KR100443883B1 - Synchronous rolling machine of an each other gear shape - Google Patents
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Abstract
본 발명은 치형이 다른 이형 치형을 동일 축 상에 동시에 전조하기 위한 전조장치를 개시한 것으로, 단면이 캠 형상을 이루는 원주면 360도에 대하여 동일한 곡률로 형성하되, 80∼100°의 범위로 설정된 안내면과, 125∼145°의 범위로 설정된 점진 성형면과, 80∼100°의 범위로 설정된 완성구간면과, 35∼55°의 범위로 설정된 다이스 회전 정지 구간면으로 분할 설정된 결치 기어 가공부 및 상세 기어 가공부가 동일 축 상에 구비되고, 상기 상세 기어 가공부 및 결치 기어 가공부는 각각 일회전시마다 전조 시작점이 일치하는 성형 다이스와; 상기 성형 다이스의 구동 및 동력 단속을 위해 구비되는 구동 및 동력전달 장치와; 상기 성형 다이스의 정지시기를 제어하기 위해 구비되는 위치 검출 센서로 이루어진 것이다.The present invention discloses a rolling device for simultaneously rolling different teeth with different teeth on the same axis, the cross section being formed with the same curvature with respect to 360 degrees of the circumferential surface forming the cam shape, but is set in the range of 80 to 100 °. The toothed gear processing part divided into the guide surface, the progressive forming surface set in the range of 125-145 degree, the completion section surface set in the range of 80-100 degree, and the die rotation stop section surface set in the range of 35-55 degree, A forming die having a detailed gear processing unit on the same axis, wherein the detailed gear processing unit and the engagement gear processing unit each coincide with a rolling start point every one rotation; A drive and power transmission device provided for driving and power interruption of the molding die; It consists of a position detection sensor provided for controlling the stop timing of the said molding die.
Description
본 발명은 전조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 치형이 다른 이형 치형을 동일 축 상에 동시에 전조하기 위한 이형 치형 동시 전조장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling device, and more particularly, to a release tooth simultaneous rolling device for simultaneously rolling different teeth with different teeth on the same axis.
전조는 금속의 가소성을 이용하여 2개 또는 수 개의 세트로 된 전조 다이(die) 사이에 나사 소재를 굴려서 나사 산을 비벼내는 방식을 말한다. 이 방식은 정밀도가 높고 균일한 나사의 생산이 가능하기 때문에 대부분의 보통나사의 제조에 많이 이용되고 있다.Rolling refers to a method in which a screw thread is rubbed by rolling a screw material between two or several sets of rolling dies using plasticity of metal. This method is widely used in the manufacture of most common screws because of the high precision and the production of uniform screws.
나사 전조기 및 전조 장치에는 여러 가지 방식의 것이 있다. 어떤 방식을 적용하는가는 전조되는 부품의 성질, 생산량 등에 의해 결정된다.Screw threaders and rolling devices are of various types. Which method is applied depends on the nature of the part being rolled and the yield.
나사 전조 방식은 크게 3 가지로 분류할 수 있다.Screw rolling methods can be classified into three types.
첫째, 평 다이에 의한 방법으로 한 세트의 평(랙)다이를 배치하고 그 중간에 제품을 지지상태로 서로 반대의 방향으로 이동시켜 그 사이에서 제품을 전조하는 방식이 있다.First, there is a method of arranging a set of flat dies by a flat die, and rolling products in opposite directions to each other in a supported state.
둘째, 로터리식 방법으로 이는 외부의 세그먼트 다이를 고정시키고 중간의 롤(roll)형 다이를 회전시켜 그 중간의 제품을 전조하는 방식으로 이 때 제품은 중간의 롤형 다이 주속의 1/2의 속도로 움직이게 된다.Secondly, in a rotary method, it secures the outer segment die and rotates the intermediate roll die to roll the intermediate product, at which point the product is at half the speed of the intermediate roll die. Will move.
셋째, 한 세트의 둥근 다이를 적용하는 방식이 있다. 그 하나로 양쪽의 둥근 다이를 자전시키고 그 중간의 소재를 회전시켜 전조하는 방식이 있고 또 하나의 방식은 다이를 자전 및 공전을 통해 그 중간의 소재를 전조하는 방식이 있다.Third, there is a way to apply a set of round dies. One method is to rotate both round dies and roll the material in the middle to roll them, and the other method is to roll the die by rotating and rotating the material in the middle.
첫 번째와 세 번째 방식이 양산에 주로 적용되고 있는 방식이라 볼 수 있다.The first and third methods are mainly applied to mass production.
한편, 전조 소재의 형상과 치수는 전조 다이의 수명과 나사의 정밀도에 미치는 영향이 대단히 크고 소재의 부적절한 형상은 전조 다이의 부서짐과 큰 마모를 발생시킨다.On the other hand, the shape and dimensions of the rolled material are greatly influenced on the life of the rolled die and the precision of the screw, and the improper shape of the material causes the rolled die to be broken and a great wear.
도 1은 전조 소재의 형상을 도시한 것으로 최근 들어 새롭게 개발되고 있는 시동모터 샤프트이다. 이 시동모터 샤프트는 8줄 치형의 헬리컬 스플라인(1)과 4줄의 스플라인(2)이 동일 축 상에 형성되어 이형 치형(결치) 구조를 이루고 있다. 이와 같은 전조 소재의 형상은 종래의 전조 방식으로 제작하기에는 어려움이 따른다.1 shows a shape of a rolled material and is a starting motor shaft newly developed in recent years. The starting motor shaft has a helical spline (1) of 8 rows and a spline (2) of 4 rows formed on the same axis to form a release tooth structure. The shape of such a rolled material is difficult to produce by the conventional rolled method.
즉, 2개소의 이형 치형(결치)에 맞게 2개의 전조 치형을 동시에 전조하는 방식을 적용하였으나 서로 상이한 전조 전경과 원주속도를 가지고 있어 전조 완성 형상에서는 좌측 치형의 형상이 망가지는 현상을 일어났다.That is, two roll teeth were rolled at the same time according to two types of deformed teeth (failures). However, they had different rolling foreground and circumferential speed.
한편, 또 다른 방법으로 제품의 회전을 다이스와 동기 시키는 방식을 적용하였으나 결치 부분의 전조 시 다이스의 산형과 제품의 산형이 서로 이탈되면서 전조형상이 제대로 완성되지 못해 요구하는 전조 품질을 확보할 수 없었다.On the other hand, a method of synchronizing the rotation of the product with the die was applied as another method, but the roll shape of the die and the product of the product were separated from each other when rolling the missing part, so that the roll shape could not be completed properly, and thus the required rolling quality could not be obtained. .
따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 치형이 다른 이형 치형을 동시에 전조할 수 있는 이형 치형(결치) 전조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a release tooth (rolling) rolling device capable of simultaneously rolling release teeth of different teeth.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 치형이 다른 이형 치형을 동일 축 상에 동시에 전조하기 위한 전조장치에 있어서, 단면이 캠 형상을 이루는 원주면 360도에 대하여 동일한 곡률로 형성하되, 80∼100°의 범위로 설정된 안내면과, 125∼145°의 범위로 설정된 점진 성형면과, 80∼100°의 범위로 설정된 완성구간면과, 35∼55°의 범위로 설정된 다이스 회전 정지 구간면으로 분할 설정된 결치 기어 가공부 및 상세 기어 가공부가 동일 축 상에 구비되고, 상기 상세 기어 가공부 및 결치 기어 가공부는 각각 일회전시마다 전조 시작점이 일치하는 성형 다이스와; 상기 성형 다이스의 구동 및 동력 단속을 위해 구비되는 구동 및 동력전달 장치와; 상기 성형 다이스의 정지시기를 제어하기 위해 구비되는 위치 검출 센서를 포함한다.In the present invention for realizing this object, in the rolling device for simultaneously rolling the different teeth of the teeth on the same axis, the cross section is formed with the same curvature with respect to 360 degrees of the circumferential surface forming the cam shape, Divided into a guide surface set in the range of °, a progressive forming surface set in the range of 125 to 145 degrees, a completion section surface set in the range of 80 to 100 degrees, and a die rotation stop section surface set in the range of 35 to 55 degrees A forming die in which a toothing gear processing portion and a detailed gear processing portion are provided on the same axis, and the detailed gear processing portion and the toothing gear processing portion each coincide with a rolling start point every one rotation; A drive and power transmission device provided for driving and power interruption of the molding die; And a position detection sensor provided to control the stop timing of the molding die.
도 1은 시동모터 샤프트를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a starting motor shaft,
도 2는 본 발명에 따른 성형 다이스를 도시한 개략 사시도,2 is a schematic perspective view of a molding die according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 결치기어 가공부의 평면 형상을 도시한 평면도,Figure 3 is a plan view showing a planar shape of the gear processing unit according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 이형 치형 동시 전조장치를 개략적으로 도시한 구성도.Figure 4 is a schematic view showing a release tooth simultaneously rolling device according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 ; 성형 다이스 11 ; 상세 기어 가공부10; Molding die 11; Detailed gear processing part
12 ; 결치 기어 가공부 13 ; 안내면12; Toothed gear machining 13; Guide
14 ; 점진 성형면 15 ; 완성 구간면14; Progressive forming surface 15; Completion Section
16 ; 회전 정지 구간면 20 ; 구동 및 동력 전달 장치16; Rotation stop section 20; Drive and power train
21 ; 구동모터 22 ; 클러치21; Drive motor 22; clutch
23 ; 브레이크 24 ; 구동축23; Brake 24; driving axle
30 ; 위치 검출 센서 31 ; 구동력 해지 센서30; Position detection sensor 31; Driving force release sensor
32 ; 정지 확인 센서32; Stop confirmation sensor
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 성형 다이스를 도시한 개략 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 결치기어 가공부의 평면 형상을 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 이형 치형 동시 전조장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.Figure 2 is a schematic perspective view showing a molding die according to the present invention, Figure 3 is a plan view showing a planar shape of the tooth gear processing unit according to the present invention, Figure 4 is a schematic view of the release tooth simultaneously rolling device according to the present invention. It is a block diagram shown in FIG.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이형 치형 동시 전조장치는 8줄 치형의 헬리컬 스플라인(1)과 4줄의 스플라인(2)이 동일 축 상에 형성되는 이형 치형(결치) 구조를 이루고 있는 시동 샤프트(도 1 참조)를 실시 예로 한 것이다.As shown, the release tooth simultaneously rolling device according to the present invention is a starting shaft that forms a release tooth (seamless) structure in which the helical spline (1) of the eight-row tooth and the spline (2) of the four-row tooth are formed on the same axis. (See FIG. 1) is an example.
본 발명에 따른 이형 치형 동시 전조장치는 롤 타입이다. 롤 타입 전조장치는 통상적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 성형 다이스(10)로 이루어지며, 2축은 평행하고 그 중 1개는 위치가 고정되고, 다른 1개는 이동할 수 있게 되어 가압하면서 성형 다이스(10)와 소재 즉, 시동 샤프트(3)가 회전한다.The release tooth simultaneous rolling device according to the present invention is a roll type. The roll type rolling device is typically composed of two forming dies 10, as shown in FIG. 2, with two axes parallel and one of which is fixed in position and the other being movable, while pressing The forming die 10 and the raw material, that is, the starting shaft 3 rotate.
한편, 롤 타입의 전조 장치는 전조를 시작할 때의 제품 원주길이와 전조를 완료할 때의 원주길이 사이에 차이가 나므로 동시에 가공해야만 한다.On the other hand, the roll type rolling device has to be processed at the same time because there is a difference between the product circumferential length at the start of rolling and the circumferential length at the completion of rolling.
예시도면에서, 이형 치형 구조의 시동 샤프트(3)를 동시에 전조 가공하기 위한 성형 다이스(10)는 8줄 치형의 헬리컬 스플라인을 가공하기 위한 상세 기어 가공부(11)와, 4줄의 스플라인을 가공하기 위한 결치 기어 가공부(12)가 동일 축 상에 구성된다.In the exemplary drawing, the forming die 10 for simultaneously rolling the starting shaft 3 of the deformed tooth structure has a detailed gear processing portion 11 for processing an helical spline of 8 rows of teeth and a 4 rows of splines. The engagement gear processing part 12 for this is comprised on the same axis.
상세 기어 가공부(11) 및 결치 기어 가공부(12)는 가공하고자 하는 시동 샤프트(3)의 치형과 동일한 피치로 산과 골을 역으로 하여 조각된 것이다.The detailed gear processing part 11 and the toothed gear processing part 12 are carved in reverse from the peak and valley at the same pitch as the teeth of the starting shaft 3 to be processed.
한편, 상세 기어 가공부(11)와 결치 기어 가공부(12)는 서로 상이한 전조 전경과 원주속도를 가지고 있으므로 한 바퀴씩 회전할 때마다 전조 시작점을 일치시켜야 한다.On the other hand, since the detailed gear processing unit 11 and the engagement gear processing unit 12 has different rolling foreground and circumferential speed, the rolling starting point should be matched every time the wheel is rotated one by one.
이를 위해, 성형 다이스(10)는 그 단면 형상이 진원이 아닌 캠 형상을 이루고 있으며, 원주면 360도에 대하여 순차적으로 소정 각도의 안내면(13)과, 소정 각도의 점진 성형면(14)과, 소정 각도의 완성 구간면(15)과, 소정 각도의 회전 정지 구간면(16)으로 분할 설정된다.To this end, the forming die 10 has a cam shape in which the cross-sectional shape is not a circle, and the guide surface 13 at a predetermined angle, the progressive forming surface 14 at a predetermined angle, and the circumferential surface 360 degrees. The completion section surface 15 of a predetermined angle and the rotation stop section surface 16 of a predetermined angle are divided and set.
본 발명에 따른 안내면(13)은 전조가 시작될 때 안내부 역할을 할 수 있도록 동일한 곡률로 형성되며, 이때 가동되는 성형 다이스(10)의 절입량을 미세하게 한다. 실시예에서 안내면(13)은 원주면 360°에 대하여 대략 80∼100°의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.The guide surface 13 according to the present invention is formed with the same curvature so that it can act as a guide when rolling is started, and the cutting amount of the forming die 10 which is operated at this time is made fine. In the embodiment, the guide surface 13 is preferably set in the range of approximately 80 to 100 degrees with respect to 360 degrees of the circumferential surface.
본 발명에 따른 점진 성형면(14)은 초입부에서 완성부로 갈수록 점차적으로 성형 다이스 산형의 높이를 높게 형성한 것으로, 점진적으로 시동 샤프트에 8줄 헬리컬 스플라인의 산형과 4줄 스플라인의 산형을 형성시킨다. 실시 예에서 점진 성형면(14)은 원주면 360°에 대하여 대략 125∼145°의 범위로 설정되는 것이 바람직하며, 점진 성형면(14)은 각 산형에 대하여 중심축으로부터의 반경이 0.02mm씩 증가하도록 편심 형성되어 점진적으로 성형할 수 있도록 되어 있다.The progressive shaping surface 14 according to the present invention is formed by gradually increasing the height of the molding die shape from the initial part to the finished part, and gradually forms the shape of the eight-line helical spline and the shape of the four-line spline on the starting shaft. . In the embodiment, the progressive forming surface 14 is preferably set in the range of approximately 125 to 145 degrees with respect to the circumferential surface 360 degrees, and the progressive forming surface 14 has a radius of 0.02 mm from the central axis for each mountain. It is formed to be eccentric so as to be gradually formed.
이와 같은 점진 성형면(14) 이후에는 완성 구간면(15)이 원주면 360°에 대하여 대략 80 ∼100°의 범위로 설정된다. 완성 구간면(15)의 산형은 앞선 점진 성형면(14)의 완성부와 동일한 산형으로 형성된다. 한편, 원주면 360°에 대하여 나머지 잔여 각도 대략 35∼55°에는 회전 정지 구간면(16)이 형성된다. 회전 정지 구간면(16)에는 산형이 형성되어 있지 않아 치형을 가공하는데는 영향을 미치지 않으나, 서로 상이한 전조 전경과 원주속도를 보정하는 역할을 하게 된다. 즉, 가공물이 회전 정지 구간면(16)의 초입에 도달하게 되면 성형 다이스(10)에 공급되는 구동력을 차단하고, 잠시 후 성형 다이스(10)의 회전을 일시적으로 정지시켰다가 다시, 안내면(13)이 시작되는 시점에서 성형 다이스(10)에 구동력을 공급하여 성형 다이스(10)를 회전시킨다.After such a progressive forming surface 14, the completion section surface 15 is set in the range of about 80-100 degrees with respect to 360 degree of circumference. The ridge of the completed section surface 15 is formed in the same ridge as the finished portion of the preceding progressive forming surface 14. On the other hand, the rotation stop section surface 16 is formed at the remaining residual angles of approximately 35 to 55 degrees with respect to 360 degrees of the circumferential surface. Since the peak shape is not formed in the rotation stop section surface 16, it does not affect the machining of the tooth shape, but serves to correct the different rolling foreground and circumferential speed. That is, when the workpiece reaches the beginning of the rotation stop section surface 16, the driving force supplied to the molding die 10 is interrupted, and after a while, the rotation of the molding die 10 is temporarily stopped, and again, the guide surface 13 At the beginning of step), the driving force is supplied to the molding die 10 to rotate the molding die 10.
이를 위해, 본 발명에 따른 이형 치형 동시 전조장치는 성형 다이스(10)의 구동 및 동력 단속을 위해 구동 및 동력전달 장치(20)가 구비되고, 성형 다이스(10)의 정지시기를 제어하기 위한 위치 검출 센서(30)가 마련된다.To this end, the release teeth simultaneously rolling device according to the present invention is provided with a drive and power transmission device 20 for driving and power control of the molding die 10, the position for controlling the stop timing of the molding die 10 The detection sensor 30 is provided.
본 발명에 따른 구동 및 동력전달 장치(20)는 통상적으로 구동력을 발생시키는 구동 모터(21)와, 구동모터(21)의 구동력이 전달되는 구동축(24)과, 구동축(24)의 구동력을 단속시키는 클러치(22)와, 구동축(24)의 구동을 정지시키는 브레이크(23)로 구성될 수 있다.The drive and power transmission device 20 according to the present invention typically interrupts the driving force of the driving motor 21 generating the driving force, the driving shaft 24 to which the driving force of the driving motor 21 is transmitted, and the driving force of the driving shaft 24. The clutch 22 and the brake 23 which stops the drive of the drive shaft 24 may be comprised.
본 발명에 따른 위치 검출 센서(30)는 성형 다이스(10)의 회전 정지 구간면(16)의 초입에 구비되는 구동력 해지 센서(31)와, 회전 정지 구간면(16)의 중간에 구비되는 정지 확인 센서(32)로 이루어진다. 즉, 구동력 해지 센서(31)는 성형 다이스(10)가 회전하여 회전 정지 구간면(16)의 초입이 소재 즉, 시동 샤프트와 대면하는 위치를 검출하는 순간 클러치(22)를 작동시켜 구동력의 전달을 차단시킨다. 또한, 정지 확인 센서(32)는 구동력이 차단된 상태에서 관성에 의해 회전되는 성형 다이스(10)를 정지시킬 수 있도록 브레이크(23)를 작동시킨다.The position detection sensor 30 according to the present invention is a stop provided in the middle of the driving force release sensor 31 and the rotation stop section 16 provided at the beginning of the rotation stop section surface 16 of the forming die 10. Confirmation sensor 32. That is, the driving force release sensor 31 operates the clutch 22 at the moment when the forming die 10 rotates and the initial position of the rotation stop section surface 16 detects the position facing the material, that is, the starting shaft, thereby transmitting the driving force. To block. In addition, the stop confirmation sensor 32 operates the brake 23 to stop the molding die 10 rotated by inertia while the driving force is blocked.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the foregoing description, it should be understood that those skilled in the art can make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as merely illustrative of a preferred embodiment of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 동일 축 상에 이형 치형(결치) 구조를 이루고 있더라도 전조 가공할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, an effect of rolling processing can be obtained even if a release tooth structure is formed on the same axis.
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