KR100787207B1 - 호브와 그 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호브(HOB)를 제공하는 것으로, 하나의 호브 본체와 다수의 칼날체를 포함한다. 이 호브 본체는 다수의 가로 수용홈을 가지고 있으며, 이 가로 수용홈의 양측에는 다수의 절삭톱니가 있다. 상기 다수의 칼날체는 하나의 용접재료로써 다수의 절삭톱니와 서로 연결되어 이루어진다. 이밖에 본 발명은 나아가 일종의 호브의 형성방법을 제공하는데, 이는 아래 과정을 포함한다. 우선 하나의 절삭가공과정으로 다수의 가로 수용홈을 기본재료에 형성한다. 그런 후 진공 용접과정으로 다수의 칼날조각을 각각 상기 다수의 가로 수용홈의 일측면에 연결하여 하나의 가공을 기다리는 본체를 형성한다. 마지막으로 다수의 절삭톱니를 상기 가공을 기다리는 본체에 형성하여 하나의 호브를 형성한다. 본 발명에서 제공하는 호브 구조는 기어 가공 칼날의 원가를 절약하고 커터의 수명을 연장시킨다.

호브, 기어가공, 칼날체, 칼날조각, 수용홈, 절삭톱니

Description

호브와 그 형성방법{Hob and its manufacturing method}

도 1a는 종래의 기계고정식 기어 가공 커터의 개략도

도 1b는 종래의 커터의 국부 단면개략도.

도 2는 본 발명인 호브의 구체적인 실시예 개략도.

도 3은 본 발명인 호브 제작의 구체적인 실시과정 개략도.

도 4는 본 발명인 호브 제작에서 호브 본체를 절삭 가공하는 측면 개략도.

도 5는 본 발명인 호브 제작에서 가공을 기다리는 본체의 측면 개략도.

도 6a는 본 발명의 호브 제작에서 축 씌우개를 연마하는 개략도.

도 6b는 본 발명의 호브 제작에서 칼날체를 연마하는 개략도.

도 7은 본 발명인 호브의 구체적인 실시예 개략도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

1：커터 10：본체

11：수용홈 12：태핑구멍

13：칼날조각 14：고정부품

2：커터 20：호브 본체

21：칼날 3：호브

30：호브 본체 301：오목홈

31：칼날체 32：가로 수용홈

33：절삭톱니 34：축 씌우개

341：단면 342：어깨부

343：내부구멍 35：칼날조각

4：호브 형성방법 40-43：과정

5：연마도구

본 발명은 호브와 그 형성방법에 관한 것으로, 특히 용접을 이용해 호브의 절삭톱니의 일측에 고도의 견고함을 가진 커터를 형성하는 호브와 그 형성방법을 말한다.

기어는 동력을 전하는 중요한 부품으로 인류의 생활과 공업발전의 과정에서 중요한 역할을 담당 해왔고, 인류의 공업예술 발전의 기본적 요소이기도 하다. 일반적으로 기어의 제조방법은 매우 많은데 대체적으로 절삭가공 혹은 정밀주조, 정밀단조, 및 분말야금 등 무절삭 가공방법으로 제조한다. 그러나 경제적이고 효과적인 대량생산을 위해 절삭가공으로 기어를 형성하는 방법이 시장 기술발전의 주류추세이다.

그중 절삭가공에서 불가결한 적은 기어를 가공하는 호브인데, 호브의 발전은 재료의 발전이라고도 말해지며 커터 재료의 발전변화는 전통적인 고탄소강, 고속도 강에서부터 점점 탄화 텅스텐, 세라믹 및 다이아몬드로 변해왔다. 종래 기술의 호브 재료는 대부분 고탄소강 혹은 고속도강 재료로 견고성이 높은 재료(예를 들어 HRC40도이상)를 가공할 때 고속도강을 주요재료로 하여 제작한 호브는 가공효과와 수명에서 이상적이지 못하다. 이런 문제를 해결하기 위해 호브 재료 역시 점차 견고성이 높은 재료로 변화해 왔는데, 예를 들어 탄화 텅스텐 재료가 그것이다. 그러나 전체 호브가 만약 탄화 텅스텐 재료로 성형 된다면 전체 원가가 상당히 높아져 기어 생산자에게 상당한 부담이 된다고 하겠다.

원가를 낮추고 호브의 칼날에 더욱 높은 견고성을 가진 커터를 설치하는 방식을 채용하면 원가를 절약하는 한 방법이 될 수 있다. 이러한 커터를 제작하는 종래의 방법으로는 대략 기계 고정식과 용접식의 두 가지 방식이 있다.

기계고정식의 방법에서 미국특허 US. Patent. No.3,740,808에서 제시한 일종의 커터는 도 1a에서 예시한 바와 같이 이 도면은 종래의 기계고정식의 기어가공 커터 개략도이다.

이 커터(1)의 본체(10)에는 다수의 수용홈(11)이 있고 각 수용홈(11)내에는 태핑구멍(tapped hole)(12)이 있으며, 그런 후 칼날조각(13)이 이 수용홈(10)내에 설치되며 고정부품(14)에 의해 이 칼날조각(13)이 수용홈(11)내의 태핑구멍(12)에 고정된다. 비록 이 커터(1)는 전체가 탄화 텅스텐 재료로 생산되는 고 원가문제를 피할 수는 있지만, 그러나 커터의 공정이 상당히 번거롭고 가공 역시 복잡하여 모르는 사이 원가의 지출을 가져온다.

한편, 이와 다른 방식으로는 용접식이 있는데, 도 1b에서 예시한 바와 같이 이 도면은 종래용 커터의 국부 단면 개략도이다. 이 커터(2)에는 견고성이 높은 칼날(21)이 있는데 이는 용접의 방식을 이용해 커터 본체(20)에 고정된다. 그러나 전술한 용접기술로 형성된 커터(2)는 이 커터(2)가 도금막을 경과하는 과정에서 용접재료가 도금막 제조과정의 고온으로 인해 용화되어 칼날(21)이 커터 본체(20)에 고정될 수 없게 된다. 따라서 전통적으로 용접을 이용해 형성한 커터는 도금막의 과정을 진행할 수 없게 되어 커터의 사용수명에 영향을 끼치게 된다.

이상을 종합하면, 호브와 그 형성방법은 종래용 기술에서 발생하는 문제를 해결해야 하는 과제를 안고 있다 하겠다.

본 발명의 주요 목적은 호브와 그 형성방법을 제공하는 데 있으며, 이는 진공용접(Vaccum Brazing)의 방식으로 호브의 절삭톱니의 일측에 칼날체를 형성하여 커터의 수명을 연장하고 고 견고성의 호브 제조과정의 원가를 절감하는 목적에 도달한다.

본 발명의 다음 목적은 호브와 그 형성방법을 제공하는 데 있으며, 이는 진공용접시의 고온을 이용하여 호브의 기본재료에 열처리를 진행하여 제작과정을 감소시키고 제조원가를 절감하는 목적에 도달한다.

본 발명의 또 다른 목적은 호브와 그 형성방법을 제공하는 데 있으며, 가로 수용홈에 다수의 오목홈을 형성하여 칼날조각을 설치하여 양호한 고정효과의 목적에 도달한다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 호브를 제공하는데, 이는 하나의 호브 본체와 다수의 칼날체를 포함한다.

상기 호브 본체는 다수의 가로 수용홈을 가지고 있으며, 이 가로 수용홈의 양측에는 다수의 절삭톱니가 있다. 상기 다수의 칼날체는 하나의 용접재료와 다수의 절삭톱니가 서로 연결되어 이루어진다.

더욱 양호한 것은 상기 가로 수용홈의 내부에는 나아가 다수의 오목홈을 개설하고, 각 오목홈은 각각 하나의 절식톱니와 서로 대응한다. 그중 상기 칼날체는 상기 오목홈 내에 뚫고 들어가며 상기 용접재료를 통해 호브 본체와 서로 연결한다. 바람직하게는 상기 칼날체는 텅스텐 재료이다. 바람직하게는 상기 용접재료는 용접합금 재료이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 나아가 호브의 형성방법을 제공하는데, 이는 아래 과정을 포함한다.

우선 절삭가공 과정으로 다수의 가로 수용홈을 기본재료에 형성한다. 그런 후 진공용접 과정으로 다수의 칼날조각을 각각 이 다수의 가로 수용홈의 일 측면에 연결하여 가공을 기다리는 본체를 형성한다. 마지막으로 다수의 절삭톱니를 상기 가공을 기다리는 본체에 형성하여 호브를 형성하며, 상기 호브의 일 측면에는 하나의 칼날체가 형성된다.

바람직하게는 상기 절삭가공 공정이 나아가 하나의 오목홈을 가로 수용홈에 형성되게 하고, 상기 칼날조각이 오목홈 내에 뚫고 들어가게 하는 것을 포함한다. 바람직하게는 상기 진공용접 과정이 기본재료에 열처리를 진행하는 과정을 포함한 다. 바람직하게는 상기 호브의 형성방법이 이 호브 표면에서 도금막을 진행하는 과정을 포함한다. 바람직하게는 상기 호브의 형성방법이 가공을 기다리는 본체의 다수 칼날조각에 연마를 진행하는 과정을 포함한다.

본 발명의 특징, 목적 및 기능에 대해 진일보한 인식과 이해를 위해 아래 본 발명의 구조와 설계 이면에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2를 참고하면, 이는 본 발명의 호브의 비교적 구체적인 실시예 개략도이다. 호브(3)는 하나의 호브 본체(30)와 다수의 칼날체(31)를 포함한다. 상기 호브 본체(30)의 축 방향 주위에는 다수의 가로 수용홈(32)이 있고, 이 가로 수용홈(32)의 양측에는 다수의 절삭톱니(33)가 있다.

상기 가로 수용홈(32)은 일직변형의 가로 수용홈 혹은 호브 본체(30)의 중심축과 나선각을 가지는 나선형 가로 수용홈일 수도 있으며, 상기 일직변형의 가로 수용홈을 가진 호브는 이가 직선형인 기어를 가공한다. 그리고 나선각을 가지는 가로 수용홈을 가진 호브는 이가 나선형인 나선각의 달팽이형 기어를 가공한다. 이 가로 수용홈(32)에는 더욱 다수의 오목홈(301)이 개설된다.

상기 다수의 칼날체(31)는 상기 오목홈(301)내에 설치되며, 이 다수의 칼날체(31)와 호브 본체(30)의 사이에는 용접재료(Brazing Binder)로써(도면에는 미 표시) 다수의 절삭톱니(33)와 서로 연결된다.

본 발명의 특징은 비교적 값이 싼 재료를 이용하여, 예를 들어 고속도강 혹은 고탄소강을 호브 본체(30)의 재료로 하고, 그런 후 고 견고성을 가진 텅스텐 재 료를 칼날체(31)의 재료로 한다. 이렇게 하면 고 견고성 호브(3)(예를 들어 텅스텐 호브)가공의 어려움을 낮추게 된다.

한편 본 발명의 호브(3) 원가와 전체 재료는 모두 텅스텐 재료의 호브 원가와 비교해 매우 싸며 또 상당한 가공효과를 가지게 된다. 이 용접재료의 종류는 매우 많은데 종래의 기술에서 취득할 수 있는 것으로 이 용접재료는 합금재료이며 예를 들어 니켈(Ni), 붕소(B), 크롬(Cr), 철(Fe), 규소(Si), 탄소(C), 인(P), 망간(Mn)을 포함하는 하나 이상의 재료로 형성된 합금재료이다.

도 3을 참고하면, 이는 본 발명의 호브 제작의 구체적인 실시예 과정 개략도이다. 이 호브의 형성방법은 아래 과정을 포함한다.

먼저, 기본재료를 제공하는데 이 기본재료는 고속도강 혹은 고탄소강 등의 재료이다. 도 4를 참고하면, 이는 본 발명인 호브 제작에서 호브 본체를 절삭가공하는 측면 개략도이다.

과정 40은 하나의 절삭가공 과정으로 다수의 가로 수용홈(32)을 상기 기본 재료에 가공하여 하나의 호브 본체(30)를 형성한다. 상기 가로 수용홈(32)은 끄는 칼 혹은 호브를 이용해 가공을 진행한다. 도 4에서 볼 수 있듯이, 절삭가공을 이용해 다수의 가로 수용홈(32)을 가공한 후, 이어 각 가로 수용홈(32)에 하나의 오목홈(301)을 형성하고, 이 호브 본체(30)의 축심 구역에 하나의 축 씌우개(34)를 형성한다.

이어 과정 41을 진행하는데, 도 5와 같이 다수의 칼날조각(35)을 각각 상기 오목홈(301)에 상감한다. 상기 칼날조각(35)과 호브 본체(30) 사이에는 용접재료를 가지는데, 상기 칼날조각(35)과 호브 본체(30) 사이에는 용접재료를 가지며, 상기 칼날조각(35)은 직사각형이지만 이에 제한하지는 않으며 이 오목홈(301)에 상감된다. 용접재료는 합금재료이며 니켈(Ni), 붕소(B), 크롬(Cr), 철(Fe), 규소(Si), 탄소(C), 인(P), 망간(Mn)을 포함하는 하나 이상의 재료로 형성된 합금재료를 선택할 수 있으며 이에 제한되지는 않는다.

그런 후 진공용접로에 넣어 고온의 진공용접과정을 진행하여 칼날조각(35)이 용접합금을 통해 고온의 진공과정에서 호브 본체(30) 자체의 금속재료와 확산결합이 진행되어 상기 칼날조각(24)이 상기 가로 수용홈(32)의 일측면의 호브 본체(30)에 연결되어 끌어당기는 강도가 크고, 기밀성이 양호한 가공을 기다리는 본체가 된다. 본 실시예 과정 중 이 진공용접의 과정에서 하나의 특색을 가지는데, 이는 곧 진공용접의 과정에서 이 호브 본체(30)에 열처리의 순서를 진행한다는 것이다. 이렇게 하여 종래기술에서 따로 재료에 대해 열처리를 진행하는 과정을 간소화시킬 수 있게 된다.

그런 후 과정 42를 진행하여 이 가공을 기다리는 본체의 다수 칼날조각에 연마를 진행한다. 이 과정 중 연마의 과정은 약 두 단계로 나뉘는데, 첫 단계는 가공을 기다리는 본체의 축심 구역의 축 씌우개(34)에 연마를 진행하는 것이며, 도 6a에서 도시하는 바와 같이, 연마과정 중에 축 씌우개(34)의 내부구멍(343), 어깨부(342)와 단면(341)에 연마를 진행하는 것을 포함한다. 그런 후 두 번째 단계의 연마를 진행하는데, 도 6b에서와 같이 연마도구(5)를 이용해 상기 칼날조각(35)의 칼날 양측의 나눔도가 불균일한 현상을 처리한다.

과정 42가 끝난 후 다시 과정 43을 진행하는데, 가공을 기다리는 본체에 치형을 깎고 가는 과정을 진행하여 다수의 절삭톱니(33)를 이 가공을 기다리는 본체에 형성하여 호브(3)를 형성하는데 이는 도 7과 같다. 다수의 호브를 형성하는 절삭방식은 종래의 기술로 달성하므로 이에 대해 더 언급하지는 않는다.

본 발명인 호브의 사용수명을 증가시키기 위해 깎고 가는 과정으로 호브를 형성한 후, 다시 호브의 표면에 도금막 과정을 진행한다. 본 발명은 진공용접의 방식을 이용하여 칼날조각을 호브 본체에 연결하기 때문에 이 용접재료는 고온에 견디는 특성을 가지고 있으며 도금막 과정 중의 온도를 견뎌낼 수 있으며 용화되지 않는다.

상술한 방법으로 제작되는 본 발명의 호브 구조 외에 이 호브의 제작방법 역시 아래 과정을 통해 완성된다.

우선, 절삭가공과정으로 기본재료에 커터 본체를 형성하고 이 커터 본체는 다수의 가로 수용홈을 가지며, 이 가로 수용홈의 양측에는 다수의 절삭톱니를 가지고, 이 가로 수용홈에는 각 절삭톱니에 대응되는 위치에 하나의 오목홈을 개설한다. 이어 이 칼날체를 오목홈에 넣고 용접재료를 채워 넣는다.

그런 후 진공용접로에 넣어 고온의 진공용접과정을 진행하여 칼날체가 용접재료를 통해 고온 진공과정에서 이 커터 본체 자체의 금속재료에 확산결합이 진행되어 이 칼날체가 절삭톱니에 연결되어 끌어당기는 강도가 커지게 되고, 기밀성이 양호한 호브가 형성된다. 그런 후 칼날체의 연마와 깎고 가는 과정을 진행하는데 그 세부적인 사항은 전술한 바와 같다.

상기 기본재료는 고속도강 혹은 고탄소강 재료이다. 상기 칼날체는 텅스텐 재료이며, 상기 용접재료는 합금재료로 예를 들어 니켈(Ni), 붕소(B), 크롬(Cr), 철(Fe), 규소(Si), 탄소(C), 인(P), 망간(Mn)을 포함하는 하나 이상의 재료로 형성된 합금재료이며 이에 제한되지는 않는다.

본 실시예 중 진공용접과정에서의 특색은 바로 진공용접과정 중 커터 본체에 열처리의 과정을 진행하는 것이다. 이렇게 하여 종래 기술에서 따로 재료에 대해 열처리를 하는 과정을 간소화할 수 있다.

본 방법과 도 3의 구체적인 실시예의 차이는 도 3의 실시예에서 칼날조각에 대해 먼저 진공용접의 방식을 이용해 커터의 본체를 연결하고, 다시 절삭톱니에 깎고 가는 과정을 진행하는데 비해, 본 방법은 그 순서를 바꾸어 먼저 절식톱니를 깎고 갈며 다시 이 절삭톱니의 칼날체에 배합해 진공용접을 이용해 절삭톱니에 연결하는 것이다.

상술한 것은 본 발명의 구체적인 실시예이며 결코 본 발명의 범위를 이에 제한하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 신청범위와 균등한 효과에 의한 어떠한 수정과 변화도 본 발명의 권리범위에 속하는 것임을 밝혀둔다.

본 발명에서 제공하는 호브와 그 형성방법은 견고성, 생산원가 절감의 장점을 가지고 있다. 따라서 업계의 수요를 만족시키며 나아가 산업적 경쟁력을 제고하여 특허법의 신청요건을 부합시킨다고 판단되어 신청을 제출하는 바이다.

상술한 바에 의해 본 발명에서 제공하는 호브 구조는 기어 가공 칼날의 원가 를 절약하고 커터의 수명을 연장시킨다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 절삭가공 과정으로 다수의 가로 수용홈을 기본재료에 형성하고, 진공용접 과정으로 다수의 칼날조각을 각각 상기 다수의 가로 수용홈의 일측면에 연결하여 가공을 기다리는 본체를 형성하며, 다수의 절삭톱니를 상기 가공을 기다리는 본체에 형성하여 호브를 형성하고 상기 절삭톱니의 일측면에 칼날체를 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 호브의 형성방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 절삭가공 과정은 오목홈을 상기 가로 수용홈에 형성하 고, 상기 칼날체를 상기 오목홈에 상감하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호브의 형성방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 진공용접 과정은 상기 기본재료에 열처리를 진행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호브의 형성방법.

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