KR20150117486A - 초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치 - Google Patents

초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치 Download PDF

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KR20150117486A
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Abstract

본 발명은 스핀들 방전 가공 장치에 초음파 진동을 부가하여 종래보다 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치 {SPINDLE ELECTRO DISCHARGE MACHINING DEVICE WITH ULTRASONIC VIBRATION}
본 발명은 스핀들 방전 가공 장치에 초음파 진동을 부가하여 종래보다 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.
일반적으로 방전 가공이라고 하는 것은 널리 알려진 바와 같이 가공 전극과 공작물 사이에 단속적으로 전기 방전을 실시하여 가공하는 것을 말한다. 이러한 방전 가공에 의해 보다 정밀한 가공이 가능해진다.
최근에는 가공 전극으로서 가공툴을 스핀들에 의해 회전하여 방전 가공하는 기술이 사용되고 있다.
이러한 스핀들 방전 가공 장치에 의하는 경우 보다 정밀한 구멍파기나 절단 및 연삭 등이 가능해져서 최근 널리 이용되고 있다.
그러나, 최근 수백 ㎛ 급의 초정밀 가공이 요구되고 있는데, 상술한 스핀들 방전 가공 장치로는 이와 같은 초정밀가공이 어려운 문제점이 있었다.
한편, 상술한 바와 같은 방전 가공 또는 스핀들 방전 가공 장치는 널리 알려진 기술로서 특히 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있는바, 중복되는 설명 및 도시는 생략한다.
미국 공개 특허 제2010/0243612호 유럽 등록 특허 제1 629 921호 일본 공개 특허 제1994-000723호 일본 공개 특허 제2002-239842호 일본 공개 특허 제2002-346835호 한국 등록 특허 제10-0201208호 한국 등록 특허 제10-0574081호 한국 등록 특허 제10-0574083호 한국 공개 특허 제10-1998-0021683호
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 방전 가공 시 초음파 진동을 가하여 초정밀 가공이 가능한 초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치를 제공함에 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모터(M)에 의해 회전되는 구동 샤프트(S)와, 상기 구동 샤프트(S)에 연동되는 한편 외부 전원이 인가되는 가공툴(T)을 포함하는 스핀들 방전 가공 장치에 있어서, 상기 구동 샤프트(S)에 연동되는 한편 초음파 진동을 발생하는 진동 소자(V)와, 상기 진동 소자(V)에 연동되어 회전하는 한편 진동을 인가 받는 것으로서 상기 가공툴(T)이 장착되는 호른(120)을 더 포함하는 초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치에 일 특징이 있다.
이때, 상기 구동 샤프트(S)와 진동 소자(V)사이에 배치되는 고정 샤프트(130)와 상기 고정 샤프트(130) 주위에 배치되는 전원 공급부(140)를 더 포함하되, 상기 고정 샤프트(130)는 상기 구동 샤프트(S)가 장착되는 원통 형상의 연결부(131)와 상기 연결부(131)의 저면에 판체 형상으로 형성되어 상기 진동 소자(V)와 연결되는 진동소자 연결부(133)를 포함하고, 상기 전원 공급부(140)는 상기 연결부(131)가 삽입되어 접촉되는 중공의 원통 형상인 전원 전달부(141)와, 상기 전원 전달부(141)의 외측에 배치되어 접촉되는 것으로서 외부 전원이 인가되는 링 형상의 전원 연결부(142)를 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 고정 샤프트(130)의 저면에 배치되되 상기 진동 소자(V)와 호른(120)이 내부에 수용되는 메인 샤프트(150)와, 상기 진동소자 고정부(133)의 상면에 형성되는 메인 샤프트 고정부(132)를 더 포함하되, 상기 메인 샤프트 고정부(132)는 판체 형상이되 상기 진동 소자 고정부(133)보다 직경이 더 크도록 형성되고, 상기 메인 샤프트(150)는 상기 메인 샤프트 고정부(132)의 저면에 고정되되 내부 일 측에는 상기 호른(120)이 고정되는 것도 가능하다.
또한, 상기 모터(M)와 구동 샤프트(S)가 수용되는 모터 하우징(160)과, 상기 고정 샤프트(130) 및 전원 공급부(140)를 수용하는 후단부 하우징(170)과, 상기 진동 소자(V) 및 호른(120)을 수용하는 메인 하우징(180)을 포함하되, 상기 모터 하우징(160)과 후단부 하우징(170) 그리고 메인 하우징(180)은 중공의 원통 형상이되 상면과 저면이 개방된 상태에서 하측 방향으로 차례로 설치되는 것도 가능하다.
또한, 상기 모터 하우징(160) 상면을 덮는 후방 커버(C1)와, 상기 메인 하우징(180) 저면을 덮는 전방 커버(C2)를 더 포함하되, 상기 전방 커버(C2)는 중앙 일부분이 개방되어 상기 호른(120)의 저면이 관통된 후 노출되는 것도 가능하다.
또한, 상기 전방 커버(C2)의 내측에 설치되어 상기 호른(120)을 고정하는 호른 고정부(110)를 더 포함하되, 상기 호른 고정부(110)는 링 형상을 가져 상기 전방 커버(C2) 내측에 설치되는 한편 중앙에 상기 호른(120)이 관통하는 고정부 본체(111)와, 상기 고정부 본체(111) 내측에 수평 방향으로 배치되되 상하 방향 이격된 링 형상의 고정판(112)을 포함하여, 상기 호른(120)의 외측면에 돌출된 고정 디스크(125)가 상기 고정판(112)사이에 배치되는 것도 가능하다.
또한, 상기 전방 커버(C2)의 저면에 설치되어 상기 호른(120)에 접촉하는 전원 공급부(190)를 더 포함하되, 상기 전원 공급부(190)는 원판 형상을 가져 상기 전방 커버(C2)의 저면에 설치되는 것으로서 중앙 일부가 개방된 공급부 본체(191)를 포함하여, 상기 호른(120) 및 가공툴(T)이 관통된 후 상기 호른(120)의 외측면이 상기 공급부 본체(191)의 개방된 내측면에 접촉하는 것도 가능하다.
또한, 상기 호른(120)은 상기 진동 소자(V)의 저면에 접하는 원통 형상의 제1호른(122)과, 상기 제1호른(122)의 저면에 배치되는 제2호른(123)을 포함하되,
상기 제1호른(122)은 제2호른(123)보다 직경은 크되 높이 방향으로 일정한 직경을 갖도록 형성되고, 상기 제1호른(122)과 제2호른(123)의 높이는 동일하며,
상기 제1호른(122)과 제2호른(123)사이에는 특정 반경을 갖는 라운드부(124)가 형성되는 것도 가능하다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다라는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명에 의하면 방전 가공에 초음파 진동에 의한 가공이 더해져서 종래보다 초정밀 가공이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 전체 단면을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치를 분리하여 도시한 단면 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치 중 전원 공급부와 고정 샤프트만을 분리하여 도시한 일부 단면 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치 중 진동 소자와 호른 및 메인 하우징만을 분리하여 도시한 일부 단면 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치 중 호른과 호른 고정부 그리고 전방 커버 등을 분리하여 도시한 일부 단면 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치 중 호른 만을 도시한 정면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치에 의해 가공된 가공면과 다른 가공 장치에 의해 가공된 가공면을 대비하는 사진,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치에 의해 가공된 가공면과 다른 가공 장치에 의해 가공된 가공툴을 대비하는 사진이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 전체 단면을 도시한 단면도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치를 분리하여 도시한 단면 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치 중 전원 공급부와 고정 샤프트만을 분리하여 도시한 일부 단면 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치 중 진동 소자와 호른 및 메인 하우징만을 분리하여 도시한 일부 단면 사시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치 중 호른과 호른 고정부 그리고 전방 커버 등을 분리하여 도시한 일부 단면 사시도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치 중 호른 만을 도시한 정면도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치에 의해 가공된 가공면과 다른 가공 장치에 의해 가공된 가공면을 대비하는 사진, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치에 의해 가공된 가공면과 다른 가공 장치에 의해 가공된 가공툴을 대비하는 사진이다.
실시예
본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치(100)는 상술한 바와 같이 모터(M)에 의해 회전되는 구동 샤프트(S)와, 상기 구동 샤프트(S)에 연동되는 한편 외부 전원이 인가되는 가공툴(T)을 포함하는 스핀들 방전 가공 장치에 초음파 진동 가공을 더한 것으로서 도 1에 도시된 바와 같이 상기 구동 샤프트(S)에 연동되는 한편 초음파 진동을 발생하는 진동 소자(V)와, 상기 진동 소자(V)에 연동되어 회전하는 한편 진동을 인가 받는 것으로서 상기 가공툴(T)이 장착되는 호른(120)을 포함한다.
즉, 상기 가공툴(T)은 외부에서 전원이 인가되어 방전가공을 수행한다. 이때, 상기 가공툴(T)은 호른(120)에 장착되어 있고, 상기 호른(120)은 진동 소자(V) 에 장착되어 있으므로, 상기 진동 소자(V)에서 발생하는 진동은 상기 호른(120)을 거쳐 가공툴(T)로 전달된다.
결국 상기 가공툴(T)은 종래와 같이 전원이 공급되어 방전가공을 함은 물론 상기 전달되는 진동에 의해 다양한 방향으로 진동하면서 가공을 하게 되어 초음파 진동가공과 방전 가공을 동시에 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기 호른(120)은 상기 진동 소자(V)에서 발생하는 진동을 증폭하기 위한 것으로서 이에 대해서는 후술한다. 또한 상기 진동 소자(V)는 외부에서 인가되는 진동에 의해 초음파 진동을 발생시키는 것으로서 이러한 진동 소자(V) 자체는 널리 알려진 기술(예를 들어 한국 등록 특허 제0906650호)에 자세히 기재되어 있으므로 중복되는 설명과 도시는 생략한다.
한편, 상기 구동 샤프트(S)와 진동 소자(V)사이에 배치되는 고정 샤프트(130)와 상기 고정 샤프트(130) 주위에 배치되는 전원 공급부(140)를 더 포함하여 상기 진동 소자(V)에 전원을 공급하는 것도 가능하다.
이를 위해 상기 고정 샤프트(130)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 구동 샤프트(S)가 장착되는 원통 형상의 연결부(131)와 상기 연결부(131)의 저면에 판체 형상으로 형성되어 상기 진동 소자(V)와 연결되는 진동소자 연결부(133)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 전원 공급부(140)는 상기 연결부(131)가 삽입되어 접촉되는 중공의 원통 형상인 전원 전달부(141)와, 상기 전원 전달부(141)의 외측에 배치되어 접촉되는 것으로서 외부 전원이 인가되는 링 형상의 전원 연결부(142)를 포함하여 상기 고정 샤프트(130)를 통해 진동 소자(V)측으로 전원을 공급하는 것이다.
즉, 상기 고정 샤프트(130)의 연결부(131)는 전원 전달부(141) 내부에 삽입되어 있고, 상기 전원 전달부(141)는 전원 연결부(142) 내부에 배치되어 상기 전원 연결부(142)에 접촉된다.
따라서 외부 전원이 상기 전원 연결부(142)에 가해지면 상기 전원 전달부(141)로 전달되고, 최종적으로 상기 고정 샤프트(130)의 연결부(131)에 전달되므로 상기 고정 샤프트(130)에 설치되는 진동 소자(V)로 전원이 전달되는 것이다.
이와 같이 상기 전원 공급부(140)가 전원 연결부(142)와 전원 전달부(141)를 포함하는 것은 상기 고정 샤프트(130)와 진동 소자(V) 그리고 호른(120)이 회전하기 때문인 것으로서 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
종래와 같이 회전력은 모터(M)에 의해 발생한다. 상기 발생된 회전력은 구동 샤프트(S)를 회전시키게 되고, 상기 구동 샤프트(S)는 고정 샤프트(130)를 회전시킨다. 이 때, 상기 고정 샤프트(130)의 저면에 설치되는 메인 샤프트(150,후술함)와 진동 소자(V)가 연동되어 회전되고 상기 진동 소자(V)의 저면에 배치된 호른(120) 및 상기 호른(120)에 설치되는 가공툴(T)이 회전하여 최종적으로 공작물을 가공하게 된다.
이때, 상기 가공툴(T)은 상기 호른(120)으로부터 진동을 전달받게 되고, 상기 호른(120)은 상기 진동 소자(V)로부터 진동을 전달받아 상술한 바와 같은 초음파 진동 가공을 수행하게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 진동 소자(V)의 전원 공급은 고정 샤프트(130)에 의하게 되는데, 상기 고정 샤프트(130)가 회전하므로 상술한 전원 공급부(140)의 구성이 필요한 것이다.
즉, 전원 전달부(141)내부에 고정 샤프트(130)의 연결부(131)가 접촉하면서 회전하고, 상기 전원 전달부(141)도 회전하면서 전원연결부(142) 내측에서 접촉하게 되어 상기 전원 연결부(142)로부터 전원을 인가 받게 된다.
이를 위해 상기 전원 연결부(142) 내측과 상기 전원 전달부(141) 외측은 접촉되어야 하며 예를 들어 일 측에서 돌출되어 전기적으로 연통되는 접점을 이용하는 것도 가능하다.
이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 메인 샤프트(150)에 대해 설명한다. 참고로 상기 메인 샤프트(150)는 도 1에는 도시되어 있으나, 그 외 도면에서는 도면을 보다 명료하게 표현하기 위해 상기 메인 샤프트의 도시를 생략한 것임을 일러둔다.
상기 메인 샤프트(150)는 상기 고정 샤프트(130)의 저면에 배치되되 상기 진동 소자(V)와 호른(120)이 내부에 수용되는 것이다. 이때, 상기 고정 샤프트(130) 중 진동소자 고정부(133)의 상면에 형성되는 메인 샤프트 고정부(132)를 더 포함하여 상기 메인 샤프트(150)가 고정되게 한다.
즉, 상기 메인 샤프트 고정부(132)는 판체 형상이되 상기 진동 소자 고정부(133)보다 직경이 더 크도록 형성되어 상기 메인 샤프트(150) 내부에 상기 진동소자 고정부(133) 및 진동 소자(V)가 배치되도록 할 수 있다.
상술한 본 발명의 메인 샤프트 고정부(132)의 저면에 상기 메인 샤프트(150)가 설치되는 것이다.
한편, 상기 메인 샤프트(150)가 메인 샤프트 고정부(132)에 안정적으로 고정될 수 있도록 상기 메인 샤프트 고정부(132) 일 측에 고정공(132a)를 형성하여 상기 고정공(132a)을 통해 고정구(도시되지 않음)가 상기 메인 샤프트(150)의 두께면에 고정되도록 하는 것도 가능하다.
이때, 상기 메인 샤프트(150)의 내부 일 측에는 상기 호른(120)이 고정된다. 즉, 상기 메인 샤프트(150)는 상기 고정 샤프트(130)에 연동되어 회전되는데, 상술한 바에 의해 상기 메인 샤프트(150)의 회전에 의해 호른(120)이 회전되고 이에 의해 상기 진동 소자(V)가 회전되는 것도 가능하다.
한편, 상기 진동 소자(V)가 보다 안정적으로 회전하도록 상기 고정 샤프트(130)의 진동 소자 고정부(133) 일 측에 고정공(133a)을 형성하여 상기 진동 소자(V)에 고정되는 고정구(도시되지 않음)가 고정되도록 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 진동 소자(V)의 상면에 돌출된 삽입 바아(V1)가 상기 진동 소자 고정부(133)의 저면에 형성되는 삽입공(133b)에 삽입되도록 하여 보다 안정적으로 회전되도록 할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 모터(M)와 구동 샤프트(S)가 수용되는 모터 하우징(160)과, 상기 고정 샤프트(130) 및 전원 공급부(140)를 수용하는 후단부 하우징(170)과, 상기 진동 소자(V) 및 호른(120)을 수용하는 메인 하우징(180)을 포함하는 것도 가능하다.
이때, 상기 모터 하우징(160)과 후단부 하우징(170) 그리고 메인 하우징(180)은 중공의 원통 형상이되 상면과 저면이 개방된 상태에서 하측 방향으로 차례로 설치되는 것도 가능하다.
즉, 최상부에는 상기 모터 하우징(160)이 배치되어 상기 모터(M)와 구동 샤프트(S)가 내장되고, 그 하측에는 후단부 하우징(170)이 배치되어 그 내부에 고정 샤프트(130) 및 전원 공급부(140)등이 설치될 수 있으며, 최 하측에는 메인 하우징(180)이 배치되어 진동 소자(V) 및 호른(120) 등을 수용할 수 있다.
이때, 상기 메인 하우징(180) 내부의 상하측에는 상기 메인 샤프트(150)가 원활히 회전할 수 있도록 베어링(BRG1,BRG2)을 설치하는 것도 가능하다.
또한, 상기 모터 하우징(160)과 메인 하우징(180)은 상술한 바와 같이 중공으로서 상하면이 개방되어 있으므로, 상기 모터 하우징(160) 상면을 덮는 후방 커버(C1)와, 상기 메인 하우징(180) 저면을 덮는 전방 커버(C2)를 더 포함하는 것도 가능하다.
이때, 상기 전방 커버(C2)는 중앙 일부분이 개방되어 상기 호른(120)의 저면 및 가공툴(T)이 관통된 후 노출되도록 형성되는 것도 가능하다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 전방 커버(C2)의 내측에 설치되어 상기 호른(120)을 고정하는 호른 고정부(110)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이 상기 호른(120)은 도 1에 도시된 메인 샤프트(150)의 내측에 고정되는 것으로서, 상기 메인 샤프트(150)에 연동되어 회전되며, 상기 호른(120)에는 진동 소자가 설치되어 연동된다.
이때, 상기 호른(120)이 보다 안정적으로 회전할 수 있도록 상술한 호른 고정부(110)를 포함하는 것이다.
이를 위해 상기 호른 고정부(110)는 링 형상을 가져 상기 전방 커버(C2) 내측에 설치되는 한편 중앙에 상기 호른(120)이 관통하는 고정부 본체(111)와, 상기 고정부 본체(111) 내측에 수평 방향으로 배치되되 상하 방향 이격된 링 형상의 고정판(112)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 전방 커버(C2) 내측에 고정부 본체(111)를 배치한 후 그 중앙에 호른(120)이 관통하게 되며, 상기 고정판(112)은 수평 방향으로 배치되는 것으로서 링 형상을 가져 상기 호른(120)이 관통되는 것이다.
이때, 상기 호른(120)의 외측면에는 고정 디스크(125)가 돌출되는데, 상술한 고정 디스크(125)가 상기 고정판(112) 사이에 배치되어 보다 견고하게 고정되는 것이다.
한편, 상술한 바와 같이 본 발명의 경우 초음파 진동과 방전 가공을 동시에 수행하는 구조로서 방전 가공을 위해 가공툴(T)에 전원을 공급하는 것이 필요하다.
이를 위해도 5에 도시된 바와 같이 상기 전방 커버(C2)의 저면에 설치되어 상기 호른(120)에 접촉하는 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 전원 공급부(190)는 원판 형상을 가져 상기 전방 커버(C2)의 저면에 설치되는 것으로서 중앙 일부가 개방된 공급부 본체(191)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 공급부 본체(191)는 도시된 바와 같이 원판 형상이되 중앙에 개방부(192)가 형성되는데, 상기 개방부(192)를 통해 상기 호른(120)과 가공툴(T)이 관통한다. 특히 상기 개방부(192)의 내측면이 상기 호른(120)의 외측면과 접촉하여 전원을 상기 호른(120) 측으로 전달하고 이에 의해 최종적으로 가공툴(T) 측으로 전원이 전달된다.
한편, 상기 공급부 본체(191)를 보다 안정적으로 고정하기 위해 상기 전방 커버(C2) 저면 일 측면에 고정공(C2-1)을 형성하여 상기 공급부 본체(191)에 장착된 고정구(F)가 상기 고정공(C2-1)에 고정되도록 하는 것도 가능하다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 호른(120)은 상술한 진동 소자(V)에서 발생한 진동을 증폭하기 위한 것으로서 보다 효율적인 증폭을 위해 진동 소자(V)의 저면에 접하는 원통 형상의 제1호른(122)과, 상기 제1호른(122)의 저면에 배치되는 제2호른(123)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1호른(122)은 제2호른(123)보다 직경은 크되 높이 방향으로 일정한 직경을 갖도록 형성되고, 상기 제1호른(122)과 제2호른(123)의 높이는 동일(L1=L2)하도록 형성한다.
즉, 상기 제1호른(122)과 제2호른(123)은 높이는 동일하되 제1호른(122)의 직경이 제2호른(123)의 직경보다 크게 형성하며, 상기 제1호른(122)과 제2호른(123)사이에는 특정 반경(R)을 갖는 라운드부(124)가 형성된다.
이러한 본 발명의 호른(120)에 의해 진동이 증폭되어 보다 효율적인 가공이 가능해진다.
이하 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 장치에 의해 보다 초정밀 가공이 가능함을 설명한다.
도 7(a)는 일반 밀링 가공을 한 가공면에 대한 사진이며, 도 7(b)는 초음파 진동만을 이용하여 가공한 가공면에 대한 사진이며 7(c)는 방전 가공만을 한 가공면의 사진이며, 7(d)는 본 발명과 같이 초음파 진동 가공과 방전가공을 동시에 수행한 가공면의 사진이다.
도시된 바와 같이 밀링 가공의 경우 7(a)에 도시된 바와 같이 가공면 양측에 burr가 형성되어 정밀한 가공이 어려움을 알 수 있다. 이에 비해 초음파 진공 가공인 7(b)와 방전 가공인 7(c)의 경우 이러한 burr가 다소 감소하기는 했으나 여전히 잔존함을 알 수 있다.
이에 비해 본 발명인 7(d)에서 확인할 수 있듯이 종래 기술에 비해 burr가 없어 확연히 깨끗한 가공면을 볼 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 경우 종래에 비해 초정밀 가공이 가능함을 알 수 있다.
도 8(a)는 일반 밀링 가공을 수행한 가공툴에 대한 사진이며, 도 8(b)는 초음파 진동만을 이용하여 가공한 가공툴에 대한 사진이며 8(c)는 방전 가공만을 한 가공툴의 사진이며, 8(d)는 본 발명과 같이 초음파 진동 가공과 방전가공을 동시에 수행한 가공툴의 사진이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 경우 가공툴의 손상이 적음을 알 수 있으며 이러한 사실로부터 초정밀 가공을 보다 용이하게 수행할 수 있음을 알 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
110 : 호른 고정부 120 : 호른
130 : 고정 샤프트 131 : 연결부
132 : 메인 샤프트 고정부 133 : 진동 소자 고정부
140 : 전원 공급부 141 : 전원 전달부
142 : 전원 연결부 150 : 메인 샤프트
160 : 모터 하우징 170 : 후단부 하우징
180 : 메인 하우징 190 : 전원 공급부

Claims (8)

  1. 모터(M)에 의해 회전되는 구동 샤프트(S)와, 상기 구동 샤프트(S)에 연동되는 한편 외부 전원이 인가되는 가공툴(T)을 포함하는 스핀들 방전 가공 장치에 있어서,
    상기 구동 샤프트(S)에 연동되는 한편 초음파 진동을 발생하는 진동 소자(V)와,
    상기 진동 소자(V)에 연동되어 회전하는 한편 진동을 인가 받는 것으로서 상기 가공툴(T)이 장착되는 호른(120)을 더 포함하는 초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 샤프트(S)와 진동 소자(V)사이에 배치되는 고정 샤프트(130)와 상기 고정 샤프트(130) 주위에 배치되는 전원 공급부(140)를 더 포함하되,
    상기 고정 샤프트(130)는 상기 구동 샤프트(S)가 장착되는 원통 형상의 연결부(131)와 상기 연결부(131)의 저면에 판체 형상으로 형성되어 상기 진동 소자(V)와 연결되는 진동소자 연결부(133)를 포함하고,
    상기 전원 공급부(140)는 상기 연결부(131)가 삽입되어 접촉되는 중공의 원통 형상인 전원 전달부(141)와, 상기 전원 전달부(141)의 외측에 배치되어 접촉되는 것으로서 외부 전원이 인가되는 링 형상의 전원 연결부(142)를 포함하는 초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정 샤프트(130)의 저면에 배치되되 상기 진동 소자(V)와 호른(120)이 내부에 수용되는 메인 샤프트(150)와, 상기 진동소자 고정부(133)의 상면에 형성되는 메인 샤프트 고정부(132)를 더 포함하되,
    상기 메인 샤프트 고정부(132)는 판체 형상이되 상기 진동 소자 고정부(133)보다 직경이 더 크도록 형성되고,
    상기 메인 샤프트(150)는 상기 메인 샤프트 고정부(132)의 저면에 고정되되 내부 일 측에는 상기 호른(120)이 고정되는 초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모터(M)와 구동 샤프트(S)가 수용되는 모터 하우징(160)과,
    상기 고정 샤프트(130) 및 전원 공급부(140)를 수용하는 후단부 하우징(170)과,
    상기 진동 소자(V) 및 호른(120)을 수용하는 메인 하우징(180)을 포함하되,
    상기 모터 하우징(160)과 후단부 하우징(170) 그리고 메인 하우징(180)은 중공의 원통 형상이되 상면과 저면이 개방된 상태에서 하측 방향으로 차례로 설치되는 초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모터 하우징(160) 상면을 덮는 후방 커버(C1)와, 상기 메인 하우징(180) 저면을 덮는 전방 커버(C2)를 더 포함하되,
    상기 전방 커버(C2)는 중앙 일부분이 개방되어 상기 호른(120)의 저면이 관통된 후 노출되는 초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전방 커버(C2)의 내측에 설치되어 상기 호른(120)을 고정하는 호른 고정부(110)를 더 포함하되,
    상기 호른 고정부(110)는 링 형상을 가져 상기 전방 커버(C2) 내측에 설치되는 한편 중앙에 상기 호른(120)이 관통하는 고정부 본체(111)와,
    상기 고정부 본체(111) 내측에 수평 방향으로 배치되되 상하 방향 이격된 링 형상의 고정판(112)을 포함하여,
    상기 호른(120)의 외측면에 돌출된 고정 디스크(125)가 상기 고정판(112)사이에 배치되는 초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전방 커버(C2)의 저면에 설치되어 상기 호른(120)에 접촉하는 전원 공급부(190)를 더 포함하되,
    상기 전원 공급부(190)는 원판 형상을 가져 상기 전방 커버(C2)의 저면에 설치되는 것으로서 중앙 일부가 개방된 공급부 본체(191)를 포함하여,
    상기 호른(120) 및 가공툴(T)이 관통된 후 상기 호른(120)의 외측면이 상기 공급부 본체(191)의 개방된 내측면에 접촉하는 초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 호른(120)은 상기 진동 소자(V)의 저면에 접하는 원통 형상의 제1호른(122)과, 상기 제1호른(122)의 저면에 배치되는 제2호른(123)을 포함하되,
    상기 제1호른(122)은 제2호른(123)보다 직경은 크되 높이 방향으로 일정한 직경을 갖도록 형성되고,
    상기 제1호른(122)과 제2호른(123)의 높이는 동일하며,
    상기 제1호른(122)과 제2호른(123)사이에는 특정 반경을 갖는 라운드부(124)가 형성되는 초음파 진동이 부가된 스핀들 방전 가공 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220007325A (ko) * 2020-07-10 2022-01-18 정성수 응력제거용 초음파 진동자 블레이드

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3744711B2 (ja) * 1999-03-05 2006-02-15 株式会社岳将 超音波加工機におけるスピンドル構造
JP2005329501A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Keisuke Kamijo 超音波研磨工具及びそれを備えた研磨装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106392211A (zh) * 2016-12-02 2017-02-15 昆山缔微致精密电子有限公司 一种多工位批量放电加工装置
CN106392211B (zh) * 2016-12-02 2018-07-06 昆山缔微致精密电子有限公司 一种多工位批量放电加工装置
KR20220007325A (ko) * 2020-07-10 2022-01-18 정성수 응력제거용 초음파 진동자 블레이드

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