KR20160109688A - Electro-discharge Truing System of Metal-bonded Grinding Wheel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템에 관한 것으로, ELID연삭가공 시 금속결합제다이아몬드숫돌과 전해드레싱전극에 안정된 고주파 직류펄스 전원을 공급하는 ELID전원공급장치(100)와; 상기 ELID전원공급장치로부터 양극(＋) 전원을 받아 (－)전원을 받는 방전트루어의 동전극과 글로우 방전에 의한 스파크로 지립을 덮고 있는 금속결합제가 트루잉 되어 돌출된 지립을 통해 초정밀 연삭가공이 가능하도록 하는 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과; 상기 금속결합제다이아몬드숫돌과 대향 설치되며, 상기 ELID전원공급장치의 (－)전원을 받아 전기분해 과정에서 환원반응이 일으켜 상기 금속결합제다이아몬드숫돌 표면에 산화피막을 형성시키는 전해드레싱전극(300)과; 상기 ELID전원공급장치의 (－)전원을 받되, (＋)전원을 받는 상기 금속결합제다이아몬드숫돌과 글로우 방전에 의한 스파크를 발생시켜 상기 금속결합제다이아몬드숫돌의 금속결합제를 트루잉시키는 방전트루어(400)와; 상기 금속결합제다이아몬드숫돌의 회전속도에 대한 상대적인 회전속도를 갖도록 방전스핀들모터(410)의 회전속도를 제어하는 방전스핀들모터제어기(500)와; 상기 금속결합제다이아몬드숫돌과 방전트루어의 동전극 사이에 도전성 액체를 흐르게 하여 방전트루잉과 전해드레싱을 높이는 분사식연삭액공급장치(600)와; 상기 ELID전원공급장치로부터 금속결합제다이아몬드숫돌과 방전트루어의 동전극에 인가하는 전압, 회전수, 방전트루잉 중 발생하는 출력 전압과 전류를 매초마다 수집 확인하기 위한 모니터링 프로그램을 갖는 PC 모니터(700)와; 상기 PC 모니터 정보를 통해 사용자가 선정할 기준 전류값을 수정 입력하기 위한 사용자 조작부(800)를 구성함으로써, 원활한 방전트루잉과 드레싱 과정이 동시에 가능할 뿐만 아니라 인가전압의 세기에 따른 방전전류를 작업자가 모니터링하여 수정할 수 있다.The present invention relates to a discharge truing system for grinding a metal-bonded grinding wheel, comprising: an ELID power supply device (100) for supplying a stable high-frequency DC pulse power to a metal-bonding diamond grindstone and an electrolytic dressing electrode during ELID grinding; The copper electrode of the discharge truer receiving the positive (+) power from the ELID power supply device and receiving the negative (+) power and the metallic binder covering the abrasive due to the spark caused by the glow discharge are subjected to ultra- A diamond-like diamond wheel 200; An electrolytic dressing electrode 300 facing the metal-polishing diamond grindstone and receiving a negative power from the ELID power supply device to cause a reduction reaction in the electrolysis process to form an oxide film on the surface of the metal-bonded diamond grindstone; (-) power source of the ELID power supply unit, and generates a spark due to the metal-bonded diamond grindstone receiving the (+) power and the glow discharge to thereby tilt the metal binder of the metal- )Wow; A discharge spindle motor controller 500 for controlling the rotation speed of the discharge spindle motor 410 to have a rotation speed relative to the rotation speed of the metal-binding diamond grindstone; A spray type grinding fluid supply device 600 for flowing a conductive liquid between the metal-bonded diamond grindstone and the copper trough of the discharge truer to increase discharge truing and electrolytic dressing; A PC monitor 700 having a monitoring program for collecting and confirming every second the voltage, the number of revolutions, and the output voltage and current generated during the discharge truing, which is applied from the ELID power supply device to the copper electrodes of the metal-bonded diamond grindstone and the discharge truer, )Wow; By configuring the user operation unit 800 for correcting and inputting the reference current value to be selected by the user through the PC monitor information, it is possible to simultaneously perform the discharge truing and the dressing process, and the discharge current according to the intensity of the applied voltage Can be monitored and modified.
Description
본 발명은 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ELID연삭가공장치와 방전트루어(Electro-discharge)를 구성하여 원활한 방전트루잉과 전해드레싱 과정이 동시에 가능하도록 한 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to a discharge truing system for grinding a metal-bonded grinding wheel, and more particularly, to a discharge truing system for a metal-bonded grinding wheel in which an ELID grinding apparatus and a discharge truing electrode are formed to provide a smooth discharge truing and electrolytic dressing process. To a discharge truing system of a binder grinding wheel.
최근 첨단산업의 발전과 더불어 세라믹, 복합재료, 초경질 합금, 강화 플라스틱과 같은 난삭재의 고효율, 고품질 및 고정밀도가 요구되고 있다.Recently, high efficiency, high quality and high precision of hard materials such as ceramics, composites, super hard alloys and reinforced plastics have been demanded along with the development of high-tech industries.
연삭가공은 연삭숫돌의 작용면에 따라 공작물 표면에 형상이 그대로 재현되는 모성가공방식으로써 가공표면은 연삭숫돌 표면에 분포되어 있는 지립(Abrasive Grain)의 돌출 상태에 영향을 받는다. 특히 금속결합제다이아몬드숫돌인 경우 일반적인 방전트루잉(Electro-discharge Truing) 방법으로 트루잉할 경우 주철의 강성 때문에 트루잉 시 지립을 덮고 있는 금속결합제의 탈락이 어려워 지립이 뚜렷하게 돌출하지 못하는 경향을 가지고 있다.The grinding process is a maternal machining method in which the shape is reproduced on the surface of the workpiece according to the action surface of the grinding wheel. The machined surface is influenced by the protruding state of the abrasive grains distributed on the grinding wheel surface. Particularly, in the case of a metal-bonded diamond grinding stone, when the truing is performed by a general discharge truing method, the metal binder covering the truing grains is difficult to fall off due to the rigidity of the cast iron, so that the grain tends not to protrude remarkably .
이러한 일반적인 방전트루잉 방법의 단점을 개선하기 위해 방전가공원리를 응용한 방전트루잉 모식도가 소개되어 있다. 방전트루잉의 원리는 인가되는 전압에 의해 자기를 띄는 연삭숫돌과 전극표면에 형성된 간극에서 전리작용에 의해 발생하는 방전현상으로 연마입자를 둘러싼 금속결합제가 탈락되는 방식이다. 즉, 연삭숫돌의 표면에 부분적으로 돌출되어 있는 다이아몬드 지립은 트루잉 시 연삭숫돌의 표면과 전극이 접촉하면서 지립을 고정하고 있는 금속결합제가 전압에 의해 자기 상태인 전극과 접촉하여 스파크가 발생된다. 이때 금속결합제의 일부분이 스파크에 의해 방출되면서 다이아몬드 지립이 돌출됨과 동시에 연삭숫돌 표면을 트루잉하는 방식이다(도 1 참조).To overcome the disadvantages of such a general discharge truing method, a discharge truing pattern diagram using an electric discharge machining principle is introduced. The principle of the discharge truing is a method in which the metal binder surrounding the abrasive particles is dropped off by a discharge phenomenon generated by the ionizing action in the grinding wheel and the gap formed on the electrode surface by the applied voltage. That is, the diamond abrasive grains partially protruding from the surface of the abrasive grindstone come into contact with the surface of the abrasive grindstone during truing, and the metal binder that fixes the abrasive grains contacts with the electrode in the magnetic state by the voltage, and sparks are generated. At this time, a portion of the metal binder is released by the spark to protrude the diamond abrasive grains and at the same time, the surface of the grinding abrasive is trued (refer to FIG. 1).
이와 같은 방전트루잉 방법은 공작기계에 부착하여 금속결합제 숫돌을 트루잉할 때 보다 정밀하고 날카롭게 트루잉을 할 수 있으며, 숫돌 폭의 넓이와 숫돌 크기에 상관없이 적용할 수 있다. 또한 기존 트루잉보다 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.Such a discharge truing method can be applied to a machine tool to precisely and precisely truing it when touched with a metal binder grinding wheel, regardless of the width of the grinding wheel and the size of the grinding wheel. It also has the advantage that it can save time than existing truing.
그러나 이 기술은 지립을 탈락시키는 방전트루잉은 가능하지만 ELID연삭가공장치와 결합한 방전트루잉(Electro-discharge Truing)과 드레싱(Dressing)이 동시에 가능하지 못하는 문제점을 여전히 안고 있다.However, this technology still has the problem that discharging truing which can dislodge abrasive grains is possible, but the electro-discharge truing and dressing combined with the ELID grinding machine are not possible at the same time.
따라서 본 발명은 ELID연삭가공장치와 결합한 방전트루잉과 드레싱 과정이 동시에 가능한 새로운 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템을 제안하고자 한다.
Accordingly, the present invention proposes a discharge truing system of a new metal binder grinding wheel capable of simultaneously performing a discharge truing and a dressing process combined with an ELID grinding apparatus.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 ELID연삭가공장치와 결합한 동전극(Copper Electrode)을 갖는 방전트루어(Electro-discharge Trueer)와 PC 모니터를 구성함으로써, 원활한 방전트루잉과 드레싱 과정이 동시에 가능할 뿐만 아니라 인가전압의 세기에 따른 방전전류를 작업자가 모니터링하여 수정할 수 있도록 한 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
DISCLOSURE Technical Problem Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an ELID grinding apparatus and a PC monitor, which have a copper electrode and a discharge truer, The present invention aims to provide a discharge truing system of a metal-bonded grinding wheel in which a smooth discharge truing and dressing process are possible at the same time as well as a discharge current according to an applied voltage intensity can be monitored and corrected by an operator.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, ELID연삭가공 시 금속결합제다이아몬드숫돌과 전해드레싱전극에 안정된 고주파 직류펄스 전원을 공급하는 ELID전원공급장치(100)와; 상기 ELID전원공급장치로부터 양극(＋) 전원을 받아 (－)전원을 받는 방전트루어의 동전극과 글로우 방전에 의한 스파크로 지립을 덮고 있는 금속결합제가 트루잉 되어 돌출된 지립을 통해 초정밀 연삭가공이 가능하도록 하는 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과; 상기 금속결합제다이아몬드숫돌과 대향 설치되며, 상기 ELID전원공급장치의 (－)전원을 받아 전기분해 과정에서 환원반응이 일으켜 상기 금속결합제다이아몬드숫돌 표면에 산화피막을 형성시키는 전해드레싱전극(300)과; 상기 ELID전원공급장치의 (－)전원을 받되, (＋)전원을 받는 상기 금속결합제다이아몬드숫돌과 글로우 방전에 의한 스파크를 발생시켜 상기 금속결합제다이아몬드숫돌의 금속결합제를 트루잉시키는 방전트루어(400)와; 상기 금속결합제다이아몬드숫돌의 회전속도에 대한 상대적인 회전속도를 갖도록 방전스핀들모터(410)의 회전속도를 제어하는 방전스핀들모터제어기(500)와; 상기 금속결합제다이아몬드숫돌과 방전트루어의 동전극 사이에 도전성 액체를 흐르게 하여 방전트루잉과 전해드레싱을 높이는 분사식연삭액공급장치(600)와; 상기 ELID전원공급장치로부터 금속결합제다이아몬드숫돌과 방전트루어의 동전극에 인가하는 전압, 회전수, 방전트루잉 중 발생하는 출력 전압과 전류를 매초마다 수집 확인하기 위한 모니터링 프로그램을 갖는 PC 모니터(700)와; 상기 PC 모니터 정보를 통해 사용자가 선정할 기준 전류값을 수정 입력하기 위한 사용자 조작부(800)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ELID power supply apparatus for supplying a stable high frequency DC pulse power to a metal-bonding diamond grindstone and an electrolytic dressing electrode during ELID grinding; The copper electrode of the discharge truer receiving the positive (+) power from the ELID power supply device and receiving the negative (+) power and the metallic binder covering the abrasive due to the spark caused by the glow discharge are subjected to ultra- A diamond-
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 금속결합제다이아몬드숫돌은, 상기 전해드레싱전극에 의해 숫돌 표면에 형성된 산화피막은 워크가공 시 돌출된 지립에 흡수되어 연삭가공 시 면조도를 향상시키는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the metal-bonded diamond grindstone, the oxide film formed on the surface of the grindstone by the electrolytic dressing electrode is absorbed by abrasive protruded when the workpiece is worked, thereby improving the surface roughness during grinding.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 전해드레싱전극은, 방전트루잉과 동시에 상기 금속결합제다이아몬드숫돌의 표면에 산화피막을 형성시킬 수 있도록 상기 ELID전원공급장치로부터 (－)전원이 공급되도록 스위칭 온(on)되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the electrolytic dressing electrode may be switched to supply (-) power from the ELID power supply device so as to form an oxide film on the surface of the metal- And is turned on.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 방전트루어는, 트루어스핀들을 회전시키는 방전스핀들모터(410)와 상기 방전스핀들모터와 연결되어 고속으로 회전하는 트루어스핀들(420) 및 상기 트루어스핀들에 연결되어 글로우 방전을 일으키는 동전극(430)을 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the discharge truer includes a
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 방전트루어는, 상기 방전트루어의 전체 크기는 270x160x100mm이고 동전극은 직경 80mm, 두께 8mm, 회전수 8200rpm 으로 설계 제작되며, 상기 ELID전원공급장치으로부터 상기 트루어스핀들의 내부에 전류가 흐르도록 상기 트루어스핀들 후부에는 브러쉬(440)가 장착되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the discharge truer is designed such that the total size of the discharge truer is 270x160x100 mm, the diameter of the copper electrode is 80 mm, the thickness is 8 mm, the number of revolutions is 8200 rpm, And a
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 사용자 조작부는, 상기 PC 모니터를 통해 인가전압을 85[V]로 설정하고 상기 금속결합제다이아몬드숫돌의 표면과 동전극이 접촉한 시점을 기준으로 ELID연삭가공장치의 Z축을 올려 한번에 2[㎛]씩 2~6[㎛] 간극거리로 절입 및 접촉할 때 2[㎛] 간극거리에서는 방전전류를 0.2[A] 기준전류로 선정하는 것을 특징으로 한다.
According to another embodiment of the present invention, the user manipulation unit may set an applied voltage to 85 [V] through the PC monitor, and based on the time when the copper electrode and the surface of the metal- The discharge current is selected to be 0.2 [A] at the gap distance of 2 [탆] when the Z-axis of the Z-axis is inserted and brought into contact with the gap distance of 2 [m] to 2 [m] at a time.
본 발명의 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the discharge truing system of the metal-bonded grinding wheel of the present invention, the following effects can be obtained.
ELID연삭가공장치와 결합한 동전극(Copper Electrode)을 갖는 방전트루어(Electro-discharge Trueer)를 구성함으로써, By constructing an electro-discharge truer with a copper electrode combined with an ELID grinding machine,
(1)금속결합제다이아몬드숫돌을 트루잉할 때 금속결합제를 덮고 있는 지립을 용이하게 돌출시키기 위해 보다 정밀하고 날카롭게 트루잉을 할 수 있으며, 숫돌 폭의 넓이와 숫돌 크기에 상관없이 적용할 수 있다.(1) Metal binder When toughening the diamond grindstone, it is possible to perform more accurate and sharp truing in order to easily protrude the abrasive covering the metal binder, regardless of the width of the grindstone and the size of the grindstone.
(2)원활한 방전트루잉 및 드레싱 과정이 동시에 가능하여 세라믹, 복합재료, 초경질 합금, 강화플라스틱과 같은 난삭재에 대한 고효율, 고품질 및 고정밀한 연삭가공이 가능하다.(2) Smooth Discharge Truing and dressing processes are possible at the same time, enabling high-efficiency, high-quality and high-precision grinding of difficult materials such as ceramics, composites, super hard alloys and reinforced plastics.
(3) ELID전원공급장치로부터 양극(＋) 전원을 공급받는 금속결합제다이아몬드숫돌과 음극(－) 전원을 공급받는 방전트루어(Electro-discharge Truer)에 인가되는 전압의 세기에 따른 방전전류를 사용자(혹은 작업자가)가 모니터링하여 수정할 수 있는 독특한 효과가 있다.
(3) The discharge current according to the intensity of the voltage applied to the metal-coupled diamond grindstone and the electro-discharge truer supplied with the negative (-) power is supplied to the user There is a unique effect that can be monitored and corrected by the operator (or operator).
도 1은 종래의 방전현상에 의한 방전트루잉 모식도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템에 대한 개략도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템에 대한 전체 구성을 나타낸 블럭도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템에 대한 방전트루어 도면 및 제작된 실물사진
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템에 대한 모니터링을 나타낸 블럭도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템의 실물사진 및 부분 확대사진1 shows a discharge truing mode diagram by a conventional discharge phenomenon
2 is a schematic view of a discharge truing system of a metal binder grinding wheel according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a block diagram showing the overall configuration of a discharge truing system of a metal binder grindstone according to a preferred embodiment of the present invention
FIG. 4 is a view showing a discharge truer for a discharge truing system of a metal-bonded grinding wheel according to a preferred embodiment of the present invention,
5 is a block diagram illustrating monitoring of a discharge truing system of a metal-bonded grinding wheel according to a preferred embodiment of the present invention
FIG. 6 is a photomicrograph and a partial enlarged view of a discharge truing system of a metal binder grinding wheel according to a preferred embodiment of the present invention
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야하며 비록 종래기술과 동일한 부호가 표시되더라도 종래기술은 그 자체로 해석하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. Although the same reference numerals are used in the different drawings, the same reference numerals are used throughout the drawings. The prior art should be interpreted by itself. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1 내지 6을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템의 구성은, 크게 ELID전원공급장치(Power Supply,100), 금속결합제다이아몬드숫돌(200), 전해드레싱전극(300), 방전트루어(Electro-discharge Truer,400), 방전스핀들모터제어기(500) 및 분사식연삭액공급장치(600), PC 모니터(700), 사용자 조작부(800)로 이루어지며, 상기 ELID전원공급장치의 양극(＋) 전원은 금속결합제다이아몬드숫돌과 연결되고, 상기 ELID전원공급장치의 음극(－) 전원은 방전트루어(Electro-discharge Truer,400)에 연결되어 인가전압의 세기에 따른 방전전류를 사용자(혹은 작업자)가 확인하여 수정할 수 있는 독특한 특징이 있다.1 to 6, the structure of a discharge truing system of a metal-bonded grinding wheel according to an embodiment of the present invention is roughly divided into an ELID
도 1 및 도 2를 참조하여, 상기 ELID전원공급장치(ELID Power Supply,100)는, 전해 드레싱 연삭가공을 위해서 연삭숫돌과 전극에 안정된 고주파의 직류펄스(DC Pulse)를 발생시키는 전원을 공급하여 전기분해 및 화학반응이 이루어지도록 하는 수단이다.Referring to FIGS. 1 and 2, the ELID
여기서, 상기 전해 드레싱(ELID, Electrolytic In-process Dressing) 연삭가공 기술은 반도체, 유리, 세라믹스, 초경합금 등 각종재료의 가공특성과 함께 고능률 연삭가공 기술로 주목 받고 있으며, 도전성 주철을 결합제로 한 연삭숫돌과 펄스파형을 발생하는 전원장치, 비선형 전해 현상을 동반하는 수용성 연삭액을 이용하여 숫돌 표면에 산화피막을 형성시켜 연속적으로 드레싱하는 방법으로 숫돌의 지립과 공작물 간의 피삭 특성을 향상시키는 기술이다. 또한, 연속적인 드레싱으로 가공 중 눈메움 현상을 저감하기 때문에 높은 입도의 숫돌 사용이 가능하므로 #8000이상의 초지립 금속본드 숫돌을 이용한 나노급 표면 평활성을 실현하고 생산에 적용하여 품질향상에 크게 기여하고 있다. ELID 연삭가공을 하기 위해서는 초기 트루잉(Truing)과 드레싱(Dressing)은 필수적이다.Here, the ELID (Electrolytic In-process Dressing) grinding technique is attracting attention as a high-efficiency grinding technique along with various kinds of materials such as semiconductor, glass, ceramics and cemented carbide. It is a technique to improve the machining characteristics between the abrasive grain and the workpiece by using the power source that generates the grindstone and pulse waveform, and the continuous dressing by forming an oxide film on the grindstone surface using the water-soluble grinding fluid accompanied by the nonlinear electrolytic phenomenon. In addition, continuous dressing reduces the phenomenon of snowing during machining. Therefore, it is possible to use a grinding wheel with high grain size. Therefore, it is possible to realize the nano grade surface smoothness by using the grinding wheel of # 8000 or more. have. Initial truing and dressing are essential for ELID grinding.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)은, 초정밀 연삭가공용 숫돌로서, 상기 ELID전원공급장치(100)로부터 양극(＋) 전원을 공급 받으며, 상기 ELID전원공급장치(100)에서 음극(－) 전원을 공급받은 방전트루어(400)와 일정 간극으로 근접되어 글로우 방전(Glow Discharge)에 의해 발생된 스파크(Spark)로 지립(Abrasive Grain)을 덮고 있는 금속결합제가 보다 정밀하고 날카롭게 트루잉(Truing) 되어 뚜렷하게 돌출된 지립을 통해 초정밀 연삭가공이 가능하도록 하는 연삭숫돌이다.1 to 3, the metal-bonded
또한, 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)은, ELID연삭가공 시에는 음극(－) 전원을 공급받는 전해드레싱전극(300)과 함께 숫돌표면에 부도체 피막 형성을 위하여 전기분해 과정에서 산화반응이 일어나는 양극(＋) 전원을 공급받는 애노드(Anode)에 해당하며, 피가공물(혹은 공작물)과 접촉되어 ELID연삭가공을 수행하는 연삭숫돌이다. 상기 연삭숫돌에는 금속결합제가 본딩(Bonding)되며 상기 ELID전원공급장치(100)의 양극(＋) 전원과 연결되어 공급되는 고주파의 직류펄스에 의해 금속결합제가 전기분해 및 화학반응을 일으켜 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)의 표면에 부도체를 형성시킨다. 즉, 상기 금속결합제다이아몬드숫돌에 본딩된 금속결합제의 표면을 덮어 싸는 산화물의 얇은 막인 알루마이트(Alumite)와 같은 산화피막(Anodized)인 절연체가 지속적으로 형성되도록 하여 초정밀 연삭가공을 수행할 수 있게 된다. 연삭숫돌의 표면에 산화피막이 형성되면, 더 이상의 통전은 어렵게 되어 전해드레싱은 종료되고 산화피막은 워크 가공 시 쉽게 벗겨지면서 돌출된 지립에 흡수(쿠션효과)되어 연삭시 면조도가 향상된다. 또한, 자생작용이 활성화되기 때문에 지립도 잘 유지될 수 있게 된다.In addition, in the ELID grinding process, the metal-binding
다시 도 1 및 도 2를 참조하여, 상기 전해드레싱전극(Electrode,300)은, 상기 ELID전원공급장치(100)의 음극(－) 전원과 연결되어 전기분해 과정에서 환원반응이 일어나는 전극으로 캐소드(Cathode)에 해당되며, 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과 일정한 간격을 두고 대향되어 설치된다.1 and 2, the
여기서 상기 전해드레싱전극(300)은, 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)의 표면에 산화피막이 형성되면 통전종료에 의해 정지되겠으나, 방전트루잉 시 상기 ELID전원공급장치(100)의 음극(－) 전원이 공급되지 않도록 스위칭 수단을 통해 오프(off) 시킬 수 있고, 처음부터 방전트루어(400)의 동전극(430)으로만 상기 ELID전원공급장치(100)의 음극(－) 전원이 공급되도록 스위칭 온(on) 될 수 있다. 그러나 방전트루어가 ELID연삭가공장치와 결합시에는 방전트루어와 전해드레싱 과정이 동시에 이루어지는 것이 본 발명의 특징이다.Here, the
도 3 내지 도 4를 참조하여, 상기 방전트루어(Electro-discharge Truer,400)는, 상기 ELID전원공급장치(100)의 음극(－) 전원과 연결되며, 상기 ELID전원공급장치(100)의 양극(＋) 전원과 연결된 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과 일정 간격으로 근접되어 글로우 방전에 의한 스파크를 발생시켜 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)의 금속결합제를 보다 정밀하고 날카롭게 트루잉(Truing)시켜 뚜렷하게 돌출된 금속결합제다이아몬드숫돌의 지립을 통해 초정밀 연삭가공이 가능하도록 한다.3 to 4, the
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방전트루어(400)는, 트루어스핀들(Truer Spindle)을 회전시키는 방전스핀들모터(Electro-discharge Spindle Motor,410)와 상기 방전스핀들모터와 연결되어 고속으로 회전하는 트루어스핀들(Truer Spindle,420)과 상기 트루어스핀들에 연결되어 글로우 방전(Glow Discharge)을 일으키는 동전극(Copper Electrode,430)을 구비한다.Here, the discharge truer 400 according to the embodiment of the present invention includes an electric
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 방전트루어(400)는, 직경 80mm, 두께 8mm의 동전극(430)을 제작하였으며, 상기 ELID전원공급장치(100)에 의한 상기 트루어스핀들(420) 내부에 전류가 흐르도록 상기 트루어스핀들 후부에는 브러쉬(440)를 장착하였다.The discharge truer 400 according to the preferred embodiment of the present invention has a
또한, 방전트루잉 시 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)이 전후 이송하기에 충분하도록 상기 동전극(430)과 방전트루어(400)간의 간격을 80~100mm로 설계하였다. 그리고 방전트루어(400)의 전체 크기는 270x160x100mm로 설계 제작하고 동전극의 회전수는 최대 8200rpm까지 가능하도록 설계하였다.Also, the distance between the
도 2 및 도 4를 참조하여, 상기 방전스핀들모터제어기(500)는, 방전스핀들모터(410)의 회전속도를 제어하기 위한 수단으로, 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)의 회전속도에 대한 상대적인 회전속도를 갖도록 동기화시켜 양극(＋) 전원을 공급받는 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과 음극(－) 전원을 공급받는 방전트루어(400)의 동전극(430)간에 글로우 방전을 일으켜 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)의 방전트루잉을 효과적으로 발생시키도록 하였다.2 and 4, the discharge
다시 말해서, 인가전압에 의해 자기를 띄고 있는 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과 방전트루어(400)의 동전극(430) 표면사이 간극에서 양이온과 음이온이 서로 접촉하여 발생되는 전리작용에 의해 연마입자를 둘러싼 금속결합제가 용이하게 소손(혹은 탈락)될 수 있도록 하기 위해 회전속도를 제어할 필요성이 있다. 일반적으로 연마숫돌은 최대 2000rpm 정도의 회전속도를 갖기 때문에 최대 8200rpm을 갖는 동전극의 방전트루어 속도를 연마숫돌의 상대적인 속도로 맞추어 줌으로써, 금속결합제를 보다 정밀하고 날카롭게 트루잉(Truing)시켜 뚜렷하게 돌출된 금속결합제다이아몬드숫돌의 지립을 통해 초정밀 연삭가공이 가능하도록 한다. 이때 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과 방전트루어(400)의 동전극(430) 표면사이의 간극거리를 확인하기 위해 숫돌표면과 전극이 접촉하는 시점의 방전전류를 확인할 필요가 있다.In other words, by the ionizing action in which the positive ions and the negative ions are brought into contact with each other in the gap between the metal-polishing
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 방전원리에 따라 인가전압을 85[V]로 설정하고 금속결합제다이아몬드숫돌의 표면과 동전극이 접촉한 시점을 기준으로 ELID연삭가공장치의 Z축을 올려 한번에 2[㎛]씩 2~6[㎛] 간극거리로 절입하여 접촉할 때 2[㎛] 간극거리에서 방전전류가 0.2[A]임을 최적으로 확인하여 기준전류로 선정하였다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the applied voltage is set to 85 [V] according to the principle of discharge, and the Z axis of the ELID grinding machine is raised based on the time when the copper electrode and the surface of the metal- ] 2 by 6 [㎛], the discharge current was found to be 0.2 [A] at the gap distance of 2 [㎛] when it was inserted into the gap distance.
다시 도 2 및 도 3을 참조하여, 상기 분사식연삭액공급장치(600)는, 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과 동전극(430) 사이에 도전성 액체를 흐르게 하여 방전트루잉과 전해드레싱 효과를 배가시키도록 하는 수단이다.Referring to FIGS. 2 and 3 again, the sprayable grinding
도 3과 도 5를 참조하여, 상기 PC 모니터(700)는, PC 기능을 갖고 상기 ELID전원공급장치(100) 및 방전트루어(400)와 센싱(Sensing) 가능하며, 사용자(혹은 작업자)가 상기 PC 모니터를 통해 ELID전원공급장치(100)에서 방전트루어(400)의 동전극(430)으로 인가되는 전압은 물론 상기 방전스핀들모터제어기(500)를 단속할 수 있도록 한 일종의 모니터링수단이다.3 and 5, the
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 프로그램(710)은, 방전현상에 의한 방전트루잉을 확인하기 위해 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과 동전극(430) 표면에 생성되는 방전전류를 사전에 설정된 모니터링 프로그램을 통해 수집 가능하도록 하였다. 즉, ELID전원공급장치(100)에서 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과 방전트루어(400)의 동전극(430)에 인가하는 전압과, 회전수, 방전트루잉 중 발생하는 출력 전압 및 전류를 매초(sec)마다 동시에 수집하도록 프로그래밍 되어 있다.5, a
다시 도 3을 참조하여, 상기 사용자 조작부(800)는, 상기 PC 모니터(700)상에 표시된 상기 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과 방전트루어(400)의 동전극(430)에 인가하는 전압과, 회전수, 방전트루잉 중 발생하는 출력 전압 및 전류에 대한 디스플레이 정보를 통해 사용자가 선정할 기준 전류값을 수정 입력하기 위한 수단이다.Referring again to FIG. 3, the
도 6은 전술한 기술적 구성들이 결합된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템의 실물사진 및 부분 확대사진을 나타낸다.FIG. 6 is a photographic view and a partial enlarged view of a discharge truing system of a metal-bonded grinding wheel according to a preferred embodiment of the present invention in which the above-described technical structures are combined.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템은 금속결합제다이아몬드숫돌을 갖는 ELID연삭가공장치와 결합한 방전트루어(Electro-discharge Trueer)의 동전극(Copper Electrode) 및 PC 모니터를 구성함으로써, 원활한 방전트루잉과 전해드레싱 과정이 동시에 가능할 뿐만 아니라, 인가전압의 세기에 따른 방전전류를 작업자가 모니터링하여 수정 입력할 수 있도록 한 독특한 특징이 갖는다고 할 수 있다.As described above, the discharge truing system of the metal-bonded grinding wheel according to the preferred embodiment of the present invention includes a copper electrode and a copper electrode of an electro-discharge truer combined with an ELID grinding machine having a metal- By configuring the PC monitor, the discharge truing process and the electrolytic dressing process can be performed at the same time, and the discharge current according to the intensity of the applied voltage can be monitored and corrected by the operator.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100 : ELID전원공급장치
200 : 금속결합제다이아몬드숫돌
300 : 전해드레싱전극
400 : 방전트루어
410 : 방전스핀들모터
420 : 트루어스핀들
430 : 동전극
440 : 브러쉬
500 : 방전스핀들모터제어기
600 : 분사식연삭액공급장치
700 : PC 모니터
800 : 사용자 조작부100: ELID power supply
200: Metal binder diamond wheel
300: electrolytic dressing electrode
400: discharge truer
410: Discharge spindle motor 420: Truer spindle
430: copper electrode 440: brush
500: Discharge spindle motor controller
600: Injection grinding fluid feeder
700: PC monitor
800:
Claims (6)
상기 ELID전원공급장치로부터 양극(＋) 전원을 받아 (－)전원을 받는 방전트루어의 동전극과 글로우 방전에 의한 스파크로 지립을 덮고 있는 금속결합제가 트루잉 되어 돌출된 지립을 통해 초정밀 연삭가공이 가능하도록 하는 금속결합제다이아몬드숫돌(200)과;
상기 금속결합제다이아몬드숫돌과 대향 설치되며, 상기 ELID전원공급장치의 (－)전원을 받아 전기분해 과정에서 환원반응이 일으켜 상기 금속결합제다이아몬드숫돌 표면에 산화피막을 형성시키는 전해드레싱전극(300)과;
상기 ELID전원공급장치의 (－)전원을 받되, (＋)전원을 받는 상기 금속결합제다이아몬드숫돌과 글로우 방전에 의한 스파크를 발생시켜 상기 금속결합제다이아몬드숫돌의 금속결합제를 트루잉시키는 방전트루어(400)와;
상기 금속결합제다이아몬드숫돌의 회전속도에 대한 상대적인 회전속도를 갖도록 방전스핀들모터(410)의 회전속도를 제어하는 방전스핀들모터제어기(500)와;
상기 금속결합제다이아몬드숫돌과 방전트루어의 동전극 사이에 도전성 액체를 흐르게 하여 방전트루잉과 전해드레싱을 높이는 분사식연삭액공급장치(600)와;
상기 ELID전원공급장치로부터 금속결합제다이아몬드숫돌과 방전트루어의 동전극에 인가하는 전압, 회전수, 방전트루잉 중 발생하는 출력 전압과 전류를 매초마다 수집 확인하기 위한 모니터링 프로그램을 갖는 PC 모니터(700)와;
상기 PC 모니터 정보를 통해 사용자가 선정할 기준 전류값을 수정 입력하기 위한 사용자 조작부(800)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템.
An ELID power supply 100 for supplying a stable high-frequency DC pulse power to the metal-bonded diamond grindstone and the electrolytic dressing electrode during ELID grinding;
The copper electrode of the discharge truer receiving the positive (+) power from the ELID power supply device and receiving the negative (+) power and the metallic binder covering the abrasive due to the spark caused by the glow discharge are subjected to ultra- A diamond-like diamond wheel 200;
An electrolytic dressing electrode 300 facing the metal-polishing diamond grindstone and receiving a negative power from the ELID power supply device to cause a reduction reaction in the electrolysis process to form an oxide film on the surface of the metal-bonded diamond grindstone;
(-) power source of the ELID power supply unit, and generates a spark due to the metal-bonded diamond grindstone receiving the (+) power and the glow discharge to thereby tilt the metal binder of the metal- )Wow;
A discharge spindle motor controller 500 for controlling the rotation speed of the discharge spindle motor 410 to have a rotation speed relative to the rotation speed of the metal-binding diamond grindstone;
A spray type grinding fluid supply device 600 for flowing a conductive liquid between the metal-bonded diamond grindstone and the copper trough of the discharge truer to increase discharge truing and electrolytic dressing;
A PC monitor 700 having a monitoring program for collecting and confirming every second the voltage, the number of revolutions, and the output voltage and current generated during the discharge truing, which is applied from the ELID power supply device to the copper electrodes of the metal-bonded diamond grindstone and the discharge truer, )Wow;
And a user operation unit (800) for correcting and inputting a reference current value to be selected by the user through the PC monitor information.
상기 금속결합제다이아몬드숫돌은, 상기 전해드레싱전극에 의해 숫돌 표면에 형성된 산화피막은 워크가공 시 돌출된 지립에 흡수되어 연삭가공 시 면조도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the metal-coated diamond grindstone absorbs the oxide film formed on the surface of the grindstone by the electrolytic dressing electrode into the abrasive grains protruded when the workpiece is machined, thereby improving the surface roughness during grinding.
상기 전해드레싱전극은, 방전트루잉과 동시에 상기 금속결합제다이아몬드숫돌의 표면에 산화피막을 형성시킬 수 있도록 상기 ELID전원공급장치로부터 (－)전원이 공급되도록 스위칭 온(on)되는 것을 특징으로 하는 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the electrolytic dressing electrode is switched on so that a negative power is supplied from the ELID power supply device so as to form an oxide film on the surface of the metal-bonded diamond grindstone at the same time of discharge truing. Discharge Truing System of Binder Grinding Wheel.
상기 방전트루어는, 트루어스핀들을 회전시키는 방전스핀들모터(410)와 상기 방전스핀들모터와 연결되어 고속으로 회전하는 트루어스핀들(420) 및 상기 트루어스핀들에 연결되어 글로우 방전을 일으키는 동전극(430)을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템.
The method according to claim 1,
The discharge truer includes a discharge spindle motor 410 for rotating the truer spindle, a truer spindle 420 connected to the discharge spindle motor to rotate at high speed, and a copper electrode 420 connected to the truer spindle for causing a glow discharge 430). ≪ RTI ID = 0.0 > 5. ≪ / RTI >
상기 방전트루어는, 상기 방전트루어의 전체 크기는 270x160x100mm이고 동전극은 직경 80mm, 두께 8mm, 회전수 8200rpm 으로 설계 제작되며, 상기 ELID전원공급장치으로부터 상기 트루어스핀들의 내부에 전류가 흐르도록 상기 트루어스핀들 후부에는 브러쉬(440)가 장착되는 것을 특징으로 하는 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템.
5. The method of claim 4,
The discharge truer is designed such that the total size of the discharge truer is 270x160x100 mm, the diameter of the copper electrode is 80 mm, the thickness is 8 mm, the number of revolutions is 8200 rpm, and the current is supplied from the ELID power supply to the inside of the truer spindle And a brush (440) is mounted on the rear portion of the truer spindle.
상기 사용자 조작부는, 상기 PC 모니터를 통해 인가전압을 85[V]로 설정하고 상기 금속결합제다이아몬드숫돌의 표면과 동전극이 접촉한 시점을 기준으로 ELID연삭가공장치의 Z축을 올려 한번에 2[㎛]씩 2~6[㎛] 간극거리로 절입 및 접촉할 때 2[㎛] 간극거리에서는 방전전류를 0.2[A] 기준전류로 선정하는 것을 특징으로 하는 금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 시스템.The method according to claim 1,
The user operation unit sets an applied voltage to 85 [V] through the PC monitor and increases the Z axis of the ELID grinding machine to 2 [탆] at a time based on the time when the copper electrode and the surface of the metal- Wherein a discharge current is set to a reference current of 0.2 [A] at a gap distance of 2 [mu m] when the gap is inserted and contacted by a gap distance of 2 to 6 [mu m].
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| CN116100098A (en) * | 2023-03-22 | 2023-05-12 | 江苏理工学院 | Composite processing system and method for electrolytic spark grinding with liquid-filled diamond electrode |
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2015
- 2015-03-12 KR KR1020150034558A patent/KR20160109688A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20160708 Patent event code: PE09021S01D |
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Patent event date: 20170125 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20160708 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |