KR100589158B1 - Method of machine cutting process for prevention burr - Google Patents
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Abstract
본 발명은 버발생 방지를 위한 기계가공방법에 관한 것으로, 금속소재에서 원통형 구멍 및 안착 좌면을 가공하는 기계가공방법에 있어서, 공구(30)의 끝단 바깥쪽 둘레면에 테이퍼면(32)을 형성하되 상기 테이퍼면(32)은 공구(30)의 회전중심(C)을 향해 오므라드는 방향으로 하향 경사지게 형성하고, 금속소재(40)의 끝단 바깥쪽 둘레면에 가공면(42)을 형성하되 상기 가공면(42)은 공구(30)의 회전중심(C)을 향해 오므라드는 방향으로 상향 경사지게 형성하여, 상기 테이퍼면(32)과 상기 가공면(42)이 이루는 사이각(θ)이 예각을 갖도록 가공을 행함으로써, 기계가공과정에서 가공 공구(Tool)의 형상, 공차, 소재의 형상 공차에 의해 버가 생기지 않도록 하고, 아울러 버를 제거하기 위한 후공정인 디버링(deburring)과정을 생략하여 가공비용 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 된 것이다.The present invention relates to a machining method for preventing burr occurrence, in a machining method for processing a cylindrical hole and seating seat surface in a metal material, forming a tapered surface 32 on the outer circumferential surface of the end of the tool 30 However, the tapered surface 32 is formed to be inclined downward toward the center of rotation of the tool 30 toward the center of rotation, forming a machining surface 42 on the outer circumferential surface of the end of the metal material 40. The machining surface 42 is formed to be inclined upward in the direction of the tumbling toward the rotational center C of the tool 30, so that the angle θ between the tapered surface 32 and the machining surface 42 is acute By performing the processing to have, the burr is not formed by the shape, tolerance, and material shape tolerances of the machining tool during machining, and the deburring process, which is a post process for removing burrs, is omitted. This is to improve cost and productivity.
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Description
도 1은 종래의 기계가공시 가공면에서의 버 발생상태를 나타내는 개략도,1 is a schematic diagram showing a burr generation state on a machining surface during conventional machining,
도 2는 본 발명에 따른 버발생 방지를 위한 기계가공방법을 나타내는 개략도이다.2 is a schematic view showing a machining method for preventing burr occurrence according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ** Explanation of symbols for the main parts of the drawing *
10, 30: 공구 12: 중심선10, 30: tool 12: center line
20, 40: 금속소재 22: 버(burr)20, 40: metal material 22: burr
32: 테이퍼면 42: 가공면32: tapered surface 42: processed surface
44: 절삭면 F: 전단마찰력44: cutting surface F: shear friction
a: 공구의 끝단 한계선 b: 소재의 가공 한계선a: limit line of the end of the tool b: limit line of the machining of the material
본 발명은 버발생 방지를 위한 기계가공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재의 가공면과 공구의 날부분 테이퍼면이 이루는 각이 예각을 이루도록 하여 소재의 절삭면에 작용하는 전단마찰력이 안쪽으로 향하도록 함으로써 버(burr)의 발생을 방지할 수 있도록 하는 버발생 방지를 위한 기계가공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a machining method for preventing burr occurrence, and more specifically, the shear friction force acting on the cutting surface of the material is made inward by making the angle formed between the cutting surface of the material and the tapered surface of the tool at an acute angle. It relates to a machining method for preventing the occurrence of burrs to prevent the occurrence of burrs by facing.
통상적으로, 기계제작에 있어서는 제작할 제품의 형상, 구비하여야 할 기능 및 생산수량에 따라 적당한 재료와 가공법을 선정하는데, 금속 가공방법 중 절삭가공은 소재로부터 불필요한 부분을 제거함으로써 소요 치수의 형상을 얻는 것으로서, 통상 소재보다 높은 경도의 공구와 소재와의 상대운동을 통하여 소재에 국부적으로 큰 전단변형을 줌으로써 소재를 조금씩 파단시켜 제거하는 것이다.In general, in machine manufacturing, suitable materials and processing methods are selected according to the shape of the product to be manufactured, the functions to be provided, and the production quantity. In the metal processing method, the cutting process is to obtain the shape of the required dimensions by removing unnecessary parts from the material. , It is to remove the material by breaking it little by little by applying a large shear deformation locally to the material through the relative movement of the tool with a hardness higher than that of the material.
절삭가공의 종류에는 선삭(turning), 정면절삭(facing), 보오링(boring), 평삭(planing), 드릴링(drilling) 및 밀링(milling) 등이 있다 Types of cutting operations include turning, facing, boring, planing, drilling and milling.
즉, 엔진에 적용되는 부품들은 소재(casting)상태에서 가공을 거쳐 조립되는 과정으로 진행되는데, 실린더 보어 및 실린더 헤드의 흡, 배기 통로, 각 좌면 가공을 하는 경우에는 공작물인 금속소재를 고정시키고 공구를 회전시키면서 구멍을 뚫거나 이미 형성된 구멍을 깍아서 그 직경을 확대 또는 필요한 상대물의 안착 좌면을 형성하는 가공을 행한다.That is, the parts applied to the engine proceed to the process of being assembled through processing in the casting state. In the case of machining the intake and exhaust passages of the cylinder bore and the cylinder head, and each seat surface, the metal material as a workpiece is fixed and the tool While rotating, a hole is drilled or an already formed hole is cut to enlarge its diameter or to form a seating surface of a required counterpart.
그러나 종래 방법에 의한 기계 가공후에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 그 가공 경계면에 미세한 버(burr)나 흠집(scratch)이 남게된다.However, after machining by the conventional method, as shown in Fig. 1, fine burrs or scratches remain on the processing interface.
가공 경계면에 버(burr)(22)가 발생하는 이유를 더욱 상세하게 설명하면, 공구(10)의 회전력에 의한 원심력에 의해 금속소재(20)에 작용하는 전단마찰력(F)이 밖으로 작용하여 소재가 밀리면서 발생(도 1a 참조)하거나, 금속소재(20)가 중심선(12)에서 벗어나 편심되면서 그 외곽이 얇아져 발생(도 1b 참조)하기도 한 다.When explaining in more detail why the
상기와 같이 잔류된 버(burr)(22)는 엔진 운전중 진동에 의해 이탈하여 엔진의 정상적인 기능수행에 장애를 일으킨다.The
예컨대, 상기 버(burr)는 이물질로서 엔진의 오일 통로, 냉각수 통로 및 회전부품의 틈새에 유입되어 소착, 스크래치(scrach)를 일으키거나 오일 통로 또는 냉각수 통로를 차단하는 원인이 된다. For example, the burr is a foreign material that flows into a gap between the engine oil passage, the coolant passage, and the rotating parts to cause seizure, scratch, or to block the oil passage or the coolant passage.
따라서 버를 제거하기 위한 디버링(deburring)과정이 후공정으로 요구되고, 이러한 후공정은 가공비용 상승의 원인이 될 뿐 아니라 생산시간을 지연시켜 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.Therefore, a deburring process for removing burrs is required as a post-process, and this post-process is not only a cause of an increase in processing cost, but also delays production time and degrades productivity.
또한, 상기 버(burr)가 제거되지 않는다면 오일공급이나 냉각수의 순환이 차단되어 엔진 고장의 원인이 된다. In addition, if the burr is not removed, the supply of oil or the circulation of the coolant is blocked, which causes engine failure.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 금속소재의 기계가공과정에서 버가 생기지 않도록 함으로써 버를 제거하기 위한 후공정인 디버링(deburring)과정을 생략하여 가공비용 및 생산성을 향상시킬 수 있는 버발생 방지를 위한 기계가공방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and it is possible to improve processing cost and productivity by omitting the deburring process, which is a post-process for removing burrs by preventing burrs from occurring during the machining process of metal materials. The object of the present invention is to provide a machining method for preventing burrs.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 버에 의한 오일 통로 및 냉각수 순환통로의 막힘을 방지함으로써 엔진 품질을 향상시킬 수 있는 버발생 방지를 위한 기계가공방법을 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a machining method for preventing burr generation, which can improve engine quality by preventing clogging of the oil passage and cooling water circulation passage by the burr.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 금속소재에서 원통형 구멍 및 안착 좌면을 가공하는 기계가공방법에 있어서, 공구의 끝단 바깥쪽 둘레면에 테이퍼면을 형성하되 상기 테이퍼면은 공구의 회전중심을 향해 오므라드는 방향으로 하향 경사지게 형성하고, 금속소재의 끝단 바깥쪽 둘레면에 가공면을 형성하되 상기 가공면은 공구의 회전중심을 향해 오므라드는 방향으로 상향 경사지게 형성하여, 상기 테이퍼면과 상기 가공면이 이루는 사이각이 예각을 갖도록 가공을 행하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in a machining method for processing a cylindrical hole and seating seat surface in a metal material, forming a tapered surface on the outer peripheral surface of the end of the tool, the tapered surface is the center of rotation of the tool Toward the center of rotation of the tool, but the processing surface is formed to be inclined upward toward the center of rotation of the tool, the tapered surface and the processing surface It is characterized in that processing is performed such that the angle between the edges has an acute angle.
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이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 버발생 방지를 위한 기계가공방법을 나타내는 개략도이다.2 is a schematic view showing a machining method for preventing burr occurrence according to the present invention.
본 발명에 따른 버발생 방지를 위한 기계가공방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 기계가공 머신의 공구(tool)(30)의 끝단 바깥쪽 둘레면에 테이퍼면(32)을 형성하되 상기 테이퍼면(32)은 공구(30)의 회전중심(C)을 향해 오므라드는 방향으로 하향 경사지게 형성하고, 공작물인 금속소재(40)의 끝단 바깥쪽 둘레면에 가공면(42)을 형성하되 상기 가공면(42)은 공구(30)의 회전중심(C)을 향해 오므라드는 방향으로 상향 경사지게 형성하여, 상기 테이퍼면(32)과 상기 가공면(42)이 이루는 사이각(θ)이 예각을 갖도록 가공을 행하는 것이다.The machining method for preventing the occurrence of burrs according to the present invention, as shown in Figure 2, to form a
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또한, 본 발명은, 상기 공구(30)의 끝단 한계선(a)이 상기 금속소재(40)의 가공 한계선(b)보다 낮게 위치하도록 유지하면서 가공을 행하게 된다.In addition, according to the present invention, machining is performed while maintaining the end limit line (a) of the
상기와 같이 금속소재(40)의 가공면(42)과 공구(30)의 날부분인 테이퍼면(32)이 이루는 사이각(θ)이 예각을 이루게 되면, 상기 공구(30)가 회전하면서 금속소재(40)를 절삭할 때 소재에 작용하는 전단마찰력(F)이 외부 방향으로 향하지 않고 금속소재(40) 내부로 향하여 금소소재(40)의 가공 경계면에서 발생하는 버(burr)가 소재의 절삭면(44) 내부로 빨려들어 간다.As described above, when the angle θ between the
따라서 금속소재(40)의 기계가공 완료후에 가공 경계면에 버(burr)가 남지 않고 제거되므로 깨끗한 가공면을 얻을 수 있다.Therefore, after the machining of the
더욱 상세하게 설명하면, 기계 가공할 때 버(burr)가 발생하는 이유는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 공구(10)의 회전력에 의해 상기 금속소재(20)에 작용하는 전단마찰력(F)이 외부 방향으로 향하기 때문인데, 본 발명에 따른 금속소재의 기계가공 방법에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 공구(30)의 진행에 따른 수직 하향방향으로 작용하는 힘과 공구 날부분의 테이퍼면(32)에 의해 금소소재(40)의 절삭면(44)에 작용하는 면압의 합력에 의해 결정되는 전단마찰력(F)의 방향은 내부 하향방향으로 작용한다.In more detail, the reason why burrs occur when machining is a shear friction force (F) acting on the
또한, 상기 금속소재(40)에 의한 반발면압도 안쪽으로 향하므로 가공경계면에서 발생되는 버는 금속소재(40)의 절삭면(44) 내부로 빨려들어가게 된다.In addition, since the repulsive surface pressure by the
즉, 상기 공구(30)와 상기 금속소재(40)가 면접촉하고 있는 절삭면(44)을 따라 상기 금속소재(40)가 안쪽으로 빨려들어가도록 전단마찰력(F)을 받게 되므로 버(burr)가 발생되지 않는 것이다.That is, the shear force (F) is applied so that the
상기와 같이, 상기 공구의 끝단 한계선(a)을 소재의 가공 한계선(b)보다 낮게 유지하는 이유는, 공구날의 끝단부분인 가공 경계선을 금속소재(40) 내부에 위치하도록 함으로써 가공 경계선에서 발생되는 버(burr)가 곧 바로 뒤이어 진행해오는 공구(30)의 테이퍼면(32)에 의해 제거되도록 하기 위함이다.As described above, the reason for keeping the end limit line (a) of the tool lower than the processing limit line (b) of the material occurs in the processing boundary line by placing the processing boundary line, which is the end of the tool blade, inside the metal material (40). This is to ensure that the burr is removed by the
즉, 상기 금속소재(40)의 가공면(42)과 상기 공구(30)의 끝단 날부분의 테이퍼면(32)이 이루는 사이각(θ)이 예각을 이루도록 함과 동시에 공구의 끝단 한계선(a)을 소재의 가공 한계선(b)보다 낮게 위치하도록 유지하면, 금속소재(40)의 절삭면(44)에 작용하는 전단마찰력(F)은 하향 내부쪽으로 향하므로 가공에 의한 버(burr)의 발생이 방지된다.That is, the angle θ formed between the
한편, 실험에 의하면 상기 테이퍼면(32)과 상기 가공면(42)이 이루는 사이각(θ)이 45도(°)를 이룰 때 버의 발생이 최소화되거나 또는 발생되지 않음을 알수 있었다.On the other hand, according to the experiment, it was found that the occurrence of burrs is minimized or not generated when the angle θ between the
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이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형실시가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술사상은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to carry out modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited to the above-described embodiment.
상술한 본 발명에 따른 버발생 방지를 위한 기계가공방법에 의하면, 금속소재의 기계가공과정에서 버가 생기지 않도록 하여 버를 제거하기 위한 후공정인 디버링(deburring)과정을 생략함으로써 가공비용 및 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.According to the above-described machining method for preventing burr occurrence according to the present invention, processing costs and productivity are omitted by omitting the deburring process, which is a post-process for removing burrs by preventing burrs from occurring in the machining process of metal materials. It has an effect that can be improved.
또한, 본 발명은 버에 의한 오일 통로 및 냉각수 순환통로의 막힘을 방지함으로써 엔진 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention has the effect of improving the engine quality by preventing clogging of the oil passage and cooling water circulation passage by the burr.
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