KR20120061203A - Abrasion device and method of roll mold using mangetorheological fluid - Google Patents

Abrasion device and method of roll mold using mangetorheological fluid Download PDF

Info

Publication number
KR20120061203A
KR20120061203A KR1020100122400A KR20100122400A KR20120061203A KR 20120061203 A KR20120061203 A KR 20120061203A KR 1020100122400 A KR1020100122400 A KR 1020100122400A KR 20100122400 A KR20100122400 A KR 20100122400A KR 20120061203 A KR20120061203 A KR 20120061203A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing
processed
working fluid
roll mold
polishing apparatus
Prior art date
Application number
KR1020100122400A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
민병권
이상조
장경인
김두연
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020100122400A priority Critical patent/KR20120061203A/en
Publication of KR20120061203A publication Critical patent/KR20120061203A/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/02—Lapping machines or devices; Accessories designed for working surfaces of revolution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/34—Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/02—Drives or gearings; Equipment therefor for performing a reciprocating movement of carriages or work- tables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/37—Single-purpose machines or devices for grinding rolls, e.g. barrel-shaped rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/12—Devices for exhausting mist of oil or coolant; Devices for collecting or recovering materials resulting from grinding or polishing, e.g. of precious metals, precious stones, diamonds or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/04—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of metal, e.g. skate blades

Abstract

PURPOSE: A grinding apparatus for a three-dimensional roll mold using magneto-rheological fluid and a method thereof are provided to effectively remove burr on the surface of workpieces by using working fluid generated by mixing nonmagnetic abrasives or/and chemical abrasives into magneto-rheological fluid. CONSTITUTION: A grinding apparatus for a three-dimensional roll mold using magneto-rheological fluid comprises a stage(10), a grinding device, and a working fluid feeding unit(30). The stage comprises a base(12). A workpiece(1) is rotatably installed in the stage. The grinding device comprises an electromagnet and is mounted on the base adjacently to the workpiece mounted on the stage. The grinding device generates a magnetic filed by external power. The working fluid feeding unit supplies working fluid between the grinding device and the workpiece. The working fluid contains magneto-rheological fluid.

Description

자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치 및 방법{Abrasion device and method of roll mold using mangetorheological fluid}Abrasive device and method of roll mold using mangetorheological fluid

본 발명은 자기유변유체를 이용한 연마장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 롤 금형과 같은 3차원 입체형상의 가공 대상물의 표면 연마에 적합한 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a polishing apparatus and method using a magnetorheological fluid, and more particularly to a three-dimensional roll mold polishing apparatus and a method using a magnetorheological fluid suitable for the surface polishing of a three-dimensional solid object such as a roll mold. .

LED BLU의 등장 및 고속 성장으로 도광판 시장이 급속히 확대되고 있으며, LED를 이용한 조명시장도 동시에 확대되고 있다. 이에 따라 미세패턴을 형성한 대면적 기판의 용도가 디스플레이의 광학부품에서 태양전지용 보호유리로 확대되는 등 시장의 급속한 변화가 진행되고 있다. With the advent of LED BLUs and the rapid growth, the LGP market is expanding rapidly, and the LED market is also expanding at the same time. As a result, the use of large-area substrates with fine patterns is expanding from the optical parts of displays to protective glass for solar cells.

이처럼 급격하게 증가하는 기판 수요에 대응하기 위해 연속적인 패턴이 가공된 롤 금형을 이용해서 압연공정으로 연속 성형하는 제조기법이 개발되고 있다. 하지만 롤 금형 표면에 패턴을 가공하는 과정에서 버(Burr)가 발생하는 문제가 있으며 이를 제거하기 위한 추가적인 연마공정이 필요하다. In order to cope with such a rapidly increasing demand for a substrate, a manufacturing method of continuously forming a rolling process using a roll mold having a continuous pattern processed has been developed. However, there is a problem in that burrs are generated in the process of processing the pattern on the surface of the roll mold, and an additional polishing process is required to remove them.

버(Burr) 제거를 위한 연마방법으로 ELID(Electrolytic in-process Dressing), Lapping 그리고 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 등이 잘 알려져 있다. 그러나 이러한 연마방법은 연마과정에서 시편 표면에 물리적 손상이 발생하는 것과 같이 연마 후 표면조도가 떨어지는 문제가 있다. Electrolytic in-process dressing (ELID), lapping and chemical mechanical polishing (CMP) are well known polishing methods for removing burrs. However, this polishing method has a problem that the surface roughness after polishing, such as physical damage occurs on the surface of the specimen during polishing.

이를 극복하기 위한 대안으로 최근에는 자기유변유체를 이용한 연마 방법, 즉 자기유변연마가 제안되었다. 자기유변연마는 고체와 고체가 직접 접촉하여 연마하는 기존 방식과는 달리, 자기장 세기로서 점도 조절이 가능한 유체를 사용하여 표면을 연마하는 방식이다. 이는 시편에 물리적 손상을 거의 가하지 않으면서 연마 후 우수한 표면조도를 기대할 수 있다는 장점이 있다.As an alternative to overcome this, a polishing method using magnetorheological fluid, that is, magnetorheological polishing, has recently been proposed. Magnetorheological polishing is a method of polishing a surface by using a fluid whose viscosity can be adjusted as a magnetic field strength, unlike the conventional method of directly contacting and polishing a solid with a solid. This has the advantage that excellent surface roughness can be expected after polishing with little physical damage to the specimen.

현재 자기유변유체를 이용하여 가공 대상물 표면을 연마 처리하는 장치가 다수 공지되어 있다. 그러나 공지된 종래 기술의 경우 대부분이 2차원 평면 상의 가공 대상물 연마 처리에 한정된다. 이에 따라 상기한 롤 금형과 같이 3차원 입체 형상의 가공 대상물 표면 연마처리에 적합하면서도 가동 대상물 표면에 형성된 버(burr)를 효과적으로 제거할 수 있는 기술이 요구되는 실정이다.
Currently, many apparatuses for polishing a surface of a workpiece by using a magnetorheological fluid are known. However, in the known prior art, most of them are limited to the polishing of the workpiece on a two-dimensional plane. Accordingly, there is a need for a technology capable of effectively removing burrs formed on the surface of a movable object while being suitable for the three-dimensional three-dimensional object surface polishing process as in the above-described roll mold.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 3차원 입체 형상의 가공 대상물 표면에 대한 연마 처리가 가능하도록 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치를 제공하고자 한다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a three-dimensional roll mold polishing apparatus using a magnetorheological fluid to enable the polishing treatment on the surface of the three-dimensional solid object.

또한, 가공 대상물 표면에 형성된 버(burr)를 보다 효과적으로 제거할 수 있으며, 우수한 표면조도를 기대할 수 있는 연마방법을 제공하고자 한다.
In addition, it is possible to more effectively remove the burr (burr) formed on the surface of the object, and to provide a polishing method that can expect excellent surface roughness.

본 발명의 일측면에 따르면, 베이스를 포함하며 가공 대상물이 회전 가능하게 장착되는 스테이지, 전자석을 포함하며 스테이지 상에 장착된 가공 대상물과 인접하게 상기 베이스 상에 장치되고 외부에서 제공된 전원에 의해 자기장이 발생되는 연마장치 및 상기 연마장치와 가공 대상물 사이로 자기유변유체를 포함하는 작동유체를 제공하는 작동유체 공급수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a stage comprising a base and rotatably mounted to a workpiece, including an electromagnet and mounted on the base adjacent to a workpiece mounted on the stage, is provided with a magnetic field by an externally provided power source. There is provided a three-dimensional roll mold polishing apparatus using a magnetorheological fluid, characterized in that it comprises a polishing device generated and a working fluid supply means for providing a working fluid including a magnetorheological fluid between the polishing device and a workpiece. Can be.

본 실시예에서 상기 스테이지는, 상기 베이스, 베이스 상에 일정한 거리를 두고 이격 설치되는 지지축, 상기 지지축 사이에 베이스와 수평으로 설치되어 가공 대상물을 홀딩하는 홀딩 축 및 가공 대상물을 회전시키기 위해 상기 홀딩 축에 회전력을 전달하는 구동수단을 포함하는 구성일 수 있다.In the present embodiment, the stage, the support shaft to be spaced apart at a predetermined distance on the base, the base between the support shaft is installed horizontally with the base to hold the workpiece and the rotation to rotate the workpiece It may be a configuration including a drive means for transmitting a rotational force to the holding shaft.

이때 상기 구동수단은, 정방향 또는 역방향 어느 한 방향으로 회전을 하거나 또는 일정한 각도 범위 내에서 정방향 및 역방향으로 교번되게 회전을 하는 모터일 수 있다.In this case, the driving means may be a motor that rotates in either the forward or reverse direction or alternately rotates in the forward and reverse directions within a predetermined angle range.

또한 상기 연마장치는, 상기 베이스 상에서 가공 대상물 길이 방향을 따라 좌, 우 이동이 가능하게 장치될 수 있다. In addition, the polishing apparatus may be installed to enable left and right movement along the length of the object to be processed on the base.

또한 상기 연마장치는, 가공 대상물과 마주하는 중앙부가 상기 가공 대상물과 멀어지는 방향으로 굽은 전자석 및 상기 전자석에 전원을 공급하는 전원공급장치를 포함하는 구성일 수 있다.In addition, the polishing apparatus may be configured to include an electromagnet bent in a direction away from the object to be processed, and a power supply device for supplying power to the electromagnet.

상기 작동유체 공급수단은, 상기 전자석이 장착되며 베이스 상에서 상기 전자석을 포함한 연마장치를 가공 대상물 길이 방향을 따라 좌, 우 이동시키는 가동 블록과, 상기 가동 블록 내에 설치되며 작동유체가 저장된 저장조 및 가동 블록에 장착된 전자석과 스테이지 상에 홀딩된 가공 대상물 사이의 자기장 영역으로 작동유체를 제공하는 노즐부로 구성될 수 있다.The working fluid supply means includes a movable block on which the electromagnet is mounted and which moves the polishing apparatus including the electromagnet on the base along the length direction of the object to be processed, and a storage tank and the movable block which are installed in the movable block and in which the working fluid is stored. And a nozzle portion for providing a working fluid to the magnetic field region between the electromagnet mounted on the workpiece and the object to be processed on the stage.

이때, 상기 가동 블록에는 전자석을 포함한 상기 연마장치가 위, 아래로 승강 및 가공 대상물 방향을 향해 전, 후 방향으로 진퇴이동 가능하게 장치될 수 있다.In this case, the movable block may be equipped with the polishing apparatus including an electromagnet so as to move up and down and move forward and backward in the direction of the object to be processed.

또한 상기 저장조 및 노즐부는, 자기유변유체와 비자성 연마제 또는 화학 연마제를 각각 저장하고 이들이 전자석과 가공 대상물 사이의 자기장 영역으로 각각 제공할 수 있도록, 2개의 영역으로 분할 형성된 구조일 수 있다.In addition, the reservoir and the nozzle unit may have a structure formed by dividing into two regions so as to store the magnetorheological fluid and the nonmagnetic abrasive or the chemical abrasive, respectively, and provide them to the magnetic field region between the electromagnet and the object to be processed.

또한 본 발명의 실시에에 따르면, 상기 작동유체를 지속적으로 순환시키기 위한 순환수단을 더 포함할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, it may further include a circulation means for continuously circulating the working fluid.

이 경우 상기 순환수단은, 가공 중 장치 하방으로 떨어진 작동유체를 포집하기 위한 호퍼 및 호퍼에 포집된 작동유체를 다시 작동유체 공급수단으로 제공하기 위한 동력을 발생시키는 순환구동장치를 포함할 수 있다.In this case, the circulation means may include a hopper for collecting the working fluid dropped below the apparatus during processing and a circulating driving device for generating power for providing the working fluid collected in the hopper back to the working fluid supply means.

본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 스테이지 상에 가공 대상물을 홀딩시키는 단계, (b) 연마장치에 전원을 공급하여 자기장을 발생시키고 그 자기장 영역으로 작동유체를 공급하여 연마장치와 가공 대상물 사이로 자기유변유체를 포함하는 연마 슬러리 층을 형성시키는 단계 및 (c) 상기 연마 슬러리 층을 가공 대상물 표면에 접촉시킨 상태로 가공 대상물 표면에 대한 연마를 수행하는 단계를 포함하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the invention, (a) holding the object on the stage, (b) powering the polishing apparatus to generate a magnetic field and supplying a working fluid to the magnetic field region between the polishing apparatus and the object Forming a polishing slurry layer comprising a magnetorheological fluid, and (c) performing polishing on the surface of the workpiece with the polishing slurry layer in contact with the surface of the workpiece. A roll mold polishing method may be provided.

이때 상기 작동유체는, 자기유변유체 및 비자성 연마제 또는/및 화학 연마제로 이루어진 연마 슬러리를 포함할 수 있다.In this case, the working fluid may include a polishing slurry composed of a magnetorheological fluid and a nonmagnetic abrasive and / or a chemical abrasive.

또한 상기 (c)단계에서는, 가공 대상물을 회전시키거나, 연마장치를 좌, 우로 이동시키거나, 가공 대상물 회전과 동시에 연마장치를 좌, 우로 이동시키는 동작으로 가공 대상물 표면에 대한 연마를 수행할 수 있다.In addition, in step (c), the surface of the object may be polished by rotating the object, moving the polishing device to the left or right, or moving the polishing device to the left or right simultaneously with the rotation of the object. have.

또한, 상기 (c)단계에서 가공 대상물 표면에 형성된 버(burr)의 길이가 긴 경우, 작동유체로서 자기유변유체를 이용하고, 가공 대상물을 일정 범위 내에서 정?역 회전시킴으로써 가공 대상면에 형성된 버(burr)를 제거하는 것이 바람직하다.In addition, when the length of the burr formed on the surface of the object is long in step (c), a magnetorheological fluid is used as the working fluid, and the object is formed on the surface to be processed by rotating the object to be processed in a predetermined range. It is desirable to remove burrs.

이와는 달리, 상기 (c)단계에서 가공 대상물 표면에 형성된 버(burr)의 길이가 짧은 경우, 비자성 연마제 또는/및 화학적 연마제가 혼입된 자기유변유체를 작동유체로서 이용하고, 가공 대상물을 일정 범위 내에서 정?역 회전시킴으로써 기계적 마모를 이용하여 가공 대상면을 연마 처리할 수도 있다.
On the other hand, when the length of the burr formed on the surface of the object is short in step (c), a magnetorheological fluid in which a nonmagnetic abrasive and / or a chemical abrasive is mixed is used as a working fluid, and the object is processed to a certain range. It is also possible to grind the surface to be machined by using mechanical abrasion by rotating forward and reverse within.

상기한 구성의 본 발명인 롤 금형 연마장치에 따르면, 연마제로서 자기장 세기 조절을 통해 점도 조절이 가능한 자기유변유체를 이용함으로써, 가공 시 대상물 표면에 물리적 손상이 거의 발생하지 않으면서 표면조도가 우수한 연마성능을 기대할 수 있다. According to the roll mold polishing apparatus of the present invention having the above-described configuration, by using a magnetorheological fluid capable of adjusting the viscosity through the adjustment of the magnetic field strength as an abrasive, the polishing performance with excellent surface roughness with little physical damage to the surface of the object during processing You can expect.

또한, 가공 대상물 회전 또는 전자석을 포함하는 연마장치의 좌, 우 이동 또는 가공 대상물 회전과 동시에 연마장치의 좌, 우 이동과 같은 움직임을 통한 상대운동 등으로, 1차원 평면 가공은 물론, 롤 금형과 같은 3차원 입체 구조물 형상의 가공 대상물 표면에 대한 연마처리가 가능하다는 효과가 있다.In addition, one-dimensional plane processing, as well as the roll mold, by relative movement through the movement of the object or the left and right movement of the polishing apparatus including the electromagnet or the rotation of the processing object, such as the left and right movement of the polishing apparatus. There is an effect that it is possible to polish the surface of the object to be processed in the same three-dimensional solid structure shape.

또한, 연마를 수행함에 있어, 자기유변유체 만을 작동유체로 이용하거나, 필요에 따라서는 자기유변유체에 비자성 연마제 또는/및 화학 연마제를 혼입한 작동유체를 연마제로 이용하여 가공 대상물 표면 처리를 수행함으로써, 가공 대상물 표면에 형성된 버(burr)를 보다 효과적으로 제거할 수 있으며, 보다 우수한 표면조도를 가진 제품 생산이 가능하다.
In addition, in performing polishing, the surface of the object is processed by using only a magnetorheological fluid as a working fluid, or, if necessary, a working fluid containing a nonmagnetic abrasive and / or a chemical abrasive as a abrasive. By doing so, the burrs formed on the surface of the object to be processed can be more effectively removed, and a product having better surface roughness can be produced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 롤 금형 연마장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 나타난 롤 금형 연마장치의 정면 구성도.
도 3은 도 1에 나타난 롤 금형 연마장치의 측면 구성도.
도 4는 연마장치가 설치된 작동유체 공급수단의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 다른 롤 금형 연마장치를 통해 수행되는 가공 대상물 표면에 대한 연마과정을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 롤 금형 연마장치 및 방법을 통해 연마를 수행하기 전 시편 표면을 보여주는 사진으로서, 버(burr)의 길이가 짧은 경우 시편 표면을 나타낸 사진.
도 8은 도 7에 나타낸 시편을 본 발명에 따른 롤 금형 연마장치 및 방법을 이용하여 1차 연마한 후 시편의 표면상태를 보여주는 사진.
도 9은 도 8과 같이 1차 연마된 시편을 작동유체를 달리하여 2차 연마한 후 시편의 표면상태를 나타낸 사진.
도 10은 본 발명에 따른 롤 금형 연마장치 및 방법을 통해 연마를 수행하기 전 시편 표면을 보여주는 사진으로서, 버(burr)의 길이가 긴 경우 시편 표면을 나타낸 사진.
도 11은 도 10에 나타난 시편을 본 발명에 따른 롤 금형 연마장치 및 방법을 이용하여 연마처리 한 후 시편의 표면상태를 나타낸 사진.1 is a perspective view schematically showing the overall configuration of a roll mold polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front configuration diagram of the roll mold polishing apparatus shown in FIG. 1. FIG.
Figure 3 is a side configuration diagram of the roll mold polishing apparatus shown in FIG.
4 is a perspective view showing a schematic configuration of a working fluid supply means having a polishing apparatus installed.
5 to 6 is a view showing a polishing process for the surface of the workpiece to be carried out through the roll mold polishing apparatus according to the present invention.
Figure 7 is a photograph showing the surface of the specimen before performing the polishing through the roll mold polishing apparatus and method according to the present invention, a photograph showing the surface of the specimen when the length of the burr (burr) is short.
Figure 8 is a photograph showing the surface state of the specimen after the first polishing the specimen shown in Figure 7 using a roll mold polishing apparatus and method according to the present invention.
FIG. 9 is a photograph showing the surface state of the specimen after the secondary polishing of the first polished specimen as shown in FIG.
10 is a photograph showing the surface of the specimen before performing the polishing by the roll mold polishing apparatus and method according to the present invention, a photograph showing the specimen surface when the burr length is long.
Figure 11 is a photograph showing the surface state of the specimen after polishing the specimen shown in Figure 10 using a roll mold polishing apparatus and method according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 롤 금형 연마장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타난 롤 금형 연마장치의 정면 구성도이다. 그리고, 도 3은 도 1에 나타난 롤 금형 연마장치의 측면 구성도이다.1 is a perspective view schematically showing the overall configuration of a roll mold polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front configuration diagram of the roll mold polishing apparatus shown in FIG. 3 is a side configuration diagram of the roll mold polishing apparatus shown in FIG. 1.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 롤 금형 연마장치는, 스테이지(10) 및 연마장치를 포함한다. 스테이지(10)에는 가공 대상물(1)이 장착되며, 연마장치(20)는 자기유변유체를 포함하는 연마 슬러리 층 형상을 위한 자기장을 형성시킨다.1 to 3, a roll mold polishing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a stage 10 and a polishing apparatus. The stage 10 is equipped with a workpiece 1, and the polishing apparatus 20 forms a magnetic field for the polishing slurry layer shape including the magnetorheological fluid.

연마장치(20)와 스테이지(10)에 장착된 가공 대상물(1) 사이로는, 실질적인 연마와 관련하는 자기유변유체를 포함한 작동유체가 공급되며, 자기유변유체를 포함한 작동유체는 작동유체 공급수단(30)에 의해 위와 같이 연마장치(20)와 가공 대상물(1) 사이로 제공된다. 본 발명의 구성을 보다 구체적을 살펴보기로 한다.Between the polishing apparatus 20 and the processing object 1 mounted on the stage 10, a working fluid including a magnetorheological fluid related to substantial polishing is supplied, and the working fluid including a magnetorheological fluid is a working fluid supply means ( 30 is provided between the polishing apparatus 20 and the object 1 as described above. The configuration of the present invention will be described in more detail.

스테이지(10)에는 가공 대상물(1)이 회전 가능하게 장착된다. 상기 스테이지(10)는, 평판 상의 베이스(12)와, 베이스(12) 상에 일정한 거리를 두고 수직으로 이격 설치되는 지지축(14)을 포함한다. 지지축(14)으로부터는 가공 대상물(1) 홀딩을 위한 홀딩 축(16)이 베이스(12)와 평행하게 뻗어 있으며, 홀딩 축(16)은 구동수단(18)으로부터 회전력을 전달받아 정방향 또는 역방향 또는 일정한 범위 내에서 정?역 회전한다.The object 1 is rotatably mounted to the stage 10. The stage 10 includes a base 12 on a flat plate and a support shaft 14 vertically spaced apart from the base 12 at a predetermined distance. From the support shaft 14, the holding shaft 16 for holding the object 1 extends in parallel with the base 12, and the holding shaft 16 receives the rotational force from the driving means 18 in the forward or reverse direction. Or it rotates forward and backward within a certain range.

도면의 도시와 같이 구동수단(18)은 지지축(14)에 지지된 홀딩 축(16)과 동축선 상에 배치될 수 있다. 그러나 홀딩 축(16)에 회전력을 전달 가능한 위치라면 그 위치 및 구성에 특별한 제한은 없다. 예컨대, 상기 구동수단(18)은 지지축(14) 옆에 위치하고, 벨트 풀리, 체인 또는 기어와 같은 전동수단을 매개로 상기 홀딩 축(16)에 회전동력을 전달하는 구성일 수 있다.As shown in the figure, the driving means 18 may be disposed coaxially with the holding shaft 16 supported by the support shaft 14. However, as long as the rotational force can be transmitted to the holding shaft 16, there is no particular limitation on its position and configuration. For example, the driving means 18 may be positioned next to the support shaft 14, and may be configured to transmit rotational power to the holding shaft 16 via a transmission means such as a belt pulley, a chain or a gear.

연마장치(20)는 자기장 형성을 통해 작동유체 공급수단(30)으로부터 제공된 자기유변유체의 점도를 조절한다. 또한 점도 조절된 자기유변유체를 이용해 가공 대상물(1) 표면에 대한 실질적인 연마를 수행한다. 연마장치(20)는 자기장 발생을 위한 수단으로서 전자석(22)을 포함하며, 전자석(22)은 도면에는 도시하지 않았으나 전원공급장치로부터 전원을 제공받는다.The polishing apparatus 20 adjusts the viscosity of the magnetorheological fluid provided from the working fluid supply means 30 through the formation of a magnetic field. In addition, the polishing of the surface of the object to be processed 1 is carried out using a viscosity-controlled magnetorheological fluid. The polishing apparatus 20 includes an electromagnet 22 as a means for generating a magnetic field, and the electromagnet 22 receives power from a power supply although not shown in the drawing.

가공 대상물(1)에 대한 연마수행을 위해, 상기 연마장치(20)는 가공 대상물(1)과 근접한 위치의 베이스(12) 상의 가동 블록(32)(후술 됨) 상에 장치되며, 가동 블록(32)은 베이스(12) 상에서 가공 대상물(1) 길이방향을 따라 좌, 우로 이동된다. 따라서 상기 연마장치 역시 베이스(12) 상에서 가공 대상물(1)의 좌, 우 길이방향을 따라 왕복 이동될 수 있다.In order to perform the polishing on the object 1, the polishing device 20 is mounted on the movable block 32 (described later) on the base 12 at a position proximate to the object 1, 32 is moved left and right along the longitudinal direction of the object 1 on the base 12. Therefore, the polishing apparatus may also be reciprocated along the left and right longitudinal directions of the object 1 on the base 12.

연마장치(22)를 구성하는 요소 중 상기 전자석(22)은, 도 3에서 보이는 것과 같이 가공 대상물(1)과 마주하는 중앙부가 바깥으로 굽은 형상일 수 있다. 전자석(22)이 이처럼 굽은 형상으로 이루어지면, 외부 전원에 의해 자기장 발생 시 전자석(22)과 근접한 위치의 안쪽 영역과 가공 대상물과 근접한 바깥쪽 영역의 자기장 세기가 달라져 불 균일한 자기장이 형성될 수 있다.Among the elements constituting the polishing apparatus 22, the electromagnet 22 may have a shape in which a central portion facing the object 1 is bent outward as shown in FIG. 3. When the electromagnet 22 is formed in such a bent shape, when the magnetic field is generated by an external power source, the magnetic field strength of the inner region near the electromagnet 22 and the outer region close to the object to be processed may be changed to form an uneven magnetic field. have.

이처럼 전자석(22)과 근접한 안쪽 영역과 바깥 쪽에 불 균일한 자기장 발생되면, 고경도의 가공 대상물(1)을 연마하기 위해 비자성 연마제가 혼입된 자기유변유체를 작동유체로 사용할 경우, 비자성 연마제가 자기유변유체 외곽으로 밀려나와 가공 대상물(1)에 보다 효과적으로 접촉될 수 있게 되므로 소재 경도에 따라 효과적인 연마성능을 기대할 수 있다. In this way, when a non-uniform magnetic field is generated in the inner region and the outer surface of the electromagnet 22, the non-magnetic abrasive is used as a working fluid in which a magnetorheological fluid containing a non-magnetic abrasive is polished to polish the object to be hardened. Is pushed out of the magnetorheological fluid and can be more effectively in contact with the object to be processed (1) can be expected effective polishing performance according to the material hardness.

작동유체 공급수단(30)은 상기 연마장치와 가공 대상물(1) 사이로 자기유변유체를 포함하는 작동유체를 공급한다. 본 실시예에서 상기 작동유체 공급수단(30)은, 작동유체가 저장되는 저장조(34) 및 전자석(22)과 스테이지(10) 상에 홀딩된 가공 대상물(1) 사이의 자기장 영역으로 작동유체를 제공하는 노즐부(36)를 포함한다.The working fluid supply means 30 supplies a working fluid including a magnetorheological fluid between the polishing apparatus and the object to be processed 1. In the present embodiment, the working fluid supply means 30 transfers the working fluid to a magnetic field region between the reservoir 34 in which the working fluid is stored and the electromagnet 22 and the workpiece 1 held on the stage 10. It includes a nozzle unit 36 to provide.

상기 저장조(34) 및 노즐부(36)는 가동 블록(32)에 설치되며, 가동 블록(32)은 가공 대상물(1) 길이 방향을 따라 도 2의 화살표 도시와 같이 베이스(12) 상에서 좌, 우로 이동될 수 있다. 이때 상기 가동 블록(32) 이동을 위한 수단으로는 예컨대, 랙-피니언, 리니어 가이드-모터, 액츄에이터를 포함하는 가이드 레일이 채택될 수 있다.The reservoir 34 and the nozzle unit 36 are installed in the movable block 32, and the movable block 32 is disposed on the base 12 as shown by the arrow in FIG. 2 along the length direction of the object 1. Can be moved to the right. In this case, as a means for moving the movable block 32, for example, a guide rail including a rack-pinion, a linear guide-motor, and an actuator may be adopted.

작동유체 공급수단(30)을 구성하는 상기 가동 블록(32)에는 상기한 전자석(22)이 수직 방향으로 승강 이동 가능하게 장치된다(도 3 참조). 이에 따라, 홀딩 축(16)에 홀딩되는 가공 대상물(1)의 직경이 상이하더라도 상기 전자석(22)의 높이 조절을 통해 연마가 효율적으로 이루어질 수 있는 적절한 높이로 전자석(22)을 포함한 연마장치를 위치시킬 수 있다.In the movable block 32 constituting the working fluid supply means 30, the electromagnet 22 is provided to be capable of lifting and lowering in the vertical direction (see FIG. 3). Accordingly, even if the diameter of the object 1 to be held on the holding shaft 16 is different, the polishing apparatus including the electromagnet 22 at an appropriate height that can be efficiently polished by adjusting the height of the electromagnet 22. Can be located.

위와 같은 전자석(22)의 승강 이동 구현을 위한 예로서 예컨대, 랙-피니언, 리니어 가이드-모터, 액츄에이터를 포함하는 가이드 레일 등의 승강 구조가 적용될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 전자석(22)을 승강 이동 시킬 수 있는 구성이면, 그 형상 및 구조에 특별한 제한은 없다.As an example for implementing the lifting movement of the electromagnet 22 as described above, a lifting structure such as a rack-pinion, a linear guide-motor, a guide rail including an actuator, and the like may be applied. However, the present invention is not limited thereto, and as long as the electromagnet 22 can be moved up and down, the shape and structure thereof are not particularly limited.

전자석(22)은 또한 가공 대상물(1)에 근접하거나 이로부터 멀어지는 방향으로 진퇴 가능하게 상기 가동 블록(32) 상에 장치될 수도 있다(도 3의 좌,우 방향 화살표 참조). 진퇴운동 구현을 위한 수단으로서는 예컨대, 도면에는 도시하지 않았으나 공압 또는 유압 실린더가 적용될 수 있다. The electromagnet 22 may also be mounted on the movable block 32 in such a way as to be able to move back and forth in or near the object 1 (see left and right arrows in FIG. 3). As a means for implementing the forward and backward movement, for example, although not shown in the figure, a pneumatic or hydraulic cylinder may be applied.

위와 같이, 가동 블록(32) 상에서 전자석이 가공 대상물 방향을 향해 진퇴 가능하게 구성되면, 홀딩 축(16)에 홀딩되는 가공 대상물(1)의 직경이 상이한 경우, 상기한 전자석(22)의 높이 조절 및 진퇴 조절을 통해 연마가 보다 효율적으로 이루어질 수 있는 적절한 위치로 전자석(22)을 포함한 연마장치를 위치시킬 수 있다. As described above, when the electromagnet is configured to be retractable on the movable block 32 in the direction of the object to be processed, when the diameter of the object 1 to be held on the holding shaft 16 is different, the height of the electromagnet 22 is adjusted. And the polishing apparatus including the electromagnet 22 in an appropriate position where polishing can be made more efficiently through the advancing and adjusting adjustment.

도 4는 연마장치가 설치된 상기 작동유체 공급수단(30)의 개략적인 구성을 나타낸 사시도이다.4 is a perspective view showing a schematic configuration of the working fluid supply means 30 provided with a polishing apparatus.

도 4의 도시와 같이, 상기 작동유체 공급수단(30)의 상기 저장조(34) 및 노즐부(36)는 2개 이상의 영역으로 분할 형성된 구조일 수 있다. 이 경우, 자기유변유체와 비자성 연마제 또는 화학 연마제를 각각 저장하고, 이들을 전자석(22)과 가공 대상물(1) 사이의 자기장 영역으로 필요에 따라 어느 하나만을 또는 둘을 동시에 제공하는 것과 같이 선택적인 공급이 가능하다.As shown in FIG. 4, the reservoir 34 and the nozzle unit 36 of the working fluid supply means 30 may be divided into two or more regions. In this case, the magnetorheological fluid and the nonmagnetic abrasive or the chemical abrasive are respectively stored, and optional, such as providing only one or both simultaneously as necessary to the magnetic field region between the electromagnet 22 and the object to be processed 1. Supply is possible.

즉, 가공 대상물(1)의 소재 경도에 따라 자기유변유체 만으로 이루어진 작동유체를 연마제로 사용하거나, 자기유변유체와 비자성 연마제 또는/및 화학 연마제를 혼합한 작동유체를 연마제로 사용할 수 있게 됨으로써, 소재 경도에 따라 해당 소재 연마에 적합하게 작동유체를 선택적으로 제공할 수 있다. That is, according to the material hardness of the object to be processed (1), it is possible to use a working fluid consisting of only the magnetorheological fluid as an abrasive, or to use a working fluid mixed with a magnetorheological fluid and a nonmagnetic abrasive and / or a chemical abrasive as the abrasive, Depending on the material hardness, it is possible to selectively provide a working fluid suitable for polishing the material.

도 4에서 도면부호 42는 순환수단(40)을 구성하는 호퍼를 가리킨다. 도시된 도면에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 롤 금형 연마장치는 순환수단(40)을 더 포함할 수 있다. 순환수단(40)은 연마도중 하방으로 떨어진 작동유체를 포집하고 이를 다시 상기 저장조(34)에 제공한다.In FIG. 4, reference numeral 42 denotes a hopper constituting the circulation means 40. As shown in the figure, the roll mold polishing apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a circulation means (40). The circulating means 40 collects the working fluid dropped downward during polishing and provides it to the reservoir 34 again.

이와 같은 순환수단(40)은 호퍼(42) 및 순환구동장치(도시 생략)를 포함하는 구성일 수 있다. 이 경우 호퍼(42)는 가공 중 장치 하방으로 떨어진 작동유체를 포집하며, 순환구동장치는 호퍼(42)에 포집된 작동유체를 다시 작동유체 공급수단(30) 구체적으로는 저장조(34)로 보내기 위한 동력을 발생시키는 역할을 수행한다.
Such circulation means 40 may be configured to include a hopper 42 and a circulation drive (not shown). In this case, the hopper 42 collects the working fluid dropped to the lower side of the device during processing, the circulation drive device sends the working fluid collected in the hopper 42 back to the working fluid supply means 30 specifically the reservoir 34. It plays a role in generating power for

다음은 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 롤 금형 연마장치를 통해 수행되는 가공 대상물 연마과정을 본 발명의 작동과 연계하여 설명하기로 한다.Next will be described in connection with the operation of the present invention the object grinding process performed through the roll mold polishing apparatus according to an embodiment of the present invention having the above configuration.

앞서 도시된 도면들을 참조하면, 먼저 스테이지(10) 상에 가공 대상물(1)(이하, '롤 금형'을 예를 들어 설명한다)을 홀딩 시킨다. 스테이지(10)에 롤 금형을 홀딩 함에 있어서는 지지축(14)으로부터 수평으로 뻗은 홀딩 축(16)에 롤 금형의 중심을 고정시킴으로써 간단하게 홀딩 시킬 수 있다.Referring to the drawings shown above, first, the object 1 (hereinafter, 'roll mold' will be described) will be held on the stage 10. In holding the roll die on the stage 10, it can be easily held by fixing the center of the roll die to the holding shaft 16 extending horizontally from the support shaft 14.

다음, 연마장치에 전원을 공급하여 전자석(22) 주변에 자기장을 발생시킨다. 그리고 그 자기장 영역으로 작동유체를 주입하여 연마장치와 가공 대상물(1) 사이로 자기유변유체를 포함하는 연마 슬러리 층이 형성되도록 한다.Next, power is supplied to the polishing apparatus to generate a magnetic field around the electromagnet 22. The working fluid is injected into the magnetic field region so that the polishing slurry layer including the magnetorheological fluid is formed between the polishing apparatus and the object to be processed 1.

그런 다음, 연마 슬러리 층을 가공 대상물(1) 표면에 접촉시킨 상태로 가공 대상물(1)을 회전시키거나, 연마장치를 이동시키는 것과 같은 동작을 이용해 가공 대상물 표면에 대한 연마를 수행한다. 이처럼 연마 슬러리 층에 가공 대상물(1)을 접촉시킨 채 작업을 수행하면, 연마 슬러리 층과 가공 대상물(1) 사이에 특정압력과 상대운동이 발생하면서 가공 대상물(1)이 연마된다.Then, polishing is performed on the surface of the object by using an operation such as rotating the object 1 or moving the polishing apparatus while the polishing slurry layer is in contact with the surface of the object 1. When the operation is performed while the workpiece 1 is brought into contact with the polishing slurry layer as described above, the workpiece 1 is polished while a specific pressure and relative motion are generated between the polishing slurry layer and the workpiece 1.

연마 슬러리 층 형성을 위한 작동유체로는, 자기유변유체 및 비자성 연마제 또는/및 화학 연마제로 이루어진 연마 슬러리가 이용될 수 있다. 이 경우, 자기유변유체는 예컨대, 탄화철 입자일 수 있으며, 비자성 연마제 및 화학 연마제는 예컨대, 다이아몬드 입자, 세륨 옥사이드일 수 있다.As the working fluid for forming the polishing slurry layer, a polishing slurry composed of a magnetorheological fluid and a nonmagnetic abrasive or / and a chemical abrasive may be used. In this case, the magnetorheological fluid can be, for example, iron carbide particles, and the nonmagnetic and chemical abrasives can be, for example, diamond particles, cerium oxide.

앞서도 간단하게 언급하였지만, 연마과정에서는 소재 및 연마형태에 따라 연마장치를 고정시킨 채 가공 대상물(1) 만을 회전시켜 연마를 수행할 수 있다. 이와는 달리, 가공 대상물(1)을 고정시킨 채 연마장치 만을 스테이지(10) 상에서 좌, 우로 이동시키는 동작을 이용하여 연마를 수행할 수 있다. As mentioned earlier, in the polishing process, the polishing may be performed by rotating only the object 1 while the polishing apparatus is fixed according to the material and the polishing form. Alternatively, polishing may be performed using an operation of moving only the polishing apparatus left and right on the stage 10 while fixing the object 1.

또한 가공 대상물(1) 회전과 동시에 연마장치를 좌, 우로 이동시키는 동작으로 가공 대상물(1) 표면에 대한 연마를 수행할 수도 있으며, 때에 따라서는 가공 대상물(1)을 일정 구간 내에서 정?역회전 시킴으로써 표면에 형성된 버(burr)를 탈락시키는 디버링(deburring) 작업이 수행될 수도 있다.In addition, it is possible to perform polishing on the surface of the object 1 by moving the polishing device left and right at the same time as the object 1 is rotated. The deburring operation may be performed to remove burrs formed on the surface by rotating.

예시한 다양한 가공방식을 이용하여 연마를 수행함에 있어서도, 가공 대상물(1) 표면에 형성된 버(burr)의 길이 및 형태에 따라 작동유체가 달리 적용될 수 있다. 예컨대, 도 5의 도시와 같이, 버(burr, B)의 길이가 긴 경우 디버링(deburring) 작업을 위해서는, 작동유체로서 자기유변유체 만을 이용한 연마방식을 채택하는 것이 바람직하다. Even in the polishing process using various illustrated processing methods, the working fluid may be applied differently depending on the length and shape of the burr formed on the surface of the object 1. For example, as shown in FIG. 5, for deburring when the burrs B are long, it is preferable to employ a polishing method using only magnetorheological fluid as a working fluid.

자기유변유체의 경우 자기장 세기에 의해 그 점도조절 가능하다. 따라서 도 5의 부분 확대로의 도시와 같이, 표면으로 돌출된 버(B)가 자기유변유체 입자 사이로 위치할 수 있을 정도의 점도를 가지도록 자기장 세기를 조절한 뒤, 가공 대상물(1)을 일정 범위 내에서 정?역 회전시키면, 칸틸레버(cantilever) 운동에 따른 과도 항복(Excesssive yield)에 의해 버(burr)를 효과적으로 제거할 수 있다.In the case of magnetorheological fluid, the viscosity can be controlled by the magnetic field strength. Therefore, as shown in the partial enlarged view of FIG. 5, the magnetic field strength is adjusted to have a viscosity such that the burr B protruding to the surface can be located between the magnetorheological fluid particles, and then the workpiece 1 is fixed. Forward and reverse rotation within the range effectively removes burrs by excessive yield due to cantilever motion.

이와는 다르게, 도면에는 도시하지 않았으나 가공 대상물(1)은 고정시킨 상태로 전자석(22)을 위, 아래 방향으로 빠르게 요동시키는 동작을 통해서도 위와 동일한 버(B) 제거 효과를 기대할 수 있다. Unlike this, although not shown in the drawings, the same effect of removing burr B as above may be expected through the operation of rapidly swinging the electromagnet 22 in the fixed state while the object 1 is fixed.

이 경우, 전자석의 상?하 빠른 요동 운동의 구현을 위해 예컨대, 시간에 따라 크기와 방향이 주기적으로 변하는 교류전류에 의해 피 요동체(전자석 홀딩부)를 빠르게 위, 아래로 요동시키는 전기 바이브레이터가 적용될 수 있다.In this case, an electric vibrator which oscillates up and down the to-be-moved body (electromagnet holding part) rapidly by, for example, an alternating current whose magnitude and direction periodically changes with time in order to realize an up-and-down fast rocking motion of the electromagnet. Can be applied.

한편, 가공 대상물(1) 표면에 형성된 버(burr)의 길이가 짧은 경우에는, 도 6의 도시와 같이 비자성 연마제 또는/및 화학적 연마제가 혼입된 자기유변유체를 작동유체로서 이용하는 것이 바람직하다. 비자성 연마제 및 화학적 연마제의 경우 자기유변유체에 비해 고 경도이므로 짧은 버(burr)가 다수로 형성된 표면을 처리함에 있어 적합하기 때문이다. On the other hand, when the burr length formed on the surface of the object 1 is short, it is preferable to use a magnetorheological fluid in which a nonmagnetic abrasive and / or a chemical abrasive is mixed as a working fluid as shown in FIG. This is because non-magnetic and chemical abrasives have higher hardness than magnetorheological fluids and thus are suitable for treating a surface formed with a large number of short burrs.

이 경우에도 역시, 가공 대상물을 일정한 각도 범위 내에서 정?역 회전시키는 작업방식을 이용하면, 연마제와의 마찰에 따른 가공 대상물 표면의 기계적 마모(Abrasive wear)에 의하여 버(burr)의 길이가 짧더라도 이를 효과적으로 제거할 수 있다. In this case, too, when a work method of rotating the workpiece to be rotated within a certain angle range is used, the length of the burr is shortened by the mechanical wear of the surface of the workpiece caused by friction with the abrasive. Even if it can be removed effectively.

도 7은 본 발명에 따른 연마장치 및 방법을 이용하여 연마처리를 수행하기 전 시편의 표면을 나타낸 사진으로서, 버(burr)의 길이가 짧은 시편을 나타낸다. 사진에 나타난 연마 대상 시편은 폭 160미크론, 높이 20 미크론, 피치 160미크론의 미세한 채널 패턴을 형성한 시편으로서, 이를 통해 알 수 있듯이 연마 전 시편 표면에는 불규칙한 패턴 짧은 버(burr)가 다수 형성되어 있다.Figure 7 is a photograph showing the surface of the specimen before performing the polishing process using the polishing apparatus and method according to the present invention, showing a specimen with a short burr length. The specimen to be polished in the picture is a specimen formed with a fine channel pattern of 160 microns in width, 20 microns in height, and 160 microns in pitch. .

도 8은 도 7에 나타난 시편을 비자성 연마제(다이아몬드 입자)가 혼입된 자기유변유체를 작동유체로 이용하여 1차 연마 처리한 후 시편의 표면을 나타낸 사진이며, 도 9는 도 8과 같은 1차 연마 처리 후 비자성 연마제에 화학 연마제(세륨 옥사이드)를 더 혼입시킨 자기유변유체를 작동유체를 이용하여 2차 연마 처리한 후 시편의 표면을 나타낸 사진이다.FIG. 8 is a photograph showing the surface of the specimen after primary polishing using the magnetorheological fluid in which the non-abrasive abrasive (diamond particle) is mixed with the specimen shown in FIG. 7 as a working fluid, and FIG. This is a photograph showing the surface of the specimen after the secondary polishing process using a working fluid of a magnetorheological fluid in which a chemical polishing agent (cerium oxide) is further added to the non-magnetic polishing material after the secondary polishing process.

도 8 내지 도 9를 통해 알 수 있듯이, 본 발명을 통해 제안된 연마장치 및 방법을 통해 연마처리 된 시편의 표면을 보면, 미세한 채널 패턴에 형성된 미세한 크기의 버(burr)까지도 효과적으로 제거된 것을 알 수 있으며, 특히 도 9를 보면 시편의 표면조도 또한 매우 우수하다는 것을 알 수 있다.As can be seen from Figures 8 to 9, when looking at the surface of the specimen polished through the proposed polishing apparatus and method through the present invention, it can be seen that even the fine burrs formed in the fine channel pattern is effectively removed. In particular, it can be seen that the surface roughness of the specimen is also very good, especially in FIG.

도 10은 버(burr)의 길이가 긴 경우 시편의 표면을 나타낸 사진이며, 도 11은 버의 길이가 긴 경우에 있어 제안된 전술한 연마방법(자기유변유체 만을 작용유체로 이용하면서 가공 대상물을 일정 구간에서 정?역회전 시켜 가공하는 방법)을 이용하여 표면 처리한 후 시편의 표면을 나타낸 사진이다.10 is a photograph showing the surface of the specimen when the length of the burr is long, and FIG. 11 is the proposed polishing method (when using only the magnetorheological fluid as a working fluid. This is a photograph showing the surface of the specimen after surface treatment using the method of machining by forward and reverse rotation in a certain section.

도 11을 통해 알 수 있듯이, 버의 길이가 긴 경우에 있어서도, 본 발명을 통해 제안된 연마방법을 이용하면, 미세한 채널 패턴에 형성된 긴 버(burr) 역시 효과적으로 제거할 수 있음을 확인할 수 있다.As can be seen from Figure 11, even in the case of a long burr, using the proposed polishing method through the present invention, it can be seen that long burrs formed in the fine channel pattern can be effectively removed.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따르면, 연마제로서 자기장 세기 조절을 통해 점도 조절이 가능한 자기유변유체를 이용함으로써, 가공 시 대상물 표면에 물리적 손상이 거의 발생하지 않으면서 표면조도가 우수한 연마성능을 기대할 수 있다. According to the embodiment of the present invention described above, by using a magnetorheological fluid that can be adjusted in viscosity through the control of the magnetic field strength as an abrasive, it is expected that the polishing performance with excellent surface roughness with little physical damage to the object surface during processing Can be.

또한, 가공 대상물 회전 또는 전자석을 포함하는 연마장치의 좌, 우 이동 또는 가공 대상물 회전과 동시에 연마장치의 좌, 우 이동과 같은 움직임을 통한 상대운동 등으로, 1차원 평면 가공은 물론, 롤 금형과 같은 3차원 입체 구조물 형상의 가공 대상물 표면에 대한 연마처리가 가능하다.In addition, one-dimensional plane processing, as well as the roll mold, by relative movement through the movement of the object or the left and right movement of the polishing apparatus including the electromagnet or the rotation of the processing object, such as the left and right movement of the polishing apparatus. It is possible to polish the surface of the object to be processed in the same three-dimensional solid structure shape.

또한, 연마를 수행함에 있어, 자기유변유체 만을 작동유체로 이용하거나, 필요에 따라서는 자기유변유체에 비자성 연마제 또는/및 화학 연마제를 혼입한 작동유체를 연마제로 이용하여 가공 대상물 표면 처리를 수행함으로써, 가공 대상물 표면에 형성된 버(burr)를 보다 효과적으로 제거할 수 있으며, 보다 우수한 표면조도를 가진 제품 생산이 가능하다.
In addition, in performing polishing, the surface of the object is processed by using only a magnetorheological fluid as a working fluid, or, if necessary, a working fluid containing a nonmagnetic abrasive and / or a chemical abrasive as a abrasive. By doing so, the burrs formed on the surface of the object to be processed can be more effectively removed, and a product having better surface roughness can be produced.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
In the foregoing detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the specific forms referred to in the description, but rather includes all modifications, equivalents, and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Should be.

10 : 스테이지 12 : 베이스
14 : 지지축 16 : 홀딩 축
18 : 구동수단 20 : 연마장치
22 : 전자석 30 : 작동유체 공급수단
32 : 가동 블록 34 : 저장조
36 : 노즐부 40 : 순환수단
42 : 호퍼10: stage 12: base
14 support shaft 16 holding shaft
18: driving means 20: polishing apparatus
22: electromagnet 30: working fluid supply means
32: movable block 34: reservoir
36: nozzle portion 40: circulation means
42: Hopper

Claims (15)

베이스를 포함하며, 가공 대상물이 회전 가능하게 장착되는 스테이지;
전자석을 포함하며, 스테이지 상에 장착된 가공 대상물과 인접하게 상기 베이스 상에 장치되고, 외부에서 제공된 전원에 의해 자기장이 발생되는 연마장치; 및
상기 연마장치와 가공 대상물 사이로 자기유변유체를 포함하는 작동유체를 제공하는 작동유체 공급수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치.
A stage including a base, the stage being rotatably mounted;
A polishing apparatus including an electromagnet, disposed on the base adjacent to a processing object mounted on a stage, and having a magnetic field generated by an externally provided power source; And
And a working fluid supply means for providing a working fluid including a magnetorheological fluid between the polishing device and the object to be processed. 3D roll mold polishing device using a magnetorheological fluid, characterized in that it comprises a.
제 1 항에 있어서,
상기 스테이지는,
상기 베이스와;
베이스 상에 일정한 거리를 두고 이격 설치되는 지지축과;
상기 지지축 사이에 베이스와 수평으로 설치되어 가공 대상물을 홀딩하는 홀딩 축; 및
가공 대상물을 회전시키기 위해 상기 홀딩 축에 회전력을 전달하는 구동수단;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치.
The method of claim 1,
The stage,
The base;
A support shaft spaced apart from the base at a predetermined distance;
A holding shaft installed horizontally with the base between the supporting shafts to hold a workpiece; And
Driving means for transmitting a rotational force to the holding shaft to rotate the object to be processed; 3D roll mold polishing apparatus using a magnetorheological fluid, characterized in that consisting of.
제 2 항에 있어서,
상기 구동수단은, 정방향 또는 역방향 어느 한 방향으로 회전을 하거나 또는 일정한 각도 범위 내에서 정방향 및 역방향으로 교번되는 회전을 하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치.
The method of claim 2,
The driving means is a three-dimensional roll mold polishing apparatus using a magnetorheological fluid, characterized in that the rotation in either the forward or reverse direction or the rotation alternately in the forward and reverse direction within a predetermined angle range.
제 1 항에 있어서,
상기 연마장치는,
상기 베이스 상에서 가공 대상물 길이 방향을 따라 좌, 우 이동이 가능하게 장치되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치.
The method of claim 1,
The polishing apparatus,
3D roll mold polishing apparatus using a magnetorheological fluid, characterized in that the left and right movement is possible on the base along the longitudinal direction of the object to be processed.
제 4 항에 있어서,
상기 연마장치는,
가공 대상물과 마주하는 중앙부가 상기 가공 대상물과 멀어지는 방향으로 굽은 형상의 전자석; 및
상기 전자석에 전원을 공급하는 전원공급장치;로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치.
The method of claim 4, wherein
The polishing apparatus,
An electromagnet having a shape in which a central portion facing the object to be processed is bent in a direction away from the object to be processed; And
3D roll mold polishing apparatus using a magnetorheological fluid, characterized in that consisting of; a power supply for supplying power to the electromagnet.
제 1 항에 있어서,
상기 작동유체 공급수단은,
상기 전자석이 장착되며, 베이스 상에서 상기 전자석을 포함하는 연마장치를 가공 대상물 길이 방향을 따라 좌, 우 이동시키는 가동 블록과;
상기 가동 블록 내에 설치되며 작동유체가 저장된 저장조; 및
가동 블록에 장착된 전자석과 스테이지 상에 홀딩된 가공 대상물 사이의 자기장 영역으로 작동유체를 제공하는 노즐부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치.
The method of claim 1,
The working fluid supply means,
A movable block to which the electromagnet is mounted and which moves the polishing apparatus including the electromagnet on a base along the length direction of the object to be processed;
A reservoir installed in the movable block and storing a working fluid; And
And a nozzle unit for providing a working fluid to the magnetic field region between the electromagnet mounted on the movable block and the object to be processed on the stage. 3D roll mold polishing apparatus using a magnetorheological fluid.
제 6 항에 있어서,
상기 가동 블록에 전자석을 포함한 연마장치가 위, 아래 승강 및 가공 대상물 방향을 향해 전, 후 방향으로 진퇴이동 가능하게 장치되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치.
The method according to claim 6,
And a polishing apparatus including an electromagnet in the movable block is configured to be capable of moving forwards and backwards in a forward and backward direction to a direction of an object to be processed up and down, and a magneto-fluidic fluid.
제 6 항에 있어서,
상기 저장조 및 노즐부는,
자기유변유체와 비자성 연마제 또는 화학 연마제를 각각 저장하고 이들이 전자석과 가공 대상물 사이의 자기장 영역으로 각각 제공할 수 있도록, 2개 이상의 영역으로 분할 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치.
The method according to claim 6,
The reservoir and the nozzle unit,
A magnetorheological fluid having a structure divided into two or more regions so as to store magnetorheological fluids and non-magnetic or chemical abrasives, respectively, and provide them as magnetic field regions between the electromagnet and the object to be processed. 3D roll mold grinding machine.
제 1 항에 있어서,
상기 작동유체를 지속적으로 순환시키기 위한 순환수단;을 더 포함하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치.
The method of claim 1,
And a circulation means for continuously circulating the working fluid. 3D roll mold polishing apparatus using a magnetorheological fluid.
제 9 항에 있어서,
상기 순환수단은,
가공 중 장치 하방으로 떨어진 작동유체를 포집하기 위한 호퍼; 및
호퍼에 포집된 작동유체를 다시 작동유체 공급수단으로 제공하기 위한 동력을 발생시키는 순환구동장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마장치.
The method of claim 9,
The circulation means,
A hopper for collecting working fluid that has fallen below the apparatus during processing; And
A three-dimensional roll mold polishing apparatus using a magnetorheological fluid, characterized in that it comprises a; circulating drive device for generating a power for providing the working fluid collected in the hopper back to the working fluid supply means.
(a) 스테이지 상에 가공 대상물을 홀딩시키는 단계;
(b) 연마장치에 전원을 공급하여 자기장을 발생시키고, 그 자기장 영역으로 작동유체를 공급하여 연마장치와 가공 대상물 사이로 자기유변유체를 포함하는 연마 슬러리 층을 형성시키는 단계; 및
(c) 상기 연마 슬러리 층을 가공 대상물 표면에 접촉시킨 상태로 가공 대상물 표면에 대한 연마를 수행하는 단계;를 포함하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마방법.
(a) holding the object to be processed on the stage;
(b) supplying power to the polishing apparatus to generate a magnetic field, and supplying a working fluid to the magnetic field region to form a polishing slurry layer containing the magnetorheological fluid between the polishing apparatus and the object to be processed; And
(c) performing polishing on the surface of the object in a state in which the polishing slurry layer is in contact with the surface of the object to be processed; a three-dimensional roll mold polishing method using a magnetorheological fluid.
제 10 항에 있어서,
상기 작동유체는,
자기유변유체; 및
비자성 연마제 또는/및 화학 연마제로 이루어진 연마 슬러리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마방법.
11. The method of claim 10,
The working fluid is
Magnetorheological fluids; And
A polishing slurry made of a nonmagnetic abrasive and / or a chemical abrasive; three-dimensional roll mold polishing method using a magnetorheological fluid comprising a.
제 10 항에 있어서,
상기 (c)단계에서는,
가공 대상물을 회전시키거나, 연마장치를 좌, 우로 이동시키거나, 가공 대상물 회전과 동시에 연마장치를 좌, 우로 이동시키는 동작으로 가공 대상물 표면에 대한 연마를 수행하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마방법.
11. The method of claim 10,
In the step (c),
The magnetorheological fluid is characterized in that the polishing of the surface of the object is performed by rotating the object, moving the polishing device to the left and right, or moving the polishing device to the left and right simultaneously with the rotation of the object. 3D roll mold polishing method.
제 13 항에 있어서,
상기 (c)단계에서 가공 대상물 표면에 형성된 버(burr)의 길이가 긴 경우, 작동유체로서 자기유변유체를 이용하고, 가공 대상물을 일정한 각도 범위 내에서 정?역 회전시킴으로써 가공 대상면에 형성된 버(burr)를 제거하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마방법.
The method of claim 13,
If the length of the burr formed on the surface of the object to be processed in step (c) is long, a burr formed on the surface to be processed is used by using a magnetorheological fluid as a working fluid, and rotating the object to be processed in a predetermined angle range. 3D roll mold polishing method using a magnetorheological fluid, characterized in that to remove the (burr).
제 13 항에 있어서,
상기 (c)단계에서 가공 대상물 표면에 형성된 버(burr)의 길이가 짧은 경우, 비자성 연마제 또는/및 화학적 연마제가 혼입된 자기유변유체를 작동유체로서 이용하고, 가공 대상물을 일정한 각도 범위 내에서 정?역 회전시킴으로써 기계적 마모를 이용하여 가공 대상면을 연마처리 하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 3차원 롤 금형 연마방법.The method of claim 13,
If the length of the burr formed on the surface of the object in step (c) is short, a magnetorheological fluid mixed with a nonmagnetic abrasive and / or a chemical abrasive is used as a working fluid, and the object is processed within a certain angle range. A three-dimensional roll die polishing method using a magnetorheological fluid, wherein the surface to be processed is polished by using mechanical abrasion by forward and reverse rotation.
KR1020100122400A 2010-12-03 2010-12-03 Abrasion device and method of roll mold using mangetorheological fluid KR20120061203A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100122400A KR20120061203A (en) 2010-12-03 2010-12-03 Abrasion device and method of roll mold using mangetorheological fluid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100122400A KR20120061203A (en) 2010-12-03 2010-12-03 Abrasion device and method of roll mold using mangetorheological fluid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120061203A true KR20120061203A (en) 2012-06-13

Family

ID=46611817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100122400A KR20120061203A (en) 2010-12-03 2010-12-03 Abrasion device and method of roll mold using mangetorheological fluid

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120061203A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103769988A (en) * 2014-01-27 2014-05-07 浙江师范大学 Flexible magnetic fluid brush polishing shaping machine for round tube
CN106607762A (en) * 2017-02-21 2017-05-03 吕建明 A dust removal device for machining
CN107457681A (en) * 2017-09-07 2017-12-12 河南工业大学 A kind of rotary magnetic rheological polishing head device and its polishing method
CN108326645A (en) * 2018-03-08 2018-07-27 朱明德 The working method of automatically grinding device on the outside of a kind of short tube
CN108789003A (en) * 2018-06-12 2018-11-13 安徽机电职业技术学院 Burr finishing device at a kind of pipe fitting welding
CN108857630A (en) * 2018-04-30 2018-11-23 浙江中硅新材料有限公司 A kind of grasping system of ceramic roller polishing
CN108857599A (en) * 2018-07-18 2018-11-23 东北大学 A kind of vertical magnetorheological finishing device and method
KR20190141310A (en) * 2018-06-14 2019-12-24 한국산업기술대학교산학협력단 Polishing system using magnetorheological fluid and polishing method using the same
KR20200004557A (en) * 2018-07-04 2020-01-14 인하대학교 산학협력단 Surface coating layer making method for magneto-rheological fluids’s magnetic particle and Flat surface grinding apparatus same the using
CN111761427A (en) * 2020-07-06 2020-10-13 杭州科泽尔工业设计有限公司 High-precision mechanical arm for industrial processing and working method thereof
CN112275553A (en) * 2020-11-09 2021-01-29 南京多脉智能设备有限公司 Magnetic fluid copying glue dispensing manipulator suitable for dispensing on curved surface
CN114227398A (en) * 2021-12-09 2022-03-25 淮北市隆泰工贸有限公司 Wheel blade trimming mechanism for crusher roller production and working method thereof

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103769988A (en) * 2014-01-27 2014-05-07 浙江师范大学 Flexible magnetic fluid brush polishing shaping machine for round tube
CN106607762A (en) * 2017-02-21 2017-05-03 吕建明 A dust removal device for machining
CN106607762B (en) * 2017-02-21 2018-11-20 福州市长乐区存量科技有限公司 Dust-extraction unit is used in a kind of machining
CN107457681A (en) * 2017-09-07 2017-12-12 河南工业大学 A kind of rotary magnetic rheological polishing head device and its polishing method
CN107457681B (en) * 2017-09-07 2023-10-27 河南工业大学 Rotary magneto-rheological polishing head device and polishing method thereof
CN108326645A (en) * 2018-03-08 2018-07-27 朱明德 The working method of automatically grinding device on the outside of a kind of short tube
CN108857630A (en) * 2018-04-30 2018-11-23 浙江中硅新材料有限公司 A kind of grasping system of ceramic roller polishing
CN108789003B (en) * 2018-06-12 2020-09-11 安徽机电职业技术学院 Pipe fitting welding department burr trimming device
CN108789003A (en) * 2018-06-12 2018-11-13 安徽机电职业技术学院 Burr finishing device at a kind of pipe fitting welding
KR20190141310A (en) * 2018-06-14 2019-12-24 한국산업기술대학교산학협력단 Polishing system using magnetorheological fluid and polishing method using the same
KR20200004557A (en) * 2018-07-04 2020-01-14 인하대학교 산학협력단 Surface coating layer making method for magneto-rheological fluids’s magnetic particle and Flat surface grinding apparatus same the using
CN108857599A (en) * 2018-07-18 2018-11-23 东北大学 A kind of vertical magnetorheological finishing device and method
CN111761427A (en) * 2020-07-06 2020-10-13 杭州科泽尔工业设计有限公司 High-precision mechanical arm for industrial processing and working method thereof
CN112275553A (en) * 2020-11-09 2021-01-29 南京多脉智能设备有限公司 Magnetic fluid copying glue dispensing manipulator suitable for dispensing on curved surface
CN114227398A (en) * 2021-12-09 2022-03-25 淮北市隆泰工贸有限公司 Wheel blade trimming mechanism for crusher roller production and working method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120061203A (en) Abrasion device and method of roll mold using mangetorheological fluid
KR101747970B1 (en) Method and apparatus for dressing polishing pad
CN104209862A (en) Ultra-smooth plane grinding polishing device and method for online trimming flexible polishing pad
CN102189460A (en) Chamferring device of disc-shaped workpiece
JP5061296B2 (en) Flat double-side polishing method and flat double-side polishing apparatus
JP2007210074A (en) Grinding device, polishing device, grinding method and polishing method
JP6079554B2 (en) Manufacturing method of semiconductor wafer
JP2005052944A (en) Grinding device
KR100930390B1 (en) Chemical mechanical polishing equipment
CN107457614B (en) Magnetic abrasive grinding and polishing device for polishing large-size workpiece and working method thereof
KR102375422B1 (en) Grinding apparatus for roll type work
JP5663733B2 (en) Flat double-sided finishing method and flat double-sided finishing apparatus
JP5547925B2 (en) Compound surface grinding method for workpieces
KR200414569Y1 (en) Auto-grinder
KR200414570Y1 (en) Auto-grinder
KR101832808B1 (en) Polishing apparatus
JP2004243418A (en) Grinder
KR100586562B1 (en) Auto-grinder and control system of auto-grinder
JP4331420B2 (en) Concave spherical surface processing apparatus and processing method
KR101756431B1 (en) Apparatus for polishing
KR20160054120A (en) Polishing device using magneto-rheological fluid
JP2011194533A (en) Compound surface grinding device with dresser
CN215942438U (en) Polishing equipment based on visual guidance
CN104249289B (en) External cylindrical honing machine
CN110253091B (en) Gear profile polishing mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal