KR0181006B1

KR0181006B1 - 커넥팅 로드의 가공방법

Info

Publication number: KR0181006B1
Application number: KR1019960028592A
Authority: KR
Inventors: 요시까즈 이시이
Original assignee: 도요따지도샤 가부시끼가이샤
Priority date: 1995-11-08
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 1999-05-15
Also published as: CN1155041A; US5918575A; EP0773375A1; DE69607439T2; DE69607439D1; JP3289585B2; EP0773375B1; CN1054420C; JPH09133123A

Abstract

[과제] 대·소 단부의 폭이 다르며, 또한 대·소 직경 구멍의 위치도공차 및 치수 정확도가 소망의 값을 만족하는 커넥팅 로드를 용이하게 제조한다.

[해결수단] 커넥팅 로드 (1) 의 소직경 구멍 (2) 및 측면에 임시가공을 실시하여 가공 기준구멍과 가공 기준면을 형성하여, 상기 가공 기준구멍과 가공 기준면을 사용하여 소직경 구멍 (2) 과 대직경 구멍을 동시에 마무리 가공하고, 대·소 직경 구멍의 위치도공차를 보증한다. 또 소직경 구멍 (2) 을 가공 기준구멍으로 하기 위한 가공을 실시할때에 카운터 보링부 (5) 를 형성한다. 기계가공의 최종공정에서 소단부 (3) 를 소정 폭으로 절삭 가공하면, 카운터 보링부 (5) 의 일부가 노출하여 소직경 구멍 (2) 의 모따기부로 된다. 또 최종공정에서는 소직경 구멍 (2) 의 내벽에 버어가 생기는 가공을 행하지 않으므로, 치수 정확도를 악화시키는 일이 없다.

Description

커넥팅 로드의 가공방법

본 발명은, 엔진의 커넥팅 로드에 기계가공을 실시할때의 가공방법에 관한 것이다.

커넥팅 로드는, 최초에 단조·주조 등에 의하여 대략적인 형상을 형성하고, 추가로 다른 부품과의 결합면에 기계가공을 실시하여, 소망의 형상을 얻고 있다. 이하에, 커넥팅 로드를 제조할때의 일반적인 기계가공의 공정을 도 17 ∼ 도 20 를 사용하여 설명한다. 또한, 도 17 ∼ 도 20 에 있어서 굵은 선으로 도시된 부분은, 각 공정에 있어서의 가공부분을 도시하고 있다. 먼저, 도 17 에 도시한 제 1 공정에서는 가공물 (1 ; 커넥팅 로드) 의 소직경 구멍 (2) 에 선삭가공을 실시하고 (제 17 (a) 도), 소직경 구멍 단부의 모따기를 행한다 (도 17 (b) 도). 다음에 도 18 에 도시한 제 2 공정에서는, 재차 소직경 구멍 (2) 의 내벽을 선삭가공하고, 상기 모따기가공시에 형성되는 버어를 제거하여, 소직경 구멍 (2) 을 가공 기준구멍으로서 사용할 수 있도록 한다. 그리고 도 19 에 도시한 제 3 공정에서, 대·소단부가 동일 평면이 되도록 가공물 (1) 의 측면을 절삭하여, 그 측면을 가공 기준면으로서 사용할 수 있도록 한다. 또한, 도 20 에 도시한 제 4 공정에서, 상기 가공 기준구멍과 가공 기준면으로 정확한 가공물의 위치 결정을 행하여, 소직경 구멍 (2) 과 대직경 구멍 (11 ; 도 11 참조) 을 동시가공하여, 소망의 위치도공차를 만족하는 대·소 직경 구멍을 얻고 있다. 그런데, 위치도공차란, 점, 직선, 평면 등의 기준에 대하여, 정하여진 이론적으로 정확한 위치로부터, 벗어나는 것이 허용되는 영역 (공차역) 을 표시한 것이다. 구체예로서는, 도 12 에 도시한 소직경 구멍 (2) 과 대직경 구멍 (11) 이 서로 이론적으로 정확한 위치에 대하여, 평행도 0.05 / 100, 피치 ± 0.05, 진원도 0.005 의 범위에 있으면 소망의 위치도공차를 만족하는 것이다.

상기 공정에 있어서는, 대·소 단부 측면을 동일 평면으로 가공하여 가공 기준면을 형성하여, 커넥팅 로드의 대·소 직경 구멍의 위치도공차 및 치수 정확도를 보증하고있다. 따라서, 소단부 (3) 와 대단부 (12 ; 도 11 참조) 가 저절로 동일폭을 가지는 것으로 되었다. 그러나, 도 12 에 도시한 바와 같이 소단부 (3) 의 폭 (B₁) 을 대단부 (12) 의 폭 (B₂) 보다 작게하는 것이 가능하면, 엔진 설계의 자유도가 증가하여 여러 가지의 이점이 생긴다. 따라서, 이하와 같은 방법에 의하여, 소단부 (3) 를 대단부 (12) 에 대하여 상이한 폭으로 형성하는 것이 종래부터 제안되어 있다.

먼저, 한 방법으로서는, 상기 제 3 공정에 있어서 소단부 (3) 의 측면을 소망의 폭 (B₁) 으로 될때까지 절삭하고, 추가로 소직경 구멍 (2) 단부의 모따기를 행한 후에, 제 4 공정을 실시하는 것이 있다. 또 그밖의 방법으로서, 도 17 ∼ 도 20 에 도시한 제 1 ∼ 제 4 공정을 행한 후에, 도 21 에 도시한 바와 같이 제 5 공정에서 소단부 (3) 의 측면을 절삭하여, 모따기를 행하는 경우도 생각할 수 있다.

그러나, 상기의 대·소 단부의 폭이 상이한 커넥팅 로드를 얻기 위한 방법에는 이하와 같은 문제점이 있었다. 먼저, 제 3 공정에 있어서 소단부 (3) 를 소망의 폭까지 절삭하면, 커넥팅 로드의 대·소 단부 측면의 단차가 있는 형상으로 되기 때문에, 대·소 직경구멍을 동시 가공할때의 가공 지그 (jig) 로서, 커넥팅 로드의 상기 단차가 있는 형상에 대응하는 단차면을 가지는 가공 지그를 사용할 필요가 있다. 그런데, 그 가공 지그의 단차면과 커넥팅 로드의 단차가 있는 형상과의 사이에는 가공 정확도의 편차 등에서 유동이 생기기 쉬워져, 대·소 직경 구멍의 위치도공차를 보증하는 것이 곤란하게 되었다. 또 제 3 공정에서 대·소 단부의 폭이 다르게 되므로, 제 4 공정의 가공장치를, 대·소단부의 폭이 동일한 것과 별도로 설정할 필요가 있으며, 대·소단부의 폭이 같은 커넥팅 로드와 상이한 커넥팅 로드를 동일 라인에서 랜덤하게 이동시키는 것이 불가능하게 되었다. 따라서, 가공비용을 상승시키게 되었다.

또, 제 5 공정에서 소단부 (3) 를 소망의 폭으로 절삭하는 방법에서는, 커넥팅 로드의 대·소단부를 동일 평면으로 가공하여 가공 기준면을 설치하고 있기 때문에, 소망의 위치도공차를 만족하는 대·소 직경 구멍을 형성하는 것은 가능하나, 제 5 공정에서 소단부의 측면을 절삭한 후, 소직경 구멍 (2) 단부의 모따기 가공을 하기 때문에, 도 22 에 도시한 바와 같이 모따기부 (2a) 와 소직경 구멍 (2) 의 교차부분에는 버어 (13) 가 발생하여, 소직경 구멍 (2) 의 치수 정확도가 떨어지게 된다.

도 1 은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의, 커넥팅 로드의 가공방법의 제 1 공정을 도시한 도면이며, (a) 는 소직경 구멍의 선삭가공의 실시를, (b) 는 모따기 가공의 실시를 도시하고 있다.

도 2 는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의, 커넥팅 로드의 가공방법의 제 2 공정을 도시한 도면이다.

도 3 은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의, 커넥팅 로드의 가공방법의 제 3 공정을 도시한 도면이다.

도 4 는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의, 커넥팅 로드의 가공방법의 제 4 공정을 도시한 도면이다.

도 5 는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의, 커넥팅 로드의 가공방법의 최종공정을 도시한 도면이며, (a) 는 한 쪽 측면의 가공을, (b) 는 다른 쪽의 측면의 가공을 실시하는 상태를 도시하고 있다.

도 6 은 도 1 에 도시한 커넥팅 로드의 가공방법의 제 1 공정에 있어서의, 모따기 가공에 사용되는 선삭공구의 측면과, 커넥팅 로드 소단부의 단면을 도시한 도면이다.

도 7 은 도 6 에 도시한 선삭공구의 정면도이다.

도 8 은 도 1 에 도시한 커넥팅 로드의 소직경 구멍에, 기계가공의 제 1 공정을 실시한 상태를 도시한 단면도이다.

도 9 는 도 5 에 도시한 커넥팅 로드의 가공방법의 최종공정에 있어서 사용되는 절삭공구의 측면과, 커넥팅 로드의 단면을 도시한 도면이다.

도 10 은 도 9 에 도시한 절삭공구의 정면도이다.

도 11 은 본 발명의 실시의 형태에 의해 가공된 커넥팅 로드의 정면도이다.

도 12 는 도 11 에 도시한 커넥팅 로드의 단면도이다.

도 13 은 종래의 커넥팅 로드의 소단부를 도시한 도면이며, (a) 는 그의 정면도, (b) 는 그의 측면도이다.

도 14 는 본 발명의 실시의 형태에 의한 커넥팅 로드의 소단부를 도시한 도면이며, (a) 는 그의 정면도, (b) 는 그의 측면도이다.

도 15 는 종래의 가공방법에 있어서의, 소단부의 폭을 축소하는 전후에서의 소직경 구멍의 진직도 (眞直度) 의 변화를 도시한 도면이다.

도 16 은 본 발명의 실시의 형태에 있어서, 소단부의 폭을 축소하는 전후에서의 소직경 구멍의 진직도의 변화를 도시한 도면이다.

도 17 은 종래의 커넥팅 로드의 가공방법의 제 1 공정을 도시한 도면이며, (a) 는 소직경 구멍의 선삭가공의 실시를, (b) 는 모따기 가공의 실시를 도시하고 있다.

도 18 은 종래의 커넥팅 로드의 가공방법의 제 2 공정을 도시한 도면이다.

도 19 는 종래의 커넥팅 로드의 가공방법의 제 3 공정을 도시한 도면이다.

도 20 은 종래의 커넥팅 로드의 가공방법의 제 4 공정을 도시한 도면이다.

도 21 은 도 18 에 도시한 커넥팅 로드의 가공방법의 제 4 공정의 후에, 제 5 공정으로서 커넥팅 로드 소단부의 측면을 절삭하는 경우의 공정도이며,

(a) 는 한 쪽의 측면의 가공을, (b) 는 다른 쪽의 측면의 가공을 실시하는 상태를 도시하고 있다.

도 22 는 도 19 에 도시한 제 5 공정을 행할때에 형성되는 버어 (burr) 를 도시한 확대도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 커넥팅 로드 2 : 소직경 구멍

3 : 소단부 7 : 테이퍼면

상기 문제를 해결하기 위한 본 발명에 관한 수단은, 커넥팅 로드의 소직경 구멍 및 측면에 임시가공을 실시하여 가공 기준구멍과 가공 기준면을 형성하고, 상기 가공 기준구멍과 가공 기준면을 사용하여 후공정을 진행시켜, 소망의 위치도공차를 만족하는 대·소 직경 구멍과, 상이한 폭의 대·소 단부를 형성하는 커넥팅 로드의 가공방법으로서, 상기 소직경 구멍의 마무리 가공을 행하기 이전의 공정에서, 그 소직경 구멍의 모따기 형상을 형성하여, 최종공정에서 상기 소단부를 소정 폭으로 절삭 가공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서는 소직경 구멍의 마무리 가공을 행하기 이전의 공정에서, 그 소직경 구멍의 모따기 형상을 형성하여, 그 모따기 형상의 형성시에 생기는 버어를, 소직경 구멍의 마무리 가공시에 제거한다. 또, 소단부를 소정의 폭으로 절삭하는 가공을 최종공정에서 행하기 때문에, 최종공정의 하나 앞의 공정까지는, 커넥팅 로드 대·소 단부 측면의 동일 평면성은 유지되어, 가공 기준면으로서 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 첨부 도면에 의거하여 설명한다. 도면중 종래예와 동일 부분 또는 상당하는 부분은 동일부호로 나타내고, 상세하게는 설명은 생략한다.

도 1 ∼ 도 5 에 커넥팅 로드의 가공 순서를 나타낸다. 그리고, 도 1 ∼ 도 5 에 있어서, 굵은 선으로 표시된 부분은 각 공정에 있어서의 가공 부분을 나타내고 있다. 먼저, 도 1 에 도시한 제 1 공정에서는, 가공물 (1 ; 커넥팅 로드) 의 소직경 구멍 (2) 에 선삭 가공을 실시한다 (도 1 (a)). 또한, 본 제 1 공정에서, 도 6 및 도 7 에 나타내는 선삭공구 (4) 를 사용하여, 도 8 에 도시한 바와 같은 카운터 보링부 (5) 를 소직경 구멍 (2) 에 형성한다 (도 1 (b)). 본 카운터 보링부 (5) 는, 일정 직경의 스트레이트부 (6) 의 선단에 고리상의 테이퍼면 (7) 을 형성하고, 소직경 구멍 (2) 의 내벽과 연결되어 있다. 도 6 , 도 7 에 도시한 바와 같이 선삭공구 (4) 는, 선단부 (401) 가 선삭공구 (4) 의 회전 중심에 대하여 편심되어 있으며, 선단부 (401) 에 단차가 형성된 팁 (8) 이 부착되어 있다. 가공을 행하기 위해 선삭공구 (4) 를 소직경 구멍 (2) 에 삽입할때에는 단차가 형성된 팁 (8) 의 날끝이 소직경 구멍 (2) 의 내벽에 접촉하는 일이 없도록, 선삭공구 (4) 를 지지하는 축두 (軸頭) 의 회전축 (도시 생략) 을 선단부 (401) 의 축과 소직경 구멍의 축이 동심이 되도록 이동시킨다. 그리고, 실제에 선삭가공을 개시할때에는 선단부 (401) 를 이동시켜서 단차가 형성된 팁 (8) 을 소직경 구멍 (2) 의 내벽에 접촉시켜, 소직경 구멍 (2) 의 양단부에 동시에 카운터 보링부 (5) 를 형성하여, 축방향의 2 개의 테이퍼면의 상호위치를 보증한다.

다음에, 도 2 에 도시한 제 2 공정에서는, 재차 소직경 구멍 (2) 을 선삭하여, 카운터 보링부 (5) 의 형성에 있어서, 소직경 구멍 (2) 의 내벽에 형성되는 버어를 제거하는 가공을 행하고, 소직경 구멍 (2) 을 가공 기준구멍으로서 사용할 수 있도록 한다. 그리고, 도 3 에 도시한 제 3 공정에서 커넥팅 로드의 대·소 단부가 동일 평면으로 되도록 가공물 (1) 의 측면을 절삭하여, 그 측면을 가공 기준면으로서 사용할 수 있도록 한다. 추가로, 도 4 에 도시한 제 4 공정에서는, 상기 가공 기준구멍과 가공 기준면으로 정확한 가공물의 위치 결정을 행하고, 소직경 (2) 과 대직경 구멍 (11 ; 도 11 참조) 을 동시가공하여, 소망의 위치도공차를 만족하도록 소직경 구멍 (2) 및 대직경 구멍 (11) 의 내벽에 마무리 가공을 실시한다.

그리고 도 5 에 도시한 제 5 공정 (최종공정) 에서 소단부 (3) 의 양측면을 절삭하고, 제 1 공정에서 형성한 카운터 보링부 (5) 의 스트레이트부 (6) 를 제거하여, 테이퍼면 (7) 을 소단부 (3) 의 측면에 노출시킨다. 즉, 이 시점에서 테이퍼면 (7) 은 소직경 구멍 (2) 양단부의 모따기부가 된다. 이 최종공정에서 사용하는 공구는 도 9 및 도 10 에 도시한 바와 같은 절삭 공구 (9) 를 사용한다. 이 절삭공구 (9) 는 선단부에 팁 (10) 을 부착하고 있으며, 그리고 각 팁 (10) 이 절삭공구 (9) 의 회전 방향으로 향하여 나란히 설치되어 있다. 그리고, 절삭공구 (9) 를 회전시켜서, 소직경부 (3) 의 측면으로 밀어부침으로써 통형상을 이루는 소단부 측면을 따라서, 각 팁 (10) 이 가공물을 깎는다. 즉 팁 (10) 은 버어가 발생하기 쉬운 가공물의 단면을 가로지르는 방향으로의 절삭을 행하지 않으므로, 버어의 발생을 억제할 수 있다. 이상의 가공순서에 의하여, 도 11 및 도 12 에 도시한 바와 같은, 소망의 위치도공차를 만족하는 대·소 직경 구멍과, 상이한 폭 (B₁, B₂) 의 대·소 단부를 갖는 커넥팅 로드가 형성된다.

상기 구성을 이룬 본 발명의 실시 형태로부터 얻어지는 작용 효과는, 이하와 같다. 제 1 공정에서 선삭공구 (4) 를 사용하여 소직경 구멍 (2) 에 카운터 보링부 (5) 를 형성하고, 카운터 보링부 (5) 의 테이퍼면 (7) 을, 최종적으로 소직경 구멍 (2) 의 모따기부로서 사용한다. 즉, 소직경 구멍의 마무리 가공을 행하기 이전의 제 1 공정에서, 소직경 구멍 (2) 의 모따기형상인 테이퍼면 (7) 을 형성하고 있으므로, 테이퍼면 (7) 을 형성하였을 때에 생기는, 버어는 소직경 구멍 (2) 의 마무리 가공 (제 4 공정) 을 행한 시점에서는 완전하게 제거되어, 소직경 (2) 의 치수 정확도가 버어에 의해 떨어지는 일이 없어 진다.

또, 소단부 (3) 를 소정폭으로 축소하는 가공을 최종공정에서 행함으로, 제 4 공정까지는 커넥팅 로드의 대·소 단부 측면의 동일 평면성은 유지되고, 가공 기준면으로서 사용할 수 있다. 따라서, 제 4 공정에서 정확한 가공물의 위치 결정을 행하고, 소직경 구멍 (2) 과 대직경 구멍 (11 ; 도 11 참조) 을 동시에 가공하여, 소망의 위치도공차를 만족하도록한 소직경 구멍 (2) 과 대직경 구멍 (11) 을 형성하는 것이 가능하게 된다. 더욱이, 제 4 공정까지는 대·소단부의 폭이 같은 커넥팅 로드와 상이한 커넥팅 로드를 동일 라인에서 랜덤하게 이동시키는 것이 가능하며, 가공비용을 상승시키는 일 없이 상이한 형상의 커넥팅 로드를 제조할 수 있다.

실시예

상기한 실시 형태에 의한 가공을 행함으로써, 도 13 에 도시한 종래의 커넥팅 로드 소단부에 대하여 커넥팅 로드의 소직경 구멍 및 대직경 구멍의 위치도공차 및 치수 정확도를 만족시키면서, 도 14 에 도시한 바와 같이 소단부의 폭을 작게 (27 mm 에서 20 mm 로) 가공하는 것이 가능하게 되었다. 추가로, 소단부를 형성하는 부분의 두께는, 종래에 비하여 얇게 설정하는 것이 가능하다면 (도 13 (a) 의 2.6 mm에서 제 14 (a) 의 1.8 mm 로), 소단부의 소형 경량화를 더욱 촉진 시키게 된다. 그런데, 소단부의 박육화 (薄肉化) 를 진행시키면 강성이 저하하기 때문에, 최종공정에 있어서의 소단부 측면의 절삭가공시에, 소직경 구멍 전체가 변형되어 버린다는 문제점이 발생한다.

그러나, 상기 실시의 형태의 제 1 공정에 있어서, 소직경 구멍 (2) 에 카운터 보링부 (5) 를 형성하고 있으며 (도 1 참조), 최종공정 (도 5 참조) 에서 절삭 제거되는 부분의 두께가 얇게 되어 있기 때문에, 소단부 측면의 절삭 가공시의 절삭 저항이 작아지고, 소직경 구멍의 변형을 회피할 수 있다. 여기에서, 종래의 가공순서를 행한 후에, 소단부 폭을 축소하는 가공을 행한 경우와 (도 17 ∼ 도 21 참조), 상기 실시의 형태에 의거하여 소단부 폭을 축소하는 가공을 행한 경우 (도 1 ∼ 도 5 참조) 에서, 소단부 폭을 축소하는 가공을 행하기 전후에 있어서의 소직경 구멍의 직진도의 변화를, 도 15 및 도 16 에 나타낸다. 본 실시의 형태에 의거하는 도 16 의 값은 도 15 의 종래의 가공순서에 의한 경우에 비하여, 가공을 행하기 전후에서, 소직경 구멍의 직진도의 악화가 적은 것이 명백하다. 따라서, 상기 실시의 형태에 의하면, 소직경 구멍을 형성하는 부분의 두께를 종래에 비하여 얇게 설정하는 것이 가능하며, 소단부의 소형 경량화를 충분하게 달성할 수 있다. 또, 이것에 의하여 엔진의 설계의 자유도도 증가시킬 수 있다.

본 발명은 이와 같이 구성하였으므로, 이하와 같은 효과를 갖는다. 대·소단부의 폭이 상이한 커넥팅 로드를 형성함에 있어서, 소직경 구멍의 마무리 가공을 행하기 이전의 공정에서 그 소직경 구멍의 모따기 형상을 형성함으로서, 그 모따기 형상을 형성할 때에 생기는 버어는, 소직경 구멍의 마무리 가공을 끝내는 시점에서 완전하게 제거되어, 버어의 영향을 받는 일이 없게 되므로, 소직경 구멍의 치수 정확도를 보증할 수 있다. 또 커넥팅 로드의 가공의 최종공정에서 상기 소단부를 소정폭에 절삭 가공을 함으로써 대·소직경 구멍의 동시 가공을 행하는 시점에서, 가공 기준면이 존재하기 때문에, 대·소직경 구멍의 위치도공차를 보증할 수 있다. 그리고, 최종공정의 하나 앞의 공정까지는 대·소 단부가 동일하기 때문에, 대·소 단부의 폭이 같은 커넥팅 로드와 상이한 커넥팅 로드를, 동일 라인에서 랜덤하게 이동시키는 것이 가능하며, 가공비용을 상승시키는 일 없이 상이한 형상의 커넥팅 로드를 동시에 제조할 수 있다.

본 발명의 목적은, 대·소 단부의 폭이 다르고, 또한 대·소 직경 구멍의 위치도 (位置度) 공차 및 치수정확도가 소망의 값을 만족하는 커넥팅 로드를, 용이하게 제조하는 것에 있다.

Claims

커넥팅 로드의 소직경 구멍 및 측면에 임시가공을 실시하여 가공 기준구멍과 가공 기준면을 형성하고, 상기 가공을 기준구멍과 가공 기준면을 사용하여 후공정을 진행시켜, 소망의 위치도공차 (位置度公差) 를 만족하는 대·소직경 구멍과, 상이한 폭의 대·소단부를 형성하는 커넥팅 로드의 가공방법으로서, 상기 소직경 구멍의 마무리 가공을 행하기 이전의 공정에서, 그 소직경 구멍의 모따기 형상을 형성하여, 최종공정에서 상기 소단부를 소정 폭으로 절삭 가공하는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드의 가공방법.