KR20110026775A - 천공식 잔류응력 측정을 위한 2축 스테이지가 장착된 밀링가이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재료가 가지고 있는 잠재적인 응력인 잔류응력의 측정을 위한 밀링 가이드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2축 스테이지를 장착하여 천공작업의 정확성과 편의성을 높이면서 재료 천공 후 구멍의 지름측정이 가능하여 재료의 잔류응력 검출값의 정확도를 향상시키는 천공식 잔류응력 측정을 위한 2축 스테이지가 장착된 밀링 가이드에 관한 것이다.

이에 따라 본 발명은 관통공(9)을 가진 기둥(3)과, 이 기둥(3)의 바닥 3지점에 장착된 패드(2), 상기 기둥(3)의 관통공(9) 내에 삽입 장착되는 저널(4) 및, 이 저널(4)을 기둥(3)의 관통공(9)에서 직경방향으로 미세 조정하는 수단을 갖추어 이루어진 천공식 잔류응력 측정을 위한 밀링 가이드에 있어서, 상기 기둥(3)의 관통공(9)에 삽입되어 위치 확인용 현미경(6)이나 소형 밀링(7)이 장착 삽입되는 저널(4)은 X축과 Y축 방향으로 이동하는 2축 스테이지(8)와 결합되어 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

천공식 잔류응력 측정을 위한 2축 스테이지가 장착된 밀링가이드{Milling guide with 2-axis stage for hole drill type}

본 발명은 재료가 가지고 있는 잠재적인 응력인 잔류응력의 측정을 위한 밀링 가이드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2축 스테이지를 장착하여 천공작업의 정확성과 편의성을 높이면서 재료 천공 후 구멍의 지름측정이 가능하여 재료의 잔류응력 검출값의 정확도를 향상시키는 천공식 잔류응력 측정을 위한 2축 스테이지가 장착된 밀링 가이드에 관한 것이다.

이미 알려진 바와 같이 재료가 가지고 있는 잠재적 응력인 잔류응력의 측정을 위해서 X-ray, 중성자 회절, 천공법 등 다양한 방법의 측정법들이 사용되고 있는바, 이중 천공법은 가장 쉽고 보편적으로 전리 사용되는 측정방법으로서, 재료에 구멍을 뚫는 작업을 통해 재료에 자유단을 만들어주면 잔류응력으로 인하여 재료 표면에 미세거동이 발생되고, 이값을 스트레인 게이지를 이용하여 검출하는 방식이다.

이러한 천공식 잔류응력 검출장비는 다양한 제품들이 나와 있지만 모두 ASTM(American Society for Testing Materials)-E837 규격에 의해 제작됨으로써 천 공에 사용되는 소형 밀링과 이 소형 밀링을 재료에 고정 및 지지해주는 밀링 가이드의 형태로 구성된다.

상기 밀링 가이드와 소형 밀링을 이용하여 측정 대상물에 수직으로 천공함으로써 검출되는 스트레인 게이지의 출력 데이터를 활용하여 재료의 잔류응력을 검출하게 된다.

종래 상기와 같은 밀링 가이드는 도 1과 도 2에 도시된 사진처럼, 종래 밀링 가이드(1a)를 바닥에 고정 및 지지 역할을 하는 패드(2)와 높낮이의 조절과 수평을 잡을 수 있도록 되어 관통공(9)이 형성된 기둥(3), 밀링 가이드의 위치를 고정해 주면서 지나가는 통로역할을 수행하는 저널(4), 상기 저널(4)의 위치를 미세 조정할 수 있는 미세조정 나사(5)로 구성되어 있다.

잔류응력 측정을 위해 도 3의 사진처럼 재료 위에 밀링 가이드(1a)를 장착하게 되면, 저널(4)을 관통하는 위치 확인용 현미경(6, 도 3과 도 5 참조)을 이용하여 재료의 천공 위치에 밀링 가이드(1a)가 잘 장착되었는지 확인한다.

이때 부적합 위치에 밀링 가이드(1a)가 있으면, 장착되어 있는 4개의 미세조정 나사(5)를 이용하여 저널(4)의 위치를 조정함으로써 적합한 천공위치로 이동시키게 된다.

그러나 종래 밀링 가이드(1a)는 미세조정 나사(5)를 이용하여 저널(4)의 조정방식이 이 미세조정 나사(5)의 위치 차이와 나사 형상으로 인하여 도 5의 실선 화살표와 같이 저널(4)과 시편의 천공구멍(11)이 이루고 있는 각도가 직각이 되지 않을 수도 있을 뿐만 아니라, 사용자가 위치를 잡은 후 미세조정 나사(5)를 조이게 되면, 조이는 힘과 순서에 의하여 그 위치가 바뀔 수도 있고 완전히 고정되지 않아 차후 천공시에 도 4와 같이 소형 밀링(7)을 장착할 때 위치가 변경될 수 있는 문제점을 지니고 있었다.

또한, 종래에는 천공지름의 계측을 위해 별도의 계측장비를 사용해야 하는 번거로움도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 밀링 가이드에 2축 스테이지를 장착하여 시편의 천공작업의 편의성과 정확성을 높이면서 천공 후 천공지름의 측정을 가능하게 하여 측정 결과물의 정확도를 향상시키는 천공식 잔류응력 측정을 위한 2축 스테이지가 장착된 밀링 가이드를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기둥바닥에 3지점 패드를 갖추고 이 기둥의 관통공 내에 삽입 장착되는 저널, 상기 저널을 기둥의 관통공에서 직경방향으로 미세 조정하는 조정수단을 구비하여 이루어진 천공식 잔류응력 측정을 위한 밀링 가이드에 있어서, 상기 기둥의 관통공에 삽입되는 저널은 X축과 Y축 방향으로 이동하는 2축 스테이지와 결합되어 장착된 구조로 되어 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 천공식 잔류응력 측정을 위한 2축 스테이지가 장착된 밀링 가이드는 시편의 천공위치를 보다 쉽게 조절하 수 있도록 함으로써, 측정시간을 단축시키고, 저널과 시편의 직각도 유지로 조절위치의 정확성 유지와 천공가능, 그리고 소형 밀링으로 시편 천공 후 별도의 장비없이 천공지름을 확인할 수 있는 효과를 갖는다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 6 (A)와 (B)는 본 발명에 따른 밀링 가이드의 측단면과 상부 평면 개략도이며, 종래 구조와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

본 발명은 관통공(9)을 가진 기둥(3)과, 이 기둥(3)의 바닥 3지점에 장착된 패드(2), 상기 기둥(3)의 관통공(9) 내에 삽입 장착되는 저널(4) 및, 이 저널(4)을 기둥(3)의 관통공(9)에서 직경방향으로 미세 조정하는 수단을 갖추어 이루어진 천공식 잔류응력 측정을 위한 밀링 가이드에 있어서, 상기 기둥(3)의 관통공(9)에 삽입되어 위치 확인용 현미경(6)이나 소형 밀링(7)이 장착 삽입되는 저널(4)은 X축과 Y축 방향으로 이동하는 2축 스테이지(8)와 결합되어 이루어진 구조로 되어 있다.

즉, 본 발명에 따른 밀링 가이드(1b)는 도 6 (A)와 (B)에 도시된 바와 같이 X축 방향과 Y축 방향으로 움직이는 2축 스테이지(8)가 저널(4)에 장착되어 있기 때문에 이 저널(4)의 위치조정을 더욱 쉽게 하면서도 시편의 천공구멍(11)과 저널(4)이 이루고 있는 직각을 흩어 뜨리지 않도록 되어 있다.

또한, 도 7과 같이 상기 저널(4) 내에 위치 확인용 현미경(6)을 장착 후 2축 스테이지(8) 조작을 통해 저널(4)의 움직인 거리를 알 수 있는바, 상기 2축 스테이지(8)가 움직인 거리(ℓ)는 시편의 천공구멍(11) 지름이기 때문에 위치 확인용 현미경(6)과 2축 스테이지(8)를 사용하여 천공구멍 지름도 확인할 수가 있다.

이 같은 시편의 천공구멍 지름은 잔류응력 평가를 위해 중요한 값으로 활용되어 진다.

도 1은 종래 밀링 가이드의 측면사진,

도 2는 도 1 밀링 가이드의 상부 평면사진,

도 3은 종래 밀링 가이드에 위치 확인용 현미경을 장착한 사진,

도 4는 종래 밀링 가이드에 소형 밀링을 장착한 사진,

도 5는 종래 밀링 가이드를 나타내는 개략적 측단면도,

도 6 (A)는 본 발명에 따른 밀링 가이드를 나타낸 개략적 측단면도이고, (B)는 도 6 (A)의 상부 평면도,

도 7은 본 발명을 이용하여 천공구멍의 지름을 측정하는 원리를 나타낸 도면이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1a,1b : 밀링 가이드, 2 : 패드,

3 : 기둥, 4 : 저널(Journal),

5 : 미세조정 나사, 6 : 위치 확인용 현미경,

7 : 소형 밀링, 8 : 2축 스테이지(2 Axis stage),

9 : 관통공, 11 : 천공구멍.

Claims (1)

1. 관통공(9)을 가진 기둥(3)과, 이 기둥(3)의 바닥 3지점에 장착된 패드(2), 상기 기둥(3)의 관통공(9) 내에 삽입 장착되는 저널(4) 및, 이 저널(4)을 기둥(3)의 관통공(9)에서 직경방향으로 미세 조정하는 수단을 갖추어 이루어진 천공식 잔류응력 측정을 위한 밀링 가이드에 있어서,

   상기 기둥(3)의 관통공(9)에 삽입되어 위치 확인용 현미경(6)이나 소형 밀링(7)이 장착 삽입되는 저널(4)은 X축과 Y축 방향으로 이동하는 2축 스테이지(8)와 결합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 천공식 잔류응력 측정을 위한 2축 스테이지가 장착된 밀링 가이드.

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