KR101023970B1

KR101023970B1 - 이형의 이단 캠 제조방법

Info

Publication number: KR101023970B1
Application number: KR1020100108051A
Authority: KR
Inventors: 김홍석
Original assignee: 김홍석
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2011-03-28

Abstract

본 발명은 이단의 캠에서 각 단의 외주면에 이형의 프로파일을 연삭 가공할 수 있는 캠 제조방법에 관한 것으로, 특히 상부 및 하부 플레이트 가공 시 정위치 설정이 가능하고, 클램핑 시 원재의 위치 변경을 방지할 수 있는 캠 제조방법에 관한 것이다.

Description

이형의 이단 캠 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF DOUBLE CAM}

본 발명은 회전 또는 왕복 운동을 하게 되고, 외주면의 프로파일에 의해 종동체를 왕복 또는 요동 운동케 하는 캠에 있어, 특히 이단(二段)이되 각 단이 서로 다른 형태의 이형(異形)으로 이루어진 캠에 대한 제조방법에 관한 것이다.

캠 연마에 관한 기술로는,

대한민국특허등록 제10-0464290호(2004.12.22.등록, 이하 '선행기술'이라고 함) 『캠 연마기』가 제시되어 있는바,

상기 선행기술은

본체의 X축 방향으로 마련되는 X축베이스와,

상기 X축베이스의 상부에 X축 방향으로 왕복 이송가능하게 설치되어 이송수단에 의해 왕복 이송되도록 마련되는 X축이동플레이트와,

상기 X축이동플레이트의 상부에 설치되고, 길이 방향의 양측면 하부가 내측으로 경사지도록 형성되는 고정부이동리니어와,

상기 고정부이동리니어의 일측에 슬라이드 이동되어 고정되도록 고정장치가 구비되는 제 1고정베이스와,

상기 제 1고정베이스에 고정되어 가공하고자 하는 캠이 고정되는 제 1고정척이 마련되며 상기 제 1고정척을 일정한 속도로 회전시키는 캠회전모터가 마련되고 상기 캠회전모터의 동력을 상기 제 1고정척으로 전달하는 캠회전기어박스가 마련되는 제 1고정부와,

상기 고정부이동리니어의 타측에 상기 제 1고정부에 대향하는 방향으로 슬라이드 이동되어 고정되도록 고정장치가 마련되는 제 2고정베이스가 마련되며, 상기 제 2고정베이스에 고정되며, 상기 제 1고정척에 고정된 캠의 회전축을 지지하는 제 2고정척이 마련되는 제 2고정부가 마련되는 고정부;

상기 본체의 상기 X축이동플레이트에 대하여 직교한 방향으로 마련되는 Y축베이스와,

상기 Y축베이스의 상부에 Y축 방향으로 왕복 이송가능하게 설치되어 이송수단에 의해 왕복 이송되도록 마련되는 Y축이동플레이트와,

상기 Y축이동플레이트의 상면에 마련되어 상기 제 1고정부에 고정된 캠의 외경을 연마하는 외경연마휠 및 상기 외경연마휠에 동력을 전달하는 외경스핀들모터와,

상기 캠의 내경을 연마하는 내경연마휠 및 내경스핀들 모터가 마련되는 연마부; 및

상기 고정부 및 상기 연마부의 작동을 제어하는 제어부;

를 포함하여 이루어져, 캠의 내경과 외경을 각각 연마하여 캠의 표면을 필요한 조도에 만족하도록 가공할 수 있는 캠 연마기에 관한 기술이다.

단일형 캠의 외주면에 단일 프로파일을 형성하기 위하여서는 상기 선행기술에 따른 캠 연마기가 적합할 수 있으나, 이단(二段)형 캠에 있어 각 단(段)의 외주면에 서로 다른 타입의 프로파일, 즉 이형(異形)의 프로파일을 형성하기엔 적합하지 않은 문제가 있다.

따라서 상하로 나누어진 이단 형태이고, 아울러 각 단의 외주면에 서로 다른 이형의 프로파일을 형성하기 위한 제조방법이 요구되는 바이다.

본 발명은 이단의 캠에 있어 각 단의 외주면에 서로 다른 이형의 프로파일을 가공할 수 있는 캠 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

나아가 본 발명은 가공물인 원재를 테이블에 올려놓은 상태에서 클램핑수단에 의해 고정하기 전에 접착제 등을 이용해 최초 고정함으로서, 클램핑 시 원재의 위치 변경을 방지할 수 있는 캠 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

아울러 상부의 플레이트에 대한 연삭(황삭, 정삭, 초사상을 포함)이 완료되고 나서 하부의 플레이트에 대한 연삭을 위해 뒤집어 테이블에 올려놓을 경우 가상의 z축을 기준으로 뒤틀리지 않고 정위치에 놓일 수 있도록 한 캠 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 이형의 이단 캠 제조방법은,

상하 이격된 원형의 제1 및 제2 플레이트와, 이들의 중심을 상하 관통하는 샤프트 결합홀로 이루어진 이단(二段)형 원재에 있어,

테이블 상부에 원재의 제2플레이트가 하부 측에 위치하도록 올려놓는 제1단계;

테이블에 원재의 제2플레이트를 최초 고정하는 제2단계;

프로파일 형성을 위한 연삭의 기준점과 원재의 결합홀 중심점을 상호 일치시키는 제3단계;

테이블에 원재를 최종 고정하는 제4단계;

원재의 제1플레이트 외주면에 프로파일 형성을 위하여 황삭(Rough Grinding)하는 제5단계;

원재의 제1플레이트에서 편심된 일단(一端) 위치에 테이블의 y축 선상으로 장홈 형태의 위치가이드를 가공하는 제6단계;

원재의 제2플레이트에서 편심된 타단(他端) 위치에 테이블의 y축 선상으로 커팅면 형태의 직선가이드를 가공하는 제7단계;

고정 해제시킨 원재를 테이블의 y축을 기준으로 뒤집어 제1플레이트가 하부 측에 위치하도록 테이블에 올려놓는 제8단계;

테이블의 y축 선상과 상기 직선가이드를 상호 일치시키는 제9단계;

테이블에 원재의 제1플레이트를 최초 고정하는 제10단계;

프로파일 형성을 위한 연삭의 기준점과 원재의 결합홀 중심점을 상호 일치시키는 제11단계;

테이블에 원재를 최종 고정하는 제12단계;

원재의 제2플레이트 외주면에 프로파일 형성을 위하여 황삭하는 제13단계;

원재의 결합홀에 키홈을 가공하는 제14단계;

원재의 결합홀을 보링(boring)하는 제15단계;

고정 해제시킨 원재를 테이블의 y축을 기준으로 뒤집어 제2플레이트가 하부 측에 위치하도록 테이블에 올려놓는 제16단계;

테이블의 y축 선상과 상기 위치가이드를 상호 일치시키는 제17단계;

상기 제2 내지 제4 단계를 실시하는 제18단계;

원재의 제1플레이트 외주면에 프로파일 형성을 위하여 정삭(Finishing)하는 제19단계;

상기 테이블에 상기 위치가이드와 암수 결합되기 위한 대응위치가이드를 갖는 베이스를 설치하는 제20단계;

고정 해제시킨 원재를 상기 베이스의 y축을 기준으로 뒤집어 상기 위치가이드가 상기 대응위치가이드에 끼워지도록 상기 베이스에 올려놓는 제21단계;

베이스에 원재의 제1플레이트를 최초 고정하는 제22단계;

프로파일 형성을 위한 연삭의 기준점과 원재의 결합홀 중심점을 상호 일치시키는 제23단계;

베이스에 원재를 최종 고정하는 제24단계; 및

원재의 제2플레이트 외주면에 프로파일 형성을 위하여 정삭하는 제25단계;

를 포함하여 이루어진다.

그리고 원재의 제1 및 제2 플레이트 외주면에 프로파일 형성을 위한 황삭 완료 시,

원재의 제1 및 제2 플레이트에서 프로파일에 대하여 고주파 열처리하는 제13A단계와, 원재를 템퍼링(tempering) 처리하는 제13B단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 원재에 대한 고주파 열처리 및 템퍼링 처리 완료 시,

원재의 제1 및 제2 플레이트에서 각 상부 및 하부 면을 평삭하는 제13C단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 원재의 제1 또는 제2 플레이트를 최초 고정하기 위하여 접착제가 사용되는 것을 특징으로 한다.

한편, 원재를 최종 고정하기 위하여 클램핑수단이 구비되되, 상기 클램핑수단은 테이블에 x축 방향으로 형성된 'ㅗ'형 삽입부, 상기 삽입부에 위치하는 헤드와 원재의 결합홀을 지나 상부로 노출되는 나선부를 갖는 볼트, 그리고 상기 볼트에 체결되어 조임에 의해 원재를 가압하게 되는 홀딩부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 베이스는 상기 대응위치가이드의 탈장착을 위한 장착공간부가 형성되되, 상기 장착공간부는 상기 대응위치가이드 보다 긴 길이를 갖고,

또 상기 베이스는 상기 볼트의 나선부가 통과되는 다수의 중심공이 형성되되, 상기 각 중심공은 상기 장착공간부에 직교하는 방향으로 일정 간격을 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이형의 이단 캠 제조방법은,

이단의 캠에 있어 각 단의 외주면에 서로 다른 이형의 프로파일 연삭 가공을 가능케 하는 가장 큰 효과가 있다.

또 클램핑 시 원재의 위치 변동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또 연삭 가공을 위해 상하 뒤집은 상태의 원재를 정위치에 설정할 수 있는 구성을 마련한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 캠 제조방법에서 접착제에 의해 원재를 테이블에 최초 고정한 상태를 나타낸 측단면 구성도,
도 2는 도 1에서 기준점과 중심점을 상호 일치시킨 상태를 나타낸 측단면 구성도,
도 3은 도 2에서 클램핑수단을 이용해 원재를 테이블에 최종 고정한 상태를 나타낸 측단면 구성도,
도 4는 도 3에서 원재의 제1플레이트를 황삭 가공한 상태를 나타낸 평면 구성도,
도 5는 원재의 제1플레이트에 위치가이드를 가공한 것을 나타낸 평면 구성도,
도 6은 원재의 제2플레이트에 직선가이드를 가공한 것을 나타낸 평면 구성도,
도 7은 원재를 뒤집어 테이블에 올려놓고 y축 선상과 직선가이드를 상호 일치시킨 상태를 나타낸 평면 구성도,
도 8은 도 7에서 원재를 테이블에 최초 고정한 상태를 나타낸 측단면 구성도,
도 9는 도 8에서 기준점과 중심점을 상호 일치시킨 상태를 나타낸 측단면 구성도,
도 10은 도 9에서 클램핑수단을 이용해 원재를 테이블에 최종 고정한 상태를 나타낸 측단면 구성도,
도 11은 원재의 제2플레이트를 황삭 가공한 상태를 나타낸 평면 구성도,
도 12는 원재의 결합홀에 키홈을 가공한 것을 나타낸 입체 구성도,
도 13은 원재의 결합홀에 대한 보링 가공한 것을 나타낸 입체 구성도,
도 14는 테이블의 y축 선상과 위치가이드를 상호 일치시킨 상태를 나타낸 평면 구성도,
도 15는 원재의 제1플레이트를 정삭 가공한 상태를 나타낸 평면 구성도,
도 16은 테이블에 베이스가 설치되고 이 베이스에 원재가 설치되는 것을 나타낸 분해 입체 구성도,
도 17은 베이스의 대응위치가이드에 원재의 위치가이드를 끼운 상태를 나타낸 평면 구성도,
도 18은 원재의 제2플레이트를 정삭 가공한 상태를 나타낸 평면 구성도.

이하 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

그리고 설명에 앞서, 도 1을 기준으로 원재의 제1플레이트 측을 상부 또는 상방이라 정하고, 원재의 제2플레이트 측을 하부 또는 하방이라 방향을 특정하기로 한다.

도 1 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이형의 이단 캠 제조방법은,

상하 이격된 원형의 제1 및 제2 플레이트(11, 12)와, 이들의 중심을 상하 관통하는 샤프트 결합홀(13)로 이루어진 이단(二段)형 원재(10)에 있어,

테이블(20) 상부에 원재(10)의 제2플레이트(12)가 하부 측에 위치하도록 올려놓는 제1단계,

테이블(20)에 원재(10)의 제2플레이트(12)를 최초 고정하는 제2단계,

프로파일 형성을 위한 연삭의 기준점과 원재(10)의 결합홀(13) 중심점을 상호 일치시키는 제3단계,

테이블(20)에 원재(10)를 최종 고정하는 제4단계,

원재(10)의 제1플레이트(11) 외주면에 프로파일 형성을 위하여 황삭(Rough Grinding)하는 제5단계,

원재(10)의 제1플레이트(11)에서 편심된 일단(一端) 위치에 테이블(20)의 y축 선상으로 장홈 형태의 위치가이드(111)를 가공하는 제6단계,

원재(10)의 제2플레이트(12)에서 편심된 타단(他端) 위치에 테이블(20)의 y축 선상으로 커팅면 형태의 직선가이드(121)를 가공하는 제7단계,

고정 해제시킨 원재(10)를 테이블(20)의 y축을 기준으로 뒤집어 제1플레이트(11)가 하부 측에 위치하도록 테이블(20)에 올려놓는 제8단계,

테이블(20)의 y축 선상과 상기 직선가이드(121)를 상호 일치시키는 제9단계,

테이블(20)에 원재(10)의 제1플레이트(11)를 최초 고정하는 제10단계,

프로파일 형성을 위한 연삭의 기준점과 원재(10)의 결합홀(13) 중심점을 상호 일치시키는 제11단계,

테이블(20)에 원재(10)를 최종 고정하는 제12단계,

원재(10)의 제2플레이트(12) 외주면에 프로파일 형성을 위하여 황삭하는 제13단계,

원재(10)의 결합홀(13)에 키홈(131)을 가공하는 제14단계,

원재(10)의 결합홀(13)을 보링(boring)하는 제15단계,

고정 해제시킨 원재(10)를 테이블(20)의 y축을 기준으로 뒤집어 제2플레이트(12)가 하부 측에 위치하도록 테이블(20)에 올려놓는 제16단계,

테이블(20)의 y축 선상과 상기 위치가이드(111)를 상호 일치시키는 제17단계,

상기 제2 내지 제4 단계를 실시하는 제18단계,

원재(10)의 제1플레이트(11) 외주면에 프로파일 형성을 위하여 정삭(Finishing)하는 제19단계,

상기 테이블(20)에 상기 위치가이드(111)와 암수 결합되기 위한 대응위치가이드(31)를 갖는 베이스(30)를 설치하는 제20단계,

고정 해제시킨 원재(10)를 상기 베이스(30)의 y축을 기준으로 뒤집어 상기 위치가이드(111)가 상기 대응위치가이드(31)에 끼워지도록 상기 베이스(30)에 올려놓는 제21단계,

베이스(30)에 원재(10)의 제1플레이트(11)를 최초 고정하는 제22단계,

프로파일 형성을 위한 연삭의 기준점과 원재(10)의 결합홀(13) 중심점을 상호 일치시키는 제23단계,

베이스(30)에 원재(10)를 최종 고정하는 제24단계, 그리고

원재(10)의 제2플레이트(12) 외주면에 프로파일 형성을 위하여 정삭하는 제25단계

를 포함하여 이루어진다.

좀 더 상세하게 살펴보면,

우선, 가공 후의 가공물 정밀도(치수, 공차, 거칠기 등)에 따라 연삭가공을 분류할 수 있는데, 이때 황삭은 거칠게 가공하는 것으로 한 번에 매끄럽게 가공하려면 시간이 오래 걸리기에 통상 황삭을 마친 후 정삭을 하여 마무리하게 된다.

원재(10)는

도 1 및 도 1의 "A"에 도시된 바와 같이,

상하 이격된 원형의 제1 및 제2 플레이트(11, 12), 그리고

상기 제1 및 제2 플레이트(11, 12)의 중심에 상하로 관통 형성되는 결합홀(13)

로 이루어진다.

이때 상기 제1 및 제2 플레이트(11, 12)는 본 발명에 따른 제조방법에 의해 프로파일이 형성되고, 상기 결합홀(13)은 샤프트가 끼워지게 된다.

상기 '프로파일'은 캠의 외주면에 형성된 곡면을 지칭하는 것이고, 아울러 이하에서는 '최초 프로파일'과 '최종 프로파일'로 구분하여 사용하게 되는데,

'최초 프로파일'은 황삭에 의해 형성된 프로파일을 의미하고, '최종 프로파일'은 정삭에 의해 형성된 프로파일을 의미한다.

아울러 '최초 프로파일'과 '최종 프로파일'에 대한 각각의 도면부호를 'P1', 'P2'로 정한다.

상기 제1단계는

도 1에 도시된 바와 같이,

테이블(20) 상부에 원재(10)의 제2플레이트(12)가 하부 측에 위치하도록 상기 원재(10)를 올려놓는 단계로서,

후술할 클램핑수단(40)의 삽입부(41)와 원재(10)의 결합홀(13)이 상호 대응되게 상기 원재(10)를 올려놓게 된다.

상기 제2단계는

도 2에 도시된 바와 같이,

테이블(20)에 원재(10)의 제2플레이트(12)를 최초 고정하는 단계로서,

테이블(20)과 제2플레이트(12)의 상호 접면에 접착제(1)를 도포하게 된다.

이때 접착제(1)는 통상의 순간접착제를 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 캠 제조방법에서 상기 제2단계는

제2단계를 거치지 않고 제3단계에서 기준점(C1)과 중심점(C2)을 상호 일치시킨 상태에서 후술할 클램핑수단(40)을 이용해 클램핑 시 테이블(20) 상에서 원재(10)의 위치가 변동됨에 따라 최초 일치시킨 기준점(C1)과 중심점(C2)이 불일치되는 문제가 발생하게 되기에 이를 방지하고자 마련된 것이다.

따라서 제2단계에 의해 최초 고정된 원재(10)는 제4단계에 의해 클램핑 됨(최종 고정)에 따라 최초 고정 시 설정된 기준점(C1)과 중심점(C2)이 항시 상호 일치된 상태를 유지하게 되는 것이다.

상기 제3단계는

도 2에 도시된 바와 같이,

프로파일 형성을 위한 연삭의 기준점(C1)과 원재(10)의 결합홀(13) 중심점(C2)을 상호 일치시키는 단계로서,

연삭기에 설치된 측정기(예 : 인디케이터)를 이용해 원재(10)의 결합홀(13) 중심점(C2)과 연삭기가 실시할 연삭의 기준점(C1)을 일치시키게 된다.

다시 말해, 연삭기의 황삭휠이나 정삭휠은 기 설정된 프로그램에 의해 제어되어 동작하게 되고, 이때 원재(10)의 제1플레이트(11) 외주면에 정해진 프로파일을 형성하기 위한 기준점(C1)을 원재(10)의 결합홀(13) 중심점(C2)과 일치되게 한 후에 연삭 가공을 하게 되는 것이다.

상기 제4단계는

도 3에 도시된 바와 같이,

테이블(20)에 원재(10)를 최종 고정하는 단계로서,

이를 위하여 클램핑수단(40)이 구비되는데,

도 3 및 도 4에서와 같이, 상기 클램핑수단(40)은

테이블(20)에 x축 방향으로 형성된 'ㅗ'형 삽입부(41),

상기 삽입부(41)에 위치하는 헤드(421)와 원재(10)의 결합홀(13)을 지나 상부로 노출되는 나선부(422)를 갖는 볼트(42), 그리고

상기 볼트(42)에 체결되어 조임에 의해 원재(10)를 가압하게 되는 홀딩부재(43)

로 이루어진다.

이때 도 4에서와 같이, 상기 홀딩부재(43)는 원재(10)에서 상부에 위치한 제1 또는 제2 플레이트(11, 12)와 접하고 상기 볼트(42)의 나선부(422)가 중심을 지나게 되는 가압편(431)과, 상기 볼트(42)의 나선부(422)와 체결되는 너트(432)로 이루어진다.

상기 제5단계는

도 4에 도시된 바와 같이,

원재(10)의 제1플레이트(11) 외주면에 프로파일, 즉 최초 프로파일(P1) 형성을 위하여 황삭(Rough Grinding)하는 단계로서,

도 4의 "B"에서와 같이, 최종 프로파일(P2) 형성을 위한 정삭에 앞서 연삭기의 황삭휠을 이용해 원재(10)의 제1플레이트(11) 외주면에 최초 프로파일(P1)을 황삭하게 된다.

상기 제6단계는

도 5에 도시된 바와 같이,

원재(10)의 제1플레이트(11)에서 편심된 일단(一端) 위치에 테이블(20)의 y축 선상으로 장홈 형태의 위치가이드(111)를 가공하는 단계로서,

상기 위치가이드(111)의 기능에 대해서는 이후에 상세히 설명하기로 한다.

상기 제7단계는

도 6에 도시된 바와 같이,

원재(10)의 제2플레이트(12)에서 편심된 타단(他端) 위치에 테이블(20)의 y축 선상으로 커팅면 형태의 직선가이드(121)를 가공하는 단계로서,

이때 원재(10)의 제2플레이트(12) 외주면에 프로파일 형성을 위한 황삭 및 정삭 가공 시, 연삭되어 없어지게 되는 영역에 상기 직선가이드(121)를 가공하게 된다.

상기 직선가이드(121)의 기능에 대해서는 이후에 상세히 설명하기로 한다.

상기 제8단계는

도 7에 도시된 바와 같이,

고정 해제시킨 원재(10)를 테이블(20)의 y축을 기준으로 뒤집어 제1플레이트(11)가 하부 측에 위치하도록 테이블(20)에 올려놓는 단계로서,

이때에도 상기 제1단계에서와 같이, 상기 클램핑수단(40)의 삽입부(41)와 원재(10)의 결합홀(13)이 상호 대응되게 상기 원재(10)를 올려놓게 된다.

우선 상기 클램핑수단(40)을 해제하게 되는데, 상기 너트(432)를 풀고, 가압편(431)을 볼트(42)의 나선부(422)에서 빼냄으로서 최종 고정을 해제하게 되고,

접착제(1)는 이를 분해하여 제거시킬 수 있는 재료(예 : 절삭료 등)를 이용해 녹임으로서 최초 고정을 해제하게 된다.

따라서 고정 해제된 원재(10)는 테이블(20)의 y축을 기준으로 뒤집어 테이블(20)에 올려놓게 된다.

상기 제9단계는

도 7에 도시된 바와 같이,

테이블(20)의 y축 선상과 상기 직선가이드(121)를 상호 일치시키는 단계로서,

상기 제8단계에서 원재(10)를 뒤집어 테이블(20)에 올려놓을 때, 도면을 바라보는 가상의 z축을 기준으로 원재(10)가 뒤틀리게 위치할 수밖에 없기에,

본 발명에서는 상기 제7단계에서 상기 직선가이드(121)를 가공하고, 상기 제9단계에서 별도의 측정기(예 : 인디케이터)를 이용해 상기 직선가이드(121)가 테이블(20)의 y축 선상에 위치하도록 z축을 기준으로 원재(10)를 회전시키면서 상호 일치시키게 된다.

상기 제10단계는

도 8에 도시된 바와 같이,

테이블(20의 y축 선상과 상기 직선가이드(121)가 상호 일치된 상태의 원재(10)를 테이블(20)에 최초 고정하는 단계로서,

원재(10)의 제1플레이트(11)와 테이블(20)의 상호 접면에 접착제(1)를 도포함으로서, 원재(10)를 테이블(20)에 최초 고정하게 된다.

상기 제11단계는

도 9에 도시된 바와 같이,

상기 제3단계와 동일하게, 프로파일 형성을 위한 연삭의 기준점(C1)과 원재(10)의 결합홀(13) 중심점(C2)을 상호 일치시키는 단계이다.

상기 제12단계는

도 10에 도시된 바와 같이,

상기 제4단계와 동일하게, 상기 클램핑수단(40)을 이용해 테이블(20)에 원재(10)를 최종 고정하는 단계이다.

상기 제13단계는

도 11에 도시된 바와 같이,

원재(10)의 제2플레이트(12) 외주면에 프로파일, 즉 최초 프로파일(P1) 형성을 위하여 황삭하는 단계로서,

이때 황삭 가공에 의해 상기 직선가이드(121)가 연삭되어 없어지게 된다.

한편, 본 발명에서는 원재(10)의 제2플레이트(12)에 대한 황삭 가공이 완료되면,

고주파 열처리하는 제13A단계와, 템퍼링(tempering)처리하는 제13B단계와, 평삭하는 제13C단계를 더 포함하게 되는데,

상기 제13A단계는

캠의 내구성, 내마모성, 내열성 등을 보장하기 위하여 원재(10)에서 제1 및 제2 플레이트(11, 12)의 각 최초 프로파일(P1)에 대한 고주파 열처리를 하는 단계이다.

이때 각 최초 프로파일(P1)에서 내측으로 대략 3~5mm 정도의 두께에 대해서 고주파 열처리를 하게 된다.

상기 제13B단계는

원재(10)에 대해 템퍼링 처리하는 단계로서,

고주파 열처리를 거친 원재(10)의 내부 응력을 제거하게 된다.

상기 제13C단계는

원재(10)의 제1 및 제2 플레이트(11, 12)에서 각 상부 및 하부 면을 평삭하는 단계로서,

고주파 열처리에 의해 원재(10)의 제1 및 제2 플레이트(11, 12) 각 상부 및 하부 면에 발생한 대략 0.3mm 정도의 표면변형 부위를 평삭하게 된다.

상기 제14단계는

도 12에 도시된 바와 같이,

원재(10)의 결합홀(13)에 키홈(131)을 가공하는 단계로서,

구동력에 의해 회전하게 되는 통상의 샤프트가 끼워지게 되는 상기 결합홀(13)에 샤프트에 형성된 키가 끼워질 수 있도록 키홈(131)을 가공하게 된다.

상기 제15단계는

도 13에 도시된 바와 같이,

원재(10)의 결합홀(13)을 보링(boring)하는 단계로서,

원재(10)의 결합홀(13)을 이에 끼워질 샤프트와 상응한 직경을 갖도록 보링 가공을 하게 된다.

상기 제16단계는

도 14에 도시된 바와 같이,

고정 해제시킨 원재(10)를 테이블(20)의 y축을 기준으로 뒤집어 제2플레이트(12)가 하부 측에 위치하도록 테이블(20)에 올려놓는 단계로서,

이때에도 상기 제8단계에서와 같이, 상기 클램핑수단(40)의 삽입부(41)와 원재(10)의 결합홀(13)이 상호 대응되게 상기 원재(10)를 올려놓게 된다.

상기 제17단계는

도 14에 도시된 바와 같이,

테이블(20)의 y축 선상과 상기 위치가이드(111)를 상호 일치시키는 단계로서,

상기 위치가이드(111)는 상기 제13단계에서 제거된 직선가이드(121)를 대신해 원재(10)의 위치 설정에 사용된다.

다시 말해, 상기 제16단계에서 원재(10)를 뒤집어 테이블(20)에 올려놓을 때, 가상의 z축을 기준으로 원재(10)가 뒤틀리게 위치할 수밖에 없기에,

본 발명에서는 별도의 측정기(예 : 인디케이터)를 이용해 상기 위치가이드(111)가 테이블(20)의 y축 선상에 위치하도록 z축을 기준으로 원재(10)를 회전시키면서 상호 일치시키게 된다.

상기 제18단계는

상기 제2 내지 제4 단계를 실시하는 단계로서,

전술한 바와 같이, 접착제(1)를 이용해 원재(10)를 테이블(20)에 최초 고정하고, 기준점(C1)과 중심점(C2)을 상호 일치시킨 후, 클램핑수단(40)을 이용해 원재(10)를 테이블(20)에 최종 고정하게 된다.

상기 제19단계는

도 15에 도시된 바와 같이,

원재(10)의 제1플레이트(11) 외주면에 프로파일, 즉 최종 프로파일(P2) 형성을 위하여 정삭(Finishing)하는 단계로서,

도 15의 "C"에서와 같이, 황삭에 의해 형성된 최초 프로파일(P1)에 대해 연삭기의 정삭휠을 이용해 정삭하여 최종 프로파일(P2)을 형성하게 된다.

이때 정삭 가공 이후 최종 프로파일(P2)에 대해 초사상(超仕上, Super-finishing) 가공이 더 이루어질 수 있다.

상기 제20단계는

도 16에 도시된 바와 같이,

테이블(20)에 상기 위치가이드(111)와 암수 결합되기 위한 대응위치가이드(31)를 갖는 베이스(30)를 설치하는 단계로서,

이때 상기 대응위치가이드(31)의 길이방향이 테이블(20)의 y축 선상에 위치하도록 설치하게 된다.

상기 제21단계는

도 17에 도시된 바와 같이,

고정 해제시킨 원재(10)를 상기 베이스(30)의 y축을 기준으로 뒤집어 상기 위치가이드(111)가 상기 대응위치가이드(31)에 끼워지도록 상기 베이스(30)에 올려놓는 단계이다.

우선 상기 베이스(30)는 상기 대응위치가이드(31)의 탈장착을 위한 장착공간부(32)가 형성되되, 상기 장착공간부(32)는 상기 대응위치가이드(31) 보다 긴 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이는 최종 결과물인 이단 캠의 크기 등에 따라 상기 위치가이드(111)의 길이가 틀릴 수 있기에 이에 대처코자 상기 대응위치가이드(31)가 장착될 상기 장착공간부(32)의 길이를 길게 형성한 것이다.

그리고 원재(10)는 가상의 z축을 기준으로 회전되어 뒤틀린 상태가 아닌 황삭 가공 시 위치와 동일 또는 거의 유사한 위치 상태가 되는 것이다.

여기서 거의 유사한 위치 상태일 경우, 원재(10)가 가상의 z축을 기준으로 미세하게 회전되어 뒤틀려 있다 하더라도 황삭 가공 시 정삭 가공을 위해 여유를 준 두께가 마련되어 있기에 설정된 최종 프로파일(P2)에 맞게 정삭 가공이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

그리고 원재(10)에 대한 고정 해제는 상기 너트(432)를 풀고, 가압편(431)을 볼트(42)의 나선부(422)에서 빼냄으로서 최종 고정을 해제하게 되고,

접착제(1)는 절삭료 등을 이용해 녹임으로서 최초 고정을 해제하게 된다.

상기 제22단계는

베이스(30)에 원재(10)의 제1플레이트(11)를 최초 고정하는 단계로서,

상기 원재(10)의 제1플레이트(11)와 상기 베이스(30)의 상호 접면에 접착제(1)를 도포하게 된다.

상기 제23단계는

상기 제3단계와 동일하게, 연삭기에 설치된 측정기(예 : 인디케이터)를 이용해 원재(10)의 결합홀(13) 중심점(C2)과 연삭기가 실시할 연삭의 기준점(C1)을 일치시키게 된다.

상기 제24단계는

베이스(30)에 원재(10)를 최종 고정하는 단계로서,

우선, 상기 베이스(30)는 상기 볼트(42)의 나선부(422)가 통과되는 다수의 중심공(33)이 형성되되, 상기 각 중심공(33)은 상기 장착공간부(32)에 직교하는 방향으로 일정 간격을 두고 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 캠의 크기나 이에 형성될 상기 위치가이드(121)의 위치, 원재(10)의 결합홀(13) 위치 등을 고려하여 다수의 상기 중심공(33)을 마련하였다.

최종 고정을 위하여 상기 클램핑수단(40)을 이용하게 되는데,

테이블(20)의 삽입부(41)에 끼워진 볼트(42)의 나선부(422)가 상기 베이스(30)의 중심공(33)과 원재(10)의 결합홀(13)을 지나 상부로 노출된 상태에서 가압편(431)을 끼우고 너트(432)를 체결하게 된다.

상기 제25단계는

도 18에 도시된 바와 같이,

원재(10)의 제2플레이트(12) 외주면에 프로파일, 즉 최종 프로파일(P2) 형성을 위하여 정삭하는 단계이다.

도 18의 "D"에서와 같이, 황삭에 의해 형성된 최초 프로파일(P1)에 대해 연삭기의 정삭휠을 이용해 정삭하여 최종 프로파일(P2)을 형성하게 된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "이형의 이단 캠 제조방법"을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

P1 : 최초 프로파일 P2 : 최종 프로파일
C1 : 기준점 C2 : 중심점
10 : 원재
11 : 제1플레이트 111 : 위치가이드
12 : 제2플레이트 121 : 직선가이드
13 : 결합홀 131 : 키홈
20 : 테이블
30 : 베이스
31 : 대응위치가이드 32 : 장착공간부
33 : 중심공
40 : 클램핑수단
41 : 삽입부 42 : 볼트
421 : 헤드 422 : 나선부
43 : 홀딩부재 431 : 가압편
432 : 너트

Claims

상하 이격된 원형의 제1 및 제2 플레이트(11, 12)와, 이들의 중심을 상하 관통하는 샤프트 결합홀(13)로 이루어진 이단(二段)형 원재(10)에 있어,
테이블(20) 상부에 원재(10)의 제2플레이트(12)가 하부 측에 위치하도록 올려놓는 제1단계;
테이블(20)에 원재(10)의 제2플레이트(12)를 최초 고정하는 제2단계;
프로파일 형성을 위한 연삭의 기준점과 원재(10)의 결합홀(13) 중심점을 상호 일치시키는 제3단계;
테이블(20)에 원재(10)를 최종 고정하는 제4단계;
원재(10)의 제1플레이트(11) 외주면에 프로파일 형성을 위하여 황삭(Rough Grinding)하는 제5단계;
원재(10)의 제1플레이트(11)에서 편심된 일단(一端) 위치에 테이블(20)의 y축 선상으로 장홈 형태의 위치가이드(111)를 가공하는 제6단계;
원재(10)의 제2플레이트(12)에서 편심된 타단(他端) 위치에 테이블(20)의 y축 선상으로 커팅면 형태의 직선가이드(121)를 가공하는 제7단계;
고정 해제시킨 원재(10)를 테이블(20)의 y축을 기준으로 뒤집어 제1플레이트(11)가 하부 측에 위치하도록 테이블(20)에 올려놓는 제8단계;
테이블(20)의 y축 선상과 상기 직선가이드(121)를 상호 일치시키는 제9단계;
테이블(20)에 원재(10)의 제1플레이트(11)를 최초 고정하는 제10단계;
프로파일 형성을 위한 연삭의 기준점과 원재(10)의 결합홀(13) 중심점을 상호 일치시키는 제11단계;
테이블(20)에 원재(10)를 최종 고정하는 제12단계;
원재(10)의 제2플레이트(12) 외주면에 프로파일 형성을 위하여 황삭하는 제13단계;
원재(10)의 결합홀(13)에 키홈(131)을 가공하는 제14단계;
원재(10)의 결합홀(13)을 보링(boring)하는 제15단계;
고정 해제시킨 원재(10)를 테이블(20)의 y축을 기준으로 뒤집어 제2플레이트(12)가 하부 측에 위치하도록 테이블(20)에 올려놓는 제16단계;
테이블(20)의 y축 선상과 상기 위치가이드(111)를 상호 일치시키는 제17단계;
상기 제2 내지 제4 단계를 실시하는 제18단계;
원재(10)의 제1플레이트(11) 외주면에 프로파일 형성을 위하여 정삭(Finishing)하는 제19단계;
상기 테이블(20)에 상기 위치가이드(111)와 암수 결합되기 위한 대응위치가이드(31)를 갖는 베이스(30)를 설치하는 제20단계;
고정 해제시킨 원재(10)를 상기 베이스(30)의 y축을 기준으로 뒤집어 상기 위치가이드(111)가 상기 대응위치가이드(31)에 끼워지도록 상기 베이스(30)에 올려놓는 제21단계;
베이스(30)에 원재(10)의 제1플레이트(11)를 최초 고정하는 제22단계;
프로파일 형성을 위한 연삭의 기준점과 원재(10)의 결합홀(13) 중심점을 상호 일치시키는 제23단계;
베이스(30)에 원재(10)를 최종 고정하는 제24단계; 및
원재(10)의 제2플레이트(12) 외주면에 프로파일 형성을 위하여 정삭하는 제25단계;
를 포함하여 이루어진 이형의 이단 캠 제조방법.
제 1 항에 있어서,
원재(10)의 제1 및 제2 플레이트(11, 12) 외주면에 프로파일 형성을 위한 황삭 완료 시,
원재(10)의 제1 및 제2 플레이트(11, 12)에서 프로파일에 대하여 고주파 열처리하는 제13A단계와, 원재를 템퍼링(tempering) 처리하는 제13B단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이형의 이단 캠 제조방법.
제 2 항에 있어서,
원재(10)에 대한 고주파 열처리 및 템퍼링 처리 완료 시,
원재(10)의 제1 및 제2 플레이트(11, 12)에서 각 상부 및 하부 면을 평삭하는 제13C단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이형의 이단 캠 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
원재(10)의 제1 또는 제2 플레이트(11, 12)를 최초 고정하기 위하여 접착제(1)가 사용되는 것을 특징으로 하는 이형의 이단 캠 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
원재(10)를 최종 고정하기 위하여 클램핑수단(40)이 구비되되, 상기 클램핑수단(40)은 테이블(20)에 x축 방향으로 형성된 'ㅗ'형 삽입부(41), 상기 삽입부(41)에 위치하는 헤드(421)와 원재(10)의 결합홀(13)을 지나 상부로 노출되는 나선부(422)를 갖는 볼트(42), 그리고 상기 볼트(42)에 체결되어 조임에 의해 원재(10)를 가압하게 되는 홀딩부재(43)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이형의 이단 캠 제조방법.
제 5 항에 있어서,
상기 베이스(30)는 상기 대응위치가이드(31)의 탈장착을 위한 장착공간부(32)가 형성되되, 상기 장착공간부(32)는 상기 대응위치가이드(31) 보다 긴 길이를 갖고,
또 상기 베이스(30)는 상기 볼트(42)의 나선부(422)가 통과되는 다수의 중심공(33)이 형성되되, 상기 각 중심공(33)은 상기 장착공간부(32)에 직교하는 방향으로 일정 간격을 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이형의 이단 캠 제조방법.