KR20230057750A - Precision grinding apparatus - Google Patents

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KR20230057750A
KR20230057750A KR1020210141899A KR20210141899A KR20230057750A KR 20230057750 A KR20230057750 A KR 20230057750A KR 1020210141899 A KR1020210141899 A KR 1020210141899A KR 20210141899 A KR20210141899 A KR 20210141899A KR 20230057750 A KR20230057750 A KR 20230057750A
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송경희
김효정
이성환
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한양대학교 에리카산학협력단
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Abstract

정밀 연마 장치가 개시된다. 정밀 연마 장치는 내부에 자성 연마 입자가 채워지는 하우징; 상기 하우징의 중심축으로 삽입되는 회전 샤프트를 가지며, 상기 회전 샤프트에 연마 대상체가 장착되는 구동 모터; 및 상기 하우징의 외측에 위치하며, 상기 하우징의 내부로 자기장을 인가하는 자력 인가부를 포함하되, 상기 자력 인가부는 상기 하우징의 중심축으로부터 반경방향으로 상이한 크기의 장기장을 인가한다.A precision polishing device is disclosed. The precision polishing device includes a housing filled with magnetic abrasive particles therein; a drive motor having a rotation shaft inserted into the central axis of the housing, and a polishing object mounted on the rotation shaft; and a magnetic force applying unit positioned outside the housing and applying a magnetic field to the inside of the housing, wherein the magnetic force applying unit applies long-term fields having different magnitudes in a radial direction from the central axis of the housing.

Description

정밀 연마 장치{Precision grinding apparatus}Precision grinding apparatus {Precision grinding apparatus}

본 발명은 정밀 연마 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자성 연마 입자로 연마 대상체의 표면을 정밀 연마할 수 있는 정밀 연마 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a precision polishing device, and more particularly, to a precision polishing device capable of precision polishing the surface of an object to be polished with magnetic abrasive particles.

자동차, 선박 등 다양한 분야에 사용되는 기계 부품은 마무리 공정으로 연마 공정을 거치게 된다. 연마 공정은 기계 부품의 성능과 밀접한 관련이 있기 때문에 높은 정밀도를 요구한다.Mechanical parts used in various fields such as automobiles and ships go through a polishing process as a finishing process. The polishing process requires high precision because it is closely related to the performance of mechanical parts.

일반적으로 기계 부품의 표면 연마에는 직접 연마법, 단순 입자 연마법, 자성 연마 입자 연마법, 그리고 MCT 연마법이 있다. 그러나 이러한 연마 방법은 아래와 같은 한계를 가지고 있다.In general, surface polishing of machine parts includes a direct polishing method, a simple particle polishing method, a magnetic abrasive particle polishing method, and an MCT polishing method. However, this polishing method has the following limitations.

먼저, 직접 연마법은 연마 시간이 오래 걸리고, 연마가 균일하게 이루어지지 못한다. 단순 입자 연마법은 연마력이 지나치게 약하여 연마 시간이 오래 걸린다. 자성 연마 입자 연마법은 연마 대상체가 복잡한 구조를 가질 경우, 그 형상에 맞게 균일한 가공력을 구현하지 못하는 한계가 있다. MCT 연마법은 제품별 가공 시간이 오래 걸리며, 작업 난이도가 매우 높아 단가가 비싸다는 한계가 있다.First, the direct polishing method takes a long polishing time, and the polishing is not uniformly performed. The simple particle polishing method takes a long polishing time because the polishing force is too weak. The magnetic abrasive particle polishing method has a limitation in that when an object to be polished has a complicated structure, it cannot implement a uniform processing force according to the shape. The MCT polishing method has limitations in that it takes a long time to process each product and the unit price is high because the work difficulty is very high.

이러한 이유에서, 복잡한 형상의 연마 대상체를 균일하고, 신속하게, 그리고 저렴한 비용으로 연마할 수 있는 정밀 연마 장치의 개발이 요구된다.For this reason, the development of a precision polishing device capable of uniformly, quickly, and inexpensively polishing an object having a complex shape is required.

본 발명은 복잡한 형상을 갖는 연마 대상체의 표면을 균일하고 신속하게 연마할 수 있는 정밀 연마 장치를 제공한다.The present invention provides a precision polishing device capable of uniformly and quickly polishing the surface of an object having a complicated shape.

본 발명에 따른 정밀 연마 장치는 내부에 자성 연마 입자가 채워지는 하우징; 상기 하우징의 중심축으로 삽입되는 회전 샤프트를 가지며, 상기 회전 샤프트에 연마 대상체가 장착되는 구동 모터; 및 상기 하우징의 외측에 위치하며, 상기 하우징의 내부로 자기장을 인가하는 자력 인가부를 포함하되, 상기 자력 인가부는 상기 하우징의 중심축으로부터 반경방향으로 상이한 크기의 장기장을 인가한다.A precision polishing device according to the present invention includes a housing filled with magnetic abrasive particles therein; a drive motor having a rotation shaft inserted into the central axis of the housing, and a polishing object mounted on the rotation shaft; and a magnetic force applying unit positioned outside the housing and applying a magnetic field to the inside of the housing, wherein the magnetic force applying unit applies long-term fields having different magnitudes in a radial direction from the central axis of the housing.

또한, 상기 자력 인가부는 상기 하우징의 중심축으로부터 반경방향으로 인가하는 자기장의 크기가 점차 감소할 수 있다.In addition, the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic force applying unit in a radial direction from the central axis of the housing may gradually decrease.

또한, 상기 자력 인가부는 소정 길이로 제공되며, 일 단이 상기 하우징의 중심 영역에 인접하고 타 단이 상기 하우징의 가장자리영역에 인접 위치하는 지지 플레이트; 및 상기 지지 플레이트의 일면에 제공되며, 상기 지지 플레이트의 길이 방향을 따라 서로 이격하여 배치되는 복수 개의 영구 자석들을 포함할 수 있다.In addition, the magnetic force applying part is provided with a predetermined length, one end adjacent to the central region of the housing and the other end adjacent to the edge region of the housing; and a plurality of permanent magnets provided on one side of the support plate and spaced apart from each other along the longitudinal direction of the support plate.

또한, 상기 지지 플레이트의 일 단은 상기 하우징과 핀 결합하며, 상기 자력 인가부는 상기 핀을 중심으로 상기 지지 플레이트의 회동 각도를 조절하는 각도 조절기를 더 포함할 수 있다.In addition, one end of the support plate may be coupled with a pin to the housing, and the magnetic force applying unit may further include an angle adjuster for adjusting a rotation angle of the support plate based on the pin.

또한, 상기 영구 자석들은 자력 크기가 동일할 수 있다.Also, the permanent magnets may have the same magnetic force.

또한, 상기 영구 자석들은 상기 지지 플레이트의 일 단으로부터 타 단으로 그 크기가 점차 감소할 수 있다.Also, the size of the permanent magnets may gradually decrease from one end to the other end of the support plate.

또한, 상기 지지 플레이트의 일 단으로부터 타 단으로 갈수록 상기 영구 자석들의 사이 간격이 점차 증가할 수 있다.In addition, a distance between the permanent magnets may gradually increase from one end to the other end of the support plate.

또한, 상기 자력 인가부는, 소정 길이로 제공되며, 일 단이 상기 하우징의 중심 영역에 인접하고 타 단이 상기 하우징의 가장자리영역에 인접 위치하며, 일 면에 그 길이방향을 따라 권선부가 서로 이격하여 형성되는 지지 플레이트; 상기 권선부들 각각에 감기는 복수 개의 코일; 상기 코일들에 전류를 인가하는 전원부; 및 상기 코일들에 인가되는 전류 크기가 서로 상이하도록 상기 전원부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.In addition, the magnetic force applying unit is provided with a predetermined length, one end is adjacent to the center area of the housing and the other end is located adjacent to the edge area of the housing, and the winding parts are spaced apart from each other along the longitudinal direction on one side. a support plate formed; a plurality of coils wound around each of the winding parts; a power supply unit for applying current to the coils; and a control unit controlling the power supply unit so that the magnitudes of currents applied to the coils are different from each other.

또한, 상기 제어부는 상기 지지 플레이트의 일 단으로부터 타 단으로 상기 코일들에 인가되는 전류 크기가 점차 감소하도록 상기 전원부를 제어할 수 있다.Also, the control unit may control the power supply unit to gradually decrease the amount of current applied to the coils from one end to the other end of the support plate.

또한, 상기 연마 대상체는 그 중심 영역에 상기 회전 샤프트가 삽입되고, 소정 반경을 가질 수 있다.Also, the rotation shaft may be inserted into a central region of the object to be polished and may have a predetermined radius.

본 발명에 의하면, 자력 인가부에 의해 하우징의 중심 영역에 높은 세기의 자기장이 인가되고, 가장자리 영역에 낮은 세기의 자기장이 인가되므로, 자성 연마 입자가 하우징의 중심 영역에 높은 밀도로 분포하고, 하우징의 가장자리 영역에 낮은 밀도로 분포한다. 이로 인해, 자성 연마 입자의 적층 깊이 및 연마 대상체의 고속 회전으로 발생하는 연마 절삭력의 차이를 해소하여 연마 대상체의 표면이 균일하게 연마될 수 있다. According to the present invention, since a high-intensity magnetic field is applied to the central region of the housing and a low-intensity magnetic field is applied to the edge region by the magnetic force applying unit, magnetic abrasive particles are distributed in high density in the central region of the housing, It is distributed in low density in the edge region of As a result, the surface of the object can be uniformly polished by eliminating the difference between the stacking depth of the magnetic abrasive particles and the abrasive cutting force generated by high-speed rotation of the object.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 연마 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 하우징의 일 측면을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 자력 인가부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정밀 연마 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 5의 자력 인가부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정밀 연마 장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정밀 연마 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a precision polishing device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing one side of the housing of Figure 1;
FIG. 3 is a view showing the magnetic force application unit of FIG. 1 .
4 is a view showing a precision polishing device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a magnetic force application unit of FIG. 5 .
6 is a view showing a precision polishing device according to another embodiment of the present invention.
7 is a view showing a precision polishing device according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete, and the spirit of the present invention will be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be directly formed on the other element or a third element may be interposed therebetween. Also, in the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, although terms such as first, second, and third are used to describe various elements in various embodiments of the present specification, these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, what is referred to as a first element in one embodiment may be referred to as a second element in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiments. In addition, in this specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the elements listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. In the specification, expressions in the singular number include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, the terms "comprise" or "having" are intended to designate that the features, numbers, steps, components, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features, numbers, steps, or components. It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in this specification, "connection" is used to mean both indirectly and directly connecting a plurality of components.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 연마 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 하우징의 일 측면을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 자력 인가부를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a precision polishing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing one side of the housing of FIG. 1, and FIG. 3 is a view showing the magnetic force application unit of FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 정밀 연마 장치(10)는 연마 대상체(20)를 회전시키고, 연마 대상체(20)와 자성 연마 입자(30)의 마찰을 이용하여 연마 대상체(20)의 표면을 정밀 연마한다. 연마 대상체(20)는 다양한 형상의 기계 부품을 포함한다. 연마 대상체(20)는 금속, 폴리머, 그리고 합성수지 중 어느 하나의 재질로 제공될 수 있다. 실시 예에 의하면, 연마 대상체(20)는 산업용 펌프에 사용되는 임펠러를 포함한다. 임펠러는 그 중심 영역으로부터 가장자리영역까지 소정 반경을 갖는다.1 to 3, the precision polishing device 10 rotates the polishing object 20 and uses friction between the polishing object 20 and magnetic abrasive particles 30 to polish the surface of the polishing object 20. polished with precision The polishing object 20 includes mechanical parts of various shapes. The polishing object 20 may be made of any one of metal, polymer, and synthetic resin. According to the embodiment, the polishing object 20 includes an impeller used in an industrial pump. The impeller has a predetermined radius from its center area to its edge area.

정밀 연마 장치(10)는 하우징(100), 구동 모터(200), 그리고 자력 인가부(300)를 포함한다.The precision polishing device 10 includes a housing 100 , a driving motor 200 , and a magnetic force application unit 300 .

하우징(100)은 원통 형상을 하며, 내부에 공간이 형성된다. 하우징(100)의 내부 공간은 자성 연마 입자(30)로 채워진다. 자성 연마 입자(30)는 하우징(100)의 체적대비 1/2~1/3 수준으로 채워진다. 자성 연마 입자(30)는 소정 크기의 입자로 강자성의 띈다. 실시 예에 의하면, 자성 연마 입자(30)는 철 입자, 니켈 입자, 코발트 입자 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 또한, 자성 연마 입자(30)는 산화철, 산화 크롬, 그리고 페라이트 등 금속 산화물 입자가 사용될 수 있다.The housing 100 has a cylindrical shape, and a space is formed therein. The inner space of the housing 100 is filled with magnetic abrasive particles 30 . The magnetic abrasive particles 30 are filled with 1/2 to 1/3 of the volume of the housing 100. The magnetic abrasive particles 30 are ferromagnetic particles of a predetermined size. According to the embodiment, the magnetic abrasive particles 30 may be any one of iron particles, nickel particles, and cobalt particles. In addition, metal oxide particles such as iron oxide, chromium oxide, and ferrite may be used as the magnetic abrasive particles 30 .

구동 모터(200)는 하우징(100)의 일 측에 위치하며, 회전 샤프트(210)가 하우징(100)의 중심축으로 삽입된다. 구동 모터(200)에서 발생한 회전력이 전달되어 회전 샤프트(210)가 회전할 수 있다. 회전 샤프트(210)는 하우징(100)의 일 측면 중심영역으로 삽입되어, 타 측면의 중심영역으로 돌출된다. 회전 샤프트(100)에는 연마 대상체(20)가 장착된다.The drive motor 200 is located on one side of the housing 100, and the rotation shaft 210 is inserted into the central axis of the housing 100. Rotational force generated by the driving motor 200 may be transmitted to rotate the rotational shaft 210 . The rotating shaft 210 is inserted into the central region of one side of the housing 100 and protrudes into the central region of the other side. The polishing object 20 is mounted on the rotating shaft 100 .

자력 인가부(300)는 하우징(100)의 내부 공간으로 자기장을 인가한다. 자력 인가부(300)는 하우징(100)의 중심축으로부터 반경방향으로 자기장을 인가하되, 하우징(100)의 영역에 따라 자기장의 세기가 상이하도록 자기장을 인가한다. 실시 예에 의하면, 자력 인가부(300)는 하우징(100)의 중심 영역에 큰 세기의 자기장이 인가되고, 하우징(100)의 가장자리영역으로 갈수록 자기장의 세기가 점차 감소하도록 자기장을 인가한다. 자력 인가부(300)의 하우징(100)의 양 측에 각각 제공된다.The magnetic force applying unit 300 applies a magnetic field to the inner space of the housing 100 . The magnetic force applying unit 300 applies a magnetic field in a radial direction from the central axis of the housing 100, and applies the magnetic field so that the intensity of the magnetic field is different depending on the area of the housing 100. According to the embodiment, the magnetic force applying unit 300 applies the magnetic field so that a high intensity magnetic field is applied to the central region of the housing 100 and the intensity of the magnetic field gradually decreases toward the edge region of the housing 100. The magnetic force applying unit 300 is provided on both sides of the housing 100, respectively.

일 실시 예에 의하면, 자력 인가부(300)는 지지 플레이트(310), 영구 자석(320 내지 350), 그리고 각도 조절기(390)를 포함한다.According to one embodiment, the magnetic force applying unit 300 includes a support plate 310, permanent magnets 320 to 350, and an angle adjuster 390.

지지 플레이트(310)는 소정 길이를 갖는 두께가 얇은 판으로, 자성 재질로 제공된다. 지지 플레이트(310)는 하우징(100)의 반경에 상응하는 길이를 가질 수 있다. 지지 플레이트(310)는 하우징(100)의 양 측에 각각 위치하며, 일 단이 하우징(100)의 중심 영역에 인접 위치하고, 타 단이 하우징(100)의 가장자리영역에 인접 위치한다. 지지 플레이트(310)는 그 길이 방향이 하우징(100)의 반경 방향으로 제공된다. 지지 플레이트(310)의 일 단은 하우징(100)과 핀(311) 결합하며, 핀(311)을 중심으로 지지 플레이트(310)가 회동 가능하다.The support plate 310 is a thin plate having a predetermined length and made of a magnetic material. The support plate 310 may have a length corresponding to the radius of the housing 100 . Support plates 310 are located on both sides of the housing 100, one end is located adjacent to the center area of the housing 100, and the other end is located adjacent to the edge area of the housing 100. The support plate 310 is provided in a radial direction of the housing 100 in its longitudinal direction. One end of the support plate 310 is coupled to the housing 100 and the pin 311, and the support plate 310 is rotatable around the pin 311.

영구 자석(320 내지 350)은 복수 개 제공되며, 지지 플레이트(310)의 일면에 서로 이격하여 배열된다. 영구 자석(320 내지 350)들은 동일한 자력 세기를 가지며, 인접한 영구 자석(320 내지 350)들의 사이 간격이 동일하게 제공된다.A plurality of permanent magnets 320 to 350 are provided and arranged spaced apart from each other on one surface of the support plate 310 . The permanent magnets 320 to 350 have the same magnetic force strength, and the adjacent permanent magnets 320 to 350 are spaced equally apart.

일 실시 예에 의하면, 지지 플레이트(310)의 일 면에는 삽입 홈(312)들이 형성되고, 영구 자석(320 내지 350)들은 상기 삽입 홈(312)들에 개별 삽입될 수 있다.According to one embodiment, insertion grooves 312 are formed on one surface of the support plate 310, and permanent magnets 320 to 350 may be individually inserted into the insertion grooves 312.

다른 실시 예에 의하면, 볼트와 같은 체결부재(미도시)에 의해 영구 자석(320 내지 350)들이 지지 플레이트(310)의 일 면에 고정 결합될 수 있다.According to another embodiment, the permanent magnets 320 to 350 may be fixedly coupled to one surface of the support plate 310 by fastening members (not shown) such as bolts.

각도 조절기(390)는 핀(311)을 중심으로 지지 플레이트(310)를 회동시켜, 하우징(100)의 측면에 대한 지지 플레이트(310)의 각도를 조절한다. 지지 플레이트(310)의 회동 크기에 따라 지지 플레이트(310)의 타 단과 하우징(100)의 측면 사이 거리가 변경될 수 있다.The angle adjuster 390 adjusts the angle of the support plate 310 with respect to the side of the housing 100 by rotating the support plate 310 around the pin 311 . A distance between the other end of the support plate 310 and the side surface of the housing 100 may be changed according to the degree of rotation of the support plate 310 .

이하, 상술한 정밀 연마 장치를 이용하여 연마 대상체를 연마하는 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, a process of polishing an object to be polished using the above-described precision polishing device will be described.

연마 대상체(20)가 회전 샤프트(210)에 장착된 상태에서, 연마 대상체(20)의 크기를 고려하여 지지 플레이트(310)의 각도를 조절한다. 영구 자석(320 내지 350)들에서 발생되는 자기장 세기가 동일하므로, 지지 플레이트(310)의 각도에 따라 하우징(310) 내부에 영향을 미치는 자기장(M1 내지 M4)의 세기가 달라진다. 구체적으로, 지지 플레이트(310)의 일 단에 위치하는 영구 자석(320)은 상대적으로 하우징(100) 내부에 가까이 위치하므로, 하우징(100) 내부에 영향을 미치는 자기장 세기(M1)가 크다. 반면, 지지 플레이트(310)의 타 단에 위치하는 영구 자석(350)은 상대적으로 하우징(100) 내부로부터 멀리 위치하므로, 하우징(100) 내부에 영향을 미치는 자기장 세기(M4)가 작다. 이러한 이유에서, 지지 플레이트(310)의 일 단으로부터 타 단으로 갈수록 영구 자석(320 내지 350)들이 하우징(100) 내부에 미치는 자기장 세기가 점차 작아진다.While the object 20 is mounted on the rotation shaft 210, the angle of the support plate 310 is adjusted in consideration of the size of the object 20. Since the strengths of the magnetic fields generated by the permanent magnets 320 to 350 are the same, the strengths of the magnetic fields M1 to M4 affecting the inside of the housing 310 vary according to the angle of the support plate 310 . Specifically, since the permanent magnet 320 located at one end of the support plate 310 is located relatively close to the inside of the housing 100, the strength of the magnetic field M1 affecting the inside of the housing 100 is large. On the other hand, since the permanent magnet 350 located at the other end of the support plate 310 is located relatively far from the inside of the housing 100, the magnetic field strength M4 affecting the inside of the housing 100 is small. For this reason, the strength of the magnetic field applied to the inside of the housing 100 by the permanent magnets 320 to 350 gradually decreases from one end to the other end of the support plate 310 .

하우징(100)의 내부는 상술한 영구 자석(320 내지 350)들의 자기장(M1 내지 M4)에 의해, 하우징(100)의 중심영역에는 큰 세기의 자기장(M1)이 인가되고, 가장자리영역에는 작은 세기의 자기장(M4)이 인가된다. 이러한 자기장 분포로 자성 연마 입자(30)는 하우징(100)의 중심영역에 높은 밀도로 분포하고, 하우징(100)의 가장자리영역에는 낮은 밀도로 분포한다.Inside the housing 100, a magnetic field M1 of high intensity is applied to the central region of the housing 100 by the magnetic fields M1 to M4 of the permanent magnets 320 to 350 described above, and a small intensity to the edge region. A magnetic field (M4) of is applied. With this magnetic field distribution, the magnetic abrasive particles 30 are distributed in high density in the central region of the housing 100 and distributed in low density in the edge region of the housing 100.

지지 플레이트(310)의 각도 조절이 완료되면, 구동 모터(200)가 작동하여 회전 샤프트(210)가 회전한다. 회전 샤프트(210)와 함께 연마 대상체(20)가 회전하며, 연마 대상체(20)는 자성 연마 입자(30)와의 마찰에 의해 표면이 연마된다. 자성 연마 입자(30)의 연마 절삭력은 자성 연마 입자(30)의 적층 깊이가 깊어질수록 가공압이 강해져 높아진다. 그리고 연마 대상체(20)의 고속 회전에 따른 각 영역별 토크 차이로 인해 연마 대상체(20)의 가장자리영역에서 연마 절삭력이 높게 나타난다. 이러한 연마 절삭력의 불균형은 연마 대상체(20)의 연마 품질을 저감시키는 요인이 된다.When the angle adjustment of the support plate 310 is completed, the drive motor 200 operates to rotate the rotation shaft 210 . The polishing object 20 rotates together with the rotating shaft 210, and the surface of the polishing object 20 is polished by friction with the magnetic abrasive particles 30. The abrasive cutting force of the magnetic abrasive particles 30 increases as the depth of stacking of the magnetic abrasive particles 30 increases as the processing pressure becomes stronger. In addition, abrasive cutting force is high in the edge region of the polishing target 20 due to a torque difference in each region according to high-speed rotation of the polishing target 20 . This imbalance of the abrasive cutting force becomes a factor in reducing the polishing quality of the object 20 to be polished.

본 발명은 자력 인가부(300)를 이용하여 상기 연마 불균형을 해결한다. 구체적으로, 자력 인가부(300)는 하우징(100)의 내부 영역에 따라 자기장의 세기를 달리 형성한다. 하우징(100)의 중심 영역에 높은 세기의 자기장을 형성하고, 가장자리 영역에 상대적으로 낮은 세기의 자기장이 형성한다. 이로 인해, 연마 자성 입자(30)는 하우징(100)의 중심영역에 높은 밀도로 분포하고, 가장자리영역에 낮은 밀도로 분포한다. 이러한 연마 자성 입자(30)의 분포는 연마 대상체(20)의 중심영역에서의 연마 절삭력을 보강한다. 이로 인해, 연마 대상체(20)의 전체 표면이 균일하고 신속하게 연마될 수 있다.The present invention uses the magnetic force applying unit 300 to solve the polishing imbalance. Specifically, the magnetic force applying unit 300 forms a different strength of the magnetic field according to the inner area of the housing 100 . A high-intensity magnetic field is formed in the central region of the housing 100, and a relatively low-intensity magnetic field is formed in the edge region. Due to this, the abrasive magnetic particles 30 are distributed in a high density in the central region of the housing 100 and distributed in a low density in the edge region. The distribution of the abrasive magnetic particles 30 reinforces the abrasive cutting force in the central region of the object 20 to be polished. Due to this, the entire surface of the polishing object 20 can be uniformly and quickly polished.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정밀 연마 장치를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 5의 자력 인가부를 나타내는 도면이다.4 is a view showing a precision polishing device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing the magnetic force applying unit of FIG. 5 .

도 4 및 도 5를 참조하면, 정밀 연마 장치(10)의 자력 인가부(300)는 지지 플레이트(310)와 영구 자석(320 내지 360)을 포함한다.Referring to FIGS. 4 and 5 , the magnetic force application unit 300 of the precision polishing device 10 includes a support plate 310 and permanent magnets 320 to 360 .

지지 플레이트(310)는 도 1에서 설명한 지지 플레이트(310)와 동일한 형상을 가지며, 하우징(100)의 양 측면에 고정 결합한다.The support plate 310 has the same shape as the support plate 310 described in FIG. 1 and is fixedly coupled to both sides of the housing 100 .

영구 자석(320 내지 360)은 복수 개 제공되며, 그 크기가 상이하게 제공된다. 상대적으로 크기가 큰 영구 자석(320)은 지지 플레이트(310)의 일 단에 인접 위치하고, 크기가 작은 영구 자석(360)은 지지 플레이트(310)의 타 단에 인접 위치한다. 지지 플레이트(310)의 일 단으로부터 타 단으로 갈수록 영구 자석(320 내지 360)들의 크기가 점차 작아진다.A plurality of permanent magnets 320 to 360 are provided and provided with different sizes. A relatively large permanent magnet 320 is positioned adjacent to one end of the support plate 310, and a small permanent magnet 360 is positioned adjacent to the other end of the support plate 310. The sizes of the permanent magnets 320 to 360 gradually decrease from one end to the other end of the support plate 310 .

영구 자석(320 내지 360)들은 그 크기에 따라 세기가 다른 자기장을 형성한다. 이로 인해, 하우징(100)의 중심 영역에 높은 세기의 자기장이 형성되고, 가장자리영역에 낮은 세기의 자기장이 형성된다. 상기 자기장 분포로 인해 연마 자성 입자(30)가 하우징(100)의 중심영역에 높은 밀도로 분포하고, 가장자리영역에는 낮은 밀도로 분포한다.The permanent magnets 320 to 360 form magnetic fields having different intensities depending on their sizes. As a result, a high-intensity magnetic field is formed in the central region of the housing 100 and a low-intensity magnetic field is formed in the edge region. Due to the magnetic field distribution, the abrasive magnetic particles 30 are distributed in a high density in the center area of the housing 100 and distributed in a low density in the edge area.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정밀 연마 장치를 나타내는 도면이다.6 is a view showing a precision polishing device according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 정밀 연마 장치(10)의 자력 인가부(300)는 지지 플레이트(310)와 영구 자석(320 내지 360)을 포함한다.Referring to FIG. 6 , the magnetic force application unit 300 of the precision polishing device 10 includes a support plate 310 and permanent magnets 320 to 360 .

지지 플레이트(310)는 도 1에서 설명한 지지 플레이트(310)와 동일한 형상을 가지며, 하우징(100)의 양 측면에 고정 결합한다.The support plate 310 has the same shape as the support plate 310 described in FIG. 1 and is fixedly coupled to both sides of the housing 100 .

영구 자석(320 내지 360)은 복수 개 제공되며, 지지 플레이트(310)의 일면에 서로 이격하여 배열된다. 영구 자석(320 내지 360)들은 자력 세기가 동일하며, 인접한 영구 자석(320 내지 360)들의 사이 간격(d1 내지 d4)이 서로 상이하게 제공된다. 실시 예에 의하면, 지지 플레이트(310)의 일 단에서 타 단으로 갈수록 인접한 영구 자석(320 내지 360)들의 사이 간격(d1 내지 d4)이 점차 증가하도록 배치된다. 이로 인해, 하우징(100)의 중심 영역에는 자기장의 밀집도가 높고, 가장자리영역에는 자기장의 밀집도가 낮다. 이러한 자기장 분포로 인해 연마 자성 입자(30)가 하우징(100)의 중심영역에 높은 밀도로 분포하고, 가장자리영역에 낮은 밀도로 분포한다.A plurality of permanent magnets 320 to 360 are provided and arranged spaced apart from each other on one surface of the support plate 310 . The permanent magnets 320 to 360 have the same magnetic strength, and the distances d1 to d4 between adjacent permanent magnets 320 to 360 are provided to be different from each other. According to the embodiment, the distances d1 to d4 between the adjacent permanent magnets 320 to 360 are gradually increased from one end of the support plate 310 to the other end. For this reason, the density of the magnetic field is high in the central region of the housing 100, and the density of the magnetic field is low in the edge region. Due to this magnetic field distribution, the abrasive magnetic particles 30 are distributed in a high density in the center area of the housing 100 and distributed in a low density in the edge area.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정밀 연마 장치를 나타내는 도면이다.7 is a view showing a precision polishing device according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 정밀 연마 장치(10)의 자력 인가부(300)는 지지 플레이트(310)와 코일(410 내지 450), 전원부(460), 그리고 제어부(470)를 포함한다.Referring to FIG. 7 , the magnetic force application unit 300 of the precision polishing apparatus 10 includes a support plate 310, coils 410 to 450, a power supply unit 460, and a control unit 470.

지지 플레이트(310)는 도 1에서 설명한 지지 플레이트(310)와 동일한 형상을 가지며, 하우징(100)의 양 측면에 고정 결합한다. 지지 플레이트(310)의 일 면에는 권선부(312 내지 316)가 지지 플레이트(310)의 길이 방향을 따라 서로 이격하여 형성된다. 권선부(312 내지 316)는 동일한 사이 간격으로 형성된다. 권선부(312 내지 316)는 지지 플레이트(310)의 일 면으로부터 소정 높이로 돌출된다.The support plate 310 has the same shape as the support plate 310 described in FIG. 1 and is fixedly coupled to both sides of the housing 100 . On one surface of the support plate 310 , winding parts 312 to 316 are formed to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the support plate 310 . The windings 312 to 316 are formed at equal intervals. The winding parts 312 to 316 protrude from one surface of the support plate 310 to a predetermined height.

코일(410 내지 450)은 복수 개 제공되며, 각각의 권선부(312 내지 316)에 소정 횟수로 감긴다.A plurality of coils 410 to 450 are provided, and each winding unit 312 to 316 is wound a predetermined number of times.

전원부(460)는 각 코일(410 내지 450)에 전류를 인가한다.The power supply unit 460 applies current to each of the coils 410 to 450.

제어부(470)는 각 코일(410 내지 450)에 인가되는 전류 크기를 제어한다. 구체적으로, 제어부(470)는 지지 플레이트(310)의 일 단에 인접한 코일(410)에 상대적으로 큰 크기의 전류가 인가되고, 지지 플레이트(310)의 타 단에 인접한 코일(450)에 상대적으로 작은 크기의 전류가 인가되도록 제어한다. 이에 의해, 지지 플레이트(310)의 일 단에서부터 타단으로 갈수록 코일(410 내지 450)에 인가되는 전류 크기가 점차 작아진다.The control unit 470 controls the amount of current applied to each of the coils 410 to 450. Specifically, the control unit 470 applies a relatively large current to the coil 410 adjacent to one end of the support plate 310 and applies a relatively large current to the coil 450 adjacent to the other end of the support plate 310. Control so that a small current is applied. Accordingly, the amount of current applied to the coils 410 to 450 gradually decreases from one end to the other end of the support plate 310 .

상술한 제어부(470)의 제어로, 하우징(100)의 중심 영역에 상대적으로 높은 세기의 자기장이 인가되고, 하우징(100)의 가장 자리 영역에 상대적으로 낮은 세기의 자기장이 인가된다. 이러한 자기장 분포로 연마 자성 입자(30)가 하우징(100)의 중심영역에 높은 밀도로 분포하고, 하우징(100)의 가장자리영역에는 낮은 밀도로 분포한다.Under the control of the control unit 470 described above, a magnetic field of relatively high intensity is applied to the center region of the housing 100 and a magnetic field of relatively low intensity is applied to the edge region of the housing 100 . Due to this magnetic field distribution, the abrasive magnetic particles 30 are distributed in a high density in the central region of the housing 100 and distributed in a low density in the edge region of the housing 100 .

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

10: 정밀 연마 장치
20: 연마 대상체
30: 자성 연마 입자
100: 하우징
200: 구동 모터
210: 회전 샤프트
300: 자력 인가부
310: 지지 플레이트
320 내지 360: 영구 자석
390: 각도 조절기
410 내지 450: 코일
460: 전원부
470: 제어부10: precision polishing device
20: Polishing object
30: magnetic abrasive particles
100: housing
200: driving motor
210: rotating shaft
300: magnetic force applying unit
310: support plate
320 to 360: permanent magnet
390: angle adjuster
410 to 450: Coil
460: power supply
470: control unit

Claims (10)

내부에 자성 연마 입자가 채워지는 하우징;
상기 하우징의 중심축으로 삽입되는 회전 샤프트를 가지며, 상기 회전 샤프트에 연마 대상체가 장착되는 구동 모터; 및
상기 하우징의 외측에 위치하며, 상기 하우징의 내부로 자기장을 인가하는 자력 인가부를 포함하되,
상기 자력 인가부는 상기 하우징의 중심축으로부터 반경방향으로 상이한 크기의 장기장을 인가하는 정밀 연마 장치.a housing filled with magnetic abrasive particles therein;
a drive motor having a rotation shaft inserted into the central axis of the housing, and a polishing object mounted on the rotation shaft; and
It is located outside the housing and includes a magnetic force applying unit for applying a magnetic field to the inside of the housing,
The magnetic force applying unit applies long-term fields of different sizes in a radial direction from the central axis of the housing. 제 1 항에 있어서,
상기 자력 인가부는 상기 하우징의 중심축으로부터 반경방향으로 인가하는 자기장의 크기가 점차 감소하는 정밀 연마 장치.According to claim 1,
A precision polishing device in which the magnetic force applying unit gradually decreases in magnitude of a magnetic field applied in a radial direction from the central axis of the housing. 제 2 항에 있어서,
상기 자력 인가부는
소정 길이로 제공되며, 일 단이 상기 하우징의 중심 영역에 인접하고 타 단이 상기 하우징의 가장자리영역에 인접 위치하는 지지 플레이트; 및
상기 지지 플레이트의 일면에 제공되며, 상기 지지 플레이트의 길이 방향을 따라 서로 이격하여 배치되는 복수 개의 영구 자석들을 포함하는 정밀 연마 장치.According to claim 2,
The magnetic force application unit
a support plate having a predetermined length, one end adjacent to a central region of the housing and the other end adjacent to an edge region of the housing; and
A precision polishing device comprising a plurality of permanent magnets provided on one surface of the support plate and spaced apart from each other along a longitudinal direction of the support plate. 제 3 항에 있어서,
상기 지지 플레이트의 일 단은 상기 하우징과 핀 결합하며,
상기 자력 인가부는
상기 핀을 중심으로 상기 지지 플레이트의 회동 각도를 조절하는 각도 조절기를 더 포함하는 정밀 연마 장치.According to claim 3,
One end of the support plate is pin-coupled with the housing,
The magnetic force application unit
A precision polishing device further comprising an angle adjuster for adjusting a rotation angle of the support plate around the pin. 제 4 항에 있어서,
상기 영구 자석들은 자력 크기가 동일한 정밀 연마 장치.According to claim 4,
The permanent magnets are precision polishing devices having the same magnetic force size. 제 3 항에 있어서,
상기 영구 자석들은 상기 지지 플레이트의 일 단으로부터 타 단으로 그 크기가 점차 감소하는 정밀 연마 장치.According to claim 3,
The permanent magnets are a precision polishing device whose size gradually decreases from one end to the other end of the support plate. 제 3 항에 있어서,
상기 지지 플레이트의 일 단으로부터 타 단으로 갈수록 상기 영구 자석들의 사이 간격이 점차 증가하는 정밀 연마 장치.According to claim 3,
A precision polishing device in which a distance between the permanent magnets gradually increases from one end to the other end of the support plate. 제 2 항에 있어서,
상기 자력 인가부는,
소정 길이로 제공되며, 일 단이 상기 하우징의 중심 영역에 인접하고 타 단이 상기 하우징의 가장자리영역에 인접 위치하며, 일 면에 그 길이방향을 따라 권선부가 서로 이격하여 형성되는 지지 플레이트; 및
상기 권선부들 각각에 감기는 복수 개의 코일;
상기 코일들에 전류를 인가하는 전원부; 및
상기 코일들에 인가되는 전류 크기가 서로 상이하도록 상기 전원부를 제어하는 제어부를 포함하는 정밀 연마 장치.According to claim 2,
The magnetic force applying unit,
a support plate having a predetermined length, one end adjacent to a central region of the housing and the other end adjacent to an edge region of the housing, and having winding portions spaced apart from each other on one surface along the longitudinal direction; and
a plurality of coils wound around each of the winding parts;
a power supply unit for applying current to the coils; and
And a control unit for controlling the power supply unit so that the magnitudes of the currents applied to the coils are different from each other. 제 8 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 지지 플레이트의 일 단으로부터 타 단으로 상기 코일들에 인가되는 전류 크기가 점차 감소하도록 상기 전원부를 제어하는 정밀 연마 장치.According to claim 8,
The control unit
A precision polishing device for controlling the power supply unit so that the magnitude of the current applied to the coils gradually decreases from one end of the support plate to the other end. 제 2 항에 있어서,
상기 연마 대상체는 그 중심 영역에 상기 회전 샤프트가 삽입되고, 소정 반경을 갖는 임펠러인 정밀 연마 장치.According to claim 2,
The precision polishing apparatus of claim 1 , wherein the object to be polished is an impeller in which the rotating shaft is inserted into a central region thereof and has a predetermined radius.
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