KR20230064729A

KR20230064729A - 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20230064729A
Application number: KR1020210150187A
Authority: KR
Inventors: 전형준
Original assignee: 주식회사 에스엠티
Priority date: 2021-11-04
Filing date: 2021-11-04
Publication date: 2023-05-11

Abstract

본 발명은 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가공물을 보다 높은 신뢰도로 고정하여 가공에 있어 오차를 최소화 한 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 금속 가공물의 중심에 중심홀을 형성하고, 3개 이상의 고정 홈을 형성하여 금속 가공물의 일 면을 완전히 고정시키고 MCT 정삭 공정을 진행함으로써 금속 가공물의 부분별 강도가 상이하더라도 금속 가공물이 밀리지 않도록 하여 가공 정확도를 높일 수 있는 효과가 있으며, 금속 가공물의 일 부분을 척이나 바이스 등으로 고정하여 고정되지 않은 부분을 1차적으로 가공하고, 이후, 금속 가공물의 위치를 변경하여 1차 가공시 척이나 바이스 등으로 고정되었던 부분을 추가로 가공함으로써, 금속 가공물의 두께에 따라 형태가 달라지는 문제점을 극복할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템 및 방법{Precision machining system and the method thereof}

본 발명은 정밀가공 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가공물을 보다 높은 신뢰도로 고정하여 가공에 있어 오차를 최소화 한 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템 및 방법에 관한 것이다.

종래의 금속 가공물을 가공하는 가공 시스템은 1차적으로 CNC 선반으로 황삭을 진행하여 금속 가공물의 가공이 용이하도록 표면을 다듬고, 이후, 숯돌을 이용하여 금속 가공물의 평면을 연마하며, 연마된 금속 가공물을 MCT 밀링 머신으로 1차(대략적인 형상 가공, 황삭), 2차(정밀 가공, 정삭)을 진행하였다.

그러나, 이 때, 평면연마와 MCT 공정에서, 금속 가공물의 일면이 바닥에 자석으로 고정된 상태에서 가공이 진행되는데, 평면연마시 숯돌이 금속 가공물의 타면 위를 이동하며 평면을 연마하게 된다. 이 때 금속 가공물의 두께가 자석과 부착되는 면적에 비해 클 경우, 금속 가공물의 위치가 변경되거나, 숯돌의 힘에 의해 바닥과 분리됨으로써 연마 공정이 정확하게 이루어지지 않는 문제가 있었다. 평면연마의 경우, 통상적으로 0.01mm 의 공차 내에서 연마가 이루어지기 때문에 숯돌과 연마면 사이의 조금의 기울기 차이로도 가공 공정에 차질이 발생할 수 있었다.

뿐만 아니라, 이후 진행되는 MCT 황삭/정삭 공정에서도 문제가 있었다. 금속 가공물은 일반적으로 주물 공정을 통해 제작되는데, 이 때, 주물의 부분 별로 식는 온도가 달라지는 경우가 많아, 하나의 주물 내에서 부분별로 강도가 달라지는 경우가 다수 발생하였다.

이에 따라, MCT 황삭/정삭 시에 동일한 힘으로 금속 가공물의 표면을 가공한다 하더라도, 금속 가공물의 부분별 강성이 상이하기에, 어떠한 부분은 과도하게 가공되고, 또 다른 부분은 가공이 거의 진행되지 않는 등의 문제가 발생하여 가공 정확도가 크게 떨어졌으며, 심각한 경우에는 금속 가공물이나 연삭 날 중 어느 하나가 파괴되기도 하였다. 특히, 금속 가공물의 표면에 골이나 로브와 같이 울퉁불퉁한 형상을 형성해야 할 경우, 이러한 문제는 더욱 극대화 되어 오차율이 높아졌다.

또한, 금속 가공물이 하면의 자석에 의해 고정된 상태에서 가공이 진행되게 되는데, 금속 가공물의 두께가 고정된 면의 면적에 비해 충분히 두꺼운 경우, MCT 날의 힘에 의해 금속 가공물이 밀리게 되고 MCT 날과 금속 가공물의 가공면(측면) 사이에 일정한 두께가 발생하게 되어 금속 가공물의 상면과 하면의 가공 정도가 달라지는 문제가 발생하였다.

대한민국 공개특허 10-2003-0093119 "피봇 가공물 홀더를 가진 가공 장치"(2003.12.06.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 금속 가공물의 중심에 센터홀을 형성하고, 3개 이상의 고정 홈을 형성함으로써, 금속 가공물의 일 면을 완전히 고정시키고 MCT 정삭 공정을 진행함으로써 금속 가공물의 부분별 강도가 상이하더라도 금속 가공물이 밀리지 않도록 하여 가공 정확도를 높일 수 있는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 금속 가공물의 일 부분을 척이나 바이스 등으로 고정하여 고정되지 않은 부분을 1차적으로 가공하고, 이후, 금속 가공물의 위치를 변경하여 1차 가공시 척이나 바이스 등으로 고정되었던 부분을 추가로 가공함으로써, 금속 가공물의 두께에 따라 형태가 달라지는 문제점을 극복할 수 있는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀가공 방법은 (a) 선반머신이 가공물의 표면의 표면조도가 소정 값 이하이도록 가공하고, 가공물의 중심에 중심 고정 샤프트가 끼워져 위치가 고정되는 중심홀을 형성하되, 중심홀이 미리 내정된 설계에 비해 일정한 두께의 가공 공차를 갖도록 황삭 가공되는 단계, (b) 선반머신이, 중심홀의 가공 공차를 연삭함으로써 중심홀의 형상이 미리 내정된 설계에 부합하도록 정삭 가공되는 단계, (c) 밀링머신이, 가공물의 측면 형상이 미리 내정된 설계에 비해 일정한 두께의 가공 공차를 갖도록, 가공물의 측면을 황삭 가공하는 단계, 및 (d) 밀링머신이, 가공물의 측면의 가공 공차를 연삭함으로써 가공물의 측면 형상이 미리 내정된 설계에 부합하도록, 가공물의 측면을 정삭 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, (a) 단계는, (a1) 척이, 가공물의 측면에 수직인 적어도 3개 이상의 방향에서 가공물의 측면 하부에 압력을 가하여 가공물을 고정하는 단계, (a2) 선반머신의 선반 날이, 가공물의 측면 상부의 표면조도가 소정 값 이하이도록 가공물을 가공하는 단계, (a3) 선반머신의 드릴이 가공물의 중심에 소정 직경으로 중심홀을 형성하는 단계, (a4) 선반 날이 가공물의 상면의 표면 조도가 소정 값 이하이도록 가공물을 가공하는 단계, (a5) 척이 가공물의 측면에 수직인 적어도 3개 이상의 방향에서 가공물의 측면 상부에 압력을 가하여 가공물을 고정하는 단계, (a6) 선반 날이 가공물의 측면 하부의 표면조도가 소정 값 이하이도록 가공물을 가공하는 단계, 및 (a7) 선반 날이 가공물의 하면의 표면 조도가 소정 값 이하이도록 가공물을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, (a8) 선반날이 중심홀과 가공물의 상면이 접하는 모서리를 소정 갖도록 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, (a3) 단계는, 선반 날이, 중심홀의 가공 공차가 0.015mm 이상 0.02mm 이하이도록 중심홀을 황삭 가공 하는 것을 특징으로 한다.

또한, (b) 단계는, (b1) 척이 가공물의 측면에 수직인 적어도 3개 이상의 방향에서 압력을 가하여 가공물의 의 측면을 고정하는 단계 및 (b2) 보링바가 중심홀의 내측 표면을 정삭 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, (c) 단계는, (c1) 바이스가 가공물의 측면에 수직인 적어도 2개 이상의 방향에서 가공물의 측면 하부에 압력을 가하여 가공물을 고정하는 단계, (c2) 밀링머신의 밀링 날이 가공물의 측면 형상이 미리 내정된 설계에 비해 소정의 가공 공차를 갖도록 가공물의 측면 상부의 형상을 황삭 가공하는 단계, (c3) 바이스가 가공물의 측면에 수직인 적어도 2개 이상의 방향에서 가공물의 측면 상부에 압력을 가하여 가공물을 고정하는 단계, (c4) 고정홈 가공수단이 가공물의 하면에 수직으로 소정 두께 및 소정 직경을 갖는 고정홈을 가공하는 단계 및 (c5) 밀링 날이, 가공물의 측면 형상이 미리 내정된 설계에 비해 소정의 가공 공차를 갖도록 가공물의 측면 하부의 형상을 황삭 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, (c2) 단계 및 (c5) 단계는, 밀링 날이, 가공물의 측면의 형상이 미리 내정된 설계의 형상에 비해 0.18mm 이상 0.2mm 이하 만큼의 가공 공차를 갖도록 가공물을 황삭 가공하는 것을 특징으로 한다.

또한, (c4) 단계는, (c41) 고정홈 가공수단이 가공물의 하면에 수직으로 소정 두께 및 소정 직경을 갖는 고정홈을 형성하는 단계, (c42) 고정홈 가공수단이 (c41) 단계에서 형성된 홈의 표면을 태핑하는 단계 및 (c43) 고정홈 가공수단이, 고정홈의 내부 표면 조도가 소정 수치 이하이도록 고정홈의 내부면을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 고정홈은, 중심홀을 중심으로 일정간격 이격된 3개 이상의 홈인 것을 특징으로 한다.

또한, 고정홈은, 깊이에 따라 가공물의 하면과 가까운 제 1 구간과 제 1 구간을 사이에 두고 가공물의 하면으로부터 이격된 제 2 구간을 포함하며, 제 1 구간은 표면이 평평하게 형성되고, 제 2 구간은 표면에 나사산이 형성되되, 나사산의 산 및 골의 직경이 제 1 구간의 직경보다 작도록 가공되는 것을 특징으로 한다.

또한, (d) 단계는, (d1) 밀링머신에 중심홀이 끼워지는 중심 고정 샤프트가 형성된 정밀가공용 지그가 결합되는 단계, (d2) (d1) 단계에서 결합된 정밀가공용 지그의 중심 고정 샤프트에 가공물의 중심홀을 끼워 결합하는 단계 및 (d3) 가공물의 측면 형상을 미리 내정된 설계에 부합하도록 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 정밀가공 시스템은 가공물을 가공하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법으로서, 가공물의 표면조도가 소정 수치 이하이도록 가공물을 가공하고, 가공물의 중심에 중심 고정 샤프트가 끼워져 위치가 고정되는 중심홀을 가공하는 선반 머신, 가공물의 측면의 형상이 미리 내정된 설계에 부합하도록 황삭 및 정삭 가공하는 밀링 머신, 밀링 머신에 결합되어 가공물의 위치를 고정하고, 중심 고정 샤프트가 형성된 정밀가공용 지그를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 선반 머신은, 가공물의 측면의 수직인 적어도 3개 이상의 방향에서 가공물의 측면에 압력을 가하여 가공물을 고정하는 척과, 가공물의 표면을 식각하여 가공물의 측면의 표면조도가 소정 수치 이하이도록 가공물의 측면을 가공하는 선반 날을 포함하고, 가공물의 중심에 중심홀을 형성하되, 미리 내정된 설계에 비해 소정의 가공 공차를 갖도록 황삭 가공하는 드릴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 선반 머신은, 드릴에 의해 황삭 가공된 중심홀의 표면을 정삭 가공하는 보링바를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 밀링 머신은, 가공물의 측면의 수직인 적어도 2개 이상의 방향에서 가공물의 측면에 압력을 가하여 가공물을 고정하는 바이스와, 가공물의 측면의 형상이 미리 내정된 설계에 부합하도록 가공물의 표면을 가공하는 밀링 날 및 가공물의 하면에 소정 두께로 고정홈을 형성하는 고정홈 가공수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 정밀가공용 지그는, 중심에 중심홀의 내부면과 서로 대응되는 형상이되, 중심홀에 끼워지는 소정 높이의 중심 고정 샤프트가 형성되며, 일면이 가공물의 하면과 접촉하는 지지판, 지지판의 타면에 결합되고, 밀링 머신과 나사결합하여 위치가 고정되는 다리, 지지판에 수직방향으로 결합하고 지지판과, 가공물을 고정하는 고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 고정수단은, 나사산이 형성된 나사이고, 나사는, 나사의 헤드로부터 소정 거리 내에 위치한 구간의 측면은 편편하게 형성되고, 나사의 끝단으로부터 소정 거리 내에 위치한 구간의 측면은 소정 높이의 나사산이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템 및 방법은 금속 가공물의 중심에 센터홀을 형성하고, 3개 이상의 고정 홈을 형성함으로써, 금속 가공물의 일 면을 완전히 고정시키고 MCT 정삭 공정을 진행함으로써 금속 가공물의 부분별 강도가 상이하더라도 금속 가공물이 밀리지 않도록 하여 가공 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 금속 가공물의 일 부분을 척이나 바이스 등으로 고정하여 고정되지 않은 부분을 1차적으로 가공하고, 이후, 금속 가공물의 위치를 변경하여 1차 가공시 척이나 바이스 등으로 고정되었던 부분을 추가로 가공함으로써, 금속 가공물의 두께에 따라 형태가 달라지는 문제점을 극복할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 선반 머신을 이용하여 가공물의 표면을 가공하는 것을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 보링바를 이용하여 가공물의 중심홀을 가공하는 것을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 밀링 머신을 이용하여 가공물의 측면 형상을 가공하고 및 고정홈을 형성하는 것을 도시한 개념도이다.
도 4는 밀링 머신에 의해 가공물의 측면 형상 가공 및 고정홈 형성 공정이 완료된 가공물의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 밀링 머신과 정밀가공용 지그를 이용하여 가공물을 정밀가공하는 것을 도시한 개념도이다.
도 6은 정밀가공용 지그의 상면도이다.
도 7은 정밀가공용 지그와 가공물의 결합관계를 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 정밀 가공 방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 중심홀 형성 및 표면 가공 공정의 세부 단계를 도시한 순서도이다.
도 10은 중심홀 가공 공정의 세부 단계를 도시한 순서도이다.
도 11은 돌출 및 요홈 형성 공정의 세부 단계를 도시한 순서도이다.
도 12는 고정홈 가공 공정의 세부 단계를 도시한 순서도이다.
도 13은 정밀 가공 공정의 세부 단계를 도시한 순서도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하로, 본 발명의 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템(1000)의 기본 구성에 대해 설명한다.

본 발명은 가공물(100)을 가공하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템(1000)에 대한 것으로 본 발명의 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템(1000)은, 가공물(100)의 표면조도를 낮추고 중심홀(110)을 가공하는 선반 머신(200)을 포함할 수 있다. 선반 머신(200)을 포함함으로써, 가공물(100)의 표면을 매끄럽게 하여 가공이 보다 정확하게 이루어지도록 할 수 있으며, 가공물(100)에 중심홀(110)을 형성함으로써, 가공물(100)이 일정한 위치에 고정되도록 할 수 있다. 이에 따라, 종래의 자석에 의해 일면이 고정되어 가공되는 공정보다 높은 정확도로 가공물(100)의 위치를 고정시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템(1000)은 밀링 머신(300)을 포함할 수 있다. 밀링 머신(300)은 가공물(100)의 측면에 로브를 포함하는, 사용자가 원하는 형상이 정확하게 형성되도록 가공물(100)을 가공할 수 있다. 또한, 밀링 머신(300)은 가공물(100)의 하면에 고정홈(120)이 형성되도록 가공할 수 있다. 이 때, 고정홈(120)은 적어도 3개 이상 형성되는 것이 바람직하다. 이는 하나의 평면을 정의할 수 있는 최소한의 점 수가 3이기 때문이다. 고정홈(120)을 포함함으로써, 가공물(100)의 강성이 높은 부분에서 가공물(100)이 들리거나, 연삭날에 의해 밀리는 현상을 방지하기 위한 것이다.

이 때, 본 발명의 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템(1000)은 보다 가공 정확도를 높이기 위해 정밀가공용 지그(400)가 적용될 수 있다. 정밀가공용 지그(400)는 밀링 머신(300)에 결합되고, 상술한 중심홀(110) 및 고정홈(120)과 결합하여 가공물(100)의 위치를 고정할 수 있고, 이에 따라 가공 정확도를 높일 수 있다.

이하로, 도 1을 참조하여 본 발명의 선반 머신(200)을 통한 가공물(100)의 표면을 가공하는 공정(CNC 황삭 공정)에 대해 설명한다.

선반 머신(200)은, 가공물(100)을 고정하고 회전시키는 척을 포함할 수 있다. 척은 가공물(100)의 측면의 수직인 적어도 3개 이상의 방향에서 가공물(100)의 측면에 압력을 가하여 가공물(100)을 고정하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 자석에 의해 위치가 고정되던 종래의 기술에 비해 가공물(100)의 위치를 보다 안정적으로 고정할 수 있다.

척은 가공물(100)의 총 두께의 50% 미만의 영역을 감싸며 가공물(100)을 고정하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 척에 의해 가려지지 않은 가공물(100)의 영역은 선반 날(210)에 의해 가공될 수 있다.

또한, 선반 머신(200)은 가공물(100)의 표면을 식각하여 가공물(100)의 측면의 표면조도를 낮추는 선반 날(210)을 포함할 수 있다. 선반 날(210)은 척에 고정되어 회전하는 가공물(100)의 표면에 소정 크기의 힘으로 응력을 가하여 가공물(100)의 표면을 식각할 수 있다.

또한, 선반 머신(200)은 드릴을 포함할 수 있다. 드릴은 가공물(100)의 중심에 중심홀(110)을 형성할 수 있다. 이 때, 드릴을 통해 가공된 중심홀(110)의 직경은 목표로 하는 중심홀(110)의 직경에 비해 소정 간격 더 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 이후로 중심홀(110)의 표면을 매끄럽게 가공하는 공정에서 중심홀(110)의 직경이 커지기 때문에, 이를 보완하기 위한 것이다. 보다 자세히, 중심홀(110) 표면 가공으로 인해 증가되는 예상 공차는 중심홀(110)의 표면을 가공하는 기구의 형상이나, 가공물(100)의 재질 및 드릴의 재질에 의해 예상되는 황삭 시 중심홀(110) 내측의 예상 표면조도 등에 따라 결정될 수 있다. 통상적으로, 0.005mm 이상 0.02mm 정도의 공차를 감안하여 제작한다.

이하로, 도 2를 참조하여 본 발명의 선반 머신(200)을 통한 중심홀(110)의 2차 가공(CNC 정삭 공정)에 대해 설명한다.

상술한 황삭 공정이 완료된 이후, 선반 머신(200)은, 중심홀(110)의 표면을 가공할 수 있다. 이 때, 선반 머신(200)은 리지드 바 형태의 보링바(220)를 더 포함함으로써 중심홀(110)의 표면을 가공할 수 있다. 보링바(220)는 도 2에 도시된 바와 같이, 척에 고정되어 회전하는 가공물(100)의 중심홀(110)에 삽입되어 중심홀(110)의 내측 표면조도를 낮추어 매끄럽게 연마할 수 있다. 이를 통해 추후 가공물(100)의 형태를 정밀가공 할 시에, 중심홀(110)에 정밀가공용 지그(400)의 중심 고정 샤프트(411)가 끼워져 가공물(100)의 위치를 고정할 수 있다.

이하로, 도 3 내지 4를 참조하여 본 발명의 밀링 머신(300)을 이용한 개략적인 형상 가공(MCT 황삭 공정)에 대해 설명한다.

밀링 머신(300)은, 가공물(100)의 측면의 수직인 적어도 2개 이상의 방향에서 가공물(100)의 측면에 압력을 가하여 가공물(100)을 고정하는 바이스(310)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 자석에 의해 위치가 고정되던 종래의 기술에 비해 가공물(100)의 위치를 보다 안정적으로 고정할 수 있다. 바이스(310)는 가공물(100)의 총 두께의 30% 내지 50% 미만의 영역을 감싸며 가공물(100)을 고정하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 바이스(310)에 의해 가려지지 않은 가공물(100)의 영역은 밀링 날(320)에 의해 가공될 수 있다.

또한, 밀링 머신(300)은 가공물(100)의 측면에 로브가 형성되도록 가공물(100)의 표면을 가공하는 밀링 날(320)을 포함할 수 있다. 밀링 날(320)은 바이스(310)에 고정된 가공물(100)의 표면을 소정의 응력을 가하며 소정의 속도로 이동함으로써 가공물(100)의 형상을 가공할 수 있다. 이 때, 가공물(100)의 표면에 로브나 골을 형성할 수 있다. 이 때, 추후 정삭 공정에 의해 가공되는 두께를 감안하여 설계 형상보다 소정의 공차 만큼 가공물(100)의 측면방향으로 더 두껍도록 가공물(100)을 가공할 수 있다. 이 때 공차는 정삭 공정에서 사용되는 밀링 날(320)의 재질과 깊이 및 가공물(100)의 재질과 목표로 하는 설계 형상의 난이도를 감안하여 책정될 수 있다. 통상적으로 공차는 0.18mm 내지 0.2mm의 두께로 책정될 수 있다. 단,

이때, 골에 해당하는 부분은 더 작은 공차를 갖도록 황삭하는 것이 바람직하다. 이는 동일한 공차로 황삭을 진행하는 경우 골에 해당하는 부분의 여유 두께가 더 두꺼워질 수 있고, 이렇게 골 부분에 공차가 더 두껍게 황삭된 경우, 정삭 공정에서 사용되는 밀링 날(320)에 높은 피로도를 줄 수 있기 때문이다.

또한, 밀링 머신(300)은 고정홈 가공수단(330)을 포함할 수 있다. 고정홈 가공수단(330)은 가공물(100)의 하면에 소정 두께로 고정홈(120)을 형성할 수 있고, 여러 형상의 가공날을 포함하여 형성된 고정홈(120)의 표면을 추가 가공할 수 있다. 보다 자세히, 고정홈(120)은, 깊이에 따라 하면과 가까운 제 1 구간과 상면과 가까운 제 2 구간을 포함하며, 제 1 구간은 표면이 편편하게 형성되는 것이 바람직하고, 제 2 구간은 표면에 나사산이 형성되되, 나사산의 산 및 골의 직경이 제 1 구간의 직경보다 작도록 가공되는 것이 바람직하다.

이와 같이 고정홈(120)의 표면이 형성됨으로써, 고정홈(120)은 나사홈이 형성된 제 2 구간에 의해 보다 높은 강도로 지지될 수 있되, 나사홈보다 더 크게 형성된 제 1 구간에 의해 외부에서 나사 삽입 및 분리가 용이하도록 하여 사용의 용이성을 높일 수 있다. 또한, 제 1 구간을 포함함으로써 표면 전면에 나사산이 형성된 경우에 비해 가공물(100)에 과한 전단응력이 가해지는 것을 방지하여 가공물(100)을 보호할 수 있다.

또한, 고정홈(120)은, 중심홀(110)을 중심으로 일정간격 이격된 3개 이상의 홈인 것이 바람직하다. 이는 하나의 평면을 정의할 수 있는 최소한의 점 수가 3이기 때문으로서, 고정홈(120)이 형성됨에 따라 고정홈(120)에 나사와 같은 고정수단(430)이 삽입되었을 시, 가공물(100)의 하면의 위상이 고정될 수 있다.

이하로, 도 5를 참조하여 본 발명의 밀링 머신(300)과 정밀가공용 지그(400)를 이용한 정밀가공(MCT 정삭 공정)에 대해 설명한다.

밀링 머신(300)은 정밀가공용 지그(400)를 이용하여 보다 높은 신뢰도로 고정된 가공물(100)을 정밀가공하는 것이 바람직하다. 이 때, 높은 정확도를 위해 상술한 MCT 황삭공정에 비해 더 낮은 속도로 가공하는 것이 바람직하다. 특히, 골과 같이 강한 힘으로 가공물(100)을 가공해야 하는 부분에는, 밀링 날(320)의 속도를 보다 낮춤으로써 가공의 정확도를 높일 수 있다.

이 때, 밀링 날(320)과 가공물(100)이 서로 일정한 위상을 갖도록 하기 위해 정밀가공용 지그(400)를 사용하는데, 정밀가공용 지그(400)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 정밀가공용 지그(400)는 일면이 가공물(100)의 하면과 접촉하는 지지판(410)을 포함할 수 있다. 지지판(410)은 중심홀(110)과 동일한 직경을 갖는 원기둥 형상으로 형성되어 중심홀(110)에 끼워지는 소정 높이의 중심 고정 샤프트(411)가 중심에 형성되는 것이 바람직하다. 중심 고정 샤프트(411)가 중심홀(110)에 끼워짐으로써, 가공물(100)의 측면방향에서 가해지는 힘, 즉 밀링 날(320)에 의해 밀리는 힘이 지지될 수 있다.

더 나아가, 정밀가공용 지그(400)의 지지판(410)의 일 면에는 소정 높이의 턱(411a)이 형성될 수 있다. 이 때, 턱(411a)의 면적은 가공물(100)의 중심홀(110)의 면적보다 넓으며, 턱(411a)의 위치는 가공물(100)의 중심홀(110)의 영역을 모두 포함하는 영역에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가공물(100)의 최하면과 지지판(410)의 일면이 완전접촉함으로써, 밀링 날(320)의 일단이 지지판(410)과 간섭되어 밀링 날(320) 또는 지지판(410)이 마모되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 정밀가공용 지그(400)는 지지판(410)의 타면에 결합되고, 밀링 머신(300)과 나사결합하여 위치가 고정되는 다리(420)를 포함할 수 있다. 이 때, 다리(420)는 밀링 머신(300)의 바이스(310)와 나사결합할 수 있다. 다리(420)를 포함함으로써, 정밀가공용 지그(400)는 밀링 머신(300)과 용이하게 탈착할 수 있으며, 추후 정밀가공용 지그(400)가 밀링 머신(300)에 결합된 상태에서 가공물(100)만을 분리해야 하는 경우, 가공물(100)과 정밀가공용 지그(400)를 지지하는 고정수단(430)을 사용자가 용이하게 분리할 수 있는 공간을 확보함으로써, 사용의 용이성을 극대화 할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 정밀가공용 지그(400)는, 다수의 가공물(100)이 결합될 수 있도록 형성될 수 있다. 이에 따라 한번에 여러개의 가공물(100)의 가공을 진행하는 것이 가능하다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 정밀가공용 지그(400)와 가공물(100)은, 고정수단(430)에 의해 서로의 위치가 고정될 수 있다. 가공수단은 지지판(410)에 수직방향으로 결합하고 지지판(410)과 가공물(100)을 고정하는 것이 바람직하다. 일 예로, 고정수단(430)은, 나사산이 형성된 나사이고, 이 때 고정수단(430)인 나사는 나사 헤드로부터 소정 거리 내에 위치한 구간의 측면은 편편하게 형성되고, 나사 끝으로부터 소정 거리 내에 위치한 구간의 측면은 소정 높이의 나사산이 형성된 것이 바람직하다.

이와 같이 형성된 나사를 고정수단(430)으로 채택함으로써, 고정홈(120)은 나사홈이 형성된 제 2 구간에 의해 보다 높은 강도로 지지될 수 있되, 나사홈보다 더 크게 형성된 제 1 구간에 의해 외부에서 나사 삽입 및 분리가 용이하도록 하여 사용의 용이성을 높일 수 있다. 또한, 제 1 구간을 포함함으로써 표면 전면에 나사산이 형성된 경우에 비해 가공물(100)에 과한 전단응력이 가해지는 것을 방지하여 가공물(100)을 보호할 수 있다.

이하로, 상술한 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템을 이용하여 가공물(100)을 가공하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법에 대해 도면을 참조하여 순차적으로 설명한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 (a) 가공물(100)의 중심에 중심홀(110)을 형성하고, 가공물(100)의 표면의 표면조도가 소정 값 이하이도록 표면을 가공하는 단계, (b) (a) 단계에서 형성된 중심홀(110)을 보다 정밀하게 가공하는 단계, (c) 가공물(100)의 측면을 가공하여 로브를 형성하는 단계, 및 (d) 가공물(100)의 측면을 미리 내정된 설계에 부합하도록 가공하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

도 9에 도시된 바와 같이, (a) 단계는 하기와 같은 세부단계로 구성되는 것이 바람직하다. (a1) 가공물(100)의 측면에 수직인 적어도 3개 이상의 방향에서 가공물(100)의 측면 하부에 압력을 가하여 가공물(100)을 고정하는 단계, (a2) (a1) 단계에서 고정된 측면 하부를 제외한 가공물(100)의 측면 상부의 표면조도가 소정 값 이하이도록 가공하는 단계, (a3) 가공물(100)의 상면의 표면 조도가 소정 값 이하이도록 가공하는 단계, (a4) 가공물(100)의 중심에 소정 직경으로 중심홀(110)을 형성하는 단계, (a5) 가공물(100)의 측면에 수직인 적어도 3개 이상의 방향에서 가공물(100)의 측면 상부에 압력을 가하여 가공물(100)을 고정하는 단계, (a6) (a5) 단계에서 고정된 측면 상부를 제외한 가공물(100)의 측면 하부의 표면조도가 소정 값 이하이도록 가공하는 단계, 및 (a7) 가공물(100)의 하면의 표면 조도가 소정 값 이하이도록 가공하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, (a8) 중심홀(110)과 가공물(100)의 상면이 접하는 모서리를 소정 각도로 식각하는 코너링 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, (a4) 단계는, 중심홀(110)의 직경이 미리 내정된 설계에 비해 0.015mm 이상 0.02mm 이하 만큼 더 작도록 가공되는 것이 바람직하다.

도 10에 도시된 바와 같이, (b) 단계는, (b1) 가공물(100)의 측면을 고정하는 단계 및 (b2) 중심홀(110)에 리지드 바 형태의 보링바(220)를 삽입하고 중심홀(110)의 표면을 가공하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 보다 자세히, 보링바(220)는 척에 고정되어 회전하는 가공물(100)의 중심홀(110)에 삽입되어 중심홀(110)의 내측 표면조도를 낮추어 매끄럽게 연마할 수 있다. 이를 통해 추후 가공물(100)의 형태를 정밀가공 할 시에, 중심홀(110)에 정밀가공용 지그(400)의 중심 고정 샤프트(411)가 끼워져 가공물(100)의 위치를 고정할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, (c) 단계는, (c1) 가공물(100)의 측면에 수직인 적어도 2개 이상의 방향에서 가공물(100)의 측면 하부에 압력을 가하여 가공물(100)을 고정하는 단계, (c2) 가공물(100)의 측면에 로브가 형성되도록 가공물(100)의 측면 상부의 형상을 가공하는 단계, (c3) 가공물(100)의 측면에 수직인 적어도 2개 이상의 방향에서 가공물(100)의 측면 상부에 압력을 가하여 가공물(100)을 고정하는 단계, (c4) 가공물(100)의 하면에 수직으로 소정 두께 및 소정 직경의 고정홈(120)을 가공하는 단계 및 (c5) 가공물(100)의 측면에 로브가 형성되도록 가공물(100)의 측면 하부의 형상을 가공하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, (c2) 단계 및 (c5) 단계는, 가공물(100)의 측면의 형상이 미리 내정된 설계의 형상보다 0.18mm 이상 0.2mm 이하 만큼 더 두껍도록 가공되는 것이 바람직하다. 이는 추후 (d) 단계를 수행할 시에, 가공물(100)의 측면 두께가 가공되어 줄어드는 것을 감안한 것으로, 정확한 공차는 가공물(100)의 재질과 (c2) 및 (c5)의 수행 결과 예상되는 가공물(100) 측면의 표면조도(예상 표면조도가 높을수록 공차두께가 더 깊어지는 것이 바람직하다.) 및 (d) 단계에서 사용되는 밀링 날(320)의 날 깊이를 감안하여 결정되는 것이 바람직하다.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, (c4) 단계는, (c41) 가공물(100)의 하면에 수직으로 소정 두께 및 소정 직경의 홈을 형성하는 단계, (c42) (c41) 단계에서 형성된 홈의 표면을 태핑하는 단계 및 (c43) 홈의 내부 표면 조도가 소정 수치 이하이도록 가공하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 이때, (c42) 단계에서, 태핑되는 홈의 영역은 상술한 제 2 구간, 즉 가공물(100)의 하면으로부터 소정 간격 내측으로 이격된 위치의 구간인 것이 바람직하다. 또한, (c43) 단계에서 표면이 매끄럽도록 가공되는 영역은 상술한 제 1 구간, 즉, 제 2 구간과 가공물(100)의 하면 사이에 위치한 구간인 것이 바람직하다. 이에 따라, 가공물(100)은 정밀가공용 지그(400)와 높은 힘으로 지지될 뿐 아니라, 용이하게 분리될 수 있다. 또한, 고정홈(120)은, 중심홀(110)을 중심으로 일정간격 이격된 3개 이상의 홈인 것이 바람직하다.

도 13에 도시된 바와 같이, (d) 단계는, (d1) 가공물(100)을 가공하는 기계에 정밀가공용 지그(400)를 결합시키는 단계, (d2) (d1) 단계에서 결합된 정밀가공용 지그(400)에 가공물(100)을 끼워 결합하는 단계 및 (d3) 가공물(100)의 측면 형상을 미리 내정된 설계에 부합하도록 가공하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 정밀가공용 지그(400)의 지지판(410)의 일 면에는 소정 높이의 턱(411a)이 형성될 수 있다. 이 때, 턱(411a)의 면적은 가공물(100)의 중심홀(110)의 면적보다 넓으며, 턱의 위치는 가공물(100)의 중심홀(110)의 영역을 모두 포함하는 영역에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가공물(100)의 최하면과 지지판(410)의 일면이 완전접촉함으로써, 밀링 날(320)의 일단이 지지판(410)과 간섭되어 밀링 날(320) 또는 지지판(410)이 마모되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

1000 : 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템
100 : 가공물
110 : 중심홀
120 : 고정홈
200 : 선반 머신
210 : 선반 날
220 : 보링바
300 : 밀링 머신
310 : 바이스
320 : 밀링 날
330 : 고정홈 가공수단
400 : 정밀가공용 지그
410 : 지지판
411 : 중심 고정 샤프트
411a : 턱
420 : 다리
430 : 고정수단

Claims

(a) 선반머신이 가공물의 표면의 표면조도가 소정 값 이하이도록 가공하고, 상기 가공물의 중심에 중심 고정 샤프트가 끼워져 위치가 고정되는 중심홀을 형성하되, 상기 중심홀이 미리 내정된 설계에 비해 일정한 두께의 가공 공차를 갖도록 황삭 가공되는 단계;
(b) 상기 선반머신이, 상기 중심홀의 가공 공차를 연삭함으로써 상기 중심홀의 형상이 미리 내정된 설계에 부합하도록 정삭 가공되는 단계;
(c) 밀링머신이, 상기 가공물의 측면 형상이 미리 내정된 설계에 비해 일정한 두께의 가공 공차를 갖도록, 상기 가공물의 측면을 황삭 가공하는 단계; 및
(d) 상기 밀링머신이, 상기 가공물의 측면의 가공 공차를 연삭함으로써 상기 가공물의 측면 형상이 미리 내정된 설계에 부합하도록, 상기 가공물의 측면을 정삭 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법.
제 1항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
(a1) 척이, 상기 가공물의 측면에 수직인 적어도 3개 이상의 방향에서 상기 가공물의 측면 하부에 압력을 가하여 상기 가공물을 고정하는 단계,
(a2) 상기 선반머신의 선반 날이, 상기 가공물의 측면 상부의 표면조도가 소정 값 이하이도록 상기 가공물을 가공하는 단계,
(a3) 상기 선반머신의 드릴이 상기 가공물의 중심에 소정 직경으로 중심홀을 형성하는 단계,
(a4) 상기 선반 날이 상기 가공물의 상면의 표면 조도가 소정 값 이하이도록 상기 가공물을 가공하는 단계,
(a5) 상기 척이 상기 가공물의 측면에 수직인 적어도 3개 이상의 방향에서 상기 가공물의 측면 상부에 압력을 가하여 상기 가공물을 고정하는 단계,
(a6) 상기 선반 날이 상기 가공물의 측면 하부의 표면조도가 소정 값 이하이도록 상기 가공물을 가공하는 단계, 및
(a7) 상기 선반 날이 상기 가공물의 하면의 표면 조도가 소정 값 이하이도록 상기 가공물을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법.
제 2항에 있어서,
(a8) 상기 선반날이 상기 중심홀과 상기 가공물의 상면이 접하는 모서리를 소정 갖도록 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법.
제 2항에 있어서,
상기 (a3) 단계는,
상기 선반 날이, 상기 중심홀의 가공 공차가 0.015mm 이상 0.02mm 이하이도록 상기 중심홀을 황삭 가공 하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법.
제 1항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b1) 척이 상기 가공물의 측면에 수직인 적어도 3개 이상의 방향에서 압력을 가하여 상기 가공물의 의 측면을 고정하는 단계 및
(b2) 보링바가 상기 중심홀의 내측 표면을 정삭 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법.
제 1항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
(c1) 바이스가 상기 가공물의 측면에 수직인 적어도 2개 이상의 방향에서 상기 가공물의 측면 하부에 압력을 가하여 상기 가공물을 고정하는 단계,
(c2) 상기 밀링머신의 밀링 날이 상기 가공물의 측면 형상이 미리 내정된 설계에 비해 소정의 가공 공차를 갖도록 상기 가공물의 측면 상부의 형상을 황삭 가공하는 단계,
(c3) 상기 바이스가 상기 가공물의 측면에 수직인 적어도 2개 이상의 방향에서 상기 가공물의 측면 상부에 압력을 가하여 상기 가공물을 고정하는 단계,
(c4) 고정홈 가공수단이 상기 가공물의 하면에 수직으로 소정 두께 및 소정 직경을 갖는 고정홈을 가공하는 단계 및
(c5) 상기 밀링 날이, 상기 가공물의 측면 형상이 미리 내정된 설계에 비해 소정의 가공 공차를 갖도록 상기 가공물의 측면 하부의 형상을 황삭 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법.
제 6항에 있어서,
상기 (c2) 단계 및 상기 (c5) 단계는,
상기 밀링 날이, 상기 가공물의 측면의 형상이 미리 내정된 설계의 형상에 비해 0.18mm 이상 0.2mm 이하 만큼의 가공 공차를 갖도록 상기 가공물을 황삭 가공하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법.
제 6항에 있어서,
상기 (c4) 단계는,
(c41) 상기 고정홈 가공수단이 상기 가공물의 하면에 수직으로 소정 두께 및 소정 직경을 갖는 고정홈을 형성하는 단계,
(c42) 상기 고정홈 가공수단이 상기 (c41) 단계에서 형성된 홈의 표면을 태핑하는 단계 및
(c43) 상기 고정홈 가공수단이, 상기 고정홈의 내부 표면 조도가 소정 수치 이하이도록 상기 고정홈의 내부면을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법.
제 8항에 있어서,
상기 고정홈은,
상기 중심홀을 중심으로 일정간격 이격된 3개 이상의 홈인 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법.
제 8항에 있어서,
상기 고정홈은,
깊이에 따라 상기 가공물의 하면과 가까운 제 1 구간과 상기 제 1 구간을 사이에 두고 상기 가공물의 하면으로부터 이격된 제 2 구간을 포함하며,
상기 제 1 구간은 표면이 평평하게 형성되고,
상기 제 2 구간은 표면에 나사산이 형성되되, 상기 나사산의 산 및 골의 직경이 상기 제 1 구간의 직경보다 작도록 가공되는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법.
제 1항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
(d1) 밀링머신에 상기 중심홀이 끼워지는 중심 고정 샤프트가 형성된 정밀가공용 지그가 결합되는 단계,
(d2) 상기 (d1) 단계에서 결합된 상기 정밀가공용 지그의 상기 중심 고정 샤프트에 상기 가공물의 상기 중심홀을 끼워 결합하는 단계 및
(d3) 상기 가공물의 측면 형상을 미리 내정된 설계에 부합하도록 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 방법.
가공물을 가공하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템에 있어서,
상기 가공물의 표면조도가 소정 수치 이하이도록 상기 가공물을 가공하고, 상기 가공물의 중심에 중심 고정 샤프트가 끼워져 위치가 고정되는 중심홀을 가공하는 선반 머신;
상기 가공물의 측면의 형상이 미리 내정된 설계에 부합하도록 황삭 및 정삭 가공하는 밀링 머신;
상기 밀링 머신에 결합되어 상기 가공물의 위치를 고정하고, 상기 중심 고정 샤프트가 형성된 정밀가공용 지그;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 선반 머신은,
상기 가공물의 측면의 수직인 적어도 3개 이상의 방향에서 상기 가공물의 측면에 압력을 가하여 상기 가공물을 고정하는 척과,
상기 가공물의 표면을 식각하여 상기 가공물의 측면의 표면조도가 소정 수치 이하이도록 상기 가공물의 측면을 가공하는 선반 날을 포함하고,
상기 가공물의 중심에 상기 중심홀을 형성하되, 미리 내정된 설계에 비해 소정의 가공 공차를 갖도록 황삭 가공하는 드릴을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템.
제 13항에 있어서,
상기 선반 머신은,
상기 드릴에 의해 황삭 가공된 상기 중심홀의 표면을 정삭 가공하는 보링바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 밀링 머신은,
상기 가공물의 측면의 수직인 적어도 2개 이상의 방향에서 상기 가공물의 측면에 압력을 가하여 상기 가공물을 고정하는 바이스와,
상기 가공물의 측면의 형상이 미리 내정된 설계에 부합하도록 상기 가공물의 표면을 가공하는 밀링 날 및
상기 가공물의 하면에 소정 두께로 고정홈을 형성하는 고정홈 가공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 정밀가공용 지그는,
중심에 상기 중심홀의 내부면과 서로 대응되는 형상이되, 상기 중심홀에 끼워지는 소정 높이의 중심 고정 샤프트가 형성되며, 일면이 상기 가공물의 하면과 접촉하는 지지판;
상기 지지판의 타면에 결합되고, 상기 밀링 머신과 나사결합하여 위치가 고정되는 다리;
상기 지지판에 수직방향으로 결합하고 상기 지지판과, 상기 가공물을 고정하는 고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템.
제 16항에 있어서,
상기 고정수단은,
나사산이 형성된 나사이고,
상기 나사는,
상기 나사의 헤드로부터 소정 거리 내에 위치한 구간의 측면은 편편하게 형성되고,
상기 나사의 끝단으로부터 소정 거리 내에 위치한 구간의 측면은 소정 높이의 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 진공펌프 중요 부품 로브의 정밀가공 시스템.