KR20020071069A

KR20020071069A - 초경도 재질의 정밀 홀과 외경 동시 가공기 및 그가공방법

Info

Publication number: KR20020071069A
Application number: KR1020010010877A
Authority: KR
Inventors: 민병종
Original assignee: 민병종
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-12

Abstract

본 발명은 높은 경도를 가지는 소재에 동심도(0.001㎜ 이내의 공차)가 유지되는 정밀한 홀(HOLE)과 그 외경(외경면 가공, 외경 모따기 가공 등)을 간단하면서 효과적으로 가공할 수 있는 가공방법에 관한 것과, 그 가공방법을 수행함에 있어 가장 바람직한 장치를 제공하는 초경도 재질의 정밀 홀(HOLE)과 외경 동시 가공기 및 그 가공방법에 관한 것이다.

즉, 상,하베이스(1,2)간 일측에 흰지(3)로 연결 구성시킴과 동시에 상기 상베이스(1) 밑면에 조절턱(5)을 구비시키고, 상기 일측에 조절레버(4)를 형성케 하여 상기 상베이스(1)의 각도조절을 용이하도록 하는 것과; 상기 상베이스(1)의 상면에 2개의 지지대(10,20)를 고정시키고, 상기 2개의 지지대(10,20)에 V홈(11a,21a)이 형성된 치구안착대(11,21)가 높낮이 조절이 가능토록 각 설치하고, 상기 상베이스(1)상 일측과 지지대(10,20)내향으로 동력전달수단(40)을 장치한 것에서 상기 치구안착대(11,21)의 V홈(11a,21a)에 치구(30), hole가공전용지그(300), 모따기용치구(60)를 선택적으로 안착시킨 후 가공할 수 있도록 하는 것이다.

Description

초경도 재질의 정밀 홀과 외경 동시 가공기 및 그 가공방법{The Precision hall made of super hardness materials and simultaneous outside diametal processing machine and that method}

본 발명은 초경도 재질의 정밀 홀(HOLE)과 외경 동시 가공기 및 그 가공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 높은 경도를 가지는 소재에 동심도(0.001㎜ 이내의 공차)가 유지되는 정밀한 홀(HOLE)과 그 외경(외경면 가공, 외경 모따기 가공 등)을 간단하면서 효과적으로 가공할 수 있는 가공방법에 관한 것과, 그 가공방법을 수행함에 있어 가장 바람직한 장치를 제공하는 초경도 재질의 정밀 홀(HOLE)과 외경 동시 가공기 및 그 가공방법에 관한 것이다.

종래에는 선반 혹은 전용 연삭기 등에서 공작물이 회전되는 가운데, HOLE을 가공하거나 연삭휠의 각도를 조절하여 외면을 가공한다거나 하고 있는데, 이러한 종래의 방법은 HOLE과 외경 가공시 정밀한 동심도가 유지되지 못할 뿐만 아니라 상기 동심도의 정밀 가공이 되지 못함으로 그 외경의 가공에 있어서 더더욱 정밀가공을 기대할 수 없었다.

즉, 위와 같은 각종 가공기기 들은 가공 모재에서 가공코자하는 모재 고정부까지 수많은 부품, 이를테면 회전축, 베어링, 각종 고정척 등이 구성되어 있어 각각 조금씩 미세한 유격 및 공차, 편차를 갖고 있음은 물론 가공할 모재의 정확한 직각도 유지가 불가능하므로 이러한 가운데서 미크론 단위 이상의 정밀한 동심도를 필요로 하는 정밀한 부품가공은 사실상 기대하기 어려운 것이다.

따라서 정밀한 동심를 갖기 위해서는 가공시 가공모재의 정확한 직각도 유지가 필수적임은 물론 그 직각도의 정확한 셋팅방법과 hole 및 그 외경가공이 동시적으로 가공하는 것이 정밀한 동심도 가공의 핵심기술이라 할 수 있다.

즉, 도 1에서 도시된 바와 같이 액정디스플레이(LCD) 글라스를 절단하는 공구로 사용되는 LCD 글라스 컷터휠(80)을 제작할 경우,

상기 LCD 글라스 컷터휠(80)은 HOLE의 동심도와 상기 동심도를 기준으로 하는 외부직경, 모따기 각도 등이 상당한 초정밀도가 요구될 뿐만 아니라 컷팅코자 하는 LCD 글라스가 유리재질임으로 그 컷터휠(80) 또한 그 유리재질에 대응되는 초경재질을 사용함에 따라서 상기 가공시 더욱 난해한 문제점이 있어 지금까지는 특수 가공품으로 분류되어 이의 가공시 상당한 가공비가 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 종래의 가공방법에서 발생하는 제반 문제점을 일소키 위하여 발명한 것으로서, 동심도 유지의 필수 조건인 가공모재의 직각도유지 방법과 그 가공시 따르는 기본적인 요건 즉, 안정된 회전유지와 편차, 유격발생의 억제 등을 가질 수 있도록 하는 것과,

저렴한 제작비가 요구되는 간단한 장치만으로 더욱 정밀하면서도 신속한 가공이 이루어질 수 있고, 또 그 가공시 고도의 숙련된 기술이 요구되지 않아 누구나 손쉽게 조작이 가능하며, 또 이를 근거하여 대량가공생산의 기반을 확보할 수 있는 초경도 재질의 모재에 미크론 단위이하의 정밀 홀(HOLE)과 그 외경을 동시적으로 가공할 수 있는 가공기를 제공함에 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제시된 LCD글라스 컷터휠의 가공순서도

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 정면도

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 측면도

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 평면도

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 단면상태의 정면도

도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에서 모따기용치구를 장착하여 모따기 가공을 수행하는 실시예시도

도 7은 본 발명의 정밀홀 가공에 있어서 그 전용가공지그와 가공방법을 나타낸 실시예시도

□ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 □

1,2:상,하베이스3:힌지

4:조절레버5:조절턱

10,20:지지대11,21:치구안착대

11a,21a:V홈30:치구

31:베어링32:가공모재삽지홈

33:고정볼트34:풀리

40:동력전달수단41:모터

41:피동축42,43:인입,인가풀리

44:벨트50:모재

51,305a:기초 hole60:모따기용치구

61:고정부62:컷터휠결합부

63:잠금너트64:나사부

65:직각도유지용와셔66:릴리프홈

70:반가공제품컷터휠71,72:모따기

80:LCD글라스 컷터휠81:hole

82:날100:스페이스블록

200,201:그라인더휠300:hole가공전용지그

301:지그몸체301a:핀안내홈

301b:밀착면302:핀

302a:고정날부302b:레버

302c:걸림턱303:걸림홈

304:고정너트304a:그라인더휠유입홈

310:스프링350:가공모재

위와 같은 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 첨부된 각 도면에 의거하여 좀더 구체적으로 설명하면 하기와 같다.

도 2 내지 도 6에서 도시된 바와 같이 상,하베이스(1,2)를 구비하되, 상기 상,하베이스(1,2)의 일측에 힌지(3)가 장치되고, 상기 힌지(3) 일단에 조절레버(4)가 구비되어 있어, 상기 하베이스(2)상에서 상베이스(1)는 힌지(3)를 기준으로 일정하게 각도 조절할 수 있도록 하고, 또 상기 상베이스(1)의 하면일측에 조절턱(5)을 형성시킴으로서 상기 상베이스(1)의 적정 각도조절시 상기 조절턱(5)의 밑단에 조절코자하는 각도에 비례하는 두께를 가지는 스페이스블록(100)을 끼우기만 하면 상기 상베이스(1)가 쉽게 원하는 각도 만큼 자동조절될 수 있음은 물론 상당히 정밀한 각도조절이 될 수 있는 것이다.

상기한 상베이스(1)의 상부에는 2개의 지지대(10,20)가 일정간격으로 고정/설치됨과 동시에 상기 각 지지대(10,20)의 상단에는 V홈(11a,21a)이 형성된 치구안착대(11,21)가 높낮이 조절이 가능토록 각 설치된다.

상기 수평선상의 치구안착대(11,21)2개에 형성된 V홈(11a,21a)에는 가공하고자하는 초경도 모재(50)가 고정되어 전달된 동력에 의하여 회전구동되는 치구(30)가 안착되는데, 상기 치구(30)에는 풀리(34)가 구비함에 따라서 동력전달수단(40)으로부터 동력을 전달받아 모재(50)를 고정한 상태로 치구(30) 전체가 회전구동될 수 있게 한다.

여기에서 동력전달수단(40)이라 함은 상기 상베이스(1)에 고정/안치된 모터(41)와 상기 2개의 지지대(10,21)에 관통구설되는 피동축(42)상의 인입/인가 풀리(43,44)에서 벨트(45)로 연결되는 회전전달구성으로서 본원에서는 이를 동력전달수단(40)이라 통칭하기로 한다.

이와 같은 동력전달수단(40)에 의하여 상기 치구(30)는 모터(41)에서 발생된 동력을 전달받아 회전구동되고, 또 상기 봉형태의 치구(30)가 V홈(11a,21a)에 직접안착되어 회전되어도 무방하나 상기 치구(30)에 베어링(31)을 축삽시켜 상기 베어링(31)이 V홈(11a,21a)에 접촉되게 하여 치구(30)를 회전시키면 좀더 원활한 회전구동이 될 수 있다.

상기와 같이 회전구동될 수 있는 치구(30)는 내부에 가공모재삽지홈(32)이 관통되고, 그 일측 끝단에 고정볼트(33)가 구비되어 있어 가공코자하는 모재(50)를 치구(30) 끝의 삽지홈(32)에 끼워 고정볼트(33)로 조임/고정할 수 있도록 한다.

이와 같이 구성되는 치구(30) 선단의 삽지홈(32)에 모재(50)를 삽입 고정될 수 있고, 사전에 기초hole(51)이 형성된 모재(초경도, 50)를 이용하여 도 ???에 도시된 바와 같이 원형으로 일정한 두께를 가지며, hole(81)과 외주면에 모따기 가공에 의해 날(82)이 형성되어 있음은 물론 상기 각 가공부(hole, 모따기, 치수 등)가상당한(미크론 공차 이상) 정밀도가 요구되는 LCD글라스 컷터휠(80)을 가공코자할 경우 그 가공방법과 이에 따른 장치에 관하여 하기의 각 실시예를 통하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

(실시예 1)

먼저 기초 hole(51)이 가공형성된 초경재질의 원통형 모재(50)를 상기 치구(30) 선단의 삽지홈(32)에 끼운 다음 일측 고정볼트(33)로서 조임한 후 다이아모드입자가 전착된 그라인더휠(200)을 이용하여 상기 기초 hole(51)에 정밀한 hole을 1차적으로 관통되게 가공한 다음 외주면 대비 hole이 정확한 동심도가 유지될 수 있도록 그 외주 표면 또한 상기 그라인더휠(200)로 가공한 다음 상기 가공코자하는 LCD글라스 컷터휠(80)의 두께로 각 절단한다.

상기 절단됨으로서 와셔 형태가 된 반가공제품컷터휠(70)의 외주면에 양측으로 모따기(71,72)를 실시하여야하는데,

상기 모따기(71,72) 가공시는 상기 치구(30) 선단의 삽지홈(32)에 모따기용치구(60)를 별도로 장착한 다음 상기 모따기용치구(60)에 hole이 가공된 반가공제품의 컷터휠(70)을 끼워 고정한 상태에서 상기 상베이스(1)를 일정한 각도로 조절하여 반가공제품의 컷터휠(70)이 가공코자하는 각도로 기울어지게 한 다음 그라인더(201)로 일측에 모따기(71) 가공을 함과 동시에 반대측의 모따기(72)는 상기 일측이 가공된 반가공제품의 컷터휠(70)을 뒤집어 끼워 고정시킨 다음 상기와 같은 방법으로 가공하면 된다.

상기 모따기용치구(60)는 도 6에서 도시된 바와 같이 고정부(61)와 상기 고정부 보다 적은 크기의 직경(상기 컷터휠에 가공된 hole과 동일한 크기)을 가지는 컷터휠결합부(62)로 구성하되, 상기 결합부(62) 끝단에는 잠금너트(63)가 장착될 수 있도록 나사부(64)를 가지며, 또 상기 결합부(62)에 직각도유지용와셔(65)가 상기 결합부(62)에 삽입되어 상기 고정부(61) 쪽으로 밀착구성 된다.

상기한 직각유지용와셔(65)는 상기 결합부(62)와 고정부(61)사이의 모서리 부위에 미세하게 나마 라운드 또는 필렛이 형성되어 있음으로 자칫 상기 라운드 또는 필렛으로 인하여 장착되는 반가공제품컷터휠(70)이 정확한 직각도를 갖지 못할 수도 있기 때문에 내향으로 모따기(71,72)가 형성된 직각도유지용와셔(65)를 먼저 상기 고정부(61) 쪽으로 밀착시켜 정확한 직각도가 유지된 상태에서 정밀한 모따기가공이 이루질 수 있도록 하는 것이다.

하지만 상기 직각도유지용와셔(65) 대신에 결합부(62)와 고정부(61) 사이의 모서리에 릴리프홈(66)을 형성시켜 사용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

그리고 상기와 같이 반제품의 컷터휠(70) 하나 당 일면에 모따기(71)를 가공한 다음 방향을 바꾸어 반대측에 모따기(72) 가공을 하는 방법과는 다르게 상기 외부 표면 가공이 된 모재(50)외면에 일정한 간격으로 끝부가 V형을 가지는 그라인더(202)를 사용하여 V홈을 형성시킨 다음 상기 각 V홈마다 절단하면 모따기(71,72)가 형성될 수 있음은 물론 신속한 모따기 가공이 이루어질 수 있다.

그러나 이러한 방법은 상당한 가공시간은 단축할 수는 있지만 정밀도는 다소 떨어질 수 있어 지향함이 바람직하다.

(실시예 2)

한편, 상기한 실시예 1과는 다른 가공방법으로 도 7에서 도시된 바와 같이 상기 LCD글라스 컷터휠(80)의 외경과 폭에 맞추어 절단 가공됨과 동시에 기초홀(350a) 또한 일반가공기에서 사전에 절단된 상태의 가공모재(350)를 hole가공전용지그(300)에서 상기 기초홀에 대하여 정밀한 동심도와 치수로 가공한 다음 상기 실시예 1에서 전술된 바와 같은 모따기(71,72)를 실시함으로서 LCD글라스 컷터휠(80)을 완성가공할 수 있다.

상기한 hole가공전용지그(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 핀안내홈(301a)과 스프링(310)이 내장되고, 일측에 밀착면(301b)이 형성된 원통형태의 지그몸체(301)에 끝단부가 원뿔형태의 뽀쪽한 고정날부(302a)를 가지는 핀(302)이 관통되어 상기 밀착면(301b)에서 고정날부(302a)가 돌출 되도록 장치하는 것과; 상기 핀(302)의 후단부에 직교하면서 일체 구비되는 레버(302b), 걸림턱(302c)이 구비되어 상기 레버(302b)를 잡아당겨 상기 걸림턱(302c)을 일자형 걸림홈(303)에 내입 또는 이탈될 수 있도록 하는 것과; 상기 지그몸체(301)의 선단에 그라인더휠유입홈(304a)을 가지는 고정너트(304)가 나사조립되어 구성되는 hole가공전용지그(300)를 상기 치구안착대(11,21)에 형성된 V홈(11a,21a)에 안착시켜 정밀한 동심도/치수를 가공할 수 있도록 하는 것인데,

이는 상기 끝단부가 원뿔형태의 뽀쪽한 고정날부(302a)를 가지는 핀(302)이 스프링(310)에 의하여 상기 고정날부(302a)가 항시 밀착면(301b)에서 돌출된 상태를 유지하는 가운데 상기 기초홀(350a)이 형성된 가공모재(350)를 상기밀착면(301b)에 돌출된 고정날부(302a)에 안착시켜 그 중심센터를 정확히 유지시킨 다음 고정너트(304)로 조임하여 완전히 밀착 고정시킨다.

상기 가공모재(350)가 상기 밀착면(301b)에 완전 고정된 상태에서 상기 핀(302)의 후단 레버(302b)를 잡아당겨 90℃회전시키면 상기 레버(302b)와 직교하면서 일체 구비된 걸림턱(302c)이 상기 걸림홈(303)내에서 이탈되어 상면에 걸림되면 상기 핀(302)의 고정날부(302a)는 그 간격만큼 후진 고정되게 한 다음 전방에서 그라인더휠(200)로 상기 기초홀(350a)을 정밀한 동심도와 완전한 치수를 가공 완성시킨다.

상기와 같은 실시예 1, 실시예 2에서는 LCD글라스 컷터휠(80)에 대한 hole 및 그 외경가공의 방법을 주지하고 있으나 이러한 방법을 이용하여 이외 다른 형태의 제품에도 동일한 방법을 이용하여 hole과 외경을 동시 가공하면 정밀한 동심도를 가지는 고품질의 가공물을 얻을 수 있는 것이다.

이상과 같이 상세한 구성과 작용을 갖는 초경도 재질의 정밀 홀(HOLE)과 외경 동시 가공기 및 그 가공방법은 높은 경도의 공작물을 간단하면서도 신속하게 가공이 이루어짐과 더불어 특히 미크론 단위 이상의 정밀한 동심도 공차가 유지될 수 있고, 또 기존 특수 가공품으로 분류되어 막대한 가공비가 요구되었던 것에 비하여 그 구조가 간단하고 조작이 쉬워 저렴한 가격대로 널리 보급될 수 있음은 물론 숙련된 고도의 기술 없이도 누구나 쉽게 조작이 가능함으로 적은 비용으로 더욱 고품질의 가공품을 얻을 수 있는 등 그 기대되는 바가 실로 다대한 발명이다.

Claims

상,하베이스(1,2)간 일측에 흰지(3)로 연결 구성시킴과 동시에 상기 상베이스(1) 밑면에 조절턱(5)을 구비시키고, 상기 일측에 조절레버(4)를 형성케 하여 상기 상베이스(1)의 각도조절을 용이하도록 하는 것과;

상기 상베이스(1)의 상면에 2개의 지지대(10,20)를 고정시키고, 상기 2개의 지지대(10,20)에 V홈(11a,21a)이 형성된 치구안착대(11,21)가 높낮이 조절이 가능토록 각 설치하고, 상기 상베이스(1)상 일측과 지지대(10,20)내향으로 동력전달수단(40)을 장치한 것을 특징으로 하는 초경도 재질의 정밀 홀(HOLE)과 외경 동시 가공기.
제 1항에 있어서,

상기 치구안착대(11,21)에 형성된 V홈(11a,21a)간에는 동력전달수단(40)에 의하여 동력을 전달받아 회전 구동되는 풀리(34) 및 가공하고자하는 모재삽지홈(32)과 그 일측에 고정볼트(33)를 각 구비하는 치구(30)를 안착시켜 상기 치구(30)의 선단 삽지홈(32)에 모재(50)를 끼워 가공이 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 초경도 재질의 정밀 홀(HOLE)과 외경 동시 가공기.
제 1항에 있어서,

핀안내홈(301a)과 스프링(310)이 내장되고, 일측에 밀착면(301b)이 형성된 원통형태의 지그몸체(301)에 끝단부가 원뿔형태의 뽀쪽한 고정날부(302a)를 가지는 핀(302)이 관통되어 상기 밀착면(301b)에서 고정날부(302a)가 돌출 되도록 장치하는 것과;

상기 핀(302)의 후단부에 직교하면서 일체 구비되는 레버(302b), 걸림턱(302c)이 구비되어 상기 레버(302b)를 잡아당겨 상기 걸림턱(302c)을 일자형 걸림홈(303)에 내입 또는 이탈될 수 있도록 하며,

상기 지그몸체(301)의 선단에 그라인더휠유입홈(304a)을 가지는 고정너트(304)가 나사조립되어 기초홀(350a)이 형성된 가공모재(350)를 정확한 중심으로 셋팅/고정시킬 수 있는 hole가공전용지그(300)를 상기 치구안착대(11,21)에 형성된 V홈(11a,21a)에 안착시켜 가공할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 초경도 재질의 정밀 홀(HOLE)과 외경 동시 가공기.
제 2항 내지 제 3항에 있어서.

상기 치구(1), hole가공전용지그(200)에 1개 이상의 베어링(31)을 구비시켜 치구안착대(11,21)의 V홈(11a,21a)에 상기 베어링(31)이 안치된 상태에서 치구(30)가 회전되도록 하는 것을 특징으로 하는 초경도 재질의 정밀 홀(HOLE)과 외경 동시가공기.
제 1항에 있어서,

상기 동력전달수단(40)은 상기 상베이스(1) 일측에 장치된 모터(40)와 상기 지지대(10,20)간 관통/구설된 피동축(42)과 상기 피동축(42)에 축삽된 인입/인가 풀리(43,44)를 통하여 전달된 동력을 상기 치구(30)의 풀리(34)쪽으로 벨트(34)로서 그 회전동력이 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 초경도 재질의 정밀 홀(HOLE)과 외경 동시 가공기.
제 1항에 있어서,

상기 치구(30)의 선단에 고정부(61)와 컷터휠결합부(62)로 구성되며, 상기 결합부(62) 끝단에 잠금너트(63)가 장착될 수 있도록 나사부(64)를 가지고, 상기 결합부(62)에 직각도유지용와셔(65)가 상기 고정부(61) 쪽으로 밀착되어 구비하는 모따기용치구(60)를 상기 치구(30)의 선단에 고정시켜 모따기(71,72) 가공을 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한 초경도 재질의 정밀 홀(HOLE)과 외경 동시 가공기.