KR20080081590A

KR20080081590A - 미세경 절삭공구의 역학적 특성 분석기

Info

Publication number: KR20080081590A
Application number: KR1020070021823A
Authority: KR
Inventors: 이성구; 이충호
Original assignee: 이성구; 전주대학교 산학협력단
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-10
Also published as: KR100868375B1

Abstract

본 발명은 미세경 절삭공구의 역학적 특성 분석기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세경 절삭공구의 가공 후 날의 토오크 량과 비틀림 및 동심도와 전단시험 등 다양한 시험을 통하여 역학적 특성을 분석할 수 있도록 하는 미세경 절삭공구의 역학적 특성 분석기에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 엔코더(21)의 전방에 설치한 서보 모터(22)가 몸체(27)를 통하여 전방의 콜릿척(23)에 시험 공작물(60)을 척킹할 수 있도록 하는 회전 시험장치(20)와; 상기 회전 시험장치(20)의 시험 공작물(60)에 돌출한 드릴 날이 고정되는 체결부(43)의 양측으로 조림볼트(44)를 설치하는 받침대(41)로 이루어진 토오크 시험장치(40)와; 상기 토오크 시험장치(40)의 상측으로 설치하며 로드셀(33)의 하측에 설치한 이송대(32)에 시험 공작물(60)의 드릴 날을 누르는 전단핀(34)을 설치한 전단 시험장치(30)와; 상기 몸체(27)와 연결하며 서보 모터(51)와 연결한 좌우 이송대(50)의 상측에 설치한 서보 모터(54)에 연결한 전후 이송대(53)로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

미세경 절삭공구, 토오크

Description

미세경 절삭공구의 역학적 특성 분석기{Mechanical characteristic analysis machine of details cutting tool}

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도

도 2 는 본 발명의 설치상태를 나타낸 정면도

도 3 은 본 발명의 설치상태를 나타낸 평면도

도 4 는 본 발명의 설치상태를 나타낸 우측면도

도 5 는 본 발명의 실험상태를 나타낸 주요 부분의 단면도

도 6 은 본 발명의 회전시험장치에 대한 측면 단면도

도 7 은 본 발명의 시험 공작물에 대한 절단시험 상태 정면도

도 8 은 본 발명의 시험 공작물에 대한 회전시험 상태 단면도

도 9 는 본 발명의 토오크 시험장치에 대한 측면 단면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 플레이트 20 : 회전시험장치

21 : 엔코더 22, 51, 54 : 서보 모터

23 : 콜릿척 24 : 베어링 클러치

27 : 몸체 30 : 전단시험장치

31 : 고정대 32 : 이송대

33 : 로드셀 34 : 절단핀

40 : 토오크 시험장치 41 : 받침대

42, 52 : 크램프 레버 43 : 체결부

44 : 조임볼트 45 : 스프링핀

50 : 좌우 이송대 53 : 전후 이송대

55 : 스톱퍼

종래 마이크로 드릴급의 미세경 절삭공구는 다양한 과정을 통하여 가공되며, 가공한 후 다양하게 사용하고 있고, 그 비용이 고가이어서 절삭공구의 구입비용이 고가로 소모되고 있는 실정이다.

그러나 이러한 마이크로 드릴급의 미세경 절삭공구는 가공한 후 날의 토오크량과 비틀림 및 동심도와 전단시험 등 다양한 시험을 전혀 거치지 않게 되므로 어느 정도의 토오크를 갖고 있지 확인할 수 없었다.

그리고 측정 장비가 없으므로 데이터를 제공할 수 없게 되므로 고가의 비용을 지급하고 구입하여 수회의 사용 후 날이 부러지거나 망가지게 되어 사용할 수 없게 되는 경우에도 이를 해소할 수 없는 것이었다.

이러한 절삭공구의 토오크를 확인할 수 없는 것에 의하여 품질관리가 제대로 이루어지지 못하고 있으며, 특성의 파악에 의한 제품 품질의 향상이 어려워지는 결점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 미세경 절삭공구의 가공 후 날의 토오크 량과 비틀림 및 동심도와 전단시험 등 다양한 시험을 통하여 역학적 특성을 분석할 수 있도록 하는 분석기를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 다양한 시험을 통하여 역학적 특성을 분석하여 품질을 관리할 수 있도록 하며, 산업발전에 기여함을 목적으로 한다.

이러한 목적으로 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따 라서 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 플레이트(10)는 상부에 다양한 시험장비를 설치하는 것이며, 다양한 시험장비는 도시하지 않았지만 컴퓨터 또는 분석한 특성을 그래프 또는 숫자로 나타내거나, 시뮬레이션할 수 있도록 하는 장비에 연결하여 사용하는 것이다.

플레이트(10)의 한 부분에는 회전 시험장치(20)가 설치되어 있어서 시험 공작물(60)을 척킹하여 다양한 역학적 특성을 분석할 수 있도록 한다.

회전 시험장치(20)의 전방에는 토오크 시험장치(40)를 설치하여 시험 공작물(60)의 날을 척킹하여 회전에 의한 토오크를 시험할 수 있도록 하며, 그 상측에는 전단 시험장치(30)를 설치하여 전단핀(34)으로 눌러 시험 공작물(60)의 날을 전단하는 것이다.

회전 시험장치(20)의 한쪽에는 전후 이송대(53)와 좌우 이송대(50)를 설치하여 시험 공작물(60)의 전후 방향과 좌우 방향의 이동을 시험할 수 있도록 하였다.

상기 회전 시험장치(20)는 엔코터(21)의 전방에 서보모터(22)가 설치되어 있으며, 서보모터(22)가 베어링 클러치(24)에 의하여 전방의 몸체(27)에 설치한 앵귤러 베어링(25)과 슬리브(26)를 통하여 콜릿척(23)을 설치하였다.

상기 콜릿척(23)에는 소정의 과정으로 성형한 시험 공작물(60)이 척킹되는 것이다.

토오크 시험장치(40)는 플레이트(10)의 상부에 고정한 받침대(41)의 중앙에 체결부(43)를 형성하고 이 체결부(43)의 양쪽으로 대칭되게 조임볼트(44)를 설치하며 스프링 핀(45)과 스프핑(46)으로 연결되도록 하였다.

전단 시험장치(20)는 받침대(41)의 상부에 설치하여 클램프 레버(42)에 의해 위치 이동이 가능하고, 상측에는 로드셀(33)을 설치하며, 그 하측으로 고정대(31)와 이송대(32)가 연결된 후 이송대(32)에는 전단핀(34)이 설치되어 있다.

플레이트(10)에 설치한 좌우 이송대(50)는 한 부분에 설치한 서보모터(51)를 통하여 좌우로 이송하도록 설치하는 것이며, 크로스 로울러(56)와 부시(58)에 지지가 되어 있다.

좌우 이송대(50)의 상측에는 서보모터(52)를 설치하고 그 전방에 전후 이송대(53)를 설치하여 몸체(27)를 이송할 수 있도록 하였다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은, 다양한 시험 공작물(60)이 있지만 미세경 절삭공구의 하나인 마이크로 드릴을 가지고 설명하기로 한다.

마이크로급의 드릴을 제조한 후 제조한 시험 공작물(60)을 콜릿척(23)에 설치하여 드릴 날이 전방으로 돌출되도록 고정하여 역학적 특성을 분석한다.

다양한 역학적 특성을 분석하는 과정 중, 회전 시험장치(20)는 좌우 이송대(50)의 클램프 레버(52)를 구동하여 좌우 이송대(50)를 좌측으로 전진시켜 도 8 에 도시한 바와 같이 시험 공작물(60)의 날이 체결부(43)에 결합하도록 한다.

이때 플레이트(10)의 한 부분에 설치한 스톱퍼(55)는 좌우 이송대(50)가 좌측으로 이송하여 토오크 시험장치(40)와 충돌하는 것을 방지하기 위하여 더 이상 전진하지 못하도록 설치한 것이다.

시험 공작물(60)의 날이 체결부(43)에 결합하면 받침대(41)의 양측으로 설치 한 조임 볼트(44)를 구동하여 시험 공작물(60)의 날이 회전할 수 없도록 중심점에 견고하고 안정되게 고정한다.

이와 같이 시험 공작물(60)의 날을 고정한 후에는 서보 모터(22)를 회전시키게 되고, 서보 모터(22)의 회전으로 앵귤러 베어링(25)을 통한 콜릿척(23)의 회전으로 시험 공작물(60)이 회전하면서 비틀림 현상이 일어나게 되며 결국에는 절단되는 현상이 일어난다.

회전 시험장치(20)는 시험 공작물(60)이 서보 모터(22)에 의하여 회전하면서 비틀림 현상이 일어나 절단되는 현상을 분석할 수 있는 것이다.

그리고 좌우 이송대(50)를 이용하여 시험 공작물(60)을 이송시킬 수 있으므로 체결부(43)에 드릴 날이 결합할 수 있는 공간을 형성하지 않고 삽입할 수 없도록 체결부(43)를 막아 놓는 세팅을 한 후 서보 모터(51)를 이용하거나 클램프 레버(52)를 구동시키면 콜릿척(23)이 전진하면서 시험 공작물(60)을 좌측으로 밀어내게 되므로 결국에는 드릴 날이 눌리다가 결국에는 구부러지거나 끊기는 현상이 나타나게 될 때 이를 분석하게 된다.

회전 시험장치(20)와 토오크 시험장치(40) 그리고 좌우 이송대(50) 및 전후 이송대(53)를 이용하여 시험 공작물(60)의 회전 토오크와 구부림 토오크를 환산하여 나타낼 수 있게 되는 특성을 분석할 수 있는 것이다.

도 1 내지 5와 같이 시험 공작물(60)을 콜릿척(23)에 척킹한 상태에서 전단시험을 수행하는 경우에는, 전단 시험장치(30)의 이송대(32)를 하강시켜 도 7에 도시한 바와 같이 전단핀(34)이 시험 공작물(60)의 드릴 날에 맞닿도록 영점을 맞춘 다.

여기서 클램프 레버(42)는 토오크 시험장치(40)의 상측에 설치되어 전단 시험장치(30)를 좌우로 이동시키는 역할을 수행하여 영점을 맞출 수 있도록 안내하는 것이다.

상기와 같이 영점을 맞추는 경우에는 현미경을 보면서 수행하는 것이며, 영점이 맞추어 지면 이를 로드셀(33)이 인식하고 전단핀(34)을 서서히 하강시켜 드릴 날의 선단을 눌러 하강시키면 어느 점에서 구부러지거나 파손되므로 이를 로드셀(33)에서 검사하여 특성을 분석할 수 있는 것이다.

또한, 회전 시험장치(20)를 구동하여 도 8 과 같이 시험 공작물(60)의 드릴 날을 토오크 시험장치(40)의 체결부(43)에 세팅한 후에는 서보 모터(54)를 이용하여 전후 이송대(53)를 전방으로 이동시키면 몸체(27)를 전방으로 이동시키게 되므로 시험 공작물(60)의 드릴 날이 체결부(43)에 고정된 상태에서 전방으로 이동하게 되므로 구부러지거나 파손되므로 서보 모터(54)로 전방으로 이동하는 량을 검사할 수 있게 되므로 특성을 분석할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 시험 공작물(60)이 마이크로급의 드릴인 것을 설명하였으나, 다양한 공작물을 척킹하여 시험하는 것이 가능하며, 다양한 측정장비와 연계하여 다양한 데이터를 제공할 수 있는 것이다.

본 발명은 미세경 절삭공구의 가공 후 날의 토오크 량과 비틀림 및 동심도와 전단시험 등 다양한 시험을 통하여 역학적 특성을 분석할 수 있도록 하는 분석기를 제공하는 것이다.

본 발명은 다양한 시험을 통하여 역학적 특성을 분석하여 미세경 절삭공구의 품질을 관리할 수 있도록 하며, 고가의 구입비용으로 인한 손실을 줄이고, 산업발전에 기여할 수 있도록 하는 것이다.

Claims

엔코더(21)의 전방에 설치한 서보 모터(22)가 몸체(27)를 통하여 전방의 콜릿척(23)에 시험 공작물(60)을 척킹할 수 있도록 하는 회전 시험장치(20)와;

상기 회전 시험장치(20)의 시험 공작물(60)에 돌출한 드릴 날이 고정되는 체결부(43)의 양측으로 조림볼트(44)를 설치하는 받침대(41)로 이루어진 토오크 시험장치(40)와;

상기 토오크 시험장치(40)의 상측으로 설치하며 로드셀(33)의 하측에 설치한 이송대(32)에 시험 공작물(60)의 드릴 날을 누르는 전단핀(34)을 설치한 전단 시험장치(30)와;

상기 몸체(27)와 연결하며 서보 모터(51)와 연결한 좌우 이송대(50)의 상측에 설치한 서보 모터(54)에 연결한 전후 이송대(53)로 이루어짐을 특징으로 하는 미세경 절삭공구의 역학적 특성 분석기.
제1항에 있어서, 토오크 시험장치(40)는 받침대(41)의 중앙에 형성한 체결부(43)의 양측으로 조임볼트(44)를 설치하여 드릴 날을 고정하거나, 눌러 측정할 수 있도록 하며, 상측에 클램프 레버(42)를 설치하여 절단 시험장치(30)를 이동함을 특징으로 하는 미세경 절삭공구의 역학적 특성 분석기.
제1항에 있어서, 전단 시험장치(30)는 절단 시험장치(30)의 클램프 레버(42)로 이동하며 고정대(31)의 전방에 설치한 이송대(32)에 전단핀(34)을 설치하고 이 전단핀(34)의 이동이 로드셀(33)에 감지되도록 설치함을 특징으로 하는 미세경 절삭공구의 역학적 특성 분석기.