KR100192846B1 - 브로치커터 및 브로치커터에 의한 크랭크샤프트의 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 범용성이 높은 브로치커터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

브로치드럼(9) 부착된 복수의 브로치커터(8a∼8e)에 의해, 크랭크샤프트(13)의 복수의 저널(13₁∼13₇)을 동시에 가공하는 선회브로치머신에 있어서, 상기한 브로치커터(8a∼8e)의 1개 이상에 예비가공용 브로치세그먼트(8₁∼8_n-1)와 마듬질 가공용 브리치세그먼트(8n) 사이에 브로치세그먼트(8₁∼8n)가 없는 빈공간(8n')을 설치한 것으로서, 동일한 브로치커터로 예를 들면 4기통엔진의 크랭크샤프트(12)와, 6기통엔진의 크랭크샤프트(13)를 가공할 수 있으므로 범용성이 높다.

Description

브로치터커 및 브로치커터에 의한 크랭크샤프트이 가공 방법

제1도의 (a)∼(c)는 종래의 브로치커터에 의한 가공방법을 가리키는 도면이다.

제2도는 이 발명의 하나의 실시예가 되는 브로치커터를 사용하는 선회브로치머산의 정면도이다.

제3도(a)는 이 발명의 하나의 실시예가 되는 브로치커터로, 4기통엔진의 크랭크샤프트를 가공하는 경우의 설명도이다.

제3도(b)는 제3도(a)의 A방향에서 본 도면이다.

제4도(a)는 이 발명의 하나의 실시예가 되는 브로치커터로 6기통엔진의 크랭크샤프를 가공하는 경우의 제1공정을 도시하는 설명도이다.

제4(b)는 이 발명의 하나의 실시예가 되는 브로치커터로 6기통엔진의 크랭크샤프트를 가공하는 경우의 제2공정을 도시하는 설명도이다.

제5도(a) 및 (b)는 이 발명의 하나의 실시예가 되는 브로치커터로 6기통엔진의 크랭크샤프트를 가공하는 경우의 제1공정을 도시하는 설명도이다.

제5도(c) 및 (d)는 이 발명의 하나의 실시예가 되는 브로치커터로 6기통엔진의 크랭크샤프트를 가공하는 경우의 제2공정을 도시하는 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

8a∼8e : 브로치커터 8₁∼8_n-1: 예비가공용 브리치세그먼트

8n : 마듬질가공용 브로치세그먼트 8n' : 빈공간

9 : 브로치드럼 12 : 4기통엔진의 크랭크샤프트

12₁∼12₅: 저널 13 : 6기통엔진의 크랭크샤프트

13₁∼13₇: 저널

이 발명은 엔진의 크랭크샤프트를 가공하는 브로치커터 및 브로치커터에 의한 크랭크샤프트의 가공방법에 관한 것이다.

종래의 엔진의 크랭크샤프트는, 크랭크샤프트미라를 사용해서 핀이나 저널부분을 적살가공하고 있지만, 최근과 같이 엔진의 다품종, 소생산화가 추진되면 크랭크샤프트미라에 의한 가공은 생산성의 면에서 이점이 있다고 할 수 없다.

이와같은 사정으로, 최근에는 선회브로치머신을 사용해서 크랭크샤프트를 가공하기 위한 연구가 추진되고 있는데, 선회브로치머신은 그 기계의 구조에서 단일공작품에 대해서는 높은 생산성을 발휘하지만 범용성이 없기 때문에, 공작품이 바뀔 때마다 브로치커터를 변경하거나 하는 등의 작업이 필요하며, 그 바꾸는 절차에 많은 시간이 소요된다고 하는 결점이 있다.

종래의 엔진에는 4기통엔진이나 6기통엔진 등이 있고, 이들 엔진의 크랭크샤프트는 메인저널의 지름, 폭 및 저널간의 피치가 동일하고, 또한 길이방향의 치수가 기통수만큼 증감된 형상으로 되어 있지만, 종래의 선회브로치머신은 브로치커터를 공작품의 길이방향으로 이동시키지 못하는 구조로 되어 있으므로, 동일한 브로치커터로 4기통엔지니의 크랭크샤프트와 6기통엔진의 크랭크샤프트를 가공할 수가 없다.

이와같은 결점을 개선하기 위하여, 브로치커터를 공작품의 길이방향으로 이동시킬 수 있는 구조로 채용했을 경우에도, 종래의 브로치커터는 다음과 같은 결점이 발생된다.

제1도의 (a)는 4기통엔진의 크랭크샤프트이고, 제1도의 (b)는 6기통엔진의 크랭크샤프트를 도시하는 것으로서, 4기통엔진의 크랭크샤프트(a)를 가공하는 브로치커터(b)로 6기통엔진의 크랭크샤프트(c)를 가공할 경우 2공정으로 된다. 먼저, 제1공정으로 제1도의 (b)에 표시하는 장소를 가공한 다음, 브로치커터(b)를 공작품의 길이방향으로 이동시켜서 제2공정으로 제1도의 (c)에 표시하는 장소를 가공했을 경우, 제1도의 (c)의 d부분은 브로치커터(b)로 두 번 가공하게 되므로, 가공장소의 지름이 필요이상으로 작게 되기도 하고, 불필요한 가공에 의해 브로치커터의 수명이 빨리 저하된다고 하는 결점이 발생하였다.

이 발명은, 그와같은 결점을 개선하기 위해 이루어진 것으로서 범용성이 높고, 또한 동일한 장소를 두 번 가공할 필요가 없는 브로치커터와, 브로치커터에 의한 크랭크샤프트의 가공방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

이 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해, 브로치드럼에 부착된 복수의 브로치커터에 의해 크랭크샤프트의 복수의 저널을 동시에 가공하는 선회브로치머신에 있어서, 상기한 브로치커터의 1개이상에 예비가공용 브로치세그먼트와 마듬질가공용 브로치세그먼트 상이에 브로치세그먼트가 없는 빈공간을 설치한 것이다.

또, 브로치드럼에 부착된 복수의 브로치커터에 의해 크랭크샤프트의 복수이 저널을 동시에 가공하는 선회브로치머신에 있어서, 상기한 브로치커터의 1개 이상에 예비가공용 브로치세그먼트와 마듬질가공용 브로치세그먼트 사이에 브로치세그먼트가 없는 빈공간을 설치해서, 제1공정에서 크랭크샤프트의 복수의 저널을 동시에 가공하면, 상기한 브로치드럼을 크랭크샤프트의 길이방향으로 이동시켜서 제2공정이후의 가공을 할 때에 이미 가공이 완료된 저널부분에 빈공간을 설치한 브로치커터를 위치시켜서 제2공정 이후의 가공을 하도록 한 것이다.

상기한 구성에 의해, 예를 들면, 4기통엔지니의 크랭크샤프트와 6기통엔진의 크랭크샤프트와 같이 메인저널의 지름, 폭 및 저널간의 피치가 같고, 또한 길이방향의 치수가 기통수만큼만 증감되도록 크랭크샤프트를 동일한 브로치커터에 의해 가공할 수가 있게 된다.

또, 복수의 브로치커터의 1개 이상에 예비가공용 브로치세그먼트와, 마듬질가공용 브러치세그먼트 사이에 브로치세그먼트가 없는 빈공간을 설치해서, 제1공정에서 크랭크샤프트의 복수의 저널을 가공하면 브로치드럼을 크랭크샤프트의 길이방향으로 이동시켜서, 제2공정 이후의 가공을 할 때에 빈공간을 설치한 브로치커터를 이미 가공이 완료된 저널부분에 위치시키므로써, 동일 장소를 두 번 가공하는 것을 방지할 수가 있다.

이 발명의 하나의 실시예를 제2도 이하에 도시하는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제2도는 이 발명의 브로치커터를 사용하는 선회브로치머신을 표시하는 것으로서, 베드(1) 위에 NC서보(servo)모우터(2)에 의한 베드(1)이 길이방향으로 자유롭게 이동가능한 분할슬라이드유닛(3)이 설치되어 잇고, 이 분할슬라이드유닛(3)의 양 끝층에 절입구동모터(4)에 의해, 상기한 분할슬라이드유닛(3)의 이동방향과 직교하는 방향으로 동시에 이동된 한쌍의 절입슬라이드(5)가 설치되어 있다.

그리고, 한쪽 편의 절입슬라이드(5)위에는 브로치구동유닛(6)이 , 그리고 다른 한쪽편의 절입슬라이드(5) 위에는 브로치세력권유닛(7)이 설치되어 있고, 이들 브로치구동유닛(6)과 브로치세력권유닛(7) 사이에서 브로치커터(8)가 부착된 브로치드럼(9)의 양끝이 지지도어 있는 동시에, 브로치구동유닛(6)측에 설치된 브로치구동모우터(10)에 의해 브로치드럼(9)이 회전되도록 되어 있다.

한편, 상기한 브로치드럼(9)에는 예를 들면, 4기통엔진의 크랭크샤프트(12)와 6기통엔진의 크랭크샤프트(13)를 가공하기 위한 브로치커터(8)가 부착되어 있다.

4기통엔진의 크랭크샤프트(12)는 가공하는 브로치커터(8)는 제3도(a)에 도시하듯이 브로치드럼(9에 제1∼제5저널(12₁∼12₅)과 동일한 피치로 5장소의 브로치커터(8a∼8e)가 부착되어 있으며, 이들 브로치커터(8a∼8e)는 제3도(b)에 도시하듯이 원둘레방향으로 복수분할된 브로치세그먼트(8₁∼8n)를 보유하고 있다.

이들 브로치세그먼트(8₁∼8n)는 브로치드럼(9)의 회전방향에 따라 예비가공용에서부터 마듬질가공용까지 순차적으로 배치되어 있고, 브로치드럼(9)이 대략 1회전하는 동안에 각 저널(12₁∼12₅)을 동시에 마듬질가공할 수 있도록 되어 있다.

또, 4기통엔진의 크랭크샤프트(12)를 가공하는 브러치커터(8)로 6기통엔진의 크랭크샤프트(13)를 가공할 경우에, 동일 장소를 두 번 가공하지 않도록 제6저널(13₆)을 가공하는 브로치세그먼트(8b)는 제5도(b)에 표시하고 있는 다른 브로치커터(8a, 8d, 8e)의 마듬질용 브로치세그먼트(8n)의 위치에 제5도(a)에 표시하듯이 빈공간(8n')이 설치되어 있으므로, 이 빈공간(8n')의 후방에 마듬질용 브로치세그먼트(8n)가 부착되어 있다.

다음에 작용에 대해서 설명한다. 4기통엔진의 크랭크샤프트(12)를 가공할 경우에는, 제3도(a)에 표시하듯이 브로치드럼(9)에 가공해야 할 제1∼제5저널(12₁∼12₅)의 피치에 맞추어서 5장소에 브로치커터(8a∼8e)를 부착하고, 이 브로치드럼(9)을 제2도에 표시하듯이 선회브로치머신이 브로치구동유닛(6)과, 브로치세력권유닛(7) 사이에 장착해서 브로치구동유닛(6)의 브로치구동모우터(10)에 의해 브로치드럼(9)을 대략 1회전시켜서 각 브로치커터(8a∼8e)에 의해, 회전되는 크랭크샤프트(12)의 제1저널(12₁)에서 제5저널 (12₅)까지를 동시에 가공한다.

이에따라, 4기통엔진의 크랭크샤프트(12)의 경우 제1공정에서 제1저널(12₁)로부터 제5저널(12₅) 의 가공이 완료된다.

한편, 상기한 브로치커터(8)를 사용해서 6기통엔진의 크랭크샤프트(13)를 가공할 경우에는, 사용하지 않는 제3브로치커터(8c)를 미리 해체해 둔다.

그리고, 제1공정에서 크랭크샤프트(13)의 제3, 4, 6저널(13₃, 13₄, 13₆)과 제7저널(13₇)까지를 제4도(a)에 도시하듯이 가공한다.

이때, 제3, 4, 7저널(13₃, 13₄, 13₇)을 가공하는 브로치커터(8e, 8d, 8a)가 제5도(b)에 표시하듯이 제3, 4, 7저널(13₃, 13₄, 13₇)의 가공을 완료한 후에도 다시, 브로치드럼(9)을 호전시켜서 제5도(a)에 표시하듯이 빈공간(8n')의 후방에 설치된 마듬질용 브로치세그먼트(8n)에서 제6저널(13₆)을 마듬질 가공한다.

이상과 같이 하여 제1공정이 가공이 완료되면, 일단 브로치드럼(9)을 후퇴시킨 다음 NC서보모우터(2)에 의해 분할슬라이드유닛(3)을 오른쪽으로 이동시키고, 나머지의 제1, 2, 4, 5저널(13₁, 13₂, 13₄, 13₅) 이 가공되는 위치에 브로치커터(8a, 8b, 8d, 8e)를 설치하고, 또 브로치커터(8)의 회전방향위치를 원점으로 되돌려 보내서 제2공정의 가공을 개시한다.

제2공정에서는 브로치커터(8e, 8d, 8b, 8a)로 각각 제1, 2, 4 5저널(13₁, 13₂, 13₄, 13₅)을 제4도(b)에 표시하듯이 가공하는데, 이때, 이미 제1공정에서 제4저널(13₄)은 가공이 완료되어 있다.

그러나, 제4저널(13₄)에 위치하는 브로치커터(8b)는 마듬질용 브로치세그먼트(8n)의 전방에 미리 빈공간(8n')이 설치되어 있으므로, 다른 브로치커터(8a, 8d, 8e)의 마듬질용 브로치세그먼트(8n)가 제5도(d)에 표시하듯이 제1, 2, 5저널(13₁, 13₂, 13₅)을 마듬질가공하고 있는 동안에 브로치커터(8b)는 제5도(c)에 도시하듯이 빈공간(8n')이 제4저널(13₄)의 이치에 있기 때문에 제4저널(13₄)은 가공되지 않는다.

이에 따라, 제1공정에서 가공된 제4저널(13₄)이 재가공되는 것을 방지할 수가 있다. 이상과 같이 하여 제2공정이 완료되면, 브로치드럼(9)을 후퇴시켜서 가공이 완료된 크랭크샤프트(13)를 집어 내어서 다음에 가공하는 크랭크샤프트(13)를 넣고, 상기한 조작을 반복하는 것으로서 4기통엔진의 크랭크샤프트(12)를 가공하는 브로치커터(8)에 의해 6기통엔진의 크랭크샤프트(13)를 가공할 수가 있게 된다.

또, 상기한 실시예에서는 6기통엔진의 크랭크샤프트(13)를 가공할 경우, 브로치커터(8c)를 해체시켰지만, 브로치커터(8c)에도 브로치커터(8b)와 마찬가지로 미리 빈공간(8n')을 설치하므로서, 브로치드럼(9)에서부터 브로치커터(8c)를 해체하지 않고도 가공이 가능할 수 있다.

또, 상기한 실시예는 4기통엔진의 크랭크샤프트(12)와, 6기통엔진의 크랭크샤프트(13)를 가공할 경우이지만, 메인저널의 지름, 폭 및 저널간의 피치가 같고, 또한 길이방향의 치수가 기통수만큼만 증감할 수 있는 크랭크샤프트라면, 상기한 기통 이외이 엔진의 크랭크샤프트라도 가공이 가능하다.

이 발명은 앞에서 상세하게 설명한 바와같이, 예를 들면, 4기통엔진의 크랭크샤프트와 6기통엔진의 크랭크샤프트와 같이 메인저널의 지름, 폭 및 저널간의 피치가 같고, 길이방향의 치수가 기통수만큼 증감시킬 수 있는 크랭크샤프트를, 동일한 브로치커터에 의해 가공할 수 있도록 한 것이므로, 종래의, 공작물이 바뀌어 질 때마다 브로치커터를 교환하여 있었던 경우에 비하여, 범용성이 향상되는 동시에, 브로치커터에 브로치세그먼트가 없는 빈공간을 설치하므로서, 공작물의 동일 장소를 두 번 가공하는 일도 없으므로 가공부의 지름이 감소되거나, 불필요한 가공에 의해 브로치커터의 수명이 조기에 저하되는 등의 결점도 해소할 수가 있다.

또, 브로치커터를 공작물의 길이방향으로 이동이 자유롭게 하므로서, 예를 들면, 4기통엔진의 크랭크샤프트는 1공정으로 또, 예를 들면 6기통엔진의 크랭크샤프트는 2공정으로 가공할 수가 있기 때문에 생산성도 더 한층 향상된다.

Claims (2)

1. 베드(1)위에 설치된 크랭크샤프트(12)(13)의 축방향으로 이동이 자유로운 슬라이드유닛(3)위에, 크랭크샤프트의 축방향에 직교하는 방향으로 이동이 자유로운 절입슬라이드(5)를 설치하고, 이 절입스라이드(5)위에 브로치구동유닛(6)에 의해 회전가능하게 지지된 브로치드럼(9)이 설치되어서, 그 브로치드럼(9)에 부착된 복수의 브로치커터(8a∼8e)에 의해 크랭크샤프트(12)(13)의 복수의 저널(12₁∼12₅), (13₁∼13₇)을 동시에 가공하는 선회브로치머신에 있어서, 상기한 브로치커터(8a∼8e) 내의 1개 이상에 예비가공용 브로치세그먼트(8₁∼8_n-1)와 마듬질가공용 브로치세그먼트(8n)의 사이에 브로치세그먼트(8₁∼8n)가 없는 빈공간(8n')을 설치한 것을 특징으로 하는 브로치커터.
2. 베드(1)위에 설치된 크랭크샤프트(12)(13)의 축방향으로 이동이 자유로운 슬라이드유닛(3)위에, 크랭크샤프트의 축방향에 직교하는 방향으로 이동이 자유로운 절입슬라이드(5)를 설치하고, 이 절입스라이드(5)위에 브로치구동유닛(6)에 의해 회전가능하게 지지된 브로치드럼(9)이 설치되어서, 그 브로치드럼(9)에 부착된 복수의 브로치커터(8a∼8e)에 의해 크랭크샤프트(12)(13)의 복수의 저널(12₁∼12₅), (13₁∼13₇)을 동시에 가공하는 선회브로치머신에 있어서, 상기한 브로치커터(8a∼8e) 내의 1개 이상에 예비가공용 브로치세그먼트(8₁∼8_n-1)와 마듬질가공용 브로치세그먼트(8n)의 사이에 브로치세그먼트(8₁∼8n)가 없는 빈공간(8n')을 설치하고, 제1공정에서 크랭크샤프트(13)의 복수의 저널(13₃, 13₄, 13₆, 13₇)을 동시에 가공한 후, 상기한 브로치드럼(9_을 크랭크샤프트(13)의 축방향으로 이동시키고, 제2공정에서 크랭크샤프트(13)의 복수의 저널(13₁, 13₂, 13₄, 13₅)를 가공할 때에, 이미 가공이 완료된(13₄)에 빈공간(8n')을 설치할 브로치커터(8b)를 위치시켜서 가공을 하는 것을 특징으로 하는 브로치커터에 의한 크랭크샤프트의 가공방법.