KR20100134895A - 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴퓨터 드라이브의 록킹장치 등에 사용되는 요크 앤 칩(Yoke & Chip) 등과 같은 정밀 부품을 연마 가공하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 부품 연마를 위한 연마휠과 부품 고정을 위한 고정척을 서로 마주보게 좌우 배치하는 새로운 형태의 연마 방식을 구현함으로써, 부품의 정밀 가공이 가능하여 연마 품질을 높일 수 있으며, 연마휠 및 척 모두 고속 회전이 가능하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기를 제공한다.

정밀 부품, 요크 앤 칩(Yoke & Chip), 폴리싱 가공, 연삭기, 연마휠, 고정척, 전용 지그

Description

정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기{Grinder of polishing equipment for precision parts}

본 발명은 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컴퓨터 드라이브의 록킹장치 등에 사용되는 요크 앤 칩(Yoke & Chip) 등과 같은 정밀 부품을 연마 가공하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 폴리싱 가공은 절삭공구와 같은 가공물의 수명 및 칩 배출, 피절삭면의 조도를 향상시키기 위해 PVD, CVD 코팅하거나, 열처리된 표면을 재차 폴리싱 가공하여 정밀도 향상 및 경면이 되도록 광을 내어 품질을 향상시키는 정밀 연마가공이다.

가공물의 표면과 랩 사이에 다이아몬드, 산화알루미늄, 탄화규소, 카이이드, 실리카, 알루미나 등과 같은 랩재와 윤활유, 경유, 스핀들유, HCL, 루브리켄트 등과 같은 공작액을 선택적으로 택일하여 투입하면서 가공물과 랩의 상대운동으로 연마가공을 하게 된다.

한편, 컴퓨터에 구비되어 있는 드라이브 등과 같은 제품의 록킹장치에 사용되는 요크 앤 칩(Yoke & Chip) 등과 같은 부품의 경우, 전자석의 원리로 2개의 부품이 서로 접촉하면서 록킹 및 언록킹 동작을 수행하게 되는데, 이때 부품 서로 간의 접촉면이 매우 협소하기 때문에 접촉면의 조도를 일정수준 이상으로 확보해야 되는 조건이 요구된다.

보통 요크나 칩 등과 같은 정밀 부품은 크기가 매우 작기 때문에 폴리싱 가공 처리하기가 까다롭고, 1회 폴리싱 가공시 많은 양의 부품을 처리하는데 한계를 갖고 있다.

이러한 처리 능력의 한계와 가공의 까다로움 등이 작용하면서 종래 요크나 칩 등과 같은 정밀 부품의 폴리싱 가공시의 경우, 가공물을 일일이 수작업으로 연마 테이블의 지그상에 지정된 위치 및 방향으로 정렬 투입해야 하는 단점이 있으며, 이로 인해 1사이클 연마공정이 길어지는 등 생산성 저하로 직결되는 문제점이 있다.

즉, 부품의 투입, 정렬, 세팅, 연마 등의 과정을 수작업에 의존하는 관계로 작업의 효율성이 떨어짐은 물론, 폴리싱 가공의 정밀도가 낮고, 전반적으로 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

그리고, 기존의 연마 방식은 상부와 하부에 각각 연마휠과 부품이 들어 있는 지그를 배치한 후에 천천히 회전시켜 가면서 상부에서 가압하여 연마하는 방식으로 이루어져 있는 관계로, 연마시 발생하는 쇳가루 등의 생성물이 연마 중에도 계속 잔류하면서 가공에 영향을 끼치게 되는 등 연마에 대한 정밀도가 떨어질 뿐 아니라, 작업속도 또한 늦어 단위 시간당 처리 능력면에서 불리한 점을 갖고 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 부품 연마를 위한 연마휠과 부품 고정을 위한 고정척을 서로 마주보게 좌우 배치하는 새로운 형태의 연마 방식을 구현함으로써, 부품의 정밀 가공이 가능하여 연마 품질을 높일 수 있으며, 연마휠 및 척 모두 고속 회전이 가능하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기는 외부의 컨트롤러와 내부의 구동부가 마련되는 연삭기 본체, 상기 연삭기 본체의 개방된 작업공간 내에 설치되고 양쪽에서 서로 마주보며 수직으로 나란하게 배치되는 동시에 구동부측과 연결되어 회전가능한 연마휠 및 고정척, 가공 대상물인 부품을 수용한 상태로 고정척의 전면에 세팅되는 전용 지그를 포함하며, 부품을 수용하고 있는 전용 지그가 세팅되는 고정척과 가공체인 연마휠을 동시에 회전시켜가면서 연마작업을 수행할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전용 지그의 경우, 상부가 개방된 적어도 6줄의 나란한 부품 수용홈이 구비되어 있는 지그 본체, 상기 지그 본체의 부품 수용홈 내에 배치되어 홈을 따라 슬라이드되면서 부품들을 가압 고정시켜주는 슬라이더, 상기 지그 본체의 한쪽 가장자리 외부에 체결되어 슬라이더를 한쪽 방향으로 밀어주는 고정 볼트 등을 포함하는 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기는 연마휠과 고정척을 양편에서 서로 마주보도록 수직 배치하여 연마 작업을 수행하는 방식을 적용함으로써, 부품을 정밀하게 연마할 수 있어 흡착부의 직각도 및 조도 관리를 용이하게 할 수 있는 등 제품에 대한 연마 품질을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 연마휠과 고정척을 동시에 고속 회전시키는 방식을 채용함에 따라 단위 시간당 처리 능력을 높일 수 있는 등 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 연마휠과 고정척을 서로 편심 배치하는 방식으로 연마 작업을 수행함으로써, 연마작업의 효율성을 높일 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기를 보여주는 정면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 연삭기 본체(12)는 내부에 모터 등과 같은 구동 부(11a,11b)와 외부에 각종 조작 및 디스플레이 등을 위한 컨트롤러(10)를 포함하며, 일측에는 가공물을 투입하거나 취출할 수 있는 공간인 개방된 구조의 작업공간(13)이 조성되어 있는 형태로 이루어져 있다.

상기 구동부(11a,11b)는 후술하는 연마휠(14)과 고정척(15)을 각각 회전시켜주는 구동수단으로서, 각각의 개별구동 형태로 구성할 수 있고, 또는 하나의 구동부를 구비하여 연마휠(14)과 고정척(15)를 동시에 구동시키는 형태로 구성할 수도 있다.

이에 따라, 상기 작업공간(13)을 통해 부품을 포함하는 전용 지그(16)를 세팅하고, 컨트롤러(10)의 조작과 함께 구동부(11a,11b)의 가동을 이용하여 가공물을 연마할 수 있게 된다.

도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기에서 연마휠과 고정척의 배치 형태로서 연마휠과 고정척을 각각 중점적으로 보여주는 사시도이다.

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 연삭기는 종전 상하 배치형태의 연마방식을 배제하고, 연마휠(14)과 고정척(15)을 양옆에서 서로 마주보는 형태로 수직 배치시켜 연마작업을 효율적으로 수행할 수 있는 방식이 적용된다.

이를 위하여, 연삭기 본체(12)의 작업공간(13)에는 양쪽에서 서로 마주보며 수직으로 나란하게 배치되는 한쪽의 연마휠(14)과 맞은편의 고정척(15)이 배치되고, 이때의 연마휠(14)과 고정척(15)은 구동부(11a,11b)측과 연결되어 회전가능한 구조로 설치된다.

상기 연마휠(14)은 부품을 직접 연마하는 부분으로서, 원판으로 이루어진 몸체의 전면, 즉 고정척(15)을 바로보는 면에는 원판 가장자리를 따라 일정폭을 가지면서 돌출되는 원형의 띠 모양의 연마면(17)이 형성되고, 이때의 연마면(17)이 부품과 직접 마찰되면서 연마작업을 수행하게 된다.

이러한 연마휠(14)은 부품을 포함하는 전용 지그(16)의 세팅 공간을 제공하기 위하여 가동 전에는 고정척(15)과 어느 정도 거리를 두고 위치하게 되고, 가동과 동시에 고정척(15)이 있는 쪽으로 전진 위치한 상태에서 연마작업을 수행하게 된다.

여기서, 상기 연마휠(14)을 축선방향으로 전진 이동시키는 작동 메카니즘을 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 메카니즘이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.

그리고, 상기 연마휠(14)의 양옆에는 연마시 절삭유나 랩제 등을 분사할 수 있는 2개 정도의 호스(23)가 마련되어 있어서 연마시 발생하는 열 등에 보다 효과적으로 대처할 수 있게 된다.

여기서, 상기 연마휠(14)은 다이아몬드휠 또는 CBN휠을 적용할 수 있으며, 메쉬는 #3,000 정도, 속도는 1,500∼2,500rpm의 조건으로 연마작업을 수행할 수 있다.

상기 고정척(15)은 가공할 다수의 부품이 정렬된 상태로 고정되어 있는 전용 지그(16)를 세팅하는 부분으로서, 연마휠(14)의 맞은 편에 위치되고, 원형의 블럭형태로 이루어진 척 몸체에 구비된 위치결정용 핀 및 삽입내장되어 있는 자석의 힘 을 이용하여 전용 지그(16)를 잡아주는 형식으로 되어 있다.

상기 고정척(15)에는 전용 지그(16)의 세팅을 보다 용이하게 할 수 있도록 해주는 수단이 마련된다.

예를 들면, 고정척(15)의 전면은 평탄면으로 형성할 수 있지만, 바람직하게 전면에는 일정깊이로 약간 파인 형태로 형성되는 사각의 지그 자리면(24)이 마련되어 있으며, 이에 따라 전용 지그(16)는 세팅시 지그 자리면(24)에 안정적으로 안착될 수 있는 한편, 고정척(15)의 전면, 즉 지그 자리면(24)에는 서로 일정간격을 두고 배치되는 2개의 위치결정용 핀(18)이 마련되어 있어서 전용 지그(16)의 세팅시 초기 위치를 용이하게 잡을 수 있게 된다. 또한 위치결정용 핀(18)의 옆쪽 지그 자리면(24)에는 자석(18a)이 삽입 내장되어 금속재질의 지그가 부착되도록 하여 초기 고정시 안정감을 얻을 수 있다.

전용 지그(16)의 배면에는 위치결정용 핀(18)에 끼워질 수 있는 위치결정용 홈(16a)이 형성되어 있으며, 이에 따라 전용 지그(16)의 세팅시 위치결정용 홈을 고정척(15)에 있는 위치결정용 핀(18)에 끼우기만 하면 전용 지그(16)의 정확한 세팅 위치를 쉽게 맞출 수 있고, 또 이와 동시에 자석(18a)의 자력이 수반되어 부착시키는 타입이므로 전용 지그(16)를 지그 자리면(24)에 자연스럽게 안착시킬 수 있다.

이러한 고정척(15)의 경우에도 연마휠(14)과 마찬가지로 연마작업시 함께 회전될 수 있으며, 그 속도는 연마휠(14)의 속도와 동일한 1,500∼2,500rpm의 조건으로 설정하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 연마휠(14)과 고정척(15)은 서로 간의 축선방향에 대해 서로 편심된 위치에 배치되고, 즉 연마휠(14)의 축선과 고정척(15)의 축선이 서로 일치하지 않고 엇갈리게 배치되고, 이에 따라 연마휠(14)은 자체축선을 중심으로 회전함과 더불어 소정의 축선을 중심으로 편심회전을 할 수 있게 되므로서, 고정척(15)에 있는 부품들에 대한 균일한 연마가공이 가능하게 되는 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기에서 연마휠, 고정척 및 전용 지그의 배치 관계를 보여주는 측면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 부품을 포함하는 전용 지그(16)를 고정척(15)에 세팅한 상태에서 연마휠(14)과 전용 지그(16) 내의 부품 간의 연마 위치를 보여준다.

즉, 고정척(15)의 중심부에 전용 지그(16)가 자리를 잡게 되고, 고정척(15)의 중심으로부터 한쪽으로 치우친 위치에 연마휠(14)이 배치된다.

이때의 전용 지그(16)에 있는 부품들은 연마휠(14)이 갖는 연마면(17)의 작업궤적 내에 들어와 있게 되고, 이러한 조건에서 연마휠(14)과 고정척(15)의 회전하게 되며, 결국 연마면(17)과 부품들의 마찰 접촉을 통해 연마작업이 이루어지게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서는 정밀 부품, 특히 요크 앤 칩(Yoke & Chip)과 같은 부품의 연삭 작업에 적합한 전용 지그를 제공한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기에서 고정척에 세팅되는 전용 지그를 보여주는 사시도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 전용 지그(16)는 부품 수용을 위한 지그 본체(20), 부품 가압을 위한 슬라이더(21), 슬라이더(21) 조작을 위한 고정 볼트(22)를 포함한다.

상기 지그 본체(20)는 다수의 블럭들을 조합해 놓은 형태로 이루어져 있으며, 본체 상부에는 윗쪽이 터져 있는 적어도 6줄의 나란한 부품 수용홈(19)이 마련된다.

이때의 각 부품 수용홈(19)의 내에는 부품들이 대략 "∪" 모양으로 세워진 상태에서 서로 다닥다닥 붙어서 정렬된 상태로 고정 세팅된다.

상기 부품 수용홈(19)들은 본체 좌우 길이방향으로는 일정한 간격을 유지하게 되고, 본체 전후 폭방향을 따라 길게 배치되는 형태로 형성된다.

그리고, 상기 부품 수용홈(19)의 내부에는 홈을 따라 이동하면서 부품들 가압하는 길다란 사각 막대형상으로 이루어진 슬라이더(21)가 설치된다.

상기 슬라이드(21)는 부품들과 직접 맞닿으면서 부품들을 한쪽을 몰아주는 형식으로 고정시키는 역할을 수행하게 되고, 고정 볼트(22)에 의해 움직이게 된다.

상기 고정 볼트(22)는 지그 본체(20)의 일측에 폭방향으로 체결되는 구조로 설치되고, 각 부품 수용홈(19)에 하나씩 배속되는 수가 구비된다.

이렇게 설치되는 고정 볼트(22)의 단부는 본체를 관통하여 슬라이더(21)의 한쪽 단부와 접하게 되고, 이에 따라 고정 볼트(22)를 돌리면 그 조작량만큼 슬라이더(21)를 한쪽으로 밀어줄 수 있으며, 결국 슬라이드(21)의 이동에 따라 홈 내에서 일렬로 차곡차곡 채워져 있는 부품들이 서로 밀착되면서 고정될 수 있게 된다.

여기서, 상기 슬라이더(21)의 경우 부품 수용홈(19)과 접하는 양쪽 측면부에 요철구조의 가이드 수단을 구비하여 슬라이드시 홈으로부터 이탈없이, 또 부품들을 정확히 직선방향으로 가압하면서 이동될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 이와 같이 구성되는 연삭기를 이용하여 연마작업을 수행하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기에서 연마작업 상태를 보여주는 정면도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 부품들이 6줄로 가지런히 정렬된 상태에 고정되어 있는 전용 지그(16)를 연삭기 본체(10)의 작업공간(13) 내로 투입하여 고정척(15)에 세팅한다.

이때, 고정척(15)에 있는 위치결정용 핀(18)과 지그 자리면(24)을 이용하면 전용 지그(16)의 세팅작업을 쉽게 할 수 있다.

이렇게 부품이 들어 있는 전용 지그(16)의 세팅을 완료하면, 이때부터 연삭기가 가동되면서 부품에 대한 연마작업이 시작된다.

즉, 전용 지그(16)가 세팅되어 있는 고정척(15)과 연마휠(14)이 같이 고속으로 회전을 하게 되고, 이때의 연마휠(14)은 고정척(15)이 있는 쪽으로 전진한 후에 그 연마면(17)이 부품의 흡착면에 접촉한 상태에서 자체축선을 중심으로 회전함과 더불어 소정의 축선을 중심으로 편심회전을 하게 되므로, 고정척(15)의 전용 지그(16)에 있는 부품들이 균일하게 연마될 수 있게 된다.

기 설정된 시간 동안의 연마작업이 모두 완료된 후, 연삭기의 가동을 멈추고 고정척(15)으로부터 연마가공 처리를 마친 부품들이 들어 있는 전용 지그(16)를 취출한 다음, 전용 지그(16)로부터 부품들을 꺼내면 1회 연마작업을 완료할 수 있다.

이와 같이, 연마휠과 고정척을 수직자세로 마주보게 배치하고, 이와 더불어 부품들이 들어 있는 전용 지그 또한 옆으로 세운 상태에서 연마작업을 수행하는 한편, 연마휠과 고정척 모두 고속으로 회전을 시키는 조건하에서 작업을 수행함으로써, 부품에 대한 우수한 연마 품질을 확보할 수 있고, 또 단위 시간당 처리 능력을 종전에 비해 높일 수 있어 생산성 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기를 보여주는 정면도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기에서 연마휠과 고정척의 배치 형태로서 연마휠을 보여주는 사시도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기에서 연마휠과 고정척의 배치 형태로서 고정척을 보여주는 사시도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기에서 연마휠, 고정척 및 전용 지그의 배치 관계를 보여주는 측면도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기에서 고정척에 세팅되는 전용 지그를 보여주는 사시도

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기에서 연마작업 상태를 보여주는 정면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 컨트롤러 11a,11b : 구동부

12 : 연삭기 본체 13 : 작업공간

14 : 연마휠 15 : 고정척

16 : 전용 지그 17 : 연마면

18 : 위치결정용 핀 19 : 부품 수용홈

20 : 지그 본체 21 : 슬라이더

22 : 고정 볼트 23 : 호스

24 : 지그 자리면

Claims (6)

1. 외부의 컨트롤러(10)와 내부의 구동부(11a,11b)가 마련되는 연삭기 본체(12)와, 상기 연삭기 본체(12)의 개방된 작업공간(13) 내에 설치되고 양쪽에서 서로 마주보며 수직으로 나란하게 배치되는 동시에 구동부(11a,(11b)측과 연결되어 회전가능한 연마휠(14) 및 고정척(15)과, 가공 대상물인 부품을 수용한 상태로 고정척(15)의 전면에 세팅되는 전용 지그(16)를 포함하며, 부품을 수용하고 있는 전용 지그(16)가 세팅되는 고정척(15)과 가공체인 연마휠(14)을 동시에 회전시켜가면서 연마작업을 수행할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 연마휠(14)과 고정척(15)은 서로 간의 축선방향에 대해 서로 편심된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 연마휠(14)의 전면에는 가장자리를 따라 일정폭을 가지면서 돌출되는 원형의 띠 모양의 연마면(17)이 구비되어, 이 원형의 띠 모양으로 이루어진 연마면만으로 연마작업을 수행할 수 있도록 된 것을 특 징으로 하는 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 고정척(15)에는 전용 지그(16)의 세팅시 위치를 잡아주는 위치결정용 핀(18)이 구비되는 것을 특징으로 하는 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 고정척(15)의 전용 지그(16)의 세팅면에는 자석(18a)이 삽입고정되어 금속재질의 지그(16)를 잡아줄 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 전용 지그(14)는 상부가 개방된 적어도 6줄의 나란한 부품 수용홈(19)이 구비되어 있는 지그 본체(20)와, 상기 지그 본체(20)의 부품 수용홈(19) 내에 배치되어 홈을 따라 슬라이드되면서 부품들을 가압 고정시켜주는 슬라이더(21)와, 상기 지그 본체(20)의 한쪽 가장자리 외부에 체결되어 슬라이더(21)를 한쪽 방향으로 밀어주는 고정 볼트(22)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정밀 부품 폴리싱 가공설비의 연삭기.

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