KR101490745B1 - 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연삭휠의 표면에 형성된 산화층이 일정하게 형성되도록 하고, 이탈되는 산화층이 전극의 내부에 형성된 연삭액의 유로에 적층되지 않고 제거되도록 함으로써 드레싱 효과가 지속적으로 이루어지도록 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치에 관한 것으로, 상기 전극은, 연삭액 공급노즐이 결합되며, 내측으로 상기 연삭액 공급노즐을 통해 공급되는 연삭액이 충진되는 연삭액 충진공간이 개방 형성된 몸체; 상기 몸체의 일측에 상기 연삭면 일부와 대응하는 소정의 두께를 갖는 곡률로 상기 연삭팁의 연삭면 일부와 일정 간극을 두고 배치되며, 상기 연삭액 충진공간에 충진된 연삭액을 상기 간극으로 공급하도록 상기 연삭액 충진공간과 연통하는 복수개의 배출유로가 곡률을 따라 형성된 곡면부; 및 상기 몸체에 결합되며, 개방된 상기 연삭액 충진공간을 폐쇄하여 외부와 차단하는 마감커버;로 구성되어 있다.

Description

전해 인프로세스 드레싱 연삭장치{A grinding apparatus for electrolytic in-process dressing}

본 발명은 기계가공 중 연삭 공정에 사용되는 연삭휠의 드레싱 연삭장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연삭휠의 표면에 형성된 산화층이 일정하게 형성되도록 하고, 이탈되는 산화층이 전극의 내부에 형성된 연삭액의 유로에 적층되지 않고 제거되도록 함으로써 드레싱 효과가 지속적으로 이루어지도록 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치에 관한 것이다.

일반적으로 정밀가공시 금속재 공작물의 경면처리 및 정밀도를 향상시키기 위해 연삭 공정을 수행한다.

이때, 연삭 공정에 사용되는 연삭팁에는 연삭작업이 계속될수록 공작물로부터 분리된 금속찌꺼기가 연삭팁의 입자 사이에 끼거나 묻음으로써 연삭팁의 지립 돌출도가 저하되기 때문에 공작물의 표면정도 및 정밀도가 낮아지는 문제를 일으키게 된다.

이 경우, 연삭팁에 끼거나 묻은 공작물로부터의 금속찌꺼기와 연삭휠의 바인드 메탈본드을 제거하여 연삭팁의 지립을 돌출시키기 위해 드레싱작업을 하게 된다.

이는, 연삭 공정 시 연삭팁에서 지립 사이에 금속찌꺼기가 끼는 눈메움 현상이 발생하게 되면, 이러한 눈메움 현상으로 인해 연삭효율 저하와 함께 공작물의 표면정밀도 또한 저하될 뿐만 아니라 발열이나 회전부하가 상승하게 되어 공작물의 변형이 발생할 수 있으며, 지립의 결속력을 유지하기 위한 바인더 역할을 하는 메탈본드에 의해 지립의 돌출높이가 낮아지기 때문이다.

드레싱작업의 종류 중에, 연삭팁과 전극을 일정 간격으로 대향되게 배치해 두고 연삭팁과 전극에 전압을 인가하며 연삭팁과 전극 사이에 전해액 역할을 하는 전도성 연삭액을 공급함으로써, 연삭팁에서 바인더 역할을 하는 메탈본드와 연삭휠 표면에 존재하는 금속찌꺼기를 산화시켜 분리배출시키는 전해 인프로세스 드레싱(ELID, Electrolytic in-process Dressing)방법이 알려져 있다(특허문헌 1).

상기의 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치의 기본구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 연삭휠(H)과, 연삭휠(H)과 일정 간극을 두고 대향 배치된 전극(E)으로 이루어지고, 전극(E)과 연삭휠(H) 사이의 간극으로 전도성 연삭액을 공급하기 위한 노즐(L)이 구비되어 있으며, 연삭휠(H)과 전극(E)은 각각 전원공급부(P)와 연결되어 있다.

즉, 전해 인프로세스 드레싱의 메카니즘은, 양극인 연삭휠과 음극인 전극에 전원을 인가하고 연삭휠과 전극 사이에 전해액 역할을 하는 전도성 연삭액을 공급하게 되면 연삭휠에 존재하는 금속들, 예를 들면, 연삭팁의 바인더 역할을 하는 메탈본드 또는 연삭 중에 금속재 공작물로부터 발생하는 칩들이 이온화되면서 금속이온들이 양극에서 산소이온과 결합하여 금속산화물로 되어 산화피막을 형성하게 되고, 연삭이 진행되면서 산화피막이 제거되면 지립이 돌출되고 또다시 연삭팁 내의 바인더 금속들이 이온화되는 과정을 반복하는 것이다.

그러나, 상기의 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치는 연삭휠과 전극 사이의 간극으로 공급되는 연삭액이 도 1과 같이 상측에 구비된 노즐을 통해 외부로부터 공급되기 때문에 연삭휠과 전극 사이의 간극으로 연삭액이 균일하게 공급되기 어려운 문제가 있다.

이렇게 되면, 이온화가 제대로 이루어지지 못하여 연삭팁의 지립 돌출이 무뎌지게 되면서 연삭성능 저하와 함께 연삭가공이 장시간 이루어지게 되는 치명적인 문제가 있다.

한편, 종래의 또 다른 실시예로 도 2에 도시된 바와 같이 전극에 연삭액 공급로를 형성하여 연삭액을 연삭휠과 전극 사이의 간극으로 직접 공급하는 구조가 실시되고 있으나, 상기의 구조는 연삭액을 공급하기 위한 유로의 형성방향이 연삭휠의 회전방향과 마주하게 형성되어, 연삭 과정에서 발생한 금속찌꺼기가 연삭액 공급유로로 계속적으로 유입되어 유로 내에 퇴적됨에 따라 연삭액이 원활하게 공급되지 못할 뿐만 아니라 금속산화물의 퇴적에 의해 전극에서 연삭팁으로 향하는 전류량을 감소시켜 드레싱효과를 저감시키는 치명적인 문제가 생긴다.

또한, 특허문헌 2에는 연삭휠과 대향하게 배치되는 전극이 연삭휠과의 거리가 일정한 것이 아니라 복수개의 돌출된 최협부를 둠으로써 전극과 연삭휠 사이의 전위차와 전류량을 변동시켜 금속찌꺼기의 산화용출효율을 향상시키는 방법이 개시되어 있지만, 국부적인 전류량의 차이로 인하여 연삭휠에 발생하는 산화피막의 두께가 일정하지 않기 때문에 산화피막의 이탈에 따른 연삭숫돌 입자의 지립 돌출길이가 일정하지 못한 문제가 있다.

-특허문헌 1: 한국공개특허공보 제1995-0005458호(1995.03.20 공개) -특허문헌 2: 한국공개특허공보 제1999-0062615호(1999.07.26 공개)

본 발명은 상기와 같은 종래의 기술적 문제 및 기술적 편견을 해소하고자 안출된 것으로서, 연삭휠의 표면에 형성된 산화층이 일정하게 형성되고 이탈되는 산화층이 전극의 내부에 형성된 연삭액의 유로에 적층되지 않고 제거되도록 함으로써 전류의 불균일성을 해소하여 드레싱 효과가 지속적으로 이루어지도록 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치는, 공작물을 연삭하기 위해 원주상에 연삭면이 형성된 연삭팁을 갖는 연삭휠과, 상기 연삭면과 일정 간극을 두고 배치된 전극과, 상기 연삭휠과 상기 전극에 전원을 인가하는 전원공급부,로 구성되어 공급되는 전도성 연삭액을 통해 상기 연삭팁의 바인더(binder) 역할을 하는 메탈본드와 상기 연삭면의 표면층에 포함된 금속찌꺼기 등을 산화시켜 상기 연삭면의 지립이 돌출되도록 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치에 있어서, 상기 전극은, 연삭액 공급노즐이 결합되며, 내측으로 상기 연삭액 공급노즐을 통해 공급되는 연삭액이 충진되는 연삭액 충진공간이 개방 형성된 몸체; 상기 몸체의 일측에 상기 연삭면 일부와 대응하는 소정의 두께를 갖는 곡률로 상기 연삭팁의 연삭면 일부와 일정 간극을 두고 배치되며, 상기 연삭액 충진공간에 충진된 연삭액을 상기 간극으로 공급하도록 상기 연삭액 충진공간과 연통하는 복수개의 배출유로가 곡률을 따라 형성된 곡면부; 및 상기 몸체에 결합되며, 개방된 상기 연삭액 충진공간을 폐쇄하여 외부와 차단하는 마감커버;로 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 곡면부에 관통형성된 상기 각 배출유로의 중심축은 상기 연삭휠을 향하는 상기 배출유로의 선단으로부터 법선과 이루는 각에 대하여 상기 연삭휠의 회전방향과 반대하는 방향으로 30°~ 50°각도의 범위 내로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체의 타측에는 상기 전극이 상기 연삭휠의 상기 연삭면과 간극을 유지한 상태로 고정될 수 있도록 하는 판 상의 고정플레이트가 구비된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 전극의 재료는 상기 연삭휠의 주재료보다 이온화경향이 더 낮은 금속으로 된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 금속은 스테인레스, 구리, 고실리콘 주철 중 선택된 어느 하나 또는 그의 합금인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 몸체의 상기 연삭액 충진공간과 상기 마감커버 사이는 탄성을 갖는 실링부재에 의해 실링되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링부재는 우레탄, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 실리콘 및 테프론 중 선택된 어느 하나의 재질로 된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전극은 상기 연삭액의 수분에 의한 산화를 방지하기 위해 카본 또는 디엘씨(DLC, Diamond Like Carbon) 코팅된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치에 의하면,

연삭 가공시 발생하는 금속찌꺼기 및 이온화에 의해 발생하는 찌꺼기산화물 등이 전극의 공급유로로 유입되는 것이 방지되도록 하여 연삭액이 간극으로 균일하게 공급될 수 있도록 함으로써, 전도성 연삭액이 전극과 연삭휠 사이로 고르게 분포되어 일정한 두께를 갖는 산화층이 형성되도록 하고, 이를 통해 전류의 불균일성을 해소됨에 따라 연삭면 숫돌입자의 지립 돌출이 균일하게 형성되는 우수한 드레싱 효과를 갖는 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 종래 연삭장치의 전극과 연삭휠 구조를 보여주는 개략도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치를 나타낸 사시도이며,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치의 구성 중 전극을 나타낸 분해사시도이고,
도 5는 도 3의 요부종단면도이고,
도 6은 도 5의 'A'부 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치를 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치의 구성 중 전극을 나타낸 분해사시도이고, 도 5는 도 3의 요부종단면도이고, 도 6은 도 5의 'A'부 확대도이다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치는, 하부로 연삭의 대상이 되는 공작물이 배치되며, 상측으로는 공작물을 연삭하기 위해 원주상에 연삭면(13)이 형성된 링 형상의 연삭팁(11)을 갖는 연삭휠(10)이 배치되고, 연삭휠(10)의 어느 일측으로는 연삭휠(10)의 연삭면(13)과 일정 간극을 두고 배치된 전극(20)이 위치하고 있으며, 상기 연삭휠(10)과 전극(20)에는 전원을 인가하는 전원공급부(P)가 전기적으로 연결되어 공급되는 전도성 연삭액을 통해 연삭팁(11)의 바인더(binder) 역할을 하는 메탈본드와 연삭면(13)의 표면층에 포함된 금속찌꺼기 등을 산화시켜 제거함으로써 연삭면(13)의 지립이 돌출되도록 한다.

여기서, 연삭휠(10)은 회전수를 제어하는 제어장치(미 도시)의 신호에 따라 회전구동되며, 회전수는 연삭휠(10)과 공작물의 경도차이 또는 목표 표면 조도 및 공작물의 재질에 따라 결정된다.

전극(20)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 연삭팁(11)의 연삭면(13) 일부와 일정 간극을 두고 배치되며 후술하는 곡면부(40)를 통해 간극으로 전도성 연삭액을 배출하는 것으로, 몸체(30)와, 곡면부(40) 및 마감커버(50)로 구성되어 있다.

몸체(30)는 소정의 형상으로 길이와 폭(두께)을 유지하고 있으며, 몸체(30)의 길이방향 상측에는 외부로부터 전도성 연삭액을 전극(20)으로 공급할 수 있도록 연삭액 공급노즐(L)이 결합되어 있다.

연삭액 공급노즐(L)은 적어도 하나가 몸체(30)에 결합되어 몸체(30)로 연삭액을 공급하는 것으로, 연삭액 공급장치(미 도시)와 연결되어 있으며 이 연삭액 공급장치는 압력제어장치에 의해 제어되면서 일정한 압력으로 연삭액을 공급한다.

여기서, 연삭액의 압력 제어와 연삭액 공급장치는 통상적인 공지의 관용기술이고, 본 발명의 특징이 아니므로 이에 관한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에서는 연삭액 공급노즐(L)은 몸체(30)의 상측에 하나가 결합된 것으로 도시하고 있으나 연삭액 충진공간(33)과 연통되는 곳이라면 어느 위치에도 결합이 가능하기 때문에 그 위치 및 개수는 한정하지 않는다. 만일, 연삭액 공급노즐(L)이 복수개인 경우 연삭액이 충진되는 시간이 단축되는 효과가 있음은 당연할 것이다.

몸체(20)의 폭방향 내측에는 상기 연삭액 공급노즐(L)을 통해 공급되는 연삭액이 충진될 수 있도록 소정의 공간으로 이루어진 연삭액 충진공간(33)이 형성되어 있으며, 충진된 연삭액은 곡면부(40)를 통해 간극으로 배출된다.

이때, 연삭액 충진공간(33)은 충진되는 연삭액이 충분하게 충진될 수 있도록 충분한 공간으로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 충진이 완료된 연삭액이 공급압력에 의해 후술하는 전극(20)의 배출유로(43)를 통해 배출될 때 공급압력이 균일하게 작용되도록 함으로써 후술하는 곡면부(40)의 어느 일 방향으로 쏠리는 것이 방지되도록 하기 위함이다.

여기서, 연삭액 충진공간(33)의 일측은 도 4와 같이 개방된 상태이며, 개방된 부위는 후술하는 마감커버(50)에 의해 외부와 차단된다.

한편, 몸체(30)의 타측에는 전극(20)이 연삭휠(10)의 연삭면(13)과 간극을 유지한 상태로 고정될 수 있도록 하는 판 상의 고정플레이트(35)가 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 고정플레이트(35)는 전극(20)을 이동하여 연삭휠(10)과 전극(20) 사이의 설정된 간극이 유지되면 고정부재(미 도시)를 이용하여 고정플레이트(35)에 형성된 복수개의 결합공(37)을 통해 전극(20)을 설정된 위치에 고정되도록 하는 것이다.

곡면부(40)는 연삭팁(11)의 연삭면(13)과 간극을 형성하며 간극으로 연삭액이 배출될 수 있도록 하는 것으로, 몸체(30)의 일측에 연삭면(13) 일부와 대응하는 곡률로 형성되어 연삭팁(11)의 연삭면(13) 일부와 일정 간극을 두고 배치되며, 연삭액 충진공간(33)에 충진된 상기 연삭액을 간극으로 공급할 수 있도록 연삭액 충진공간(33)과 연통하는 복수개의 배출유로(43)가 곡률을 따라 형성되어 있다.

이때, 곡면부(40)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 소정의 두께를 이루는 상태로 연삭면(13)의 일부와 대응하는 도면상 우측으로 향하는 곡률로 형성되어 있다.

이는, 곡면부(40)가 소정의 두께를 갖도록 함으로써, 배출유로(43)가 후술하는 설정각도를 유지할 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 배출유로(43)는 연삭액 공급노즐(L)을 통해 몸체(30)의 연삭액 충진공간(33)으로 충진된 연삭액을 간극으로 배출하는 역할을 하게 된다. 즉 연삭액 공급노즐(L)을 통해 연삭액 충진공간(33)에 충진된 연삭액이 계속적인 공급압력에 의해 복수개의 배출유로(43)를 통해 배출되도록 하는 것이다.

이때, 곡면부(40)에 관통형성된 각 배출유로(43)의 중심축(S)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 연삭휠(10)을 향하는 배출유로(43)의 선단으로부터 법선과 이루는 각에 대하여 연삭휠(10)의 회전방향과 반대하는 방향으로 30°~ 50° 각도의 범위 내로 형성되도록 한다.

정확하게는, 곡면부(40)를 따라 각각 독립적으로 형성된 배출유로(43)의 선단 즉 연삭팁(11)을 향하는 곡면부(40)의 일면(도면상 좌측 곡률)에서부터 시작된 경사각도가 관통된 연삭액 충진공간(33)을 향해 형성될 때 연삭휠(10)의 회전방향(도면상 우측으로 회전)과 반대하는 반대방향으로 형성된 것이다.

즉, 각각의 배출유로(43)가 30°~ 50°각도의 범위 안에서 서로 다른 각도로 형성되어 있는 것이다.(도 6 참조).

이렇게 되면, 각 배출유로(43)의 선단의 직경 형상이 연삭팁(11)을 향하는 곡면부(40)의 곡률을 타고 형성됨에 따라 타원형상을 유지하게 되고, 타원형상으로 인해 연삭액이 배출되는 배출면적이 넓어지게 되어 연삭팁(11)의 회전 시 연삭액이 손쉽게 간극으로 배출되기 때문에 일정량의 공급이 상시적으로 이루어지게 된다.

또한, 공작물의 연삭공정이 이루어지면 배출유로(43)가 연삭면(13)에 대하여 연삭휠(10)의 회전방향으로 30°~ 50°의 각도 범위 내의 기울어진 형상을 유지하고 있음에 따라 연삭시 발생하는 불순물(금속찌꺼기 및 이온화에 의해 발생하는 찌꺼기산화물)이 배출유로(43)로 유입되는 것이 원천적으로 차단된다.

즉, 전극(20)의 배출유로(43)에 불순물 유입이 방지됨에 따라 배출유로(43)를 통한 연삭액의 원활한 공급이 이루어지면서 연삭팁(11)의 연삭면(13)에 전도성 연삭액이 고르게 분포되어 연삭면(13) 입자의 지립 돌출이 신속하고 균일하게 형성되기 때문에 탁월한 드레싱효과가 지속적으로 이루어지게 되도록 하는 것이다.

상기와 같이 배출유로(43)의 각도가 연삭휠(10)의 회전방향과 반대하는 방향으로 30°~ 50°를 만족하는 각도의 범위 내에서 형성되어야 하는 이유를 설정된 연삭조건을 통해 그 결과를 아래의 표 1에 구체적으로 도시하였다.

이때, 연삭조건은 연삭휠(10)의 직경이 200φ로 회전속도가 1,000~1,500rpm으로 유지하고, 연삭액의 공급량은 분당 15리터로 공급하였다.

* 가공성/불순물 유입량.

* 가공성을 5등급으로 분류하며, 5등급은 가공이 가장 어려운 상태를 의미.

* 불순물 유입량을 0~5단계로 나누며, 5단계는 드레싱 효과를 매우 저감시키는 정도로 불순물의 유입이 가장 많은 상태를 의미.

* X는 제작 불가능.

상기의 표 1에서 확인할 수 있듯이 전극(20)의 각 배출유로(43)가 30°~ 50°의 범위 내의 각도로 형성되었을 때 가공성이 좋고 더불어 불순물 유입량이 가장 적은 것으로 확인되었다.

이는, 배출유로(43)의 각도가 30°이하인 경우 30°까지는 가공성이 최적이나 불순물 유입량이 많아지고, 반면 50°이상인 경우 불순물 유입량은 거의 없으나 50°이후부터는 가공성이 급격하게 떨어지면서 제작이 불가능한 문제가 발생하기 때문이다.

따라서, 배출유로(43)의 각도가 30°~ 50°를 만족하는 범위 내로 형성될 때 전극(20)의 가공성 보장과 함께 연삭시 불순물의 유입이 거의 없기 때문에 드레싱효과가 지속적으로 유지된다.

한편, 상기 전극(20)의 재료는 연삭휠(10)의 주재료보다 이온화경향이 더 낮은 금속으로 된 것이 바람직한데, 이는, 연삭휠(10) 측에서 산화반응(전자를 잃는 반응)이 일어나야 하는 것이므로 연삭휠(10)의 주재료가 전극(20) 재료보다는 이온화경향이 큰 금속일 것과, 연삭휠(10)의 주재료와 전극(20) 재료는 이온화경향의 차이가 클수록 유리하기 때문이다.

따라서, 통상적으로 연삭휠(10)이 철 성분이 다량 포함되어 있는 주철이 사용되므로, 전극(20)의 재료는 주철보다 이온화경향이 낮은 스테인레스, 구리, 고실리콘 주철 중 선택된 어느 하나의 금속 또는 그의 합금인 것이 바람직하다.

더하여, 연삭휠(10)의 연삭면(13)과 마주하는 전극(20)의 곡면부(40)에는 연삭액의 수분에 의한 산화를 방지하기 위해 카본 또는 디엘씨(DLC, Diamond Like Carbon) 코팅을 하는 것이 바람직하며, 이러한 코팅은 주지의 기술이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

마감커버(50)는 몸체(30)에 결합되며, 개방된 연삭액 충진공간(33)을 폐쇄하여 외부와 차단하는 것이며, 전극(20)의 장시간 사용에 따른 연삭액 충진공간 및 배출유로(43)의 유지보수를 위해 분해와 조립이 용이하도록 고정볼트(B)에 의해 결합된다.

한편, 몸체(30)의 연삭액 충진공간(33)과 마감커버(50) 사이는 탄성을 갖는 실링부재(60)에 의해 실링되는 것이 바람직하며, 실링부재(60)는 우레탄, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 실리콘 및 테프론 중 선택된 어느 하나의 재질로 된 것이 바람직한데, 이는 실링이 이루어지도록 하여 공급되는 연삭액의 압력이 정확히 제어되도록 하기 위함이다.

이하, 앞서 제시한 도면들을 참조하여 본 발명의 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치를 통해 연삭액이 전극(20)으로 공급되는 과정을 설명하기로 한다.

설명에 앞서, 공작물의 연삭공정과 연삭액의 공급은 동시에 이루어지는 것으로 설명한다.

먼저, 연삭액 공급장치(미 도시)를 구동하여 연삭액 공급노즐(L)을 통해 전극(20)으로 전도성 연삭액을 공급한다.

공급된 연삭액은 도 5에 도시한 화살표 방향과 같이 연삭액 충진공간(33)으로 진입하면서 서서히 충진된다.

이후 연삭액 충진공간(33)이 충진되면, 충진된 연삭액은 계속적으로 가해지는 공급압력에 의해 밀리면서 곡면부(40)에 형성된 복수개의 배출유로(43)를 통해 연삭팁(11)과 전극(20)의 간극으로 배출된다(도 6 참조).

이때, 연삭액은 각 배출유로(43)의 각도가 연삭팁(11)의 회전방향인 반대방향으로 30°~ 50°를 만족하는 범위 내로 각각 형성됨에 따라 연삭팁(11)의 회전방향을 따라 자연스럽게 배출된다.

이렇게 되면, 전극(20)과 연삭휠(10)은 전기적으로 연결된 전원공급부(P)로부터 전원이 인가되어 있기 때문에 간극으로 배출된 전도성 연삭액이 전해액으로서의 역할을 하므로 전류가 흐르게 된다.

이때, 전류의 이동은 곧 전자의 이동을 의미하는 것이므로, 이온화경향이 큰 연삭팁(11)에 포함된 철성분이 주로 이온화된다. 즉, 철성분이 전자를 잃어 이온화되는 것이기 때문에 산화되는 것이다.

이후, 공작물의 연삭가공에 의해 연삭면(13)에 포함되어 있는 금속찌꺼기나 금속퇴적물 및/또는 바인더 역할을 하는 메탈본드 표면의 철 이온은 간극을 통과하는 과정에서 전류가 흐르는 연산액의 산소이온과 결합하면서 산화가 이루어지게 된다.

이렇게 되면, 산화된 메탈본드 표면의 철이 연삭과정에서 이탈되어 연삭면(13)의 숫돌입자의 지립 돌출이 균일하게 형성됨에 따라 결국 드레싱 효과를 상승시켜 수준 높은 연삭공정을 할 수 있게 된다.

지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 연삭용 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치는, 연삭 가공시 발생하는 금속찌꺼기 및 이온화에 의해 발생하는 찌꺼기산화물 등이 전극의 공급유로로 유입되는 것이 방지되도록 하여 연삭액이 간극으로 균일하게 공급될 수 있도록 함으로써, 전도성 연삭액이 전극과 연삭휠 사이로 고르게 분포되어 일정한 두께를 갖는 산화층이 형성되도록 하고, 이를 통해 전류의 불균일성을 해소됨에 따라 연삭면 숫돌입자의 지립 돌출이 균일하게 형성되는 우수한 드레싱 효과를 갖는 장점이 있다.

이상, 본 발명의 연삭용 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치를 바람직한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 설명하였으나, 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아님은 물론이다.

즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

예를 들어, 전극의 형상, 전극의 일면에 형성된 배출유로의 각도, 연삭액 확산부재의 구조 및 전극의 재질 등은 얼마든지 변형할 수 있는 것이다.

10 : 연삭휠 11 : 연삭팁 13 : 연삭면
20 : 전극 30 : 몸체 33 : 연삭액 충진공간
35 : 고정플레이트 37 : 결합공 40 : 곡면부
43 : 배출유로 50 : 마감커버 60 : 실링부재
L : 연삭액 공급노즐 P : 전원공급부 B : 고정볼트

Claims (8)

1. 공작물을 연삭하기 위해 원주상에 연삭면(13)이 형성된 연삭팁(11)을 갖는 연삭휠(10)과, 상기 연삭면(13)과 일정 간극을 두고 배치된 전극(20)과, 상기 연삭휠(10)과 상기 전극(20)에 전원을 인가하는 전원공급부(P),로 구성되어 공급되는 전도성 연삭액을 통해 상기 연삭팁(11)의 바인더(binder) 역할을 하는 메탈본드와 상기 연삭면(13)의 표면층에 포함된 금속찌꺼기 등을 산화시켜 상기 연삭면(13)의 지립이 돌출되도록 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치에 있어서,
   상기 전극(20)은,
   연삭액 공급노즐(L)이 결합되며, 내측으로 상기 연삭액 공급노즐(L)을 통해 공급되는 연삭액이 충진되는 연삭액 충진공간(33)이 개방 형성된 몸체(30);
   상기 몸체(30)의 일측에 상기 연삭면(13) 일부와 대응하는 소정의 두께를 갖는 곡률로 상기 연삭팁(11)의 연삭면(13) 일부와 일정 간극을 두고 배치되며, 상기 연삭액 충진공간(33)에 충진된 연삭액을 상기 간극으로 공급하도록 상기 연삭액 충진공간(33)과 연통하는 복수개의 배출유로(43)가 곡률을 따라 형성된 곡면부(40); 및
   상기 몸체(30)에 결합되며, 개방된 상기 연삭액 충진공간(33)을 폐쇄하여 외부와 차단하는 마감커버(50);를 포함하며,
   상기 각 배출유로(43)의 중심축(S)은 상기 연삭휠(10)을 향하는 상기 배출유로(43)의 선단으로부터 법선과 이루는 각에 대하여 상기 연삭휠(10)의 회전방향과 반대하는 방향으로 30°~ 50°각도의 범위 내로 형성된 것을 특징으로 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 몸체(30)의 타측에는 상기 전극(20)이 상기 연삭휠(10)의 상기 연삭면(13)과 간극을 유지한 상태로 고정될 수 있도록 하는 판 상의 고정플레이트(35)가 구비된 것을 특징으로 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치.
   
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 전극(20)의 재료는 상기 연삭휠(10)의 주재료보다 이온화경향이 더 낮은 금속으로 된 것을 특징으로 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 금속은 스테인레스, 구리, 고실리콘 주철 중 선택된 어느 하나 또는 그의 합금인 것을 특징으로 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치.
   
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 몸체(30)의 상기 연삭액 충진공간(33)과 상기 마감커버(50) 사이는 탄성을 갖는 실링부재(60)에 의해 실링되는 것을 특징으로 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 실링부재(60)는 우레탄, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 실리콘 및 테프론 중 선택된 어느 하나의 재질로 된 것을 특징으로 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 전극(20)은 상기 연삭액의 수분에 의한 산화를 방지하기 위해 카본 또는 디엘씨(DLC, Diamond Like Carbon) 코팅된 것을 특징으로 하는 전해 인프로세스 드레싱 연삭장치.

Images