KR100717702B1

KR100717702B1 - 배럴 연마 방법 및 배럴 연마 장치

Info

Publication number: KR100717702B1
Application number: KR1020057008868A
Authority: KR
Inventors: 가즈토시 니시무라; 다카오 이시다; 요시히로 마스다
Original assignee: 신토 브레이터 가부시키가이샤
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2007-05-11
Also published as: TWI298035B; CN100471627C; WO2004050304A1; US20060116053A1; US7140947B2; TW200408502A; KR20050074631A; CN1703303A

Abstract

연마조(1)의 저부에 설치한 회전반(3)을 구동 모터(20)로 회전시킴으로써, 가공물과 매체(연마재)로 이루어지는 컴파운드(M)를 선회 유동시키면서 배럴 연마를 행한다. 본 발명에서는 회전반(3)의 구동 모터(20)의 부하를 부하 전류값 등에 따라서 미리 설정해 두고, 연마조(1) 내의 컴파운드(M)의 유동을 제어함으로써, 구동 모터(20)의 부하를 설정 범위 내로 유지하면서 연마를 행한다. 부하를 설정 범위 내로 유지하기 위해서는 컴파운드(M)의 유동 영역을 가감하는 방법, 연마조(1)의 내벽을 따라 상승하는 컴파운드의 상단을 가동 수단(3)에 의해 누르는 힘을 가감하는 방법, 회전반(3)의 회전수를 제어하는 방법, 연마조(1)에 대한 가공물 및/또는 매체의 투입량을 가감하는 방법 등을 채용할 수 있다.

배럴 연마, 연마조, 회전반, 유동 제어, 가공물, 매체, 컴파운드

Description

배럴 연마 방법 및 배럴 연마 장치 {BARREL POLISHING METHOD, AND BARREL POLISHING DEVICE}

본 발명은 가공물과 매체로 이루어지는 컴파운드를 연마조 내에서 원심 유동시키면서 가공물을 연마하는 유동형의 배럴 연마 방법 및 배럴 연마 장치에 관한 것이다.

유동형의 배럴 연마는 연마대상물인 가공물과 연마재인 매체로 이루어지는 컴파운드를 연마조 내에 투입하고, 연마조의 저부에 설치한 회전반에 의해 컴파운드를 원심 유동시키면서 가공물을 연마하는 방법이며, 그 일례는 일본 특개평8-11057호(특허 제3343701호) 공보에 개시되어 있다. 이 유동형의 배럴 연마 방법에서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 컴파운드는 회전반의 회전방향을 따라 유동하는 수평선회 유동과, 원심력에 의해 연마조의 내벽면을 상승하여 최상부에서 중심 방향을 향해 흘러내리는 수직선회 유동이 조합되어 환상형(toroidal)으로 유동하는 동안에 가공물과 매체가 서로 마찰되어 가공물의 표면이 연마된다.

그러나 종래의 유동형 배럴 연마에서는 연마의 진행과 함께 매체가 점차로 마모되어, 컴파운드량이 감소되거나, 가공물과 매체의 마찰력이 감소되는 것에 따른 연마능력의 저하를 피하기 어렵다고 하는 문제가 있었다. 이들 문제는 특히 건 식의 유동 배럴 연마에서 현저했다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하고, 연마의 진행에 의한 연마능력의 저하를 방지하여, 연마능력을 종래보다 대폭 향상시킬 수 있는 유동형 배럴 연마 방법 및 배럴 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명자들은 상기의 과제를 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 컴파운드가 자연스러운 유동을 방해하면 유동형 배렬 연마의 연마능력이 저하된다고 하는 종래의 상식에 반하여, 연마조의 내벽을 상승하는 컴파운드의 유동을 적절한 수단으로 제어함으로써, 연마능력을 종래보다 대폭 향상시킬 수 있는 것을 발견했다. 또한 유동형 배렬 연마 장치의 연마능력의 변화는 회전반으로부터 컴파운드에 전달되는 일의 양의 변화이며, 바꿔 말하면 회전반의 회전저항의 변화로서 나타나기 때문에, 회전반의 구동 모터의 부하로서 외부로부터 파악할 수 있다. 따라서 회전반의 구동 모터의 부하를 일정하게 유지하도록 컴파운드의 유동 제어를 행하면, 연마의 진행에 의해 저하되는 연마능력을 일정하게 유지할 수 있는 것을 발견했다.

상기의 발견에 따라 이루어진 본 발명의 배럴 연마 방법은, 연마조의 저부에 설치한 회전반에 의해 컴파운드를 선회 유동시키면서 연마를 행하는 배럴 연마 방법에 있어서, 회전반의 구동 모터의 부하 범위를 미리 설정해 두고, 구동 모터의 부하가 설정 범위를 벗어났을 때에 구동 모터의 부하를 파라미터로 하여 연마조 내의 컴파운드의 유동 영역을 제어하여, 상기 구동 모터의 부하를 설정 범위 내로 유지하면서 연마하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 경우, 구동 모터의 부하로서 예를 들면 구동 모터의 부하 전류값을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 연마조 내의 컴파운드의 유동 영역의 제어는, 연마조의 상부를 덮는 가동 수단을 승강시키고, 연마조의 내벽을 따라 상승하는 컴파운드의 유동 영역을 가감하는 방법, 연마조의 내벽을 따라 상승하는 컴파운드의 상단을 누르는 힘을 가감하는 방법, 회전반의 회전 속도를 제어함으로써 행하는 방법 등 여러 가지 방법에 의해서 행할 수 있다. 또, 부하 전류값의 설정 범위는 반드시 하나가 아니고, 소정 시간 간격으로 복수 설정해 두는 것도 가능하다. 또한, 연마조 내의 컴파운드의 유동 제어를 간헐적으로 행함으로써, 컴파운드의 유동을 제어하면서 행하는 연마와, 컴파운드의 유동을 제어하지 않는 자유연마를 교대로 반복하는 것도 가능하다.

또한 본 발명의 배럴 연마 장치는, 가공물과 매체가 투입되는 연마조와, 연마조의 저부에 설치되어 가공물과 매체를 선회 유동시켜서 연마조 내에 컴파운드를 형성시키는 회전반과, 회전반의 구동 모터의 부하를 설정하는 수단과, 구동 모터의 부하가 설정 범위를 벗어났을 때에 구동 모터의 부하를 파라미터로 하여 연마조 내의 컴파운드의 유동 영역을 제어하는 유동 영역 제어 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

컴파운드의 유동 영역 제어 수단으로는, 연마조의 상부에 설치된 가동 수단과 그 승강 기구의 조합, 연마조의 상부에 설치된 가동 수단과, 압력 유체를 급기 또는 배기함으로써 상기 가동 수단을 하방으로 작동, 또는 그 작동을 해제하는 가압실의 조합, 연마조의 상부에 설치되어 연마조 내부로 팽창 수축 가능한 가동 수단, 상기 가동 수단을 팽창 수축시키는 가감압 기구와의 조합, 회전반의 구동 모터의 회전속도를 제어하는 제어 수단 등 여러 가지 수단을 이용할 수 있다. 또, 이들 제어 수단은 다른 제어 수단과 병용할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 회전반의 구동 모터의 부하를 부하 전류값 등에 의해 미리 설정해 두고, 구동 모터의 부하가 설정 범위를 벗어났을 때에 구동 모터의 부하를 파라미터로 하여 연마조 내의 컴파운드의 유동 영역을 제어함으로써, 상기 부하의 설정 범위 내에서 연마를 행한다. 연마의 진행에 따르는 연마능력의 저하는 매체의 마멸이나 가공물의 연마에 의한 컴파운드의 용적의 감소에 의해 가공물과 매체의 마찰력이 저하되고, 회전반의 구동 모터의 부하감소로서 검출할 수 있기 때문에, 부하가 저하되었을 때에는 연마조 내의 컴파운드의 유동 영역을 좁게 하여 가공물과 매체의 마찰력을 일정하게 유지하여 구동 모터의 부하를 항상 설정 범위 내로 유지시킴에 따라, 연마능력을 일정하게 유지하면서 배럴 연마를 행할 수 있다. 또한 연마조 내의 컴파운드의 유동을 한층 좁아진 영역으로 제어를 행함으로써, 가공물과 매체의 마찰력을 종래보다 비약적으로 높일 수 있다. 이러한 본 발명의 효과는 건식 배럴 연마에서 특히 현저하지만, 습식 배럴 연마에서도 동일하게 발휘된다.

도 1은 종래의 유동형 배렬 연마에서의 컴파운드의 유동을 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 부분 단면도이다.

도 3은 제1 실시예에 있어서 가동 수단을 강하시킨 상태를 나타내는 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 부분 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 부분 단면도이다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예의 변형예를 나타내는 부분 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제5 실시예를 나타내는 단면도이다.

삭제

도 10은 실험예 1에서의 부하 전류값의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 11은 실험예 1에서의 가공물의 연마 효과를 나타내는 그래프이다.

도 12는 실험예 2에서의 회전반의 회전수와 부하 전류값의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 13은 실험예 2에서의 가공물의 연마 효과를 나타내는 그래프이다.

도 14는 실험예 3에서의 부하 전류값의 제어 상태를 나타내는 그래프이다.

도 15는 실험예 3에서의 가공물의 연마 효과를 나타내는 그래프이다.

(제1 실시예: 가동 수단과 승강 기구)

도 2는 본 발명의 건식 제1 실시예를 나타내는 것으로, 참조부호 1은 가공물과 매체로 이루어지는 컴파운드(M)가 투입되는 연마조, 참조부호 2는 연마조의 저부에 설치된 접시형의 회전반이다. 회전반(2)은 그 에지부가 상방으로 만곡되어 있어서 컴파운드(M)를 상방으로 유동시키기 쉽게 되어 있다. 연마조(1)와 회전반(2)의 컴파운드(M)가 접촉하는 부분에는 내마모용 우레탄고무 등에 의한 라이닝이 제공되어 있다. 참조부호 3은 연마조(1)의 상부 개구(13)를 막는 고무 등의 가요성 재료로 이루어지는 가동 수단이다. 이 실시예에서는 가동 수단(3)은 덮개판 형상이며, 그 주변부는 연마조(1)의 상단에 고정되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 가동 수단(3)의 에지부는 연마조(1)의 내벽과 접하도록 만곡시켜 놓은 것이 바람직하다. 또, 연마조(1)의 높이는 컴파운드(M)가 자유롭게 원심 유동하는 경우 의 최대 높이보다도 낮게 하고, 원심 유동하는 컴파운드(M)의 상단을 가동 수단(3)에 의해 억제할 수 있도록 하여 놓는다.

회전반(2)은 연마조(1)의 저판(10)보다 약간 상방에 배치되어 있고, 연마조(1)의 내벽(12)과 슬라이딩 접촉부 간극(4)을 남겨 슬라이딩 접촉하면서 구동 모터(20)에 의해 감속기(5)를 통하여 회전된다. 구동 모터(20)의 회전속도는 제어 수단(50)에 의해 제어된다.

회전반(2)에는 작은 구멍(6)이 설치되고, 회전반(2)과 연마조(1)의 저판(10) 사이에는 공극(14)이 형성되어 있다. 공극(14)의 하부에 설치된 집진관(11)에는 도시하지 않은 집진기를 접속하고, 연마에 의해 발생한 분진이 작은 구멍(6) 및 슬라이딩 접촉부 간극(4)을 경유하여 공극(14)을 통과하고, 이 공극(14)으로부터 집진관(11)을 경유하여 집진되도록 되어 있다.

회전반(2)의 구동 모터(20)의 부하는 제어 수단(50)에 내장된 부하 검출 수단에 의해 항상 검출되고 있다. 구동 모터(20)의 부하 검출은 부하 전류를 이용하는 것이 실용적이지만, 반드시 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 부하 전력을 검출할 수도 있다. 본 발명에서는 부하설정 수단(70)에 의해 부하 전류값 등을 미리 설정해 둘 수 있도록 해 두고, 이하에 상술하는 바와 같이 각종 유동 영역 제어 수단에 의해 연마조(1) 내의 컴파운드(M)의 유동 영역을 제어함으로써, 항상 구동 모터(20)의 설정부하의 범위 내에서 연마를 행하게 하도록 한다.

가동 수단(3)의 중심에는, 연마조(1) 내에 컴파운드(M)가 충만되어 그 유동이 원활하지 않은 경우에, 컴파운드(M)의 일부를 방출하여 유동을 원활하게 하기 위한 개구(8)가 형성되어 있지만, 본 실시예에서는 개구(8) 위에 걸쳐 지지 부재(31)가 고정되어 있다. 가동 수단(3)의 상방에는 이 가동 수단(3)을 상하 이동시키기 위한 승강 기구(60)가 배치되어 있다. 승강 기구(60)는 지주(61)에 수평 회전 가능하게 장착된 암(62)과, 상기 암(62)의 선단에 장착되어 가동 수단(3)의 지지 부재(31)의 상방으로 돌출된 작동레버(63)를 통하여 가동 수단(3)을 상하 이동시키는 구동부(64)와, 속도 제어 수단(50)에 내장된 부하 전류값 검출 수단으로부터의 신호를 받아 들여 상기 구동부(64)를 구동하는 제어부(65)로 이루어진다. 구동부(64)는 예를 들면 유압실린더식이나 볼나사식 등의 적절한 방식을 채용할 수 있다. 본 실시예에서는 가동 수단(3)과 그 승강 기구(60)에 의해 연마조(1) 내의 컴파운드의 유동 영역 제어 수단을 구성하고 있다.

그런데 연마조(1) 내에 가공물과 매체를 투입하고, 구동 모터(20)에 의해 회전반(2)을 회전시키면, 상기 가공물과 매체가 컴파운드(M)를 형성하고, 컴파운드(M)는 원심력에 의해 연마조(1)의 내벽(12)을 상승한다. 본 발명에서는, 상승한 컴파운드(M)는 가동 수단(3)에 의해 유동 영역이 제한되어 유동방향을 연마조(1)의 중심 방향으로 변경하면서 환상형으로 유동하게 된다. 컴파운드가 자연스러운 유동을 방해하면 유동형 배렬 연마의 연마능력이 저하된다고 하는 것이 종래의 상식이지만, 본 발명에서는 이러한 상식에 반하여, 연마조의 내벽을 상승하는 컴파운드의 유동 영역을 적절한 수단으로 제어함으로써, 가공물과 매체 사이의 마찰력을 대폭 증대시키고, 연마능력을 종래보다 비약적으로 향상시킨다.

또한 상기한 바와 같이, 연마의 진행과 함께, 매체는 각부(볼록부)가 마모됨은 물론 가공물도 연마되기 때문에, 양자 사이의 마찰력이 감소되고 연마능력이 서서히 저하된다. 그러나 본 실시예에서는, 구동 모터(20)의 부하가 설정 수단(70)에 의해 미리 설정된 범위를 유지하도록, 컴파운드의 유동 영역 제어 수단인 승강 기구(60)가 가동 수단(3)을 하강시킨다.

즉, 연마능력이 저하됨에 따라 구동 모터(20)의 부하, 예를 들면 부하 전류값이 저하되기 때문에, 제어 수단(50)에 내장된 부하 검출 수단으로부터의 신호를 받아 승강 기구(60)의 제어부(65)가 도 3에 나타낸 바와 같이, 작동레버(63)를 강하시킨다. 이와 같이 가동 수단(3)의 중앙부를 하방으로 휘게 함으로써 선회 유동하는 컴파운드(M)의 상부를 밀어 넣어 유동 영역을 감소시키고, 컴파운드(M)의 상승력을 가압력으로 변환하여 컴파운드(M)에 가해지는 압력을 증대시킨다. 그 결과, 가공물과 매체 사이의 마찰력이 증가하여, 연마의 진행에 의해서 저하된 연마능력을 회복시킬 수 있다. 또한 이것과 동시에 구동 모터(20)의 부하도 회복된다. 그리고, 작동레버(63)의 강하에 의해 구동 모터(20)의 부하가 미리 설정한 상한치에 도달했을 때에 제어 수단(50)은 제어부(65)에 작동레버(63)의 강하 정지의 신호를 내보내기 때문에, 구동 모터(20)의 부하를 최적의 값까지 회복시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에서는 구동 모터(20)의 부하를 매개변수로 하여 가동 수단(3)의 높이를 최적으로 조정함으로써, 가공물과 매체의 마찰력을 항상 일정한 범위 내로 제어하면서 연마를 행하기 때문에, 연마가 진행되었을 때에도 연마능력을 저하시키지 않고 배럴 연마를 속행할 수 있다.

또, 연마의 종료 후에는 가동 수단(3)을 승강 기구(60)에 의해 연마조(1)의 상방으로 들어 올린 후, 암(62)이 지주(61)를 축으로 하여 수평 방향으로 회전된다. 이어서, 연마조(1)를 세우도록 선회시켜 회전반(2)을 수직 내지 그 이상으로 회전시킴에 따라, 연마가 종료된 컴파운드(M)를 용이하게 연마조(1)로부터 인출할 수 있다.

(제2 실시예: 가동 수단과 승강 기구의 변형예)

상기 제1 실시예에서는 가요성의 가동 수단(3)의 둘레 에지를 연마조(1)의 상단에 고정했지만, 도 4에 나타낸 바와 같이, 가동 수단(3)을 금속 등의 강체로 하여, 이 가동 수단(3)을 구동 모터(20)의 부하와 연동시켜 승강 기구(60)에 의해 연마조(1) 내에서 상하로 슬라이드할 수 있도록 설치할 수도 있다. 이 경우에는 가동 수단(3)의 외경은 연마조(1)의 내경보다도 약간 작게 한다. 또한, 도 4의 좌측 반부에는 가동 수단(3)이 없는 종래 경우의 컴파운드(M)의 자유 유동 경로를 파선으로 나타내었다. 본 제2 실시예에 있어서도, 선회 유동하는 컴파운드(M)의 상부를 가동 수단(3)으로 억제함으로써, 저하된 연마력을 향상시킬 수 있는 것은 제1 실시예와 동일하다.

(제3 실시예: 가동 수단과 그 가압 기구)

도 5는 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 것으로, 중앙에 개구통(32)을 구비한 가동 수단(3)을 연마조(1) 내에 슬라이딩 가능하게 설치하는 동시에, 연마조(1)의 상측 덮개(15)에도 이 개구통(32)을 슬라이딩 가능하게 끼워 맞출 수 있는 외통(16)을 설치한 것이다. 그리고 상측 덮개(15)와 가동 수단(3) 사이에 환형의 가압실(17)을 형성하고, 상측 덮개(15)에 설치한 압력 유체 공급구(18)로부터 압축공기 등의 압력 유체를 공급하여 가동 수단(3)을 하방으로 가압한다.

본 실시예에서는 구동 모터(20)의 부하가 감소하였을 때에는 압력 유체 공급구(18)로부터 공급되는 압력 유체의 압력을 높여, 피스톤과 같이 가동 수단(3)을 하방으로 가압함으로써 컴파운드(M)의 유동 영역을 제어한다. 이렇게 하여 가공물과 매체의 마찰력을 증가시키고, 항상 구동 모터(20)의 부하의 설정 범위 내에서 배럴 연마를 행할 수 있다.

또, 도 6과 같이 연마조(1)의 상부에 고무와 같은 탄성 재료로 이루어지는 팽창 수축 가능한 가동 수단(3)을 설치하고, 상측 덮개(15)에 설치한 압력 유체 공급구(18)를 통하여 도시하지 않은 가감압 기구로부터, 압축공기 등의 압력 유체를 그 상부의 가압실(17)에 공급함으로써, 가동 수단(3)을 풍선과 같이 팽창 수축시키는 것도 가능하다. 이러한 구조에 의해서 컴파운드(M)의 유동 영역을 제어하고, 항상 구동 모터(20)의 부하의 설정 범위 내에서 배럴 연마를 행하게 하는 것도 가능하다.

(제4 실시예: 가동 수단의 흡인에 의한 변형)

도 7은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 것으로, 가동 수단(3)은 고무 등의 가요성 재료로 이루어지고, 연마조(1)의 상단면에 고정되어 있다. 가동 수단(3)의 중앙에 개구(8)가 형성되어 있는 경우에는 별도의 밀봉덮개(81)에 의해서 밀봉할 수 있도록 해 놓는다. 그리고 집진관(11)을 흡인력의 조정이 가능한 집진기 등의 흡인 수단에 접속하고, 구동 모터(20)의 부하가 저하되었을 때에는 연마조(1)의 내부를 대기압보다 저압으로 감압함으로써 가요성의 가동 수단(3)을 연마조(1) 내를 향해 휘게 하여 컴파운드(M)의 유동 영역을 좁힌다. 이렇게 하여 가동 수단(3)을 연마조(1)의 내부를 향해 변형시키고, 컴파운드(M)의 유동 영역을 제어하는 방법에 의해서도, 구동 모터(20)의 부하를 설정 범위 내로 유지할 수 있다.

(제5 실시예: 가동 수단의 중추(重錘)에 의한 가압)

도 8은 본 발명의 제5 실시예를 나타내는 것으로, 연마조(1)의 내부에서 승강 가능한 가동 수단(3)의 상면에 중추(80)를 탑재하고, 구동 모터(20)의 부하의 변동에 따라서 그 무게 또는 개수를 증감시킴으로써 컴파운드(M)의 유동 영역을 제어한다. 이 중추(80)의 중량 조절은 로봇 등에 의해 자동적으로 행해도 되고, 또는 수작업에 의해 행해도 된다. 또 가동 수단(3)을 제1 실시예에 나타낸 바와 같이, 가요성의 것으로 하고 그 상면에 중추(80)를 탑재함으로써 가동 수단(3)을 연마조(1)의 내부를 향해 휘게 하여, 컴파운드(M)의 상단을 억압하는 힘을 가감하도록 할 수도 있다.

삭제

(제7 실시예: 회전수 제어)

이상 설명한 각 실시예에서는, 구동 모터(20)의 부하가 저하되었을 때에 가동 수단(3)의 위치를 변경하여 컴파운드(M)의 유동 영역을 제어하고, 상기 컴파운드(M)에 걸리는 압력을 증감시키도록 하였으나, 구동 모터(20)의 부하가 변동되었을 때에 회전반(2)의 회전 속도를 제어하여, 컴파운드(M)의 유동속도를 증감시킴에 따라서도 선회 유동하는 컴파운드(M)에 걸리는 압력을 증감시킬 수 있다. 즉 이 제7 실시예에서는 구동 모터(20)의 회전속도의 제어 수단(50)을 컴파운드(M)의 유동 제어 수단으로서 기능시키게 된다. 단, 연마조(1)의 상부를 덮개로 덮어, 회전반(2)의 회전수를 높였을 때에 컴파운드(M)가 튀어나오지 않도록 한다.

(제8 실시예: 간헐 제어)

또한 제어 수단(50)을, 컴파운드(M)가 가동 수단(3)에 의해 유동방향이 변경되어 가공물이 구속 상태로 연마되는 구속 연마 시간과, 컴파운드(M)가 가동 수단(3)에 의해 유동방향이 변경되지 않고 자유 유동하면서 연마되는 비구속 연마 시간을 설정 가능한 것으로 하여, 컴파운드(M)의 유동을 간헐적으로 제어함으로써도, 배럴 연마를 효율적으로 행할 수 있다(후술하는 실험예 3의 도 14, 도 15를 참조).

즉, 본 실시예의 방법은, 가공물을 구속 연마하는 시간이 소정 시간에 달했을 때, 가동 수단(3)을 컴파운드(M)가 접촉하지 않는 높이까지 상승시키거나, 또는 가동 수단(3)의 높이는 그대로 두고 컴파운드(M)가 가동 수단(3)에 접촉하지 않는 상태까지 회전반(2)의 회전수를 감소시킴으로써 가공물을 비구속 상태로 하는 방법이다. 구속 연마 중에는 매체와 가공물의 혼합 상태가 한쪽으로 치우쳐짐으로써 연마 효율의 저하를 초래하는 경우가 있다. 그러나, 간헐적으로 그 구속을 해제하여 컴파운드(M)를 자유로운 상태로 하여 선회 유동시킴으로써, 가공물과 매체가 다시 균일하게 혼합되기 때문에, 한층 연마 효율의 향상을 도모할 수 있다.

(실험예 1: 가동 수단의 승강)

도 4에 나타낸 내경 440mm의 연마조(1)를 구비한 배럴 연마 장치를 이용하여, 연마조(1) 내에 삼각기둥형 매체와 ①의 가공물로서의 시험편(SS400, 직경 15mm, 길이 20mm의 원기둥)과의 혼합물인 컴파운드(M)를 연마조(1)의 내용적에 대하여 95% 투입하여, 이 컴파운드(M)를 가동 수단(3)에 의해 유동방향을 변경하면서 구속하여 배럴 연마를 행했다. 연마에 있어서 회전반(2)의 회전수는 350rpm, 구동 모터(20)의 부하 전류값의 상한을 5.2A, 하한치를 5.0A로 하여, 부하 전류값이 이 설정 범위 내로 유지되도록 가동 수단(3)의 높이를 제어했다. 연마 시간의 경과에 의한 부하 전류값의 변화를 가동 수단(3)을 일정하게 유지한 비교예와 함께 도 10에 나타낸다. 즉, 실험예 1에서는 연마의 저항이 감소하여 전류값이 5.0A로 저하되었을 때 가동 수단(3)을 강하시켰기 때문에 전류값이 다시 5.2A로 높아졌지만, 비교예 1에서는 가동 수단(3)을 초기의 위치에 일정하게 유지시켜 연마를 속행했기 때문에, 전류값이 점차 감소하고 있다.

이 때의 가공물 1개 당의 연마량은 도 11에 ①로서 도시한 바와 같이, 115mg/hr 이었다. 이것에 대하여 가동 수단(3)을 일정하게 유지한 채로의 비교예에서는 가공물 1개 당의 연마량은 13mg/hr이며, 연마량의 차이는 8.8배에 달했다. 또, 도 11에는 다른 가공물을 이용한 경우도 병기했다. 백색으로 나타낸 것이 가동 수단(3)을 일정하게 유지한 채로 연마를 행한 경우의 데이터, 해칭으로 나타낸 것이 실험예 1의 방법으로 연마를 행한 경우의 데이터이다. 다른 가공물의 재질과 치수는 다음과 같다.

②: 스테인리스강, 직경 3mm, 길이 21mm인 원기둥

③: 강철, 외경 14mm, 내경 13mm, 두께 12mm인 링

④: 스프링강, 세로 54mm, 가로 27mm, 두께 4.5mm인 판

본 발명의 방법과 종래 방법과의 가공물 1개 당의 연마량의 비는 ②에서는 9.9배, ③에서는 14.3배, ④에서는 18.6배이며, 어떠한 가공물의 경우에도 본 발명의 방법에 의해 연마능력이 크게 증가되는 것이 확인되었다.

(실험예 2: 회전반의 회전속도)

연마조(1) 내에 대한 컴파운드(M)의 충전율을 95%, 90%, 85%로 변화시켜, 회전반(2)의 회전속도와 구동 모터(20)의 부하 전류의 관계를 조사한 결과를 도 12에, 이 때의 연마량을 도 13에 나타낸다. 컴파운드(M)의 어느 충전율에 있어서도, 회전반(2)의 회전속도의 증가에 따라 부하 전류값은 급격히 증대되고, 연마량도 대폭 증가되어 있다.

이들 상관관계를 이용하여, 부하의 제어를, 회전반(2)의 회전속도를 250∼400rpm 사이에서 변화시킴에 따라 행했다. 이용한 가공물은 실험예 1에 나타낸 ①의 가공물이며, 연마조나 매체 등도 실험예 1과 동일하다. 가공물 1개 당의 연마량은 종래 방법에서는 13mg/hr이었던 데 대하여 본 발명의 방법에서는 80mg/hr를 초과하여, 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

(실험예 3: 간헐 제어)

본 실시예에서는 제1 실시예와 동일한 연마조건에 있어서, 부하 전류값의 상한치를 5.2A, 하한치를 5.0A로 설정하고, 도 14에 나타낸 바와 같이, 10분을 연마의 1 사이클로 하여, 9분 45초 동안 컴파운드(M)를 구속 상태로 연마한 후, 15초 동안 비구속 상태로 연마하는 것을 반복하여 배럴 연마를 행했다. 그 결과, 도 15에 나타낸 바와 같이, 이 실험예 3에서는 상기한 실험예 1보다도 연마의 능률을 더욱 향상시킬 수 있었다. 또한 이와 같이 간헐 제어를 행함으로써, 가공물과 매체가 비구속 연마 중에 다시 균일하게 혼합되기 때문에, 가공물의 표면에 타격 흔적의 형성이나 편마모를 일으키는 일없이 균일하게 연마할 수 있었다.

또, 이 실험예 3에서는 가동 수단(3)을 컴파운드(M)와 접하지 않는 높이까지 상승시킴으로써 간헐적으로 컴파운드(M)를 자유 유동시키는 제어를 행했지만, 회전반(2)의 회전속도를 증가 또는 감소시키는 방법에 의해서도, 가공물의 유동을 간헐 제어하면서 연마할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

Claims

연마조의 저부에 설치한 회전반에 의해 컴파운드를 선회 유동시키면서 연마를 행하는 배럴 연마 방법에 있어서,

상기 회전반의 구동 모터의 부하 범위를 미리 설정해 두고, 상기 구동 모터의 부하가 설정 범위를 벗어났을 때에 상기 구동 모터의 부하를 파라미터로 하여 상기 연마조 내의 컴파운드의 유동 영역을 제어하여, 상기 구동 모터의 부하를 설정 범위 내로 유지하면서 연마하는 배럴 연마 방법.
제1항에 있어서,

상기 구동 모터의 부하로서 부하 전류값을 이용하는 것을 특징으로 하는 배럴 연마 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

컴파운드의 유동 영역의 제어를, 상기 연마조의 상부를 덮는 가동 수단을 승강시키고, 상기 연마조의 내벽을 따라 상승하는 상기 컴파운드의 유동 영역을 가감시킴으로써 행하는 것을 특징으로 하는 배럴 연마 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

컴파운드의 유동 제어를, 상기 연마조의 상부를 덮는 가동 수단에 의해 상기 연마조의 내벽을 따라 상승하는 컴파운드의 상단을 누르는 힘을 가감시킴으로써 행하는 것을 특징으로 하는 배럴 연마 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

컴파운드의 유동 제어를, 상기 회전반의 회전속도를 증감시킴으로써 행하는 것을 특징으로 하는 배럴 연마 방법.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

부하 전류값의 설정 범위를 소정의 시간 간격으로 복수 설정해 두는 것을 특징으로 하는 배럴 연마 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

컴파운드의 유동 제어를 간헐적으로 행하는 것을 특징으로 하는 배럴 연마 방법.
가공물과 매체가 투입되는 연마조,

상기 연마조의 저부에 설치되어 가공물과 매체를 선회 유동시켜서 연마조 내에 컴파운드를 형성시키는 회전반,

상기 회전반의 구동 모터의 부하를 설정하는 수단, 및

상기 구동 모터의 부하가 설정 범위를 벗어났을 때에 상기 구동 모터의 부하를 파라미터로 하여 상기 연마조 내의 컴파운드의 유동 영역을 제어하는 유동 영역 제어 수단

을 포함하는 배럴 연마 장치.
제9항에 있어서,

상기 컴파운드의 유동 영역 제어 수단은 상기 연마조의 상부에 설치된 가동 수단 및 그 승강 기구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배럴 연마 장치.
제9항에 있어서,

상기 컴파운드의 유동 영역 제어 수단은 상기 연마조의 상부에 설치된 가동 수단, 및 압력 유체를 급기 또는 배기함으로써 상기 가동 수단을 하방으로 작동 또는 상기 작동을 해제하는 가압실로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배럴 연마 장치.
제9항에 있어서,

상기 컴파운드의 유동 영역 제어 수단은 상기 연마조의 상부에 설치된 연마조 내부로 팽창 수축 가능한 가동 수단, 및 상기 가동 수단을 팽창 수축시키는 가감압 기구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배럴 연마 장치.
제9항에 있어서,

상기 컴파운드의 유동 영역 제어 수단은 상기 회전반의 구동 모터의 회전속도를 제어하는 제어 수단인 것을 특징으로 하는 배럴 연마 장치.
삭제