KR950005409B1

KR950005409B1 - 가공하기 어려운 공작물의 가공 방법

Info

Publication number: KR950005409B1
Application number: KR1019870013170A
Authority: KR
Inventors: 신지 세끼야
Original assignee: 가부시끼가이샤 디스코; 세끼아 겐이찌
Priority date: 1987-11-23
Filing date: 1987-11-23
Publication date: 1995-05-24
Also published as: KR890007843A

Abstract

내용 없음.

Description

가공하기 어려운 공작물의 가공 방법

제1도는 본 발명 방법의 한 형태를 간단하게 도시한 측면도.

제2도는 실시예에 있어서 숫돌차의 원주속도와 허용 가능한 최고 상대 이동속도 사이의 관계를 도시한 다이어그램.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 공작물 4 : 테이블

6, 14 : 구동원 10 : 축

12 : 숫돌차

발명의 분야

본 발명은, 초연마 입자로 만든 숫돌차로, 견고하고 취약하며 가공하기 어려운 공작물을 가공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 명세서와 첨부된 청구범위에서 사용된 "초연마 입자로 만든 숫돌차"라는 말은 천연 혹은 인조 다이아몬드 연마 입자나 입방체의 질화 붕소 연마 입자와 같은 초연마 입자를 결합하여 만든 원형 혹은 환형 회전 숫돌차를 의미한다. 여기에 사용된 "견고하고 취약하며 가공하기 어려운 공작물"이라는 말은, 일반적으로 초연마 입자로 만든 숫돌차로 가공되는 공작물, 예를 들어, 페라이트 혹은 세라믹 공작물을 의미한다.

종래의 기술

공지되어 있는 바와 같이, 견고하고 취약하며 가공하기 어려운 공작물을 가공함에 있어서 예를들어, 거의 직사각형 페라이트 블록내에 다수의 홈을 제공하는 판독 자기헤드의 제조에서의 홈파기 작업에 있어서, 초연마 입자로 만든 숫돌차와 공작물은 예정된 가공방향으로 서로에 대해 상대적으로 이동된다.

종래의 가공작업에서, 공작물과 숫돌차의 상대 이동속도는 공작물에 "치핑(chipping)"을 발생시키지 않고 숫돌차를 파손시키지 않는 양호한 가공을 수행하기 위하여 극히 저속을 유지해야 한다. 실제로, 본 발명자가 알고 있는 한 종래의 가공 작업에서 상기 상대 이동속도는 최고 17mm/초이다. 따라서, 종래의 가공 작업은 꽤 긴 시간을 요한다.

발명의 요약

본 발명은 상기 설명한 사실의 관점에서 완성되었다. 본 발명의 목적은 공작물의 치핑과 숫돌차의 파손과 같은 문제를 발생시키지 않고 종래의 상대 이송속도보다 높은 상대 이송속도로 양호한 가공을 수행하는 신규하고 우수한 가공 방법과 장치를 제공하는데 있다.

본 발명자는 초연마 입자로 된 숫돌차로 견고하고 취약하며 가공하기 어려운 공작물을 가공함에 있어서 다방면에 걸쳐서 철저한 연구와 실험작업을 하였다. 상기 작업에서 본 발명자는, 상대 이송속도를 상당히 중가시키기 위해서는, 숫돌차의 원주속도를 예정된 범위로 제한하는 것이 중요하다는 사실을, 다시말하면 상대 이송속도는 숫돌차의 원주속도가 너무 낮거나 너무 높을 경우에는 크게 중가될 수 없다는 사실을 뜻밖에 발견하였다.

본 발명자에 의해 발견된 상기 언급한 요구에 기초하여 본 발명은 초연마 입자로 만든 숫돌차로, 견고하고 취약하며 가공하기 어려운 공작물을 가공하기 위한 방법을 제공하는데 상기 숫돌차의 원주속도는 1000 내지 5500m/분으로 제한되고, 숫돌차와 공작물은 30mm/초 이상의 이송속도로 가공방향으로 서로에 대해 상대적으로 움직이게 되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 장치로서, 본 발명은 견고하고 취약하며 가공하기 어려운 공작둘을 지지하는 척(check) 테이블과, 회전 가능하게 설치된 초연마 입자로 만든 숫돌차와, 1000 내지 5500m/분의 원주속도로 숫돌차를 회전시킬 수 있는 회전수단과, 척 테이블과 숫돌차를 30mm/초 이상의 이송속도로 가공방향으로 서로에 대해 상대적으로 이동시키는 이동수단을 포함한다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 숫돌차의 원주 속도는 2000 내지 5000m/분, 이송속도는 50mm/초 이상이다.

양호한 실시예에 대한 상세한 설명

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도를 참조하면, 가공될 견고하고 취약하며 가공하기 어려운 공작물(2) (예, 페라이트 혹은 다양한 세라믹)은 좌우방향으로 움직일 수 있게 설치된 척 테이블(4)위에 자기인력 흑인 진공 척킹과 같은 적절한 방법에 의하여 확고히 고정되어 유지된다. 구동원(6)(예, 전기모터)은 테이블(4)에 구동적으로 연결된다. 구동원(6)은 이동수단을 구성한다. 구동원(6)을 가동하면, 테이블(4)과 테이블에 확고히 고정된 공작물(2)이 화살표(8) 방향(또는 반대 방향)으로 이동된다.

테이블(4)상에서, 제1도의 시트면에 수직방향으로 연장하는 축(10)이 적절한 지지구조물(도시되지 않음)상에 회전가능하게 설치된다. 초연마 입자로 만든 원형 숫돌차(12)가 축(10)의 한 단부에 고정된자. 숫돌차(12)는 금속 결합방법이나 수지 결합방법과 같은 적절한 방법에 의하여 천연 혹은 인조 다이아몬드 연마 입자나 입방체의 질화 붕소 연마입자와 같은 초연마 입자를 결합하여 만든 공지된 형태의 것이다. 구동원(14)(예, 전기모터)이 축(10)에 구동적으로 연걸된다. 상기 구동원(14)은 숫돌차를 회전시키기 위한 회전수단을 구성한다. 구동원(14)을 가동하면 숫돌차(12)는 화살표(16) 방향으로 회전된다.

공작물(2)의 상부부분을 가공하므로써 좌우 방향으로 연장된 깊이 d를 갖는 홈을 제공하기 위하여, 축(10)과 테이블(4)의 상대높이는 숫돌차(12)가 그 상부면으로부터 예정된 절삭 깊이 d로 공작물(2)자 간섭하도록 조정된다. 구동원(14)이 구동되어 화살표(16) 방향으로 숫돌차(12)를 회전시키고, 구동원(6)이 구동되어 테이블(4)과 그 상부면에 고정된 공작물(2)을 화살표(8)방향으로 이동시킨다. 그결과, 공작물(2)이 이송됨에 따라 숫돌차(12)의 가공작용에 의하여 홈이 공작물(2)내에 형성된다. 제1도는 홈파기 작업의 중간단계를 도시한다) 필요시에는, 공작물(2)의 이송대신에 또는 이송에 부가하여 축(10) 및 축에 고정된 숫돌차(12)가 화살표(8) 방향과 반대 방향으로 이동될 수도 있다.

상기 가공에 있어서, 공작물(2)의 가공에 요구되는 숫돌차(12)의 힘, 즉 공작물(2)로부터 숫돌차(12)에 미치는 회전 저항을 F, 숫돌차(12)의 원주속도를 V라 하고, 이송운동에 의한 어떤 효과를 무시하면, 공작물(2)의 가공에 소모되는 숫돌차(12)의 동력 P₁은 P₁=F×V로 표현될 수 있다. 따라서, 구동원(14)은 숫돌차(12)에 동력 P₁이상의 동력 P₂를 주어야 한다.

본 발명자는 숫돌차에 최초로 실제적으로 적용된 동력 P₂에서 이송운동의 어떤 효과를 무시함으로써 결정되는 소비 동력 P1을 뺌으로써 얻어지는 동력 P₃즉, (P₂-P₁)은 가공 동안 이송운동에 기인하여 소모되고, 가공효율은 단순히 구동원(14) 동력의 증가와 이에따른 상대 이동속도의 증가에 의하여 증가될 수 있다고 생략하였다.

그러나, 이후 설명할 실험으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 상대 이송속도는 구동원의 동력을 단순히 증가함에 의하여 충분히 중가될 수 없고, 충분히 상대 이송속도를 증가하기 위해서는 숫돌차의 원주속도를 소정의 범위로 제한하는 것이 중요하다는 것이 관명되었다. 특히, 본 발명자는 종래의 가공작업에서의 최고 이송속도(17mm/초)의 약 1.8배 즉, 30mm/초의 이송속도를 얻기 위하여 슷돌차(12)의 원주속도를 1000 내지 5500m/분으로 제한할 필요가 있고, 또한 최고 이송속도(17mm/초)의 약 2.9배 즉, 50mm//초의 이송속도를 얻기 위하여 숫돌차의 원주속도를 2000 내지 5000m/분으로 제한할 필요가 있음을 알았다. 상기 현상은 절삭깊이이나 두께에 관계없이 공작물(2)의 재료와 숫돌차의 재료가 동일하면 근본적으로 유지됨을 확인하였다. 숫돌차(2)의 원주속도가 감소할때, 이송운동의 어떤 효과를 무시해서 결정된 소비동력 P1(=F×V)은 감소하고, 이송 속도는 증가될 수 있다고 생각된다. 그러나, 실제로 숫톨차(12)의 원주속도를 상기 언급한 요구된 값 이하로 감소시킴으로써 이송속도가 증가될때, 공작물(2)에 차핑이 발생되거나 숫돌차(12)에 파손이 발생한다. 비록 그 명백한 이유를 밝힐 수 없지만, 본 발명자는 치핑 및 파손의 발생이, 공작물(2)이 숫돌차(12) 자체의 초미세 (ultrafine) 파손을 일으키면서 가공되는 숫돌차의 독특한 가공방법에 기인한 것이라고 추정한다. 한편, 상기 언급한 요구값 이상으로 숫돌차의 원주속도를 증가시킴으로써 이송속도가 중가될 때도 공작물(2)에 치핑이 발생하거나 숫돌차(12)가 파손된다. 이젓도 역시 명백한 이유를 알 수 없다. 발명자는, 숫돌차(12)의 상기 독특한 가공방법에 추가하여 숫돌차(12)의 원주속도가 너무 높게 될 때에는 숫돌차의 원주 가장자리부에 부딪히는 냉각용 냉각수가 원심력 및 원심력에 의해 숫돌차 부근에 형성된 기류로 인하여 숫돌차(12)와 충분히 충돌하지 못하여 그결과 물의 냉각효과가 감소된다고 추정한다.

실시예

제1도에 도시한 방식에 따라, 길이 40mm(가공 방향), 폭 20mm, 두께 10mm의 다결정 페라이트 공삭물을 가공하여 9.Omm의 깊이를 갖는 홈을 형성하였다. 사용된 숫돌차는 금속 결합 방법에 의하여 인조 다이아몬드 연마입자를 결합함으로써 제조된. 디스크 어브라시브 시스템즈 리미티드(Disco Abrasive Systems, Ltd.)가 상표명 "AIAIR03"으로 시판되는 숫돌차이다. 숫돌차는 직경이 101.6mm(4inch)이고, 두께는 0.5mm이다. 가공 동안에 수도물을 7.0ι/분의 속도로 숫돌차의 가공부분에 충돌시킨다.

제2도는 세로축에 표 1의 원주속도를 가로축에 표 1의 최고 허용 이송 속도를 나타내어 이들 사이의 관계를 도시한 다이어그램이다 숫돌차의 원주속도가 1000 내지 5500m/분일때에는 종래의 가공작업에서의 최고 이송속도(17mm/초)의 약 1.8배 즉, 30m/초 이상으로 이송속도가 증가될 수 있으떠 숫돌차의 원주 속도가 2000 내지 5000m/분일때 종래의 최고 이송속도(17mm/초)의 약 2.9배 즉, 50mm/초 이상으로 이송속도가 중가될 수 있다는 것을 표 1과 관련하여 도시된 제 2도로부터 알 수 있다.

[표 1]

숫돌차의 원주속도는 250m/분으로부터 5750m/분으로 변화되었다. 상기 원주속도의 각각에서 공작물의 이송속도는 2mm/초만큼 증분적으로 증가되어 최고 허용 이송속도가 결정되었다. 최고 허용 이송속도는 가공동안 스파크가 발생한 이송속도이다. 이송속도가 스파크가 발생한 속도를 초과하여 증가되었을 때 다결정 페라이트 공작물에서 형성된 홈내에서 치핑이 발생되기 쉽고 숫돌차가 파손되기 쉬웠다. 숫돌차의 다양한 원주속도에서의 최고 허용 이송속도가 표 1에 도시되어 있다.

Claims

초연마 입자로 만든 숫돌차로 가공하기 어려운 공작물을 가공하는 방법에 있어서, 다이아몬드 연마 입자로 제조된 숫돌차를 제공하는 단계와, 2000 내지 5,000m/분의 원주 속도로 숫돌차를 회전시키는 단계와, 숫돌차와 공작물 사이에 가공 방향으로서의 상대 운동을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 상대 운동은 50mm/초 이상의 이송 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 가공 방법.