KR20160043770A

KR20160043770A - 진동 절삭 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160043770A
Application number: KR1020140138390A
Authority: KR
Inventors: 고태조; 커니아 완 렌디
Original assignee: 영남대학교 산학협력단
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2016-04-22
Also published as: KR101640780B1

Abstract

본 발명은 절삭 팁에 특정 방향의 진동을 중첩 가진하여 절삭하는 것으로서 특히 특정 주파수의 진동에 의해 절삭 팁이 특정 궤적의 진동을 하게 하는 한편, 상기 특정 주파수보다 낮은 주파수의 진동을 별도로 가하여 상기 절삭 팁이 특정 형상의 공구 궤적도 함께 가지도록 하여 절삭 시 버(burr)의 발생을 방지할 수 있는 진동 절삭 장치 및 방법이다.

Description

진동 절삭 장치 및 방법{VIBRATION CUTTING APPARATUS AND METHOD}

일반적으로 에너지의 변환이나 신호의 전달 등을 포함하는 가장 중요한 물리적인 현상은 물체의 표면에서 일어난다. 이러한 관점에서 표면이 에너지나 신호에 미치는 역학과 운동학에 대해 각 학문의 분야에서 많은 연구가 심도 있게 이루어지고 있다.

예를 들어 물체의 표면에 딤플(dimple)이나 리블렛(riblet) 구조를 만들어서 소수성 부여, 마찰저감, 유동특성 개선, 열전효율 개선, 누유방지 등 다양한 목적으로 사용이 가능하다.

상술한 바와 같이 물체의 표면을 가공하여 특정한 기능을 부여하는 것을 surface texturing이라고 하며 이러한 surface texturing 가공을 위해 종래에는 도 1에 도시된 바와 같은 절삭 장치를 이용하였다.

즉, 홀더(H)에 2축 방향의 가진부(P1,P2)를 설치하며, 이 때, 상기 가진부(P1,P2)는 압전 소자를 이용한다. 상기 압전 소자는 널리 알려진 바와 같이 전류의 인가에 의해 체적 변화를 일으키는 것으로서 본 종래 기술에서는 상기 압전 소자를 이용하여 진동을 발생한다.

이때, 상기 인가되는 전류의 주파수의 제어에 의해 압전 소자의 진동수가 제어된다.

즉, 상기 2축 방향으로 배치되는 2개의 가진부(P1,P2)에 의해 상기 절삭 팁(T)이 특정한 형상-예를 들어 타원 형상-을 가지면서 진동을 하게 되고 이에 의해 상기 절삭 팁(T)에 접하는 워크 피스(W) 표면에 상술한 바와 같은 surface texturing을 수행하게 된다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래의 진동 절삭 기술에 의해 워크 피스의 표면을 절삭하면 그 표면에 버(burr)(burr)가 발생하는 문제점이 있었다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 워크 피스의 표면에 상기 절삭 팁이 하강하면서 절삭을 하고 상승하면서 절삭을 종료하는데, 상기 절삭 팁이 상승하면서 절삭을 종료하는 지점에서 표면이 깨끗하게 절삭되지 못하고 일부분 튀어나오는 등의 버(burr)가 발생하여 정밀한 가공이 어려운 문제점이 있었다.

한편, 상술한 바와 같이 2축 방향의 가진부에 의해 표면을 가공하는 기술 자체는 널리 알려진 것으로서 특히 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있는 바, 이에 대한 설명과 도시는 생략한다.

미국 등록 특허 제6,637,303호 미국 공개 특허 제2007/0228879호 미국 공개 특허 제2008/0019782호 일본 공개 특허 제1988-232901호 한국 등록 특허 제10-0321486호 한국 등록 특허 10-0608269호

따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 특정 주파수의 진동에 의해 절삭 팁이 특정 궤적의 진동을 하게 하는 한편, 상기 특정 주파수보다 낮은 주파수의 진동을 별도로 가하여 상기 절삭 팁이 특정 형상의 공구 궤적도 함께 가지도록 하여 절삭 시 버(burr)의 발생을 방지할 수 있는 진동 절삭 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 홀더(H) 일 측에 배치되는 것으로서 특정 주파수의 진동을 발생하여 절삭 팁(T)이 특정 궤적의 진동을 하게 하는 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)와, 상기 홀더(H) 타 측에 배치되는 것으로서 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2) 보다 낮은 주파수의 진동을 발생하여 상기 절삭 팁(T)이 특정 형상의 공구 궤적을 가지도록 하는 제3가진부(P3)를 포함하는 진동 절삭 장치에 일 특징이 있다.

이때, 상기 제1가진부(P1)와 제2가진부(P2)는 서로 다른 방향으로 배치되고, 상기 제3가진부(P3)는 상기 제1가진부(P1) 또는 제2가진부(P2) 중 어느 하나와 동일한 방향으로 배치되는 것도 가능하다.

또한, 상기 홀더(H)는 상기 제1 가진부(P1)와 제2가진부(P2)가 설치되는 판체 형상의 메인 홀더(100)와, 상기 메인 홀더(100) 일 측에 배치되는 것으로서 상기 제3가진부(P3)가 설치되어 상기 메인 홀더(100)를 가진하는 판체 형상의 증폭 홀더(200)를 포함하는 것도 가능하다.

또한, 상기 진동 절삭 장치는 상기 증폭 홀더(200)가 장착되는 고정 홀더(300)와, 상기 고정 홀더(300)가 고정되는 고정 브라켓(400)을 포함하되, 상기 고정 홀더(300)는 상기 고정 브라켓(400)에 고정되는 홀더 본체(310)와, 상기 홀더 본체(310) 일 부분에 형성되어 상기 증폭 홀더(200)가 안착되는 한편 고정공(330)이 형성되는 안착면(320)과, 상기 증폭 홀더(200)를 관통한 후 상기 고정공(330)에 삽입되는 고정구(F1)를 포함하는 것도 가능하다.

또한, 상기 메인 홀더(100)는 판체 형상의 메인 홀더 본체(110)와, 상기 메인 홀더 본체(110) 중 하나의 코너부(190) 양 측에 이웃하는 일 측면 및 타 측면에 각각 요홈되어 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)가 설치되는 제1요홈부(150) 및 제2요홈부(120)와, 상기 제1요홈부(150) 일 측에 배치되고 상기 코너부(190)에 연결되는 것으로서 상기 제1요홈부(150)의 바닥면과 일정 간격 이격되어 상기 제1가진부(P1)에 의해 가진되는 제1변형 프레임(160)과, 상기 제2요홈부(120) 일 측에 배치되고 상기 코너부(190) 연결되는 것으로서 상기 제2요홈부(120)의 바닥면과 일정 간격 이격되어 상기 제2가진부(P2)에 의해 가진되는 제2변형 프레임(130)과, 상기 제1변형 프레임(160)과 제1요홈부(150) 바닥면 사이에 설치되는 제1변형 연결부(170) 및 상기 제2변형 프레임(130)과 제2요홈부(120) 바닥면 사이에 설치되는 제2변형 연결부(140)를 포함하는 것도 가능하다.

또한, 상기 코너부(190) 일 측에 배치되는 센서 타켓(C)과, 상기 제2요홈부(120) 일 측에 설치되는 제2센서 유닛(500)와, 상기 제1요홈부(170) 일 측에 설치되는 제1센서 유닛(600)를 더 포함하되, 상기 제2센서 유닛(500)은 상기 제2요홈부(120)에 설치되는 한편, 제2가진부(P2)와 동일 방향으로 배치되어 상기 센서 타켓(C)과의 거리를 측정하는 센서부(510)와, 상기 센서부(510)가 지지되는 것으로서 상기 제2요홈부(120) 바닥면에 설치되는 센서 브라켓(520)을 포함하며, 상기 센서 브라켓(520)은 판체 형상으로서 일 측면에 상기 센서부(510)가 고정되는 수평부(521)와, 상기 수평부(521) 일 측에서 절곡되어 상기 제2요홈부(120) 바닥면에 고정되는 수직부(522)를 포함하고, 상기 제1센서 유닛(600)은 상기 제1요홈부(150)에 설치되는 제1가진부(P1)와 동일 방향으로 배치되는 한편 상기 센서 타켓(C)과의 거리를 측정하는 센서부(610)와, 상기 센서부(610)가 지지되는 것으로서 상기 제1요홈부(150) 바닥면에 설치되는 센서 브라켓(620)을 포함하며, 상기 센서 브라켓(620)은 판체 형상으로서 일 측면에 상기 센서부(610)가 고정되는 수평부(621)와, 상기 수평부(621) 일 측에서 절곡되어 상기 제1요홈부(150) 바닥면에 고정되는 수직부(622)를 포함하는 것도 가능하다.

또한, 상기 증폭 홀더(200)는 판체 형상의 증폭 홀더 본체(210)와, 상기 증폭 홀더 본체(210) 일 측에 형성되어 상기 제3가진부(P3)가 안착되는 제1개방부(OP1)와, 상기 제1개방부(OP1) 일 측에 설치되어 상기 제3가진부(P3)에 의해 가진되는 가동판(230)과, 상기 가동판(230)에 의해 가진되는 것으로서 일 측이 상기 가동판(230)에 연결되는 힌지판(240)과, 상기 힌지판(240)에 타 측에 의해 가진되는 것으로서 상기 메인 홀더(100)가 연동되는 증폭판(250)을 포함하는 것도 가능하다.

또한, 상기 증폭 홀더 본체(210)의 중앙에 형성되어 상기 증폭판(250)이 배치되는 제2개방부(OP2)와, 상기 제1개방부(OP1) 및 제2개방부(OP2) 일 측에 형성되어 상기 힌지판(240)이 배치되는 제3개방부(OP3)를 포함하되, 상기 힌지판(240)은 상기 제3가진부(P3)의 가진 방향과 다른 방향으로 길게 배치되고, 상기 가동판(230)과 증폭판(250)은 상기 힌지판(240)의 가진 방향 하측에 배치되며, 상기 증폭판(250)은 사각형 형상으로서 모서리 부분과 상기 증폭 홀더 본체(210)사이에 연결되는 제2연결부(260)에 의해 지지되고, 상기 힌지판(240)은 상기 증폭판(250)과 증폭 홀더 본체(210) 그리고 가동판(230)에 각각 연결되는 제3연결부(270)에 의해 지지되는 것도 가능하다.

또한, 상기 증폭 홀더(200) 일 측에 배치되어 상기 메인 홀더(100)의 거리 변화를 측정하는 제3센서 유닛(700)을 더 포함하되, 상기 제3센서 유닛(700)은 상기 증폭 홀더(200)의 두께면 일 측에 설치되는 센서 브라켓(720)과 상기 센서 브라켓(720)에 설치되어 상기 메인 홀더(100)를 향하게 배치되는 센서부(710)를 포함하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명은 제1가진부(P1) 및 제2 가진부(P2)를 구비하는 홀더(H)와, 상기 홀더(H) 일 측에 설치되는 제3 가진부(P3)를 포함하되, 상기 제1가진부(P1) 및 제2 가진부(P2)는 특정 주파수의 진동을 상기 홀더(H)에 설치되는 절삭 팁(T)에 가진하고, 상기 제3가진부(P3)는 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)보다 낮은 주파수의 진동을 상기 절삭 팁(T)에 가진하는 진동 절삭 방법에 또 다른 특징이 있다.

이때, 상기 제1 가진부(P1) 및 제2 가진부(P2)는 3kHz 내지 20kHz의 진동수를 가지고, 상기 제3가진부(P3)는 1Hz 내지 100Hz의 진동수를 가지는 것도 가능하다.

또한, 상기 홀더(H)는 상기 제1 가진부(P1)와 제2가진부(P1)가 설치되는 판체 형상의 메인 홀더(100)와, 상기 메인 홀더(100) 일 측에 배치되는 것으로서 상기 제3가진부(P3)가 설치되어 상기 메인 홀더(100)를 가진하는 판체 형상의 증폭 홀더(200)를 포함하여, 상기 메인 홀더(100)는 서로 다른 방향으로 배치되는 제1 가진부(P1)와 제2가진부(P2)에 의해 가진되는 한편, 상기 메인 홀더(100)는 증폭 홀더(200)에 설치된 제3가진부(P3)에 의해 별도로 가진되어 상기 절삭 팁(T)은 상기 제1 가진부(P1)와 제2가진부(P2)에 의해 특정 형상의 진동을 하는 한편 특정 형태의 공구 궤적을 갖는 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 종래 기술의 문제점인 버(burr)의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 절삭 장치를 설명하는 개략도,
도 2는 종래의 절삭 장치에 의해 버(burr)가 발생하는 것을 설명하는 개략도,
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치를 설명하는 개략도,
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치에 의해 절삭되는 형태를 설명하는 개략도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치에 의해 다양한 형태의 공구 궤적을 가질 수 있음을 도시하는 개략도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치를 나타내는 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치를 분리하여 나타내는 분리 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치로서 메인 홀더만을 분리하여 나타내는 일부 분리 사시도,
도 9 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치로서 메인 홀더 본체만을 도시한 일부 사시도 및 일부 확대도
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치로서 증폭 홀더를 나타내는 사시도
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치로서 증폭 홀더와 제3센서 유닛을 나타내는 분리 사시도이다.

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 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치를 설명하는 개략도, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치에 의해 절삭되는 형태를 설명하는 개략도, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치에 의해 다양한 형태의 공구 궤적을 가질 수 있음을 도시하는 개략도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치를 나타내는 사시도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치를 분리하여 나타내는 분리 사시도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치로서 메인 홀더만을 분리하여 나타내는 일부 분리 사시도, 도 9 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치로서 메인 홀더 본체만을 도시한 일부 사시도 및 일부 확대도, 도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치로서 증폭 홀더를 나타내는 사시도, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 장치로서 증폭 홀더와 제3센서 유닛을 나타내는 분리 사시도이다.

실시예

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 절삭 장치(10)는 도 3a에 도시된 바와 같이 홀더(H)에 설치되는 3개의 가진부(P) 즉, 제1가진부(P1)와 제2가진부(P2) 그리고 제3가진부(P3)를 포함한다.

이때, 상기 제1가진부(P1)와 제2가진부(P2)는 상호 다른 방향으로 홀더(H)에 배치되어 진동을 발생하게 되며 이에 의해 절삭 팁(T)이 특정 궤적 예를 들어 타원 궤적의 진동을 하게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 절삭 팁(T)의 타원 궤적의 진동에 상술한 제3가진부(P3)에 의해 상기 절삭 팁(T)의 공구 궤적이 특정한 형상을 가지도록 가진하는 것이다.

이때, 상기 제3가진부(P3)는 상기 제1가진부(P1)와 제2가진부(P2)보다 낮은 주파수의 진동을 발생하게 된다.

즉, 상기 절삭 팁(T)은 상기 제1가진부(P1)와 제2가진부(P2)에 의해 상대적으로 높은 주파수(이하 고주파라고 함)의 진동을 하게 되고, 제3가진부(P3)에 의해 상대적으로 낮은 주파수(이하 저주파라고 함)의 진동을 하게 되는 것이다.

예를 들어 도 3b에 도시된 바와 같이 절삭 팁이 상기 제1가진부 및 제2가진부에 의해 타원 형상의 미세 진동 궤적을 가지는 한편 상기 제3가진부에 의해 전체적으로 sine 곡선의 공구 궤적을 가지는 것이다.

다시 말해서 상기 절삭 팁이 워크 피스(W)상에서 sine 곡선을 따라 하강하면서 상기 워크 피스(W)를 절삭하고, 상기 sine 곡선을 따라 상승하면서 절삭 공정을 종료하는데 이때, 상기 절삭 팁은 타원 형상의 미세 진동 궤적을 가지고 있으므로 상기 sine 곡선을 따라 상승하면서 정밀한 절삭 과정을 수행하여 종래와 달리 버(burr)는 발생하지 않는다.

즉, 본 발명의 경우 상기 절삭 팁(T)이 고주파로 진동하되 특정 형상 예를 들어 타원 형상으로 진동하면서 절삭하는 관계로 종래와 달리 버(burr)가 발생하지 않는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 경우 상술한 제1가진부(P1)와 제2가진부(P2)에 의해 절삭 팁(T)이 특정 형상 예를 들어 타워 형상의 진동 궤적을 가지도록 하는 한편 공구 궤적은 sine곡선을 가지도록 할 수 있다.

물론 상기 제1가진부(P1)와 제2가진부(P2)의 고주파 진동을 조절하여 상기 진동 궤적이 다른 형상을 가지도록 하는 것도 가능하고, 상기 제3가진부(P3)의 저주파 진동을 조절하여 공구 궤적이 sine곡선이 아닌 삼각형 형상(도 4참조)을 가지거나 혹은 치형 형상(도 5참조)를 가지도록 할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의한 경우 상술한 바와 같이 버(burr)의 발생을 방지함은 물론 절삭 대상의 재질 등의 특성에 맞추어 절삭 팁(T)이 적절한 진동 궤적이나 공구 궤적을 가지도록 하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명의 가진부(P)는 종래와 같이 압전 소자를 이용하는 것도 가능하며, 본 발명은 이에 한하지 않고 진동을 발생하여 절삭 팁(T)을 특정 형상으로 진동하게 하는 한 상기 가진부(P)가 다른 구성의 진동 발생 메커니즘을 이용한다 하더라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.

한편, 상기 제1가진부(P1)와 제2가진부(P2)는 상술한 바와 같이 상대적으로 높은 진동수를 가지는 고주파 진동수를 가질 수 있으며 후술되는 바와 같이 3kHz 내지 20kHz의 진동수를 가질 수 있고, 제3가진부(P3)는 저주파 진동수로서 후술되는 바와 같이 1Hz 내지 100Hz의 진동수를 가질 수 있다.

또한, 상기 제1가진부(P1)와 제2가진부(P2)는 서로 다른 방향으로 배치되어 상기 절삭 팁이 타원 궤적의 진동을 하도록 하고 상기 제3가진부(P3)는 상기 제1가진부(P1) 또는 제2가진부(P2) 중 어느 하나와 동일한 방향으로 배치되어 상술한 바와 같은 특정 형상의 공구 궤적을 가지도록 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 3개의 가진부(P)는 홀더(H)에 설치되는데, 이 때, 상기 홀더(H)는 다양한 구성을 가질 수 있으나, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1 가진부(P1)와 제2가진부(P2)가 설치되는 판체 형상의 메인 홀더(100)와, 제3가진부(P3)가 설치되는 증폭 홀더(200)를 포함하는 것도 가능하다.

이때, 상기 메인 홀더(100)는 상기 증폭 홀더(200)에 고정되어 있어 상기 제3가진부(P3)에 의해 증폭 홀더(200)가 진동하면 상기 메인 홀더(100)가 상기 증폭 홀더(200)의 진동에 연동되어 진동하는 것이다.

즉, 고주파 진동을 발생하는 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)에 의해 메인 홀더(100)가 진동되어 최종적으로 절삭 팁(T)에 진동이 전달되는 한편, 저주파 진동은 증폭 홀더(200)로부터 전달받아 최종적으로 절삭 팁(T)으로 전달하게 되는 것이며, 상기 저주파 진동은 상술한 바와 같이 제3가진부(P3)에 의해 발생된다.

이와 같이 증폭 홀더(200)와 메인 홀더(100)를 별도로 구비하는 것은 저주파 성분의 진동과 고주파 성분의 진동을 보다 용이하게 조절하기 위함이다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 증폭 홀더(200)를 지지하는 고정 홀더(300)와, 상기 고정 홀더(300)가 지지되는 고정 브라켓(400)을 구비하는 것도 가능하다.

이는 상술한 바와 같이 상기 메인 홀더(100)는 증폭 홀더(200)에 고정되어 있으므로 상기 증폭 홀더(200)만 고정하면 되기 때문이다.

이를 위해 상기 고정 홀더(300)는 상기 고정 브라켓(400)에 고정되는 홀더 본체(310)와, 상기 홀더 본체(310) 일 부분이 평탄하게 형성되어 상기 증폭 홀더(200)가 안착되는 한편 고정공(330)이 형성되는 안착면(320)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 증폭 홀더(200)를 관통한 후 상기 고정공(330)에 삽입되는 고정구(F1)에 의해 상기 증폭 홀더(200)를 고정 홀더(300)에 고정할 수 있다.

한편 상기 고정 홀더(300)는 도시된 바와 같이 원통 형상의 홀더 본체(310)를 가지는 한편 상기 안착면(320)은 평탄하게 형성되어 증폭 홀더(200)가 고정될 수 있다.

다만, 이는 본 발명의 고정 홀더(300)를 설명하기 위한 일 예에 불과한 것으로서 상기 증폭 홀더(200)가 고정될 수 있는 형상인 한, 상기 고정 홀더(300)가 다른 형상인 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.

또한, 상기 고정 브라켓(400)의 경우 도시된 바와 같이 상기 고정 홀더(300)가 삽입되어 고정되는 것도 가능하며 이 역시 본 발명의 일 예에 불과한 것으로서 상기 고정 브라켓(400)이 상기 고정 홀더(300)를 고정, 지지할 수 있는 형상인 한 상기 고정 브라켓(400)이 다른 형상인 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.

상기 고정구(F1)는 상술된 바와 같이 상기 증폭 홀더(200)를 관통한 후 고정공(330)에 삽입되어 상기 증폭 홀더(200)를 고정 홀더(300)에 고정하게 되는데, 이를 위해 볼트 등과 같은 고정구를 사용할 수 있으며, 본 발명의 권리범위는 상술한 고정구(F1)의 종류에 의해 제한되지 않음은 분명하다.

이하 도 8 내지 도 11을 참조하여 메인 홀더(100)에 대해 설명한다.

상기 메인 홀더(100)는 상술된 바와 같이 제1가진부(P1)와 제2가진부(P2)를 구비하여 상기 메인 홀더(100) 일 측에 설치되는 절삭 팁(T)이 특정 형상의 진동 궤적을 갖도록 하기 위한 것으로서 이를 위해 상기 메인 홀더(100)는 다양한 구성을 가질 수 있으나, 도 9에 도시된 바와 같이 판체 형상의 메인 홀더 본체(110)를 구비할 수 있다.

이때, 도 8 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 메인 홀더 본체(110) 중 하나의 코너부(190) 양 측에 이웃하는 일 측면 및 타 측면에 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)가 설치되는 제1요홈부(150) 및 제2요홈부(120)가 요홈되어 형성될 수 있다.

즉, 도 10에 도시된 실시예의 경우 메인 홀더 본체(110)의 도면상 좌측 하단부에 코너부(190)가 배치되고, 상기 코너부(190)의 도면상 우측면에 제2요홈부(120)가 요홈되어 형성되며, 상기 코너부(190)의 도면상 좌측면에 제1요홈부(150)가 요홈되어 형성되는 것이다.

이러한 상기 제1요홈부(150)에 제1가진부(P1)가 설치되고, 제2요홈부(120)에 제2가진부(P2)가 설치된다.

한편, 제1요홈부(150) 일 측에 제1변형 프레임(160)이 설치되는데, 상기 제1변형 프레임(160)은 도시된 바와 같이 상기 코너부(190)에 연결되며, 상기 제1요홈부(150)의 바닥면(151)과 일정 간격 이격되어 상기 제1가진부(P1)에 의해 가진된다.

도시된 바와 같은 실시예의 경우 상기 제1요홈부(120)에 장치된 제1가진부(P1)는 도면상 수직 방향으로 배치되고 그 하측면에 상기 제1변형 프레임(160)이 배치되어 코너부(190)에 연결된다.

이러한 구성에 의해 상기 제1가진부(P1)가 상기 제1변형 프레임(160)을 도면상 수직 방향으로 가진하고 그 결과 상기 절삭 팁(T)이 설치되는 코너부(190) 역시 도면상 수직 방향으로 가진된다.

한편, 상기 제1변형 프레임(160)이 상기 제1가진부(P1)에 의해 가진되기 위해서는 상기 제1변형 프레임(160)이 제1가진부(P1)와 상호 접촉하는 구성에 의할 수 있으며 이는 후술되는 제2가진부(P2)의 설명으로 대체하기로 한다.

또한, 상기 제1변형 프레임(160)은 상술된 바와 같이 중공 형상으로서 전체적으로 사각형 단면을 가질 수 있는데, 이는 상기 제1가진부(P1)에 의해 보다 용이하게 가진될 수 있는 하나의 실시예에 불과한 것으로서 상기 제1변형 프레임(160)이 제1가진부(P1)에 의해 가진되어 코너부(190)를 가진할 수 있는 형상인 한, 상기 제1변형 프레임(160)이 다른 형상을 가지는 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하며 이는 후술되는 제2변형 프레임(130)에도 동일하게 적용되어 중복되는 설명은 생략한다.

상기 제2요홈부(120)는 상술한 바와 같이 상기 코너부(190)의 도면상 우측에 형성되며, 상기 제2요홈부(120)에 제2가진부(P2)가 설치된다.

이때, 상기 제2요홈부(120) 일 측에도 제2변형 프레임(130)이 설치되며 상기 제2변형 프레임(130)이 상기 코너부(190)에 연결되고 제2요홈부(120) 바닥면(121)으로부터 일정 간격 이격되며 상기 제2가진부(P2)에 의해 가진됨은 상술한 제1변형 프레임(150)과 유사하다.

즉, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제2요홈부(120)는 도면상 수평 방향으로 형성되어 상기 제2가진부(P2)가 수평 방향으로 배치되고 상기 제2변형 프레임(130)은 상기 제2가진부(P2) 일 측에 배치되는 한편 상기 코너부(190)에 연결된다. 따라서 상기 제2가진부(P2)의 수평 방향 진동이 상기 제2변형 프레임(130)을 거쳐 코너부(190)로 전달되고 최종적으로 절삭 팁(T)으로 전달된다.

이와 같은 구성에 의해 상기 절삭 팁(T)에는 수평 방향 진동과 수직 방향 진동이 중첩 작용되어 특정 형상 예를 들어 타원 형상의 진동 궤적을 가질 수 있다.

한편, 상기 제1변형 프레임(160)과 제2변형 프레임(130)은 각각 제1요홈부(150) 바닥면(151)과 제2요홈부(120) 바닥면(121)에 일정 간격 이격되어 있으므로 이를 지지 하기 위한 구성이 필요하다.

이를 위해 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제1변형 프레임(160)과 제1요홈부(150) 바닥면(151) 사이에 설치되는 제1변형 연결부(170) 및 상기 제2변형 프레임(130)과 제2요홈부(120) 바닥면(121) 사이에 설치되는 제2변형 연결부(140)를 포함하는 것도 가능하다.

즉, 상기 제1변형 프레임(160)은 상기 제1변형 연결부(170)를 통해 제1요홈부(150) 바닥면(151)에 연결되며, 상기 제1가진부(P1)에 의해 가진되는 경우 상기 제1변형 연결부(170)가 변형되면서 상기 제1변형 프레임(160)이 도면상 수직 방향으로 가진되는 것이다.

유사하게 제2변형 프레임(130)의 경우도 제2변형 연결부(140)에 의해 제2요홈부(120) 바닥면(121)에 연결되며, 상기 제2가진부(P2)에 의해 가진되는 경우 상기 제2변형 연결부(140)가 변형되면서 상기 제2변형 프레임(130)이 도면상 수평 방향으로 가진되는 것이다.

한편, 상기 제1변형 연결부(170) 및 제2변형 연결부(140)는 다양한 형상을 가질 수 있으나, 도시된 바와 같이 바아 형상이되 양 측이 요홈된 형상을 가져 보다 용이하게 변형되도록 하는 것도 가능하다.

다만 이는 본 발명의 제1변형 연결부(170) 및 제2변형 연결부(140)의 일 예에 불과한 것으로서 상술한 바와 같이 상기 제1변형부(160) 및 제2변형부(120)가 변형 가능하게 지지할 수 있는 형상인 한, 상기 제1변형 연결부(170) 및 제2변형 연결부(140)가 다른 형상인 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.

이상 설명한 바와 같이 상기 제1가진부(P1)에 의해 제1변형 프레임(160)이 가진되고 제2가진부(P2)에 의해 제2변형 프레임(130)이 가진될 수 있으며 이를 위한 구성을 상기 제2가진부(P1)와 제2변형 프레임(130)을 예로 들어 설명하며 이는 제1가진부(P1)와 제2변형 프레임(130)에도 동일하게 적용될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 10에 도시된 바와 같이 제2가진부(P2)는 제2요홈부(120)에 설치되고, 그 일 측 즉, 도면상 좌측에 제2변형 프레임(130)이 배치된다.

이때, 상기 제2변형 프레임(130) 중 제2가진부(P2)측에 관통공(131a)을 형성하여 고정구(F3b)를 장착한다.

또한, 상기 제2요홈부(120) 중 제2변형 프레임(130)의 반대 방향 즉, 도면상 우측 부분의 메인 홀더 본체(110) 측에 또 다른 고정구(F3a)를 설치한다.

이와 같은 구성에 의해 상기 제2가진부(P2)의 우측에 상기 메인 홀더 본체(110)에 설치되는 고정구(F3a)가 삽입되어 고정된다.

또한, 상기 제2변형 프레임(130)을 관통공(131a)을 상기 고정구(F3b)가 관통한 후 제2가진부(P2)의 도면상 좌측에 삽입되어 고정된다.

이때, 전원을 인가함에 따라 제2가진부(P2)의 체적 변화가 일어나면 도면상 우측은 고정되어 있으므로 좌측 방향으로 체적 변화(진동)가 일어나게 된다.

또한, 상기 제2변형 프레임(130) 중 관통공(131a)이 형성된 부분은 상기 고정구(F3b)에 의해 상기 제2가진부(P2)와 연동되어 있으므로 상기 제2가진부(P2)에서 발생하는 체적 변화(진동)는 상기 제2변형 프레임(130)측으로 영향을 미치게 된다.

결과적으로 이러한 구성에 의해 상기 제2가진부(P2)에 의해 발생하는 진동은 상기 제2변형 프레임(130)측으로 전달된다.

물론 이는 상기 제2가진부(P2)에서 발생하는 진동을 제2변형 프레임(130)으로 전달하는 일 예에 불과한 것으로서 상술한 바와 같이 진동을 전달하는 구성인 한, 다른 구성을 가지더라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.

상술한 바와 같이 절삭 팁(T)은 코너부(190)에 장치되어 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)에 의해 2방향 진동을 받게 되는데 이 때, 상기 절삭 팁(T)의 진동 여부 및 그 변위를 확인할 필요가 있다.

이를 위해 도 6, 도 8 그리고 도 11에 도시된 바와 같이 상기 코너부(190) 일 측에 배치되는 센서 타켓(C)과, 상기 제2요홈부(120) 일 측에 설치되는 제2센서 유닛(500)와, 상기 제1요홈부(170) 일 측에 설치되는 제1센서 유닛(600)를 포함하는 것도 가능하다.

즉, 상기 제1센서 유닛(600)에 의해 절삭 팁(T)의 진동 변위(제1가진부(P1)에 의해 가진되는 진동 방향 변위)를 측정할 수 있고, 제2센서 유닛(500)에 의해 절삭 팁(T)의 진동 변위(제2가진부(P2)에 의해 가진되는 진동 방향 변위)를 측정할 수 있다.

이하, 도 11을 참조하여 상기 제2센서 유닛(500)에 대해 설명하며 이는 제1센서 유닛(600)에도 동일하게 적용되므로 중복되는 설명은 생략한다.

상기 제2센서 유닛(500)은 도시된 바와 같이 센서 타겟(C)과의 거리를 측정하는 센서부(510)와 상기 센서부(510)가 고정되는 센서 브라켓(520)을 포함한다.

이때, 상기 센서 브라켓(520)은 상기 제2요홈부(120) 바닥면(121)에 설치, 고정된다. 이는 상기 센서부(510)가 센서 타켓(C)과의 거리를 정확하게 측정하기 위해서는 고정 상태를 유지해야 하므로 변형되지 않는 부분인 제2요홈부(120) 바닥면(121)에 설치 고정되는 것이다.

이를 위해 상기 센서 브라켓(520)은 도시된 바와 같이 판체 형상으로서 일 측면에 상기 센서부(510)가 고정되는 수평부(521)와, 상기 수평부(521) 일 측에서 절곡되어 상기 제2요홈부(120) 바닥면에 고정되는 수직부(522)를 포함할 수 있다.

즉, 상기 수직부(522)가 제2효홈부(120) 바닥면(121)에 고정구(F5)에 의해 고정되고 상기 수평부(521)에는 센서부(510)가 삽입, 고정되는 것이다. 이와 같은 구성에 의해 상기 센서부(510)가 안정적으로 고정되어 센서 타켓(C)과의 거리를 정확하게 측정할 수 있는 것이다.

한편, 상기 센서부(510)는 상술한 바와 같이 센서 타켓(C)과의 거리를 측정하여 진동 변위를 산출하기 위한 것으로서 이를 위해 다양한 구성의 센서를 사용할 수 있다.

즉, 비 접촉식 거리 측정 센서의 경우 상기 센서부(510)에서 발생한 적외선 등과 같은 신호가 센서 타겟(C)에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정하는 방식도 사용 가능하다.

또한, 접촉식 거리 측정 센서의 경우 상술한 바와 같은 압전 소자를 이용하여 가압되는 거리에 따라 발생하는 전류 신호를 측정하여 거리를 산출하는 것도 가능하다.

상기 제1센서 유닛(600)도 제2센서 유닛(500)과 유사하게 상기 제1요홈부(150)에 설치되는 제1가진부(P1)와 동일 방향으로 배치되는 한편 상기 센서 타켓(C)과의 거리를 측정하는 센서부(610)와, 상기 센서부(610)가 지지되는 것으로서 상기 제1요홈부(150) 바닥면에 설치되는 센서 브라켓(620)을 포함할 수 있다.

이때, 상기 센서 브라켓(620)도 판체 형상으로서 일 측면에 상기 센서부(610)가 고정되는 수평부(621)와, 상기 수평부(621) 일 측에서 절곡되어 상기 제1요홈부(150) 바닥면에 고정되는 수직부(622)를 포함할 수 있다.

이상 상기 메인 홀더(100)에 대해 설명하였으며, 이하 도 12 내지 도 13을 참조하여 증폭 홀더(200)에 대해 설명한다.

상기 증폭 홀더(200)는 상술한 바와 같이 제3가진부(P3)를 구비하여 저주파의 진동을 상기 메인 홀더(100)측으로 작용시킨다.

이를 위해 증폭 홀더(200)는 판체 형상의 증폭 홀더 본체(210)와, 상기 증폭 홀더 본체(210) 일 측에 형성되어 상기 제3가진부(P3)가 안착되는 제1개방부(OP1)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가동판(230)에 의해 가진되는 것으로서 일 측이 상기 가동판(230)에 연결되는 힌지판(240)과, 상기 힌지판(240)에 타 측에 의해 가진되는 것으로서 상기 메인 홀더(100)가 연동되는 증폭판(250)을 포함할 수 있다.

즉, 상기 제1개방부(OP1)에 설치되는 제3가진부(P3)에 의해 상기 가동판(230)이 진동되고 이 진동은 힌지판(240)을 거쳐 증폭판(250)으로 전달되고 상기 증폭판(250)에는 상기 메인 홀더(100)가 연동되므로 결과적으로 저주파의 진동이 상기 메인 홀더(100)측으로 전달된다.

한편, 상기 증폭판(250)과 힌지판(240)을 배치하기 위해 상기 증폭 홀더 본체(210)의 중앙에 형성되어 상기 증폭판(250)이 배치되는 제2개방부(OP2)와, 상기 제1개방부(OP1) 및 제2개방부(OP2) 일 측에 형성되어 상기 힌지판(240)이 배치되는 제3개방부(OP3)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 힌지판(240)은 상기 제3가진부(P3)의 가진 방향과 다른 방향으로 길게 배치되고, 상기 가동판(230)과 증폭판(250)은 상기 힌지판(240)의 가진 방향 하측에 배치된다.

즉, 도 12 및 도 13에 도시된 실시예의 경우 증폭 홀더 본체(210)의 도면상 중앙 부분에 사각형 형상으로 제2개방부(OP2)를 형성하고, 상기 제2개방부(OP2)의 도면상 우측에 제1개방부(OP1)를 형성하는 것이다.

이때, 상기 제2개방부(OP2)와 제1개방부(OP1)는 제3개방부(OP3)의 가진 방향 하측 즉, 도면상 하부측에 형성한다.

이와 같은 구성에 의해 상기 제1개방부(OP1)에 제3가진부(P3) 및 가동판(230)이 설치되고, 상기 제2개방부(OP2)에 힌지판(240)이 설치되며, 제3개방부(OP3)에 증폭판(250)이 설치된다.

이때, 상기 증폭판(250)은 사각형 형상으로서 모서리 부분과 상기 증폭 홀더 본체(210)사이에 연결되는 제2연결부(260)에 의해 지지되고, 상기 힌지판(240)은 상기 증폭판(250)과 증폭 홀더 본체(210) 그리고 가동판(230)에 각각 연결되는 제3연결부(270)에 의해 지지 될 수 있다.

즉, 상술한 바와 같이 증폭판(250)은 제2개방부(OP2)에 설치되므로 상기 증폭판(250)과 증폭 홀더 본체(210)를 연결하기 위해 제2연결부(260)가 설치되는 것이다.

한편, 상기 제2연결부(260)는 상술된 바와 같이 사각형 형상의 증폭판(250) 모서리와 증폭 홀더 본체(210)사이에 설치되며 도시된 바와 같이 판체 형상이되 상하측에 요홈부가 각각 형성되는 형상도 가능하다.

또한, 상기 힌지판(240)은 3개의 제3연결부(270)에 의해 증폭판(250)과 증폭 홀더 본체(210) 그리고 가동판(230)에 각각 연결될 수 있으며 그 형상은 제2연결부(260)와 동일하게 형성될 수 있다.

이와 같은 구성에 의해 제3가진부(P3)에서 발생하는 저주파 진동을 최종적으로 증폭판(250)으로 전달할 수 있으며 이하 그 과정에 대해 설명한다.

우선, 상기 제3가진부(P3)에 의해 도면상 수직 방향의 저주파 진동을 발생한다. 상기 발생된 진동은 가동판(230)으로 전달되어 상기 가동판(230) 역시 도면상 수직 방향으로 진동한다.

한편, 상기 힌지판(240)의 도면상 우측은 상기 가동판(230)에 제3연결부(270-3)에 의해 연결되고 중앙 부분은 다른 연결부(270-2)에 의해 증폭 홀더 본체(210)에 연결되며, 도면상 좌측 부분은 또 다른 연결부(270-1)에 의해 증폭판(250)에 연결된다.

따라서 상기 힌지판(240)은 상기 증폭 홀더 본체(210)에 연결되는 연결부(270-2)를 중심으로 회동하게 된다. 예를 들어 가동판(230)이 도면상 상부방향으로 움직이면 상기 힌지판(240)의 우측 역시 상측 방향으로 움직이나 반대 방향인 좌측은 하측 방향으로 움직여서 최종적으로 증폭판(250)이 도면상 하측 방향으로 움직이게 된다.

이러한 구성에 의해 도면상 수직 방향의 진동이 증폭판(250)에 전달되며 최종적으로 메인 홀더(100)로 전달되는 것이다.

이를 위해 도 7에 도시된 바와 같이 상기 증폭판(250)에 다수 개의 관통공(250a)을 형성한 후 고정구(F2)를 상기 메인 홀더(100)의 관통공(111a)을 관통시켜 상호 고정되도록 할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 상기 메인 홀더(100)는 증폭 홀더(200)에 설치되는 증폭판(250)에 의해 가진되는데 그 진동 변위를 확인하기 위해 상기 증폭 홀더(200) 일 측에 배치되어 상기 메인 홀더(100)의 거리 변화를 측정하는 제3센서 유닛(700)을 포함하는 것도 가능하다.

이를 위해 도 8 및 도 14에 도시된 바와 같이 상기 제3센서 유닛(700)은 상기 증폭 홀더(200)의 두께면 일 측에 설치되는 센서 브라켓(720)과 상기 센서 브라켓(720)에 설치되어 상기 메인 홀더(100)를 향하게 배치되는 센서부(710)를 포함할 수 있다.

즉 상기 센서부(710)에 의해 메인 홀더(100)와의 거리를 산출하여 진동 변위를 확인하는 한편, 상기 센서부(710)는 상기 센서 브라켓(720)에 고정될 수 있다.

한편, 상기 센서 브라켓(720)은 앞서 설명한 제1센서부(500) 또는 제2센서부(600)와 동일한 구성을 이용할 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

이하 상술한 본 발명의 절삭 장치(10)를 이용하여 절삭하는 방법에 대해 설명한다.

이를 위해 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)를 구비하는 홀더(H)와, 상기 홀더(H) 일 측에 설치되는 제3 가진부(P3)를 포함하는 것은 이미 설명한 바와 같다.

이때, 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)는 특정 주파수의 진동을 상기 홀더(H)에 설치되는 절삭 팁(T)에 가진하고, 상기 제3가진부(P3)는 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)보다 낮은 주파수의 진동을 상기 절삭 팁(T)에 가진하는 것이다.

즉, 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)는 3kHz 내지 20kHz의 고주파 진동수를 절삭 팁(T)에 가진하고, 상기 제3가진부(P3)는 1Hz 내지 100Hz의 저주파 진동수를 절삭 팁(T)에 가진하는 것이다.

이때, 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)는 상호 다른 방향(예를 들어 직교하는 방향)으로 진동을 발생할 수 있으며, 절삭 팁(T)에는 상기 각 가진부(P1,P2)에서 발생하는 진동이 중첩되어 특정 형상(예를 들어 타원 형상)의 진동 궤적을 발생하는 것이다.

또한 상기 제3가진부(P3)는 상기 제1가진부(P1) 또는 제2가진부(P2) 중 어느 하나의 가진부와 동일한 진동 방향을 가질 수 있으며, 이러한 진동에 의해 상기 절삭 팁(T)의 공구 궤적을 상술한 바와 같은 sine곡선 또는 다른 곡선 형상을 가지도록 할 수 있다.

물론 상기 홀더(H)의 경우 상술한 바와 같이 상기 제1 가진부(P1)와 제2가진부(P1)가 설치되는 판체 형상의 메인 홀더(100)와, 상기 메인 홀더(100) 일 측에 배치되는 것으로서 상기 제3가진부(P3)가 설치되어 상기 메인 홀더(100)를 가진하는 판체 형상의 증폭 홀더(200)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 메인 홀더(100)는 서로 다른 방향으로 배치되는 제1 가진부(P1)와 제2가진부(P2)에 의해 가진되어 상술한 바와 같이 특정 형상(예를 들어 타원 형상)의 궤적을 갖는 진동을 할 수 있다.

또한, 상기 메인 홀더(100)는 증폭 홀더(200)에 설치된 제3가진부(P3)에 의해 별도로 가진되어 상술한 바와 같이 특정 형태의 공구 궤적(예를 들어 sine곡선)을 가질 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.

100 : 메인 홀더 110 : 메인 홀더 본체
120 : 제2요홈부 130 : 제2변형 프레임
140 : 연결부 150 : 제1요홈부
160 : 제1변형 프레임 190 : 코너부
200 : 증폭 홀더 210 : 증폭 홀더 본체
230 : 가동판 240 : 힌지판
250 : 증폭판 300 : 고정 홀더
400 : 고정 브라켓 500 : 제2센서 유닛
600 : 제1센서 유닛 700 : 제3센서 유닛

Claims

홀더(H) 일 측에 배치되는 것으로서 특정 주파수의 진동을 발생하여 절삭 팁(T)이 특정 궤적의 진동을 하게 하는 제1 가진부(P1) 및 제2 가진부(P2)와,
상기 홀더(H) 타 측에 배치되는 것으로서 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2) 보다 낮은 주파수의 진동을 발생하여 상기 절삭 팁(T)이 특정 형상의 공구 궤적을 가지도록 하는 제3가진부(P3)를 포함하는 진동 절삭 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1가진부(P1)와 제2가진부(P2)는 서로 다른 방향으로 배치되고,
상기 제3가진부(P3)는 상기 제1가진부(P1) 또는 제2가진부(P2) 중 어느 하나와 동일한 방향으로 배치되는 진동 절삭 장치.
제1항에 있어서,
상기 홀더(H)는 상기 제1 가진부(P1)와 제2가진부(P2)가 설치되는 판체 형상의 메인 홀더(100)와,
상기 메인 홀더(100) 일 측에 배치되는 것으로서 상기 제3가진부(P3)가 설치되어 상기 메인 홀더(100)를 가진하는 판체 형상의 증폭 홀더(200)를 포함하는 진동 절삭 장치.
제3항에 있어서,
상기 진동 절삭 장치는 상기 증폭 홀더(200)가 장착되는 고정 홀더(300)와, 상기 고정 홀더(300)가 고정되는 고정 브라켓(400)을 포함하되,
상기 고정 홀더(300)는 상기 고정 브라켓(400)에 고정되는 홀더 본체(310)와,
상기 홀더 본체(310) 일 부분에 형성되어 상기 증폭 홀더(200)가 안착되는 한편 고정공(330)이 형성되는 안착면(320)과,
상기 증폭 홀더(200)를 관통한 후 상기 고정공(330)에 삽입되는 고정구(F1)를 포함하는 진동 절삭 장치.
제3항에 있어서,
상기 메인 홀더(100)는 판체 형상의 메인 홀더 본체(110)와,
상기 메인 홀더 본체(110) 중 하나의 코너부(190) 양 측에 이웃하는 일 측면 및 타 측면에 각각 요홈되어 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)가 설치되는 제1요홈부(150) 및 제2요홈부(120)와,
상기 제1요홈부(150) 일 측에 배치되고 상기 코너부(190)에 연결되는 것으로서 상기 제1요홈부(150)의 바닥면과 일정 간격 이격되어 상기 제1가진부(P1)에 의해 가진되는 제1변형 프레임(160)과,
상기 제2요홈부(120) 일 측에 배치되고 상기 코너부(190) 연결되는 것으로서 상기 제2요홈부(120)의 바닥면과 일정 간격 이격되어 상기 제2가진부(P2)에 의해 가진되는 제2변형 프레임(130)과,
상기 제1변형 프레임(160)과 제1요홈부(150) 바닥면 사이에 설치되는 제1변형 연결부(170) 및 상기 제2변형 프레임(130)과 제2요홈부(120) 바닥면 사이에 설치되는 제2변형 연결부(140)를 포함하는 진동 절삭 장치.
제5항에 있어서,
상기 코너부(190) 일 측에 배치되는 센서 타켓(C)과, 상기 제2요홈부(120) 일 측에 설치되는 제2센서 유닛(500)와, 상기 제1요홈부(170) 일 측에 설치되는 제1센서 유닛(600)를 더 포함하되,
상기 제2센서 유닛(500)은 상기 제2요홈부(120)에 설치되는 한편, 제2가진부(P2)와 동일 방향으로 배치되어 상기 센서 타켓(C)과의 거리를 측정하는 센서부(510)와, 상기 센서부(510)가 지지되는 것으로서 상기 제2요홈부(120) 바닥면에 설치되는 센서 브라켓(520)을 포함하며,
상기 센서 브라켓(520)은 판체 형상으로서 일 측면에 상기 센서부(510)가 고정되는 수평부(521)와, 상기 수평부(521) 일 측에서 절곡되어 상기 제2요홈부(120) 바닥면에 고정되는 수직부(522)를 포함하고,
상기 제1센서 유닛(600)은 상기 제1요홈부(150)에 설치되는 제1가진부(P1)와 동일 방향으로 배치되는 한편 상기 센서 타켓(C)과의 거리를 측정하는 센서부(610)와, 상기 센서부(610)가 지지되는 것으로서 상기 제1요홈부(150) 바닥면에 설치되는 센서 브라켓(620)을 포함하며,
상기 센서 브라켓(620)은 판체 형상으로서 일 측면에 상기 센서부(610)가 고정되는 수평부(621)와, 상기 수평부(621) 일 측에서 절곡되어 상기 제1요홈부(150) 바닥면에 고정되는 수직부(622)를 포함하는 진동 절삭 장치.
제3항에 있어서,
상기 증폭 홀더(200)는 판체 형상의 증폭 홀더 본체(210)와,
상기 증폭 홀더 본체(210) 일 측에 형성되어 상기 제3가진부(P3)가 안착되는 제1개방부(OP1)와,
상기 제1개방부(OP1) 일 측에 설치되어 상기 제3가진부(P3)에 의해 가진되는 가동판(230)과,
상기 가동판(230)에 의해 가진되는 것으로서 일 측이 상기 가동판(230)에 연결되는 힌지판(240)과,
상기 힌지판(240)에 타 측에 의해 가진되는 것으로서 상기 메인 홀더(100)가 연동되는 증폭판(250)을 포함하는 진동 절삭 장치.
제7항에 있어서,
상기 증폭 홀더 본체(210)의 중앙에 형성되어 상기 증폭판(250)이 배치되는 제2개방부(OP2)와, 상기 제1개방부(OP1) 및 제2개방부(OP2) 일 측에 형성되어 상기 힌지판(240)이 배치되는 제3개방부(OP3)를 포함하되,
상기 힌지판(240)은 상기 제3가진부(P3)의 가진 방향과 다른 방향으로 길게 배치되고, 상기 가동판(230)과 증폭판(250)은 상기 힌지판(240)의 가진 방향 하측에 배치되며,
상기 증폭판(250)은 사각형 형상으로서 모서리 부분과 상기 증폭 홀더 본체(210)사이에 연결되는 제2연결부(260)에 의해 지지되고,
상기 힌지판(240)은 상기 증폭판(250)과 증폭 홀더 본체(210) 그리고 가동판(230)에 각각 연결되는 제3연결부(270)에 의해 지지되는 진동 절삭 장치.
제3항에 있어서,
상기 증폭 홀더(200) 일 측에 배치되어 상기 메인 홀더(100)의 거리 변화를 측정하는 제3센서 유닛(700)을 더 포함하되,
상기 제3센서 유닛(700)은 상기 증폭 홀더(200)의 두께면 일 측에 설치되는 센서 브라켓(720)과 상기 센서 브라켓(720)에 설치되어 상기 메인 홀더(100)를 향하게 배치되는 센서부(710)를 포함하는 진동 절삭 장치.
제1가진부(P1) 및 제2 가진부(P2)를 구비하는 홀더(H)와, 상기 홀더(H) 일 측에 설치되는 제3 가진부(P3)를 포함하되,
상기 제1가진부(P1) 및 제2 가진부(P2)는 특정 주파수의 진동을 상기 홀더(H)에 설치되는 절삭 팁(T)에 가진하고,
상기 제3가진부(P3)는 상기 제1가진부(P1) 및 제2가진부(P2)보다 낮은 주파수의 진동을 상기 절삭 팁(T)에 가진하는 진동 절삭 방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 가진부(P1) 및 제2 가진부(P2)는 3kHz 내지 20kHz의 진동수를 가지고
상기 제3가진부(P3)는 1Hz 내지 100Hz의 진동수를 가지는 진동 절삭 방법.
제10항에 있어서,
상기 홀더(H)는 상기 제1 가진부(P1)와 제2가진부(P1)가 설치되는 판체 형상의 메인 홀더(100)와, 상기 메인 홀더(100) 일 측에 배치되는 것으로서 상기 제3가진부(P3)가 설치되어 상기 메인 홀더(100)를 가진하는 판체 형상의 증폭 홀더(200)를 포함하여,
상기 메인 홀더(100)는 서로 다른 방향으로 배치되는 제1 가진부(P1)와 제2가진부(P2)에 의해 가진되는 한편,
상기 메인 홀더(100)는 증폭 홀더(200)에 설치된 제3가진부(P3)에 의해 별도로 가진되어
상기 절삭 팁(T)은 상기 제1 가진부(P1)와 제2가진부(P2)에 의해 특정 형상의 진동을 하는 한편 특정 형태의 공구 궤적을 갖는 진동 절삭 방법.