KR100387032B1 - 크랭크축의가공방법 - Google Patents

Abstract

종래의 가공방법은 공정수가 많아서 생산성이 나쁘다는 문제가 있다.

2개의 커터장치(4)에 설치된 커터(6)에 의해 공작물(2)의 모든 저널을 복수공정으로 가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서, 상기 커터장치(4)의 한쪽에 1개의 커터(6)를, 또는 다른쪽의 커터장치(4)에 2개의 커터(6)를 설치하고, 또한 미리 전가공된 중앙의 저널의 정지용 홈(2b)을 정지수단(7)에 의해 지지하여, 중앙의 저널의 양측에 위치하는 3부위의 저널을 상기 커터(6)에 의해 동시에 절삭가공하여, 다음에 정지수단(7)을 중앙의 저널에 인접하는 가공이 끝난 저널로 이동하여, 남은 저널을 상기 커터(6)에 의해 동시에 절삭가공하는 것에 의해, 제2공정으로 모든 저널을 가공할 수가 있기 때문에, 생산성의 향상이 도모된다.

Description

크랭크축의 가공방법

본 발명은 엔진 등에 사용하는 크랭크축의 가공방법에 관한 것이다.

종래, 자동차 등에 탑재하는 엔진의 크랭크축은, 크랭크축미러 등의 공작기계를 사용하여, 핀(P)이나 저널(J)을 가공하고 있다.

또한, 예를 들면 4개의 실린더 엔진의 크랭크축에는, 도 1에 표시하듯이 5부위에 저널(J₁∼J₅)을 보유하고 있고, 종래에는 이 저널(J₁∼J₅)을 제1공정 내지 제3공정으로 분할하여 가공하고 있지만, 가공시 절삭반력에 의해 공작물이 휘어지면 가공정밀도가 현저하게 저하하기 때문에, 가공하는 저널(J₁∼J₅)에 인접하는 저널을 정지에 의해 지지하여, 가공중 공작물이 휘어지지 않도록 하고 있다.

특히 공작물의 대략 중앙에 위치하는 제3저널(J₃)을 가공하는 경우, 공작물의 휘어짐이 크게 되기 때문에, 반드시 제3저널(J₃)에 인접하는 제2저널(J₂)이나, 제4저널(J₄)을 정지에 의해 지지할 필요가 있다.

한편 종래에는 4개의 실린더 엔진에 사용하는 크랭크축의 저널(J₁∼J₅)을 가공하는 경우, 도 2에 표시하듯이 2개의 커터장치(a)에 각각 1개씩 커터(b)를 설치하여, 제3공정으로 공작물(c)의 제1저널(J₁)에서 제5저널(J₅)까지 가공하는 방법이나, 도 3에 표시하듯이, 2개의 커터헤드(a)의 한쪽에 2개의 커터(b)를, 그리고 다른쪽에 3개의 커터(b)를 설치하여, 제1공정 또는 제2공정으로 제1저널(J₁)에서 제5저널(J₅)까지 가공하고 있다.

어떤 가공방법도, 제3저널(J₃)이나 그 근처의 카운터웨이트(d)를 정지(e)에 의해 지지하여 각 저널(J₁∼J₅)을 가공할 수가 있기 때문에, 가공중 공작물(2)이 휘어지는 일없이 정밀도가 높은 가공이 가능하다.

그러나, 전자의 2헤드, 2커터에 의해 제3공정으로 각 저널을 가공하는 방법은, 제3공정으로 전체의 저널을 가공하기 때문에, 생산성을 향상시키기 위해서는 절삭속도를 대폭으로 상승시킬 필요가 있다.

그래도, 절삭속도를 상승시키면 공구수명이 조기에 저하하기 때문에, 공구교환회수가 많아져서 기구의 가동율이 저하하여, 생산성이 악화함과 동시에, 공구비가 증대하는 등의 문제가 발생한다.

또한, 후자의 2헤드, 5커터에 의해 제1공정 또는 제2공정으로 모든 저널을가공하는 방법으로는, 전자의 방법에 비하여 공정수가 적은 만큼 생산성은 향상하지만, 다음과 같은 불편함이 발생한다.

즉, 단조나 주조 등에 의해 제작된 공작물은, 크랭크축미러에 의해 핀이나 저널을 가공할 때 척으로 고정하는 양단부를, 선반 등의 공작기구에 의해 전가공하지만, 이 경우 전자방법과 같이 제3저널(J₃)을 지지하여 가공하는 방법에서는, 제3저널(J₃)에 정지용의 구입가공을 동시에 행하고 있다.

이것에 의해서 제3저널(J₃)을 정밀도 좋게 지지할 수가 있지만, 후자의 방법과 같이 2헤드, 5커터로 모든 저널을 동시에 가공하는 방법으로는, 제3저널(J₃)을 정지(e)에 의해 지지하여 가공할 수가 없다.

이 때문에 종래에는 제3저널(J₃)의 양측에 위치하는 카운터웨이트(d)에 정지용 기준시이트(f)를 가공하여, 이 기준시이트(f)를 정지(e)에 의해 지지하는 것에 의해, 모든 저널(1)을 제1 또는 제2공정으로 가공할 수 있도록 하고 있다.

그러나 카운터웨이트(d)의 기준시이트(f)는, 선반에 의해 공작물 양단부를 전가공하는 공정으로는 가공할 수가 없다.

이 때문에 종래에는 기준시이트(f)를 가공하기 위한 기구를 설치하여, 개별공정으로 이 기준시이트(f)를 가공하기 때문에, 공정수가 증대하여 생산성 저하의 원인으로 되는 동시에, 기준시이트(f)를 가공하기 위한 기구를 필요로 하여, 설비비용이 높다는 등의 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 개선하기 위해 이루어지는 것으로, 기준시이트를 가공하기 위한 설비를 필요로 하지 않고, 또한 적은 공정수로 크랭크축의 가공을 가능하게 한 크랭크축의 가공방법을 제공하여, 생산성의 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 청구항 제1기재의 발명은, 2개의 커터장치에 설치된 커터에 의해 공작물의 전체적인 저널을 복수공정으로 가공하는 크랭크축의 가공법에 있어서, 상기 커터장치의 한쪽에 1개의 커터를, 또한 다른쪽의 커터장치에 2개의 커터를 설치하고, 또한 미리 전가공된 중앙의 저널 정지용 홈을 정지수단에 의해 지지하여, 중앙의 저널의 양측에 위치하는 3부위의 저널을 상기 커터에 의해 동시에 절삭가공하며, 다음에 정지수단을 중앙의 저널에 인접하는 가공이 끝난 저널로 이동하여, 남은 저널을 상기 커터에 의해 동시에 절삭가공하도록 하는 것이다.

상기 방법에 의해, 공작물의 전체적인 저널을 제2공정으로 가공할 수가 있기 때문에, 종래의 2헤드, 2커터에 의해 제3공정으로 전체의 저널을 가공하고 있던 경우에 비하여 공정수가 제1공정이 적어지므로, 생산성의 대폭적인 향상이 도모된다.

또한, 절삭속도를 상승시키지 않고, 생산성이 향상하기 때문에, 공구수명이 조기에 저하하는 일없이, 이것에 의해서 공구교환회수가 적어질 수 있기 때문에, 기계의 가동률이 향상함과 아울러, 공구비의 절감도 도모하도록 되어 있다.

또한 2헤드, 5커터에 의해 제1공정 또는 제2공정으로 모든 저널을 가공하는경우와 같이, 미리 제3저널 양측의 카운터웨이트에 정지용 기준시이트를 전용의 기계를 사용하여 개별공정으로 가공할 필요가 없기 때문에, 공정수가 증대하여 생산성을 저하시키는 일이 없음과 아울러, 전용의 기계를 새롭게 설치할 필요도 없기 때문에 설비비용이 높다는 등의 불편함을 발생시키는 일도 없다.

한편 청구항 제2기재의 발명은, 공작물의 제3저널을 정지수단에 의해 지지하여, 각 커터에 의해 제2·제4·제5저널을 동시에 가공하여, 그후 정지수단에 의해 제2저널을 지지하여, 각 커터에 의해 제1·제3저널을 가공하도록 한 것이다.

또한 청구항 제3기재의 발명은, 공작물의 제3저널을 정지수단에 의해 지지하여, 각 커터에 의해 제1·제2·제4저널을 동시에 가공하고, 그후 정지수단에 의해 제4저널을 지지하여, 각 커터에 의해 제3·제5저널(J)을 동시에 가공하도록 한 것이다.

상기 방법에 의해, 가장 변형하기 쉬운 제3저널을 정지수단에 의해 지지한 상태로 제3저널에 인접하는 제2·제4저널을 가공하고, 이어서 제3저널에 인접하는 제2 또는 제4저널을 정지수단에 의해 지지한 상태로 제3저널을 가공할 수가 있기 때문에, 가공중 공작물이 휘어지는 일없이, 이것에 의해서 정밀도가 높은 가공이 가능하게 된다.

도 1은, 4개의 실린더 엔진에 사용되는 크랭크축의 설명도.

도 2는, 종래의 2헤드, 2커터방식으로 크랭크축을 가공하는 상태를 표시하는 설명도.

도 3은, 종래의 2헤드, 5커터방식으로 크랭크축을 가공하는 상태를 표시하는 설명도.

도 4는, 본 발명의 실시형태인 크랭크축의 가공방법을 표시하는 설명도.

도 5는, 도 4의 화살표A방향에 따른 단면도.

도 6은, 본 발명의 실시형태인 크랭크축의 가공방법을 표시하는 공정도.

도 7은, 본 발명의 다른 실시형태인 크랭크축의 가공방법을 표시하는 공정도.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

(2) ----------------------------- 공작물,

(2b) ---------------------------- 정지용 홈,

(4) ----------------------------- 커터장치,

(6) ----------------------------- 커터,

(7) ----------------------------- 정지수단,

(J₁) ---------------------------- 제1저널,

(J₂) ---------------------------- 제2저널,

(J₃) ---------------------------- 제3저널,

(J₄) ---------------------------- 제4저널,

(J₅) ---------------------------- 제5저널.

본 발명의 실시형태를 도 4 이하에 표시하는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 가공방법을 실시하는 크랭크축미러의 척부근의 일부를 절단한 정면도로, 참조부호 (1)은 도면표시하지 않은 헤드 위에 접촉·이간방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 설치된 2개의 공작물헤드를 표시한다.

이 공작물헤드(1)의 대향면에는, 핀(P) 또는 저널(J)을 가공하는 공작물(2)의 양단을 고정하는 척(3)이 설치되어 있다.

상기한 척(3)은 공작물(2)의 양단면에 미리 전가공된 센터구멍(2a)을 지지하는 센터(3a)와, 공작물(2)의 양단을 고정하는 3개의 걸림부재(3b)를 보유하고 있어서, 이 척(3)에 의해 공작물(2)의 양단을 고정하도록 되어 있다.

또한, 도 4중 참조부호 (4)는, 각 척(3)의 사이에 고정된 공작물(2)의 길이방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 설치된 2개의 커터장치(4)(이하 설명의 사정상 좌측의 커터장치를 제1커터장치(41), 우측의 커터장치를 제2커터장치(42)라 한다)로, 이 커터장치(4)에, 도면표시하지 않은 커터모터에 의해 회전되는 커터드럼(5)이 설치되어 있다.

그리고, 이 커터드럼(5)의 대향면에, 커터(6)가 고정장착구(10)에 의해 자유롭게 착탈할 수 있도록 부착되어 있다.

상기한 커터(6)중, 제1커터장치(41)에는, 내주면에 다수의 팁(6b)이 설치된 링형상의 커터본체(6a)를 1개소에 부착한 제1커터구조, 그리고 제2커터장치(42)에는, 동일한 커터본체(6a)를 2개소에 부착한 제2커터구조로 되어 있어서, 2커터측의 커터본체(6a)의 간격은, 인접하는 2개소의 저널(J)이 동시에 가공가능한 거리로 설정되어 있다.

한쪽 상기한 각 커터장치(4)의 사이에는, 정지수단(7)이 커터장치(4)의 이동방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 설치되어 있다.

상기한 정지수단(7)은, 도 5에 표시하듯이, 클램프실린더(8)에 의해 핀(7f)을 중심으로 상하방향으로 자유롭게 개폐할 수 있는 한 쌍의 정지아암(7a)의 대향면에 반원형상의 노치부(7b)를 보유하고 있어서, 이 노치부(7b)에, 공작물(4)의 저널(J)을 4개로 지지하는 복수의 패드(7c)가 어댑터(7d)를 개재하여 자유롭게 착탈할 수 있도록 부착되어 있다.

또한 도면 5중 참조부호 (7e)는 각 정지아암(7a)을 폐합상태로 잠그는 로크부재로 로크실린더(9)에 의해 수평방향으로 자유롭게 진퇴할 수 있는 상태로 되어 있다.

다음에 상기 구성된 크랭크축미러를 사용하여 공작물(크랭크축)(2)을 가공하는 방법을 도 6을 참조하여 상술한다.

공작물(2)은 미리 전가공으로 양단부의 외주 및 센터구멍(2a)과, 제3저널(J₃)의 정지용 홈(2b)이 가공된 상태로 크랭크축미러에 반입되고, 각 척(3)에 설치된 센터(3a)에 의해 양단의 센터구멍(2a)이 지지된 상태로, 도시하지 않은 위상걸림에 의해 위상위치결정이 행해진 후, 척(3)의 각 걸림부재(3b)에 의해 양단이 지지되어서 고정된다.

다음에 이 상태로 제1커터(4₁)를 공작물(2)의 제2저널(J₂)로, 제2커터장치(4₂)를 제4·제5저널(J₄, J₅)로 이동하고, 정지수단(7)을 제3저널(J₃)로 이동하여 각 정지아암(7a)을 폐쇄하는 것에 의해, 각 정지아암(7a)에 설치된패드(7c)로 제3저널에 미리 전가공된 홈(2b)을 4방향에서 지지한다.

다음에 이 상태로 제1·제2커터장치(4₁, 4₂)의 커터드럼(5)을 회전시켜서, 제1커터(4₁)의 커터드럼(5)에 부착된 1개소의 커터(6)에 의해 제2저널(J₂)을, 그리고, 제2커터장치(4₂)의 커터드럼(5)에 부착된 2개소의 커터(6)에 의해 제4·제5저널(J₄, J₅)을 동시에 가공한다.

이 경우 정지수단(7)에 의해 제3저널(J₃)이 지지되어 있기 때문에, 제3저널(J₃)에 인접하는 제2·제4저널(J₂, J₄)을 동시에 가공하여도, 절삭반력에 의해 공작물(2)이 휘어지는 일이 없이, 이것에 의해서 정밀도가 높은 가공이 가능하게 된다.

상기한 바와 같이 하여 제1공정의 가공을 완료한 후, 다음에 제1커터장치(4₁)를 제1저널(J₁)로, 제2커터장치(4₂)를 제3·제4저널(J₃·J₄)로, 그리고 정지수단(7)을 이미 가공이 완료하고 있는 제2저널(J₂)로 이동하여, 정지수단(7)에 의해 제2저널(J₂)을 지지한다.

다음에 이 상태로 제1·제2커터장치(4₁·4₂)의 커터드럼(5)을 회전시켜서, 제1커터(4₁)의 커터드럼(5)에 부착된 커터(6)에 의해 제1저널(J₁)을, 그리고 제2커터(4₂)의 커터드럼(5)에 부착된 커터(6)에 의해 제3·제4저널(J₃, J₄)을 가공하지만, 제4저널(J₄)은 제1공정만으로 가공이 완료되기 때문에, 실제로 커터(6)에 의해 가공되는 일은 없다.

또한 이 경우 정지수단(7)에 의해 제1·제3저널(J₁, J₃)에 인접하는 제2저널(J₂)이 지지되어 있기 때문에, 제1·제3저널(J₁, J₃)을 동시에 가공하여도, 절삭반력에 의해 공작물(2)이 휘어지는 일이 없이, 이것에 의해서 정밀도가 높은 가공이 가능하게 된다.

그리고, 상기 실시형태에서는, 제1커터장치(4₁)측에 제1커터를, 그리고 제2커터장치(4₂)측에 2개의 커터를 설치한 경우에 관해서 설명하지만, 제1커터장치(4₁)측에 2개의 커터를, 그리고, 제2커터장치(4₂)측에 1개의 커터를 설치하여도 좋다.

이 경우, 제1공정 및 제2공정은 도 7에 표시하도록 한다.

또한, 상기한 실시형태에서는, 공작물(2)을 고정한 상태로 가공하는 경우를 설명하지만, 공작물(2)을 회전시키면서 가공하는 방식의 크랭크축미러나, 커터의 외주에 다수의 팁이 설치된 바깥쪽 칼날커터를 사용하는 크랭크축미러 등에도 적용가능한 것은 물론이다.

또, 상기한 실시형태에서는, 4개의 실린더 엔진의 크랭크축을 가공하는 경우에 관해서 설명하지만, 동일한 배열의 저널을 보유하는 크랭크축 전반에 적용할 수도 있다.

청구항 제1기재의 발명은, 2개의 커터장치에 설치된 커터에 의해 공작물의 전체적인 저널을 복수공정으로 가공하는 크랭크축의 가공법에 있어서, 상기 커터장치의 한쪽에 1개의 커터를, 또한 다른쪽의 커터장치에 2개의 커터를 설치하고, 또한 미리 전가공된 중앙의 저널 정지용구를 정지수단에 의해 지지하여, 중앙의 저널의 양측에 위치하는 3개소의 저널을 상기 커터에 의해 동시에 절삭가공하며, 다음에 정지수단을 중앙의 저널에 인접하는 가공이 끝난 저널로 이동하여, 남은 저널을 상기 커터에 의해 동시에 절삭가공하도록 하는 상기 방법에 의해, 공작물의 전체적인 저널을 제2공정으로 가공할 수가 있기 때문에, 종래의 2헤드, 2개의 커터에 의해 제3공정으로 전체의 저널을 가공하고 있던 경우에 비하여 공정수가 제1공정없이 이루어지기 때문에, 생산성의 대폭적인 향상이 도모된다.

또한, 절삭속도를 상승시키지 않고, 생산성이 향상하기 때문에, 공구수명이 조기에 저하하는 일없이, 이것에 의해서 공구교환회수가 적어질 수 있기 때문에, 기계의 이동률이 향상함과 아울러, 공구비의 절감도 도모하도록 되어 있다.

또, 2헤드, 5개의 커터에 의해 제1공정 또는 제2공정으로 전체적으로 저널을 가공하는 경우와 같이, 미리 제3저널 양측의 카운터웨이트에 정지용의 기준시이트를 전용의 기구를 사용하여 개별공정으로 가공할 필요가 없기 때문에, 공정수가 증대하여 생산성을 저하시키는 일이 없음과 아울러, 전용의 기구를 새롭게 설치할 필요도 없기 때문에 설비비용이 높다는 등의 불편함을 발생시키는 일도 없다.

또한, 청구항 제3기재의 발명은, 공작물의 제3저널을 정지수단에 의해 지지하여, 각 커터에 의해 제1·제2·제4저널을 동시에 가공하여, 그후 정지수단에 의해 제4저널을 지지하여, 각 커터에 의해 제3·제5저널(J)을 동시에 가공하도록 하는 상기 방법에 의해, 변형하기 쉬운 제3저널을 정지수단에 의해 지지한 상태로 제3저널에 인접하는 제2·제4저널을 가공하고, 이어서 제3저널에 인접하는 제2 또는 제4저널을 정지수단에 의해 지지한 상태로 제3저널을 가공할 수가 있기 때문에, 가공중 공작물이 휘어지는 일없이, 이것에 의해서 정밀도가 높은 가공이 가능하게 된다.

Claims (3)

1. 2개의 커터장치(4)에 설치된 커터(6)에 의해 공작물(2)의 모든 저널을 복수공정으로 가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서, 상기 커터장치(4)의 한쪽에 1개의 커터(6)를, 또는 다른 쪽의 커터장치(4)에 2개의 커터(6)를 설치하고, 또한 미리 전가공된 중앙의 저널의 정지용 홈(2b)을 정지수단(7)에 의해 지지하여, 중앙의 저널의 양측에 위치하는 3개소의 저널을 상기 커터(6)에 의해 동시에 절삭가공하고, 다음에 정지수단(7)을 중앙의 저널에 인접하는 가공이 끝난 저널로 이동하여, 남은 저널을 상기한 커터(6)에 의해 동시에 절삭가공하는 것을 특징으로 하는 크랭크축의 가공방법.
2. 제1항에 있어서, 공작물(2)의 제3저널(J₃)을 정지수단(7)에 의해 지지하여, 각 커터(6)에 의해 제2·제4·제5저널(J₂, J₄, J₅)을 동시에 가공하고, 그후 정지수단(7)에 의해 제2저널(J₂)을 지지하여, 각 커터(6)에 의해 제1·제3저널(J₁, J₃)을 가공하는 것을 특징으로 하는 크랭크축의 가공방법.
3. 제1항에 있어서, 공작물(2)의 제3저널(J₃)을 정지수단(7)에 의해 지지하여, 각 커터(6)에 의해 제1·제2·제4저널(J₁, J₂, J₄)을 동시에 가공하고, 그후 정지수단(7)에 의해 제4저널(J₄)을 지지하여, 각 커터(6)에 의해 제3·제5저널(J₃, J₅)을 동시에 가공하는 것을 특징으로 하는 크랭크축의 가공방법.

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