삭을 수행하면 좋지만 정밀도를 요하는 날부위만 정삭을 병행하고 나머지 부분을 황삭만으로도 가능하기 때문이다.When the material A is ready for processing, the
다음은 도 20에서 보는 바와 같이 X2와 Y2를 함께 움직이면서 테이퍼 가공을 한다. 즉, X2는 황삭날(316)측으로 이동시키고, 황삭기(310)는 뒤로 빠지면서 가공한다. 이때, 가공길이는 수평방향으로 약 3mm정도가 적당하다. 여기에서 테이퍼 가공을 하기전에 테이퍼의 시작부분에 곡률을 형성시키는 라운딩 가공이 선행되는 것이 바람직하다(도 19 참조).Next, as shown in FIG. 20, the tapering process is performed by moving X2 and Y2 together. That is, X2 moves to the
다음은 도 21에서 보는 바와 같이 Y2를 고정시켜놓고 X2를 이동하여 길이 약 2.5mm에 직경 1.2mm의 3차 단 가공을 한다.Next, as shown in FIG. 21, Y2 is fixed and X2 is moved to perform the third step of about 2.5 mm in length and 1.2 mm in diameter.
다음은 도 22에서 보는 바와 같이 X2와 Y2를 함께 움직이면서 4차 테이퍼 가공을 한다. 여기에서 4차 가공을 수행하기 전에 테이퍼의 시작부분에 일정한 곡률을 형성시키는 것이 바람직하다(도 21 참조).Next, as shown in FIG. 22, the fourth taper processing is performed while moving X2 and Y2 together. Here, it is preferable to form a constant curvature at the beginning of the taper before performing the fourth processing (see Fig. 21).
다음은 도 23에서 보는 바와 같이 Y2를 후진하고, 고정장치부(400)의 실린더 (420)를 신장시켜 고정롤러(430)를 올린후, X1 및 X2를 가공장치부(300)의 반대측으로 후진시킨다.Next, as shown in FIG. 23, Y2 is reversed, the
작업을 마치고 스핀들(228)이 정지되면, 다시 3차원 이송대(240)가 움직여 회전자(250)가 스핀들(228)의 고정척에 인접하게 다가온다.When the work is finished and the
여기에서 회전자(250)의 로드 이송척(252)에는 가공전 재료(A)가 물려 대기중에 있고, 다른 언로드 이송척(252)은 빈 상태로 되어 있다. 따라서 회전자(250)가 회전하여 빈 상태의 언로드 이송척(252)이 스핀들(228)로 다가와 고정척에 물린 가공후 재료를 잡아 뺀 후, 회전자(250)가 90도 회전하고, 다시 로드 이송척(252)에 대기중인 가공전 재료(A)를 고정척에 물려준 후, 이송대(240)가 물러나면서 가공후 재료를 언로드파랫트(236)에 안치시킨다. 그리고 다시 가공전 재료(A)를 물고 대기한다.Here, the material A is pre-processed by the
이와 같이 반복된 작업을 수행하다 보면, 로드파랫트(232)에 있던 가공전 재료(A)들이 모두 언로드파랫트(236)에 작업을 마치고 안치되게 된다. 보통 로드 및 언로드 파랫트(232,236)에는 각각 500개의 안착홀(233,237)이 형성되는데, 제어장치부에서 이를 기억하고 있다가 로드파랫트(232)의 모든 재료(A)가 언로드파랫트(236)로 옮겨지면 작업을 중지시킨다.In the repeated operation as described above, all of the pre-processing materials A in the
중지된후, 다음 작업을 위해 언로드파랫트(236)는 홈가공공정으로 넘어가고 다시 면취가공이 끝난 가공전 재료(A)의 로드파랫트(232) 및 언로드파랫트(236)가 안치판(230)에 안치된다. 여기에서 언로드파랫트(236)는 이전작업의 로드파랫트(232)로 대체시킬 수 있다.After stopping, the unloaded
한편, 제어장치부는 전술한 바와 같은 모든 작업순서 및 작업치수를 수치제어방식으로 프로그램에 의해 준비된다. 이러한 프로그램은 PC에서 준비한 후, PC와 제어장치부를 연결하여 프로그램을 전송시킨다.On the other hand, the control unit is prepared by the program in the numerical control method for all the work order and work dimensions as described above. Such a program is prepared in a PC and then connected to the PC and the control unit to transmit the program.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로드릴 스텝 그라인딩 머신은 초정밀도를 자랑하면서 마이크로드릴의 규격에 따라 분당 1~2개씩을 자동생산해 낼수 있다.As described above, the microdrill step grinding machine according to the present invention can boast ultra-precision and automatically produce 1-2 pieces per minute according to the specifications of the microdrill.
또한, 본 발명에 따른 스텝 그라인딩 머신의 3차원 이송대는 회전자와 두개의 이송척을 갖고 있기 때문에 회전자의 선택적인 회전에 의해 재료의 로드와 언로드를 한번에 수행할 수 있다.In addition, since the three-dimensional feed table of the step grinding machine according to the present invention has a rotor and two feed chucks, it is possible to load and unload materials at once by selective rotation of the rotor.
또한, 본 발명에 따른 스텝 그라인딩 머신의 정삭기측 운동수단은 사선방향의 이송레일에 의해 스핀모터에 의한 진동으로 인해 정밀도가 떨어지는 문제점을 해결하였다.In addition, the finishing-side movement means of the step grinding machine according to the present invention solves the problem that the precision is reduced due to the vibration by the spin motor by the feed rail in the diagonal direction.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims You will understand.
Claims (8)
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KR1020060023389A KR100634126B1 (en) | 2006-03-14 | 2006-03-14 | Micro drill step grinding m/c |
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