KR100590602B1 - A fabrication method of Nut for Ball screw - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소재를 절단하고 선삭(旋削)하여 형상을 가공하는 두단계를 원기둥 형상의 금형에 주물을 주입하여 한단계로 처리하는 볼스크류용 너트 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a nut for a ball screw, which processes two steps of processing a shape by cutting and turning a material, and then injecting a casting into a cylindrical mold.
본 발명에 의한 볼스크류용 너트 제조방법은, 원기둥 형상의 금형에 철(Fe)과 탄소(C)의 합금인 탄소강을 용융시켜 형성된 주물을 주입하여 너트(100)를 제작하는 제1단계(S100)와; 상기 제1단계(S100)에서 제작되는 너트(100)의 내주면에 나사산을 가공하는 제2단계(S200)와; 상기 제2단계(S200)를 거친 너트(100)를 열처리하는 제3단계(S300)와; 상기 제3단계(S300)를 거친 너트(100)의 외경과 내경을 연마하는 제4단계(S400)를 포함하여 구성되고; 제1단계(S100)에서의 너트(100)에는 튜브(140)가 체결되는 튜브체결부(120)와, 튜브(140)가 결합되는 튜브조립공(150)과, 튜브홀더(160)가 체결되는 홀더고정홀(170)이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 작업공수와 작업시간의 단축으로 너트의 제조비용이 절감되는 이점이 있다.In the method for manufacturing a ball screw nut according to the present invention, a cast formed by melting carbon steel, which is an alloy of iron (Fe) and carbon (C), into a cylindrical mold is injected into a first step (S100). )Wow; A second step S200 of processing a screw thread on an inner circumferential surface of the nut 100 manufactured in the first step S100; A third step S300 of heat-treating the nut 100 through the second step S200; And a fourth step (S400) of grinding the outer and inner diameters of the nut (100) which has passed through the third step (S300); In the nut 100 in the first step S100, the tube fastening part 120 to which the tube 140 is fastened, the tube assembly hole 150 to which the tube 140 is coupled, and the tube holder 160 are fastened to the nut 100 are fastened. Holder fixing hole 170 is characterized in that it is formed. According to the present invention having such a configuration, there is an advantage that the manufacturing cost of the nut can be reduced by shortening the labor time and working time.
볼스크류, 너트, 샤프트, 볼, 튜브, 튜브체결부, 주물, 열처리, 연마Ball screw, nut, shaft, ball, tube, tube connection part, casting, heat treatment, polishing
Description
도 1 은 종래기술에 의한 볼스크류의 단면도.1 is a cross-sectional view of a ball screw according to the prior art.
도 2 는 종래기술에 의한 볼스크류의 너트 제조공정에 대한 개략적인 공정흐름도.Figure 2 is a schematic process flow diagram of the nut manufacturing process of the ball screw according to the prior art.
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조되는 너트가 샤프트와 결합된 상태의 볼스크류 사시도.Figure 3 is a perspective view of the ball screw with the nut manufactured in accordance with a preferred embodiment of the present invention coupled to the shaft.
도 4 는 본 발명에 의한 볼스크류용 너트 제조방법에 따른 제조 공정을 나타낸 블럭도.Figure 4 is a block diagram showing a manufacturing process according to the nut screw manufacturing method according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 의한 볼스크류용 너트 제조방법에 따라 제조된 너트의 사시도.5 is a perspective view of a nut manufactured according to the method for manufacturing a nut for a ball screw according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100. ..... 너트 120. ..... 튜브체결부100. .....
140. ..... 튜브 150. ..... 튜브조립공140. ..... Tube 150. ..... Tube Assembler
160. ..... 튜브홀더 170. ..... 홀더고정홀160. ..... Tube Holder 170. ..... Holder Fixing Hole
180. ..... 와이퍼고정홀 200. ..... 샤프트180. .....
S. ..... 스크류 S100. ..... 제1단계S. ..... Screw S100. .....
S200. ..... 제2단계 S300. ..... 제3단계S200. ..... The second step S300. ..... Step 3
S400. ..... 제4단계S400. ..... Fourth Step
본 발명은 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재를 절단하고 선삭(旋削)하여 형상을 가공하는 두단계를 원기둥 형상의 금형에 주물을 주입하여 한단계로 처리하는 볼스크류용 너트 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method, and more particularly, to a method for manufacturing a nut for a ball screw to process a two-step processing of the shape by cutting and turning the material in a single step by injecting a casting into a cylindrical mold. will be.
일반적으로 볼스크류(Ball screw)는 나사축의 샤프트(Shaft)와 너트(Nut)가 볼(Ball)을 사이에 두고 작동하는 기계부품으로 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 주는 역할을 하게 되어 수치제어공작기계, 항공기의 기계적 제어장치 또는 기타 정밀을 요하는 기계·장치류의 이송기구(Feeding mechanism)로 널리 사용되고 있다. In general, the ball screw is a mechanical component that operates with the shaft and nut of the screw shaft in between, and serves to convert the rotational movement into linear movement. It is widely used as a feeding mechanism for machinery, aircraft mechanical control devices, or other machinery and devices that require precision.
상기 볼스크류는 너트(Nut)의 내주면과 샤프트(Shaft)의 외주면에 각각 반원형 단면의 홈이 각각 대향되어 형성되며, 이러한 반원형 단면의 홈이 서로 결합되어 원형으로 형성됨으로써 나선형 통로를 구성하게 된다. 그리고 상기 너트와 샤프트의 결합으로 형성되는 나선형 통로내에 볼(Ball)이 끼워지게 되고, 상기 볼을 매개체로 하여 상기 너트 내부에서 상기 샤프트가 원활하게 회전함으로써 전진 또는 후퇴하게 되어 소정의 이송 동작을 행하게 되는 기계부품이다.The ball screw is formed by opposing grooves of semi-circular cross sections on the inner circumferential surface of the nut and the outer circumferential surface of the shaft, respectively, and the grooves of the semi-circular cross-sections are coupled to each other to form a spiral passage. The ball is inserted into the spiral passage formed by the combination of the nut and the shaft, and the shaft is smoothly rotated inside the nut to move forward or backward by performing the predetermined transfer operation. Mechanical parts.
또한, 상기 너트에는 상기 나선형 통로에 구비되는 볼이 리턴(Return)되어 나선형 통로내에 계속적으로 공급하도록 안내하는 튜브(Tube)가 장착되어 상기 샤 프트의 회전이 더욱 더 원활해질 수 있게 된다.In addition, the nut is equipped with a tube for guiding the ball provided in the helical passage to be returned to the helical passage to be continuously supplied, so that the shaft can be rotated even more smoothly.
도 1 에는 종래기술에 의한 볼스크류의 단면도가 도시되어 있다.1 is a cross-sectional view of a ball screw according to the prior art.
이에 도시된 바에 따르면, 볼스크류(Ball screw,1)는 내주면에 나사산이 형성되는 대략 원기둥 형상의 너트(Nut,10)와, 외주면에 상기 너트(10)의 내주면과 대응되는 나사산이 형성되고 상기 너트(10)의 내부에 결합되어 회전하는 환봉 형상의 샤프트(Shaft,20)와, 상기 너트(10)와 샤프트(20)의 사이에 구비되어 상기 샤프트(20)의 회전을 원활하게 하는 볼(Ball,30)을 포함하여 구성된다.According to this, the ball screw (Ball screw) 1 has a nut (Nut, 10) having a substantially cylindrical shape, the thread is formed on the inner circumferential surface, and a thread corresponding to the inner circumferential surface of the
상기 너트(10)는 소정의 길이를 갖는 원기둥 형상으로 형성되고, 외주의 상하면에는 평면부(도시되지 않음)가 가공된다. 상기 평면부에는 상기 너트(10)와 샤프트(20)의 나사산이 결합되어 형성하는 나선형통로(12)에 상기 볼(30)이 연속적으로 공급하도록 안내하는 튜브(Tube,14)가 구비된다.The
상기 튜브(14)는 금속재질로 형성되며 대략 'ㄷ'자형상으로 성형된다. 따라서, 아래에서 설명할 튜브조립공(16)에 양측 단부가 삽입되고 중앙부가 상기 평면부에 밀착되어 유동되지 않도록 결합되는 것이다.The
그리고, 상기 평면부에는 상기 튜브(14)가 삽입되어 결합되는 한쌍 또는 두쌍의 튜브조립공(16)이 사선방향으로 서로 대응되게 형성되며, 서로 대응되는 상기 튜브조립공(16)의 사이에는 도시되지 않았지만 상기 튜브(14)를 고정하기 위한 튜브홀더가 체결되는 홀더고정홀이 다수개 형성된다. In addition, one or two pairs of
또한, 상기 평면부의 양측 단부 상면에는 상기 너트(10)의 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지하도록 구비되는 원형의 와이퍼(Wiper,도시되지 않음)를 고정하 기 위해 스크류(Screw)가 체결되는 와이퍼고정홀(도시되지 않음)이 더 형성된다.In addition, a wiper fixing to which a screw is fastened to fix a circular wiper (not shown) provided to prevent foreign matter from penetrating into the
상기 너트(10)의 내부에는 환봉(還奉)의 길이가 긴 샤프트(20)가 삽입되어 결합된다. 상기 샤프트(20)의 외주면에는 상기 너트(10)의 내주면에 형성되는 나사산과 대응되는 나사산이 형성되어 서로 결합됨으로써 나선형통로(12)를 형성하게 된다.Inside the
상기 나선형통로(12)에는 상기 샤프트(20)가 원활하게 너트(10) 내부에서 회전할 수 있도록 금속재질의 볼(30)이 삽입된다. 따라서, 상기 샤프트(20)는 상기 볼(30)의 구름운동에 의해 상기 너트(10) 내부에서 전진 또는 후퇴의 직선운동을 왕복하게 됨으로써 상기 볼스크류(1)가 체결된 공작기계 등에서 이송작업을 실행하게 되는 것이다.A
도 2 에는 종래기술에 의한 볼스크류의 너트 제조공정에 대한 개략적인 공정흐름도가 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 상기 너트(10)의 제조공정은 환봉(還奉) 형상의 금속재를 절단하는 소재절단단계(S10)로 시작된다. Figure 2 shows a schematic process flow diagram of the nut manufacturing process of the ball screw according to the prior art. According to this, the manufacturing process of the
상기 소재절단단계(S10)는 소윙머신(Sawing Machine,도시되지 않음)에 의해 상기 금속재를 정해진 길이로 절단하는 단계로써, 상기 금속재의 표면조직에는 불균일한 부분이 형성되거나 미세크랙 등이 포함되어 있는 경우가 많으므로 이러한 표면을 제거하기 위해 제작되는 제품외경과 길이의 대략 5㎜ 정도 여유를 두고 절단하게 된다.The cutting material step (S10) is a step of cutting the metal material to a predetermined length by a sawing machine (Sawing Machine (not shown)), the surface structure of the metal material is formed with a non-uniform or fine cracks, etc. In many cases, it is cut with a margin of about 5 mm of the product outer diameter and length manufactured to remove such a surface.
상기 소재절단단계(S10)를 거친 다음에는, 절단된 환봉의 내부를 관통하여 원기둥 형상으로 만들면서 외주 상하면의 평면부와 상기 튜브(14)가 조립되도록 하 는 튜브조립공(16) 등의 다수의 홀(Hall)을 가공하는 형상가공단계(S20)를 진행하게 된다. After the material cutting step (S10), a plurality of
상기 형상가공단계(S20)는 선반(Lathe)과 밀링(Milling) 머신(Machine,도시되지 않음)에서 실시되며, 상기 튜브(14)가 삽입되어 결합되는 튜브조립공(16)과 상기 튜브(14)를 고정하는 튜브홀더가 체결되는 홀더고정홀 및 상기 너트(10) 내부에 이물질의 침투를 방지하도록 양측 단면에 구비되는 와이퍼를 고정하기 위한 와이퍼고정홀 등을 형성시키는 과정을 포함한다.The shape processing step (S20) is performed in a lathe and a milling machine (Machine, not shown), the
그런 다음에는 상기 너트(10)의 내주면에 나사산을 가공하는 나사가공단계(S30)를 진행하게 된다. 상기 나사가공단계(S30)는 CNC선반(Computer Numerical Control lathe)에서 바이트(Bite)에 의해 실시되며, 아래에서 설명할 열처리단계(S40)에서의 변형과 연삭(硏削)을 고려해 대략 0.3㎜ 정도의 여유를 두고 가공하게 된다. Then, the thread processing step (S30) for processing the thread on the inner peripheral surface of the
상기 나사가공단계(S30)에는 상기 홀더고정홀과 와이퍼고정홀에 나사산을 태핑머신(Tapping Machine,도시되지 않음)으로 가공하는 태핑(Tapping)과정이 포함된다.The screw processing step (S30) includes a tapping process of processing a thread in a tapping machine (not shown) in the holder fixing hole and the wiper fixing hole.
그리고는 상기 태핑과정에서 형성된 나사산을 보호하기 위해 겔(Gel)상태의 열처리방탄액을 상기 홀더고정홀과 와이퍼고정홀에 삽입한 후 열처리를 실시하는 열처리단계(S40)가 진행된다. 상기 열처리단계(S40)는 내마모성과 내피로성을 위한 공정으로 표면의 경도를 강화시키기 위하여 침탄(浸炭)열처리가 실시된다.In order to protect the threads formed during the tapping process, a heat treatment step S40 is performed in which a heat treatment bulletproof liquid having a gel state is inserted into the holder fixing hole and the wiper fixing hole and then subjected to heat treatment. The heat treatment step (S40) is a process for abrasion resistance and fatigue resistance is subjected to carburization (浸 炭) heat treatment to strengthen the hardness of the surface.
상기 침탄열처리는 부품의 전체표면에 일정한 두께의 침탄표면을 만들때 사 용하는 방법으로, 담금질과 뜨임을 실시하게 됨으로써 표면에 높은 경도를 얻을 수 있는 방법이다.Carburizing heat treatment is a method used to make a carburizing surface of a certain thickness on the entire surface of the part, it is a method to obtain a high hardness on the surface by performing quenching and tempering.
상기 열처리단계(S40)를 거친 다음에는 상기 홀더고정홀과 와이퍼고정홀에 삽입된 열처리방탄액을 제거하고 상기 나사가공단계(S30)에서 실시되는 태핑과정을 한번 더 진행한 다음, 마무리단계로써 내경과 외경을 연마(硏磨)하는 연마단계(S50)가 진행된다.After the heat treatment step (S40), the heat treatment bulletproof solution inserted into the holder fixing hole and the wiper fixing hole is removed, and the tapping process performed in the screw processing step (S30) is performed once more, and then the inner diameter as the finishing step. The polishing step (S50) for polishing the outer diameter and the outside is in progress.
상기 연마단계(S50)는 외경 및 측면을 연삭(硏削)하는 과정과 내경을 연삭하는 과정을 나누어서 진행되며, 이러한 외경과 내경의 크기에 맞는 연마기에서 상기 샤프트(20) 치수에 따라 연마하게 됨으로써 상기 너트(10)의 제작이 완료되는 것이다.The polishing step (S50) is carried out by dividing the process of grinding the outer diameter and the side and the process of grinding the inner diameter, by being polished according to the
한편, 상기 샤프트(20)의 제조공정은 도시되지는 않았지만 상기 너트(10)의 제조공정과 대동소이(大同小異)하게 진행된다. 즉, 금속재를 절단하는 소재절단단계, 환봉의 외경에 나사산을 가공하는 나사가공단계, 환봉을 열처리하는 열처리단계 및 나사산을 다듬는 연마단계를 포함하여 진행하게 된다.On the other hand, although the manufacturing process of the said
여기에서 상기 샤프트(20)의 제조공정 중 열처리단계는 상기 너트(10) 제조공정과는 달리 고주파열처리를 실시하게 된다. 상기 고주파열처리는 특정표면부위만을 열처리할때 사용하는 방법으로, 미세한 탄소강을 고주파전류를 통해 표면에 소입시키고 냉각수를 분사하여 급냉시키는 방법이다.Here, the heat treatment step of the manufacturing process of the
그리고, 상기 너트(10) 제조공정과 샤프트(20) 제조공정은 다른 장비에서 동시에 그 공정에 해당하는 절차가 진행되어 너트(10)와 샤프트(20)가 제작되며, 이 렇게 제작되는 너트(10)와 샤프트(20)를 결합시키고 상기 볼(30)을 삽입하게 되면 상기 볼스크류(1)가 완성되는 것이다.In addition, the
그러나, 상기와 같은 종래기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the prior art as described above has the following problems.
상기와 같은 종래기술에서는 상기 너트(10)의 제조공정에 시간이 많이 소요된다. 즉, 상기 볼스크류(1)의 너트(10) 제조공정에서 소재절단단계(S10)와 형상가공단계(S20)가 각각 따로 진행하게 됨으로써 상기 너트(10)의 제조공정에 작업공수가 많아지게 되어 시간이 많이 소요되고, 이러한 작업공수와 시간이 많이 소요됨에 따라 인건비 및 제조비용이 증가하게 되어 상기 볼스크류(1)의 단가가 증가하는 문제점이 있다.In the prior art as described above takes a long time in the manufacturing process of the nut (10). That is, the material cutting step (S10) and the shape processing step (S20) are separately performed in the
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 소재를 절단하고 선삭(旋削)하여 형상을 가공하는 두단계를 원기둥 형상의 금형에 주물을 주입하여 한단계로 처리하는 볼스크류용 너트 제조공정을 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is a process for manufacturing a nut for a ball screw to process the two steps of cutting the material and turning to process the shape by injecting a casting into a cylindrical mold. To provide.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 볼스크류의 너트 제조방법은, 원기둥 형상의 금형에 철(Fe)과 탄소(C)의 합금인 탄소강을 용융시켜 형성된 주물을 주입하여 너트를 제작하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 제작되는 너트의 내주면에 나사산을 가공하는 제2단계와; 상기 제2단계를 거친 너트를 열처리하는 제3단계와; 상기 제3단계를 거친 너트의 외경과 내경을 연마하는 제4단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In the nut manufacturing method of the ball screw according to the present invention for achieving the above object, a nut formed by injecting a casting formed by melting carbon steel, which is an alloy of iron (Fe) and carbon (C), into a cylindrical mold to produce a nut. A first step of doing; A second step of machining a thread on an inner circumferential surface of the nut manufactured in the first step; A third step of heat-treating the nut passed through the second step; And a fourth step of grinding the outer diameter and the inner diameter of the nut that has passed through the third step.
상기 제1단계에서의 너트에는 튜브가 결합되어 내부에서 회전이 가능하도록 볼을 연속적으로 공급하는 튜브조립공이 다수개 형성되는 것을 특징으로 한다.The nut in the first step is characterized in that a plurality of tube assembly holes for continuously supplying the ball so that the tube is coupled to rotate in the interior.
상기 너트의 외주면 일측에는 상기 튜브조립공에 결합되는 튜브가 장착되도록 평면의 튜브체결부가 형성되는 것을 특징으로 한다.One side of the outer peripheral surface of the nut is characterized in that the tube fastening portion is formed so that the tube coupled to the tube assembly hole is mounted.
상기 튜브체결부에는 상기 튜브를 고정하도록 튜브홀더가 결합되는 홀더고정홀이 다수개 형성되는 것을 특징으로 한다.The tube fastening portion is characterized in that a plurality of holder fixing holes to which the tube holder is coupled to secure the tube is formed.
그리고, 상기 튜브체결부의 일측에는 상기 너트의 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지하는 와이퍼를 고정하도록 스크류가 체결되는 와이퍼고정홀이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.And, one side of the tube fastening portion is characterized in that the wiper fixing hole is further formed to fasten the screw to secure the wiper to prevent foreign matter from penetrating into the inside of the nut.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 작업공수와 작업시간의 단축으로 너트의 제조비용이 절감되는 이점이 있다.According to the present invention having such a configuration, there is an advantage that the manufacturing cost of the nut can be reduced by shortening the labor time and working time.
이하에서는 본 발명에 의한 볼스크류용 너트 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the method for manufacturing a ball screw nut according to the present invention will be described in detail.
도 3 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조되는 너트가 샤프트와 결합된 상태의 볼스크류 사시도가 도시되어 있다.Figure 3 shows a perspective view of the ball screw with the nut manufactured in accordance with a preferred embodiment of the present invention coupled to the shaft.
이에 도시된 바에 따르면, 볼스크류(Ball screw)는 내주면에 나사산이 형성되는 대략 원기둥 형상의 너트(Nut,100)와, 외주면에 상기 너트(100)의 내주면과 대응되는 나사산이 형성되고 상기 너트(100)의 내부에 결합되어 회전하는 환봉 형상의 샤프트(Shaft,200)와, 상기 너트(100)와 샤프트(200)의 사이에 구비되어 상기 샤프트(200)의 회전을 원활하게 하는 볼(Ball,도시되지 않음)을 포함하여 구성된다.According to this, the ball screw (Ball screw) is a nut (Nut, 100) of a substantially cylindrical shape, the thread is formed on the inner peripheral surface, the thread corresponding to the inner peripheral surface of the
상기 너트(100)는 볼트 등의 기계부품 및 구조용 재료에 많이 쓰이는 철(Fe)과 탄소(C)의 합금인 탄소강으로 성형되며, 보다 정확하게는 크롬몰리브덴강(SCM420) 또는 경화능 보증 구조용 강재(SCM420H)가 적용된다.
그리고, 상기 너트(100)는 소정의 길이를 갖는 원기둥 형상으로 형성되고, 외주의 상면에는 튜브체결부(120)가 가공된다. 상기 튜브체결부(120)는 평면으로 형성되며, 상기 너트(100)와 샤프트(200)의 나사산이 결합되어 형성하는 나선형통로에 상기 볼이 연속적으로 공급하도록 안내하는 튜브(Tube,140)가 구비된다.The
Then, the
상기 튜브(140)는 금속재질로 형성되며 대략 'ㄷ'자형상으로 성형된다. 따라서, 아래에서 설명할 튜브조립공(150)에 상기 튜브(140)의 양측 단부가 삽입되고 중앙부가 상기 튜브체결부(120)에 밀착되어 유동되지 않도록 결합되는 것이다.The
그리고, 상기 튜브체결부(120)에는 상기 튜브(140)가 삽입되어 결합되는 한쌍 또는 두쌍의 튜브조립공(150)이 사선방향으로 서로 대응되게 형성되며, 서로 대응되는 상기 튜브조립공(150)의 사이에는 상기 튜브(140)를 고정하기 위한 튜브홀더(160)가 체결되는 홀더고정홀(170)이 다수개 형성되는데, 상기 튜브홀더(160)는 스크류(Screw,S)에 의해 상기 홀더고정홀(170)에 체결되어 결합된다.In addition, one or two pairs of tube assembly holes 150 to which the
또한, 상기 튜브체결부(120)의 양측 단부 상면에는 상기 너트(100)의 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지하도록 구비되는 원형의 와이퍼(Wiper,도시되지 않음)를 고정하기 위해 스크류(S)가 체결되는 와이퍼고정홀(180)이 더 형성된다.In addition, the screw (S) is fixed to the upper surface of both ends of the
상기 너트(100)의 내부에는 환봉(還奉)의 길이가 긴 샤프트(200)가 삽입되어 결합된다. 상기 샤프트(200)의 외주면에는 상기 너트(100)의 내주면에 형성되는 나사산과 대응되는 나사산이 형성되어 서로 결합됨으로써 나선형통로를 형성하게 된다.Inside the
상기 나선형통로에는 상기 샤프트(200)가 원활하게 너트(100) 내부에서 회전 할 수 있도록 금속재질의 볼이 삽입된다. 따라서, 상기 샤프트(200)는 상기 볼의 구름운동에 의해 상기 너트(100) 내부에서 전진 또는 후퇴의 직선운동을 왕복하게 됨으로써 상기 볼스크류가 체결된 공작기계 등에서 이송작업을 실행하게 되는 것이다.The spiral passage is inserted into the metal ball so that the
도 4에는 본 발명에 의한 볼스크류용 너트 제조방법에 따른 제조 공정을 나타낸 블럭도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 의한 볼스크류용 너트 제조방법에 따라 제조된 너트의 사시도가 도시되어 있다. Figure 4 is a block diagram showing a manufacturing process according to the ball screw nut manufacturing method according to the present invention, Figure 5 is a perspective view of a nut manufactured according to the ball screw nut manufacturing method according to the present invention. .
이들 도면에 도시된 바에 따르면, 상기 너트(100)의 제조방법은 원기둥 형상의 금형에 철(Fe)과 탄소(C)의 합금인 탄소강을 용융시켜 형성된 주물을 주입하여 너트(100)를 제작하는 제1단계(S100)와, 상기 제1단계(S100)에서 제작되는 너트(100)의 내주면에 나사산을 가공하는 제2단계(S200)와, 상기 제2단계(S200)를 거친 너트(100) 열처리하는 제3단계(S300)와, 상기 제3단계(S300)를 거친 너트(100)의 외경과 내경을 연마하는 제4단계(S400)를 포함하여 구성된다.As shown in these drawings, the manufacturing method of the
상기 제1단계(S100)는 소정의 길이를 가지며 내부가 관통된 원기둥 형상, 즉 상단과 하단으로 나누어진 금형에 주물을 주입하여 만들어지는 상·하단을 서로 결합함으로써 원기둥 형상의 너트(100)를 제작하는 단계이며, 종래의 소재절단단계와 형상가공단계가 동시에 진행되어 상기 너트(100)의 외형과 다수의 홀(Hall)이 일체로 형성된다.The first step (S100) is a cylindrical shape having a predetermined length and penetrates the inside of the cylindrical shape, that is, by coupling the upper and lower ends made by injecting a casting into a mold divided into a top and a bottom, the
따라서, 상기 제1단계(S100)에서는 상기 튜브(140)가 결합되도록 평면으로 이루어지는 튜브체결부(120)가 상기 너트(100)의 외주 상면에 형성되며, 이러한 튜 브체결부(120)에는 상기 튜브(140)가 결합되어 너트(100)의 내부에서 회전이 가능하도록 상기 볼을 연속적으로 공급하는 튜브조립공(150) 및 상기 튜브(140)가 상기 튜브조립공(150)에 결합되도록 고정하는 튜브홀더(160)가 체결되는 홀더고정홀(170)이 형성되고, 상기 튜브체결부(120)의 양측 단부에는 상기 와이퍼를 고정하도록 스크류(S) 체결되는 와이퍼고정홀(180)이 금형에 각각 가공되어 주물을 주입함으로써 일체로 형성된다.Therefore, in the first step (S100), the
상기 제1단계(S100)에서 상기 너트(100)의 외형이 형성된 다음에는 상기 너트(100)의 내부가 관통된 내주면에 나사산을 가공하는 제2단계(S200)를 진행하게 된다. After the outer shape of the
상기 제2단계(S200)는 CNC선반(Computer Numerical Control lathe)에서 바이트(Bite)에 의해 실시되며, 아래에서 설명할 제3단계(S300)에서의 열처리시에 나타나는 변형과 연삭(硏削)을 고려해 대략 0.3㎜ 정도의 여유를 두고 가공하게 된다. 상기 제2단계(S200)에는 상기 홀더고정홀(170)과 와이퍼고정홀(180)에 나사산을 태핑머신(Tapping Machine,도시되지 않음)으로 가공하는 태핑(Tapping)과정이 포함된다.The second step (S200) is carried out by a bite (Bite) in a CNC lathe (Computer Numerical Control lathe), and the deformation and grinding during the heat treatment in the third step (S300) described below In consideration of this, it is processed with a margin of about 0.3 mm. The second step (S200) includes a tapping process of processing a thread into a tapping machine (not shown) in the
그런 다음에는 상기 태핑과정에서 형성된 나사산을 보호하기 위해 겔(Gel)상태의 열처리방탄액을 상기 홀더고정홀(170)과 와이퍼고정홀(180)에 삽입한 후 열처리를 실시하는 제3단계(S300)가 진행된다. 상기 제3단계(S300)는 내마모성과 내피로성을 위한 공정으로 표면의 경도를 강화시키기 위하여 침탄(浸炭)열처리가 실시된다.Thereafter, in order to protect the threads formed in the tapping process, a third step (S300) of performing a heat treatment after inserting a heat-treated bulletproof liquid in a gel state into the
상기 침탄열처리는 부품의 전체표면에 일정한 두께의 침탄표면을 만들때 사용하는 방법으로, 담금질과 뜨임을 실시하게 됨으로써 표면에 높은 경도를 얻을 수 있는 방법이다.The carburizing heat treatment is a method used to make a carburizing surface having a certain thickness on the entire surface of a part, and is a method of obtaining high hardness on the surface by performing quenching and tempering.
상기 제3단계(S300)를 거친 다음에는 상기 홀더고정홀(170)과 와이퍼고정홀(180)에 삽입된 열처리방탄액을 제거하고 상기 제2단계(S200)에서 실시되는 태핑과정을 한번 더 진행한 다음, 마무리단계로써 상기 너트(100)의 내경과 외경을 연마(硏磨)하는 제4단계(S400)가 진행된다.After passing through the third step S300, the heat-treatment bulletproof liquid inserted into the
상기 제4단계(S400)는 상기 너트(100)의 외경 및 측면을 연삭(硏削)하는 과정과 내경을 연삭하는 과정을 나누어서 진행되며, 이러한 외경과 내경의 크기에 맞는 연마기에서 상기 샤프트(200) 치수에 따라 연마하게 됨으로써 상기 너트(100)의 제작이 완료되는 것이다.The fourth step (S400) proceeds by dividing the process of grinding the outer diameter and side of the
한편, 상기 너트(100)와 결합되는 샤프트(200)의 제조방법은 도시되지는 않았지만 상기 너트(100)의 제조방법과 대동소이(大同小異)하게 진행된다. 즉, 상기 너트(100)의 제1단계(S100)가 종래와 같이 분리되어 금속재를 절단하는 소재절단단계와 환봉의 외경에 나사산을 가공하는 나사가공단계로 실시되며, 그 다음에는 환봉을 열처리하는 열처리단계 및 나사산을 다듬는 연마단계를 포함하여 진행하게 된다.On the other hand, the manufacturing method of the
여기에서 상기 샤프트(200)의 제조방법 중 열처리단계는 상기 너트(100) 제조방법과는 달리 고주파열처리를 실시하게 된다. 상기 고주파열처리는 특정표면부위만을 열처리할때 사용하는 방법으로, 미세한 탄소강을 고주파전류를 통해 표면에 소입시키고 냉각수를 분사하여 급냉시키는 방법이다.Here, the heat treatment step of the manufacturing method of the
그리고, 상기 너트(100) 제조방법과 샤프트(200) 제조방법은 다른 장비에서 동시에 그 공정에 해당하는 절차가 진행되어 너트(100)와 샤프트(200)가 제작되며, 이렇게 제작되는 너트(100)와 샤프트(200)를 결합시키고 상기 볼을 삽입하게 되면 상기 볼스크류가 완성되는 것이다.In addition, the
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-exemplified embodiments, and many modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the above technical scope.
위에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 볼스크류용 너트 제조방법에서는, 소재를 절단하고 선삭(旋削)하여 형상을 가공하는 두단계를 원기둥 형상의 금형에 주물을 주입하여 한단계로 처리하도록 구성하였다.As described in detail above, in the method for manufacturing a ball screw nut according to the present invention, two steps of processing a shape by cutting and turning a material are configured to process casting in a single step by injecting a casting into a cylindrical mold.
따라서, 볼스크류용 너트를 제조함에 있어서 작업공수가 줄어들고 작업시간이 절감되는 효과가 기대된다.Therefore, in manufacturing the ball screw nut, it is expected to reduce the labor and reduce the working time.
그리고, 작업공수와 작업시간의 단축으로 인건비 및 제조비용이 절감되어 볼스크류의 제조단가가 절감되는 효과가 기대된다.In addition, labor cost and manufacturing cost are reduced due to the reduction of labor time and working time, and the manufacturing cost of the ball screw is expected to be reduced.
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