KR100769000B1 - 방청성을 갖는 회전축의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방청성을 갖는 회전축의 제조방법에 관한 것으로, 고속 회전되는 회전축을 다수의 연마 공정 과정 사이에 응력 풀림과 가스를 이용한 연질화 처리를 수행하여, 페인트등을 이용하지 않고서 회전축의 방청 능력을 확보함과 더불어 방청성이 최소한 72Hr 정도 지속될 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 요구되는 규격에 따라 재료를 포밍(Forming)해 만들어진 예비 가공품인 회전축을 황삭 연마 수행한 후, 다시 수치제어선반(CNC)등을 이용하여 정밀하게 연마하는 선삭 연마를 수행한 다음, 응력 풀림 처리를 거쳐 다시 정밀 연마한 다음 고온의 질소가스를 이용해 연질화 시킨 후, 다시 정밀 연마하면서 회전축을 완성한 다음 회전축에 형성된 바리(Burr)등을 제거하면서 모서리 부위등에 라운딩(Rounding)을 형성해주는 과정을 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

방청성을 갖는 회전축의 제조방법{Anti rust type rotating shaft manufacturing method}

도 1은 본 발명에 따른 방청성을 갖는 회전축의 제조방법 순서도

도 2는 본 발명에 따라 제조된 방청성을 갖는 회전축을 차량의 조향장치용 오일펌프에 사용한 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 오일펌프 2 : 풀리

3 : 회전축 3a : 결합단

3b : 개구홀

본 발명은 회전축의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방청성을 갖는 회전축의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 동력원에 연결되어 고속으로 회전하는 회전축은 높은 강성은 물론 외부 노출에 대한 방청성을 갖도록 제조되어야 만, 외관의 녹 발생에 따른 상품 성을 저하하지 않게 됨은 물론이다.

즉 고속으로 회전하는 회전축에서 녹 발생을 주의해 야 하는 한 예로서, 운전자의 조향휠 조타 시 할 때 운전자의 조타력을 보조하여 적은 힘으로 조향휠을 돌릴 수 있도록 하는 유압 파워 조향장치에 사용되는 오일 펌프를 예를 들 수 있는데, 이러한 오일펌프는 차량의 엔진에 장착되어 엔진을 동력원으로 해 고속 회전하면서 유압 파워 조향장치에 유량을 공급하는 역할을 한다.

이러한 오일 펌프는 엔진의 동력을 받는 풀리에 고정된 샤프트를 통해 고속 회전되는 장치로서, 이는 엔진룸에 장착되어 외부 환경에 노출되므로 방청 능력을 요구 특히, 풀리에 압입 고정된 회전축은 그 끝단이 항상 외부에 노출, 특히 수출 차량의 경우는 장시간 염수에 노출되는 특성상 녹이 스는 경우 상품성을 저하하게 되므로, 이를 방지하기 위해 도장이나 도금으로 방청성을 확보하게 된다.

그러나, 오일 펌프와 같이 엔진 동력을 받는 풀리를 지지하는 회전축의 경우는, 그 특성상 가공 후 연마한 제품으로 풀리 끝단부에 도장이나 도금이 불가능하여 방청 능력이 매우 떨어지게 되는데, 이는 연마 후에 도금이나 도장은 이물이나 치수 불량에 의해 고속 회전 시 바디와 회전축간에 고착이 발생할 가능성이 매우 높아 적용이 불가능하기 때문이다.

이로 인해, 방청 능력을 확보가 필수적인 수출 차량의 경우 방청 능력 확보를 위해, 완성 조립 후 페인트로 마킹(Marking)하는 방법을 적용하지만, 이와 같이 페인트를 이용하는 경우 그 지속시간이 24Hr(시간) 이내로 짧고 작업 시 인건비가 많이 들고 분진이나 냄새로 인한 작업 환경이 나빠지므로 적용에는 상당한 어려움 이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 고속 회전되는 회전축을 다수의 연마 공정 과정 사이에 응력 풀림과 가스를 이용한 연질화 처리를 수행하여, 페인트등을 이용하지 않고서 회전축의 방청 능력을 확보함과 더불어 방청성이 최소한 72Hr 정도 지속될 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 요구되는 규격에 따라 재료를 밀리미터(mm)단위의 가공 오차를 갖도록 포밍(Forming)되어진 로우(Raw)회전축을 연마기를 이용해 0.1mm - 0.2mm 범위로 황삭 연마를 수행하는 황삭 연마 가공 단계; 상기 황삭 연마 가공 단계를 거친 회전축을 다시 수치제어선반(CNC)등을 이용하여 2㎛ - 3㎛범위로 정밀하게 연마하기 위한 선삭을 수행하는 선삭 연마 가공 단계; 상기 선삭 연마 가공 단계를 거친 회전축을 선삭에 따른 응력에 의한 변형 가능성을 제거하도록 응력 풀림 처리를 위한 응력 처리 가공 단계; 상기 응력 처리 가공 단계를 거친 회전축을 정밀 연마기를 이용해 10㎛ - 20㎛범위로 정밀 연마하는 1차 연마 가공 단계; 상기 1차 연마 가공 단계를 거친 회전축에 1,100℃ - 1,200℃의 온도 범위를 갖는 질소가스를 이용해 연질화 시키는 연질화 처리 가공 단계; 상기 연질화 처리 가공 단계를 거친 회전축을 수치제어선반(CNC)등을 이용하여 2㎛ - 3㎛ 범위로 정밀 연마하면서 회전축을 완성하는 정삭 연마 가공 단계 및;상기 정삭 연마 가공 단계를 거친 회전축에 형성된 바리(Burr)등을 버핑기(Buffing Machine)를 이용하여 제거함과 더불어 모서리 부위등에 라운딩(Rounding)을 형성해주는 버핑 가공 단계; 로 수행되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 방청성을 갖는 회전축의 제조방법 순서도를 도시한 것인바, 본 발명의 방청성을 갖는 회전축은 먼저, 요구되는 규격에 따라 회전축의 형상으로 제조하는 재료 포밍(Forming)단계를 거쳐 밀리미터(mm)단위의 가공 오차를 갖는 거친 1차적인 로우(Raw)회전축을 제조한 후, 상기 로우 회전축을 연마기(일반적인 숫돌 연마기 임)를 이용하여 약 0.1mm - 0.2mm 정도로 연마되는 황삭 연마를 수행해 제1가공 회전축을 제조하는 황삭 연마 가공 단계를 거친다.

이어, 상기 제1가공 회전축을 다시 수치제어선반(CNC)등을 이용하여 약 2㎛ - 3㎛ 정도로 연마되는 선삭을 수행해 보다 정밀한 가공성을 갖는 제2가공 회전축을 제조하는 선삭 연마 가공 단계를 거친 다음, 상기 예비 회전축의 선삭에 따른 응력에 의한 변형 가능성을 제거하도록 응력 풀림 처리를 수행한 예비 회전축을 제조해주는 응력 처리 가공 단계를 거친다.

이후, 상기 예비 회전축을 정밀 연마기(입자가 고운 숫돌등을 이용하는 연마기 종류)를 이용하여 약 10㎛ - 20㎛ 정도로 연마되는 1차 연마 가공 단계를 수행한 후, 이와 같이 1차 연마 단계를 거친 예비 회전축에 질소가스를 태워 약 1,100℃ - 1,200℃의 온도로 연질화 시킨 중간 회전축을 제조하는 연질화 처리 가공 단계를 거치게 된다.

이어, 상기 중간 회전축을 수치제어선반(CNC)등을 이용하여 약 2㎛ - 3㎛ 정도로 연마하면서 회전축을 완성하는 정삭 연마 가공 단계를 수행한 다음, 이와 같이 완성된 회전축에 형성된 바리(Burr)등을 버핑기(Buffing Machine)를 이용하여 제거함과 더불어, 모서리 부위등에 라운딩(Rounding)을 형성해주는 버핑 가공 단계를 수행하여 완료한다.

여기서, 상기 응력 처리 가공 단계와 1차 연마 가공 단계는 연질화 처리 가공 단계를 거친 후 정삭 연마 가공 단계를 수행할 때 가공불량을 줄이기 위한 것으로, 이와 같은 상기 응력 처리 가공 단계와 1차 연마 가공 단계가 업는 경우 가공되는 회전축에 대한 치수 보증이 불가능하게 된다.

이와 같이, 버핑(Buffing) 가공을 거쳐 완성된 회전축(3)은 오일펌프에 사용되는 경우 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진의 구동력을 벨트로 전달받는 풀리(2)에 압입 고정되어 오일펌프(1)를 구동하게 되며, 이때 상기 회전축(3)의 외부 노출부위 즉, 풀리(2)에 압입 고정되는 결합단(3a)부위와 더불어 상기 결합단(3a)에 뚫린 개구홀(3b)부위는 회전축의 제조 공정을 통해 방청성이 확보되고, 이에 따라 상기 회전축(3)의 결합단(3a)과 이에 뚫린 개구홀(3b)부위에 대한 별도의 방청 작업이 필요 없게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 회전축 제조 시 방청 능력이 없는 고주파 열처리를 사용하지 않고 연질 화 처리로 공법을 사용해 방청성을 높여 주면 서도 고주파 열처리보다 단가가 저렴하게 되는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 회전축의 방청성이 제조 과정을 통해 확보되므로 페이트 마킹과 같이 완성된 후 별도의 작업이 불필요하면서, 페인트 마킹의 방청 유지 시간인 24Hr에 비해 상당히 긴 72Hr 정도를 주어 특히, 수출 차량과 같이 장시간 염수에 노출되는 경우에도 외관 품질을 저하하는 부식 발생을 방지 할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 오일 펌프 완성품에 페인트 마킹 할 경우 불가능한 자동화를 회전축의 방청성이 제조 과정을 통해 확보되므로 제조 라인의 자동화를 이룰 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (6)

1. 요구되는 규격에 따라 재료를 밀리미터(mm)단위의 가공 오차를 갖도록 포밍(Forming)되어진 로우(Raw)회전축을 연마기를 이용해 0.1mm - 0.2mm 범위로 황삭 연마를 수행하는 황삭 연마 가공 단계;

   상기 황삭 연마 가공 단계를 거친 회전축을 다시 수치제어선반(CNC)등을 이용하여 2㎛ - 3㎛범위로 정밀하게 연마하기 위한 선삭을 수행하는 선삭 연마 가공 단계;

   상기 선삭 연마 가공 단계를 거친 회전축을 선삭에 따른 응력에 의한 변형 가능성을 제거하도록 응력 풀림 처리를 위한 응력 처리 가공 단계;

   상기 응력 처리 가공 단계를 거친 회전축을 정밀 연마기를 이용해 10㎛ - 20㎛범위로 정밀 연마하는 1차 연마 가공 단계;

   상기 1차 연마 가공 단계를 거친 회전축에 1,100℃ - 1,200℃의 온도 범위를 갖는 질소가스를 이용해 연질화 시키는 연질화 처리 가공 단계;

   상기 연질화 처리 가공 단계를 거친 회전축을 수치제어선반(CNC)등을 이용하여 2㎛ - 3㎛ 범위로 정밀 연마하면서 회전축을 완성하는 정삭 연마 가공 단계 및;

   상기 정삭 연마 가공 단계를 거친 회전축에 형성된 바리(Burr)등을 버핑기(Buffing Machine)를 이용하여 제거함과 더불어 모서리 부위등에 라운딩(Rounding)을 형성해주는 버핑 가공 단계; 로

   수행되는 방청성을 갖는 회전축의 제조방법.
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