KR101265767B1 - 마이크로 드릴 플로터 가공용 지그 - Google Patents

마이크로 드릴 플로터 가공용 지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로 드릴 플루트 가공용 지그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 드릴을 양산하기에 앞서 여러 종류의 가공 피삭재에 맞는 마이크로 드릴의 최적의 플루트 각도와 가공방법을 찾기 위하여 드릴플루트 가공을 가능하도록 하는 마이크로 드릴 플루트 가공용 지그에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 손잡이(11a)가 설치된 원판(11)에 연결된 구동축(12)이 전방 지지대(14)와 후방 지지대(15)의 사이에 관통되도록 설치하고, 상기 구동축(12)에 설치한 구동풀리(13)에 연결된 타이밍 벨트(18)로 이루어지며 몸체(100)에서 LM 가이드(150)로 이동 가능하게 설치하는 이동대(120)에 설치하는 동력 제공장치(10)와;
상기 타이밍 벨트(18)와 연결된 종동풀리(22)를 관통하는 회전축(28)이 전방 안내대(29)와 후방 안내대(30)에 설치되며, 상기 종동풀리(22)의 일측으로 설치한 지지링(27)이 회전축(28)과 같이 회전하도록 설치하고, 상기 종동풀리(22)의 일측으로 연결볼트(24)가 관통되어 회전축(28)과 결합되는 가공 정지링(23)이 이동대(120)의 상측에 설치하는 동력 구동장치(20)와;
상기 회전축(28)에 설치하며 드릴 축(210)을 고정하는 콜릿 척(41)을 설치하고, 이동대(120)의 일측에서 돌출된 가공 받침대(42)의 지지홈(43)에 드릴 날(220)을 설치하여 가공휠(45)이 드릴 날(220)의 외경에 비트를 성형하는 가공장치(40)로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

Description

마이크로 드릴 플로터 가공용 지그{A jig}
본 발명은 마이크로 드릴 플루트 가공용 지그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 드릴을 양산하기에 앞서 여러 종류의 가공 피삭재에 맞는 마이크로 드릴의 최적의 플루트 각도와 가공방법을 찾기 위하여 드릴플루트 가공을 가능하도록 하는 마이크로 드릴 플루트 가공용 지그에 관한 것이다.
드릴 가공은 기계가공 기술 중 가장 기본적인 가공방식 중 하나로 생산성 향상의 측면에서 점차 고속화되어 가는 추세에 있으며, 전자부품 등의 고기능화, 다양화, 소형화 등에 대응하기 위해 드릴작업의 미세화가 요구되고 있다.
최근의 첨단의료 장비나 소형의 신소재 개발로 마이크로급 정도의 드릴가공이 이루어지고 있어 이들 소자가공을 위한 마이크로급의 새로운 드릴의 개발 및 새로운 소재에 대한 가공성의 평가를 시급하게 필요로 하는 실정이다.
이러한 마이크로급의 드릴 비트를 센타레스에서 다이아몬드 휠을 이용하여 샹크 연삭 작업하고, 다이아몬드 휠을 이용하여 비트 측면의 라운드(R) 연삭작업 - 정삭작업 - 드릴 날의 테이퍼 가공 및 날직경 황삭, 정삭 연삭작업 - 드릴 홈 1차 플루트 가공 - 드릴 2차 릴리프 가공 - 드릴 날 언더컷 가공 - 포인트 각 연삭작업 - 검사 및 완제품의 가공공정을 통하여 가공하게 된다
그러나 마이크로 드릴의 본 가공을 위해서는 사전에 드릴 날의 각 과정에서의 가공방법과 치수 등을 관리하기 위한 가장 바람직한 가공 상태를 찾아야 하며, 이러한 과정 중에서 비트 각도 작업을 수행하기에 앞서 정확한 각도의 각공을 위해 다양한 각도에서 가공을 통해 제품의 최적 상태를 찾아 세팅하여 가공하는 것이 고가의 재료와 이미 가공된 과정에서의 불량율을 줄일 수 있게 된다.
따라서 마이크로 드릴의 비트 각도를 미리 작업해야만 하지만 최적의 상태를 제공하는 비트 각도를 찾기 위해서는 미리 미트 각도를 가공하여 최적의 상태를 찾기위한 사전 작업을 필요로 하지만, 이러한 실험용 지그가 제공되지 않아 마이크로 드릴의 연구 개발에 많은 애로사항이 발생하였다.
문헌 1. 특허등록번호 제0634126호(2006. 10. 09. 등록) 문헌 2. 실용신안등록번호 제0365544호(2004. 10. 12. 등록) 문헌 3. 실용신안공개번호 제2008-0001930호(2008. 06. 19. 공개) 문헌 4. 실용신안등록번호 제0426636호(2006. 09. 08. 등록)
따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출 된 본 발명의 해결과제는, 마이크로 드릴의 생산 전 여러 종류의 피삭재 가공에 적합한 최적의 드릴 플루트 각도를 찾기 위해 수동으로 미리 가공하여 마이크로 드릴의 생산 과정에서 적용할 수 있도록 하는 플루트 가공용 지그를 제공하는 것이다.
본 발명은 손잡이가 설치된 원판에 연결된 구동축이 전방 지지대와 후방 지지대의 사이에 관통되도록 설치하고, 상기 구동축에 설치한 구동풀리에 연결된 타이밍 벨트로 이루어지며 몸체에서 LM 가이드로 이동 가능하게 설치하는 이동대에 설치하는 동력 제공장치와;
상기 타이밍 벨트와 연결된 종동풀리를 관통하는 회전축이 전방 안내대와 후방 안내대에 설치되며, 상기 종동풀리의 일측으로 설치한 지지링이 회전축과 같이 회전하도록 설치하고, 상기 종동풀리의 일측으로 연결볼트가 관통되어 회전축과 결합되는 가공 정지링이 이동대의 상측에 설치하는 동력 구동장치와;
상기 회전축에 설치하며 드릴 축을 고정하는 콜릿 척을 설치하고, 이동대의 일측에서 돌출된 가공 받침대의 지지홈에 드릴 날을 설치하여 가공 휠이 드릴 날의 외경에 비트를 성형하는 가공장치로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 마이크로 드릴의 가공 과정에서 드릴 날의 외경에 가공되는 비트 각도를 수동으로 미리 가공하여 최적의 비트 각도를 찾아 마이크로 드릴의 제조 과정에서 그대로 적용할 수 있도록 하는 시험용 플로터 가공용 지그를 제공하여 마이크로 드릴의 제조과정에서 불량이 없이 최적의 제품의 제공할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 마이크로 드릴의 드릴 축을 콜릿척에 결합하여 수동으로 회전시켜 가공 휠을 통한 드릴 날의 외경에 비트 각도를 성형할 수 있도록 하며, 비트 각도를 가공한 드릴을 180°회전시켜 드릴 날의 외경에 다른 각도에서의 비트 각도를 성형하여 최적의 비트 각도를 제공할 수 있도록 하는 것이다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 평면도
도 2 는 본 발명의 동력 제공장치에 대한 설치상태의 일부 정면 단면도
도 3 은 본 발명의 동력 제공장치와 동력 구동장치에 대한 동력 전달상태의 측면도
도 4 는 본 발명의 동력 구동장치와 가공장치에 대한 정면도
도 5 는 본 발명의 동력 구동장치에 대한 일부 평면 단면도
도 6 은 본 발명의 종동풀리에 대한 측면도
도 7 은 본 발명의 가공장치에 대한 일부 정면 단면도
도 8 은 본 발명의 마이크로 드릴에 대한 가공 전의 정면도
도 9 는 본 발명의 마이크로 드릴에 대한 가공 후의 정면도
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 동력 제공장치에 대한 설치상태의 일부 정면 단면도, 도 3은 본 발명의 동력 제공장치와 동력 구동장치에 대한 동력 전달상태의 측면도를 나타낸 것이다.
사각형으로 이루어진 몸체(11)의 양쪽으로 도면상 가로방향에 LM 가이드(150)를 설치하여 상측에서 이동대(120)를 좌/우 방향으로 왕복 이동가능하게 설치하며, 상기 이동대(120)의 상측으로 동력 제공장치(10)와 연결되어 제공된 동력으로 구동하는 동력 구동장치(20) 및 상기 동력 구동장치(20)의 일측으로 마이크로 드릴의 드릴 날 외경에 비트를 가공하는 가공장치(40)를 설치하는 것이다.
상기 동력 제공장치(100)는 이동대(120)의 한 부분에 형성한 공간(160)에서 몸체(100)에 고정볼트(110a)로 고정되어 상측으로 돌출된 고정 안내대(110)를 관통하여 설치한 스크류축(16)을 고정 안내대(110)의 양쪽에서 지지하는 전방 지지대(14)와 후방 지지대(15)에 연결한다.
상기 전방 지지대(14)와 후방 지지대(15)는 이동대(120)의 상측에 설치되어 있으며, 스크류축(16)에서 구동축(12)이 돌출되어 있고, 고정 안내대(110)와 후방 지지대(15)의 사이에는 스크류축(16)에 탄성 스프링(17)이 설치되어 있다.
상기 구동축(12)에는 전방 지지대(14)의 일측으로 구동풀리(13)가 설치되어 있고, 구동축(12)에는 원판(11)에 손잡이(11a)가 연결되어 수동으로 회전 가능하게 설치되어 있다.
도면상 몸체(100)의 우측에는 스토퍼 고정대(170)에 스토퍼 볼트(170a)를 설치하여 몸체(100)의 이동을 제한할 수 있도록 하였다.
상기 구동풀리(13)에 연결한 타이밍 벨트(18)는 종동풀리(22)와 연결되어 동력을 전달하며, 타이밍 벨트(18)의 상측으로 안내 베어링(140)을 설치하고, 상기 안내 베어링(140)은 이동대(120)에서 돌출된 베어링 지지대(130)에 위치의 조절이 가능하도록 설치하는 것이다.
도 4는 본 발명의 동력 구동장치와 가공장치에 대한 정면도이고, 도 5는 본 발명의 동력 구동장치에 대한 일부 평면 단면도, 도 7은 본 발명의 종동풀리에 대한 측면도를 나타낸 것이다.
동력 구동장치(20)는 구동풀리(13)에 연결된 타이밍벨트(18)가 연결된 종동풀리(22)를 통하여 동력 제공장치(10)의 동력을 공급하며, 상기 종동풀리(22)는 회전축(28)이 관통되어 있다.
도면상 종동풀리(22)의 좌측에는 가공 정지링(23)이 설치되어 회전축(28)의 끝 부분을 감싸서 설치하며, 가공 정지링(23)을 관통하여 회전축(28)에 연결한 연결 볼트(24)에 지지스프링(24a)을 설치하여 가공 정지링(23)이 종돌풀리(22)에 밀착되도록 하였다.
상기 타이밍벨트(18)의 우측에는 지지링(27)이 설치회어 회전축(28)과 같이 회전되도록 설치하며, 상기 지지링(28)에는 스프링(25)과 볼(26)을 설치하고, 상기 볼(26)과 만나는 부분과, 상기 볼(26)과 만나는 부분에서 180°회전한 위치에 각각 정지 안내홈(22a)을 형성하여 가공 정지링(23)이 종동풀리(22)와 고정되는 위치를 제공하는 것이다.
상기 볼(26)이 설치되어 있는 스프링(25)의 일측에는 조임 스크류(27a)가 지지링(27)에 설치되어 있어서 볼(26)을 분리 및 탄성력을 제공할 수 있도록 하였다.
상기 회전축(28)은 양쪽으로 이동대(120)에서 돌출된 전방 안내대(29)와 후방 안내대(30)에 회전 가능하게 설치하며, 회전축(28)의 도면상 우측 끝 부분에는 콜릿척(41)을 설치하여 비트 각도를 가공하는 가공장치(40)를 설치하는 것이다.
도 7은 본 발명의 가공장치에 대한 일부 정면 단면도이고, 도 8은 본 발명의 마이크로 드릴에 대한 가공 전의 정면도, 도 9는 본 발명의 마이크로 드릴에 대한 가공 후의 정면도를 나타낸 것이다.
가공장치(40)는 회전축(28)의 끝 부분에 설치하여 마이크로 들리(200)의 드릴 축(210)을 고정하는 콜릿척(41)을 설치하며, 상기 콜릿척(41)의 도면상 우측으로 이동대(120)에서 돌출된 가공 받침대(42)가 상측으로 돌출되어 있다.
상기 가공 받침대(42)의 상측 중앙에는 지지홈(43)이 형성되어 있어서 드릴 날(220)이 올려져 지지되며, 가공휠(45)의 회전으로 드릴 날(220)에 비트 각도를 맞추어 가공할 수 있도록 설치하였다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 마이크로 드릴(20)의 드릴 축(210)을 콜릿척(41)에 결합하여 드릴 날(220)이 지지홈(43)에 올려 지도록 하여 콜릿척(41)으로 드릴 축(210)을 고정한다.
수동으로 손잡이(11a)를 회전시켜 동력 발생장치(10)에서 회전 동력이 발생하도록 하며, 구동축(12)에서 발생한 회전 동력은 동력 구동장치(20)에 전달되어 회전축(28)을 회전시키게 되고, 동시에 이동대(120)가 LM 가이드(150)를 통하여 이동하게 되면서 드릴 축(210)을 회전시켜 가공휠(45)이 드릴 날(220)의 외경에 비트를 성형하는 것으로,
손잡이(11a)를 잡고 원판(11)을 회전시키면 전방 지지대(14)와 후방 지지대(15)를 관통하여 설치한 스크류축(16)과 구동축(12)이 회전하면서 구동축(12)에 설치한 구동풀리(13)를 회전시키게 된다.
스크류축(16)이 회전하면서 고정 안내대(110)를 관통하여 이동대(120)가 LM 가이드(150)에 의해 몸체(100)의 상측에서 도면상 우측으로 이동하도록 한다.
상기 구동축(12)이 회전하면서 구동풀리(13)에 연결한 타이밍벨트(18)가 회전되어 종동풀리(22)를 회전시키게 된다.
이때 연결볼트(24)를 조여 가공 정지링(23)이 타이밀벨트(18)를 지지링(27)과 밀착 고정시켜 고정축(28)이 동시에 회전할 수 있도록 고정된 상태를 제공하므로 지지링(27)과 가공 정지링(23) 및 종동풀리(22)를 고정한 상태의 제공으로 종동풀리(22)의 회전력으로 가공 정지링(23)과 지지링(27) 및 회전축(28)이 동시에 회전하게 된다.
회전축(28)이 회전하면서 전방 안내대(29)와 후방 안내대(30)를 관통하여 회전이 이루어지게 되므로 콜릿척(41)이 드릴 축(210)을 회전시키게 되므로 드릴 날(220)이 함께 회전하여 가공 휠(45)에 의해 드릴 날(220)의 외경에 스크류 방향으로 한 줄의 비트를 성형하게 된다.
상기 LM 가이드(120)의 상측에서 이동대(120)가 이동하게 되는 것은 스토퍼 고정대(170)에 설치한 스토퍼 볼트(170a)를 통하여 이동을 제한하여 정지할 수 있도록 하고, 몸체(100)에 설치된 고정 안내대(110)는 공간(160)을 통하여 이동대(120)를 설치한 것이어서 이동대(120)는 공간(160)의 범위에서 이동할 수 있게 되는 것이다.
상기 회전축(28)이 회전하면서 비트를 성형한 후에는 손잡이(11a)를 반대 방향으로 회전시켜 원판(11)을 통한 구동축(12)의 회전력이 역방향으로 공급되어 콜릿척(41)이 후진하도록 한다.
드릴 날(220)의 외경에 비트를 한 선으로 성형하여 후진한 다음에는 연결볼트(24)를 풀어 지지 스프링(24a)이 가공 지지링(23)을 눌러 타이밍벨트(18)가 지지링(27)과 밀착에 의해 회전축(28)이 회전할 수 있는 결합력이 제거된 상태를 제공한다.
이때 지지링(27) 또는 회전축(28)을 잡고 180° 회전시키면 종동풀리(22)는 회전하지 않고 지지링(27)과 회전축(28)이 회전하게 되므로 한쪽의 정지 안내홈(22a)에서 볼(26)이 분리되어 180°회전한 위치에서 볼(26)이 정지 안내홈(22a)에 결합하면서 소리가 나게 되며, 결합되는 소리와 함께 정확하게 180°회전한 것을 확인한 후 연결볼트(24)를 조여 지지 스프링(24a)이 가공 정지링(23)을 눌러 타이밍벨트(18)를 고정시키면서 타이밍벨트(18)와 회전축(28)이 함께 회전할 수 있도록 한다.
여기서 손잡이(11a)를 회전시켜 원판(11)과 구동축(12)의 회전력이 구동풀리(13)에서 타이밍벨트(18)를 통하여 종동풀리(22)에 의해 지지링(27)과 회전축(28)을 회전시켜 가공휠(45)의 회전력으로 가공장치(40)에서 드릴 날(22)의 외경에 비트를 한 선으로 성형하게 되므로 드릴 날(22)은 180°의 간격에서 2곳에 비트를 성형하게 되는 것이다.
상기 드릴 날(220)에 성형하는 비트의 경사각도는 타이밍벨트(18)를 통하여 회전하는 구동풀리(13)와 종동풀리(22)의 비율에 따라 달라지게 되므로 구동풀리(13)와 종동풀리(22)의 크기를 달리하면서 드릴 날(22)의 외경에 성형하는 비트의 각도를 실험을 통하여 결정할 수 있게 되며, 이를 통하여 마이크로 드릴(200)의 가공시에 여러 번의 작업을 반복하지 않고 정확한 가공각도를 결정할 수 있도록 실험하는 것이 가능하다.
본 발명은 동력 제공장치를 통하여 발생한 회전동력을 동력 구동장치에 전달하여 가공장치의 회전으로 드릴 날의 외경에 비트의 각도를 성형하고, 회전축을 180°회전시킨 후 다시 비트 각도를 성형하는 것으로 드릴 날의 비트 각도를 결정하여 가공 작업에 적용할 수 있도록 하는 것이다.
10 : 동력 제공장치 11 : 원판
11a : 손잡이 12 : 구동축
13 : 구동풀리 14 : 전방 지지대
15 : 후방 지지대 16 : 스크류축
17 : 탄성 스프링 18 : 타이밍벨트
20 : 동력 구동장치 22 : 종동풀리
22a : 정지 안내홈 23 : 가공 정지링
24 : 연결볼트 24a : 지지 스프링
25 : 스프링 26 : 볼
27 : 지지링 28 : 회전축
29 : 전방 안내대 30 : 후방 안내대
40 : 가공장치 41 : 콜릿척
42 : 가공 받침대 43 : 지지홈
100 : 몸체 110 : 고정 안내대
120 : 이동대 130 : 베어링 지지대
140 : 안내 베어링 150 : LM 가이드
160 : 공간 170 : 스토퍼 고정대
170a : 스토퍼 볼트 200 : 마이크로 드릴
210 : 드릴 축 220 : 드릴 날

Claims (7)

  1. 손잡이(11a)가 설치된 원판(11)에 연결된 구동축(12)이 전방 지지대(14)와 후방 지지대(15)의 사이에 관통되도록 설치하고, 상기 구동축(12)에 설치한 구동풀리(13)에 연결된 타이밍 벨트(18)로 이루어지며 몸체(100)에서 LM 가이드(150)로 이동 가능하게 설치하는 이동대(120)에 설치하는 동력 제공장치(10)와;
    상기 타이밍 벨트(18)와 연결된 종동풀리(22)를 관통하는 회전축(28)이 전방 안내대(29)와 후방 안내대(30)에 설치되며, 상기 종동풀리(22)의 일측으로 설치한 지지링(27)이 회전축(28)과 같이 회전하도록 설치하고, 상기 종동풀리(22)의 일측으로 연결볼트(24)가 관통되어 회전축(28)과 결합되는 가공 정지링(23)이 이동대(120)의 상측에 설치하는 동력 구동장치(20)와;
    상기 회전축(28)에 설치하며 드릴 축(210)을 고정하는 콜릿 척(41)을 설치하고, 이동대(120)의 일측에서 돌출된 가공 받침대(42)의 지지홈(43)에 드릴 날(220)을 설치하여 가공휠(45)이 드릴 날(220)의 외경에 비트를 성형하는 가공장치(40)로 이루어짐을 특징으로 하는 마이크로 드릴 플로터 가공용 지그.
  2. 제 1항에 있어서,
    동력 제공장치(10)는 구동축(12)에 형성하며 전방 지지대(14)와 후방 지지대(15)의 사이에 설치하며 몸체(10)에 고정된 고정 안내대(110)가 이동대(120)에 형성한 공간(160)에서 왕복 이동하도록 설치한 것을 특징으로 하는 마이크로 드릴 플로터 가공용 지그.
  3. 제 1항에 있어서,
    동력 제공장치(10)는 구동축(12)에 형성하며 전방 지지대(14)와 후방 지지대(15)의 사이에 설치하며 몸체(10)에 고정된 고정 안내대(110)를 관통하는 스크류축(16)을 설치하고, 상기 스크류축(16)에 끼워지며 고정 안내대(110)와 후방 지지대(15)의 사이에 탄성 스프링(17)을 설치한 것을 특징으로 하는 마이크로 드릴 플로터 가공용 지그.
  4. 제 1항에 있어서,
    몸체(100)는 일측으로 스토퍼 고정대(170)에 스토퍼 볼트(170a)를 설치하여 이동대(120)의 이동폭을 제어하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 마이크로 드릴 플로터 가공용 지그.
  5. 제 1항에 있어서,
    동력 구동장치(20)는 회전축(28)과 함께 회전하는 지지링(27)에 볼(26)과 스프링(25)이 조임 스크류(27a)로 설치되어 종동풀리(22)의 정지 안내홈(22a)에서 180°간격으로 고정되는 것을 특징으로 하는 마이크로 드릴 플로터 가공용 지그.
  6. 제 1항에 있어서,
    동력 구동장치(20)는 회전축(28)이 관통하는 타이밍벨트(18)의 일측으로 결합한 가공 정지링(23)을 연결볼트(24)가 관통하여 회전축(28)에 연결되고, 상기 연결볼트(24)에는 지지 스프링(24a)이 결합되어 타이밍벨트(18)가 회전축(28)과 결합되어 회전되도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 드릴 플로터 가공용 지그.
  7. 제 1항에 있어서,
    가공장치(40)는 이동대(120)에 연결된 가공 받침대(42)의 지지홈(43)에 드릴축(210)에서 돌출된 드릴 날(220)이 위치하여 가공 휠(45)이 드릴 날(220)의 외경에 비트를 2줄로 가공하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 마이크로 드릴 플로터 가공용 지그.
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