KR100405700B1 - 중공 캠축의 주조방법 - Google Patents

Abstract

중공부 코어(Core)를 외주면에 나선홈을 갖는 유리관으로 제작하여 주조시에 발생되는 가스의 배출이 용이함은 물론, 탈사공정이 필요없도록 하여 중공 캠축의 제조를 용이하게 할 수 있는 중공 캠축의 주조방법을 제공할 목적으로,

하형몰드의 캠축 주조면 상의 양측 선단에 코어 프린트부를 형성하고, 캠축의 중공부를 형성하는 소정의 직경을 갖는 유리관 코어를 상기 하형몰드의 주조면 상에 배치하여 그 양단을 상기 양측 코어 프린트에 설치하여 조립하는 제1공정과; 상기 제1공정에서 하형몰드에 유리관 코어가 조립된 상태에서, 하형몰드의 가장자리를 따라 형성되는 다우웰 홈에, 상형몰드 하단면 가장자리를 따라 형성된 다우웰 핀을 통하여 하형몰드와 상형몰드를 합형하는 제2공정과; 상기 제2공정에 이어, 상형몰드의 상부에서 탕구를 통하여 주철 용탕을 주입하여 중력 주조 주입을 실시하는 제3공정과; 상기 제3공정에서 주철 용탕이 응고된 후, 상형몰드와 하형몰드를 탈사하여 제거하고, 상기 캠축의 중공부를 형성하는 유리관 코어를 일측에서 회전시키며, 빼내어 유리관 코어를 탈형함으로서, 캠축 주물을 얻는 제4공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중공 캠축의 주조방법을 제공한다.

Description

중공 캠축의 주조방법{CASTING METHOD OF CAM SHIFT}

본 발명은 중공 캠축(Cam Shaft)의 주조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중공부 코어(Core)를 외주면에 나선홈을 갖는 유리관으로 제작하여 주조시에 발생되는 가스의 배출이 용이함은 물론, 탈사공정이 필요없도록 하여 중공 캠축의 제조를 용이하게 할 수 있는 중공 캠축의 주조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 내연기관에 있어서는 경량화 및 고성능화의 필요에 의하여 캠축을 중공화하고, 이의 중공부에 윤활유를 통과시켜 캠부의 냉각과 윤활을 좋게하는 구조의 중공 캠축이 사용된다.

이러한 중공 캠축을 주조하는 방법으로는 세라믹 파이프나 주강 파이프를 코어로 하여 주조하는 방법이 잘 알려져 있다.

그러나 상기와 같이 코어를 세라믹 파이프나 주강 파이프로 사용하는 경우에는 코어의 통기성이 좋지 않아 가스 결함이 발생되기 쉽고, 주조후에 코어들을 제거하는 데에 많은 작업과 시간을 필요로 함으로써, 제조비용이 상승된다는 단점이 있다.

그리고 캠축의 축경이 단부에서 작아지는 중공 캠축을 세라믹 파이프를 이용하여 주조하는 것이 극히 곤란하며, 주강 파이프를 이용하는 경우에는 코어가 길면 주조할 때 강관이 가열되면서 연화되어 구부러짐을 발생시키는 등의 문제점이 있었다.

이러한 종래 문제점을 해결하기 위한 수단으로는 일본 특허출원 공개 소화 59-206141호가 제안되고 있다.

상기 기술은 분할면 중심선을 따라 원주형의 중공부를 갖도록 조합시킨 금형의 중공부에 그의 축심을 따라 심봉을 끼우고, 그 주위에 원통형 공간을 갖는 코어 조형용 금형을 준비하는 제1공정과; 소정 온도로 가열된 상기 금형의 공간으로 주물사를 충진시킨 다음 그 금형의 분활과 심봉을 빼내어 원통형의 코어를 얻는 제2공정과; 상기 원통형 코어의 중앙 관통공 일측 단부에 봉편을 외측으로 돌출되도록 삽입하여 완전한 코어를 완성하는 제3공정과; 코어의 일측단 봉편 선단부와 타측의 원통봉에 의해서 코어를 캠축 주조용 주형의 캐비티내에 장치하고 중공 캠축 주조용 주형을 조립하는 제4공정과; 상기 주형에 주출 용액을 주입 응고시키고, 원통형의 코어 또는 원통형의 코어 및 봉편을 제거하여 캠축 주물을 얻는 제5공정을 통한 직경이 단부에서 작아지는 중공 캠축 주물의 제조방법을 제공하고 있다.

그러나 상기에서와 같은 기술에 있어서는 코어의 성형시 중심부에 심봉을 끼워 코어 자체가 중공화되고, 그 형상의 특징상 코어의 양 끝단부가 코어 프린트(Core Print) 역할을 하게되어 캠축의 한쪽 끝단이 관통되어 일측이 막히는 캠축을 주조하는 데에는 적용하기 곤란하다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중공부 코어(Core)를 외주면에 나선홈을 갖는 유리관으로 제작하여 주조시에 발생되는 가스의 배출이 용이함은 물론, 탈사공정이 필요없도록 하여 중공 캠축의 제조를 용이하게 할 수 있는 중공 캠축의 주조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 중공 캠축의 주조방법에 의한 제1공정도이다.

도 2는 본 발명에 따른 중공 캠축의 주조방법에 의한 제2공정도이다.

도 3은 본 발명에 따른 중공 캠축의 주조방법에 의한 제3공정도이다.

도 4는 본 발명에 따른 중공 캠축의 주조방법에 의한 제4공정도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 중공 캠축의 주조방법은,

하형몰드의 캠축 주조면 상의 양측 선단에 코어 프린트부를 형성하고, 캠축의 중공부를 형성하는 소정의 직경을 갖는 유리관 코어를 상기 하형몰드의 주조면 상에 배치하여 그 양단을 상기 양측 코어 프린트에 설치하여 조립하는 제1공정과; 상기 제1공정에서 하형몰드에 유리관 코어가 조립된 상태에서, 하형몰드의 가장자리를 따라 형성되는 다우웰 홈에, 상형몰드 하단면 가장자리를 따라 형성된 다우웰 핀을 통하여 하형몰드와 상형몰드를 합형하는 제2공정과; 상기 제2공정에 이어, 상형몰드의 상부에서 탕구를 통하여 주철 용탕을 주입하여 중력 주조 주입을 실시하는 제3공정과; 상기 제3공정에서 주철 용탕이 응고된 후, 상형몰드와 하형몰드를탈사하여 제거하고, 상기 캠축의 중공부를 형성하는 유리관 코어를 일측에서 회전시키며, 빼내어 유리관 코어를 탈형함으로서, 캠축 주물을 얻는 제4공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

상기 유리관 코어는 그 재질이 이산화 규소(SiO₂)로 이루어지며, 그 외주면에 축방향으로 사선형의 홈을 형성하고, 그 길이는 상기 상,하형몰드의 캠축 주조면의 길이보다 길게 형성하여 각각의 코어 프린트에 설치될 수 있도록 하며, 탈형시에는 유리관 코어의 일단을 회전시키면서 축방향으로 제거할 수 있도록 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1, 도 2, 도 3, 도 4는 본 발명에 따른 중공 캠축의 주조방법에 의한 각 공정별 공정도로서. 본 발명에 따른 중공 캠축의 주조방법은, 먼저, 제1공정에서는 하형몰드(1)의 캠축 주조면(3) 상의 양측 선단에 코어 프린트부(5,7)를 형성한다.

그리고 상기 캠축의 중공부를 형성하는 소정의 직경을 갖는 유리관 코어(9)를 상기 하형몰드(1)의 주조면(3) 상에 배치하여 그 양단을 상기 양측 코어 프린트(5,7)에 설치하여 조립하게 된다.

이때, 상기 유리관 코어(9)는 그 재질이 이산화 규소(SiO₂)로 이루어지는 것이 바람직하며, 아울러 그 외주면에는 축방향으로 사선형의 홈(11)을 형성하고, 그 길이는 상기 하형몰드(1)의 캠축 주조면(3)의 길이보다 길게 형성하여 각각의 코어프린트(5,7)에 설치될 수 있도록 한다.

이는 상기 유리관 코어(9)를 캠축 주물로부터 탈형시, 유리관 코어(9)의 일단을 회전시키면서 축방향으로 제거할 수 있도록 구성되는 것이다.

이어, 제2공정에서는 상기 하형몰드(1)에 상기 유리관 코어(9)가 조립된 상태에서, 하형몰드(1)의 가장자리를 따라 형성되는 다우웰 홈(13)에, 상형몰드(15)의 하단면 가장자리를 따라 형성된 다우웰 핀(17)을 통하여 하형몰드(1)와 상형몰드(15)를 합형하게 된다.상기에서 다우웰(dowel) 홈(13)과 다우웰 핀(17)은 상하 주형(즉, 상하형몰드)을 합형시킬 때 정확히 안착되지 않으면 즉, 상형몰드(15)와 하형몰드(1)의 형상이 어긋나게 되어 주조후 제품은 상부 형상과 하부 형상이 어긋나게 됨으로, 이를 방지하기 위해 상호 합형되는 면에 상하로 핀과 홈을 만들어 일종의 가이드 역할을 하도록 한다.

그리고 상기 제2공정에 이어, 제3공정에서는 상형몰드(15)의 상부에서 탕구(19)를 통하여 캠축의 모체가 되는 주철 용탕(21)을 주입하여 중력 주조를 실시하게 되며, 이와 같이, 상기 제3공정에서 주철 용탕(21)이 응고된 후에는, 상형몰드(15)와 하형몰드(1)를 탈사하여 제거하고, 상기 캠축(23)의 중공부를 형성하는 유리관 코어(9)를 일측에서 회전시키며, 축방향으로 빼내어 유리관 코어(9)를 탈형하여 캠축(23) 주물을 얻는 제4공정을 이루게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 중공 캠축(23)의 주조방법에 의하면, 캠축(23)의 중공부를 형성하는 코어를 이산화 규소 재질의 유리관 코어(9)로 제작하고, 그 외주면에 사선형 홈(11)을 가공하여 캠축(23) 주물로부터 탈형이 쉽도록 하여, 종래 주물사로 이루어진 사중자의 탈사공정을 제거할 수 있도록 하고 있다.

또한, 상기 유리관 코어(9)의 사선형 홈(11)은 주철 용탕(21) 주입시, 가스의 배출을 쉽게 함으로서, 가스에 의한 결함을 줄일 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 중공 캠축의 주조방법에 의하면, 캠축의 중공부 코어(Core)를 외주면에 나선홈을 갖는 유리관 코어로 제작하여 주조시에 발생되는 가스의 배출이 용이함은 물론, 탈사공정이 필요없도록 하여 중공 캠축의 제조를 간단하게 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 중공 캠축의 주조방법에 있어서,

   하형몰드의 캠축 주조면 상의 양측 선단에 코어 프린트부를 형성하고, 캠축의 중공부를 형성하는 소정의 직경을 갖는 유리관 코어를 상기 하형몰드의 주조면 상에 배치하여 그 양단을 상기 양측 코어 프린트에 설치하여 조립하는 제1공정과;

   상기 제1공정에서 하형몰드에 유리관 코어가 조립된 상태에서, 하형몰드의 가장자리를 따라 형성되는 다우웰 홈에, 상형몰드 하단면 가장자리를 따라 형성된 다우웰 핀을 통하여 하형몰드와 상형몰드를 합형하는 제2공정과;

   상기 제2공정에 이어, 상형몰드의 상부에서 탕구를 통하여 주철 용탕을 주입하여 중력 주조 주입을 실시하는 제3공정과;

   상기 제3공정에서 주철 용탕이 응고된 후, 상형몰드와 하형몰드를 탈사하여 제거하고, 상기 캠축의 중공부를 형성하는 유리관 코어를 일측에서 회전시키며, 빼내어 유리관 코어를 탈형함으로서, 캠축 주물을 얻는 제4공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중공 캠축의 주조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유리관 코어는

   그 재질이 이산화 규소(SiO₂)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중공 캠축의 주조방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 유리관 코어는

   그 외주면에 축방향으로 사선형의 홈을 형성하고, 그 길이는 상기 상,하형몰드의 캠축 주조면의 길이보다 길게 형성하여 각각의 코어 프린트에 설치될 수 있도록 하며, 탈형시에는 유리관 코어의 일단을 회전시키면서 축방향으로 제거할 수 있도록 것을 특징으로 하는 중공 캠축의 주조방법.