KR100541720B1 - 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베어링의 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조방법에 관한 것으로, 특히 충분한 경도를 지닌 철판을 소재로 하여 조관공정을 거쳐 파이프의 형태로 가공한 후 인발작업을 통해 사용용도에 적합한 일정 규격의 내,외측레이스 및 저어널베어링을 제작하며 이 내,외측레이스 및 저어널베어링을 제품길이에 맞춰 절단하는 간단한 작업공정으로 이루어져 제조원가 절감은 물론 생산성 향상 및 제품의 수명이 연장될 수 있도록 한 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 소정규격에 알맞게 절단된 원판을 파이프의 형태로 성형한 다음 에지면을 맞대기 하여 용접하는 조관공정과;

상기 조관공정을 거친 긴 내,외측레이스 및 저어널베어링 형태의 강관을 길이 방향으로 인발하여 사용용도에 맞게 황삭단계의 치수로 가공하는 인발공정과;

상기 인발공정을 거쳐 완료된 강관을 내,외측레이스 및 저어널베어링의 규격에 맞춰 일정길이로 절단하는 절단공정과;

상기 절단공정을 거쳐 일정길이로 절단된 내,외측레이스 및 저어널베어링을 QT열처리 하여 기계적성질을 개선하는 열처리공정을 포함하므로써 이루어지는 것이다.

Description

베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조방법{Making method of in and out race and journal bearing for bearing}

도 1 은 일반적인 베어링의 평단면도 및 저어널베어링의 사시도

도 2 는 종래 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조 공정도

도 3 은 본 발명에 의한 제조 공정도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 베어링 3: 내측레이스 4: 외측레이스

5: 저어널베어링

본 발명은 베어링의 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조방법에 관한 것으로, 특히 충분한 경도를 지닌 철판을 소재로 하여 조관공정을 거쳐 파이프의 형태로 가공한 후 인발작업을 통해 사용용도에 적합한 일정 규격의 내,외측레이스 및 저어널베어링을 제작하며 이 내,외측레이스 및 저어널베어링을 제품길이에 맞춰 절단하는 간단한 작업공정으로 이루어져 제조원가 절감은 물론 생산성 향상 및 제품 의 수명이 연장될 수 있도록 한 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 베어링(1)은 회전운동이나 또는 직선운동을 하는 축을 지지하는 역할을 하는 것으로, 도 1과 같이 리테이너에 볼(2)이나 롤러 등이 끼워지고 상기 리테이너의 내,외측에는 원통형의 내,외측레이스(3)(4)가 설치된다.

또한 저어널(JOURNAL)베어링(5)은 별도의 볼이나 롤러 등이 끼워지지 않고 원통형 자체로 축을 지지하게 된다.

이러한 베어링용 내,외측레이스(3)(4) 및 저어널베어링(5)은 무엇보다 60HRC 정도의 충분한 경도를 지녀야만 내마모성을 유지하게 되나, 이 정도의 경도를 맞추기 위해서는 카본 함유량이 높은 재료를 사용하여야만 가능한 것이었다.

그러나 상대적으로 카본량이 늘어날 경우 용접이 불가능한 또 다른 문제점이 야기된다.

종래 이를 극복하기 위한 베어링용 내,외측레이스(3)(4) 및 저어널베어링(5)의 제조방법은 도 2에 도시된 공정도와 같이, 선재(billet)를 원소재로 하여 절단하는 절단과정과, 성형과정, 냉간단조과정, 선삭과정, 열처리과정으로 이루어진다.

이러한 종래의 방법은 불충분한 경도를 지녀 내마모성의 저하로 인해 품질이 떨어지는 문제점이 발생되고, 복잡한 작업공정으로 인해 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되며, 생산성 저하에 따른 원가상승은 피할 수 없는 심각한 문제점으로 대두되고 있는 것이었다.

본 발명은 상기와 바와 같은 제반 문제점을 일소하기 위한 방안으로, 충분한 경도를 지닌 철판을 소재로 하여 조관작업을 통해 파이프 형태의 긴 내,외측레이스및 저어널베어링을 성형시킨 후 인발공정을 거쳐 베어링의 규격에 알맞도록 절단시키는 간단한 작업공정을 통해 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링을 제조할 수 있도록 하는 것이다.

소기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링의 특성상 요구되는 최소한의 경도(HRC)를 지닌 동시에 용접이 가능하여 조관공정을 소화할 수 있는 소재로서, S45C의 철판을 사용하는 기술을 강구한다.

또한 또 다른 소재로서 C-0.20~0.40wt%, Si-0.05이상wt%, Mn-0.7~1.8wt%, B-3ppm이상wt%, Ti- 0.005이상wt%, Cr-0.05이상wt%의 화학성분으로 이루어진 철판을 사용하는 기술을 강구한다.

이러한 본 발명에 의하면 간단한 작업공정에 의해 대량생산 체제를 구축할 수 있고, 제조원가의 절감 및 생산시간의 단축으로 인해 생산성을 향상시킬 수 있으며, 충분한 경도를 지녀 내마모성이 뛰어나 제품의 품질 향상은 물론 내구연한이 연장될 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예에 관해 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 무엇보다 종래의 제조방법에서 야기되는 경도저하 및 복잡한 작업공정의 문제점을 적극적으로 해소하기 위한 것으로, 원판을 긴 내,외측레이스 및 저어널베어링의 형태로 조관한 후 사용용도에 알맞는 길이로 절단하여 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링을 제조할 수 있게 함을 특징적인 요지로 한다.

이러한 본 발명에 의한 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조방법을 공정별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

1) 조관공정

조관공정은 절단, 성형, 용접의 3단계로 구분되는 것으로, 우선 소정두께를 갖는 원판을 튜브(롤러)의 규격에 알맞도록 세절한 후 용접작업전 용접성을 보장하기 위한 목적으로 에지면 맞대기를 하기 위해 긴 파이프의 형태로 성형을 하며, 전기저항용접방식(ERW)으로 상기 에지면을 맞대기 하여 용접을 실시한다.

2) 인발공정

인발공정에 앞서, 상기 조관공정의 용접과정을 거친 긴 강관형태의 제품은 통상 용접부위에 잔류응력이 잔존하여 모재부보다 경도가 높게 된다. 따라서 이 잔류응력을 제거하기 위해 인발공정 이전에 노말라이징 열처리를 추가적으로 실시함이 바람직하다.

노말라이징 열처리를 거친 내,외측레이스 및 저어널베어링 형태의 강관을 외경 다이스와 내경 플러그를 이용하여 출구쪽의 길이방향으로 당겨(인발하여) 최종 황삭단계의 치수(내, 외경 및 기계적성질)에 맞추어 가공한다.

상기 인발의 목적은 기계적인 성질을 만족시키고, 치수의 정밀도를 향상시키며, 표면 상태를 개선하기 위해 실시하는 것이다.

3) 절단공정

인발공정을 거쳐 완료된 긴 길이의 강관을 절단기를 이용하여 가공하고자 하는 제품, 즉 일반 베어링 및 저어널베어링의 규격에 맞추어 일정길이로 절단한다.

4) 열처리공정

절단공정을 거쳐 일정길이로 절단(인발공정 완료)된 내,외측레이스 및 저어널베어링을 기계적성질을 개선하기 위해 QT열처리를 실시한다.

상기 열처리의 방법은 오스템퍼링에 의한 방법으로 실시하고 이 과정에서 최종 경도값을 만족시키게 되며 내,외측레이스 및 저어널베어링의 내마모성을 향상시키는 역할을 수행하게 된다.

한편 상기한 바와 같은 조관, 인발, 절단, 열처리공정을 포함하는 제조방법을 통해 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링을 제조함에 있어서, 본 발명의 또 다른 핵심기술로는 베어링의 특성상 반드시 내,외측레이스 및 저어널베어링이 갖추어야 할 경도(HRC)를 구비하고, 동시에 용접작업이 가능하여 조관공정에 무리가 없는 소재의 원판을 제시한다.

상기 조건을 만족하는 원판의 소재로는 S45C 의 철판이 적용된다.

또한 원판의 또 다른 소재로는 C-0.20~0.40wt%, Si-0.05이상wt%, Mn-0.7~1.8wt%, B-3ppm이상wt%, Ti- 0.005이상wt%, Cr-0.05이상wt%의 화학성분으로 이루어진 철판이 적용될 수 있게 된다.

이러한 본 발명에 의하면 작업공정이 간단하고, 실제작 시간이 단축되며, 종래 제조방법에서 야기되는 불충분한 경도값으로 인한 내마모성 저하가 말끔이 해결됨에 따라 제품의 품질이 획기적으로 향상될 수 있게 된다.

한편 본 발명은 조관공정 →인발공정 →절단공정 →열처리공정의 4단계 공정을 거치면서 소망하는 내,외측레이스 및 저어널베어링을 제조할 수 있음은 물론 인발공정을 제외한 조관공정→절단공정 →열처리공정의 3단계 공정을 통해서도 소망하는 내,외측레이스 및 저어널베어링을 제조할 수 있는 것으로, 이 경우 조관공정에서 보다 정밀한 치수의 강관을 형성하므로써 인발공정을 거치지 않더라도 치수의 정밀도를 유지할 수 있도록 한다.

본 발명은 간단한 작업공정에 의해 대량생산 체제를 구축할 수 있고, 제조원가의 절감 및 생산시간의 단축으로 인해 생산성을 향상시킬 수 있으며, 베어링이 갖추어야 할 충분한 경도를 지녀 내마모성이 우수하여 제품의 품질 향상은 물론 내구연한이 증진될 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (7)

1. 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링을 제조함에 있어서,

   소정규격에 알맞게 절단된 원판을 파이프의 형태로 성형한 다음 에지면을 맞대기 하여 용접하는 조관공정과;

   상기 조관공정을 거친 긴 내,외측레이스 및 저어널베어링 형태의 강관을 길이 방향으로 인발하여 사용용도에 맞게 황삭단계의 치수로 가공하는 인발공정과;

   상기 인발공정을 거쳐 완료된 강관을 내,외측레이스 및 저어널베어링의 규격에 맞춰 일정길이로 절단하는 절단공정과;

   상기 절단공정을 거쳐 일정길이로 절단된 내,외측레이스 및 저어널베어링을 QT열처리 하여 기계적성질을 개선하는 열처리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조방법.
2. 청구항 1 에 있어서,

   조관공정을 위한 원판의 소재는 S45C 인 것을 특징으로 하는 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조방법.
3. 청구항 1 에 있어서,

   조관공정을 위한 원판의 소재는 C-0.20~0.40wt%, Si-0.05이상wt%, Mn- 0.7~1.8wt%, B-3ppm이상wt%, Ti- 0.005이상wt%, Cr-0.05이상wt%의 화학성분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조방법.
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