KR100822415B1 - 압력제어 가능한 시편 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자성체 또는 비자성체인 분석용 시편을 기계식 방식 또는 마그네틱 방식에 의해 고정시키고, 시편의 자중 또는 재질의 변화에 따라 지그의 하중을 다르게 하여 최적의 연마 면을 도출할 수 있도록 하는 압력제어 가능한 시편 연마장치에 관한 것으로서, 원판형의 연삭판이 구비되고, 상기 연삭판의 중심부와 외측부에는 서로 대향되는 한 쌍의 레일이 입설되는 연삭기와; 상기 레일에 대응되는 한 쌍의 가이드 홈이 양측부에 형성되는 본체가 구비되어 상기 레일에서 상하로 슬라이드 되고, 상기 본체의 하면에는 시편을 고정시키는 기계식 고정수단이 마련되며, 상기 본체의 상면에는 본체의 하중을 변경시킬 수 있도록 선택적으로 다수의 중량물이 안착되는 시편지그를 포함한다.

시편, 샘플, 연마, 압력

Description

압력제어 가능한 시편 연마장치{Apparatus for grinding specimen with pressure control}

도 1은 본 발명에 따른 압력제어 가능한 시편 연마장치의 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 압력제어 가능한 시편 연마장치의 분해 사시도이며,

도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 시편지그의 기계식 고정수단의 사용 상태를 나타내는 사용상태도이고,

도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 시편지그의 마그네틱 고정수단의 사용 상태를 나타내는 사용상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 시편 100: 연삭기

110: 연삭판 120: 커버

130: 레일 200: 시편지그

210: 본체 211a,211b: 가이드 홈

220: 손잡이 230: 냉각유로

240: 중량물 241: 안착공

300: 기계식 고정수단 310: 고정 플레이트

311: 제1결합뭉치 313: 제1결합공

320: 이동 플레이트 321: 제2결합뭉치

323: 제2결합공 325: 슬라이딩홈

327: 체결볼트 330a,330b: 조립홈

340a,340b: 가이드 연장홈 350: 조절볼트

351: 스토퍼 400: 마그네틱 고정수단

410: 마그네틱 리프트 411: 레버

420: 차폐막

본 발명은 압력제어 가능한 시편 연마장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자성체 또는 비자성체인 분석용 시편을 기계식 방식 또는 마그네틱 방식에 의해 고정시키고, 시편의 자중 또는 재질의 변화에 따라 지그의 하중을 다르게 하여 최적의 연마 면을 도출할 수 있도록 하는 압력제어 가능한 시편 연마장치에 관한 것이다.

주조 공정 또는 주조 실험시 주조되는 생산품의 성분 및 내부 조직상 등을 분석하기 위하여 금속 시편을 마련한 다음 시편의 일면을 연마처리한 후 에칭 과정을 거쳐 분석한다.

통상 금속 시편은 액체 상태의 용강에서 샘플을 채취한 다음 냉각과정을 거쳐 마련되고, 준비된 시편은 작업자가 직접 손으로 지지한 상태에서 분석하고자 하 는 면을 고속 회전되는 연삭기(사포)에 밀착시켜 연마시킨다.

이렇게 작업자가 수작업으로 시편의 연마를 하게 되면 고속 회전되는 연삭기와의 접촉에 의해 안전사고가 발생하거나, 연마시 발생되는 고열에 의해 연마작업을 연속적으로 진행하지 못하고 연마작업 도중에 냉각 과정을 반복하여 실시하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 연강과 경강 즉 실험하고자 하는 강종의 재질에 따라 경도가 달라 연마작업시 시편을 연삭기에 접촉시키는 압력을 달리하여 연마를 하여야만 정확한 분석면을 확보할 수 있으나 숙련된 작업자에 의하지 않으면 수작업으로 정확한 시편의 분석면을 얻는데 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 작동되는 연삭기에 장착되어 기계식 방식 또는 마그네틱 방식에 의해 시편을 고정시키는 시편지그를 마련하고, 시편지그의 하중을 변화시켜며 변화되는 시편지그의 하중 또는 재질에 의해 시편의 분석면을 적당한 압력으로 가압하여 연삭기에 연마할 수 있도록 하는 압력제어 가능한 시편 연마장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압력제어 가능한 시편 연마장치는 원판형의 연삭판이 구비되고, 상기 연삭판의 중심부와 외측부에는 서로 대향되는 한 쌍의 레일이 입설되는 연삭기와; 상기 레일에 대응되는 한 쌍의 가이드 홈이 양측부에 형성되는 본체가 구비되어 상기 레일에서 상하로 슬라이드 되고, 상기 본체의 하면에는 시편을 고정시키는 기계식 고정수단이 마련되며, 상기 본체의 상면에는 본체의 하중을 변경시킬 수 있도록 선택적으로 다수의 중량물이 안착되는 시편지그를 포함한다.

이때 상기 본체의 상면에는 손잡이가 부착되고, 상기 다수의 중량물은 판상으로 형성되며, 중심부에는 상기 손잡이가 관통되는 안착공이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 기계식 고정수단은 상기 본체의 하면 일측에 고정되고, 양측부 또는 양측 하부에 제1결합공이 각각 형성되는 한 쌍의 제1결합뭉치가 돌출형성되는 고정 플레이트와, 상기 본체의 하면 타측에 이동되도록 설치되고, 양측부 또는 양측 하부에 제2결합공이 각각 형성되는 한 쌍의 제2결합뭉치가 돌출형성되는 이동 플레이트와, 상기 제1결합공과 제2결합공에 동시에 체결되어 상기 이동 플레이트의 이동을 단속하는 조절볼트를 포함하고, 상기 고정 플레이트와 이동 플레이트의 대향되는 면 각각에는 시편이 조립되는 조립홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 제1결합공의 내주연에는 나사산이 형성되지 않고, 상기 제2결합공의 내주연에는 나사산이 형성되며, 상기 조절볼트의 일측 단부에는 스토퍼가 형성되어 상기 제1결합공의 외측에 위치되어 상기 조절볼트와 제2결합공의 체결정도에 따라 상기 이동 플레이트가 이동되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동 플레이트에는 이동 방향을 따라 한 쌍의 슬라이딩홈이 형성되고, 상기 슬라이딩홈에는 각각 체결볼트가 삽입되어 이동 플레이트가 상기 본체의 하면에서 수평으로 이동되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 고정 플레이트 및 이동 플레이트에는 상기 본체에 형성되는 가이드 홈을 연장하는 가이드 연장홈이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 본체의 중심에는 시편을 고정시키는 마그네틱 고정수단이 더 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 마그네틱 고정수단은 상기 본체의 중심에 삽입고정되어 스위치 또는 레버의 조작에 의해 자력의 발생이 단속되는 마그네틱 리프트이고, 상기 마그네틱 리프트의 하면은 상기 본체의 하면으로 노출되거나 접촉되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마그네틱 고정수단에는 상기 마그네틱 리프트의 상면 및 측면을 선택적 또는 동시에 커버하는 비자성체인 차폐막을 더 포함하여 자력의 손실을 방지하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 본체에는 공기가 유동되는 다수의 냉각유로가 형성되어 연삭시 발생되는 열을 방출시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 압력제어 가능한 시편 연마장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 압력제어 가능한 시편 연마장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 압력제어 가능한 시편 연마장치의 분해 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 압력제어 가능한 시편 연마장치는 크게 연삭기(100)와, 상기 연삭기(100)에 상하로 슬라이드 되도록 장착되고 시 편(1)을 고정시키는 시편지그(200)로 구성된다.

상기 연삭기(100)는 모터(미도시)의 구동에 의해 회전되는 원판형의 연삭판(110)과, 상기 연삭판(110)의 중심부와 외측부에 서로 대향되도록 입설되는 한 쌍의 레일(130)을 포함한다.

상기 연삭판(110)의 상부는 작업자의 안전을 위하여 커버(120)를 이용하여 보호되는데, 상기 커버는 시편을 연마하기 위한 소정의 공간이 노출된다.

그래서, 상기 한 쌍의 레일(130)은 상기 커버(120)의 노출된 소정 공간을 기준으로 커버(120)의 중심부와 외측부에 위치되는 것이 바람직할 것이다.

상기 레일(130)은 상기 시편지그(200)가 가이드되어 상하로 슬라이드 될 수 있도록 직선형태로 제작된다.

상기 시편지그(200)는 본체(210)와, 상기 본체(210)의 하면에 마련되어 시편(1)을 고정시키는 기계식 고정수단(300)과, 상기 본체(210)의 상면에 장착되어 본체(210)의 하중을 선택적으로 변경시켜주는 다수의 중량물(240)을 포함한다.

상기 본체(210)는 그 양측부에 상기 레일(130)의 형상에 대응되는 한 쌍의 가이드 홈(211a,211b)이 상하로 길게 형성되어 상기 레일(130)에서 상하로 슬라이드 된다.

그리고, 상기 본체(210)의 상면에는 손잡이(220)가 부착되고, 상기 본체(210)의 몸체에는 공기가 유동되는 다수의 냉각유로(230)가 관통형성되어 연삭시 발생되는 열을 방출시키기 용이하도록 구성된다.

상기 다수의 중량물(240)은 다양한 무게를 갖고 선별적으로 상기 본체(210) 에 장착되어 상기 본체(210)의 하중을 변경시켜주는 것으로서, 상기 중량물(240)은 상기 본체(210)에 안착시키기 용이하도록 판상으로 형성되고, 중심부에는 상기 손잡이(220)가 관통되는 안착공(241)이 형성되어 상기 본체(210)의 손잡이(220)에 상기 안착공(241)을 삽입시켜 중량물(240)을 고정시킨다.

상기 기계식 고정수단(300)은 연삭시키고자 하는 시편(1)을 본체(210)에 고정시켜 주는 수단으로서, 상기 본체(210)의 하면 일측에 고정되는 고정 플레이트(310)와, 상기 본체(210)의 하면 타측에 이동되도록 설치되는 이동 플레이트(320)와, 상기 고정 플레이트(310) 및 이동 플레이트(320)에 동시에 체결되어 상기 이동 플레이트(320)의 이동을 단속하고 일측 단부에는 스토퍼(351)가 형성되는 조절볼트(350)를 포함한다.

상기 고정 플레이트(310)는 상기 본체(210)의 하면에 볼트 체결에 의해 고정되고, 그 몸체의 양측부 또는 양측 하부에는 한 쌍의 제1결합뭉치(311)가 돌출형성되고, 상기 제1결합뭉치(311)에는 각각 제1결합공(313)이 형성된다.

상기 이동 플레이트(320)는 그 몸체에 이동 방향을 따라 한 쌍의 슬라이딩(325)이 형성되고, 상기 슬라이딩홈(325)에는 각각 체결볼트(327)가 삽입되어 이동 플레이트(320)가 상기 본체(210)의 하면에서 수평으로 이동되도록 설치된다.

그리고 몸체의 양측부 또는 양측 하부에는 상기 제1결합뭉치(311) 및 제1결합공(313)과 대응되는 위치에 제2결합뭉치(321) 및 제2결합공(323)이 형성된다. 즉, 제1결합공(313) 및 제2결합공(323)은 서로 연장선상에 형성되어 상기 조절볼트(350)에 의해 동시 체결된다.

상기 제1결합공(313) 및 제2결합공(323)은 몸체의 하면 또는 측면 중 선택되는 곳에 형성되는데, 본 실시예에서는 몸체의 측면에 상기 제1결합뭉치(311) 및 제2결합뭉치(321)를 돌출형성하고, 상기 제1결합뭉치(311) 및 제2결합뭉치(321)에 상기 제1결합공(313) 및 제2결합공(323)을 각각 형성하였다.

이때 상기 제1결합공(313)의 내주연에는 나사산이 형성되지 않고, 상기 제2결합공(323)의 내주연에는 나사산이 형성되며, 상기 조절볼트(350)의 스토퍼(351)는 상기 제1결합공(313)의 외측에 위치되어 상기 조절볼트(350)와 제2결합공(323)의 체결정도에 따라 상기 이동 플레이트(320)가 이동된다.

그리고, 상기 고정 플레이트(310)와 이동 플레이트(320)의 대향되는 면에는 각각 시편이 조립되는 조립홈(330a,330b)이 형성된다.

상기 조립홈(330a,330b)의 형상은 시편(1)의 형상에 대응되도록 형성되는 것이 바람직할 것이다.

그리고, 상기 고정 플레이트(310) 및 이동 플레이트(320)에는 상기 본체(210)에 형성되는 가이드 홈(211a,211b)을 연장하는 가이드 연장홈(340a,340b)이 더 형성되어 상기 본체(210)가 상하로 슬라이드되는 것을 보조한다.

본 발명에서는 자력에 의해 시편(1)을 고정시키기 위하여 마그네틱 고정수단(400)이 더 구비된다. 그래서, 시편(1)의 재질에 따라 기계적 고정수단(300) 및 마그네틱 고정수단(400)을 선택적으로 사용하여 시편(1)을 본체(210)에 고정시킨다.

상기 마그네틱 고정수단(400)은 상기 본체(210)의 중심에 삽입고정되어 스위 치 또는 레버(411)의 조작에 의해 자력의 발생이 단속되는 마그네틱 리프트(410)가 사용된다.

상기 마그네틱 리프트(410)는 비철금속에 의해 하측이 양분되고 상측이 영구자석에 의해 양분되는 몸체 내부에 착탈 가능한 회전체를 내입 설치하여 회전체의 회동에 따라서 몸체 하면에 자력이 차단하거나 발생할 수 있도록 함으로서 금속 및 철 구조물을 탈착하여 이송할 수 있도록 한 구조로 되어 있는 것이 일반적이고, 전술된 일반적인 구조를 기본으로 다양한 설계변경이 가능하다.

본 실시예에서는 스위치 또는 레버(411)의 조작에 의해 자력이 차단 또는 발생 된다면 어떠한 구조의 마그네틱 리프트(410)를 사용하여도 무방하다. 다만, 상기 마그네틱 리프트(410)의 하면은 상기 본체(210)의 하면으로 노출되거나 본체(210)의 하면과 접촉되어 상기 마그네틱 리프트(410)에서 발생되는 자력이 상기 본체(210)의 하방으로 작용하여 상기 본체(210)의 하면 또는 하부에 시편(1)이 접착되도록 한다.

그리고, 상기 마그네틱 리프트(410)의 상면 또는 측면을 커버하는 비자성체인 차폐막(420)을 더 포함하여 자력의 손실을 방지한다.

이하, 본 발명에 따른 압력제어 가능한 시편 연마장치의 사용상태를 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 준비된 시편(1)이 비자성체일 경우 본 장치의 기계식 고정수단(300)을 이용하여 시편(1)을 본체(210)에 고정시킨다.

도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 시편지그의 기계식 고정수단의 사용 상태를 나타내는 사용상태도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이 고정 플레이트(310)와 이동 플레이트(320)의 대향되는 면에 형성된 조립홈(330a,330b)에 준비된 시편(1)을 위치시키고, 조절볼트(350)를 회전시켜 이동 플레이트(320)가 고정 플레이트(310) 방향으로 이동되도록 한다.

이때 조절볼트(350)에 형성된 스토퍼(351)는 제1결합공(313)이 형성된 제1결합뭉치(311)에 의해 그 위치가 단속되고, 상기 제1결합공(313)에는 나사산이 형성되지 않았으며, 상기 제2결합공(323)에만 나사산이 형성됨에 따라 상기 조절볼트(350)를 회전시키면 상기 조절볼트(350)는 스토퍼(351)의 단속에 의해 제자리에서 회전되면서 이동 플레이트(320)가 고정 플레이트(310) 방향으로 이동되는 것이다.

이렇게 이동 플레이트(320)를 이동시켜 시편(1)을 조립홈(330a,330b)에 고정시켰으면 도 3b에 도시된 바와 같이 시편지그(200)를 연삭기(100)에 설치한다. 이때 시편지그(200)에 형성된 가이드 홈(211a,211b)을 연삭기(100)의 레일(130)에 삽입함으로써 시편지그(200)가 상기 레일(130)을 따라 상하로 슬라이드 되도록 한다.

그리고, 시편(1)의 강도에 따라 알맞은 무게의 중량물(240)을 선별하여 본체(210)의 상면에 안착시킨다.

이렇게 시편(1)의 연마 준비가 완료되면 연삭기(100)를 작동시켜 연삭판(110)을 회전시킨다. 그리면 도 3c에 도시된 바와 같이 시편지그(200)는 본 체(210)의 하중 및 중량물(240)의 하중에 의해 적당한 압력으로 시편(1)을 연삭판(110)에 가압하여 회전되는 연삭판(110)에 시편(1)이 연마된다.

만약 준비되는 시편(1)이 자성체일 경우에는 본 장치의 마그네틱 고정수단(400)을 이용하여 시편(1)을 본체(210)에 고정시킨다.

도 4a에 도시된 바와 같이 고정 플레이트(310)와 이동 플레이트(320)의 대향되는 면에 형성된 조립홈(330a,330b)에 준비된 시편(1)을 위치시키고, 레버(411)를 조작하여 마그네틱 리프트(410)에 자력을 발생시킨다. 그러면 본체(210)의 하방으로 노출된 마그네틱 리프트(410)의 하면에 시편(1)이 부착된다.

이렇게 마그네틱 리프트(410)에 시편(1)을 고정시켰으면 도 4b에 도시된 바와 같이 시편지그(200)를 연삭기(100)에 설치하여 시편지그(200)가 상기 레일(130)을 따라 상하로 슬라이드 되도록 한다.

그런다음 상기 기계식 고정수단(300)에 의해 시편(1)을 고정시켰을 때와 마찬가지로 시편(1)의 강도에 따라 알맞은 무게의 중량물(240)을 선별하여 본체(210)의 상면에 안착시키고, 연삭기(100)를 작동시켜 시편(1)을 연마시킨다.

상기와 같이 기계식 고정수단(300) 또는 마그네틱 고정수단(400)에 의해 본체(210)에 고정된 시편(1)은 연마 중 연삭판(110)과의 마찰에 의해 고열이 발생되는데, 이렇게 발생된 열은 시편(1)에서 본체(210)로 전달된 다음 방출된다. 이때 본체(210)에는 다수의 냉각유로(230)가 관통형성되어 열의 방출이 증대된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 시편의 재질에 따라 기계식 고정수단 또는 마그네틱 고정수단을 선택적으로 이용하여 시편지그에 손쉽게 고정시킬 수 있고, 시편지그에 중량물을 선택적으로 장착시켜서 시편의 경도에 따라 알맞은 압력을 제공하여 최적의 연마면을 도출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 시편 연마시 발생되는 마찰열은 시편지그를 통해 분산 냉각되며, 시편지그에 형성된 냉각유로에 외부의 공기가 통과되면서 시편지그의 냉각이 빠르게 진행되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (10)

1. 원판형의 연삭판이 구비되고, 상기 연삭판의 중심부와 외측부에는 서로 대향되는 한 쌍의 레일이 입설되는 연삭기와;

   상기 레일에 대응되는 한 쌍의 가이드 홈이 양측부에 형성되는 본체가 구비되어 상기 레일에서 상하로 슬라이드 되고, 상기 본체의 하면에는 시편을 고정시키는 기계식 고정수단이 마련되며, 상기 본체의 상면에는 본체의 하중을 변경시킬 수 있도록 선택적으로 다수의 중량물이 안착되는 시편지그를 포함하는 압력제어 가능한 시편 연마장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 본체의 상면에는 손잡이가 부착되고,

   상기 다수의 중량물은 판상으로 형성되며, 중심부에는 상기 손잡이가 관통되는 안착공이 형성되는 것을 특징으로 하는 압력제어 가능한 시편 연마장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 기계식 고정수단은

   상기 본체의 하면 일측에 고정되고, 양측부 또는 양측 하부에 제1결합공이 각각 형성되는 한 쌍의 제1결합뭉치가 돌출형성되는 고정 플레이트와,

   상기 본체의 하면 타측에 이동되도록 설치되고, 양측부 또는 양측 하부에 제2결합공이 각각 형성되는 한 쌍의 제2결합뭉치가 돌출형성되는 이동 플레이트와,

   상기 제1결합공과 제2결합공에 동시에 체결되어 상기 이동 플레이트의 이동을 단속하는 조절볼트를 포함하고,

   상기 고정 플레이트와 이동 플레이트의 대향되는 면 각각에는 시편이 조립되는 조립홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 압력제어 가능한 시편 연마장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제1결합공의 내주연에는 나사산이 형성되지 않고, 상기 제2결합공의 내주연에는 나사산이 형성되며, 상기 조절볼트의 일측 단부에는 스토퍼가 형성되어 상기 제1결합공의 외측에 위치되어 상기 조절볼트와 제2결합공의 체결정도에 따라 상기 이동 플레이트가 이동되는 것을 특징으로 하는 압력제어 가능한 시편 연마장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 이동 플레이트에는 이동 방향을 따라 한 쌍의 슬라이딩홈이 형성되고, 상기 슬라이딩홈에는 각각 체결볼트가 삽입되어 이동 플레이트가 상기 본체의 하면에서 수평으로 이동되는 것을 특징으로 하는 압력제어 가능한 시편 연마장치.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 고정 플레이트 및 이동 플레이트에는 상기 본체에 형성되는 가이드 홈을 연장하는 가이드 연장홈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 압력제어 가능한 시 편 연마장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 본체의 중심에는 시편을 고정시키는 마그네틱 고정수단이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 압력제어 가능한 시편 연마장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 마그네틱 고정수단은 상기 본체의 중심에 삽입고정되어 스위치 또는 레버의 조작에 의해 자력의 발생이 단속되는 마그네틱 리프트이고, 상기 마그네틱 리프트의 하면은 상기 본체의 하면으로 노출되거나 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 압력제어 가능한 시편 연마장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 마그네틱 고정수단에는 상기 마그네틱 리프트의 상면 및 측면을 선택적 또는 동시에 커버하는 비자성체인 차폐막을 더 포함하여 자력의 손실을 방지하는 것을 특징으로 하는 압력제어 가능한 시편 연마장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 본체에는 공기가 유동되는 다수의 냉각유로가 형성되어 연삭시 발생되는 열을 방출시키는 것을 특징으로 하는 압력제어 가능한 시편 연마장치.

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