KR101124997B1

KR101124997B1 - 금속 시편 연마기

Info

Publication number: KR101124997B1
Application number: KR1020090125674A
Authority: KR
Inventors: 송권섭; 윤기수
Original assignee: 주식회사 정원주철
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2012-03-27
Also published as: KR20110068624A

Abstract

본 발명은 금속 시편(60)의 경도, 표면조직, 구성원소의 종류 및 그 함유량 등 시편(60)의 전반적인 정보를 검사하고자, 검사의 전(前)단계인 연마단계에 사용되어지는 금속 시편 연마기에 관한 것이다. 본 발명의 구체적인 구성은 시편(60)을 콜릿척(48)에 고정한 후, 회전하는 숫돌(53)에 시편(60)의 표면을 안정적으로 연마할 수 있도록 숫돌(53)에 대하여 시편(60)을 전후좌우로 움직일 수 있는 받침대(10), 좌우이송대(20), 전후이송대(30) 및 시편고정대(40)의 구성으로 이루어진다.

연마, 금속, 시편

Description

금속 시편 연마기{Grinding machine for metal specimen}

본 발명은 금속 시편의 경도, 표면조직, 구성원소의 종류 및 그 함유량 등 시편의 전반적인 정보를 검사하고자, 검사의 전(前)단계인 연마단계에서 사용되어지는 금속 시편 연마기에 관한 것이다.

통상 금속 소재의 특성에는 경도, 평활도, 표면조직, 함유원소의 종류 및 함유량 등이 있고, 이 같은 금속 특성을 알아보기 위해 측정기기에 따른 적정크기와 형태로 시편을 성형한 후, 이 시편의 표면을 연마한 다음 해당 금속의 특성을 다양한 측정기기를 통해 검사하고 있다.

종래에 시편의 표면을 연마하기 위해서는 통상 회전하는 그라인더 또는 폴리셔(Polisher) 따위의 연마기를 이용하였다. 그러나 그라인더 또는 폴리셔에 시편을 연마할 경우 작업자가 손으로 시편을 쥐고서 연마기에 맞대어 놓은 상태에서 시편을 연마함에 따라, 시편을 쥐고 있는 작업자의 힘이 일정하지 않아 시편의 표면이 전체적으로 고르게 연마되지 않았을 뿐 아니라, 연마작업시 연마기의 빠른 회전으로 인해 시편이 손상되거나 작업자의 손이 다치는 일이 발생하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 시편을 콜릿척에 고정한 후, 회전하는 숫돌에 시편의 표면을 안정적으로 연마할 수 있는 금속 시편 연마기를 제공하고자 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 연마기는 시편을 고정한 상태에서 이송대를 전후좌우로 움직일 수 있도록 구성함으로써 시편의 표면이 전체적으로 고르게 연마될 뿐 아니라 작업자의 안전도 담보되도록 한 것이다.

본 발명의 구체적인 과제 해결 수단으로는, 주축대(50)의 선단에는 숫돌(53)이 고정되되, 상기 숫돌(53)은 주축대(50)의 타단에 설치된 풀리(51)와 벨트(52)로 인해 구동모터(54)의 회전력을 받아 고속으로 회전되며, 상기 숫돌(53)의 전방에는 작업테이블에 고정되는 받침대(10)가 설치되고, 상기 받침대(10)의 상면에는 1쌍의 제1레일(11)이 형성되며, 상기 제1레일(11)의 사이공간에는 랙기어장착홈(12)이 형성되고, 상기 랙기어장착홈(12)의 하부에는 평기어(13)가 내장 설치되되, 상기 평기어(13)는 받침대(10)의 측면에 장착된 제1이송핸들(14)의 선단과 연결되어 제1이송핸들(14)의 회동과 함께 회동되며,

상기 받침대(10)의 상부에는 제1레일(11)을 따라 좌우로 직선운동을 하게 되는 좌우이송대(20)가 장착되되, 좌우이송대(20)의 하부에는 제1레일(11)과 대응되는 제1레일장착부(22)가 형성되고, 제1레일장착부(22)의 중앙에는 상기 랙기어장착 홈(12)에 안착되는 랙기어(23)가 설치되어, 상기 받침대(10)의 평기어(13)의 회전운동시 랙기어(23)가 직선운동을 하면서 좌우이송대(20)가 좌우로 이동되는 구성이다.

또한, 상기 좌우이송대(20)의 상면 일측에는 제2레일(21)이 형성되고, 제2레일(21)을 매개로 하여 전후이송대(30)가 장착되되, 전후이송대(30)의 하부에는 상기 제2레일(21)에 대응되는 제2레일장착부(31)가 형성되며, 전후이송대(30)의 측면에는 기어통(32)이 형성되고, 기어통(32)의 내부에는 일측에 베벨기어(33)가 형성된 제2이송핸들(35)과 일측에 베벨기어(33)가 형성된 제1볼트(34)가 두 축을 교차하면서 설치되어, 상기 제1볼트(34)가 상기 좌우이송대(20)에서 제2레일(21)의 직하부 중앙에 형성된 제1암나사부(24)에 나사결합되면서, 전후이송대(30)가 제2이송핸들(35) 조작시 좌우이송대(20)의 제2레일(21)을 따라 숫돌(53)을 향해 전후진 되는 구성이다.

한편, 상기 전후이송대(30)의 상면에는 시편고정대(40)가 고정설치되고, 상기 시편고정대(40)의 중공부재(41)의 내부에는 좌우에 각각 제2암나사부(46)와 제3암나사부(47)가 형성된 인출봉(45)이 중공부재(41)의 안쪽에 위치되며, 상기 인출봉(45)의 제2암나사부(46)에는 전방에 제2볼트(44)가 형성된 조임핸들(43)이 장착되고, 상기 인출봉(45)의 제3암나사부(47)에는 후방에 제3볼트(49)가 형성된 콜릿척(48)이 장착되어, 조임핸들(43)의 회전시 인출봉(45)이 당겨지면서 콜릿척(48)의 외주면이 중공부재(41)의 테이퍼부(42)에 의해서 조여지면서 시편(60)이 콜릿척(48)에 고정되는 구성이다.

본 발명에 따른 금속 시편 연마기의 구성중 주축대에 장착된 숫돌에 대하여 좌우로 이동되는 좌우이송대와 숫돌에 대하여 전후로 움직이는 전후이송대 및 시편을 견고하게 파지하기 위한 시편고정대를 이용하여, 시편의 표면을 회전하는 숫돌에 접촉시키게 되면, 시편의 표면에 묻어 있는 이물질의 제거와 함께 시편의 표면이 매끈하게 연마됨으로써, 금속 특성을 검사하기 위한 최적상태의 시편을 준비할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 바람직한 실시예의 기술구성 및 효과를 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 금속 시편 연마기의 결합 사시도로서, 우선 시편(60)을 연마하기 위한 매개체로 숫돌(53)을 사용하도록 한다. 상기 숫돌(53)은 도 1에서와 같이 주축대(50)의 선단에 볼트를 통해 견고하게 고정되며, 주축대(50)의 타단에 설치된 풀리(51)와 벨트(52)를 통해 구동모터(54)(도면 미도시)의 회전력이 주축대(50)에 전달되면서 숫돌(53)이 고속의 회전을 하게 된다.

본 발명은 상기 고속으로 회전하는 숫돌(53)에 시편(60)의 표면을 맞대어 놓은 상태에서 시편(60)의 표면을 연마하는 것으로서, 시편(60)이 장착된 콜릿척(48) 부분을 숫돌(53)에 대하여 전후 또는 좌우로 움직이면서 시편(60)의 표면을 연마하는 것이다.

따라서, 본 발명의 특징은 시편(60)이 장착된 콜릿척(48)을 이송하기 위한 받침대(10), 좌우이송대(20), 전후이송대(30) 및 시편고정대(40)의 구성이라 하겠다.

먼저, 도 2는 본 발명중 받침대(10) 및 좌우이송대(20)의 장착에 대한 상세 사시도이다. 상기 받침대(10)는 도 1에서와 같이 작업테이블에 고정되는 것으로서, 도 2에서와 같이 상면에는 1쌍의 제1레일(11)이 형성되고, 제1레일(11)의 사이공간은 후술하는 랙기어(23)가 장착되는 랙기어장착홈(12)이 형성된다. 또한, 도 2에서 제1레일(11)의 일부분을 절개하여 표시한 바와 같이 상기 랙기어장착홈(12)의 하부에는 평기어(13)가 내장 설치되되, 상기 평기어(13)는 받침대(10)의 측면에 장착된 제1이송핸들(14)의 선단과 연결되어 제1이송핸들(14)의 회동과 함께 회동되는 것이다.

상기 제1레일(11)을 따라 좌우로 직선운동을 하게 되는 좌우이송대(20)는 그 하부에 제1레일(11)과 대응되는 제1레일장착부(22)가 형성되고, 제1레일장착부(22)의 중앙에는 상기 랙기어장착홈(12)에 안착되는 랙기어(23)가 설치된다. 따라서, 좌우이송대(20)가 받침대(10)의 상부에 조립된 상태에서 제1이송핸들(14)을 회전시키면 평기어(13)의 회전운동에 의해 랙기어(23)가 직선운동을 하게됨으로써, 결국에는 좌우이송대(20)가 숫돌(53)에 대하여 좌우로 이송하게 되는 것이다.

도 3은 본 발명중 좌우이송대(20) 및 전후이송대(30)의 장착에 대한 상세 사시도로서, 도 3에서와 같이 좌우이송대(20)의 상면 일측에는 제2레일(21)이 형성되 고, 이 제2레일(21)을 매개로 하여 전후이송대(30)가 장착되는 것이다.

즉, 전후이송대(30)는 숫돌(53)에 대하여 전후방향으로 이동되는 것이며, 도 3에서 전후이송대(30)의 상면을 일부절개하여 도시한 바와 같이, 전후이송대(30)의 하부에는 좌우이송대(20)의 제2레일(21)에 대응되는 제2레일장착부(31)가 형성된다. 또한, 전후이송대(30)의 측면에는 기어통(32)이 형성되고, 이 기어통(32)의 내부에는 일측에 베벨기어(33)가 형성된 제2이송핸들(35)과 일측에 베벨기어(33)가 형성된 제1볼트(34)가 두 축을 교차하면서 설치된다. 따라서 제2이송핸들(35)을 회전시키면 회전 전달방향은 교차하는 베벨기어(33)로 인해 90°전환된 방향으로 전달된다.

한편, 상기 제1볼트(34)는 제2레일장착부(31)의 중앙에 위치하는 것으로서, 도 3에서와 같이 좌우이송대(20)에서 제2레일(21)의 직하부 중앙에 형성된 제1암나사부(24)에 나사결합된다. 이로써, 제2이송핸들(35)을 회전시키면 그 회전력이 베벨기어(33)로 인해 제1볼트(34)에 전달됨에 따라, 제1볼트(34)가 제1암나사부(24)에 나사결합되면서, 결국에는 전후이송대(30)가 좌우이송대(20)의 제2레일(21)을 따라 숫돌(53)을 향해 전진 또는 후진하게 되는 것이다.

도 4는 본 발명중 전후이송대(30) 및 시편고정대(40)의 장착에 대한 상세 사시도로서, 도 4에서와 같이 전후이송대(30)의 상면에는 시편고정대(40)가 용접과 같은 접합기술을 통해 고정 설치된다. 도 5는 상기 시편고정대(40)의 상세 사시도로서, 도 5에서와 같이 중공부재(41)의 일측에는 전방에 제2볼트(44)가 형성된 조임핸들(43)이 장착되고, 중공부재(41)의 타측에는 후방에 제3볼트(49)가 형성된 콜 릿척(48)이 장착된다. 상기 콜릿척(48)(Collet Chuck)은 외주면에 다수개로 쪼개어진 홈을 만들고, 콜릿척(48)의 내부에 시편(60)과 같은 공작물을 끼운 상태에서 외경쪽에서 물리적으로 조여지는 힘을 가하면, 상기 쪼개어진 홈들이 조여지면서 시편(60)을 고정하는 것이다.

한편, 중공부재(41)의 내부에는 좌우에 각각 제2암나사부(46)와 제3암나사부(47)가 형성된 인출봉(45)이 중공부재(41)의 안쪽에 위치된다. 따라서, 상기 콜릿척(48)에 형성된 제3볼트(49)가 인출봉(45)의 제3암나사부(47)에 나사결합된 상태에서 조임핸들(43)에 형성된 제2볼트(44)를 인출봉(45)의 제2암나사부(46)에 나사결합한 후,

조임핸들(43)을 회전시키게 되면 결국에는 인출봉(45)이 당겨지면서 콜릿척(48)의 외주면이 도 5에 표시한 테이퍼부(42)에 의해서 콜릿척(48)의 쪼개어진 홈들이 내경쪽으로 조여지므로 시편(60)이 견고하게 고정되는 것이다. 상기 콜릿척(48)의 크기와 형상은 시편(60)의 형상과 크기에 따라 다양하게 미리 구비하는 것이 바람직하다.

앞서 설명한 바와 같이, 주축대(50)에 장착된 숫돌(53)에 대하여 좌우로 이동되는 좌우이송대(20)와 숫돌(53)에 대하여 전후로 움직이는 전후이송대(30) 및 시편(60)을 견고하게 파지하기 위한 시편고정대(40)를 이용하여, 시편(60)의 표면을 회전하는 숫돌(53)에 접촉시킴으로써, 시편(60)의 표면이 전체적으로 고르게 연마되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 금속 시편 연마기의 결합 사시도

도 2는 본 발명중 받침대 및 좌우이송대의 장착에 대한 상세 사시도

도 3은 본 발명중 좌우이송대 및 전후이송대의 장착에 대한 상세 사시도

도 4는 본 발명중 전후이송대 및 시편고정대의 장착에 대한 상세 사시도

도 5는 본 발명중 시편고정대의 상세 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 받침대

11 : 제1레일

12 : 랙기어장착홈

13 : 평기어

14 : 제1이송핸들

20 : 좌우이송대

21 : 제2레일

22 : 제1레일장착부

23 : 랙기어

24 : 제1암나사부

30 : 전후이송대

31 : 제2레일장착부

32 : 기어통

33 : 베벨기어

34 : 제1볼트

35 : 제2이송핸들

40 : 시편고정대

41 : 중공부재

42 : 테이퍼부

43 : 조임핸들

44 : 제2볼트

45 : 인출봉

46 : 제2암나사부

47 : 제3암나사부

48 : 콜릿척

49 : 제3볼트

50 : 주축대

51 : 풀리

52 : 벨트

53 : 숫돌

54 : 구동모터

60 : 시편

Claims

주축대(50)의 선단에는 숫돌(53)이 고정되되, 상기 숫돌(53)은 주축대(50)의 타단에 설치된 풀리(51)와 벨트(52)로 인해 구동모터(54)의 회전력을 받아 고속으로 회전되며, 상기 숫돌(53)의 전방에는 작업테이블에 고정되는 받침대(10)가 설치되고, 상기 받침대(10)의 상면에는 1쌍의 제1레일(11)이 형성되며, 상기 제1레일(11)의 사이공간에는 랙기어장착홈(12)이 형성되고, 상기 랙기어장착홈(12)의 하부에는 평기어(13)가 내장 설치되되, 상기 평기어(13)는 받침대(10)의 측면에 장착된 제1이송핸들(14)의 선단과 연결되어 제1이송핸들(14)의 회동과 함께 회동되며, 상기 받침대(10)의 상부에는 제1레일(11)을 따라 좌우로 직선운동을 하게 되는 좌우이송대(20)가 장착되되, 좌우이송대(20)의 하부에는 제1레일(11)과 대응되는 제1레일장착부(22)가 형성되고, 제1레일장착부(22)의 중앙에는 상기 랙기어장착홈(12)에 안착되는 랙기어(23)가 설치되어 상기 받침대(10)의 평기어(13)의 회전운동시 랙기어(23)가 직선운동을 하면서 좌우이송대(20)가 좌우로 이동되며,

상기 좌우이송대(20)의 상면 일측에는 제2레일(21)이 형성되고, 제2레일(21)을 매개로 하여 전후이송대(30)가 장착되되, 전후이송대(30)의 하부에는 상기 제2레일(21)에 대응되는 제2레일장착부(31)가 형성되며, 전후이송대(30)의 측면에는 기어통(32)이 형성되고, 기어통(32)의 내부에는 일측에 베벨기어(33)가 형성된 제2이송핸들(35)과 일측에 베벨기어(33)가 형성된 제1볼트(34)가 두 축을 교차하면서 설치되어, 상기 제1볼트(34)가 상기 좌우이송대(20)에서 제2레일(21)의 직하부 중앙에 형성된 제1암나사부(24)에 나사결합되면서, 전후이송대(30)가 제2이송핸들(35) 조작시 좌우이송대(20)의 제2레일(21)을 따라 숫돌(53)을 향해 전후진 되는 것을 특징으로 하는 금속 시편 연마기.
청구항 1에 있어서,

상기 전후이송대(30)의 상면에는 시편고정대(40)가 고정설치되고, 상기 시편고정대(40)의 중공부재(41)의 내부에는 좌우에 각각 제2암나사부(46)와 제3암나사부(47)가 형성된 인출봉(45)이 중공부재(41)의 안쪽에 위치되며, 상기 인출봉(45)의 제2암나사부(46)에는 전방에 제2볼트(44)가 형성된 조임핸들(43)이 장착되고, 상기 인출봉(45)의 제3암나사부(47)에는 후방에 제3볼트(49)가 형성된 콜릿척(48)이 장착되어, 조임핸들(43)의 회전시 인출봉(45)이 당겨지면서 콜릿척(48)의 외주면이 중공부재(41)의 테이퍼부(42)에 의해서 조여지면서 시편(60)이 콜릿척(48)에 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 시편 연마기.
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